CN105446277B - 一种半导体生产工艺配方的管控方法及系统 - Google Patents

一种半导体生产工艺配方的管控方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体生产工艺配方的管控方法及系统，包括步骤：首先，提供存储有关联配方的一组工艺设备；然后，识别其中一个工艺设备上存储的配方为基准配方；再将该组中其他工艺设备上存储的配方与所述基准配方一一参照对比，并生成差异报表，判断差异报表中每一个工艺设备的配方与基准配方的差异信息，若差异信息符合工艺要求，则投产；不符合则放弃投产。本发明通过系统定义关联配方，识别基准配方后自动实施参照管理，提高了配方部署过程的可靠性。

Description

一种半导体生产工艺配方的管控方法及系统
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种半导体生产工艺配方的管控方法及系统。
背景技术
在集成电路制造领域，生产工艺配方(Recipe)是存储生产工艺信息的文件，其内容可包含工艺加工过程中的多个步骤以及各个步骤的各种工艺参数值和该步骤的持续时间，这些内容被保存在设备端。半导体制造的过程中每一个生产环节都离不开Recipe，设备可依靠Recipe的内容完成对物料的加工，由此看出，正是生产工艺配方真正决定生产原料作用于晶圆的步骤与方法，它是直接影响生产质量的关键。
在一个成熟的半导体制造生产线，通常同一生产步骤是可以由多个设备完的，这样不仅仅保证了设备利用率还支持多种产能调配策略，因此相同的Recipe需要部署在不同设备上。但由于设备自身的特性不尽相同，Recipe在部署到不同设备上的时候需要做出微调才能保证不同设备有相同的产出品质。
这些分布在不同生产设备上的用于同一生产步骤的Recipe，通常使用统一的Recipe ID，生产要求这些Recipe要保证主体信息一致，同时细部信息要有调整，这些Recipe之间存在一种不完全的一致性要求(简称：关联Recipe，Relational Recipe)。如何有效管理这些Recipe就成了一个决定能否高效生产的问题。
通常半导体生产系统包括可以设置和控制数个生产设备的生产工艺配方管理系统(Recipe Management System简称RMS)，连接至该RMS上的数个工作设备具有执行相同工艺步骤的Recipe。RMS支持将生产设备上的Recipe信息上传，并设置管控阀值(Spec)，在生产时检验Recipe的具体参数。这在很大程度上帮助了制程工程师(Process Engineer简称PE)管理在某一设备上的某一Recipe，但是针对这种存在多个设备上的有一定一致性关系的Recipe就显得力不能支了。
PE通常的做法是手动将不同设备上的相关Recipe进行对比，确认其间的差异信息，如果可以接受那么投产，否则认为Recipe设置有误，并人为去调整。没有任何系统保证PE的操作实施的频次与质量，且整个过程没有其他人员有力参与，完全处于“暗操作”状态，因此这个人工操作过程的可靠非常低。
设备上的Recipe的详细信息由于需要经过转译才可读，因此这部分信息集中在RMS系统中，与外部系统的接入性相对较低，这就导致由于相关Recipe的设置有误而造成的生产质量问题非常不易识别。
因此，提供一种新型的半导体生产工艺配方的管控方法及系统是本领域技术人员需要解决的课题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体工艺配方的管控方法及系统，用于解决现有技术中人为进行关联配方校准时可靠性低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种半导体生产工艺配方的管控方法，所述半导体生产工艺配方的管控方法至少包括步骤：
1)提供存储有关联配方的一组工艺设备；
2)识别其中一个工艺设备上存储的配方为基准配方；
3)将该组中其他工艺设备上存储的配方与所述基准配方一一参照对比，并生成差异报表，判断差异报表中每一个工艺设备的配方与基准配方的差异信息，若差异信息符合工艺要求，则投产；不符合则放弃投产。
作为本发明半导体生产工艺配方的管控方法的一种优化的方案，具有相同的设备信息和配方编号的一组配方定义为关联配方，所述关联配方既体现组内配方的一致性，又体现组内配方的差异性，具有关联配方的一组工艺设备用于执行相同的工艺步骤。
作为本发明半导体生产工艺配方的管控方法的一种优化的方案，所述设备信息包括设备型号、软件版本和生产用途。
作为本发明半导体生产工艺配方的管控方法的一种优化的方案，所述步骤2)中采用系统识别模块来识别基准配方，所述基准配方为组内第一个授权投产的配方。
作为本发明半导体生产工艺配方的管控方法的一种优化的方案，若系统识别模块无法识别基准配方，则手动选择产品产出质量最优的配方为基准配方。
本发明还提供一种半导体生产工艺配方的管控系统，所述半导体生产工艺配方的管控系统至少包括：
用于识别基准配方的识别模块；
用于对比关联配方中指定的配方与所述基准配方之间的差异并产生差异报表的对比模块；
用于显示所述差异信息的显示模块。
作为本发明半导体生产工艺配方的管控系统的一种优化的方案，所述管控系统还包括与签核系统相连的签核系统接口模块，通过签核系统接口模块将产生的差异报表以附件的形式传递到所述签核系统中。
作为本发明半导体生产工艺配方的管控系统的一种优化的方案，所述显示模块还用于显示指定工艺设备上配方的详细信息。
作为本发明半导体生产工艺配方的管控系统的一种优化的方案，所述基准配方为组内第一个授权投产的配方。
作为本发明半导体生产工艺配方的管控系统的一种优化的方案，所述基准配方为产品产出质量最优的配方。
如上所述，本发明的半导体生产工艺配方的管控方法及系统，包括步骤：首先，提供存储有关联配方的一组工艺设备；然后，识别其中一个工艺设备上存储的配方为基准配方；最后将该组中其他工艺设备上存储的配方与所述基准配方一一参照对比，并生成差异报表，判断差异报表中每一个工艺设备的配方与基准配方的差异信息，若差异信息符合工艺要求，则投产；不符合则放弃投产。
本发明的具有以下有益效果：
1、这个方法与制程工程师日常管理单一Recipe的工作结合在一起，没有增加额外的工作量。
2、这个方法在制程工程师决定投产Recipe的时刻由系统自动执行，不会有投产Recipe漏查的情况，而且关联配方组内差异信息完全公开给相关人员，过程公开结果明了。
3、由于差异信息以附加的形式由RMS系统中导出，因此为其他外部系统的接入提供了基础。
附图说明
图1为本发明的半导体生产工艺配方的管控方法的流程示意图。
图2为本发明半导体生产工艺配方的管控方法中的关联配方定义示意图。
图3为本发明半导体生产工艺配方的管控方法中的基准配方定义示意图。
图4为半导体生产工艺配方的管控系统结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
本发明提供一种半导体生产工艺配方的管控方法，如图1所示，所述半导体生产工艺配方的管控方法至少包括以下步骤：
步骤一，提供存储有关联配方的一组工艺设备；
步骤二，识别其中一个工艺设备上存储的配方为基准配方；
步骤三，将该组中其他工艺设备上存储的配方与所述基准配方一一参照对比，并生成差异报表，判断差异报表中每一个工艺设备的配方与基准配方的差异信息，若差异信息符合工艺要求，则投产；不符合则放弃投产。
下面结合具体附图对本发明的半导体生产工艺配方的管控方法进行详细的介绍。
首先进行步骤一，如图2所示，提供存储有关联配方的一组工艺设备，例如，工艺设备1、工艺设备2、工艺设备3和工艺设备4，每一个工艺设备存储关联配方组中对应的一个配方。
所述关联配方(Relational Recipe)，是一组存在于不同工艺设备上的配方A的集合。工艺设备通过这些存储于不同工艺设备上的配方A来执行相同的生产步骤，要求产品有一致的产出质量。一般，根据设备信息和配方编号(Recipe ID)两大维度将现有的配方划分组别。
优选地，所述设备信息主要包括设备型号、软件版本和生产用途等。
例如，设备型号为AMAT_公司的某反应舱式生产设备、软件版本为B**、该种设备用来生成阻挡特定物质间产生化学反应的保护层，这种具有相同设备型号、软件版本以及生产用途的被认为具有相同的设备信息。
所述配方编号是根据工艺流程中，每个生产步骤具体完成的步骤名来分配的，包含了产品大致类型和步骤名的简写信息。相同的产品类型和相同的生产步骤上的配方则被会赋予相同的配方编号。
例如，产品1和产品2属于相同的产品类型，产品类型名为P，生产流程大致相同，细部流程存在差异，但都存在生成阻挡层的生产步骤，步骤名为A，并且生产的阻挡层也是完全一致的，那么这个生产步骤A上的生产配方编号可以为PA.
因此，具有相同设备信息和配方编号的一组配方则被划分定义为关联配方，一方面，为了保证产品产出质量的相同，生产要求关联配方要保持主体信息一致，即相关性；另一方面，组内生产设备之间的生产特性会有不同，为了适应不同工艺设别的特性，生产要求组内配方根据设备自身的特性具有细微的差异性。
然后执行步骤二，如图3所示，识别其中一个工艺设备的配方为基准配方，如，识别出工艺设备2上的配方A为基准配方，其他设备1、3、4上的配方A则为待对比校验的配方。
所述基准配方(Base Line Recipe)是关联配方组内的一个配方，是关联配方组内其他配方的参考对象。所述基准配方的定义主要包含两个要素：配方编号和设备名。具体地，可以采用系统的识别模块来识别基准配方，系统的识别模块可以按照组内配方的建立顺序有系统自动完成。例如，可以自动默认一组关联配方中第一个授权投产的配方为基准配方。所述第一个授权投产的配方是指，该配方在某个特定的工艺设备上经过试运行，产出产品通过质量检验，并且产量达到某个特定要求的前提下，在此工艺设备上的此配方即被认为是第一个达到生产标准的可以授权投产的配方。如果系统无法识别出基准配方，也支持用户手动选择一个配方做参考，例如，可以选择产品产出质量最优的配方为组内的基准配方。
最后执行步骤三，将该组中其他工艺设备的配方与所述基准配方一一参照对比，并生成差异报表，判断差异报表中每一个工艺设备的配方与基准配方的差异信息，若差异信息符合工艺要求，则投产；不符合则放弃投产。
在投产申请时，系统的对比模块自动将即将投产的配方与组内识别的基准配方进行参照对比，生成差异报表交由工程师审核，作为工程师作为投产决策的依据。如果差异可接受，则可以投产；若差异不可接受，则放弃投产。对于放弃投产的配方，可以返工，继续对该配方进行调整，再重复步骤二和步骤三进行校验，直至配方满足投产的要求。
所述差异报表还可以以附件的形式由生产管理系统导出，为其他外部系统的接入提供基础。例如接入的外部系统为质量追踪和异常查询系统，用于分析质量异常原因。外部系统的接入使生产管理系统的功能更加完善。
综上所述，关联配方是一组存在于不同生产设备上的、详细信息大致相同的、并且配方编号一致的配方，需要预先将划分规则定义在系统中。在制程工程师提交申请要授权一个机台上的一个配方投产的时刻，系统自动根据关联配方组的定义，找到该配方相应的关联配方组，对比配方间的差异。这个差异信息以显著的形式显示在申请界面上用于提示工程师，同时差异信息以报表的形式参与到申请流程中，使签核流程中的所有人都可以获悉关联配方组内的差异。如果工程师或者签核人认为组间差异过大，则可以放弃投产，选择返工；如果认为组内差异可以接受，那么继续签核直至核准成功投产。
经过系统上线运行之后，每个月配方投产申请约350次，每次提交的投产需求都经过了基准配方的差异性校验，保障了关联配方组的有效管理。
实施例二
本发明还提供一种半导体生产工艺配方的管控系统，如图4所示，用于实现实施例一中半导体生产工艺配方的管控方法，所述管控系统至少包括：识别模块、对比模块和显示模块，根据用户需求还可以包含签核系统签核模块。
请参阅图4，所述识别模块、对比模块、显示模块、以及签核系统签核模块构成投产申请的界面程序。
所述识别模块用于识别关联配方组内的基准配方，若识别模块出现错误，找不到基准配方，则提示用户手动选择一个配方作为基准配方，例如可以选择产品产出质量最优的配方为组内的基准配方。
所述对比模块用于对比关联配方中指定的配方与所述基准配方之间的差异并产生差异报表。用户在申请界面上指定要对比的两个配方，所述显示模块上则会显示指定设备上指定配方的详细参数信息以及指定配方之间的差异信息，一目了然，便于工程师做投产决策。
如果用户需要，可以通过签核系统接口模块触发签核系统，将对比模块产生的差异报表以附件的形式传递到签核系统中去。
通过该管控系统，保证了关联配方在不同设备上的一致性，并且有效地控制了因设备特性而导致的差异。由于差异信息导出，其他外部系统可以方便的接入管控系统，若配方有误则非常容易识别，降低出现生产质量不合格的风险。
综上所述，本发明提供一种半导体生产工艺配方的管控方法及系统，包括步骤：首先，提供具有关联配方的一组工艺设备；然后，识别其中一个工艺设备的配方为基准配方；再将该组中其他工艺设备的配方与所述基准配方一一参照对比，并生成差异报表，判断差异报表中每一个工艺设备的配方与基准配方的差异信息，若差异信息符合工艺要求，则投产；不符合则放弃投产。本发明通过系统定义关联配方，识别基准配方自动实施参照管理的方法，提高了配方部署过程的可靠性。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种半导体生产工艺配方的管控方法，其特征在于，所述半导体工艺配方的管控方法至少包括步骤：
1)提供存储有关联配方的一组工艺设备；
2)识别其中一个工艺设备上存储的配方为基准配方；
3)将该组中其他工艺设备上存储的配方与所述基准配方一一参照对比，并生成差异报表，判断差异报表中每一个工艺设备的配方与基准配方的差异信息，若差异信息符合工艺要求，则投产；不符合则放弃投产。
2.根据权利要求1所述的半导体生产工艺配方的管控方法，其特征在于：具有相同的设备信息和配方编号的一组配方定义为关联配方，所述关联配方既体现组内配方的一致性，又体现组内配方的差异性，具有关联配方的一组工艺设备用于执行相同的工艺步骤。
3.根据权利要求2所述的半导体生产工艺配方的管控方法，其特征在于：所述设备信息包括设备型号、软件版本和生产用途。
4.根据权利要求1所述的半导体生产工艺配方的管控方法，其特征在于：所述步骤2)中采用系统识别模块来识别基准配方，所述基准配方为组内第一个授权投产的配方。
5.根据权利要求4所述的半导体生产工艺配方的管控方法，其特征在于：若系统识别模块无法识别基准配方，则手动选择产品产出质量最优的配方为基准配方。
6.一种半导体生产工艺配方的管控系统，其特征在于，所述半导体生产工艺配方的管控系统至少包括：
用于识别基准配方的识别模块；
用于对比关联配方中指定的配方与所述基准配方之间的差异并产生差异报表的对比模块；
用于显示所述差异信息的显示模块。
7.根据权利要求6所述的半导体生产工艺配方的管控系统，其特征在于：所述管控系统还包括与签核系统相连的签核系统接口模块，通过签核系统接口模块将产生的所述差异报表以附件的形式传递到所述签核系统中。
8.根据权利要求6所述的半导体生产工艺配方的管控系统，其特征在于：所述显示模块还用于显示指定工艺设备上配方的详细信息。
9.根据权利要求6所述的半导体生产工艺配方的管控系统，其特征在于：所述基准配方为组内第一个授权投产的配方。
10.根据权利要求6所述的半导体生产工艺配方的管控系统，其特征在于：所述基准配方为产品产出质量最优的配方。
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