CN105489524A - 化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法 - Google Patents

化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法，该方法中，先确定关键工序及关键工序的制程参数，再在关键工序上实时采集预设批次在制品的第一制程参数，如果根据第一制程参数判定工艺水平不达标，则控制生产机台停机，工程师进行工艺调整后生产机台继续生产，然后再次在关键工序上实时采集预设批次在制品的第二制程参数，最后对第一制程参数和第二制程参数进行显著性水平为0.05的t检验得到t检验统计量，如果t检验统计量小于或等于预设统计量，则控制生产机台停机并发出报警，以使工程师继续进行工艺调整。通过上述方式，本发明可以为工程师是否再次进行工艺调整提供有力的理论依据。

Description

化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法
技术领域
本发明涉及半导体制造工艺技术领域，特别是涉及一种化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法。
背景技术
在化合物半导体产品的制造工厂中，由于工艺流程复杂，原材料成本较高、厂房及机台投资较大、折旧较慢，因此决定了其行业竞争优势在于精确的工艺状态控制及稳定的在制品良率提升，因为这不仅可以满足客户的交货期及质量要求，还可以严格控制企业内部的制造成本、最大化工厂的产能利用率。而要控制工艺状态和提升在制品良率，必须实时对在制品的工艺制程参数进行采集、监控和分析。
在现有的工艺能力分析方法中，通常采用Ca(工艺准确度)、Cp(工艺精密度)、Cpk(工艺能力指数)、CV(变异系数)等指标对在制品的工艺水平进行分析，即便是在改善在制品的工艺仍简单地采用以上指标进行分析，只要Ca、Cp、Cpk、CV满足预期即可，然而，Ca、Cp、Cpk、CV仅是通过样本抽样得来，并不能真实、科学地反映工艺改善后的整体工艺能力，这将导致即使工艺改善无效，生产线仍然在运转，直到大批次品或废品产出后才发现问题，既降低了产品质量，也增加了制造成本。
发明内容
因此，本发明针对上述问题，提出一种化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法，以有效克服上述缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法，其包括：S1：确定化合物半导体产品制造过程中的关键工序，并设定所述关键工序的制程参数的抽样采集规则及抽样采集范围；S2：根据所述抽样采集规则及抽样采集范围，在所述关键工序上实时采集预设批次在制品的第一制程参数；S3：根据采集到的预设批次在制品的第一制程参数判断预设批次在制品的工艺水平是否达到管制标准；S4：如果预设批次在制品的工艺水平没有达到管制标准，控制所述关键工序对应的生产机台停机并发出报警，以使工程师进行工艺调整；S5：根据工程师发出的停机解除指令终止所述关键工序对应的生产机台停机；S6：根据所述抽样采集规则及抽样采集范围再次在所述关键工序上实时采集预设批次在制品的第二制程参数；S7：对所述第一制程参数和第二制程参数进行显著性水平为0.05的t检验，并根据所述第一制程参数和第二制程参数的均值、方差计算得到t检验统计量；S8：判断所述t检验统计量是否大于预设统计量；S9：如果小于或等于预设统计量，则控制所述关键工序对应的生产机台停机并发出报警，并重复进行步骤S5。
区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：可以为工程师是否再次进行工艺调整提供有力的理论依据，并协助工程师确认工艺调整后与调整前的工艺能力是否有显著性提升。
附图说明
图1是本发明实施例化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法的示意图。本实施例的工艺验证方法包括以下步骤：
S1：确定化合物半导体产品制造过程中的关键工序，并设定关键工序的制程参数的抽样采集规则及抽样采集范围。
其中，关键工序可以是对产品的良率有重要影响的工序。关键工序的制程参数可以是对产品性能，例如DC(直流)/RF(射频)性能等相关性较大或影响较大的参数。具体而言，可以通过相关性、回归分析确定关键工序的制程参数。
S2：根据抽样采集规则及抽样采集范围，在关键工序上实时采集预设批次在制品的第一制程参数。
其中，预设批次的具体数值可以根据实际需要确定，可以是1个批次，也可以是3个批次。并且进一步地，每批次的在制品数量也可以根据实际需要确定。
S3：根据采集到的预设批次在制品的第一制程参数判断预设批次在制品的工艺水平是否达到管制标准。
其中，在制品的工艺水平主要基于Ca(工艺准确度)、Cp(工艺精密度)、Cpk(工艺能力指数)、CV(变异系数)等进行判断分析，如果一旦某个或多个批次的Ca、Cp、Cpk、CV无法达到预设标准，即判定预设批次在制品的工艺水平没有达到管制标准。
S4：如果预设批次在制品的工艺水平没有达到管制标准，控制关键工序对应的生产机台停机并发出报警，以使工程师进行工艺调整。
其中，生产机台停机后，生产机台停止生产。同时生产机台发出报警，相关工程师接到报警后，进行相应的工艺调整。工艺调整包括工艺变更、机台维护等。
S5：根据工程师发出的停机解除指令终止关键工序对应的生产机台停机。
其中，工程师进行工艺调整后，可以发出停机解除指令。停机解除指令发出后，生产机台终止停机，继续生产。
S6：根据抽样采集规则及抽样采集范围再次在关键工序上实时采集预设批次在制品的第二制程参数。
其中，第二制程参数与第一制程参数分别是工艺调整后和工艺调整前的两组数据。
S7：对第一制程参数和第二制程参数进行显著性水平为0.05的t检验，并根据第一制程参数和第二制程参数的均值、方差计算得到t检验统计量。
S8：判断t检验统计量是否大于预设统计量。
S9：如果小于或等于预设统计量，则控制关键工序对应的生产机台停机并发出报警，并重复进行步骤S5。
其中，t检验统计量小于或等于预设统计量，表示两组数据所代表的整体差异不显著，可验证工艺调整前后的效果不明显。此时，再次控制生产机台停机并发出报警，以使工程师继续进行工艺调整，防止未达到工艺要求的生产机台继续生产残次品。工程师进行工艺调整后，重复进行步骤S5，进而继续进行步骤S6-S8，直到t检验统计量大于预设统计量。
下面将通过两个具体实例对本实施例的工艺验证方法进行详细说明。
具体实例1
在该实例中，关键工序为欧姆接触工序，欧姆接触工序的制程参数为蒸发金属厚度，抽样采集规则及抽样采集范围为每连续3个批次抽样一个批次的全部25片晶圆。
首先，根据抽样采集规则及抽样采集范围在欧姆接触工序上实时采集在制品的蒸发金属厚度参数值得到第一制程参数，并对第一制程参数基于Ca、Cp、Cpk、CV等进行分析，其中，Cpk为1.24，小于预设标准1.33，则判定在制品的工艺水平没有达到管制标准，此时控制蒸发金属机台停机并发出报警。
工程师根据报警对蒸发金属工艺进行变更或对蒸发金属机台进行维护，完成工艺调整后，工程师发出的停机解除指令，蒸发金属机台继续生产。
然后，根据抽样采集规则及抽样采集范围再次在欧姆接触工序上实时采集在制品的蒸发金属厚度参数值得到第二制程参数，第二制程参数与第一制程参数分别是工艺调整后和工艺调整前的两组数据。
最后，假设第一制程参数和第二制程参数所代表的总体工艺无显著差异，两组参数均为32个批次的在制品的参数值，自由度为32-1＝31，将两组数据进行显著性水平为0.05的t检验，得到t检验统计量的值为2.012，小于预设统计量t0.05/31的值2.040，表示两组数据所代表的整体差异不显著，验证结果为工艺调整前后的效果不明显，此时，再次控制蒸发金属机台停机并发出报警，以使工程师继续进行工艺调整。
具体实例2
在该实例中，关键工序为光罩工序，光罩工序的制程参数为CD线宽，抽样采集规则及抽样采集范围为每连续3个批次抽样一个批次的全部25片晶圆。
首先，根据抽样采集规则及抽样采集范围在欧姆接触工序上实时采集在制品的CD线宽参数值得到第一制程参数，并对第一制程参数基于Ca、Cp、Cpk、CV等进行分析，其中，Cpk为1.07，小于预设标准1.33，则判定在制品的工艺水平没有达到管制标准，此时控制曝光机台停机并发出报警。
工程师根据报警对光罩工艺进行变更或对曝光机台进行维护，完成工艺调整后，工程师发出的停机解除指令，曝光机台继续生产。
然后，根据抽样采集规则及抽样采集范围再次在光罩工序上实时采集在制品的CD线宽参数值得到第二制程参数，第二制程参数与第一制程参数分别是工艺调整后和工艺调整前的两组数据。
最后，假设第一制程参数和第二制程参数所代表的总体工艺无显著差异，两组参数均为35个批次的在制品的参数值，自由度为35-1＝34，将两组数据进行显著性水平为0.05的t检验，得到t检验统计量的值为2.063，大于预设统计量t0.05/34的值2.032，表示两组数据所代表的整体差异显著，验证结果为工艺调整前后的效果明显，光罩工序的曝光机台可继续生产。
通过上述方式，本发明实施例的化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法通过在现有工艺能力指标分析的基础上结合统计学算法对化合物半导体产品制造过程中的工艺能力进行验证，从而可以为工程师是否再次进行工艺调整提供有力的理论依据，并协助工程师确认工艺调整后与调整前的工艺能力是否有显著性提升。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种化合物半导体产品制造过程中的工艺验证方法，其特征在于，包括：
S1：确定化合物半导体产品制造过程中的关键工序，并设定所述关键工序的制程参数的抽样采集规则及抽样采集范围；
S2：根据所述抽样采集规则及抽样采集范围，在所述关键工序上实时采集预设批次在制品的第一制程参数；
S3：根据采集到的预设批次在制品的第一制程参数判断预设批次在制品的工艺水平是否达到管制标准；
S4：如果预设批次在制品的工艺水平没有达到管制标准，控制所述关键工序对应的生产机台停机并发出报警，以使工程师进行工艺调整；
S5：根据工程师发出的停机解除指令终止所述关键工序对应的生产机台停机；
S6：根据所述抽样采集规则及抽样采集范围再次在所述关键工序上实时采集预设批次在制品的第二制程参数；
S7：对所述第一制程参数和第二制程参数进行显著性水平为0.05的t检验，并根据所述第一制程参数和第二制程参数的均值、方差计算得到t检验统计量；
S8：判断所述t检验统计量是否大于预设统计量；
S9：如果小于或等于预设统计量，则控制所述关键工序对应的生产机台停机并发出报警，并重复进行步骤S5。
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