CN106155005B - 一种机台制程参数偏移的管控系统及方法 - Google Patents

一种机台制程参数偏移的管控系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种机台制程参数偏移的管控系统及方法，包括提供制程参数的生产数据监控模块；提供机台维护周期的机台维护管理模块；将制程参数按维护周期分段的制程参数分段模块；根据分段的制程参数数据得到制程参数的数据特征的数据特征产生模块；根据当前维护周期内多个数据及制程参数的数据特征得到当前维护周期内的可信区间的可信区间产生模块。本发明对具有维护周期偏移特性的制程参数按维护周期分段，经程序化计算后得到该参数的数据特征，并根据当前维护周期内的少量数据得到该维护周期内的可信区间，通过对不同维护周期内的可信区间的分别设定，避免制程参数的可信区间设定不当导致的生产和管理问题，大大提高半导体生产中的质量。

Description

一种机台制程参数偏移的管控系统及方法
技术领域
本发明涉及半导体生产领域，特别是涉及一种机台制程参数偏移的管控系统及方法。
背景技术
半导体机台制程参数是指在半导体制程中表征生产设备性能的数据的集合，包括温度、压力、电流、浓度、时间等。这些参数的准确和稳定与否决定了每道工序的质量，如果在晶圆加工过程中某些参数出现异常，就有可能会影响到晶圆的最终良率。
目前我们的系统提供工程师给所有制程参数数据设定它们的可信区间，即当制程参数数值处于某个范围之内时，我们认为这个参数是可信任的，这样设定以后，一旦发生数据异常(超出可信区间范围)即可迅速采取预先设定好的动作，进行暂停产品的生产、机台停止运行、发邮件或电话提醒相关工程师进行处理。
半导体机台需要做定期维护(Plan Maintain，PM)，以确保设备在晶圆加工过程中表现良好。如图1～图2所示，经过定期维护之后，机台的部分关键制程参数会发生偏移，这种偏移是可预见的，属于正常现象，但是偏移量随机。由偏移带来的问题是这些具有偏移特性的制程参数的可信区间的设置非常困难，如何精准的设置这些具有偏移特性的关键制程参数的合理上下限，是当前我们需要解决的问题。
目前并无有效的途径去得到这些随定期维护而发生偏移的关键制程参数的可信区间。当前的处理方式大致如下：
假设所述机台为蚀刻区机台，具有定期维护偏移特性的制程参数为蚀刻液的浓度，如图1所示，为了避免错误警报过多，设置一个相对宽松的可信区间(16，50)；但是由于该可信区间的范围相对宽松，经蚀刻后的产品质量得不到保证，出现异常点也无法捕捉到，直到发生严重事故之后才会发现可信区间不合适，需缩紧该参数的可信区间。如图2所示，重设一个相对紧的可信区间(24，46)，而相对紧的可信区间导致错误警报上升，进而分散工程师注意力。相对紧的可信区间不仅捕捉到了异常点，同时将正常数据误认为是警报数据，导致报警增多，工程师需一一确认以排除警报，需要再适度放松该参数的可信区间，以降低错误警报。如此反复，每次调整取决于工程师经验，耗时耗力，而且都属于事后诸葛，亡羊补牢。并且这些制程参数数据随定期维护而发生偏移的特性导致不可能存在一个最终合理的可信区间，所以这种现象会一直持续下去。
因此，如何确定随机台定期维护而发生偏移的制程参数的可信区间已成为本领域技术人员亟待解决的问题。
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机台制程参数偏移的管控系统及方法，用于解决现有技术中制程参数随机台定期维护而发生偏移导致的可信区间难以确定的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种机台制程参数偏移的管控系统，所述机台制程参数偏移的管控系统至少包括：
生产数据监控模块，用于对机台生产过程中的制程参数进行监控，并对超出所述制程参数可信区间的数据进行报警；
机台维护管理模块，用于提供所述机台的维护周期信息；
制程参数分段模块，连接于所述生产数据监控模块及所述机台维护管理模块，用于将具有偏移特性的制程参数按所述维护周期分段；
数据特征产生模块，连接于所述制程参数分段模块，用于根据所述制程参数分段模块输出的若干段按所述维护周期分段的制程参数数据得到所述制程参数的数据特征；
可信区间产生模块，连接于所述生产数据监控模块及所述数据特征产生模块，从所述生产数据监控模块获取当前维护周期内初期的多个制程参数数据，结合所述制程参数的数据特征得到当前维护周期内的可信区间，并将当前维护周期内的可信区间输出给所述生产数据监控模块，以及时调整所述生产数据监控模块中的所述可信区间。
优选地，所述数据特征产生模块根据不少于2段按所述维护周期分段的制程参数数据得到所述制程参数的数据特征。
优选地，所述可信区间产生模块从所述生产数据监控模块获取当前维护周期内初期的20～30个数据以结合所述制程参数的数据特征得到当前维护周期内的可信区间。
优选地，还包括可信区间触发模块，连接于所述生产数据监控模块及所述可信区间产生模块，用于在当前维护周期内采集到的数据量达到第一设定量后触发所述可信区间产生模块产生所述可信区间并应用于所述生产数据监控模块。
更优选地，所述第一设定量为20～30。
优选地，还包括调整模块，连接于所述生产数据监控模块、所述数据特征产生模块及所述可信区间产生模块，用于根据所述生产数据监控模块的反馈调整所述制程参数的数据特征及所述可信区间。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种机台制程参数偏移的管控方法，所述机台制程参数偏移的管控方法至少包括：
基于制程参数分段模块从生产数据监控模块及机台维护管理模块分别获取机台的制程参数及所述机台的维护周期信息，将所述机台的制程参数按所述机台的维护周期分段；
基于数据特征产生模块根据若干段按所述维护周期分段的制程参数数据得到所述制程参数的数据特征；
基于可信区间产生模块利用所述制程参数的数据特征及当前维护周期内的多个所述制程参数数据得到当前维护周期内的可信区间；
所述生产数据监控模块应用当前维护周期内的可信区间，对发生偏移的当前维护周期内的制程参数进行监控。
优选地，所述制程参数包括温度、压力、电流、浓度或时间。
优选地，所述制程参数的数据特征需不少于2段按所述维护周期分段的制程参数数据获得。
优选地，所述可信区间需所述制程参数的数据特征及20～30个当前维护周期内的制程参数数据获得。
优选地，在当前维护周期内采集到的数据量达到第二设定量后自动触发所述可信区间的产生和生效。
优选地，所述第二设定量为20～30。
如上所述，本发明的机台制程参数偏移的管控系统及方法，具有以下有益效果：
本发明的机台制程参数偏移的管控系统及方法从机台维护管理模块获取机台的维护周期起始时间点及终止时间点，从而对具有维护周期偏移特性的制程参数按维护周期分段，经程序化计算后得到该参数的数据特征，并根据当前维护周期内的少量数据得到该维护周期内的可信区间，通过不同维护周期内的可信区间的分别设定，避免具有维护周期偏移特性的制程参数的可信区间设定不当导致的生产和管理问题，大大提高半导体生产中的质量和效率问题。
附图说明
图1显示为现有技术中的宽可信区间的生产数据监控示意图。
图2显示为现有技术中的窄可信区间的生产数据监控示意图。
图3显示为本发明中的机台制程参数偏移的管控系统示意图。
图4显示为本发明中的机台制程参数偏移的管控方法流程示意图。
图5显示为本发明中的分段可信区间的生产数据监控示意图。
元件标号说明
1 机台制程参数偏移的管控系统
11 生产数据监控模块
12 机台维护管理模块
13 制程参数分段模块
14 数据特征产生模块
15 可信区间产生模块
16 可信区间触发模块
17 调整模块
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。
请参阅图3～图5。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。
如图3所示，本发明提供一种机台制程参数偏移的管控系统1，所述机台制程参数偏移的管控系统1至少包括：
生产数据监控模块11、机台维护管理模块12、制程参数分段模块13、数据特征产生模块14、可信区间产生模块15、可信区间触发模块16及调整模块17。
所述生产数据监控模块11连接于所述可信区间产生模块15，所述生产数据监控模块11中提供机台的实时生产数据，包括各制程参数，具体地，包括温度、压力、电流、浓度或时间。所述生产数据监控模块11根据所述可信区间产生模块15提供的可信区间，监控所述机台的制程参数，对超出所述制程参数可信区间的数据采取暂停产品生产、停止机台运行、发邮件或电话提醒相关工程师等报警措施，以实现安全生产。
所述机台维护管理模块12，用于提供所述机台的维护信息，包括维护周期的开始和结束的时间点。所述机台的维护周期与其本身的损耗有关，不同机台的维护周期各不相同，即使是同一机台，操作不同其维护周期也不相同，维护周期根据具体情况做具体设定，不限定具体时间。
所述制程参数分段模块13连接于所述生产数据监控模块11及所述机台维护管理模块12，所述制程参数分段模块13从所述生产数据监控模块11获取机台的制程参数数据，所述制程参数具有维护周期偏移特性，即在机台维护后会发生偏移，该偏移量随机；所述制程参数分段模块13从所述机台维护管理模块12获取机台各维护周期的开始和结束的时间点。所述制程参数分段模块13将所述制程参数按所述维护周期分段。
所述数据特征产生模块14连接于所述制程参数分段模块13，从所述制程参数分段模块13获取若干段按所述维护周期分段的制程参数数据，经过程序化计算得到所述制程参数的数据特征。在本实施例中，按所述维护周期分段的制程参数的段数不少于2段，段数越多，所述制程参数的数据特征越精确。在本实施例中，通过对各维护周期内的所述制程参数的统计分析得到所述制程参数的数据特征。
所述可信区间产生模块15连接于所述生产数据监控模块11及所述数据特征产生模块14，从所述生产数据监控模块11获取当前维护周期初期的多个制程参数数据，获取的数据量越多，设定的所述可信区间越精准，但是同时也比较费时，因此，获取数据量一般设定为20～30个，在本实施例中，获取的当前维护周期内的制程参数数据量设定为20个。结合所述制程参数的数据特征得到当前维护周期内的可信区间，并将当前维护周期内的可信区间输出给所述生产数据监控模块11，以及时调整所述生产数据监控模块11中的所述可信区间，对各维护周期内的制程参数进行更精确的管控。
所述可信区间触发模块16连接于所述生产数据监控模块11及所述可信区间产生模块15，在所述生产数据监控模块11中当前维护周期内采集到的数据量达到第一设定量后触发所述可信区间产生模块15产生所述可信区间并应用于所述生产数据监控模块11。所述第一设定量为20～30，当前维护周期内采集到的数据量达到20～30个时，得出的所述可信区间可满足生产要求，在本实施例中，所述第一设定量为20。
所述调整模块17连接于所述生产数据监控模块11、所述数据特征产生模块14及所述可信区间产生模块15，根据所述生产数据监控模块11的反馈可及时调整所述制程参数的数据特征及所述可信区间。
与现有技术中的可信区间有效期长(常常跨越多个维护周期)相比，本发明的机台制程参数偏移的管控系统对各不同维护周期内的可信区间的分别进行设定，一举解决可信区间的准确性及误报警兼顾的问题。
如图3～图5所示，本发明提供一种机台制程参数偏移的管控方法，所述机台制程参数偏移的管控方法包括：
如图3～图4所示，基于制程参数分段模块13从生产数据监控模块11及机台维护管理模块12分别获取机台的制程参数及所述机台的维护周期信息，将所述机台的制程参数按所述机台的维护周期分段。
具体地，本方法适用于半导体生产中的任意机台，在本实施例中，以蚀刻区机台为例。所述制程参数包括温度、压力、电流、浓度或时间中的一种，
具体地，在本实施例中，具有定期维护偏移特性的制程参数为蚀刻液的浓度，随着所述蚀刻区机台的定期维护，所述蚀刻液的浓度会发生周期性偏移，且偏移量随机。
具体地，在本实施例中，所述蚀刻区机台的维护周期设定为一周，起始时间为每周一的0点，终止时间为每周日的24点。则将所述蚀刻液浓度的历史数据以每周一的0点到每周日的24点为一个周期划分为多段，各维护周期中的所述蚀刻液浓度数据周期性发生偏移，且偏移量不定。
如图3～图4所示，基于数据特征产生模块14根据若干段按所述维护周期分段的制程参数数据得到所述制程参数的数据特征。
具体地，获取若干段按所述维护周期分段的制程参数数据，其中，按所述维护周期分段的制程参数数据不少于2段，段数越多，数据越全面，得到的所述制程参数的数据特征越精准，在本实施例中，以2段按所述维护周期分段的所述蚀刻液浓度数据进行计算得到所述蚀刻液浓度的数据特征。
具体地，在本实施例中，所述蚀刻液浓度的数据特征的计算方法具体为：对2段按所述维护周期分段的所述蚀刻液浓度数据进行统计分析，以确定所述蚀刻液浓度在各维护周期中正常数据的分布范围，进一步得到各分布范围跨度的均值，所述分布范围跨度的均值即为所述蚀刻液浓度的数据特征。其他可得出所述制程参数的数据特征的统计分析方法也适用于本发明，在此不一一赘述。
如图3～图4所示，基于可信区间产生模块15利用所述制程参数的数据特征及当前维护周期内的多个所述制程参数数据得到当前维护周期内的可信区间。
具体地，读取当前维护周期内初期的多个所述蚀刻液浓度数据，数据量一般设定为20～30个，在本实施例中，读取当前维护周期内的20个数据。当读取当前维护周期内的所述蚀刻液浓度数据量达到第二设定量后，自动触发所述可信区间的计算，所述第二设定量设定为20～30个，此时计算得到的可信区间符合生产要求，在本实施例中，所述第二设定量设定为20个。
具体地，计算得到上述20个数据的均值，将所述数据特征与该20个数据的均值结合计算得到当前维护周期内的可信区间。在本实施例中，将所述分布范围跨度的均值对称分布于该20个数据的均值两侧，由此得到当前维护周期内的可信区间。
如图3～图4所示，所述生产数据监控模块11应用当前维护周期内的可信区间，对发生偏移的当前维护周期内的制程参数进行监控。
具体地，当前维护周期内的可信区间应用于所述生产数据监控模块11，对当前维护周期内的制程参数进行监控，当制程参数超出当前维护周期内的可信区间时，系统发出报警信号。调整模块17根据所述生产数据监控模块11的反馈可对所述数据特征及所述可信区间进行调整，以实现实时动态调整。
如图5所示，在本实施例中，仅显示两个维护周期变换处的数据。本发明的机台制程参数偏移的管控系统及方法对第一维护周期及第二维护周期分别进行可信区间的设定，由图可知，第一可信区间设定为(18，38)，第二可信区间设定为(28，48)。所述第二维护周期的初期(在本实施例中，为读取20个数据的时间)为所述第二可信区间的计算时间。由于所述第一维护周期与所述第二维护周期内的数据存在明显的偏移，在分别设定可信区间后可有效避免可信区间的设定过宽或过窄的问题，大大提高半导体生产的安全性及产品的质量。
综上所述，本发明的机台制程参数偏移的管控系统，包括提供制程参数的生产数据监控模块；提供机台维护周期的机台维护管理模块；将具有偏移特性的制程参数按所述维护周期分段的制程参数分段模块；根据若干按所述维护周期分段的制程参数数据得到所述制程参数的数据特征的数据特征产生模块；根据当前维护周期内制程参数初期的多个数据及所述制程参数的数据特征得到当前维护周期内的可信区间的可信区间产生模块。本发明机台制程参数偏移的管控方法对具有维护周期偏移特性的制程参数按维护周期分段，经程序化计算后得到该参数的数据特征，并根据当前维护周期内的少量数据得到该维护周期内的可信区间，通过不同维护周期内的可信区间的分别设定，避免具有维护周期偏移特性的制程参数的可信区间设定不当导致的生产和管理问题，大大提高半导体生产中的质量和效率问题。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 (12)

1.一种机台制程参数偏移的管控系统，其特征在于，所述机台制程参数偏移的管控系统至少包括：
生产数据监控模块，用于对机台生产过程中的制程参数进行监控，并对超出所述制程参数可信区间的数据进行报警；
机台维护管理模块，用于提供所述机台的维护周期信息；
制程参数分段模块，连接于所述生产数据监控模块及所述机台维护管理模块，用于将具有偏移特性的制程参数按所述维护周期分段；
数据特征产生模块，连接于所述制程参数分段模块，用于根据所述制程参数分段模块输出的若干段按所述维护周期分段的制程参数数据得到所述制程参数的数据特征；
可信区间产生模块，连接于所述生产数据监控模块及所述数据特征产生模块，从所述生产数据监控模块获取当前维护周期内初期的多个制程参数数据，结合所述制程参数的数据特征得到当前维护周期内的可信区间，并将当前维护周期内的可信区间输出给所述生产数据监控模块，以及时调整所述生产数据监控模块中的所述可信区间。
2.根据权利要求1所述的机台制程参数偏移的管控系统，其特征在于：所述数据特征产生模块根据不少于2段按所述维护周期分段的制程参数数据得到所述制程参数的数据特征。
3.根据权利要求1所述的机台制程参数偏移的管控系统，其特征在于：所述可信区间产生模块从所述生产数据监控模块获取当前维护周期内初期的20～30个数据以结合所述制程参数的数据特征得到当前维护周期内的可信区间。
4.根据权利要求1所述的机台制程参数偏移的管控系统，其特征在于：还包括可信区间触发模块，连接于所述生产数据监控模块及所述可信区间产生模块，用于在当前维护周期内采集到的数据量达到第一设定量后触发所述可信区间产生模块产生所述可信区间并应用于所述生产数据监控模块。
5.根据权利要求4所述的机台制程参数偏移的管控系统，其特征在于：所述第一设定量为20～30。
6.根据权利要求1所述的机台制程参数偏移的管控系统，其特征在于：还包括调整模块，连接于所述生产数据监控模块、所述数据特征产生模块及所述可信区间产生模块，用于根据所述生产数据监控模块的反馈调整所述制程参数的数据特征及所述可信区间。
7.一种机台制程参数偏移的管控方法，其特征在于，所述机台制程参数偏移的管控方法至少包括：
基于制程参数分段模块从生产数据监控模块及机台维护管理模块分别获取机台的制程参数及所述机台的维护周期信息，将所述机台的制程参数按所述机台的维护周期分段；
基于数据特征产生模块根据若干段按所述维护周期分段的制程参数数据得到所述制程参数的数据特征；
基于可信区间产生模块利用所述制程参数的数据特征及当前维护周期内的多个所述制程参数数据得到当前维护周期内的可信区间；
所述生产数据监控模块应用当前维护周期内的可信区间，对发生偏移的当前维护周期内的制程参数进行监控。
8.根据权利要求7所述的机台制程参数偏移的管控方法，其特征在于：所述制程参数包括温度、压力、电流、浓度或时间。
9.根据权利要求7所述的机台制程参数偏移的管控方法，其特征在于：所述制程参数的数据特征需不少于2段按所述维护周期分段的制程参数数据获得。
10.根据权利要求7所述的机台制程参数偏移的管控方法，其特征在于：所述可信区间需所述制程参数的数据特征及20～30个当前维护周期内的制程参数数据获得。
11.根据权利要求7所述的机台制程参数偏移的管控方法，其特征在于：在当前维护周期内采集到的数据量达到第二设定量后自动触发所述可信区间的产生和生效。
12.根据权利要求11所述的机台制程参数偏移的管控方法，其特征在于：所述第二设定量为20～30。
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