CN110262914A - 一种半导体设备工艺数据处理方法及系统 - Google Patents

一种半导体设备工艺数据处理方法及系统 Download PDF

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杨洋
张鹤南
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武学伟
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Abstract

本发明提供一种半导体设备工艺数据处理方法及系统，该方法包括：获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点；自所述最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将所述开始时间点至所述最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据；根据所述预处理数据及所述预处理数据对应的时间点进行数据统计计算。通过本发明，提高了半导体设备关键工艺执行阶段的数据统计的可靠性以及准确性。

Description

一种半导体设备工艺数据处理方法及系统
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种半导体设备工艺数据处理方法及系统。
背景技术
目前，半导体设备控制系统一般包括图形用户界面(Graphical User Interface，以下简称GUI)和下位机控制软件，工艺人员通过GUI提供的工艺数据查询接口获取产品历史工艺信息，作为查找问题、改进工艺、提高产品质量的主要依据；下位机软件的数据处理功能全权负责工艺数据的采集、处理及向GUI传输数据。
半导体设备采集的工艺数据包括：采集时间；半导体设备一般以工艺实际执行时间为单位进行采集时间统计，每个工艺实际执行时间包含两部分：1、硬件设定时间；2、工艺步骤(Recipe step)计时时间。其中硬件设定时间与设备硬件即时状态及其负载积累状态有关，即使重复执行工艺步骤，硬件设定时间也往往存在差异；而工艺步骤计时时间由工艺人员根据工艺阶段需求设置，在实际计时过程中主要依赖下位机的时钟及下位机系统进程调度等因素，因此在工艺实际执行时间中工艺步骤计时时间较稳定。
基于半导体客户的需求，下位机软件对工艺数据的采集覆盖了每个工艺步骤的始终，但是在每个工艺步骤开始阶段的硬件设置流程中，往往伴随着源于硬件自身原因导致的短暂数据跳变，并且该跳变现象在日常生产中无法避免。目前半导体设备基于所有采集到数据进行统计，其取值最后往往集中在硬件设定时间阶段，从而失去了对关键工艺执行阶段的数据统计意义。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体设备工艺数据处理方法及系统。
为实现本发明的目的而提供一种半导体设备工艺数据处理方法，所述方法包括：
获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点；
自所述最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将所述开始时间点至所述最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据；
根据所述预处理数据及所述预处理数据对应的时间点进行数据统计计算。
优选地，在所述获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点的步骤之前，进一步包括：
采集当前已完成工艺阶段中不同时间点的工艺数据。
优选地，在所述自所述最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将所述开始时间点至所述最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据的步骤之后，还包括：
对所述预处理数据按设定时长进行工艺数据去除。
优选地，所述根据所述预处理数据及所述预处理数据对应的时间点进行数据统计计算的步骤包括：
根据所述时间点对所述预处理数据进行平均值、最大值、最小值以及标准差的统计计算。
优选地，所述根据所述预处理数据及所述预处理数据对应的时间点进行数据统计计算的步骤包括：
对所述预处理数据进行具有时间权重的平均值以及标准差的统计计算；
所述具有时间权重的平均值的统计计算的公式为：
其中，△T为所述开始时间点至所述最后时间点之间的时间段；△ti为所述工艺数据中第i个数据值和第i+1个数据值的间隔时间；xi为所述工艺数据中第i个数据值；为所述工艺数据的平均值；
所述具有时间权重的标准差的统计计算的公式为：
其中，δ为所述工艺数据的标准差。
优选地，所述预处理数据包括：设备状态值和/或工艺值。
一种半导体设备工艺数据处理系统，包括：
计算模块，用于获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点；自所述最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将所述开始时间点至所述最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据；
统计模块，用于根据对所述预处理数据及所述预处理数据对应的时间点进行数据统计计算。
优选地，还包括：采集模块，用于采集当前已完成工艺阶段中不同时间点的工艺数据。
优选地，还包括：
舍弃模块，用于对所述预处理数据按设定时长进行工艺数据去除。
优选地，所述统计模块还用于根据所述时间点对所述预处理数据进行平均值、最大值、最小值以及标准差的统计计算。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的半导体设备工艺数据处理方法及系统，获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点；自最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将开始时间点至最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据；根据预处理数据及预处理数据对应的时间点进行数据统计计算；本发明可以舍弃时间不稳定且用于回溯半导设备问题的硬件计时时间的工艺数据，仅以工艺步骤计时时间的开始时间点至最后时间点之间的所有的工艺数据作为统计工艺数据，提高了半导体设备关键工艺执行阶段的数据统计的可靠性以及准确性，有利于产品质量把控。
附图说明
图1为本发明实施例提供的半导体设备工艺数据处理方法的一种流程图；
图2为本发明实施例提供的半导体设备工艺数据处理方法的另一种流程图；
图3为本发明实施例提供的半导体设备工艺数据处理系统的一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的半导体设备工艺数据处理系统的另一种结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的半导体设备工艺数据处理方法及系统进行详细描述。
如图1所示为本发明实施例提供的半导体设备工艺数据处理方法的一种流程图，本实施例提供的半导体设备工艺数据处理方法包括以下步骤：
步骤101：获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点。
步骤102：自最后时间点向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将开始时间点至最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据。
具体地，预处理数据包括：设备状态值和/或工艺值。
具体地，预设时间为工艺步骤计时时间，针对不同的工艺阶段，其工艺步骤计时时间不同，因此，预设时间由不同的工艺阶段确定。
步骤102，具体包括：将最后一个工艺数据的时间点减去预设时间得到开始数据的时间点；由开始数据的时间点得到与开始数据的时间点对应的初始工艺数据；将初始工艺数据与最后一个工艺数据之间的所有的工艺数据作为预处理数据。
本发明实施例中，预设时间为工艺人员根据工艺阶段需求设置，预设时间为工艺步骤计时时间，而硬件设定的结束时间未知，因此，本实施例以最后一个工艺数据为基础，以其时间点减去该工艺阶段的工艺步骤计时时间得到一个时间阈值，该时间阈值即为硬件设定结束的时间值，只选取时间点在该时间阈值和最后一个时间点之间的工艺数据，即工艺步骤计时时间之中，的工艺数据进行数据统计计算，进一步，由于工艺步骤计时时间比较稳定，为工艺实际执行时间中的稳定计时阶段。这样就去掉了硬件设定阶段采集到的数据，使得统计过程集中在稳定计时阶段内进行，保证了产品工艺信息中数据统计的统计意义。
步骤103：根据预处理数据及预处理数据对应的时间点进行数据统计计算。
具体地，根据预处理数据及预处理数据对应的时间点进行数据统计计算的步骤包括：
根据时间点对预处理数据进行平均值、最大值、最小值以及标准差的统计计算。当然，对预处理数据进行数据统计计算的不限于上述的统计计算，只要涉及到半导体设备工艺数据的统计的工艺方法均在本发明的保护范围内。
进一步，本发明的另一个实施例中，根据预处理数据及预处理数据对应的时间点进行数据统计计算的步骤包括：
对预处理数据进行具有时间权重的平均值以及标准差的统计计算。
具有时间权重的平均值的统计计算的公式为：
其中，△T为开始时间点至最后时间点之间的时间段；△ti为工艺数据中第i个数据值和第i+1个数据值的间隔时间；xi为工艺数据中第i个数据值；为工艺数据的平均值。
而，具有时间权重的标准差的统计计算的公式为：
其中，δ为工艺数据的标准差。
表1为采集到的半导体设备的某一工艺阶段不同时间点的工艺数据，其中，Time表示时间点，单位为s；Value表示工艺数据；以表1中数据为例，使用具有时间权重的平均值以及标准差的统计计算，其平均值计算结果(表1数据带入公式(1)得出)为53.5，误差率相对常规平均值计算得到值由44.5％降低到8.8％；其标准差计算结果(表1数据带入公式(2)得出)为43.6，误差率相对常规标准差的计算得到值由16.6％降低为1％。因此，本实施例提供的统计计算算法更加符合实际采样特征，能够向工艺研发人员提供更加准确、可靠的产品信息，对于产品问题追溯、工艺指标提升均有重要意义。
表1
Time 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 14 14 15 16
Value 0 1 3 5 6 10 8 15 20 22 30 80 100 101 100 70 30 18 0
本实施例对预处理数据进行数据统计计算，对常规的平均值以及常规的标准差计算公式进行优化，将工艺数据的数据值以及时间点采用积分思想，将时间长度引入计算，即采样的数据集合中，前一点的取值乘以至下个时间点的时间长度，从前到后进行累加，将最后得到的和值除以总的时间长度，这样将每个工艺数据在时间上的占比引入常规的平均值以及常规的标准差的计算，可避免数据信息的不对称和丢失，进一步提高了半导体设备工艺数据统计的可靠性与准确性。
本发明提供的半导体设备工艺数据处理方法，获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点；自最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将开始时间点至最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据；根据预处理数据及预处理数据对应的时间点进行数据统计计算；本发明舍弃了时间不稳定的硬件计时时间，仅以工艺步骤计时时间中的工艺数据作为统计的初始数据，提高了半导体设备关键工艺执行阶段的数据统计的可靠性以及准确性，有利于产品质量把控。
如图2所示为本发明实施例提供的半导体设备工艺数据处理方法的另一种流程图，本实施例提供的半导体设备工艺数据处理方法包括以下步骤：
步骤201：采集当前已完成工艺阶段中不同时间点的工艺数据。
具体地，已完成工艺阶段中不同时间点的工艺数据包括：硬件计时时间中的工艺数据以及工艺步骤计时时间中的工艺数据，根据客户端经验，硬件计时时间中的工艺数据主要用于回溯设备问题，而工艺结果回溯更关注工艺步骤计时时间即稳定计时阶段的工艺数据。
步骤202：获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点。
步骤203：自最后时间点向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将开始时间点至最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据。
步骤204：对预处理数据按设定时长进行工艺数据去除。
本实施例中，设定时长为针对不同工艺阶段的经验时长，在半导体设备现有数据采集时间特点下，通过对预处理数据进行设定时长的工艺数据去除可在一定程度上达到样本筛选的目的。
步骤205：根据预处理数据及预处理数据对应的时间点进行数据统计计算。
本发明提供的半导体设备工艺数据处理方法，获取工艺步骤计时时间中的所有工艺数据作为预处理数据，对预处理数据按设定时长进行工艺数据去除后，对预处理数据进行数据统计计算；本发明舍弃了时间不稳定的硬件计时时间，仅以工艺步骤计时时间中的工艺数据作为统计的初始数据，提高了半导体设备关键工艺执行阶段的数据统计的可靠性以及准确性；在对预处理数据进行统计计算之前，对预处理数据按设定时长进行工艺数据去除，可以达到筛选工艺数据的目的。
针对上述半导体设备工艺数据处理方法，本发明还提供了一种半导体设备工艺数据处理系统，如图3所示，本实施例提供的半导体设备工艺数据处理系统包括：计算模块以及统计模块。
计算模块用于获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点；自最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将开始时间点至最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据。
统计模块用于根据对预处理数据及预处理数据对应的时间点进行数据统计计算。
本发明的一个实施例中，统计模块还用于对预处理数据进行平均值、最大值、最小值以及标准差的统计计算。
本发明的另一个实施例中，统计模块还用于根据时间点对预处理数据进行具有时间权重的平均值以及标准差的统计计算。
具有时间权重的平均值的统计计算的公式为：
其中，△T为开始时间点至最后时间点之间的时间段；△ti为工艺数据中第i个数据值和第i+1个数据值的间隔时间；xi为工艺数据中第i个数据值；为工艺数据的平均值。
而，具有时间权重的标准差的统计计算的公式为：
其中，δ为工艺数据的标准差。
本发明实施例提供的半导体设备工艺数据处理系统，通过计算模块获取开始时间点至最后时间点之间的工艺步骤计时时间的所有工艺数据作为预处理数据，通过统计模块对预处理数据进行数据统计计算，从而舍弃了时间不稳定的硬件计时时间中的工艺数据，仅以工艺步骤计时时间中的工艺数据进行统计计算，提高了半导体设备关键工艺执行阶段的数据统计的可靠性以及准确性，有利于产品质量把控。
进一步，本发明的另一个实施例中，如图4所示，相对于图3所示的系统，图4所示的半导体设备工艺数据处理系统还包括：采集模块以及舍弃模块；采集模块用于采集当前已完成工艺阶段中不同时间点的工艺数据；舍弃模块用于对计算模块得到的预处理数据按设定时长进行工艺数据去除。
综上，本发明提供的半导体设备工艺数据处理方法及系统，具有以下特点：
1)在半导体设备现有数据采集时间特点下，通过对统计计算依据半导体行业经验进行样本筛选，保证了产品过程指标最大值、最小值的统计意义，为工艺人员提供更加有效的数据分析依据。
2)在半导体设备现有数据采集机制特点下，通过完善算法，使得产品过程指标平均值、标准差更加符合实际情况，为工艺人员提供更加可靠的数据分析依据。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体设备工艺数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点；
自所述最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将所述开始时间点至所述最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据；
根据所述预处理数据及所述预处理数据对应的时间点进行数据统计计算。
2.根据权利要求1所述的半导体设备工艺数据处理方法，其特征在于，在所述获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点的步骤之前，进一步包括：
采集当前已完成工艺阶段中不同时间点的工艺数据。
3.根据权利要求1所述的半导体设备工艺数据处理方法，其特征在于，在所述自所述最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将所述开始时间点至所述最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据的步骤之后，还包括：
对所述预处理数据按设定时长进行工艺数据去除。
4.根据权利要求1-3任一项所述的半导体设备工艺数据处理方法，其特征在于，所述根据所述预处理数据及所述预处理数据对应的时间点进行数据统计计算的步骤包括：
根据所述时间点对所述预处理数据进行平均值、最大值、最小值以及标准差的统计计算。
5.根据权利要求1-3任一项所述的半导体设备工艺数据处理方法，其特征在于，所述根据所述预处理数据及所述预处理数据对应的时间点进行数据统计计算的步骤包括：
对所述预处理数据进行具有时间权重的平均值以及标准差的统计计算；
所述具有时间权重的平均值的统计计算的公式为：
其中，△T为所述开始时间点至所述最后时间点之间的时间段；△ti为所述工艺数据中第i个数据值和第i+1个数据值的间隔时间；xi为所述工艺数据中第i个数据值；为所述工艺数据的平均值；
所述具有时间权重的标准差的统计计算的公式为：
其中，δ为所述工艺数据的标准差。
6.根据权利要求1所述的半导体设备工艺数据处理方法，其特征在于，所述预处理数据包括：设备状态值和/或工艺值。
7.一种半导体设备工艺数据处理系统，其特征在于，包括：
计算模块，用于获取最后一个工艺数据及其对应的最后时间点；自所述最后时间点，向前推进预设时间获得数据处理开始数据及其对应的开始时间点，并将所述开始时间点至所述最后时间点之间的所有工艺数据作为预处理数据；
统计模块，用于根据对所述预处理数据及所述预处理数据对应的时间点进行数据统计计算。
8.根据权利要求7所述的半导体设备工艺数据处理系统，其特征在于，还包括：采集模块，用于采集当前已完成工艺阶段中不同时间点的工艺数据。
9.根据权利要求7所述的半导体设备工艺数据处理系统，其特征在于，还包括：
舍弃模块，用于对所述预处理数据按设定时长进行工艺数据去除。
10.根据权利要求7-9任一项所述的半导体设备工艺数据处理系统，其特征在于，所述统计模块还用于根据所述时间点对所述预处理数据进行平均值、最大值、最小值以及标准差的统计计算。
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