CN1983089A - 制程机台监控的离线量测的方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制程机台监控的离线量测的方法与系统。提供一自我调整监控规则数据库，用以储存用于执行晶圆批量处理的预定监控规则。定义用于执行该晶圆批量处理的监控数据，根据选取自该自我调整监控规则数据库中的监控规则取得所欲监控数据，根据该监控数据并利用一制程机台执行一离线量测操作以产生监控结果，并且根据该监控结果比较该选取的监控规则与数据以判断是否发生异常状态。若否，则利用该制程机台执行晶圆批量处理。若是，则结束该制程机台的晶圆批量处理。接着反馈一失效通知，并且重新定义监控规则以更新该自我调整监控规则数据库。本发明可改善晶圆批量处理的效率与流程，减少生产损失。
Description
技术领域
本发明是有关于一种半导体制程控制，且特别有关于一种制程机台监控的离线量测的方法与系统。
背景技术
“离线量测”是利用量测机台来量测晶圆上的颗粒、厚度以及机台的异常状况，其可调整机台状态与设定以改善制程。目前的离线量测技术遭遇到以下几点困难。
图1是显示传统半导体制程机台的品质管制系统的示意图。
品质管制系统100包括一数据收集单元110与一限制(Constraint)机台130。数据收集单元110是用以收集与半导体制程相关的制程/机台的控制与分析数据。传统上，监控任务(Monitor Job)111是根据工程师经验与监控规则而订定出来。举例来说，机台A每天要监控12小时，机台B每三个小时要产生10000片晶圆，机台C每天要对1000批晶圆执行制程，以此类推。监控数据113是为统计制程管制(Statistical Process Control，SPC)数据，包括预先定义的多个管制图，其与半导体制程相关且用于管理与改善制程。选择适用的监控任务并且据以取得监控数据(管制图)。接着，将所选的监控数据套用至机台120以产生监控规则115。监控任务可根据监控规则115重新定义，以对制程与机台执行管理与控制。
限制机台130根据异常状态对机台120进行控管，异常状态包括晶圆缺陷、失控(Out of Control)等情况。机台监控不良可能会导致生产损失(Production Loss)。如上所述，监控任务111是根据工程师经验而订定出来，从而取得监控数据113，并且套用至机台上以产生监控规则115。然而，监控规则115可能会被忽略掉，或没有即时提供给限制机台130做异常管理与调整，使得机台在没有调整的情况下仍持续发生异常状态。
若要做到良好的晶圆品质控制，必须要做到例行性的机台状态监控。这样的监控操作可防止在做晶圆允收测试(WaferAcceptance Test，WAT)或最后测试时发现缺陷。经常性地执行机台监控可提早发现潜在问题，不但可节省重工(Reworking)或报废(Scrapping)的费用，也可减少产品运送日期延迟的风险。目前，每一机台是套用了平均104条的监控规则组合。监控规则是以人工方式订定以对机台品质进行控管，如此一来，当套用数百条监控规则时，可能会因为漏了其中一条监控规则而导致制程报废。在美国第6,650,958号专利中，其揭露了一种适用于半导体制造厂中的整合的制程机台监控系统，其中以上传参数的方式将制程报告直接传送至一系统以进行验证，且若参数不正确，则会发出警告以令机台停工。
目前，监控任务通过订货指令(Order Instruction)来进行人工传递以控管机台品质。主要的问题是机台品质视工程师与操作员间的训练而定，故无法避免无效的晶圆批量处理产生。美国第6,650,958号专利只说明了如何直接将参数自制程机台回报给制程管理系统。
如此所述，就目前的制程机台监控方法来看，当根据经验而对监控任务做出不适当的指派时，可能会导致监控任务遗失或忽略监控结果。其它的缺点尚包括重复指派监控任务会影响生产力，不足的监控任务会影响生产品质，以及人为判断会影响机台品质。
发明内容
本发明提供了一种制程机台监控的离线量测的方法与系统，用以解决上述问题。
基于上述目的，本发明揭露了一种制程机台监控的离线量测系统，其适用于一半导体制程。该系统包括一数据收集单元、一制程机台与一限制系统。该数据收集单元更包括一第一数据库与一第二数据库。该第一数据库储存与该半导体制程相关的预定监控规则。该第二数据库储存与该半导体制程相关的预定监控数据。该制程机台根据自该第一数据库选取的监控规则与自该第二数据库选取的监控数据执行一离线量测操作以产生监控结果，其中该监控数据是根据该选取的监控规则而取得。该限制系统取得该监控结果，根据该监控结果比较该选取的监控规则与该监控数据以判断是否发生异常状态，若未发生异常状态，则利用该制程机台执行晶圆批量处理，若发生异常状态，则结束该制程机台的晶圆批量处理，反馈一失效通知(Failure Notice)，并且重新定义监控规则以更新该第一数据库。
本发明所述的制程机台监控的离线量测系统，该限制系统更根据更新的监控规则与对应的监控数据执行或停止该制程机台执行该晶圆批量处理。
本发明所述的制程机台监控的离线量测系统，该限制系统更通过取得点数值(Point Value)检查该监控结果是否超出规范(0ut of Specification)以决定该晶圆批量处理的品质。
本发明所述的制程机台监控的离线量测系统，该限制系统更通过取得上次统计制程管制点的时间戳记，在上次监控操作执行后计算累计次数，以决定该晶圆批量处理的品质。
本发明所述的制程机台监控的离线量测系统，该监控数据包括与该半导体制程相关的管制图。
本发明更揭露了一种制程机台监控的离线量测方法。提供一自我调整(self-tuning)监控规则数据库，其用以储存用于执行晶圆批量处理的预定监控规则。定义用于执行该晶圆批量处理的监控数据，根据选取自该自我调整监控规则数据库中的监控规则取得所欲监控的监控数据，根据该监控数据并利用一制程机台执行一离线量测操作以产生监控结果，并且根据该监控结果比较选取的该监控规则与该监控数据以判断是否发生异常状态。若未发生异常状态，则利用该制程机台执行晶圆批量处理。若发生异常状态，则结束该制程机台的晶圆批量处理。接着反馈一失效通知，并且重新定义监控规则以更新该自我调整监控规则数据库。
本发明所述的制程机台监控的离线量测方法，更包括根据更新的监控规则与对应的监控数据执行或停止该制程机台执行该晶圆批量处理。
本发明所述的制程机台监控的离线量测方法，更包括通过取得点数值(Point Value)检查该监控结果是否超出规范以决定该晶圆批量处理的品质。
本发明所述的制程机台监控的离线量测方法，更包括通过取得上次统计制程管制点的时间戳记，在上次监控操作执行后计算累计次数，以决定该晶圆批量处理的品质。
本发明所述的制程机台监控的离线量测方法，该监控数据包括与该半导体制程相关的管制图。
本发明还提供一种储存介质，该储存介质用以储存一计算机程序，上述计算机程序包括多个程序码，其用以载入至一计算机系统中并且使得上述计算机系统执行一种离线量测方法，包括下列步骤：提供一自我调整(self-tuning)监控规则数据库，其用以储存用于执行晶圆批量处理的预定监控规则；定义用于执行该晶圆批量处理的监控数据；根据选取自该自我调整监控规则数据库中的监控规则取得所欲监控数据；根据该监控数据并利用一制程机台执行一离线量测操作以产生监控结果；根据该监控结果比较该选取的监控规则与数据以判断是否发生异常状态；若未发生异常状态，则利用该制程机台执行晶圆批量处理；若发生异常状态，则结束该制程机台的晶圆批量处理；以及反馈一失效通知，并且重新定义监控规则以更新该自我调整监控规则数据库。
本发明所述的储存介质，更包括根据更新的监控规则与对应的监控数据执行或停止该制程机台执行该晶圆批量处理。
本发明所述的储存介质，更包括通过取得点数值(PointValue)检查该监控结果是否超出规范以决定该晶圆批量处理的品质。
本发明所述的储存介质，更包括通过取得上次统计制程管制点的时间戳记，在上次监控操作执行后计算累计次数，以决定该晶圆批量处理的品质。
本发明所述的储存介质，该监控数据包括与该半导体制程相关的管制图。
本发明所述的制程机台监控的离线量测的方法与系统可改善晶圆批量处理的效率与流程，减少生产损失。
附图说明
图1是显示传统半导体制程机台的品质管制系统的示意图。
图2是显示本发明实施例的制程机台监控的离线量测系统的架构示意图。
图3是显示本发明实施例的机台限制方法的步骤流程图。
图4是显示自我调整的监控规则的示意图。
图5是显示本发明实施例的制程机台离线量测的步骤流程图。
具体实施方式
为了让本发明的目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示图2至图5，做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各元件的配置是为说明之用，并非用以限制本发明。且实施例中图式标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
本发明实施例揭露了一种制程机台监控的离线量测的方法与系统。
图2是显示本发明实施例的品质管制系统的架构示意图。
品质管制系统200包括一数据收集单元210与一限制机台230。数据收集单元210更包括一自我调整的监控规则数据库211，其用以储存预先定义的制程/机台管理与分析规则，并且在处理晶圆批量时进行更新。举例来说，机台A一开始每12小时监控一次，若经常发生异常状态，则改为每6小时监控一次。又，机台B原本一天要对1000批晶圆执行制程，若其负载不大，则改为一天对2000批晶圆执行制程。机台220根据自我调整的监控规则数据库211中的监控规则处理晶圆批量以及其对应的监控数据213，并且分析产生的结果以产生监控规则215。如上所述，监控数据213是统计制程管制(SPC)数据，包括预先定义的多个管制图，其与半导体制程相关且用于管理与改善制程。
自动产生监控规则215并且将其传送至限制机台230。接着，限制机台230根据监控规则215比较监控规则与监控数据213，以判断监控规则是否皆正确定义的。若是，则机台220可执行晶圆批量处理。当监控规则失效或失控时，限制机台230将该情况反馈给数据收集单元210，以进行调整与更新自我调整的监控规则数据库211中的监控规则。上述比较操作是通过取得点数值(PointValue)并通过取得上次统计制程管制点的时间戳记计算累计次数，来判断监控规则是否超出规范。监控规则的规范包括反应室(Chamber)、制程处方(Recipe)、频率与触发事件等等。频率的计算单位为时间周期或者机台的执行/批量/晶圆计数或累计回报。
图3是显示本发明实施例的机台限制方法的步骤流程图。
首先，当晶圆进入机台时(步骤S11)，限制系统230执行一限制检查操作(步骤S12)，并比较监控规则与监控数据(步骤S13)以判断是否发生异常状态(步骤S14)。若是，则结束处理晶圆批量(步骤S15)，否则继续处理晶圆批量(步骤S16)。
图4是显示自我调整的监控规则的示意图。
原本监控规则是定义每间隔12小时监控机台400一次，其中符号″V″是表示机台400在正常状态(Valid)，而符号″I″是表示机台400在不正常状态(Invalid)。当在第三次监控结束后，机台400即发生异常状态(表示每36小时才发生一次异常状态)，如R1所示。因此，考虑到生产效率与成本，应该将监控的间隔时间拉长，例如每15小时、每20小时或更久时间为一次监控周期。此外，在每次监控周期(每12小时)完时即发生一次异常状态，如R2所示。因此，考虑到生产效率与成本，应该将监控的间隔时间缩短，例如每10小时、每8小时或更短时间为一次监控周期。
图5是显示本发明实施例的制程机台离线量测的步骤流程图。
首先，提供一自我调整监控规则数据库(步骤S21)，其用以储存用于执行晶圆批量处理的预定监控规则。提供包括预先定义的多个管制图的监控数据，其与半导体制程相关且用于管理与改善制程(步骤S22)。
根据选取自该自我调整监控规则数据库中的监控规则取得所欲监控数据(步骤S23)，根据该监控数据并利用一制程机台执行一离线量测操作以产生监控结果(步骤S24)，并且根据该监控结果比较该选取的监控规则与数据(步骤S25)以判断是否发生异常状态(步骤S26)，即判断监控规则与数据是否正确定义的。若未发生异常状态，则利用该制程机台执行晶圆批量处理(步骤S27)。若发生异常状态，则结束该制程机台的晶圆批量处理(步骤S28)，并且反馈一失效通知(Failure Notice)，以重新定义监控规则以更新该自我调整监控规则数据库(步骤S29)。
本发明实施例揭露了一种制程机台监控的离线量测的方法与系统可改善晶圆批量处理的效率与流程。此外，监控规则是根据机台状态来指派，且监控规则的反馈是为自动执行以减少生产损失。
本发明更提供一种记录介质(例如光盘片、磁盘片与抽取式硬盘等等)，其是记录一计算机可读取的权限签核程序，以便执行上述的离线量测方法。在此，储存于记录介质上的权限签核程序，基本上是由多个程序码片段所组成的(例如建立组织图程序码片段、签核表单程序码片段、设定程序码片段、以及部署程序码片段)，并且这些程序码片段的功能是对应到上述方法的步骤与上述系统的功能方块图。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下：
100、200：品质管制系统
110、210：数据收集单元
111：监控任务
113、213：监控数据
115、215：监控规则
120、220：机台
130、230：限制机台
211：自我调整的监控规则数据库
Claims (10)
1.一种制程机台监控的离线量测系统，其特征在于，该制程机台监控的离线量测系统适用于一半导体制程，包括：
一数据收集单元，其更包括：
一第一数据库，用以储存与该半导体制程相关的预定监控规则；以及
一第二数据库，用以储存与该半导体制程相关的预定监控数据；
一制程机台，耦接于该数据收集单元，用以根据自该第一数据库选取的监控规则与自该第二数据库选取的监控数据执行一离线量测操作以产生监控结果，其中该监控数据是根据该选取的监控规则而取得；
一限制系统，耦接于该数据收集单元，用以取得该监控结果，根据该监控结果比较该选取的监控规则与该监控数据以判断是否发生异常状态，若未发生异常状态，则利用该制程机台执行晶圆批量处理，若发生异常状态，则结束该制程机台的晶圆批量处理，反馈一失效通知，并且重新定义监控规则以更新该第一数据库。
2.根据权利要求1所述的制程机台监控的离线量测系统，其特征在于，该限制系统更根据更新的监控规则与对应的监控数据执行或停止该制程机台执行该晶圆批量处理。
3.根据权利要求1所述的制程机台监控的离线量测系统，其特征在于，该限制系统更通过取得点数值检查该监控结果是否超出规范以决定该晶圆批量处理的品质。
4.根据权利要求3所述的制程机台监控的离线量测系统，其特征在于，该限制系统更通过取得上次统计制程管制点的时间戳记，在上次监控操作执行后计算累计次数，以决定该晶圆批量处理的品质。
5.根据权利要求1所述的制程机台监控的离线量测系统，其特征在于，该监控数据包括与该半导体制程相关的管制图。
6.一种制程机台监控的离线量测方法，其特征在于，该制程机台监控的离线量测方法包括下列步骤：
提供一自我调整监控规则数据库，其用以储存用于执行晶圆批量处理的预定监控规则；
定义用于执行该晶圆批量处理的监控数据；
根据选取自该自我调整监控规则数据库中的监控规则取得所欲监控的监控数据；
根据该监控数据并利用一制程机台执行一离线量测操作以产生监控结果；
根据该监控结果比较选取的该监控规则与该监控数据以判断是否发生异常状态；
若未发生异常状态，则利用该制程机台执行晶圆批量处理；
若发生异常状态，则结束该制程机台的晶圆批量处理；以及
反馈一失效通知，并且重新定义监控规则以更新该自我调整监控规则数据库。
7.根据权利要求6所述的制程机台监控的离线量测方法，其特征在于，更包括根据更新的监控规则与对应的监控数据执行或停止该制程机台执行该晶圆批量处理。
8.根据权利要求6所述的制程机台监控的离线量测方法，其特征在于，更包括通过取得点数值检查该监控结果是否超出规范以决定该晶圆批量处理的品质。
9.根据权利要求8所述的制程机台监控的离线量测方法，其特征在于，更包括通过取得上次统计制程管制点的时间戳记，在上次监控操作执行后计算累计次数，以决定该晶圆批量处理的品质。
10.根据权利要求6所述的制程机台监控的离线量测方法，其特征在于，该监控数据包括与该半导体制程相关的管制图。
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