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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen die Halbleiterherstellung und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Steuerung der Herstellung von Halbleiterscheiben mit verknüpftem Index von Datensätzen.
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2. Hintergrund
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Die rasante technologische Entwicklung in der Fertigungsindustrie führte zu zahlreichen neuen und innovativen Fertigungsprozessen. Aktuelle Fertigungsprozesse und insbesondere Fertigungsprozesse in der Halbleiterindustrie benötigen eine große Anzahl wichtiger Schritte. Diese Prozessschritte sind im Allgemeinen entscheidend und erfordern daher eine Reihe von Prozesseingangsbedingungen, die fein eingestellt werden, um eine geeignete Fertigungssteuerung beizubehalten. Die Herstellung von Halbleiterbauelementen erfordert eine große Anzahl einzelner Prozessschritte, um aus einem Halbleiterrohmaterial ein Halbleiterbauelement in einem Gehäuse zu schaffen. Die diversen Prozesse, d. h. von dem anfänglichen Wachsen des Halbleitermaterials, dem Schneiden des Halbleiterkristalls in einzelne Scheiben, den Fertigungsphasen (Ätzen, Dotieren, Ionenimplantieren oder dergleichen) bis zum Einbringen in ein Gehäuse und dem abschließenden Testen des Bauelements, sind so unterschiedlich zueinander und spezialisiert, dass die Prozesse in unterschiedlichen Fertigungsstätten ausgeführt werden, die unterschiedliche Steuerungsschemata besitzen.
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Im Allgemeinen wird eine Reihe aus Prozessschritten für eine Gruppe aus Halbleiterscheiben, die manchmal als Los bezeichnet werden, ausgeführt. Beispielsweise wird eine Prozessschicht, die aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien aufgebaut sein kann, auf einer Halbleiterscheibe gebildet. Danach wird eine strukturierte Schicht aus Fotolack auf der Prozessschicht unter Anwendung bekannter Fotolithografietechniken hergestellt. Typischerweise wird dann an der Prozessschicht ein Ätzprozess ausgeführt, wobei eine strukturierte Schicht aus Fotolack als eine Maske verwendet wird. Dieser Ätzprozess führt zur Ausbildung diverser Strukturelemente oder Objekte in der Prozessschicht. Derartige Strukturelemente können beispielsweise als Gate-Elektrodenstruktur für Transistoren verwendet werden. Häufig werden auch Grabenisolationsstrukturen auf dem Substrat der Halbleiterscheibe gebildet, um elektrische Bereiche über eine Halbleiterscheibe hinweg zu isolieren. Ein Beispiel einer Isolationsstruktur, die verwendet werden kann, ist eine flache Grabenisolations-(STI)Struktur.
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Die Fertigungsanlagen innerhalb einer Halbleiterfertigungsstätte kommunizieren typischerweise mit einer Fertigungsplattform oder einem Netzwerk aus Prozessmodulen. Jede Prozessanlage ist im Allgemeinen mit einer Anlagenschnittstelle verbunden. Die Anlagenschnittstelle ist mit einer Maschinenschnittstelle verbunden, mit der ein Fertigungsnetzwerk verbunden ist, wodurch die Kommunikation zwischen der Prozessanlage und der Fertigungsplattform ermöglicht wird. Die Maschinenschnittstelle kann generell ein Teil eines fortschrittlichen Prozesssteuerungs-(APC)Systems sein. Das APC-System initiiert ein Steuerungsskript, das ein Software-Programm sein kann, das automatisch die zum Ausführen eines speziellen Fertigungsprozesses benötigten Daten abruft.
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1 zeigt eine typische Halbleiterscheibe 105. Die Halbleiterscheibe 105 enthält typischerweise eine Vielzahl einzelner Halbleiterchips 103, die als Gitter 150 angeordnet sind. Unter Anwendung bekannter Fotolithografieprozesse und Anlagen wird eine strukturierte Schicht aus Fotolack über einer oder mehreren Prozessschichten hergestellt, die zu strukturieren sind. Als Teil des Fotolithografieprozesses wird ein Belichtungsprozess typischerweise mittels einer Einzelbildbelichteranlage an einem einzelnen Chip oder mehreren Chips 103 gleichzeitig ausgeführt, wobei dies von der speziellen verwendeten Fotomaske abhängt. Die strukturierte Fotolackschicht kann als eine Maske während der Ätzprozesse verwendet werden, die als nasschemische Prozesse oder Trockenprozesse an der darunter liegenden Schicht oder Schichten aus Material, beispielsweise einer Schicht aus Polysilicium, Metall oder isolierendem Material ausgeführt wird, um das gewünschte Muster auf die darunter liegende Schicht zu übertragen. Die strukturierte Schicht aus Fotolack ist aus einer Vielzahl aus Strukturelementen aufgebaut, beispielsweise linien- bzw. leitungsartige Strukturelemente oder in Form einer Öffnung, die in einer darunter liegenden Prozessschicht als Duplikat herzustellen sind.
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Wenn Scheiben zu bearbeiten sind, werden eine große Menge an Messdaten und/oder Testdaten, die die diversen Bereiche einer bearbeiteten Scheibe betreffen, gesammelt. Die Messanalyse oder das Testen von Bereichen der Scheibe betreffende Daten werden in großen Datenbänken gespeichert. Diese Datenbänke können große Datenmengen ansammeln, die es zu bearbeiten gilt und die für den späteren Zugriff zu ordnen sind. Häufig sind bei der Sammlung großer Mengen von Fertigungsdaten entsprechend große Datenmengen für das Speichern und Abrufen verfügbar, so dass dies kaum zu bewältigen ist.
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2 zeigt eine Flussdiagrammdarstellung eines typischen bekannten Prozessablaufs. Ein Fertigungssystem bearbeitet einen Stapel aus Scheiben in einem Los. Fertigungsdaten, die Bereiche der Scheiben betreffen, beispielsweise Messdaten oder Testergebnisse, werden gesammelt (Block 220). Beispielsweise werden Daten im Hinblick auf diverse Bits in einem Speicher-Array gewonnen, wobei die Daten angeben, ob ein spezielles Bit in einem Speicher-Array funktionsfähig ist oder nicht. Das System speichert dann große Bitmengen aus Fehlerdaten (Block 230). Es werden im Allgemeinen große Datenbänke verwendet, um die die Bitzuordnungen bzw. Bitkarten oder andere Arten an Fehlern betreffende Daten zu speichern. Das Fertigungssystem analysiert dann die gespeicherten Daten, um Korrekturen für nachfolgende Prozesse an Halbleiterscheiben 105 auszuführen (Block 240).
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Ein mit den aktuellen Verfahrensabläufen verknüpftes Problem betrifft das Erfordernis der Speicherung einer großen Datenmenge, das die Bereitstellung beträchtlicher Rechenressourcen und Rechenzeit erforderlich macht. Die genauen Koordinaten von Fehlerbits in einem Speicher-Array oder von Fehler enthaltenden Gebieten in einem Chip ist insgesamt wichtig, um eine Fehleranalyse durchzuführen. Die Koordinaten der fehlerhaften Bits oder der Chipgebiete sind insbesondere auch wichtig beim Ausführen einer Ausbeuteanalyse während der Herstellung. Daher werden Fehlerdaten, die jedes fehlerhafte Bit oder Chipgebiet betreffen, genau gespeichert und für das spätere Abrufen eingeteilt. Daher kann selbst bei relativ kleinen Fertigungslinien. die Speicherung und Einteilung der Fehlerdaten eine umfangreiche Aufgabe sein. Das Abrufen der Daten erfordert ebenfalls beträchtliche Rechenressourcen und Bearbeitungszeit. Daher können Korrekturen an nachfolgenden Prozessen durch die Zeitdauer verzögert sein, die für das Abrufen und das Analysieren von Daten, die in sehr großen Datenbänken gespeichert sind, erforderlich ist. Des Weiteren werden beträchtliche Ressourcen in dem Fertigungssystem verwendet, um die Fehlerdaten zu speichern, einzuteilen und zu überwachen.
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Aus der
DE 695 040 72 T2 ist die Herstellung von Speichermodulen mit mehreren Speicherchips bekannt, wobei eine Signatur der einzelnen Speicherchips ermittelt wird, mittels der zuvor gespeicherte Fehlerdaten der Speicherchips identifiziert und zugeordnet werden.
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Die
US 2005/0 194 590 A1 betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Fehlermustern, deren Zuordnung zu einem Datensatz und die Ablage in einer Datenbank in einer Fertigungssteuerung für die Halbleiterproduktion.
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Überwinden oder zumindest das Reduzieren von Effekten eines oder mehrerer der oben genannten Probleme.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 bereitgestellt.
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Weitere Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen:
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1 eine schematische Darstellung einer Halbleiterscheibe zeigt, die mittels eines Halbleiterfertigungssystems bearbeitet wird;
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2 eine Flussdiagrammdarstellung eines bekannten Verfahrens zum Bearbeiten von Halbleiterscheiben zeigt;
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3 eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems zeigt gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 eine schematische Darstellung mehrerer Fehlermuster auf Chipebene gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine schematische Darstellung auf Scheibenebene eines Fehlermusters gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine schematische Darstellung auf Losebene eines Fehlermusters gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7A einen schematischen Graphen eines Fertigungsparameters über der Anzahl der bearbeiteten Schreiben gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7B einen schematischen Graphen eines Fertigungsparameters in Abhängigkeit der Zeit gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 schematisch eine Flussdiagrammdarstellung einer Ausführungsform der Schritte des Verfahrens gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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9 eine detailliertere Flussdiagrammdarstellung zum Ausführen des Datenindizierungsprozesses aus 8 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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ART BZW. ARTEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Es gibt viele diskrete Prozesse, die bei der Halbleiterbearbeitung beteiligt sind. Häufig werden Werkstücke (beispielsweise Halbleiterscheiben 105, Halbleiterbauelemente, integrierte Schaltungen, etc.) durch mehrere Fertigungsprozessanlagen hindurchgeschleust. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen das Organisieren bzw. Einteilen und das Speichern von Fehlerdaten in effizienter Weise, um die Komplexität und/oder die Größe von Datenbänken zu verringern, die zur Speicherung von Fertigungsdaten eingesetzt werden. Fehlerdaten, etwa eine Fehlerbitkarte von Speicher-Arrays, können gemäß einem speziellen Fehlermuster organisiert werden. Wenn im Allgemeinen Bereiche einer Scheibe Fehler enthalten, wird ein Fehlermuster erkannt. Dieses Fehlermuster wird in nachfolgend bearbeiteten Bereichen der Scheibe oder in Bereichen anderer Scheiben, wiederholt. Auf der Grundlage dieses Musters können Fehlerdaten organisiert bzw. eingeteilt werden. Die eingeteilten Fehlerdaten können dann mit einem Index versehen werden. Daher werden in einer Ausführungsform die Fehlermusterdaten in einer Datenbank gemäß einem Indexsystem gespeichert. Es kann dann eine relationale Datenbank organisiert werden, um die Indizes zu speichern, die die Daten bezeichnen, die die Fehlermuster betreffen. Wenn daher ein Fehlermuster erkannt wird, kann der Index verwendet werden, um die eigentlichen Fehlerdaten, die gespeichert wurden, abzurufen. Auf diese Weise kann die Anzahl der Vorgänge zur Speicherung spezieller Fehlerdaten deutlich verringert werden, wobei dies üblicherweise auf einen einzelnen Speichervorgang pro Auftreten begrenzt werden kann. Daher müssen zusätzliche Fehlermuster, die erkannt werden und mit einem zuvor gespeicherten Fehlermuster korreliert sind, nicht gespeichert werden, wodurch Speicherplatz und andere Rechnerressourcen eingespart werden. Folglich wird eine effiziente Weise zum Speichern und Abrufen von Fehlerdaten durch die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen das Erhalten von Messdaten und/oder Testdaten und erkennen ein den Daten zugeordnetes Muster. Das Muster kann Fehlermuster beinhalten, die ein oder mehrere spezielle Chipgebiete auf einer Scheibe betreffen oder Speicherpositionen in einem Speicher-Array. Nachfolgend können die gewonnenen Messdaten/Testdaten analysiert und entsprechend zuvor erkannter Fehlermuster auf Übereinstimmung hin angepasst werden. Die die Fehlermuster betreffenden Daten gemäß den Fehlermustern können indiziert werden. Es wird dann eine relationale Datenbank verwendet, um die Indexdaten zu speichern. Wenn nachfolgend ein ähnliches Fehlermuster angetroffen wird, kann der Index aus der relationalen Datenbank abgerufen werden. Dieser Zugriff kann durch das Absuchen einer Liste aus Indizes in der relationalen Datenbank ausgeführt werden. Die Indexdaten können verwendet werden, um auf zuvor gespeicherte Messdaten/Testdaten zu zeigen, die dem Fehlermuster entsprechen. Anders ausgedrückt, der übereinstimmende Index kann ebenfalls den neu gewonnenen Daten zugeordnet werden oder mit diesen in Korrelation gesetzt werden, und kann ebenso den ursprünglich gespeicherten Daten zugeordnet werden. Auf diese Weise können kleinere Mengen an Daten gespeichert werden, indem ein Satz aus tatsächlichen Messdaten/Testdaten gespeichert wird, die einem speziellen Fehlermuster entsprechen und in dem die Daten in einer relationsartigen Datenbank zum Ausführen eines nachfolgenden Nachschauens als Index abgelegt werden. Auf diese Weise muss nicht jeder Datensatz, der ähnliche Fehlermuster betrifft, gespeichert werden, wodurch die Effizienz in der Analyse der Messdaten/Testdaten erhöht wird und die Notwendigkeit für übermäßige Computerressourcen vermieden wird.
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3 zeigt ein System 300 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Eine Prozesssteuerung 305 in dem System 300 ist ausgebildet, diverse Operationen bezüglich einer Vielzahl von Prozessanlagen 310 zu steuern. Die Prozesssteuerung 305 ist ebenfalls ausgebildet, Rückkopplungs- und/oder Vorwärtskopplungsverbindungen auf der Grundlage abgerufener Daten, die Fehlermuster betreffen, auszuführen. Die Prozessanlagen 310 enthalten mehrere Kammern 325, wovon jede Scheiben bearbeiten kann. Das System 300 ist ferner ausgebildet, Messdaten, die den bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 entsprechen, Testdaten, Leistungsdaten, Ausbeutedaten, etc. zu nehmen. Das System 300 umfasst ferner mehrere Messanlagen 360, um diverse Arten von Messdaten, die die bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 betreffen, zu ermitteln. Das System 300 umfasst ferner eine Testeinheit 370. Die Testeinheit 370 umfasst ein oder mehrere Testgeräte, die ausgebildet sind, Scheiben, Chipgebiete auf einer Scheibe, Speicherplätze in einem Speicher-Array, integrierte Schaltungen, etc. zu testen.
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Das System 300 umfasst ferner eine Fehlererkennungseinheit 365. Die Fehlererkennungseinheit 365 ist ausgebildet, eine Analyse der diversen Fertigungsdaten auszuführen, um einen Fehler zu erkennen, der mit einem Bereich einer bearbeiteten Scheibe in Beziehung steht. Diverse Arten der Datenanalysetechniken können durch die Fehlererkennungseinheit 365 ausgeführt werden. Beispielsweise werden statistische Berechnungen, Schwellwertvergleiche, Modell-Daten-Vergleiche, etc. eingesetzt in der Fehlererkennungseinheit 365, um eine Fehlerbedingung zu erkennen, die mit einem Bereich einer bearbeiteten Scheibe verknüpft ist.
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Das System 300 umfasst ferner eine Datenbankeinheit 340. Die Datenbankeinheit 340 ist vorgesehen, um eine Vielzahl von Datenarten zu speichern, etwa fertigungsbezogene Daten, Daten, die den Betrieb des Systems 300 betreffen (beispielsweise den Status der Prozessanlage 310, den Status der Halbleiterscheiben 105, etc.). Die Fertigungsdaten können Messdaten, Testdaten, etwa Daten, die elektrische Scheibentestverfahren (WET) betreffen, Speicher-Array-Lese/Schreibdaten, etc. enthalten. Die Datenbank 340 kann Anlagenzustandsdaten, die mehrere Prozessdurchläufe betreffen, speichern, die von der Prozessanlage 310 ausgeführt werden. Die Datenbankeinheit 340 umfasst einen Datenbank-Dienstleistungsrechner bzw. Server 342, um Anlagenzustandsdaten und/oder andere Fertigungsdaten, die mit der Bearbeitung von Scheiben in Beziehung stehen, in einer Datenbankspeichereinheit 345 zu speichern.
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Des Weiteren umfasst das System 300 eine relationale Datenbank 345. Es werden Indexdaten, die die Fertigungsarten betreffen, in der relationalen Datenbank 345 gespeichert. In einer Ausführungsform durchsucht, wenn die Prozesssteuerung 305 eine Angabe erhält, dass ein spezielles Fehlermuster erkannt wurde, die Steuerung 305 die relationale Datenbank 345, um nach einem Index zu suchen, der dem Fehlermuster entspricht. Wenn unter Anwenden des Index dann die eigentlichen Daten, die mit erkannten Fehlermustern übereinstimmen, nicht gefunden werden, dann erzeugt die Prozesssteuerung 305 einen neuen Index und speichert die entsprechenden Fehlermusterdaten ab. In einer Ausführungsform ist die relationale Datenbank 345 eine separate Datenbankeinheit in Bezug auf die Datenbankeinheit 340. In einer alternativen Ausführungsform ist die relationale Datenbank 345 ein Teil der Datenbankeinheit 340.
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Das System 300 umfasst ferner eine Musteranalysiereinheit 380. Die Musteranalysiereinheit 380 ist ausgebildet, Daten aus einer Messanlage 350 der Fehlererkennungseinheit 360 und/oder dem Testelement 370 zu analysieren. Auf der Grundlage der Testdaten, der Messdaten und/oder der Fehlererkennungsdaten bestimmt die Musteranalysiereinheit 380 ein spezielles Fehlermuster. Das Fehlermuster betrifft diverse geometrische Muster auf einer Scheibe, etwa Fehler entlang einer Reihe in einem Speicher-Array, gewisse Gebiete eines Chips mit einem konsistenten Fehlermuster, Fehler in gewissen Chipgebieten, die gemeinsam auf einigen Scheiben in einem Los auftreten, etc.
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Das System 300 umfasst ferner eine Musterklassifizierungseinheit 390. Die Musterklassifizierungseinheit 390 ist ausgebildet, eine Analyse und Klassifizierung der Fehlermuster auszuführen, die von der Musteranalysiereinheit 380 erkannt werden. Die Musterklassifiziereinheit 390 ist ausgebildet, spezielle Fehlermusterarten zu entschlüsseln, etwa spezielle Muster an Fehlern in einer Reihe aus einem Speicher-Array, dem Chip auf einer Scheibe, etc. Auf der Grundlage der Mustererkennung und Musterklassifizierung, die von dem System 300 ausgeführt wird, wird ein Index für die Daten erzeugt, die ein spezielles Fehlermuster betreffen. Die Daten werden dann unter Anwendung einer Indexzuordnung gespeichert, wobei die Indexdaten in der relationalen Datenbank 345 gespeichert werden. Auf diese Weise kann dann eine nachfolgende Erkennung eines speziellen Fehlermusters durch das System 300 mit einem Zeiger bzw. Index versehen und mit dem zuvor gespeicherten Datensatz verknüpft werden. Somit ist durch die Verknüpfung spezieller Datensätze mit indizierten Fehlermustern eine deutlich geringere Datenmenge für die Speicherung erforderlich.
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Die Prozesssteuerung 305, die Fehlererkennungseinheit 365, die Musteranalysiereinheit 380 und/oder die Musterklassifiziereinheit 390 enthalten Software-Komponenten, Hardware-Komponenten, Firmware-Komponenten und/oder eine Kombination davon. Die diversen durch die Blöcke in 3 dargestellten Komponenten können miteinander über eine Systemkommunikationsleitung 315 in Verbindung treten. Die Systemkommunikationsleitung 315 kann eine Computer-Busverbindung, einen spezielle Hardware-Verbindungsleitung, eine Telefonsystem-Verbindungsleitung, eine drahtlose Verbindungsleitung oder eine andere Verbindungsleitung sein, die vom Fachmann im Besitz der vorliegenden Offenbarung eingerichtet werden kann.
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4 zeigt eine schematische beispielhafte Ansicht eines Chipgebiets, etwa eines Speicher-Array-Gebiets in einer Scheibe. 4 zeigt ein Testergebnis auf Chipebene, wobei ein die Spezifizierung erfüllendes (P) Gebiet oder ein fehlerhaftes Gebiet (F) innerhalb eines Bereichs einer bearbeiteten Scheibe angegeben sind. Es können diverse Prüfungen, etwa elektrische Prüfungen, Speicherzurückleseprüfungen, Messanalysen, etc. ausgeführt werden, um ein Chipgebiet zu analysieren. Wie in 4 gezeigt ist, repräsentiert ein Muster, das drei vertikal positionierte fehlerhafte (F) Abschnitte aufweist, einen Spaltenteilfehler. Dieses spezielle Spaltenteilfehlermuster wird in entsprechenden Gebieten anderer Typbereiche auf einer Scheibe wiederholt. Ein weiteres beispielhaftes Muster kann ein diagonal angeordnetes Fehlergebiet (F) enthalten. Ferner kann auch ein Fehlermuster für einen Teil einer Reihe erkannt werden. Des Weiteren kann eine gesamte Spalte oder eine gesamte Reihe fehlerhaft sein, wie dies in 4 gezeigt ist. Daher können diverse Fehlermuster auf der Grundlage der diversen Prüfungen, etwa eines Speicherlese/Schreib-Tests, elektrische Prüfungen, Messanalysen, etc. in den diversen Gebieten eines Chips erkannt werden und die Fehlermuster können ermittelt werden. Die Musteranalysiereinheit 380 ist ausgebildet, die diversen in 4 gezeigten Muster zu erkennen, etwa das Diagonalmuster, das Spaltenteilmuster, das Zahlenteilmuster, das Spaltenmuster, das Zeilenmuster, etc. und kann diese Fehler einem speziellen Muster zuordnen. Diese Muster können dann durch die Musterklassifiziereinheit 390 klassifiziert werden. Unter Anwendung dieser Klassifizierung können dann die Fehlerdaten indiziert und gespeichert werden. Die eigentlichen Fehlerdaten werden lediglich einmal gespeichert, wobei jeder Index, der die Fehlermuster betrifft, gespeichert wird. Die nachfolgend erkannten Fehlermuster können dann indiziert werden und den entsprechenden vorhergehenden gespeicherten Fehlerdaten zugeordnet werden.
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5 zeigt eine schematische Fehlermusterdarstellung auf Scheibenebene gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 zeigt eine erste Scheibe und eine N-te Scheibe (wobei N eine Ganzzahl ist). Ein Fehler in speziellen Gebieten der Scheibe kann erkannt werden und es wird ein Fehlermuster ermittelt. Diese Fehlermuster können in den diversen Scheiben, etwa der ersten Scheibe und der N-ten Scheibe wiederholt sein. Wenn daher Daten, die die Fehler auf der ersten Scheibe betreffen, indiziert und gespeichert werden, kann beim Erkennen der Fehler in der N-ten Scheibe eine indizierende Referenz verwendet werden, um die Daten in Bezug auf die Fehler in der ersten Scheibe zu extrahieren. Diese Daten können auch auf die Fehler der N-ten Scheibe anwendbar sein. Daher ist für das Speichern von Details im Hinblick auf die Fehler der N-ten Scheibe lediglich ein Referenzindex erforderlich, der auf die zuvor gespeicherten Daten der ersten Scheibe zeigt, zu speichern, wodurch beträchtliche Rechnerressourcen eingespart werden.
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6 zeigt ein Fehlermuster auf Losebene für mehrere Scheiben in einem Los. 6 zeigt mehrere Scheiben (1. bis 6. Scheibe 610, 620, 630, 640, 650, 660), wobei jede ein Fehlergebiet aufweist, das gemeinsam in einigen der dargestellten Scheiben auftritt. Beispielsweise enthalten die 3. und die 4. Scheibe 630, 640 ähnliche Fehlermuster. In ähnlicher Weise können die 2., die 5. und die 6. Scheibe 620, 650, 660 ähnliche Fehlermuster aufweisen. Daher kann ein Fehlermuster auf Losebene ermittelt werden. Die Koordinaten des Fehlers können verwendet werden, um die Fehlerdaten, die sich auf eine Gruppe aus Scheiben mit ähnlichen Mustern beziehen, zu indizieren. Beim Antreffen ähnlicher Fehler auf anderen Scheiben kann statt dem Speichern der diversen Details der Fehler selbst ein Index gespeichert werden, der auf die Fehlerdaten zeigt, die die zuvor gespeicherten Daten betreffen. Somit kann auf Losebene ein Zeiger- bzw. Indizierschema bereitgestellt werden, wobei lediglich eine gewisse Anzahl an Fehlerdatensätzen gespeichert wird. Dies sorgt für die Speicherung von Fehlerdaten für eine einzelne Scheibe und bei einem Antreffen eines ähnlich angeordneten Fehlermusters auf einer weiteren Scheibe können die die ursprüngliche Scheibe betreffenden Daten verwendet werden, als ob diese Daten die zweite Scheibe betreffen.
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Auf diese Weise bezeichnet ein einzelner Index einen einzelnen Datensatz, der den Daten entspricht, die die 3. und die 4. Scheibe 630, 640 betreffen, während ein zweiter Index einen einzelnen Datensatz bezeichnet, der den Daten entspricht, die die 2., die 5. und die 6. Scheibe 620, 650, 660 betreffen. Die Daten bezüglich der 1. Scheibe 610, die ein Fehlermuster enthält, das unähnlich ist zu den Fehlermustern aller anderen Scheiben in dem Los, erhalten diesen Index. Auf diese Weise kann ein beträchtliches Maß an Rechnerressourcen effizient eingespart werden, wobei dennoch die Fehlerdatenintegrität beibehalten wird.
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7A zeigt ein Diagramm auf Parameterebene bezüglich spezieller Scheiben in einem Los. Diverse Prozesssteuerungsparameter können mehreren Scheiben zugeordnet werden. Beispiele derartiger Parameter sind Leistungskurven in der Ätzanlage, Andruckskraft auf einem Polierteller, Drehgeschwindigkeit auf einer Verteilerscheibe, Belichtungsleistung eines Fotolithografieprozesses und dergleichen. Andere Parameter, die das Bearbeiten einer speziellen Scheibe betreffen, sind die RF-Kurve bezüglich eines Ätzprozesses, wie Gasdurchflussraten und dergleichen. Beispielsweise kann die Leistungskurve einer Ätzanlage über diverse Scheiben hinweg verwendet werden. Wenn beispielsweise mehrere Scheiben eine nach der anderen bearbeitet werden, kann die Scheibenleistung ansteigen, wie dies durch den ansteigenden Bereich in 7A angegeben ist. Die Scheibenleistung kann dann eine Zeitdauer der Stabilität erreichen, wie dies durch das stabile Gebiet in 7A angegeben ist. Nachfolgend kann bei einer Bearbeitung einer gewissen Anzahl von Scheiben die Scheibenleistungskurve abfallen. Somit kann ein Muster auf Parameterebene über mehrere Scheiben hinweg ermittelt werden. Dieses Muster kann von einem Los zu einem weiteren ähnlich sein. Somit kann statt dem Speichern aller Parameterdatenpunkte, die die diversen Lose betreffen, ein Speichern von Datenpunkten der Leistungskurve eines Loses erfolgen und ein Scheibenleistungskurvenmuster für andere Lose kann indiziert werden und auf die eigentlichen Daten zurückverweisen, die das erste gespeichert Los betreffen. Die diversen Beschreibungsmuster der Leistungskurve können mit einem akzeptablen Maß an Genauigkeit indiziert werden. In ähnlicher Weise können andere Parameter ebenfalls zugeordnet werden. Die Leistungskurvendarstellung der 7A kann auch auf diverse Parameter angewendet werden, die diverse Chipgebiete betreffen, etwa innerhalb einer einzelnen Scheibe und/oder über ein Scheibenlos hinweg.
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7B zeigt ein Diagramm auf Parameterebene in Bezug auf spezielle Gebiete auf einer Scheibe in Abhängigkeit der diversen Zeitperioden. Beispielsweise kann die Leistungskurve einer Ätzanlage über diverse Zeitperioden hinweg verfolgt werden, wenn eine Halbleiterscheibe 105 bearbeitet wird. Wenn z. B. Gebiete einer Scheibe nacheinander bearbeitet werden, kann die Leistungskurve ansteigen, wie dies durch den ansteigenden Bereich in 7B gezeigt ist. Die Leistungskurve kann dann eine Zeitdauer der Stabilität für eine gewisse Länge erreichen, wie dies durch das stabile Gebiet in 7B gezeichnet ist. Nachfolgend sinkt nach einer gewissen Zeitdauer die Scheibenleistungskurve ab. Daher kann ein Muster auf Parameterebene über mehrere Gebiete über eine Scheibe hinweg oder über mehrere Scheiben in einem Los hinweg erstellt werden.
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8 zeigt eine Flussdiagrammdarstellung des Verfahrens gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 300 bearbeitet mehrere Halbleiterscheiben (Block 810). Auf der Grundlage der Bearbeitung der Scheiben werden Messdaten/Testdaten gewonnen (Block 820). Das System 300 führt dann einen Datenindizierprozess auf der Grundlage der Messdaten oder Testdaten aus, die gewonnen werden (Block 830). Der Vorgang der Datenindizierung beinhaltet das Ausführen einer Mustererkennung und Musterklassifizierung der gewonnen Messdaten/Testdaten. Eine detailliertere Beschreibung des Vorgangs der Datenindizierung des Blocks 830 ist in 9 und in der begleitenden Beschreibung angegeben.
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Beim Ausführen des Datenindizierungsprozesses speichert das System 300 die indizierten Referenzdaten (Block 840). Die gespeicherten indizierten Daten können dann in einer nachfolgenden Zeitperiode abgerufen werden, wenn ein ähnliches Fehlermuster erkannt wird (Block 850). Daher können Fertigungsdaten, die ähnliche Fehlermuster betreffen, erkannt, entschlüsselt und indiziert werden und können dann durch ein weiteres Fehlermuster ersetzt werden. Auf der Grundlage dieser Daten kann eine Einstellung des Prozesses dann ausgeführt werden (Block 860). Daher muss nur eine geringere Datenmenge gespeichert werden, wobei die detaillierten Fehlerdaten für mehrere Scheiben, die analysiert werden, bereitgestellt werden.
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9 ist eine detailliertere Flussdiagrammdarstellung der Schritte zum Ausführen des Datenindizierungsprozesses aus Block 830 der 8. Das System 300 verarbeitet Testdaten und/oder Messdaten, die gesammelt werden (Block 910). Dieser Prozess beinhaltet das Aufzeichnen von Details über den Fehler, den Ort des Fehlers, den Intensitätsgrad des Fehlers, etc. Die verarbeiteten Test/Messdaten können dann verwendet werden, um eine Musteranalyse auszuführen (Block 920). Die Musteranalyse kann das Erkennen einer speziellen Art an Muster beinhalten, das den Ausfall/die Fehler betrifft. Beispielsweise beinhaltet dieser Prozess das Bestimmen, ob ein spezieller Bereich einer Spalte bei einer Anzahl von Scheiben ein Fehlermuster enthält.
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Das System 300 bestimmt dann, ob das Muster, das früher erkannt wurde, aktuell erkannt ist (Block 930). Wenn bestimmt wird, dass das Muster in einer früheren Phase nicht erkannt wurde, erzeugt das System 300 eine neue Datenbankindexkennung für das neu entdeckte Fehlermuster und ordnet dieses einer aktuellen Probe zu (Block 940). Auf der Grundlage des neuen Datenbankindex können die detaillierten Daten, die dem neuen Fehlermuster entsprechen, in einer Musterindextabelle gespeichert werden (Block 950). Die Musterindextabelle umfasst Daten, die diverse Muster betreffen, die untersucht und indiziert wurden gemäß einem speziellen Muster, das den Fehlern entspricht. Beim Aufzeichnen des neuen Fehlermusters wird der entsprechende Index in Abhängigkeit zu den gespeicherten Datenbankdaten aufgezeichnet und gespeichert, d. h. das Fehlermuster, das als ein Referenzindex zu verwenden ist, wird gespeichert (Block 960). Somit können beim Erzeugen einer neuen Datenbankindexkennung neue Fehlermusterdaten in dem Muster in einer Indextabelle gespeichert werden und der Fehlermusterindex selbst wird für ein weiteres Abrufen der eigentlichen entsprechenden Daten gespeichert.
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Wenn bestimmt wird, dass das erkannte Muster auf der Grundlage des Ausführens der Musteranalyse erkannt wurde (Block 930), kann das System 300 dann den historischen Fehlermusterindex abrufen und diesen dem aktuellen Probenbeispiel zuordnen (Block 970). Anders ausgedrückt, wenn ein früher bekanntes Fehlermuster mit einem neu erkannten Fehlermuster übereinstimmt, wird der Fehlermusterindex abgerufen. Das System 300 kann dann den Fehlermusterindex in einer relationalen Datenbank aufzeichnen und speichern (Block 960). Das System 300 speichert nicht notwendigerweise die eigentlichen Daten, die das erkannte Fehlermuster betreffen. Statt dessen können die zuvor gespeicherten detaillierten Fehlerdaten durch die aktuellen entdeckten Fehlerdaten auf der Grundlage ersetzt werden, dass bestimmt wird, dass der Index der Fehler mit einem speziellen gespeicherten Fehlermuster übereinstimmt. Auf diese Weise können diverse Fehlerdatendetails auf der Grundlage von indizierenden Merkmalen gespeichert und abgerufen werden; beispielsweise kann eine relationale Datenbank verwendet werden, um die Fehlerdaten zu indizieren, um gespeicherte Fertigungsdaten tatsächlich abzurufen.
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Unter Anwendung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die großen Anforderungen im Hinblick auf die Datenspeicherfähigkeit reduziert werden, wobei dennoch eine adäquate Aufzeichnung von Fehlermustern beibehalten wird, ohne dass die Datenintegrität wesentlich beeinträchtigt wird. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen das Sammeln diverser elektrischer/Messdaten, die einen Bereich einer bearbeiteten Scheibe betreffen. Die vorliegende Erfindung betrifft das Indizieren der Scheibenfehlerdaten auf der Grundlage von Mustererkennungstechniken Fehlermuster können wiederholt auf diversen Scheiben auftreten. Daten, die das Fehlermuster betreffen, können indiziert und gespeichert werden. Ein nachfolgendes Erkennen ähnlicher Fehlermuster führt zum Erzeugen weiterer Indizes, die auf den ursprünglich gespeicherten Datensatz zeigen. Daher kann die Indexfunktion verwendet werden, um die Daten zu gewinnen, die in Abhängigkeit zu einem ersten Fehlermuster gespeichert wurden. Die Daten aus der Datenbank stimmen im Wesentlichen mit den nachfolgend erkannten Fehlermustern überein. Daher können große Mengen an Fehlerdaten unter Anwendung der Referenzindizes bereitgestellt werden, die auf Fehlermuster beruhen, ohne dass Daten zu speichern sind, die mit jedem Fehlermuster verknüpft sind, wodurch der Grad von Anforderungen im Hinblick auf die Rechnerressourcen verringert wird. Somit kann ein schneller Zugriff auf Scheibendaten ermöglicht werden, während lediglich relativ begrenzte Computerressourcen dafür erforderlich sind. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bieten eine erhöhte Effizienz beim Sammeln, Speichern und/oder Abrufen von Fertigungsdaten, wodurch die Prozessergebnisse beeinflusst werden.
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Die durch die vorliegende Erfindung vermittelten Prinzipien können in einer fortschrittlichen Prozesssteuerungs-(APC)Plattform eingerichtet werden. Die APC-Plattform ist eine bevorzugte Plattform, von der aus die durch die vorliegende Erfindung gelehrte Steuerungsstrategie eingerichtet werden kann. In einigen Ausführungsformen ist die APC-Plattform ein Fabrik umspannendes Software-System; daher können die durch die vorliegende Erfindung gelehrten Steuerungsstrategien auf nahezu beliebige Halbleiter-Fertigungsanlagen in der Fertigungslinie angewendet werden. Die APC-Plattform ermöglicht ferner einen Fernzugriff und Fernüberwachung des Prozessverhaltens. Durch Anwenden der APC-Plattform können die Datenspeicherungen bequem, flexibel und weniger kostenintensiv als durch lokale Speicher bewerkstelligt werden. Die APC-Plattform ermöglicht anspruchsvolle Steuerungsarten, da ein hohes Maß an Flexibilität beim Schreiben der erforderlichen Software-Codierungen geboten wird.
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Die Anwendung der durch die vorliegende Erfindung gelehrten Steuerungsstrategien auf die APC-Plattform kann eine Reihe von Software-Komponenten erforderlich machen. Zusätzlich zu Komponenten innerhalb der APC-Plattform wird ein Computerskript für jede der Halbleiterfertigungsanlagen, die in dem Steuerungssystem enthalten sind, geschrieben. Wenn eine Halbleiterfertigungsanlage in dem Steuerungssystem in der Halbleiterfertigungsstätte initialisiert wird, ruft diese üblicherweise ein Skript auf, um die Aktionen zu bewirken, die durch die Prozesssteuerung erforderlich sind, etwa eine Überlagerungssteuerung. Die Steuerungsverfahren werden im Allgemeinen in diesen Skripten definiert und ausgeführt. Die Entwicklung dieser Skripte kann einen wesentlichen Anteil der Entwicklung eines Steuerungssystems umfassen. Die durch die vorliegende Erfindung gelehrten Prinzipien können in anderen Arten von Fertigungsplattformen eingesetzt werden.
