KR20020014896A - 반도체 제조 공정 제어 방법 - Google Patents

Abstract

여기에 개시된 반도체 제조 공정 제어 방법은, 양품 다이(die)에 대한 각 롯트별 히스토리를 데이터 베이스로 구축하고, 현재 런 진행 중인 장비의 공정 조건과 양품 데이터 베이스를 실시간 비교한다. 상기 비교 결과가 미리 마련된 스펙을 만족하는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과, 상기 런 진행 중인 장비의 공정 조건이 스펙을 만족하는 경우 현재 런 진행 중인 장비의 동작을 유지한다. 반면, 상기 런 진행 중인 장비의 공정 조건이 스펙을 만족하지 않는 경우 현재 런 진행 중인 장비의 동작을 중지시킨다. 이와 같은 반도체 제조 공정 제어 방법에 의하면, 비정상적인 공정 조건이 검출될 경우에는 장비의 동작을 중지시킴으로써 장비의 비정상적인 상태에 대해 즉각적으로 조치를 취할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 사후 처리가 아니라 현장에서 실시간적으로 비정상적인 상태에 대해 즉각적인 조치가 가능하므로 공정 불량을 미연에 방지할 수 있고, 궁극적으로 수율 저하를 방지할 수 있다.

Description

반도체 제조 공정 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING SEMICONDUCTOR MANUFACTURING PROCESS}

본 발명은 반도체 제조 공정의 제어 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 불량 분석 피드백에 의한 반도체 제조 공정 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 장치는 롯트(lot) 단위로 동일 공정 조건에서 만들어진 다음에 각 다이(die)에 대한 전기적 테스트 과정을 거쳐 불량 다이 및 정품 다이가 체크되고 분류(EDS; electric die sort)되어 롯트 또는 웨이퍼의 수율이 결정된다. 따라서, 롯트 단위의 반도체 제조 공정이 완료된 상태에서는 최종 수율에 영향을 미치는 각 단위 공정의 상관 관계를 분석하기 위해 불량 분석 과정을 수행한다.

종래의 반도체 제조 공정에서는 작업 일지를 참조하여 런(run)이 진행된 반도체 장비와 해당 런의 공정 조건, 예를 들면, 온도, 압력, 진공상태, 사용 가스의 종류 및 성분비 등을 기록한 롯트별 공정 히스토리 데이터를 이용하여 장비 데이터베이스를 작성하고, 또한, 각 다이에 대한 전기적 테스트 과정을 거쳐 불량 다이 및 정품 다이가 체크되고 분류된 롯트별 수율 데이터를 이용하여 수율 데이터 베이스를 작성한다.

상기 수율 데이터 베이스의 작성을 위한 각 롯트별 EDS 수율을 체크할 때, 롯트별 특정 수율의 하락이 발생하는 비정상 웨이퍼 또는 장비를 확인하고, 특정 공정 또는 비정상 장비 조건에 의해 발생된 불량을 추정, 분류한다.

또한, 장비 데이터 베이스를 참조하여 정상적인 롯트 번호의 웨이퍼 또는 런들이 진행된 장비 히스토리를 찾아낸다.

이어서, 체크된 비정상적인 장비 데이터와 검색된 정상적인 장비 데이터를 취합하고, 이들을 장비 및 공정 조건과 수율의 상관 관계의 분석, 유의차 검정 등의 통계적 처리 방법 혹은 그래픽 처리 등을 통한 시각적 분석으로 상호 비교하여, 수율 하락 혹은 불량을 유발한 단위 공정 장비를 서치(search)하여 그 때의 장비 상태 및 공정 조건 등을 체크하여 비정상 조건을 추정한다.

그러나, 종래의 불량 분석 과정은 불량을 분석하는데 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 빨리 분석된다 하더라도 이미 런이 진행된 다음에 결과론적인 불량 분석이므로, 불량 분석이 완료된 시점에서는 비정상적인 조건에서 웨이퍼 공정이 진행되고 있는 중이므로 이미 발생된 불량이나 수율 하락을 막을 수 없는 사후 처리에 불과하였다.

즉, 공정이 진행되는 중에 돌발적인 설비 고장, 예방 보전(preventive maintenance), 조건 변경 등의 제조 장비의 변경점이 발생되었을 때 엔지니어 또는검사자가 이를 발견하지 못하면, 모든 공정이 완료된 후 검사 공정에서나 발견 가능하다. 이는 불량 제품을 다량으로 생산하는 요인이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 생산 공정 중에 제조 장비의 변경점을 실시간으로 검출하고, 오류 발생시 제품 생산을 중지하는 반도체 제조 공정 제어 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조 공정 제어 방법의 수순을 보여주는 플로우차트이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 제조 공정 제어 방법은: 양품 다이에 대한 각 롯트별 히스토리를 데이터 베이스로 구축하는 단계와, 현재 런 진행 중인 장비의 공정 조건과 양품 데이터 베이스를 실시간 비교하는 단계와, 상기 비교 결과가 미리 마련된 스펙을 만족하는 지의 여부를 판별하는 단계와, 판별 결과, 상기 런 진행 중인 장비의 공정 조건이 스펙을 만족하는 경우 현재 런 진행 중인 장비의 동작을 유지하는 단계, 그리고 판별 결과, 상기 런 진행 중인 장비의 공정 조건이 스펙을 만족하지 않는 경우 현재 런 진행 중인 장비의 동작을 중지시키는 단계를 포함한다.

(작용)

이와 같은 방법에 의해서, 반도체 제조 라인을 온라인 모니터링하여 현재 런되는 장비의 상태를 검출하고, 비정상적인 공정 조건이 검출될 경우에는 장비의 동작을 중지시킴으로써 장비의 비정상적인 상태에 대해 즉각적으로 조치를 취할 수 있다.

(실시예)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조 공정 제어 방법의 수순을 보여주는 플로우차트이다.

반도체 웨이퍼 제조는 자동화 라인을 따라 롯트 단위로 웨이퍼를 이송하면서 포토 공정, 이온 주입 공정, 열처리 공정, 식각 공정, 데포지션 공정, 메탈 공정 등의 여러 가지 단위 공정 등을 거쳐서 웨이퍼 상에 동일 패턴을 가진 다량의 반도체 칩, 즉 다이(die)를 동일 조건에서 만들게 된다. 각 단위 공정에서는 해당 장비와 공정 조건, 즉, 온도, 압력, 진공 상태, 가스 상태 및 성분비 등의 다양한 장비 히스토리를 가지게 된다. 따라서, 롯트 번호에 따라 그때 그때의 장비 히스토리가 작성된다.

이와 같은 장비 히스토리는 온라인 감지 장비에 의해 실시간적으로 모니터링되고, 취득된 각 롯트별 장비 히스토리는 장비 데이터 베이스로 구축된다.

상술한 제조 라인을 거쳐 완성된 반도체 장치는 테스트 과정을 거치게 된다. 각종 테스트 과정에서는 웨이퍼 상의 다이의 정상 및 불량 여부를 테스트하고, 불량의 다이에는 잉킹(inking)에 의해 불량을 표시하고, 테스트 결과의 롯트 단위의 수율 데이터를 획득하여 수율 데이터 베이스 구축한다. 또한, 양품 다이에 대한 각 롯트별 장비 히스토리가 데이터 베이스로 구축된다(단계 S10).

이 양품 다이에 대한 데이터 베이스는 회귀 분석(feedback analysis) 또는유의차 검정 등의 통계적 분석 알고리즘에 의해 분석되어 양품이 생산되기 위한 조건(스펙)이 마련된다.

단계 S20에서는, 현재 런 진행 중인 장비의 공정 조건과 양품 데이터 베이스를 실시간 비교한다.

단계 S30에서는, 상기 단계 S20에서의 비교 결과가 미리 마련된 스펙(SPEC : specification, 양품이 생산되기 위한 조건)을 만족하는 지의 여부를 판별한다. 판별 결과, 상기 런 진행 중인 장비의 공정 조건이 스펙을 만족하면 그 제어는 단계 S40으로 진행해서 장비의 동작을 유지하고, 만족하지 않으면 그 제어는 단계 S50으로 진행해서 장비 동작을 중지시킨다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 반도체 제조 장비의 A 공정에서 변경점이 발생되어 양품 데이터 베이스의 스펙을 벗어나면 웨이퍼는 B 공정으로 진행되지 않는다. 또한, 반도체 제조 장비의 A 공정에서 변경점이 발생되어 양품 데이터 베이스의 스펙을 벗어나면 다음 웨이퍼가 A 공정으로 트랙-인(track-in)될 수 없다.

이와 같이, 본 발명의 제어 방법은 현재 런되는 장비의 상태를 검출하고, 비정상적인 공정 조건이 검출될 경우에는 장비의 동작을 중지시킴으로써 장비의 비정상적인 상태에 대해 즉각적으로 조치를 취할 수 있다.

예시적인 바람직한 실시예를 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것이 잘 이해될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위에는 다양한 변형 예들 및 그 유사한 구성들이 모두 포함될 수 있도록 하려는 것이다. 따라서, 청구 범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 반도체 제조 라인을 온라인 모니터링하여 현재 런되는 장비의 상태를 검출하고, 비정상적인 공정 조건이 검출될 경우에는 장비의 동작을 중지시킴으로써 장비의 비정상적인 상태에 대해 즉각적으로 조치를 취할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 사후 처리가 아니라 현장에서 실시간적으로 비정상적인 상태에 대해 즉각적인 조치가 가능하므로 공정 불량을 미연에 방지할 수 있고, 궁극적으로 수율 저하를 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 반도체 제조 공정 제어 방법에 있어서:

   양품 다이에 대한 각 롯트별 히스토리를 데이터 베이스로 구축하는 단계와;

   현재 런 진행 중인 장비의 공정 조건과 양품 데이터 베이스를 실시간 비교하는 단계와;

   상기 비교 결과가 미리 마련된 스펙을 만족하는 지의 여부를 판별하는 단계와;

   판별 결과, 상기 런 진행 중인 장비의 공정 조건이 스펙을 만족하는 경우 현재 런 진행 중인 장비의 동작을 유지하는 단계; 그리고

   판별 결과, 상기 런 진행 중인 장비의 공정 조건이 스펙을 만족하지 않는 경우 현재 런 진행 중인 장비의 동작을 중지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정 제어 방법.