TW202305193A - 晶棒製造管理方法和晶棒製造管理系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提供了一種晶棒製造管理方法，其包括以下步驟：對通過將拉制的晶棒切割成多個晶錠並對每個晶錠的頭尾進行切取而獲得的薄片進行測試，以確定晶錠的品質參數；以及基於品質參數和晶錠所對應的拉制製程參數評估晶錠的品質等級。本發明還關於一種晶棒製造管理系統。通過上述方法和系統，實現了對拉晶品質和良率的準確統計，便於後續能夠根據客戶要求準確投入及產出相應品質的矽片。
Description
本發明屬於製造管理技術領域，具體地，關於晶棒製造管理方法和晶棒製造管理系統。
目前，直拉法是比較主流的單晶矽生長方法。矽片的製造總體上分為兩個階段，即，單晶晶棒拉制，並然後將晶棒切割成切片設備可以處理的小段晶錠；以及之後將晶錠切片、圓邊、研磨、拋光、清洗等工序後得到矽片。
在晶棒拉制中，12寸晶棒的長度通常在2公尺以上，而晶棒不同位置由於拉晶製程參數等的影響，品質存在差異。對於晶棒，頭、尾兩端和部分位置由於拉速波動或其它因素影響出現異常，導致所拉制的晶棒的這些部位切割出的晶圓出現瑕疵的比例較高，這些部位會經過切斷步驟進行區分，切斷的目的還包括將晶棒分段成切片設備可以處理的長度並對分段後的晶錠進行測試，根據測試結果，進行投產加工，以匹配不同的客戶需求。但是，隨著客戶需求的多樣化，對不同晶棒及晶錠的品質管理提出了更高的要求。且隨著產能的不斷增加，無法方便快捷地實現大量晶棒的品質和良率狀況管理，導致晶圓廠投入晶錠容易出錯。
此外，通常需要在晶棒拉制之前設定好拉晶相關參數，以使得可以基於所設定的拉晶相關參數拉制晶棒，並會給予該晶棒一物料號。但目前使用的物料號比較單一，例如只是簡單的序號，無法通過其識別出該晶棒拉晶相關關鍵參數，導致容易出現混料。
因此，需要提供一種能夠更好地實現大量晶棒的品質和良率狀況管理以及能夠避免混料的晶棒製造管理方法和晶棒製造管理系統。
本部分提供了本發明的總體概要，而不是對本發明的全部範圍或所有特徵的全面公開。
本發明的一個目的在於提供一種能夠更好地實現大量晶棒的品質和良率狀況管理的晶棒製造管理方法。
本發明的另一目的在於提供一種能夠避免混料的晶棒製造管理方法。
為了實現上述目的中的一個或多個，提供了一種晶棒製造管理方法，其可以包括以下步驟：
對通過將拉制的晶棒切割成多個晶錠並對每個晶錠的頭尾進行切取而獲得的薄片進行測試，以確定晶錠的品質參數；以及
基於品質參數和晶錠所對應的拉制製程參數評估晶錠的品質等級。
在上述晶棒製造管理方法中，該晶棒製造管理方法還可以包括基於品質等級和品質等級出現在晶錠上的起始位置和結束位置來獲得滿足該品質等級的良率。
在上述晶棒製造管理方法中，該多個晶錠可以是通過將晶棒以固定長度切割而獲得的。
在上述晶棒製造管理方法中，品質參數可以包括：電阻、氧含量、碳含量、少數載流子壽命、晶體原生缺陷確認。
在上述晶棒製造管理方法中，該晶棒製造管理方法還可以包括制定用於表徵拉制晶棒所依據的拉晶相關參數的晶棒料號。
在上述晶棒製造管理方法中，拉晶相關參數可以包括：要拉制的晶棒的直徑、產品類型、摻雜物、拉晶爐編號、凹槽方向、電阻和氧含量。
在上述晶棒製造管理方法中，該晶棒製造管理方法還可以包括根據通過測試和評估獲得的實際品質情況對晶棒料號進行更新。
本發明的另一目的在於提供一種能夠更好地實現大量晶棒的品質和良率狀況管理的晶棒製造管理系統。
為了實現上述目的，提供了一種晶棒製造管理系統，其可以包括：
測試模組，該測試模組用於對通過將拉制的晶棒切割成多個晶錠並對每個晶錠的頭尾進行切取而獲得的薄片進行測試，以確定晶錠的品質參數；
評估模組，該評估模組用於基於品質參數和晶錠所對應的拉制製程參數評估晶錠的品質等級。
在上述晶棒製造管理系統中，該晶棒製造管理系統還可以包括：
顯示錄入模組，該顯示錄入模組可以顯示品質參數、可以錄入並顯示品質等級、以及可以顯示基於品質等級與該品質等級出現在晶錠上的起始位置和結束位置獲得的滿足該品質等級的良率。
在上述晶棒製造管理系統中，該顯示錄入模組還可以錄入和顯示表徵拉制晶棒所依據的拉晶相關參數的晶棒料號。
根據本發明，通過從晶棒的不同位置切取薄片並對其進行測試和評估來獲得晶棒不同位置的品質情況，由此實現對拉晶品質和良率的準確統計，以便於後續能夠根據客戶要求準確投入及產出相應品質的矽片。此外，通過制定用於表徵拉制晶棒所依據的拉晶相關參數的晶棒料號，可以避免或至少降低因例如拉錯晶棒或存放錯誤而導致的混料風險。
通過以下結合附圖對本發明的示例性實施方式的詳細說明，本發明的上述特徵和優點以及其他特徵和優點將更加清楚。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖及附件，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的申請範圍，合先敘明。
在本發明實施例的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明實施例和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明實施例的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明實施例中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的具通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明實施例中的具體含義。
下面參照附圖、借助於示例性實施方式對本發明進行詳細描述。要注意的是，對本發明的以下詳細描述僅僅是出於說明目的，而絕不是對本發明的限制。此外，在各個附圖中採用相同的附圖標記來表示相同的部件。
根據本發明的實施方式，提出了一種晶棒製造管理方法，其包括以下步驟：
對通過將拉制的晶棒切割成多個晶錠並對每個晶錠的頭尾進行切取而獲得的薄片進行測試，以確定該晶錠的品質參數；以及基於品質參數和晶錠所對應的拉制製程參數評估晶錠的品質等級。
具體而言，在上述方法中，拉制完成的晶棒會被切割成多個晶錠，每個晶錠的頭尾會被分別切取薄片，即頭部薄片和尾部薄片。對於每個晶錠而言，這兩個薄片會被測試，以確認實際的品質參數。需要說明的是，該測試例如可以在實驗室由特定的設備執行。該品質參數例如可以包括電阻、氧含量、碳含量、少數載流子壽命（Minority Carriers Life Time，MCLT）、蝕刻坑位錯（End Point Detector，EPD）確認、晶體原生顆粒（Crystal Originated Particle，COP）確認等。
接下來，基於所確定的實際品質參數並結合該晶錠所對應的拉制製程參數，可以評估出該晶錠的品質等級。需要說明的是，拉制製程參數例如可以是拉制速度，其可以在晶棒的拉制過程中持續地收集，並且品質等級例如可以為19nm、40nm、90nm等。另外，該評估可以由拉晶工程師做出或者可以由特定的設備執行。
通過上述方式，即從晶棒的不同位置切取薄片並對其進行測試和評估，可以獲得晶棒不同位置的品質情況，實現對拉晶品質和良率的準確統計，從而有助於對晶棒的品質進行更好地管理，以便於後續能夠根據客戶要求準確投入相應品質的晶錠來生產矽片，避免出錯並提升效率。
進一步地，根據本發明的實施方式的晶棒製造管理方法還可以包括基於品質等級和該品質等級出現在該晶錠上的起始位置和結束位置來獲得滿足該品質等級的良率。
具體而言，基於針對每個晶錠的兩個薄片確定的品質等級，可以確定出該品質等級在該晶錠上出現的起始位置和結束位置，即該品質等級在該晶錠上對應的長度，進一步地，基於該品質等級和對應長度，可以獲得滿足該品質等級的良率，具體地，滿足該品質等級的良率等於該對應長度與該晶錠的長度的比值。可以設想的是，該過程可以人工進行，也可以通過計算模組來執行。
例如，參見圖2，以晶錠2#為例，其在品質等級1即品質等級為19nm的情況下確定出的該品質等級的起始位置為0且結束位置為35cm。由於晶錠2#的總長度為35cm，因此計算出滿足19nm品質的長度為35cm，並且滿足19nm品質的良率為100%，即等於滿足19nm品質的長度/晶錠2#的總長度。此外，由於滿足19nm品質的長度和良率分別為35cm和100%，因此低於該品質等級的其他品質等級的長度和良率，比如滿足40nm品質的長度和良率，也分別為35cm和100%。
通過上述方式，可以進一步獲得滿足相應品質等級的良率參數，從而能夠更加方便和快捷地實現大量晶棒的品質和良率管理，更加有助於後續根據客戶要求準確投入及產出相應品質的矽片。
可以設想的是，該多個晶錠可以是通過將晶棒以固定長度切割而獲得的。通過這種方式，可以獲得長度均等的多個晶錠，便於更加均勻地對晶棒的不同位置的品質情況進行測試和評估，從而提高了品質測試和評估的準確性。
另一方面，根據本發明的實施方式的晶棒製造管理方法還可以包括制定用於表徵拉制該晶棒所依據的拉晶相關參數的晶棒料號。
通常，晶棒料號僅是簡單的序號，無法很好地展示出該晶棒拉晶相關關鍵參數。在本實施方式中，晶棒料號被制定成能夠表徵出拉制晶棒時所依據的拉晶相關參數。由此，工程師可以根據晶棒料號識別出拉晶相關關鍵參數，從而避免或至少降低因例如拉錯晶棒或存放錯誤而導致的混料風險。
該晶棒料號可以在晶棒拉制之前制定。這樣，可以根據該晶棒料號表徵出的拉晶相關參數進行拉制並在拉制完成後的轉料過程中快速識別，由此，避免在拉制中及拉制完成後可能出現的混亂。
可以設想的是，該晶棒料號也可以在晶棒拉制過程中或完成之後進行制定。
在本實施方式中，例如，可參見圖1和圖2，可以用代表拉晶相關參數的符號來構成晶棒料號。該拉晶相關參數可以包括：要拉制的晶棒的直徑、產品類型、摻雜物、拉晶爐編號、凹槽方向、電阻、氧含量等。具體地，在圖1中：
對於直徑，用3來表示晶棒的直徑300mm；
對於產品類型，用P來表示（Polish Wafer，PW），即拋光片；用E來表示（epitaxial wafer，EPI），即外延片；
對於摻雜，用B表示硼、用N表示氮、等等；
對於拉晶爐，用1-Z表示拉晶爐的編號；
對於凹槽方向，用A表示[110]，用B表示[100]；
對於電阻，用0-Z表示電阻大小；
對於氧含量，用0-Z 表示氧含量大小等等。
圖2中示出了通過這種方式製成的晶棒料號。
根據本發明的實施方式的晶棒製造管理方法還可以包括根據通過上述測試和評估獲得的實際品質情況對晶棒料號進行更新。
具體地，如果通過測試和評估獲得的實際品質情況和最初的目標品質情況不同，則用反映實際品質情況的新的晶棒料號替代原有的晶棒料號；但如果相同，則原有的晶棒料號不做更新。由此，可以更準確地反映實際的品質情況，以便於晶圓廠進行更加準確快捷地投入。
本發明還提出了一種晶棒製造管理系統，該晶棒製造管理系統可以包括：
測試模組，該測試模組用於對通過將拉制的晶棒切割成多個晶錠並對每個晶錠的頭尾進行切取而獲得的薄片進行測試，以確定該晶錠的品質參數；
評估模組，該評估模組用於基於品質參數和晶錠所對應的拉制製程參數評估晶錠的品質等級。
該測試模組可以是用於執行上述測試的特定設備，並且該評估模組可以是用於執行上述評估的特定設備，可以設想的是，該評估模組也可以是拉晶工程師或者二者的結合。
該晶棒製造管理系統還可以包括顯示錄入模組，該顯示錄入模組能夠顯示品質參數、能夠錄入並顯示品質等級、以及能夠顯示基於品質等級與品質等級出現在晶錠上的起始位置和結束位置獲得的滿足該品質等級的良率。
示例性地，參照圖2，該顯示錄入模組可以是錄入介面。該錄入介面包括指示晶錠編號、晶錠長度、品質參數（在圖2中顯示為電阻實測值和氧含量實測值）、晶棒品質以及品質及良率匯總的多個欄。
在測試模組中獲得的承載實際品質參數的資料（在圖2中可以是晶錠編號、晶錠長度和品質參數）可以被上傳並在錄入介面中自己帶出，以由該錄入介面顯示出來。在評估模組中獲得的品質等級以及滿足該品質等級的起始位置和結束位置可以被錄入到該錄入介面中並由該錄入介面顯示出來。品質及良率匯總部分可以是系統自動計算後顯示，該計算可以在評估模組中完成或者可以在錄入顯示模組中完成。
可以看到，顯示錄入模組還能夠錄入和顯示表徵拉制晶棒所依據的拉晶相關參數的晶棒料號。
通過上述方式，可以清楚的從顯示錄入模組看到每個晶棒的品質及良率情況，從而有助於後續生產的準確投入。
以上僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明之實施範圍，如果不脫離本發明之精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明申請專利範圍的保護範圍當中。
無
圖1為示意性地示出了根據本發明的實施方式的晶棒料號的制定方式的圖表；以及
圖2示意性地示出了根據本發明的實施方式的晶棒製造管理系統的錄入介面。
Claims (10)
- 一種晶棒製造管理方法，包括以下步驟： 對通過將拉制的晶棒切割成多個晶錠並對每個晶錠的頭尾進行切取而獲得的薄片進行測試，以確定該晶錠的品質參數；以及 基於該品質參數和該晶錠所對應的拉制製程參數評估該晶錠的品質等級。
- 如請求項1所述之晶棒製造管理方法，還包括基於該品質等級和該品質等級出現在該晶錠上的起始位置和結束位置來獲得滿足該品質等級的良率。
- 如請求項1或2所述之晶棒製造管理方法，其中，該多個晶錠是通過將該晶棒以固定長度切割而獲得的。
- 如請求項1或2所述之晶棒製造管理方法，其中，該品質參數包括：電阻、氧含量、碳含量、少數載流子壽命、蝕刻坑位元錯確認和晶體原生顆粒確認。
- 如請求項1或2所述之晶棒製造管理方法，還包括制定用於表徵拉制該晶棒所依據的拉晶相關參數的晶棒料號。
- 如請求項5所述之晶棒製造管理方法，其中，該拉晶相關參數包括：要拉制的晶棒的直徑、產品類型、摻雜物、拉晶爐編號、凹槽方向、電阻和氧含量。
- 如請求項5所述之晶棒製造管理方法，還包括根據通過該測試和該評估獲得的實際品質情況對該晶棒料號進行更新。
- 一種晶棒製造管理系統，包括： 測試模組，該測試模組用於對通過將拉制的晶棒切割成多個晶錠並對每個晶錠的頭尾進行切取而獲得的薄片進行測試，以確定該晶錠的品質參數； 評估模組，該評估模組用於基於該品質參數和該晶錠所對應的拉制製程參數評估該晶錠的品質等級。
- 如請求項8所述之晶棒製造管理系統，還包括： 顯示錄入模組，該顯示錄入模組能夠顯示該品質參數、能夠錄入並顯示該品質等級、以及能夠顯示基於該品質等級與該品質等級出現在該晶錠上的起始位置和結束位置獲得的滿足該品質等級的良率。
- 如請求項9所述之晶棒製造管理系統，其中，該顯示錄入模組還能夠錄入和顯示表徵拉制該晶棒所依據的拉晶相關參數的晶棒料號。
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