TW521365B - Method and apparatus for providing communication between a defect source identifier and a tool data collection and control system - Google Patents
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Description
521365 A7 B7 五、發明説明（） 發明領域： (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁} 本發明大致關係於半導體晶圓處理系統，更明確地 說，本發明關係於一種方法及設備，用以於一缺陷來源辨 識裝置及一工具資料收集及控制系統間提供通訊。 發明背景_ 半導體晶圓處理系統包含多數處理室，其係被安排以 連續方式處理半導體晶圓，以生產積體電路。因為諸晶圓 係被處理，所以它們間歇地定位於一量測機台或多數機台 上，以量測被執行之處理步驟的效用。當缺陷係為量測機 台所檢出時，則通知系統作業員。系統作業員然後觀看經 驗數據，以決定缺陷的來源。當來源被辨識出時，作業員 會調整該工具内之各室的操作參數，以消除未來之缺陷。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 缺陷來源辨識處理可以使用如於20〇1年七月13日之 美國專利案第09/905，607號所揭示之缺陷來源辨識器加 以自動化進行，該案係併入本案作為參考。缺陷來源辨識 器收集來自量測機台之有關於在晶圓上所找到缺陷的資 料，並分析諸缺陷，以自動決定這些缺陷的來源。一旦來 源被辨識出’則對諸缺陷來源的解決方案可以提議給該作 業員。 於本技藝中有需要一整合解決方案，其中該缺陷來源 辨識器可以與一工具資料收集及控制系統相通訊，以建立 一自動化處理’以在實際故障前，預測工具之故障並校正 可能之故障。 第4頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) 521365 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 奋afl目的及概述： 本發明大致關係於一種用於缺陷來源辨識器（Dsi)及 工具資料收集及控制系統間之通訊的方法與設備。缺陷來 源辨識器收集缺陷資料，直到一缺陷被辨識出為止。於辨 識出一缺陷時，一要求被送給一半導體晶圓處理工具，以 要求於缺陷發生時所使用之工具參數。工具資料收集及控 制系統抽回工具參數並將之經由一網路或其他形式之通 訊鏈路通信至DSI。若該室資訊係為工具資料收集及分析 工具所提供，則缺陷來源辨識器（DSI)可以指出每一室之缺 陷來源。工具參數係為缺陷來源辨識器所處理，使得於缺 陷發生時之與工具參數有關之選擇晶圓資料被抽取出。選 擇缺陷資料係與工具資料收集及控制系統相通訊。該資料 係被用以執行一預測模型，以預測工具元件之故障發生。 若該模型並未預測工具或者工具任一元件之故障的來 臨，則工具資料收集及控制系統回到穩態。若一故障被預 測出來’則工具資料收集及控制系統發生校正動作，然 後，以採用之動作更新缺陷來源辨識器。為了加強本發明 之正確性，一資料採取引擎可以用以共相關缺陷資料，工 具參數資訊（處理資料），及參數資料（例如電氣測試結 果）。 為了使本發明之上述特性可以更詳細之了解，本發明 簡述如上之特定說明可以參考其實施例加以了解，該等實 施例係示於附圖中。 然而，應注意的是附圖只例示本發明之典型實施例， 第5頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） ------- —---------?T , - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521365 A7 五、發明説明（ 並不應被認為本案之阳生丨 ^ 限制，因為本發明可以採用其他 之實施例。 圖式簡單說明i 第1圖為依據本發明之—香 贫月又實施例的半導體處理系統的方塊 圖； 第2圖為依據本發明乏—鲁 月 < 實施例的處理的流程圖； 第3圖為一依據本發明^r 發月又一實施例的用以共相關缺陷及 理資料的處理的流程圖；及 第4圖為-依據本發明之_實施例之缺陷及處理資
形代表。 W 圖號對照說明： 100 半導體晶圓處理系統 102 半導體晶圓處理 104 處理室 105 平台 106 機械手臂 108 真空隔絕室 110 工具資料收集及控制系統 1 12 中央處理單元 114 輸入/輸出 116 支援電路 118 記憶體 119 軟體 120 網路 124 缺陷源辨識器 126 中央處理單元 128 支援電路 130 輸入/輸出 132 記憶體 133 DSI軟體 152 缺陷知識庫 154 處理知識庫 第6頁 -本紙張尺度適用中闕家i^)A4規格(21GX297公愛） ----------r------------訂 ‘ - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 521365 A7 B7 158 再檢視機台 162 量測機台 166 支援電路 172 軟體 五、發明說明（ 156 檢視機台 160 電氣測試機台 164 中央處理單元 170 記憶體 發明詳細說明： 第1圖為一半導體晶圓處理系統1 〇 0的方塊圖，該系 統包含一半導體晶圓處理工具1〇2(工具），一工具資料收 集及控制系統11 〇，一缺陷來源辨識器12 4及一通訊網路 138。同時連接至通訊網路120的可以是一資料採集引擎 150，一缺陷知識庫（DKL)152,及一處理知識庫（pkL)154。 DKL及PKL可以組合成單一知識庫。 工具102可以包含多數處理室l〇4A，104B,及104C 附著至一平台105。平台105包含一位於中間之機械手臂 106，其可以接近處理室104A，104B及104C。平台1〇5 同時可以包含一對真空隔絕室1〇8’或其他形式之工廠界 面，及至少一整合量測機台1 3 6。於一些工具中，量測機 台136可以不是一體成型，即該機台可能為單獨機台 1 62。工具1 02可以為工具資料收集及控制系統1 1 〇所控 制。工具資料收集及控制系統11 0提供控制信號’以控制 所有在工具102内之處理參數及晶圓的動作。 依據本發明操作之工具資料收集及控制系統1 1 0之例 子係由美國加州聖塔卡拉應用材料公司所製造之商品 SMARTSYS。此工具資料收集及控制系統係被描述於申請 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21ϋ>^公釐） ...... --#.........·?·,....... (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521365 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 於2000年四月28日之美國專利申請第〇9/561，44〇號名 為”晶圓製造資料取得及管理系統，，中，該案係併入作為參 考0 工具資料收集及控制系統110包含一中央處理單元 (CPU)112，一記憶體118，輸入/輸出（I/O)電路114，及支 援電路1 1 6。工具資料收集及控制系統丨丨〇係為——般目 的電腦，其係為儲存於記憶體1 1 8中之軟體1 1 9所規劃。 當軟體119係為CPU112所執行時，電腦操作為一特殊目 的計算系統，其執行工具資料收集及控制系統1 1 〇之處 理。此CPU 1 1 2係為已知支援電路丨丨6所支援，例如，時 鐘，電源，快取等之支援電路。I/O電路1 14包含已知元 件，例如滑鼠，鍵盤，及監視器及通訊電路，例如乙太卡 及其他通訊電路。記憶體1 1 8可以包含可動記憶體，隨機 存取記憶體，唯讀記憶體，硬碟機或其他組合。 缺陷來源辨識器（DSI)124包含一中央處理單元 (CPU) 126，一記憶體132，I/O電路130及支援電路138。 缺陷來源辨識器1 2 4係類似於工具資料收集及控制系統 110般之一般目的計算器，並依據儲存於記憶體丨32中之 DSI軟體133加以操作，並為CPU126所執行。DSI軟體 133包含可執行指令，及儲存於各種資料庫中之資訊。DSI 的例子係描述於申請於2001年七月13日之美國申請第 0 9/9 05,607號案中，該案係併入作為參考。 DSI124由若干來源接收缺陷資訊，諸來源包含一或 多數整合量測機台136，一單獨量測機台162，一晶圓檢 第8頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐） ......·>:·'·:#.........訂.........豢 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 521365 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 測台1 5 6，一晶圓再檢視機台1 5 8及一電氣測試機台1 6 8。 缺陷來源資訊係為D SI軟體1 3 3所處理並被儲存於d SI記 憶體132中或儲存於缺陷知識庫152中。 工具資料收集及控制系統1 1 0係經由一通訊網路1 2 0 連接至DSI124。網路120可以包含於DSI124及系統11〇 間之一專用通訊鏈路，或者可以為傳統電腦網路，例如乙 太網路。另外，量測機台或諸機台1 3 6係為網路1 2 0所連 接至DSI124。其他工具及工具資料收集及控制系統也可以 經由網路120連接至DSI124。 工具資料收集及控制系統1 1 0執行款體丨丨9，該軟體 提供控制系統給工具1 ，以移動機械手臂丨〇6，使得晶 圓係依序由處理室104C移動至處理室 104A，104B，104C，以建立積體電路或積體電路的一部 份。於處理時，一晶圓（或諸晶圓）係被間歇地移動至整合 量測機台1 3 6，以作分析。其他測試及量測台1 5 6，1 5 8， 160，162可以用以建立及供給缺陷資訊給DSI124。機台（或 諸機台）測試晶圓之缺陷並將這些缺陷報告給該DSI124。 DSI124將晶圓資料通知工具資料收集及控制系統 Π 〇，使得工具資料收集及控制系統1 1 〇可以使用DSI所 供給資訊以預測工具1 02中之可能故障。於檢測出一可能 故障時，工具資料收集及控制系統1 1 0可以藉由執行某些 維護功能而緩和該故障或產生作業員警告以避免該故 障。任何之為工具資料收集及控制系統11 0所採用之校正 動作係被報告給DSI124，使得DSII 24可以更新工具參數 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） ..... -#.........訂......... (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁} 521365 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 的資料庫。例如，若工具1 02内之室係被離線以避免故障， 則缺陷來源辨識器1 24不能指出哪一室為未來之缺陷來 參考以下第3圖所述，校正處理可以使用一資料採集 引擎150加以加強。於一例示實施例中，資料採集引擎150 係為·--般目的電腦，其包含一 CPU164，支援電路166， I/O電路168及記憶體170。記憶體170儲存資料採集軟 體172，其當為CPU 164所執行時，使得一般目的電腦以 操作為一特殊目的電腦（即，作動為一資料採集引擎 15 0)。資料採集引擎150經由網路120與DSI124，系統工 具資料收集及控制系統1 1〇 ’ DKL 152及PKL 154相通訊。 引擎1 5 0共相關為工具資料收集及控制系統1 1 〇所收集之 工具資訊（處理資料）與由DSI124所收集之DSI資訊（晶圓 資料）。於尋找共相關晶圓資料的操作參數的同時，引擎 150接取DKL152及PKL154，以指出對指定缺陷，參數及 共相關之解答。共相關資訊可以被用以加強元件故障預測 模型。處理資料，晶圓資料及共相關資訊然後可以儲存於 DKL及PKL中，以進一步加強於這些資料庫中之經驗記 錄。 第2圖描述出於一 DS12 02及一工具資料收集及控制 系統處理204間之迻訊處理的方法200的流程圖。用於 DSI之穩態係以一般基礎於步驟2〇6中，收集DSI資料。 於步驟220中，當工具係依據控制系統加以操作時，用於 工具資料收集及控制處理204之穩態處理係收集工具資 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇χ297公爱） ..................#.........、可......... (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 521365 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 發明説明（） 料。 於步驟208時，當一缺陷在晶圓資料内被檢出時，DSI 處理202進行至步驟210’其中DSI處理要求工具資訊（同 時也於此被稱為工具資料或處理資料），該工具資訊包含 有缺陷發生時之工具的操作參數。此工具資料的要求經由 網路被送至工具資料收集及控制系統並對工具資料收集 及控制處理204之穩定操作形成一中斷。於步驟222中， 中斷有效地造成工具資料收集及控制系統於步驟224取回 並送工具資料至DSI處理202。DSI處理202於步驟212 接收工具資料並於步驟214處理該資料。於步驟214之處 理抽取相關於缺陷被檢出時之工具參數的選擇晶圓資 料。 於步驟2 1 6中，選擇晶圓資料係被送至工具資料收集 及控制系統。於步驟226中’選擇晶圓資料係被接收並被 用以作為對故障預測模型之輸入資料，該故障預測模型形 成第1圖之軟體1 1 9之一部份。一預測模型之一實施例係 由紐澤西州雷辛之TRIAD軟體公司所製造，但其他預測 模型也可以使用。於步驟228中，預測模型預測是否於工 具有之元件之一將快要有一故障。例如，缺陷來源辨識器 可以由缺陷發生及缺陷發生時之工具參數時所給之資 訊，及於缺陷發生時之工具參數及已經收集之過去參數， 而指出由特定室所造成之缺陷。工具資料收集及控制系统 可以預測是否某一室將故障。於步驟230中，沒有預測出 故障時，該工具資料收集及控制系統回到於步驟220中之 第11頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210Χ 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ. 521365 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 其穩態處理。然而，若預測出一故障，則處理2〇4進行至 步驟232，其中可以執行對可能故障的 丁 认止。此一校正可 能涉及警告即將故障的操作者並令該操作校正該處理的 部份參數，以避免該故障。或者，一特定缺陷可以需要令 一室進入清洗處理等。一旦採取校正動作時，所採用之^ 動係於步驟23 4與DSI處理202相通訊。於步驟218中， DSI·處理202以資料收集及控制系統所採之校正動作，來 更新該DSI資料庫。於更新該DSI資料庫時，工具資料收 集及控制系統回到其步驟220之穩態處理。同樣地，於 DSI資料庫係相對於正在操作之工具元件作更新並可以被 指明為缺陷來源，DSI處理202於步驟206回到其收集晶 圓資料之穩態。 工具資料收集及控制系統，替代於送出一校正給可能 故障’可能需要予以為DSI所收集的其他資訊。例如，工 具資料收集及控制系統1 10可以要求DSI124以收集更多 來自有關於一特定缺陷之量測機台136之資訊，或者，改 變取樣量測機台或者取決於指出之可能問題的取樣速 率。因此，DSI124可以收集在其他晶圓之資訊，或可以正 確地分析為該資料收集及控制系統所要求之特定晶圓上 的缺陷。 第3圖為第1圖之資料採集引擎150的操作方法的流 程圖。方法300以步驟302開始並進行至步驟304。方法 300可以為一作業員所呼唤，或以定期基礎自動地呼唤， 或為D S11 2 4或工具資料收集及控制系統1 1 〇所自動地呼 第12頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) ...... —#.........訂 *........S. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 521365 A7 B7 五、發明説明（) 唤。於步騾304中，資料採集引擎接收DS][資訊，並於步 驟306中，資料採集引擎接收工具資料（即工具參數）。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第4圖為一表格4〇〇，其圖示出工具資料（處理資料） 類型及DSI資訊（晶圓資料），其係供給至資料採集引擎。 該表包含一晶圓數402, 一工具資料部4〇4及一 dsi資訊 部406。所示工具資料包含壓力4〇8，溫度41〇，功率4ΐι 及其他參數412。任何數量的參數可以被監視及資訊被儲 存。或者，參數處理可以被執行以產生累積值，平均值， 峰值，過濾值等等。 DSI資訊部份406包含一每一晶圓之缺陷計數414， 一觀看者等級計數416(即於特定晶圓之特定缺陷特級中 <缺陷數）’ 一在晶圓上之不良晶粒的電氣測試418(卜測試） 計數等等。任何缺陷量測均可以被使用。或者，缺陷量測 可以被進行以形成累積，平均，過遽值等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於第3圖i步驟308中，方法3〇〇共相關選定資料參 數與選定缺陷量測。此處理指出於參數及缺陷間之關係。 如於第4圖所示，壓力資料4〇8於晶圓4有尖波，而所有 缺陷量測同時也為晶圓4而上升。這造成一校正峰值 420。相反地，於溫度41〇及功率41〇之上下變動並未以 於缺陷中之增加作共相關。因此，對於晶圓3並沒有校正 峰值。 於步驟310中，方法3〇〇詢問是否已經找到之共相關 峰值《若詢問為負的，則該方法進行至步驟312並停止。 若該詢問係為正的（如同於第4圖之晶圓4)，方法3〇〇進 第13頁 521365
五、發明說明( 之 本 行至步驟3 14。於步挪qj 、、j» 、 ，万法接取缺陷知識庫 及處理知識庫（PKL)。DKL句本古關 （KL) DKL包含有關於缺陷的資訊，該缺 陷以共相關及消除諸缺陷的解答。pkl包含處理資訊， 其可以用以確信由DKL資訊所建議的解答可以用於為工 具所執行之處理中。 於或多數解答被建議後，方法300進行至步驟 3 16 ’其中解答係被送至一作業員及/或至用以實行之工具 資料收集及控制系統。於步驟3丨8，方法停止。 雖然前述已經針對本發明之較佳實施例，但本發明 其他及進一步驟實施例可以不脫離其基本範圍下完成， 案之範圍係由以下之申請專利範圍所決定。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x 297公釐)
Claims (1)
- 8 8 8 8 ABCD 521365 六、申請專利範圍 1 · 一種用以處理半導體晶圓的設備，該設備至少包含： 一半導體晶圓處理工具； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一缺陷源辨識器，連接至少一量測機台，用以自被 處理於半導體晶圓處理工具中之晶圓，收集晶圓資料； 及 一工且資料收集及控制系統’連接至該缺陷源辨識 器及半導體晶圓處理工具，用以反應於為該缺陷源辨識 器所收集之晶圓資料，預測於該半導體晶圓處理工具中 之元件故障。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之設備’其中上述之工具資 料收集及控制系統產生用於半導體晶圓處理工具之控 制信號。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之設備’其中上述之控制信 號係用以避免於該半導體晶圓處理工具内之元件故 障。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4·如申請專利範圍第1項所述之設備，更包含一通訊網路 連接該缺陷源辨識器至該工具資料收集及控制系統。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之設備，其中孩量測機台係 被整合至該半導體晶圓處理工具。 第15頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210Χ297公爱) 521365經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 6. 如申請專利範圍帛i項所述之設備，其中上述之缺陷源 辨識器係連接至至少…晶圓再檢視機台H氣測試 機台，及-檢視機台，其提供另外之晶圓資料。 7. 如申請專利範圍帛i項所述之設備’更包含一資料採集 引擎’連接至該缺陷源辨識器及該工具資料收集及技制 系統 8 ·如申請專利範圍第1項所述之设備，更包含資料採集 引擎，用以共相關為該缺陷源辨識器所收集之資料與為 該工具資料收集及控制系統所收集之處理資訊。 9. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之晶圓資 料包含缺陷資料。 10. 如申請專利範圍第丨項所述之設備，更包含/缺陷知識 庫，連接至該缺陷源辨識器。 1 1.如申請專利範圍第1項所述之設備，更包含/處埋知識 庫連接至該缺陷源辨識器。 12.如申請專利範圍第1項所述之設備，更包含/知識庫， 包含缺陷及處理資料，連接至該缺陷源辨識器。 第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇Χ297公爱） (請先閲讀背面之注音？事項再填寫本頁} .訂· § 521365 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 13 · —種處理半導體晶圓的方法，至少包含步驟： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .V, . 於一半導體晶圓處理工具内，處理一半導體晶圓； 收集在該半導體晶圓上有關缺陷的晶圓資料； 收集於處理該半導體晶圓時所使用之有關處理參數 的處理資料；及 反應於該晶圓資料及處理資料，預測半導體晶圓處 理工具之元件的故障。 14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，更包含： 調整半導體晶圓處理工具，以避免該預測試元件故 障。 15. 如申請專利範圍第13項所述之方法，更包含： 共相關該晶圓資料與該處理資料，以加強該預測正 確性。 1 6·如申請專利範圍第1 3項所述之方法，其中該晶圓資料 係使用一晶圓再檢視機台，一晶圓檢視機台，一電氣測 試機台，或量測機台之至少之一加以產生。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 7.如申請專利範圍第1 3項所述之方法，更包含： 儲存晶圓資料於一缺陷知識庫並儲存該處理資料於， 一處理知識庫中。 第17頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 521365 A8 B8 C8 ----- D8 六、申請專利範圍 18 · —種處理半導體晶圓之方法，至少包含步驟： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於一半導體晶圓處理工具内，處理一半導體晶圓； 使用一缺陷源辨識器，收集有關於半導體晶圓上之 晶圓資料； 使用一工具資料收集及控制系統，收集有關於處理 半導體晶圓時所使用之處理參數的處理資料； 將晶圓資料與該工具資料收集及控制系統相通訊； 及 反應於該晶圓資料及處理資料，而預測半導體晶圓 處理工具之元件的故障。 19·如申請專利範圍第18項所述之方法，更包含步騾： 要求另外之晶圓資料予以為該缺陷源辨識器所收集 並與詨工具資料收集及控制系統相通訊。 2 0.如申請專利範圍第18項所述之方法，更包含步騾： 調整該半導體晶圓處理工具，以避免該預測元件故 障。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 21.如申請專利範圍第18項所述之方法，更包含步驟·· 共相關晶圓資料與該處理資料，以增加預測正確 性。 2 2.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中該晶圓資料 第18頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 521365 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 係使用一晶圓再檢視機台，一晶圓檢視機台，一電氣測 試機台，或一量測機台之至少之一加以產生。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -、\Mcr 拳 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第19頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐)
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