TWI312951B - Methods and systems of offline measurement for process tool monitoring and computer-readable storage medium - Google Patents

Description

1312951 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種半導體製程控制，且特別有關 於一種製程機台監控之離線量測的方法與系統。 【先前技術】 「離線量測」係利用量測機台來量測晶圓上的顆 ,:厚度以及機台的異常狀況’其可調整機台狀態與設 疋以改善製程。目前的離線量測技術遭遇到以下幾點困 第1圖係顯示傳統半導體製程機台之品質管 的示意圖。 Μ 品質管制系統1GG包括-資料收集單it 1U)與一限 制（Constraint)機台130。資料收集單元ιι〇係用以收 集與半導體製程相關之製程/機台的控制與分析資料。傳 統上’監控任務（Mcmitc)r J〇b) U1係根據工程師經驗虚 監控規則而訂定出來。舉例來說，機台A每天要監栌Η ^時’機台B每三個小時要產生片㈣，機台C 母天要對1000批晶圓執行製程，以此類推。監控資料⑴ 係為統計製程管制（statisiicalprocesscontrol，SPC)資 包括㈣定義之多個管制圖，其與半導體製程相關 :於官理與改善製程。選擇適用的監控任務並且據以 取仔監控資料（管制圖）。接著，將所選的監控資料套 用至機台120以產生監控朗115。監控任務可根據監控 〇503-A31237TWF;aIexchen 6 Ϊ312951 規則115重新定義，以對製程與機台執行管理與控制。 限制系統130根據異常狀態對機台12〇進行控管， 異常狀態包括晶圓缺陷、失控（0ut 〇f c〇ntr〇1)等情況。 機台監控不良可能會導致生產損失（Pr〇ducti⑽LmO 。 如上所述，監控任務111係根據工程師經驗而訂定出來， 從而取得監控資料113,並且套用至機台上以產生監控結 果115。然而，監控結果115可能會被忽略掉，或沒有^

日:提供給限制系統130做異常管理與調整，使得機台在 沒有調整的情況下仍持續發生異常狀態。 若要做到良好的晶圓品質控制，必須要做到例行性 的枝σ狀,4 控。這樣的監控操作可防止在做晶圓允收 測試（Wafer Acceptance Test，WAT)或最後測試時發現 缺陷。經常性地執行機台監控可提早發現潛在問題，不 但可節省重I ( Rew()rking )或報廢（Serapping )的費用， :可減少產品運送日期延遲的風險。目前，每一機台係 套用了平均1G4條的監控規則組合。監控規則係以人工 方式訂對機台品質進行控管，如此-來，當套用數 =控規則時’可能會因為漏了其中一條監控規則而 製程報廢。、在美國第6,65G，958號專利中，其揭露了 妨種ST於半^體製造廠中之整合的製程機台監控系 姑’ 一 #以上傳參數的方式將製程報告直接傳送至-系 行驗證’且若參數不正確，則會發出警告以令機 σ停工。

Order Instruction) 目前，監控任務藉由訂貨指令 〇5〇3-A31237TWF；alexchen I3J2951 。來進行人工傳遞以控管機台品質 口 質端視工程師與操作員間的訓練而定， 的晶圓批量處理產生。美 故…、法避免無效 ή '弟6,650,958號專利只說明了 付直接將參數自製程機 如此所述，就目前的f裎掬糸'、光 據經驗而對監控任務做出不二:：法來看’當根 監控任務遺失或忽略監控、結；：：=夺，可能會導致 指派監控任務會影響生產力^ 、缺點尚包括重複 I ^ t A 力不足的監控任務會影響生 ’產4，以及人為判斷會影響機台品質。 的方發:提供了—種製程機台監控之離線量測 的方去與糸統，用以解決上述問題。 【發明内容】 t基於上述目的’本發明實施例揭露了 一種製程機台 = 統’其適用於-半導體製程。該系統 ，料收隹i t:兀、一製程機台與-限制系統。該資 艾一資料庫與-第二資料庫。該第 第導體製程相關之預定監控規則。該 弟一貝#庫儲存與該半導體製程相關之預定 ί製據自該第一資料庫選取之監控規則與自該 ί nr 監控資料執行—離線量測操作以產生 中該監控資料係根據該選取之監则^ 祕取㈣監控結果，根㈣監控 車乂该選取之監控規則與資·_是否發生異常狀態， 〇503-A31237TWF;alexchen 8 1312951 右未，生異常狀態，則利用該製程機台執行晶圓批量處 理，若發生異常狀態，則結束該製程機台 :里’回覆-失效通知(Fail一ce)，並且二二 ^控規則以更新該第—資料庫。 土發明實施例更揭露了一種製程機台監控之離線量 '用热U提供—自我調整監控規則資料庫’其用以儲存 ;行晶圓批量處理之預定監控規則。定義用於執行 =曰曰圓批量處理之監控資料，根據選取自該自我調整於 控規則資料庫中之監控規則取得所欲監控資料 ; :身料並利用一製程機台執行一離線量測操作以 結果’並且根據該I控結果比較該選取《監斤規則 以判斷是否發生異常狀態。若未發生異常㈣: ' 4用Μ程機台執行晶κ批量處理。 結束該製程機台之晶圓批量處理。接著回覆= 料：且重新定義監控規則以更新該自我調整監控 【實施方式】 下文：二讓本發明之目的、特徵、及優點能更明顯易懂 寺牛較佳貫施例，並配合所附圖示第2圖至第5圖 :::之說明。本發明說明書提供不同的實施例來說, =明不时施方式的技術特徵H實施例中的名 _2ί係為說明之用’並非用以限制本發明。且f 圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意 °5〇3-A31237TWF;alexchen 9 I3J2951 指不同實施例之間的關聯性 種製程機台監控之離線量測 本發明實施例揭露了一 的方法與系統。 質管制系統的架構 第2圖係顯示本發明實施例之品 示意圖。 /品質管制系統200包括-資料收集單元21()與 制糸統230。資料收隹置】Λ Φκ 、 規則㈣Α = &括—自我調整之監控

、’ ，其用以儲存預先定義之製程/機台管理 ”刀析規則’並且在處理晶圓批量時進行更新。舉例來 說二機台A -開始每12小時監控ϋ經常發生里常 狀態，則改為每6小時監控一次。又，機台3原本一天 要對1_批晶圓執行製程，若其負載不大，則改為一天 對2000批晶圓執行製程。製程機台22〇根據自我調整之 監控規則資料庫211中之監控規則處理晶圓批量以及其 對應的監控資料213,並且分析產生的結果以產生監控結 果215。如上所述，監控資料213係統計製程管制& 貧料，包括預先定義之多個管制圖，其與 關且用於管理與改善製程。 衣矛 自動產生監控結果215並且將其傳送至限制系統 230。接著，限制系統23〇根據監控結果215比較監控規 則與監控資料213，以判斷監控規則是否皆正確定義之。 若是，則機台220可執行晶圓批量處理。當監控規則失 效或失控時，限制系統230將該情況回覆給資料收集單 凡210，以進行調整與更新自我調整之監控規則資料庫 0503-Α31237TWF;alexchen 10 I3J2951 211中的監控規則。上述比較操作係藉由取得點數值 / Value)並藉由取得上次統計製程管制點之時間戳 記計算累計次數，來判斷監控規則是否超出規範。監控 規則的規fe包括反應室（Chamber)、製程處方（^^咖）、 頻率與觸發事件等等。頻率的計算單位為時間週期或者 機台之執行/批量/晶圓計數或累計回報。 第3圖係顯 流程圖。 示本發明實施例之機台限制方法的步驟 百先，當晶圓進入機台時（步驟su)，限制系絲 2如執行一一限制檢查操作（步驟si2)，並比較監控規則 :、皿控貝料（步驟S13)以判斷是否發生異常狀態（步驟 14)。若是，則結束處理晶圓批量（步驟S15)，否 繼續處理晶圓批量（步驟S16)。 第4圖係顯示自我調整之監控規則的示意圖。 一原甘t監控規則係定義每間隔12小時監控機台彻 而：，號、'V、表示機台400在正常狀態(VaHd )， 二=1係、表示機台彻在不正常狀態〇ην_)。 三Λ監控結束後，機台侧即發生異常狀態（表 才發生'次異常狀態），如則所示。因此， 產效率與成本’應該將監控的間隔時 Γ:::5广、時或更久時間為-次監控週期。此外， 在母次監控週期(每12小時)完時即發生一次置常二 如R2所不。因此，考慮到生產效率與成本，應該將: 的間隔時間縮短，例如每1〇、8小時或更短時間為= 〇503-A31237TWF;aJexche; 11 13,12951 監控週期。 第5圖係顯示本發明實施例之製程機台離線量測的 步驟流程圖。 百先’提供一自我調整監控規則資料庫（步驟 ’其心儲翻於執行晶圓批量處理之預定監控規 。β供包括預先定義之多個管制圖的監控資料，苴盥 半¥體製程相關且用於管理與改善製程（步驟叫了、 ^取二f選Γ自:該自我調整監控規則資料庫中之監控規 用一=.欲皿控貝料（步驟S23) ’根據該監控資料並利 驟機口執仃一離線量測操作以產生監控結果（步 資料(4牛翻並且根據該監控結果比較該選取之監控規則與 貝^步驟S25)以判斷是否發生異常狀態（步驟 =:斷:控規則與資料是否正確定義之。若未發生異常 二異常狀態，則結束該製程機台之晶圓咖 Z 8)，並且回覆一失效通知⑽㈣Notice)，以重 =)監控規則以更新該自我調整監控規則資料庫(步 的方、ίΓ明實施例揭露了—種製程機台監控之離線量測 外^、糸統可改善晶圓批量處理的效率與流程。此 規則係根據機台狀態來指派m規則的回 饋係為自動執行以減少生產損失。 _ =明更提供—種記錄媒體（例如光碟片、磁碟片 硬碟等等），其係記錄—電腦可讀取之權限簽 〇5〇3-A31237TWF；alexchen 12 1312951 =二便執行上述之離線量測方法。在此，儲存於 =體上之權限簽核程式，基本上是由多數個程式碼 二斤組成的（例如建立組織圖程式碼片段、簽核表單 段、設定程式碼片段、以及部署程式碼片段）， 程式碼片段的功能係對應到上述方法的步驟與 上逑系統的功能方塊圖。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，麸 =發明’任何熟習此技藝者，在不脱離;= n 靶圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本私明 之保錄圍當視後附之巾請專利範圍所界定者為準。' 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示傳統半導體製程機台之 的示意圖。 貝β制糸統 機台監控之離線 限制方法的步驟 第2圖係顯示本發明實施例之製程 量測系統的架構示意圖。 第3圖係顯示本發明實施例之機台 流程圖。 示意圖。 台離線量測的 第4圖係顯示自我調整之監控規則的 第5圖係顯示本發明實施例之製程機 步驟流程圖。 【主要元件符號說明】 100〜品質管制系統；110〜資料收集單元 111〜監控任務； 113〜監控資料； °5〇3-A31237TWF;alexchen 13 13.12951 115〜 監控規則； 12 0〜機台； 130〜 限制機台； 200〜品質管制系 210〜 資料收集單元； 211〜 自我調整之監控規則資料庫； 213〜 監控資料； 215〜監控規則； 220〜 機台； 230〜限制機台。 0503-A31237TWF;alexchen 14

Claims (1)

1. IS12951 十、申請專利範圍： ι·種製程機台監控之離線量測系咣， 半導體製程，包括： 4乐、，死，其適用於一 =資料收集單元，其更包括： 定監儲存與該半導體製餘關之預 定監資料庫’用以儲存與該半導體製程相關之預 -製程機台’搞接於該㈣收集單元，用以根 :二=庫選取之監控規則與自該第二資料庫選取之 SC:::離線量測操作以產生量測結果，其中該 皿二枓係根據該選取之監控規則而取得； ⑽Γ限㈣統，難於該資料㈣單元，用以取得該 二一果，根據該監控結果比較該選取之監 :::斷是否發生異常狀態，若未發生異常狀態，則： =衣長機台執仃晶圓批量處理，若發生異常狀態，則 、，，口束該f程機台之晶圓批量處理，回覆一失效通知，並 且重新定義監控規則以更新該第一資料庫。 2.如申凊專利範圍帛j工員所述的離線量測系統，其 中，該限制系統更根據更新之監控規則與對應之監控資 料執行或停止該製程機台執行該晶圓批量處理。里二、 3·如申請專利範園第！項所述的離線量测系統，其 t ’該限制系統更藉由取得點數值（p〇im Va】ue )檢查該 監控結果是否超出規範（0ut Specification)以決定該 〇5〇3-A31237TWF；alexchej 15 R12951 晶0批置處理的品質。 - 4.如申請專利範圍第3項所述的離線量測系統，其 中，該限制系統更藉由取得上次統計製程管制點之時間 戳記，在上次監控操作執行後計算累計次數，以決定該 晶圓批置處理的品質。 5. 如申請專利範圍第1項所述的離線量測系統，其 中，該監控資料包括與該半導體製程相關之管制圖。 6. —種製裎機台監控之離線量測方法，包括下列步 • 驟： 提供一自我調整（self-tuning)監控規則資料庫，其 用以儲存用於執行晶圓批量處理之預定監控規則； 定義用於執行該晶圓批量處理之監控資料； 根據選取自該自我調整監控規則資料庫中之監控規 則取得所欲監控資料； 根據該監控資料並利用一製程機台執行一離線量測 操作以產生監控結果； _ 根據該監控結果比較該選取之監控規則與資料以判 斷是否發生異常狀態； 若未發生異常狀態，則利用該製程機台執行晶圓批 量處理； 若發生異常狀態，則結束該製程機台之晶圓批量處 理；以及 回覆一失效通知，並且重新定義監控規則以更新該 自我調整監控規則資料庫。 0503-A31237TWF;alexchen 16 B12951 7.如申請專利範圍第6項所述的離線量測方法，其 更包括根據更新之監控規則與對應之監控資料執行或停 止该製程機台執行該晶圓批量處理。 8 ·如’睛專利範圍第6項所述的離線量測方法，其 更包括藉由取得點數值（Point Value)檢查該監控結果是 否超出規範以決定該晶圓批量處理的品質。 9.如申請專利範圍第8項所述的離線量測方法，其 ^包括藉由取得上次統計製程管制點之時間戳記，在上 人现拴操作執行後計算累計次數，以決定該晶圓批量處 理的品質。 10.如申请專利範圍第6項所述的離線量測方法，其 中，該監控資料包括與該半導體製程相關之管制圖。 、 種儲存媒體，用以儲存一電腦程式，上述電腦 程f包括複數程式碼，其用以載入至一電腦系統中並且 使件上述電腦系統執行一種離線量測方法，包括下列步 、提供一自我調整（Self-tuning )監控規則資料庫，其 用以儲存用於執行晶圓批量處理之預定監控規則； 疋義用於執行該晶圓批量處理之監控資料； 根據選取自該自我調整監控規則f料庫中之 則取得所欲監控資料； 夏工規 根據該監控資料並彻—製程機台執行— 知作以產生監控結果； 、、里測 根據該監控結果比較朗取之監控規則與資料以判 〇5〇3-A31237TWF;alexch« 17 1312951 斷是否發生異常狀態； 若未發生異常狀態 量處理； 則利用該製 裎機台執行晶圓批 J °束°亥製程機台之晶圓批量處 回覆一失效通知，並且重新宁M 自我調整監控規則資料庫。疋羲監控規則以更新該

   包括二:::青專利範圍第U項所述的儲存媒體，其更 =根據更新之監控規則與對應之監控資料執行或停止 0亥衣程機台執行該晶圓批量處理。 ^3.如申請專利範圍第u項所述的儲存媒體，其更 包括藉由取得點數值（P〇int Value)檢查該監控結果是否 超出規範以決定該晶圓批量處理的品質。 14.如申請專利範圍第13項所述的儲存媒體，其更 包括藉由取得上次統計製程管制點之時間戳記，在上次

   若發生異常狀態 理；以及 監控操作執行後計算累計次數，以決定該晶圓批量處理 的品質。 15.如申請專利範圍第11項所述的儲存媒體，其中， 該監控資料包括與該半導體製程相關之管制圖。 0503-A31237TWF;alexchen 18