TWI420567B - 用於製造資料索引之方法及裝置 - Google Patents

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Description

用於製造資料索引之方法及裝置
本發明係大致有關半導體製造，且尤係有關一種用於索引製造資料以改善資料儲存及(或)資料擷取(retrieval)的效率之方法及裝置。
製造業中技術的急速發展已導致了許多新穎且原創的製造製程。現今的製造製程(尤其是半導體之製造製程)需要許多的重要步驟。這些製程步驟通常是極其重要的，因而需要一般被精細調整的一些輸入，以便保持適當的製造控制。半導體設備的製造需要一些獨立的製程步驟，以便從半導體原料作出封裝的半導體設備。從半導體材料的起始生長、將半導體晶體切割成個別的晶圓、製造階段(蝕刻、摻雜、或離子植入等的階段)、至完成設備的封裝及最後測試之各種製程都是互不相同且專業化，因而可能在包含不同控制機制的不同製造場所中執行該等製程。
一般而言，係對一群半導體晶圓(有時被稱為一批(lot)半導體晶圓)執行一組製程步驟。例如，可在半導體晶圓上形成由各種不同材料構成的製程層。然後可利用習知的光微影(photolithography)技術在該製程層之上形成有圖案的光阻層。一般隨即利用該有圖案的光阻層作為遮罩(mask)，而對該製程層執行蝕刻製程。該蝕刻製程導致在該製程層中形成各種特徵或物體。可將此種特徵用來作為諸如電晶體的閘極電極結構。經常也在半導體晶圓的基體中形成溝槽隔離結構，以便隔離半導體晶圓中之電性區。可被使用的隔離結構的一個例子是淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation；簡稱STI)結構。
半導體製造廠內的製造工具通常係連接到製造架構或網路的製程模組。每一製造工具大致被連接到配備介面。該配備介面被連接到製造網路所連接的機器介面，因而有助於該製造工具與該製造架構間之通訊。該機器介面一般可能是先進製程控制(Advanced Process Control；簡稱APC)系統中的部分。該APC系統啟動控制描述語言程式(script)，該控制描述語言程式可以是用來自動擷取(retrieve)特定製造製程執行所需的的資料之軟體程式。
第1圖示出典型的半導體晶圓(105)。半導體晶圓(105)通常包含複數個被排列成格子形(grid)(150)之個別半導體晶粒(103)。可使用習知的光微影製程及配備，而在將要產生圖案的一個或多個製程層上形成有圖案的光阻層。根據所採用特定光罩的情形，通常係由步進機(stepper)而一次對單一或多個晶粒(103)位置執行曝光(exposure)製程，作為該光微影製程的部分。在對下方的一層或多層材料(例如，一層多晶矽、金屬、或絕緣材料)執行溼式或乾式蝕刻製程期間，可將該有圖案的光阻層用來作為遮罩，以便將所需的圖案轉移到下方層。係由將在下方製程層中複製的諸如直線類型的特徵或開孔類型的特徵的複數個特徵構成該有圖案的光阻層。
於處理晶圓時，獲得與被處理的晶圓的各部分有關之大量的量測資料及(或)測試資料。與對晶圓的部分的量測分析或測試有關之資料被儲存在大型資料庫中。這些資料庫可累積必須被製程及組織以供未來擷取的大量資料。通常於獲得大量的製造資料時，可能有超大量的資料可供儲存及擷取。
現在請參閱第2圖，圖中示出典型的先前技術的流程之流程圖。製造系統可以批次之方式處理一批晶圓。在步驟(220)中，大致獲得與晶圓的部分有關之製造資料(例如，量測資料或測試結果)。例如，可獲得與記憶體陣列中之各種位元有關的資料，其中該等資料可指示記憶體陣列中之特定位元是可操作的(operational)或故障的。在步驟(230)中，該系統然後可儲存大量的故障資料之位元對映圖(map)。一般將大型資料庫用來儲存與該位元對映圖或其他類型的故障有關之資料。在步驟(240)中，該製造系統然後可分析所儲存的資料，以便針對半導體晶圓(105)的後續製程而執行修正。
與現行的量測方式相關聯的問題包含需要儲存大量的資料，因而造成對可觀的計算資源及時間之使用。於執行故障分析時，記憶體設備陣列中之故障位元或晶粒中之故障區域的精確座標一般是重要的。於執行製造期間的良率分析時，故障位元或晶粒區域的座標也是重要的。因此，與每一故障位元或晶粒區域有關的故障資料被細心地儲存及組織，以供未來的擷取。因此，縱然對較小規模的製造線而言，故障位元的儲存及組織也可能成為大型的工作。資料的擷取也可能需要可觀的計算資源及處理時間。因此，對大型資料庫中儲存的資料的擷取及分析所需的時間期間可能會延遲對後續製程之修正。此外，製造系統中將相當多的資源用來儲存、組織、及追蹤故障資料。
本發明係有關克服或至少減少前文所述一種或多種問題的影響。
在本發明的一面向中，提供了一種用來產生索引以供儲存資料之方法。儲存第一組資料。決定與第二組資料相關聯的圖案是否對應於與該第一組資料相關聯的圖案。回應與該第二組資料相關聯的圖案對應於與該第一組資料相關聯的圖案之決定，而建立與該第一組資料相關聯的索引與該第二組資料間之相關性。
在本發明的另一面向中，提供了一種用來產生索引以供儲存資料之方法。接收與工件的第一部分有關之製造資料。決定與該工件的該第一部分有關之資料相關聯的故障圖案。儲存與該工件的該第一部分有關之資料。提供與該工件的該第一部分有關之資料相關聯的索引。接收與該工件的第二部分有關之製造資料。決定與該工件的該第二部分有關之資料相關聯的故障圖案是否對應於與該工件的該第一部分有關之資料相關聯的故障圖案。建立與該工件的該第一部分有關之資料有關的索引與該工件的該第二部分有關之資料間之關聯性。該關聯性係根據與該工件的該第二部分相關聯之故障圖案對應於與該工件的該第一部分相 關聯之故障圖案的決定。
在本發明的另一面向中，提供了一種用來產生索引以供儲存資料之方法。接收與第一工件有關之製造資料。決定與該第一工件有關之資料相關聯的故障圖案。使用索引以儲存與該第一工件有關之資料。接收與第二工件有關之製造資料。決定與該第二工件有關之資料相關聯的故障圖案是否對應於與該第一工件有關之資料相關聯的故障圖案。建立與該第一工件有關之製造資料的索引與該第二工件有關之資料間之關聯性。該關聯性係根據與該第二工件相關聯之故障圖案對應於與該第一工件相關聯之故障圖案的決定，因而使與該第一工件有關之資料相等於與該第二工件有關之資料。
在本發明的另一面向中，提供了一種用來產生索引以供儲存資料之系統。該系統包含用來處理工件之製程工具、以及用來獲得與工件有關的製造資料之測量工具。該製造資料包括指示故障圖案的量測資料及測試資料中之至少一者。該系統亦包含控制器，用以決定與該工件的第一部分相關聯之故障圖案、以及與該工件的第二部分相關聯之故障圖案。該控制器亦適於決定與該工件的該第二部分相關聯之故障圖案是否對應於與該工件的該第一部分相關聯之故障圖案。該控制器亦適於：根據該故障圖案係與該工件的該第二部分相關聯之決定，而建立與該工件的該第一部分相關聯的故障圖案有關的資料之索引與該第二部分相關聯的故障圖案有關的資料間之關聯性。
在本發明的另一面向中，提供了一種用來產生索引以供儲存資料之裝置。該裝置包含：用來決定與第一組資料相關聯的圖案之機構；用來儲存該第一組資料之機構；用來決定與第二組資料相關聯的圖案是否對應於與該第一組資料相關聯的圖案之機構；以及用來回應與該第二組資料相關聯的圖案對應於與該第一組資料相關聯的圖案之決定而建立與該第一組資料相關聯的索引與該第二組資料間之相關性之機構。
在本發明的又一面向中，提供了一種電腦可讀取的程式儲存設備，係以指令將該電腦可讀取的程式儲存設備編碼，以用來產生索引以供儲存資料。該電腦可讀取的程式儲存設備以指令予以編碼，該等指令被電腦執行時，執行一種方法，該方法包括下列步驟：決定與第一組資料相關聯的圖案；儲存該第一組資料；決定與第二組資料相關聯的圖案是否對應於與該第一組資料相關聯的圖案；以及回應與該第二組資料相關聯的圖案對應於與該第一組資料相關聯的圖案之決定，而建立與該第一組資料相關聯的索引與該第二組資料間之相關性。
下文中將說明本發明之例示實施例。為了顧及說明的清晰，本說明書中將不說明真實實作之所有特徵。然而，應當了解，於開發任何此類真實的實施例時，可作出許多與實作相關的決定，以便達到開發者的特定目標，例如符合與系統相關的及與商業相關的限制條件，而這些限制條件可隨著不同的實作而變化。此外，應當了解，此種開發工作可能是複雜且耗時的，但對已從本發明的揭示事項獲益的對此項技術具有一般知識者而言，仍然將是一種例行的工作。
現在將參照附圖而說明本發明。只為了解說之目的，而在該等圖式中以示意之方式示出各種結構、電腦、製程工具、及系統，以便不會以熟習此項技術者習知的細節模糊了本發明。然而，該等附圖被包含，以便描述並解說本發明之例示例子。應將本說明書所用的字及辭彙理解及詮釋為具有與熟習相關技術者對這些字及辭彙所了解的一致之意義。不會因持續地在本說明書中使用術語或辭彙，即意味著該術語或辭彙有特殊的定義(亦即與熟習此項技術者所了解的一般及慣常的意義不同之定義)。如果想要使術語或辭彙有特殊的意義(亦即與熟習此項技術者所了解的意義不同之意義)，則將會在本說明書中以一種直接且毫不含糊地提供該術語或辭彙的特殊定義之下定義之方式明確地述及該特殊的定義。
係以軟體、或演算法及對電腦記憶體內的資料位元進行的運算的符號表示法之方式呈現本發明的部分、及對應的詳細說明。這些說明及表示法是對此項技術具有一般知識者用來在有效的方式下將其工作之內涵傳遞給對此項技術具有一般知識的其他人士之說明及表示法。在本說明書的用法中，且在一般性的用法中，“演算法”(“algorithm”)被認為是一系列有條理並可得到所需結果之步驟。這些步驟是需要對物理量作物理操作的步驟。雖非必然，但這些物理量之形式一般為可被儲存、傳送、結合、比較、及以他種方式操作之光信號、電信號、或磁性信號。將這些信號稱為位元、數值、元素、符號、字元、項、或數字等術語時，已證明經常是較便利的，主要也是為了普遍使用之故。
然而，應當謹記於心，所有這些及其他類似的術語都與適當的物理量相關聯，而且只是適用於這些物理量的便利性標記而已。除非有其他特別的陳述，或在說明中係為顯而易見，否則諸如“製程”、“計算”、“估計”、“決定”、或“顯示”等的術語都意指電腦系統或類似電子計算設備之動作及製程，且此種電腦系統係將該電腦系統的暫存器及記憶體內表現為物理量、電子量之資料操作並變換成該電腦系統的記憶體、暫存器、或其他此種資訊儲存、傳輸、或顯示設備內類似表現為物理量之其他資料。
有許多涉及半導體製造的獨立製程。通常使工件(例如，半導體晶圓(105)、半導體設備、積體電路等)通過多個製造製程工具。本發明的實施例提供了以一種有效率之方式組織及儲存故障資料，以便減少用來儲存製造資料的資料庫之複雜性及(或)容量大小。可根據特定的故障圖案，而組織諸如與記憶體陣列有關之故障位元對映圖的故障資料。一般而言，當晶圓的部分包含錯誤時，可辨認錯誤圖案。可能在該晶圓的被後續處理的部分或其他晶圓的部分中重複該錯誤圖案。可根據該圖案而組織故障資料。然後可產生被組織的故障資料之索引。因此，在一實施例中，可根據索引系統而將故障圖案資料儲存在資料庫中。然後可組織關聯式資料庫，以便儲存參照到與故障圖案有關的資料之索引。因此，當辨認了故障圖案時，可將該索引用來查詢被儲存之實際故障資料。在此種方式下，通常將特定故障圖案被儲存的次數大幅減少到每一事件一次。因此，無須儲存被辨認為與先前被儲存的故障圖案相關之額外的故障圖案，因而節省了儲存空間及其他計算資源。因此，本發明之實施例提供了一種儲存及擷取故障資料之有效率之方式。
本發明之實施例提供了獲得量測及(或)測試資料且偵測與該資料有關的圖案之方法。該圖案可包含與晶圓上的一個或多個晶粒區域或記憶體陣列中之記憶體位置有關之錯誤圖案。在獲得了量測資料/測試資料之後，然後可分析該資料，並將該資料與先前被偵測到的錯誤圖案比對。可根據該等錯誤圖案而產生與該等錯誤圖案有關的資料之索引。可將關聯式資料庫用來儲存該索引資料。在未來遇到另一類似的錯誤圖案時，可從該關聯式資料庫獲得該索引資料。可由搜尋該關聯式資料庫中之索引清單，而執行該獲得。可將該索引資料用來指向與該錯誤圖案對應的先前儲存之量測/測試資料。換言之，亦可使相符的索引與新獲得的資料以及原始儲存的資料相關聯，或建立該索引與該資料間之相關性。在此種方式下，可儲存與特定錯誤圖案有關的一組實際之量測/測試資料，並在關聯式資料庫中產生該等資料之索引，用於執行後續的查詢，而儲存較少量的資料。在此種方式下，無須儲存與類似的錯誤圖案有關之每一資料組，因而提高了分析量測/測試資料時的效率，且減少了對過度的計算資源之需求。
現在請參閱第3圖，圖中示出根據本發明的實施例之系統(300)。系統(300)中之製程控制器(305)可控制與複數個製程工具(310)有關的各種作業。製程控制器(305)亦可根據所擷取的與故障圖案有關之資料而執行反饋(feedback)及(或)前饋(feed－forward)連接。製程工具(310)可包括複數個室(chamber)(325)，每一室可處理晶圓。系統(300)亦可獲得諸如與被處理的半導體晶圓(105)有關的量測資料之製造資料、測試資料、績效資料、以及良率資料等。系統(300)亦可包括複數個量測工具(360)，用以獲得與被處理的半導體晶圓(105)有關之各種類型的量測資料。系統(300)亦可包括測試單元(370)。測試單元(370)可包括一個或多個測試設備，該等測試設備可測試晶圓、晶圓上的晶粒區域、記憶體陣列中之記憶體位置、以及積體電路等項目。
系統(300)亦可包括缺陷偵測單元(365)。缺陷偵測單元(365)可執行對各種製造資料的分析，以便偵測與被處理的晶圓的部分相關聯之缺陷。缺陷偵測單元(365)可採用各種類型的資料分析技術。例如，缺陷偵測單元(365)可使用統計估計、臨界值比較、以及模型資料比較等，以偵測與被處理的晶圓的部分相關聯之缺陷狀況。
系統(300)亦可包括資料庫單元(340)。提供資料庫單元(340)，用以儲存諸如與製造有關的資料以及與系統(300)的作業有關的資料(例如，製程工具(310)的狀態、半導體晶圓(105)的狀態等)的複數種類型之資料。製造資料可包含諸如與晶圓電性測試(Wafer Electrical Test；簡稱WET)、記憶體陣列讀取/寫入測試等有關之資料的量測資料、測試資料。資料庫單元(340)可儲存與由製程工具(310)執行的複數個製程運轉有關之工具狀態資料。資料庫單元(340)可包括資料庫伺服器(342)，用以將工具狀態資料及(或)與晶圓的製程有關之其他製造資料儲存到資料庫儲存單元(345)。
此外，系統(300)亦可包括關聯式資料庫(345)。可將與製造資料有關的索引資料儲存在關聯式資料庫(345)。在一實施例中，當製程控制器(305)接收到已偵測到特定錯誤圖案之指示時，控制器(305)可掃描關聯式資料庫(345)，以便搜尋與該錯誤圖案對應的索引。然後可將該索引用來自資料庫單元(340)擷取與該錯誤圖案有關的實際資料。如果並未發現與被偵測的錯誤圖案相符之索引，則製程控制器(305)可產生新的索引，並儲存對應的錯誤圖案資料。在一實施例中，關聯式資料庫(345)可以是來自資料庫單元(340)的獨立的資料庫實體。在替代實施例中，關聯式資料庫(345)可以是資料庫單元(340)的部分。
系統(300)亦包括圖案分析單元(380)。圖案分析單元(380)可分析來自量測工具(360)、缺陷偵測單元(365)、及(或)測試元素(370)之資料。根據該等測試資料、量測資料、及(或)缺陷偵測資料，圖案分析單元(380)可決定特定的錯誤圖案。該錯誤圖案可能與諸如記憶體陣列的一列上之錯誤、晶粒中具有某種一致的錯誤圖案之某些區域、一批晶圓中之數個晶圓上共通的某些晶粒區域中之錯誤等的晶圓上的各種幾何圖案有關。
系統(300)亦可包括圖案分類單元(390)。圖案分類單元(390)可執行由圖案分析單元(380)所偵測的錯誤圖案之分析及分類。圖案分類單元(390)可辨認諸如記憶體陣列的一列或晶圓的晶粒中之特定錯誤圖案等的特定錯誤圖案之類型。根據由系統(300)執行的圖案偵測及圖案分類而可產生與特定錯誤圖案有關的資料之索引。然後可使用索引關係而儲存該資料，其中係將索引資料儲存在關聯式資料庫(345)。在此種方式下，系統(300)然後可產生特定錯誤圖案之後續偵測的索引，並使該索引與先前儲存之一組資料相關聯。因此，使用特定資料組的關聯性而以索引擷取錯誤圖案時，只需要儲存容量少許多的資料。
製程控制器(305)、缺陷偵測單元(365)、圖案分析單元(380)、及(或)圖案分類單元(390)可包括軟體組件、硬體組件、韌體組件、及(或)以上組件之組合。此外，第3圖所示之該等方塊所代表的各種組件可經由系統通訊線(315)而相互通訊。系統通訊線(315)可以是電腦匯流排鏈路(link)、專用的硬體通訊鏈路、電話系統通訊鏈路、無線通訊鏈路、或熟悉此項技術者在參閱所揭示的本發明之後可實施之其他通訊鏈路。
現在請參閱第4圖，圖中示出諸如晶圓中之記憶體陣列區域的晶粒區域之格式化示範之佈局。第4圖示出晶粒層級(level)的測試結果，圖中示出被處理的晶圓的區域內之合格(P)區域或故障(F)區域。可執行諸如電性測試、記憶體讀回測試、及量測分析等的各種測試，以便分析晶粒區域。如第4圖所示，包含三個垂直定位的故障(F)部分之圖案可代表部分行故障。可能在晶圓上的其他晶粒區域的對應區域中重複此種特定的部分行故障圖案。另一示範的圖案可包含對角線圖案的故障(F)區域。此外，亦可偵測到部分列的故障圖案。此外，如第4圖所示，一整行或一整列可能故障。因此，根據諸如記憶體讀寫測試、電性測試、及量測分析等的各種測試，而可在晶粒的各種區域中偵測各種故障圖案，並可建立故障圖案。圖案分析單元(380)可偵測諸如對角線圖案、部分行圖案、部分列圖案、行圖案、以及列圖案等的第4圖所示之各種圖案，並可建立故障與特定圖案間之關聯性。圖案分類單元(390)然後可將這些圖案分類。使用該分類時，可產生故障資料之索引，並儲存故障資料。可以只儲存實際的故障資料一次，其中可儲存與該等故障圖案有關之每一索引。然後可產生後續被偵測到的故障圖案之索引，且參照到對應的先前儲存之錯誤資料。
現在請參閱第5圖，圖中示出根據本發明的一實施例的格式化晶圓層級故障圖案圖。第5圖示出第一晶圓及第N晶圓(其中N是任何整數)。可辨認晶圓的特定區域中之故障，並可建立故障圖案。可能在諸如第一及第N晶圓的各種晶圓中重複這些故障圖案。因此，如果產生了與該第一晶圓上的故障有關的資料之索引，並儲存該等資料，則在偵測該第N晶圓中之故障時，可將索引參照用來提取(extract)與該第一晶圓中之故障有關之資料。亦可將該資料應用於該第N晶圓的故障。因此，為了與該第N晶圓的故障有關之細節，只需儲存指向先前儲存的該第一晶圓的資料之參照索引，因而節省了可觀的計算資源。
現在請參閱第6圖，圖中示出與一批晶圓中之複數個晶圓有關的批層級故障圖案圖。第6圖示出複數個晶圓(第一至第六晶圓(610)、(620)、(630)、(640)、(650)、(660))，每一晶圓可包含某些所示晶圓共同出現的故障區域。例如，第三及第四晶圓(630)、(640)可包含類似的故障圖案。同樣地，第二、第五、及第六晶圓(620)、(650)、(660)可包含類似的故障圖案。因此，可建立基於批層級的故障圖案。可將故障的座標用來作為指向具有類似故障圖案的一群晶圓的故障資料之索引。在其他晶圓上遭遇類似的故障時，並不儲存錯誤本身的各種細節，而是可儲存指向與先前儲存的資料有關之錯誤資料的索引。因此，可提供批層級的索引機制，其中只儲存某些數目的錯誤資料組。此種方式提供了儲存來自一晶圓的故障資料，且在另一晶圓上遭遇了類似狀況的錯誤圖案時，可使用與原始晶圓有關的資料，就如同該資料是與該第二晶圓有關的資料。
在此種方式下，一索引可參照到與第三及第四晶圓(630)、(640)有關的資料對應之單一資料組，而第二索引可參照到與第二、第五、及第六晶圓(620)、(650)、(660)有關的資料對應之單一資料組。與含有與該批中之所有其他晶圓的故障圖案不同的故障圖案之第一晶圓(610)有關的資料可被指定有其本身獨特的索引。在此種方式下，可有效率節省可觀的計算資源，同時仍然維持錯誤資料的完整性。
現在請參閱第7A圖，圖中示出與一批中之特定晶圓有關之參數層級圖。可對映複數個晶圓之各種製程控制參數。這些參數的例子可包含蝕刻機的功率曲線、研磨板的向下壓力、分配杯上的旋轉(spin)速度、以及光微影製程的照射功率等的參數。與對特定晶圓的製程有關之其他參數可包含與蝕刻製程有關的射頻(RF)曲線以及氣流率等的參數。舉例而言，可對映蝕刻機對各種晶圓之功率曲線。舉例而言，當接續處理數個晶圓時，如第7A圖中之上升部分所示，晶圓功率可能上升。如第7A圖中之穩定區域所示，晶圓功率然後可到達穩定的期間。然後，在處理了某些數目的晶圓之後，晶圓功率曲線可能下降。因此，可建立複數個晶圓的參數層級圖案。各批的該圖案可能是相似的。因此，並不儲存與批有關之所有的參數資料點，而是可儲存一批的功率曲線之資料點，且可產生其他批的晶圓功率曲線圖案之索引，並參照回與先前儲存的第一批有關之實際資料。可在可接受的精確度下產生功率曲線的各種斜率圖案之索引。同樣地，亦可以類似之方式對映其他的參數。可將第7A圖所示之功率曲線圖應用於與各種晶粒區域、單一晶圓內的、及(或)晶圓批中的有關之各種參數。
現在請參閱第7B圖，圖中示出與晶圓上的特定區域有關之參數層級與各種時間期間關係圖。舉例而言，於處理半導體晶圓(105)時，可沿著各種時間期間而追蹤蝕刻機的功率曲線。例如，當接續地處理晶圓的區域時，如第7圖的上升部分所示，晶圓功率可能上升。如第7B圖中之穩定區域所示，晶圓功率然後可在某一段時間中到達穩定的期間。然後，在某一時間期間之後，晶圓功率曲線可能下降。因此，可建立晶圓中之或一批晶圓的複數個晶圓中之複數個區域的參數層級圖案。
現在請參閱第8圖，提供了根據本發明的一實施例的方法之流程圖。在步驟(810)中，系統(300)可處理複數個半導體晶圓。在步驟(820)中，可根據對晶圓的處理，而獲得量測/測試資料。然後在步驟(830)中，系統(300)可根據被獲得的測試資料而執行資料索引製程。該資料索引製程提供了對被獲得的量測/測試資料執行圖案辨認及圖案分類。第9圖及下文中之伴隨說明將提供對步驟(830)的資料索引製程之更詳細的說明。
在執行了該資料索引製程之後，系統(300)可在步驟(840)中儲存以索引參照的資料。然後在步驟(850)中，當在後續的時間期間中偵測到類似的錯誤圖案時，可擷取被儲存之以索引參照的資料。因此，可對與類似的錯誤圖案有關之製造資料進行偵測、辨認、及索引產生，然後可以所產生的索引替代另一錯誤圖案。然後在步驟(860)中，根據該資料而可執行對製程的調整。因此，只需要儲存較少的資料，且可提供複數個被分析的晶圓之詳細錯誤資料。
現在請參閱第9圖，圖中示出用來執行第8圖所示步驟(830)之資料索引製程的步驟之更詳細的流程圖。在步驟(910)中，系統(300)可處理被獲得的測試資料及(或)量測資料。該製程可包含：記錄故障、故障的位置、及故障的嚴重性等有關的細節。然後在步驟(920)中，可將該製程測試/量測資料用來執行圖案分析。該圖案分析可包含：偵測與故障/錯誤有關的特定類型之圖案。例如，該製程可包含：分別對應於一些晶圓的一行中之特定部分是否含有故障圖案。
然後在步驟(930)中，系統(300)可決定是否先前已偵測到目前所偵測的圖案。在決定先前並未偵測到該圖案之後，系統(300)可在步驟(940)中為新發現的故障圖案產生新的資料庫索引識別，並將該索引識別指定給現行的樣本。在步驟(950)中，根據該新的資料庫索引，而可將與該新的故障圖案有關之詳細資料儲存在圖案索引表中。該圖案索引表可包括與先前根據該等故障有關的特定圖案而被儲存且產生索引的各種圖案有關之資料。在記錄了新的故障圖案之後，在步驟(960)中，記錄並儲存與所儲存的資料庫資料相關之對應的索引，亦即，儲存將被用來作為參照索引之故障圖案。因此，在產生了新的資料庫索引識別之後，將該圖案中之新的故障圖案資料儲存到索引表，並儲存故障圖案索引本身，用於實際的對應資料之進一步擷取。
當在步驟(930)中根據圖案分析的執行而決定先前已偵測到該被偵測的圖案時，系統(300)然後可在步驟(970)中擷取歷史性的故障圖案索引，並將該故障圖案索引指定給現行的樣本。換言之，如果先前偵測到的故障圖案與新發現的故障圖案相符，則可擷取該故障圖案索引。此外，在步驟(960)中，系統(300)然後可將該故障圖案索引記錄及儲存在關聯式資料庫。系統(300)並非必定要儲存與被辨認的故障圖案有關之實際資料。反而，可根據故障的索引與特定所儲存的故障圖案相符，而以先前儲存之詳細錯誤資料取代目前發現的故障之資料。在此種方式下，係根據索引的特徵而儲存及擷取各種錯誤資料細節；例如，使用關聯式資料庫而以索引指向故障資料，以便實際地查詢所儲存的製造資料。
利用本發明的實施例時，可減少大量的資料儲存需求，同時可維持故障圖案的適當記錄，而實質上不會犧牲掉資料的完整性。本發明之實施例提供了獲得與被處理的晶圓的部分有關之各種電性/量測資料。本發明提供了根據圖案辨認技術而產生晶圓故障資料的索引。可能在數個晶圓上重複故障圖案。可產生與故障圖案有關的資料之索引，並儲存該資料。後續偵測到類似的故障圖案時，可能導致產生用來指向被儲存的原始資料組之額外的索引。因此，可將索引的功能用來獲得被儲存的與第一故障圖案有關之資料。來自資料庫的資料一般與後續被偵測到的故障圖案相符。因此，可利用基於故障圖案的參照索引以提供大量的錯誤資料，而無須儲存與每一故障圖案相關聯的資料，因而減少了計算資源的需求量。因此，可提供對晶圓資料的較快之存取，同時只需要較少的電腦資源。本發明之實施例提供了於獲得、儲存、及(或)擷取製造資料時的增加之效率，因而影響到製程的輸出。
可在先進製程控制(APC)架構中實施本發明所揭示的原理。APC架構是一種可用來實施本發明所揭示的控制策略之較佳平台。在某些實施例中，該APC架構可以是一種遍及工廠的軟體系統；因此，可將本發明所揭示的該等控制策略應用於工廠內的幾乎任何的半導體製造工具。該APC架構亦可容許對製程績效進行遠端存取及監視。此外，藉由採用該APC架構，資料儲存可以比本地磁碟機之方式更為方便，更有彈性，且成本更低。該APC架構允許進行更複雜類型的控制，這是因為該APC架構在寫入必要的軟體程式碼時提供了大量的彈性。
將本發明所揭示的控制策略部署到該APC架構時，可能需要一些軟體元件。除了該APC架構內的軟體元件之外，係針對與該控制系統有關的每一半導體製造工具而撰寫電腦描述語言程式。當在半導體製造工廠中啟動該控制系統中之半導體製造工具時，該半導體製造工具一般會呼叫描述語言程式，以便開始諸如疊層對準控制器的製程控制器所要求的動作。一般係以這些描述語言程式定義並執行該等控制方法。這些描述語言程式的開發可能包括控制系統的開發之相當大的部分。可將本發明所揭示的原理實施於其他類型的製造架構。
前文所揭示的該等特定實施例只是例示的，這是因為熟習此項技術者在參閱本發明的揭示事項之後，可易於以不同但等效之方式修改並實行本發明。此外，除了下文的申請專利範圍所述者之外，不得將本發明限制在本說明書所示的結構或設計之細節。因此，顯然可改變或修改前文所揭示的該等特定實施例，且將把所有此類的變化視為在本發明的範圍及精神內。因此，本發明所尋求的保護係述於下文的申請專利範圍。
103．．．半導體晶粒
105、610、620、630、640、650、660．．．半導體晶圓
150．．．格子形
210、220、230、240、810、820、830、840、850、860、910、920、930、940、950、960、970．．．步驟
300．．．系統
305．．．製程控制器
310．．．製程工具
315．．．系統通訊線
325．．．室
340．．．資料庫單元
342．．．資料庫伺服器
345．．．資料庫儲存單元
360．．．量測工具
365．．．缺陷偵測單元
370．．．測試單元
380．．．圖案分析單元
390．．．圖案分類單元
藉由參照前文中之說明，並配合各附圖，將可了解本發明，在這些附圖中，類似的元件符號識別類似的元件，其中：第1圖示出可被半導體製造系統處理的半導體晶圓之格式化圖；第2圖示出用來處理半導體晶圓的先前技術方法之流程圖；第3圖示出根據本發明的一例示實施例的系統之方塊圖；第4圖示出根據本發明的一例示實施例的複數個故障圖案之格式化晶粒層級圖；第5圖示出根據本發明的一例示實施例的故障圖案之格式化晶圓層級圖；第6圖示出根據本發明的一例示實施例的故障圖案之格式化批層級圖；第7A圖示出根據本發明的一例示實施例而被處理的一些晶圓的製造參數之格式化圖；第7B圖示出根據本發明的一例示實施例的製造參數在一段時間中之格式化圖；第8圖示出根據本發明的一例示實施例之一實施例的方法步驟之流程圖；以及第9圖示出根據本發明的一例示實施例而用來執行第8圖所示資料索引製程之更詳細的流程圖。雖然本發明易於作出各種修改及替代形式，但是該等圖式中係以舉例方式示出本發明的一些特定實施例，且已在本說明書中詳細說明了這些特定實施例。然而，應當了解，本說明書對這些特定實施例的說明之用意並非將本發明限制在所揭示的該等特定形式，相反地，本發明將涵蓋由最後的申請專利範圍所界定的本發明的精神及範圍內之所有修改、等效、及替代。
300．．．系統
305．．．製程控制器
310．．．製程工具
315．．．系統通訊線
325．．．製程室
340．．．資料庫單元
342．．．資料庫伺服器
345．．．資料庫儲存單元
360．．．量測工具
365．．．缺陷偵測單元
370．．．測試單元
380．．．圖案分析單元
390．．．圖案分類單元

Claims (33)

  1. 一種半導體製造之方法，包括下列步驟：決定與第一組資料相關聯的圖案；儲存該第一組資料；決定與第二組資料相關聯的圖案是否對應於與該第一組資料相關聯的圖案；回應與該第二組資料相關聯的該圖案對應於與該第一組資料相關聯的圖案之決定，而建立與該第一組資料相關聯的索引與該第二組資料間之相關性；以及根據該索引提供該第一組資料作為該第二組資料的等同資料。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包括下列步驟：根據對該第二組資料的分析，而處理後續的工件。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包括下列步驟：接收用於存取該第二組資料的要求；以及回應該要求，而根據該索引提供該第一組資料作為該第二組資料的等同資料。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，決定與該第一組資料相關聯的圖案之該步驟包括下列步驟：決定與半導體晶圓的至少部分相關聯之故障圖案。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中，決定與該第二組資料相關聯的圖案是否對應於與該第一組資料相關聯的圖案之該步驟包括下列步驟：決定與半導體晶圓的至少部分相關聯之故障圖案是否實質上類似於與該第 一組資料相關聯的該故障圖案。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，進一步包括下列步驟：回應與該第二組資料相關聯的該圖案並不對應於與該第一組資料相關聯的圖案之決定，而為該第二組資料產生新的索引。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，決定與第一組資料相關聯的該圖案之該步驟包括下列步驟：根據測試而決定與記憶體的部分有關之第一位元圖案對映圖。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中，決定與該第二組資料相關聯的該圖案是否對應於與該第一組資料相關聯的圖案之該步驟包括下列步驟：決定與第二位元圖案對映圖相關聯的該圖案是否實質上類似於該第一位元圖案對映圖。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，進一步包括下列步驟：於接收到存取該第二位元對映圖的要求時，使用該索引以指向該第一位元圖案對映圖。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包括下列步驟：將該第一組資料儲存在第一資料庫中，且將該索引儲存在第二資料庫中。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，將該索引儲存在該第二資料庫中之該步驟包括下列步驟：將該索引儲存在關聯式資料庫中。
  12. 一種半導體製造之方法，包括下列步驟：接收與工件的第一部分有關之製造資料； 決定與該工件的該第一部分有關之該資料相關聯的故障圖案；儲存與該工件的該第一部分有關之該資料；提供與該工件的該第一部分有關之該資料相關聯的索引；接收與該工件的第二部分有關之製造資料；決定與該工件的該第二部分有關之該資料相關聯的故障圖案是否對應於與該工件的該第一部分有關之該資料相關聯的故障圖案；根據與該工件的該第二部分相關聯之故障圖案對應於與該工件的該第一部分相關聯之故障圖案的決定，而建立與該工件的該第一部分有關之該資料有關的該索引與該工件的該第二部分有關之該資料間之關聯性；以及根據該索引提供與該第一部分有關之該資料作為與該第二部分有關之該資料的等同資料。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，進一步包括下列步驟：根據對與該工件的該第一部分有關之該資料以及與該工件的該第二部分有關之資料中之至少一資料的分析，而處理後續的工件。
  14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中，接收製造資料之該步驟包括下列步驟：接收量測資料及測試結果資料中之至少一者。
  15. 一種半導體製造之方法，包括下列步驟： 接收與第一工件有關之製造資料；決定與該第一工件有關之該製造資料相關聯的故障圖案；使用索引以儲存與該第一工件有關之該製造資料；接收與第二工件有關之製造資料；決定與該第二工件有關之該製造資料相關聯的故障圖案是否對應於與該第一工件相關聯的故障圖案；根據與該第二工件相關聯的故障圖案對應於與該第一工件相關聯的故障圖案之決定，而建立與該第一工件有關之該製造資料的該索引與該第二工件有關之該資料間之關聯性，因而使與該第一工件有關之該資料相等於與該第二工件有關之該資料；以及根據該索引提供與該第一工件有關之該製造資料作為與該第二工件有關之該製造資料的等同資料。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，進一步包括下列步驟：將該第一組資料儲存在第一資料庫中，且將該索引儲存在與該第一資料庫相關聯的關聯式資料庫中。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，進一步包括下列步驟：根據對與該第一工件有關的該資料以及與該第二工件有關的資料中之至少一資料的分析，而處理第三工件。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中，接收製造資料之該步驟包括下列步驟：接收量測資料、晶圓電性測試(WET)資料、以及記憶體測試資料中之至少一者。
  19. 如申請專利範圍第15項之方法，其中，決定與該第一工件及該第二工件中之至少一工件有關的該製造資料相關聯之該故障圖案之該步驟包括下列步驟：決定至少一記憶體位元對映圖。
  20. 如申請專利範圍第15項之方法，其中，建立與該第一工件有關之該製造資料的該索引與該第二工件有關之該資料間之關聯性之該步驟包括下列步驟：搜尋由複數個索引構成之清單，以便使該複數個索引中之一索引與該第二工件有關之該資料匹配。
  21. 一種半導體製造之系統，包括：用來處理工件之製程工具；用來獲得與該工件有關的製造資料之測量工具，該製造資料包括用來指示故障圖案的量測資料及測試資料中之至少一者；以及控制器，用以決定與該工件的第一部分相關聯之故障圖案、以及與該工件的第二部分相關聯之故障圖案，該控制器用以決定與該工件的該第二部分相關聯之故障圖案是否對應於與該工件的該第一部分相關聯之該故障圖案，且根據與該工件的該第二部分相關聯之故障圖案對應於與該工件的該第一部分相關聯之該故障圖案的決定，而建立與該工件的第一部分相關聯的該故障圖案有關的資料之索引與該第二部分相關聯的該故障圖案有關的資料間之關聯性，其中，該控制器提供與該第一部分相關聯的該故障 圖案作為與該第二部分相關聯的該故障圖案的等同資料。
  22. 如申請專利範圍第21項之系統，其中，該製程工具用以處理後續的工件。
  23. 如申請專利範圍第21項之系統，進一步包括：第一資料庫，用以儲存與該工件的該第一部分相關聯之製造資料及與該工件的該第二部分相關聯之製造資料中之至少一者；以及第二資料庫，用以儲存該索引，該第二資料庫包括關聯式資料庫。
  24. 如申請專利範圍第21項之系統，進一步包括：缺陷偵測單元，用以根據該製造資料而偵測缺陷；圖案分析單元，用以決定與製造資料相關聯的故障圖案；以及圖案分類單元，用以將該故障圖案分類，以便決定與該工件的該第二部分相關聯之該故障圖案是否對應於與該工件的該第一部分相關聯之該故障圖案。
  25. 如申請專利範圍第21項之系統，其中，該控制器亦用以根據該製造資料而執行對後續製程的反饋調整及前饋調整中之至少一者。
  26. 如申請專利範圍第21項之系統，其中，該工件是半導體晶圓。
  27. 如申請專利範圍第21項之系統，其中，該工件的該第一及第二部分包括記憶體陣列，且其中，與該第一部分及該第二部分中之至少一者相關聯的該故障圖案包括 記憶體位元對映圖。
  28. 一種半導體製造之裝置，包括：用來決定與第一組資料相關聯的圖案之機構；用來儲存該第一組資料之機構；用來決定與第二組資料相關聯的圖案是否對應於與該第一組資料相關聯的圖案之機構；用來回應與該第二組資料相關聯的該圖案對應於與該第一組資料相關聯的圖案之決定而建立與該第一組資料相關聯的索引與該第二組資料間之相關性之機構；以及用來根據該索引提供該第一組資料作為該第二組資料的等同資料之機構。
  29. 一種電腦可讀取的程式儲存設備，係以指令將該電腦可讀取的程式儲存設備編碼，該等指令被電腦執行時，執行一種方法，該方法包括下列步驟：決定與第一組資料相關聯的圖案；儲存該第一組資料；決定與第二組資料相關聯的圖案是否對應於與該第一組資料相關聯的圖案；回應與該第二組資料相關聯的該圖案對應於與該第一組資料相關聯的圖案之決定，而建立與該第一組資料相關聯的索引與該第二組資料間之相關性；以及根據該索引提供該第一組資料作為該第二組資料的等同資料。
  30. 如申請專利範圍第29項之電腦可讀取的程式儲存設備，係以指令將該電腦可讀取的程式儲存設備編碼，該等指令被電腦執行時，執行該方法，該方法進一步包括下列步驟：根據對該第二組資料的分析，而處理後續的工件。
  31. 如申請專利範圍第29項之電腦可讀取的程式儲存設備，係以指令將該電腦可讀取的程式儲存設備編碼，該等指令被電腦執行時，執行該方法，該方法進一步包括下列步驟：接收用於存取該第二組資料的要求；以及回應該要求，而根據該索引提供該第一組資料作為該第二組資料的等同資料。
  32. 如申請專利範圍第29項之電腦可讀取的程式儲存設備，係以指令將該電腦可讀取的程式儲存設備編碼，該等指令被電腦執行時，執行該方法，其中，決定與該第一組資料相關聯的圖案之該步驟包括下列步驟：決定與半導體晶圓的至少部分相關聯之故障圖案。
  33. 如申請專利範圍第29項之電腦可讀取的程式儲存設備，係以指令將該電腦可讀取的程式儲存設備編碼，該等指令被電腦執行時，執行該方法，該方法進一步包括下列步驟：將該第一組資料儲存在第一資料庫中，並將該索引儲存在關聯式資料庫中。
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