[發(fā)明專利]顆粒自動控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910056727.0
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN101995852A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王邕保
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H01L21/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及質(zhì)量控制領(lǐng)域，特別涉及一種顆粒自動控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體制造工藝已經(jīng)進(jìn)入納米時代，以適應(yīng)各項電子產(chǎn)品越做越小，功能越做越強的趨勢。而伴隨著芯片功能越做越強，元件越做越小的趨勢而來的，便是對工藝中各種不同環(huán)節(jié)的技術(shù)要求越來越高。由于元件越來越小，而內(nèi)部線路越做越復(fù)雜，使工藝中對各項參數(shù)的細(xì)微變化更敏感，原先可以容許的工藝條件誤差，在元件體積大幅縮小后，可能會對元件的性能造成極大的影響，因此，為達(dá)到良好的元件性能，對工藝條件及質(zhì)量控制的要求必定會日趨嚴(yán)謹(jǐn)。

對半導(dǎo)體元件進(jìn)行質(zhì)量控制主要是通過收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)，找出波動的規(guī)律，將正常波動控制在最低限度，消除系統(tǒng)性原因造成的異常波動。將實際測得的質(zhì)量特性與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，并對出現(xiàn)的差異或異常現(xiàn)象采取相應(yīng)措施進(jìn)行糾正，從而使工序處于受控制狀態(tài)，這一過程就叫做質(zhì)量控制。

例如，半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中需要不斷檢查工藝環(huán)境，機臺內(nèi)和晶圓上的清潔度，即檢測微顆粒的個數(shù)。由于顆粒的分布和飄移的情況具有特殊的表現(xiàn)，因此目前業(yè)界借用統(tǒng)計過程控制圖(Statistical?Process?Control?Chart，SPCChart)的形式，SPC軟件中都含有WECO?rule(西方電子公司之異常警示準(zhǔn)則)自動化功能。如圖1所示，該準(zhǔn)則設(shè)定μ±3σ為控制界限(其中μ為所述產(chǎn)品的質(zhì)量特性值的平均值，σ為所述產(chǎn)品的質(zhì)量特性值的標(biāo)準(zhǔn)差)，且將上界限μ+3σ和下界限μ-3σ之間的區(qū)域稱為控制區(qū)域，而μ為控制區(qū)域的中線，然后再將中線與控制區(qū)域之間的區(qū)域進(jìn)行三等分，分為區(qū)域A、區(qū)域B和區(qū)域C。SPC軟件將顆粒特性值落在區(qū)域A內(nèi)記為信號2，此時WECO?rule的信號顯示為“□-2-2”或“2-□-2”，SPC軟件對此類信號報警。對于控制圖中控制界限的確定方法有多種，在例如申請?zhí)枮?00480037968.6的中國專利申請中還能發(fā)現(xiàn)更多與確定控制界限相關(guān)的內(nèi)容。

如果檢測得到的顆粒個數(shù)信號顯示“□-2-2”或“2-□-2”，就認(rèn)為工藝環(huán)境或機臺內(nèi)環(huán)境潔凈度超標(biāo)，需要停機清潔。或者如果晶圓上的顆粒數(shù)溢出USL，則該片晶圓必須加以清潔后才能繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)工藝流程。

但是，如圖2所示，顆粒數(shù)有偶然一次性飄高的特性，技術(shù)上稱為“偶發(fā)”特性。經(jīng)驗告訴我們，這種偶然性一次飄高不表示潔凈度出了問題，一般認(rèn)為不是反常現(xiàn)象。所以當(dāng)顆粒控制圖經(jīng)常出現(xiàn)如圖2的現(xiàn)象時，理論上應(yīng)該進(jìn)行清潔步驟了，但是技術(shù)人員仍認(rèn)為整個顆粒數(shù)還是可控的，無須停機或清洗晶圓。

為了防止上述情況的發(fā)生，在半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中對工藝環(huán)境中或晶圓表面的雜質(zhì)顆粒進(jìn)行控制采用的方法為“二點法”。如圖3所示，當(dāng)連續(xù)兩點超過USL，才能判斷顆粒超標(biāo)或者說失控，這時才采取對應(yīng)措施。

但是，“二點法”原則太簡單苛刻，容易犯“滯后”的錯誤，當(dāng)發(fā)生圖4的情況時，會延誤顆粒失控的檢測判斷，從而耽誤及時的清潔或停機檢測措施，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種顆粒自動控制方法及系統(tǒng)，防止耽誤及時的清潔或停機檢測措施，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種顆粒自動控制方法，包括：獲取晶圓表面或工藝環(huán)境中顆粒的特性值；設(shè)置顆粒個數(shù)的允許上限值；計算信號值，所述信號值與顆粒個數(shù)和顆粒個數(shù)的允許上限值有關(guān)聯(lián)；根據(jù)信號值分析顆粒控制情況，在任意四個連續(xù)信號值中有兩個為異常值，另外至少一個為中間值，判定為顆粒超標(biāo)。

可選的，所述計算信號值的步驟分為：

計算正數(shù)其中X為顆粒個數(shù)，n為顆粒個數(shù)的允許上限值；

可選的，設(shè)置信號值所述2為異常值，1為中間值，0為正常值。

可選的，所述根據(jù)信號值分析顆粒控制情況是采用SPC軟件中WECO準(zhǔn)則。

可選的，所述WECO準(zhǔn)則設(shè)定μ±3σ為控制界限，其中，μ為所述產(chǎn)品的質(zhì)量特性值的平均值，σ為所述產(chǎn)品的質(zhì)量特性值的標(biāo)準(zhǔn)差。

可選的，所述控制界限μ±3σ之間的區(qū)域等分成六個分區(qū)域，所述六個分區(qū)域分別為μ+3σ與μ+2σ之間的第一區(qū)域A、μ-3σ與μ-2σ之間的第二區(qū)域A、μ+2σ與μ+σ之間的第一區(qū)域B、μ-2σ與μ-σ之間的第二區(qū)域B、μ+σ與μ之間的第一區(qū)域C和μ-σ與μ之間的第二區(qū)域C。

可選的，所述信號值Z＝2是位于第一區(qū)域A和第二區(qū)域A內(nèi)的，信號值Z＝1是位于第一區(qū)域B和第二區(qū)域B內(nèi)的，信號值Z＝0是位于第一區(qū)域C和第二區(qū)域C內(nèi)的。