[發(fā)明專利]用于半導(dǎo)體制造的晶片質(zhì)量監(jiān)控方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910068347.2
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN111477562A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王慧玲;王天文;張俊龍;陳逸群;林兒萱;呂升叡;潘若玲;鄭立揚(yáng);吳永斌;陳冠斌;瑞霍·米納;游惠群;何家鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 龔詩靖

一種用于半導(dǎo)體制造的晶片質(zhì)量監(jiān)控方法，包含有：測量晶片表面的多個采樣點(diǎn)，以獲得多個測量值；根據(jù)所述測量值繪制預(yù)估晶片地形圖，其包含有多個第一像素，所述第一像素分別包含有第一像素值；提供最佳晶片地形圖，其包含有多個第二像素，所述第二像素分別包含有第二像素值；比對所述預(yù)估晶片地形圖與所述最佳晶片地形圖；當(dāng)所述第一像素其中的任一個的所述第一像素值與相對應(yīng)的所述第二像素的所述第二像素值的差異超過容忍范圍時，將所述第一像素定義為超出管制單元；以及當(dāng)所述超出管制單元的數(shù)量高于一值時，確定所述晶片不合規(guī)范。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體工藝的晶片質(zhì)量監(jiān)控方法，尤指一種利用統(tǒng)計工藝管制(statistical process control，SPC)圖片的半導(dǎo)體工藝的晶片質(zhì)量監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造業(yè)中，一到多個晶片常被合并為一個批次(lot)，并在一連串制造機(jī)臺中經(jīng)歷復(fù)雜的工藝后，完成集成電路的制作。每一制造機(jī)臺會針對指定批次的晶片進(jìn)行單一一道晶片制造作業(yè)或處理，例如成膜(layering)、圖案化(patterning)、摻雜(doping)等制造作業(yè)、或熱處理(thermal treatment)等。一般來說，每一機(jī)臺會根據(jù)已定義的過程(例如已預(yù)先決定的步驟以及工藝配方等)執(zhí)行晶片制造作業(yè)。而在機(jī)臺運(yùn)作中，各樣的晶片參數(shù)，例如壓力、溫度、工藝時間等，皆被持續(xù)地監(jiān)控著。

在一般的制造系統(tǒng)中，可利用制造執(zhí)行系統(tǒng)(manufacturing execution system，MES)接受上述的晶片參數(shù)及工藝數(shù)據(jù)、分析并據(jù)以控管機(jī)臺的運(yùn)作。另一方面，統(tǒng)計工藝管理(SPC)則是所有制造過程必須的管理與監(jiān)控技術(shù)，其用以跟蹤與分析工藝變異。一般來說，SPC將每一晶片批次的測量參數(shù)作為管制表(SPC chart)，并以前一站的工藝機(jī)臺為監(jiān)控對象，持續(xù)地記錄所述制造機(jī)臺的工藝結(jié)果。透過此記錄歷史工藝的管制表，可判斷一段時間內(nèi)所述工藝機(jī)臺與所述工藝作業(yè)的穩(wěn)定性。當(dāng)經(jīng)歷特定制造機(jī)臺的一或多個晶片的SPC數(shù)據(jù)指出所述制造機(jī)臺的參數(shù)特性已超出所述特性可接受的范圍時，即可產(chǎn)生警告，并使工藝停止。此時，問題排除過程將會被啟動，以找出警告的源，盡快恢復(fù)制造機(jī)臺的服務(wù)。

如前所述，SPC管制表的獲得，是通過測量機(jī)臺針對前一站制造機(jī)臺執(zhí)行工藝后的晶片進(jìn)行測量，取得測量參數(shù)。一般來說，測量機(jī)臺是針對晶片進(jìn)行取點(diǎn)以及測量。因此，取點(diǎn)的數(shù)量對于測量結(jié)果與SPC管控表的準(zhǔn)確度至為重要。取點(diǎn)量過少，將無法確實(shí)反映工藝機(jī)臺與工藝作業(yè)的穩(wěn)定性；而取點(diǎn)量過多，則造成測量與分析時間過長，影響產(chǎn)能。此外，根據(jù)上述方法獲得的SPC管制表僅能反映單一采樣點(diǎn)的狀況，各采樣點(diǎn)之間則被忽視。

基于上述限制，目前仍需要一種半導(dǎo)體制造的晶片質(zhì)量控制方法，用以達(dá)成完整工藝監(jiān)督的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種用于半導(dǎo)體制造的晶片質(zhì)量監(jiān)控方法。所述方法包含有：測量經(jīng)歷工藝事件的晶片表面上的多個采樣點(diǎn)，以獲得多個測量值；根據(jù)所述測量值繪制預(yù)估晶片地形圖(contour map)，所述預(yù)估晶片地形圖包含有多個第一像素(pixel)，且所述第一像素分別包含有第一像素值；提供最佳晶片(golden wafer)地形圖，所述最佳晶片地形圖包含有多個第二像素，且所述第二像素分別包含有第二像素值；比較所述預(yù)估晶片地形圖與所述最佳晶片地形圖；當(dāng)所述第一像素的所述第一像素值與所述第二像素的所述第二像素值的差異超過一范圍時，將所述第一像素定義為超出管制(out ofcontrol，OOC)單元；以及當(dāng)所述超出管制單元的數(shù)量高于一值時，確定所述晶片不合規(guī)范。

附圖說明

從結(jié)合附圖閱讀的以下詳細(xì)描述最佳理解本公開的方面。應(yīng)注意，根據(jù)業(yè)界常規(guī)做法，各種構(gòu)件未按比例繪制。實(shí)際上，為使討論清楚，可任意增大或減小各種構(gòu)件的尺寸。

圖1是根據(jù)本公開的實(shí)施例所提供的用于半導(dǎo)體制造的晶片質(zhì)量監(jiān)控方法的流程圖。

圖2A到圖2C是根據(jù)本公開的一或多個實(shí)施例的示意圖。