顆粒自動控制方法及系統的製作方法
2023-10-10 23:18:04
專利名稱：顆粒自動控制方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及質量控制領域，特別涉及一種顆粒自動控制方法及系統。
背景技術：
隨著半導體產業的不斷發展，半導體製造工藝已經進入納米時代，以適應各項電 子產品越做越小，功能越做越強的趨勢。而伴隨著晶片功能越做越強，元件越做越小的趨勢 而來的，便是對工藝中各種不同環節的技術要求越來越高。由於元件越來越小，而內部線路 越做越複雜，使工藝中對各項參數的細微變化更敏感，原先可以容許的工藝條件誤差，在元 件體積大幅縮小後，可能會對元件的性能造成極大的影響，因此，為達到良好的元件性能， 對工藝條件及質量控制的要求必定會日趨嚴謹。對半導體元件進行質量控制主要是通過收集數據、整理數據，找出波動的規律，將 正常波動控制在最低限度，消除系統性原因造成的異常波動。將實際測得的質量特性與相 關標準進行比較，並對出現的差異或異常現象採取相應措施進行糾正，從而使工序處於受 控制狀態，這一過程就叫做質量控制。例如，半導體生產過程中需要不斷檢查工藝環境，機臺內和晶圓上的清潔度，即檢 測微顆粒的個數。由於顆粒的分布和飄移的情況具有特殊的表現，因此目前業界借用統計 過程控制圖(Statistical Process Control Chart, SPCChart)的形式，SPC 軟體中都含有 WECO rule (西方電子公司之異常警示準則)自動化功能。如
圖1所示，該準則設定μ 士3 ο 為控制界限(其中P為所述產品的質量特性值的平均值，σ為所述產品的質量特性值的 標準差)，且將上界限μ+3 ο和下界限μ _3 ο之間的區域稱為控制區域，而μ為控制區 域的中線，然後再將中線與控制區域之間的區域進行三等分，分為區域Α、區域B和區域C。 SPC軟體將顆粒特性值落在區域A內記為信號2，此時TOCO rule的信號顯示為「口 _2_2」 或「2-D^SPC軟體對此類信號報警。對於控制圖中控制界限的確定方法有多種，在例如 申請號為200480037968. 6的中國專利申請中還能發現更多與確定控制界限相關的內容。如果檢測得到的顆粒個數信號顯示「口 -2-2」或「2- □ _2」，就認為工藝環境或機 臺內環境潔淨度超標，需要停機清潔。或者如果晶圓上的顆粒數溢出USL，則該片晶圓必須 加以清潔後才能繼續進行後續工藝流程。但是，如圖2所示，顆粒數有偶然一次性飄高的特性，技術上稱為「偶發」特性。經 驗告訴我們，這種偶然性一次飄高不表示潔淨度出了問題，一般認為不是反常現象。所以當 顆粒控制圖經常出現如圖2的現象時，理論上應該進行清潔步驟了，但是技術人員仍認為 整個顆粒數還是可控的，無須停機或清洗晶圓。為了防止上述情況的發生，在半導體生產過程中對工藝環境中或晶圓表面的雜質 顆粒進行控制採用的方法為「二點法」。如圖3所示，當連續兩點超過USL，才能判斷顆粒超 標或者說失控，這時才採取對應措施。但是，「二點法」原則太簡單苛刻，容易犯「滯後」的錯誤，當發生圖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，影響產品的質量。
發明內容
本發明解決的問題是提供一種顆粒自動控制方法及系統，防止耽誤及時的清潔或 停機檢測措施，影響產品的質量。為解決上述問題，本發明提供一種顆粒自動控制方法，包括獲取晶圓表面或工藝 環境中顆粒的特性值；設置顆粒個數的允許上限值；計算信號值，所述信號值與顆粒個數 和顆粒個數的允許上限值有關聯；根據信號值分析顆粒控制情況，在任意四個連續信號值 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。可選的，所述計算信號值的步驟分為 計算正數
權利要求
1.一種顆粒自動控制方法，其特徵在於，包括 獲取晶圓表面或工藝環境中顆粒的特性值； 設置顆粒個數的允許上限值；計算信號值，所述信號值與顆粒個數和顆粒個數的允許上限值有關聯； 根據信號值分析顆粒控制情況，在任意四個連續信號值中有兩個為異常值，另外至少 個為中間值，判定為顆粒超標。
2.根據權利要求1所述顆粒自動控制方法，其特徵在於，所述計算信號值的步驟分為 log 『 X if X>\計算正數r= 限值；,其中X為顆粒個數，n為顆粒個數的允許上 if X = 0設置信號值z =2 if Y>2i if,所述2為異常值，l為中間值，o為正常值。0 if 0<7<1
3.根據權利要求1所述顆粒自動控制方法，其特徵在於，所述根據信號值分析顆粒控 制情況是採用SPC軟體中TOC0準則。
4.根據權利要求3所述顆粒自動控制方法，其特徵在於，所述TOC0準則設定y士 3o 為控制界限，其中，P為所述產品的質量特性值的平均值，0為所述產品的質量特性值的 標準差。
5.根據權利要求4所述顆粒自動控制方法，其特徵在於，所述控制界限之間 的區域等分成六個分區域，所述六個分區域分別為與之間的第一區域A、 U-3o與ii-2o之間的第二區域A、u+2o與y + o之間的第一區域B、u-2 o與y - o 之間的第二區域B、ii + 0與y之間的第一區域C和y-o與y之間的第二區域C。
6.根據權利要求5所述顆粒自動控制方法，其特徵在於，所述信號值Z= 2是位於第 一區域A和第二區域A內的，信號值Z = 1是位於第一區域B和第二區域B內的，信號值Z =0是位於第一區域C和第二區域C內的。
7.一種顆粒自動控制系統，其特徵在於，包括獲取單元，獲取晶圓表面或工藝環境中顆粒的特性值； 設置單元，設置顆粒個數的允許上限值；計算單元，計算信號值，所述信號值與顆粒個數和顆粒個數的允許上限值有關聯； 分析單元，根據信號值分析顆粒控制情況，在任意四個連續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。
8.根據權利要求7所述顆粒自動控制系統，其特徵在於，所述計算單元包括'logrX if X>1第一計算單元，計算正數F =彳,其中X為顆粒個數，n為顆粒[0if X個數的允許上限值；第一設置單元，設置信號值
9.根據權利要求7所述顆粒自動控制系統，其特徵在於，所述分析單元為SPC軟體中 TOCO準則。
10.根據權利要求9所述顆粒自動控制系統，其特徵在於，所述TOCO準則設定μ士 30 為控制界限，其中，P為所述產品的質量特性值的平均值，σ為所述產品的質量特性值的 標準差。
11.根據權利要求10所述顆粒自動控制系統，其特徵在於，所述控制界限μ士3σ之 間的區域等分成六個分區域，所述六個分區域分別為μ+3σ與μ+2σ之間的第一區域A、 μ-3σ與μ-2σ之間的第二區域Α、μ+2 σ與μ+σ之間的第一區域B、μ _2 σ與μ-σ 之間的第二區域B、μ+σ與μ之間的第一區域C和μ-σ與μ之間的第二區域C。
12.根據權利要求11所述顆粒自動控制系統，其特徵在於，所述信號值Z= 2是位於第 一區域A和第二區域A內的，信號值Z = 1是位於第一區域B和第二區域B內的，信號值Z =O是位於第一區域C和第二區域C內的。
全文摘要
一種顆粒自動控制方法及系統。其中顆粒自動控制方法，包括獲取晶圓表面或工藝環境中顆粒的特性值；設置顆粒個數的允許上限值；計算信號值，所述信號值與顆粒個數和顆粒個數的允許上限值有關聯；根據信號值分析顆粒控制情況，在任意四個連續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。本發明的「四點法」原則能直接應用SPC軟體進行分析實現對顆粒的自動控制，而無需將另外投資其他軟體，使資源能夠共享。
文檔編號G05B19/418GK101995852SQ20091005672
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月20日 優先權日2009年8月20日
發明者王邕保 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司