專利名稱：顆?？刂频姆椒?br>
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及質(zhì)量控制領(lǐng)域，特別涉及一種顆粒控制的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，半導體制造工藝已經(jīng)進入納米時代，以適應各項電 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 越做越復雜，使工藝中對各項參數(shù)的細微變化更敏感，原先可以容許的工藝條件誤差，在元 件體積大幅縮小后，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(zhì)量控制的要求必定會日趨嚴謹。對半導體元件進行質(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)標準進行比較，并對出現(xiàn)的差異或異?，F(xiàn)象采取相應措施進行糾正，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, SPC Chart)的形式，以零為控 制圖的下界，在各種特定情況下，根據(jù)一定的工藝情況，定一個顆粒個數(shù)的允許上限值，即 USL(upper specification limit)，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)大于此USL，就認為工藝環(huán)境或機臺內(nèi)環(huán)境潔凈度超標， 需要停機清潔?；蛘呷绻A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 行后續(xù)工藝流程。但是，如圖1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，一般認為不是反常現(xiàn)象。所以當 顆?？刂茍D經(jīng)常出現(xiàn)如圖1的現(xiàn)象時，理論上應該進行清潔步驟了，但是技術(shù)人員仍認為 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) 顆粒進行控制采用的方法為“二點法”。如圖2所示，當連續(xù)兩點超過USL，才能判斷顆粒超 標或者說失控，這時才采取對應措施。但是，“二點法”原則太簡單苛刻，容易犯“滯后”的錯誤，當發(fā)生圖3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?？刂频姆椒?，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?？刂频姆椒ǎ涮卣髟谟?，包括獲取晶圓 表面或工藝環(huán)境中顆粒的特性值；在任意三個連續(xù)特性值中有兩個超過顆粒個數(shù)的允許上 限值，判定為顆粒超標?？蛇x的，顆粒超標后的步驟為清洗晶圓表面或停機檢測或?qū)に嚟h(huán)境進行清潔?？蛇x的，所述任意三個連續(xù)特性值中兩個超過顆粒個數(shù)的允許上限值是兩邊兩個 連續(xù)特性值超過顆粒個數(shù)的允許上限值，中間一個特性值低于顆粒個數(shù)的允許上限值?？蛇x的，所述任意三個連續(xù)特性值中兩個超過顆粒個數(shù)的允許上限值是第一個特 性值低于顆粒個數(shù)的允許上限值，后兩個連續(xù)特性值超過顆粒個數(shù)的允許上限值?？蛇x的，工藝環(huán)境中的顆粒用顆粒收集器件進行收集取樣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點采用在任意三個連續(xù)特性值中有兩個超 過顆粒個數(shù)的允許上限值，判定為顆粒超標的原則，即“三點法”原則?！叭c法”原則涵蓋 了“二點法”原則，不但能解決“二點法”顆?？刂粕系臏髥栴}，而且由于及時檢測判斷出 顆粒失控的情況，能夠及時的對工藝環(huán)境及晶圓表面進行清潔，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
圖1是現(xiàn)有晶圓表面監(jiān)控顆粒數(shù)的過程中顆?！芭及l(fā)”性示意圖；圖2是現(xiàn)有半導體生產(chǎn)過程中對晶圓表面的雜質(zhì)顆粒進行控制采用“二點法”的 示意圖；圖3是本發(fā)明半導體生產(chǎn)過程中對晶圓表面的雜質(zhì)顆粒進行控制采用“三點法” 的示意圖；圖4是本發(fā)明進行顆?？刂频?b>具體實施方式
流程圖。
具體實施例方式隨著半導體器件的集成度不斷提高，對于晶圓表面及工藝環(huán)境的潔凈度的要求也 越來越高，控制晶圓表面及工藝環(huán)境中微顆粒數(shù)在晶圓的生產(chǎn)中是至關(guān)重要的。因此，在半 導體器件的制作過程中，幾乎每步工藝之后都需要進行清洗步驟以控制晶圓表面及工藝環(huán) 境中顆粒數(shù)。晶圓表面及工藝環(huán)境的潔凈度直接對器件結(jié)構(gòu)、性能及壽命產(chǎn)生影響。尤其 在器件線寬越來越小的情況下，如果晶圓表面或工藝環(huán)境中微顆粒數(shù)超標，做造成半導體 器件內(nèi)電路短路，器件的膜層之間產(chǎn)生雜質(zhì)，不能完全整合在一起，進而影響半導體器件的 性能及質(zhì)量。本發(fā)明進行顆粒控制的具體流程如圖4所示，執(zhí)行步驟S11，獲取晶圓表面或工藝 環(huán)境中顆粒的特性值；執(zhí)行步驟S12，在任意三個連續(xù)特性值中有兩個超過顆粒個數(shù)的允 許上限值，判定為顆粒超標。采用在任意三個連續(xù)特性值中有兩個超過顆粒個數(shù)的允許上限值，判定為顆粒超 標的原則，即“三點法”原則?！叭c法”原則涵蓋了“二點法”原則，不但能解決“二點法”顆 ?？刂粕系臏髥栴}，而且由于及時檢測判斷出顆粒失控的情況，能夠及時的對晶圓表面 及工藝環(huán)境進行清潔，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施方式
做詳細的說明。圖3是本發(fā)明半導體生產(chǎn)過程中對晶圓表面的雜質(zhì)顆粒進行控制采用“三點法”的示意圖。結(jié)合圖4的流程步驟S11，獲取晶圓表面或工藝環(huán)境中顆粒的特性值。在半導體 生產(chǎn)過程中需要不斷檢查機器和晶圓上的顆粒個數(shù)以保證晶圓表面清潔，以及工藝環(huán)境中 顆粒數(shù)量。通過統(tǒng)計過程控制(SPC)方式收集生產(chǎn)過程中晶圓表面的顆粒的特性值數(shù)據(jù)計 算控制圖的控制界限，做成分析用控制圖。結(jié)合圖4流程步驟S12，在任意三個連續(xù)特性值中有兩個超過顆粒個數(shù)的允許上 限值，判定為顆粒超標。如圖3所示，進入SPC監(jiān)控階段，此時分析用控制圖轉(zhuǎn)化為控制用 控制圖。監(jiān)控階段的主要工作是使用控制用控制圖進行監(jiān)控，其中，控制圖的控制界限已經(jīng) 根據(jù)分析階段的結(jié)果而確定，即顆粒個數(shù)的允許上限值(USL)已根據(jù)分析階段的分析結(jié)果 得到。生產(chǎn)過程的顆粒的特性值數(shù)據(jù)及時繪制到控制圖上，并密切觀察控制圖，控制圖中點 的波動情況可以顯示出過程受控或失控，當控制圖中出現(xiàn)三個連續(xù)特性值中有任意兩個特 性值超過顆粒個數(shù)的允許上限值，就可以認定為顆粒失控。本實施例中，所述三個連續(xù)特性值中任意兩個特性值超過顆粒個數(shù)的允許上限值 可以是兩邊兩個連續(xù)特性值超過顆粒個數(shù)的允許上限值，中間一個特性值低于顆粒個數(shù)的 允許上限值。還可以是第一個特性值低于顆粒個數(shù)的允許上限值，后兩個連續(xù)特性值超過 顆粒個數(shù)的允許上限值。還可以是前兩個連續(xù)特性值超過顆粒個數(shù)的允許上限值，最后一 個特性值低于顆粒個數(shù)的允許上限值。本實施例中，通常顆粒個數(shù)的允許上限值(USL)的開根號值為顆粒個數(shù)的允許 值。例如，當顆粒個數(shù)的允許上限值(USL) = 900的時候，則顆粒個數(shù)的允許=30。采用“三點法”對顆粒進行監(jiān)控，能更及時地判斷出顆粒失控的情況，進而及時地 進行晶圓清洗或停機檢測或?qū)に嚟h(huán)境進行清潔。另外，采用“三點法”進行顆?？刂疲瑒t顆粒失控的錯誤報警率則為0.0000146，與 “二點法”的顆粒失控的錯誤報警率0. 00000729相差不多。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應 當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
權(quán)利要求
一種顆?？刂频姆椒ǎ涮卣髟谟?，包括獲取晶圓表面或工藝環(huán)境中顆粒的特性值；在任意三個連續(xù)特性值中有兩個超過顆粒個數(shù)的允許上限值，判定為顆粒超標。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述顆?？刂频姆椒ǎ涮卣髟谟?，顆粒超標后的步驟為清洗晶圓 表面或停機檢測或?qū)に嚟h(huán)境進行清潔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述顆?？刂频姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述任意三個連續(xù)特性值中兩 個超過顆粒個數(shù)的允許上限值是兩邊兩個連續(xù)特性值超過顆粒個數(shù)的允許上限值，中間一 個特性值低于顆粒個數(shù)的允許上限值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述顆粒控制的方法，其特征在于，所述任意三個連續(xù)特性值中兩 個超過顆粒個數(shù)的允許上限值是第一個特性值低于顆粒個數(shù)的允許上限值，后兩個連續(xù)特 性值超過顆粒個數(shù)的允許上限值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述顆?？刂频姆椒?，其特征在于，工藝環(huán)境中的顆粒用顆粒收集 器件進行收集取樣。
全文摘要
一種顆粒控制的方法，包括獲取晶圓表面或工藝環(huán)境中顆粒的特性值；在任意三個連續(xù)特性值中有兩個超過顆粒個數(shù)的允許上限值，判定為顆粒超標。本發(fā)明能夠及時的對晶圓表面及工藝環(huán)境進行清潔，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號H01L21/66GK101958227SQ200910054958
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者王邕保 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司