專利名稱：半導體工藝機臺參數(shù)優(yōu)化調整的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造工藝領域，尤其涉及一種半導體工藝機臺參數(shù)優(yōu)化調整的方法
背景技術：
半導體工藝領域保證和評價半導體元器件質量和可靠性的傳統(tǒng)方法是(1)常規(guī)測試、檢驗，包括生產(chǎn)過程中的工藝監(jiān)測、產(chǎn)品出廠前的篩選測試、產(chǎn)品交付時的批接收抽樣檢驗。( 可靠性壽命試驗。( 現(xiàn)場使用數(shù)據(jù)積累。(4)整機廠對采購半導體元器件的再篩選。這些傳統(tǒng)方法的實質是以“合格”為中心的“事后檢驗”。隨著目前半導體工藝的元器件水平的提高，當半導體元器件的可靠性等級優(yōu)于六級以后，可靠性壽命試驗這條路已經(jīng)越來越難以實現(xiàn)。同時，其他幾種以“合格”為中心的方法已不能反映半導體元器件的實際質量可靠性水平。從80年代后期開始，國際上廣泛采用工藝能力評價(Cpk)和統(tǒng)計過程控制 (Statistical Process Control, SPC)技術，重點從設計、制造、產(chǎn)品三方面保證和評價半導體元器件產(chǎn)品的質量和可靠性。

圖1是現(xiàn)有技術利用工藝能力評價和統(tǒng)計過程控制技術保證和評價半導體元器件產(chǎn)品的質量和可靠性的流程圖。如圖1所示，其中包括以下步驟步驟101確定關鍵工序節(jié)點。步驟102確定關鍵工序參數(shù)。步驟103實驗設計。步驟104優(yōu)化確定工藝條件。步驟105工藝參數(shù)采集。步驟106過程受控狀態(tài)分析。如果過程為統(tǒng)計受控，則執(zhí)行步驟108 工序能力是否滿足要求。其中如果步驟106中檢測出了失控或失控傾向，則執(zhí)行步驟107 查找原因、糾正問題。然后返回步驟105，重復執(zhí)行步驟105以下的步驟。當步驟108的執(zhí)行結果為不滿足要求時，也返回步驟105，重復執(zhí)行步驟105以下的步驟。若步驟108的執(zhí)行結果為滿足要求，則執(zhí)行步驟109過程受控狀態(tài)分析。如果過程為統(tǒng)計受控，則執(zhí)行步驟 111下道工序。如果步驟106中檢測出了失控或失控傾向，則執(zhí)行步驟107查找原因、糾正問題。然后返回步驟105，重復執(zhí)行步驟105以下的步驟。上述方法為利用工藝能力評價和統(tǒng)計過程控制技術保證和評價半導體元器件產(chǎn)品的質量和可靠性的主要技術手段。但隨著半導體工藝的發(fā)展，生產(chǎn)環(huán)境中的機臺數(shù)量和機臺的產(chǎn)量的增加，使得生產(chǎn)環(huán)境變得越來越復雜。這就導致生產(chǎn)環(huán)境中的各機臺的相關工藝參數(shù)和機臺所生產(chǎn)的產(chǎn)品的相關參數(shù)與生產(chǎn)的目標參數(shù)存在一定的偏差。就目前生產(chǎn)的技術水平而言，調整生產(chǎn)環(huán)境中的機臺參數(shù)，使其與生產(chǎn)的目標參數(shù)一致是不現(xiàn)實的。往往在將機臺的參數(shù)根據(jù)目標參數(shù)按上述方法進行調整后，機臺的參數(shù)還是與目標參數(shù)存在偏差。而這種偏差是無法消除的，為使機臺的參數(shù)與目標參數(shù)的偏差對生產(chǎn)的影響降到最低，半導體工藝技術人員往往采用將生產(chǎn)環(huán)境中的各機臺的參數(shù)調整為機臺的參數(shù)與目標參數(shù)的偏差最小的機臺的參數(shù)，來將降低機臺的參數(shù)與目標參數(shù)的偏差對生產(chǎn)的影響。現(xiàn)有技術解決上述問題通常采用以下方法第一種方法為單純依靠產(chǎn)品的芯片驗收測試和良率數(shù)據(jù)來尋找機臺的參數(shù)與目標參數(shù)的偏差最小的機臺，進而將生產(chǎn)環(huán)境中的其余機臺的參數(shù)調整為機臺的參數(shù)與目標參數(shù)的偏差最小的機臺的參數(shù)。但由于影響產(chǎn)品的芯片驗收測試和良率數(shù)據(jù)的因素很多，其并不能可靠地反映機臺的參數(shù)。也就是說產(chǎn)品的芯片驗收測試和良率數(shù)據(jù)最優(yōu)的機臺，可能并不是生產(chǎn)環(huán)境中參數(shù)最優(yōu)的機臺。因此，該方法存在很大的缺陷，其具體應用的效果也并不理想。第二種方法為依靠技術人員的經(jīng)驗查找生產(chǎn)環(huán)境中的參數(shù)最優(yōu)機臺。這種方法由于嚴重依賴技術人員的經(jīng)驗和素質，其技術效果極不穩(wěn)定，不能滿足提高復雜生產(chǎn)環(huán)境所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質量的要求。
因此，需要一種能夠有效且可靠地查找和判定生產(chǎn)環(huán)境中參數(shù)最優(yōu)機臺的方法， 以提高所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質量。

發(fā)明內容
在發(fā)明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式
部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的發(fā)明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。為解決現(xiàn)有技術無法有效且可靠地查找和判定生產(chǎn)環(huán)境中參數(shù)最優(yōu)機臺的問題， 提高所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)效率，并節(jié)約生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供了一種半導體工藝機臺參數(shù)優(yōu)化調整的方法，所述方法包括以下步驟根據(jù)半導體工藝環(huán)境中的各機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定所述半導體工藝環(huán)境中的參數(shù)最優(yōu)機臺；令所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的參數(shù)匹配。進一步的，所述根據(jù)半導體工藝環(huán)境中的各機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定所述半導體工藝環(huán)境中的參數(shù)最優(yōu)機臺，包括以下步驟確定關鍵工序節(jié)點；確定關鍵工序參數(shù)；收集與所述關鍵工序參數(shù)有關的所述半導體工藝環(huán)境中的各機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括樣本個數(shù)、樣本方差、樣本均值；定義USL和LSL值，所述USL為所述關鍵工序參數(shù)上限值，所述LSL為所述關鍵工序參數(shù)下限值；計算所述半導體工藝環(huán)境中的各機臺的工序能力指數(shù)；將所述工序能力指數(shù)最大的機臺定義為所述參數(shù)最優(yōu)機臺。進一步的，所述工序能力指數(shù)TCI為
USL LSL
權利要求
1.一種半導體工藝機臺參數(shù)優(yōu)化調整的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 根據(jù)半導體工藝環(huán)境中的各機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定所述半導體工藝環(huán)境中的參數(shù)最優(yōu)機臺；令所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的參數(shù)匹配。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)半導體工藝環(huán)境中的各機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定所述半導體工藝環(huán)境中的參數(shù)最優(yōu)機臺，包括以下步驟確定關鍵工序節(jié)點； 確定關鍵工序參數(shù)；收集與所述關鍵工序參數(shù)有關的所述半導體工藝環(huán)境中的各機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)， 所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括樣本個數(shù)、樣本方差、樣本均值；定義USL和LSL值，所述USL為所述關鍵工序參數(shù)上限值，所述LSL為所述關鍵工序參數(shù)下限值；計算所述半導體工藝環(huán)境中的各機臺的工序能力指數(shù)； 將所述工序能力指數(shù)最大的機臺定義為所述參數(shù)最優(yōu)機臺。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述工序能力指數(shù)TCI為USL — LSLI Tamet -m\TCI =---J 1 — —^~^f- ISSf00J \ USL + LSL J\ 2 /其中，Target為所述機臺的參數(shù)的目標值，m為所述機臺的參數(shù)的樣本均值，Slool為所述機臺的參數(shù)的樣本標準偏差，龍中 S2 = S2+S2+S2ζ、‘ O Toolchamber-to-chamber wafer-to-wafer within-wafer'其中，所述S2chamber-to-chamber 為所述機臺的反應室的參數(shù)的樣本方差，所述S2wafer_t0_wafer為晶圓內芯片間的參數(shù)的樣本方差，所述s2within_wafCT為良率的參數(shù)的樣本方差。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述令所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的參數(shù)匹配，包括以下步驟檢查所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)是否與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)匹配；根據(jù)所述檢查結果調整進行檢查的機臺的參數(shù)。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述匹配根據(jù)以下步驟判定設定所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)的樣本均值偏移判定標準和樣本標準偏差偏移判定標準；將所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)的樣本標準偏差和樣本均值相應與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的樣本標準偏差和樣本均值進行比較；如果所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)的樣本標準偏差與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的樣本標準偏差的偏移大于所述樣本標準偏差偏移判定標準，或所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)的樣本均值與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的樣本均值的偏移大于所述樣本均值偏移判定標準，則將所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)判定為不匹配，如果所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)的樣本標準偏差和樣本均值相應與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的樣本標準偏差和樣本均值的偏移均相應小于所述樣本均值偏移判定標準和樣本標準偏差偏移判定標準，則將所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)判定為匹配。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述檢查結果調整所述進行檢查的機臺的參數(shù)，包括以下步驟如果所述進行檢查的機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)匹配，則結束所述調整；如果所述進行檢查的機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)不匹配，則將所述進行檢查的機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)與芯片驗收測試和良率數(shù)據(jù)進行比較，根據(jù)所述比較結果對所述進行檢查的機臺的參數(shù)進行調整。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述比較結果對所述進行檢查的機臺的參數(shù)進行調整，包括以下步驟如果所述進行檢查的機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)與所述芯片驗收測試和良率數(shù)據(jù)匹配，則結束所述調整；如果所述進行檢查的機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)與所述芯片驗收測試和良率數(shù)據(jù)不匹配， 則將所述進行檢查的機臺的參數(shù)調整為所述參數(shù)最優(yōu)機臺的參數(shù)，執(zhí)行所述檢查所述半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)是否與所述參數(shù)最優(yōu)機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)匹配的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導體工藝機臺參數(shù)優(yōu)化調整的方法，包括以下步驟根據(jù)半導體工藝環(huán)境中的各機臺的參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定半導體工藝環(huán)境中的參數(shù)最優(yōu)機臺，令半導體工藝環(huán)境中的機臺的參數(shù)與參數(shù)最優(yōu)機臺的參數(shù)匹配。根據(jù)本發(fā)明的方法可以有效解決現(xiàn)有技術無法有效且可靠地查找和判定生產(chǎn)環(huán)境中參數(shù)最優(yōu)機臺的問題，通過有效且可靠地查找和判定生產(chǎn)環(huán)境中參數(shù)最優(yōu)機臺，并將生產(chǎn)環(huán)境中的其余機臺的參數(shù)按照參數(shù)最優(yōu)機臺及匹配判定標準進行調整，可以極大地提高所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)效率，同時還可以極大地節(jié)約生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L21/00GK102194655SQ20101013183
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月15日 優(yōu)先權日2010年3月15日
發(fā)明者王邕保, 郭玉潔 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司