专利名称：半导体工艺机台参数优化调整的方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造工艺领域，尤其涉及一种半导体工艺机台参数优化调整的方法
背景技术：
半导体工艺领域保证和评价半导体元器件质量和可靠性的传统方法是(1)常规测试、检验，包括生产过程中的工艺监测、产品出厂前的筛选测试、产品交付时的批接收抽样检验。( 可靠性寿命试验。( 现场使用数据积累。(4)整机厂对采购半导体元器件的再筛选。这些传统方法的实质是以“合格”为中心的“事后检验”。随着目前半导体工艺的元器件水平的提高，当半导体元器件的可靠性等级优于六级以后，可靠性寿命试验这条路已经越来越难以实现。同时，其他几种以“合格”为中心的方法已不能反映半导体元器件的实际质量可靠性水平。从80年代后期开始，国际上广泛采用工艺能力评价(Cpk)和统计过程控制 (Statistical Process Control, SPC)技术，重点从设计、制造、产品三方面保证和评价半导体元器件产品的质量和可靠性。
图1是现有技术利用工艺能力评价和统计过程控制技术保证和评价半导体元器件产品的质量和可靠性的流程图。如图1所示，其中包括以下步骤步骤101确定关键工序节点。步骤102确定关键工序参数。步骤103实验设计。步骤104优化确定工艺条件。步骤105工艺参数采集。步骤106过程受控状态分析。如果过程为统计受控，则执行步骤108 工序能力是否满足要求。其中如果步骤106中检测出了失控或失控倾向，则执行步骤107 查找原因、纠正问题。然后返回步骤105，重复执行步骤105以下的步骤。当步骤108的执行结果为不满足要求时，也返回步骤105，重复执行步骤105以下的步骤。若步骤108的执行结果为满足要求，则执行步骤109过程受控状态分析。如果过程为统计受控，则执行步骤 111下道工序。如果步骤106中检测出了失控或失控倾向，则执行步骤107查找原因、纠正问题。然后返回步骤105，重复执行步骤105以下的步骤。上述方法为利用工艺能力评价和统计过程控制技术保证和评价半导体元器件产品的质量和可靠性的主要技术手段。但随着半导体工艺的发展，生产环境中的机台数量和机台的产量的增加，使得生产环境变得越来越复杂。这就导致生产环境中的各机台的相关工艺参数和机台所生产的产品的相关参数与生产的目标参数存在一定的偏差。就目前生产的技术水平而言，调整生产环境中的机台参数，使其与生产的目标参数一致是不现实的。往往在将机台的参数根据目标参数按上述方法进行调整后，机台的参数还是与目标参数存在偏差。而这种偏差是无法消除的，为使机台的参数与目标参数的偏差对生产的影响降到最低，半导体工艺技术人员往往采用将生产环境中的各机台的参数调整为机台的参数与目标参数的偏差最小的机台的参数，来将降低机台的参数与目标参数的偏差对生产的影响。现有技术解决上述问题通常采用以下方法第一种方法为单纯依靠产品的芯片验收测试和良率数据来寻找机台的参数与目标参数的偏差最小的机台，进而将生产环境中的其余机台的参数调整为机台的参数与目标参数的偏差最小的机台的参数。但由于影响产品的芯片验收测试和良率数据的因素很多，其并不能可靠地反映机台的参数。也就是说产品的芯片验收测试和良率数据最优的机台，可能并不是生产环境中参数最优的机台。因此，该方法存在很大的缺陷，其具体应用的效果也并不理想。第二种方法为依靠技术人员的经验查找生产环境中的参数最优机台。这种方法由于严重依赖技术人员的经验和素质，其技术效果极不稳定，不能满足提高复杂生产环境所生产的产品的质量的要求。
因此，需要一种能够有效且可靠地查找和判定生产环境中参数最优机台的方法， 以提高所生产的产品的质量。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式
部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为解决现有技术无法有效且可靠地查找和判定生产环境中参数最优机台的问题， 提高所生产的产品的质量和生产效率，并节约生产成本，本发明提供了一种半导体工艺机台参数优化调整的方法，所述方法包括以下步骤根据半导体工艺环境中的各机台的参数的统计数据确定所述半导体工艺环境中的参数最优机台；令所述半导体工艺环境中的机台的参数与所述参数最优机台的参数匹配。进一步的，所述根据半导体工艺环境中的各机台的参数的统计数据确定所述半导体工艺环境中的参数最优机台，包括以下步骤确定关键工序节点；确定关键工序参数；收集与所述关键工序参数有关的所述半导体工艺环境中的各机台的参数的统计数据，所述统计数据包括样本个数、样本方差、样本均值；定义USL和LSL值，所述USL为所述关键工序参数上限值，所述LSL为所述关键工序参数下限值；计算所述半导体工艺环境中的各机台的工序能力指数；将所述工序能力指数最大的机台定义为所述参数最优机台。进一步的，所述工序能力指数TCI为
USL LSL
权利要求
1.一种半导体工艺机台参数优化调整的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 根据半导体工艺环境中的各机台的参数的统计数据确定所述半导体工艺环境中的参数最优机台；令所述半导体工艺环境中的机台的参数与所述参数最优机台的参数匹配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据半导体工艺环境中的各机台的参数的统计数据确定所述半导体工艺环境中的参数最优机台，包括以下步骤确定关键工序节点； 确定关键工序参数；收集与所述关键工序参数有关的所述半导体工艺环境中的各机台的参数的统计数据， 所述统计数据包括样本个数、样本方差、样本均值；定义USL和LSL值，所述USL为所述关键工序参数上限值，所述LSL为所述关键工序参数下限值；计算所述半导体工艺环境中的各机台的工序能力指数； 将所述工序能力指数最大的机台定义为所述参数最优机台。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述工序能力指数TCI为USL — LSLI Tamet -m\TCI =---J 1 — —^~^f- ISSf00J \ USL + LSL J\ 2 /其中，Target为所述机台的参数的目标值，m为所述机台的参数的样本均值，Slool为所述机台的参数的样本标准偏差，龙中 S2 = S2+S2+S2ζ、‘ O Toolchamber-to-chamber wafer-to-wafer within-wafer'其中，所述S2chamber-to-chamber 为所述机台的反应室的参数的样本方差，所述S2wafer_t0_wafer为晶圆内芯片间的参数的样本方差，所述s2within_wafCT为良率的参数的样本方差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述令所述半导体工艺环境中的机台的参数与所述参数最优机台的参数匹配，包括以下步骤检查所述半导体工艺环境中的机台的参数的统计数据是否与所述参数最优机台的参数的统计数据匹配；根据所述检查结果调整进行检查的机台的参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述匹配根据以下步骤判定设定所述半导体工艺环境中的机台的参数的样本均值偏移判定标准和样本标准偏差偏移判定标准；将所述半导体工艺环境中的机台的参数的样本标准偏差和样本均值相应与所述参数最优机台的样本标准偏差和样本均值进行比较；如果所述半导体工艺环境中的机台的参数的样本标准偏差与所述参数最优机台的样本标准偏差的偏移大于所述样本标准偏差偏移判定标准，或所述半导体工艺环境中的机台的参数的样本均值与所述参数最优机台的样本均值的偏移大于所述样本均值偏移判定标准，则将所述半导体工艺环境中的机台的参数判定为不匹配，如果所述半导体工艺环境中的机台的参数的样本标准偏差和样本均值相应与所述参数最优机台的样本标准偏差和样本均值的偏移均相应小于所述样本均值偏移判定标准和样本标准偏差偏移判定标准，则将所述半导体工艺环境中的机台的参数判定为匹配。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述检查结果调整所述进行检查的机台的参数，包括以下步骤如果所述进行检查的机台的参数的统计数据与所述参数最优机台的参数的统计数据匹配，则结束所述调整；如果所述进行检查的机台的参数的统计数据与所述参数最优机台的参数的统计数据不匹配，则将所述进行检查的机台的参数的统计数据与芯片验收测试和良率数据进行比较，根据所述比较结果对所述进行检查的机台的参数进行调整。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果对所述进行检查的机台的参数进行调整，包括以下步骤如果所述进行检查的机台的参数的统计数据与所述芯片验收测试和良率数据匹配，则结束所述调整；如果所述进行检查的机台的参数的统计数据与所述芯片验收测试和良率数据不匹配， 则将所述进行检查的机台的参数调整为所述参数最优机台的参数，执行所述检查所述半导体工艺环境中的机台的参数的统计数据是否与所述参数最优机台的参数的统计数据匹配的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种半导体工艺机台参数优化调整的方法，包括以下步骤根据半导体工艺环境中的各机台的参数的统计数据确定半导体工艺环境中的参数最优机台，令半导体工艺环境中的机台的参数与参数最优机台的参数匹配。根据本发明的方法可以有效解决现有技术无法有效且可靠地查找和判定生产环境中参数最优机台的问题，通过有效且可靠地查找和判定生产环境中参数最优机台，并将生产环境中的其余机台的参数按照参数最优机台及匹配判定标准进行调整，可以极大地提高所生产的产品的质量和生产效率，同时还可以极大地节约生产成本。
文档编号H01L21/00GK102194655SQ20101013183
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月15日 优先权日2010年3月15日
发明者王邕保, 郭玉洁 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司