一种构建晶圆片加工过程控制模型的方法技术

本申请公开了一种构建晶圆片加工过程控制模型的方法，属于晶圆片加工生产技术领域。该方法采集多个单片的切割温场数据、切割数据、研磨数据、抛光数据、清洗数据和每个工序之后得到的面型数据；根据切割工序之后得到的面型数据，可筛选出期待切割温场数据及参考切割数据，并可根据期待切割温场数据与待产出切割晶片的实时监测温场数据的比对，来分析和预判待产出切割晶片面型情况，从而得到能够将切割晶片面型与切割温场和切割工序联系起来的过程控制模型，能够实现切割工序中的即时反馈，提高切割工序的加工效率和良品率，便于大批量生产加工合格的晶圆片。生产加工合格的晶圆片。生产加工合格的晶圆片。

【技术实现步骤摘要】
一种构建晶圆片加工过程控制模型的方法


[0001]本申请涉及一种构建晶圆片加工过程控制模型的方法，属于晶圆片加工生产


技术介绍

[0002]半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间，可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。现在的电子元件中主要采用的半导体形式为晶圆片，目前的晶圆片是由晶体棒经过切割工序、研磨工序、抛光工序和清洗工序得到的，上述任一工序都会对晶圆片的面型数据造成不同程度的影响。
[0003]目前切割工序作为晶圆片生产的第一道工序，因此切割工序对于晶圆片的面型质量至关重要，目前的切割工序仍存在如下问题：一是因半导体材料的硬度较高，莫氏硬度一般大于6，因此其线切割加工周期较长，整个切割过程无法实时监测，一旦产品因加工出现质量问题，整个切割批次生产的产品都不合格，将导致加工效率低、产品良率可控性差；二是当产品检验时发现问题，无法有效溯源，更无法尽快阻止后续加工出现同样问题；三是切割工序的加工周期长，加工状态无法实时反馈，从而影响切割工序控制能力和效果，进而影响晶圆片的面型质量。
[0004]上述问题导致晶片的切割过程仍属于盲性切割，切割后晶片质量差且质量不均一，后续的研磨工序、抛光工序和清洗工序很难在此基础上进行面型质量的大范围调整，因此缺乏一种能够对晶圆片加工过程进行实时反馈和工艺调整的控制模型。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，提供了一种构建晶圆片加工过程控制模型的方法，该过程控制模型排除研磨工序、抛光工序和清洗工序对晶圆片面型的影响，将切割晶片的面型数据、切割温场数据及切割数据结合起来，从而建立面型与温场、切割之间的模型关系，可实时反馈切割过程的加工状态，有效溯源，提高切割工序的加工效率和良品率，便于大批量生产加工合格的晶圆片。
[0006]本申请提供了一种构建晶圆片加工过程控制模型的方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]S1、对于预定规格的晶体棒依次进行切割工序、研磨工序、抛光工序和清洗工序得到晶圆片，采集多个单片数据对构成第一数据集合，其中，所述多个单片数据对中的每个单片数据对与单个晶圆片一一对应，且包括该单个晶圆片的切割温场数据、切割数据、研磨数据、抛光数据、清洗数据和每个工序之后得到的面型数据；
[0008]S2、保持研磨工序、抛光工序和清洗工序不变，以单片数据对中切割工序之后得到的面型数据落入预设的期望切割面型数据范围作为条件，从所述第一数据集合中筛选出第二数据集合，以该第二数据集合的切割温场数据作为单个晶圆片的期待切割温场数据，以该第二数据集合的切割数据构建单个晶圆片的参考切割数据；
[0009]S3、形成基于所述期待切割温场数据与切割工序中待产出切割晶片的实时监测温场数据的比对，来分析和预判待产出切割晶片面型情况，并基于所述参考切割数据作为切割参数调整参照的过程控制模型。
[0010]现有切割工序的调整方法是待晶体棒切割完成后，再经过对切割晶片进行检测得到相应的面型结果后才能调整切割工艺参数，因此对切割晶片的工艺调整效率低、耗时长且良品率也低，当本批次的切割晶片不合格时，也无法补救，造成晶体棒的浪费，只能对下一批次的切割晶片进行补救。
[0011]上述构建方法以切割温场数据为媒介，建立切割良品率与切割数据间的可靠联系，之后通过检测切割晶片的面型，建立切割晶片和切割温场数据之间的联系，进一步建立切割数据、切割温场数据、面型数据三者之间的关系。进而能够通过切割区域的温场分布实时的对切割数据进行反馈，并且能够通过最终切割晶片的检测结果来对这一反馈进行验证。此外，对切割温场数据进行记录和保存，还有利于对切割加工中出现的工艺异常情况进行溯源。
[0012]建立模型之后，根据切割区域的温场数据即可分析和预判待产出切割晶片面型情况，从而可指导切割数据的实时调整，以得到符合面型要求的切割晶片，该切割工艺的调整效率高、耗时短，并且由于是实时调整，能够保证本切割批次的切割晶片及时补救，无需等待后续的反馈，提高切割晶片的良品率。
[0013]可选地，所述方法还包括：
[0014]S4、判断切割晶片是否合格，对合格的切割晶片，保持切割工序、抛光工序和清洗工序不变，以单片数据对中研磨工序之后得到的面型数据落入预设的期望研磨面型数据范围作为条件，从所述第二数据集合中筛选出第三数据集合，以该第三数据集合的研磨数据构建单个晶圆片的参考研磨数据，并基于所述参考研磨数据作为研磨参数调整参照的过程控制模型；
[0015]对不合格的切割晶片，判断是否属于面型轻微超标、边缘处轻微崩边或表面出现线痕造成的不合格，如是则对切割晶片进行正常研磨后再判定合格与否，如不是直接判定为不合格品。该面型轻微超标是指面型的数值超出合格面型数值5％以下，轻微崩边是指崩边尺寸在10μm以下。
[0016]根据步骤S4中的判定结果，确定切割晶片是否合格，合格的切割晶片需要经过研磨工序、抛光工序和清洗工序后才能够得到晶圆片，因此研磨工序的研磨数据仍是决定能否获得合格晶圆片的重要步骤，当切割工序、抛光工序和清洗工序维持不变，即可确定参考研磨数据，为研磨晶片的合格提供保障；若是不合格，则可返研磨工序重新加工，在厚度范围内进行修正处理至合格，即可进行后续工序，从而制备晶圆片，进一步提高该模型的反馈效率，减少生产工序的浪费。
[0017]可选地，所述方法还包括：
[0018]S5、分析研磨工序中产出的研磨晶片面型情况，判断研磨晶片是否合格，对合格的研磨晶片，保持切割工序、研磨工序和清洗工序不变，以单片数据对中抛光工序之后得到的面型数据落入预设的期望抛光面型数据范围作为条件，从所述第三数据集合中筛选出第四数据集合，以该第四数据集合的抛光数据构建单个晶圆片的参考抛光数据，并基于所述参考抛光数据范围作为抛光参数调整参照的过程控制模型；
[0019]对不合格的抛光晶片，如因面型、划痕、颗粒沾污超标，可返回至抛光工序重新加工，在厚度范围内进行修正，修正后的抛光晶片如厚度或面型不合格，则判定为不合格品，如因其他因素如崩边、裂纹或者晶体缺陷导致的不合格，则直接判定为不合格品。
[0020]可选地，所述方法还包括：
[0021]S6、分析抛光工序中产出的抛光晶片面型情况，判断抛光晶片是否合格，对合格的抛光晶片，保持切割工序、研磨工序和抛光工序不变，以单片数据对中清洗工序之后得到的面型数据落入预设的期望清洗面型数据范围作为条件，从所述第四数据集合中筛选出第五数据集合，以该第五数据集合的清洗数据构建单个晶圆片的参考清洗数据，并基于所述参考清洗数据范围作为清洗参数调整参照的过程控制模型。
[0022]可选地，所述切割工序对最终晶圆片面型数据的影响权重为60％
‑
70％；
[0023]所述研磨工序对最终晶圆片面型数据的影响权重为20％
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30％；
[0024]所述抛光工序对最终晶圆片面型数据的影响权重为5％
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15％；
[0025]所述清洗工序对最终晶圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构建晶圆片加工过程控制模型的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、对于预定规格的晶体棒依次进行切割工序、研磨工序、抛光工序和清洗工序得到晶圆片，采集多个单片数据对构成第一数据集合，其中，所述多个单片数据对中的每个单片数据对与单个晶圆片一一对应，且包括该单个晶圆片的切割温场数据、切割数据、研磨数据、抛光数据、清洗数据和每个工序之后得到的面型数据；S2、保持研磨工序、抛光工序和清洗工序不变，以单片数据对中切割工序之后得到的面型数据落入预设的期望切割面型数据范围作为条件，从所述第一数据集合中筛选出第二数据集合，以该第二数据集合的切割温场数据作为单个晶圆片的期待切割温场数据，以该第二数据集合的切割数据构建单个晶圆片的参考切割数据；S3、形成基于所述期待切割温场数据与切割工序中待产出切割晶片的实时监测温场数据的比对，来分析和预判待产出切割晶片面型情况，并基于所述参考切割数据作为切割参数调整参照的过程控制模型。2.根据权利要求1所述的构建晶圆片加工过程控制模型的方法，其特征在于，所述方法还包括：S4、判断切割晶片是否合格，对合格的切割晶片，保持切割工序、抛光工序和清洗工序不变，以单片数据对中研磨工序之后得到的面型数据落入预设的期望研磨面型数据范围作为条件，从所述第二数据集合中筛选出第三数据集合，以该第三数据集合的研磨数据构建单个晶圆片的参考研磨数据，并基于所述参考研磨数据作为研磨参数调整参照的过程控制模型。3.根据权利要求2所述的构建晶圆片加工过程控制模型的方法，其特征在于，所述方法还包括：S5、分析研磨工序中产出的研磨晶片面型情况，判断研磨晶片是否合格，对合格的研磨晶片，保持切割工序、研磨工序和清洗工序不变，以单片数据对中抛光工序之后得到的面型数据落入预设的期望抛光面型数据范围作为条件，从所述第三数据集合中筛选出第四数据集合，以该第四数据集合的抛光数据构建单个晶圆片的参考抛光数据，并基于所述参考抛光数据作为抛光参数调整参照的过程控制模型。4.根据权利要求1所述的构建晶圆片加工过程控制模型的方法，其特征在于，所述方法还包括：S6、分析抛光工序中产出的抛光晶片面型情况，判断抛光晶片是否合格，对合格的抛光晶片，保持切割工序、研磨工序和抛光工序不变，以单片数据对中清洗工序之后得到的面型数据落入预设的期望清洗面型数据范围作为条件，从所述第四数据集合中筛选出第五数据集合，以该第五数据集合的清洗数据构建单个晶圆片的参考清洗数据，并基于所述参考清洗数据范围作为清洗参数调整参照的过程控制模型。5.根据权利要求1所述的构建晶圆片加工过程控制模型的方法，其特征在于，所述切割工序对最终晶圆片面型数据的影响权重为60％
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70％；所述研磨工序对最终晶圆片面型数据的影响权重为20％
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30％；所述抛光工序对最终晶圆片面型数据的影响权重为5％
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15％；所述清洗工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旗，隋晓明，王昆鹏，杨恒，宋猛，王凯，张林，舒天宇，彭红宇，石志强，靳婉琪，
申请(专利权)人：上海天岳半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：