用于异常工具和阶段诊断的2D/3D分析制造技术

本发明专利技术公开了一种用于分析半导体加工系统的异常的方法，提供了对用于多个加工晶圆中的每个加工晶圆的多个工艺步骤的每个工艺步骤处与多个工具中的每个工具相关联的生产历史进行方差分析，以及确定关键工艺步骤。对每个工艺步骤处的多个晶圆的多个测量值进行回归分析，并且确定关键测量参数。对关键测量参数和关键工艺步骤进行协方差分析，并且基于f比率对关键工艺步骤进行排序，其中对关键工艺步骤的异常进行排序。而且，基于与协方差分析相关联的正交t比率来对与关键工艺步骤的每个工艺步骤相关联的多个工具排序，其中对与关键工艺步骤相关联的每个工具的异常进行排序。本发明专利技术还提供了用于异常工具和阶段诊断的2D/3D分析。

【技术实现步骤摘要】
用于异常工具和阶段诊断的2D/3D分析
本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地来说，涉及半导体加工系统。
技术介绍
在半导体制造中，在形成完整管芯之前，半导体晶圆通常会经历许多工艺步骤或阶段。例如，这种工艺步骤可以包括在半导体晶圆上的各种材料的光刻、蚀刻、半导体掺杂和沉积。工艺的准确性和精度以及不同工艺步骤之间的过渡通常会直接影响完整管芯的质量。例如，栅极结构的偏离、不精确的掺杂浓度或者过厚或过薄的介电层都会在晶体管中产生不期望的漏电流或者在电路操作中产生延迟。进一步复杂化的难题是半导体制造者期望使通过工艺步骤所制造的管芯数目最大化。在试图最大化生产率的同时，制造者可以提供用于每个工艺步骤的许多工具。然而，每个工具的表现都不同于特定的工艺步骤中的其他工具的表现。因此，难以确定不同步骤中的不同工具之间的异常工具和阶段表现。在一维上存在试图诊断工具和加工阶段表现的常规方法，其中将方差分析（ANOVA）用于对可疑工具和/或加工阶段进行排序。另一种一维诊断是利用相关系数，以便筛选晶圆可接受性测试（WAT）或在线测量。然后，利用这样的技术来形成散布图，其中通过目测来手动确定异常的工具或阶段。
技术实现思路
以下提供了简明的摘要以提供对本专利技术的一个或多个方面的基本理解。本摘要不是本专利技术的综述，既不打算确定本专利技术的关键或决定性要素，也不打算界定本专利技术的范围。相反，本摘要的主要目的是以简单形式提供本专利技术的一些构思作为稍后阐述的更详细的说明的前序。在一个实施例中，本专利技术涉及一种用于半导体加工系统中分析异常的方法。该方法包括基于加工晶圆的参数确定多个加工阶段中的关键加工阶段。例如，加工晶圆的参数包括静态电源电流（IDDQ，suppliedcurrentinthequiescentcurrent）。关键工艺步骤是通过多个加工阶段的统计回归进一步确定与多个加工阶段中的每个阶段和加工晶圆的参数相关联的概率。至少部分地基于关键加工阶段和关键步骤来进一步对关键加工阶段进行模型。至少部分地基于对关键加工阶段建模来进一步地实施协方差分析。协方差分析限定与模型相关联的t检验。因此，实现了多个加工阶段中的关键加工阶段的异常的排序。根据一个实例，确定关键加工阶段包括多个阶段的统计回归分析。例如，确定关键加工阶段包括基于与多个阶段的统计回归分析相关联的相关系数来限定关键指数。根据另一个实例，统计回归分析包括多个阶段的逐步回归分析。确定关键加工阶段可以包括：在二维或多维上的多个阶段的统计分析。例如，确定关键工艺步骤可以包括关键加工阶段的方差分析。而且，与协方差分析相关联的F比率可以用作关键性能指标。为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种用于确定半导体加工系统中的异常设备的方法，所述方法包括：加工多个晶圆，所述多个晶圆中的每个晶圆都经历了多个工艺步骤，并且每个工艺步骤都与多个加工工具相关联，通过与所述多个工艺步骤中的每个工艺步骤相关联的多个工具之一来加工每个晶圆；提供在用于所述多个加工晶圆的每个加工晶圆的所述多个工艺步骤的每个工艺步骤处与所述多个工具中的每个工具相关联的生产历史；对所述生产历史进行方差分析；提供在每个工艺步骤处与所述多个晶圆相关联的多个测量值；对所述多个测量值进行回归分析；基于对所述多个测量值的回归分析来确定关键测量参数；基于对所述生产历史的方差分析来确定关键工艺步骤；对所述关键测量参数和所述关键工艺步骤进行协方差分析；基于与对所述关键工艺步骤的协方差分析相关联的f比率，对所述关键工艺步骤进行排序，其中对所述关键工艺步骤的异常进行排序；以及基于与协方差分析相关联的正交t比率，对与每个所述关键工艺步骤相关联的所述多个工具进行排序，其中对与所述关键工艺步骤相关联的每个工具的异常进行排序。在该方法中，与所述多个晶圆相关联的所述多个测量值中的一种包括：通过加工晶圆的晶圆可接受性测试（WAT）而获得的一个测量值或多个测量值。在该方法中，所述加工晶圆的关键测量参数包括：与一个或多个所述工艺步骤相关联的静态电源电流（IDDQ）、饱和电流和临界尺寸（CD）中的一种或多种。在该方法中，确定所述关键工艺步骤进一步包括：基于所述方差分析对所述多个工艺步骤的p值排序。在该方法中，确定所述关键工艺步骤包括：选择p值小于0.05的工艺步骤。在该方法中，所述统计回归分析包括：所述多个测量值的逐步回归分析。在该方法中，确定所述关键工艺步骤包括：确定两个或多个工艺步骤。在该方法中，确定所述关键测量参数包括：确定两个或多个测量参数。在该方法中，所述协方差分析进一步包括：所述关键测量参数和所述关键工艺步骤的模型。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于提供半导体加工控制的计算机程序产品，所述计算机程序产品具有在其上实现的计算机程序的介质，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码用于：对用于多个加工晶圆中的每个加工晶圆的多个工艺步骤的每个工艺步骤处与多个工具中的每个工具相关联的生产历史进行方差分析；对每个工艺步骤处与所述多个晶圆相关联的多个测量值进行回归分析；基于对所述多个测量值的所述回归分析来确定关键测量参数；基于对所述生产历史的所述方差分析来确定关键工艺步骤；对所述关键测量参数和所述关键工艺步骤进行协方差分析；基于与对所述关键工艺步骤的协方差分析相关联的f比率来对所述关键工艺步骤排序，其中对所述关键工艺步骤的异常进行排序；以及基于与所述协方差分析相关联的正交t比率来对与所述关键工艺步骤的每个关键工艺步骤相关联的所述多个工具进行排序，其中对与所述关键工艺步骤相关联的每个工具的异常进行排序。在该计算机程序产品中，与所述多个晶圆相关联的所述多个测量值中的一种包括：通过加工晶圆的晶圆可接受性测试（WAT）而获得的一个测量值或多个测量值。在该计算机程序产品中，所述加工晶圆的所述关键测量参数包括：与一个或多个所述工艺步骤相关联的静态电源电流（IDDQ）、饱和电流和临界尺寸（CD）中的一种或多种。在该计算机程序产品中，确定所述关键工艺步骤进一步包括：基于所述方差分析对所述多个工艺步骤的p值进行排序。在该计算机程序产品中，确定所述关键工艺步骤包括：选择p值小于0.05的工艺步骤。在该计算机程序产品中，所述统计回归分析包括：所述多个测量值的逐步回归分析。在该计算机程序产品中，确定所述关键工艺步骤包括：确定两个或多个工艺步骤。在该计算机程序产品中，确定所述关键测量参数包括：确定两个或多个测量参数。在该计算机程序产品中，所述协方差分析进一步包括：所述关键测量参数和所述关键工艺步骤的模型。附图说明图1示出根据本专利技术的一个示例性方面的方法的示意图；图2示出根据本专利技术的另一示例性方面的方法的另一示意图；图3A和3B示出在半导体加工系统中多个工具的线性回归线图；图4示出在半导体加工系统中多个工具的另一示例性线性回归线图；以及图5示出用于分析半导体加工系统中的异常的基于处理器的系统的示意图。具体实施方式本专利技术提供了多维分析流程，以在不存在其他相关因素或影响（诸如可能影响后续步骤中的测量的一个步骤中的加工）的干扰下，对可疑工具和工艺步骤进行排序。因此，本专利技术提供了一种以每个相对应的工具和工艺步骤中所证实的异常的顺序对工具和工艺步骤进行高效排序的方法。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定半导体加工系统中的异常设备的方法，所述方法包括：加工多个晶圆，所述多个晶圆中的每个晶圆都经历了多个工艺步骤，并且每个工艺步骤都与多个加工工具相关联，通过与所述多个工艺步骤中的每个工艺步骤相关联的多个工具之一来加工每个晶圆；提供在用于所述多个加工晶圆的每个加工晶圆的所述多个工艺步骤的每个工艺步骤处与所述多个工具中的每个工具相关联的生产历史；对所述生产历史进行方差分析；提供在每个工艺步骤处与所述多个晶圆相关联的多个测量值；对所述多个测量值进行回归分析；基于对所述多个测量值的回归分析来确定关键测量参数；基于对所述生产历史的方差分析来确定关键工艺步骤；对所述关键测量参数和所述关键工艺步骤进行协方差分析；基于与对所述关键工艺步骤的协方差分析相关联的f比率，对所述关键工艺步骤进行排序，其中对所述关键工艺步骤的异常进行排序；以及基于与协方差分析相关联的正交t比率，对与每个所述关键工艺步骤相关联的所述多个工具进行排序，其中对与所述关键工艺步骤相关联的每个工具的异常进行排序。

【技术特征摘要】
2012.10.09 US 13/647,6431.一种用于确定半导体加工系统中的异常设备的方法，所述方法包括：加工多个晶圆，所述多个晶圆中的每个晶圆都经历了多个工艺步骤，并且每个工艺步骤都与多个加工工具相关联，通过与所述多个工艺步骤中的每个工艺步骤相关联的多个工具之一来加工每个晶圆；提供在用于所述多个加工晶圆的每个加工晶圆的所述多个工艺步骤的每个工艺步骤处与所述多个工具中的每个工具相关联的生产历史；对所述生产历史进行方差分析；提供在每个工艺步骤处与所述多个晶圆相关联的多个测量值；对所述多个测量值进行回归分析；基于对所述多个测量值的回归分析来确定关键测量参数；基于对所述生产历史的方差分析来确定关键工艺步骤；对所述关键测量参数和所述关键工艺步骤进行协方差分析；基于与对所述关键工艺步骤的协方差分析相关联的f比率，对所述关键工艺步骤进行排序，其中对所述关键工艺步骤的异常进行排序；以及基于与协方差分析相关联的正交t比率，对与每个所述关键工艺步骤相关联的所述多个工具进行排序，其中对与所述关键工艺步骤相关联的每个工具的异常进行排序。2.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述多个晶圆相关联的所述多个测量值中的一种包括：通过加工晶圆的晶圆可接受性测试(WAT)而获得的一个测量值或多个测量值。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加工晶圆的关键测量参数包括：与一个或多个所述工艺步骤相关联的静态电源电流(IDDQ)、饱和电流和临界尺寸(CD)中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述关键工艺步骤进一步包括：基于所述方差分析对所述多个工艺步骤的p值排序。5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述关键工艺步骤包括：选择p值小于0.05的工艺步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述协方差分析包括：所述多个测量值的逐步回归分析。7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述关键工艺步骤包括：确定两个或多个工艺步骤。8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述关键测量参数包括：确定两个或多个测量参数。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述协方差分析进一步包括：所述关键测量参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊贤，陈瑞龙，赵蕙韵，牟忠一，林进祥，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：