CN105759748A - 一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***及监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***及监控方法，包括步骤：1)收集半导体生产机台的质量信息，整合所有的质量信息进数据库***；2)由数据库***分析并获得所述半导体生产机台的异常发生等级；3)判断所述异常发生等级是否超过正常标准；4)若所述异常发生等级在正常标准内，则半导体生产机台可继续进行生产工艺，不需检测维护；若所述异常发生等级在正常标准之外，则半导体生产机台需要检测维护，并且异常发生等级越高，检测维护的频率越高；反之则越低。通过本发明的监控方法可以以合理的频率进行生产机台的检测维护，降低晶圆报废的风险，同时降低生产成本。

Description

一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***及监控方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***及监控方法。
背景技术
半导体生产机台，即生产设备，对于一般半导体代工厂(FAB)来说，是整个工厂的成本体系中最为重要的组成部分。生产机台的性能如何会直接影响到晶圆的生产质量，进而影响生产成本和利润，因此，半导体生产机台性能的监控和提升一直是半导体代工厂最为关注的问题。
目前，代工厂中晶圆报废的主要原因来自于机台硬件部件的失效。例如，2012年，3046片晶圆中就有63％的晶圆报废是由于机台性能问题，其他一小部分原因是工艺本身、掩膜、应力以及晶圆放置盒的缺陷等等。通常，机台硬件出现破损或达到寿命时间时，技术人员仅仅将出现问题的硬件进行替换，但是这并不能从根本上解决问题，机台仍然可能由于性能变弱而报警。
为了延长机台的使用寿命，并且降低晶圆由于机台原因而发生报废的风险，各半导体生产机台每隔一段时间则必须进行一次例行性维护，例如，两天一次、一周一次等，优化机台性能。但是，对于性能差的生产机台来说，这样的维护频率远远不够，对晶圆的质量造成很大影响。而对于性能好的生产机台而言，这样的维护频率又太过于频繁，不仅浪费时间，也浪费人力物力，增加成本。
因此，提供一种能够监控半导体生产机台的硬件性能，从而合理维护生产机台的方法是本领域技术人员需要解决的课题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***及监控方法，用于解决现有技术中检测维护生产机台的频率不合理导致的成本增加或晶圆报废率过高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种半导体生产机台硬件性能的动态监控方法，所述监控方法至少包括：
1)收集半导体生产机台的质量信息，整合所有的质量信息进数据库***；
2)由数据库***分析并获得所述半导体生产机台的异常发生等级；
3)判断所述异常发生等级是否超过正常标准；
4)若所述异常发生等级在正常标准内，则半导体生产机台可继续进行生产工艺，不需检测维护；若所述异常发生等级在正常标准之外，则半导体生产机台需要检测维护，并且异常发生等级越高，检测维护的频率越高；反之则越低。
作为半导体生产机台硬件性能的动态监控方法的一种优化的方案，所述质量信息由质量***收集，所述质量信息包括半导体生产机台的参数信息、报警信息、以及晶圆报废信息。
作为半导体生产机台硬件性能的动态监控方法的一种优化的方案，所述异常发生等级为平均每一天发生报警的晶圆片数与总的晶圆片数的比值。
作为半导体生产机台硬件性能的动态监控方法的一种优化的方案，所述步骤3)中由FMEA***来判断所述异常发生等级是否超过正常标准，设置一异常发生等级的基准值，若异常发生等级小于等于基准值，则符合正常标准；若异常发生等级大于基准值，则不符合正常标准。
作为半导体生产机台硬件性能的动态监控方法的一种优化的方案，所述步骤3)中FMEA***还可将所述异常发生等级转化为相应的发生值“O”，所述发生值“O”为整数。
作为半导体生产机台硬件性能的动态监控方法的一种优化的方案，所述步骤4)中基于不同的异常发生等级，由EMAS***来执行不同的检测维护频率。
本发明还提供一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***，所述监控***至少包括：
用来收集半导体生产机台质量信息的质量***；
与所述质量***相连、用来判断分析异常发生等级的数据库***；
与所述数据库***相连、用来判断异常发生等级是否超过正常标准的FMEA***；
与所述FMEA***相连、用来执行相应检测维护频率的EMAS***。
作为半导体生产机台硬件性能的动态监控***的一种优化的方案，所述质量信息包括报警信息、晶圆报废信息、以及半导体生产机台的参数信息。
作为半导体生产机台硬件性能的动态监控***的一种优化的方案，所述质量***包括：用于收集报警信息的报警***、用来收集晶圆报废信息的报废***、以及收集半导体生产机台参数信息的iEMS***。
如上所述，本发明的一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***及监控方法，包括步骤：1)收集半导体生产机台的质量信息，整合所有的质量信息进数据库***；2)由数据库***分析并获得所述半导体生产机台的异常发生等级；3)判断所述异常发生等级是否超过正常标准；4)若所述异常发生等级在正常标准内，则半导体生产机台可继续进行生产工艺，不需检测维护；若所述异常发生等级在正常标准之外，则半导体生产机台需要检测维护，并且异常发生等级越高，检测维护的频率越高；反之则越低。通过本发明的监控方法可以以合理的频率进行生产机台的检测维护，降低晶圆报废的风险，同时降低生产成本。
附图说明
图1为本发明半导体生产机台硬件性能的动态监控方法的流程示意图。
图2为本发明半导体生产机台硬件性能的动态监控***示意图。
元件标号说明
S1～S4步骤
1质量***
2数据库***
3FMEA***
4EMAS***
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种半导体生产机台硬件性能的动态监控方法，如图1所示，所述监控方法至少包括以下步骤：
首先执行步骤S1，收集半导体生产机台的质量信息，整合所有的质量信息进数据库***
通过质量***收集所述半导体生产机台的质量信息。所述质量信息包括报警信息、晶圆报废信息、以及半导体生产机台的参数信息等等，这些信息分别由质量***中的报警***、报废***、以及iEMS***来收集。
然后执行步骤S2，由数据库***分析并获得所述半导体生产机台的异常发生等级(Occurrencelevel)。
需要说明的是，所述异常发生等级指的是平均每一天发生报警的晶圆片数与这一天总的晶圆片数的比值。而所述数据库***分析总结获得的信息除了异常发生等级之外，还有生产机台的型号、机台具体的腔室以及晶圆报警的原因等等，如表1所示。
表1
生产机台 腔室 故障原因 异常发生等级(ppm)
Tool 01 A 射频故障 11.11
Tool 01 B 射频故障 8.33
Tool 02 A 射频故障 2.78
Tool 02 B 射频故障 19.44
表1中，涉及两种型号的机台(Tool01和Tool02)，一共四个腔室，均由于射频故障引起的机台报警，数据库***根据收集的各类数据计算分别获得各个腔室发生异常的等级，分别为11.11、8.33、2.78、19.44。
接着执行步骤S3，判断所述异常发生等级是否超过正常标准。
通过FMEA(FailureModeandEffectAnalysis，失效模型和效应分析)***来判断所述异常发生等级是否超过正常标准。
对于特定的某一道制程，由FMEA***来定义一个异常发生等级的基准值，若异常发生等级小于等于基准值，则符合正常标准；若异常发生等级大于基准值，则不符合正常标准。为更好地解释本步骤，列举表格2来说明。
表2
机台型号 失效原因 失效结果 发生值“O“ 异常发生等级
基准值 射频故障 CD漂移 3 10
Tool 01-A 射频故障 CD漂移 4 11.11
Tool 01-B 射频故障 CD漂移 3 8.33
Tool 02-A 射频故障 CD漂移 3 2.78
Tool 02-B 射频故障 CD漂移 5 19.44
进一步地，从表2可知，FMEA***会将具体的异常发生等级的数值转化为相应的用于报警评估的整数值，即发生值“O”，例如，基准值的异常发生等级为10时，***定义发生值为3，那么所有机台的异常发生等级若小于等于10，则发生值“O”均设置为3，这样的数值说明该机台的性能符合标准；异常发生等级若大于10，则机台性能不符合标准，并按等级高低，发生值也相应不同，因此，发生值“O”大小也就反应了等级的高低。
最后执行步骤S4，若所述异常发生等级在正常标准内，则半导体生产机台可继续进行生产工艺，不需检测维护；若所述异常发生等级在正常标准之外，则半导体生产机台需要检测维护，并且异常发生等级越高，检测维护的频率越高；反之则越低。
表3
机台型号 失效原因 发生值“O” 检测维护项目 检测维护频率
基准值 射频故障 3 CD检测*** 两天一次
Tool 02-B 射频故障 4 CD检测*** 一天一次
Tool 02-B 射频故障 5 CD检测*** 12小时一次
一般采用EMAS(EquipmentMonitorAuditSystem，机台检测审计***)***来根据不同的异常发生值来对生产机台执行不同频率的检测和维护，并且对于不同的制程，由EMAS中相应的检测***来执行。表格3针对的是Tool02-B机台，利用与所述异常发生等级相对应的发生值“O”，该表格中，两台同型号的机台Tool02-B在进行CD制程时，其异常发生率均高于正常情况，对于发生值为4的机台，由EMAS中的CD检测***执行一天一次的机台维护频率；对于发生值为5的机台，其性能更差，则由EMAS中的CD检测***执行更紧凑地维护操作，例如12个小时执行一次。这种动态监控半导体机台硬件性能的方式，有助于合理维护机台。
本发明还提供一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***，如图2所示，用来实现上述提供的监控方法，所述监控***至少包括：
用来收集半导体生产机台质量信息的质量***1；
与所述质量***1相连、用来分析并获得异常发生等级的数据库***2；
与所述数据库***2相连、用来判断异常发生等级是否超过正常标准的FMEA***3；
与所述FMEA***3相连、用来执行相应检测维护频率的EMAS***4。
作为示例，所述质量信息包括报警信息、晶圆报废信息、以及半导体生产机台的参数信息。
作为示例，所述质量***1包括：用于收集报警信息的报警***、用来收集晶圆报废信息的报废***、以及收集半导体生产机台参数信息的iEMS***。
综上所述，本发明提供一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***及监控方法，包括步骤：1)收集半导体生产机台的质量信息，整合所有的质量信息进数据库***；2)由数据库***分析并获得所述半导体生产机台的异常发生等级；3)判断所述异常发生等级是否超过正常标准；4)若所述异常发生等级在正常标准内，则半导体生产机台可继续进行生产工艺，不需检测维护；若所述异常发生等级在正常标准之外，则半导体生产机台需要检测维护，并且异常发生等级越高，检测维护的频率越高；反之则越低。通过本发明的监控方法可以以合理的频率进行生产机台的检测维护，降低晶圆报废的风险，同时降低生产成本。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种半导体生产机台硬件性能的动态监控方法，其特征在于，所述监控方法至少包括：
1)收集半导体生产机台的质量信息，整合所有的质量信息进数据库***；
2)由数据库***分析并获得所述半导体生产机台的异常发生等级；
3)判断所述异常发生等级是否超过正常标准；
4)若所述异常发生等级在正常标准内，则半导体生产机台可继续进行生产工艺，不需检测维护；若所述异常发生等级在正常标准之外，则半导体生产机台需要检测维护，并且异常发生等级越高，检测维护的频率越高；反之则越低。
2.根据权利要求1所述的半导体生产机台硬件性能的动态监控方法，其特征在于：所述质量信息由质量***收集，所述质量信息包括报警信息、晶圆报废信息、以及半导体生产机台的参数信息。
3.根据权利要求1所述的半导体生产机台硬件性能的动态监控方法，其特征在于：所述异常发生等级为平均每一天发生报警的晶圆片数与总的晶圆片数的比值。
4.根据权利要求1所述的半导体生产机台硬件性能的动态监控方法，其特征在于：所述步骤3)中由FMEA***来判断所述异常发生等级是否超过正常标准，设置一异常发生等级的基准值，若异常发生等级小于等于基准值，则符合正常标准；若异常发生等级大于基准值，则不符合正常标准。
5.根据权利要求4所述的半导体生产机台硬件性能的动态监控方法，其特征在于：所述步骤3)中FMEA***还可将所述异常发生等级转化为相应的发生值“O”，所述发生值“O”为整数。
6.根据权利要求1所述的半导体生产机台硬件性能的动态监控方法，其特征在于：所述步骤4)中基于不同的异常发生等级，由EMAS***来执行不同的检测维护频率。
7.一种半导体生产机台硬件性能的动态监控***，其特征在于，所述监控***至少包括：
用来收集半导体生产机台质量信息的质量***；
与所述质量***相连、用来获得异常发生等级的数据库***；
与所述数据库***相连、用来判断异常发生等级是否超过正常标准的FMEA***；
与所述FMEA***相连、用来执行相应检测维护频率的EMAS***。
8.根据权利要求7所述的半导体生产机台硬件性能的动态监控***，其特征在于：所述质量信息包括报警信息、晶圆报废信息、以及半导体生产机台的参数信息。
9.根据权利要求8所述的半导体生产机台硬件性能的动态监控***，其特征在于：所述质量***包括：用于收集报警信息的报警***、用来收集晶圆报废信息的报废***、以及收集半导体生产机台参数信息的iEMS***。
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