TW201903686A - 晶圓製造管理方法以及晶圓製造管理系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種晶圓製造管理方法。晶圓製造管理方法包括以下步驟:依據多個良率指標分別判斷晶圓產品通過多個製程設備後所產生的多個製程資料,以決定是否選擇這些製程資料的至少其中之一為異常製程資料;整合這些製程資料,以累計晶圓產品依序通過這些製程設備後的多個成本資料;依據異常製程資料以及這些成本資料決定對應於異常製程資料的損失成本資料;以及整合異常製程資料以及損失成本資料,以產生警示資料。另外,一種晶圓製造管理系統亦被提出。
Description
本發明是有關於一種管理方法以及管理系統,且特別是有關於一種晶圓製造管理方法以及晶圓製造管理系統。
隨著科技的發展,由於各式電子產品的發展越來越多元,因此各式晶圓產品的需求也同樣增加。在晶圓製造的過程中,晶圓產品的製造需要經由多個製程設備依序進行處理。然而,每一個不同製程設備在對晶圓進行製程處理時,可能會造成部分晶圓損壞的情況,進而導致製程成本的浪費。並且,在目前的晶圓製造技術中,製程設備可能由於全天候且自動化的運作,而無法即時進行製程良率的監控以及自動判斷製程設備是否發生故障。
對此,在晶圓製造領域中,傳統的製程設備管理僅能獲得製程資訊,而無法有效即時監控產品良率和損失成本。因此,如何可以有效率地監控晶圓產品在製造過程中通過各製程設備的製程結果以及良率,並且可自動判斷各個製程設備的製程良率情形,以自動提供損失成本給管理者,是目前重要的課題。
本發明提供一種晶圓製造管理方法以及晶圓製造管理系統,可有效監控晶圓產品在製造過程中通過各製程設備的製程結果以及良率,並且可自動判斷及分析各個製程設備的製程良率情形,以提供損失成本。
本發明的晶圓製造管理方法包括以下步驟:依據多個良率指標分別判斷晶圓產品通過多個製程設備後所產生的多個製程資料,以決定是否選擇這些製程資料的至少其中之一為異常製程資料;整合這些製程資料,以累計晶圓產品依序通過這些製程設備後的多個成本資料;依據異常製程資料以及這些成本資料決定對應於異常製程資料的損失成本資料;以及整合異常製程資料以及損失成本資料,以產生警示資料。
在本發明的一實施例中,上述的晶圓製造管理方法更包括:依據良率平均值以及良率標準差來決定這些良率指標的至少其中之一的主要良率指標;以及若這些製程資料的至少其中之一的良率低於主要良率指標,則選擇這些製程資料的至少其中之一為異常製程資料。
在本發明的一實施例中,上述的晶圓製造管理方法更包括:依據良率平均值以及良率標準差來建立具有多個判斷界限的管制範圍;以及藉由這些判斷界限建立判斷條件,若這些製程資料的至少其中之一的良率符合判斷條件,則選擇這些製程資料的至少其中之一為異常製程資料。
在本發明的一實施例中,上述的管制範圍為六個良率標準差。
在本發明的一實施例中,上述的晶圓製造管理方法更包括:依據晶圓產品的產品類型決定這些良率指標的至少其中之一;以及若這些製程資料的至少其中之一的良率低於此良率指標的至少其中之一,則選擇這些製程資料的至少其中之一為異常製程資料。
在本發明的一實施例中,上述的晶圓製造管理方法更包括:藉由製造執行系統取得這些製程資料,並且這些製程資料各別包括產品規格資料以及不良模式資料。
在本發明的一實施例中,上述的晶圓製造管理方法更包括:依據異常製程資料所對應的不良模式資料,取得對應於異常製程資料的失效模式以及影響分析結果。
在本發明的一實施例中,上述的晶圓製造管理方法更包括:依據異常製程資料所對應的不良模式資料,判斷晶圓產品當中的至少一不良品是否可重新使用。
在本發明的一實施例中,上述的晶圓製造管理方法更包括:依據預設時間週期,週期性地產生警示資料,並且輸出警示資料,其中警示資料更包括異常製程資料的產品規格資料、良率、良率指標以及不良模式資料。
本發明的晶圓製造管理系統包括製造執行系統(Manufacturing Execution System, MES)以及良率管理系統(Yield Management Solution, YMS)。製造執行系統用以提供晶圓產品通過多個製程設備後所產生的多個製程資料。良率管理系統耦接製造執行系統。良率管理系統用以接收對應於這些製程設備的多個良率指標、多個成本資料以及多個製程資料。良率管理系統依據這些良率指標分別判斷晶圓產品通過這些製程設備後所產生的這些製程資料,以決定是否選擇這些製程資料的至少其中之一為異常製程資料。良率管理系統整合這些製程資料,以累計晶圓產品依序通過這些製程設備後的多個成本資料。良率管理系統依據異常製程資料所對應的這些成本資料的其中之一決定對應於異常製程資料的損失成本資料。良率管理系統整合異常製程資料以及損失成本資料,以產生警示資料。
基於上述,本發明的晶圓製造管理方法以及晶圓製造管理系統,可藉由製造執行系統收集晶圓產品經過多個製程設備後產生的製程資料,並且藉由良率管理系統判斷良率異常的製程資料且整合成本資料,以產生損失成本資料。因此,本發明的晶圓製造管理方法以及晶圓製造管理系統可即時提供損失成本資料,以使管理者可有效率地進行製程監控以及管理。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
為了使本發明之內容可以被更容易明瞭,以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。另外,凡可能之處,在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟,係代表相同或類似部件。
圖1繪示本發明一實施例的晶圓製造管理系統的方塊示意圖。晶圓製造管理系統100包括製造執行系統110(Manufacturing Execution System, MES)、成本資料111、良率指標112、良率管理系統120(Yield Management Solution, YMS)以及警示資料130。在本實施例中,製造執行系統110可管理並整合製程資料113以及不良模式資料114,其中製程資料113包括製程設備資料1131、產品規格資料1132。並且,晶圓製造管理系統100將製造執行系統110(Manufacturing Execution System, MES)、成本資料111、良率指標112的相關資料參數輸入至良率管理系統120。在本實施例中,當晶圓產品的良率出現異常,或是某一製程設備出現異常時,良率管理系統120可依據上述相關資料參數來產生警示資料130,並且可即時或依據預設的時間週期來提供給管理者。
在一實施例中,晶圓製造管理系統100可透過無線或有線的傳輸方式,將警示資料130輸出至顯示裝置或外部的電子裝置,但本發明並不加以限制。舉例來說,晶圓製造管理系統100可將警示資料130以簡訊、電子郵件或電子報表等諸如此類的形式,將警示資料130提供給管理者的電子郵件信箱或手持式電子裝置等。也就是說,本實施例的晶圓製造管理系統100可即時或是於預設的時間週期來提供警示資料130給管理者,以使管理者可有效率地進行製程監控以及管理。
在本實施例中,晶圓製造管理系統100可配置電子裝置中,並且以軟體程式形式或硬體電路形式實現之。在本實施例中,電子裝置可例如是具有運算能力的檔案伺服器、資料庫伺服器、應用程式伺服器、工作站或個人電腦等計算機裝置。並且,電子裝置可包括儲存裝置及處理器。儲存裝置可以是任何型態的固定式或可移動式隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory,ROM)、快閃記憶體(Flash memory)或類似元件或上述元件的組合。
在本實施例中,儲存裝置可用儲存成本資料111、良率指標112、製程設備資料1131、產品規格資料1132以及不良模式資料114。並且,儲存裝置還可用於儲存良率管理系統120當中的判斷異常資料模組121、損失成本計算模組122以及失效模式及影響分析模組123(Failure Mode and Effects Analysis, FMEA)。
在本實施例中,處理器例如是中央處理單元(Central Processing Unit,CPU),或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。配置有晶圓製造管理系統100的電子裝置可耦接多個製程設備,以接收與建立本發明各實施例所述之各種資料。並且,晶圓製造管理系統100可藉由處理器執行上述各模組功能,以實現本發明各實施例所述之各種資料運算、整合、判斷以及分析。
在本實施例中,製造執行系統110可連線多個製程設備,並且用以記錄晶圓產品分別通過這些製程設備的製程處理後的多個製程資料113。這些製程資料113可分別包括製程設備資料1131以及產品規格資料1132。在本實施例中,製程設備資料1131可代表各製程設備的機台資料,並且產品規格資料1132可例如是晶圓產品的名稱以及晶圓特性等。舉例來說,請參考以下表1。
表1
在本實施例中,製程資料113可例如是呈現如表1所示之資料內容。在上述表1中,製程設備資料1131可例如包括站別名稱、站點結束時間以及傳單編號等,諸如此類的設備資料。產品規格資料1132可例如包括產品編號、產品名稱、晶向、電阻範圍以及切片厚度等,諸如此類的產品規格。也就是說,上述表1可用以表示當拋光片通過平坦度分類的製程設備後的相關設備資料以及產品規格。然而,上述表1的資料內容可依據不同產品類型或製程需求來決定之,或是經由管理者設定之,本發明並不限於此。
在本實施例中,晶圓製造管理系統100可自外部接收或經由管理者輸入多個成本資料111以及多個良率指標112。在本實施例中,這些成本資料111用以表示晶圓產品通過這些製程設備所需的花費,例如:設備成本、物料成本或人員工時等,本發明並不加以限制。並且,這些良率指標112用於判斷晶圓產品通過這些製程設備後的良率是否異常。在本實施例中,不良模式資料114可表示晶圓產品通過這些製程設備後可能發生的晶圓損壞原因、報廢數量以及是否可重新使用的資料。舉例來說,請參考以下表2。
表2
在本實施例中,不良模式資料114可整合製程設備資料1131以例如是呈現如表2所示之資料內容。在上述表2中,製程設備資料1131可例如包括站別名稱、站點編號以及傳單編號等,諸如此類的設備資料。不良模式資料114可例如包括不良原因、報廢數量以及是否可重新使用的資料。然而,上述表2的資料內容可依據不同產品類型或製程需求來決定之,或是經由管理者設定之,本發明並不限於此。
在本實施例中,良率管理系統120可包括判斷異常資料模組121、損失成本計算模組122以及失效模式及影響分析模組123。判斷異常資料模組121可用以依據良率指標112來分別判斷晶圓產品通過這些製程設備後的良率是否低於對應的良率指標112,以取出良率異常的製程資料作為異常製程資料。
在本實施例中,良率指標112可包括主要良率指標以及次要良率指標。在本實施例中,良率指標112的主要良率指標可例如是依據製程設備的製程歷史來計算良率平均值以及良率標準差來決定之。舉例來說,請參考以下公式(1)以及公式(2)。…………(1)…………(2)
在上述公式(1)中,μ為良率平均值,X1
、X2
、XN
為製程設備的某一時間區間(例如3個月、半年等)的歷史良率,其中N為大於零的正整數。在上述公式(2)中,σ為良率標準差,Xi
為製程設備的歷史良率。因此,在本實施例中,晶圓製造管理系統100可設定μ-3σ(良率平均值-3個良率標準差)為主要良率指標。若某一製程資料的良率低於對應的此主要良率指標(μ-3σ),則選擇此製程資料為一異常製程資料。須注意的是,不同製程設備的良率指標112皆不同。各製程設備的良率指標112可依據各別的製程歷史良率來決定之。
然而,在一實施例中,良率指標112的次要良率指標可依據上述之良率平均值μ以及良率標準差σ來建立具有多個判斷界限的管制範圍,並且藉由這些判斷界限建立判斷條件。舉例來說,請參考以下表3。
表3
在上述表3中,晶圓製造管理系統100可建立具有多個判斷界限的管制範圍,其中這些判斷界限可例如為第一區至第六區。也就是說,表3的管制範圍為六個良率標準差。晶圓製造管理系統100可設定判斷條件例如是某一製程設備的連續三個相同生產批次之製程資料中的其中至少兩個良率低於第六區或管制下限,或是連續五個製程資料中的其中至少四個良率低於第五區或第六區或管制下限,則良率管理系統120判斷這些連續的製程資料為異常製程資料。又或者,晶圓製造管理系統100可設定判斷條件例如某一製程設備的連續六個製程資料中的良率持續下降,則良率管理系統120判斷這些連續的製程資料為異常製程資料。
然而,在一實施例中,良率指標112亦可依據晶圓產品的產品類型決定之。例如,當前的晶圓產品為一副產品,則可此當前的晶圓產品於此製程設備的良率指標可參照屬於主產品的另一晶圓產品於此製程設備的良率指標,而不限於上述的良率指標的定義方式。
在本實施例中,損失成本計算模組122可用以計算異常製程資料所對應的損失成本資料。在本實施例中,損失成本計算模組122可整合這些製程資料,並且累計晶圓產品依序通過這些製程設備後的多個成本資料111。損失成本計算模組122可依據成本資料111以及不良模式資料114,來決定對應於異常製程資料的損失成本資料。在本實施例中,成本資料111可例如是在單片晶圓產品通過單站的製程設備的製造成本,並且不良模式資料114可例如是不良品片數。舉例來說,請參考以下表4。
表4
上述表4可用於表示損失成本計算模組122所整合的這些製程資料結果、各個單站的單片成本資料以及不良品片數。在本實施例中,若晶圓產品於平坦度分類的站點發生良率低於良率指標的情況,則損失成本計算模組122可整合製程資料如上表4,並且累計晶圓產品依序通過這些製程設備後的多個成本資料。舉例來說,請參考以下表5。
表5
上述表5可用於表示損失成本計算模組122所累計晶圓產品的單片晶圓依序通過這些製程設備後的多個成本資料的累計結果。在本實施例中,損失成本計算模組122可統計上述表4的不良品片數以及表5的單片的累計成本資料以計算異常製程資料的損失成本資料(例如10×89.1=891(NT))。也就是說,損失成本計算模組122可依據異常製程資料以及這些各個單站的成本資料決定對應於異常製程資料的損失成本資料。舉例來說,請參考以下表6。
表6
本發明各實施例的損失成本資料以例如是呈現如表6所示之資料內容。在上述表6中,損失成本資料可例如包括損失成本、可重新使用的損失成本以及不可重新使用的損失成本等資料。然而,上述表6的資料內容可依據不同產品類型或製程需求來決定之,或是經由管理者設定之,本發明並不限於此。在本實施例中,良率管理系統120可藉由不良模式資料114判斷屬於不良品的晶圓產品是否可重新使用(可重工或不可重工)。舉例來說,若不良品的晶圓產品的厚度太厚、電阻過高/過低或晶圓受汙染,則屬於可重新使用或可經由其他製程處理後成為良品的類型,因此損失成本可能較低。然而,若不良品的晶圓產品的晶圓平坦度不良、晶圓表面出現線痕、晶圓厚度太薄或晶圓徑向電阻率不均勻,則屬於無不可重新使用或無法經由其他製程處理後成為良品的類型,因此損失成本可能較高。請參考以下表7。
表7
在本實施例中,不良模式資料114可包括如表7所示的不良品晶圓是否可重新使用的資料,並且本實施例的良率管理系統120於計算如上述表6的損失成本資料時,良率管理系統120可判斷不良品晶圓的類型為晶圓平坦度不良,以依據表7判斷不良品晶圓是屬於不可重新使用的類型,來決定表6中的不良品晶圓為不可重新使用的損失成本。
在本實施例中,失效模式及影響分析模組123可以依據不良模式,來搜尋記錄在資料庫中的對應潛在原因以及預防機制。舉例來說,請參考以下表8。
表8
在本實施例中,失效模式及影響分析模組123可產生如上表8所示的失效分析資料。上表8的失效分析資料可例如包括潛在失效模式、潛在失效效應、嚴重度、潛在原因、預防管制以及檢測管制等。在本實施例中,良率管理系統120可輸出失效分析資料給管理者,以使管理者可有效率地對製程設備進行故障排除。然而,上述表8的資料內容可依據不同產品類型或製程需求來決定之,或是經由管理者設定之,本發明並不限於此。
在本實施例中,良率管理系統120可依據斷異常資料模組121、損失成本計算模組122以及失效模式及影響分析模組123的運算及分析結果產生警示資料130,其中警示資料130可包括關於異常製程資料的產品規格資料、良率、良率指標以及不良模式資料的至少其中之一。舉例來說,警示資料130可例如是包括如上述表1、表2、表6以及表8的資料。並且,在本實施例中,良率管理系統120可依據預設時間週期(例如是每六小時、日報、週報等),週期性地產生並且輸出警示資料130給管理者。
圖2繪示本發明一實施例的多個製程設備的方塊示意圖,參考圖1、圖2。舉例來說,在圖2中,晶圓產品200可例如經由多個階段的多個製程設備的製程處理,例如切片設備310、磨平設備320、浸蝕設備330、拋光設備340。並且,這些製程設備可分別產生製程資料113_1~113_4。製造執行系統110可管理這些製程資料113_1~113_4,並且提供這些製程資料113_1~113_4以及多個對應的成本資料111、多個對應的良率指標112、多個對應的不良模式資料114至良率管理系統120。
在本實施例中,當良率管理系統120藉由判斷異常資料模組121判斷到晶圓產品200通過磨平設備320後的良率發生異常,則良率管理系統120藉由損失成本計算模組122計算晶圓產品200於通過磨平設備320後的損失成本。此外,良率管理系統120還可藉由失效模式及影響分析模組123產生如上述表8的失效分析資料。因此,在本實施例中,良率管理系統120可輸出至少包括損失成本資料以及失效分析資料的警示資料130給管理者。對此,管理者可於接收到此至少包括損失成本資料以及失效分析資料的警示資料130後,針對磨平設備320進行故障排除或是設備調整。也就是說,管理者透過晶圓製造管理系統100可有效率地管理這些製程設備。
圖3繪示本發明一實施例的晶圓製造管理方法的流程圖。
參考圖1、圖3,本實施例的晶圓製造管理方法可至少適用於圖1的晶圓製造管理系統100。在步驟S410中,良率管理系統120可依據多個良率指標分別判斷至少一晶圓產品通過多個製程設備後所產生的多個製程資料,以決定是否選擇這些製程資料的至少其中之一為異常製程資料。在步驟S420中,良率管理系統120可整合這些製程資料,以累計晶圓產品依序通過這些製程設備後的多個成本資料。在步驟S430中,良率管理系統120可依據異常製程資料以及這些成本資料決定對應於異常製程資料的損失成本資料。在步驟S440中,良率管理系統120可整合異常製程資料以及損失成本資料,以產生警示資料。因此,本實施例的晶圓製造管理方法可有效監控晶圓產品在製造過程中通過各製程設備的製程結果以及良率,並且可自動判斷各製程設備的良率情況,以提供即時警示資料。然而,實現本實施例的晶圓製造管理方式的相關系統特徵以及資料處理方式,可參考上述圖1~2實施例的說明獲致足夠的教示、建議以及實施說明,因此不再贅述。
綜上所述,本發明的晶圓製造管理方法以及晶圓製造管理系統可藉由製造執行系統收集晶圓產品經過多個製程設備後產生的製程資料,並且藉由良率管理系統執行多個模組來判斷良率異常的製程資料,其中良率管理系統可藉由執行整合多個成本資料以及異常製程資料,以產生關於晶圓產品於這些製程設備的損失成本資料,並且良率管理系統還可藉由執行失效模式及影響分析模組產生失效分析資料。因此,本發明的晶圓製造管理方法以及晶圓製造管理系統除了可即時提供損失成本資料,還可提供相關於良率出現異常的製程設備的失效分析資料,以使管理者可有效率地進行晶圓製程監控以及製程管理。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧晶圓製造管理系統
110‧‧‧製造執行系統
111‧‧‧成本資料
112‧‧‧良率指標
1131‧‧‧製程設備資料
1132‧‧‧產品規格資料
114‧‧‧不良模式資料
120‧‧‧良率管理系統
121‧‧‧判斷異常資訊模組
122‧‧‧損失成本計算模組
130‧‧‧警示資料
200‧‧‧晶圓產品
310‧‧‧切片設備
320‧‧‧磨平設備
330‧‧‧浸蝕設備
340‧‧‧拋光設備
113、113_1、113_2、113_3、113_4、113_5‧‧‧製程資料
123‧‧‧失效模式及影響分析模組
S410、S420、S430、S440‧‧‧步驟
圖1繪示本發明一實施例的晶圓製造管理系統的方塊示意圖。 圖2繪示本發明一實施例的多個製程設備的方塊示意圖。 圖3繪示本發明一實施例的晶圓製造管理方法的流程圖。
Claims (10)
- 一種晶圓製造管理方法,包括: 依據多個良率指標分別判斷至少一晶圓產品通過多個製程設備後所產生的多個製程資料,以決定是否選擇該些製程資料的至少其中之一為一異常製程資料; 整合該些製程資料,以累計該晶圓產品依序通過該些製程設備後的多個成本資料; 依據該異常製程資料以及該些成本資料決定對應於該異常製程資料的一損失成本資料;以及 整合該異常製程資料以及該損失成本資料,以產生一警示資料。
- 如申請專利範圍第1項所述的晶圓製造管理方法,更包括: 依據一良率平均值以及一良率標準差來決定該些良率指標的至少其中之一的一主要良率指標;以及 若該些製程資料的至少其中之一的一良率低於該主要良率指標,則選擇該些製程資料的至少其中之一為該異常製程資料。
- 如申請專利範圍第1項所述的晶圓製造管理方法,更包括: 依據一良率平均值以及一良率標準差來建立具有多個判斷界限的一管制範圍;以及 藉由該些判斷界限建立一判斷條件,若該些製程資料的至少其中之一的一良率符合該判斷條件,則選擇該些製程資料的至少其中之一為該異常製程資料。
- 如申請專利範圍第1項所述的晶圓製造管理方法,其中該管制範圍為六個良率標準差。
- 如申請專利範圍第1項所述的晶圓製造管理方法,更包括: 依據該至少一晶圓產品的一產品類型決定該些良率指標的至少其中之一;以及 若該些製程資料的至少其中之一的一良率低於該良率指標的至少其中之一,則選擇該些製程資料的至少其中之一為該異常製程資料。
- 如申請專利範圍第1項所述的晶圓製造管理方法,更包括: 藉由一製造執行系統取得該些製程資料,並且該些製程資料各別包括一產品規格資料以及一不良模式資料。
- 如申請專利範圍第6項所述的晶圓製造管理方法,更包括: 依據該異常製程資料所對應的該不良模式資料,取得對應於該異常製程資料的一失效分析資料。
- 如申請專利範圍第6項所述的晶圓製造管理方法,更包括: 依據該異常製程資料所對應的該不良模式資料,判斷該至少一晶圓產品當中的至少一不良品是否可重新使用。
- 如申請專利範圍第1項所述的晶圓製造管理方法,更包括: 依據一預設時間週期,週期性地產生並且輸出該警示資料,其中該警示資料更包括該異常製程資料的一產品規格資料、一良率、一良率指標以及一不良模式資料。
- 一種晶圓製造管理系統,包括: 一製造執行系統,用以提供至少一晶圓產品通過多個製程設備後所產生的多個製程資料;以及 一良率管理系統,耦接該製造執行系統,用以接收對應於該些製程設備的多個良率指標、多個成本資料以及多個製程資料, 其中該良率管理系統依據該些良率指標分別判斷該至少一晶圓產品通過該些製程設備後所產生的該些製程資料,以決定是否選擇該些製程資料的至少其中之一為一異常製程資料, 其中該良率管理系統整合該些製程資料,以累計該至少一晶圓產品依序通過該些製程設備後的多個成本資料, 其中該良率管理系統依據該異常製程資料所對應的該些成本資料的其中之一決定對應於該異常製程資料的一損失成本資料,並且該良率管理系統整合該異常製程資料以及該損失成本資料,以產生一警示資料。
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TW106119609A TWI657402B (zh) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | 晶圓製造管理方法以及晶圓製造管理系統 |
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