一種半導體測量站點的抽樣方法與流程

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種半導體測量站點的抽樣方法。

背景技術：

在集成電路的生產制造中，每一個晶片從原料最終形成產品都需要經過成百乃至上千道工序，晶片所經過的所有工序組成了工藝流程。在晶片未完成最后一道工序的加工之前，都稱為在制品(Work in Process，WIP)。工藝流程中的工序包括很多種類，例如，制造工序和量測工序。其中，量測工序的目的是通過量測和分析晶片的量測數據，檢驗生產制造的晶片是否符合要求，及監控晶片生產過程是否出現異常。

目前產品的下線模式一般有兩種：

第一種是所有產品按照一個流水序列號下線。例如，產品按照流水序列號123……的方式順序進入測量站點進行抽樣測量，此時測量站點的抽樣率是比較平衡的。

第二種是各產品按照各自流水序列號(Lot id/產品批號)下線。具有產品種類多、工藝流程復雜類似芯片制造等復雜性生產制造企業。例如存在客戶ABC……，每個客戶具有各自獨特的流水序列號。由于各客戶之間產品數量、種類和生產步驟等不同，導致在不同的客戶之間進行抽樣測量的抽樣率不平衡，從而導致同一機臺的在制品不平衡，FAB機臺產能利用不充分，進而影響了人員以及工程的處理效率。

技術實現要素：

根據現有技術中存在的上述問題，現提供一種半導體測量站點的抽樣方法，旨在解決因各產品按照各自流水序列號下線導致的測量抽樣率不平衡的問題，使得WIP的生產管理更加平衡，提升FAB機臺的產能利用率，提升人員以及工程的處理效率。

上述技術方案具體包括：

一種半導體測量站點的抽樣方法，應用于利用所述測量站點對在制品進行測量的系統中，所述測量站點中包括若干測量機臺，其中，

提供每個所述測量機臺對應的測量計劃并將每個所述測量機臺切換成對應的所述測量計劃；

提供復數各抽樣規則，所述方法還包括以下步驟：

步驟S1，判斷到達測量站點的在制品是否滿足所述抽樣規則：

若否，則轉向所述步驟S3；

步驟S2，所述若干測量機臺按照各所述測量機臺對應的測量計劃對所述在制品進行測量，所述在制品在測量結束后進入后續加工過程；

步驟S3，所述在制品跳過所述測量站點，直接進入所述后續加工過程。

優選的，該抽樣方法，提供每個所述測量機臺對應的測量計劃并將每個所述測量機臺切換成對應的所述測量計劃的步驟包括：

步驟A1，根據在制品的生產計劃預設多個產品組合結構數據庫；

步驟A2，根據每個所述產品組合結構數據庫分別計算得到每個所述測量機臺的理論負載；

步驟A3，根據所有所述測量機臺的所述理論負載的分布劃分多個測量計劃，每個所述測量計劃分別對應于所述理論負載的一個連續的分布范圍，以及每個所述測量計劃分別包括需要測量的所述在制品的一個對應的數量值；

步驟A4，將所述測量站點中的每個所述測量機臺分別設定為一個初始的所述測量計劃，并采用制造執行系統分別計算每個所述測量機臺的實際負載；

步驟A5，根據每個所述測量機臺的實際負載分別將每個所述測量機臺切換成對應的所述測量計劃。

優選的，該抽樣方法，其中，所述抽樣規則包括復數個第一類抽樣規則，以及復數個第二類抽樣規則；

則所述步驟S1具體包括：

步驟S11，判斷所述在制品是否符合所述第一類抽樣規則：

若否，則轉向所述步驟S3；

步驟S12，判斷所述在制品的流水序列號是否包括在一個預設的流水序列號范圍內：

若否，則轉向所述步驟S3；

步驟S13，判斷所述在制品是否處于缺陷檢查站點；

若否，則轉向所述步驟S3；

步驟S14，判斷所述在制品是否符合所述第二類抽樣規則：

若是，則轉向所述步驟S2；

若否，則轉向所述步驟S3。

優選的，該抽樣方法，其中，所述第一類抽樣規則為于所述在制品生產流程中預設的關聯于生產管理的抽樣規則；

所述第二類抽樣規則為于所述在制品生產流程中預設的關聯于制造廠的抽樣規則。

優選的，該抽樣方法，其中，預設復數個第一抽樣跳過規則；

所述測量站點包括第一測量站點和第二測量站點

所述步驟S2具體包括：

步驟S21，判斷所述在制品是否符合所述第一抽樣跳過規則；

若否，則選擇部分所述在制品跳過所述測量站點，并直接進入所述后續加工過程；

步驟S22，所述第一測量站點對所述在制品進行測量，并在測量結束后將所述在制品作出所述第一測量站點；

步驟S23，所述第二測量站點對所述在制品進行測量，并在測量結束后進入所述后續加工過程。

優選的，該抽樣方法，其中，所述步驟S22中，所述第一測量站點的測量方法具體包括：

步驟S221，所述在制品進入所述第一測量站點；

步驟S222，所述第一測量站點掃描所述在制品，以獲取所述在制品的圖樣數據；

步驟S223，所述第一測量站點根據所述圖像數據分別對每個所述在制品進行測量，并在測量完成后將所述在制品作出所述第一測量站點，隨后轉向所述步驟S23。

優選的，該抽樣方法，其中，所述步驟S23中，所述第二測量站點的測量方法具體包括：

步驟S231，所述在制品進入所述第二測量站點；

步驟S232，所述第二測量站點對所述在制品拍照，以獲取所述在制品的圖片數據；

步驟S233，所述第二測量站點根據所述圖片數據分別對每個所述在制品進行測量，并在測量完成后將所述在制品作出所述第二測量站點，隨后進入所述后續加工過程。

優選的，該抽樣方法，其中，預設復數個第二抽樣跳過規則；

所述步驟S21中，若所述在制品不符合所述第一抽樣跳過規則，則繼續判斷所述在制品是否符合所述第二抽樣跳過規則：

若是，則選擇部分所述在制品跳過所述測量站點，并直接進入所述后續加工過程；

若否，則轉向所述步驟S22。

上述技術方案的有益效果是：提供一種半導體測量機臺的抽樣方法，能夠解決因各產品按照各自流水序列號下線導致的測量抽樣率不平衡的問題，使得WIP的生產管理更加平衡，提升FAB機臺的產能利用率，提升人員以及工程的處理效率。

附圖說明

圖1是本發明的較佳的實施例中，一種半導體測量站點的抽樣方法的總體流程示意圖；

圖2是本發明的較佳的實施例中，于測量在制品之前預先設定測量計劃的流程示意圖；

圖3是本發明的較佳的實施例中，判斷在制品是否滿足抽樣規則的流程示意圖；

圖4-6是本發明的較佳的實施例中，測量站點對在制品進行測量的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。

基于現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種半導體測量機臺的抽樣方法，應用于利用測量站點對在制品進行測量的系統中，該測量站點中包括若干測量機臺，該抽樣方法中提供每個測量機臺對應的測量計劃并將每個測量機臺切換成對應的測量計劃；提供復數各抽樣規則，該抽樣方法具體如圖1所示，包括：

步驟S1，判斷到達測量站點的在制品是否滿足上述抽樣規則：

若否，則轉向所述步驟S3；

步驟S2，若干測量機臺按照各測量機臺對應的測量計劃對在制品進行測量，在制品在測量結束后進入后續加工過程；

步驟S3，在制品跳過所述測量站點，直接進入后續加工過程。

具體地，本發明的較佳的實施例中，如圖2所示，上述提供每個測量機臺對應的測量計劃并將每個測量機臺切換成對應的測量計劃的步驟包括：

步驟A1，根據在制品的生產計劃預設多個產品組合結構數據庫。

步驟A2，根據每個產品組合結構數據庫分別計算得到每個測量機臺的理論負載。

步驟A3，根據所有測量機臺的理論負載的分布劃分多個測量計劃，每個測量計劃分別對應于理論負載的一個連續的分布范圍，以及每個測量計劃分別包括需要測量的在制品的一個對應的數量值。

步驟A4，將測量站點中的每個測量機臺分別設定為一個初始的測量計劃，并采用制造執行系統分別計算每個測量機臺的實際負載。

步驟A5，根據每個測量機臺的實際負載分別將每個測量機臺切換成對應的測量計劃，隨后轉向步驟S1，以根據每個測量機臺對應的測量計劃分別對在制品進行測量。

上述實施例中，上述步驟A1-A5實際為在進行抽樣測量過程之前首先為測量站點中的每個測量機臺選擇測量計劃的過程。

上述實施例中，每個測量站點中均可以包括至少一個測量機臺，對于每個測量機臺而言，均需要在抽樣測量之前先設定好該測量機臺應用的測量計劃。

則具體地，上述實施例中，首先根據本次在制品的生產計劃(例如本次生產涉及到的在制品種類和數量等)設定不同的在制品的產品組合結構數據庫，該產品組合結構數據庫中可以包括本次生產計劃中需要生產的在制品的種類、數量以及相關聯的不同的客戶等，從而能夠真實反映本次生產計劃中包括的在制品的構成結構。

上述步驟A2中，根據上述已經構造好的產品組合結構數據庫，由制造部人員(Manufacturing，MFG)、制程工程師(Process Engineer，PE)以及工業工程師(Industrial Engineer，IE)計算得到每個測量機臺的理論負載(Loading)。

上述步驟A3中，上述計算出來的所有測量機臺的理論負載被按照分布劃分成對應多個測量計劃，每個測量計劃對應一個分布范圍，以及每個測量計劃對應一個需要測量的在制品的數量(WIP)。

例如，首先按照當前的負載≤90％的理論負載、當前負載＝90％-95％的理論負載、當前負載＝95％-100％的理論負載以及當前負載≥100％的理論負載來進行分級，每一級對應一個WIP；

隨后，根據產品組合數據庫以及理論負載，由工藝整合工程師(Process Integration Engineer，PIE)和產品質量工程師(Product Quality Engineer，PQE)依據制程的臨界水平(critical level)，并且按照【PRODUCT+STAGEID+lot第八碼】的方式設定A、B、C和D四個層級的抽樣版本，每個抽樣版本即為一個測量計劃，每個抽樣版本同樣對應一個WIP。

上述實施例中，上述步驟A4中，首先將所有測量機臺均設置為一個初始的測量計劃，該初始的測量計劃可以為一個最低要求的測量計劃，例如上述實施例中的A抽樣版本。隨后，上述步驟A4中，由制造執行系統(Manufacturing Execution System，MES)計算出每個測量機臺當前的實際負載。

最后，上述步驟A5中，根據每個測量機臺的實際負載，分別將每個測量機臺切換成符合該實際負載的測量計劃，并且開始對在制品進行抽樣測量過程。

本發明的較佳的實施例中，上述計算測量機臺的實際負載的過程可以反復進行，同樣地對測量機臺進行測量計劃切換的操作也可以根據上述實際負載的改變反復進行，以找到最適合測量機臺的測量計劃。

本發明的較佳的實施例中，上述切換測量版本的過程可以由測量人員手動進行，也可以由系統自動進行。

具體地，本發明的較佳的實施例中，上述步驟S1中，首先判斷到達測量站點的在制品是否滿足預設的復數個抽樣規則(下文中會描述具體的抽樣規則，在此暫不贅述)。

若上述在制品滿足預設的抽樣規則，則將該在制品作為被抽樣的測量對象送入測量站點中進行測量。

若上述在制品不滿足預設的抽樣規則，則直接將該在制品送入后續的加工過程進行后續加工。

上述實施例中，測量站點對送入該站點的在制品進行測量，并在測量結束后將在制品送入后續加工過程中進行后續加工。

本發明的較佳的實施例中，上述抽樣規則中包括復數個第一類抽樣規則，以及復數個第二類抽樣規則；

則如圖3所示，上述步驟S1具體包括：

步驟S11，判斷在制品是否符合第一類抽樣規則：

若否，則轉向步驟S3；

步驟S12，判斷在制品的流水序列號是否包括在一個預設的流水序列號范圍內：

若否，則轉向步驟S3；

步驟S13，判斷在制品是否處于缺陷檢查站點；

若否，則轉向步驟S3；

步驟S14，判斷在制品是否符合第二類抽樣規則：

若是，則轉向步驟S2；

若否，則轉向步驟S3。

具體地，上述實施例中，上述第一類抽樣規則可以為關聯于生產計劃與控制(Processing Control，PC)的抽樣規則，例如針對在制品不同的生產計劃與控制可以設定不同類型不同內容的第一類抽樣規則。

相應地，上述第二類抽樣規則可以為關聯于制造廠(FAB，即制造廠)的抽樣規則，例如針對不同客戶或者不同批次的在制品在生產過程中可以設定不同類型不同內容的第二類抽樣規則。

換言之，一批在制品在進行是否抽樣的判斷時，需要同時符合針對關聯于生產計劃與控制的抽樣規則，以及符合針對不同客戶或者不同批次的抽樣規則，才會被認為可以作為抽樣對象進行測量。

上述實施例中，上述步驟S12中，所謂的預設的流水序列號范圍可以為10以內的流水序列號(lot)，即lot ID＜10.并且，上述在制品處于缺陷檢查(Defect Inspection)站點。

上述實施例中，在滿足上述所有要求后，上述在制品被認為是符合抽樣規則的，可以被選擇稱為抽樣對象并進入測量站點進行測量。若上述要求有一個沒有被滿足，則上述在制品不進行抽樣測量，直接進入后續加工過程。

本發明的較佳的實施例中，預設復數個第一抽樣跳過規則；

測量站點包括第一測量站點和第二測量站點

則如圖4所示，上述步驟S2具體包括：

步驟S21，判斷在制品是否符合第一抽樣跳過規則；

若否，則選擇部分在制品跳過測量站點，并直接進入后續加工過程；

步驟S22，第一測量站點對在制品進行測量，并在測量結束后將在制品作出第一測量站點；

步驟S23，第二測量站點對在制品進行測量，并在測量結束后進入后續加工過程。

具體地，上述實施例中，上述第一測量站點可以為MB2測量站點(即用于檢查wafer表面是否存在缺陷(例如partical灰塵、結構異常等異常)的測量站點)，在半導體制程中，量測站點機臺在半導體制程中可以包含MB2\MTK\ECD\PCD\POL\MMS\MNP….等種類，且在制程工藝中量測機臺組的順序可以為MTK/ECD/MMS/(MB2+MOR)。上述第二測量站點可以為MOR測量站點(MOR站點的主要功能是將MB2站點拍出的結構圖片在顯微鏡下進行二次檢查，同時進行記錄和分析結果)；MOR測量站點相對MB2測量站點的差異就是：MB2測量站點負責scan(掃圖)，MOR測量站點負責檢查和判斷記錄(另MB2+MOR一般都是同時存在所以其抽樣機制是一模一樣的)。上述在制品進行抽樣測量的過程是先經過MB2測量站點進行測量，再進入MOR測量站點進行測量。換言之，就是在制品進入MB2站點(MB2Job in)→對在制品進行測量→在制品作出MB2站點(MB2Job out)→MOR站點等待對應數量的在制品入站(MOR WIP)→在制品進入MOR站點(MOR Job in)→對在制品進行測量→在制品作出MOR站點(MOR job out)，此時對在制品的抽樣測量結束。

上述實施例中，在在制品結束測量并作出第二測量站點后，可以采用一個自動收值判斷系統來對最終抽樣測量后的數值結果進行判斷。該自動收值判斷系統為現有技術，在此不再贅述。

上述實施例中，所謂第一抽樣跳過規則，是指不允許在制品跳過抽樣測量過程的規則，即若在制品滿足第一抽樣跳過規則，則該在制品不被允許跳過抽樣測量過程。

具體地，上述實施例中，上述第一抽樣跳過規則可以包括下文中所述的一種或幾種：

TD的流水序列號為CR2＝TD；

任何lot在10以內的在制品均不允許被跳過抽樣測量過程，除非該流水序列號的在制品為缺陷檢查站點的lot；

加掃lot后的程序名(recipe title)為broken PLY、ALARM PLY、RWK MODULE ADD PLY的lot；

根據試樣損耗(sample loss)的規則選定的已經進入第一測量站點的lot；

預先設定的測量機臺和腔室(均位于測量站點內)對應的測量站點若在8個小時內都沒有PLY數據(即MB2檢查記錄)，則選擇一批離該對應的測量站點最近的lot進行掃描和測量，即該被選定的lot不能跳過抽樣測量過程；

一些被特定為不能跳過抽樣測量過程的lot，例如由測量人員選定，或者由在制品的客戶選定的lot等；

在試樣損耗規則下的每個測量機臺和每個腔室(chamber)在每個班都需要保證存在1個最先進入第一測量站點的lot不被允許跳過抽樣測量過程。

上述實施例中，上述步驟S21中，若在制品不符合上述第一抽樣跳過規則，則表示該在制品可以被選擇為能夠跳過抽樣測試過程的備選對象，并不意味著該在制品一定會跳過抽樣測試過程。

上述實施例中，在執行上述步驟S21之前，測量人員首先根據第一測量站點(MB2站點)的當前容量對將要進入該第一測量站點的在制品數量(WIP)進行評估，以保證第一測量站點的抽樣測量操作可以正常進行。

本發明的較佳的實施例中，如圖5所示，上述第一測量站點的測量方法具體包括：

步驟S221，在制品進入第一測量站點；

步驟S222，第一測量站點掃描在制品，以獲取在制品的圖樣數據；

步驟S223，第一測量站點根據圖像數據分別對每個在制品進行測量，并在測量完成后將在制品作出第一測量站點，隨后轉向步驟S23。

具體地，上述實施例中，上述第一測量站點(MB2站點)采用的是“掃圖”的抽樣測量方式，即MB2站點job in→掃圖→MB2站點job out，從而完成第一測量站點的抽樣測量操作。因此在第一測量站點中得到的抽樣測量所依據的數據應當為在制品的圖像數據。

本發明的較佳的實施例中，如圖6所示，上述第二測量站點的測量方法具體包括：

步驟S231，在制品進入第二測量站點；

步驟S232，第二測量站點對在制品拍照，以獲取在制品的圖片數據；

步驟S233，第二測量站點根據圖片數據分別對每個在制品進行測量，并在測量完成后將在制品作出第二測量站點，隨后進入后續加工過程。

具體地，上述實施例中，上述第二測量站點(MOR站點)的抽樣測量過程與第一測量站點稍有不同，即采用MOR站點job in→拍照(對MB2站點拍出的結構圖片在顯微鏡下進行二次檢查，同時進行記錄和分析結果)→MOR站點job out的方式完成第二測量站點的抽樣測量操作。因此在第二測量站點中得到的抽樣測量所依據的數據應當為在制品的圖片數據。

本發明的較佳的實施例中，預設復數個第二抽樣跳過規則；

則上述步驟S21中，若在制品不符合第一抽樣跳過規則，則繼續判斷在制品是否符合第二抽樣跳過規則：

若是，則選擇部分在制品跳過測量站點，并直接進入后續加工過程；

若否，則轉向步驟S22。

具體地，上述實施例中，所謂第二抽樣跳過規則，是指預設的能夠被選為跳過抽樣的在制品的一些跳過規則。該第一抽樣跳過規則中具體可以包括以下的一種或幾種：

該在制品的lot為缺陷檢查站點中的lot(Defect Inspection站點lot)；

該在制品的lot符合按照產品尾號(product尾號)排列為2、4、7和9的條件；

篩選掉不能跳過抽樣測量的lot(即篩選掉符合上述第一抽樣跳過規則的lot)后剩余的lot中等待時間(wait time)大于4小時的lot；

擴散(DIFF)機臺中同一個批次中若已有一個lot具有PLY數據的，則該批次中的其他lot均可以跳過抽樣測量；

從第二個站點開始，若某個lot在前一個站點中沒有PLY數據，則優先選取該lot跳過抽樣測量，該條抽樣跳過規則由先進控制系統(Advanced Process Control，APC)控制。

上述實施例中，若存在某個lot滿足上述第一抽樣跳過規則，并不能認為該序列號的在制品必定會跳過抽樣測量的步驟，則該抽樣跳過的選擇操作可以由測量人員手動核對并執行。

以上所述僅為本發明較佳的實施例，并非因此限制本發明的實施方式及保護范圍，對于本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護范圍內。