[发明专利]用于半导体制造的晶片质量监控方法

说明书

一种用于半导体制造的晶片质量监控方法，包含有：测量晶片表面的多个采样点，以获得多个测量值；根据所述测量值绘制预估晶片地形图，其包含有多个第一像素，所述第一像素分别包含有第一像素值；提供最佳晶片地形图，其包含有多个第二像素，所述第二像素分别包含有第二像素值；比对所述预估晶片地形图与所述最佳晶片地形图；当所述第一像素其中的任一个的所述第一像素值与相对应的所述第二像素的所述第二像素值的差异超过容忍范围时，将所述第一像素定义为超出管制单元；以及当所述超出管制单元的数量高于一值时，确定所述晶片不合规范。

技术领域

本发明实施例涉及半导体工艺的晶片质量监控方法，尤指一种利用统计工艺管制(statistical process control，SPC)图片的半导体工艺的晶片质量监控方法。

背景技术

在半导体制造业中，一到多个晶片常被合并为一个批次(lot)，并在一连串制造机台中经历复杂的工艺后，完成集成电路的制作。每一制造机台会针对指定批次的晶片进行单一一道晶片制造作业或处理，例如成膜(layering)、图案化(patterning)、掺杂(doping)等制造作业、或热处理(thermal treatment)等。一般来说，每一机台会根据已定义的过程(例如已预先决定的步骤以及工艺配方等)执行晶片制造作业。而在机台运作中，各样的晶片参数，例如压力、温度、工艺时间等，皆被持续地监控着。

在一般的制造系统中，可利用制造执行系统(manufacturing execution system，MES)接受上述的晶片参数及工艺数据、分析并据以控管机台的运作。另一方面，统计工艺管理(SPC)则是所有制造过程必须的管理与监控技术，其用以跟踪与分析工艺变异。一般来说，SPC将每一晶片批次的测量参数作为管制表(SPC chart)，并以前一站的工艺机台为监控对象，持续地记录所述制造机台的工艺结果。透过此记录历史工艺的管制表，可判断一段时间内所述工艺机台与所述工艺作业的稳定性。当经历特定制造机台的一或多个晶片的SPC数据指出所述制造机台的参数特性已超出所述特性可接受的范围时，即可产生警告，并使工艺停止。此时，问题排除过程将会被启动，以找出警告的源，尽快恢复制造机台的服务。

如前所述，SPC管制表的获得，是通过测量机台针对前一站制造机台执行工艺后的晶片进行测量，取得测量参数。一般来说，测量机台是针对晶片进行取点以及测量。因此，取点的数量对于测量结果与SPC管控表的准确度至为重要。取点量过少，将无法确实反映工艺机台与工艺作业的稳定性；而取点量过多，则造成测量与分析时间过长，影响产能。此外，根据上述方法获得的SPC管制表仅能反映单一采样点的状况，各采样点之间则被忽视。

基于上述限制，目前仍需要一种半导体制造的晶片质量控制方法，用以达成完整工艺监督的目标。

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种用于半导体制造的晶片质量监控方法。所述方法包含有：测量经历工艺事件的晶片表面上的多个采样点，以获得多个测量值；根据所述测量值绘制预估晶片地形图(contour map)，所述预估晶片地形图包含有多个第一像素(pixel)，且所述第一像素分别包含有第一像素值；提供最佳晶片(golden wafer)地形图，所述最佳晶片地形图包含有多个第二像素，且所述第二像素分别包含有第二像素值；比较所述预估晶片地形图与所述最佳晶片地形图；当所述第一像素的所述第一像素值与所述第二像素的所述第二像素值的差异超过一范围时，将所述第一像素定义为超出管制(out ofcontrol，OOC)单元；以及当所述超出管制单元的数量高于一值时，确定所述晶片不合规范。

附图说明

从结合附图阅读的以下详细描述最佳理解本公开的方面。应注意，根据业界常规做法，各种构件未按比例绘制。实际上，为使讨论清楚，可任意增大或减小各种构件的尺寸。

图1是根据本公开的实施例所提供的用于半导体制造的晶片质量监控方法的流程图。

图2A到图2C是根据本公开的一或多个实施例的示意图。