监控根据多个进程方案运行的进程状态的方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及一种进程监控方法，特别是涉及一种根据标准化后的计量数据来 判定进程状态的方法。
【背景技术】
[0002] 统计进程控制（statistical process control, SPC)技术被普遍用在监控进程状 态、系统、或是个别的进程机台的运行。一般而言，与监控进程相关的测量数据会被汇整到 控制图表中来进行检查。控制图表中会设有管制界限（control limit)与多种管制规则， 进程中所收集到的数据，或称为计量数据，会根据这些管制界限或规则来加以检查，一旦有 数据违反，即会警示出错误状态来告知进程或产品负责人来检查，例如最常见的超过三倍 标准差范围的管制规则。实作中造成错误状态的原因有很多，一般而言如机台问题、进程不 稳、或是材料缺陷等等。有些错误状态则是由于进程改变或是进程趋离（trend up/down) 导致，这类错误状态可通过进程优化或是重新设计来加以修正。
[0003] 某些进程中会使用特定具有多种运行参数的生产线、进程、或机台等来达成不同 的工作，半导体进程中多会具备炉管、黄光、蚀刻、沉积等进程或机台，例如一片晶圆会需要 经过蚀刻进程来在上面形成线路或特定的元件结构，这类进程中都会设定各种不同的进程 参数，诸如各种进程气体的量、浓度、进程中每一步骤的运行时间、加热的温度等等，其多会 组成一优化且标准的进程方案（recipe)来方便后续相同的进程或产品来套用。另一方 面，在制品/工序（wafer or work-in-process)或成品会需要进行多种检测，举例来说， 在进行蚀刻进程形成某层金属线路后，都会使用SEM机台来测量线路的宽度（critical dimension，CD)来确保进程状态，其它诸如膜厚、杂质粒子数目、WAT电性等，也是半导体进 程中常进行检测的。控制图表即会被导入来监控上述所提各种的进程参数或检测数值。
[0004] 现今的半导体进程愈趋复杂化，整个半导体进程中可能涵盖了多种的进程方案、 机台、或者各种的产品，每种进程方案、机台、或产品都有其特定的目标值、管制界限要监 控，计量数据会被多种的变因所影响。因此，可以设想一套进程中会产生出多少张 SPC图表 来让系统或负责人检测。以图1为例，其表示现有技术中根据不同进程方案以及计量数据 的控制架构示意图。图中假设一机台中共设有进程方案A至进程方案K共K个进程方案， 其中以单一进程方案A来说，其中可能产生Al至AN共N种的计量数据群组，每一计量数据 群组的数据都会显示一张 SPC图表来加以检查监控。从图1的例子来看，此单一机台就会 产生共KXN张 SPC图表，要检查这么多的SPC图表与管制规范对于进程负责人来说会是相 当沉重的负担。
[0005] 另一方面，在某些生产模式中，单一机台可能会被用来处理各式各样多种且小量 的产品，亦即少量多样的生产模式。由于产品多样化且个别的批量不多，这样生产模式所产 生的SPC图表往往就会有测量数据不足的情况，不足的数据量无法真正反映出实际的进程 状态。
【发明内容】
[0006] 有鉴于上述实际需求，本发明提出了一新颖的进程状态的监控方法，其特点在于 通过特定的标准化动作同整各计量数据群组的平均值与标准差，得以将其所有计量数据汇 整到单一的SPC图表中来进行检查，不易发生可供参考的计量数据不足的情形，并可摒除 不同进程方案或是不同产品等这类的参数变因，如此可省去使用者检查大量SPC图表的时 间，并同时兼顾数据检查的准确度与精确度。
[0007] 本发明的一目的在于提出一种监控根据多个进程方案运行的进程状态的方法，其 步骤包含：取得表示进程状态的输出参数的计量数据X，其中计量数据X对应第N个该进程 方案，N为大于1的整数；根据公式Z = (Χ-μ)/〇标准化计量数据X以产生对应的标准化 后的计量数据Ζ，其中标准化后的计量数据Z对应第N个进程方案，μ为对应该第N个进程 方案的所有这些计量数据X的平均值，σ为对应该第N个进程方案的这些计量数据X的标 准差，这些标准化后的计量数据Z具有一标准化后的标准差σ 以及根据标准化后的计量数 据Z来判定进程状态。
[0008] 本发明的另一目的在于提出一种监控根据多个进程方案运行的进程状态的系统， 其包含：一计量工具，用来测量根据多个进程方案运行的进程状态的输出参数，以产生计量 数据X，其中计量数据X对应第N个进程方案，N为大于1的整数；一数据库，用来接收并储 存计量数据X ;以及一处理器，从数据库接收计量数据X并根据公式Z = (X- μ )/ 〇标准化 计量数据X以产生对应的标准化后的计量数据Ζ，并根据标准化后的计量数据Z来判定进 程状态，其中标准化后的计量数据Z对应第N个进程方案，N为1至K的整数，μ为对应第 N个进程方案的计量数据X的平均值，〇为对应第N个进程方案的计量数据X的标准差，标 准化后的计量数据Z具有一标准化后的标准差反。
[0009] 无疑地，本发明的这类目的与其它目的在阅读过下文以多个附图与绘图来描述的 优选实施例的细节说明后将变得更为显而易见。
【附图说明】
[0010] 本说明书含有附图并于文中构成了本说明书的一部分，以使对本发明实施例有进 一步的了解。这些附图描绘了本发明一些实施例并连同本文描述一起说明了其原理。在这 些附图中：
[0011] 图1表示现有技术中根据不同进程方案以及计量数据的控制架构示意图；
[0012] 图2表示根据本发明实施例一进程状态监控系统的方块图；
[0013] 图3表示本发明实施例中根据不同的进程方案、计量数据、以及标准化后的计量 数据的控制架构示意图；
[0014] 图4-6表示根据本发明实施例中计量数据与标准化后的计量数据的常态分配示 意图；以及
[0015] 图7-9分别表示根据本发明实施例计量数据在标准化前、标准化后、以及经过汇 整后的统计进程控制（SPC)图表。
[0016] 须注意本说明书中的所有附图皆为图例性质，为了清楚与方便【附图说明】之故，附 图中的各部件在尺寸与比例上可能会被放大或缩小地呈现，一般而言，图中相同的参考符 号会用来标示修改后或不同实施例中对应或类似的元件特征。
[0017] 附图符号说明
[0018] 100 进程状态监控系统
[0019] 105 进程实体
[0020] 110 计量工具
[0021] 115 数据库
[0022] 120 统计进程控制伺服器（处理器）
[0023] 125 传输总线
【具体实施方式】
[0024] 下文中将参照附图来解释本发明的说明用实施例。为简明之故，说明书中不会探 究本发明实际时的所有细节。当然，本领域技术人员可以了解到，在研究开发任何这类现有 的实施例的过程中会需要做出多种实施相关的特定动作或决定，以达到开发者所希望的特 定目标，例如遵从多个系统相关或商务相关的管制规范，且其内容会根据实施的内容而有 所不同。再者，本领域技术人员也可了解到，这类开发上的尝试与成果是复杂且费时的，但 无论如