一种半导体测量站点的抽样方法与流程

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体测量站点的抽样方法。

背景技术：

在集成电路的生产制造中，每一个晶片从原料最终形成产品都需要经过成百乃至上千道工序，晶片所经过的所有工序组成了工艺流程。在晶片未完成最后一道工序的加工之前，都称为在制品(Work in Process，WIP)。工艺流程中的工序包括很多种类，例如，制造工序和量测工序。其中，量测工序的目的是通过量测和分析晶片的量测数据，检验生产制造的晶片是否符合要求，及监控晶片生产过程是否出现异常。

目前产品的下线模式一般有两种：

第一种是所有产品按照一个流水序列号下线。例如，产品按照流水序列号123……的方式顺序进入测量站点进行抽样测量，此时测量站点的抽样率是比较平衡的。

第二种是各产品按照各自流水序列号(Lot id/产品批号)下线。具有产品种类多、工艺流程复杂类似芯片制造等复杂性生产制造企业。例如存在客户ABC……，每个客户具有各自独特的流水序列号。由于各客户之间产品数量、种类和生产步骤等不同，导致在不同的客户之间进行抽样测量的抽样率不平衡，从而导致同一机台的在制品不平衡，FAB机台产能利用不充分，进而影响了人员以及工程的处理效率。

技术实现要素：

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种半导体测量站点的抽样方法，旨在解决因各产品按照各自流水序列号下线导致的测量抽样率不平衡的问题，使得WIP的生产管理更加平衡，提升FAB机台的产能利用率，提升人员以及工程的处理效率。

上述技术方案具体包括：

一种半导体测量站点的抽样方法，应用于利用所述测量站点对在制品进行测量的系统中，所述测量站点中包括若干测量机台，其中，

提供每个所述测量机台对应的测量计划并将每个所述测量机台切换成对应的所述测量计划；

提供复数各抽样规则，所述方法还包括以下步骤：

步骤S1，判断到达测量站点的在制品是否满足所述抽样规则：

若否，则转向所述步骤S3；

步骤S2，所述若干测量机台按照各所述测量机台对应的测量计划对所述在制品进行测量，所述在制品在测量结束后进入后续加工过程；

步骤S3，所述在制品跳过所述测量站点，直接进入所述后续加工过程。

优选的，该抽样方法，提供每个所述测量机台对应的测量计划并将每个所述测量机台切换成对应的所述测量计划的步骤包括：

步骤A1，根据在制品的生产计划预设多个产品组合结构数据库；

步骤A2，根据每个所述产品组合结构数据库分别计算得到每个所述测量机台的理论负载；

步骤A3，根据所有所述测量机台的所述理论负载的分布划分多个测量计划，每个所述测量计划分别对应于所述理论负载的一个连续的分布范围，以及每个所述测量计划分别包括需要测量的所述在制品的一个对应的数量值；

步骤A4，将所述测量站点中的每个所述测量机台分别设定为一个初始的所述测量计划，并采用制造执行系统分别计算每个所述测量机台的实际负载；

步骤A5，根据每个所述测量机台的实际负载分别将每个所述测量机台切换成对应的所述测量计划。

优选的，该抽样方法，其中，所述抽样规则包括复数个第一类抽样规则，以及复数个第二类抽样规则；

则所述步骤S1具体包括：

步骤S11，判断所述在制品是否符合所述第一类抽样规则：

若否，则转向所述步骤S3；

步骤S12，判断所述在制品的流水序列号是否包括在一个预设的流水序列号范围内：

若否，则转向所述步骤S3；

步骤S13，判断所述在制品是否处于缺陷检查站点；

若否，则转向所述步骤S3；

步骤S14，判断所述在制品是否符合所述第二类抽样规则：

若是，则转向所述步骤S2；

若否，则转向所述步骤S3。

优选的，该抽样方法，其中，所述第一类抽样规则为于所述在制品生产流程中预设的关联于生产管理的抽样规则；

所述第二类抽样规则为于所述在制品生产流程中预设的关联于制造厂的抽样规则。

优选的，该抽样方法，其中，预设复数个第一抽样跳过规则；

所述测量站点包括第一测量站点和第二测量站点

所述步骤S2具体包括：

步骤S21，判断所述在制品是否符合所述第一抽样跳过规则；

若否，则选择部分所述在制品跳过所述测量站点，并直接进入所述后续加工过程；

步骤S22，所述第一测量站点对所述在制品进行测量，并在测量结束后将所述在制品作出所述第一测量站点；

步骤S23，所述第二测量站点对所述在制品进行测量，并在测量结束后进入所述后续加工过程。

优选的，该抽样方法，其中，所述步骤S22中，所述第一测量站点的测量方法具体包括：

步骤S221，所述在制品进入所述第一测量站点；

步骤S222，所述第一测量站点扫描所述在制品，以获取所述在制品的图样数据；

步骤S223，所述第一测量站点根据所述图像数据分别对每个所述在制品进行测量，并在测量完成后将所述在制品作出所述第一测量站点，随后转向所述步骤S23。

优选的，该抽样方法，其中，所述步骤S23中，所述第二测量站点的测量方法具体包括：

步骤S231，所述在制品进入所述第二测量站点；

步骤S232，所述第二测量站点对所述在制品拍照，以获取所述在制品的图片数据；

步骤S233，所述第二测量站点根据所述图片数据分别对每个所述在制品进行测量，并在测量完成后将所述在制品作出所述第二测量站点，随后进入所述后续加工过程。

优选的，该抽样方法，其中，预设复数个第二抽样跳过规则；

所述步骤S21中，若所述在制品不符合所述第一抽样跳过规则，则继续判断所述在制品是否符合所述第二抽样跳过规则：

若是，则选择部分所述在制品跳过所述测量站点，并直接进入所述后续加工过程；

若否，则转向所述步骤S22。

上述技术方案的有益效果是：提供一种半导体测量机台的抽样方法，能够解决因各产品按照各自流水序列号下线导致的测量抽样率不平衡的问题，使得WIP的生产管理更加平衡，提升FAB机台的产能利用率，提升人员以及工程的处理效率。

附图说明

图1是本发明的较佳的实施例中，一种半导体测量站点的抽样方法的总体流程示意图；

图2是本发明的较佳的实施例中，于测量在制品之前预先设定测量计划的流程示意图；

图3是本发明的较佳的实施例中，判断在制品是否满足抽样规则的流程示意图；

图4-6是本发明的较佳的实施例中，测量站点对在制品进行测量的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

基于现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种半导体测量机台的抽样方法，应用于利用测量站点对在制品进行测量的系统中，该测量站点中包括若干测量机台，该抽样方法中提供每个测量机台对应的测量计划并将每个测量机台切换成对应的测量计划；提供复数各抽样规则，该抽样方法具体如图1所示，包括：

步骤S1，判断到达测量站点的在制品是否满足上述抽样规则：

若否，则转向所述步骤S3；

步骤S2，若干测量机台按照各测量机台对应的测量计划对在制品进行测量，在制品在测量结束后进入后续加工过程；

步骤S3，在制品跳过所述测量站点，直接进入后续加工过程。

具体地，本发明的较佳的实施例中，如图2所示，上述提供每个测量机台对应的测量计划并将每个测量机台切换成对应的测量计划的步骤包括：

步骤A1，根据在制品的生产计划预设多个产品组合结构数据库。

步骤A2，根据每个产品组合结构数据库分别计算得到每个测量机台的理论负载。

步骤A3，根据所有测量机台的理论负载的分布划分多个测量计划，每个测量计划分别对应于理论负载的一个连续的分布范围，以及每个测量计划分别包括需要测量的在制品的一个对应的数量值。

步骤A4，将测量站点中的每个测量机台分别设定为一个初始的测量计划，并采用制造执行系统分别计算每个测量机台的实际负载。

步骤A5，根据每个测量机台的实际负载分别将每个测量机台切换成对应的测量计划，随后转向步骤S1，以根据每个测量机台对应的测量计划分别对在制品进行测量。

上述实施例中，上述步骤A1-A5实际为在进行抽样测量过程之前首先为测量站点中的每个测量机台选择测量计划的过程。

上述实施例中，每个测量站点中均可以包括至少一个测量机台，对于每个测量机台而言，均需要在抽样测量之前先设定好该测量机台应用的测量计划。

则具体地，上述实施例中，首先根据本次在制品的生产计划(例如本次生产涉及到的在制品种类和数量等)设定不同的在制品的产品组合结构数据库，该产品组合结构数据库中可以包括本次生产计划中需要生产的在制品的种类、数量以及相关联的不同的客户等，从而能够真实反映本次生产计划中包括的在制品的构成结构。

上述步骤A2中，根据上述已经构造好的产品组合结构数据库，由制造部人员(Manufacturing，MFG)、制程工程师(Process Engineer，PE)以及工业工程师(Industrial Engineer，IE)计算得到每个测量机台的理论负载(Loading)。

上述步骤A3中，上述计算出来的所有测量机台的理论负载被按照分布划分成对应多个测量计划，每个测量计划对应一个分布范围，以及每个测量计划对应一个需要测量的在制品的数量(WIP)。

例如，首先按照当前的负载≤90％的理论负载、当前负载＝90％-95％的理论负载、当前负载＝95％-100％的理论负载以及当前负载≥100％的理论负载来进行分级，每一级对应一个WIP；

随后，根据产品组合数据库以及理论负载，由工艺整合工程师(Process Integration Engineer，PIE)和产品质量工程师(Product Quality Engineer，PQE)依据制程的临界水平(critical level)，并且按照【PRODUCT+STAGEID+lot第八码】的方式设定A、B、C和D四个层级的抽样版本，每个抽样版本即为一个测量计划，每个抽样版本同样对应一个WIP。

上述实施例中，上述步骤A4中，首先将所有测量机台均设置为一个初始的测量计划，该初始的测量计划可以为一个最低要求的测量计划，例如上述实施例中的A抽样版本。随后，上述步骤A4中，由制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)计算出每个测量机台当前的实际负载。

最后，上述步骤A5中，根据每个测量机台的实际负载，分别将每个测量机台切换成符合该实际负载的测量计划，并且开始对在制品进行抽样测量过程。

本发明的较佳的实施例中，上述计算测量机台的实际负载的过程可以反复进行，同样地对测量机台进行测量计划切换的操作也可以根据上述实际负载的改变反复进行，以找到最适合测量机台的测量计划。

本发明的较佳的实施例中，上述切换测量版本的过程可以由测量人员手动进行，也可以由系统自动进行。

具体地，本发明的较佳的实施例中，上述步骤S1中，首先判断到达测量站点的在制品是否满足预设的复数个抽样规则(下文中会描述具体的抽样规则，在此暂不赘述)。

若上述在制品满足预设的抽样规则，则将该在制品作为被抽样的测量对象送入测量站点中进行测量。

若上述在制品不满足预设的抽样规则，则直接将该在制品送入后续的加工过程进行后续加工。

上述实施例中，测量站点对送入该站点的在制品进行测量，并在测量结束后将在制品送入后续加工过程中进行后续加工。

本发明的较佳的实施例中，上述抽样规则中包括复数个第一类抽样规则，以及复数个第二类抽样规则；

则如图3所示，上述步骤S1具体包括：

步骤S11，判断在制品是否符合第一类抽样规则：

若否，则转向步骤S3；

步骤S12，判断在制品的流水序列号是否包括在一个预设的流水序列号范围内：

若否，则转向步骤S3；

步骤S13，判断在制品是否处于缺陷检查站点；

若否，则转向步骤S3；

步骤S14，判断在制品是否符合第二类抽样规则：

若是，则转向步骤S2；

若否，则转向步骤S3。

具体地，上述实施例中，上述第一类抽样规则可以为关联于生产计划与控制(Processing Control，PC)的抽样规则，例如针对在制品不同的生产计划与控制可以设定不同类型不同内容的第一类抽样规则。

相应地，上述第二类抽样规则可以为关联于制造厂(FAB，即制造厂)的抽样规则，例如针对不同客户或者不同批次的在制品在生产过程中可以设定不同类型不同内容的第二类抽样规则。

换言之，一批在制品在进行是否抽样的判断时，需要同时符合针对关联于生产计划与控制的抽样规则，以及符合针对不同客户或者不同批次的抽样规则，才会被认为可以作为抽样对象进行测量。

上述实施例中，上述步骤S12中，所谓的预设的流水序列号范围可以为10以内的流水序列号(lot)，即lot ID＜10.并且，上述在制品处于缺陷检查(Defect Inspection)站点。

上述实施例中，在满足上述所有要求后，上述在制品被认为是符合抽样规则的，可以被选择称为抽样对象并进入测量站点进行测量。若上述要求有一个没有被满足，则上述在制品不进行抽样测量，直接进入后续加工过程。

本发明的较佳的实施例中，预设复数个第一抽样跳过规则；

测量站点包括第一测量站点和第二测量站点

则如图4所示，上述步骤S2具体包括：

步骤S21，判断在制品是否符合第一抽样跳过规则；

若否，则选择部分在制品跳过测量站点，并直接进入后续加工过程；

步骤S22，第一测量站点对在制品进行测量，并在测量结束后将在制品作出第一测量站点；

步骤S23，第二测量站点对在制品进行测量，并在测量结束后进入后续加工过程。

具体地，上述实施例中，上述第一测量站点可以为MB2测量站点(即用于检查wafer表面是否存在缺陷(例如partical灰尘、结构异常等异常)的测量站点)，在半导体制程中，量测站点机台在半导体制程中可以包含MB2\MTK\ECD\PCD\POL\MMS\MNP….等种类，且在制程工艺中量测机台组的顺序可以为MTK/ECD/MMS/(MB2+MOR)。上述第二测量站点可以为MOR测量站点(MOR站点的主要功能是将MB2站点拍出的结构图片在显微镜下进行二次检查，同时进行记录和分析结果)；MOR测量站点相对MB2测量站点的差异就是：MB2测量站点负责scan(扫图)，MOR测量站点负责检查和判断记录(另MB2+MOR一般都是同时存在所以其抽样机制是一模一样的)。上述在制品进行抽样测量的过程是先经过MB2测量站点进行测量，再进入MOR测量站点进行测量。换言之，就是在制品进入MB2站点(MB2Job in)→对在制品进行测量→在制品作出MB2站点(MB2Job out)→MOR站点等待对应数量的在制品入站(MOR WIP)→在制品进入MOR站点(MOR Job in)→对在制品进行测量→在制品作出MOR站点(MOR job out)，此时对在制品的抽样测量结束。

上述实施例中，在在制品结束测量并作出第二测量站点后，可以采用一个自动收值判断系统来对最终抽样测量后的数值结果进行判断。该自动收值判断系统为现有技术，在此不再赘述。

上述实施例中，所谓第一抽样跳过规则，是指不允许在制品跳过抽样测量过程的规则，即若在制品满足第一抽样跳过规则，则该在制品不被允许跳过抽样测量过程。

具体地，上述实施例中，上述第一抽样跳过规则可以包括下文中所述的一种或几种：

TD的流水序列号为CR2＝TD；

任何lot在10以内的在制品均不允许被跳过抽样测量过程，除非该流水序列号的在制品为缺陷检查站点的lot；

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

根据试样损耗(sample loss)的规则选定的已经进入第一测量站点的lot；

预先设定的测量机台和腔室(均位于测量站点内)对应的测量站点若在8个小时内都没有PLY数据(即MB2检查记录)，则选择一批离该对应的测量站点最近的lot进行扫描和测量，即该被选定的lot不能跳过抽样测量过程；

一些被特定为不能跳过抽样测量过程的lot，例如由测量人员选定，或者由在制品的客户选定的lot等；

在试样损耗规则下的每个测量机台和每个腔室(chamber)在每个班都需要保证存在1个最先进入第一测量站点的lot不被允许跳过抽样测量过程。

上述实施例中，上述步骤S21中，若在制品不符合上述第一抽样跳过规则，则表示该在制品可以被选择为能够跳过抽样测试过程的备选对象，并不意味着该在制品一定会跳过抽样测试过程。

上述实施例中，在执行上述步骤S21之前，测量人员首先根据第一测量站点(MB2站点)的当前容量对将要进入该第一测量站点的在制品数量(WIP)进行评估，以保证第一测量站点的抽样测量操作可以正常进行。

本发明的较佳的实施例中，如图5所示，上述第一测量站点的测量方法具体包括：

步骤S221，在制品进入第一测量站点；

步骤S222，第一测量站点扫描在制品，以获取在制品的图样数据；

步骤S223，第一测量站点根据图像数据分别对每个在制品进行测量，并在测量完成后将在制品作出第一测量站点，随后转向步骤S23。

具体地，上述实施例中，上述第一测量站点(MB2站点)采用的是“扫图”的抽样测量方式，即MB2站点job in→扫图→MB2站点job out，从而完成第一测量站点的抽样测量操作。因此在第一测量站点中得到的抽样测量所依据的数据应当为在制品的图像数据。

本发明的较佳的实施例中，如图6所示，上述第二测量站点的测量方法具体包括：

步骤S231，在制品进入第二测量站点；

步骤S232，第二测量站点对在制品拍照，以获取在制品的图片数据；

步骤S233，第二测量站点根据图片数据分别对每个在制品进行测量，并在测量完成后将在制品作出第二测量站点，随后进入后续加工过程。

具体地，上述实施例中，上述第二测量站点(MOR站点)的抽样测量过程与第一测量站点稍有不同，即采用MOR站点job in→拍照(对MB2站点拍出的结构图片在显微镜下进行二次检查，同时进行记录和分析结果)→MOR站点job out的方式完成第二测量站点的抽样测量操作。因此在第二测量站点中得到的抽样测量所依据的数据应当为在制品的图片数据。

本发明的较佳的实施例中，预设复数个第二抽样跳过规则；

则上述步骤S21中，若在制品不符合第一抽样跳过规则，则继续判断在制品是否符合第二抽样跳过规则：

若是，则选择部分在制品跳过测量站点，并直接进入后续加工过程；

若否，则转向步骤S22。

具体地，上述实施例中，所谓第二抽样跳过规则，是指预设的能够被选为跳过抽样的在制品的一些跳过规则。该第一抽样跳过规则中具体可以包括以下的一种或几种：

该在制品的lot为缺陷检查站点中的lot(Defect Inspection站点lot)；

该在制品的lot符合按照产品尾号(product尾号)排列为2、4、7和9的条件；

筛选掉不能跳过抽样测量的lot(即筛选掉符合上述第一抽样跳过规则的lot)后剩余的lot中等待时间(wait time)大于4小时的lot；

扩散(DIFF)机台中同一个批次中若已有一个lot具有PLY数据的，则该批次中的其他lot均可以跳过抽样测量；

从第二个站点开始，若某个lot在前一个站点中没有PLY数据，则优先选取该lot跳过抽样测量，该条抽样跳过规则由先进控制系统(Advanced Process Control，APC)控制。

上述实施例中，若存在某个lot满足上述第一抽样跳过规则，并不能认为该序列号的在制品必定会跳过抽样测量的步骤，则该抽样跳过的选择操作可以由测量人员手动核对并执行。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。