制程方法及制程系统与流程

1.本申请涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种制程方法及制程系统。


背景技术：

2.半导体制程包括处理制程及量测制程。处理制程及量测制程分别由不同的机台执行。晶圆先进行处理制程再进行量测制程。目前，机台对每批晶圆的每一个均进行量测，导致占用机台时间过长，机台使用率低，生产成本高。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对现有机台对每批晶圆的每一个均进行量测，导致占用机台时间过长，机台使用率低，生产成本高的问题，提供一种制程方法及制程系统。
4.一种制程方法，包括：
5.建立第一制程配方及第二制程配方，所述第一制程配方包括处理制程及量测制程，所述第二制程配方包括处理制程；
6.创建晶圆识别码与所述第一制程配方的第一对应关系或晶圆识别码与所述第二制程配方的第二对应关系；
7.将符合所述第一对应关系或者所述第二对应关系的晶圆指派给机台；
8.所述机台对所述第一对应关系对应的晶圆执行所述第一制程配方，对所述第二对应关系对应的晶圆执行所述第二制程配方。
9.在其中一个实施例中，还包括：
10.获取所述机台执行处理制程的制程输出程序参数；
11.根据制程输出程序参数判断机台的制程输入程序参数设定是否合理。
12.在其中一个实施例中，还包括：
13.获取所述机台执行量测制程的量测结果；
14.根据所述量测结果判断所述晶圆是否符合预设规格。
15.在其中一个实施例中，所述处理制程包括沉积、移除、图案化及电气特性的调整。
16.在其中一个实施例中，所述量测制程包括膜厚度量测及尺寸量测。
17.一种制程系统，包括：
18.配方建立模块，用于建立第一制程配方及第二制程配方，所述第一制程配方包括处理制程及量测制程，所述第二制程配方包括处理制程；
19.指派模块，与所述配方建立模块连接，用于创建晶圆识别码与所述第一制程配方的第一对应关系或晶圆识别码与所述第二制程配方的第二对应关系；还用于将符合所述第一对应关系或者所述第二对应关系的晶圆指派给机台；及
20.制造执行模块，分别与所述配方建立模块及关系创建模块连接，用于控制所述机台对所述第一对应关系对应的晶圆执行所述第一制程配方，对所述第二对应关系对应的晶圆执行所述第二制程配方。
21.在其中一个实施例中，还包括：
22.故障检测模块，与所述制造执行模块连接，用于通过所述制造执行模块获取所述机台执行处理制程的制程输出程序参数，还用于根据制程输出程序参数判断机台的制程输入程序参数设定是否合理。
23.在其中一个实施例中，还包括：
24.统计分析模块，与所述制造执行模块连接，用于通过所述制造执行模块获取所述机台执行量测制程的量测结果，还用于根据所述量测结果判断所述晶圆是否符合预设规格。
25.上述的制程方法及制程系统，通过建立包括处理制程及量测制程的第一制程配方，包括处理制程的第二制程配方，创建晶圆识别码与第一制程配方的第一对应关系或晶圆识别码与第二制程配方的第二对应关系，并将符合第一对应关系或者第二对应关系的晶圆指派给机台，机台对第一对应关系对应的晶圆执行第一制程配方，对第二对应关系对应的晶圆执行第二制程配方，从而实现同一个机台同时对晶圆进行处理操作和量测操作，并且可以根据需要选择晶圆进行量测，而不需对每个晶圆都进行量测，提高了机台的使用率，缩短了机台的制程时间。
附图说明
26.图1为一实施例中的制程方法的流程图；
27.图2为另一实施例中的制程方法的流程图；
28.图3为另一实施例中的制程方法的流程图；
29.图4为一实施例中的制程系统的方块图；
30.图5为另一实施例中的制程系统的方块图；
31.图6为另一实施例中的制程系统的方块图。
具体实施方式
32.为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
33.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
35.请参阅图1，图1为一实施例中的制程方法的流程图。该制程方法可适用于所有制程世代。制程方法包括以下步骤。
36.步骤s01，建立第一制程配方及第二制程配方，第一制程配方包括处理制程及量测
制程，第二制程配方包括处理制程。
37.第一制程配方及第二制程配方由同一机台执行。机台与制造执行系统电性连接。制造执行系统根据第一制程配方控制机台对晶圆进行处理操作和量测操作。制造执行系统根据第二制程配方控制机台对晶圆进行处理操作。
38.处理操作包括沉积、移除、图案化及电气特性的调整(即掺杂)。沉积是生长、涂覆或以其他方式将材料移送至晶圆上的制程。沉积制程或技术的一些实例包括物理气相沉积(physical vapor deposition；pvd)、化学气相沉积(chemicalvapor deposition；cvd)、电化学沉积(electrochemical deposition；ecd)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy；mbe)、原子层沉积(atomic layer deposition；ald)及类似者。移除是自晶圆成块地或选择性地移除材料的制程且包括蚀刻制程(etch)。图案化制程是成形或稍后所沉积材料的形状的显影制程。图案化亦称为光微影(lithography)。典型图案化制程包括使用光阻剂材料选择性地遮罩半导体装置的一些部分，使装置曝露于特定光波长中，及随后用显影液冲刷未曝光区域。另一方面，电气特性可通过扩散及/或离子植入使选定区域掺杂来改变，这些制程通常继之以退火制程，诸如熔炉退火或快速热退火(rapid thermal anneal；rta)，以便活化所植入掺杂剂。
39.量测制程包括膜厚度量测及尺寸量测。
40.步骤s02，创建晶圆识别码与第一制程配方的第一对应关系或晶圆识别码与第二制程配方的第二对应关系。
41.每一批次的每个晶圆均有唯一的晶圆识别码。对于每一批次的晶圆可以根据实际需要选择相应的制程。由于同一批次的晶圆在制造过程中的制造条件基本相同，因此，制造后得到的晶圆差别较小，在晶圆处理制程后，可根据需要抽取部分晶圆进行量测，而无需对全部晶圆进行量测。若晶圆在处理制程后需要进行量测，则创建晶圆与第一制程配方对应。若晶圆在处理制程后不需要进行量测，则创建晶圆与第二制程配方对应。
42.步骤s03，将符合第一对应关系或者第二对应关系的晶圆指派给机台。
43.若出现晶圆既不符合第一对应关系又不符合第二对应关系，则不对该晶圆进行指派。当晶圆识别码出现错误时，可能会出现晶圆既不符合第一对应关系又不符合第二对应关系，这时候整个晶圆进入等待程序，由用户远程或手动干预。
44.步骤s04，机台对第一对应关系对应的晶圆执行第一制程配方，对第二对应关系对应的晶圆执行第二制程配方。
45.在一实施例中，一批晶圆的数量为25个，25个晶圆的晶圆识别码分别为1，2，3，4，5，6，
…
，22，23，24，25，其中晶圆识别码1，5，9，14，18，22对应的晶圆与第一制程配方对应，晶圆识别码2，3，4，6，7，8，10，11，12，13，15，16，17，19，20，21对应的晶圆与第二制程配方对应，因此，晶圆识别码1，5，9，14，18，22对应的晶圆符合第一对应关系，晶圆识别码2，3，4，6，7，8，10，11，12，13，15，16，17，19，20，21对应的晶圆符合第二对应关系，25个晶圆均被指派给机台，机台对晶圆识别码1，5，9，14，18，22对应的晶圆执行第一制程配方，即对第一对应关系对应的晶圆执行处理操作和量测操作，对晶圆识别码2，3，4，6，7，8，10，11，12，13，15，16，17，19，20，21对应的晶圆执行第二制程配方，即对第二对应关系对应的晶圆执行处理操作，因此，实现了同一个机台可以同时对晶圆进行处理操作和量测操作，并且可以根据需要选择晶圆进行量测，而不需每个晶圆都量测，从而提高机台的使用率，缩短机台的制程时
间。
46.若25个晶圆中存在晶圆既不符合第一对应关系又不符合第二对应关系，如出现晶圆的识别码为0，则不对该晶圆识别码为0的晶圆进行指派。
47.在一些实施例中，可以是晶圆识别码1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，21，23，25对应的晶圆与第一制程配方对应，晶圆识别码2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24对应的晶圆与第二制程配方对应，因此，晶圆识别码1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，21，23，25对应的晶圆符合第一对应关系，晶圆识别码2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24对应的晶圆符合第二对应关系，25个晶圆均被指派给机台，机台对晶圆识别码1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，21，23，25对应的晶圆执行第一制程配方，对晶圆识别码2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24对应的晶圆执行第二制程配方。在其他实施例中，还可以是25个晶圆识别码对应的晶圆均与第一制程配方对应，25个晶圆识别码对应的晶圆均符合第一对应关系，25个晶圆均被指派给机台，机台对25个晶圆执行第一制程配方。晶圆识别码与第一制程配方或第二制程配方还可以是以其他的规则进行对应，每批晶圆还可以是其他的数量，在此不做限定。
48.请参阅图2，在一实施例中，上述的制程方法还包括以下步骤。
49.步骤s101，获取机台执行处理制程的制程输出程序参数。
50.机台包括相关联的多个制造工具，用于执行包括沉积、移除、图案化及电气特性的调整的处理制程。各个处理制程包括一或多个制程输入程序参数，用以控制一或多个制程输出程序参数。制程输入程序参数根据制造工具设定，且可提供输入至制造工具。制程输出程序参数包括可观察的处理制程的处理结果。例如，在蚀刻制程中，其制程输入程序参数包括蚀刻时间和/或蚀刻率。而蚀刻制程的制程输出程序参数包括蚀刻深度。蚀刻深度可通过调整蚀刻率或蚀刻时间控制。因此，获取机台执行处理制程的处理结果可以分析制程输入程序参数的设定是否合理。
51.步骤s102，根据制程输出程序参数判断机台的制程输入程序参数设定是否合理。
52.请参阅图3，在一实施例中，上述的制程方法还包括以下步骤。
53.步骤s201，获取机台执行量测制程的量测结果。
54.在膜厚度的量测制程中，量测结果为薄膜的厚度，量测结果可通过量测工具获取。膜厚度的量测工具可以是光学线宽测量仪或膜厚测量仪。
55.步骤s202，根据量测结果判断晶圆是否符合预设规格。
56.若经过处理制程后的晶圆不符合预设规格，则将晶圆返回处理制程进行处理。
57.上述制程方法的态样可以软件、硬件、固件或上述的组合来实现。举例而言，将制程方法的各种操作实施为机器可读取储存装置中有形体现的计算机程序产品，以便通过处理单元执行。制程方法的实施例中各种操作是通过计算机处理器执行计算机可读取媒体上有形体现的程序来执行，以通过对输入操作及产生输出来执行功能。计算机可读取媒体为例如记忆体、可传输媒体等，以使得制程方法的态样的计算机程序载入计算机。计算机程序并不受限于任何特定实施例，且例如可在操作系统、应用程序、前台或后台制程、驱动器或上述的任何组合中加以实施，在单个计算机处理器或多个计算机处理器上执行。另外，制程方法的实施例的各操作提供在计算机可读取媒体上产生、生产、接收或以其他方式实施的一或更多个数据结构。
58.请参阅图4，本申请还提供一种制程系统，包括配方建立模块10、指派模块20及制
造执行模块40。机台101与制造执行系统40连接。
59.配方建立模块10用于建立第一制程配方及第二制程配方，所述第一制程配方包括处理制程及量测制程，所述第二制程配方包括处理制程。处理制程包括沉积、移除、图案化及电气特性的调整(即掺杂)。量测制程包括膜厚度量测及尺寸量测。
60.指派模块20与所述配方建立模块10连接，用于创建晶圆识别码与所述第一制程配方的第一对应关系或晶圆识别码与所述第二制程配方的第二对应关系，还用于将符合所述第一对应关系或者所述第二对应关系的晶圆指派给机台101。
61.每一批次的每个晶圆均有唯一的晶圆识别码。对于每一批次的晶圆可以根据实际需要选择相应的制程。由于同一批次的晶圆在制造过程中的制造条件基本相同，因此，制造后得到的晶圆差别较小，在晶圆处理制程后，可根据需要抽取部分晶圆进行量测，而无需对全部晶圆进行量测。若晶圆在处理制程后需要进行量测，则创建晶圆与第一制程配方对应。若晶圆在处理制程后不需要进行量测，则创建晶圆与第二制程配方对应。
62.制造执行模块40分别与配方建立模块10及指派模块20连接，用于控制所述机台101对所述第一对应关系对应的晶圆执行所述第一制程配方，对所述第二对应关系对应的晶圆执行所述第二制程配方。
63.机台101对第一对应关系对应的晶圆执行第一制程配方，即对第一对应关系对应的晶圆执行处理操作和量测操作。对第二对应关系对应的晶圆执行第二制程配方，即对第二对应关系对应的晶圆执行处理操作。因此，实现了同一个机台101可以同时对晶圆进行处理操作和量测操作，并且可以根据需要选择晶圆进行量测，而不需每个晶圆都量测，从而提高机台101的使用率，缩短机台101的制程时间。
64.请参阅图5，在一实施例中，制程系统还包括统计分析模块50，统计分析模块50与所述制造执行模块40连接，用于通过所述制造执行模块40获取所述机台101执行量测制程的量测结果，还用于根据所述量测结果判断所述晶圆是否符合预设规格。
65.请参阅图6，在一实施例中，制程系统还包括故障检测模块60，故障检测模块60与所述制造执行模块40连接，用于通过所述制造执行模块40获取机台101执行处理制程的制程输出程序参数，还用于根据制程输出程序参数判断机台101的制程输入程序参数设定是否合理。
66.机台101包括相关联的多个制造工具，用于执行包括沉积、移除、图案化及电气特性的调整的处理制程。各个处理制程包括一或多个制程输入程序参数，用以控制一或多个制程输出程序参数。制程输入程序参数根据制造工具设定，且可提供输入至制造工具。制程输出程序参数包括可观察的处理制程的处理结果。例如，在蚀刻制程中，其制程输入程序参数包括蚀刻时间和/或蚀刻率。而蚀刻制程的制程输出程序参数包括蚀刻深度。蚀刻深度可通过调整蚀刻率或蚀刻时间控制。因此，获取机台101执行处理制程的处理结果可以分析制程输入程序参数的设定是否合理。
67.以电化学沉积制程为例对上述的制程系统进行说明。
68.机台将晶圆载入埠，搬运工具将晶圆搬运至缓存装置，制程转换装置再将晶圆从缓存装置转移至电化学沉积处理装置中，电化学沉积处理装置对晶圆进行电化学沉积处理，晶圆进行完电化学沉积处理后，再由制程转换装置从电化学沉积处理装置转移至烘干处理装置中，烘干处理装置对晶圆进行旋转和烘干处理，如果该晶圆的晶圆识别码与所述
第一制程配方对应，则制程转换装置将晶圆从烘干处理装置转移至量测处理装置中，量测处理装置对晶圆进行量测操作，晶圆进行完量测处理后，制程转换装置将晶圆转移至晶圆收容装置中。如果该晶圆的晶圆识别码与所述第二制程配方对应，则制程转换装置直接将晶圆从烘干处理装置转移至晶圆收容装置中。
69.本申请的制程方法及制程系统，通过建立包括处理制程及量测制程的第一制程配方，包括处理制程的第二制程配方，创建晶圆识别码与第一制程配方的第一对应关系或晶圆识别码与第二制程配方的第二对应关系，并将符合第一对应关系或者第二对应关系的晶圆指派给机台，机台对第一对应关系对应的晶圆执行第一制程配方，对第二对应关系对应的晶圆执行第二制程配方，从而实现同一个机台同时对晶圆进行处理操作和量测操作，并且可以根据需要选择晶圆进行量测，而不需对每个晶圆都进行量测，提高了机台的使用率，缩短了机台的制程时间。
70.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
71.以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。