一种半导体生产工艺控制系统及分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体工艺管控技术领域，尤其涉及一种半导体生产工艺控制系统及 分析方法。
【背景技术】
[0002] 在半导体集成电路的制造过程中，数据量测、数据收集以及数据监控都是直接影 响半导体产品成品率的重要原因。具体地，在半导体尤其是晶圆片的生产工艺中，需要用到 统计过程管理技术（Statistical Process Control, SPC)。所谓SPC，是一种借助数理统 计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素 出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达 到控制质量的目的。SPC认为，当过程仅受随机因素影响时，过程处于统计控制状态（简称 受控状态）；当过程中存在系统因素的影响时，过程处于统计失控状态（简称失控状态）。 由于过程波动具有统计规律性，当过程受控时，过程特性一般服从稳定的随机分布；而失控 时，过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制。因 而，它强调过程在受控和有能力的状态下运行，从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。
[0003] 基于上述原理，好的统计过程管理可以及时有效发现异常问题，及时在发生问题 时关闭机台或者撤下有问题的晶圆片批次。
[0004] 但是，对于复杂的数据控制，现有技术中只能靠人工进行处理，或者通过后续报表 系统分析，然后通过人工控制生产工艺继续运行或者手动控制机台停止工作。因此，数据的 监控过程中存在着报警延时或者遗漏报警情况的风险。例如，虽然检查晶圆制品蚀刻的深 度时，每次数据都在上下限规定的范围内，但是随着蚀刻的深度增加，可能存在蚀刻机台参 数出现问题，因此下一次的蚀刻数据可能会超标，在这种情况下，下一次的蚀刻数据必须等 到被检查且被发现超标后才能产生报警。同时，目前对数据的超标趋势的归纳整理以及数 据分析通常由工程师手动完成，由于工作量繁杂，数据量庞大，很有可能在整理和分析时出 现遗漏的现象，从而导致破片或产品良率降低。
【发明内容】
[0005] 根据现有技术中存在的问题，即在半导体集成电路的工艺中，针对统计工艺管控 技术，需要人工或者后续报表系统进行数据分析，从而导致报警延时或者报警情况遗漏的 风险。现提供一种生产工艺控制系统及分析方法，具体包括：
[0006] -种半导体生产工艺控制系统，连接生产晶圆片的半导体生产设备；其中，包括
[0007] 采集单元，用于采集所述半导体生产设备生成的晶圆片原始数据；
[0008] 第一存储单元，连接所述采集单元，用于保存所述晶圆片原始数据；
[0009] 处理单元，连接所述第一存储单元，用于提取所述第一存储单元中保存的所述晶 圆片原始数据，随后以预设的第一规则，根据所述晶圆片原始数据处理得出对应的分组数 据；所述处理单元对所述分组数据的变化趋势进行分析，并输出分析结果；
[0010] 告警单元，连接所述处理单元，用于接收所述处理单元输出的分析结果，并当所述 分析结果显示所述变化趋势超出可控范围时输出相应的告警信号，以提示使用者对应晶圆 片的生产工艺存在问题。
[0011] 优选的，该半导体生产工艺控制系统，其中，所述处理单元包括：
[0012] 处理模块，用于提取所述第一存储单元中保存的所述晶圆片原始数据，随后根据 所述第一规则对所述晶圆片原始数据进行处理，以形成对应的所述分组数据；
[0013] 分组模块，连接所述处理模块，用于根据不同的所述第一规则对所述分组数据进 行分组，并对一组内的多个所述分组数据按照对应的所述晶圆片原始数据被采集时的顺序 进行排序；
[0014] 分析模块，连接所述分组模块；所述分析模块取出预设的一组内的预定数量的连 续的所述分组数据以形成一数据链，并以预设的第二规则分析所述数据链的变化趋势；所 述分析模块随后输出相应的分析结果；
[0015] 所述分析模块还用于直接从所述第一存储单元中取出预定数量的连续的所述晶 圆片原始数据以形成一数据链，并以预设的所述第二规则分析所述数据链的变化趋势；所 述分析模块随后输出相应的分析结果。
[0016] 优选的，该半导体生产工艺控制系统，其中，一个所述晶圆片原始数据中包括从一 片晶圆片上采集的多个数据，或者从一个批次的所述晶圆片上采集的多个数据。
[0017] 优选的，该半导体生产工艺控制系统，其中，所述第一规则包括：处理得到一个所 述晶圆片原始数据的平均值，或者处理得到一个所述晶圆片原始数据的最大值与最小值之 间的差值，或者处理得到一个所述晶圆片原始数据的标准差值。
[0018] 优选的，该半导体生产工艺控制系统，其中，所述处理单元中还包括：
[0019] 选择模块，连接所述处理模块，用于选择所述处理模块对所述晶圆片原始数据进 行处理所依据的所述第一规则。
[0020] 优选的，该半导体生产工艺控制系统，其中，所述第二规则包括：
[0021] 顺序比较所述数据链中的每两个相邻的数据，若前一个数据均大于或均小于后一 个数据，则将所述数据链中的最后一个数据所对应的所述晶圆片原始数据设定为不合格数 据。
[0022] 优选的，该半导体生产工艺控制系统，其中，所述处理单元中还包括：
[0023] 清除模块，连接所述处理模块，用于将所述处理单元已提取的所述晶圆片原始数 据从所述第一存储单元中清除。
[0024] 优选的，该半导体生产工艺控制系统，其中，还包括：
[0025] 第二存储单元，分别连接所述采集单元和所述处理单元；所述采集单元将采集到 的晶圆片原始数据保存入所述第二存储单元中；所述处理单元将经过处理的分组数据保存 入所述第二存储单元中。
[0026] -种半导体生产工艺控制方法，其中，包括
[0027] 采集单元，用于采集所述半导体生产设备生成的晶圆片原始数据；
[0028] 第一存储单元，连接所述采集单元，用于保存所述晶圆片原始数据；
[0029] 处理单元，连接所述第一存储单元，用于对所述晶圆片原始数据进行分析，随后输 出分析结果；
[0030] 告警单元，连接所述处理单元，用于根据所述分析结果提示使用者相应的晶圆片 的生产工艺存在问题；
[0031] 所述半导体生产工艺控制方法具体包括：
[0032] 步骤1，所述采集单元采集半导体生产设备生成的晶圆片原始数据，并保存于所述 第一存储单元中；
[0033] 步骤2,所述处理单元从所述第一存储单元中提取所述晶圆片原始数据，并以预设 的第一规则对所述晶圆片原始数据进行处理，以得到对应的分组数据；
[0034] 步骤3,所述处理单元根据所述第一规则对所述分组数据进行分组；
[0035] 步骤4,所述处理单元根据预设的第二规则对预设的一组内的预定数量的连续的 所述分组数据的变化趋势进行分析，随后输出分析结果；
[0036] 步骤5,所述告警单元根据所述分析结果输出相应的告警信号，以提示使用者对应 晶圆片的生产工艺存在问题。
[0037] 优选的，该半导体生产工艺控制方法，其中，当对所述晶圆片原始数据进行直接分 析时，所述步骤2中，所述处理单元从所述第一存储单元中提取所述晶圆片原始数据后不 以预设的第一规则进行处理，直接转至所述步骤4 ;
[0038] 所述步骤4中，所述处理单元根据预设的第二规则，对预定数量的连续的晶圆片 原始数据的变化趋势进行分析，随后输出分析结果。
[0039] 优选的，该半导体生产工艺控制方法，其中，一个所述晶圆片原始数据中包括采集 于一片所述晶圆片上的多个量测点的数据，或者从采集于一个批次的多个所述晶圆片上的 多个量测点的数据。
[0040] 所述步骤1中，当所述采集单元采集到所述晶圆片原始数据，并将所述晶圆片原 始数据发送至所述第一存储单元中保存时，在所述第一存储单元内形成一个树形缓存结 构，包括：
[0041] 一个根节点，指示晶圆片原始数据的采集方案信息；
[0042] 多个第一层子节点，分别连接所述根节点，每个所述第一层子节点用于指示所述 采集方案信息中的一个量测规格信息；其中一个所述第二层子节点用于指示对应所述晶圆 片原始数据的分析界面信息；
[0043] 多个第二层子节点，分别连接用于指示所述分析界面信息的所述第一层子节点； 所述第二层子节点用于指示处理对应的所述晶圆片原始数据所依据的第一规则；
[0044] 多个第三层子节点，分别连接多个所述第二层子节点；所述第三层子节点用于指 示对应所述晶圆片原始数据的第二规则；
[0045] 当所述步骤4中，所述处理单元输出分析结果后，清除所述第一存储模块中的相 应树形缓存结构。
[0046] 优选的，该半导体生产工艺控制方法，其中，所述步骤1中，一个所述晶圆片原始 数据包括采集于一个晶圆片上的多个量测点的数据，或者采集于一个批次的晶圆片上的多 个量测点的数据。
[0047] 优选的，该半导体生产工艺控制方法，其中，所述步骤2中，当所述处理单元从所 述第一存储单元中提取出一个所述晶圆片原始数据后，将所述晶圆片原始数据从所述第一 存储单元中清除。
[0048