[发明专利]颗粒自动控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及质量控制领域，特别涉及一种颗粒自动控制方法及系统。

背景技术

随着半导体产业的不断发展，半导体制造工艺已经进入纳米时代，以适应各项电子产品越做越小，功能越做越强的趋势。而伴随着芯片功能越做越强，元件越做越小的趋势而来的，便是对工艺中各种不同环节的技术要求越来越高。由于元件越来越小，而内部线路越做越复杂，使工艺中对各项参数的细微变化更敏感，原先可以容许的工艺条件误差，在元件体积大幅缩小后，可能会对元件的性能造成极大的影响，因此，为达到良好的元件性能，对工艺条件及质量控制的要求必定会日趋严谨。

对半导体元件进行质量控制主要是通过收集数据、整理数据，找出波动的规律，将正常波动控制在最低限度，消除系统性原因造成的异常波动。将实际测得的质量特性与相关标准进行比较，并对出现的差异或异常现象采取相应措施进行纠正，从而使工序处于受控制状态，这一过程就叫做质量控制。

例如，半导体生产过程中需要不断检查工艺环境，机台内和晶圆上的清洁度，即检测微颗粒的个数。由于颗粒的分布和飘移的情况具有特殊的表现，因此目前业界借用统计过程控制图(Statistical Process Control Chart，SPCChart)的形式，SPC软件中都含有WECO rule(西方电子公司之异常警示准则)自动化功能。如图1所示，该准则设定μ±3σ为控制界限(其中μ为所述产品的质量特性值的平均值，σ为所述产品的质量特性值的标准差)，且将上界限μ+3σ和下界限μ-3σ之间的区域称为控制区域，而μ为控制区域的中线，然后再将中线与控制区域之间的区域进行三等分，分为区域A、区域B和区域C。SPC软件将颗粒特性值落在区域A内记为信号2，此时WECO rule的信号显示为“□-2-2”或“2-□-2”，SPC软件对此类信号报警。对于控制图中控制界限的确定方法有多种，在例如申请号为200480037968.6的中国专利申请中还能发现更多与确定控制界限相关的内容。

如果检测得到的颗粒个数信号显示“□-2-2”或“2-□-2”，就认为工艺环境或机台内环境洁净度超标，需要停机清洁。或者如果晶圆上的颗粒数溢出USL，则该片晶圆必须加以清洁后才能继续进行后续工艺流程。

但是，如图2所示，颗粒数有偶然一次性飘高的特性，技术上称为“偶发”特性。经验告诉我们，这种偶然性一次飘高不表示洁净度出了问题，一般认为不是反常现象。所以当颗粒控制图经常出现如图2的现象时，理论上应该进行清洁步骤了，但是技术人员仍认为整个颗粒数还是可控的，无须停机或清洗晶圆。

为了防止上述情况的发生，在半导体生产过程中对工艺环境中或晶圆表面的杂质颗粒进行控制采用的方法为“二点法”。如图3所示，当连续两点超过USL，才能判断颗粒超标或者说失控，这时才采取对应措施。

但是，“二点法”原则太简单苛刻，容易犯“滞后”的错误，当发生图4的情况时，会延误颗粒失控的检测判断，从而耽误及时的清洁或停机检测措施，影响产品的质量。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种颗粒自动控制方法及系统，防止耽误及时的清洁或停机检测措施，影响产品的质量。

为解决上述问题，本发明提供一种颗粒自动控制方法，包括：获取晶圆表面或工艺环境中颗粒个数；设置颗粒个数的允许上限值；计算信号值，所述信号值与颗粒个数和颗粒个数的允许上限值有关联；根据信号值分析颗粒控制情况，在任意五个连续信号值中有至少四个为中间值，判定为颗粒失控。

可选的，所述计算信号值的步骤分为：

计算正数其中X为颗粒个数，n为颗粒个数的允许上限值；

可选的，设置信号值所述2为异常值，1为中间值，0为正常值。

可选的，所述根据信号值分析颗粒控制情况是采用SPC软件中WECO准则。

可选的，所述WECO准则设定μ±3σ为控制界限，其中，μ为所述产品的质量特性值的平均值，σ为所述产品的质量特性值的标准差。

可选的，所述控制界限μ±3σ之间的区域等分成六个分区域，所述六个分区域分别为μ+3σ与μ+2σ之间的第一区域A、μ-3σ与μ-2σ之间的第二区域A、μ+2σ与μ+σ之间的第一区域B、μ-2σ与μ-σ之间的第二区域B、μ+σ与μ之间的第一区域C和μ-σ与μ之间的第二区域C。

可选的，所述信号值Z＝2是位于第一区域A和第二区域A内的，信号值Z＝1是位于第一区域B和第二区域B内的，信号值Z＝0是位于第一区域C和第二区域C内的。