本發(fā)明涉及半導體生產領域，具體涉及一種晶元在線監(jiān)測方法及裝置。

背景技術：

晶元(wafer)，也稱磊晶、晶圓、藍寶石襯底、外延片，是生產集成電路所用的載體,多指單晶硅圓片。單晶硅圓片由普通硅砂拉制提煉，經(jīng)過溶解、提純、蒸餾一系列措施制成單晶硅棒，單晶硅棒經(jīng)過拋光、切片之后，就成為了晶元。晶元是最常用的半導體材料,多用于顯示照明及l(fā)ed行業(yè)。

在晶元的生產過程中，由于在每一個特定工藝加工時，容易受到諸多因素的影響，如氧化溫度、溶液濃度、設備振動等影響，因此需要對其生產過程進行監(jiān)控，盡早發(fā)現(xiàn)異常，以免影響更多的晶元的生產，保證產品的穩(wěn)定性。

目前，在晶元的生產過程中，采用統(tǒng)計過程控制的方法對其生產過程進行分析評價。統(tǒng)計過程控制(statisticalprocesscontrol，spc)是一種借助數(shù)理統(tǒng)計對產品的生產過程進行控制的方法，可以對生產過程進行分析評價，根據(jù)反饋信息及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采用措施消除其影響，使生產過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態(tài)，以達到控制質量的目的。但是，傳統(tǒng)的spc在進行產品狀況分析時，主要依靠手 工進行計算和繪圖，效率低。此外，現(xiàn)有技術中采用spc對晶元的生產進行分析時，只借助其中的單個指標，如根據(jù)均值-極差圖來監(jiān)控過程狀態(tài)，分析不全面，不能實時有效地反應出晶元的生產狀態(tài)。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中的晶元生產過程檢測方法分析不全面、效率低的缺陷。

本發(fā)明提供一種晶元在線監(jiān)測方法，包括如下步驟：

實時獲取多個晶元的測試數(shù)據(jù)，每個晶元對應多個測試數(shù)據(jù)；

計算每個晶元對應的測試數(shù)據(jù)的最大值和最小值之差值；

判斷所述差值是否超出預設差值閾值，若超出則對該晶元進行預警；

根據(jù)每個晶元對應的多個測試數(shù)據(jù)計算每個晶元的測試均值；

判斷所述測試均值是否超出第一閾值，若超出第一閾值則進行第一報警處理。

優(yōu)選地，還包括：

若所述測試均值未超出第一閾值，則判斷所述測試均值是否超出第二閾值，所述第二閾值小于所述第一閾值，若超出第二閾值，則進行第二報警處理。

優(yōu)選地，還包括：

判斷所述測試數(shù)據(jù)是否明顯偏離常規(guī)數(shù)據(jù)，若是則屏蔽該測試數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述第一閾值的上限為規(guī)格上限usl，所述第一閾值的下限為規(guī)格下限lsl；和/或

所述第二閾值的上限為ucl＝usl-3sigma，所述第二閾值的下限為lcl＝lsl+3sigma，其中sigma為所有測試數(shù)據(jù)的方差。

優(yōu)選地，還包括計算

第一參數(shù)：cp＝(usl-lsl)/6*sigma

第二參數(shù)：cpu＝(usl-mean)/3*sigma

第三參數(shù)：cpl＝(mean-lsl)/3*sigma

第四參數(shù)：cpk＝min(cpu，cpl)

第五參數(shù)：(sigma-(usl-lsl)/2)/(usl-lsl)/2

其中，mean為所有測試數(shù)據(jù)的平均值，sigma為所有測試數(shù)據(jù)的方差，usl為規(guī)格上限，lsl為規(guī)格下限。

優(yōu)選地，還包括監(jiān)控所述第一參數(shù)、第二參數(shù)、第三參數(shù)、第四參數(shù)或第五參數(shù)中的部分或全部，超出相應的預設閾值時進行報警。

優(yōu)選地，還包括根據(jù)所述測試均值或所述差值生成圖表的步驟。

本發(fā)明還提供一種晶元在線監(jiān)測裝置，包括：

數(shù)據(jù)獲取單元，用于實時獲取多個晶元的測試數(shù)據(jù)，每個晶元對應多個測試數(shù)據(jù)；

差值計算單元，用于計算每個晶元對應的測試數(shù)據(jù)的最大值和最小值之差值；

預警單元，用于判斷所述差值是否超出預設差值閾值，若超出則對該晶元進行預警；

均值計算單元，用于根據(jù)每個晶元對應的多個測試數(shù)據(jù)計算每個晶元的測試均值；

第一報警單元，用于判斷所述測試均值是否超出第一閾值，若超出第一閾值則進行第一報警處理。

優(yōu)選地，還包括

第二報警單元，用于若所述測試均值未超出第一閾值，則判斷所述測試均值是否超出第二閾值，所述第二閾值小于所述第一閾值，若超出第二閾值，則進行第二報警處理。

優(yōu)選地，還包括：

屏蔽單元，用于判斷所述測試數(shù)據(jù)是否明顯偏離常規(guī)數(shù)據(jù)，若是則屏蔽該測試數(shù)據(jù)。

本發(fā)明技術方案，具有如下優(yōu)點：

1.本發(fā)明提供的晶元在線監(jiān)測方法及裝置，首先獲取多個晶元的多個測試數(shù)據(jù)，然后根據(jù)每個晶元的測試數(shù)據(jù)的最大值和最小值之差值判斷單 個晶元是否出現(xiàn)問題，從而對單個晶元進行報警；此外，還根據(jù)每個晶元的測試均值是否超出閾值進行報警，用于監(jiān)測不同晶元之間的異常，從而實現(xiàn)了對單個晶元以及不同晶元之間的在線監(jiān)測，提高了監(jiān)測效率和監(jiān)測精度。

2.本發(fā)明所述的晶元在線監(jiān)測方法及裝置，還設置了第二閾值，當未超出第一閾值，但超出第二閾值時，進行第二報警，通過設置多個閾值進行合理的預警措施，從而更好的及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，提高生產精度和效率。

3.本發(fā)明所述的晶元在線監(jiān)測方法及裝置，計算出多個參數(shù)對晶元進行監(jiān)測，從而綜合全面的反應出晶元生產過程中狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例1中晶元在線監(jiān)測方法的一個具體示例的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例1中的各個晶元的測試均值的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例1中的單個晶元的最大值與最小值的差值的示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例1中晶元在線監(jiān)測裝置的一個具體示例的結構框圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

實施例1

本實施例中提供一種晶元(wafer)在線監(jiān)測方法，用于實現(xiàn)晶元的在線監(jiān)控，通過spc(統(tǒng)計過程控制)的方式來實現(xiàn)，如圖1所示，包括如下步驟：

s1、實時獲取多個晶元的測試數(shù)據(jù)，每個晶元對應多個測試數(shù)據(jù)。

測試數(shù)據(jù)是由機臺上傳的實時在線數(shù)據(jù)，如每個lot抽取2-5片晶元進行取樣，每片晶元取5個點進行測量得到測試數(shù)據(jù)。

s2、計算每個晶元對應的測試數(shù)據(jù)的最大值和最小值之差值。

此處的差值是同一批次同一晶元測量值的最大值和最小值之差，如圖3所示，用于監(jiān)控同一晶元是否出現(xiàn)異常。

s3、判斷所述差值是否超出預設差值閾值，若超出則對該晶元進行預警。

如果該差值超出預設的合理范圍，說明該晶元出現(xiàn)問題，需要進行預警提示，該晶元對應的數(shù)據(jù)被設置為高亮或紅色，提醒相關人員注意。

s4、根據(jù)每個晶元對應的多個測試數(shù)據(jù)計算每個晶元的測試均值。

測試均值說明該晶元的基本信息，通過監(jiān)測測試均值可以獲得該晶元之間的實時狀況，如圖2所示。

s5、判斷所述測試均值是否超出第一閾值，若超出第一閾值則進行第一報警處理。此處的所述第一閾值的上限為規(guī)格上限usl，所述第一閾值的下限為規(guī)格下限lsl。如果超出第一閾值的范圍，系統(tǒng)會關聯(lián)生產系統(tǒng)進行hold片與暫停機臺不讓機臺進行下一步的操作。

該方案實現(xiàn)了對單個晶元以及不同晶元之間的在線監(jiān)測，提高了監(jiān)測效率和監(jiān)測精度。

作為進一步優(yōu)選的方案，還可以進一步設置一個或多個閾值，進行不同程度的預警提示。例如若所述測試均值未超出第一閾值，則判斷所述測試均值是否超出第二閾值，所述第二閾值小于所述第一閾值，若超出第二閾值，則進行第二報警處理。例如所述第二閾值的上限為ucl＝usl-3sigma，所述第二閾值的下限為lcl＝lsl+3sigma，其中sigma為所有測試數(shù)據(jù)的方差。

為了便于觀測，上述數(shù)據(jù)通過圖表的形式進行表示，如通過圖2和圖3 表示，圖2主要監(jiān)控不同晶元之間的異常。圖2的橫坐標軸為lot軸,y軸為此lot對應的值，即各個晶元的五個點的均值，每個lot測試了多少片晶元就會相應的出現(xiàn)多少個點，其中圖2中用虛線分別標識了圖2的usl(規(guī)格上限)與lsl(規(guī)格下限)，作為第一閾值進行預警；用實線標識了ucl(lowercontrollimit)上控線與lcl(uppercontrollimit)下控線，作為第二閾值進行預警，黑色虛點線標識了lg，tg為中間線。tg＝(usl+lsl)/2，也可以根據(jù)實際情況進行調整，用于提供參考基線。其中ucl(lowercontrollimit)上控線與lcl(uppercontrollimit)下控線均為spc里的控制線，一般的公式為ucl＝usl-3sigma,lcl＝lsl+3sigma，可以根據(jù)實際情況進行調整，超出了ucl與lcl，系統(tǒng)一般采用郵件通知相關產品與生產人員，表示這批晶元已經(jīng)超出控線出現(xiàn)異常，請相關人員前來確認原因與后續(xù)的一些操作(可以繼續(xù)進行生產)。超出此線與超出usl與lsl不同的地方是：超出了usl與lsl系統(tǒng)會立即停止生產當前批次的wafer(已經(jīng)超出規(guī)格線，為嚴重的異常)，并hold(停止)當前機臺的生產與運行。在相關人員檢查討論作出決定后再進行返工或者是繼續(xù)生產。

根據(jù)各個點所在區(qū)域對比標識線，可以看出此圖2的點分布情況與點的浮動情況，從而得出質量情況。

圖2中的測試均值如果超出了控制線即實線的為失控狀態(tài)，此時系統(tǒng)會郵件通知相關人員，出現(xiàn)異常，根據(jù)規(guī)則會關聯(lián)并通知生產系統(tǒng)進行hold片或者暫停機臺不讓機臺進行下一步的操作。如果超出規(guī)格線虛線系統(tǒng)會關聯(lián)生產系統(tǒng)進行hold片與暫停機臺不讓機臺進行下一步的操作。異常的點，會有紅色顯著顯示，將鼠標移至點上可以看到此點具體的值以及是哪個lot，如果需要進一步進行分析，會將此lot交給實驗室與工程部門進行進一步的測量與分析原因。

作為進一步的實施方案，還進一步計算如下參數(shù)，用于對各個晶元的質量進行在線監(jiān)測，具體為：

第一參數(shù)：cp＝(usl-lsl)/6*sigma

第二參數(shù)：cpu＝(usl-mean)/3*sigma

第三參數(shù)：cpl＝(mean-lsl)/3*sigma

第四參數(shù)：cpk＝min(cpu，cpl)

第五參數(shù)：ca＝(sigma-(usl-lsl)/2)/(usl-lsl)/2

其中，mean為所有測試數(shù)據(jù)的平均值，sigma為所有測試數(shù)據(jù)的方差，usl為規(guī)格上限，lsl為規(guī)格下限。

該方法還包括監(jiān)控所述第一參數(shù)、第二參數(shù)、第三參數(shù)、第四參數(shù)或第五參數(shù)中的部分或全部，超出相應的預設閾值時進行報警。

在圖2中，還可以在該圖的右上角顯示這些質量監(jiān)測指標cp、cpu、cpl、cpk、ca，非常直觀，能夠綜合監(jiān)測晶元的質量狀況，通過圖表直觀的進行顯示，提供便利的操作方式。

作為進一步優(yōu)選的方案，該本方案中還進一步判斷所述測試數(shù)據(jù)是否明顯偏離常規(guī)數(shù)據(jù)，若是則屏蔽該測試數(shù)據(jù)。如采集的數(shù)據(jù)當中有明顯的錯誤的超出常規(guī)的數(shù)據(jù)，可以進行屏蔽，進行真實的分析。此外，某些特別的數(shù)據(jù)，有的在生產過程中相關人員已經(jīng)作了備注，說明了情況可以進行忽略的，這些數(shù)據(jù)也可以屏蔽。

為了保證原始數(shù)據(jù)的真實性，不能在spc中刪除錯誤，同時如果將一組數(shù)據(jù)進行重新測量也會比較耗時，而且還要經(jīng)過數(shù)據(jù)的收集才能進行分析，但是如果能在程序中將有明顯問題或者存在不確定的點進行屏蔽，就可以立即得出正常需要的質量指標。這種模擬是可以即時體現(xiàn)正常的質量結果。

實施例2

本實施例中提供一種晶元在線監(jiān)測裝置，如圖4所示，包括：

數(shù)據(jù)獲取單元01，用于實時獲取多個晶元的測試數(shù)據(jù)，每個晶元對應多個測試數(shù)據(jù)；

差值計算單元02，用于計算每個晶元對應的測試數(shù)據(jù)的最大值和最小值之差值；

預警單元03，用于判斷所述差值是否超出預設差值閾值，若超出則對該晶元進行預警；

均值計算單元04，用于根據(jù)每個晶元對應的多個測試數(shù)據(jù)計算每個晶元的測試均值；

第一報警單元05，用于判斷所述測試均值是否超出第一閾值，若超出第一閾值則進行第一報警處理。

優(yōu)選地，還包括

第二報警單元，用于若所述測試均值未超出第一閾值，則判斷所述測試均值是否超出第二閾值，所述第二閾值小于所述第一閾值，若超出第二閾值，則進行第二報警處理。

進一步優(yōu)選地，還包括：

屏蔽單元，用于判斷所述測試數(shù)據(jù)是否明顯偏離常規(guī)數(shù)據(jù)，若是則屏蔽該測試數(shù)據(jù)。

本領域內的技術人員應明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。