晶圆质量检测系统以及晶圆质量检测方法

摘要

一种晶圆质量检测系统及晶圆质量检测方法，包括：风险控制派货模块、生产报告模块和质量检测监控模块；其中，风险控制派货模块用于对预定批次的晶圆作标记，并根据每台生产设备的抽检模式对该生产设备进行派货安排或发出警示派货要求；生产报告模块用于将设备抽检模式信息发送给风险控制派货模块，并将所有生产设备的生产信息实时传送给质量检测监控模块；质量检测监控模块用于实时显示每台生产设备上的晶圆投入情况以及每台设备中作标记的晶圆的信息，并计算出每台生产设备的风险批次数。以此保证每台生产设备的质量抽检频度，从而保证产品的良率。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种晶圆质量检测 系统以及晶圆质量方法。

背景技术

在晶圆的加工处理过程中，需要实时地对加工中的晶圆进行检测，以确保 晶圆质量。通过实时质量检测，可以尽早地发现存在缺陷的晶圆，以此信息及 时的查找并排除产生所述缺陷的原因，保证后续晶圆的正常生产和质量，由此 提高了晶圆处理效率，并且避免了不必要的耗费。

但是，对所有处理中的晶圆都进行质量检测的效率低下，严重影响生产效 率。因此，在现有的实时晶圆质量检测方法中，往往通过对晶圆进行抽检来判 断各个批次的晶圆的质量情况。在现有的实时晶圆质量检测方法中，会按照一 定的概率和规则随机抽取晶圆进行检测，从而判断生产过程中的晶圆质量和抽 检晶圆在抽检之前的工艺设备的运行情况。具体地说，当抽检出来的晶圆的质 量是合格的时候，则判断上次抽检的晶圆之后的晶圆至本次抽检的晶圆之间的 晶圆都是合格晶圆，同时可以判断抽检晶圆在抽检之前的工艺步骤的运行情况 是正常的。当抽检晶圆有缺陷的时候，则判断上次抽检的晶圆之后的晶圆至本 次抽检的晶圆之间的晶圆都是风险晶圆，同时可以判断抽检晶圆在抽检之前的 工艺设备，需要对风险晶圆进行重新确认后进行相应处理，同时要对判断抽检 晶圆在抽检之前的工艺步骤有异常，需要及时停止异常工艺步骤的生产，并对 异常工艺步骤进行排查，查找产生缺陷的原因并排除，直到能够恢复正常生产。

然而，上述实时晶圆质量检测方法存在一些问题。具体地说，不同生产设 备生产的晶圆数量并不均匀，而且动态抽检出来进行质量检查的批次（若干个 晶圆被组成一个批次，例如25个晶圆作为一个批次）在生产线上并不是均匀分 布的；从而有可能出现这样的情况，即存在风险的生产设备在短时间内生产了 很多批次的产品，然而这些批次却没有被抽取出来以进行质量检测。

由于上述原因，有可能大量缺陷产品没有被抽检到，而抽检到的都是合格 产品。这样，即使检测结果表示产品是合格的，然而实际上却存在大量缺陷晶 圆产品。因此，现有实时的晶圆质量检测方法无法保证对每台生产设备的抽检 频率，无法有效的控制缺陷晶圆的产生从而保证产品良率。

发明内容

本发明的一个目的是针对现有技术的上述技术问题，提出一种晶圆质量检 测系统以及晶圆质量方法。

一种晶圆质量检测系统，包括：风险控制派货模块、生产报告模块和质量 检测监控模块；其中，所述风险控制派货模块用于对预定批次的晶圆作标记， 其中，作标记的晶圆为标记批次晶圆，未作标记的晶圆为未标记批次晶圆，并 根据每台生产设备的抽检模式对该生产设备进行派货安排；所述生产报告模块 用于将设备抽检模式信息发送给所述风险控制派货模块，并将所有生产设备的 生产信息实时传送给所述质量检测监控模块；所述质量检测监控模块用于实时 显示每台生产设备上的晶圆投入情况以及每台设备中作标记的晶圆的信息，并 计算出每台生产设备的风险批次数，当风险批次数超过上线规格时，所述风险 控制派货模块会发出警示派货要求。

可选的，所述抽检模式包括：常规抽检模式、异常抽检模式以及保养后抽 检模式。

可选的，所述常规抽检模式适用于未出现异常情况和正常生产未进行保养 的设备。

可选的，对所述常规抽检模式下的生产设备，所述风险控制派货模块依照 晶圆进入所述生产设备的顺序，每隔第一数量的未标记批次晶圆后派出一个标 记批次晶圆进入所述生产设备进行生产。

可选的，所述异常抽检模式适用于运转异常的设备。

可选的，对所述异常抽检模式下的生产设备，所述风险控制派货模块依照 晶圆进入所述生产设备的顺序，每隔第二数量的未标记批次晶圆后派出一个标 记批次晶圆进入所述生产设备进行生产。

可选的，所述第二数量小于第一数量。

可选的，所述保养后抽检模式适用于进行了保养但还未投入生产的生产设 备。

可选的，对所述保养后抽检模式下的生产设备，所述风险控制派货模块对 进入所述生产设备的第一个批次晶圆派出标记批次晶圆。

可选的，所述风险批次数是从经过一生产设备后被检查的批次至该生产设 备最近结束生产的批次之间的批次数目。

一种采用如权利要求1所述的晶圆质量检测系统的晶圆质量检测方法，包 括：所述风险控制派货模块对预定批次的晶圆作标记，其中，作标记的晶圆为 标记批次晶圆，未作标记的晶圆为未标记批次晶圆；所述生产报告模块将设备 抽检模式信息发送给所述风险控制派货模块，所述风险控制派货模块根据每台 生产设备的抽检模式对该生产设备进行派货安排，所述生产报告模块将所有生 产设备的生产信息实时传送给所述质量检测监控模块；所述质量检测监控模块 实时显示每台生产设备上的晶圆投入情况以及每台设备中标记批次晶圆的信 息，并计算出每台生产设备的风险批次数，当所述风险批次数超过上线规格时， 所述风险控制派货模块会发出警示派货要求。

可选的，所述抽检模式包括：常规抽检模式、异常抽检模式以及保养后抽 检模式。

可选的，所述常规抽检模式适用于未出现异常情况和正常生产未进行保养 的设备。

可选的，对所述常规抽检模式下的生产设备，所述风险控制派货模块依照 晶圆进入所述生产设备的顺序，每隔第一数量的未标记批次晶圆后派出一个标 记批次晶圆进入所述生产设备进行生产。

可选的，所述异常抽检模式适用于运转异常的设备。

可选的，对所述异常抽检模式下的生产设备，所述风险控制派货模块依照 晶圆进入所述生产设备的顺序，每隔第二数量的未标记批次晶圆后派出一个标 记批次晶圆进入所述生产设备进行生产。

可选的，所述第二数量小于第一数量。

可选的，所述保养后抽检模式适用于进行了保养但还未投入生产的生产设 备。

可选的，对所述保养后抽检模式下的生产设备，所述风险控制派货模块对 进入所述生产设备的第一个批次晶圆派出标记批次晶圆。

可选的，所述风险批次数是从经过一生产设备后被检查的批次至该生产设 备最近结束生产的批次之间的批次数目。

与现有技术中的晶圆质量检测方法不同的是，本发明并不是完全随机地抽 取待检测的晶圆或晶圆批次，而是事先对依次进入生产流程的晶圆的将被抽检 的晶圆批次进行标记，通过本发明的晶圆质量检测系统和晶圆质量检测方法， 可以实时观察到每台生产设备所生产晶圆的抽检情况和标记批次晶圆在每台生 产设备的投入情况，可以实时监控每台生产设备的风险批次数，并通过风险控 制派货模块按照设定的抽检模式对生产设备完成派货。以此保证每台生产设备 的质量抽检频度，从而保证产品的良率。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明实施例的晶圆质量检测方法的标记步骤的 示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施例的晶圆质量检测方法在不同抽检模 式下派货步骤的示意图；

图3示意性地示出了根据本发明实施例的晶圆质量检测方法的风险警示步 骤的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发 明的内容进行详细描述。

本发明的晶圆质量检测系统包括：风险控制派货模块、生产报告模块和质 量检测监控模块；其中，所述风险控制派货模块用于对预定批次的晶圆作标记， 其中，作标记的晶圆为标记批次晶圆，未作标记的晶圆为未标记批次晶圆，并 根据每台生产设备的抽检模式对该生产设备进行派货安排；所述生产报告模块 用于将设备抽检模式信息发送给所述风险控制派货模块，并将所有生产设备的 生产信息实时传送给所述质量检测监控模块；所述质量检测监控模块用于实时 显示每台生产设备上的晶圆投入情况以及每台设备中标记批次晶圆的信息，并 计算出每台生产设备的风险批次数，当所述风险批次数超过上线规格时，所述 风险控制派货模块会发出警示派货要求。

下面分别详细说明每个模块的功能。

风险控制派货模块

风险控制派货模块按照标记规则对投入生产的晶圆批次进行标记，其中， 作标记的晶圆为标记批次晶圆，未作标记的晶圆为未标记批次晶圆，标记批次 晶圆就是需要进行质量检测的晶圆。所述风险控制派货模块把进入生产的标记 批次晶圆和未标记批次晶圆的批次信息传送给质量检测监控模块。所述风险控 制派货模块会根据每台生产设备的抽检模式对该生产设备进行派货安排或者发 出警示派货要求。

所述的抽检模式分为三类：常规抽检模式，异常抽检模式和保养后抽检模 式。所述常规抽检模式适用于未出现异常情况和正常生产未进行保养的设备。 对所述常规抽检模式下的生产设备，所述风险控制派货模块依照晶圆进入所述 生产设备的顺序，每隔第一数量的未标记批次晶圆后派出一个标记批次晶圆进 入所述生产设备进行生产。所述异常抽检模式适用于运转异常的设备。对所述 异常抽检模式下的生产设备，所述风险控制派货模块依照晶圆进入所述生产设 备的顺序，每隔第二数量的未标记批次晶圆后派出一个标记批次晶圆进入所述 生产设备进行生产。所述保养后抽检模式适用于进行了保养但还未投入生产的 生产设备。对所述保养后抽检模式下的生产设备，所述风险控制派货模块对进 入所述生产设备的第一个批次晶圆派出标记批次晶圆。所述第二数量小于第一 数量。

生产报告模块

生产报告模块收集所有生产设备的抽检模式信息，并把设备抽检模式信息 发送给风险控制派货模块。生产报告模块收集所有生产设备的生产信息，并将 所有生产设备的生产信息实时传送给所述质量检测监控模块。

质量检测监控模块

质量检测监控模块收到风险控制派货模块的进入生产的标记批次晶圆和未 标记批次晶圆的批次信息和生产报告系统的所有生产设备的生产信息，可以实 时显示每台生产设备上的晶圆投入情况以及每台设备中作标记的晶圆的信息。 质量检测监控模块监控所有生产设备所生产的晶圆的抽检情况，并计算出每台 生产设备依照生产顺序相邻两个标记批次晶圆之间的批次数，同时计算出从经 过一生产设备后被检查的批次至该生产设备最近结束生产的批次之间的批次数 目。从经过一生产设备后被检查的批次至该生产设备最近结束生产的批次之间 的批次数目被称之为该设备风险批次数。质量检测控制模块将计算出的每台生 产设备依照生产顺序相邻两个标记批次晶圆之间的批次数和每台设备的风险批 次数传送给风险控制派货模块。所述质量检测控制系统可以实时显示每台生产 设备的风险批次数。当一生产设备依照生产顺序相邻两个标记批次晶圆之间的 批次数超过该设备抽查模式所要求的数量时，所述风险控制派货模块会发出警 示派货要求。当一生产设备的风险批次数超过上线规格时，所述风险控制派货 模块会发出警示派货要求。优选的，风险批次数的上线规格为15。

本发明的晶圆质量检测方法包括以下步骤：所述风险控制派货模块对预定 批次的晶圆作标记，其中，作标记的晶圆为标记批次晶圆，未作标记的晶圆为 未标记批次晶圆；所述生产报告模块将设备抽检模式信息发送给所述风险控制 派货模块，所述风险控制派货模块根据每台生产设备的抽检模式对该生产设备 进行派货安排，所述生产报告模块将所有生产设备的生产信息实时传送给所述 质量检测监控模块；所述质量检测监控模块实时显示每台生产设备上的晶圆投 入情况以及每台设备中作标记的晶圆的信息，并计算出每台生产设备的风险批 次数，当所述风险批次数超过上线规格时，所述风险控制派货模块会发出警示 派货要求。。

下面详细说明本发明的晶圆质量检测方法的各步骤。

标记步骤

图1示意性地示出了根据本发明实施例的晶圆质量检测方法的标记步骤的 示意图。如图1所示，在各批次晶圆进入生产的同时，所述风险控制派货模块 对预定批次的晶圆作标记，其中，作标记的晶圆为标记批次晶圆，未作标记的 晶圆为未标记批次晶圆，做过标记的批次晶圆批次即为需要抽检的批次晶圆。 图1中标记为M的晶圆批次即表示需要抽检的晶圆批次。优选的，所述预定批 次的晶圆为晶圆批次尾号为0、3、5或8的批次。风险控制派货模块把进入生 产的标记批次晶圆和未标记批次晶圆的批次信息传送给质量检测监控模块。

派货步骤

生产报告模块收集所有生产设备的抽检模式信息，并把设备抽检模式信息 发送给风险控制派货模块。生产报告模块收集所有生产设备的生产信息，并将 所有生产设备的生产信息实时传送给所述质量检测监控模块。所述风险控制派 货模块会根据每台生产设备的抽检模式对该生产设备进行派货安排。更具体地 说，图2示意性地示出了根据本发明实施例的晶圆质量检测方法在不同抽检模 式下派货步骤的示意图。如图2所示，在所示的具体示例中，所述抽检模式包 括：常规抽检模式、异常抽检模式以及保养后抽检模式。

所述常规抽检模式适用于未出现异常情况和正常生产未进行保养的设备 T1。对所述常规抽检模式下的生产设备T1，所述风险控制派货模块依照晶圆进 入所述生产设备T1的顺序，每隔第一数量C1的未标记批次晶圆后派出一个标 记批次晶圆进入所述生产设备T1进行生产。所述第二数量C1可以是10、15、 18等等，优选的，C1为15。

所述异常抽检模式适用于运转异常的设备T2。对所述异常抽检模式下的生 产设备T2，所述风险控制派货模块依照晶圆进入所述生产设备T2的顺序，每 隔第二数量C2的未标记批次晶圆后派出一个标记批次晶圆进入所述生产设备 T2进行生产。所述第二数量C2可以是3、5、8等等，优选的，C2为5。所述 第二数量小于第一数量。

所述保养后抽检模式适用于进行了保养但还未投入生产的生产设备T3。对 所述保养后抽检模式下的生产设备T3，所述风险控制派货模块对进入所述生产 设备的第一个批次晶圆派出标记批次晶圆。

显示步骤

生产报告模块收集所有生产设备的抽检模式信息，并把设备抽检模式信息 发送给风险控制派货模块。生产报告模块收集所有生产设备的生产信息，并将 所有生产设备的生产信息实时传送给所述质量检测监控模块。质量检测监控模 块收到风险控制派货模块的进入生产的标记批次晶圆和未标记批次晶圆的批次 信息和生产报告系统的所有生产设备的生产信息，可以实时显示每台生产设备 上的晶圆投入情况以及每台设备中作标记的晶圆的信息。质量检测监控模块监 控所有生产设备所生产的晶圆的抽检情况，并计算出每台生产设备依照生产顺 序相邻两个标记批次晶圆之间的批次数，同时计算出该设备风险批次数。质量 检测控制模块将计算出的每台生产设备依照生产顺序相邻两个标记批次晶圆之 间的批次数和每台设备的风险批次数传送给风险控制派货模块。所述质量检测 控制系统可以实时显示每台生产设备的风险批次数。当一生产设备依照生产顺 序相邻两个标记批次晶圆之间的批次数超过该设备抽查模式所要求的数量时， 所述风险控制派货模块会发出警示派货要求。当一生产设备的风险批次数超过 上线规格时，所述风险控制派货模块会发出警示派货要求。优选的，风险批次 数的上线规格为15。

风险警示步骤

图3示意性地示出了根据本发明实施例的晶圆质量检测方法的风险警示步 骤的示意图。具体地说，对D标记批次晶圆进行了质量检测后，晶圆质量检测 监控模块会计算出从经过生产设备T后被检查的D标记批次至该生产设备最近 结束生产的批次之间的批次数目，即该生产设备T的风险批次数R，如图3中 所示，R=a+b+c+d。所述风险批次数R里的晶圆可看作是潜在风险的晶圆。

具体地说，为了避免潜在风险的风险批次数过大而引起质量抽检频度降低， 从而造成可能的质量风险，在R超过某个阈值（例如30、40、45等）仍未对下 一个标记晶圆批次进行质量抽检时，风险控制派货模块会发出警示派货要求。 优选地，对所述风险批次数R可以进行上线规格管控（OOS管控：out of  specification）。

与现有技术中的晶圆质量检测方法不同的是，本发明并不是完全随机地抽 取待检测的晶圆或晶圆批次，而是事先对依次进入生产流程的晶圆的将被抽检 的晶圆批次进行标记。通过本发明的晶圆质量检测系统和晶圆质量检测方法， 可以实时观察到每台生产设备所生产晶圆的抽检情况和标记批次晶圆在每台生 产设备的投入情况，可以实时监控每台生产设备的风险批次数，并通过风险控 制派货模块按照设定的抽检模式对生产设备完成派货。以此保证每台生产设备 的质量抽检频度，从而保证产品的良率。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并 非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技 术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多 可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发 明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、 等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。