一种多光刻层电性参数相关性分析系统和分析方法

摘要

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种多光刻层电性参数相关性分析系统和分析方法，本发明根据要进行相关分析的电性测试数据计算每层光刻层的每个电性参数与每个后续光刻层的每个关键电性参数的线性相关系数，根据所述线性相关系数确定与后续光刻层的每个关键电性参数相关的电性参数，可以帮助工程师能根据线性相关系数判定对后续光刻层关键电性性能有显著影响的前层光刻层电性参数，以便工程师可针对性地严格控制影响较大的前层光刻层电性参数，避免前层工艺的损失影响到后续工艺。

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种多光刻层电性参数相关性分析系统和分析方法。

背景技术

化合物半导体工艺光刻层数较多，一般为17到20层不等，几乎每个关键的光刻层工艺完成后，都会对该层的电性性能进行PCM测试。目前，通常采用统计管制图、描述性统计值等统计学算法对单层光刻工艺的电性测试参数进行分析。由于化合物半导体每个光刻层涉及的电性参数较多，逐一对其进行监控管制的话无法快速、准确地找到质量异常的根本因素，导致工程师花费大量的时间在与后续光刻层的关键电性参数或最终器件的电性性能相关性不显著的电性参数的优化工作上，导致最终的器件性能迟迟无法得到改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多光刻层电性参数相关性分析系统和分析方法，该系统和方法可以帮助工程师快速、准确地判定对后续光刻层关键电性性能有显著影响的前层光刻层的电性参数。

为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种多光刻层电性参数相关性分析系统，包括：

关键参数设置模块，用于设置关键电性参数；

抽样设置模块，用于设置采样规则，采样规则包括在制批次晶圆在每层光刻层需要采集的电性参数、光刻层的层数抽样规则及晶圆的个数抽样规则，其中层数抽样规则需要保证采集的电性参数至少包括一个关键电性参数；

抽样模块，用于根据所述采样规则采集在制批次晶圆多个光刻层电性参数的电性测试数据；

参数输入模块，用于读取用户输入的要进行相关分析的光刻层及每个光刻层的电性参数；

相关性分析模块，用于获取要进行相关分析的电性参数的电性测试数据，并根据关键参数设置模块设置的关键电性参数识别出要进行相关分析的电性参数中的关键电性参数，并根据要进行相关分析的电性参数的电性测试数据计算每层光刻层的每个电性参数与每个后续光刻层的每个关键电性参数的线性相关系数，根据所述线性相关系数确定与后续光刻层的每个关键电性参数相关的电性参数。

优选的，该分析系统还包括数据库，用于存储抽样模块采集到的电性参数的电性测试数据。

优选的，该分析系统还包括行为管控设置模块和管控执行模块，所述行为管控设置模块用于从所述相关性分析模块获取与后续光刻层的关键电性参数相关的电性参数，并对每个所述电性参数设置相应的行为管控方式；所述管控执行模块用于监控后续批次晶圆的所述电性参数的电性测试数据，并在后续批次晶圆的所述电性测试数据违反行为管控方式时进行提示。

提供一种多光刻层电性参数相关性分析方法，包括以下步骤：

S1、设置关键电性参数和采样规则，采样规则包括在制批次晶圆在每层光刻层需要采集的电性参数、光刻层的层数抽样规则及晶圆的个数抽样规则，其中层数抽样规则需要保证采集的电性参数至少包括一个关键电性参数；

S2、根据所述采样规则采集在制批次晶圆多个光刻层电性参数的电性测试数据；

S3、获取用户输入的要进行相关分析的电性参数的电性测试数据，并从用户输入的要进行相关分析的电性参数中识别出关键电性参数，根据要进行相关分析的电性测试数据计算每层光刻层的每个电性参数与每个后续光刻层的每个关键电性参数的线性相关系数，根据所述线性相关系数确定与后续光刻层的每个关键电性参数相关的电性参数。

优选的，步骤S3之后还包括：

S4、对每个与后续光刻层的关键电性参数相关的电性参数设置相应的行为管控方式；

S5、获取后续批次晶圆的所述电性参数的电性测试数据，判断获取的所述电性测试数据是否违反行为管控方式；

S6、如果是，则进行提示；

S7、如果不是，则重复执行步骤S5。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明通过采样和线性相关性分析，得出对后续光刻层关键电性参数有显著相关性的前层电性参数，以帮助工程师能根据线性相关系数判定对后续光刻层关键电性性能有显著影响的前层光刻层电性参数，以便工程师可针对性地严格控制影响较大的前层光刻层电性参数，避免前层工艺的损失影响到后续工艺；对影响较小的前层光刻层电性参数则可在一定可控范围内对其损失放行，以提高工艺控制的效率；

（2）设置行为管控设置模块和管控执行模块，在后期的晶圆片生产中，一旦有显著相关性的前层电性参数值发生偏离目标值、不在控制限制范围内等状况时进行提示，防止在未处理之前流入下一光刻层进行制作，造成材料浪费。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明方法的流程示意图；

图2为本发明系统的框架示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。

如图1、2所示，本实施例提供一种多光刻层电性参数相关性分析方法，包括以下步骤：

S1、通过抽样设置模块12设置采样规则，采样规则包括在制批次晶圆在每层光刻层需要采集的电性参数、光刻层的层数抽样规则及晶圆的个数抽样规则；本实施例中，在制批次晶圆每层光刻层需要采集的电性参数：第一层采集电性参数A、B，第二层采集电性参数C、D，第三层采集电性参数E、F，第四层采集电性参数G，第五层采集电性参数H、I，第六层采集电性参数J、K，第七层采集电性参数L、M、N；光刻层的层数抽样规则：同一晶圆中选择单元号尾数为奇数的光罩重复单元进行电性测试数据采集；晶圆个数抽样规则：同一批次中选择片号位数为偶数的晶圆片。

通过关键参数设置模块设置关键电性参数，此处的关键电性参数是指影响最终产品性能指标的电性参数，关键电性参数的确定与产品本身和工程师的经验有关；设置第三层的电性参数E、第七层的电性参数M为关键电性参数。

S2、将上述采样规则同步至抽样模块13，抽样模块13根据上述设定好的采样规则通过FTP协议从各层光刻层的PCM测试机台工作电脑41上采集电性测试数据，即本实施例中采集到了号位数为偶数的晶圆片，每个晶圆采集了第一层电性参数A、B，第三层电性参数E、F，第五层电性参数H、I，第七层电性参数L、M、N的电性测试数据。将上述电性测试数据上传至数据库14进行保存，数据库14中存储了多种产品的多个光刻层电性参数的电性测试数据。

S3、工程师通过参数输入模块15选择要进行相关性分析的条件：时间范围（从2017年1月1日到2017年5月31日）、产品（0.25μm GaAs pHemt）、待分析参数（第一层电性参数A、B，第三层电性参数E、F，第七层电性参数L、M、N），参数输入模块15读取上述分析条件后上传给相关性分析模块16。相关性分析模块16从数据库14中获取待分析参数的电性测试数据，并识别出电性参数E和电性参数M为关键电性参数。计算电性参数A与电性参数E的线性相关系数，电性参数B与电性参数E的线性相关系数，电性参数A与电性参数M的线性相关系数，电性参数B与电性参数M的线性相关系数，电性参数E与电性参数M的线性相关系数，电性参数F与电性参数M的线性相关系数，然后进行假设检验计算各个线性相关系数的P值，根据P值得知本实施例中与后续光刻层的关键电性参数E相关的电性参数为B参数。线性相关系数和假设检验的计算方法为现有技术，此处不再赘述。

S4、通过行为管控设置模块为电性参数B设置行为管控方式，该行为管控方式为：每晶圆片针对该电性参数的平均值不得超出1 Sigma；

S5、抽样模块13采集后续批次晶圆电性参数B的电性测试数据，管控执行模块从抽样模块13获取上述电性测试数据，判断获取的电性测试数据平均值是否超出1 Sigma；

S6、如果超出，则行为管控模块17按其设置向制造执行系统21发送事务处理信息，请求对整个批次进行暂停处理；

S7、如果不是，则行为管控模块17继续进行监控。

以上实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以权利要求为准。