專利名稱：一種制造半導(dǎo)體器件的方法及一種制造半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對用于半導(dǎo)體器件制造的集成電路及其處理。特別地，本發(fā)明提供了監(jiān)視和控制用于半導(dǎo)體集成電路器件制造的過程相關(guān)信息的方法和系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明提供了針對半導(dǎo)體集成電路器件制造的統(tǒng)計過程控制使用用于趨勢試驗的逆排列(reverse arrangement)過程的方法和系統(tǒng)。但將認(rèn)識到本發(fā)明具有更廣范圍的適用性。
背景技術(shù)：
集成電路已從制造在單片硅上的少數(shù)相互連接的器件發(fā)展到數(shù)百萬的器件。常規(guī)的集成電路提供了遠(yuǎn)超過最初所想象的性能和復(fù)雜性。為了實現(xiàn)在復(fù)雜性和電路密度(即能夠封裝在給定芯片面積上的器件數(shù)目)上的改進(jìn)，最小器件特征尺寸，也稱為器件“幾何形狀”，已隨著每一代集成電路而變得更小。
增加電路密度不僅改進(jìn)了集成電路的復(fù)雜性和性能，而且還提供給顧客較低成本的部件。集成電路或芯片制造設(shè)備可花費(fèi)數(shù)億或甚至數(shù)十億美元。每一種制造設(shè)備將有某種晶片生產(chǎn)量，并且每個晶片在其上將有某種數(shù)量的集成電路。因此，通過使集成電路的各個器件更小，就可以在每個晶片上制造更多的器件，從而增加制造設(shè)備的產(chǎn)量。使器件更小是很有挑戰(zhàn)性的，因為用于集成制造的每個過程都有局限性。也就是說，給定過程典型地只對某一特征尺寸起作用，且然后需要改變過程或者器件布局。另外，隨著器件需要越來越快的設(shè)計，過程局限性存在于某些常規(guī)過程中，包括監(jiān)視技術(shù)、材料以及甚至試驗技術(shù)。
這樣的過程的一個實例包括在集成電路、通常稱為半導(dǎo)體器件的制造過程中監(jiān)視過程相關(guān)功能的方式。經(jīng)常需要這種監(jiān)視過程，以便于連續(xù)地改進(jìn)質(zhì)量和生產(chǎn)率以保持競爭力。僅僅作為實例，統(tǒng)計過程控制(SPC)已在常規(guī)工業(yè)中起到重要作用。所述統(tǒng)計過程控制是一個程序，其中進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、組織、分析和解釋。需要動作來識別根本原因并實施解決方案以使過程可維持在其所需的水平或改進(jìn)到更高水平。SPC利用統(tǒng)計信號來識別變化源、修正所識別的變化原因，從而改進(jìn)性能，并維持過程控制。變化一般被分為普通(隨機(jī)或偶然)原因和特殊(或可指出)原因[1]。普通原因表示在統(tǒng)計控制中的過程內(nèi)的許多變化源。特殊原因涉及引起不能由單分布充分解釋的變化的任何因素。統(tǒng)計控制中的過程以比有特殊原因的過程少的變化運(yùn)行。除非變化的所有特殊原因得以識別并修正，否則它們將繼續(xù)以不可預(yù)知和不合需要的方式影響過程輸出。
經(jīng)常使用控制圖(其是具有控制限的趨勢圖)來監(jiān)視所選擇的參數(shù)，所述參數(shù)具有重要的品質(zhì)特性。已開發(fā)了各種運(yùn)行試驗以識別數(shù)據(jù)點內(nèi)是否存在任何圖案。Westem Electric開發(fā)了五個運(yùn)行試驗[2]；它們是1)超過3σ的1個點；2)3個連續(xù)點中2個點超過2σ；3)5個連續(xù)點中4個點超過1σ；4)15個連續(xù)點都不在中心線的1σ以內(nèi)；5)在同一邊、但不在中心線的1σ以內(nèi)的8個連續(xù)點。在大約1986年后期，Nelson開發(fā)了另外3個規(guī)則[3]1)在中心線同一側(cè)的9個連續(xù)點；2)穩(wěn)定地遞增或遞減的6個連續(xù)點；以及3)上下交替的14個連續(xù)點。
由Nelson提出的遞增或遞減的6連續(xù)點的運(yùn)行試驗，是趨勢圖案的特殊試驗，指示不穩(wěn)定的過程。通常假定所述變化將是單調(diào)的，并且隨時間遞增或遞減。由于實際價值這種單調(diào)的趨勢試驗的簡易性很受歡迎。然而，很明顯這種試驗不能檢測所有可能的趨勢，并且我們應(yīng)該知道變化可以是非單調(diào)的(即波動的)。還存在關(guān)于這些常規(guī)技術(shù)的其它局限性。這些和其它局限性可在整個說明書中、并且特別是在以下描述。
從以上可見，需要制造半導(dǎo)體器件的改進(jìn)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了針對用于半導(dǎo)體器件制造的集成電路及其處理的技術(shù)。特別地，本發(fā)明提供了監(jiān)視和控制用于半導(dǎo)體集成電路器件制造的過程相關(guān)信息的方法和系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明提供了針對半導(dǎo)體集成電路器件制造中使用的統(tǒng)計過程控制使用用于趨勢試驗的逆排列過程的方法和系統(tǒng)。但將認(rèn)識到本發(fā)明具有更廣范圍的適用性。
在進(jìn)一步的背景技術(shù)中，我們識別趨勢的其它形式，如非單調(diào)趨勢形式，例如部件磨損和其它物理條件等等。根據(jù)一特定實施例，本方法和系統(tǒng)使用稱為“逆排列試驗”(RAT)的有效而特殊的試驗來識別試驗中的點的任何可能數(shù)目(＞＝6)的單調(diào)的以及非單調(diào)的遞增或遞減趨勢。僅作為實例，我們還提供了使用RAT試驗以顯示其貢獻(xiàn)的情況。
在一特定實施例中，本發(fā)明提供了制造半導(dǎo)體器件或其它類型器件和/或?qū)嶓w的方法。所述方法包括提供與半導(dǎo)體器件制造相關(guān)的過程(例如蝕刻、沉積、注入)。所述方法包括采集多個信息(例如數(shù)據(jù))，所述信息具有與過程相關(guān)的至少一個參數(shù)在確定周期內(nèi)的非單調(diào)趨勢。所述方法包括處理有非單調(diào)趨勢的多個信息。所述方法包括從所處理的有非單調(diào)趨勢的多個信息中檢測遞增或遞減的趨勢。所述方法包括基于至少所檢測到的遞增或遞減的趨勢而執(zhí)行動作。
在一可替換的特定實施例中，本發(fā)明提供了制造半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)。在一最優(yōu)實施例中，所述系統(tǒng)具有一個或多個存儲器，例如硬盤驅(qū)動器、隨機(jī)訪問存儲器、快閃存儲器、靜態(tài)存儲器。提供有各種計算機(jī)代碼以執(zhí)行在此所述的功能。所述系統(tǒng)具有針對發(fā)起與半導(dǎo)體器件制造相關(guān)的過程的一個或多個代碼。所述系統(tǒng)還具有針對采集多個信息的一個或多個代碼，所述信息具有與過程相關(guān)的至少一個參數(shù)在確定周期內(nèi)的非單調(diào)趨勢。所述系統(tǒng)具有針對處理有非單調(diào)趨勢的多個信息的一個或多個代碼。一個或多個代碼還針對從所處理的有非單調(diào)趨勢的多個信息中檢測遞增或遞減的趨勢。一個或多個代碼針對輸出代碼以基于至少所檢測到的遞增或遞減的趨勢而執(zhí)行動作。
另外，SPC實踐中的常規(guī)趨勢試驗的一個或多個限制也已得到識別。六個連續(xù)遞增或遞減的點不能檢測非單調(diào)遞增或遞減的趨勢，這在實踐中經(jīng)常遇到，正如我們已識別的。在一特定實施例中，本方法和系統(tǒng)提供了RAT(逆排列試驗)試驗以至少部分地取代和/或補(bǔ)充常規(guī)的SPC趨勢試驗規(guī)則，以便檢測非單調(diào)遞增或遞減的趨勢?；仡櫫薘AT理論，我們指出來自眾所周知并最常參考的Mann的關(guān)于RAT的論文[5]的表中的錯誤。對于n＝3到12的每一個總逆排列，提出了累計概率的修正表。在文獻(xiàn)中是第一次，我們闡明了利用相同值觀察的RAT的缺陷，并建議在應(yīng)用RAT之前檢查數(shù)據(jù)同分值(tied data)。實例顯示7個非單調(diào)遞增的點只能由RAT檢測，而當(dāng)前的WECO規(guī)則沒有一個能夠檢測這種反常圖案。RAT在ICSPC和WLRC(晶片級可靠性控制)中的應(yīng)用顯示RAT比常規(guī)單調(diào)趨勢試驗更靈敏。本發(fā)明的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可在整個說明書中、且特別是在以下找到。
在一特定實施例中，本發(fā)明還可包括以下特征的一個或多個1、根據(jù)一特定實施例的一種取代常規(guī)SPC實踐中的單調(diào)趨勢試驗的方法(RAT)。所述RAT不僅檢測單調(diào)趨勢而且檢測非單調(diào)趨勢。
2、根據(jù)本發(fā)明的一可替換的實施例，通過所提議的RAT程序的針對其在半導(dǎo)體SPC中的應(yīng)用的流程圖提出了一種探索(heuristic)。我們也描述了對數(shù)據(jù)同分值的布置。
3、根據(jù)本發(fā)明的另一可替換的實施例，針對實際使用，所述方法和系統(tǒng)還引入了關(guān)于上或下趨勢試驗的臨界R的表。然而，可使用不同的假警報率標(biāo)準(zhǔn)，并且表也可相應(yīng)改變。
4、在一可替換的實施例中，本方法和系統(tǒng)可用于修正Mann的原文[5]中表1中的某個R的累計概率的錯誤。
如將要理解的，本方法和系統(tǒng)及在此的相關(guān)描述完全是說明性的，并不應(yīng)局限于RAT。即使不是全部，在統(tǒng)計文獻(xiàn)中可得到的許多隨機(jī)試驗也可用于檢測非單調(diào)趨勢，如Cox-Stuart試驗(Cox和Stuart，Some Quick testsfor trend in location and dispersion.Biometrika，42，80-95，1955)，以及Daniels試驗(Daniels，H.E.Rank Correlation and Population Models，Journalofthe Royal Statistical Society(B)，12，171-181，1950)。當(dāng)然，可能有其它變化、修改和選擇。
通過優(yōu)于常規(guī)技術(shù)的本發(fā)明實現(xiàn)了許多益處。例如，本技術(shù)提供了依靠常規(guī)技術(shù)的易于使用的過程。在一些實施例中，所述方法提供了較高的器件可靠性和性能。取決于實施例，可實現(xiàn)這些益處的一個或多個。這些及其它益處將在整個說明書中、并且特別是在以下更具體地描述。
本發(fā)明的各種附加的目的、特征及優(yōu)點可參考以下的詳細(xì)描述及附圖而得到更完全地理解。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的一實施例的方法的簡化流程圖；圖2是表(表1)，說明了在N值從1到6時σ的頻率分布；圖3是表(表2)，說明了對于每個R和信號的累計頻率和對應(yīng)的概率；這是用為了顯示本專利的作者在Mann的論文[5]中發(fā)現(xiàn)的錯誤。
圖4是表(表4)，列出了對上和下趨勢試驗的最小和最大總逆排列及其對應(yīng)p值(例如假警報率)；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的實例3的簡化控制圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的實例4的簡化控制圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的應(yīng)用RAT的簡化圖；圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的一實施例的RAT方法的簡化流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的簡化的計算機(jī)系統(tǒng)；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的計算機(jī)系統(tǒng)的簡化框圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，提供有針對用于半導(dǎo)體器件制造的集成電路及其處理的技術(shù)。特別地，本發(fā)明提供了監(jiān)視和控制半導(dǎo)體集成電路器件制造的過程相關(guān)信息的方法和系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明提供了針對半導(dǎo)體集成電路器件制造中使用的統(tǒng)計過程控制而使用用于趨勢試驗的逆排列過程的方法和系統(tǒng)。但將認(rèn)識到本發(fā)明具有更廣范圍的適用性。本發(fā)明的細(xì)節(jié)可在整個說明書中、并且特別是在以下找到。
在一特定實施例中，本發(fā)明提供了用以制造半導(dǎo)體器件或其它類型器件和/或?qū)嶓w的方法，所述方法已確定如下(見圖1)。
1、提供與半導(dǎo)體器件的制造相關(guān)的過程(例如蝕刻、沉積、注入)(步驟101)；2、采集(步驟103)多個信息(例如數(shù)據(jù))，所述信息具有與過程相關(guān)的至少一個參數(shù)在確定周期內(nèi)的非單調(diào)趨勢；3、將多個信息存儲(步驟105)在存儲器中；4、處理(步驟107)有非單調(diào)趨勢的多個信息；5、從所處理的有非單調(diào)趨勢的多個信息檢測(步驟109)遞增或遞減的趨勢；6、基于至少所檢測到的遞增或遞減的趨勢而執(zhí)行(步驟111)動作；以及7、如需要，執(zhí)行其它步驟(步驟113)。
以上的步驟順序提供了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的方法。如所示，所述方法使用包括執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一實施例的SPC過程的一種方式的步驟組合。也包括許多其它的方法和系統(tǒng)。當(dāng)然，也可提供其它可選方案，其中增加步驟、去除或重復(fù)一個或多個步驟、或以不同的順序提供一個或多個步驟而不背離在此權(quán)利要求的范圍。另外，使用計算機(jī)代碼或在軟件、固件、硬件或任何這些的組合中的代碼可實施各種方法。取決于實施例，可以有其它的變化、修改和選擇。討論本發(fā)明的特定方面之前，我們已經(jīng)詳述了我們已評估的各種常規(guī)的技術(shù)。
我們知道，M.G.Kendall首先于1938年引進(jìn)了逆排列的概念[4]，連同等式(1)中其著名的相關(guān)系數(shù)τ。Kendall的τ定義為τ=actual scoreΣmaximum possible score---(1)]]>Kendall通過10個任意等級順序數(shù)字的數(shù)字實例解釋了等式(1)中的“score”4 7 2 10 3 6 8 1 5 9如果一對數(shù)字的第二數(shù)字大于第一個，Score＝+1。反之，則限定Score＝-1?？紤]第一數(shù)字，即4。與4相關(guān)聯(lián)的剩余9個數(shù)字有9對，并且根據(jù)關(guān)于得分的定義，有(4，7)→+1，(4，2)→-1，(4，10)→+1，(4，3)→-1，(4，6)→+1，(4，8)→+1，(4，1)→-1，(4，5)→+1以及(4，9)→+1。這9個得分的總數(shù)則是∑(+1-1+1-1+1+1-1+1+1)＝+3。
考慮第二數(shù)字，即7。有8對，并且得分是(-1，+1，-1，-1，+1，-1，-1，+1)?？倲?shù)是-2。對前9個數(shù)繼續(xù)進(jìn)行這種得分，并且這9個得分是(+3，-2，+5，-6，+3，0，-1，+2，+1)。這些得分的總數(shù)是+5，這是等式(1)的分子中的∑。如果這10個數(shù)字是升序(1，2，3，...，10)，我們獲得最大得分45，這是等式(1)的分母。因此，相關(guān)系數(shù)τ為τ=actual scoreΣmaximum possible score=545=+0.11---(2)]]>對n個個體的最大可能得分是(n-1)+(n-2)+...+1=n(n-1)2.]]>因此，有τ=Σn(n-1)/2---(3)]]>在同一論文[4]中，Kendall借助于后來由Henry B.Mann命名的逆排列[5]而引入了方便的計算方法。根據(jù)觀察x1，x2，...，xN的集合，逆排列定義為 然后，R=Σi=1N-1Ri---(5)]]>這里，
Ri=Σj=i+1Nhij---(6)]]>在同一數(shù)據(jù)集合內(nèi)，Kendall給出(4，7，2，10，3，6，8，1，5，9)，對第一數(shù)字4，在它右邊有6個數(shù)字比它大。對第二數(shù)字7，有3個數(shù)字比它大，等等。因而，由等式(6)如此獲得的逆排列Ri是(6，3，6，0，4，2，1，2，1)。因此，根據(jù)等式(5)，全排列R＝25，其中最小R和最大R分別是0和N(N-1)/2。
Kendall指出實際得分∑和總逆排列R之間的關(guān)系是Σ=2R-N(N-1)2---(7)]]>Kendall也得出在這些N次觀察的隨機(jī)性的假設(shè)下實際得分∑的頻率分布。為了簡化，僅有來自Kendall的表1[4]中的N達(dá)到6的頻率在表1中引用，這已在圖2中提供。如所示，表1說明N值從1到6的∑的頻率分布(只顯示了對稱分布的正半部分；來自Kendall的表1[4])。
在隨機(jī)性的假設(shè)下，R是隨機(jī)變量。Mann[7]證明了分別如等式(8)和(9)中的其均值和方差。
μR=N(N-1)4---(8)]]>oR2=2N3+3N2-5N72---(9)]]>Mann將在N＝3，...，10的N個變量的置換中獲得R≤R的置換的概率列了表。為了簡化，Mann的N＝3，4，5，6的表在表2中復(fù)制，所述表2已在圖3中提供。
對N等于或大于10，Mann導(dǎo)出累計概率的等式(10)P(c)=12π∫-∞-ce-x2/2dx---(10)]]>這里，c=(μR-R-12)/σR]]>(對N≥10)Mann的論文被Kendall稱為認(rèn)識到等級相關(guān)統(tǒng)計(rank correlationstatistic)可用于試驗隨機(jī)性以及獨立性的第一篇[6]。Mann討論了總逆排列R的分布，并證明R的極限分布是正態(tài)的。對表列值的修正對關(guān)于實際趨勢試驗的應(yīng)用很重要，因為許多論文和書籍涉及該原文以便計算。趨勢試驗也廣泛應(yīng)用于可靠性，例如用于可維修系統(tǒng)，且Mann的RAT連同其表通常由可靠性統(tǒng)計學(xué)家頻繁參考(如Ansell在其書籍，參考文獻(xiàn)[7]中)。然而，我們在Mann的表(在參考文獻(xiàn)[5]中第246頁的表1)中發(fā)現(xiàn)一些錯誤。這些錯誤(當(dāng)N＝6時對R≥7的8個數(shù)字)以斜體在表2中示出。這些中的一個明顯的錯誤是當(dāng)R＝Rmax＝15時概率被認(rèn)為是1，而不是0.999，因為它將包括所有的可能性。對R≤8的值不應(yīng)該與R≤7的相同。并且，在Mann的表中對R≤9的值應(yīng)該是對R≤8的，而對R≤10的值應(yīng)該是對R≤9的，等等。對N＝7，在Mann的原始表(即在參考文獻(xiàn)[5]中第246頁的表1)中有類似的錯誤。我們從Kendall的表1所給的∑的頻率開始對N達(dá)到10重新生成Mann的表，并對∑的頻率(對n＝10、11、12擴(kuò)充Kendall的表)和R的累計概率(擴(kuò)充頁246的Mann的表1)兩者擴(kuò)充該表達(dá)到N＝12。對N＝3到6，新生成的表分別如下所示；而對N＝7到12，表列于附錄中。表3中的黑體數(shù)字(對N＝6)(見下面)是正被修正的數(shù)字。
表3.對N＝3到6的每個R和∑的累計頻率和概率。斜體的數(shù)字(對N＝6，R＝8到15)是從Mann的表1中進(jìn)行修正所得的。




實例1和2描述使用以上表3的趨勢試驗。
實例1考慮8個觀察1，3，2，4，5，7，6和8。根據(jù)等式(5)和(6)，有Ri＝(7，5，5，4，3，1，1)，而全R＝26。根據(jù)附錄中的表，當(dāng)R等于或大于26時，概率僅為1-0.99913194＝0.0008681。因此，我們得出結(jié)論有99.91％的存在遞增趨勢的置信度。
實例2是實例1的逆序。也就是說，8個觀察是(8，6，7，5，4，2，3，1)。我們有Ri＝(0，1，0，0，0，1，0)，而全R＝2。全R可通過另一途徑獲得，即Rmax-R(當(dāng)按實例1所示最初排序時)。我們知道Rmax＝N(N-1)/2＝8(8-1)/2＝28，且因此，在實例2中的全R＝28-26＝2。
根據(jù)附錄中的表，如果隨機(jī)變量的無效假設(shè)(null hypothesis)是有效的，那么當(dāng)R等于或低于2時，概率僅為0.0008681。因此，我們有99.91％的存在遞減趨勢的置信度。換句話說，假警報率僅為0.08681％，這比5％小得多。我們已經(jīng)確定以上所述。取決于實施例，我們也已提供了RAT在SPC運(yùn)行試驗中的應(yīng)用，這些已在下面得到更充分的解釋。
由Nelson引入的6個連續(xù)遞增或遞減點的著名的運(yùn)行試驗[3]，已廣泛應(yīng)用于SPC實踐中。然而，Nelson沒有為該試驗提供假警報率，所述假警報率對SPC實踐者來說是很重要的。這6個點包括基點(即第一點)，且因此，根據(jù)附錄中N＝6的表其假警報率是0.00138889。一些SPC實踐者在他們的趨勢試驗中使用7個連續(xù)點，如Brook Automation的SPC軟件FACTORYworks 2.4[8]。根據(jù)附錄中的表N＝7，假警報率甚至更低為0.00019841。人們對于在趨勢試驗下的點的數(shù)目有稍微不同的定義。在Smith的SPC一書[9]中，他的7個單調(diào)遞增或遞減的點不包括第一基點(base point)。即，基于Nelson的定義[3]實際上有8個點，且假警報率相當(dāng)小(當(dāng)Smith給出0.008的上限估計時，根據(jù)附錄中的表N＝8，假警報率＝0.0000248)。一個特例的非單調(diào)趨勢試驗在Smith的SPC一書[9]中有介紹11個點中的10個是上升或下降的，其假警報率很小(＝0.000902；然而在參考文獻(xiàn)[9]中，Smith只提供了粗略的估計，0.0054)。正如我們所知的，準(zhǔn)確的假警報率對資源分配很重要。過高的假警報率導(dǎo)致不必要的故障排除投資(在時間和費(fèi)用上)。另一方面，過低的假警報率造成對檢測不一致性的不充分敏感度。對使用RAT的非單調(diào)趨勢試驗，我們選擇假警報率等于或小于Nelson的6單調(diào)遞增或遞減的趨勢試驗的假警報率(0.00139)；該比率也滿足大多數(shù)應(yīng)用的需要。表4列出用于上和下趨勢試驗的最小和最大的總逆排列及其對應(yīng)的p值(即假警報率)，見圖4。
實例3有57個點，其中中心水平在12，且3-σ的下和上控制限(LCL&UCL)分別在9和15(見圖5)。最后7個點的總逆排列是20，且假警報率是0.1388。即，根據(jù)這7個點我們有99.86％的存在遞增趨勢的置信度，這不能由常規(guī)的6單調(diào)遞增趨勢試驗來檢測，因為在圓圈內(nèi)的第三點使遞增的趨勢成為非單調(diào)的。該控制圖實際上通過了以下三個運(yùn)行試驗1)3σ以外的一點，2)超過2σ的連續(xù)3點中的2點，以及3)超過1σ的連續(xù)5點中的4點。也就是說，如果我們不應(yīng)用RAT試驗，則非一致性容易被疏忽。
實例4該實例是來自IC制造中的真實案例(見圖6)。目標(biāo)300SiN(氮化硅)膜通過DCVD(電介質(zhì)化學(xué)氣相沉積)工具而沉積。膜厚度也通過薄膜度量學(xué)測定，并由SPC圖監(jiān)視。度量學(xué)工具的Xe(氙)燈光強(qiáng)度偶然逐漸降級，并因此影響了SiN膜厚度。
在圖6有17個點，且最后6個點構(gòu)成單調(diào)遞增的趨勢，這可通過傳統(tǒng)的趨勢試驗來檢測。然而，實際上，這種遞增的趨勢應(yīng)該從前11個點更早被檢測到，所述的前11個點呈非單調(diào)趨勢。帶圈的11個點的總逆排列是48，且假警報率是0.00038(根據(jù)附錄中的表N＝11)。沒有RAT試驗，如該實例所示，降級的Xe燈光強(qiáng)度不能在更早時間被檢測到。這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的低產(chǎn)出事件及廢品。
實例5該實例(見圖7)給出RAT在WLRC(晶片級可靠性控制)在線監(jiān)視器上的應(yīng)用。iso-EM(等溫電遷移)的定期可靠性實驗是要監(jiān)視金屬性能。發(fā)現(xiàn)最新的8個所測量的iso-EM壽命數(shù)據(jù)(T50％)有非單調(diào)遞增的趨勢。
常規(guī)的6單調(diào)遞增趨勢的試驗規(guī)則不能檢測到該趨勢，因為第三點稍微低于第二點(見圖7中的圓圈)。圓圈內(nèi)的7個非單調(diào)遞增的點有R＝20的總逆排列，因此假報警率是0.00139(根據(jù)附錄中的表)。如果我們在計算中包括最后的點(即在圓圈外的第8點)，我們得到R＝27，且對應(yīng)的假報警率是0.000198，這比根據(jù)7個點的假報警率(＝0.00139)低得多。這是合理的，因為我們有這種遞增的趨勢的更多證據(jù)。盡管最后6個點是單調(diào)遞增的，并且其可通過常規(guī)的趨勢試驗來檢測，對半導(dǎo)體制造來說較早識別非一致性尤其關(guān)鍵，以便早些采取行動以修復(fù)問題并減小可能的損失，所述損失相對高于其它工業(yè)。又，我們所提出的RAT試驗再一次顯示出在對非單調(diào)趨勢進(jìn)行較早檢測方面其優(yōu)于傳統(tǒng)趨勢試驗的優(yōu)越性。
探索在SPC實踐中，我們提議以RAT取代當(dāng)前的單調(diào)趨勢試驗。計算機(jī)代碼編寫為自動地實時實施其并且如果有則觸發(fā)在線警告。圖8中的流程圖示范了我們所提議的探索。首先使用表4的標(biāo)準(zhǔn)將RAT試驗應(yīng)用于最新的6個點。如果檢測到遞增或遞減的趨勢，程序停止。否則，用RAT(使用表4)再次試驗最新的7個點。這種循環(huán)持續(xù)直到N(圖8中的N＝2)點被所提議的RAT方案試驗。是否我們應(yīng)對更多的數(shù)據(jù)點繼續(xù)RAT試驗取決于數(shù)據(jù)累計的頻率及工程判斷。
必須指出在當(dāng)試驗中的所有點都相同時的特例中該RAT試驗的很重要的缺陷，盡管有這種數(shù)據(jù)的概率很低。根據(jù)逆排列的定義，全R將與單調(diào)遞減的趨勢相同，即R＝0，這是可能的最小總逆排列。RAT將得出結(jié)論假報警率的遞減趨勢與單調(diào)遞減的趨勢相同。顯然，這是誤斷。然而，沒有關(guān)于RAT的論文或書籍指出這種缺陷。幸運(yùn)地，對連續(xù)正態(tài)分布來說，所有觀察都相同的概率極低。避免該特例的一個直接的工程方法是首先檢查控制圖以查找同分(tie)。此外，我們應(yīng)總是保持足夠數(shù)目的來自測量的原始數(shù)據(jù)的有效數(shù)字(significant figure)，這由測量的精度決定。對有效和自動的RAT試驗，我們不應(yīng)當(dāng)舍掉原始數(shù)據(jù)，以便我們有足夠精確的數(shù)據(jù)以避免誤斷。在我們的計算機(jī)程序中，我們對同分進(jìn)行檢查。此外，如果同分頻繁出現(xiàn)，我們必須檢查測量和數(shù)據(jù)記錄是否充分。
在SPC實踐中，需要確定觀察序列是否統(tǒng)計上地趨向上或下。當(dāng)前廣泛使用的單調(diào)遞增或遞減的趨勢試驗不能檢測非單調(diào)趨勢。本文提議使用RAT來滿足檢測非單調(diào)趨勢的需要。詳細(xì)回顧了RAT的原文。我們識別了錯誤并擴(kuò)充了計算。在半導(dǎo)體制造方面我們以RAT取代當(dāng)前單調(diào)的趨勢試驗，并防止了關(guān)于質(zhì)量以及可靠性的許多潛在的差異。報告了關(guān)于在線監(jiān)視器和可靠性應(yīng)用方面的實例。闡明了對我們所提出的RAT試驗程序的探索，這由計算機(jī)代碼成功地執(zhí)行用于自動檢測。
取決于特定實施例，所述系統(tǒng)由一個或多個計算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)視并控制，所述一個或多個計算機(jī)系統(tǒng)包括微處理器和/控制器。在一優(yōu)選實施例中，計算機(jī)系統(tǒng)或多個系統(tǒng)包括公共總線，監(jiān)視并執(zhí)行信息的操作和處理。所述系統(tǒng)還具有顯示器121，其可以是耦合到控制系統(tǒng)380的計算機(jī)顯示器，這將在以下更詳細(xì)描述。當(dāng)然，可以有其它的修改、選擇和變化。本系統(tǒng)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在整個說明書中、并且更具體地在以下提供。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于監(jiān)視圖1所示方法的計算機(jī)系統(tǒng)900的簡化圖。該簡化圖只是實例，在此其不應(yīng)過度限制權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到許多其它的修改、選擇及變化。如所示，所述計算機(jī)系統(tǒng)包括顯示裝置、顯示屏、機(jī)箱、鍵盤、掃描儀及鼠標(biāo)。鼠標(biāo)和鍵盤是代表性的“用戶輸入裝置”。鼠標(biāo)包括按鈕以在圖形用戶界面裝置上選擇按鈕。用戶輸入裝置的其它實例為觸摸屏、光筆、跟蹤球、數(shù)據(jù)手套、麥克風(fēng)等等。
所述系統(tǒng)只是代表了實施本發(fā)明的僅一種類型的系統(tǒng)。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將很明顯的是，許多系統(tǒng)類型和配置適合于與本發(fā)明結(jié)合使用。在一優(yōu)選實施例中，計算機(jī)系統(tǒng)900包括基于PentiumTM級的計算機(jī)，運(yùn)行微軟公司的WindowsTMNT操作系統(tǒng)或來自各種來源的基于Linux的系統(tǒng)。然而，所述系統(tǒng)通過本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易地適用于其它操作系統(tǒng)及架構(gòu)而不背離本發(fā)明的范圍。如所指出的，鼠標(biāo)可具有一個或多個按鈕如按鈕。機(jī)箱覆蓋類似的計算機(jī)部件如盤驅(qū)動器、處理器、存儲裝置等。存儲裝置包括，但并不局限于，盤驅(qū)動器、磁帶、固態(tài)存儲器、快閃存儲器、磁泡存儲器等。機(jī)箱可包括附加的硬件，如連接計算機(jī)系統(tǒng)到外部裝置的輸入/輸出(I/O)接口卡、外部存儲、其它的計算機(jī)或附加的外圍設(shè)備，這些在以下進(jìn)一步描述。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的計算機(jī)系統(tǒng)中的硬件元件的更詳細(xì)的示意圖。該示意圖只是實例，在此其不應(yīng)過度限制權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到許多其它的修改、選擇及變化。如所示，基本的子系統(tǒng)包括于計算機(jī)系統(tǒng)900中。在特定實施例中，所述子系統(tǒng)經(jīng)由系統(tǒng)總線1385相互連接。示出了附加的子系統(tǒng)例如打印機(jī)1384、鍵盤1388、固定盤1389、耦合到顯示適配器1392的監(jiān)視器1386及其它。耦合到I/O控制器1381的外圍和輸入/輸出(I/O)裝置可通過本領(lǐng)域所熟知的任何裝置如串行端口1387而連接到計算機(jī)系統(tǒng)。例如，串行端口1387可用來將計算機(jī)系統(tǒng)連接到調(diào)制解調(diào)器1391，所述調(diào)制解調(diào)器又連接到廣域網(wǎng)如因特網(wǎng)、鼠標(biāo)輸入裝置或掃描儀。經(jīng)由系統(tǒng)總線的互連允許中央處理器1383與每個子系統(tǒng)通信，并控制來自系統(tǒng)存儲器1382或固定盤1389的指令的執(zhí)行以及兩個子系統(tǒng)之間的信息交換。子系統(tǒng)和互連的其它設(shè)置可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易地實現(xiàn)。系統(tǒng)存儲器和固定盤是用于計算機(jī)程序存儲的有形介質(zhì)的實例，其它類型的有形介質(zhì)包括軟盤、可拆卸硬盤、光學(xué)存儲介質(zhì)如CD-ROMS和條形碼，以及半導(dǎo)體存儲器如快閃存儲器、只讀存儲器(ROM)和電池支持的存儲器。
盡管以上已根據(jù)特定的硬件特征進(jìn)行了說明，將認(rèn)識到存在許多變化、選擇及修改。例如，任何硬件特征可被進(jìn)一步組合或甚至分離。所述特征也可部分地通過軟件或硬件與軟件的組合來實施。取決于應(yīng)用，所述硬件和軟件可被進(jìn)一步集成或較少集成。根據(jù)本發(fā)明的某些方法的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可在整個說明書中、并且更具體地可在以下找到。
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附錄N＝7到12的R和∑的累計頻率和概率












在此的公開和描述完全是說明性的，并不應(yīng)局限于上述實例?？煽啃怨こ毯涂煽啃越y(tǒng)計方面的技術(shù)人員將能夠把上述實施例所公開的方法應(yīng)用于他的/她的特別的產(chǎn)品、元件或系統(tǒng)的可靠性試驗中。還應(yīng)當(dāng)理解在此所述的實例和實施例只是為了說明的目的，并且根據(jù)其的各種修改或改變將由本領(lǐng)域技術(shù)人員想到，并且應(yīng)包括在本申請的精神和范圍內(nèi)以及所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
版權(quán)公告本說明書的某些部分包括計算機(jī)代碼，公告據(jù)此給出。在2004和2005年由中芯國際集成電路制造(上海)有限公司、即本發(fā)明的受讓人保留這種計算機(jī)代碼版權(quán)下的所有權(quán)利。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括提供與半導(dǎo)體器件的制造相關(guān)的過程；采集多個信息，所述信息具有與所述過程相關(guān)的至少一個參數(shù)在確定周期內(nèi)的非單調(diào)趨勢；處理具有所述非單調(diào)趨勢的多個信息；從所處理的具有非單調(diào)趨勢的多個信息檢測遞增或遞減的趨勢；以及基于至少所檢測到的遞增或遞減的趨勢而執(zhí)行動作。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述確定周期包括時間周期。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述確定周期包括空間頻率。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述處理和檢測包括逆排列試驗。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述處理和檢測包括隨機(jī)試驗。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述處理和檢測被稱為Cox-Stuart試驗。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述逆排列試驗包括確定若干數(shù)據(jù)點，針對所述數(shù)據(jù)點處理所述多個信息。
8.權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括以一來增加數(shù)據(jù)點的數(shù)目，以及處理所述多個數(shù)據(jù)點。
9.權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括報告無變化。
10.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括將所述遞增或遞減的趨勢與預(yù)定的假警報率相關(guān)聯(lián)。
11.權(quán)利要求10的方法，其中如果所述趨勢是在預(yù)定的假警報率之內(nèi)，則輸出遞減或遞增率。
12.權(quán)利要求10的方法，其中如果所述趨勢是在預(yù)定的假警報率之外，則再增加一個樣本并繼續(xù)處理。
13.一種制造半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個或多個存儲器，所述一個或多個存儲器，存儲一個或多個代碼，針對啟動與半導(dǎo)體器件制造相關(guān)的過程；一個或多個代碼，針對采集多個信息，所述信息具有與所述過程相關(guān)的至少一個參數(shù)在確定周期內(nèi)的非單調(diào)趨勢；一個或多個代碼，針對處理具有所述非單調(diào)趨勢的多個信息；一個或多個代碼，針對從所處理的具有所述非單調(diào)趨勢的多個信息檢測遞增或遞減的趨勢；以及一個或多個代碼，針對輸出代碼以基于至少所檢測到的遞增或遞減的趨勢而執(zhí)行動作。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述確定周期包括時間周期。
15.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述確定周期包括空間頻率。
16.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述處理和檢測包括逆排列試驗。
17.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述處理和檢測包括隨機(jī)試驗。
18.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述處理和檢測被稱為Cox-Stuart試驗。
19.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述逆排列試驗包括確定若干數(shù)據(jù)據(jù)點，針對所述數(shù)據(jù)點處理所述多個信息。
20.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括以一來增加數(shù)據(jù)點的數(shù)目，以及處理所述多個數(shù)據(jù)點。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括報告無變化。
22.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括將所述遞增或遞減的趨勢與預(yù)定的假警報率相關(guān)聯(lián)。
23.權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中如果所述趨勢是在預(yù)定的假警報率之內(nèi)，則輸出遞減或遞增率。
24.權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中如果所述趨勢是在預(yù)定的假警報率之外，則再增加一個樣本并繼續(xù)處理。
全文摘要
一種制造半導(dǎo)體器件或其它類型器件和/或?qū)嶓w的方法。所述方法包括提供與半導(dǎo)體器件制造相關(guān)的過程(例如蝕刻、沉積、注入)。所述方法包括采集多個信息(例如數(shù)據(jù))，所述信息具有與過程相關(guān)的至少一個參數(shù)在確定周期內(nèi)的非單調(diào)趨勢。所述方法包括處理具有非單調(diào)趨勢的多個信息。所述方法包括從所處理的具有非單調(diào)趨勢的多個信息檢測遞增或遞減的趨勢。所述方法包括基于至少所檢測到的遞增或遞減的趨勢而執(zhí)行動作。
文檔編號G05B19/048GK101046681SQ20061002538
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者簡維廷, 楊斯元 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司