应用于半导体产品生产之植入式可靠度分析系统

摘要

应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产，特别是晶圆层级之可靠度分析。主要特征是应用可靠度分析系统与相关概念，整合产品发展、制程、测试中所有机台、所有流程与各批晶圆之可靠度讯息于一资料库，并将所有资料分门别类。如此，每当任一机台、任一流程或任一批晶圆有任何变化，便可以立刻藉由与资料库对比判断可能的缺失与解决之道。此外，藉由整合所有的资料(包括良率与可靠度讯息)，便可判断对任一机台、任一流程或任一批晶圆的任何变化，对最终产品之可靠度的变化。进而有助于评估新制程技术研究的发展，亦即将先前与目前发展的技术做一比较并建立关系，以用于新产品寿命估计、提出相关可靠度问题及以往的解决方案。

主权项

1.一种应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,包含:准备多数个机器与多数个晶圆,在此任一该机器是用来对至少一该晶圆进行至少一可靠度分析程序,而任一该晶圆至少依序被一该机器所处理;准备一植入式可靠度分析系统,该植入式可靠度分析系统至少包含一资料库、一评估总成、一基线总成、一控制总成与一发展总成、一搜寻总成、一分析总成与一查询总成;参考该植入式可靠度分析系统,调整该些机器与该些可靠度分析程序的参数;使用该些机器对该些晶圆进行该些可靠度分析程序,并同时记录任一该可靠度分析程序、任一该机器与任一该晶圆之多数个资讯,该些资讯至少包含任一该可靠度分析程序之运作参数、任一该机器之工作参数、任一该晶圆之测量结果、出现的问题以及解决问题的方式;以及分析并整合该些资讯至该植入式可靠度分析系统,藉以获得该半导体产品之产品可靠度与该半导体产品制造过程之制程可靠度,并更斯该植入式可靠度分析系统。2.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该些可靠度分析程序系属于一晶圆层级可靠度分析。3.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,任一该可靠度分析程序系选自下列之一:热载子注入测试、介电质崩溃时间测试、崩溃电压测试、偏压温度测试、电子迁移测试、离子移动率测试、应力迁移测试、电浆引发损坏测试、热载子注入测试、崩溃电压测试、恒温电子迁移、高温寿命测试、低温寿命测试、早期失效率测试、加速老化测试、预条件测试、压力锅测试、恒温恒湿测试、热冲击测试、温度变化循环测试、高温储存测试、低温应力测试、加速软错误率测试、静电放电测试、栓锁测试、系统软错误率测试。4.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,系一面进行任一该可靠度分析程序,一面将相对应之至少一资讯进行分析与整合。5.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该植入式可靠度分析系统系为应用习知之植入式可靠度分析的系统,其一大特征是不被动地测量最终产品而是直接测量与控制最终产品制造过程之多数参数。6.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该植入式可靠度分析系统系为应用习知之植入式可靠度分析的系统,其一大特征是垂直整合一完整流程中前后进行之多数个次流程的多数资料,藉以克服习知技术中不同次流程之个别品管/可靠度相关讯息无法系统化整合的缺点。7.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该植入式可靠度分析系统系为应用习知之植入式可靠度分析的系统,其一大特征是水平整合同一次流程中同时分别进行之多数单元的多数资料,藉以克服习知技术中不同单元之个别品管/可靠度相关讯息无法系统化交流的缺点。8.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该植入式可靠度分析系统的一大特征是藉由持续记录与分析比较来自于多数个来源之多数笔资料,藉以评估任一该来源的可靠度以及任一该来源的变化对整体的影响。9.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该植入式可靠度分析系统系透过资料分析的方法建立可靠度与其它参数的关系,在此可能应用的统计方法至少有贝式定理、管制图、因素分析、变异数分析、多变量分析、判别分析、主成份分析(Principal component analysis)、实验设计/反应曲面、回归分析、决策树、迪克莱特程序、混合整数规划、线形及非线性规划、等候理论、随机过程、资源规划等,而可能的其它参数至少有制程监控参数、良率、特定之晶圆接受度测试参数、线上机器参数、晶圆针测参数、最终检测参数、可靠度测试参数。10.如申请专利范围第9项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该植入式可靠度分析系统透过统计所建立之可靠度与其它参数的关系,包含任一该参数之参数値与最终产品之可靠度的关系。11.如申请专利范围第9项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该植入式可靠度分析系统尚可以透过统计方式,比较不同制程技术下可靠度与某些特定参数间关系的变化,提供从已有制程技术之可靠度推算新制程技术之可靠度的途径。12.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该植入式可靠度分析系统之资料格式系与其它常见资料分析软体相容,例如Excel、JMP、MATLAB与SAS。13.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,该资料库、该搜寻总成与该查询总成系用来让任一使用者可以获得任何先前建立与该些机器、该些晶圆与该些可靠度分析程序有关的讯息。14.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,尚可使用该植入式可靠度分析系统所产生之图示与报表,提供产品设计人员与研发人员在产品实际在生产线进行生产前就可以考量可靠度因素的参考讯息。15.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,尚可使用该植入式可靠度分析系统所产生之图示与报表,随时提供测试结果报告与失效分析报告,提供即时之可靠度资讯。16.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,尚可使用该植入式可靠度分析系统进行该些机器的排程,该植入式可靠度分析系统除了记录所有该些机器的工作进度;可以主动通知操作者将要进行的测试以及判断何时有机器有足够空档可以进行测试外;尚可以提供与任何测试有关的讯息,如那些测试是由那些机台所量测,如此当机台有问题时也可从这些资料追踪到相对出问题之机台;提醒操作者何时该进行那些准备;当多个测试者申请使用同一机台在同一时段,则回主动通知相关人员进行协商,以提高机台使用率及人力配置最佳化。17.如申请专利范围第1项之应用植入式可靠度分析系统于半导体产品生产的方法,尚可使用该植入式可靠度分析系统提供防呆功能,在操作人员调整该些机器与该些可靠度分析程序的参数时,如果设定的参数値有格式错误或与该资料库记录之可接受正常范围有明显偏差,便主动发出警告。18.一种应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,包含:一植入式可靠度分析总成,该内应用植入式可靠度分析总成同时与多数机器、多数产品与多数制程步骤交换多数资料,并使用习知之植入式可靠度分析处理该些资料而产生多数运作相关讯息;一失效处理总成,该失效处理总成接收该植入式可靠度分析总成所传输过来之与该些机器、该些产品与该些制程步骤相关之多数失效讯息,并分析该些讯息;一失效报告总成,该失效报告总成根据该失效处理总成所产生的多数失效相关讯息,产生与该些机器、该些产品与该些制程步骤相关之多数失效报告,失效报告可透过模糊查询快速取得;一排程总成,该排序总成根据该些运作相关讯息安排该些机器、该些产品与该些制程步骤的工作流程,并提供与排定工作流程相关之多数工作相关讯息;如当资料异常时排程总成能追踪到相关测试机台的历史资料,以了解机台的准确度(Accuracy)与精确度(Precision),进而从这些资料追踪到相对出问题之机台;显示每个测试者做了哪些测试;此外,排程总成会主动通知测试者何时测试;并会显示每一机台的目前状态及利用率,如有多个申请者申请同一时段使用同一机台,则会主动告知相关人员以进行协商,以使各种资源能达到最佳利用;一产品验证/监测/评估报告总成,该产品验证/监测/评估报告总成透过该植入式可靠度分析总成及该些运作相关讯息,产生与该些产品验证/监测/评估相关之多数产品可靠度讯息;一制程验证/监测/评估报告总成,该制程验证/监测/评估报告总成透过该植入式可靠度分析总成及该些运作相关讯息,产生与该些制程步骤相关之多数制程性能讯息;一晶圆层级可靠度控制/在线制程评估/监测总成,该晶圆层级可靠度控制/在线制程评估/监测总成透过该植入式可靠度分析总成及该些运作相关讯息,直接在生产线上作监控,产生与该些产品验证、该些机器与该些制程步骤相关之多数可靠度讯息;一报告总成38系根据自动输入的产品验证/监测/评估报告总成35.制程验证/监测/评估报告总成36以及晶圆层级可靠度控制/在线制程评估/监测总成37相关资料,产生与这些机器、这些产品验证与这些制程验证相关之综合报告;报告总成系自动输入原始资料,其做法乃自动生成关键词、自动侦察固定储存区是否有新的测试资料,如有新的测试资料,则将资料自动键入资料库,以减去人工输入所造成的错误、降低测试者之负担;此外,报告总成利用自动生成的关键词,可查询并快速找到所需的综合报告及相关文档;一分析总成,该分析总成根据该产品报告验证/监测/评估/总成、该制程验证/监测/评估报告总成该晶圆层级可靠度控制/在线制程评估/监测/总成,以及失效分析总成产生与该些机器、该些产品与该些制程步骤相关之一综合性资料分析。19.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该报告总成系根据该些产品品质讯息、该些制程性能讯息与该些可靠度讯息来产生该综合报告。20.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该分析总成系根据该些产品品质讯息、该些制程性能讯息与该些可靠度讯息来进行该综合性资料分析。21.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该植入式可靠度分析总成亦会接收该综合报告,并整合该综合报告至该些运作相关讯息。22.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该植入式可靠度分析总成亦会接收该综合性资料分析,并整合该综合性资料分析至该些运作相关讯息。23.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该植入式可靠度分析总成亦会接收该失效报告,并整合该失效报告至该些运作相关讯息。24.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该产品报告总成系透过该排程总成与该植入式可靠度分析总成连接。25.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该制程报告总成系透过该排程总成与该植入式可靠度分析总成连接。26.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该可靠度测量总成系透过该排程总成与该植入式可靠度分析总成连接。27.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该可靠度测量总成可进行一晶圆层级可靠度分析或一封装层级可靠度分析。28.如申请专利范围第18项之应用植入式可靠度分析于半导体产品生产的系统,该可靠度测量总成所进行之至少一可靠度分析程序系选自下列之一:热载子注入测试、介电质崩溃时间测试、崩溃电压测试、偏压温度测试、电子迁移测试、离子移动率测试、应力迁移测试、电浆引发损坏测试、热载子注入测试、崩溃电压测试、恒温电子迁移、高温寿命测试、低温寿命测试、早期失效率测试、加速老化测试、预条件测试、压力锅测试、恒温恒湿测试、热冲击测试、温度变化循环测试、高温储存测试、低温应力测试、加速软错误率测试、静电放电测试、栓锁测试、系统软错误率测试。图式简单说明:第一A图至第一B图为习知技术之主要特征的横截面示意图;第一C图至第一D图为本发明之主要特征的横截面示意图;第二图为本发明一较佳实施例的基本流程图;第三A图、第三B图及第三C图为本发明另一较佳实施例的基本构成图;以及第四A图、第四B图、第四C图及第四D图分别显示习知半导体制造程序以及应用本发明之半导体制造程序的基本流程。