1、管理挑战

在芯片制程中,通过CMP(化学机械工艺抛光)对晶圆背面进行减薄表面控制,是个经常采用的工艺过程。为检验整个CMP减薄过程的有效性和稳定性,会对减薄后的晶圆进行厚度测量,并对测量的厚度值进行在线SPC控制,以便提前发现研磨过程的变异。

在厚度测量时,为平衡测试成本和测试效率,一般采用批次抽样进行厚度测试,同时也减少测量对晶圆的影响。如下图所示,减薄台一般有多个位置可以放置晶圆,虽然在减薄时同属一个减薄工作环境,但是每个晶圆减薄的位置,有各自的吸盘,这样,每个减薄位置又是一个微观小环境系统,所以如何在厚度测量站点抽样更有随机性和代表性,在尽量减少测量的情况下,还能很好的监控整个研磨系统的稳定性,这是需要面对的一个问题。

2、解决方案

为平衡以上问题,一个较好的方式是每个研磨RUN次抽一片,但是不同RUN次之间需要抽不同研磨位置的晶圆片,比如:RUN次1抽测研磨位置A的晶圆片,RUN次2抽测研磨位置B的晶圆片,这样构建出来的抽样规则,测量的厚度值不仅能反应这个研磨系统的稳定性,还能监控研磨位置导致的变异情况。

为完成以上控制,在MES系统中,设备建模时,需要能定义到加工位置,并且在研磨加工时,能将同时研磨的晶圆片(可能来自同一个生产批次,也可能来着不同的生产批次)自动记录为一个RUN次号,并记录每一个晶圆片在研磨机上的研磨位置,抽样规则按照每个加工RUN次抽样1片,相近4个RUN次的抽样片来着不同的研磨位置,在测量站点系统自动提示应该抽测的晶圆片号。

3、系统实现

以上方案如果没有一套灵活可配置的MES系统,是难以实现的。凯睿德MES平台对设备建模和抽样规则的灵活定义,就能很好的满足该场景的要求。以下为在凯睿德MES系统的实现过程:

3.1 设备加工位置定义:

     定义CMP设备的晶圆研磨位置。

3.2抽样规则定义:

定义按Run No.号规则进行抽样。

3.3加工位置记录:

研磨时指定研磨位置。

3.4系统自动抽样:

    厚度测量站点系统自动根据规则提示需要进行厚度测量的晶圆片。完成系统提示。

凯睿德MES系统拥有高度的可配置性,灵活的扩展性,在不需要二次开发的情况下,就具备复杂业务场景的解决能力,更多业务场景,欢迎咨询讨论。