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JMP GRR 项目: GRR在半导体工艺和量测机台的应用研究 – 应用材料

量具重复性和再现性(GRR)广泛用于评估测量仪器的精度。然而,GRR分析在工程工作中往往被忽视。因此, 为了提高工程质量和效率,必须实施系统的GRR研究。本文重点介绍了GRR在应用材料量测机台和工艺机优化 中的创新应用,并成功解决了客户的HVP 1: EPI电阻率测量工具的GRR分析:电阻率(RS)是EPI薄膜的关键参数,当前测量系统的稳定性严重影响 EPI工艺的鉴定和开发。经过GRR分析,P/T ratio 172%>30%)。后续分析表明,GRR 性能不佳的原 因是工具测量重复性差。接下来对不同时间测试的parts进行Pair-T 测试并创造性使用IMR图对晶圆内外圈的 电阻进行分组分析后,发现重复性差的原因是晶圆在测试过程退化以及晶圆内外氧化层厚度和电荷均匀性不 同,而这总差异是由当前RS测量系统造成的。基于以上实验分析,优化测量工具的改进方案提出,后续的优化 正在进行中。 2: GRR在晶片光学检测设备捕获率(CR)监控方面的应用:目前晶片光学检测设备捕获率监控方法没有被 qualify。因此,采用 GRR 分析来qualify当前监测方法有效性和工具在月保期间的漂移十分必要。结果表 明:当前的监控方法是有效的(P/T=17%),机台在月保期间没有漂移问题。项目同时对P/T ratio较大(> 10%)的根本原因进行了分析。结果表明:由于机台自身的能力限制,机台对特定的100nm 突起和侵入缺陷 检测上存在检测重复性问题。通过这项研究发现:仅对缺陷数量进行GRR分析不足以监测当前机台性能,需要 对最具挑战性的缺陷类型进行Attribute GRR分析,这将是学检测设备性能监测的新方向。 3:测量时间对二氧化硅厚度影响的GRR分析:热氧化产生的二氧化硅厚度会随着时间的推移而增加,如果测 量时间选择不当,会严重影响测量的结果。经过GRR 分析发现,目前的测量时间间隔和方式满足要求(P/T ratio=9%)。然后进一步对提高工艺规格的可能行进行了研究,结果表明:在当前的测量GRR能力下,工艺规 格可以进一步提高,缩小到原来的40%,而 此时P/T ratio可以保持在15%。最后,通过 ICCP/T Cp 图表平台,开发了一种持续改进流程和GRR能力的系统方法,为持续优化GRR和工艺提供了指导。 GRR项目的成功实施,使整个团队认识到GRR在测量工具监测和工艺优化中的重要性,并且根据以上项目的研 究,团队制定了GRR BKM实施的改进计划,为提高项目的质量和效率奠定了坚实的基础