TWI900971B

TWI900971B - 光阻管理系統

Info

Publication number: TWI900971B
Application number: TW113100289A
Authority: TW
Inventors: 蘇見和; 游惠棋; 曾仲盟; 林詠哲; 賴梅婷
Original assignee: 力晶積成電子製造股份有限公司
Priority date: 2024-01-03
Filing date: 2024-01-03
Publication date: 2025-10-11
Also published as: CN120255427A; TW202528847A

Abstract

一種光阻管理系統，其包括控制模組、光阻使用模組、以及光阻庫存模組。控制模組訊號連接於光阻使用模組與光阻庫存模組。光阻管理系統存有對應的物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。控制模組依據從光阻使用模組及光阻庫存模組所獲取的資訊反饋或調整物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。

Description

光阻管理系統

本發明是有關於一種適用於半導體製程的管理系統，且特別是有關於一種光阻管理系統。

在先進的半導體製程中，單一晶圓或單一晶片所對應的微影（photolithography）步驟可能會有上百道，每道的微影步驟都必須要使用到對應的光阻。因此，對於先進的半導體製程而言，光阻的使用量及對應的花費是相當地驚人。因此，如何對光阻進行有效的管理，以優化光阻庫存、降低光阻的浪費且/或提升對應機台的使用效率，實已成為研究的議題。

本發明提供一種光阻管理系統，其可以依據各種生產資訊（如：物料資訊、製程參數、機台保養計畫…等）而可即時地規劃光阻使用計畫，以降低光阻浪費且提升機台使用率。

本發明的光阻管理系統包括控制模組、光阻使用模組、以及光阻庫存模組。控制模組訊號連接於光阻使用模組與光阻庫存模組。光阻管理系統存有對應的物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。控制模組依據從光阻使用模組及光阻庫存模組所獲取的資訊反饋或調整物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。

在本發明的一實施例中，光阻使用模組的數量為多個，且至少兩個光阻使用模組所儲存的光阻塗佈參數彼此不同。

在本發明的一實施例中，光阻庫存模組的數量為多個，且至少兩個光阻庫存模組所儲存的光阻的使用期限或儲存量彼此不同。

在本發明的一實施例中，光阻使用模組的數量為多個，光阻庫存模組的數量為多個，控制模組為依據從所有的光阻使用模組及所有的光阻庫存模組所獲取的資訊反饋或調整物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。

在本發明的一實施例中，控制模組至少依據從光阻庫存模組所獲取的光阻庫存量、光阻可使用量或光阻有效使用期限，以反饋或調整物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。

在本發明的一實施例中，控制模組至少依據對光阻使用模組進行測機後的測機參數，以反饋或調整物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。

在本發明的一實施例中，控制模組至少依據對光阻使用模組進行週期保養的參數，以反饋或調整物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。

在本發明的一實施例中，控制模組至少依據藉由光阻使用模組進行過貨的參數，以反饋或調整物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。

在本發明的一實施例中，控制模組至少依據將對光阻使用模組進行測機後的測機參數與對藉由光阻使用模組進行過貨的參數進行比對判斷，以反饋或調整物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。

在本發明的一實施例中，控制模組至少依據將對藉由光阻使用模組進行過貨的參數與對光阻使用模組進行週期保養的參數進行比對判斷，以反饋或調整物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。

基於上述，光阻管理系統可以在光阻使用上達到連續式且/或即時式的動態管理，而可以動態地優化光阻庫存、降低光阻的浪費且/或提升對應機台的使用效率。

圖1是依照本發明的一實施例的一種光阻管理系統的系統示意圖。

請參照圖1，光阻管理系統100可以包括控制模組110、至少一光阻使用模組120以及至少一光阻庫存模組130。

在本實施例中，控制模組110可以包含對應的硬體或軟體。

在一實施例中，控制模組110例如包括輸入單元115、輸出單元116、運算單元117及/或儲存單元118。輸入單元115例如包括鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、訊號接收端（如：對應的資料埠（data port）或天線）及/或其他適於資料輸入的類似單元。輸出單元116例如包括螢幕、印表機、訊號輸出端（如：對應的資料埠（data port）或天線）及/或其他適於資料輸出的類似單元。運算單元117例如包括中央處理器（Central Processing Unit；CPU）、圖形處理器（Graphics Processing Unit）、物理處理器（Physics Processing Unit；PPU）或其他適於進行運算、邏輯判斷及/或資料處理的類似單元。儲存單元118例如包括記憶體、硬碟、磁碟陣列、資料庫及/或其他適於進行永久性或暫時性資料儲存的類似單元。

在一實施例中，控制模組110可以訊號連接於雲端系統。雲端系統可以藉由遠端控制（remote control）的方式，而經由控制模組110進行輸入、輸出、運算、儲存、監控、資料蒐集、統計及/或其他適宜的操控。前述的雲端系統例如包括失效偵測與分類系統（Fault Detection and Classification system；FDC system）、廠務監控系統（Facility Monitoring Control System；FMCS）、電腦整合製造系統（Computer-Integrated Manufacturing Syetem；CIM system）或其他適宜的工業控制系統（Industrial control system；ICS），但本發明不限於此。

在一實施例中，控制模組110例如包括適於進行邏輯判斷的軟體或適於進行先進製程控制（Advanced Process Control；APC）的平台（platform）及/或可程式化邏輯控制器（programmable logic controller；PLC）。

光阻使用模組120可以包括對應的光阻塗佈機台122及對應的光阻塗佈控制單元121。光阻塗佈控制單元121可以類似於控制模組110。光阻塗佈控制單元121可以依據設定的參數（recipe），控制光阻塗佈機台122對基板（如：晶圓）進行適當的光阻塗佈步驟。在一實施例中，適用於光阻塗佈的參數可以包括基板的尺寸、光阻的種類、光阻塗佈時間（單位可為：秒/次；或其他類似單位）、光阻流量（單位可為：毫升/秒；或其他類似單位）、光阻塗佈時間或其他可能的參數。光阻塗佈時間及光阻流量可能會對於每次製程的光阻用量產生影響。舉例來說，對於每次的製程而言，光阻塗佈時間與光阻流量的乘積大致上對應於光阻的用量。另值得注意的是，在一示例性的控制方式中，並非每次都需要對所有的參數進行設定。舉例而言，可以在例行性的週期保養中（Periodic Maintenance）或生產維修（Productive Maintenance）中，可以依據對應光阻層厚度的測定結果，針對對應機台的光阻流量進行量測、調整、設定及/或校正，以使機台的光阻流量及形成的光阻層之間具有對應的關係，此一方式可簡稱為「測機」。因此，在進行每次的光阻塗佈製程時，可以直接進行光阻厚度的設定，並依據適當的預設參數（如：基板的尺寸、光阻流量及/或旋轉塗佈時光阻的灑出率）且藉由自動化或半自動化的方式，推算出對應的光阻塗佈時間。如此一來，則可以對應的推算出每支參數（recipe）所需消耗的對應光阻量。另值得注意的是，在光阻的塗佈過程中會由於對應的參數（如：旋轉的速度、旋轉的速度或光阻的種類）而使基板上的部分光阻因旋轉而灑出，因此光阻流量與光阻層的厚度間不一定呈現完美的線性關係。故對於不同製程（如：形成不同種類及/或厚度的光阻層）而言，常需藉由對應的測機以了解對應的狀態。

光阻庫存模組130可以包括對應的光阻儲存槽133。藉由適當的管路，可以將光阻從對應的光阻儲存槽133輸送至對應的光阻塗佈機台122。不同的光阻儲存槽133或許可以藉由適當的管路彼此互通。光阻庫存模組130可以具有對應的光阻庫存控制單元131。光阻塗佈控制單元121可以類似於控制模組110。光阻庫存控制單元131可以藉由適當的方式偵測或評估光阻的庫存量、可使用量或品質。在一示例性的控制方式中，由於光阻具有對應的有效使用期限，因此控制模組110可以依據各個光阻庫存控制單元131獲知或判斷對應的光阻庫存量、可使用量或其品質。並且，可以在存新用舊的原則下，優先地使用有效使用期限較短的光阻，以達到光阻庫存品質的動態優化。

在一實施例中，光阻使用模組120及光阻庫存模組130可以為不同的設備。舉例而言，光阻使用模組120可以設置於對應的無塵室（clean room），而光阻庫存模組130可以設置於其他的廠房中。並且，在有使用光阻的需求時，對應的光阻可以經由對應的管路從光阻庫存模組130的光阻儲存槽133輸送至光阻使用模組120的光阻塗佈機台122。

在一實施例中，光阻使用模組120及光阻庫存模組130可以整合為一對應的設備。舉例而言，單一台光阻旋轉塗佈機（photoresist spin coater）可以包括對應的光阻使用模組120及光阻庫存模組130，且對應的光阻使用控制單元與對應的光阻庫存控制單元131實質上可以為同一控制單元，但本發明不限於此。

控制模組110訊號連接於光阻使用模組120及光阻庫存模組130。前述的訊號連接可以泛指有線訊號傳輸（wired signal transmission）連接方式、無線訊號傳輸（wireless signal transmission）連接方式或上述之混合。光阻使用模組120或光阻庫存模組130可以將對應的資訊（如：模組中對應的參數、光阻使用量或光阻庫存量）傳送至控制模組110。控制模組110可以將對應的資訊傳送至光阻使用模組120或光阻庫存模組130，或進行直接或間接的控制。另外，本發明並未限定所有的訊號連接方式需為相同或不同。

圖2是依照本發明的一實施例的一種光阻管理的流程示意圖。具體而言，圖2可以是依據圖1中的光阻管理系統100進行光阻管理的流程示意圖。

請參照圖2及圖1，步驟S10為一程序，其在於取得物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊。在一實施例中，初始的物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊可以藉由人為的方式直接地或間接地建立。

物料資訊例如可以包括光阻儲存槽133中對應的光阻種類、對應的光阻儲存量、對應光阻的有效使用期限及/或任何與光阻有關的適宜資訊。對於不同的光阻儲存槽133而言，縱使為相同種類的光阻，其對應的有效使用期限或光阻儲存量也可能會略有不同。因此，上述的物料資訊至少可以部分地儲存於對應的光阻庫存模組130的光阻庫存控制單元131中。

機台製程參數例如可以包括每批（lot）產品所對應的基板（如：晶圓）片數、每片基板所對應的光阻塗佈的參數、每批產品的可等待時間（Quene time，Q-time）及/或任何對應於光阻塗佈相關製程且與被塗佈物（如：基板）有關的適宜參數。對於不同的光阻塗佈機台122而言，縱使為對應於相同的製程，其對應的光阻塗佈參數也可能會略有不同。因此，上述的機台製程參數至少可以部分地儲存於對應的光阻使用模組120的光阻塗佈控制單元121中。

機台週期保養參數例如可以包括機台進行週期保養的頻率或次數（如：週保、月保、季保或歲修）、前次或前幾次進行週期保養的時間、前次或前幾次進行週期保養的項目、機台進行週期保養後的測試運行（test run）內容及/或任何與機台停機並進行保養相關的適宜參數。對於不同的光阻塗佈機台122而言，進行機台週期保養的參數可能略有不同。因此，上述的機台週期保養參數可以部分地儲存於對應的光阻使用模組120的光阻塗佈控制單元121中，但並不排除將機台週期保養參數直接彙整並儲存於控制模組110的可能。

產品量測資訊例如可以包括進行對應的製程或週期保養後，進行光阻層塗佈結果（如：光阻層厚度、光阻層均勻度、光阻實際使用量或光阻灑出量）後的量測資訊。對於不同的光阻塗佈機台122而言，縱使為對應於相同的製程，對應的產品量測資訊也可能略有不同。因此，上述的產品量測資訊可以部分地儲存於對應的光阻使用模組120的光阻塗佈控制單元121中，但並不排除將機台週期保養參數直接彙整並儲存於控制模組110的可能。

請參照圖2及圖1，步驟S20為一決策，其在於判斷光阻是否不足。

由於物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊與光阻的使用有直接地或間接地相關，因此可將前述的資訊或參數予以彙整，以判斷光阻是否不足。舉例而言，可以藉由光阻的實際存量與光阻的預估使用量差額進行判斷。另外，考量光阻具有對應的有效使用期限；且/或，機台製程或機台週期保養具有適當的排程，因此可以更藉由對應的時間參數（如：光阻的有效使用期限、產品的可等待時間或機台進行週期保養的時間）預估後續某一時間點時光阻是否不足。

另外，前述的資訊或參數可以在彙整後，藉由人為直接地或間接地判斷。舉例而言，前述的資訊或參數可以彙整至控制模組110，並藉由其輸出單元116以適當的圖形使用者介面（Graphical User Interface，GUI）輸出，而可以人為的方式直接地判斷。再舉例而言，判斷方式也可以藉由適當的方式（如：編碼（coding））予以程式化（programming），而進行間接地人為判斷。判斷方式也可以將程式化判斷方式與直接地人為判斷方式予以整合。又舉例而言，程式化判斷的結果可以藉由適當的圖形使用者介面輸出，輸出的資訊再藉由人為的方式選取、排序或過濾以進行判斷。另外，圖形使用者介面的內容及呈現方式可以依據需求而加以適應性地調整，其例如可以包括對應的機台資訊（如：編號、名稱、適用光阻種類、管理人（owner）、週期保養資訊等）、參數（recipe）資訊（如：編號、名稱、對應數值、使用光阻種類、對應厚度等）、產品資訊（如：在製品（Work In Process，WIP）的編號、名稱、排程、片數、管理人、可等待時間等），於此不加以詳述。另外，後續的判斷或輸出方式也可以相同或相似，於後續不再一一贅述。

請參照圖2及圖1，若步驟S20的決策判斷光阻為不足，則可進行步驟S21。步驟S21為一程序，其在於進行機台光阻配置調整。

機台光阻配置調整可以包括但不限於：光阻庫存或使用的調整（如：提出購置需求、跨機台（如：不同的光阻塗佈機台122）或跨廠區的支援或混用）、機台週期保養的調整及/或機台製程參數的調整。

以光阻庫存或使用的調整為例，若判斷光阻於某一時間點時，在某一機台或廠區的庫存不足以使用時，可以依據結果提出購置需求；或是，可以將其他機台或廠區的光阻調配至對應的機台或廠區。

以機台週期保養的調整為例，若判斷光阻於某一時間點時，在某一機台或廠區的庫存不足以使用時，可以依據機台週期保養參數提前或延後機台進行週期保養的時間；或是，可以調整機台進行週期保養的內容（如：調整週期保養時的光阻使用量）。

以機台製程參數的調整為例，若判斷光阻於某一時間點時，在某一機台或廠區的庫存不足以使用時，可以將對應的製程改由其他的機台或廠區進行；或是，可以依據機台製程參數（如：可等待時間）提前或延後製程排程。

請參照圖2及圖1，若步驟S20的決策判斷光阻為充足，則可進行步驟S30。步驟S30為一程序，其在於進行測機參數分析。

測機參數例如可以包括對應參數（recipe）的測機次數、測機時間、測機頻率或測機結果。並且，對於不同的光阻使用模組120而言，其對應的測機參數基本上不完全相同。因此，可以將各個光阻使用模組120的適當測機參數彙整至控制模組110，以進行後續的判斷。

請參照圖2及圖1，於進行步驟S30之後，可進行步驟S40。步驟S40為一決策，其在於判斷測機光阻是否有過貨（即，有對應的產品製程）。

每次測機的目的在於確認每支參數（recipe）與對應形成的光阻層結果（如：厚度）之間的關係，其原因在於光阻塗佈過程會因為光阻因旋轉而灑出，而使光阻流量與光阻層的厚度間不一定呈現完美的線性關係。並且，由於各個光阻使用模組120中的光阻塗佈控制單元121存有不同製程的對應不同支參數（recipe）。因此，步驟S40的決策包括彙整對應的測機參數之後，依據特定的某一光阻，將對應於其的測機參數與實際進行產品生產（即，過貨）的機台製程參數進行比對，以判斷該光阻是否應用於產品的實際生產；或是，判斷該光阻應用於產品實際生產的次數、時間或頻率。

請參照圖2及圖1，若步驟S40的決策判斷為無過貨，則可進行步驟S60。步驟S60為一程序，其在於進行機台週期保養參數調整。

舉例而言，若針對某一特定厚度的光阻層的參數（recipe）並未用於實際的產品生產，則可以依據實際需求降低該參數的測機次數、降低該參數的測機頻率、甚至停止對應的測機；或是，依據實際需求降低對應週期保養的次數、降低對應週期保養的頻率。如此一來，可以降低光阻的浪費且/或提升對應機台的上機時間（up time）。

請參照圖2及圖1，若步驟S40的決策判斷為有過貨，則可進行步驟S50。步驟S50為一決策，其在於判斷產品參數是否皆有進行機台週期保養。

舉例而言，若針對某一特定厚度的光阻層的參數（recipe）有用於實際的產品生產，則可以再與對應的機台週期保養參數進行比較，以判斷該對應的產品參數是否有進行機台週期保養。

請參照圖2及圖1，若步驟S50的決策判斷為無進行機台週期保養，則可進行步驟S60。步驟S60為一程序，其在於進行機台週期保養參數調整。

舉例而言，若比較實際的產品生產資訊但卻無對應的測機參數（recipe），則可以依據實際需求建立對應的測機參數，且進一步地提升該參數的測機次數、提升該參數的測機頻率；或是，提升對應週期保養的次數、提升對應週期保養的頻率。如此一來，可以提升機台或製程的穩定度且/或降低產品生產異常風險。

請參照圖2及圖1，若步驟S50的決策判斷為有進行機台週期保養，則可進行步驟S10。舉例而言，可以將前述任一步驟（包括對應的決策或程序）的資訊上傳或更新至對應的物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊，以進行後續的判斷及/或調整。

舉例而言，可以依據實際需求提升對應週期保養的次數、提升對應週期保養的頻率。如此一來，可以提升機台或製程的穩定度且/或降低產品生產異常風險。

綜上所述，藉由本發明的光阻管理系統，可以進行適當的光阻管理。並且，本發明的光阻管理方法為藉由當前資料（如：物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及/或產品量測資訊）加以彙整、分析及判斷，佐以當前或後續的狀況（如：光阻狀況、機台狀況）予以動態的調整，並依據動態調整的結果回饋或調整當前資料。如此一來，光阻管理系統可以在光阻使用上達到連續式且/或即時式的動態管理，而可以動態地優化光阻庫存、降低光阻的浪費且/或提升對應機台的使用效率。

100:光阻管理系統 110:控制模組 115:輸入單元 116:輸出單元 117:運算單元 118:儲存單元 120:光阻使用模組 121:光阻塗佈控制單元 122:光阻塗佈機台 130:光阻庫存模組 131:光阻庫存控制單元 133:光阻儲存槽 S10、S20、S21、S30、S40、S50、S60:步驟

圖1是依照本發明的一實施例的一種光阻管理系統的系統示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的一種光阻管理的流程示意圖。

S10、S20、S21、S30、S40、S50、S60:步驟

Claims

一種光阻管理系統，包括：控制模組；光阻使用模組；以及光阻庫存模組，所述控制模組訊號連接於所述光阻使用模組與所述光阻庫存模組，且其中：所述光阻管理系統存有對應的物料資訊、機台製程參數、機台週期保養參數及產品量測資訊，其中所述機台週期保養參數包括機台進行週期保養的頻率或次數、進行所述週期保養的時間、進行所述週期保養的項目以及所述機台進行所述週期保養後的測試運行內容；且所述控制模組依據從所述光阻使用模組及所述光阻庫存模組所獲取的資訊反饋或調整所述物料資訊、所述機台製程參數、所述機台週期保養參數及所述產品量測資訊。
如請求項1所述的光阻管理系統，其中所述光阻使用模組的數量為多個，且至少兩個所述光阻使用模組所儲存的光阻塗佈參數彼此不同。
如請求項1所述的光阻管理系統，其中所述光阻庫存模組的數量為多個，且至少兩個所述光阻庫存模組所儲存的光阻的使用期限或儲存量彼此不同。
如請求項1所述的光阻管理系統，其中：所述光阻使用模組的數量為多個；所述光阻庫存模組的數量為多個；且所述控制模組為依據從所有的所述光阻使用模組及所有的所述光阻庫存模組所獲取的資訊反饋或調整所述物料資訊、所述機台製程參數、所述機台週期保養參數及所述產品量測資訊。
如請求項1所述的光阻管理系統，其中所述控制模組至少依據從所述光阻庫存模組所獲取的光阻庫存量、光阻可使用量或光阻有效使用期限，以反饋或調整所述物料資訊、所述機台製程參數、所述機台週期保養參數及所述產品量測資訊。
如請求項1所述的光阻管理系統，其中所述控制模組至少依據對所述光阻使用模組進行測機後的測機參數，以反饋或調整所述物料資訊、所述機台製程參數、所述機台週期保養參數及所述產品量測資訊。
如請求項1所述的光阻管理系統，其中所述控制模組至少依據對所述光阻使用模組進行週期保養的參數，以反饋或調整所述物料資訊、所述機台製程參數、所述機台週期保養參數及所述產品量測資訊。
如請求項1所述的光阻管理系統，其中所述控制模組至少依據藉由所述光阻使用模組進行過貨的參數，以反饋或調整所述物料資訊、所述機台製程參數、所述機台週期保養參數及所述產品量測資訊。
如請求項1所述的光阻管理系統，其中所述控制模組至少依據將對所述光阻使用模組進行測機後的測機參數與對藉由所述光阻使用模組進行過貨的參數進行比對判斷，以反饋或調整所述物料資訊、所述機台製程參數、所述機台週期保養參數及所述產品量測資訊。
如請求項1所述的光阻管理系統，其中所述控制模組至少依據將對藉由所述光阻使用模組進行過貨的參數與對所述光阻使用模組進行週期保養的參數進行比對判斷，以反饋或調整所述物料資訊、所述機台製程參數、所述機台週期保養參數及所述產品量測資訊。