晶圆之间的量测值分布图的比较方法与流程

1.本发明涉及一种半导体集成电路，特别涉及一种晶圆之间的量测值分布图的比较方法。


背景技术：

2.随着半导体制造技术的发展，芯片关键尺寸逐渐减小，量测数据量逐渐变多，数据处理与比较难度逐渐变大。
3.晶圆上的量测数据在晶圆上的分布形成的分布图通常称为map分布图。目前，业内主要通过将不同晶圆的量测数据按其在晶圆上的位置分别作图，得到map分布，并人工对比map分布是否匹配。这种方法存在工作量大、再现性不佳的问题，同时由于需要借助人判断，难以实现全自动化。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种晶圆之间的量测值分布图的比较方法，能实现自动化比较，具有高效率和良好的再现性。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的晶圆之间的量测值分布图的比较方法包括如下步骤：
6.步骤一、对2片需要比较的晶圆做相同的区域划分。
7.步骤二、分别计算各所述晶圆的各区域的量测值的区域平均值以及总平均值。
8.步骤三、计算k值，k值的计算公式为：
[0009][0010]
其中，k表示匹配参数，n表示各所述晶圆所划分的区域的数量，i表示所述晶圆的各区域的序号，ai为第一片晶圆的第i区域的区域平均值，bi为第二片晶圆的第i区域的区域平均值，为第一片晶圆的总平均值，为第二片晶圆的总平均值。
[0011]
步骤四、将计算得到的k和k0进行比较；当k小于k0时，则判断两片所述晶圆之间的量测值分布图匹配；当k大于等于k0时，则判断两片所述晶圆之间的量测值分布图不匹配。
[0012]
k0为根据匹配要求设定的匹配参数预设值，所述匹配要求越高，k0越小。
[0013]
进一步的改进是，步骤一中，根据实际需求进行所述区域划分。
[0014]
进一步的改进是，步骤一中，所述区域划分形成的各所述区域的面积相等或不相等。
[0015]
进一步的改进是，所述区域划分包括：以同心圆的方式划分所述晶圆，各所述区域为最内侧的同心圆所围的圆形区域以及各所述同心圆之间的环形区域。
[0016]
进一步的改进是，各所述区域的面积相等。
[0017]
进一步的改进是，步骤四中，k0小于等于0.005。
[0018]
进一步的改进是，步骤一中，所述晶圆上形成有半导体器件；所述量测值包括对各
所述半导体器件的尺寸量测值或电学参数量测值。
[0019]
进一步的改进是，步骤一之前已经完成对所述晶圆的测量。
[0020]
进一步的改进是，步骤一至步骤四通过软件自动实现。
[0021]
进一步的改进是，重复步骤一至步骤四实现对多片所述晶圆之间的两两比较。
[0022]
本发明能对晶圆之间的量测值之间的匹配关系进行量化，量化公式参考标准差公式得到，最后通过对量化后k值和预先设定的k0参数进行比较即可判断晶圆之间的量测值之间的匹配关系，所以，本发明通过数据处理即可实现，完全不需要进行人工比对，所以能实现自动化比较，具有高效率和良好的再现性。
附图说明
[0023]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0024]
图1是本发明实施例晶圆之间的量测值分布图的比较方法的流程图；
[0025]
图2a是本发明实施例晶圆之间的量测值分布图的比较方法中一种区域划分的示意图；
[0026]
图2b是计算图2a中的一个区域的区域平均值的示意图；
[0027]
图3a-图3c是本发明实施例方法中3片需要进行比较的晶圆的量测值分布图。
具体实施方式
[0028]
如图1所示，是本发明实施例晶圆之间的量测值分布图的比较方法的流程图；本发明实施例晶圆之间的量测值分布图的比较方法包括如下步骤：
[0029]
步骤一、对2片需要比较的晶圆做相同的区域划分。
[0030]
本发明实施例中，根据实际需求进行所述区域划分，如根据实际需要确定所述区域划分形成的所述区域的数量和面积。
[0031]
所述区域划分形成的各所述区域的面积相等或不相等。
[0032]
如图2a所示，是本发明实施例晶圆之间的量测值分布图的比较方法中一种区域划分的示意图；所述区域划分包括：以同心圆的方式划分所述晶圆101，各同心圆采用标记102表示。各所述区域103为最内侧的同心圆102所围的圆形区域以及各所述同心圆102之间的环形区域。图2a中，n个所述区域103还分别用区域1、区域2至区域n表示。图2a中，各所述区域103的面积相等。
[0033]
所述晶圆上形成有半导体器件；所述量测值包括对各所述半导体器件的尺寸量测值或电学参数量测值。
[0034]
步骤一之前已经完成对所述晶圆的测量并形成了所述量测值分布图。
[0035]
步骤二、分别计算各所述晶圆的各区域的量测值的区域平均值以及总平均值。
[0036]
如图2b所示，是计算图2a中的一个区域的区域平均值的示意图，图2b的区域i单独用标记103a表示，区域i的量测值均值即第i区域的区域平均值为：
[0037][0038]
其中，ai为图2b中第i区域即区域i的区域平均值；a
ix
表示区域i中第x个量测值，区域i中量测值的数量为j，x为1至j中的一个值。
[0039]
步骤三、计算k值，k值的计算公式为：
[0040][0041]
其中，k表示匹配参数，n表示各所述晶圆所划分的区域的数量，i表示所述晶圆的各区域的序号，ai为第一片晶圆的第i区域的区域平均值，bi为第二片晶圆的第i区域的区域平均值，为第一片晶圆的总平均值，为第二片晶圆的总平均值。
[0042]
步骤四、将计算得到的k和k0进行比较；当k小于k0时，则判断两片所述晶圆之间的量测值分布图匹配；当k大于等于k0时，则判断两片所述晶圆之间的量测值分布图不匹配。
[0043]
k0为根据匹配要求设定的匹配参数预设值，所述匹配要求越高，k0越小。
[0044]
在一些实施例中，k0小于等于0.005。在一较佳实施例中，k0等于0.005。
[0045]
步骤一至步骤四通过软件自动实现；例如能通过编程或excel宏等方式与自动化办公软件结合，实现自动化，具有效率高和再现性好的优势。
[0046]
重复步骤一至步骤四实现对多片所述晶圆之间的两两比较。
[0047]
本发明实施例能对晶圆之间的量测值之间的匹配关系进行量化，量化公式参考标准差公式得到，最后通过对量化后k值和预先设定的k0参数进行比较即可判断晶圆之间的量测值之间的匹配关系，所以，本发明实施例通过数据处理即可实现，完全不需要进行人工比对，所以能实现自动化比较，具有高效率和良好的再现性。
[0048]
本发明实施例中，k值的计算公式(1)是通过对标准差公式进行变形得到，推导过程如下：
[0049]
标准差公式为：
[0050][0051]
公式(3)中σ为标准差，n表示数据组中的数据数量，ai表示数据组的第i个数据值，表示数据平均值。
[0052]
对公式(3)进行变形得到：
[0053][0054]
对公式(4)进行简化即得到公式(1)。
[0055]
可以看出，本发明实施例中的公式(1)是基于广泛使用标准差的公式；同时公式(1)将均值归零化，只比较map分布，量测值均值对计算结果无影响。
[0056]
如图3a至图3c是本发明实施例方法中3片需要进行比较的晶圆的量测值分布图，图3a-图3c的3片晶圆分别用标记101a、101b和101c标出。晶圆101a和101b以及晶圆101a和101c之间的量测值分布图的匹配都采用本发明实施例方法实现。
[0057]
由图3a所示可知，晶圆101a的量测值分布图中包括多个量测值，这里的量测值为半导体器件的关键尺寸。mean为量测值的平均值，大小为30.7nm，3-sigma表示3σ即3个标准差，range表示最大值和最小值的偏差。
[0058]
图3b和图3c中也分别显示了晶圆101b和101c的量测值分布图中的多个量测值，
mean，3-sigma和range。
[0059]
单独比较图3a至图3c无法轻易对各量测值分布图的匹配度进行判断。
[0060]
利用本发明实施例方法，如图3a所示，将晶圆101a化分成多个区域。进行晶圆之间的两两比较时能计算出对应的k值，可以得到。
[0061]
晶圆101a和101b之间的k值为0.00175，小于0.005，可得晶圆101a和101b之间map分布基本匹配。
[0062]
晶圆101a和101c之间的k值为0.21956,大于0.005，可得晶圆101a和101c之间map分布匹配情况较差。
[0063]
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。