專(zhuān)利名稱(chēng)：在制造過(guò)程中預(yù)測(cè)裝置的電氣參數(shù)的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體裝置制造領(lǐng)域，特別是涉及制造過(guò)程中預(yù)測(cè)半導(dǎo)體裝置的電氣參數(shù)的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工業(yè)上有一股持續(xù)的力量促使提高諸如微處理器、內(nèi)存裝置等集成電路裝置的品質(zhì)、可靠度和產(chǎn)量。此動(dòng)力源于消費(fèi)者要求要有更可靠操作的高品質(zhì)計(jì)算機(jī)和電子裝置。這些要求已造成半導(dǎo)體裝置(例如晶體管)制造以及結(jié)合此晶體管的集成電路制造的不斷改進(jìn)。此外，減少一般晶體管的組件制造的缺陷也降低每個(gè)晶體管的總合成本，以及設(shè)有此晶體管的集成電路裝置的成本。
一般而言，使用各種制程工具，包括光刻步進(jìn)機(jī)、蝕刻工具、沉積工具、拋光工具、快速熱處理工具、植入工具等，而在晶圓上執(zhí)行一套處理步驟。用來(lái)改進(jìn)半導(dǎo)體工藝線的操作的一種技術(shù)包括使用工廠統(tǒng)一控制系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)控制各種制程工具的操作。制造工具與制造機(jī)架或處理模塊的網(wǎng)絡(luò)溝通。各制造工具通常連接到裝備接口。裝備接口連接到可促使制造工具與制造機(jī)架之間溝通的機(jī)器接口。機(jī)器接口通?？蔀楦呒?jí)過(guò)程控制(advanced process control，簡(jiǎn)稱(chēng)APC)系統(tǒng)的一部分。APC系統(tǒng)根據(jù)制造模型而啟動(dòng)控制描述符(script)，該制造模型可以是自動(dòng)取得執(zhí)行制程所需的數(shù)據(jù)的軟件程序。通常，半導(dǎo)體裝置分段通過(guò)多種制造中的多個(gè)制造工具，產(chǎn)生與被處理半導(dǎo)體裝置的品質(zhì)相關(guān)的數(shù)據(jù)。將預(yù)先處理及/或事后處理度量數(shù)據(jù)提供給用于這些工具的制程控制器。制程控制器根據(jù)性能模型和度量信息來(lái)計(jì)算操作方法參數(shù)，以使得事后處理結(jié)果盡量接近目標(biāo)值。以此方法而減少變化可導(dǎo)致產(chǎn)量增加、成本降低、裝置性能提升等，這些都相當(dāng)于增加了產(chǎn)品的利潤(rùn)。
在一般的半導(dǎo)體制造設(shè)備中，晶圓以稱(chēng)之為批次的分組方式處理。某一特定批次中的晶圓通常經(jīng)歷相同的制程環(huán)境。在一些工具中，在一批次中所有的晶圓同時(shí)處理，而在其它的工具中這些晶圓在相似的狀況下(例如，使用相同的操作制法)分別地處理。一般而言，一批次的晶圓在其制程循環(huán)開(kāi)始時(shí)即指定了一優(yōu)先等級(jí)(priority)?？筛鶕?jù)例如在一批次中晶圓的數(shù)目、或其測(cè)試或?qū)嶒?yàn)的批次的狀態(tài)來(lái)指定優(yōu)先等級(jí)。
在某一特定制程步驟，比較所有準(zhǔn)備進(jìn)行處理的批次的相關(guān)指定優(yōu)先等級(jí)。使用各種規(guī)則以決定選用那一適當(dāng)批次的晶圓進(jìn)行處理。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于具有相同優(yōu)先等級(jí)的二個(gè)批次來(lái)說(shuō)，經(jīng)常選用較早的批次作為后續(xù)的處理。在晶圓的測(cè)試批次的情況(亦即，通常包含了較少數(shù)量的晶圓)，該批次晶圓經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)制程步驟或制法調(diào)整，以試圖改進(jìn)制程性能或所得裝置的性能。在使用實(shí)驗(yàn)參數(shù)開(kāi)始生產(chǎn)固定產(chǎn)品批次之前，根據(jù)在測(cè)試批次中晶圓的所得的各特性值，首先測(cè)試經(jīng)改變后的效能是很有用的。因此，指定欲測(cè)試批次較其它的產(chǎn)品批次有相當(dāng)高的優(yōu)先等級(jí)，以使得其制程能更快地完成。不管所指定的特定優(yōu)先等級(jí)如何，這些規(guī)則本質(zhì)上是靜態(tài)的和預(yù)先決定的。特定批次的優(yōu)先等級(jí)一般在其處理周期期間并不會(huì)改變，除非例如其狀態(tài)從產(chǎn)品批次改變?yōu)闇y(cè)試批次。
在制程中可能發(fā)生各種狀況，而會(huì)影響所制造裝置的性能。也就是說(shuō)，制程步驟中的變化，導(dǎo)致了裝置性能變化。諸如細(xì)微結(jié)構(gòu)關(guān)鍵尺寸(feature critical dimension)、摻雜水平、接觸電阻、微粒污染等的各種因素，都可能影響裝置的最后性能。裝置通常都按等級(jí)測(cè)量來(lái)排列，此測(cè)量所得的等級(jí)結(jié)果有效地決定了該裝置的市場(chǎng)價(jià)值。一般而言，裝置等級(jí)越高，市場(chǎng)價(jià)值就越高。
因?yàn)橛泻芏嗟淖兞坑绊懥搜b置的性能特性，因此在完成裝置的電氣測(cè)試之前，很難預(yù)測(cè)裝置的等級(jí)。晶圓電氣測(cè)試(wafer electricaltest，WET)的測(cè)量一般并不在制造晶圓過(guò)程中實(shí)施，而是直到制程的非常后的階段，或甚至有時(shí)在制程完成后數(shù)周才進(jìn)行。當(dāng)有一個(gè)或多個(gè)制程步驟引起最后的晶圓的WET測(cè)量指示為不可接受時(shí)，則須將所得的晶圓廢棄。然而，于此同時(shí)，不良制程可能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)存在而不被檢測(cè)及不被更正，而造成許多廢棄的晶圓，浪費(fèi)許多材料，并減少整體的產(chǎn)量。
本發(fā)明的目的就是克服、或至少減少一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種方法，該方法包括儲(chǔ)存在半導(dǎo)體裝置制造期間與其制程相關(guān)的特性值。一組與半導(dǎo)體裝置相關(guān)的初始特性值的向量被提供。該向量采用所收集的特性值的至少一個(gè)子集來(lái)更新。該半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)電氣特性值根據(jù)該更新的向量來(lái)模型化。
本發(fā)明的另一個(gè)方面為提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及預(yù)測(cè)單元。該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器配置用來(lái)儲(chǔ)存在半導(dǎo)體裝置制造期間與其制程相關(guān)的特性值。該預(yù)測(cè)單元配置用來(lái)提供與半導(dǎo)體裝置相關(guān)的初始特性值的向量、采用所收集的特性值的至少一個(gè)子集來(lái)更新向量、根據(jù)該更新的向量模型化該半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)電氣特性值。


參照下述的詳細(xì)說(shuō)明并結(jié)合附圖可了解本發(fā)明，各圖中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的組件，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例的制造系統(tǒng)的簡(jiǎn)化方框圖；圖2為圖1的制造系統(tǒng)的一部分的簡(jiǎn)化方框圖；以及圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例在制造期間預(yù)測(cè)裝置電氣參數(shù)的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
雖然本發(fā)明可容易作各種的修飾和替代形式，然而已用參考附圖舉例說(shuō)明的方式而詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的特定實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解的是，此處特定實(shí)施例的說(shuō)明并不是要將本發(fā)明限制在所揭示的特定形式，反之，本發(fā)明將涵蓋所有落于所附權(quán)利要求書(shū)內(nèi)所界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修飾、等效和替代。
具體實(shí)施例方式
下文中將說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。為了清楚起見(jiàn)，本說(shuō)明書(shū)中并未將所有實(shí)際實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的特征作了說(shuō)明。當(dāng)然，我們當(dāng)了解，在開(kāi)發(fā)任何這種實(shí)際的實(shí)施例時(shí)，必須做出許多與實(shí)施例相關(guān)的決定，以便達(dá)到發(fā)明者的特定目標(biāo)，譬如符合隨著實(shí)施例的不同而有所變化的與系統(tǒng)相關(guān)及與商業(yè)相關(guān)的限制條件。此外，我們應(yīng)當(dāng)了解，這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，然而，對(duì)已從本發(fā)明的揭示事項(xiàng)獲益的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)仍將是一種例行的工作。
參照?qǐng)D1，其提供了例示制造系統(tǒng)10的簡(jiǎn)化方框圖。在此例示的實(shí)施例中，制造系統(tǒng)10適用于處理半導(dǎo)體晶圓，然而，本發(fā)明并不受限于此，也可使用于其它類(lèi)型的制造環(huán)境和其它類(lèi)型的工件。網(wǎng)絡(luò)20與制造系統(tǒng)的各個(gè)組件互連，使他們之間可以交換信息。例示的制造系統(tǒng)10包括多個(gè)制程工具30，各制程工具30為了與網(wǎng)絡(luò)20接口而連接到計(jì)算機(jī)40。制造系統(tǒng)10還包括一個(gè)或多個(gè)為了與網(wǎng)絡(luò)20接口而連接到計(jì)算機(jī)60的度量工具50。度量工具50可用來(lái)測(cè)量在制程工具30中處理的晶圓的輸出特性值，以產(chǎn)生度量數(shù)據(jù)。雖然工具30、50顯示為通過(guò)計(jì)算機(jī)40、60而與網(wǎng)絡(luò)20接口，但是也可使工具30、50包括用于與網(wǎng)絡(luò)20接口的集成電路，而不需使用計(jì)算機(jī)40、60。制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)服務(wù)器70通過(guò)指引制造系統(tǒng)10的工藝流程而指引制造系統(tǒng)10的高層級(jí)操作。MES服務(wù)器70監(jiān)視制造系統(tǒng)中各實(shí)體的狀態(tài)，包括工具30、50。制程工具30可以是諸如光刻步進(jìn)機(jī)、蝕刻工具、沉積工具、拋光工具、快速熱處理工具、植入工具等的制程工具。度量工具50可以是光學(xué)測(cè)量工具、電子測(cè)量工具、掃描電子顯微鏡、氣體分析儀等。
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器80提供用來(lái)儲(chǔ)存與工藝流程中各種實(shí)體和工件(例如，晶圓)的狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器80可將信息儲(chǔ)存在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器90中。度量數(shù)據(jù)可包括細(xì)微結(jié)構(gòu)測(cè)量、制程層厚度、電氣性能特性、缺陷測(cè)量、表面輪廓等。工具30的維修歷史(例如，清除、可消耗項(xiàng)目替換、修復(fù))也可通過(guò)MES服務(wù)器70或通過(guò)工具操作者儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器90中。
一些制程工具30包括制程控制器100，該制程控制器100適用于自動(dòng)控制其各自的工具30的操作制法(operating recipe)。特定的制程工具30可以有多于一個(gè)的制程控制器100，可根據(jù)收集的前饋及/或反饋度量數(shù)據(jù)而調(diào)適以控制多于一個(gè)的操作制法參數(shù)。如果工具30是化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工具，則制程控制器100可以接受拋光前厚度測(cè)量(例如，高細(xì)微電路結(jié)構(gòu)的厚度、低細(xì)微電路結(jié)構(gòu)的厚度)，并預(yù)測(cè)達(dá)到拋光后(post-polish)目標(biāo)厚度所需的研磨時(shí)間或壓力。當(dāng)制程工具30是蝕刻工具時(shí)，制程控制器100可以根據(jù)蝕刻前及/或蝕刻后厚度測(cè)量而模型化制程工具30的蝕刻性能。制程控制器100可以使用制程工具30的控制模型以產(chǎn)生其預(yù)測(cè)值。可以憑經(jīng)驗(yàn)使用公知的線性或非線性技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)控制模型?？刂颇Ｐ涂梢允且苑匠淌綖榛A(chǔ)的相當(dāng)簡(jiǎn)單的模型(例如，線性、指數(shù)、加權(quán)平均等)，或者是復(fù)雜模型，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、主成份分析(PCA)模型、或統(tǒng)計(jì)回歸模式(projection tolatent structure；PLS)模型。特定執(zhí)行的模型可根據(jù)所選用的模型化技術(shù)而改變。使用控制模型，制程控制器100可以決定操作制法參數(shù)以減少制程后變化。特定的控制方案根據(jù)受控制的特定型式的制程工具30而定。
制造系統(tǒng)10也可包括在計(jì)算機(jī)120上執(zhí)行的缺陷監(jiān)視器110，用來(lái)監(jiān)視在制造系統(tǒng)10中制造的裝置。缺陷監(jiān)視器110可使用由度量工具50所收集的指示不可接受狀況的數(shù)據(jù)。缺陷監(jiān)視器110可使用各種技術(shù)，比如統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC)技術(shù)以發(fā)現(xiàn)缺陷。有缺陷的晶圓可被重制或舍棄。確認(rèn)和處理缺陷的技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，為了清晰和避免混淆本發(fā)明的焦點(diǎn)起見(jiàn)，這些技術(shù)在此將不作詳細(xì)的說(shuō)明。
制造系統(tǒng)10包括在計(jì)算機(jī)140上執(zhí)行的預(yù)測(cè)單元130，用來(lái)根據(jù)在制程期間所收集的數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)由制造系統(tǒng)10所制造的裝置的電氣特性。如下面詳細(xì)說(shuō)明的，預(yù)測(cè)單元130使用模型化技術(shù)將諸如從度量工具50其中之一來(lái)的度量數(shù)據(jù)、從制程工具30其中之一來(lái)的制造數(shù)據(jù)及/或從制程控制器100其中之一來(lái)的控制數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)合并到一組預(yù)先確定的設(shè)計(jì)值中，并計(jì)算完成的裝置的各種電氣特性的預(yù)測(cè)值。舉例而言，當(dāng)一個(gè)裝置首先開(kāi)始該制程時(shí)，預(yù)測(cè)單元130開(kāi)始用默認(rèn)值作為裝置的特性值(例如，線寬、間隙壁寬、接點(diǎn)大小、層厚度、植入劑量、植入能量等)。默認(rèn)值可根據(jù)裝置的設(shè)計(jì)特性而定。當(dāng)裝置處于制造過(guò)程中時(shí)，指示這些特性的物理值的數(shù)據(jù)被收集。所收集的數(shù)據(jù)用來(lái)代替初始值，且預(yù)測(cè)單元130更新完成的裝置的電氣特性預(yù)測(cè)值。當(dāng)所收集的數(shù)據(jù)的數(shù)量增加時(shí)，預(yù)測(cè)值的正確度亦增加。因此預(yù)測(cè)單元130能夠預(yù)測(cè)整個(gè)制程循環(huán)期間的電氣特性。預(yù)測(cè)的電氣特性對(duì)于影響制程設(shè)定、增強(qiáng)故障檢測(cè)、和指導(dǎo)調(diào)度決定是很有用處的，這些將在下文中作更詳細(xì)的討論。
在不同的計(jì)算機(jī)40、60、70、80、120、140之間的處理和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能的分布通常實(shí)施用來(lái)提供獨(dú)立信息和中央信息儲(chǔ)存。當(dāng)然，也可以使用不同數(shù)目的計(jì)算機(jī)和不同的配置。
一種可用于制造系統(tǒng)10的信息交換和制程控制架構(gòu)的示例為高級(jí)過(guò)程控制(Advanced Process Control；APC)架構(gòu)，比如可以使用由KLA-Tencor公司提供的催化系統(tǒng)(Catalyst system)來(lái)實(shí)現(xiàn)。Catalyst系統(tǒng)使用國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備和材料協(xié)會(huì)(Semiconductor Equipment andMaterials International；SEMI)計(jì)算機(jī)集成制造(ComputerIntegrated Manufacturing；CIM)架構(gòu)依從系統(tǒng)技術(shù)，并根據(jù)高級(jí)過(guò)程控制(APC)架構(gòu)。CIM(SEMI E81-0699-用于CIM架構(gòu)領(lǐng)域構(gòu)造的臨時(shí)規(guī)范)和APC(SEMI E93-0999-用于CIM架構(gòu)高級(jí)過(guò)程控制組件的臨時(shí)規(guī)范)的各規(guī)范可從SEMI公開(kāi)取得。
本發(fā)明的某些部分和對(duì)應(yīng)的詳細(xì)說(shuō)明是用軟件或由表現(xiàn)于計(jì)算機(jī)內(nèi)存內(nèi)的數(shù)據(jù)位操作的算法和符號(hào)等所表示。這些說(shuō)明和表示為本領(lǐng)域技術(shù)人員將他們的工作內(nèi)容有效地傳送至本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員的方式。此處所用的算法一詞正如其通常所使用的，設(shè)想成導(dǎo)向所希望結(jié)果的自我協(xié)調(diào)(self-consistent)的一序列的步驟。這些步驟為需要實(shí)際操作實(shí)際數(shù)量的步驟。通常，雖然并非是必須的，這些數(shù)量采用能夠被儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換、組合、比較和作其它處理的光信號(hào)、電信號(hào)或磁信號(hào)的形式。已經(jīng)證實(shí)，為了方便，主要是為了普遍使用的原因，將這些信號(hào)表示為位、數(shù)值、要素、符號(hào)、字符、術(shù)語(yǔ)、數(shù)字等。
然而，應(yīng)當(dāng)記住，所有的這些和相似的術(shù)語(yǔ)與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)，此處僅為方便而將標(biāo)記應(yīng)用于這些數(shù)量。除非有特別的說(shuō)明，或者從討論中明顯得出，否則諸如“處理(processing)”或“核算(computing)”或“計(jì)算(calculating)”或“確定(determining)”或“顯示(display)”等的術(shù)語(yǔ)表示計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或類(lèi)似的電子計(jì)算裝置的動(dòng)作和處理，將實(shí)際的表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的緩存器和內(nèi)存內(nèi)的電子數(shù)量數(shù)據(jù)操作和轉(zhuǎn)換成在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存或緩存器內(nèi)或其它這些信息儲(chǔ)存裝置、傳輸或顯示裝置內(nèi)的表現(xiàn)為相似物理量的其它數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，其提供了圖1的制造系統(tǒng)部分的簡(jiǎn)化方框圖。制程工具30根據(jù)操作制法來(lái)處理晶圓200。制程工具30也可以是多室工具30的單一室。度量工具50測(cè)量在制程工具30中處理的晶圓的輸出特性，以量測(cè)由制程工具30所執(zhí)行的制程的效能。由度量工具50所收集的度量數(shù)據(jù)可傳送到制程控制器100，用來(lái)動(dòng)態(tài)地更新制程工具30的操作制法，以減少測(cè)量的輸出特性和該特性的目標(biāo)值之間的變化。
由度量工具50所測(cè)量的輸出特性值也可傳送到預(yù)測(cè)單元130，用來(lái)更新對(duì)在晶圓200上裝置的電氣特性所作的預(yù)測(cè)值。雖然僅顯示了一個(gè)制程工具30和度量工具50，但是在實(shí)際的制造設(shè)備中，可以使用多個(gè)制程工具和度量工具。當(dāng)晶圓200處于制程進(jìn)行中之時(shí)，預(yù)測(cè)單元130接收從各種度量工具來(lái)的度量數(shù)據(jù)。
預(yù)測(cè)單元130也可從制程工具30或與制程工具30相關(guān)的傳感器(圖中未顯示)接收數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)關(guān)于在制程期間由晶圓200所經(jīng)歷的制程環(huán)境。示例性制造數(shù)據(jù)包括室壓、室溫、退火時(shí)間、植入劑量、植入能量、等離子能量、處理時(shí)間等。預(yù)測(cè)單元130也可從制程控制器100接受在制程期間使用的關(guān)于操作制法設(shè)定的數(shù)據(jù)。舉例而言，不可能直接測(cè)量一些制程參數(shù)的值。制程控制器100可提供這些參數(shù)的設(shè)定值，代替制程工具30的實(shí)際制程數(shù)據(jù)。其它的制程控制數(shù)據(jù)可包括由制程控制器100所評(píng)估和/或控制的各種狀態(tài)情況的值。
度量工具50、制程工具30和制程控制器100可稱(chēng)之為數(shù)據(jù)收集單元，其收集在制造期間與晶圓200上半導(dǎo)體裝置制造相關(guān)的數(shù)據(jù)。
從圖2中可看出，預(yù)測(cè)單元130使用模型化引擎122，該引擎預(yù)測(cè)由設(shè)計(jì)向量124和制造向量126所指定的值所定義的虛擬裝置的電氣特性。設(shè)計(jì)向量124表示預(yù)定用于裝置的初始默認(rèn)特性(亦即，用于產(chǎn)品制程的目標(biāo)值)。包括在設(shè)計(jì)向量124中的示例性參數(shù)為N溝道閾值電壓調(diào)整植入(N-channel threshold voltage adjust implant，NVT)劑量、NVT能量、柵極氧化物厚度、N溝道輕摻雜漏極植入(N-channellightly doped drain implant，NLDD)劑量、NLDD能量44、溝道長(zhǎng)度、間隙壁(spacer)寬度、多晶硅柵極線寬等。這些參數(shù)說(shuō)明晶體管的經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)現(xiàn)有的工程知識(shí)所建立。也可使用額外和不同的參數(shù)來(lái)說(shuō)明不同的經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)。
制造向量126包括在制程期間所收集的、與晶圓200上裝置相關(guān)的特性值(例如，度量數(shù)據(jù)、制造數(shù)據(jù)或控制數(shù)據(jù))。在一個(gè)實(shí)施例中，模型化引擎122在每次預(yù)測(cè)電氣特性時(shí)，結(jié)合設(shè)計(jì)向量124與制造向量126。在另一個(gè)實(shí)施例中，制造向量126起始用設(shè)計(jì)向量124中的值來(lái)加載。當(dāng)收集了特性數(shù)據(jù)，制造向量126中的設(shè)計(jì)值由測(cè)量數(shù)據(jù)所代替。
用于執(zhí)行模型化引擎122的功能的各種技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(TCAD)工具可從商業(yè)途徑獲得。根據(jù)所制造的半導(dǎo)體類(lèi)型和所希望預(yù)期的電氣特性的類(lèi)型來(lái)選擇特定的模型化工具。示例性軟件工具為由位于加利福尼亞州芒廷維尤的Synopsis公司所提供的Tsuprem-4和Medici?？捎深A(yù)測(cè)單元130所預(yù)測(cè)的示例性電氣特性為驅(qū)動(dòng)電流、環(huán)形振蕩器頻率、內(nèi)存單元擦除時(shí)間、接觸電阻、有效溝道長(zhǎng)度等。
預(yù)測(cè)的電氣特性有多種用途。例如，預(yù)測(cè)單元130可向故障監(jiān)視器115提供預(yù)測(cè)值以用于偵側(cè)故障目的。若預(yù)測(cè)的電氣特性是在預(yù)定的范圍外，則可能表示晶圓200或用來(lái)制造該晶圓200的制程工具存在問(wèn)題。故障監(jiān)視器115可根據(jù)預(yù)測(cè)的電氣特性啟動(dòng)自動(dòng)更正動(dòng)作。示例性更正動(dòng)作包括向制造人員發(fā)送警告信息，以建議排除問(wèn)題、自動(dòng)暫停后續(xù)的處理、標(biāo)記可疑的晶圓等。
預(yù)測(cè)的電氣特性的另外一種用途為制程控制。預(yù)測(cè)單元130可將預(yù)測(cè)的電氣特性值傳送到一個(gè)或多個(gè)制程控制器100，用來(lái)更新其控制工具30的操作制法。例如，若裝置的預(yù)測(cè)的接觸電阻太高，則制程控制器100可調(diào)整金屬電鍍參數(shù)以減少后續(xù)晶圓200的接觸電阻。制程控制器100也可調(diào)整諸如植入劑量和能量的各個(gè)參數(shù)，以影響后續(xù)晶體管裝置的電氣性能。
預(yù)測(cè)的電氣特性也可用于調(diào)度目的。例如，若預(yù)測(cè)的電氣特性指示高性能的裝置或具有與某一等級(jí)裝置的商用需要相一致的預(yù)測(cè)的電氣特性的裝置，則制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)服務(wù)器70可調(diào)整包括晶圓200的批次的優(yōu)先等級(jí)。同樣地，MES服務(wù)器70可根據(jù)預(yù)測(cè)的電氣特性而做出調(diào)度決定。例如，MES服務(wù)器70可調(diào)度由具有較好的工具狀況(例如，干凈的工具、低缺陷率、低疊對(duì)誤差等)的工具30處理具有較高預(yù)測(cè)電氣特性的批次。
可使用預(yù)測(cè)的電氣特性以產(chǎn)生用于更新由模型化引擎122所使用的預(yù)測(cè)模型的反饋。當(dāng)測(cè)量了半導(dǎo)體裝置的實(shí)際特性時(shí)，這些特性能與預(yù)測(cè)值相比較以產(chǎn)生誤差信號(hào)?？捎赡Ｐ突?22使用誤差信號(hào)來(lái)調(diào)整其模型參數(shù)以減少未來(lái)預(yù)測(cè)的誤差大小。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，其提供了根據(jù)本發(fā)明的另一范例實(shí)施例，在制程期間預(yù)測(cè)裝置電氣參數(shù)的方法的簡(jiǎn)化流程圖。在方框300，提供了與半導(dǎo)體裝置相關(guān)的一組初始特征值。在方框310，執(zhí)行半導(dǎo)體裝置上的第一制程。在方框320，收集與第一制程相關(guān)的制造數(shù)據(jù)。在方框330，至少一個(gè)初始特征值由在第一制程期間所收集的制造數(shù)據(jù)所代替，以產(chǎn)生第一修正的特性值組。在方框340，根據(jù)修正的特性值組，預(yù)測(cè)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)電氣特性的第一值。
在制程期間預(yù)測(cè)半導(dǎo)體裝置的電氣特性具有很多好處?？稍黾雨P(guān)于半導(dǎo)體裝置的制程和未來(lái)性能的了解。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，此信息僅可在制程后期獲得。在制程期間產(chǎn)生預(yù)期值使得可根據(jù)將要制造的裝置的預(yù)定性能而調(diào)整制程設(shè)定、確定故障狀況、做出調(diào)度決定。
上述揭示的特定實(shí)施例僅用于說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在閱讀本說(shuō)明書(shū)獲得其揭示的技術(shù)內(nèi)容后，應(yīng)當(dāng)了解本發(fā)明可用多種不同而等效的方式來(lái)修改和實(shí)施。再者，除了以下的權(quán)利要求書(shū)中說(shuō)明之外，并非意在對(duì)其中所示的構(gòu)造或設(shè)計(jì)的細(xì)部作限制。因此，很明顯地以上揭露的特定實(shí)施例可作更改或修飾，而所有這些變化皆落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。由此，本發(fā)明保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)來(lái)界定。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括儲(chǔ)存在半導(dǎo)體裝置制造期間所收集的與該半導(dǎo)體裝置(200)的制程相關(guān)的各特性值；提供與該半導(dǎo)體裝置(200)相關(guān)的各初始特性值的向量(124)；用所收集的各特性值的至少一個(gè)子集更新該向量(124，126)；及根據(jù)該更新的向量(124，126)，模型化該半導(dǎo)體裝置(200)的至少一個(gè)電氣特性值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括根據(jù)該模型化的電氣特性值，確認(rèn)與該半導(dǎo)體裝置(200)相關(guān)的缺陷狀況。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括根據(jù)該模型化的電氣特性值，調(diào)度用于后續(xù)制程的半導(dǎo)體裝置(200)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括根據(jù)該模型化的電氣特性值，決定至少一個(gè)用于后續(xù)半導(dǎo)體裝置(200)制程的操作制法參數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中儲(chǔ)存與該半導(dǎo)體裝置(200)的制程相關(guān)的特性值進(jìn)一步包括儲(chǔ)存與該半導(dǎo)體裝置(200)的制程相關(guān)的制程特性值、度量特性值以及控制特性值的至少其中之一。
6.一種系統(tǒng)(10)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(90)，配置用來(lái)儲(chǔ)存在該半導(dǎo)體裝置(200)制造期間所收集的半導(dǎo)體裝置特性值；以及預(yù)測(cè)單元(130)，配置用來(lái)提供一組與該半導(dǎo)體裝置相關(guān)的初始特性值的向量(124)，用該所收集的特性值的至少一個(gè)子集來(lái)更新該向量(124，126)，并根據(jù)該更新的向量(124，126)模型化該半導(dǎo)體裝置(200)的至少一個(gè)電氣特性。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(10)，其進(jìn)一步包括缺陷監(jiān)視器(110)，可溝通地連接于該預(yù)測(cè)單元(130)，并配置用來(lái)根據(jù)該模型化的電氣特性而確認(rèn)與該半導(dǎo)體裝置(200)相關(guān)的缺陷狀況。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(10)，進(jìn)一步包括制造執(zhí)行系統(tǒng)服務(wù)器(70)，其可溝通地連接于該預(yù)測(cè)單元(130)，并配置用來(lái)根據(jù)該模型化的電氣特性而為后續(xù)制程調(diào)度該半導(dǎo)體裝置。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(10)，其進(jìn)一步包括制程控制器(100)，其可溝通地連接于該預(yù)測(cè)單元(130)，并配置用來(lái)根據(jù)該模型化的電氣特性而決定用于后續(xù)半導(dǎo)體裝置(200)制程的至少一個(gè)操作制法參數(shù)。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(10)，其中該收集的特性值進(jìn)一步包括制程特性值、度量特性值以及控制特性值的至少其中之一。
全文摘要
一種在半導(dǎo)體裝置制造過(guò)程中預(yù)測(cè)該半導(dǎo)體裝置(200)的電氣參數(shù)的方法。提供與該半導(dǎo)體裝置(200)相關(guān)的初始特性值的向量(124)，用所收集的特性值的至少一個(gè)子集更新該向量(124，126)。根據(jù)該更新向量(124，126)模型化該半導(dǎo)體裝置(200)的至少一個(gè)電氣特性。一種包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(90)以及預(yù)測(cè)單元(130)的系統(tǒng)(10)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(90)配置用來(lái)儲(chǔ)存在半導(dǎo)體裝置(200)的制造期間所收集的半導(dǎo)體裝置(200)的特性。預(yù)測(cè)單元(130)配置用來(lái)提供關(guān)于半導(dǎo)體裝置(200)的初始特性值的向量(124)、以收集的特性的至少一個(gè)子集更新向量(124，126)，以及根據(jù)更新向量(124，126)模型化半導(dǎo)體裝置(200)的至少一電氣特性。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1679155SQ03819926
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者M·L·米勒, C·A·博德 申請(qǐng)人:先進(jìn)微裝置公司