TWI332129B - Process control system and method of performing a fabrication process - Google Patents

Description

1332129 第92126058號專利申請索 (99年4月2日) 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大致係關於半導體製造，尤係關於使用產品設 計及產率回授之製程控制系統。 【先前技術】 於半導體工業上有持續朝向增加元件密度、產量和產 率發展之傾向。為了增加元件密度，已作了許多朝向縮小 半導體元件的尺寸（例如，已達次微米水準）方面的努力， 且仍繼續著此項努力。為了達成該等密度目標，必須要有 更小之細微構造尺寸和更精確的細微構形。此可包括互連 線的見度和間距、接觸孔之間距和直徑、和譬如角和邊等 各種細微結構（feature )之表面幾何構形。為了增加產量， :以減J所需製程步驟之數目，和/或減少該些製程步驟所 。而,：間。為了增加產帛’可以改進個別製程之控制和/ 或印質，其中，產率係離開製程之完成產品與進入製程之 產品數目比較的百分比。 半導體製造為用來在晶圓表面上或表面内建造半導 牛之衣程。經研磨、成坯之晶圓進入半導體製程，而 包二=覆蓋了大量之半導體元件後方送出。半導體製造 美本制：Γ控制和建立元件之步驟和/或製程-所使用的 成層、推雜、熱處理和圖案化。形成層之操 ^薄層附加到晶圓表面上。各層例如可以是絕緣體、 用^體和/或導體’並經由各種製程而生長和沉積。一些丘 z儿積技術為化學氣相沉積(CVD)、蒸鍍和賤鍍。摻雜 92427(修正版) 5 Γ332129 (99年4月2曰） 是將^定數量之摻雜劑加到晶圓 =層之性質被修改(例如，將半導體改:二^ 使用許多的技術(例如可传用……她成為可 熱處理為另錄/離子佈植）來捧雜。 . 馬另一種基本的操 到特定的結果…船而▲ 曰圓加熱和冷卻以達 蒸發出污染物和2 操作中從晶圓 或從晶圓中移出/A:疋並次有額外的材料加到晶圓中 -般由摻㈣^；；種/同使用之熱處理是退火，其修復 損壞。於半導體ΤΙ中广㈣ 導體“中亦使用其他的熱處理，譬如合金化 yiDg)和浴劑之驅趕（driving of s〇】vents)。 圖案化為造成從表面層移除選擇之#分之一系列的 步驟寿多除了之後’在晶圓的表面上留下該層之圖樣。例 如’移除之材料能夠在層上形成孔，或留下之島狀材料。 圖案轉移製程亦稱之為遮光罩（ph〇t〇maski⑽、遮罩 (maSklDg)、光學微影術（Photolithography)或微影術 。實際的減除圖案化（SUbtractive pattenung，即從表面膜.去除材料）係藉由電漿蝕刻完成。 圖案化製程之目標為當電路設計需要時，建立所希望之形 狀於所需要的尺寸（例如，細微結構大小（feature size))， 定位他們於晶圓表面上適當的位置。圖案化通常視為四個 基本製程中最重要者。 一般而言，使用製程控制系統來施行一個或多個圖案 化或微影術製程。製程控制系統控制製程之各種之參數， 例如顯影時間、光阻流、及類似方面。此外，製程控制系 6 92427(修正版) 1332129 第92126058號專利申請案 (99年4月2日） 統監視譬如#刻率、尺寸、細微結構大小及類似之特性， 以便決定是否製造之元件為可接受。圖案化或微影術製程 被要长要於歷史谷差（hist〇rical t〇lerance)内執行及產生結 果〜歷史谷差稱之為控制極限（例如，+/· 1 〇%) β然而， 14些控制極限無法考慮到特定的設計要求或產品產率，並 因此可能使不可接受之元件視為可接受，和可接受之元件 視為不可接受。 【發明内容】 下文為本發明之概述以提供本發明之某些態樣之基 本的瞭解。本概述並非意在限定本發明之重點/關鍵元件或 規劃本發明之範籌。唯一的目的在於以簡單的形式呈現本 發明之某些概念，以作為之後所呈現之更為詳細描述之序 0 本發明大致係關於半導體製造，尤係關於使用特定產 品設計之製程控制系統。藉由調適半導體製程使其適合於 特定的產品設計’可提升元件製造的產量和產率。 本發明依照譬如關鍵尺寸（CD)、覆蓋、和缺陷之製程 控制參數而製定半導體製程。製程控制參數並非以序^之 方式個別評價，而是組合成品質矩陣。品質矩陣係根據表 數輸入以及來自產品設計、模擬、測試結果、產率資料、 電氣資料及類似資料之已知資料庫。製程控制系統然後能 與非為習用之設計規格之品質指標相比較。因此，個別的 層能夠依於產品設計和產率’而特製為不同的規格和品質 指標。 幻427(修正版) 7 1332129 第92126058號專利申請案 (99年4月2曰） 為了達成上述和相關的目標，本發明包括下文中將完 王說明並於申請專利範圍中特別指出之特徵。了列的說明 和所附的圖式提出本發明某些詳細的範例態樣和其施行情 形然而扣不出了一些使用了本發明之原理的變化方法。 由本發明之下列詳細說明並考慮相關的圖式，本發明之其 他的目的' 優點和新穎特徵將變得更為清楚。 【實施方式】 現將參照圖式而說明本發明，其中各圖中使用相同之 參考號碼參照以相同的元件。於下列的說明中，為了便於 說明，而提出了許多詳細之解說以提供對本發明之完全瞭 2。然而，可證實並不一定須要按照此詳細說明的内容來 3施本發明。於其他的實施例中，為了便於說明本發明起 見，係以方塊圖之形式來顯示已知的結構和元件。 於此申請案中所使用的術語“電腦組件，，一詞將浐 電腦相關的實體’舉凡硬體 '硬體和軟體的結合 '軟體、曰

，：中的軟體皆是。舉例而言’電腦組件可以是，但並不 1 定限於··於處理器中之處理運作 '處理器、標的物、可 、行之轾式、一串列執行之程式、和/或電腦。例如，執行 於词服器之應用程式和㈣器可以是電腦組件。於一處理 和/或執行串中可具有一個或多個電腦組件，而組件可以位 於個電腦和/或分佈於二個或多個電腦之間。 ^發明依照譬如關鍵尺寸（CD)、覆蓋' 和缺陷之製程 ::參數而調適（㈤。〇微影術製程。將稱之為關鍵參數 襄#王控制參數集合性地評價為品質矩陣。品質矩陣係根 92427(修正版) 8 丄 笫92126058號粵利申請索 ("年4月2日、) 據依照譬如 . (仁不限疋於）產品設計、模擬、測試結果、漆 率資料、雷备次必, 反 虱貝料和類似物之資訊而加權了係數之關鍵參 “本發明然後能發展品質指標，該指標為現用製程 ·%;合“分怒” 、 。控制系統然後能夠將品質指標與設計規格 乂便判疋是否能夠接受現用之製程。若該 =受，則可針對進行中之製程修正測試參數，使該： 。加工和再實施而為完整的製程。 统二：第1圖，表現了依照本發明之-態樣之控制系 統100的方塊圖。系統100包括控制器1〇2、製程工且ι〇4 件106。系統100藉由監視和檢驗製程(例如， 之關鍵參數（集合地而非個地 元件之製造。若現用制他進千導體 . 現用衣轾為已可接受地施行，則系統100 =續用於其他的製程。或者，㈣統⑽判定為尚不可 夠=1再：重加工和再實施該製程。此外，若製程不能 夠適备地再貫施’則可捨棄該半導體元件。 控制器1 02操作性地與製程 制地施行製程。於制哭1〇2„ 〃 〇界接’俾以可控 mL 判定並控制許多的用於製程之 測试參數’言如流率、光阻忐於 ,sy 尤阻成伤、處理持續時間、溫度和 々似參數。該製程僅為需要 ^ ^ , 文用於特疋+導體兀件（例如，記 憶胆7L件）之許多製程的其申—種。 此外，控制器1 02操作性从s y 1 11地再靶行由監視器组件1 06 所才日不的衣程。應該瞭解到有一 ’ 二此荨類型之製程（例如， 過度蝕刻且實質地危害到元 语.』兀件之蝕刻製程）不能簡單地復 原。對於該製程，可以拾杳兮__ 捨棄該兀件。然而’許多的製程可 92427(修正版) 9 1332129 第92126058號專利申锘史 (99 年 4 月 2 Γ) 充分地適合再施行。舉例而言，一種圖案化製程（其通常 包含沉積一層光阻層，選擇性地曝露部分之光阻和選擇性 地移除部分之光阻），能夠藉由移去該光阻而重加工。然 後’該圖案化製程能夠用可達成所希望結杲之新的製程參 數來再重複施行一次。

除了重複製程以外’控制器I 02亦可於原位置修正製 程。若有任何可改進製程之回授資料的話，則可經由指示 製程參數所需調整之監視器組件來提供回授資料。這些調 整並非單一關鍵參數之函數，而是產品設計、元件產率和 類似方面之一群之關鍵參數之函數。

如上所述，由控制器102來控制製程工具1〇4。該製 程工具104為依照測試參數，實際地和可控制地施行製程 (例如’藉由塗布光阻、圖案化、旋轉晶圓、蝕刻和類似擊 程)之系統組件。此外，製程工具1〇4包括於製造期間(例 如’於原位置）和/或於製造之後（例如，檢查）收_造資^ 之裝置。此製造資訊可包括’例如，關鍵尺寸(例如，於X 和y方向之寬度和間距2D和3D)、溫度、壓力、覆蓋、缺 陷和類似之資訊。間距測量值A昝 〜 J里值為貫質相等之細微結構之間 之測量值。寬度測量值為單一 έ 、、田微結構之測I值。一般而 言’係使用譬如掃描電子鞀掷扭 α .·*員微鏡（SEM)和光學顯微鏡來獲 侍測量值。對於SEM，最初佶田抑 ^ 吏用探頭來與測量之細微結構 互相作用。然後產生包含有杳 含有貝訊之訊號，並將此訊號接著 轉換成測量值。此訊號本質上 ^ 不貝上為—電子發射之記錄，其為 由電子束打擊於表面上之當工 卞束之位置的函數。對於光學 92427(修正版) 10 1332129 第92126058號專利申請案 (99年4月2日） 顯微鏡，使用譬如繞射圖案之訊號來獲得測量值。 監視器組件106從製程工具1〇4獲得製造資訊，並能 夠提供控制資訊至控制器1〇2。由監視器組件1〇6所產生 的控制資訊可包括引致控制器102再執行特定製程，和/ 或修正現用製程之各指令。 此外，監視器組件106根據製造資訊產生品質矩陣。 品質矩陣包括複數個參數（例如，關鍵尺寸、寬度、間距、 覆缺陷和類似之參數)和對於各參數相關之加權。根據 產:口產率和製造設計模型而決定關聯於各參數之加權，以 =田地加權各參數之效果。然後計算品質指標作為品質 P之函數，該品質指標必定為品質矩陣中複數個參數的 函數·。品質指標能表示成從〇至1〇〇之百分比，其中〇指 :製程為實質地錯誤…00指示製程為實質地正確，而曰 其他適當的产二目各種程度。可使用 ，又里作為。口質指標。對於半導體元件和/哎制 可接受之容差水準。舉例來說，〗5%之容差 一株知/可接受85%或更佳之品質指標值。一般能按昭 ㈣改變可接受之容差水準。重要的是，須； J 質指標和品質矩陣係根據複數個表數之入 成結果，而非僅單一個減。 數之。 了可：：：之測試參數可能導致少於期望的或甚至超出 “又4差水準之製造結果。用來決定測試參數之 擬杈型化、神經網路、貝葉斯（Bayesian)網路' 貝苹疒 任網路和其他機制可能產生與真實世界情況下所期望= 修正版) 11 Ϊ502129 第92126058號專利申請案 (99年4月2曰） 同之結^貝葉斯信任網路將進-步詳細說明於後。因此， 成於原位施行調整和/或更正測試參數，以補償這些差显。 如前文所述，監視器組件係操作性地提供資訊和,或指令至 控制器102’以修正現用的製程。該資訊對於欲將複數個 ’數推向接近所希望值之製程的測試參數產生修正。因 此’可修正製程使之變成可接受（例如，在品質指標超出了 可接受之範圍時）和/或接近設計規袼。 、，成製程以後，可藉由製程工具刚而獲得後製程檢 查測1值’並將該等測量值提供至監視器組件作為複 數個參數。該後製程檢查測量值能夠較原位置測量值更廣 泛（例如’藉由於多個方向進行測量對於此等檢查，使 用品質指標以決定製程結果是否為可接受。若品質指標為 :可接又(例如’在可接受之容差值内），則可能的話可再 該t程°若不能再施行該製程，則可捨棄該半導體元 件或確》忍為不可操作。於可操作狀況半導體元件然後能 繼續進行[元件之另—製造階段。此外，能夠儲存品質指 標、品質矩陣和關聯於製程之其他的資訊，和/或使用他們 來進^發展後來之測試參數、品質矩陣和用於後續製程 之品質指標。 已說明糸統1 00於原位置操作和後製程操作。然而， 應該瞭解可施行和/或使用系統100以便操作於原位置、後 製程、或二者。 纽參照第2圖，揭示可依照本發明態樣促進半導體元 件製造之系統200。系統200包括品質矩陣產生器2〇2、重 92427(修正版) 12 1332129 第92126058號專利申請案 (99 年 4 月 2 a) 加工組件204 '產品產率資料庫206、元件製程資料庫208 和元件影像資料庫210。系統200接受複數個關鍵參數作 為後4程檢查之結果，而至少部分地決定是否完成的製程 為可接文。此決定係根據合成的和/或組合之複數個關鍵參 數，而不是用一系列考慮之個別參數。—般而言，系統2〇〇 決定關於是否重加工完成之製程，或繼續製程半導體元件 至其後之階段。系統200能夠執行為控制系統（如上述討 論之第1圖之控制系統i 〇〇 )的一部份。 品質矩陣產生器202接收用於半導體元件之後製程檢 查之複數個關鍵參數，並決定製程將如何繼續進行。這些 關鍵參數包括關鍵測量值，例如，χ方向測量值、y方向測 量值、寬度（例如’ 2D和3D)、間距（例如，扣和3D)、溫 度、壓力、覆蓋、缺陷和類似之測量值。 ’稱之為品質矩陣， 具有加權係數之關鍵 示： 品質矩陣產生器202建立一矩陣 其中矩陣之各項目或各點表示單—的 參數。此表示式能以下列數學式子表 ⑴ 參數=wxa 其中a是對於參數之期望值，诃是 值亦能關聯於各參數。品質矩陣之此外常數 ^ 之各列—般包括複數個關 鍵參數和他們的相關之加權。能夠具 個別列對應至特定之設計/製造 ^ ^ #中 解到品質矩陣能夠僅有-列，而：彳如元件產率。應瞭 此外，可依照設計目標按照列而使發明而施行。 史個別參數所用之加權變 92427(修正版) 13 1332129 第92126058號專利申請案 (99年4月2曰） 化。 於此種情況，能產生品質矩陣並表現為： ^12^12 · · * ^21^21 W22^22 · * · » V»! ^nlara *·· Wnmanm_ 然後，品質矩陣產生器藉由分析設計性能目標、設計 規則、產品產率和類似方面而計算各係數。如此施行以後， 可以適當方式計算用於品質矩陣之指標值。一種適當之方 式是依照此處所描述之方程式（3至4)，加總各矩陣元成為 最後值，稱之為品質指標：

Wj,fln + w12a12 + · · ·+wlmalm w21a2l + + · · · + w2ma2l (3)

y=»l 然後能加權品質指標，該品質指標係以百分比表示接 近於設計/產品目標的程度。 品質矩陣產生器202與產品產率資料庫206、元件製 程資料庫208和元件影像資料庫21 0互相作用，以便決定 14 92427(修正版) 1332129 第92126058號專利申锖索 (99年4月2日） 係數和可接受之品質指標值。產品產率資料庫2〇6包括相 關用於現有半導體元件產品產率目標和製造階段之資訊。 此資訊對於決定係數和關鍵參數與相關的產率之間的關係 特別有用。元件製程資料庫2〇8包括相關於各種製程之資 訊’包括現有元件之先前完成的製程。此資訊幫助決定係 數值》此外’此資訊能夠使所期望的關鍵參數關聯於實際 測量之關鍵參數’並能夠用來建議後續製程中的修正。元 件衫像 料庫2 1 0包括元件設計和佈線之二次元和三次元 影像。可以使用此資訊來確認現有製程後半導體元件之影 像與該製造階段所期望之影像之間的差別。應瞭解到可藉 由品質矩陣產生器202而使用額外的資料庫和/或資訊。 根據計算之品質矩陣，品質矩陣產生器202可發訊號 仃次一個製程，或可指示重加工組件2〇4應對現有的 製程進行重加工或再施行。重加工組件使得半導體元 件:灰復到在現有的製程之前的製程階段。一般而言，此能 夠藉由反轉製程而完成(例如’藉由移除該圖案化之光阻)。 此外重加工組件204計算對使用於完成的製程中之 各測試參數的修正或調整。此等修正使得下—個製程將可 獲得可接受之品質指標，和/或可接受之半導體元件。重加 工組件204能與產品產率資料庫2〇6'元件製程資料庫规 ::件影像資料庫21〇相互作用，雖然為了簡化之目的， 方；弟2圖中並未示出。 應瞭解到，本發明夕 -_ 么 之一取代的態樣為包括第2圖中之 系統200的變化，於吁么 U Τ 方'該糸統中，允許於製程期間操作和修 92427(修正版) 15 1332129 第92126058 ¾專利申請案 (99年4月2日） 正測試參數。 第3圖為描繪依照本發明之一態樣微影術控制系統 之方塊圖。系統300與第丄圖中之系統1〇〇以相似的 方式操作。然而，系統300特別調適成適用於微影術製程。 =統300係操作性地使用譬如設計規則和產品產率之元件 訊，以便控制微影術製程。系統3〇〇包括光罩圖案組件 3〇2、監視器組件3〇4、設計規則组件3〇6、產品產率組件 3〇8、品質指標組件31〇'光罩重加工組件312和蝕刻组件 314 ° 光罩圖案組件302根據許多決定的測試參數而於半導 體元件上施行圖案化製程。使用—種光罩光栅（maskretic⑷ 作為製耘的一部分，該光罩光栅包括依照測試參數覆蓋在 璃板上之圖案陣列。該光罩包括不透明和透明區域，分 別防止或允許光通過。光罩能對準在晶圓上現有的圖案和/ =π件’以選擇性地曝露光阻，並通常經由設計製程而獲 得。光罩能形成於玻璃板上並以感光乳劑、鎘、氧化鐵、 石夕或其他適當的不透明材料製成。在進行過曝光以後，使 光阻之選擇部分顯影然後將之去除。 由光罩圖案組件3〇2完成圖案化製程了以後監視器 組件304分析半導辦# & . 千¥體几件。監視器組件經由後檢查製程獲 ㈣數個關鍵參數。關鍵參數包括，例如，關鍵尺寸、覆 缺陷#崩似蒼數。然後將測試參數組構成品質矩陣， 其中各點包括對於參數之期望值和關聯於該參數之係數或 加權。為了簡潔之目的，兹省略產生此矩陣之詳細說明， 92427(修正版） 16 1332129 (99年4月2曰） 該矩陣之詳細討論已見於相關前述之第丨圖與第2圖中。 簡單地說，可藉由參考設計規則組件3〇6和產品產率組件 3〇8而決定係數。一旦產生了品質矩陣後即決定可接受 的指標值之範圍，該範圍包括所施行之光罩/圖案製程符合 或超越了可接受之值的範圍。然而，不像習知的控制系統^， 該等值之範圍係根據複數個關鍵參數 '設計目標、和/或半 導體元件而定。舉例而言，一些元件允許更多之缺陷容差， 反之其他的元件則允許較大之關鍵尺寸容差。藉由總結這 些差值’可獲得可接受值之更適當範圍β 接著，產生了用於半導體元件之品質指標31〇。該品 質指標310通常表現為百分比型式值。監視器組件取= 以=產品設計模擬、測試結果'產率資料、電氣資料和^ 似資料來之已知資料庫而使用期望之參數值。然後，所希 望之蝕刻製程之模擬能與二次元和三次元設計和/或佈線 影像相比較，以藉由輔助品質指標31〇的產生來決定是否 現用參數值產生可接受之結果。 '若由監視器組件304所計算之品質指標3】〇是在可接 受之範圍内，則蝕刻組件314繼續施行於半導體元件之蝕 刻製程。由於圖案化製程、後檢查、品質矩陣 '前面所使 用之品質指標’各製程可實質地產生於所期望 刻結果。 蚀 可接受之範圍内，則重加工 並使得光罩圖案組件3〇2再 件312藉由移除剩餘之光阻 右品質指標3】0未能落於 組件3 1 2復原該完成的製程， 施行光罩圖案製程。重加工組 92427(修正版) 17 1332129 第92126058號專利穿請案 (99年4月2日） ^擇地知行清洗處理，而復原該遮罩操作。當如此施行 時，半導體元件是處在與由光罩圖案組件3〇2所施行之原 =圓案化操作之前的情形為實質相同的製程狀態。因為圖 案化為非破壞性之製程因此可重複該製程許多次，直到 獲伃了可接受之品質指標310為止。

雖然已經針對微影術控制系統對系統300作了說明， 但是應該瞭解到本發明之替代態樣可針對其他型式之製程 進订#作和提供控制。詳言之，依照本發明能檢查和再施 行非破壞性之製程（例如，像是圖案化製程）。 本發明之製程控制系統能使用於任何適當的製程，譬 如仁不限於’金屬化、圖案化 '蝕刻、摻雜、沉積、濺鍍、 研磨和類似的製程。此外，能使用本發明之 導體元件，該等半導體元件能使用於廣變Π 電月却和電子元件中，孽& Φ _ 裝置、電信設備'醫藥1研：業設備、手持式 備、研發設備、運輸車輛、雷達/

電及類似裝置中。手持式裝置，尤其是手持式 二置’由於減輕"和/或增加了計算能力(例如，辦 力口處理能力和記憶體儲存容量），而增進了可攜性。^ 裝置之例子包括蜂巢式電話和其他二路通訊裝置、個人 >資 料助理、掌上操控裝置、呼叫器 抓供、W ,、 掌Z ^'電知遠端控制 -備⑽Μ視頻和聲頻)、無線電設備 網路檢視器'攝影機，以及類似裝置。 电視機和 =4圖顯不代表性之信任網路秦，該信 能用來模型化半導體元件製’路彻 此處所使用之“信任網 %427(修正版) 18 丄332129 第92126058號專利申請案 (99年4月2曰） :相門二：包含了在不確定狀況下合理進行處理之不同 :率=個範圍。使用數量性(主要使用貝葉斯或 :率方法)和品質性技術二者。影響圖為信任網路之擴展； 备要做決定以進行運作時則使用他們。在本質上1不確定 用生特^領域中’使用信任網路來發展以知識為基礎的應 μ 4圖中所示’問題域被模型化為-組之與弧42〇 之即·點410’以形成一個有指向的非循環圖。各節點 ，不一隨機變數’或可能是二個或更多個可能值之不確定 =弧420意謂著鏈接之變數之間存在的直接影響，而各 ❼曰的強度係藉由前向之有條件的或然率而予以量化。 在信任網路内’根據觀察之真實事件，而計算各節點 仕ί任度（節點之狀況或然率）。已發展出各種之方法來評 所即點的信任度，和用來施行可能之推論。各種之設計實 貝上係相同的―他們提供了在信任網路中傳播不確定性之 機構’和提供了結合觀察之真實事件以決定於節點之信任 度之形式體系（f_allsm)e屬於信任網路之擴展的影響圖 係提供：用來架構診斷目標的能力，和用來查明當決定珍 斷時所給予之資訊所將具有之值(影響值)的能力。於影塑 圖中’有三種類型之節點：機會節點（ehance讀），其對 應於貝葉斯信任網路中各節點；實用節點⑽my η。岭 表示決定之效用；和決定節點’表示能用來影響世界狀態 之決定。影響圖在經常需要時間和金錢兩者之成本以獲得 貢訊的真實世界之應用是很有用的他。 最大化期望值（expectation maxiinizati〇n，EM)演算為 92427(修正版) 19 1332129 第92】26058號專利申請索 (99年4月2日） 於信任網路中進行學習之通用方法。於其標準形式中，其 並不計算參數之全部後面的或然率分佈，而是把重點放在 最大的後面參數值。最大化期望值（EM)演算係藉由下述方 式進行運作：藉由交感法（interactive approach )來進行 - 推論學習（inference learning )。於第一步驟中（稱之為£ 步驟）’ EM演算在信任網路中對於資料組中之各資料執行 推論。此推論使得從資料而來的資訊可被使用，和可從所 φ 得之後來的或然率計算各種所需之統計值S。然後於Μ步 .驟，選用各參數來最大化後來所給予之1〇gp(T I 之對 數，這些統計值係固定的❶此結果係為具有統計值’s之新 的參數組，該等吾人過去所集合之統計值s不再正確。因 此必須重複E步驟，然後撾步驟等等。於各階段em演算 保證後來的或然率必定增加。因此，其最終收敛至後來對 數的局部最大值。 有鑑於上述之前面結構和功能特徵，依照本發明之各

，態樣之方法將參照第5至7圖而能有較佳之瞭解。為了 簡化說明之目的，雖外；第$ $ 7固+ ·丄 雄仏弟5至7圖方法將以一系執行 步驟來作說明，作是庫寸腠@ μ i Τ ▲广分疋應該瞭解到，本發明並不限於所示之 甘从能技士 二〜樣取夠與此處所描繪和說明之 其他L樣有不同之次序和/咬

Bp . ^ ^ 次门時發生。再者，在依著本發 月之心樣來施仃其方法時， 必需者。 非所有顯不之細微结構皆為 圖。方 92427(修正版) 20 13321^ (99年4月2日） 而增加產量/產率。固 量值因此，可經由於各種測試參數之原位挪 皇值之回授，而修正製程。 r饥而 方法500開始於步 ^ .，騾5〇2’於此決定製程之測試參數。 別-式參數為用來施行製 双 製程經歷、、《_ 各> 數，譬如流率、光阻成份、 要求用=半;;:似者。製程為-般之製程而“ 之其中的—種。_二：(例如，記憶體元件)之許多製程 如，你始达 說來，測試參數係根據產品設計（例 程（譬如塗布光阻、圓案化^絲Γ果並包含了控制製 之參數。 〃紅轉晶圓、蝕刻和類似製程） 吼。-般而^驟::4 ’起始或繼續著製程，並獲得測量資 :製造==使::程”訊(例如’於原位^ 之寬度和間距…)、：度^ 之資訊。間距測量值為實f ㈣ ^ 耳貝相等方；細微結構之間之測量 值。寬度測量值為單―細微 …;量 °構之測篁值。一般而言，已 如上U #使用言如掃描電子顯微$ 來獲得測量值。 π尤τ顯微鏡 方法500然後繼續於步 獲得複數個關鍵參數。這此於此利用測量資訊來 制晉^ μ &些關鍵參數係直接或間接相關於 I”訊，亚包括關鍵尺寸、寬度、間距、覆蓋、缺陷和 一似之貢訊。接著’於步驟5〇8產生品質矩陣，盆 ==目包括複數個關鍵參數之其中-個：相關聯 的加…數。這些加權為產品產率和設計模型之函數。 92427(修正版) 21 USZ12^ (99 年 4 月 2 a ) 應瞭解到在起始製程之前，能夠建立用於品質矩陣之係 數繼、貝於步驟5 1 〇 ’產生品質指標。品質指標為矩陣之 項目的函數，並提供指示製程之性能的百分比I。於步驟 ^產生可接受指標值之範圍。可接受值係至少部分根據 設計目標和產率’並針對現用半導體元件被調適。 —當品質指標為可接受時，方法500繼續現有製程直到 完成為止。否則，於步驟514將修正和/或調整測試參數。 這些修正欲獲得可接受之產品品質指標。㈣，於㈣514 調整：試參數後，方法繼續於步驟5〇6繼續著製程。 從參和、第6 ® ’描繪依照本發明之一態樣促進施行半 導體製程的方法600之方塊圖。方法_於完成製程後分 析半導體兀件。於兀件被視為不可接受時，能重加工元件 使得元件變成可接受。 依照方法600可控制至少一部分之許多的製程。尤其 適合的是這些製程能夠卜風音 «匕対I丨;τ'上冉貰施。舉例而言，通常包 3 了 /儿積層光阻層和選擇地曝光部分之光阻和選擇地移 除。Ρ刀之光阻之圖案化製程’能夠藉由移除光阻而進行重 加工。錢，能夠用可達成所希望結杲之新的製程參數而 再次重複圖案化製程。 完成製程了以[於步驟602獲得後製程檢查測量 值。後製程檢㈣量值可以較原位置測量值更廣泛（例如藉 由於多個方向測量）。前文中已詳述了此等測量之詳細討 論’因此為了簡潔之故而於此省略其說明。於步驟將 後製程測量值直接或間接轉換成關鍵參數。前文中已經說 92427(修正版) 22 1332129 明了關鍵參數。從這也關 構了品質矩陣，其心=步驟_至少部分建 象數。妙祛於牛、 目包括伴有加權係數之關鐽 值，由 '疋關恥於關鍵參數之各係數之 而元成品質矩陣。决定•办址 訊之函盔气的次 决及故些值作為半導體元件資 魂八Μ客玄 不限衣.兀件設計、佈線、佈 線刀析、產率、和類似者。 评 繼續於步驟610，方法6〇 井沪。。所τ #攸口。質矩陣來之品質 調製成百分比之形式。…：的總和，並將其按比例 *的範圍。可接二=::Γ12計算指標值之可接 而言，若元件和再施行製程。一般 、 口貝心標為不可接受（例如’在可接受之容差信 内），若可能的話則可再施 接又之令差值 可捨辛半導卿开杜+ 仃氣耘。右不能再施行製程，則 ::Γ:γ 其辨識為不可操作者。於可接受之 狀況下’+導體元件然後能 -之 此外，能儲存和/或使用品質㈠之几件製作。 人κ用〇口貝指標、品質 之其他資訊，來進—步發展用於==聯於製程 數、品質矩陣和品質指標。、、之後來的測試參 第7圓顯示依照本發明之' 法700之流程圖。一妒 、千等體το件的方 e ，方法7〇〇施行圖柰〆卜制 於施行該製程後分析元件，和丁圖案化氣程， 程。藉由如此的作法，有 /要的話再施行該製 不適當的製程。 …避免對半導體元件之有害和 方法700開始於步驟7〇2 …、許多的測試參數而施 92427(修正版) 23 1332129 (99年4月2曰） 打圖案化製程。於完成製程後，於步驟7〇4施行後掣 查，並獲得稱之為關鍵參數之基本測量值。接著，於;步驟 706產生品質矩陣’其中矩陣之項目包括關鍵參數和加權 n於㈣mW㈣陣之各值’並指示關鍵來 數對於彼此之相關重要性，和於一個或多個製程目標⑽ 如，產率'尺寸…）中他們的效杲。然後於步驟710計算從 品質矩陣來之品質指標。品質指標一般為百分比。 於品質指標指示所得結果為不可接受之情況下（例 在決疋之可接又之指標範圍之外），於步驟712對元件 進行重加工，並去除光阻。然後於步驟714計算對測試參 數之調整，以使細微結構圖案化製程能夠更靠近預期的/ 所希望的值而施行。接著，方法700繼續於步驟702根據 對於測試參數最近發展之調整而再施行圖#化製程。 以上所說明的為關於本發明之一個或多個態樣。當缺 不可能描述用於描述本發明之目的之要件或方法之每” 以想到的組合，但是—般熟習此項技藝之人士可以瞭解 發明之报多更進-步的組合.及替換是可能的。因此，本發 明意在涵括落於所附加的申請專利範圍之精神及範嘴内之 ,b類的替代、修正及變換。此外，雖然本發明特殊之 特徵已經由數種實施情形之僅其中一種相關之實施例來加 、 仁是此特徵能夠與其他實施例之一個或多個发他 特徵相結合，而對於缸〃 U他 具有優點。再者，對^所給予和特殊之應用是所需的和 “ +於街包含（includes)”是使用於令 砰細說明或該申請專利範圍之範圍内，此術語是意在； 24 92427(修正版) 〜丄29 第92126058號專利申請案 (99年4月2曰） 似 ;術5吾 包括（comprising)，’之方式包含於内。 圖式簡單說明】 第1圖為顯示依照本發明之一態樣之控制系統的方塊 圖； 第2圖 k之系統的 第3圖 方塊圖； 第4圖 造之控制的 第5圖 統之代表性 第6圖 方法之流程 第7圖 方法之流程 【主要元件 控制 為顯示依照本發明之一態樣促進半導體元件製 方塊圖； 為顯示依照本發明之一態樣微影術控制系統的 為顯示依照本發明之一態樣促進半導體元件製 方法之流程圖； 為顯示依照本發明之一態樣能使用具有控制系 信任網路之圖式； 為’肩示依照本發明之—態樣施行半導體製程的 圖； 為顯不依照本發明之—態樣製造半導體元件的 圖。 符號說明】 系統 102 104 106 200 202 控制 製程 監視 糸統 品質 重加 器 工具 器組件 矩陣產生器 工組件 &427(修正版) 25 204 1332129 第92126058 ¾專利申靖案 (99年4月2日)

206 產品產率資料庫 208 元件製裎資料庫 210 元件影像資料庫 300 系統 302 光罩圖案組件 304 監視器組件 306 設計規則組件 308 產品產率組件 310 品質指標組件 312 光罩重加工組件 314 姓刻組件 400 信任網路 410 節點 420 弧 500 方法 502、504 ' 506、508 ' 510、512 步驟 6〇〇 方法

602、604、606、610、6]2 步驟 700 方法 702 ' 704 ' 706、708、7】0、712、714 步驟 92427(修正版) 26

Claims (1)

1332129 第92丨26〇58號專利申鉍案 (99年4月2曰) 拾、申請專利範圍： h 一種製程控制系統（100、300)，包括： 控制器（1 02)，可控制地施行製程； 製程工具（1 〇4) ’獲得測量資訊並由該控制器（1 〇2) 所控制；以及 監視器組件（106、304)，集合地分析該測量資訊、 適當地加權該資訊、並決定該製程是否為可接受的，其 中，加權該資訊係產生品質指標（3丨〇)，該品質指標丨〇) 代表與設計目標的接近度。 2·如申請專利範項之系.统，其中該監視器組件 (106 ' 304)進一步操作以施行至少一個之下列步驟： 產生品質矩陣作為該測量資訊之函數； 決定該製程為不可接受的，並修正該控制器（〗〇2) 所採用之測試參數；以及 決定該製程為不可接受的，修正料測試參數，並 使該控制器（1 02)再施行該製程。 3·如申請專利範圍第2項之系統，其中該品質矩陣包括複 數個關鍵參數和加權係數，該等關鍵參數係直接和/或 間接相關於該測量資訊且該等關鍵參數包括來自包含 關鍵尺寸'缺陷'和佈線尺寸所组成之群中之 或多者。 ，、甲者 4·如申清專利範圍第1項之系統，其中該製程為圖宰化製 程（302)、㈣製程（314)、和金屬化製程之其中任二: 5.如申請專利範圍第1項之系統，進一步包括. 92427(修正版) 27 1332129 第92126058號專利申請案 (99年4月2日） 至少一個資料庫（206、208 ' 210)，維持用於半導 體元件之製程之元件相關資訊；以及 品質矩陣產生器（202)，獲得關鍵參數和至少部分 地根據該等關鍵參數而產生品質矩陣並產生該品質指 k (3 10) ’該品質指標（3 1 〇)代表該關鍵參數和期望參數 之關係。 6.如申請專利範圍第2項之系統，其中該品質矩陣包括至 少一列，該至少一列之個別列係關聯於製程目標和產品 產率（308)之至少一者。 8. 7-如申請專利範圍第丨項之系統，進一步包括重加工組件 P〗2)，當該品質指標（3 } 〇)指示該製程的結果為不可接 又的時該重加工組件操作以重加工該半導體元件。 一種施行製程於半導體元件之方法，包括： 根據該半導體元件之測量值而獲得各關鍵參數； 產生品質矩陣’其中該品質矩陣之個別之點包括該 4關鍵參數之其中之一和加權係數；以及 ，生品質指標⑽)作為該品質矩陣之函數，該品 品=(ffi3l〇)指不該製程之集合性可接受性，其中，該 9如φ日‘（31G)代表與設計目標的接近度。 專利範圍第8項之方法，進一步包括施行至少一 卿下列步驟： 參數； .獲得該等關鍵參數之前，決定用於該製程之測試 r P刀根據該品質矩陣和該品質指標（3 1 0)，而 92427(修正版) 28 第92126058號專利申請案 (99年4月2日） 修正用於該製程之測試參數； 於該品質指標指#該製程為不可接受時，反轉該製 程對該半導體元件之效果；以及 於後製程檢查期間，獲得該等測量值。 10.—種促進製程之系統，包括： 用來獲知用於半導體元件之製程之關鍵參數之機 構； 用來產生品質矩陣之機構，其中該品質矩陣之個別 之點包括該等關鍵參數其中之一和加權係數； 用來決定該加權係數之機構；以及 用來產生品質指標（310)作為該品質矩陣之函數之 機構，該品質指標（3 10)指示該製程相關於設計目標之 經加權的集合性可接受性》 92«7(修正版) 29