DE10393903T5

DE10393903T5 - Dynamische adaptive Abtastrate für Modellvorhersage

Info

Publication number: DE10393903T5
Application number: DE10393903T
Authority: DE
Inventors: Thomas J. Austin Sonderman; Alexander J. Austin Pasadyn; Gregory A. Austin Cherry
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: GlobalFoundries Inc
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-12-22
Also published as: WO2004061938A1; AU2003291313A1; CN100578747C; TW200416504A; GB2412975A; CN1729560A; KR101166209B1; GB0511434D0; JP2006511958A; US8017411B2; US20040121495A1; GB2412975B; TWI352883B; KR20050085716A

Abstract

Verfahren mit:
Ausführen eines Prozessschrittes an mehreren Werkstücken, die mit einem Los assoziiert sind;
Bestimmen einer Abtastrate für das Sammeln von Messdaten, die mit mindestens einem der bearbeiteten Werkstücke in Beziehung stehen; und
Ausführen eines dynamischen Abtastratenjustierprozesses, um die Abtastrate adaptiv zu modifizieren, wobei der dynamische Abtastratenjustierprozess Vergleichen eines vorhergesagten Prozessergebnisses und eines tatsächlichen Prozessergebnisses und Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage des Vergleichs umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen die Halbleiterfertigung und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dynamischen Einstellen einer Abtastrate, die sich auf die Scheibenuntersuchung bezieht, um eine Modellvorhersage auszuführen.
STAND DER TECHNIK
Die rasche technologische Entwicklung in der Fertigungsindustrie führte zu vielen neuen und innovativen Fertigungsprozessen. In heutigen Fertigungsprozessen und insbesondere in Halbleiterfertigungsprozessen sind eine große Anzahl wichtiger Schritte erforderlich. Diese Prozessschritte sind in der Regel essenziell und erfordern daher eine Reihe von Eingaben, die im Allgemeinen fein eingestellt werden, um eine geeignete Steuerung der Fertigung zu erreichen.
Die Herstellung von Halbleiterbauelementen erfordert eine Reihe diskreter Prozessschritte, um aus einem Halbleiterrohmaterial ein Halbleiterbauelement im Gehäuse zu schaffen. Die diversen Prozesse, beginnend beim Wachsen des Halbleitermaterials, dem Schneiden des Halbleiterkristalls in einzelne Scheiben, den Herstellungsphasen (Ätzen, Dotieren, Ionen implantieren oder dergleichen) bis zum Einbringen in ein Gehäuse und dem abschließenden Testen des fertiggestellten Bauelements, sind so verschieden voneinander und so spezialisiert, dass die Prozesse in unterschiedlichen Fertigungsstätten ausgeführt werden können, die unterschiedliche Steuerungsschemata beinhalten.
Im Allgemeinen wird eine Reihe von Prozessschritten an einer Gruppe an Halbleiterscheiben ausgeführt, die gelegentlich auch als ein Los bezeichnet wird. Beispielsweise kann eine Prozessschicht, die aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien aufgebaut sein kann, auf einer Halbleiterscheibe gebildet werden. Danach kann eine strukturierte Schicht aus Photolack über der Prozessschicht unter Anwendung bekannter Photolithographietechniken gebildet werden. Typischerweise wird dann ein Ätzprozess an der Prozessschicht ausgeführt, wobei die strukturierte Schicht aus Photolack als Maske verwendet wird. Dieser Ätzprozess führt zur Herstellung von diversen Strukturelementen oder Objekten in der Pro zessschicht. Derartige Strukturelemente können beispielsweise als eine Gateelektrodenstruktur für Transistoren verwendet werden. Häufig werden Grabenisolationsstrukturen über das Substrat der Halbleiterscheibe hinweg gebildet, um elektrische Bereiche über eine Halbleiterscheibe hinweg zu trennen. Ein Beispiel einer Isolationsstruktur, die hier verwendbar ist, ist eine flache Grabenisolations- (STI) Struktur.
Die Fertigungsanlagen innerhalb einer Halbleiterfertigungsstätte stehen typischerweise mit einer Fertigungsplattform oder einem Netzwerk aus Prozessmodulen in Verbindung. Jede Fertigungsanlage ist im Allgemeinen mit einer Anlagenschnittstelle verbunden. Die Anlagenschnittstelle ist mit einer Maschinenschnittstelle verbunden, mit der ein Fertigungsnetzwerk verbunden ist, wodurch die Kommunikation zwischen der Fertigungsanlage und der Fertigungsplattform ermöglicht wird. Die Maschinenschnittstelle kann ein Teil eines fortschrittlichen Prozesssteuerungs- (APC) Systems sein. Das APC-System initiiert ein Kontrollskript, das ein Softwareprogramm sein kann, das automatisch die zum Ausführen eines Fertigungsprozesses erforderlichen Daten abruft.
1 zeigt eine typische Halbleiterscheibe 105. Die Halbleiterscheibe 105 enthält typischerweise eine Vielzahl einzelner Halbleiterchips 103, die in einem Gitter 150 angeordnet sind. Unter Anwendung bekannter Photolithographieprozesse und Anlagen kann eine strukturierte Schicht aus Photolack über eine oder mehrere Prozessschichten hinweg ausgebildet werden, die zu strukturieren sind. Als ein Teil des Photolithographieprozesses wird ein Belichtungsprozess typischerweise mittels eines Einzelbildbelichters für ungefähr 1 bis 4 Bereiche von Chips 103 gleichzeitig ausgeführt, abhängig von der speziellen verwendeten Photomaske. Die strukturierte Photolackschicht kann als eine Maske während Ätzprozessen, die Nass- oder Trockenprozesse sein können, verwendet werden, die an der darunter liegenden Schicht oder den Schichten aus Material, beispielsweise einer Schicht aus Polysilizium, Metall oder isolierendem Material, ausgeführt werden, um das gewünschte Muster auf die darunter liegende Schicht zu übertragen. Die strukturierte Schicht aus Photolack weist eine Vielzahl von Strukturelementen, beispielsweise leitungsartige Strukturelemente oder Elemente in Form von Öffnungen auf, die in eine darunter liegende Prozessschicht zu übertragen sind.
In 2 ist eine Blockansicht eines konventionellen Prozessablaufes gezeigt. Ein Fertigungssystem kann eine Abtastrate zum Ausführen einer Scheibenanalyse auf der Grundla ge eines speziellen Prozesses, der an Halbleiterscheiben 105 auszuführen ist, bestimmen (Block 210). Das Fertigungssystem kann dann die Halbleiterscheiben 105 bearbeiten (Block 220). Beim Bearbeiten der Halbleiterscheiben 105 in einem Stapelvorgang kann das Fertigungssystem Messdaten auf der Grundlage der Abtastrate sammeln (Block 230). Die Abtastrate wird verwendet, um zu bestimmen, wie viele und welche Halbleiterscheiben 105 zur Erfassung von Messdaten in einem Los untersucht werden. Auf der Grundlage der gesammelten Messdaten kann das System dann Korrekturen in der Bearbeitung auf der Grundlage einer Messdatenanalyse (Block 240) ausführen. Nach dem Bestimmen der einen oder mehreren Korrekturen, die an den Halbleiterscheiben 105 vorzunehmen sind, setzt das Fertigungssystem die Bearbeitung der Halbleiterscheiben 105 fort (Block 250).
Zu den Problemen, die in der heutigen Verfahrenstechnologie anzutreffen sind, gehört die Tatsache, dass Daten aus den abgetasteten Halbleiterscheiben 105 keine genaue Bewertung des Zustandes der Messdaten bieten. Beispielweise erfordern einige Prozesse oder eine Änderung des Zustands des Fertigungssystems zusätzliche Messdaten, um eine genauere Bewertung des Zustands der Messdaten auszuführen. Die vorbestimmte Abtastrate kann unter Umständen nicht geeignet sein, um ausreichend Daten zu erfassen, die eine genaue Bewertung des Zustands der prozessierten Halbleiterscheiben 105 ermöglichen. Beispielsweise kann eine Änderung der Bedingungen, etwa Änderungen in der Arbeitsweise der Prozessanlage und dergleichen, dazu führen, dass die vorbestimmte Abtastrate nicht geeignet ist.
Des weiteren kann ein Prozessmodell, das zum Ausführen von Prozessen an Halbleiterscheiben 105 angewendet wird, während der Prozessphase modifiziert werden, so dass mehr Daten oder weniger Daten für eine korrekte Beurteilung der Prozessgenauigkeit erforderlich sein können. Ungeeignete Messdaten können zu Fehlern in der Bearbeitung der Halbleiterscheiben 105 führen. Des weiteren können nicht ausreichende Messdaten zu einem Mangel an Prozesskorrekturen führen, die ansonsten ausgeführt werden, wenn geeignete Messdaten verfügbar gewesen wären. Andererseits kann eine übermäßige Sammlung von Messdaten zu einer Ineffizienz während der Scheibenbearbeitung führen.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eines oder mehrere der zuvor dargestellten Probleme zu lösen oder zumindest deren Auswirkungen zu verringern.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum dynamischen Einstellen einer Abtastrate, die die Scheibenuntersuchung betrifft, bereitgestellt. Es wird ein Prozessschritt an mehreren Werkstücken, die mit einem Los verknüpft sind, ausgeführt. Es wird eine Abtastrate zum Sammeln von Messdaten, die sich zumindest auf eine der bearbeiteten Werkstücke beziehen, bestimmt. Es wird ein dynamischer Abtastratenjustierprozess ausgeführt, um die Abtastrate adaptiv zu modifizieren. Der dynamische Abtastratenjustierprozess beinhaltet das Vergleichen eines vorhergesagten Prozessergebnisses und eines tatsächlichen Prozessergebnisses und das Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage des Vergleichs.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum dynamischen Justieren einer Abtastrate bereitgestellt, die mit der Scheibenuntersuchung in Beziehung steht. Es wird ein Prozessschritt an mehreren Werkstücken, die mit einem Los verknüpft sind, ausgeführt. Es wird eine Abtastrate zum Sammeln von Messdaten, die sich auf mindestens eines der bearbeiteten Werkstücke beziehen, bestimmt. Ein Ergebnis von dem an den Werkstücken ausgeführten Prozess wird vorhergesagt. Es werden Daten für das tatsächliche Ergebnis, die sich auf den an den Werkstücken ausgeführten Prozess beziehen, auf der Grundlage der Abtastrate gesammelt. Das vorhergesagte Ergebnis wird mit dem tatsächlichen Ergebnis verglichen. Es wird eine Unsicherheit hinsichtlich einer Prozessergebnisvorhersage durch das Modell bestimmt. Die Abtastrate wird dann auf der Grundlage einer Bestimmung, dass die Unsicherheit über einem vorbestimmten Toleranzbereich liegt, modifiziert.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum dynamischen Einstellen einer Abtastrate, die sich auf die Scheibenprüfung bezieht, bereitgestellt. Das System umfasst eine Prozessanlage zur Bearbeitung mehrerer Werkstücke. Das System umfasst ferner eine Messanlage, um Messdaten, die sich auf die bearbeiteten Werkstücke beziehen, zu sammeln. Das System umfasst ferner eine Prozesssteuerung, die funktionsmäßig mit der Prozessanlage verbunden ist. Die Prozesssteuerung ist ausgebildet, einen dynamischen Abtastratenjustierprozess auszuführen, um die Abtastrate adaptiv zu modifizieren. Der dynamische Abtastratenjustierprozess umfasst das Vergleichen eines vorher gesagten Prozessergebnisses und eines tatsächlichen Prozessergebnisses und das Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage des Vergleichs.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum dynamischen Einstellen einer Abtastrate, die sich auf die Scheibenprüfung bezieht, bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Prozesssteuerung, die ausgebildet ist, einen Prozess zu steuern, der von einer Prozessanlage an mehreren Werkstücken ausgeführt wird. Die Prozesssteuerung ist ausgebildet, einen dynamischen Abtastratenjustierprozess auszuführen, um eine Abtastrate adaptiv zu modifizieren, die zum Sammeln von Messdaten verwendet wird, die sich auf die bearbeiteten Werkstücke beziehen. Der dynamische Abtastratenjustierprozess umfasst das Vergleichen eines vorhergesagten Prozessergebnisses und eines tatsächlichen Prozessergebnisses und das Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage des Vergleichs.
In einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine computerlesbare Programmspeichereinheit bereitgestellt, die mit Instruktionen codiert ist, um eine Abtastrate, die mit der Scheibenprüfung in Beziehung steht, dynamisch einzustellen. Die computerlesbare Programmspeichereinrichtung ist mit Instruktionen codiert, die, wenn sie von dem Computer ausgeführt werden, ein Verfahren ausführen, das umfasst: Ausführen eines Prozessschrittes an mehreren Werkstücken, die mit einem Los verknüpft sind; Bestimmen einer Abtastrate zum Sammeln von Messdaten, die mit mindestens einem der bearbeiteten Werkstücke in Beziehung stehen; und Ausführen eines dynamischen Abtastratenjustierprozesses, um die Abtastrate adaptiv zu modifizieren. Der dynamische Abtastratenjustierprozess umfasst das Vergleichen eines vorhergesagten Prozessergebnisses und eines tatsächlichen Prozessergebnisses und das Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage des Vergleichs.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann mit Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente definieren und in denen:
1 eine vereinfachte Ansicht einer konventionellen Halbleiterscheibe ist, die gerade bearbeitet wird;
2 eine vereinfachte Flussdiagrammdarstellung eines konventionellen Prozessablaufes während der Herstellung von Halbleiterscheiben ist;
3 eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine detailliertere Blockdiagrammdarstellung einer Anlagenzustandsdatensammeleinheit aus 3 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine detailliertere Blockdiagrammdarstellung einer dynamischen adaptiven Abtastrateneinheit aus 3 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine detailliertere Blockdiagrammdarstellung des in 3 gezeigten Systems gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine detailliertere Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens zum Definieren eines Modells und zum Ausführen einer Modellierungsfunktion, wie es in 7 gezeigt ist, gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
9 eine detailliertere Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens zum Ausführen eines dynamischen adaptiven Abtastratenjustierprozesses, wie er in 7 gezeigt ist, gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Obwohl die Erfindung diversen Modifizierungen und Alternativen unterliegen kann, sind dennoch spezielle Ausführungsformen davon beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt und hierin detailliert beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Beschreibung spezieller Ausführungsformen hierin nicht beabsichtigt ist, um die Erfindung auf die speziellen offenbarten Formen einzuschränken, sondern die Erfindung soll vielmehr alte Modifizierungen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die innerhalb des Grundgedankens und Schutzbereichs der Erfindung liegen, wie sie durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
ART BZW. ARTEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Es werden nun anschauliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Im Sinne der Klarheit sind nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung in dieser Beschreibung dargelegt. Es ist jedoch zu beachten, dass bei der Entwicklung einer derartigen tatsächlichen Ausführungsform zahlreiche implementationsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die speziellen Ziele der Entwickler zu erreichen, etwa die Kompatibilität mit systembezogenen und geschäftsbezogenen Rahmenbedingungen, die sich von einer Implementierung zu einer anderen unterscheiden können. Ferner ist zu beachten, dass eine derartige Entwicklung komplex und zeitaufwendig sein kann, aber dennoch eine Routinemaßnahme für den Fachmann im Besitze dieser Offenbarung darstellt.
Es gibt viele diskrete Prozesse, die in der Halbleiterbearbeitung beteiligt sind. Häufig werden Werkstücke (beispielsweise Halbleiterscheiben 105, Halbleiterbauelemente, etc.) durch viele Fertigungsprozessanlagen durchgeleitet. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen, dass eine dynamische adaptive Abtastrate erstellt wird, die verwendet werden kann, das Abtasten von Scheiben 105 für die Analyse einzustellen. Das Einstellen der Abtastraten kann in Reaktion auf die Änderung von Bedingungen während des Beareitens von Halbleiterscheiben 105 ausgeführt werden. Beispielsweise lässt der Prozess dynamische Änderungen in der Abtastrate, die verwendet wird, die Halbleiterscheiben 105 zu untersuchen, auf der Grundlage diverser Faktoren zu, die möglicherweise die korrekte Bearbeitung der Halbleiterscheiben 105 beeinflussen. Ein Prozessmodell, das eine Vorhersage von Prozessergebnissen ausführt, beispielsweise wie die Halbleiterscheiben 105 nach einem vorgegebenen Grad an Bearbeitung aussehen, kann so modifiziert werden, dass das Prozessmodell für die Messdaten sensitiver wird. Daher kann ein Vergrößern der Abtastrate eingerichtet werden, um in genauerer Weise Prozessergebnisse vorherzusagen und um der erhöhten Empfindlichkeit des Prozessmodells gerecht zu werden. Anders ausgedrückt, je höher die Empfindlichkeit eines Prozessmodells auf Messdaten ist, desto höher ist die Ab tastrate und umgekehrt. In einer Ausführungsform kann die modifizierte Abtastrate in einem nachfolgenden Stapel an Halbleiterscheiben 105 eingerichtet werden. Durch das Verwenden der adaptiven Abtastrate, die durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird, kann eine genauere Bewertung des Messzustandes der bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 ermöglicht werden, wodurch eine bessere und genauere Prozesssteuerung ermöglicht wird.
In 3 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems 300 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Eine Prozesssteuerung 310 in dem System 300 ist ausgebildet, diverse mit einer Prozessanlage 610 in Verbindung stehende Operationen zu steuern. Das System ist ausgebildet, mit der Bearbeitung in Beziehung stehende Daten, etwa Messdaten, die mit den bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 in Beziehung stehen, Anlagenzustandsdaten und dergleichen zu sammeln. Das System 300 kann ferner eine Messanlage 650 umfassen, um Messdaten zu sammeln, die mit den bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 in Beziehung stehen.
Das System 300 kann ferner eine Datenbankeinheit 340 aufweisen. Die Datenbankeinheit 340 ist zum Speichern mehrerer Datentypen vorgesehen, etwa Messdaten, Daten, die mit dem Betrieb des Systems 300 in Beziehung stehen (beispielsweise der Status der Prozessanlage 610, der Status von Halbleiterscheiben 105, etc.) und dergleichen. Die Datenbankeinheit 340 kann Anlagenzustandsdaten, die sich auf mehrere Prozessdurchläufe, die von der Prozessanlage 610 ausgeführt wurden, beziehen, speichern. Die Datenbankeinheit 340 kann einen Datenbankserver 342 zum Speichern von Anlagenzustandsdaten und/oder anderen Fertigungsdaten, die mit der Bearbeitung der Halbleiterscheiben 105 in Beziehung stehen, in einer Datenbankspeichereinheit 345 aufweisen.
Das System 300 kann ferner eine Anlagenstatusdatensammeleinheit 320 aufweisen, um Anlagenzustandsdaten zu gewinnen. Zu den Anlagenzustandsdaten können Druckdaten, Temperaturdaten, Feuchtigkeitsdaten, Gasdurchflussdaten, diverse elektrische Daten und dergleichen gehören, die mit den Funktionsweisen der Prozessanlage 10 verknüpft sind. Zu beispielhaften Anlagenzustandsdaten für eine Ätzanlage können gehören die Gasdurchflussrate, der Kammerdruck, die Kammertemperatur, die Spannung, die reflektierte Leistung, der Heliumrückdruck, die RF-Einstellparameter, etc. Zu Anlagenzustandsdaten können ferner Daten von außerhalb der Prozessanlage 610 gehören, etwa Umgebungstempe ratur, Feuchtigkeit, Druck, etc. Eine detaillierte Darstellung und Beschreibung der Anlagenzustandsdatensammeleinheit 320 ist in 4 und in der dazugehörigen Beschreibung angegeben.
Das System 300 umfasst ferner eine Fehlererkennungs- und Klassifizierungseinheit (FDC) 330, die ausgebildet ist, diverse Fehlererkennungsanalysen auszuführen, die mit der Bearbeitung der Halbleiterscheiben 105 in Beziehung stehen. Die Fehlererkennungs- und Klassifizierungseinheit 330 ist ausgebildet, Daten im Hinblick auf Fehler während der Bearbeitung von Halbleiterscheiben 105 bereitzustellen. Die von der Fehlererkennungs- und Klassifizierungseinheit 330 ausgeführte Fehlererkennungsanalyse beinhaltet die Analyse von Anlagenzustandsdaten und/oder Messdaten. Die FDC-Einheit 330 kann spezielle Anlagenzustandsdaten mit an den bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 erkannten Fehlern in Beziehung setzen, indem die Messanlagendaten analysiert werden. Beispielsweise können gewisse Fehler, etwa Fehler kritischer Abmessungen, die an den bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 erkannt werden, mit speziellen Gasdurchflussraten oder Temperaturdaten, die sich auf die Anlagenzustandsdaten beziehen, korreliert werden. Die von der FDC-Einheit 330 ausgeführte Fehlererfassung kann auch das Analysieren von Daten von in-situ-Sensoren beinhalten, die in den Prozessanlagen 610 integriert sind.
Eine Modelleinheit 350 in dem System 300 ist ausgebildet, eine Vorhersage eines Scheibenzustandsergebnisses (beispielsweise eine Vorhersage, die sich auf einen oder mehrere Zustände der bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 bezieht, etwa die Vorhersage kritischer Abmessungen gewisser auf den Halbleiterscheiben 105 ausgebildeter Strukturen) ausführen. Eine Vorhersage eines Scheibenzustandsergebnisses kann auf Grundlage von Prozessbedingungseingangsdaten erfolgen. Die Modelleinheit 350 ist ausgebildet, das Verhalten und/oder Ergebnisse von Prozessschritten, die an den Halbleiterscheiben 105 auszuführen sind, zu modellieren, um den möglichen Zustand der bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 auf der Grundlage gewisser spezifizierter Steuerungseingangsparameter zu bestimmen.
Vorhersagedaten aus der Modelleinheit 350 können von einer dynamischen adaptiven Abtastrateneinheit 360, die mit dem System 300 verknüpft ist, verwendet werden, um eine dynamische Anpassung der Abtastrate durchzuführen. Die dynamische adaptive Abtastrateneinheit 360 ist ausgebildet, die Abtastrate (die sich auf das Prüfen gewisser Scheiben 105 in einem Stapel/Los bezieht) auf der Grundlage einer von mehreren Prozessänderungen zu modifizieren, die während der Bearbeitung der Halbleiterscheiben 105 auftreten können. Die dynamische adaptive Abtastrateneinheit 360 kann die Abtastrate des Prüfens von Halbleiterscheiben 105 in einem Stapel auf der Grundlage einer Änderung in der Modelleinheit 350 erhöhen. Anders ausgedrückt, wenn die Modelleinheit 350 sensitiver für Messdaten wird, kann eine Erhöhung der Abtastrate eingerichtet werden, so dass genauere Messdaten der Modelleinheit 350 für eine bessere Vorhersage eines Prozessergebnisses bereitgestellt werden. Ferner kann auf Grund gewisser Vorhersagen, die von den Modelleinheit 350 bereitgestellt werden, das System 300 die Abtastrate ändern, um das Ergebnis von an den Halbleiterscheiben 105 ausgeführten Prozessschritten mit besserer Übereinstimmung zu bewerten. Eine detailliertere Beschreibung der dynamischen adaptiven Abtastrateneinheit 360 wird in 5 und der dazugehörigen Beschreibung nachfolgend gegeben.
In einer Ausführungsform kann das System 300 eine übergeordnete Steuerungsaufgabe bei der Modifizierung der Abtastrate von einem Scheibenstapel zu einem weiteren auf der Grundlage der Unsicherheitsfaktoren, die durch die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, einrichten. In einer Ausführungsform werden abschließende elektrische Prüfungen, etwa Ringsoszillatorfrequenzmessungen, Treiberströme und dergleichen ausgeführt. Ergebnisse von den eigentlichen elektrischen Messungen werden dann mit den vorhergesagten elektrischen Parametern, die von der Modelleinheit 350 bereitgestellt werden, verglichen. Es wird dann ein Unsicherheitsfaktor auf der Grundlage einer Abweichung zwischen den eigentlichen elektrischen Testergebnissen und den vorhergesagten elektrischen Parametern bestimmt. Wenn der Unsicherheitsfaktor relativ hoch ist, dann kann die Abtastrate unter Umständen nicht hoch genug sein, um in geeigneter Weise den Scheibenzustand des Scheibenstapels/Loses zu kennzeichnen. Daher kann die Abtastrate für eine nachfolgende Scheibenansammlung/Los erhöht werden. Der Unsicherheitsfaktor kann von der Abtastrateneinheit 360 verwendet werden, um die Abtastrate zu modifizieren, die verwendet wird, um bearbeitete Scheiben 105 für die Messanalyse zu untersuchen. In einer Ausführungsform wird die Abtastrate zum Untersuchen bearbeiteter Scheiben 105 in einem nachfolgend prozessierten Scheibenstapel modifiziert.
Die Prozesssteuerung 310, die FDC-Einheit 330, die Modelleinheit 350 und/oder die dynamische adaptive Abtastrateneinheit 360 können Software-, Hardware- oder Firmware- Einheiten sein, die einzelne Einheiten sind oder die in ein zu dem System 300 gehörigen Computersystem integriert sind. Ferner können die durch die in 3 dargestellten Blöcke repräsentierten diversen Komponenten miteinander über eine Systemkommunikationsleitung 315 verbunden sein. Die Systemkommunikationsleitung 315 kann eine Computerbusverbindung, eine geeignet ausgebildete Hardware-Kommunikationsverbindung, eine Telefonsystemkommunikationsverbindung, eine drahtlose Kommunikationsverbindung oder eine beliebige andere Kommunikationsverbindung sein, die vom Fachmann auf der Grundlage der vorliegenden Offenbarung eingerichtet werden kann.
In 4 ist eine detailliertere Blockansicht der Anlagenzustandsdatensammeleinheit 320, die in 3 gezeigt ist, dargestellt. Die Anlagenzustandsdatensammeleinheit 320 kann beliebige unterschiedliche Sensorarten, beispielsweise einen Drucksensor 410, einen Temperatursensor 420, einen Feuchtigkeitssensor 430, einen Gasdurchflussratensensor 440, einen elektrischen Sensor 450, etc. aufweisen. In einer alternativen Ausführungsform kann die Anlagenzustandsdatensammeleinheit 320 in-situ-Sensoren aufweisen, die in die Prozessanlage 610 integriert sind. Der Drucksensor 410 kann den Druck innerhalb der Prozessanlage 610 erfassen. Der Temperatursensor 420 ist ausgebildet, die Temperatur diverser Bereiche der Prozessanlage 610 zu erfassen. Der Feuchtigkeitssensor 430 ist ausgebildet, die relative Feuchtigkeit in diversen Bereichen der Prozessanlage 610 oder in den Umgebungsbedingungen zu erfassen. Der Gasdurchflussratensensor 440 kann mehrere Flussratensensoren aufweisen, die in der Lage sind, die Durchflussrate mehrerer Prozessgase zu erfassen, die während der Bearbeitung von Halbleiterscheiben 105 verwendet werden. Beispielsweise kann der Gasdurchflussratensensor 440 Sensoren aufweisen, die die Durchflussrate von Gasen, etwa NH₃, SiH₄, Ni₂, Ni₂O und/oder anderer Prozessgase erfassen kann.
In einer Ausführungsform ist der elektrische Sensor 450 ausgebildet, mehrere elektrische Parameter, etwa den Strom, der einer in einem Photolithographieprozess verwendeten Leuchte zugeführt wird, zu erfassen. Die Anlagenzustandsdatensammeleinheit 320 kann auch andere Sensoren aufweisen, die eine Vielzahl von Fertigungsvariablen erfassen können, die dem Fachmann im Besitze der vorliegenden Offenbarung bekannt sind. Die Anlagenzustandsdatensammeleinheit 320 kann auch eine Datenschnittstelle 460 aufweisen. Die Datenschnittstelle 460 empfängt Sensordaten von den diversen Sensoren, die in der Prozessanlage 610 enthalten sind oder damit verknüpft sind, und/oder in der Anlagenzu standsdatensammeleinheit 320 enthalten oder damit verknüpft sind, und kann die Daten zu der Prozesssteuerung 310 übertragen.
5 zeigt eine detailliertere Darstellung der dynamischen adaptiven Abtastrateneinheit 360 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dynamische adaptive Abtastrateneinheit 360 empfängt mehrere mit der Fertigung in Beziehung stehende Daten, etwa Messdaten, Anlagenzustandsdaten, Abtastratendaten, Modelldaten von der Modelleinheit 350 und dergleichen. Auf der Grundlage der von der dynamischen adaptiven Abtastrateneinheit 360 empfangenen Daten kann eine neue Abtastrate für eine genauere Bewertung von Messdaten bereitgestellt werden. Die dynamische adaptive Abtastrateneinheit 360 kann eine Modellunsicherheitsberechnungseinheit 510 und eine adaptive Abtastratenberechnungseinheit 520 aufweisen. Die Modellunsicherheitsberechnungseinheit 510 ist ausgebildet, ein Maß an Unsicherheit (oder Sicherheit) zu bestimmen oder zu quantifizieren, das sich auf die Vorhersagefähigkeit der Modelleinheit 350 bezieht. In einer Ausführungsform kann die Unsicherheitsberechnungseinheit 510 Vorhersagedaten, d. h. die Modelldaten, mit tatsächlichen Messdaten vergleichen, die aus den Messdatenanalyseschritten gewonnen wurden und eine Unsicherheit in der Vorhersage bestimmen.
Auf der Grundlage der berechneten Unsicherheit kann die adaptive Abtastratenberechnungseinheit 520 die Abtastrate erhöhen oder herabsetzen, mit der die Messdaten von bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 gewonnen werden. Wenn die Unsicherheit bei der Arbeitsweise der Modelleinheit 350 hoch ist, kann die Abtastrate erhöht werden, so dass eine genauere Messbewertung für die Modelleinheit 350 bereitgestellt wird, um eine genauere Vorhersage von Prozessergebnissen auszuführen (beispielsweise werden mehr Halbleiterscheiben 105 in einem Stapel/Los analysiert). Wenn die Modellunsicherheit in der durch die Modellunsicherheitsberechnungseinheit 510 berechneten Form gering ist, kann die adaptive Abtastratenberechnungseinheit 520 die Abtastrate verringern (d. h. eine geringere Anzahl an Halbleiterscheiben 105 in einem Stapel/Los wird analysiert).
Die dynamische adaptive Abtastrateneinheit 360 passt die Abtastrate an und modifiziert diese nach oben oder nach unten, um das Maß an Unsicherheit in den modellierten Datenausgaben innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu halten. Durch das adaptive Einstellen der Abtastrate kann die Genauigkeit des Ergebnisses der Modelleinheit 350 erhöht und innerhalb eines vordefinierten Toleranzbereiches gehalten werden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erlauben die Verwendung tatsächlicher Datenausgaben und vorhergesagter Datenausgaben, um einen Vorhersagefehler zu bestimmen, um damit Änderungen der Abtastrate, mit der Halbleiterscheiben 105 in einem Stapel/Los zur Sammlung von Messdaten analysiert werden, zu initiieren. Die dynamische adaptive Abtastrateneinheit 360 kann eine neue Abtastrate auf der Grundlage der Berechnungen für eine weitere Analyse von Messdaten bereitstellen. In einer Ausführungsform wird die neue Abtastrate für das Prüfen von bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 in einem nachfolgend bearbeiteten Scheibenstapel eingerichtet.
In 6 ist eine detailliertere Blockansicht des Systems 300 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es werden Halbleiterscheiben 105 in Prozessanlagen 610a, 610b unter Verwendung mehrerer Steuereingangssignale oder Fertigungsparameter bearbeitet, die über eine Leitung oder ein Netzwerk 623 zugeführt werden. Die Steuereingangssignale oder Fertigungsparameter auf der Leitung 623 werden zu den Prozessanlagen 610a, 610b von einem Computersystem 630 über Maschinenschnittstellen 615a, 615b gesendet. Die erste und die zweite Maschinenschnittstelle 615a, 615b sind im Allgemeinen außerhalb der Prozessanlage 610a, 610b angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform sind die erste und die zweite Maschinenschnittstelle 615a, 615b in den Prozessanlagen 610a, 610b angeordnet. Die Halbleiterscheiben 105 werden den mehreren Prozessanlagen 610 zugeführt und von diesen abtransportiert. In einer Ausführungsform können Halbleiterscheiben 105 einer Prozessanlage 610 manuell zugeführt werden. In einer alternativen Ausführungsform können Halbleiterscheiben 105 einer Prozessanlage 610 in einer automatisierten Weise (beispielsweise durch Robotertransport von Halbleiterscheiben 105) zugeführt werden. In einer Ausführungsform werden mehrere Halbleiterscheiben 105 in Losen (beispielsweise in gestapelten Kassetten) den Prozessanlagen 610 zugeführt.
In einer Ausführungsform sendet das Computersystem 630 Steuereingangssignale oder Fertigungsparameter auf der Leitung 623 zu der ersten und der zweiten Maschinenschnittstelle 615a, 615b. Das Computersystem 630 ist ausgebildet, Prozessoperationen zu steuern. In einer Ausführungsform ist das Computersystem 630 eine Prozesssteuerung. Das Computersystem 630 ist mit einer Computerspeichereinheit 632 verbunden, die mehrere Softwareprogramme und Datensätze enthalten kann. Das Computersystem 630 kann einen oder mehrere Prozessoren (nicht gezeigt) aufweisen, die ausgebildet sind, die hierin beschriebenen Operationen auszuführen. Das Computersystem 630 wendet ein Fertigungs modell 640 an, um Steuereingangssignale auf der Leitung 623 zu erzeugen. In einer Ausführungsform enthält das Fertigungsmodell 640 ein Prozessrezept, das mehrere Steuereingangsparameter bestimmt, die auf der Leitung 623 zu den Prozessanlagen 610a, 610b gesendet werden.
In einer Ausführungsform definiert das Fertigungsmodell 640 ein Prozessskript und eine Eingangssteuerung, die einen speziellen Fertigungsprozess bestimmen. Die Steuereingangssignale (oder Steuereingangsparameter) auf der Leitung 623, die für die Prozessanlage A 610a gedacht sind, werden von der ersten Maschinenschnittstelle 615a empfangen und bearbeitet. Die Steuereingangssignale auf der Leitung 623, die für die Prozessanlage B 610b gedacht sind, werden von der zweiten Maschinenschnittstelle 615 empfangen und verarbeitet. Zu Beispielen für die Prozessanlagen 610a, 610b, die in Halbleiterfertigungsprozessen verwendet werden, gehören Einzelbildbelichter, Ätzprozessanlagen, Abscheideanlagen und dergleichen.
Eine oder mehrere der Halbleiterscheiben 105, die von den Prozessanlagen 610a, 610b bearbeitet werden, können auch zu einer Messanlage 650 zum Gewinnen von Messdaten gesendet werden. Die Messanlage 650 kann eine Streumessungsdatensammeleinheit, eine Überlagerungsfehlermessanlage, eine Messanlage für kritische Abmessungen und dergleichen sein. In einer Ausführungsform untersucht eine Messanlage 650 eine oder mehrere bearbeitete Halbleiterscheiben 105. Die Messdatenanalyseeinheit 660 kann Daten aus den Messanlagen 650 sammeln, organisieren und analysieren. Die Messdaten beziehen sich auf eine Reihe physikalischer oder elektrischer Eigenschaften von Bauelemente, die über die Halbleiterscheiben 105 hinweg ausgebildet sind. Beispielsweise können Messdaten hinsichtlich von Linienbreitenmessungen, der Tiefe von Gräben, Seitenwandwinkel, der Dicke, dem Widerstand und dergleichen gewonnen werden. Messdaten können verwendet werden, um Fehler zu bestimmen, die über die bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 hinweg vorhanden sein können, und die verwendet werden können, um das Leistungsverhalten der Prozessanlagen 610 zu quantifizieren.
Wie zuvor dargestellt ist, empfängt die dynamische adaptive Abtastrateneinheit 360 eine Reihe von auf die Fertigung bezogene Daten, etwa die Messanalysedaten aus der Messdatenanalyseeinheit 660, gespeicherte Prozessdaten von der Datenbankeinheit 340, Modellvorhersagedaten von der Modelleinheit 350, Anlagenzustandsdaten von der Anlagenzu standsdatensammeleinheit 320 und/oder Fehlererkennungsdaten von der FDC-Einheit 330. Die Verwendung des zuvor beschriebenen dynamischen adaptiven Prozesses erlaubt es der dynamischen adaptiven Abtastrateneinheit 360 eine Einstellung hinsichtlich der Abtastrate auf der Grundlage eines Vergleichs von abschließenden Testergebnissen mit vorhergesagten Ergebnissen auszuführen. Daher kann eine neue Abtastrate für das Computersystem 630 bereitgestellt werden, die bei der Analyse eines nachfolgend bearbeiteten Stapels/Loses aus Halbleiterscheiben 105 angewendet wird. Das Computersystem 630 kann dann die neue Abtastrate so einrichten, dass die Messdatenanalyse anhand einer erhöhten oder verminderten Anzahl ausgewählter Halbleiterscheiben 105 in einem nachfolgenden Stapel/Los auf der Grundlage der neuen Abtastrate ausgeführt wird.
In 7 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei der Vorbereitung zur Bearbeitung von Halbleiterscheiben 105 kann das System 300 Prozessdetails, beispielsweise die Art der anzuwendenden Prozesse, die Reihenfolge der Prozesse und dergleichen bestimmen (Block 710). Die Prozessdetails können sich generell auf das Bauelement gründen, das schließlich aus den bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 herzustellen ist. Das System 300 kann dann ein Modell definieren, das in der Lage ist, ein Prozessergebnis auf der Grundlage mehrerer Prozesseingangsdaten zu steuern und/oder vorherzusagen. Sobald das Modell definiert ist, wird die Modellfunktion ausgeführt, die eine Funktion zur Vorhersage eines Prozessergebnisses enthalten kann (Block 720). Das Modell kann auf der Grundlage einer Abhängigkeit zwischen Prozessparameter, etwa Prozesseingangsparametern, und elektrischen Parameter, die aus den bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 bestimmt werden, definiert werden. Eine detailliertere Beschreibung des Definierens des Prozessmodells, wie dies im Block 720 bezeichnet ist, wird in 8 und der dazu gehörigen Beschreibung nachfolgend angegeben.
Auf der Grundlage der Prozessdetails und des definierten Modells kann das System 300 eine Abtastrate festlegen, die für einen speziellen Prozessschritt anzuwenden ist (Block 730). Im Allgemeinen ist die Abtastrate um so höher, je höher die Empfindlichkeit des Modell ist, und umgekehrt. Nach dem Festlegen der Abtastrate kann das System 300 Halbleiterscheiben 105, die zu einem Stapel/Los gehören, bearbeiten (Block 740). Das System kann dann Messdaten sammeln und einen dynamischen adaptiven Abtastratenjustierprozess ausführen (Block 750). Der dynamische adaptive Abtastratenjustierprozess stellt eine eingestellte neue Abtastrate, die zum Sammeln von Messdaten zu verwenden ist, auf der Grundlage von abschließenden Testergebnissen, die mit vorhergesagten Ergebnissen verglichen werden, bereit. Der dynamische adaptive Abtastratenjustierprozess, der durch den Block 750 bezeichnet ist, ist in der 9 und der dazugehörigen Beschreibung erläutert. Auf der Grundlage der neuen Abtastrate, die als Folge des Ausführens des dynamischen adaptiven Abtastratenjustierprozesses bereitgestellt wird, setzt das System 300 die Bearbeitung von Halbleiterscheiben 105 fort und sammelt dann Messdaten mit der neuen Abtastrate (Block 760, 770). In einer Ausführungsform wird die neue Abtastrate eingerichtet, um die bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 in einem nachfolgend bearbeiteten Stapel zu untersuchen.
8 zeigt eine detailliertere Flussdiagrammdarstellung der Schritte, die beim Definieren eines Modell, das im Block 720 aus 7 gezeigt ist, beteiligt sind. Das System 300 identifiziert eine Gruppe von Parametern, die für einen speziellen zu bewertenden Prozess relevant sind (Block 810). Das System 300 identifiziert dann relevante Ergebnisparameter auf der Grundlage des Identifizierens der Gruppe der Parameter (Block 820). Beispielsweise werden Ergebnisparameter für spezielle elektrische Parameter bestimmt. Das System 300 bestimmt dann, welcher bzw. welche Prozessparameter die relevanten Ergebnisparameter beeinflussen (Block 830). Das System 300 bestimmt dann die Empfindlichkeit der Parameter auf das endgültige Ergebnis (beispielsweise die Empfindlichkeit der Parameter auf die endgültigen elektrischen Parameter). Die Empfindlichkeit der Parameter kann bestimmt werden, indem die Messdaten, die Anlagenzustandsdaten, gespeicherte Prozessdaten und dergleichen analysiert werden (Block 840). Das System 300 quantifiziert dann das endgültige Ergebnis auf der Grundlage ausgewählter Prozessparameter (Block 850). Im Allgemeinen wird dieser Schritt ausgeführt, indem das Ergebnis auf der Grundlage von Parametern vorhergesagt wird.
9 zeigt eine detailliertere Flussdiagrammdarstellung des Ausführens des dynamischen adaptiven Abtastratenjustierprozesses. Das System 300 sagt das Modellergebnis voraus (Block 910). Anders ausgedrückt, es wird ein wahrscheinliches Prozessergebnis durch das bestimmte Modell, etwa die Modelleinheit (350) vorhergesagt. Das System 300 sammelt dann tatsächliche Ergebnisdaten (beispielsweise gesammelte Messdaten und Ergebnisdaten, etwa elektrische Testdaten) (Block 920). Das System 300 erstellt dann Szenarien hinsichtlich des tatsächlichen Ergebnisses gegenüber dem vorhergesagten Ergebnis auf der Grundlage der Parameter (Block 930). Der Vergleich der tatsächlichen gegenüber den vorhergesagten Prozessergebnissen kann verwendet werden, um eine Unsicherheit (oder Sicherheit), die mit dem Modell verknüpft ist, zu bestimmen. Beispielsweise wird die Unsicherheit in dem Modell quantifiziert (beispielsweise wenn ein tatsächliches Ergebnis durchgängig ausreichend unterschiedlich zu dem Vorhergesagten ist, ist somit die Unsicherheit hoch) (Block 940).
Das System 300 kann dann eine Bestimmung vornehmen, ob die Unsicherheit hinsichtlich der Modellvorhersage zu hoch ist für eine genaue Prozessausführung (Block 950). Wenn bestimmt wird, dass die Unsicherheit hinsichtlich des Modells nicht zu hoch ist, wird die aktuelle Abtastrate für die weitere Bearbeitung beibehalten (Block 960). Wenn das System 300 bestimmt, dass die Unsicherheit im Hinblick auf das vorhergesagte Modellergebnis zu hoch ist, führt das System 300 eine Anpassung zum Erhöhen der Abtastrate durch, um damit die Unsicherheit zu reduzieren (Block 970). Die modifizierte Abtastrate kann verwendet werden, um bearbeitete Halbleiterscheiben 105, die zu einem nachfolgenden Stapel/Los gehören, zu prüfen. Die in 9 gezeigten Schritte komplettieren im Wesentlichen die mit dem Block 750 aus 7 verknüpften Schritte. Durch die Verwendung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das System 300 in der Lage, eine modifizierte Abtastrate auf der Grundlage mehrerer Faktoren dynamisch anzupassen. Beispielsweise kann das System 300 die Genauigkeit der Modellvorhersagefunktion bewerten und die Abtastrate zur effizienteren Ausnutzung von Ressourcen ändern.
Die durch die vorliegende Erfindung gelehrten Prinzipien können in einer fortschrittlichen Prozesssteuerungs- (APC) Plattform, etwa dem Katalyst-System, das von KLA Tenco angeboten wird, eingerichtet werden. Das Katalyst-System wendet Technologien an, die mit Halbleiterausstattungs- und Materialien auf internationaler Ebene (SEMI) und computerintegrierte Fertigungs- (CIM) Plattform-Technologien verträglich sind, und beruht auf der fortschrittlichen Prozesssteuerungs- (APC) Plattform. SEM (SEMI E81-0699 – vorläufige Spezifizierung für CIM-Plattformarchitektur) und APC (SEMI E93-0999 – provisorische Spezifizierungen für CIM-Plattform – und fortschrittliche Prozesssteuerungskomponenten) Spezifikationen sind öffentlich von SEMI erhältlich. Die APC-Plattform ist eine bevorzugte Plattform, von der aus die durch die vorliegende Erfindung gelehrte Steuerungsstrategie eingerichtet wird. In einigen Ausführungsformen kann die APC-Plattform ein fabrikumspannendes Softwaresystem sein; daher können die vorliegenden Erfindung gelehrten Steuerungsstra tegien auf nahezu beliebige Halbleiterfertigungsanlagen in der Fabrik angewendet werden. Die APC-Plattform ermöglicht auch einen Fernzugriff und eine Fernüberwachung des Prozessverhaltens. Durch die Anwendung der APC-Plattform kann die Datenspeicherung bequemer, flexibler und kostengünstiger als in lokalen Laufwerken ausgeführt werden. Die APC-Plattform ermöglicht eine anspruchsvollere Steuerung, da ein ausreichendes Maß an Flexibilität beim Erstellen der notwendigen Softwarecodierungen bereitgestellt wird.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Steuerungsstrategie auf die APC-Plattform kann eine Reihe von Softwarekomponenten erforderlich sein. Zusätzlich zu Komponenten innerhalb der APC-Plattform wird ein Computerskript für jede der Halbleiterfertigungsanlagen, die in dem Steuerungssystem beteiligt sind, erstellt. Wenn eine Halbleiterfertigungsanlage in dem Steuerungssystem in der Halbleiterfertigungsstätte gestartet wird, beruft diese im Allgemeinen ein Skript auf, um die erforderliche Aktion durch die Prozesssteuerung zu initiieren, etwa die Überlagerungssteuerung. Die Steuerungsverfahren sind im Wesentlichen in diesem Skripten definiert und werden dadurch ausgeführt. Die Entwicklung dieser Skripten kann einen beträchtlichen Anteil der Entwicklung eines Steuerungssystems ausmachen. Die erfindungsgemäßen Prinzipien können in anderen Arten von Fertigungsplattformen eingerichtet werden.
Die speziellen offenbarten Ausführungsformen sind lediglich anschaulicher Natur, da die Erfindung in unterschiedlichen aber äquivalenten Weisen, die dem Fachmann im Besitz der vorliegenden Offenbarung offenkundig werden, modifiziert und praktiziert werden kann. Des weiteren sollen durch die Details des Aufbaus oder der Gestaltung, wie sie hierin gezeigt sind, keinerlei Beschränkungen auferlegt werden, sofern diese nicht in den Patentansprüchen beschrieben sind. Es ist daher klar, dass die speziellen offenbarten Ausführungsformen geändert und modifiziert werden können und dass alle derartigen Variationen als innerhalb des Schutzbereichs und Grundgedankens der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet werden. Daher ist der angestrebte Schutzbereich durch die folgenden Patentansprüche bestimmt.
Zusammenfassung
Verfahren und Vorrichtung zum dynamischen Einstellen einer Abtastrate, die sich auf die Scheibenprüfung bezieht. Es wird ein Prozessschritt an mehreren Werkstücken, die zu einem Los gehören, ausgeführt. Es wird eine Abtastrate zum Sammeln von Messdaten, die sich auf mindestens eines der bearbeiteten Werkstücke beziehen, bestimmt. Es wird ein dynamischer Abtastratenjustierprozess ausgeführt, um die Abtastrate adaptiv zu modifizieren. Der dynamische Abtastratenjustierprozess umfasst das Vergleichen eines vorgesagten Prozessergebnisses mit einem tatsächlichen Prozessergebnis und das Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage des Vergleichs.

2

Stand der Technik

210: Festlegen der Abtastrate für eine Analyse von Scheiben in einem Stapel/Los
220: Bearbeiten von Halbleiterscheiben, die zu dem Stapel/Los gehören
230: Sammeln von Messdaten auf der Grundlage einer Abtastrate
240: Ausführen von Korrekturen auf der Grundlage der Messdaten
250: Fortsetzen des Bearbeitens von Halbleiterscheiben

3

610: Prozessanlage
650: Messanlage
310: Prozessteuerung
340: Datenbankeinheit
342: Datenbankserver
345: Datenbankspeichereinheit
320: Anlagenzustandsdatensammeleinheit
330: Fehlererkennungs- und Klassifizierungs- (FDC) Einheit
350: Modelleinheit
360: dynamische adaptive Abtastrateneinheit

4

320: Anlagenzustandsdatensammeleinheit
410: Drucksensor
420: Temperatursensor
430: Feuchtigkeitssensor
450: elektrischer Sensor
440: Gasdurchflussratensensor
460: Anlagenzustandsdatensensorschnittstelle

5

360: dynamische adaptive Abtastrateneinheit
510: Modellunsicherheitsberechnungseinheit
520: adaptive Abtastratenberechnungseinheit
: neue Abtastratendaten
: Messdaten
: Anlagenzustandsdaten
: Abtastratendaten
: Modelldaten

6

640: Fertigungsmodell
632: Computerspeichereinheit
615a, 615b: erste, zweite Maschinenschnittstelle
610a, 610b: Prozessanlage
650: Messanlage
660: Messdatenanalyseeinheit
320: Anlagenzustandsdatensammeleinheit
330: FDC-Einheit
360: dynamische adaptive Abtasteinheit
340: Datenbankeinheit
360: Modelleinheit
: eingestellte Abtastratendaten

7

710: Bestimmen von Prozessdetails (auf der Grundlage des herzustellenden Bauelements)
720: Definieren des Modells und Ausführen der Modellfunktion (beispielsweise Vorhersage von Prozessergebnissen)
730: Einstellen der Abtastrate zum Auswählen von Scheiben für die Prüfung (beispielsweise Messdatennahme)
740: Bearbeiten von Halbleiterscheiben, die zu einen Stapel/Los gehören
750: Ausführen des dynamischen adaptiven Abtastratenjustierprozesses
760: Fortsetzen der Bearbeitung auf der Grundlage eines Ergebnisses des dynamischen adaptiven Abtastratenjustierprozesses (beispielsweise Bearbeiten des nächsten Stapels an Scheiben)
770: Sammeln von Messdaten unter Anwendung der neuen Abtastrate

8

810: Identifizieren von Gruppenparametern, die für diesen Prozess relevant sind
820: Identifizieren relevanter Ausgabeparameter (beispielsweise elektrische Parameter)
830: Bestimmen, welcher Prozessparameter die relevanten Ausgangsparameter beeinflusst
840: Bestimmen der Empfindlichkeit der Parameter für das endgültige Ergebnis
850: Quantifizieren des endgültigen Ergebnisses auf der Grundlage ausgewählter Prozessparameter

9

910: Vorhersagen des Modellergebnisses
920: Sammeln tatsächlicher Ergebnisdaten (beispielsweise Messdaten)
930: Vergleichen des tatsächlichen Ergebnisses mit dem vorhergesagten Ergebnis
940: Quantifizieren der Unsicherheit in dem Modell
950: Ist Unsicherheit in Modell zu hoch?
970: adaptives Modifizieren der Abtastrate (beispielsweise Erhöhen der Abtastrate, wenn Unsicherheit hoch ist)
960: Fortsetzen der Analyse von Prozessen unter Anwendung der aktuellen Abtastrate

Claims

Verfahren mit: Ausführen eines Prozessschrittes an mehreren Werkstücken, die mit einem Los assoziiert sind; Bestimmen einer Abtastrate für das Sammeln von Messdaten, die mit mindestens einem der bearbeiteten Werkstücke in Beziehung stehen; und Ausführen eines dynamischen Abtastratenjustierprozesses, um die Abtastrate adaptiv zu modifizieren, wobei der dynamische Abtastratenjustierprozess Vergleichen eines vorhergesagten Prozessergebnisses und eines tatsächlichen Prozessergebnisses und Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage des Vergleichs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Ausführen des Prozessschrittes an den Werkstücken ferner Ausführen des Prozessschrittes mit einer Halbleiterscheibe (105) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Modellieren eines Prozesses umfasst, um das vorhergesagte Prozessergebnis zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei Ausführen des dynamischen Abtastratenjustierprozesses ferner umfasst: Definieren eines Modells, das einen an den Werkstücken auszuführenden Prozess betrifft; Vorhersagen eines Ergebnisses des an den Werkstücken ausgeführten Prozesses; Sammeln von tatsächlichen Ergebnisdaten, die sich auf den an den Werkstücken ausgeführten Prozess beziehen; Vergleichen des vorhergesagten Ergebnisses mit dem tatsächlichen Ergebnis; Bestimmen einer Unsicherheit, die eine Prozessergebnisvorhersage betrifft, die von dem Modell ausgeführt wird; und Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage einer Bestimmung, dass die Unsicherheit über einem vorbestimmten Toleranzbereich liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Vorhersagen eines Ergebnisses von dem an den Werkstücken ausgeführten Prozess ferner das Vorhersagen mindestens eines elektrischen Testwertes eines Werkstücks umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei Modifizieren der Abtastrate ferner Erhöhen der Abtastrate auf der Grundlage einer Bestimmung, dass die Unsicherheit nicht innerhalb eines vorbestimmten Toleranzpegels liegt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei Ausführen des dynamischen Abtastratenjustierprozesses ferner Erhöhen der Abtastrate auf der Grundlage einer Bestimmung, dass mindestens ein Steuerparameter auf das vorhergesagte Prozessergebnis sensitiv ist, umfasst.
System (100), zum dynamischen Einstellen einer Abtastrate, die sich auf die Scheibenprüfung bezieht, dadurch gekennzeichnet, dass das System (100) umfasst: eine Prozessanlage (610), um mehrere Werkstücke zu bearbeiten, die mit einem Los assoziiert sind; eine Messanlage (650), um Messdaten, die sich auf die bearbeiteten Werkstücke beziehen, auf der Grundlage einer vorbestimmten Abtastrate zu sammeln; und eine Prozesssteuerung (310), die funktionsmäßig mit der Prozessanlage (610) und den Messdaten verbunden ist, wobei die Prozessteuerung (310) ausgebildet ist, einen dynamischen Abtastratenjustierprozess zur adaptiven Modifizierung der Abtastrate auszuführen, wobei der dynamische Abtastratenjustierprozess das Vergleichen eines vorhergesagten Prozessergebnisses und eines tatsächlichen Prozessergebnisses und das Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage des Vergleichs umfasst.
Computerlesebare Programmspeichereinrichtung, die mit Instruktionen codiert ist, die, wenn sie von einem Computer (630) ausgeführt werden, ein Verfahren ausführen mit: Ausführen eines Prozessschrittes an mehreren Werkstücken, die mit einem Los assoziiert sind; Bestimmen einer Abtastrate für das Sammeln von Messdaten, die sich auf mindestens eines der bearbeiteten Werkstücke beziehen; und Ausführen eines dynamischen Abtastratenjustierprozesses zur adaptiven Modifizierung der Abtastrate, wobei der dynamische Abtastratenjustierprozess das Vergleichen eines vorhergesagten Prozessergebnisses und eines tatsächlichen Prozessergebnisses und das Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage des Vergleichs umfasst.
Computerlesbare Programmspeichereinrichtung, die mit Instruktionen codiert ist, die, wenn sie von einem Computer (630) ausgeführt werden, das Verfahren nach Anspruch 9 ausführen, wobei das Ausführen des dynamischen Abtastratenjustierprozesses ferner umfasst: Definieren eines Modells, das sich auf einen an den Werkstücken auszuführenden Prozess bezieht; Vorhersagen eines Ergebnisses des Prozesses, der an den Werkstücken ausgeführt wird; Sammeln von tatsächlichen Ergebnisdaten, die den an den Werkstücken ausgeführten Prozess betreffen; Vergleichen des vorgesagten Ergebnisses mit dem tatsächlichen Ergebnis; Bestimmen einer Unsicherheit, die eine Prozessergebnisvorhersage betrifft, die von dem Modell ausgeführt wird; und Modifizieren der Abtastrate auf der Grundlage einer Bestimmung, dass die Unsicherheit über einem vorbestimmten Toleranzbereich liegt.