DE112006003514T5 - Verbesserte Zustandsabschätzung auf der Grundlage von Informationsglaubwürdigkeit - Google Patents

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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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Abstract

Verfahren mit:
Steuern der Verarbeitung eines ersten Werkstücks unter Anwendung einer Prozesssteuerung (305) und einer Prozessanlage (310);
Gewinnen von Fertigungsdaten, die die Bearbeitung des ersten Werkstücks betreffen;
Gewinnen von Statusdaten, die die Fertigungsdaten betreffen, wobei die Statusdaten Daten enthalten, die die Quelle der Fertigungsdaten betreffen; und
Bestimmen eines Zustands der Prozesssteuerung (305) und/oder der Prozessanlage (310) auf der Grundlage der Statusdaten und der Fertigungsdaten.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen die Halbleiterherstellung und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Ausführen eines adaptiven Zustandsabschätzungsprozesses auf der Grundlage von Fertigungsdaten, um Prozessschwankungen zu reduzieren.
  • 2. Stand der Technik
  • Die rasante Technologieentwicklung in der Fertigungsindustrie führte zu vielen neuen und innovativen Fertigungsprozessen. Die gegenwärtigen Fertigungsprozesse und insbesondere die Halbleiterfertigungsprozesse erfordern eine große Anzahl wichtiger Schritte. Diese Prozessschritte sind für gewöhnlich entscheidend und erfordern daher eine Reihe von Eingangsparametern, die im Wesentlichen fein justiert sind, um eine geeignete Fertigungssteuerung beizubehalten.
  • Die Herstellung von Halbleiterbauelementen erfordert eine Reihe von diskreten Prozessschritten, um ein Halbleiterbauelement in einem Gehäuse beginnend von einem unbearbeiteten Halbleitermaterial herzustellen. Die diversen Prozesse, von dem anfänglichen Aufwachsen des Halbleitermaterials, dem Schneiden des Halbleiterkristalls in einzelne Scheiben, den Fertigungsphasen (Ätzen, Dotieren, Ionenimplantieren oder dergleichen) bis zum Einbringen in ein Gehäuse und dem abschließenden Prüfen des fertiggestellten Bauelements sind so unterschiedlich zueinander und spezialisiert, dass die Prozesse in unterschiedlichen Fertigungsstätten ausgeführt werden, die unterschiedliche Steuerungsschemata enthalten.
  • Im Allgemeinen wird eine Gruppe aus Prozessschritten an einer Gruppe aus Halbleiterscheiben ausgeführt, die manchmal auch als ein Los bezeichnet wird. Beispielsweise wird eine Prozessschicht, die aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien aufgebaut sein kann, auf einer Halbleiterscheibe hergestellt. Anschließend wird eine strukturierte Schicht aus Photolack über der Prozessschicht unter Anwendung bekannter Photolithographieverfahren hergestellt. Typischerweise wird dann ein Ätzprozess an der Prozessschicht unter Anwendung der strukturierten Schicht aus Photolack als Maske ausgeführt. Dieser Ätzprozess führt zur Herstellung diverser Strukturelemente oder Objekte in der Prozessschicht. Derartige Strukturelemente können beispielsweise als eine Gateelektrodenstruktur für Transistoren verwendet werden. Häufig werden ebenfalls Grabenisolationsstrukturen über das Substrat hinweg auf der Halbleiterscheibe hergestellt, um Bereiche über die Halbleiterscheibe hinweg elektrisch zu isolieren. Ein Beispiel einer verwendbaren Isolationsstruktur ist eine flache Grabenisolationsstruktur (STI).
  • Die Prozessanlagen in einer Halbleiterfertigungsstätte kommunizieren typischerweise mit einer Fertigungsplattform oder einem Netzwerk aus Prozessmodulen. Diese Prozessanlage ist typischerweise mit einer Anlagenschnittstelle verbunden. Die Anlagenschnittstelle ist mit einer Maschinenschnittstelle verbunden, mit der wiederum eine Fertigungsplattform verbunden ist, wodurch eine Kommunikation zwischen der Prozessanlage und der Fertigungsplattform ermöglicht wird. Die Maschinenschnittstelle ist im Allgemeinen ein Teil eines fortschrittlichen Prozesssteuerungs-(APC)Systems. Das APC-System initiiert ein Steuerungsskript, das ein Softwareprogramm sein kann, das automatisch Daten abruft, die zum Ausführen eines speziellen Fertigungsprozesses erforderlich sind.
  • 1 zeigt eine typische Halbleiterscheibe 105. Die Halbleiterscheibe 105 enthält typischerweise mehrere einzelne Halbleiterchipgebiete 103, die als Gitter 150 angeordnet sind. Unter Anwendung bekannter Photolithographieprozesse und Anlagen wird eine strukturierte Schicht aus Photolack über eine oder mehrere Prozessschichten hinweg gebildet, die zu strukturieren sind. Als Teil des Photolithographieprozesses wird ein Belichtungsprozess typischerweise mittels eines Einzelbildbelichters auf einem einzelnen oder mehreren Chipgebieten 103 gleichzeitig ausgeführt, wobei dies von der speziellen verwendeten Photomaske abhängt. Die strukturierte Photolackschicht kann als eine Maske während der Ausführung von Ätzprozessen verwendet werden, die Trockenprozesse oder nasschemische Prozesse sind, um die darunter liegende Schicht bzw. Schichten aus Material, beispielsweise eine Schicht aus Polysilizium, Metall oder einem isolierenden Material zum Übertragen des gewünschten Musters auf die darunter liegende Schicht zu strukturieren. Die strukturierte Schicht aus Photolack ist aus mehreren Strukturelementen aufgebaut, beispielsweise linienartigen Strukturelementen oder Strukturelementen in Form von Öffnungen, die in eine darunter liegende Prozessschicht zu übertragen sind.
  • Bekannte Verarbeitungssysteme verwenden eine Zustandsabschätzungsfunktion, um Prozesssteuerungsparameter zu bestimmen. Zustandsabschätzungsfunktionen enthalten eine Bewertung des Leistungsverhaltens einer Steuerung, die eine Prozessfunktion steuert. Im Allgemeinen werden Zustandsabschätzungsfunktionen beim Bearbeiten von Scheiben und bei der Messdatennahme, die die bearbeiteten Scheiben betreffen, ausgeführt.
  • 2 zeigt eine Flussdiagrammdarstellung eines konventionellen Prozessablaufs. Ein Fertigungssystem bearbeitet eine Gruppe aus Halbleiterscheiben (Block 210). Beim Bearbeiten der Scheiben werden Messdaten, die zumindest einige der bearbeiteten Scheiben betreffen, gesammelt (Block 220). Auf der Grundlage der Messdaten wird eine Zustandsabschätzungsfunktion durch das Fertigungssystem (Block 230) ausgeführt. Die Funktion der Zustandsabschätzung kann sich auf eine Bewertung des Leistungsverhaltens der Steuerung beziehen, die dem Fertigungssystem zugeordnet ist. Auf der Grundlage des Zustandsabschätzungsprozesses kann das Fertigungssystem diverse Parameter der Steuerung (beispielsweise eine Steuerung für auf Basis einzelner Prozessdurchläufe) einstellen, um den Prozess für nachfolgende Halbleiterscheiben zu steuern (Block 240).
  • Ein Problem, das mit konventionellen Verfahrensabläufen verknüpft ist, beinhaltet die Tatsache, dass im Allgemeinen unterschiedliche Messdatensätze verarbeitet und in der gleichen Weise behandelt werden, obwohl diese unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Ein Beispiel eines Zustandsabschätzers ist ein EWMA-Abschätzer. Im Stand der Technik wird der EWMA-Abschätzer derart verwendet, dass ein im Wesentlichen gleicher Gewichtungsfaktor allen eintreffenden Daten zugeordnet wird, die verwendet werden, um die aktuelle Zustandsabschätzung eines Prozesssystems zu bestimmen. Im Allgemeinen bieten konventionellen Zustandsabstandsabschätzungsfunktionen eine Zustandsabschätzung auf der Grundlage von im Wesentlichen gleichen Gewichten, die den Messdaten zugeordnet werden, unabhängig davon, ob spezielle Eigenschaften mit einem speziellen Satz aus Messdaten verknüpft sind. Dies kann zu einer fehlerhaften Bewertung der Funktionsweise der Steuerung führen.
  • Im Stand der Technik wird die zu Grunde liegende Information, die mit einer speziellen Gruppe aus Messdatensätzen verknüpft ist, in Betracht gezogen. Daher sind Messdaten, die repräsentativer für die eigentlichen Bedingungen sind, nicht in geeigneter Weise in der Gruppe aus Datensätzen repräsentiert, die zur Ausführung einer Zustandsabschätzung verwendet werden. Beispielsweise werden die Werte, die die Qualität der Datenanpassung angeben, und die mit den Messdaten verknüpft sind, falls sie über einen vordefinierten Schwellwert liegen, alle in gleicher Weise behandelt. Wenn z. B. ein Schwellwert von 0,7 für den Gütefaktor der Datenanpassung als Schwellwert verwendet wird, ordnet die Steuerung einem Güteergebnis von 0,75 und einem Güteergebnis von 0,95 das gleiche Gewicht zu. Diese technischen Details können Rückkopplungs- oder Vorwärtskopplungskorrekturen hervorrufen, die nicht in geeigneter Weise genau sind, wodurch eine weitere Verringerung der Qualität oder der Ausbeute für die bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 hervorgerufen wird.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Auswirkungen eines oder mehrerer der oben erkannten Probleme zu überwinden oder zumindest zu reduzieren.
  • Überblick über die Erfindung
  • In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, um eine adaptive Zustandsabschätzung zur Bearbeitung von Halbleiterscheiben auszuführen. Eine Bearbeitung eines ersten Werkstücks wird gesteuert, indem eine Prozesssteuerung und eine Prozessanlage verwendet werden. Fertigungsdaten, die die Bearbeitung des ersten Werkstücks betreffen, werden gesammelt. Es werden Statusdaten, die die Fertigungsdaten betreffen, ermittelt. Die Statusdaten enthalten Daten, die die Quelle der Fertigungsdaten betreffen. Es wird ein Zustand einer Prozesssteuerung oder einer Prozessanlage auf der Grundlage der Statusdaten und der Fertigungsdaten bestimmt.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ausführen einer adaptiven Zustandsabschätzung zur Bearbeitung von Halbleiterscheiben bereitgestellt. Es werden Fertigungsdaten, die einen an einem Werkstück ausgeführten Prozess betreffen, gesammelt. Es werden ferner periphere Daten, die mit den Fertigungsdaten verknüpft sind, ermittelt. Die peripheren Daten enthalten Daten, die die Quelle der Fertigungsdaten betreffen, Daten, die das Alter der Fertigungsdaten betreffen, Daten, die die Güte der Datenanpassung der Fertigungsdaten betreffen, Vorhersagedaten, die mit den Fertigungsdaten korreliert sind, Daten, die die Identifizierung der Anlage, die zum Sammeln der Fertigungsdaten verwendet wurde, betreffen, Daten, die die Fertigungsdaten betreffen, die mit einer Testscheibe verknüpft sind, Daten, die Fertigungsdaten betreffen, die mit einer Produktscheibe verknüpft sind, oder Daten, die die Glaubwürdigkeit der Fertigungsdaten betreffen.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Ausführung einer adaptiven Zustandsabschätzung zur Bearbeitung von Halbleiterscheiben bereitgestellt. Es werden Fertigungsdaten, die den an einem ersten Werkstück ausgeführten Prozess betreffen, gesammelt. Weiterhin werden Metadaten, die die Fertigungsdaten betreffen, gesammelt. Die Metadaten enthalten Daten, die die Quelle der Fertigungsdaten betreffen, Daten, die sich auf das Alter der Fertigungsdaten beziehen, Daten, die die Güte der Datenanpassung der Fertigungsdaten betreffen, Vorhersagedaten, die mit den Fertigungsdaten korreliert sind, Daten, die die Identität der zum Sammeln der Fertigungsdaten verwendeten Anlage betreffen, Daten, die die Fertigungsdaten betreffen, die mit einer Testscheibe verknüpft sind, Daten, die Fertigungsdaten betreffen, die mit einer Produktscheibe verknüpft sind, oder Daten, die die Glaubwürdigkeit der Fertigungsdaten betreffen. Den Fertigungsdaten wird auf der Grundlage der Metadaten eine Gewichtung zugeordnet. Zumindest ein Zustandsabschätzungsparameter wird auf der Grundlage der Gewichtung der Fertigungsdaten eingestellt. Es wird eine Zustandsabschätzung einer Steuerfunktion, die zum Bearbeiten des Werkstücks verwendet wird, auf der Grundlage des Zustandsabschätzungsparameters ausgeführt.
  • In einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Ausführen einer adaptiven Zustandsabschätzung zur Bearbeitung von Halbleiterscheiben bereitgestellt. Das System der vorliegenden Erfindung umfasst eine Prozessanlage zur Bearbeitung eines Werkstücks, eine Messanlage zum Erzeugen von Fertigungsdaten, die das Bearbeiten des Werkstücks betreffen, und eine Steuerung, die funktionsmäßig mit der Prozessanlage und der Messanlage verbunden ist. Die Steuerung ist ausgebildet, Metadaten zu sammeln, die die Fertigungsanlage betreffen, eine Gewichtung in den Fertigungsdaten auf der Grundlage der Metadaten zuzuordnen, mindestens einen Zustandsabschätzungsparameter auf der Grundlage der Gewichtung der Fertigungsdaten einzustellen und eine Zu standsabschätzung zumindest eines Teils des Systems auf der Grundlage des Zustandsabschätzungsparameters auszuführen.
  • In einem weiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgerstellt, um eine adaptive Zustandsabschätzung zur Bearbeitung von Halbleiterscheiben bereitzustellen. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält eine Einrichtung zum Steuern der Bearbeitung eines ersten Werkstücks unter Anwendung einer Prozesssteuerung und einer Prozessanlage; eine Einrichtung zum Sammeln von Fertigungsdaten, die die Bearbeitung des ersten Werkstücks betreffen; eine Einrichtung zum Sammeln von Statusdaten, die die Fertigungsdaten betreffen, wobei die Statusdaten Daten aufweisen, die die Quelle der Fertigungsdaten betreffen; und eine Einrichtung zum Bestimmen eines Zustands der Prozesssteuerung und/oder der Prozessanlage auf der Grundlage der Statusdaten und der Fertigungsdaten.
  • In einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein computerlesbares Programmspeichermittel bereitgestellt, in welchem Befehle codiert sind, um einen adaptiven Zustandsabschätzungsprozess zur Bearbeitung von Halbleiterscheiben auszuführen. Das computerlesbare Programmspeichermittel weist darin codiert Befehle auf, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, ein Verfahren ausführen, das umfasst: Steuern einer Bearbeitung eines ersten Werkstücks unter Anwendung einer Prozesssteuerung und einer Prozessanlage; Sammeln von Fertigungsdaten, die die Bearbeitung des ersten Werkstücks betreffen; Sammeln von Statusdaten, die die Fertigungsdaten betreffen, wobei die Statusdaten Daten enthalten, die die Quelle der Fertigungsdaten betreffen; und Bestimmen eines Zustands der Prozesssteuerung und/oder der Prozessanlage auf der Grundlage der Statusdaten und der Fertigungsdaten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:
  • 1 eine schematisch Darstellung einer Halbleiterscheibe zeigt, die von einem Halbleiterfertigungssystem bearbeitet wird;
  • 2 eine Flussdiagrammdarstellung eines konventionellen Verfahrens zur Bearbeitung von Halbleiterscheiben zeigt;
  • 3 eine Blockansicht eines Systems gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 4 eine Blockdiagrammdarstellung der Anlagenzustandsdateneinheit aus 3 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 eine detailliertere Darstellung der Prozessdateneinheit aus 3 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 eine Blockdiagrammdarstellung eines Prozessablaufs zum Ausführen einer Prozesssteuerungsfunktion gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 eine Flussdiagrammdarstellung des Verfahrens gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 8 eine detailliertere Flussdiagrammdarstellung der Schritte zum Ausführen eines adaptiven Zustandsabschätzungsbestimmungsprozesses zeigt.
  • Obwohl die Erfindung diversen Modifizierungen und alternativen Formen unterliegen kann, sind dennoch spezielle Ausführungsformen beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt und sind hierin detailliert beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Beschreibung spezieller Ausführungsformen nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die speziellen offenbarten Formen einzuschränken, sondern es ist vielmehr gedacht, dass die Erfindung alle Modifizierungen, Äquivalente und Alternativen abdecken soll, die innerhalb des Grundgedankens und des Schutzbereichs der Erfindung liegen, wie sie durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
  • Art bzw. Arten zum Ausführen der Erfindung
  • Im Folgenden werden anschauliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Im Interesse 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 zu treffen sind, um die speziellen Ziele der Entwickler zu erreichen, etwa die Verträglichkeit mit systembezogenen oder geschäftsinternen Rahmenbedingungen, die sich von einer Implementierung zu einer anderen unterscheiden können. Des weiteren ist zu beachten, dass ein derartiger Entwicklungsaufwand komplex und zeitaufwendig sein kann, aber dennoch eine Routinemaßnahme darstellt für den Fachmann, der im Besitze der vorliegenden Offenbarung ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird nunmehr mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben. Diverse Strukturen, Computer, Prozessanlagen und Systeme sind in den Zeichnungen schematisch lediglich zum Zwecke der Erläuterung dargestellt, um damit nicht die vorliegende Erfindung unnötig mit Details zu verschleiern, die der Fachmann kennt. Dennoch sind die angefügten Zeichnungen enthalten, um anschauliche Beispiele der vorliegenden Erfindung zu beschreiben und zu erläutern. Die Ausdrücke und Phrasen, wie sie hierin verwendet werden, sollten so verstanden und interpretiert werden, dass sie die Bedeutung besitzen, wie dies konsistent ist mit dem Verständnis dieser Ausdrücke und Phrasen, die vom Fachmann verwendet werden. Es ist keine spezielle Definition eines Begriffs von einer Phrase beabsichtigt, d. h. eine Definition, die sich von der üblichen Bedeutung, wie sie vom Fachmann verstanden wird, unterscheidet, wenn dieser Begriff oder diese Phrase hierin konsistent Verwendung findet. Wenn ein Begriff oder eine Phrase eine spezielle Bedeutung haben soll, d. h. eine Bedeutung, die sich vom Verständnis des Fachmanns unterscheidet, wird eine derartige spezielle Definition explizit in der Beschreibung in einer definierenden Weise angegeben, die direkt unzweideutig die spezielle Definition für den Begriff oder die Phrase angibt.
  • Teile der Erfindung und der entsprechenden detaillierten Beschreibung sind in Begriffen von Software oder Algorithmen und symbolischen Darstellungen von Operationen an Datenbits innerhalb eines Computerspeichers angegeben. Diese Beschreibungen und Darstellungen sind diejenigen, die auch vom Fachmann verwendet werden, um in effektiver Weise den Inhalt seiner Arbeit anderen Fachleuten zu vermitteln. Ein Algorithmus ist, wie der Begriff hierin verwendet wird und wie er auch im Allgemeinen verwendet wird, als eine selbst konsistente Sequenz aus Schritten zu verstehen, die zu einem gewünschten Resultat führen. Diese Schritte erfordern das physikalische Manipulieren physikalischer Größen. Für gewöhnlich, ohne dass dies jedoch erforderlich ist, nehmen diese Größen die Form optischer, elektrischer oder magnetischer Signale an, die gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen oder anderweitig bearbeitet werden können. Es hat sich ggf. als günstig erwiesen, insbesondere im Hinblick auf die übliche Verwendung, dieses Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Terme, Zahlen oder dergleichen zu bezeichnen.
  • Es sollte jedoch bedacht werden, dass alle diese und ähnliche Begriffe den geeigneten physikalischen Größen zugeordnet sind und lediglich bequeme Namen sind, die diesen Größen verliehen sind. Sofern dies nicht speziell anderweitig erläutert ist, oder dies sich aus der Erläuterung ergibt, bezeichnen Begriffe, etwa „Bearbeiten" oder „Berechnen" oder „Kalkulieren" oder „Bestimmen" oder „Darstellen" oder dergleichen die Aktionen und Prozesse eines Computersystems oder einer ähnlichen elektronischen Recheneinrichtung, die Daten, die als physikalische, elektronische Größen innerhalb der Register und Speicher des Computersystems vorhanden sind, bearbeitet und in andere Daten verwandelt, die in ähnlicher Weise als physikalische Größen innerhalb der Speicher oder Register des Computersystems oder anderer derartiger Informationsspeicher von Übertragungs- oder Anzeigegeräten dargestellt sind.
  • Es gibt viele diskrete Prozesse, die in der Halbleiterherstellung beteiligt sind. Häufig werden Werkstücke (beispielsweise Halbleiterscheiben 105, Halbleiterbauelemente, etc.) durch viele Fertigungsprozessanlagen hindurchgeführt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine Durchführung einer adaptiven Zustandsabschätzfunktion. Die Zustandsabschätzung einer Prozesssteuerung kann so ausgeführt werden, dass den Fertigungsdaten ein ungleiches oder variierendes Gewicht zugewiesen wird. Die ungleiche Gewichtung entspricht speziellen Eigenschaften, die mit den Fertigungsdaten verknüpft sind. Beispielsweise können Messdaten von bearbeiteten Scheiben unterschiedlich im Vergleich zu Messdaten behandelt werden, die eine bearbeitete Testscheibe betreffen; auf diese Weise kann Information über die Daten verwendet werden, um eine genauere Zustandsabschätzung einer Prozesssteuerung zu erreichen. Es können dann Einstellungen an den nachfolgenden Prozesssteuerungsvorgängen durchgeführt werden.
  • In 3 ist ein System 300 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Eine Prozesssteuerung 305 in dem System 300 ist in der Lage, diverse Operationen, die mehrere Prozessanlagen 310 betreffen, zu steuern. Die Prozessanlagen 310 umfassen mehrere Kammern 325, wovon jede Scheiben bearbeiten kann. Das System 300 umfasst ferner mehrere Messanlagen 360, um Messdaten zu sammeln, die mit den bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 in Beziehung stehen.
  • Das System 300 umfasst ferner eine Datenbankeinheit 340. Die Datenbankeinheit 340 ist vorgesehen, um mehrere Datentypen, etwa fertigungsbezogene Daten, Daten, die mit Betrieb des Systems 300 verknüpft sind (beispielsweise mit dem Status der Prozessanlage 310, dem Status von Halbleiterscheiben 105, etc.), Informationen betreffend die fertigungsbezogenen Daten (beispielsweise Informationsglaubwürdigkeit/Quelle etc.) zu speichern. Die Datenbankeinheit 340 kann Anlagenzustandsdaten, die mehrere Prozessdurchläufe betreffen, die von der Prozessanlage 310 ausgeführt werden, speichern. Die Datenbankeinheit 340 umfasst einen Datenbankdienstleistungsrechner bzw. Server 342, um Anlagenzustandsdaten und/oder andere Fertigungsdaten, die mit der Bearbeitung von Scheiben in Verbindung stehen, in einer Datenbankspeichereinheit 345 zu speichern.
  • Das System 300 umfasst ferner eine Anlagenzustandsdatensensoreinheit 320, um Anlagenzustandsdaten zu sammeln. Die Anlagenzustandsdaten können Druckdaten, Temperaturdaten, Feuchtigkeitsdaten, Gasdurchflussdaten, diverse elektrische Daten, Daten über den Grad der Ausgasung und andere Datenarten, die die Funktion der Prozessanlage 310 betreffen, beinhalten. Zu beispielhaften Anlagenzustandsdaten für eine Ätzanlage gehören der Gasdurchfluss, der Kammerdruck, die Kammertemperatur, die Spannung, die reflektierte Leistung, der Heliumrückdruck, die RF-Einstellparameter, etc. Die Anlagenzustandsdaten können ferner Daten von außerhalb der Prozessanlage 310 enthalten, etwa eine Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, Druck, etc. Eine detailliertere Darstellung und Beschreibung der Anlagenzustandsdatensensoreinheit 320 ist in 5 und in der dazu begleitenden Beschreibung angegeben.
  • Durch die Verwendung der Prozesszustandseinheit 370 ist das System 300 in der Lage, eine adaptive Zustandsabschätzung auszuführen. Auf der Grundlage der adaptiven Zustandsabschätzungsfunktion ist das System 300 in der Lage, Prozesskorrekturen in einer genaueren Weise zu implementieren. Die Prozesszustandseinheit 370 ist ausgebildet, den Gewichtungsvorgang eines Prozessabschätzers, etwa eines EWMA-Abschätzers, auf der Grundlage peripherer Information einzustellen, die die eigentlichen Fertigungsdaten, die analysiert werden, betreffen. Wenn beispielsweise Messdaten durch die Prozesszustandseinheit 370 analysiert werden, können auch periphere Informationen, die die Glaubwürdigkeit oder die Quelle der Messdaten betreffen, ebenfalls analysiert werden. Beispielsweise kann eine Bestimmung gemacht werden im Hinblick auf die Quelle der Messdaten, beispielsweise ob diese Daten eine Testscheibe oder ob diese Daten eine Produktscheibe betreffen. Diese Information bietet eine Angabe über die Glaubwürdigkeit der Messdaten, wobei Information enthalten sein kann, die die Genauigkeit der Daten ergänzt. Auf der Grundlage der Bestimmung, dass die Messdaten von einer Produktscheibe stammen, kann den Messdaten ein höheres Gewicht zugeordnet werden, um die Zustandsabschätzung auszuführen. Dies kann zu einer genaueren Bewertung des Zustands einer Prozesssteuerung führen, da die Messdaten, die gerade analysiert werden, von einer Produktscheibe stammen, die genauer die eigentlichen Produktionsprozessergebnisse im Vergleich zu einer Testscheibe wiedergeben.
  • Andere periphere Daten oder Statusdaten, die die gerade zu analysierenden Fertigungsdaten betreffen, können die Bestimmung des Alters der Messdaten, die Güte der Datenanpassung und/oder die Gleichung, die zum Erzeugen der Fertigungsdaten, die gerade analysiert werden, verwendet werden, Vorhersagedaten, die mit den Fertigungsdaten korreliert sind, etc. enthalten. Diese periphere Informationen, die die eigentlichen zu analysierenden Daten betreffen, bieten eine Einsicht bezüglich des Werts der Fertigungsdaten, was dann von der Prozesszustandseinheit 370 verwendet werden kann, um einen Gewichtungsfaktor zum Bestimmen der Zustandsabschätzung anzuwenden. Die peripheren Daten können ferner Metadaten aufweisen, wobei die Metadaten im Allgemeinen Information betreffen, die mit den Fertigungsdaten in Beziehung steht.
  • Diverse Elemente des Systems 300, etwa die Prozesssteuerung 305, die Prozesszustandseinheit 370, etc., können durch Software-, Hardware- oder Firmware-Einheiten, die autarke Einheiten repräsentieren oder die in ein Computersystem integriert sind, das mit dem System 300 verbunden ist, sein. Des weiteren können die durch die in 3 dargestellten Blöcke repräsentierten diversen Komponenten miteinander über eine Systemkommunikationsleitung 315 kommunizieren. Die Systemkommunikationsleitung 315 kann eine oder mehrere Computerbusverbindungen, eine oder mehrere spezielle Hardware- Kommunikationsverbindungen, eine oder mehrere Telefonsystemkommunikationsverbindungen, eine oder mehrere drahtlose Kommunikationsverbindungen und/oder andere Kommunikationsverbindungen repräsentieren, die vom Fachmann im Besitze der vorliegenden Offenbarung eingerichtet werden können.
  • 4 ist eine detailliertere Blockdiagrammdarstellung der Anlagenzustandsdatensensoreinheit 320, die in 3 vorgesehen ist. Die Anlagenzustandsdatensensoreinheit 320 umfasst beliebige unterschiedliche Arten von Sensoren, etwa einen Drucksensor 410, einen Temperatursensor 420, einen Feuchtigkeitssensor 430, einen Gasdurchflussratensensor 440 und einen elektrischen Sensor 450, etc. In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Anlagenzustandsdatensensoreinheit 320 in-situ-Sensoren bzw. integrierte Sensoren, die in die Prozessanlage 310 integriert sind. Der Drucksensor 410 ist in der Lage, den Druck innerhalb der Prozessanlage 310 zu erfassen. Der Tempertursensor 420 ist ausgebildet, die Temperatur an diversen Stellen in der Prozessanlage 310 zu erfassen. Der Feuchtigkeitssensor 430 ist ausgebildet, die relative Feuchtigkeit an diversen Bereichen in der Prozessanlage 310 oder in der Umgebung zu erfassen. Der Gasdurchflussratensensor 440 umfasst mehrere Durchflussratensensoren, die geeignet sind, die Durchflussrate von mehreren Prozessgasen, die während der Bearbeitung der Halbleiterscheiben 105 eingesetzt werden, zu erfassen. Beispielsweise umfasst der Gasdurchflussratensensor 440 Sensoren, die die Durchflussrate von Gasen, etwa von NH3, SiH4, N2, N2O, und/oder anderer Prozessgase erfassen können.
  • 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 Anlagenzustandsdatensensoreinheit 320 umfasst ferner andere Sensoren, die ausgebildet sind, eine Vielzahl von Fertigungsvariablen zu erfassen, die dem Fachmann im Besitze der vorliegenden Offenbarung bekannt sind. Die Anlagenzustandsdatensensoreinheit 320 umfasst ferner eine Anlagenzustandssensordatenschnittstelle 460. Die Anlagenzustandssensordatenschnittstelle 460 empfängt Sensordaten von den diversen Sensoren, die in der Prozessanlage 310 enthalten oder damit verbunden sind und/oder mit der Anlagenzustandsdatensensoreinheit 320 verknüpft sind und die Schnittstelle sendet die Daten zu der Prozesssteuerung 305.
  • 5 zeigt eine detailliere Blockdiagrammansicht der Prozesszustandseinheit 370 aus 3 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Prozesszustandseinheit 370 empfängt Fertigungsdaten, die die Scheibenbearbeitung betreffen. Die Fertigungsdaten können, ohne einschränkend zu sein, Messdaten, Anlagenzustandsdaten, Verhaltensdaten, die das Leistungsverhalten von Schaltungen von Prozessscheiben betreffen, elektrische Scheibentestdaten (WET), Vorhersagedaten, etc. enthalten.
  • Die Prozesszustandseinheit 370 umfasst eine Fertigungsdatenverarbeitungseinheit 510. Die Fertigungsdatenverarbeitungseinheit 510 ist ausgebildet, die diversen Fertigungsdaten, die die Prozesszustandseinheit 370 empfängt, zu verarbeiten und zu verwalten. Die Prozesszustandseinheit 370 umfasst ferner eine periphere Dateneinheit 520. Die periphere Dateneinheit 520 ist ausgebildet, diverse periphere oder verknüpfte Daten, die mit den speziellen Fertigungsdaten, die durch die Prozesszustandseinheit 370 empfangen werden, in Beziehung stehen, zu entschlüsseln. Beispielsweise können die empfangenen Messdaten auch die Quelle der Messdaten und/oder andere den Kontext definierende Daten enthalten. Beispielsweise können die peripheren Daten Information darüber enthalten, ob die Messdaten sich auf eine Testscheibe oder auf eine Produktscheibe beziehen.
  • Andere Arten von peripheren Daten können ebenfalls durch die Prozesszustandseinheit 370 empfangen werden. Beispielsweise können die Anlagenzustandsdaten von Information begleitet sein, die die spezielle Anlage oder eine spezielle Kammer innerhalb der Prozessanlage 310, die mit den Anlagenzustandsdaten verknüpft ist, betreffen. Beispielsweise kann die periphere Dateneinheit 270 angeben, dass die Anlagenzustandsdaten sich auf eine Prozessanlage 310 mit hohem Durchsatz beziehen, in der eine große Anzahl an Scheiben bearbeitet werden. Diese Information im Hinblick auf die relativ höhere Glaubwürdigkeit bzw. Vertrauenswürdigkeit der Anlagenzustandsdaten kann verwendet werden, um den Anlagenzustandsdaten ein größeres Gewicht zu verleihen, wenn eine Zustandsabschätzung erfolgt. In einer Ausführungsform sind die peripheren Daten ein Teil des vollständigen Datenstromes. In einer alternativen Ausführungsform werden jedoch die peripheren Daten separat durch die Prozesszustandseinheit 370 empfangen.
  • Die Fertigungsdatenverarbeitungseinheit 510 und die periphere Dateneinheit 520 stellen Daten für eine Korrelationseinheit 530 bereit. Die Korrelationseinheit 530 ist ausgebildet, die diversen Fertigungsdaten und die dazugehörigen peripheren Daten für eine weitere A nalyse zu korrelieren, aufzubereiten und/oder zu verwalten. Daher können periphere Daten, die die Quelle der Messdaten bezeichnen, beispielsweise mit den eigentlichen Messdaten korreliert werden, bevor diese für die Zustandsabschätzungsanalyse verwendet werden.
  • Die Prozesszustandseinheit 370 umfasst ferner eine Abschätzungsparametereinheit 540. Die Abschätzungsparametereinheit 540 empfängt die korrelierten peripheren Daten/Fertigungsdaten. Die Abschätzungsparametereinheit 540 ist ausgebildet, Änderungen zu bewerten und/oder zu berechnen, die an einem oder mehreren Parametern vorgenommen wurden, die zum Ausführen der Zustandsabschätzungsfunktion verwendet werden. Beispielsweise kann der „Vergesslichkeitsfaktor" in einem EWMA-Zustandsabschätzer durch die Abschätzungsparametereinheit 540 bestimmt werden. Auf der Grundlage der Einstellungen der Zustandsabschätzungsparameter ist die Zustandsabschätzungseinheit 550 ausgebildet, diverse Algorithmen auszuführen und diverse Berechnungen durchzuführen, um die eine Bearbeitungsfunktion betreffende Zustandsabschätzung zu bestimmen.
  • Ein Beispiel der Zustandsabschätzereinheit ist ein EWMA-Abschätzer. Die Prozesszustandseinheit 370 ist ausgebildet, die Gewichtung spezieller Parameter auf der Grundlage der Glaubwürdigkeit und/oder der peripheren Eigenschaften der zu analysierenden Fertigungsdaten zu modifizieren. Selbst wenn die Genauigkeit der Messdaten daher als beispielsweise hoch erachtet wird, und wenn dennoch die peripheren Daten anzeigen, dass die Messdatenquelle nicht so vertrauenswürdig ist, da die Daten auf einer Testscheibe beruhen, kann die Gewichtung, die mit dem Parameter verknüpft ist, der den Messdaten entspricht, in einer adaptiven Weise reduziert werden, wenn der Zustandsabschätzungsprozess ausgeführt wird. Die peripheren Daten enthalten diverse Informationen, etwa die Quelle der Daten, die Art der Scheibe, von der diese gewonnenen werden, das Alter der Daten, die Güte der Datenanpassung, die mit den Daten verknüpft ist, die Vorhersage eines endgültigen Produkts auf der Grundlage des aktuellen Zustands einer Halbleiterscheibe, etc. Das Alter der Daten kann bestimmt werden, indem das Alter der Daten mit einer vorbestimmten Zeitdauer verglichen wird, um zu bestimmen, ob das Alter einen Schwellwert übersteigt. Auf der Grundlage der peripheren Daten und deren Vertrauenswürdigkeit wird eine adaptive Zustandsabschätzung ausgeführt, um den abgeschätzten Zustand eines Prozesses zu bestimmen.
  • 6 zeigt eine Flussdiagrammdarstellung eines Prozessablaufs zur Ausführung eines adaptiven Zustandsabschätzungsprozesses gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es werden ein oder mehrere Halbleiterscheiben durch das System 300 bearbeitet (Block 610). Beim Durchführen der Prozesse werden Messdaten, die den Prozess betreffen, gewonnen (Block 620). Die Fertigungsdaten können diverse Arten von Daten enthalten, etwa Messdaten, die einen Teil oder das gesamte Prozessergebnis betreffen, Anlagenzustandsdaten, Leistungsverhalten der Scheiben, elektrische Scheibentestdaten, Vorhersage des Leistungsverhaltens der Prozessscheibe, etc. Beim Gewinnen der Fertigungsdaten können Rückkopplungsdaten verwendet werden, um die peripheren Daten zu bewerten (d. h. die Informationsglaubwürdigkeit) der Fertigungsdaten. Dies kann diverse Aspekte der Umstände beinhalten, unter denen die Fertigungsdaten gewonnen wurden, etwa die spezielle Anlage und die Geschichte der Anlage, die mit den Anlagenzustandsdaten verknüpft ist, die Art der Scheibe, von der die Messdaten gewonnen wurden, die Vorhersage des Leistungsverhaltens der Prozessscheiben, die Verzögerung beim Gewinnen der Fertigungsdaten, etc.
  • Beim Bewerten der Informationsglaubwürdigkeit führt das System 300 eine Einstellung eines oder mehrerer Abschätzerparameter aus (Block 640). Die modifizierten Abschätzerparameter können dann verwendet werden, um eine Zustandsabschätzung auszuführen (Block 650). Der Zustandsabschätzungsprozess wendet die modifizierten Abschätzerparameter sowie die Fertigungsdaten selbst an, um eine Zustandsabschätzung auszuführen. Des weiteren kann der Zustandsabschätzungsprozess das Analysieren von Vorwärtskopplungsdaten von diversen Prozessoperationen beinhalten.
  • Unter Anwendung des bzw. der modifizierten Abschätzerparameter(s) kann der Zustandsabschätzungsprozess in effizienter Weise die Gewichtung der Fertigungsdaten einstellen, die an den Zustandsabschätzungsprozess übergeben werden. Auf der Grundlage dieser Gewichtung wird eine adaptive Einstellung der Zustandsabschätzung auf der Grundlage der Umstände und/oder des Zusammenhangs der Fertigungsdaten ausgeführt. Ein Beispiel der adaptiven Einstellungen der abgeschätzten Parameter zur Ausführung des Zustandsabschätzungsprozesses beinhaltet das Bestimmen, ob eine Abscheidedicke in einem Abscheideprozess einer Testscheibe oder einer Produktscheibe ermittelt wurde. Die Abscheidedicke, die auf der Produktscheibe gemessen wird, ist signifikanter für die tatsächlichen Prozessergebnisse und kann daher stärker gewichtet werden im Vergleich zu Daten von der Testscheibe. Wenn daher der Zustandsabschätzer die Abscheiderate für die Produktscheiben aktualisiert, beeinflusst die Topologie der Produktscheibe die Abscheiderate starker im Vergleich zu der Testscheibe, die einen geringeren Anteil an Topologie enthalten kann. Daher kann eine genauere Prozesseinstellung auf der Grundlage des adaptiven Zustandsabschätzungsprozesses, der durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, erreicht werden.
  • Ein weiteres Beispiel des adaptiven Zustandsabschätzungsprozesses beinhaltet eine Analyse einer Scheibe als Folge eines chemisch-mechanischen Polierprozesses (CMP). Die Anlagenrate für Rückgabe blanker Scheiben (BWRR) kann durch ein spezielles Scheibenmuster beeinflusst sein, das schließlich die endgültige Schichtdicke beeinflusst. Daher wird die BWRR im Allgemeinen so kalibriert, dass eine genaue Korrektur von Schichtdickenabscheideprozessen gewährleistet ist. Die Anwendung von Qualitätsmessscheiben zur Gewinnung von Daten und anschließend die Berücksichtigung des Mustereffekts, der von einem nachfolgenden Produktionsdurchlauf erhalten wird, führt dazu, dass ein EWMA-Faktor noch höher bewertet wird, wodurch eine schnellere Aktualisierung und Konvergenz der Zustandsabschätzungen erreicht wird. Wenn weitere Scheiben bearbeitet werden, kann die Information des Mustereffekts weniger zuverlässig werden. Als Folge davon kann der adaptive Zustandsabschätzungsprozess die Gewichtung, die für die Zustandsabschätzung angewendet wurde (beispielsweise die EMWA-Gewichtung), einstellen, indem das Gewicht auf einen kleineren Wert eingestellt wird, um die übermäßige Abweichung der Abschätzung von dem wahren Wert zu verringern. Somit kann ohne Notwendigkeit, eine vorgeordnete Scheibe zu bearbeiten, die Steuerungsleistungsfähigkeit des CMP-Prozesses verbessert werden, indem die adaptive Zustandsabschätzungsfunktion angewendet wird, die durch die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. Der EMWA-(exponentiell gewichteter gleitender Durchschnitt) kann sich auf eine Statistik zur Überwachung des Prozesses beziehen, wobei die Daten in einer Weise gemittelt werden, so dass zunehmend weniger Gewicht den Daten verliehen wird, die länger zurückliegen.
  • Als ein weiteres Beispiel sei die Rückkopplungsblockansicht, die in 6 gezeigt ist, genannt, um abgeschätzte Parameter auf der Grundlage einer Verzögerung bei der Gewinnung der Messdaten einzustellen. Wenn beispielsweise die Messdaten gewonnen werden, nachdem ein markanter oder übermäßigen Grad an Verzögerung nach der Bearbeitung aufgetreten ist, kann die Gewichtung des bzw. der Abschätzerparameter, die die Messda ten betreffen, auf der Grundlage des Alters der Messdaten verringert werden. Somit können die Auswirkungen der übermäßig alten Messdaten verringert werden. Dies führt zu einer genaueren Rückkopplungs- oder Vorwärtskopplungseinstellung für Prozesse auf der Grundlage der adaptiven Zustandsabschätzung.
  • In einem noch weiteren Beispiel werden Messdaten mit einer deutlich unterschiedlichen Güte der Datenanpassung unterschiedlich behandelt, und die Zustandsabschätzung kann adaptiv auf der Grundlage der Güte der Datenanpassung gewichtet werden. Beispielsweise enthalten Messdaten zwei Teile: die eigentlichen Messdatenwerte und die Berechnung der Güte der Datenanpassung, die mit den Messdaten verknüpft ist. Die Güte der Datenanpassung kann Informationen enthalten, die die Zuverlässigkeit der Messung betreffen. Der Zustandsabschätzerparameter kann auf der Grundlage des Wertes der Güte der Datenanpassung, die mit speziellen Messdaten verknüpft ist, eingestellt werden. Während der Bewertung der Informationsglaubwürdigkeit des Blocks 630 können beispielsweise Fertigungsdaten anzeigen, dass die Güte der Datenanpassung einen Wert von 0,95 besitzt. Die Einstellung des Abschätzerparameterverarbeitungsblocks 640 kann dann für eine Vergrößerung der Gewichtung der Fertigungsdaten, die mit dieser Güte der Datenanpassung verknüpft sind, sorgen. Wenn jedoch die Güte der Datenanpassung als 0,75 bestimmt wird, kann der Abschätzerparameter eingestellt werden, um die Gewichtung derartiger Daten zu verringern.
  • Ein weiteres Beispiel zum Ausführen des adaptiven Zustandsabschätzungsprozesses beinhaltet das Analysieren eines Vorhersagefehlers, wenn eine Zustandsbewertungsanalyse unter Anwendung spezieller Fertigungsdaten durchgeführt wird. Wenn beispielsweise ein erster Messprozess Messdaten liefert, die deutlich von dem anfänglich vorhergesagten Wert abweichen, kann der Zustandsabschätzer auf eine geringere Gewichtung derartiger Daten eingestellt werden, wodurch die Genauigkeit des Zustandsabschätzungsprozesses erhöht wird (Block 650). Daher können diverse Arten von peripheren Daten ausgewertet werden, um die Glaubwürdigkeit zu bewerten, die einem speziellen Satz an Fertigungsdaten zuzuordnen ist. Unter Anwendung des Gewichtungsschemas kann eine genauere Einstellung des Prozesses, der mit dem System 300 verknüpft ist, ausgeführt werden.
  • 7 ist eine Flussdiagrammdarstellung des Verfahrens gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 300 bearbeitet eine Menge aus Halbleiterscheiben aus einem Scheibenstapel oder einem Los (Block 710). Beim Bearbeiten der Scheibe kann das System 300 Fertigungsdaten gewinnen (Block 720). Beim Gewinnen der Fertigungsdaten können auch periphere Daten gewonnen werden (Block 730). Die Ermittlung der peripheren Daten kann aus einem integrierten Teil der Fertigungsdaten erfolgen oder kann separat erfolgen.
  • Beim Gewinnen der peripheren Daten und der zugehörigen Fertigungsdaten führt das System 300 eine adaptive Zustandsabschätzungsbestimmung aus (Block 740). Eine detailliertere Beschreibung des adaptiven Zustandsabschätzungsbestimmungsprozesses ist in 8 und der dazugehörigen Beschreibung angegeben. Beim Ausführen des adaptiven Zustands der Abschätzungsbestimmungsprozesses wird eine Prozesszustandsabschätzung, die auf der Grundlage des Kontextes der Fertigungsdaten gewichtet ist, durch das System 300 bereitgestellt. Auf der Grundlage der neu angepassten berechneten Prozessparameter können diverse Prozesssteuerungsparameter auf der Grundlage der Zustandsabschätzung bestimmt werden (Block 750). Beim Modifizieren der Prozesssteuerungsparameter kann eine nachfolgende Scheibe oder nachfolgende Prozesse an den vorhergehend bearbeiteten Scheiben dann ausgeführt werden (Block 760).
  • 8 zeigt eine Blockdiagrammdarstellung der Schritte zum Ausführen des adaptiven Abschätzungsbestimmungsprozesses aus Block 740 der 7. Das System 300 charakterisiert beim Gewinnen der Fertigungsdaten und der zugehörigen peripheren Daten der Fertigungsdaten auf der Grundlage der peripheren Daten (Block 810). Beim Charakterisieren der Fertigungsdaten gibt das System 300 die Glaubwürdigkeit der Information an, die die Daten betrifft (Block 820). Beispielsweise kann eine Testscheibe als Quelle geringer gewichtet oder bewertet werden als Daten von einer eigentlichen Scheibe. Dies kann das Bestimmen beinhalten, ob die Quelle eine Testscheibe oder eine Produktscheibe war, wodurch der Grad der Glaubwürdigkeit der Messdaten beeinflusst wird.
  • Das System 300 führt ferner eine Korrelationsfunktion aus, die die Fertigungsdaten und die peripheren Daten miteinander in Beziehung setzt. Die Korrelation kann dann verwendet werden, um den Abschätzerparameter einzustellen (Block 840). Das Bestimmen der Einstellung der Abschätzerparameter beinhaltet das Verwenden der korrelierten peripheren Daten und der eigentlichen Prozessdaten, was das Vorsehen eines stärkeren Gewichts der Fertigungsdaten mit einschließen kann. Beim Einstellen der Zustandsabschätzerparameter kann das System 300 die Zustandsabschätzung an den eingestellten abgeschätzten Parametern ausführen. Auf der Grundlage der eingestellten abgeschätzten Parameter wird eine genauere Zustandsabschätzungsbestimmung unter Anwendung der eingestellten Abschätzerparameter ausgeführt (Block 850). Dies kann das Ausführen von Rückkopplungskorrekturen des Prozesses oder das Ausführen von Vorwärtskopplungseinstellungen für nachfolgende Prozesse beinhalten.
  • Durch Anwenden von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Zustandsabschätzungsprozesse verbessert, indem eine adaptive Einstellung diverser Parameter der Zustandsabschätzung erfolgt. Die Verwendung externer Daten oder periphere Daten, die mit den eigentlichen Messdaten verknüpft sind, führt dazu, dass die Fertigungsdaten in einem geeigneten Kontext behandelt werden können, der angewendet werden kann, um in adaptiver Weise die Parameter zum Ausführen einer Zustandsabschätzungsfunktion einzustellen. Auf der Grundlage der adaptiven Einstellungen der Parameter zum Ausführen einer Zustandsabschätzung kann eine höhere Genauigkeit der Daten, die unter gewissen Umständen gewonnen wurden und mit diesen Umständen in Beziehung stehen, erreicht werden. Damit können robustere und genauere Einstellung von Prozessen oder Prozesssteuerungseinstellungen unter Anwendung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
  • Die durch die vorliegende Erfindung gelehrten Prinzipien können in einer fortschrittlichen Prozesssteuerungs-(APC)Plattform eingesetzt werden. Die APC-Plattform ist eine bevorzugte Plattform, von der aus die von der vorliegenden Erfindung gelehrten Steuerungsstrategien eingerichtet werden können. In einigen Ausführungsformen kann die APC-Plattform ein fabrikumspannendes Softwaresystem sein; daher können die durch die vorliegende Erfindung gelehrten Steuerungsstrategien in nahezu allen Halbleiterfertigungsanlagen in der Fertigungsstätte eingesetzt werden. Die APC-Plattform bietet ferner einen Fernzugriff und die Möglichkeit der Fernüberwachung des Prozessverhaltens. Unter Anwendung der APC-Plattform kann die Datenspeicherung bequemer, flexibler und weniger kostenintensiv anstelle von lokalen Laufwerken sein. Die APC-Plattform ermöglicht sehr fortgeschrittene Arten der Steuerung, da diese einen hohen Grad an Flexibilität beim Schreiben der notwendigen Softwarecodierung bietet.
  • Die Anwendung der Steuerungsstrategie, die durch die vorliegende Erfindung gelehrt wird, auf die APC-Plattform kann eine Reihe von Softwarekomponenten erforderlich machen. 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 betrieben wird, wird im Allgemeinen ein Skript aufgerufen, um die durch die Prozesssteuerung erforderlichen Aktion in Gang zu setzen, etwa eine Überlagerungssteuerung. Die Steuerungsverfahren sind in diesen Skripten allgemein definiert und werden dadurch ausgeführt. Die Entwicklung dieser Skripten kann einen merklichen Anteil der Entwicklung eines Steuerungssystems umfassen. Die durch die vorliegende Erfindung gelehrten Prinzipien können in anderen Arten von Fertigungsplattformen eingerichtet werden.
  • Die speziellen offenbarten Ausführungsformen sind lediglich anschaulicher Natur, da die Erfindung auf viele unterschiedliche äquivalente Weisen modifiziert und praktiziert werden kann, wie der Fachmann im Besitze der vorliegenden Offenbarung erkennt. Ferner sind keine Beschränkungen im Hinblick auf Details des Aufbaus oder der Gestalt, wie sie hierin gezeigt sind, beabsichtigt, sofern dies nicht in den folgenden Patentansprüchen dargelegt ist. Es ist daher klar, dass die speziellen offenbarten Ausführungsformen geändert oder modifiziert werden können und dass alle derartigen Änderungen als innerhalb des Grundgedankens und des Schutzbereichs der Erfindung liegend erachtet werden. Folglich ist der angestrebte Schutzbereich in den nachfolgenden Patentansprüchen festgelegt.
  • Zusammenfassung
  • Es werden ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zum Ausführen eines adaptiven Zustandabschätzungsprozesses zur Bearbeitung von Halbleiterscheiben bereitgestellt. Eine Bearbeitung eines ersten Werkstücks wird unter Anwendung einer Prozesssteuerung (305) und einer Prozessanlage (310) gesteuert. Es werden Fertigungsdaten, die die Bearbeitung des ersten Werkstücks betreffen, gewonnen. Es werden Statusdaten, die die Fertigungsdaten betreffen, gewonnen. Die Statusdaten enthalten Daten, die die Quelle der Fertigungsdaten betreffen. Es wird ein Zustand einer Prozesssteuerung (305) oder einer Prozessanlage (310) auf der Grundlage der Statusdaten und der Fertigungsdaten bestimmt.

Claims (10)

  1. Verfahren mit: Steuern der Verarbeitung eines ersten Werkstücks unter Anwendung einer Prozesssteuerung (305) und einer Prozessanlage (310); Gewinnen von Fertigungsdaten, die die Bearbeitung des ersten Werkstücks betreffen; Gewinnen von Statusdaten, die die Fertigungsdaten betreffen, wobei die Statusdaten Daten enthalten, die die Quelle der Fertigungsdaten betreffen; und Bestimmen eines Zustands der Prozesssteuerung (305) und/oder der Prozessanlage (310) auf der Grundlage der Statusdaten und der Fertigungsdaten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Einstellen eines Steuerungsparameters zum Bearbeiten eines zweiten Werkstücks auf der Grundlage des Zustands.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Gewinnen der Fertigungsdaten umfasst: Gewinnen von Messdaten und/oder Anlagenzustandsdaten und/oder Leistungsvorhersagedaten und/oder Leistungsdaten und/oder elektrischen Scheibentestdaten.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Statusdaten, die die Fertigungsdaten betreffen, ferner enthalten: ein Alter der Fertigungsdaten und/oder die Güte der Datenanpassung der Fertigungsdaten und/oder Vorhersagedaten, die mit den Fertigungsdaten korreliert sind, und/oder eine Kennung der Anlage, die zum Gewinnen der Fertigungsdaten verwendet wird, und/oder Daten, die mit einer Testscheibe verknüpfte Fertigungsdaten betreffen und/oder Daten, die mit einer Verbundscheibe verknüpfte Fertigungsdaten betreffen, und/oder Daten, die die Glaubwürdigkeit der Fertigungsdaten betreffen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Bestimmen des Zustands der Prozesssteuerung (305) und/oder der Prozessanlage (310) Ausführen einer Zustandsabschätzungsfunktion umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei Ausführen einer Zustandsabschätzungsfunktion umfasst: Zuordnen einer Gewichtung zu den Fertigungsdaten auf der Grundlage der Statusdaten, wobei Zuordnen einer Gewichtung zu den Fertigungsdaten auf der Grundlage der Statusdaten umfasst: Zuordnen einer ersten Gewichtung für die Fertigungsdaten auf der Grundlage einer Angabe, dass eine Quelle der Fertigungsdaten eine Testscheibe ist, und Zuordnen einer zweiten Gewichtung für die Fertigungsdaten auf der Grundlage einer Angabe, dass eine Quelle der Fertigungsdaten eine Produktscheibe ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Zuordnen einer Gewichtung zu den Fertigungsdaten auf der Grundlage der Statusdaten umfasst: Zuordnen einer ersten Gewichtung zu den Fertigungsdaten auf der Grundlage einer Angabe, dass das Alter der Fertigungsdaten unterhalb einer Schwellwertzeitdauer ist, und Zuordnen einer zweiten Gewichtung zu den Fertigungsdaten auf der Grundlage einer Angabe, dass das Alter der Fertigungsdaten oberhalb der Schwellwertzeitdauer liegt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Zuordnen einer Gewichtung zu den Fertigungsdaten auf der Grundlage der Statusdaten umfasst: Zuordnen einer ersten Gewichtung zu den Fertigungsdaten auf der Grundlage einer Angabe, dass die Güte der Datenanpassung der Fertigungsdaten innerhalb eines ersten Bereichs an vorbestimmten Werten liegt, und Zuordnen einer zweiten Gewichtung zu den Fertigungsdaten auf der Grundlage einer Angabe, dass die Güte der Datenanpassung der Fertigungsdaten innerhalb eines zweiten Bereichs an vorbestimmten Werten liegt.
  9. System mit: einer Prozessanlage (310) zur Bearbeitung eines Werkstücks; einer Messanlage (360), um Messdaten zu gewinnen, die die Bearbeitung des Werkstücks betreffen; und einer Steuerung, die funktionsmäßig mit der Prozessanlage (310) und der Messanlage gekoppelt ist, wobei die Steuerung ausgebildet ist, Metadaten, die die Prozessanlage (310) betreffen, zu gewinnen, eine Gewichtung den Fertigungsdaten auf der Grundlage der Metadaten zuzuordnen, mindestens einen Zustandsabschätzungsparameter auf der Grundla ge der Gewichtung der Fertigungsdaten einzustellen und eine Zustandsabschätzung mindestens eines Teils des Systems auf der Grundlage des Zustandsabschätzungsparameters auszuführen.
  10. Computerlesbares Programmspeichermittel, das mit Befehlen codiert ist, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, ein Verfahren ausführen, das umfasst: Steuern einer Bearbeitung eines ersten Werkstücks unter Einsatz einer Prozesssteuerung (305) und einer Prozessanlage (310); Gewinnen von Fertigungsdaten, die die Bearbeitung des ersten Werkstücks betreffen; Gewinnen von Statusdaten, die die Fertigungsdaten betreffen, wobei die Statusdaten Daten enthalten, die die Quelle der Fertigungsdaten angeben; und Bestimmen eines Zustands der Prozesssteuerung (305) und/oder der Prozessanlage (310) auf der Grundlage der Statusdaten und der Fertigungsdaten.
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