JP4955393B2 - 半導体製造プロセスを制御するために第1の原理シミュレーションを用いたシステム及び方法。 - Google Patents
半導体製造プロセスを制御するために第1の原理シミュレーションを用いたシステム及び方法。 Download PDFInfo
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Description
Claims (48)
- 半導体処理ツールによって実行されるプロセスを制御する方法であって、
前記半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスに関連するプロセスデータを入力することと、
一組のコンピュータのコード化された微分方程式を含み、前記半導体処理ツールの基本の物理的または化学的属性の少なくとも1つを表し、かつモンテカルロまたはマルチグリッド解法を実装されている前記半導体処理ツールの空間分解モデルを含んでいる第1の原理物理的モデルを入力することと、
前記実行されている実際のプロセスをシミュレートするために前記実行されている実際のプロセスに関連しているプロセスデータに対応し、前記実行されている実際のプロセスより短い時間での時間フレームで生成される第1の原理シミュレーション結果を提供する前記物理的モデルを用いて前記実際のプロセスの実行中に実行されている実際のプロセスに対して第1の原理シミュレーションを実行することと、
経験的モデルを構築するように前記実際のプロセスの実行中に得られる第1の原理シミュレーション結果を使用することと、
前記第1の原理シミュレーション結果および経験的モデルの少なくとも一方が前記半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスを制御するように選ばれることとを具備し、
前記第1の原理シミュレーションを実行することは、前記半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスと同時に、第1の原理シミュレーションを実行することと、前記第1の原理物理的モデルの初期条件および境界条件を設定するように入力データを用いることとを備えている、方法。 - 前記プロセスデータを入力することは、前記半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスに関連するデータを、前記半導体処理ツールに物理的に設けられた物理的センサと、測定ツールとのうちの少なくとも一方から直接入力することを備えている請求項1の方法。
- 前記プロセスデータを入力することは、前記半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスに関連するデータを、手動入力デバイスまたはデータベースから間接的に入力することを備えている請求項1の方法。
- 前記間接的に入力することは、前記半導体処理ツールによってこれまでに実行されたプロセスから記録されたデータを入力することを備えている請求項3の方法。
- 前記間接的に入力することは、シミュレーションオペレータによって設定されたデータを入力することを備えている請求項3の方法。
- 前記プロセスデータを入力することは、前記半導体処理ツールの物理的特性または半導体ツール環境に関連するデータを入力することを備えている請求項1の方法。
- 前記プロセスデータを入力することは、前記半導体処理ツールによって実行されるプロセスの特性または結果に関連するデータを入力することを備えている請求項1の方法。
- 前記半導体処理ツールによって実行されるプロセスから独立して、第1の原理シミュレーションを実行することをさらに備えている請求項1の方法。
- 前記第1の原理シミュレーション結果を使用することは、半導体処理ツールによって実行されるプロセスを制御するように第1の原理シミュレーション結果を使用することを備えている請求項1の方法。
- 請求項1に記載された処理工程の少なくとも1つを実行するように相互接続された資源のネットワークを用いることをさらに具備する請求項1の方法。
- 前記第1の原理シミュレーションの計算負荷を共有するように相互接続された計算資源の間でコード並列化を用いることをさらに具備する請求項10の方法。
- 前記半導体処理ツールによって実行されるプロセスを制御するように、相互接続された資源の間のシミュレーション情報を共有することをさらに具備する請求項10の方法。
- 前記シミュレーション情報を共有することは、異なる資源による同様の第1の原理シミュレーションの冗長な実行を低減するように、前記相互接続された資源の間にシミュレーション結果を分散することを備えている請求項12の方法。
- 前記シミュレーション情報を共有することは、異なる資源による第1の原理シミュレーションの冗長な改良を低減するように、前記相互接続された資源の間にモデルチェンジを分散することを備えている請求項12の方法。
- 前記半導体処理ツールによって実行される半導体プロセスを制御するように、広域ネットワークを介して遠隔資源を用いることをさらに具備する請求項1の方法。
- 前記遠隔資源を用いることは、前記半導体処理ツールによって実行される前記半導体プロセスを制御するように、広域ネットワークを介して、リモート計算資源及び記憶資源のうちの少なくとも一方を用いることを備えている請求項15の方法。
- 前記第1の原理シミュレーションを実行することは、ANSYS(登録商標)コンピュータコード、フルーエント(登録商標)コンピュータコード、CFD−ACE+(登録商標)コンピュータコード、および直接相似モンテカルロコンピュータコードの少なくとも1つを利用する請求項1の方法。
- 前記制御するように第1の原理シミュレーション結果を用いることは、材料処理システム、エッチングシステム、フォトレジストスピンコートシステム、リソグラフィシステム、誘電コーティングシステム、堆積システム、熱アニーリングのための高速熱処理システム、およびバッチ拡散炉の少なくとも1つを制御することを備えている請求項1の方法。
- 前記制御するように第1の原理シミュレーション結果を用いることは、化学気相成長システムおよび物理蒸着システムの少なくとも一方を制御することを備えている請求項18の方法。
- 前記データを入力することは、エッチング速度、堆積速度、エッチング選択性、エッチング限界寸法、エッチング形態異方性、膜特性、プラズマ密度、イオンエネルギー、化学的種の濃度、フォトレジストマスク膜厚さ、およびフォトレジストパターンディメンションの少なくとも1つを入力することを備えている請求項1の方法。
- 前記データを入力することは、材料処理システム、エッチングシステム、フォトレジストスピンコートシステム、リソグラフィシステム、誘電コーティングシステム、堆積システム、熱アニーリングのための高速熱処理システム、およびバッチ拡散炉の少なくとも1つの物理的な幾何学的なパラメータを入力することを備えている請求項1の方法。
- 前記制御するように第1の原理シミュレーション結果を使用することは、半導体処理ツールによって実行される前記プロセスを調整するように、経験的なモデル出力を用いて半導体処理ツールを制御することを備えている請求項1の方法。
- 実際のプロセスを実行するように構成された半導体処理ツールと、
この半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスに関するデータを入力するように構成された入力デバイスと、
一組のコンピュータのコード化された微分方程式を含み、前記半導体処理ツールの基本の物理的または化学的属性の少なくとも1つを表し、かつモンテカルロまたはマルチグリッド解法を実装されている前記半導体処理ツールの空間分解モデルを含んでいる第1の原理物理的モデルを入力し、前記実行されている実際のプロセスをシミュレートするために前記実行されている実際のプロセスに関連しているプロセスデータに対応する第1の原理シミュレーション結果を提供する物理的モデルを使用して実際のプロセスの実行中に実行されている実際のプロセスに対して第1の原理シミュレーションを実行するように構成された第1の原理シミュレーションプロセッサと、を具備し、
経験的モデルを構築するように実際のプロセスの実行中に得られる第1の原理シミュレーション結果が使用され、
前記第1の原理シミュレーション結果および前記経験的モデルの少なくとも一方は、半導体処理ツールによって実行されるプロセスを制御するように選ばれ、
前記第1の原理シミュレーションを実行することは、前記半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスと同時に、第1の原理シミュレーションを実行することと、前記第1の原理物理的モデルの初期条件および境界条件を設定するように入力データを用いることとを備えている、システム。 - 前記入力デバイスは、半導体処理ツール上に物理的にマウントされた物理的センサおよび測定ツールの少なくとも1つを備えている請求項23のシステム。
- 前記入力デバイスは、手動の入力デバイスおよびデータベースのうちの少なくとも一方を備えている請求項23のシステム。
- 前記入力デバイスは、以前半導体処理ツールによって実行されたプロセスから記録されたデータを入力するように構成されている請求項25のシステム。
- 前記入力デバイスは、シミュレーションオペレータによってデータセットを入力するように構成されている請求項25のシステム。
- 前記入力デバイスは、半導体処理ツールまたは半導体ツール環境の物理学的性質に関するデータを入力するように構成されている請求項23のシステム。
- 前記入力デバイスは、半導体処理ツールによって実行されるプロセスの特性および結果の少なくとも1つに関するデータを入力するように構成されている請求項23のシステム。
- 前記プロセッサは、半導体処理ツールによって実行されるプロセスと同時でなく、前記第1の原理シミュレーションを実行するように構成されている請求項23のシステム。
- 前記プロセッサは、半導体処理ツールによって実行されるプロセスを制御するように第1の原理シミュレーション結果を使用するように構成されている請求項23のシステム。
- 前記プロセッサに接続され、第1の原理シミュレーションモデルを入力することと、第1の原理シミュレーションを実行することとの少なくとも1つを前記プロセッサが実行するのをアシストするように構成された、相互接続された資源のネットワークを更に具備する請求項23のシステム。
- 前記相互接続された資源のネットワークは、第1の原理シミュレーションの計算ロードを共有するように前記プロセッサとコード並行化を使用するように構成されている請求項32のシステム。
- 前記相互接続された資源のネットワークは、半導体処理ツールによって実行される前記プロセスを容易にするようにシミュレーション情報を前記プロセッサと共有するように構成されている請求項32のシステム。
- 前記相互接続された資源のネットワークは、同様の第1の原理シミュレーションの冗長な実行を低下させるように前記プロセッサにシミュレーション結果を分散するように構成されている請求項34のシステム。
- 前記相互接続された資源のネットワークは、第1の原理シミュレーションの冗長な改善を低下させるように前記プロセッサにモデルチェンジを分散するように構成されている請求項34のシステム。
- 広域ネットワークを介して前記プロセッサに接続され、半導体処理ツールによって実行される半導体プロセスを容易にするように構成されている遠隔資源を更に具備する請求項32のシステム。
- 前記遠隔資源は、計算資源および記憶資源の少なくとも一方を備えている請求項37のシステム。
- 前記プロセッサは、ANSYS(登録商標)コンピュータコード、フルーエント(登録商標)コンピュータコード、CFD−ACE+(登録商標)コンピュータコード、および直接相似モンテカルロコンピュータコードの少なくとも1つを利用する第1の原理シミュレーションを実行するように構成されている請求項23のシステム。
- 前記プロセッサは、材料処理システム、エッチングシステム、フォトレジストスピンコートシステム、リソグラフィシステム、誘電コーティングシステム、堆積システム、熱アニーリングのための高速熱処理システム、およびバッチ拡散炉の少なくとも1つを制御することによって制御するように第1の原理シミュレーション結果を使用するように構成されている請求項23のシステム。
- 前記プロセッサは、化学気相成長システムおよび物理的蒸着システムの少なくとも一方を制御することによって制御するように第1の原理シミュレーション結果を使用するように構成されている請求項40のシステム。
- 前記プロセッサは、エッチング速度、堆積速度、エッチング選択性、エッチング限界寸法、エッチング形態異方性、膜特性、プラズマ密度、イオンエネルギー、化学的種の濃度、フォトレジストマスク膜厚さ、およびフォトレジストパターンディメンションの少なくとも1つを入力するように構成されている請求項23のシステム。
- 前記プロセッサは、材料処理システム、エッチングシステム、フォトレジストスピンコートシステム、リソグラフィシステム、誘電コーティングシステム、堆積システム、熱アニーリングのための高速熱処理システム、およびバッチ拡散炉の少なくとも1つの物理的な幾何学的なパラメータを入力するように構成されている請求項23のシステム。
- 前記プロセッサは、半導体処理ツールによって実行される前記プロセスを調整するように経験的なモデル出力を用いることによって、半導体処理ツールを制御することによって制御するように第1の原理シミュレーション結果を使用するように構成されている請求項23のシステム。
- 半導体処理ツールによって実行されるプロセスを容易にするシステムであって、
半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスに関するプロセスデータを入力する手段と、
一組のコンピュータのコード化された微分方程式を含み、前記半導体処理ツールの基本の物理的または化学的属性の少なくとも1つを表し、かつモンテカルロまたはマルチグリッド解法を実装されている前記半導体処理ツールの空間分解モデルを含んでいる第1の原理物理的モデルを入力する手段と、
前記実行されている実際のプロセスをシミュレートするために前記実行されている実際のプロセスに関連しているプロセスデータに対応し、前記実行されている実際のプロセスより短い時間での時間フレームで生成される第1の原理シミュレーション結果を提供する前記物理的モデルを用いて前記実際のプロセスの実行中に実行されている実際のプロセスに対して第1の原理シミュレーションを実行する手段と、
経験的なモデルを構築するように前記実際のプロセスの実行中に得られる第1の原理シミュレーション結果を使用する手段と、
半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスを制御するように、第1の原理シミュレーション結果および経験的なモデルの少なくとも一方を選ぶ手段とを具備し、
前記第1の原理シミュレーションを実行することは、前記半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスと同時に、第1の原理シミュレーションを実行することと、前記第1の原理物理的モデルの初期条件および境界条件を設定するように入力データを用いることとを備えている、システム。 - 第1の原理シミュレーションの計算ロードを共有する手段を更に具備する請求項45のシステム。
- 半導体処理ツールによって実行されるプロセスを容易にするように、シミュレーション情報を相互接続された資源の間で共有する手段を更に備えている請求項45のシステム。
- プロセッサ上の実行のためのプログラム命令を含むコンピュータ可読媒体であって、
コンピュータシステムによって実行されるときに、
半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスに関するプロセスデータを入力する工程と、
一組のコンピュータのコード化された微分方程式を含み、前記半導体処理ツールの基本の物理的または化学的属性の少なくとも1つを表し、かつモンテカルロまたはマルチグリッド解法を実装されている前記半導体処理ツールの空間分解モデルを含んでいる第1の原理物理的モデルを入力する工程と、
前記実行されている実際のプロセスをシミュレートするために前記実行されている実際のプロセスに関連しているプロセスデータに対応し、前記実行されている実際のプロセスより短い時間での時間フレームで生成される第1の原理シミュレーション結果を提供する前記物理的モデルを用いて前記実際のプロセスの実行中に実行されている実際のプロセスに対して第1の原理シミュレーションを実行する工程と、
経験的なモデルを構築するように前記実際のプロセスの実行中に得られる第1の原理シミュレーション結果を使用する工程と、
半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスを制御するように第1の原理シミュレーション結果および前記経験的なモデルの少なくとも一方を選ぶ工程とをプロセッサに実行させ、
前記第1の原理シミュレーションを実行することは、前記半導体処理ツールによって実行されている実際のプロセスと同時に、第1の原理シミュレーションを実行することと、前記第1の原理物理的モデルの初期条件および境界条件を設定するように入力データを用いることとを備えている、コンピュータ可読媒体。
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