JP7036908B2 - プロセス制御パラメータを生成するために機械学習アプローチを使用する半導体製造 - Google Patents
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Description
材料除去速度(MRR)=KP*V*P 数式1
ここで、Vは、研磨されている基板表面に対する研磨パッド表面の速度であり、Pは、研磨パッドに対して研磨されるウエハの径方向区域に印加される圧力であり、Kpは、プレストン係数として知られている比例定数である。速度、圧力、研磨時間が、知られており、制御される変数であり、したがって、各区域のKpが、代数操作によって特定され得る。ブランケットウエハの研磨からのプレストン係数を含むプレストン式の結果として生じる組は、ベースラインプロセスモデルの一例である。次いで、i-APCモジュール94は、このベースラインモデルを使用して、次の製品ウエハの研磨向けの最初の制御パラメータの組を生成することができる。チャンバ圧力の効果をモデル化するためのプロセスモデルが説明されたが、他の制御パラメータ向けのプロセスモデルが、このやり方で生成されてよい。
tanh(0.5*ak1(I1)+ak2(I2)+…+akM(IM)+bk) 数式2
ここで、tanhは、双曲線であり、akxは、k番目の中間ノードと(Mの入力ノードからの)x番目の入力ノードの間の接続向けの重みであり、IMは、M番目の入力ノードにおける値である。しかし、整流リニアユニット(ReLU)関数及びその変形、又はシグノイド関数などの、他の非線形関数が、tanhの代わりに使用されてよい。
Claims (12)
- 基板を処理する方法であって、
第1の複数の基板のそれぞれの第1の基板に、前記それぞれの第1の基板の外側層の厚さを変更する、研磨システムによる化学機械研磨を含むプロセスを行うこと、
それぞれの第1の基板について、
前記プロセスに使用される一群のプロセスパラメータ値を記録し、したがって、複数の群のプロセスパラメータ値を生成し、ここで、プロセスパラメータは、研磨プロセス中に前記研磨システムによって制御可能なパラメータであり、且つ
前記プロセスに使用される少なくとも1つの状態パラメータ値を記録し、したがって、複数の状態パラメータ値を生成すること、ここで、状態パラメータは、研磨装置又は研磨環境の状態を反映し、且つ制御パラメータではないパラメータであり、
それぞれの第1の基板について、モニタリングシステムを用いて前記プロセス中又は前記プロセス後に前記外側層の除去プロファイルを測定し、したがって、複数の除去プロファイルを生成すること、
前記複数の群のプロセスパラメータ値、前記複数の状態パラメータ値、及び前記複数の除去プロファイルを訓練データとして使用して、逆伝播によって人工ニューラルネットワークを訓練すること、ここで、前記人工ニューラルネットワークが、前記除去プロファイルからそれぞれの除去値を受け取るように構成された少なくとも幾つかの入力ノードと状態パラメータ値を受け取るように構成された少なくとも幾つかの入力ノードとを有する複数の入力ノード、制御パラメータ値を出力するための複数の出力ノード、及び前記入力ノードを前記出力ノードに接続する複数の隠れノードを有し、
第2の複数の基板のそれぞれの第2の基板向けに、目標除去プロファイル及び状態パラメータ値を特定すること、
それぞれの第2の基板について、前記人工ニューラルネットワークの前記入力ノードに、前記それぞれの第2の基板向けの、前記目標除去プロファイル及び前記状態パラメータ値を適用することによって、前記人工ニューラルネットワークの前記出力ノードから前記それぞれの第2の基板に適用されるそれぞれの制御パラメータ値を特定すること、並びに
前記それぞれの制御パラメータ値を使用して、それぞれの第2の基板に前記プロセスを行うことを含む、方法。 - 前記制御パラメータ値が、研磨パッドに対して基板を保持するためのキャリアヘッド内のチャンバの圧力を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記制御パラメータ値が、プラテン回転速度、キャリアヘッド回転速度、又は研磨時間のうちの1以上を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記状態パラメータ値が、保持リングの寿命又は研磨パッドの寿命のうちの1以上を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記目標除去プロファイルを特定することが、所望の厚さプロファイルを記憶すること、前記それぞれの第2の基板の測定された厚さプロファイルを受け取ること、及び前記測定された厚さプロファイルと前記所望の厚さプロファイルの差異を特定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記測定された厚さプロファイルを受け取ることが、前記モニタリングシステムを用いて、前記それぞれの第2の基板の厚さプロファイルを測定することを含む、請求項5に記載の方法。
- 基板の処理を制御するためのコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品が、非一過性のコンピュータ可読媒体内に有形に具現化され、プロセッサに、
複数の群のプロセスパラメータ値、複数の状態パラメータ値、及び複数の除去プロファイルを訓練データとして使用して、逆伝播によって人工ニューラルネットワークを訓練すること、ここで、プロセスパラメータは、研磨プロセス中に研磨システムによって制御可能なパラメータであり、状態パラメータは、研磨装置又は研磨環境の状態を反映し、且つ制御パラメータではないパラメータであり、前記人工ニューラルネットワークが、除去プロファイルからそれぞれの除去値を受け取るように構成された少なくとも幾つかの入力ノードと状態パラメータ値を受け取るように構成された少なくとも幾つかの入力ノードとを有する複数の入力ノード、制御パラメータ値を出力するための複数の出力ノード、及び前記入力ノードを前記出力ノードに接続する複数の隠れノードを有し、
複数の基板のそれぞれの基板向けの目標除去プロファイル及び状態パラメータ値を取得すること、
それぞれの基板について、前記人工ニューラルネットワークの前記入力ノードに、前記それぞれの基板向けの、前記目標除去プロファイル及び前記状態パラメータ値を適用することによって、前記人工ニューラルネットワークの前記出力ノードから前記それぞれの基板に適用されるそれぞれの制御パラメータ値を特定すること、並びに
前記それぞれの制御パラメータ値を使用して、半導体処理システムに、それぞれの基板にプロセスを行うことを実行させること、を実行させるための指示命令を含む、コンピュータプログラム製品。 - 前記状態パラメータ値が、保持リングの寿命又は研磨パッドの寿命のうちの1以上を表す、請求項7に記載のコンピュータプログラム製品。
- 前記制御パラメータ値が、研磨パッドに対して基板を保持するためのキャリアヘッド内のチャンバの圧力を表す、請求項7に記載のコンピュータプログラム製品。
- 研磨パッドを保持するための支持体、
前記研磨パッドに接触するように基板を保持するためのキャリアヘッドであって、複数のチャンバを有するキャリアヘッド、
前記支持体と前記キャリアヘッドの間で相対運動を生み出すためのモータ、並びに
複数の群のプロセスパラメータ値、複数の状態パラメータ値、及び複数の除去プロファイルを訓練データとして使用して、逆伝播によって人工ニューラルネットワークを訓練すること、ここで、プロセスパラメータは、研磨プロセス中に研磨システムによって制御可能なパラメータであり、状態パラメータは、研磨装置又は研磨環境の状態を反映し、且つ制御パラメータではないパラメータであり、前記人工ニューラルネットワークが、除去プロファイルからそれぞれの除去値を受け取るように構成された少なくとも幾つかの入力ノードと状態パラメータ値を受け取るように構成された少なくとも幾つかの入力ノードとを有する複数の入力ノード、制御パラメータ値を出力するための複数の出力ノード、及び前記入力ノードを前記出力ノードに接続する複数の隠れノードを有し、前記制御パラメータ値が、前記キャリアヘッド内の前記チャンバ向けの圧力を含み、
複数の基板のそれぞれの基板向けの目標除去プロファイル及び状態パラメータ値を取得すること、
それぞれの基板について、前記人工ニューラルネットワークの前記入力ノードに、前記それぞれの基板向けの、前記目標除去プロファイル及び前記状態パラメータ値を適用することによって、前記人工ニューラルネットワークの前記出力ノードから前記それぞれの基板に適用されるそれぞれの制御パラメータ値を特定すること、ここで前記それぞれの制御パラメータ値が、前記キャリアヘッド内の前記チャンバ向けのそれぞれの圧力を含み、及び
研磨中に、それぞれの基板について、前記キャリアヘッドに、前記キャリアヘッド内の前記チャンバに前記それぞれの圧力を印加することを実行させること、を実行するように構成されたコントローラを備える、研磨システム。 - 前記状態パラメータ値が、保持リングの寿命又は研磨パッドの寿命のうちの1以上を表す、請求項10に記載の研磨システム。
- 前記制御パラメータ値が、前記キャリアヘッド内の前記複数のチャンバの圧力を表す、請求項10に記載の研磨システム。
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