KR20030066795A - 툴 내의 개별 공정 스테이션들을 매칭하기 위한엔드포인트 시스템의 이용 - Google Patents

툴 내의 개별 공정 스테이션들을 매칭하기 위한엔드포인트 시스템의 이용 Download PDF

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Abstract

반도체 제조 공정(100)에서 웨이퍼(115) 공정 기술이 개시된다. 그 방법은 우선 다중 스테이션 공정툴(105)로부터 공정 속도 데이터 세트를 수집하는 단계를 포함하며, 상기 세트는 상기 공정툴(105)의 적어도 2개의 스테이션들(110)로부터의 공정 속도 데이터를 포함한다. 그 다음, 수집된 공정 속도 데이터를 제어기(145)에 전송하여, 자동으로 상기 공정 속도 데이터를 비교하여, 공정 파라미터를 조정할지를 결정한다. 그러고 나서, 상기 방법은 적어도 하나의 스테이션(110)에 대한 공정 파라미터를 조정하여, 상기 적어도 하나의 스테이션(110)에 대한 공정 엔드포인트를 매칭한다.

Description

툴 내의 개별 공정 스테이션들을 매칭하기 위한 엔드포인트 시스템의 이용{USE OF ENDPOINT SYSTEM TO MATCH INDIVIDUAL PROCESSING STATIONS WITHIN A TOOL}
반도체 디바이스들의 제조는 일반적으로 다수의 공정층 형성, 그 층들의 부분들에 대한 선택적인 제거 또는 패터닝, 그리고 반도전성 기판의 표면 위에 추가적인 공정층들의 증착을 수반한다. 기판 및 증착된 층들을 총체적으로 "웨이퍼"라 칭한다. 이러한 공정은 반도체 디바이스가 완전하게 제조될 때까지 계속하여 수행된다. 상기 공정층들은 예시적으로, 절연층, 게이트 산화물층, 전도층, 그리고 금속 또는 유리층 등을 포함할 수 있다. 일반적으로 웨이퍼 제조 공정의 어떠한 단계들에 있어서, 후속층들의 증착을 위해 그 공정층들의 최상부 표면을 거의 평평하게 즉, 평면이 되게 하는 것이 바람직하다. 웨이퍼 위의 최상부 표면을 거의 평면이 되게 하는데 이용되는 동작을 "평탄화(planarization)"라 칭한다.
하나의 평탄화 동작으로 "화학적 기계 연마" 또는 "CMP"가 알려져 있다. CMP 동작으로, 후속 공정 단계들을 위한 웨이퍼의 평탄화를 위해 증착된 물질이 연마된다. 절연층과 전도층 둘다, 제조 공정의 특정 단계에 따라 연마될 수 있다. 예를 들어, CMP 툴에 의해 이전에 웨이퍼에 증착된 금속층을 연마하고, 그 금속층의 일부를 제거하여, 금속 라인들 및 플러그들과 같은 전도성 배선을 형성할 수 있다. 상기 CMP 툴은 화학적으로 활성인 슬러리(slurry) 및 연마 패드에 의해 발생되는 연마 작용을 이용하여 상기 금속 공정층을 제거한다. 상기 금속 공정층을 절연층의 상부 레벨까지 제거하는 것이 전형적인 목적이지만, 항상 그런 것은 아니다.
과잉 전도성 물질이 제거되어 매몰된 배선들이 남게되는 지점을 상기 CMP 동작의 "엔드포인트(endpoint)"라 칭한다. CMP 툴들은 광학 반사, 열 검출 및/또는 마찰에 근거하는 기술들을 이용하여, 엔드포인트를 검출한다. 상기 CMP 동작은 표면에 검출가능한 스크래치들 또는 과잉 물질이 적게 존재하거나 존재하지 않는 평평한 표면을 발생시켜야 한다. 실제로, 증착되어 평탄화된 공정층들을 포함하는 웨이퍼는, 모든 과잉 전도성 물질을 제거하기 위해 엔드포인트 이상으로 연마(즉, "오버폴리싱(overpolish)")된다. 과잉 오버폴리싱은 웨이퍼 표면에 악영향을 끼칠 가능성을 증가시키고, 슬러리 및 패드를 필요한 것보다 더 많이 소모하게 하고, 그리고 CMP 장치의 생산율을 감소시킨다. 연마 시간 엔드포인트에 대한 윈도우(시간대)는 예를 들어, 수초 정도로 작을 수 있다. 또한, 물질의 두께 변경은 엔드포인트를 변경시킬 수 있다. 따라서, 정확한 원위치(in-situ) 엔드포인트 검출이 매우 바람직하다.
또한, CMP 툴은 전형적으로 여러개의 웨이퍼들, 종종 5개의 웨이퍼들을 동시에 연마한다. 제조 공정의 변경 및 허용오차는 웨이퍼의 변형을 야기한다. 종종,하나 이상의 웨이퍼들은 엔드포인트에서 연마될 것이고, 그 이외의 웨이퍼들은 이 엔드포인트에서 연마되지 않을 것이다. 그러나, 통상적인 CMP 툴들은 동일한 시간 길이 동안 웨이퍼들 모두를 연마해야 하는바, 비록 광학 반사, 열 검출 및 마찰에 근거하는 데이터가 하나 이상의 웨이퍼들이 엔드포인트에 있다고 표시할지라도 마찬가지로 그렇게 해야 한다. 결과적으로, 상기 CMP 툴이 그 동작을 중단하면, 상기 웨이퍼들은 오버폴리싱으로부터 언더폴리싱(underpolish)에 이르기까지의 변형 단계들에 놓일 것이다. 특정 CMP 툴이 자신의 스테이션들 중 하나에서 계속하여 언더폴리싱하거나 과도하게 오버폴리싱하는 경우, 그 CMP 툴은 수동으로 조정될 수 있다. 특히, 상기 CMP 툴은 공정 흐름에서 제외될 수 있고, 테스트될 수 있고, 수동으로 조정될 수 있고, 그리고 그 공정 흐름 내에 다시 도입될 수 있다.
이러한 특정 문제점은 CMP 툴들에만 한정되지는 않는다. 많은 종류의 공정툴들은 서로 다른 속도로 동일한 동작을 수행하는 다중 워크스테이션들을 포함한다. 이러한 타입의 툴들 중에는 예를 들어, 다중-챔버 식각기가 있다. 식각은 웨이퍼상의 층들의 부분들을 선택적으로 제거하는데 이용되는 매우 일반적인 동작이다. 식각기는 전형적으로 여러 식각 챔버들을 포함한다. 다중 스테이션 CMP 툴에 대해서, 식각기의 동작에 의하여 웨이퍼별(wafer-to-wafer) 변형들이 발생될 수 있다. 이러한 식각 속도의 변형들은 제조 공정에서 다른 변형을 야기하고, 이로써 생산량을 감소시킨다.
본 발명은 전술된 문제점들 중 일부 또는 전부를 해결하거나 적어도 줄이는 반도체 공정 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 일반적으로 반도체 공정에 관한 것으로, 특히 반도전성 기판 위에 형성되는 공정층들의 연마(polishing)에 관한 것이다.
본 발명은 첨부 도면들과 관련하여 다음의 설명을 참조함으로써 이해될 수 있으며, 이 첨부 도면들에서 동일한 참조부호들은 동일한 요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따라 동작을 행하는 다중 스테이션 공정툴의 하나의 특정 실시예를 예시한 개념도(conceptualized diagram)이고;
도 2A 및 2B는 CMP 동작중에 웨이퍼의 평탄화를 예시하고;
도 3A 및 3B는 각각, CMP 툴을 도시한 평면도 및 도 3A의 라인(3B-3B)을 따라 취해진 도면이고, 본 발명의 하나의 특정 실시예에 따른 CMP 동작중에 그의 동작을 예시하고;
도 4는 본 발명에 따라 실시되는 방법을 예시하고; 그리고
도 5는 본 발명에 따라 실시되는 공정 흐름의 하나의 특정 실시예를 예시한다.
본 발명은 다양한 수정들 및 변형들을 갖지만, 본원에서는 특정 실시예들을 예시적으로 도면들에 도시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 특정 실시예들은 본 발명을 개시된 특정 형태들로만 한정하지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위내에 있는 모든 수정들, 등가물들 및 대안들을 포함한다.
본 발명은 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 공정 기술을 포함한다. 일 양상에 있어서, 방법은 우선 다중 스테이션 공정툴로부터 공정 속도 데이터의 세트를 수집하는 단계를 포함하며, 상기 세트는 상기 공정툴에서 적어도 2개의 스테이션들로부터의 공정 속도 데이터를 포함한다. 그 다음, 수집된 공정 속도 데이터는 제어기에 전송되어 자동으로 상기 공정 속도 데이터를 비교하여, 공정 파라미터를 조정할지를 결정한다. 그러고 나서, 상기 방법은 적어도 하나의 스테이션에 대한 공정 파라미터를 조정하여, 상기 적어도 하나의 스테이션에 대한 공정 엔드포인트를 매칭한다. 다른 양상들에 있어서, 본 발명은 상기 방법을 수행하는 명령어들이 코드화된 프로그램 저장 매체 및 상기 방법을 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨팅 장치를 포함한다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들이 설명된다. 명확성을 위하여, 본원에서는 실제 구현시의 모든 특징들을 다 설명하지는 않는다. 어떠한 실제 실시예의 전개에 있어서, 실행마다 변하게 되는 시스템 관련 및 사업 관련 제약들과의 호환성과 같은 개발자의 특정한 목표들을 달성하기 위해서는 다수의 실시별 특정한 결정들이 이루어져야 한다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적이지만, 그럼에도 불구하고 본원의 개시의 이익을 갖는 당업자에게 있어서는 일상적인 일이라는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 동작을 행하는 장치(100)의 개념도이다. 상기 장치(100)는 다중 스테이션 공정툴(105)을 포함한다. 이러한 특정 실시예에 있어서, 상기 공정툴은 CMP 툴이다. 이 특정 실시예에 있어서 CMP 툴(105)은 5개의 캐리어(carrier)(110)(명확성을 위하여 5개의 캐리어 중 2개의 캐리어만이 도시됨)를이용하며, 각 캐리어(110)는 연마 테이블(120)에서 1개의 웨이퍼(115)를 연마할 수 있다. 각 캐리어(110)는 개별 공정 스테이션이다. 따라서, 상기 CMP 툴(105)은 다중 스테이션 공정툴의 하나의 특정 실시예이고, 5개의 공정 스테이션을 갖는다. 대안적인 실시예들은 대안적인 타입의 공정툴들을 이용할 수 있음에 주목할 필요가 있다. 이용될 수 있는 대안적인 공정툴들의 예로는 이것으로만 한정되는 것은 아니지만, 다중-챔버 식각기들이 있다. 다중-챔버 식각기에서, 각 챔버는 하나의 공정 스테이션으로 고려된다.
도 1을 참조하면, 상기 캐리어들(110) 각각과 상기 연마 테이블(120)은 화살표(125)로 표시된 바와 같이 반시계방향으로 회전한다. 상기 캐리어들(110) 각각은 캐리어 모터(도시되지 않음)로 구동되며, 상기 연마 테이블(120)은 테이블 모터(도시되지 않음)로 구동된다. 이 특정 실시예에 있어서, 연마 패드 스택(polishing pad stack)(130)은 이 기술분야에 공지된 방식으로 상기 연마 테이블(120)에 단단하게 고정되는 Rodel IC1000/Suba 듀얼 패드 스택이다. 따라서, 상기 연마 테이블(120)이 회전하면, 상기 연마 패드 스택(130)도 회전한다.
본원의 개시의 이득을 갖는 이 기술분야의 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 상기 CMP 툴(105)은 공정을 감시하는 다양한 공정 센서들을 더 포함한다. 공정툴들은 흔히 다양한 동작 파라미터를 검출하는데 이용되는 다양한 센서들을 구비한다. 공정툴들은 보통 구입 당시 이러한 공정 센서들이 구비되어 있지 않다. 그 대신에, 보통 상기 공정툴 및 상기 센서들을 개별적으로 구입하여, 상기 공정툴에 상기 공정 센서를 새로 설치한다. 따라서, 상기 센서들을 보통 "부가(add-on)" 센서들이라 칭한다. 이 특정 실시예에 있어서, 상기 공정 센서들은 상기 CMP 동작을 감시하는 열 카메라들 및 광학 센서들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 각 캐리어(110)는 그 각각의 캐리어(110)에 의해 가해지는 하향력(downforce)(F)을 감지하는 공정 센서(135)를 포함한다. 각 센서(135)는 각각의 가해진 하향력(F)의 크기를 표시하는 신호를 발생시킨다. 각각의 발생된 신호는 도선(lead)(140)을 통해 전송된다.
임의의 특정 실시예에 이용되는 공정 센서들의 타입은 어느 정도는 공정 타입에 따른다는 점에 주목할 필요가 있다. 예를 들어, 하향력은 다중-챔버 식각기에서 식각 공정의 관련 특성이 아니다. 소정의 공정 타입내에 있다해도, 일부 변경이 존재할 것이다. 예를 들어, 하향력 센서, 열 카메라 및 광학 센서들이 특정하게 언급되었다. 그러나, CMP 툴들은 또한 전형적으로 테이블 모터 전류, 캐리어 모터 전류 및 다른 것들과 같은 다른 동작적 특성들을 감지한다. 따라서, 소정의 실시예에 이용되는 공정 센서의 타입은 실시별 특정일 것이다.
상기 장치(100)는 버스 시스템(150)을 통해 CMP 툴(105)과 신호들을 교환하는 프로그램가능 컴퓨팅 장치(145)를 더 포함한다. 상기 프로그램가능 컴퓨팅 장치(145)는 그 작업에 적절한 임의의 컴퓨터일 수 있으며, 이것으로만 한정함이 없이, 개인용 컴퓨터(데스크탑 또는 랩탑), 워크스테이션, 네트워크 서버 또는 대형 고속 컴퓨터(mainframe computer)를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치(145)는 Windows?, MS-DOS, OS/2, UNIX 또는 Mac 운영체제와 같은 임의의 적절한 운영체제하에서 동작을 수행할 수 있다. 상기 버스 시스템(150)은 임의의 적절하거나 편리한 버스 또는 네트워크 프로토콜에 따라 동작을 수행한다. 네트워크 프로토콜들의 예로는 이더넷, 램버스, 파이어와이어(Firewire), 토큰링 및 스트레이트(straight) 버스 프로토콜들이 있다.
본원의 개시의 이득을 갖는 이 기술분야의 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 적절한 타입의 컴퓨터, 버스 시스템 및 공정툴은 특정 실시와, 비용 및 이용가능성과 같은 부수적인 설계 제약에 따를 것이다. 이러한 실시예의 하나의 특정 변형에서, 상기 컴퓨팅 장치(145)는 Windows?및/또는 Windows?NT 운영 체제에서 동작하는 IBM 호환성 데스트탑 개인용 컴퓨터이고, 상기 CMP 툴(105)은 스피드팸 코포레이션(Speedfam Corporation)에 의해 제조되고, 그리고 상기 버스 시스템(150)은 이더넷 네트워크이다. 상기 CMP 툴은 이 기술분야에 공지되어 있는 임의의 CMP 툴일 수 있음에 주목할 필요가 있다. 이더넷 네트워크들의 설계, 설치 및 동작은 이 기술분야에 잘 알려져 있다. 데이터 수집 및 처리 유닛(155)은 이더넷 프로토콜에 따라 상기 공정 센서들(135)에 의해 상기 컴퓨팅 장치(145)에 출력된 데이터 신호들을 수집하여 전송한다. 상기 데이터 수집 및 처리 유닛(155)은 상기 CMP 툴(105)에 내장될 수 있거나 상기 CMP 툴(105)이 이 목적을 위해 새로 설치되는 "추가" 유닛일 수도 있다. 이 실시예에서 이용되는 특정 CMP 툴(105)은 상기 컴퓨팅 장치(145)가 상기 버스 시스템(150)을 통해 상기 유닛(155)과 인터페이스하는 네트워크 포트를 구비한다. 이 선택들은 본 발명을 하드웨어와 소프트웨어 모두로 실시하는 장치(100)를 야기하였다. 그러나, 이 기술분야의 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 다른 실시예들은 하드웨어나 소프트웨어 중 어느 하나만을 이용할 수 있다.
또한, 상기 CMP 툴(105)은 앞에서 언급된 상기 데이터 수집 및 처리 유닛(155)을 포함한다. 상기 데이터 수집 및 처리 유닛(155)은 도선(140)을 통해 하향력의 크기를 표시하는 신호를 포함하는 데이터 신호들을 수신한다. 다른 실시예에 있어서, 상기 신호는 캐리어 모터 전류 및/또는 테이블 모터 전류와 같은 다른 공정 파라미터들을 표시할 수도 있다. 상기 공정 파라미터의 정확한 식별은 상기 공정 파라미터가 엔드포인트 동작의 정의시에 이용되는 한 본 발명의 실행에 중요하지 않다. 본원의 개시의 이득을 갖는 이 기술분야의 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 식각 공정은 예를 들어, 공정 파라미터들의 완전히 서로 다른 세트를 이용할 것이다. 상기 데이터 수집 및 처리 유닛(155)은 이 특정 실시예에서는 동시에 병렬로 각각의 도선(140)을 통해 데이터 신호들 각각을 수신한다. 그 다음, 상기 유닛(155)은 상기 버스 시스템(150)을 통해 상기 컴퓨팅 장치(145)에 상기 데이터 신호들을 전송한다. 이 특정 실시예에 있어서, 이들 데이터 신호들은 전송될 때 필터링되지 않는다. 그러나, 대안적인 실시예들은 수집후 및 그 신호들을 상기 컴퓨팅 장치(145)에 전송하기 전 상기 신호들을 필터링할 수 있다.
상기 컴퓨팅 장치(145)는 상기 컴퓨팅 장치(145)의 하드디스크(도시되지 않음)에서 명령어들이 코드화되는 응용 소프트웨어 패키지를 실행하도록 프로그래밍된다. 특히, 상기 컴퓨팅 장치(145)는 하기에 더 논의되는 도 4의 방법(400)을 실시하도록 프로그래밍된다. 비록 이러한 정황에서 이전에 적용되지 않았더라도, 상업적으로 유통되는 소프트웨어 패키지들을 입수할 수 있어 이 방법을 수행하도록 구성될 수 있다. 하나의 이러한 패키지는 텍사스 78759-3504 오스틴 엔 모팩 익스프레스웨이 5700(5700 N Mopac Expressway, Austin, TX 78759-3504)에 위치한 내셔널 인스트루먼트 코포레이션으로부터 입수할 수 있는 LabVIEWTM(버전 5.0) 소프트웨어 응용이며, 이 회사는 전화 (512)794-0100 으로 연락할 수 있다.
도 2A 및 2B는 본 발명의 예시된 실시예에 따라 웨이퍼(115)의 평탄화를 예시한다. 도 2A는 반도전성 디바이스의 제조중 상기 웨이퍼(115)의 일부분을 예시한 단면도이다. 상기 웨이퍼(115)는 우선 기판(211)위에 절연물질층(210)을 증착하고, 그 층(210)에 개구부(opening)(212)를 생성하기 위해 상기 절연층을 부분적으로 식각함으로써 제조된다. 그 다음에, 상기 웨이퍼(115)위에 제 1 전도물질층(214) 및 제 2 전도물질층(215)이 순차적으로 증착되어, 상기 층(210) 및 상기 기판(211)을 커버한다. 상기 제 1 및 제 2 층들(214, 215)은 금속이다. 전형적으로, 상기 제 2 층(215)은 일부 특정 목적에 대해서 바람직한 특성들을 갖지만, 적절하게는 상기 기판(211)에 부착하지 않는다. 그러나, 상기 제 1 층(214)은 상기 제 2 층(215)과 상기 기판(211) 모두에 부착하며, 대체적으로 상기 웨이퍼(115)에 상기 제 2 층(215)을 부착하는 적절한 메커니즘을 제공한다. 이러한 이유로, 상기 제 1 층(214)을 흔히 "접착층(glue layer)" 또는 "부착층(adhesion layer)"이라 칭한다. 또한, 상기 제 1 층(214)을 흔히 "장벽 금속(barrier metal)"이라 칭한다. 그 다음, 화학적 기계 연마("CMP") 동작으로 상기 제 1 및 제 2 전도물질층(214, 215)을 "평탄화"하여, 도 2B에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(210)의 개구부(212)에 배선들(216)을 생성시킨다.
도 3A-3B는 본 발명의 예시된 실시예에 따라 CMP 동작이 수행되는 CMP 장치(200)의 일부분을 개념적으로 예시한다. 상기 제 1 및 제 2 층들(214, 215)이 증착된 후에, 상기 웨이퍼(115)를 캐리어(110)에 거꾸로 장착한다. 상기 캐리어(110)는 상기 웨이퍼(115)를 "하향력"(F)으로 아래로(upside down) 누른다. 상기 캐리어(110)가 상기 웨이퍼(115)를 회전 패드 스택(130)을 향해 누르는 상태로 상기 캐리어(110)와 상기 웨이퍼(115)는 연마 테이블(120)위의 회전 패드 스택(130) 위에서 회전된다. 상기 패드 스택(130)은 전형적으로 합성다공피혁 패드(poromeric pad)(130b)위에 하드 폴리우레탄 패드(130a)를 포함한다. 상기 합성다공피혁 패드(130b)는 소프트한 펠트(felt) 타입의 패드이고, 상기 하드 폴리우레탄 패드(130a)는 슬러리(310)로 이용되는 하드 패드이다. 하나의 특정 실시예에 있어서, 상기 회전 패드 스택(130)은 Rodel, Inc.로부터 상업적으로 입수할 수 있는 Rodel IC1000/Suba IV 패드 스택이며, 이 회사는 델라웨어 19713 뉴어크 벨레뷰 로드 451(451 Bellevue Road, Newark, DE 19713)에 위치한다. 상기 Rodel IC1000/Suba IV 패드 스택은 Rodel Suba IV를 상표로 하여 판매되는 합성다공피혁 패드 및 Rodel IC1000 패드를 상표로 하여 판매되는 하드 폴리우레탄 패드를 포함한다. 상기 Suba IV는 합성다공피혁으로 고려될 수 있으나, 상기 IC1000이 상기 Suba IV 패드를 완전히 커버하기 때문에 연마중에 상기 웨이퍼(115)에 접촉하지 않는다는 점에 주목할 필요가 있다. 그러나, 이 기술분야에 공지된 임의의 패드 스택이 이용될 수도 있다.
상기 슬러리(310)는 연마 동작 중에 상기 회전 웨이퍼(115)와 상기 회전 패드 스택(130) 사이에 삽입된다. 상기 슬러리(310)는 최상위 공정층(들)을 분해하는 화학물질 및 그 층(들)의 부분들을 물리적으로 제거하는 연마제를 포함한다. 상기 슬러리(310)의 성분은 상기 제 1 및 제 2 층들(214, 215)이 어떤 물질로 구성되는지에 따른다. 하나의 특정 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼(115)는 텅스텐/티타늄 나이트라이드/티타늄 스택이고, 상기 슬러리(310)는 Microelectronic Materials Division of Cabot Corp.로부터 상업적으로 입수할 수 있는 Semi-Sperse W-2585 슬러리이며, 이 회사는 일리노이 60504 오로라 커먼스 드라이브 500(500 Commons Drive, Aurora, IL 60504)에 위치한다. 이 특정 슬러리는 실리카 연마제 및 과산화 산화제를 이용한다. 그러나, 다른 웨이퍼 성분들은 대안적인 슬러리들을 이용할 수도 있다.
상기 캐리어(110), 상기 웨이퍼(115) 및 상기 패드 스택(130)은 상기 제 1 및 제 2 층들(214, 215)을 연마하여 도 2B에 도시된 배선들(216)을 생성하기 위해 회전된다. 상기 웨이퍼(115) 및 상기 패드 스택(130)은 동일한 방향 또는 반대 방향으로 회전될 수 있으며, 어느 방향이든지 상기 특정 공정이 실시되는데에 바람직하다. 도 3A 및 3B의 실시예에서, 상기 웨이퍼(115) 및 상기 패드 스택(130)은 화살표(315)로 표시된 바와 같은 방향으로 회전된다. 또한, 상기 캐리어(110)는 화살표(320)로 표시된 바와 같이, 연마 테이블(120)위의 상기 패드 스택(130)을 진동시킨다. 다수의 부분들이 회전됨에 따라, 상기 제 2 층(215)은 비벼 벗겨진다. 상기 제 1 층(214)은 전형적으로 상기 제 2 층(215)에 비해 얇아서, 매우 빨리 벗겨진다. 따라서, 상기 연마 동작의 엔드포인트는 상기 제 2 층(215)이 없어진 후에 즉시 도달된다. 이것은 수초에 불과하다. 이러한 이유로, 검출하기에 너무 빠르게 엔드포인트에 이르게 되는 것을 방지하기 위하여 상기 제 1 층(214)은 약 50Å-100Å보다 작지 않아야 한다.
따라서, 상기 동작의 수행은,
·연마 테이블(120)의 회전 속도를 결정하는 테이블 모터 전류와;
·캐리어들의 회전 속도를 결정하는 캐리어 모터 전류와; 그리고
·상기 캐리어들(110)에 의해 가해지는 하향력(이들에만 한정되는 것이 아님)을 포함하는 다양한 공정 파라미터들에 의해 제어된다. 이들 공정 파라미터들은 "레시피(recipe)"에 의해 설정되며, 통상적인 시스템들에 있어서, 각 공정 스테이션은 동일한 레시피가 제공된다. 그러나, 본 발명은 각 공정 스테이션에 대해 개별 레시피의 자동 조정을 허용한다. 이러한 상황에서, "자동"은 인간의 개입이 없음을 의미한다.
언급된 바와 같이, 상기 장치(100)는 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145)를 포함한다. 상기 캐리어(110), 회전 패드 스택(130) 및 연마 테이블(120) 모두는 상기 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145)에 의해 동작이 제어되는 CMP 툴(105)의 일부분을 포함한다. 예시된 상기 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145)는 단독 워크스테이션이지만, 본 발명은 상기 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145)의 특성에 의해 한정되는 것은아니다. 예를 들어, 상기 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145)는 대안적인 실시예에 있어서, 상기 CMP 툴(105)에 내장된 프로세서일 수도 있다. 적절한 프로세서들로는 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기 또는 마이크로-컨트롤러가 있을 수 있다. 또한, 상기 프로그래밍된 컴퓨팅 장치는 예를 들어, 데스크탑 개인용 컴퓨터일 수도 있다. 따라서, 상기 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145)는 특정 실시예에 따라 크게 달라질 수도 있다.
상기 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145)는 본 발명의 하나의 특정 실시예에 따라 상기 CMP 툴(105)을 이용하여 도 4의 방법(400)을 실시한다. 프로그램은 어떤 타입의 컴퓨터 판독가능, 프로그램 저장 매체에 저장된다. 상기 프로그램 저장 매체는 광 디스크(325)와 같은 광 또는 플로피 디스크(330)와 같은 자기일 수도 있다. 그러나, 본 발명은 상기 프로그램 저장 매체의 특정 성질에 의해 한정되지는 않으며, 대안적인 실시예들은 대안적인 구현들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로그램은 자기 테이프 또는 개인용 컴퓨터의 하드 드라이브에 저장될 수도 있다. 또한 다른 변형들이 대안적인 실시예들에서 발견될 수 있다.
따라서, 본 발명 부분들 및 대응하는 상세한 설명은 소프트웨어 구현 기술, 알고리즘 및/또는 컴퓨터 메모리 내에서 데이터 비트들의 동작에 대한 심볼 표현에 의해 제공된다. 이들 용어들은 이 기술분야의 당업자들이 이 기술분야의 당업자들에게 그들의 연구 내용을 가장 효율적으로 전달하기 위한 것이다. 이러한 소프트웨어 구현 기술 또는 알고리즘은, 이 용어가 본원에서 사용될 때와 일반적으로 사용될 때, 원하는 결과에 이르는 단계들의 일관성 있는 시퀀스라고 생각된다. 상기 단계들은 물리량의 물리적 조작을 필요로 하는 것들이다. 보통, 반드시 그런 것은 아니지만, 이 물리량은 저장, 전송, 결합, 비교 및 기타 방법으로 처리될 수 있는 전기, 자기 또는 광 신호의 형태를 취한다. 주로 공통 사용의 이유로, 이들 신호들을 데이터, 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 용어, 번호 또는 이와 유사한 것들로 지칭하는 것이 흔히 편리하다고 증명되었다.
그러나, 이들 및 유사한 용어들 모두는 적절한 물리량과 관련된 것이며, 단지 이들 물리량에 적용된 편리한 라벨일 뿐임을 명심해야 한다. 특정하게 다른 규정이 없는 한 즉, 논의로부터 명백할 때, "처리" 또는 "컴퓨팅(computing)" 또는 "계산" 또는 "결정" 또는 "디스플레이" 또는 이와 유사한 용어들은 컴퓨터의 메모리내의 물리량으로 나타낸 데이터를, 그 컴퓨터의 메모리 또는 다른 이러한 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 장치내의 물리량으로 유사하게 나타낸 다른 데이터로 조작 및 변환시키는 컴퓨터 시스템 또는, 유사한 컴퓨팅 장치의 동작 및 처리를 나타낸다.
따라서, 도 4의 방법(400)은 본 발명의 일 양상이다. 또한, 본 발명은 상기 방법(400)을 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145), 프로그램이 코드화되는 디스크들(325, 330)과 같은 프로그램 저장 매체 또는 전체 공정툴(105)을 포함한다. 여전히 이들 양상의 다른 변형들 및 치환들은 하기에 청구되는 본 발명의 정신 및 범위에 들어야 한다.
도 4를 참조하면, 상기 방법(400)은 반도체 제조 공정에서 웨이퍼를 공정하는 방법이다. 상기 방법은 "자동으로" 즉, 직접적인 인간의 개입이 없이 수행된다.박스(410)에 설명된 바와 같이, 상기 방법(400)은 다중 스테이션 공정툴 예를 들어, CMP 툴(105)로부터 공정 속도 데이터 세트를 수집함으로써 시작한다. 상기 세트는 공정툴의 각 스테이션 예를 들어, 상기 CMP 툴(105)의 각 캐리어(110)로부터의 공정 속도 데이터를 포함한다. 상기 공정 속도 데이터는 실시별 특정일 수 있으나, 전형적으로 동작의 시작으로부터 엔드포인트까지의 경과 시간이다. 상기 "엔드포인트"를 구성하는 것은 공정에 따라 변한다. 상기 엔드포인트는 보통 그것들이 소정의 임계치를 초과한 경우 상기 공정이 완료되었음을 표시하는 다수의 기준으로 미리 결정된다. 다양한 타입의 동작들과 관련한 엔드포인트 정의는 이 기술분야에 잘 알려져 있다.
박스(420)에 설명된 바와 같이, 적어도 하나의 스테이션 예를 들어, 캐리어(110)에 대한 적어도 하나의 공정 파라미터 예를 들어, 하향력을 조정하여, 상기 적어도 하나의 스테이션에 대한 공정 엔드포인트를 매칭(match)함으로써 상기 방법(400)을 계속하여 수행한다. 이러한 정황에서, 상기 공정 엔드포인트의 "매칭"은 상기 스테이션이 다른 스테이션들과 동시에 엔드포인트에 도달하는 것을 의미한다. 이상적으로, 모든 스테이션들은 동시에 엔드포인트에 도달한다. 즉, 상기 모든 스테이션들은 매칭된다. 그러나, 이는 본 발명의 실행에 대해 반드시 그러한 것은 아니다. 일부 실시예들은 단지 상기 스테이션들의 서브세트를 매칭함으로써 실질적인 성능 향상을 달성할 수 있다. 상기 용어 "매칭"은, 다양한 스테이션들이 어떤 극도의 정밀도에 의해 정확하게 동시에 엔드포인트에 도달한다는 것만을 반드시 의미하지는 않는다. 그 대신에, "매칭"은 제조 공정에 고유한 허용오차에 의해 허용되는 동일한 적절한 시간을 의미한다.
하나의 특정 실시예에 있어서, 상기 공정 속도 데이터는 제 1 런(run)에서 수집되지만, 공정 파라미터에 대한 조정은 제 2 런에서 수행된다. 따라서, 이러한 특정 실시예는 본 발명을 이용하여 "런별(run-to-run)" 기초로 동작을 제어한다. 그러나, 본 발명은 그것으로 한정되는 것이 아니라, 상기 조정들은 동일한 런에서 "실시간"으로 이루어질 수도 있다. 또한, 이러한 특정 런별 제어 기술은 상기 공정에서 생긴 웨이퍼별 변형들을 감소시킨다.
본 발명의 이해를 돕기 위해, 상기에 개시된 실시예들의 다른 특정 실시예가 도 5에 예시된다. 도 5는 진보된 공정 제어(advanced process control)("APC") 시스템(500)의 간략한 블럭도를 도시한다. 상기 APC 시스템(500)은 런별 제어 및 결함 검출/분류를 허용하는 호환성 표준화 소프트웨어 구성요소들의 배포된 소프트웨어 시스템을 포함한다. 상기 소프트웨어 구성요소들은 국제 반도체 설비 및 물질(Semiconductor Equipment and Materials International)("SEMI") 컴퓨터 집적 제조(Computer Integrated Manufacturing)("CIM") 체제 호환 시스템 기술들 및 APC 체제를 기초로 하는 아키텍처 표준을 구현한다. CIM(SEMI E81-0699 - CIM 체제 도메인 아키텍처에 대한 가 사양) 및 APC(SEMI E93-0999 - CIM 체제 진보된 공정 제어 구성요소에 대한 가 사양) 사양은 SEMI로부터 공개적으로 입수할 수 있다. 이러한 특정 아키텍처는 객체 지향 프로그래밍을 이용하는 소프트웨어에 크게 의존하며, 객체 관리 그룹(Object Management Group)("OMG")의 공통 객체 요구 매개자 아키텍처(Common Object Request Broker Architecture)("CORBA") 및 보급된 객체 시스템들에 대한 CORBA_Services 사양을 이용한다. OMG CORBA 아키텍처에 대한 정보 및 사양은 또한 쉽게, 공개적으로 입수할 수 있다. 본원에 설명된 APC 시스템(500)의 기능을 수행할 수 있는 소프트웨어 시스템의 예로는 KLA-텐코 사(KLA-Tencor, Inc)에 의해 제공되는 촉매 시스템(Catalyst system)이 있다.
상기 소프트웨어 구성요소들은 CORBA 인터페이스 정의 언어(Interface Definition Language)("IDL")를 이용하여 서로 통신하며, 공통적인 서비스 세트에 의존하여 그들의 상호동작을 지원한다. 이들 서비스들 중에는 다음과 같은 것들이 있다.
·CORBA - 모든 직접 구성요소별(component-to-component) 상호작용에 이용되는 표준-기반 통신 프로토콜. 표준 인터페이스들은 객체 지향 원격 호출 통신 모델에 따라 정의될 수 있다. 이들 인터페이스들 및 모든 APC 통신들은 IDL을 이용하여 정의된다. 구성요소들은 각각의 다른 인터페이스들에서 동작들을 호출함으로써 통신한다. 데이터는 동작 파라미터들 및 반환값들로서 구성요소들간에 전송된다.
·OMG 이벤트 서비스 - 구성요소들 간의 비동기 통신을 지원함. 다수의 APC 객체들은 그들이 상태를 변경할 때 이벤트들을 발행한다. 이들 이벤트들은 이해 관계가 있는 이벤트 가입자들(interested event subscribers)에 의해 수신된다. 상기 APC 시스템 내의 이벤트 이용의 예들은, 통신 구성요소 상태(에러 상태를 포함함), 결함 검출 및 분류 소프트웨어에 의해 검출된 결함 경보의 알림, 그리고 기계의 상태 및 수집된 데이터의 보고(이들에만 한정되는 것이 아님)를 포함한다.
·OMG 거래 서비스 - 구성요소가 상호동작할 다른 구성요소를 찾을 수 있게함. 구성요소가 설치되면, 그의 서비스들(서비스 오퍼(offer))에 대한 설명이 거래 서비스에 전송된다. 다른 구성요소는 나중에 어떤 기준을 만족시키는 서비스 제공업체들의 리스트를 요구할 수 있다. 상기 거래 서비스는 그 요구된 서비스를 제공할 수 있는 다른 구성요소들의 리스트를 공급한다. 그 능력은 구성요소 개시시에 어떤 구성요소가 상호동작해야 하는 다른 구성요소들을 찾을 수 있게 하는데 이용된다. 그것은 또한 플랜 개시(Plan Startup)시에 플랜 실행 구성요소가 그 플랜에 특정된 요구된 능력들을 제공하기 위해 능력 제공자를 찾아야 할 때 이용된다.
이들 서비스들은 이 기술분야에 잘 알려져 있다. OMG의 CORBA/IIOP 사양서 및 CORBA 서비스 사양서는 이 기술분야의 당업자들 사이에 널리 보급되어 있으며 더 상세한 설명을 제공한다.
도 5를 참조하면, 상기 APC 시스템(500)은 반도체 제조 환경을 제어한다. 상기 소프트웨어 구성요소들은 상기 CORBA IDL을 이용하여 서로 통신한다. 협력 소프트웨어 구성요소들은 공정 제어 플랜/전략을 관리하고; 공정 장치들, 계측툴들 및 부가 센서들로부터 데이터를 수집하고; 이 정보에 의해 다양한 공정 제어 응용들/알고리즘들을 호출하고; 그리고 공정 모델들을 갱신하고 적절한 동작 레시피 파라미터들을 수정/다운로드한다. 예시된 특정 실시예에 있어서, 상기 APC 시스템(500)은 공장 전체의 소프트웨어 시스템이지만, 이것은 본 발명의 수행에 대해 반드시 그러한 것은 아니다. 본 발명에 의해 제시되는 상기 제어 전략들은 임의의 규모에서 실질적으로 임의의 컴퓨터 시스템에 적용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 APC 시스템(500)은 APC 호스트 컴퓨터(505), 데이터베이스 서버(510), 공정툴(520) 및 하나 이상의 워크스테이션(530)을 포함한다. 상기 공정툴(520)은 공정 센서 즉, "부가 센서"를 새로 설치하여, 상기 공정툴(520)의 동작을 감시한다. 상기 APC 시스템(500)의 구성요소들은 버스(535)를 통해 상호접속된다. 상기 버스(535)는 실질적으로 다중층을 포함하여, 다중 프로토콜을 이용한다. 상기 APC 시스템(500)의 전체 동작은 APC 호스트 컴퓨터(505)에 존재하는 APC 시스템 관리기(540)에 의해 지시받는다. 상기 APC 시스템 관리기(540)는
·상기 APC 체제를 위해 개발된 모든 서버에 대한 관리, 구성, 이벤트 및 상태 서비스들과;
·상기 APC 시스템(500)에 있는 구성요소들의 정의, 그룹화, 설치 및 관리와;
·진단 및 감시 목적을 위해 활동 및 추적 정보를 포착하는 집중 서비스들과;
·설정값, 시스템 환경 설정을 포함하는 구성요소 구성 정보의 집중 저장소와; 그리고
·종속 객체 및 이벤트 채널의 리스트들을 제공한다. 그러나, 대안적인 실시예들에 있어서, 이들 기능들은 하나 이상의 소프트웨어 구성요소들 예를 들어, 베이스 관리기, 시스템 관리기, 자동 기록기 및 레지스트리로 분할될 수 있다.
상기 APC 시스템(500)은 공정 모듈에 따른 소프트웨어 구성요소들의 망을 포함한다. 이들 소프트웨어 구성요소들을 흔히 "집적 구성요소들"이라 칭한다. 이 특정 실시예에서의 상기 집적 구성요소들은 상기 APC 시스템 관리기(540), 플랜 실행 관리기(545), 툴들(520, 525)과 연결되는 장치 인터페이스(550, 555), 공정툴(520)과 연결되는 센서 인터페이스(560), 응용 인터페이스(565), 기계 인터페이스들(570a, 570b), 오퍼레이터 인터페이스(580) 및 데이터 처리기(585)(이들에만 한정되는 것이 아님)를 포함한다. 집적 구성요소들은 기존의 공장 시스템들에 대한 인터페이스들의 역할을 하며, APC 플랜들을 구동하는 능력들을 제공한다. 하기에 더 충분히 논의되는 바와 같이, "APC 플랜"은 어떤 특정 작업을 수행하기 위해 호출되는 응용 프로그램이다. 상기 집적 구성요소들은 상기 APC 시스템(500)내의 다양한 공정 리소스들에 의해 호스트되는 바와 같이 도시된다. 이들 특정 호스팅 위치는 예시적인 목적으로 제공된다. 상기 공정 리소스들은 상호접속되고, 다양한 소프트웨어 구성요소들은 다양한 컴퓨터들 사이에 보급되거나, 또는 상기 시스템의 복잡성에 따라 집중될 수 있다.
이 특정 실시예에서의 상기 집적 구성요소들 각각은 소프트웨어별로 실시된다. 그 집적 구성요소들 각각은 이 기술분야에 공지된 객체 지향 프로그래밍 기술을 이용하여 C++로 프로그래밍된다. 그러나, 대안적인 실시예들은 C++이외의 객체 지향 및 프로그래밍 언어들이 아닌 기술을 이용할 수 있음에 주목할 필요가 있다. 상기 APC 시스템(500)의 하나의 장점은 모듈 구조이며, 이 모듈 구조는 소프트웨어 구성요소들의 이식성을 제공한다.
상기 플랜 실행 관리기(545)는 상기 APC 시스템(500)의 동작의 편성을 주로 담당하는 구성요소이다. 상기 플랜 실행 관리기(545)는 APC 플랜들을 해석하고, 주요 스크립트들 및 서브스크립트들을 실행하고, 그리고 이벤트들이 지시하는 이벤트 스트립트들을 호출한다. 다양한 플랜들, 스트립트들 및 서브스크립트들은 다양한 실시예들에서 이용될 수 있다. 다양한 플랜들, 스크립트들 및 서브스크립트들의 특정 번호 및 기능은 실시별 특정일 것이다. 예를 들어, 본 실시예는 이것으로만 한정되는 것은 아니지만, 다음의 플랜들을 포함한다.
·데이터 수집 플랜 - 특정 공정 장치로부터 어떤 데이터가 수집되어야 하는지와 그 데이터가 어떻게 보고되어야 하는지에 대한 필요조건들을 정의하는 센서 및 기계 인터페이스들에 의해 이용되는 데이터 구조.
·지속시간 플랜 - 센서들이 동작(예를 들어, 데이터 수집 개시, 데이터 수집 중지)을 수행하게 하는 트리거 조건들과 트리거 지연들을 정의하는 플랜.
·보고 플랜 - 수집 데이터로 무엇을 할 것인지 뿐만 아니라 그 데이터의 이용가능성을 언제 보낼지를 정의하는 플랜.
ㆍ샘플링 플랜 - 데이터가 외부 센서에 의해 수집되는 주파수를 정의하는 플랜.
ㆍ제어 플랜 - APC 동작을 수행하기 위해 함께 이용되도록 설계된 제어 스크립트들의 수집.
ㆍ제어 스크립트 - 상기 APC 시스템이 특정한 정의된 상황하에서 실행하는 동작들/활동들의 시퀀스.
상기 플랜 실행 관리기(545)는 상기 툴(520)과 같은 소정의 공정툴에 대한 모든 집적 구성요소들 중에서 사용자 정의 공정 제어 플랜들의 실행을 조정한다.명령을 받으면, 상기 플랜 실행 관리기(545)는 플랜 및 그의 관련 스크립트들을 검색한다. 상기 플랜 실행 관리기(545)는 서브스크립트들을 전처리하여, 주요 및 이벤트 스크립트들에 루틴들을 제공한다. 또한, 상기 플랜 실행 관리기(545)는 상기 플랜에서 특정된 바와 같은 플랜을 실행하는데 필요한 능력들의 리스트를 획득하고, 요구된 능력들을 제공하는 적절한 집적 구성요소들과 접속한다.
그후, 상기 플랜 실행 관리기(545)는 그 플랜을 실행할 책임을 플랜 실행기(590)에 위임한다. 예시된 실시예에 있어서, 플랜 실행기들(590)은 상기 플랜 실행 관리기(545)에 의해 생성되어, 상기 플랜을 순차적으로 실행하고, 상기 플랜의 완료 또는 상기 플랜의 실행중의 에러들을 상기 플랜 실행 관리기(545)에게 보고한다. 따라서, 상기 플랜 실행 관리기(545)는 실행된 모든 플랜들의 전체 관리를 담당하고, 각 플랜 실행기(590)는 단지 하나의 플랜의 실행을 담당한다. 상기 플랜 실행기(590)는 상기 플랜 실행 관리기(545)에 의해 생성되고, 상기 플랜의 수명 동안 존재하고, 그리고 상기 플랜의 완료 또는 중단을 보고한 후에 상기 플랜 실행 관리기(545)에 의해 파기된다. 각 플랜 실행기(590)는 주요 스크립트 및 0개 이상의 이벤트 스크립트를 실행한다. 상기 플랜 실행 관리기(545)는 다중 플랜 실행기들을 통해 동시에 다중 플랜을 시작할 수 있다.
상기 기계 인터페이스(570)는 APC 체제(예를 들어, 상기 APC 시스템 관리자(540))와 장치 인터페이스(550) 간의 차이를 보완한다. 상기 기계 인터페이스(570)는 상기 공정툴(520)과 상기 APC 체제를 인터페이스하고, 기계 설정, 활동, 감시 및 데이터 수집을 지원한다. 이 특정 실시예에서, 상기 기계 인터페이스(570)는 주로 상기 장치 인터페이스(550)의 특정 통신과 상기 APC 체제의 CORBA 통신 사이를 변환한다. 특히, 상기 기계 인터페이스(570)는 상기 장치 인터페이스(550)로부터 명령들, 상태 이벤트들 및 수집 데이터를 수신하고, 필요에 따라 다른 APC 구성요소들 및 이벤트 채널들에 전송한다. 또한, 다른 APC 구성요소들로부터의 응답들은 상기 기계 인터페이스(570)에 의해 수신되어 상기 장치 인터페이스(550)에 라우팅된다. 상기 기계 인터페이스(570)는 또한 필요에 따라 메시지들 및 데이터를 재포맷하고 재구성한다. 상기 기계 인터페이스(570)는 상기 APC 시스템 관리기(540) 내의 개시/셧다운 절차들을 지원한다. 또한, 그것들은 상기 장치 인터페이스(550)에 의해 수집된 데이터를 버퍼링하고 적절한 데이터 수집 이벤트들을 발행하는 APC 데이터 수집기의 역할을 한다.
상기 센서 인터페이스(560)는 부가 센서(525)에 의해 발생된 데이터를 수집한다. 상기 센서 인터페이스(560)는 LabVIEW?와 같은 외부 센서들 또는 다른 센서와 통신하기 위해 상기 APC 체제에 대한 적절한 인터페이스 환경에 버스 기반 데이터 획득 소프트웨어(bus-based data acquisition software)를 제공한다. 상기 응용 인터페이스(565)는 LabVIEW, Mathematica, ModelWare, MatLab, Simca 4000 및 Excel과 같은 제어 플러그인 응용들을 실행하기 위해 상기 적절한 인터페이스 환경을 제공한다. 상기 공정 센서(525)가 부가 센서이지만은, 대안적인 실시예들의 센서들은 주문자 상표 부착 방식("OEM")에 의해 공정툴(520)을 제공받을 수도 있다. 상기 센서 인터페이스(560)는 상기 센서(525)에 의해 발생된 데이터를 수집한다. 상기 응용 인터페이스(565)는 상기 플랜 실행기(590)로부터 데이터를 취하고, 그데이터에 대해 계산 또는 분석을 수행한다. 그 다음에, 그 결과를 상기 플랜 실행기(590)에 반환한다. 상기 기계 인터페이스(570) 및 상기 센서 인터페이스(560)는 이용될 데이터를 수집하기 위해 공통적인 기능 세트를 이용한다. 상기 장치 인터페이스(550)는 상기 공정툴(520)에 대해 상기 센서들에 의해 수집된 개별 데이터를 모아서, 그 데이터를 상기 기계 인터페이스(570)에 전송한다.
오퍼레이터 인터페이스(580)는 그래픽 사용자 인터페이스("GUI")(도시되지 않음)를 통해 웨이퍼 제조 기술자와 APC 시스템(500) 간의 통신을 용이하게 한다. 상기 GUI는 Windows?또는 유닛스 기반의 운영 체제일 수 있다. 그러나, 이것은 본 발명의 실행에 반드시 필요한 것은 아니다. 실제로, 일부 대안적인 실시예들은 GUI를 사용하지 않을 수도 있으며, 디스크 운영 체제("DOS")를 기반으로 한 운영 체제를 통해 통신할 수도 있다. 상기 오퍼레이터 인터페이스(580)는 대화 상자를 디스플레이하여, 정보를 제공하고, 안내를 요구하고, 그리고 추가 정보를 수집한다. CORBA 인터페이스를 통해, 상기 오퍼레이터 인터페이스(580)는 기술자들이 임의의 수의 디스플레이 그룹들에서 동시에 다양한 팝업 대화들을 디스플레이할 수 있게 해준다. 상기 오퍼레이터 인터페이스(580)는 또한 팝업(pop-up)이 나타나는 디스플레이 그룹을 유지한다. 상기 오퍼레이터 인터페이스(580)는 또한 발표 동작(announcement operation) 즉, 메시지와 "OK" 버튼으로 단순 팝업을 디스플레이하는 일방적 메시지를 제공한다.
데이터 처리기(585)는 다른 APC 시스템(500) 구성요소들에 의해 발생된 데이터를 수신하여, 데이터베이스 서버(510)의 데이터 저장소(595)(예를 들어, 관계형 데이터베이스)에 그 데이터를 저장한다. 상기 데이터 처리기(585)는 표준 구조화 조회 언어(structured query language)("SQL") 명령어들을 수신하거나, 또는 대안적으로, 상기 데이터 처리기(585)는 서로 다른 타입의 액세스 프로토콜을 변환하여, SQL 명령어 또는 어떤 다른 프로토콜 명령어를 발생시킨다. 데이터 저장 기능의 집중화는 다양한 구성요소들의 이식성을 증가시킨다.
예시된 특정 실시예에 있어서, 상기 공정툴(520)은 도 1의 툴(105)과 같은 CMP 툴이다. 상기 공정 센서(525)는 상기 공정툴(520)의 5개의 캐리어 암(arm)(도시되지 않음) 각각에 의해 가해지는 하향력을 측정한다. 또한, 대안적인 실시예들은 공정툴들 및/또는 센서들의 대안적인 타입들을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 상기 공정툴(520)은 다중 챔버 식각기일 수도 있고, 상기 공정 센서들(525)은 대안적인 실시예들에서 상기 챔버들 내의 온도 또는 압력을 감지할 수 있다.
상기 APC 시스템 관리기(540)가 상기 플랜 실행 관리기에 필수 플랜들을 위임하면 동작이 시작된다. 이 특정 실시예에서 위임된 플랜들은 지속시간 플랜, 보고 플랜, 샘플링 플랜 및 제어 플랜을 포함한다. 그 다음, 상기 플랜 실행 관리기(545)는 각 플랜에 대한 플랜 실행기(590)를 생성한다. 그러고 나서, 상기 플랜 실행기들은 그들의 개별적인 주요 스크립트들 및 임의의 보조 스크립트들을 실행하기 시작한다.
상기 CMP 동작은 웨이퍼들의 "런"의 시작부에서 상기 제어 플랜 및 관련 스크립트들에 따라 시작된다. 상기 공정 센서(525)는 지속시간 및 샘플링 플랜들에따라 데이터를 수집하기 시작한다. 상기 공정 센서들(525)은 상기 보고 플랜에 따른 데이터를 상기 센서 인터페이스(560)를 통해 상기 데이터 처리기(585)에 전송한다. 그 다음, 상기 데이터 처리기는 상기 보고 플랜에 따라 상기 데이터 서버(510)를 통해 데이터 구조(595)에 그 보고된 데이터를 저장한다. 이것은 다양한 플랜들에 의해 정의된 런이 종료될 때까지 계속되며, 그 결과 상기 플랜 실행기들(590)이 파기(destroy)된다.
상기 런이 끝난 후에, 상기 APC 시스템 관리기(540)는 상기 APC 호스트 컴퓨터(505)에 존재하는 소프트웨어 응용(575)을 호출한다. 상기 소프트웨어 응용(575)은 각 공정 스테이션의 동작들이 동시에 엔드포인트에 도달하였는지 즉, 매칭되었는지를 알아보기 위해 데이터 저장소(595)의 데이터를 분석한다. 매칭되지 않은 경우, 상기 소프트웨어 응용(575)은 그 데이터를 분석하여, 매칭되지 않은 이유를 알아볼 것이다. 예를 들어, CMP 동작에서, 하나의 캐리어는 불충분한 하향력으로 인해 웨이퍼를 일관되게 언더폴리싱할 수도 있다. 명백하게, 본 발명의 이러한 양상은 상기 공정툴(520)에 의해 수행되는 동작에 따르는 실시별 특정이다.
일단 상기 소프트웨어 응용이 분석을 완료하면, 그 결과들은 상기 APC 시스템 관리기(540)에 전송된다. 이 결과들은 여러 스테이션에 대한 공정 엔드포인트를 "매칭"할 레시피에 대한 변경을 포함한다. 이 기술분야의 하나의 중요성은 상기 레시피가 각 공정 스테이션에 대해 개별적으로 취급된다는 점, 즉, 각 공정 스테이션에 맞게 조정된다는 점이다. 이들 변경들은 후속 런에 대한 제어 플랜이 발행될 때 웨이퍼들의 후속 런에서 통합된다. 새로운 제어 플랜이 발행되고, 그 발행된 제어플랜은 각 공정 스테이션에 맞게 조정된 레시피들을 실시할 것이다.
상기 개시된 특정 실시예들은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명은 서로 다르지만, 본원의 가르침의 이득을 갖는 이 기술분야의 당업자들에게 명백한 등가적인 방식으로 변경 및 실행될 수 있다. 또한, 본 발명은 본원에 도시된 구조 또는 설계의 세부적인 사항들에 한정되지 않으며, 하기의 청구항들에 의해서만 정의된다. 따라서, 상기 개시된 특정 실시예들은 본 발명의 청구 범위 내에서 변동 또는 변경될 수 있다. 그러므로, 본원에서 보호받고자 하는 권리는 하기의 청구항들에서 정의된다.

Claims (10)

  1. 반도체 제조 공정(100)에서 웨이퍼(115) 공정 방법 - 여기서, 공정 속도 데이터 세트는 다중 스테이션 공정툴(105)의 적어도 2개의 스테이션들(110)로부터 수집되어, 제어기(145)에 전송된다 - 으로서,
    자동으로 상기 공정 속도 데이터를 비교하여, 공정 파라미터를 조정할 것인지를 결정하는 단계와; 그리고
    적어도 하나의 스테이션(110)에 대한 상기 공정 파라미터를 조정하여, 상기 적어도 하나의 스테이션에 대한 공정 엔드포인트를 매칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 스테이션 공정툴(105)로부터 공정 데이터 세트를 수집하는 단계는 화학적 기계 연마툴과 다중 챔버 식각기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 공정툴(105)로부터 공정 데이터 세트를 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 속도 데이터 세트를 수집하는 단계는 공정 엔드포인트까지의 경과시간에 관한 데이터를 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 속도 데이터 세트를 수집하는 단계는
    미리 정의된 시간 주기에 대한 공정(100) 중에 발생된 데이터를 샘플링하는 단계와;
    상기 샘플링된 데이터를 저장하는 단계와; 그리고
    상기 미리 정의된 시간 주기의 끝에서 그 저장된 데이터를 제어기(145)에 보고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 속도 데이터 세트를 수집하는 단계는 제 1 런에서 공정 데이터 세트를 수집하는 단계를 포함하고; 그리고
    적어도 하나의 공정 파라미터를 조정하는 단계는 제 2 런에서 적어도 하나의 파라미터를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 방법.
  6. 컴퓨팅 장치(145)에 의해 실행될 때,
    공정 속도 데이터 세트를 다중 스테이션 공정툴(105)의 적어도 2개의 스테이션들(110)로부터 수집하여 제어기(145)에 전송하는 방법에 있어서,
    자동으로 상기 공정 속도 데이터를 비교하여, 공정 파라미터를 조정할지를결정하는 단계와; 그리고
    적어도 하나의 스테이션(110)에 대한 공정 파라미터를 조정하여, 상기 적어도 하나의 스테이션(110)에 대한 공정 엔드포인트를 매칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 수행하는 명령어들이 코드화된 프로그램 저장 매체(325, 330).
  7. 제 6 항에 있어서,
    코드화된 방법으로 상기 공정 속도 데이터 세트를 수집하는 단계는 공정 엔드포인트까지의 경과 시간에 관한 데이터를 수집하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램 저장 매체(325, 330).
  8. 제 6 항에 있어서,
    코드화된 방법으로 상기 공정 속도 데이터 세트를 수집하는 단계는 제 1 런에서 공정 데이터 세트를 수집하는 단계를 포함하고; 그리고
    코드화된 방법으로 상기 적어도 하나의 공정 파라미터를 조정하는 단계는 제 2 런에서 상기 적어도 하나의 파라미터를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램 저장 매체(325, 330).
  9. 공정 속도 데이터 세트를 다중 스테이션 공정툴(105)의 적어도 2개의 스테이션(110)으로부터 수집하여 제어기(145)에 전송하는 방법에 있어서,
    자동으로 상기 공정 속도 데이터를 비교하여 공정 파라미터를 조정할지를 결정하는 단계와; 그리고
    적어도 하나의 스테이션(110)에 대한 공정 파라미터를 조정하여 상기 적어도 하나의 스테이션(110)에 대한 공정 엔드포인트를 매칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145).
  10. 제 9 항에 있어서,
    프로그래밍된 방법으로 상기 공정 속도 데이터 세트를 수집하는 단계는 공정 엔드포인트까지의 경과 시간에 관한 데이터를 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래밍된 컴퓨팅 장치(145).
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7047099B2 (en) * 2001-06-19 2006-05-16 Applied Materials Inc. Integrating tool, module, and fab level control
US20020192966A1 (en) * 2001-06-19 2002-12-19 Shanmugasundram Arulkumar P. In situ sensor based control of semiconductor processing procedure
US7375035B2 (en) * 2003-04-29 2008-05-20 Ronal Systems Corporation Host and ancillary tool interface methodology for distributed processing
WO2005004218A1 (en) 2003-07-02 2005-01-13 Ebara Corporation Polishing apparatus and polishing method
US6980873B2 (en) 2004-04-23 2005-12-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for real-time fault detection, classification, and correction in a semiconductor manufacturing environment
US7437404B2 (en) * 2004-05-20 2008-10-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for improving equipment communication in semiconductor manufacturing equipment
US20060139587A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Asml Netherlands B.V. Software mechanism for generating flexible equipment state model views, software mechanism for measuring equipment reliability
CN100461055C (zh) * 2005-08-22 2009-02-11 力晶半导体股份有限公司 共享半导体机台的方法与使用该方法的制造系统
US7642100B2 (en) * 2006-09-13 2010-01-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and system for yield and productivity improvements in semiconductor processing
JP4975656B2 (ja) 2008-02-01 2012-07-11 東京エレクトロン株式会社 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム
US9606519B2 (en) * 2013-10-14 2017-03-28 Applied Materials, Inc. Matching process controllers for improved matching of process
CN112527268B (zh) * 2020-12-16 2023-10-27 成都立思方信息技术有限公司 一种面向高性能复杂测试测量应用的软件开发系统
TWI788855B (zh) * 2021-05-25 2023-01-01 旺宏電子股份有限公司 偵測系統

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160402A (en) * 1990-05-24 1992-11-03 Applied Materials, Inc. Multi-channel plasma discharge endpoint detection method
US5499733A (en) * 1992-09-17 1996-03-19 Luxtron Corporation Optical techniques of measuring endpoint during the processing of material layers in an optically hostile environment
US5586039A (en) * 1993-03-29 1996-12-17 Texas Instruments Incorporated Computer-aided manufacturing support method and system for specifying relationships and dependencies between process type components
US5910846A (en) * 1996-05-16 1999-06-08 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for detecting the endpoint in chemical-mechanical polishing of semiconductor wafers
JP3231659B2 (ja) * 1997-04-28 2001-11-26 日本電気株式会社 自動研磨装置
US5910011A (en) * 1997-05-12 1999-06-08 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring processes using multiple parameters of a semiconductor wafer processing system
JPH11285968A (ja) * 1998-04-01 1999-10-19 Nikon Corp 研磨方法及び研磨装置
US6179688B1 (en) * 1999-03-17 2001-01-30 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for detecting the endpoint of a chemical-mechanical polishing operation
TW455973B (en) * 1999-04-05 2001-09-21 Applied Materials Inc Endpoint detection in the fabrication of electronic devices

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