KR20050018631A - 통합 측정을 이용한 케스케이드 제어에 관한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

반도체 웨이퍼(105) 공정의 케스케이드 제어를 수행하기 위한 방법 및 장치. 공정을 위해 제 1 반도체 웨이퍼(105)가 수용되고, 공정을 위해 제 2 반도체 웨이퍼(105)가 수용된다. 제 1 및 제 2 반도체 웨이퍼들(105) 상에서 케스케이드 공정 동작이 수행되는데, 여기서 상기 케스케이드 공정 동작은 제 1 반도체 웨이퍼(105)가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 선공정 측정 데이터를 획득하는 것을 포함한다.

Description

통합 측정을 이용한 케스케이드 제어에 관한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CASCADE CONTROL USING INTERGRATED METROLOGY}

본 발명은 일반적으로 반도체 제조에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼들의 케스케이드 공정을 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

제조 산업에서의 기술의 증가는 많은 새롭고 혁신적인 제조 공정들을 가져왔다. 현재의 제조 공정, 특히 반도체 제조 공정은 많은 중요한 단계들을 요구한다. 이러한 공정 단계들은 보통 극히 중요하므로, 적절한 제조 제어를 유지하기 위해 일반적으로 미세 교정된 다수의 입력들을 요구한다.

반도체 디바이스들의 제조는 가공하지 않은 반도체 재료로부터 패키징 반도체 디바이스들의 생산하기 위한 많은 불연속적인 공정 단계들을 요구한다. 상기 반도체 재료의 초기 성장으로부터 반도체 결정의 개별 웨이퍼들로의 슬라이싱, (식각, 도핑, 이온 주입 등의) 제조 단계들, 패키징 및 완성된 디바이스들의 최종 테스트까지의 다양한 공정들은 서로 간에 매우 다르고 특화되어서 상기 공정들은 다른 제어 방식들을 포함하는 다른 제조 로케이션들에서 수행될 것이다.

일반적으로, 일련의 공정 과정들은 때때로 로트(lot)라고 불리는 반도체 웨이퍼들 그룹에서 수행된다. 예를 들어, 다양한 재료들로 구성된 공정 층이 웨이퍼 위에 형성될 수 있다. 그 후에, 패턴 포토레지스트 층이 알려진 포토리소그레피 기술들을 이용하여 상기 공정 층 위에 형성될 수 있다. 보통, 식각 공정이 패턴 포토레지스트 층을 마스크로써 이용하여 상기 공정 층에서 수행된다. 이러한 식각 공정은 상기 공정 층 내의 다양한 형상 및 객체들의 형성을 가져온다. 그러한 형상들은 트랜지스터들의 게이트 전극 구조로 사용될 수 있다. 종종, 트랜치 구조들이 또한 상기 반도체 웨이퍼의 기판 상에 형성된다. 트랜치 구조의 일 예는 얕은 트랜치 절연(STI : shallow trench isolation) 구조인바, 이는 반도체 웨이퍼 상의 전기 영역들을 절연하는데 사용될 수 있다. 전형적으로, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 STI 구조는 상기 웨이퍼 위에서 및 상기 STI 구조들 내에서의 테트라에톡시실란(TEOS : tetraethoxysilane)을 이용한 실리콘 이산화물의 형성에 의해 채워진다.

반도체 제조 설비 내의 제조 툴들은 전형적으로 제조 체제(framework)나 제조 모듈들의 네트워크와 통신한다. 각 제조 툴은 일반적으로 장치 인터페이스에 연결된다. 상기 장치 인터페이스는 제조 네트워크가 연결된 기계 인터페이스에 연결되는 바, 그럼으로써 상기 제조 툴과 상기 제조 체제 사이의 통신이 용이해진다. 상기 기계 인터페이스는 일반적으로 진보된 공정 제어(APC : advanced process control) 시스템의 일부가 될 수 있다. 상기 APC 시스템은 제어 스크립트(control script)를 개시(initiate)하는 바, 제어 스크립트는 제조 공정을 실행하는데 필요한 데이터를 자동적으로 검색하는 소프트웨어 프로그램일 수 있다.

도 1은 전형적인 반도체 웨이퍼를 보인다. 전형적으로, 상기 웨이퍼(105)는 그리드(150) 내에 배치된 다수의 개별적인 반도체 다이(103)를 포함한다. 전형적으로, 포토리소그래피 단계들은 사용되는 특수 포토마스크에 따라서 동시에 하나 내지 네 개의 다이 위치들 상에서 스테퍼(stepper)에 의해 수행된다. 일반적으로, 포토리소그래피 단계들은 패턴될 하나 이상의 공정 층들 위에 패턴 포토레지스트 층들을 형성하기 위해 수행된다. 상기 패턴 포토레지스트 층은 원하는 패턴을 하부층에 전사(transfer)하기 위하여 하부의 물질층 (예컨대, 폴리 실리콘, 금속 또는 절연 물질층)에서 수행되는 식각 공정 (건식 또는 습식 식각 공정) 동안 마스크로서사용될 수 있다. 상기 패턴 포토레지스트 층은 폴리실리콘 라인과 같은 라인 형태의 피쳐(feature)들 또는 개방된 형태의 피쳐들과 같은 다수의 피쳐들을 포함하는바, 이 피쳐들은 하부 공정 층에서도 복사(replicate)된다.

반도체 웨이퍼들의 제조 시의 종래의 과정은 연속(in sreies)적으로 수행되는 일련의 단계들을 요구한다. 도 2에서, 그러한 단계들의 흐름도가 보여진다. 제조 시스템은 공정될 반도체 웨이퍼(105)들을 획득한다(블럭 210). 일단 공정될 웨이퍼(105)들의 세트가 획득되면, 상기 제조 시스템은 반도체 웨이퍼(105)로부터 (측정(metrology) 데이터 등)의 선공정(pre-processing) 제조 데이터를 획득한다(블럭 220).

어떤 공정들에 대해서, 반도체 웨이퍼(105)로부터 획득된 상기 제조 데이터는 상기 반도체 웨이퍼(105)의 선 공정 스크린잉(screening)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 화학적 기계 연마(CMP : chemical-mechanical polishing) 공정을 수행하기 전에, 바로 공정이 가해질 상기 반도체 웨이퍼(105)들로부터 얻어진 선 공정 데이터는 상기 CMP 공정에 영향을 줄 제어 파라미터들을 설정하는데 이용될 수 있다. 일단 선공정 데이터가 획득되면, 상기 제조 시스템은 상기 반도체 웨이퍼(105)를 공정한다(블럭 230).

상기 반도체 웨이퍼(105)를 공정한 후에, 상기 제조 시스템은 상기 반도체 웨이퍼(105) 상에 추가 공정이 수행될 것인지를 결정한다(블럭 240). 상기 제조 시스템이 상기 반도체 웨이퍼(105) 상에 추가 공정이 수행될 것이라고 결정한 때, 선공정 측정 데이터가 획득되고 추가 공정이 상기 만도체 웨이퍼 상에서 수행된다(흐름도의 블럭 230 블럭 240 블럭 250의 경로를 보라). 상기 제조 시스템은 상기 반도체 웨이퍼(105) 상에서 다수의 공정을 수행하기 위하여 다수의 공정 툴들을 사용한다.

상기 제조 시스템이 상기 반도체 웨이퍼(105) 상에 추가 공정이 수행되지 않을 것이라고 결정한 때, 상기 제조 시스템은 상기 공정된 웨이퍼(105)로부터 후공정(post-processing) 제조 데이터를 획득한다(블럭 250). 일반적으로, 상기 후공정 제조 데이터는 상기 반도체 웨이퍼(105) 상에 형성된 다수의 구조들의 측정들을 포함한다. 만일 블럭 260에서 결정된 것처럼 공정될 다른 반도체 웨이퍼(105)가 존재한다면 상기 제조 시스템은 공정될 다음의 웨이퍼(105)를 획득하고 상기에서 설명한 공정들을 반복한다(블럭 250 및 270). 대안적으로, 만일 공정될 추가 반도체 웨이퍼(105)들이 존재하지 않는다면, 상기 제조 시스템은 상기 공정 모드를 멈춘다(블럭 270).

도 2에서 설명된 상기 단계들은 일반적으로 연속해서 수행되는 바, 이는 공정 흐름에서 상기 제조 시스템이 빈번히 중단되게 하는 원인이 된다. 측정 툴을 이용하여 선공정 데이터를 획득한 후, 상기 웨이퍼(105)를 공정하고, 그 후 후공정 제조 데이터를 획득하는 것은 이것이 연속하여 수행될 때 비효율적인 공정이 될 수 있다. 반도체 웨이퍼들의 공정 흐름상의 방해는 비효율성 및 에러들을 초래할 수 있다. 그러한 비효율성에 기인한 제조 시간 손실은 매우 고비용이며 생산 납품 스케줄에 불리한 영향을 미칠 수 있다. 상기 반도체 웨이퍼(105)들 내의 에러들은 상기 공정된 반도체 웨이퍼(105)들로부터 생산된 디바이스들의 생산량에 불리한 영향을 미칠 수 있다.

본 발명은 전술된 문제점들 중 일부 또는 전부를 해결하거나 적어도 그에 대한 노력들을 줄이기 위한 것이다.

본 발명은 첨부 도면들과 관련하여 다음의 설명을 참조함으로써 이해될 수 있으며, 이 첨부 도면들에서 동일한 참조부호들은 동일한 요소들을 나타낸다.

도 1은 공정되는 종래 기술 반도체 웨이퍼의 단순화된 도식이다.

도 2는 반도체 웨이퍼들의 제조 동안 종래 기술 공정 흐름의 단순화된 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 시스템을 나타내는 블럭도이다.

도 4는 본 발명의 대안적인 예시적인 실시예에 따른 시스템을 나타내는 블럭도이다.

도 5는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 도 4에서 보여진 공정 툴을 나타내는 더 상세히 묘사된 블럭도이다.

도 6은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 도 3 및 도 4에서 보여진 시스템을 나타내는 더 상세히 묘사된 블럭도이다.

도 7은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 제조 시스템에서 사용되는 런별(run-to-run) 피드백 루프 및 웨이퍼별(wafer-to-wafer) 피드백 루프를 나타내는 블럭도이다.

도 8은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.

도 9는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 도 6에서 보인것과 같은 반도체 웨이퍼들의 케스케이드 공정을 수행하는 방법의 흐름도이다.

도 10은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 도 9에서 보인것과 같은 선공정 측정 데이터를 획득하는 방법의 흐름도이다.

도 11은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 도 9에서 보인것과 같은 측정 데이터 피드백을 수행하는 방법의 흐름도이다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 반도체 웨이퍼 공정의 케스케이드 제어를 수행하기 위한 방법이 제공된다. 반도체 웨이퍼 공정의 케스케이드 제어를 수행하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 공정을 위한 제 1 반도체 웨이퍼가 수용된다. 공정을 위한 제 2 반도체 웨이퍼가 수용된다. 제 1 반도체 웨이퍼 및 제 2 반도체 웨이퍼 에 대해 케스케이드 공정 동작이 수행되는데, 여기서 상기 케스케이드 공정 동작은 상기 제 1 반도체 웨이퍼가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 제 2 반도체 웨이퍼에 관련한 선공정 측정 데이터를 획득하는 것을 포함한다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 반도체 웨이퍼 공정의 케스케이드 제어를 수행하기 위한 시스템이 제공된다. 본 발명의 시스템은 케스케이드 공정 동작을 수행하기 위한 공정 제어기를 포함하는데, 상기 케스케이드 공정 동작은 제 1 반도체 웨이퍼에 관련된 선공정 데이터를 획득하는 단계와; 상기 제 1 반도체 웨이퍼에 관련된 선공정 데이터를 획득한 후에 상기 제 1 반도체 웨이퍼를 공정하는 단계와; 상기 제 1 반도체 웨이퍼가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부동안 제 2 반도체 웨이퍼에 관련된 선공정 측정 데이터를 획득하는 단계와; 상기 제 2 반도체 웨이퍼에 관련된 선공정 데이터를 획득한 후에 상기 제 2 반도체 웨이퍼를 공정하는 단계와; 상기 제 2 반도체 웨이퍼가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부동안 상기 제 1 반도체 웨이퍼에 관련된 후공정 측정 데이터를 획득하는 단계와; 그리고 상기 제 2 반도체 웨이퍼의 공정 후에 상기 제 2 반도체 웨이퍼에 관련된 후공정 측정 데이터를 획득하는 단계를 포함한다.

상기 시스템은, 상기 공정 제어기에 연결되어 인라인 선공정 특정 데이터와 인라인 후공정 측정 데이터중 적어도 하나를 수신하는 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛와; 그리고 상기 공정 제어기 및 상기 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛에 연결되며, 상기 인라인 선공정 측정 데이터 및 인라인 후공정 측정 데이터 중 적어도 하나에 응답하여 피드백 기능을 수행하는 피드백/피드포워드 유닛을 포함한다.

본 발명은 비록 다양한 수정과 대안적인 형태들이 가능하지만, 본 명세서에서는 발명의 특정한 실시예를 예로써 도면에 도시하였으며, 이에 대해 자세히 설명될 것이다. 그러나 도면 및 이에 대한 상세한 설명은 본 발명을 개시된 특정 예로만 제한하도록 의도된 것은 아니며, 오히려 첨부된 청구항에 의해 정의되는 것처럼 본 발명의 정신 및 범위내에 드는 모든 변형, 균등물 및 대안들을 포괄하도록 의도된 것이다.

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.

반도체 제조에는 많은 이산 (discrete) 공정들이 수반된다. 종종, 반도체 디바이스들은 다양한 제조 공정 툴들을 거치게 된다. 종종, 측정 데이터를 포함하는 제조 데이터가 어떤 공정들이 진행되기 전 및 /또는 후에 수집된다. 예를 들어, 화학적 기계 연마(CMP) 공정이 수행되기 전에, 얼마나 많은 연마(polishing)가 수행되어야 하는지를 결정하기 위해 선공정 데이터가 수집되는 것이 바람직하다. 유사하게, 증착 공정 후에, 얼마나 많은 재료가 반도체 웨이퍼 상에 증착되어야 할지를 결정하기 위해 그리고 반도체 웨이퍼 상에서 수행될 후속 공정들의 제어 파라미터들을 조정하기 위해 후공정 데이터가 수집되는 것이 바람직하다. 그러나, 선공정 및 후공정 측정 데이터를 얻는 것, 특히 오프라인 방식으로 얻는 것은, 제조 공정 흐름을 비효율적이게 하는 원인이 된다. 본 발명의 실시예들은 측정 데이터의 획득 및 케스케이드 방식의 제조 공정 단계들을 제공하는바, 이는 더욱 효율적인 공정 흐름을 가져온다.

일 실시예에서, 본 발명의 실시예들에서 제공되는 케스케이드 제어 시스템은 제어 루프의 내포 시스템(nested system)으로 불린다. 본 발명의 실시예들에 의해 제공된 상기 케스케이드 시스템은 내부의 웨이퍼별 제어 루프(제 1 피드백 루프) 및 외부의 로트별 제어 루프(제 2 피트백 루프)를 제공한다. 일 실시예에서, 내부의 피드백 루프는 웨이퍼별 제어 루프를 제공하고 외부의 피드백 루프는 로트별 제어 루프를 제공하는바, 이는 도 7에 묘사되어 설명된다.

도 3에서, 본 발명의 실시예에 따른 방법들을 수행할 수 있는 시스템(300)이 설명된다. 일 실시예에서, 공정 툴(510)은 통합 측정 툴(310)을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 통합 측정 툴(310)은 인라인 측정 데이터를 획득 (예컨대, 반도체 웨이퍼(105)가 여전히 상기 공정 툴(510)의 제어하에 있을 때 반도체 웨이퍼의 측정 데이터를 획득)할 수 있다. 인라인 측정 데이터의 획득은 일반적으로 외부 측정 데이터 툴의 사용을 요구하는 오프라인 측정 데이터의 획득에 비해 제조 공정 흐름을 덜 방해한다. 카세트(539) 내의 반도체 웨이퍼(105) 세트가 상기 공정 툴(510)에 제공된다. 본 발명의 실시예들은 상기 통합 측정 툴(310)을 이용하여 케스케이드 공정 기능을 수행하도록 상기 공정 툴(510)를 제공한다. 케스케이드 공정 기능을 수행하는 공정은 공정 제어기(350)에 의해 제어된다.

일 실시예에서, 케스케이드 공정 기능은 연속적인 그리고/또는 중복된 방식으로 다수의 제조 기능들의 수행을 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 케스케이드 공정 기능은 반도체 웨이퍼(105)의 제 1 세트에 관련된 선공정 측정 데이터를 획득하는 단계와; 반도체 웨이퍼(105)의 제 2 세트에 관련된 선공정 데이터를 획득하는 시간 주기의 적어도 일부 동안 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 1 세트를 공정하는 단계와; 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 2 세트의 공정이 수행되는 시간 주기의 적어도 일부동안 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 1 세트에 관련된 후공정 측정 데이터를 획득하는 단계를 제공한다. 이러한 케스케이드 공정은 다수의 반도체 웨이퍼(105)가 공정되고 분석되는 더욱 효율적인 공정 흐름을 제공한다. 일 실시예에서, 상기 선공정 및 후공정 측정 데이터는 통합 측정 툴을 이용하여 획득되는바, 이는 하기에서 더 상세히 설명된다.

상기 통합 측정 툴(310)에 의해 획득된 데이터는 측정 데이터 분석 유닛(560)으로 보내진다. 상기 측정 데이터 분석 유닛(560)은 상기 오프라인 측정 툴(550)(도 5 참조)에 의해 획득된 측정 데이터를 조직화 및 분석하고 검사된 특정한 반도체 웨이퍼(105)와 상호 관련 시킨다. 상기 측정 데이터 분석 유닛(560)은 소프트웨어 유닛, 하드웨어 유닛 또는 펌웨어 유닛일 수 있다. 여러 실시예에서, 상기 측정 데이터 분석 유닛(560)은 컴퓨터 시스템(530) 내에 집적되거나 상기 오프라인 측정 툴(550) 내에 집적될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 시스템(300)은 케스케이드 공정 동작이 수행되는 동안 상기 통합 측정 툴(310)에 의해 획득된 인라인 케스케이드 측정 데이터를 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛(320)내에 저장한다. 상기 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛(320) 내에 저장된 측정 데이터는 반도체 웨이퍼(105) 상에 형성된 구조들의 라인 폭, STI 트랜치의 트랜치 깊이, 상기 반도체 웨이퍼(105) 상에 형성된 트랜치 구조들의 수직 평면에 대한 측벽 앵글 등을 나타내는 데이터 세트들을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛(320) 내의 데이터는 반도체 웨이퍼(105) 공정의 효율성과 정확도를 향상시키기 위해 피드백 교정에 사용될 수 있다.

도 4에서, 케스케이드 공정 기능을 수행하기 위해 상기 시스템(300)에 의해 사용되는 상기 공정 툴(510)의 대안적인 실시예가 설명된다. 도 4에서 묘사된 상기 공정 툴(510)은 통합 선공정 측정 툴(410) 및 통합 후공정 측정 툴(420)을 포함한다. 반도체 웨이퍼(105)는 공정되기 전에 통합 선공정 측정 툴(410)에 의해 분석된다. 예를 들어, 상기 반도체 웨이퍼(105)는 상기 공정 툴이 상기 반도체 웨이퍼(105)에 대해 CMP 공정을 수행하기 전에 통합 선공정 측정 툴(410)에 의해 분석된다. 결과적인 선공정 측정 데이터는 상기 CMP 공정을 더욱 정확하게 제어하는데 사용될 수 있다.

종종, 반도체 웨이퍼(105)의 공정에 후속하여, 상기 공정 툴(510)은 상기 통합 후공정 측정 툴(420)을 이용하여 후공정 측정 데이터를 획득한다. 한편, 제 2 카세트(539)에 의해 운반된 반도체 웨이퍼(105)의 제 2 세트가 상기 공정 툴(510)에 의해 공정되기 전에 분석을 위해 상기 선공정 통합 측정 툴(410)로 보내진다. 상기 케스케이드 공정 기술을 이용하여, 상기 공정 툴(510)은 선공정 데이터 획득, 반도체 웨이퍼(105)의 공정 및 케스케이드 방식으로 후공정 통합 측정 데이터 획득을 수행할 수 있어 상기 공정 툴(510)의 상기 능력들이 더욱 동시에 효율적인 방식으로 사용된다. 상기 통합 선공정 측정 툴(410) 및 상기 통합 후공정 측정 툴(420)은 그들 각각의 데이터를 공정을 위해 상기 측정 데이터 분석 유닛(560)으로 보낸다. 상기 측정 데이터는 상기 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛(320) 내에 저장되는데, 이는 더욱 효율적인 피드백 분석을 수행하는 상기 시스템(300)에 유용하다. 도 4에서 묘사된 상기 케스케이드 공정 기능을 수행하는 공정은 공정 제어기(350)에 의해 제어된다.

도 5에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 시스템(300)의 상세 블럭도가 보여진다. 일 실시예에서, 반도체 웨이퍼들이 라인(523)상의 다수의 제어 입력 신호들 또는 제조 파라미터들을 사용하는 공정 툴들(510a, 510b)에서 공정된다. 일 실시예에서, 상기 라인(523)상의 제어 입력 신호들 또는 제조 파라미터들이 기계인터페이스(515a, 515b)를 통하여 컴퓨터 시스템(530)으로부터 상기 공정 툴들(510a, 510b)로 보내진다. 일 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 기계 인터페이스들(515a, 515b)은 상기 공정 툴들(510a, 510b) 외부에 위치된다. 대안적인 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 기계 인터페이스들(515a, 515b)은 상기 공정 툴(510a, 510b) 내에 위치된다. 상기 반도체 웨이퍼들(105)은 다수의 공정 툴(510a, 510b)에제공되고, 그로부터 운반된다. 일 실시예에서, 반도체 웨이퍼(105)는 수동적으로 공정 툴(510)에 제공된다. 대안적인 실시예에서, 반도체 웨이퍼(105)는 자동 방식으로(예를 들어, 반도체 웨이퍼(105)의 로봇에 의한 이동) 공정 툴(510)에 제공된다. 일 실시예에서, 다수의 반도체 웨이퍼(105)는 로트로 (예컨대, 상기 카세트(539) 내에 스택(stack)된 상태로) 상기 공정 툴(510)에 이송된다.

일 실시예에서, 상기 컴퓨터 시스템(530)은 제어 입력 신호들 또는 제조 파라미터들을 상기 라인(523)을 통해 상기 제 1 및 제 2 기계 인터페이스들(515a, 515b)로 보낸다. 상기 컴퓨터 시스템(530)은 공정 동작들을 제어 할 수 있다. 상기 컴퓨터 시스템(530)은 다수의 소프트웨어 프로그램들과 데이터 세트들을 포함할 수 있는 컴퓨터 기억장치에 연결된다. 상기 컴퓨터 시스템(530)은 본 명세서에 설명된 동작들을 수행할 수 있는 하나 이상의 프로세서들(도시되지 않음)을 포함할 수 도 있다. 상기 컴퓨터 시스템(530)은 상기 라인(523) 상에서 제어 입력 신호들을 발생하기 위해 제조 모델을 사용한다. 일 실시예에서, 상기 제조 모델(540)은 상기 라인(523) 상에서 보내진 다수의 제어 입력 파라미터들을 결정하는 제조 방법(recipe)을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제조 모델(540)은 특정한 제조 공정을 구현하는 제조 스크립트 및 입력 제어를 정의한다. 공정 툴 A(510a)에 대해 의도된 상기 라인(523) 상의 상기 제어 입력 신호들 또는 제어 입력 파라미터들은 상기 제 1 기계 인터페이스(515a)에 의해 수신 및 처리된다. 공정 툴 B(510a)에 대해 의도된 상기 라인(523) 상의 상기 제어 입력 신호들은 상기 제 2 기계 인터페이스(515b)에 의해 수신 및 처리된다. 반도체 제조 공정들에서 사용된 상기 공정 툴들(510a, 510b)의 예들로는 스테퍼(stepper)들, 식각 공정 툴등이 있다.

상기 공정 툴들(510a, 510b)에 의해 공정되는 하나 이상의 상기 반도체 웨이퍼들(105)은 측정 데이터의 획득을 위해 오프라인 측정 툴(550)로 또한 보내질 수 있다. 상기 오프라인 측정 툴(550)은 확산 특정법 데이터 획득 툴, 중첩-에러 측정 툴, 임계 치수 측정 툴 등으로 될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 공정된 반도체 웨이퍼들(105)은 측정 툴(550)에 의해 검사된다. 또한, 측정 데이터는 상기 공정 툴들(510) 내의 상기 통합 측정 툴(310)에 의해 수집된다. 상기 통합 측정 툴(310) 및 상기 오프라인 측정 툴(550)로부터의 데이터는 상기 측정 데이터 분석 유닛(560)에 의해 수집된다. 상기 데이터는 라인 폭 측정, 트랜치들의 깊이, 측벽 앵글들 등을 포함한다. 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 측정 데이터 분석 유닛(560)은 상기 측정 툴(550)에 의해 획득된 측정 데이터를 조직화 및 분석하고 검사된 특정한 반도체 웨이퍼(105)와 상호 관련 시킨다.

일 실시예에서, 상기 측정 데이터 분석 유닛(560)은 인라인 케스케이드 측정 데이터를 저장을 위해 상기 통합 측정 툴(310)로부터 상기 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛(320)으로 보낸다. 또한, 측정 데이터 분석 유닛(560)은 오프라인 측정 데이터를 저장을 위해 오프라인 측정 데이터 저장 유닛(570)으로 보낸다. 상기 시스템(300)은 인라인 케스케이드 측정 데이터 및 오프라인 측정 데이터를 검색하고 피드백 및 피드포워드 분석을 수행할 수 있다. 상기 인라인 측정 데이터 및 상기 오프라인 측정 데이터는 피드백 및 피드포워드 데이터의 발생을 위해 피드백/피드포워드 유닛(580)로 보내진다. 상기 피드백 및 피드포워드 데이터는 상기 컴퓨터 시스템(530)에 의해 분석되는바, 상기 컴퓨터 시스템은 상기 공정 툴(510)들의 동작을 제어하는 제어 입력 파라미터들을 수정하기 위해 상기 제조 모델(540)을 사용한다. 일 실시예에서, 상기 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛(320), 상기 오프라인 측정 데이터 저장 유닛(570) 그리고/또는 상기 피드백/피드포워드 유닛(580)은 독립형(standalone) 유닛일 수 있거나 또는 상기 컴퓨터 시스템(530) 안으로 집적될 수 있는 소프트웨어 또는 펌웨어 성분들이다.

도 6에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 공정 툴 및 상기 공정 흐름의 더 상세한 설명이 보여진다. 일 실시예에서, 상기 공정 툴은 장치 인터페이스(610), 툴 제어 유닛(620), 공정 챔버(630) 및 통합 측정 툴(310)을 포함한다. 상기 장치 인터페이스(610)는 상기 공정 툴(510)과, 상기 컴퓨터 시스템(530), 제조 모델(540), 상기 기계 인터페이스(515)와 같은 상기 시스템(300)의 다른 부분들과의 사이의 통신을 용이하게 한다. 상기 툴 제어 유닛(620)은 상기 공정 툴(510)의 상기 동작들을 제어한다. 상기 툴 제어 유닛(620)은 상기 장치 인터페이스(610)를 통해 상기 컴퓨터 시스템(530)으로부터의 명령들 및 데이터의 수신이 가능하다. 상기 툴 제어 유닛(620)은 또한 통합 측정 데이터와 같은 데이터를 상기 장치 인터페이스(610)를 통해서 상기 시스템(300)의 다른 부분들로 보낼 수 있다.

상기 카세트(539)에 의해 운반된 반도체 웨이퍼(105)들의 제 1 세트는 선공정 측정 데이터 획득을 위해 상기 공정 툴(510)에 의해 수용되고, 상기 통합 측정 툴(310)에 의해 검사된다. 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 1 세트는 공정을 위해 상기 챔버(630)로 보내진다. 그동안, 반도체 웨이퍼(105)들의 제 2 세트가 선공정 측정 데이터 획득을 위해 상기 통합 측정 툴(310)에 의해 수용된다.

상기 측정 데이터가 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 2 세트로부터 획득되는 근사 시간동안, 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 1 세트는 상기 챔버(630)에 의해 공정될 수 있다. 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 1 세트의 상기 공정의 완료시에, 상기 툴 제어 유닛(620)은 상기 통합 측정 툴(310)로 하여금 상기 공정된 반도체 웨이퍼(105)들의 제 1 세트로부터 후공정 측정 데이터를 획득하도록 프롬프트한다. 그동안, 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 2 세트는 공정을 위해 상기 공정 챔버(630)로 보내진다. 이러한 케스케이드 공정 시스템은 즉각적인 피드백 분석을 위해 사용될 수 있는 중요한 양의 신속히 획득된 측정 데이터를 생산한다. 상기 통합 측정 툴(310)로부터의 데이터는 상기 측정 데이터 분석 툴(560)로 보내진다. 상기 측정 데이터는 피드백 공정을 위한 시스템(300)에 의한 검색을 위해 상기 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛(320) 안으로 저장된다. 이어서, 반도체 웨이퍼(105)들의 제 3 세트, 제 4 세트 및 제 5 세트부터 제 n 세트까지가 상기 공정 툴(510)의 효율적인 사용을 위해 상기에서 언급된 상기 케스케이드 방식으로 공정될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들을 이용하여 피드백 및 피드포워드 공정들을 위한 측정 데이터의 보다 즉각적인 사용이 가능하다.

일 실시예에서, 본 발명의 실시예들에 의해 알려진 방법들을 사용하는 상기 시스템(300)은 반도체 웨이퍼(105)들의 제조의 효율과 정확도를 향상시키기 위해 다양한 피드백 루프들을 수행할 수 있다. 도 7에서, 반도체 웨이퍼 제조 동안 사용되는 두 개의 피드백 루프들이 설명된다. 상기 시스템(300)에서 사용된 피드백 루프는 런별 피드백 루프(700) 및 웨이퍼별 피드백 루프(705)를 포함한다. 두 피드백 루프들(700 및 705)는 제어 입력 파라미터들의 조정을 위해 제조 동안 일제히 사용될 수 있다. 다시 말하면, 두 피드백 루프들(700 및 705)은 반도체 웨이퍼(105)들의 공정 동안 케스케이드 제어 기능을 수행하는데 사용될 수 있다.

웨이퍼별 피드백 루프(705)인 내부 루프는 반도체 웨이퍼(105)를 공정하는것(블럭 740) 및 상기 공정된 반도체 웨이퍼(105)로부터 인라인 측정 데이터의 획득하는 것(블럭 750)을 포함한다. 상기 시스템(300)은 상기 측정 데이터를 처리하는데, 이 처리는 상기 반도체 웨이퍼(105) 상에 존재하는 에러의 양을 계산하는 것을 포함한다(블럭 770). 상기 시스템(300)은 상기 에러들에 근거하여, 공정 툴(510)들을 제어하는 제어 입력 파라미터들의 수정들을 계산한다(블럭 780). 상기 시스템(300)은 공정될 다음의 반도체 웨이퍼(105)를 얻고, 상기 웨이퍼(105)는 상기 수정된 제어 입력 파라미터들을 이용하여 공정되는바(블럭 790에서 블럭 740까지), 그것에 의하여 웨이퍼별 피드백 루프(705)가 형성된다.

상기 웨이퍼별 피드백 루프(705)를 사용시, 한 반도체 웨이퍼(105)의 공정으로부터 획득된 에러들은 상기 인라인 측정 툴(310)을 사용하여 신속히 얻어질 수 있다. 상기 측정 데이터가 처리되어 다음의 반도체 웨이퍼(105)를 공정하기 위한 피드백 데이터로써 사용된다. 도 7에 나타난 상기 웨이퍼별 피드백 루프(705)는 반도체 웨이퍼(105)의 특정한 로트 내에서 에러들의 더욱 정확한 교정을 제공한다.

상기 런별 피드백 루프(700)는, 반도체 웨이퍼(105)의 다음의 세트 동안 에러들을 교정하기 위해 상기 계산된 에러들 및 수정들을 수집 및 사용함으로써 상기 웨이퍼별 피드백 루프(705)와 대략 동시에 생성된다. 상기 시스템(300)은 반도체 웨이퍼(105)의 새로운 로트를 획득하고(블럭 710), 반도체 웨이퍼(105)의 다음의 로트를 공정하기 위해 사용되는 상기 제어 입력 파라미터들의 초기 상태를 정의하기 위해, 상기 웨이퍼별 피드백 루프(705)로부터 획득된 데이터 및 계산들을 사용한다(블럭 720). 상기 시스템(300)은 반도체 웨이퍼(105)의 상기 새로운 로트로부터 반도체 웨이퍼(105)를 획득하고 그들을 공정되도록 보낸다(블럭 730 부터 블럭 740). 상기 웨이퍼별 피드백 루프(705)가 반복되고 결과로 얻어진 계산들이 반도체 웨이퍼(105)의 후속 로트들을 위해 사용된다. 그러므로, 두 개의 피드백 루프들 즉, 런별 피드백 루프(700) 및 웨이퍼별 피드백 루프(705)는, 더욱 효율적으로 정확하게 공정된 반도체 웨이퍼(105)를 제조하기 위해, 개별적으로 때로는 동시에 사용된다.

도 8에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도가 설명된다. 상기 시스템(300)은 공정을 위해 반도체 웨이퍼(105)의 제 1 세트를 획득한다(블럭 810). 상기 공정 툴(510) 내의 상기 툴 제어 유닛(620)은 유입된 반도체 웨이퍼(105)의 제 1 세트를 공정하기 위해, 상기 장치 인터페이스(610)를 통해 데이터 및 제어 입력 파라미터들을 수신한다. 상기 시스템(300)은 또한 공정을 위해 반도체 웨이퍼(105)들의 제 2 세트를 상기 공정 툴(510)으로 보낸다(블럭 820).

일 실시예에서, 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 1 세트 및 상기 제 2 세트는 카세트(539) 내의 상기 공정 툴(510)로 보내진다. 대안적인 실시예에서, 상기 시스템(300)은 다양한 카세트들(539) 내에 반도체 웨이퍼(105)의 두 개의 세트보다 많은 세트들을 수용한다. 상기 시스템(300)은 반도체 웨이퍼(105)의 상기 다수의 세트 상에서 케스케이드 공정 동작을 수행한다(블럭 830). 블럭 830에서 나타난 상기 케스케이드 공정 수행 단계들의 더 상세한 설명은 하기에 제공된다(도 9와 첨부된 설명을 보라.)

도 8에 대한 설명을 계속하면, 일단 상기 시스템(300)이 상기 케스케이드 공정 동작을 수행하면, 상기 시스템(300)은 상기 케스케이드 공정 동작의 결과로 얻어진 데이터를 피드백 데이터로 사용한다(블럭 840). 일 실시예에서, 상기 시스템(300)은 런별 피드백 루프(700) 뿐만 아니라 웨이퍼별 피드백 루프(705)를 수행하기 위해 상기 케스케이드 공정 동안 얻어진 측정 데이터를 사용한다. 상기 피드백 데이터를 사용하면서, 상기 시스템(300)은 발견된 상기 에러들을 감소하기 위해 수정된 제어 파라미터들을 이용하여 후속 웨이퍼(105)들을 공정한다(블럭 850).

도 9에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8의 블럭 830 내에 나타난 상기 케스케이드 공정 동작을 수행하기 위한 단계들의 흐름도가 보여진다. 상기 시스템(300)은 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 1 세트에 관한 선공정 측정 데이터를 획득한다(블럭 910). 일 실시예에서, 상기 선공정 측정 데이터는 상기 공정 툴(510) 내에 위치한 상기 통합 측정 툴(310)을 이용하여 수행된다. 일단 상기 공정 툴(510)이 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 1 세트로부터 선공정 측정 데이터를 획득하면, 상기 공정 툴(510)은 공정을 위하여 상기 반도체 웨이퍼(105)의 제 1 세트를 그것의 통합 측정 툴(310)로부터 그것의 공정 챔버(630)로 보낸다(블럭 920). 일 실시예에서, 상기 툴 제어 유닛(620)은 상기 공정 툴(510) 내에서 반도체 웨이퍼(105)의 다양한 세트들의 이동을 제어한다.

상기 공정 툴(510)은 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 2 세트로부터 선공정 측정 데이터를 획득한다(블럭 930). 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 2 세트에 관한 상기 선공정 측정 데이터는 상기 통합 측정 툴(310)을 이용하여 획득된다. 일 실시예에서, 상기 챔버(630) 내의 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 1 세트의 상기 공정 및 상기 통합 측정 툴(310)에 의해 획득되는 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 2 세트에 관한 선공정 측정 데이터의 획득은 대략적으로 시간의 중첩된 주기들 동안 수행된다. 일 실시예에서, 상기 선공정 측정 데이터는 피드포워드 제어 방식에서 반도체 웨이퍼(105)의 후속 공정에 관한 제어 설정치들을 수정하는데 사용될 수 있다.

상기 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 1 세트의 상기 공정의 완료시에, 상기 공정 툴(510)은 상기 반도체 웨이퍼(105)를 후공정 측정 데이터 획득 단계로 보낸다(블럭 940). 일 실시예에서, 상기 후공정 측정 데이터 획득은 상기 통합 측정 툴(310)에 의해 수행된다. 대안적인 실시예에서, 상기 선공정 측정 데이터는 개별적인 선공정 통합 측정 툴(410)에 의해 획득되고, 상기 후공정 측정 데이터 획득은 개별적인 후공정 통합 측정 툴(420)에 의해 수행된다. 도 9에서 나타난 예시적인 실시예에서, 상기 선공정 측정 데이터 및 상기 후공정 측정 데이터 모두는 상기 통합 측정 툴(310)에 의해 획득된다. 일 실시예에서, 상기 후공정 측정 데이터는 피드백 제어 방식에서 반도체 웨이퍼(105)의 선행 공정으로부터의 에러들을 보상하기 위해 반도체 웨이퍼(105)의 후속 공정을 수정하기 위하여 제어 세팅들을 수정하는데 사용될 수 있다.

상기 시스템(300)이 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 1 세트로부터 후공정 측정 데이터를 획득하는 동안, 상기 공정 툴(510)은 반도체 웨이퍼(105)들의 제 2 세트를 공정하기 위해 상기 공정 챔버(630)로 보낸다(블럭 950). 그동안, 반도체 웨이퍼(105)들의 제 1 세트로부터 획득된 상기 데이터 즉, 상기 선공정 측정 데이터 및 후공정 측정 데이터는 웨이퍼별 피드백 루프(705) 및 런별 피드백 루프(700)에 관한 측정 피드백을 실행하기 위해 사용된다(블럭 945). 상기 측정 피드백 루프를 수행하는 예시적인 일 실시예가 첨부된 도면과 함께 하기에서 설명된다(도 11을 보라).

도 9에 대한 설명을 계속하면, 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 2 세트가 상기 챔버(630) 내에서 공정되는 동안, 상기 시스템(300)은 반도체 웨이퍼(105)들의 제 3 세트를 상기 공정 툴(510)로 보낸다. 상기 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 3 세트는 선공정 측정 데이터 획득을 위해 상기 통합 측정 데이터 획득 툴(310)로 보내진다(블럭 960). 일단 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 2 세트가 상기 챔버(630)에서 공정되면, 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 2 세트는 상기 후공정 측정 데이터 획득 단계로 보내진다(블럭 970). 이어서, 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 3 세트가 공정을 위해 상기 챔버(630)로 보내진다(블럭 980). 그동안, 제 2 측정 피드백 공정이 상기 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 2 세트와 관련된 측정 데이터 즉, 상기 반도체 웨이퍼(105)들의 상기 제 2 세트와 관련된 선공정 및 후공정 측정 데이터를 사용하여 개시된다. 케스케이드 공정의 이러한 과정은 통합 측정 툴(310)들을 사용하여, 반도체 웨이퍼(105)들의 다수의 세트들에 대해 반복될 수 있다.

도 10에서는, 블럭들 910, 930 및 960에서 보여진 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 측정 데이터를 획득하기 위한 방법의 흐름도가 설명된다. 후공정 데이터의 획득하는데 있어, 상기 시스템(300)이 반도체 웨이퍼(105)를 공정한 후에, 적어도 하나의 반도체 웨이퍼가 공정되었다는 것을 나타내는 신호가 상기 시스템(300)에 의해 수신된다(블럭 1010). 상기 시스템(300)이 반도체 웨이퍼(105)들의 세트가 측정 데이터 획득에 유효하다는 것을 알았을 때, 상기 공정 툴(510) 내에 어떤 반도체 웨이퍼(105)가 분석을 위해 큐 내에 다음이 될지에 관한 결정이 이루어진다(블럭 1020). 일단 상기 시스템(300)이 인라인 측정 분석을 위해 특정한 반도체 웨이퍼(105)를 타겟으로 하면, 상기 공정 툴(510)은 인라인 측정 데이터 획득을 위해 그 특정한 반도체 웨이퍼를 상기 통합 측정 데이터 툴(310)으로 보낸다(블럭 1030).

상기 시스템(300)은 상기 타겟 반도체 웨이퍼(105)로부터 인라인 측정 데이터를 획득한다(블럭 1040). 상기 공정 툴(510) 내의 상기 통합 측정 툴(310)은 상기 인라인 측정 데이터를 획득한다. 그러므로, 실시간의 또는 거의 실시간의 측정 데이터가 상기 시스템(530)에 제공된다. 일단 인라인 측정 데이터가 획득되면, 상기 공정 툴(510) 내의 상기 공정 챔버(630)에 측정 데이터가 획득되었다는 것이 알려진다(블럭 1050). 일 실시예에서, 상기 공정 챔버(630)는 상기 장치 인터페이스(610)를 통해 상기 컴퓨터 시스템(530)에 상기 데이터 획득을 알리는데, 그래서 상기 컴퓨터 시스템(530)은 상기 인라인 측정 데이터에 응답하는 동작을 실행할 수 있다. 도 10에서 설명된 단계들은 도 9의 블럭 910, 930 및 960에서 나타난 것과 같은 선공정 및 후공정 측정 데이터를 획득하는데 사용될 수 있다. 도 10에 설명된 단계들의 완료는 도 9의 블럭 910, 930 및 960에서 나타난 것과 같은 인라인 측정 데이터를 획득하는 상기 공정을 실질적으로 완료한다.

도 11에서, 도 9의 블럭 945 및 975에서 나타내어진 상기 측정 피드백 단계들을 수행하는 일 실시예의 흐름도가 설명된다. 상기 시스템은 반도체 웨이퍼(105)의 특정한 세트에 관련된 선공정 및 후공정 측정 데이터를 분석한다(블럭 1110). 예를 들어, 반도체 웨이퍼(105)의 상기 제 1 세트에 관련된 상기 선공정 및 후공정 측정 데이터가 웨이퍼별 피드백 조정 루프(705)에 관해서 그리고/또는 런별 피드백 루프(700)에 관해서 분석된다. 상기 시스템은 상기 선공정 및 후공정 측정 데이터를 근거로 하여 에러들을 계산한다(블럭 1120). 일 실시예에서, 상기 계산된 에러들은 에러가 존재하는지를 결정하기 위해 소정의 사양과 비교된다. 예를 들어, 상기 반도체 웨이퍼(105) 기판 상에 침착된 트랜치에 관련한 데이터는 임계 규모 값들, 상기 트랜치의 측벽의 앵글, 상기 트랜치 깊이 및 그와 유사한 것과 같은, 그러한 트렌치의 소정 범위의 받아들일 수 있는 값과 비교된다.

상기 시스템(300)은 발견된 에러가 받아들일 수 있는 값들의 소정 범위 밖에 있는지 여부를 결정한다(블럭 1130). 상기 시스템(300)이 발견된 에러가 받아들일 수 있는 값들의 소정 범위 밖에 있지 않다고 결정했을 때, 상기 시스템(300)은 일반적으로 상기 에러를 무시하고 정규 공정 동작들을 계속한다(블럭 1140). 상기 시스템(300)이 발견된 에러가 받아들일 수 있는 값들의 소정 범위 밖에 있다고 결정했을 때, 상기 시스템(300)은 반도체 웨이퍼(105)들의 후속 공정에 관한 상기 제어 입력 파라미터들에 대한 조정 팩터(factor)를 계산한다. 일 실시예에서, 제어 입력 파라미터들에 대한 수정들은 상기 발견된 에러들을 줄이기 위해 이루어진다. 상기 시스템(300)은 상기 계산된 조정들을 반도체 웨이퍼(105)들의 후속 공정에서 구현하기 위해 들여온다(블럭 1160). 예를 들어, 반도체 웨이퍼(105)의 기판 상에 트랜치 구조를 형성하기 위한 상기 제어 조정들에 대한 변경들이 후속 트랜치 구조들의 정확도를 더 제련하기 위해 이루어진다. 도 11에서 설명된 상기 피드백 방법은 런별 피드백 루프(700)에 대해서 뿐만 아니라 웨이퍼별 피드백 루프(705)에 대해서 수행될 수 있다. 본 발명의 설명들은 반도체 디바이스 제조상의 다양한 공정 절차들에 대해 사용될 수 있다.

본 발명의 설명에 의한 원리들은 KLA 텐코(Tencor), 인크(Inc.)에 의해 제공된 촉매 시스템(Catalyst system)과 같은 진보된 공정 제어(APC : Advanced Process Control) 체제에서 구현될 수 있다. 상기 촉매 시스템은 국제 반도체 설비 및 물질(Semiconductor Equipment and Materials International)("SEMI") 컴퓨터 집적 제조(Computer Integrated Manufacturing)("CIM") 체제 호환 시스템 기술들을 사용하고 APC 체제를 기초한다. 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. 상기 APC 체제는 본 발명에 의해 설명된 제어 방법을 구현하기 위한 더 적절한 플랫폼이다. 어떤 실시예들에서, 상기 APC는 공장 전체의(factory-wide) 소프트웨어 시스템일 수 있어서, 본 발명에 의해 설명된 상기 제어 방법들은 공장내의 어떤 반도체 제조 툴에 실질적으로 적용될 수 있다. 상기 APC 체제는 또한 공정 수행의 원격 액세스 및 모니터링을 허용한다. 또한, 상기 APC 체제의 사용에 의해, 데이터 저장이 로컬 드라이브에 비해 더욱 편리하고, 더욱 융통적이며 덜 비싸게 될 수 있다. 상기 APC 플랫폼은 그것이 필요한 소프트웨어 코드를 기입하는데 상당한 양의 융통성을 제공하기 때문에, 더욱 정교한 형태의 제어를 허용한다.

상기 APC 체제 상에서 본 발명에 의해 설명된 상기 제어 방법의 발전은 많은 소프트웨어 성분들을 요구할 수 있을 것이다. 상기 APC 체제 내의 성분들에 더하여져, 컴퓨터 스크립트가 상기 제어 시스템에 포함된 상기 반도체 제조 툴들 각각에 기입된다. 상기 제어 시스템 내의 반도체 제조 툴이 상기 반도체 제조 팹에서 시작될 때, 그것은 일반적으로 상기 공정 제어기에 의해 요구되는 동작을 개시하기 위해 스크립트를 요구한다. 상기 제어 방법들은 일반적으로 이러한 스크립트들 내에서 정의 및 수행된다. 이러한 스크립트들의 개발은 제어 시스템 개발의 중요한 부분을 구성할 수 있다. 본 발명에 의해 설명된 원리들은 다른 형태의 제조 체제들에서 구현될 수 있다.

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. 공정을 위해 제 1 반도체 웨이퍼(105)를 수용하는 단계와;

   공정을 위해 제 2 반도체 웨이퍼(105)를 수용하는 단계와;

   상기 제 1 반도체 웨이퍼(105) 및 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105) 상에서 케스케이드 공정 동작을 수행하는 단계를 포함하며,

   상기 케스케이드 공정 동작은 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 선공정 측정 데이터를 획득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 후공정 측정 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   선공정 측정 데이터를 획득하는 단계는 통합 측정 툴(310)을 이용하여 선공정 측정 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 2항에 있어서,

   후공정 측정 데이터를 획득하는 단계는 통합 측정 툴(310)을 이용하여 후공정 측정 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 반도체 웨이퍼(105) 및 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105) 상에서 케스케이드 공정 동작을 수행하는 단계는:

   상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 선공정 측정 데이터를 획득하는 단계와;

   상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 상기 선공정 측정 데이터를 획득한 후에 상기 제 1 반도체 웨이퍼를 공정하는 단계와;

   상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 선공정 측정을 획득하는 단계와;

   상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)의 상기 공정 후에 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 후공정 측정 데이터를 획득하는 단계와;

   상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 후공정 측정 데이터가 획득되는 신간 주기의 적어도 일부 동안 상기 제 2반도체 웨이퍼(105)를 공정하는 단계와; 그리고

   상기 제 2 반도체 웨이퍼의 상기 공정 후에 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)의 상기 공정에 응답하여 후공정 측정 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 선공정 데이터를 획득하는 단계와, 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 상기 선공정 데이터의 상기 획득 후에 상기 제 1 반도체 웨이퍼를 공정하는 단계와, 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 제 2 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 선공정 데이터를 획득하는 단계와, 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 상기 선공정 데이터의 상기 획득 후에 상기 제 2 반도체 웨이퍼를 공정하는 단계와, 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 후공정 데이터를 획득하는 단계와; 그리고 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)의 상기 공정 후에 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 후공정 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 케스케이드 공정 동작을 수행하기 위한 공정 제어기와;

   상기 공정 제어기(350)에 연결되며, 인라인 선공정 측정 데이터 및 인라인 후공정 측정 데이터 중 적어도 하나를 수신하기 위한 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛(320)과;

   상기 공정 제어기(350) 및 상기 인라인 케스케이드 측정 데이터 저장 유닛(320)에 연결되며, 인라인 선공정 측정 데이터 및 인라인 후공정 측정 데이터 중 적어도 하나에 응답하여 피드백 기능을 수행하는 피드백/피드포워드 유닛(580)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼(105) 공정의 케스케이드 제어를 수행하기 위한 시스템.
7. 컴퓨터에 의해 실행될 때 방법을 수행하는 명령들로 엔코드된 컴퓨터 판독가능 프로그램 저장 디바이스에 있어서, 상기 방법은

   공정을 위해 제 1 반도체 웨이퍼(105)를 수용하는 단계와;

   공정을 위해 제 2 반도체 웨이퍼(105)를 수용하는 단계와; 그리고

   상기 제 1 반도체 웨이퍼(105) 및 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105) 상에서 케스케이드 공정 동작을 수행하는 단계를 포함하며,

   상기 케스케이드 공정 동작은 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 선공정 측정 데이터를 획득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 저장 디바이스.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 방법이 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 후공정 측정 데이터를 획득하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 저장 디바이스.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 선공정 측정 데이터를 획득하는 단계는 통합 측정 툴(310)을 사용하여 선공정 측정 데이터를 획득하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 저장 디바이스.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105) 및 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105) 상에서 케스케이드 공정 동작을 수행하는 단계는,

    상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)로부터 선공정 측정 데이터를 획득하는 단계와;

    상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)로부터 상기 선공정 측정 데이터의 상기 획득에 응답하여 상기 제 1 반도체 웨이퍼를 공정하는 단계와;

    상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)가 공정되는 시간 주기의 적어도 일부 동안 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)로부터 선공정 측정 데이터를 획득하는 단계와;

    상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)의 상기 공정에 대한 응답으로 상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)로부터 후공정 측정 데이터를 획득하는 단계와;

    상기 제 1 반도체 웨이퍼(105)에 관련된 후공정 측정 데이터가 획득되는 신간 주기의 적어도 일부 동안 상기 제 2 반도체 웨이퍼(105)로부터 상기 선공정 측정 데이터의 상기 획득에 응답하여 상기 제 2 반도체 웨이퍼를 공정하는 단계와; 그리고

    상기 제 2 반도체 웨이퍼의 상기 공정에 응답하여 후공정 측정 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 저장 디바이스.