TW200523701A - System and method for using first-principles simulation to control a semiconductor manufacturing process - Google Patents
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Description
200523701 九、發明說明: 一、【發明所屬之技術領域】 模擬 本發明一般關於製造半導體装置,尤有胃 應用於半導體製造程序中。 有關於將第一原理 二、【先前技術】 使轉體製造業者在基板上所製造之裝f f率】:求’迫 低製造成本,有必要降低製造曰凰縮小,再者’為降 由於特徵尺寸減少以及基板尺寸增加(3^^ Ί複雜度。 製程結果的變數。為更精確控制各果存;影響 ί 愈多數目之診斷系統(電子、機械'以,及光理Ξ 理期間1測資料’並提供透過製^^控制 )j ^數之智慧基礎。診斷系統之數目開始變得 “ ‘ 法取得在空間與時間上已獲充分解析以用於完整ί二 對使用6使得吾人在半導聽造產業上 程期間,電腦i式化及模擬製^工具之設計製 (如應力 >熱'磁等)上之模擬 ^ 題之正麵^賴_崎丨=== 200523701 ΐϊΐ人ί2ί均::?得模擬結果所需時間降低。事實上,本 以於由該工具所執行之;:直接實施於該工具本身, ,際半導體技術藍圖確認阻礙:具如2。01 在未=導雜置上觀極小舰之離^之㈣,作為 目前用於半導體製造I具 理巧内執稍擬;尤其 能,因此僅能執行極簡單之診斷與控制功 在半導體處理工具執行二貫上模擬能力。然而, 時,將此-電腦專用於亨工本不需要模擬之製程 貴計算資源之無效率使^ 成浪費計算資源;此種對寶 力之障礙。料使用已成為在料_社具上執行模擬能 三、【發明内容】 /或剛:妙她先前技術 本發明之另一目的為•腺埜 工具整合,以輔助㈣工模擬能力與—半導體製造 之上述已確認以及 資 源下1^=擬要該工具專用之強力計算 本發明之再另一目的為· y· 之現,算資源,以提供;面性:篇=利用各工具專用 攻些以及/或其他目的可由之=样 根據本發明之-態樣,控制^ ϋ歹j雜提供: 製程之方法包含:輸入關於4二==工具所執行之- 等體處理工具所執行之製程的 200523701 處,=冗::於:==¾ 係用《輪入關= 原理模擬,以提供ί:=口 果制以在由該半導體處理工具所執行之難程 之^:資料所用的裝置;以及 工具所: 上執行4用八悲:電腦可讀媒體包含在-處理器 理器執雜树,將使處 及輪入關於該半導體處理工且之—第」=之製程之雜、以 導m理1具所該:⑽理模擬結果’以於該半 四、【實施方式】 同或相對應^部分、。’相同參考數字指示與其相 圖1為根據本發明之一實施例之系統方塊圖, 200523701 :亥系:先係利用第一原理模擬技術,以辅助由半導體處理工具所執 行^程。如圖!所示,該系統包含半導體處理工具1〇2、:身料輸 7 Ί一原理物理模式106、以及第一原理模擬處理器 , 之该系統亦可包含如虛線内所示之工具級程式庫no。 夕制處理工具搬為執行關於製造積體電路或半導體晶圓 屬卢工具。例如半導體處理工具102 $以下列系統施行: 侧系統、光阻旋轉塗佈系統、微影系統、介電 亦即旋塗玻璃(S0G)或旋塗介電(s〇D)系統)、沉 化學蒸氣沉積(CVD)系統或物理蒸氣沉積(PVD) 他執行半導體製造程序所用之工具。 擴賴次者其 製程收ΐ關於半導體處理工具1〇2所執行之 ^。由本道#^已收集之貝料輸入至第一原理模擬處理器的裝 製程iG2所執行之製程可為特徵化製程(亦即 理,具Η>2所執行之製程。在—實施例中,資J輸、人g = 汽俨力:具之一室内部環境之資料,此種資料可包含 處理室内部各點之氣體速率及㈣;電的資料 資料r在ΐ理=ίί内部各點之電壓、電流、以及阻抗;化學 ,料(當使用電聚時)如電》密度(例如ΐ藍米、爾探針 機械=如在處理‘======及 製程工ίί境資料外,資料輸入裝置ι〇4可收集關於 传以作油人至本ϋ果。在一貫施例中’資料輸入裝置104 係讀為麵口至+導體處理工具102之計量學工具執行;該計量 200523701 尺寸(例如之長度刻速率之_)、_臨界 側壁輪和、膜性質g如 徵異向性(例如蚀刻特徵 所執ί之製程i其他1i數圖案臨界尺寸、或由半導體處理工具1〇2 理器具102及第-原理模擬處 為使用者輸入裝置執行,該使用者於,二f輸入裝置104可作 處理工具102直接提供至槿擬Μ』1 f置係用以將關於半導體 可為-鍵盤,握鮮二土二擬处理器106,例如資料輸入裝置104 106 t ; ill ΐ!^ 處理工具102所^行之存關於先前由半導體 以將資料輸人至處理器中第顏模擬處理器⑽自動存取, 第一原理物理模式106為工具、工具環以及 Ϊ模狀物理雖咐赋,錢肢模擬結 力由+導體處理工具所執行之製程,故第—原理物理模 ϋίΐί析半導體處理工具1G2之類型以及該工具所執行之 I程有某種程度的關係,例如物理模式106可包含一工具撤之 j纽積(CVD)室及擴散爐不同;同理,計算流場所需之第 二原^方程式與計算溫度場所需者週異。物理模式可為如實 商業化軟體巾之模式,例如ANSYS (ansys公3出品,美 國負州153Π坎農斯堡城科技路π ?虎南腳尖)、FLUENT(Fiuent 公,出品,*賴罕布夏州°遍黎MiCenterraSJ卡文迪西巷 1〇说)、或CFD-ACE+(CFD研究公司出品,美國阿拉巴馬州358〇5 200523701 亨次維市韋恩路2is號),以計算流場、電磁場、溫度場 、 表面化學(亦即蝕刻表面化學或沉積表面化學);然而,五予 採用自第一原理發展出以解析這些或其他處理系统内 =了 用或定製模式。 、、、、田卽的專 第-原理模擬處理器108 &-處理裝置,其係 入裝置104之資料輸入應用至第一原理物理模式1〇6 原理模擬;尤其第-原理模擬處理器108可利用資料輸 所提供之資料,以設定第-原理物理模式⑽之起始條 邊界條件,該第一原理物理模幻06接著即由模擬模組 ^ 發明之第一原理模擬包含但不限於由馬克士威、 本 P^isf;r ^B?G, a ^ "rd: )1994年))。第一原理模擬處理器⑽可以實體上 ‘二Γί 合之處理器或工作站之方式實施,或以通用電 H ^;〇8 理工具102所齡_擬結果係用以輔助由半導體處 製程控制、及j ί]如模擬結果可用以促進製程發展、 出,此將更進一8“明’於,供可輔助工具處理之虛擬感測器輸 之工具部=示’該系統亦可包含儲存模擬結果所用 來此編譯可用以提供模庫上為過去模擬結果之編譯,未 第-原理模擬處t 果,该工具級程式庫110可儲存於與 硬碟中。、 w 8整合之獨立儲存裝置或電腦儲存裝置如 將極易了解實二ϋ ’之系統僅為例示用’通常熟悉此技術者 如第-原理物卿i 用之特殊硬體及軟體可有許多變化。例 、式106、第一原理模擬處理器1〇8、以及工具級 200523701 los 〇 ί Ji^I4^'/1400 5 1 所示之^ΐί^ΪΓ 面’二或更多已程式化電腦可以圖i 複製)分散式處理之原理及優勢(如冗餘及 ϋΊιί猶行’明加綠之驗及性能。 第:模為:,?辅之助 102所^-製^自步驟201開始,即輸入闕於由半導體處理工罝 :物執理ir之料資料如上入資料_ 行之製程或此製程姓果之次料^ ,在半導體晶圓上之工具所執 與第一原賴 人,或間接自手動裝置或 ^物2測裔或計量學工具輸 如來自*前已執行Si I,則已執行製程中所記錄之資料, 者設定為特定模擬之者該資料可由模擬操作 依所欲模擬結果而定。由處理工具所輸入之輸入資料類型通常 物理模除式了==所第:f里模擬請亦輪入第-原理 化之工具的物理特 不(驟203包含輸入以該模式 所需要之軟體編寫而成^執之所欲特性的第-原理模擬 體處理工具H)2所方f式,其中該製程係由半導 體或該處理器不可支 1 原理物理模式106可自外部記憶 。雖,圖2所私轉之2^記接 處理器,·另 瞭第—原理模擬器⑽可同時執=;:,=固 200523701 反之次序執行這些步驟。 料與步驟加之輸入資 模擬結果;步驟205 ^與半導體^理I :原理模擬並提供-或非同時執行,例如可在^寺間^ 執行之製程同時執行 果用於控制該製程之模:,可 二,且其模擬結果可儲存於-程式庫中,以“ i糾時進 貫施例中,步驟205包括利用步驟2〇1輸入^檢索用。在— 挪中所提供之物理模式之起始條件及入界 =,。以設定步驟 所執行辅助由半導體處理工具⑽ 行,,严利;該ί擬以測處執 接至if-1此圖中所示,該網路架構包含透過網際網路3Η連
It 包含第一原理物理模式106、關於圖1所述之第 擬^以及任何其他有助於執行第—原理模 。另外’模擬模、组302係用以利用任何已知網路通 可以高If程控制(APC)控制器聯繫,各模擬模組302 圖14之電腦系統14〇1般的通用電腦方式實施。 所執=製圖程3之1:= 12 200523701 接輕合至-侧工具102,因此,資料輸入裝置係 二個別工具上之物理感測器及/或計量學工具之=方: ΪΪ认如上所述,資料輸人裝置可以封議模組操作者上Ϊ用之 =輸入裝置之方式執行。此外’各模擬模組3G2可用以將 $存=如程式庫3G6之工具級資料庫,並自I具級 】資 料庫本#上為可用於未來模擬之過^ 在本發明之-實施财,各觀池3Q2魏_ jfiff f縱控制器3〇4 ;如圖3所示’廠級APC控制器 304亦可透過網路314與通訊伺服器316而連接至獨立 二 組308、廠級程式庫31〇、與獨立電腦模擬模組312。、、 Μ如將更進—步說财,獨立f職擬模組㈣及312為 ίΐΤ十Ϊ翁集之第一原理模擬時可用以輔助模擬模組302之計 η級程式庫310為用於儲存自任一網路系統: ^传之模擬結果的資料庫;廠級縱控制器3〇4為任一適^ 作站、祠服器、或其他與模擬模組3〇2、3〇8、及312互 ; 薇級程式庫310之資訊的裝置,廠級就“制 i制鞀亦工具102根據模鋪、组302之模擬結果而執行 ,例如APC控制器可用以接收來自模擬模組之模擬 令,該模擬結果執行製程調整與/或任何工具102 4控°, S = APC控制器綱利用任何適當協定而與模擬模組=方 電:系二?程式庫一 ^ 提供在合理求解速率下,圖3之網路組態可 ΐί 果之計算與儲存資源分享,如此即 =了 :便_工具所執行之製程之有4義的I具上模擬能力; 簡單模擬可由工具專屬模擬模組執行,但需要較多計 雜模擬可利用在網路之工具上_立多重模擬模組上 之知式碼平行化技術執行。假設有電力供應至模擬模組,即使目 13 200523701 之程式庫(例如儲存裝置)令,^ 廠網路中任意處 時可被所有工具存取。 果在查找診斷或控制資料 本案發明者亦發現··圖3 -條件組下所得出之模式結果,分=冓=二^工具1〇2將 運作之其他相似或同-工具的能力件下 執行唯—處理條件之槪,並再_來自ίί 提供在網路上自一模擬模組傳snn=s架構亦 變ί精化至其餘類模_能力,例如若彳輸2ίί之ΐ 仃執行期間決定某些輸入參數必須改變式之平 經傳遞至所有其他模擬模組及工具。…二灸化可透過網路 遠程m路^構亦提供至遠程計算資源之最適連接,其中該 者廠i槿ϋΓ31協助執行模擬任務並將結果回傳至裝置製^ 具上提供 之貝科父換中心,藉此更增加了建 二^、、、。果 址塊遠程;以 際網路連接提供ΐίΐ客戶化處理即透過通鋪服器及網 現,本案發明者更發展出用於提供虛擬感測器讀i之新穎 200523701 模擬系統、提供用於發展由工具所執^ 上、或如圖3所述之計算與儲存資源之互“:及模減組 组。肋自物理感卿增加已測量資料 _見: 數目龐大,在工具上安裝較多咸測考 :曰主右所而感測淼 許多案例中,工具上極昂貴的提案,且在 量之狀況ΐί明j且:Γίίϋ线裝感測11處卻需要測 或邊丄=;式 ,=稱其中之鋪由來自工具二 第理發Γΐτ5"闕之製㈣關,賴程係利用 測。========擬感測器量 椒^ 订貝枓類型,只要輸入貧料可令第一眉拥描 ====結;即可。如此,該輸入 程、或者此触之結果有關gum具所執行之製 ,二,或間L原手^二之輸物入理感測㈣^ —it 15 200523701 作為一第—原理蝕刻製程模式之輸入。於施行蝕 罩触刻之量測包含在-批特定基板之-特定基板上之一 2 = 置(如中央及邊緣)的圖案臨界尺寸及遮罩膜厚度; 膜J度(亦特侧膜之膜厚度:> 之量測亦可作為_製程掇? 在執行-特定製程策略之第-原理蝕刻製程模i後,、〇 輸:,此輸:可_定二= 之後,這些結果可用來調整目前或未來基板之製程策略。,寸, 料r接由手動輸人裝置或資料庫輸人處,該資料可為自 者該資料可由模擬操作者設定為以 最佳輸入參數」;由處理工具所輸入之輸 之所欲虛擬量測喊。 胃簡㈣巾根據待測 除了輸入該輸入資料外,第一原理模擬處 於仿真如步驟403所示之物理感測器之第雨入用 4〇3包含輸人由模式所模式化之工具的物^ 理模擬所需之第一原理基礎方程式,以獲得屬J 原 處理工具102所執行之製程之物理感測器讀數的 數。如步驟彻之第一原理物理模式可自測器t 部記憶體或内部記憶體裝置輸人至該處 ^^了或缺之-外 示之步驟403係於步驟401之後執行,但y ^者’雖然圖4所 擬處理器108可同時或以與圖4所一°=^瞭第一原理模 在步驟405中,如圖】之處理器序施行這些步驟。 係利用步驟401之輸入資料與步驟二 J第一原理模擬處理器 執行第-原理模擬並提供虛擬感測器量列物理模式,以 間或與由半導體處理工具所施行之製 ς驟_ = y在不同時 同時執行之模擬可利用來自具有相同 ^:丁 ’未與晶圓製程 所儲存之起始與邊界條件。如以上關於程條件之先前製程 、回所提及者,其僅適用 16 200523701 晶圓製程緩慢之案例,·晶圓曰舟… 曰曰 測’這些「_」稍後可^日=,例如令模擬模組解所需之量 製程·瑜^與 同時執行處, 行,以不停地更新第^歷if Ϊ里測而與製程同時重複地進 量測資料可供卫具操作者用於監生之虛擬 之量測完全相同H且其絕對與物理感測器所做 ^擬量測方可以合,里速率^例如里如此 模;之;始及邊界條件係根據工具處理以二 理丁二S感;:=ϊ以理=時,相依之模擬接著社= 作者並處錢;所得之虛擬制可顯示給操 -#。若ίίϋΐ分析’如任何其他經確實測量之工具參數 應確實量測前得知,預二 =根據攻些1測而貫施各種不同前饋控制功能,兹將更進—牛 坪迷於下。 ^ 又在圖4之製程之另一實施例中,第一原模 ,測器量測與相對應之物理感測器量測相比較而 執行。例如在具有某種製程策略/工具條件之第一回合期間,、1 具操作者將「已知最佳輸入參數」用於模式上;在各模擬運算期 間或之後,該模擬模組可於進行來自物理感測器之確實量測的位 置上,將所預測之「量測」與確實量測相比較,若偵測到明顯差 異,則可利用最適化及統計方法改變輸入資料及/或第一原理物 17 200523701 =本。根 :: t!---- -2 需求以及對相同製程條件之模式料π: 了,後續輸入參數之 些其他=中對進正之刀it 如此即消除了在這 係用以輔助由半導體i疑理二、f〇f:::: J栽虛:感測器量測 2測器量測可作為各種不^同用途之工具统言,虛 ;確==;生製;心 L感===:=之r所執行之典型= 者,虛擬感測器量測:再 稍後使用,如此即免除了*二=呆體上之鞋式庫中,以備 模式或輸入條件(例如在精化期、二=條件之模擬執行’除非 除提供虛擬感測器讀數外,本發明之 而ΐ其:=目前?驗設計製程發展 -行’此將導致耗時且;貴:特4=::2需要不同之製程執 理模擬能力容許參數變化及工具本身若又=之工具上第一原 這些由第-原理模擬所充分模式化ΐ製;以^ 第一原理模紐術,以將解導體處用 執行,或者利用圖3之架構。如圖5 /示,處理器=上 輸入用於獲得關於由半導體處理工請所執化 200523701 ;感;f模擬結果即可。如二 :至第-原理模擬處理器108 量與^耦 或間接自手動輸人裝置或·献人學工具輸入’ 之j供虛擬感測器讀數之模擬模:貝二二$ 或如資=S^t,r料可為先 模擬操作者蚊可由 二::卜二:原二輪::7原理 503 102 ^ 益不可或缺之内部記鋪裝置輸人至該 :卩:「it體或處理 503 5〇1 ^ , ^ 可同時執行這些步驟,或《與圖 在步驟505中,如圖1之處理器1〇8 步驟501之輸入資料與步驟5〇3 = 一原理模擬器利用 原理模擬並提供-模擬結果,以將該製程、特,模^ ’執行第一 由半導體處理工具所執行之製程同時 ^ ,乂驟505可與 ,程同時進行之模擬可利絲自執行,不與工 刖處理執行中所儲存之起始與邊界條 ° =/員似製程條件之先 、如以上關於圖2所提及 200523701 ,:;= 處,第-原具所贿之餘_執行之
2:S|S=S 同或不晴======料行測試之相 疼供由丰導贈田τ曰」.^ 口人可實施第一原理模擬,以 係不 以將由分資料組 如上所述之以模擬結果作為特徵^ ^步驟507所示。 =,化之實驗設計方法所要求之耗或製 用貝科組可儲存於-程式射,以_由工 之=寺= ____ 料庫中,以便感測或控制半導體處理工具之势程 測並操細铸化下可靠地感 狀況將令資“:ii : 作條件,此 組任何此種資 1準破輸入資料;然而,吾人仍可利用統計方法, 月自運作時間資訊;但本發明並不需要具有此_ 200523701 制能力之資訊。事實上,製程模式可提供-基礎,於此,製裎可 利用製程模式進行經驗控制,以將該些已知解延伸錢驗 之「解」;故本發明之—實施例藉由以第—原^模擬 模、,且解丨曰補已知(亦即實際上觀察到的)解而 Γ權模組解係與已知解—致。最後,隨著統品2Ϊ 展,模擬模組解可以經驗式解之資料庫取代。 之r實施例中,工具上第—原理模擬不需要資料庫 ίίϋΐ取,在不同操作條件下具有較多可資利用之電腦運作 夺„,不同統計方法仍可用以精化卫作模式與輸入資料, 但,此實_林需要具有此種製程_及控制及錯誤 之貧訊。 ' 第;本發明之—實關之系統方塊®,姆統係利用 第一原理模擬技術以控制由半導體處理工具所執行之製程。如此 圖所示,該系統包含耦合至高等製程控制(APC)基礎建設刚 之-處理工具602,其中該APC基礎建設6G4包含 ,- APC控制器,、以及一程式庫61〇 ;計以= 退程控制器614亦耦合至APC基礎建設6〇4。如圖6所示,程 庫610可包含一解資料庫616與一網格資料庫618。 > 處理工具602可當作參照關於圖丨之半導體處理工具1〇2 ,,故處理工具6G2可為例如材料處理系統、侧系統、、 塗系統、微影系統、介電塗佈祕、沉積系統、熱退火 ,處理(RTP)系統、以及/或批次擴散爐或其他適當半導體造 統。如圖6所示,處理工具602提供工具資料給模擬二且 606並自APC控制器_接收控制資料,如下方將更詳細說明 處理工具602亦輕合至提供處理結料訊給模擬模組 吾 學工具612。 《重 模擬模組606為電腦、工作站、或其他可執行第一原理 技術以控制由工具602所施行之製程的處理裝置,因此其告 關於圖3所述之模擬模組302實施;故模擬模組6〇2包^第:原 21 200523701 理物理模式l〇6及關於圖1 一 任何其他有助於執行第一肩 一原理模擬處理器108,以及 體。在圖6之實施例f,/擬制製程之硬體與/或軟 在工具602上用以在以接收來自-或更多 1資料,該工具資料可包含上;理與後續使用之工 :貝料、熱及機械資料、或任何二電學資料、化學 料。在圖6之實施财,工 I二圖2所述之輸入資 上執行之模式的邊界條件及/起^ 字在模麵組_ 溫度場、化學、表面U式碼,以計算流場、電磁場、 等,·自第理二或沉積表面化學) 以提供工具製程控制所用之^ 入系統内部之細節部分, APC控制器608係麵合至描 組606之模擬結果,並利用該模擬结^以實施^接^來自模擬模 行之製程調整/製程修正所用^请^實=工具6〇2上所執 整以修正製程非均勾性。例如吾人可進行-調 降法(數^方法1,接者可以該非線性最適化方案如最陡下 Ιί ΛΐΪ I ! qU1St ^ Bj〇rCk ^ S Prentice-Hall,Av5l , ^ 等又著,劍料ίί西州,1774年’第441頁;數值處方,p職 動解ΐ於=劍橋,1989年,第289-306頁),將擾 之^,該修正接著即利 ΐ處、或者來自目前模擬執行之結果可指 均Ϊ靜知目前起始,邊界條件之基板下方之-非 二勻靜心I力%,该均勻性可依序提供用以定量基板 的已觀測非均勻性,該尺度係藉由計量學工具在基板二 尺寸、特徵深度、膜厚度等。藉由擾動目前^ 擬執饤之輸入參數,可獲得一組擾動解,以決定為移除或降低靜 22 200523701 態壓力非均勻性所應採取之最佳「路 包含壓力、功率(傳送至電極以產生電紫入參數可 3-輸人參數且保持所有其他輸人參數固定二次 «度_,以獲 以及修正製程效能之方法巾 t制、識別、 式,兹將後者之内容(P㈤模 :(=似)以決定模擬好(帽擬模 變= ds忿=二 。主成份分= 組至少-控制參數(协疑:或預測輸出)之空間成份與- 份之iii:參數(或輸入參數)之修正,以便令空間成 測結果Γ之非均勻=改善(或降低)模擬結果(或若有可用之量 用以座圖6之模擬模組606之程式庫⑽係 可二2=座與一:Γ靖618 ^ =之獨,數目所支配:、當二 === 接料^據f式輸人而搜尋程式庫_,以決定最 士擬口解,根據本發明,此解 格資料庫6料包t戈新更解多入至久解資料庫·。另外,網 工且或處理工且继二of更雜組’各網格組表示一特定處理 之網格,範圍“ 不同網格解析度 在粗網格塌模擬絲,接 23 200523701 而利用網格之選擇以減少求解時間。 m ^ mmmt ( 界尺寸(例如特徵之長度或寬度)in率比)、侧臨 罩)膜厚度、遮罩(例如光罩)圖案臨^尺度^遮罩(例如光 導體處理工騎綺之製歡錄辦其他由半 解答器參數(亦即解答器參數更新)、解與包含模式 斂歷程之模擬模組606交換資訊。 ^模式解、以及解收 程圖由步驟702開始,其係在如^工且6〇戶==製程。該流 基板或基板批次;在步驟7〇4,測量工星/資 ^ 2内處理 該模擬馳條件加諸於 :二C擾器_内之控制演算法批 果,藉由712 +_之模擬結 眉理ίί㈣之另—實施射,吾人可顧_經驗料結合第- 施行之製程之控制。圖, 實方例之系統方塊圖,該系統係利用第一原理模擬# 式,啸織料财理工鱗猜之製程。如此 8ΐΓ」ίί統包含一麵合至一高等製程控制(apc)基礎建設 之處理工具802,其中該APC基礎建設8〇4包含-模擬模 24 200523701 ^8〇lf^DAPC控制器_,計量學工具812及遠程控制器814 2 ^基礎建設_,這些項目與關於圖6所討論之相對 二士 除了圖8之項目更用以運用於考慮經驗模式外,故 这些相似項目將不針對圖8作說明。 至模統包含—模式分析處理器_,其係搞合 ,以接收來自模、组806之模擬結果。在圖8之 析包含自模擬結果之非尺寸化建構經驗模式, 於由—執行至另—執行或由—批次至另一批次之 2 m,—經驗模式職建立並儲存於經驗模式程式庫 產之卢具尸歷經範圍自製錄展㈣良率斜坡至量 產之處理舰歷程,在這些處理循環期間,工具之處理室由一 ΐ」ΐΊίί ίΐ錢處理至—於室清理及維護處理前之「老 相2於ίϊί料循環後’可逐步發展出一經驗模式,以包含 =應=殊處理工具及與其相關之製程之統計上充分參數空間 換s之,透過清理循環、處理循環、以及維護循環,工且 儲存之助)原本即須決定參數空間之邊界;最後: 展峨料可械—練加強第—原 式,並可提供至APC_之輸人,以作為製程 以監_式馳麵合, Π發展谢秀決疋優先於模麵級控制器輸入 、擇-、、星驗模式控制器輸出之角色;另外 可與經驗模式資料庫於(連接狀況未顯 ^ : ^ 之至經驗模式資解之輸人。 糾、作為技正用 f 9為根據本發明之一實施例之製程流程圖,該 術與—經驗模式’以控制由半導體處理工且所執 具8〇2内處_板或基板批次;在步驟9〇4,測|工且g 提供作為域擬模組如模麵組咖之輸出,邊^見條 25 200523701 =著即加諸於模擬模組之第一原理物理 出 1Γ06所示;在步驟908,執行第-原理物理模仏 分析與建構經驗模式之第一原理模擬結果 刼作者隨時有機會根據第一原理模 執行至另-執行料—減 式,例如由- 驗模式之某點上,操作者可支触制,在建立經 理模擬,在該點上可細料㈣擇完全置換第-原 提取控制器輸出以形成一^定工i資^插2插^案,迅速地 ==第一原理模擬或經驗=控=程決=$ 中右决疋不作置換,則製程繼續 ’驟912 自模擬結S歧控制峨,若麵 I ’卩APC控制器 驗模式決定控制訊號,如步置換在,,控制器自經 程。如步驟918所示,製程可利用^驗f4=之結合來控制製 中所示之經驗模式輸出 Ϊ計上有之就地ί構之方法,且一旦滿足 程控制期間,可採用過i器模式;在製 濾器)以給予部分所要求之你,數加權移動平均⑽MA)過 W根轉二=^ ^ (控制變數)之新值,γ A /式八中尾〜為特定輸入參數 ^ () 自〇至1之_器係數。 的輸人參數新值,福範圍 模擬,以提供由處理!Γ具所^^^^^貝器可結合第一原理 -錯誤偵測器,以控制由半導原理模擬技術與 所示,該系統包含,合之製程。如此圖 寻長私控制(ApC)基礎建設1004 26 200523701 之處理工具1002’ $基礎建設1G04包含-模擬模組觸6及一 Apc ^器1,及程式* _ ;雖然圖1G中未顯示,程式庫1〇1〇 料庫及-網格資料庫,計量學工具iGi2與遠程控制器 亦麵S至APC基礎建設1004,這些項目與關於圖6所討論 J相,,目相似’除了圖1G之項目更用以運用於考慮錯誤偵測 外,故廷些相似項目將不針對圖10作說明。 10所示,該系統包含一錯誤偵測器1〇4〇,其係搞合至 ,,模組1006並用以接收來自模M 1〇〇6之模擬結果。例如模擬 ii 之輸出可包含—f料輪廓,該資料輪廓接著可作為對多 嫒數为析(如錯誤偵測1040中所執行之部分最小平方(pLs))之 PLS-分析中’吾人可定義表示工具擾動資料(尤)血製 間i關係的一組負載(或相關)係數,其中;係 退載模擬結果Yslm與確實結果Yreal間之差值。 擬模==用PLS ’工具擾動資料之朗組由錯誤偵測器自模 擬M,、且處接收,工具擾動資料不是集中於 製程模式在n維解空間内先驗地決定; aY/J於[ί 1擾動組^言個擾動導數(亦即aY/av1,_V2, 掛Γ丄;丨Γ二v2、v3為不同獨立參數〕係儲存於矩陣尤内; f程效,工具擾動資料可於矩衫中儲存成-攔,且 旦ΐίY,Yreal)可於矩陣7中儲存成一攔。因此, 表不同之工具資料參數;-旦矩陣"且合起來,各列即代 •,再者,位於-矩賴巾之資料可糊巾㈣標準差作 27 200523701 正現化〇 係可,多變數分析而言’工具資料與製程效能資料間之關 ^ Β =ζγ ⑴ ΪΙίΪί上述之m Χ η矩陣’ 5代表η Χ Ρ (Ρ<η)之負載(或 陣,;Κ代表士述,m χ ρ矩陣。一旦資料矩陣_及戶組 設計最近似J及F空間且射與?間係 化之關 係即利用PLS分析建立。 一 jPLS分析模式中,X及f係分解如下: Χ^Τρτ+ε (2a)
YjUct+f (2b) U^T+h (2c) 總料變數之分數的矩陣,之載人的矩陣,[為總 、广楚數之$數的,陣,C為表示(ζ)間相關性之加權矩 丄,、—F、及好為餘數矩陣;另外,在似分析模式中,有 代表&與X關係且用以計算F並稱為加權之額外載入_。 總之:按照,何,原理’ PLS分析係相當於擬合以多維空間 之,所代表之f及F資料兩者所成之—直線、平面或雙曲線面, /番目標,儘量近似絲資料衫衫、與將在雙鱗面上之觀測位 置間之協方差最大化。 f ^為資^輸入尤及7至PLS分析以及相對應之輸出 ^,^/,心%£,心//與在投影中之變數重要性(¥11>)示意圖。可 H4 f 分析模式化之已商業化軟體之一例為MATLAB (美國麻 之Mathworks公司之商業化產品)所提供之犯工具箱 ^ 紐澤西州金内隆之Um她s公司之商業化產 έ,在此軟體上更進一步之細節可參照simca_p 8·0 =用者指南:多變數㈣分析上的新鮮8g版,其亦適用於本 2二ίϊΐ已公式化,即已決定出各模擬結果之矩陣X,·在 、、、’。果”確實結果間之任何差異均可_ PLS分析與結果 28 200523701 出來並歸因於一特殊(獨立)製程參數所致’例如來自p 馍式之最大VIP值輸出即對應於最有可能造成差異之製程來 ,12為根據本發明之一實施例之製程流程圖,該製程& 擬技術與一錯誤偵測器’以控制由半導體處理工呈所 ,,程。該流程圖係由步驟開始,在如處理工且「斤 =处理工具内處理基板或基板批次;在步驟1204, 供給如模擬模組励6之模擬模組以作為輸人;接ί ΐ / 所示;在步驟麗,執行第—原理__ 以執仃輸出至如圖1〇2APC控制器1008之控制器 隨= 有用齡(例如由一執行至另—執行或由二批次 ^制^^程模式擾動結果或PCA模式 另一5仃或在一批次至另一批次中,製程可利用模 =士 ,制器進行調整/修正;在步驟1(n,製程ϋ曰^ 測器ι_中之PLS模式之輸人,此舉令—錯誤可^=1 測到並分類,例如如上所述,吾人可利 、^效偵 輸入控槪數組)之模擬以: 異& = ΐ 存在製程錯誤,若真實與模擬結^之
:可S錯ϊ已產生;該預定閾值可包含例如特殊資H PLS分析分類。例如吾二:錯r利用 陣)不是集中於目前模式解上就地決感度矩 維解空間内先驗地決^。利用敏_ 模式在η =:!:PLS分析解方程^ 間之差異具最佳相關性之控制變數(輸入參數);利用二 29 200523701 括ΐϋϊίί可以位於基板上方空間之靜態壓力之輪廓作概 實,Yreai代表μ力之測量輪廓,而他代表壓力 設吾人已設定—氣體流速,然:而質量流量控制器 已知該蚊值),則吾人將可預見壓力之模擬與測 廓間之差異,亦即真實與模擬案湖之流速相距2 又#結制之差異將足以大至舰預定雖。利用PLS 二、* ί衫響壓力輪廓的這些參數將會被辨識出來,如氣體 1L、: f存在之錯誤與其特徵可以處理工具錯誤狀態向操作者報 ^i、i,APC鋪11執行處理玉具控制(例如關機),以回應該 錯获須測。 ㈣真线理綠之錢®1 ’本㈣之製健制實施例 L二田1真空處理系統;圖13中所提供之真空處理系統係作為 例=用,無論如何不應限制本發明之麵。該真空處理系統包含 力:^工具i302、,該處理工具具有一用以支樓基板之基板支 ί祕1·一氣體注入系統1306、以及一真空栗浦系統。氣體注入 包含一氣體注入盤、一氣體注入充氣室、以及在氣體 1,室内之-或更多氣體注人概。該氣體注人充氣室可麵 二入二或5多氣體供應如氣體A及氣體B,其中氣體A及氣體B λ/ττ^处理糸統之氣體流速係受兩質量流量控制器MFCA 13〇8及 ^ 1310所影響;另外,用於測量壓力ρι之壓力感測器 1312 、δ至氣體注人充氣室;基板支架可包含_用以測量基板支架 :二,Τ1)或基板溫度之溫度感測器1314、以及用以測量冷卻劑 之溫度感测器1316 ;如上所述,氦氣係供應至基板之 ^ 中在一或更多處之氣體間隙壓力(P(He))係為可變化者。 f ’另一壓力感測器1318可耦合至處理工具,以測量室壓力 另一溫度感測器1320可耦合至處理工具,以測量表面溫 ,Uj);而另一壓力感測器1322可耦合至真空泵浦系統之入口, 以測量入口壓力。 哆斷控制器1324可耦合至每一個上述感測器,且其可用以提 200523701 供來自這些感測器之量測給上述模擬模組;對於圖3之示範系統 ,言,在模擬模組上執行之模式可包含例如三組件,亦即熱組件、 氣,動力組件、與化學組件。在第一組件中,吾人可決定氣體間 隙壓力場,接著計算氣你間隙熱傳導,之後可藉適當地設定邊界 ,件(及内部條件)而決定基板(及基板支架)之空間解析溫度 場、邊界條件如邊界溫度或邊界熱通量、存於電阻加熱元件中之 功率、在冷卻元件中移除之功率、因存在電漿而於基板表面產生 之熱通量等。 在本發明之一實施例中,吾人係利用ANSYS計算溫度場; =製鋪式之第二組件(亦即氣麵力組件氣麵力場及速 X場可以在熱組件中所計算出之表面溫度與上述數種測量而決 定;例如質量流速及壓力(P1)可用以決定入口條件,且愿=3夬 =以決㈣Π條件’ CFD_ACE+可肢計魏麵力及速度場。 利用化學模式(即第三組件),先前計算之速度、壓力、及 β 可作„學模式計算例如_速率用之輸人,根據處理工 至批次之處理循環内’這些模式組&其 裎祉句可在I時間標度上執行’這些組件中任一個均可用於 均勻性資料,以作為餘控制 '方法學、製程特徵化、、 以及/或錯誤偵測/分類之輸入。 導!ΐ模式、回應處理條件變化之製程分析、以及如反庫 盗老化之效應,經驗模式可隨時間同化,因此 = ΐΐΐΐ準統計分析程式所決定般變得具有統計意ϊ時,製程; 狀中之能力,以適應新製程或在製程幾何】 任何或全部上述第-原理模擬處理 31 200523701 包含圖1-13所說明之任何處理步驟。電腦系統i4〇i 1402叙人^或其他用以傳輸資訊之通訊機構、與匯流排 處理器14。3;該電腦系統亦包含 置機、存取記憶體(RAM)或其他動態儲存裝 ( M)、靜態謹(8麵)、以及同步腦Μ 處理琴1403)2主ΐ憶體14G4耦合至匯流排14G2,以儲存將由 處理i 1403 訊與指令;此外’主記憶體1404可用來於 Ϊ_存暫時變數或其他中間資訊;電腦系 能咨邱-s至匯流排1402以儲存用於處理器1403之靜 二記憶體(ROM)1405或其他靜態儲存裝置(例 除^(醜=^)、可抹除PR0M (卿M)及電可抹 電,系統1401亦包含一輕合至匯流排14〇2以控制一或更 Ξίϋίΐί及指令之儲存裝置之磁碟控制器1406,其中儲ΐ裝 5 性Τϋ7、可移式雜機i4G8 (例如軟式磁碟 光碟機、光碟記錄庫,磁帶機、以及可 介面(scsi)、整合型電子裝置_、增強 記憶ΐΐΐΐ:)或高速DMA)而附加至電《統丄ί 組態化邏輯_ (例如簡 列(^^可財傾輯元件(CPLD)、以及場可程式化 電腦系統1401亦可包括與匯流排14 M09,其制以控制呈現資訊給電腦制者之顯示器 ==理 =T包括用於與電腦使用者產生^ 動並k仏貝I、。處理|§ 1403之輸入裝置1411,如 示裝置1412;指示裝置1412可為傳達方向訊息與指令選擇 器剛並控制顯示器上續標移動之滑鼠、軌跡理 32 200523701 此外,或可有印表機以供列印電腦系統1401所儲存及/或產生之 資料項目。 生土 < 電腦系統1401因回應處理器1403而執行記憶體内(如主記 所包含之—或更多指令之—或更多序列,以完成部分 或王。卩本發明之處理步驟。此類指令可自另一電腦可讀媒體(如 硬碟1407可移動媒體機1408)讀入主記憶體14〇4,在多工處理 巧中之-或更多處理器亦可用於執行&含於記憶體1侧内之指 1敕ϋ可ϊί擇之實施例中,硬體連接迁迴可用於取代或結 二車人體扣々,故實施例並非僅限於任何硬體迂迴及軟體之特殊組 & ° 容纳ίίίϋ腦系統剛包含至少—根據本發明原理而用於 t含資料結構、表格、記錄、或其他此處所 體或記憶體。電腦可讀媒體或記憶體的為例 ΕΕ&ΟΜ 、軟碟、磁帶、磁光碟、PR〇M (EPR0M、 E^ROM、快閃 EPROM)、DRAM、SRAM、SDRAM、或任何其 紙帶碟(如CD-R〇M)、或任何其他光學媒體、打孔卡 ϋιί具孔洞圖案之物理媒體、載波(將說明於下)、或任 何其他電腦可讀取之媒體。 r)滇任 (若 二ίΐ裝為任何可直譯或可執行碼機構,包含 开2式語言、可直譯程式、動態鏈接程式庫(DLL)、 tl ΐ έ、及完全可執行程式;另外,本發明有i八‘ 分散處理,以獲得較佳效能、可靠度、及/或成^月有‘了作 此處所用之「細可賴體」―姆指任—與提供指令供處 33 200523701 理器1403執行有關之媒體。電腦可讀媒體可具諸多形式,包括(但 不限於)揮發性媒體、非揮發性媒體、及通訊媒體,非揮發性媒 體包含光碟、磁碟、及磁光碟,如硬碟1407或可移動式媒體機 1408 ;揮發性媒體包含動態記憶體如主記憶體14〇4 ;通訊媒體包 含同軸電纜、銅線、及光纖(包括組成匯流排14〇2之線),通訊 媒體亦可具聲波或光波形式,例如在無線電波及紅外線資料傳輸 期間所產生者。 ^ 各種不同形式之電腦可讀媒體與完成一或更多指令之一或更 多序列以供處理器1403執行有關。例如指令起初可記錄於遠程電 腦之磁碟上,遠程電腦可在遠處將施行全部或部分本發明之指令 載入動態記憶體,並透過電話線以數據機傳送指令,在電腦^ ^ 1401附近之數據機可接收電話線上之資料並利用紅外線傳輸器將 資料轉換成紅外線訊號;與匯流排1402耦合之紅外線偵測器可接 收紅外線訊號内所帶的資料,並將該資料置於匯流排14〇2,匯流 排/M02將資料攜帶至主記憶體14〇4,處理器14〇3再自此檢索及 ,行扎令,主記憶體14〇4所接收到的指令可選擇性地在處理器 4〇3執行前或後儲存於儲存裝置丨4〇7或14⑽中。 f腦系、统1401亦包含無流排輕合之通訊介面1413, 丨面1413提供與連結至如局部區域網路(LAN) 1415或另一 通,網路如崎轉之轉線鏈接1414她合之雙 傳 $如通^^面1413可為—附加於任—封包交換LAN之網路介面 介面1413可為—非對稱數位用戶迴路(趣l) _ (isdn)卡或數據機,以提供資料傳輸 資料流之電、電磁、光學n择收攜帶代表不同類型資訊之數位 、、罔,線鏈接1414典型上提供經由一或多 1414 ^ )或服務g、者所操作之設備(其藉由通賴路i4i6 34 200523701 提供傳輸服務)連接至另一電腦,區域網路1415及通訊網路1416 利用如攜帶數位資料流之電、電磁、或光學訊號與相關物理層(如 CAT 5緵線、同軸纜線、光纖等)。經過各種不同網路的訊號與在 網路鍵接1414上以及經過通訊介面1413的訊號,此些訊號均攜 f數位資料往返電腦系統14。卜且以基頻訊號或以載波為主之訊 唬形式進行。基頻訊號藉利用數位資料位元流表示 衝以傳遞數位資料,其中「位元」—詞係泛指為平均符 唬傳遞至少一貧訊位元,數位資料亦可用於調變載波,例如利用 在傳導媒體上傳遞或以電磁波形式透過傳遞媒體傳送之振幅、相 位以及/或頻率移動鍵控訊號,如此,數位資料可透過一 通訊頻道傳送,以及/或藉調變載波而在 頻 了Sift t 連接綺絲置1417純人數位助理 (PDA)、桌上型電腦、或行動電話等之功能。 本發明可按照上述原則進行諸多調整及變化 瞭·本發此處所制說明者外,另:ς =例如此處與申請專利範圍中所述之=== ::處2说明或列舉之順序外的順序實施;通常孰支術: 稍後之處理步驟前執行。 月<、二處理步驟,須於實施 五、【圖式簡單說明】 照下m 與由參 圖2為根據本發明之一實施例之製程 ^^製程, 第一原理模擬技術,_助由半利用 35 200523701 圖3為根據本發明之一實施例之網路架構方塊圖, 提供第一原理模擬技術,以輔助由半導體處理:具所ί 圖4為根據本發明之一實施例之製程流程圖,該製 y理模擬技術以提供在半導體處理工具上之虛== 圖5為根據本發明之一實施例之製程流程圖,該 弟一原理模擬技術,以將於半導體處理卫具上之製程利用 圖6為根據本發明之一實施例之系統方塊圖,該刹 第-原理模擬技術以控制由半導體處理工具所執行之製程:、J用 圖7為根據本發明之一實施例之製程流程圖,該製盘系 第一原理模擬技術以控制由半導體處理工具所執行之^程.'、Μ ^為根據本發明之一實施例之系统方塊圖,該系^係 行之^模擬技術與—經驗模式,以控制由半導體處理工具所執 ,9為根據本發明之一實施例之製程流程圖,該製程 行之模擬技術與—經驗模式,以控制由半導體處理工具所執 馭·;發二 ,12為根據本發明之—實施例之製程流程圖,該製^利 執行之巧擬技術與—錯誤偵測器’以控制由半導體處理工具所 可應用顧,树歡製絲制實施例 圖Η說明-f腦系統,本發明之—實施例可實施於該電腦系 36 200523701 統上 元件符號說明 102半導體處理工具 104資料輸入裝置 106第一原理物理模式 108第一原理模擬處理器 110工具級程式庫 201輸入關於由半導體處理工且 203輸入第一原理物理模式,、V執仃之製程的資料 205利用輸入資料及第」原 擬 原理模 以提供模擬結果 里模式來執行苐一 利用模擬結果以輔助由半導體處理 207 工具所執行之製程 302模擬模組 304廠級APC控制器 306工具級程式庫 308、312獨立模擬模組 310廠級程式庫 314網際網路 316通訊伺服器 401輸入資料以獲得關於由半導體處 的虛擬感測器讀數 具所執订之製程
403輸入仿真-物理感測器之第一原理物理 405利用輸入資料及第一原理物 行J 擬,以提供虛擬感測器量測 、傾仃帛原理棋 4之製^虛擬感量測,以辅助由半導體處打具所執行 501輸入資料以獲得關於由半導體處理工星 程的特徵化資訊 /、川ζ所矾仃心表 37 200523701 503輸入用於將由半導體處理工具i〇2所執行之製程特徵化 的第一原理物理模式 505利用輸入資料及第一原理物理模式來執行第一原理 擬,以提供用來將製程特徵化之模擬結果 “、 特徵化 5〇7利用模擬結果以將由半導體處理工具1〇2所執行之製程 602計量學 604 APC基礎建設 606模擬模組
608 APC控制器 610程式庫 612處理工具 614遠程控制器 616解資料庫 618網格資料庫 702處理基板/批次 704測量工具資料 條件 706以工具資料設定模式之邊界條件/起始 708執行第一原理模式 σ 710由模擬結果決定控制訊號
712調整製程 802計量學 804 APC基礎建設 806模擬模組 808 APC控制器 812處理工具 814遠程控制器 840模式分析處理器 842經驗模式庫 38 200523701 902處理基板/批次 以工具資料設定模式之邊界條件/起始條 執行第一原理模式 904測量工具資料 906 908 910建立經驗模式 912模式撤銷否? 914由模式輸出決定控制訊號 916由經驗模式輸出決定控制訊號 918調整製程 1002處理工具 1012計量學 1006模擬模組 1008 APC控制器 1014遠程控制器 1010程式庫 1040錯誤偵測器 1004APC基礎建設 1202處理基板/批次 1204測量工具資料 式之邊界條件,起始條件 1210以模式結果為輸入執行多變數分析 1212偵測錯誤 1302處理工具 1304基板支架 1305基板 1306氣體注入系統 1308、1310質量流量控制芎 1312壓力感測器 w 39 200523701 1314、1316溫度感測器 1318壓力感測器 1320溫度感測器 1322壓力感測器 1324診斷控制器 1402匯流排 1403處理器 1404主記憶體 1405 ROM 1406磁碟控制器 1407硬碟 1408可移媒體機 1409顯示器控制器 1410顯示器 1411鍵盤 1412指向裝置 1413通訊介面 1414網路鏈接 1415 LAN 1416通訊網路 1417移動式裝置
Claims (1)
- 200523701 十、申請專利範圍·· 含:1. 一種控制由-半導體處理工具所執行之一製程的方法,包 製程的資料; ^原w物擬,以提供 之該ϊΐ对―紐酿絲’ κ_由料㈣如工具所執行 關於由直接輸入 之7製=;= ’間接輸入關於由該半導體處理工具所執;Π 之-4製利範圍第3項之控制由一半導體處理工具所執杆 之一 定之資料 Μ範圍第1項之控制由一半導體處理工I 汀執仃之—縣之-特酿-結果至少其巾之-的:#料 ϋΐϊ專利範圍第3項之控制由—半導體處理卫具所^ •資料。、法,其中該間接輸入包含輸入由一模擬操作者所= 6·如申請專利範圍第 之一製程的方法 41 200523701 之一 利第1項之控制由一半導體處理工具所執行 之-製程的;理=所執行 行之-製程的方法,其中今執—員由^半導體處理工具所執 原理由該半導雜處理製包ί同時執行第- 行之-製程的&專1項之控制由—半導體處理工具所執 行之-製程的方法,"^中^^項一半導體處理工具所執 料以設定該第一原“式擬包含利用該輸入資 行之^程 半導體處理工具所執 料以設定該第-原理模^=一第=、=擬包含利用該輪入資 行一半導體處理工具所執 類-錯誤至少其中之一。,、斤執订之遠製程中進行偵測以及分 專,圍第1項中所述之該處理步称至以=,。’以執行申請 執行奴理工具所 化,以分擔該第-原理模擬^算負荷源中利用程式碼平行 42 200523701 17.如申請專利範圍第15項之控制由一半導體處理工呈 =之-製簡方法,更包含在互連魏中分享 & 制由該半導體處理I具所執行之—製程。 ^以控 多餘執行 18,申請專利範圍第17項之控制由一半導體處理工呈 程的方法’其中該分享模擬資源包含在該互連資^門 擬結果’以減少不同魏之實質上相似之第-原理模= 源間 執行n申第17項之控制由一半導體處理工具所 =變化,之 執行ϊ - 4申第人 15項之ϊ制由-半導體處理工具所 以:Hit更包含經由一廣域網路而利用遠程資源, 3在導體處理卫具所執行之該製程中之該錯誤。、、 執行之-製2G項之控制由""半導體處理工具所 而利用遠程計算與儲存#源至少其中之—,網路 理工具所執行之該半導體製程。、 °/半導體處 行之-製二申利=第1項之控制由—半導體處理工具所執 電腦程“、一;LUENT 利用-ANSYS 碼、^及-直接模擬蒙地卡_^式碼至少電腦程式 行之^申:^專^第1項之鋪由-半導體處理工具所執 與ί,其令該執行第-原理模擬包含: 此42\最接近擬合解來計算該第—原理模擬之ϋ 此〇又疋在第一原理模擬中之單元起始條件_。 觀之解’由 執行之-f3制由—半導體處理工具所 自—解之程式庫中選擇該最接近擬合解。 43 200523701 執行靡—+輯理工具所 一解自於該半導體處理卫具上已證實收斂之該解之程式庫中選擇 執行t製如程=利^ 程式理工具之—電腦網路上之—解之 行之=製程如的m_項之控制由一半導體處理工具所執 的方法,其中該執行第一原理模擬包含: 理模t選:該第一原理模擬之解的-粗網格,來計算該第-原 28,申請專利範圍第π項之控制由一半導體處理工 仃之一1程的方法,其中該計算一解更包含: ^ 利用該粗網格之該解,以設定在使用一細 原理模擬中之單元的起始條件。 K後續第- 程,包^程的方法,其中該利用該第一原理模擬結果以控制該製 理握要成分讀,錢錢半導體處理工具之該第一斤 度減少h 少—控繼數之—修正,以令該空間成分之強 杆夕=制如申請專利範圍第1項之控制由一半導體處理工具所執 含:製程的方法,其中該利用該第一原理模擬結果來控制,包 巧=制—材料處理系統、—蚀刻系統、—光阻旋塗系統、-微 介電塗佈系統、—沉積系統、—陳熱退火之 處理糸統、以及—批次擴散爐至少其巾之-。 200523701 執行3^^^^軸第3G項之郷由—轉轉理工具所 包含·· &的方法,其中該利用該第—原理模擬結果來控制, 之一㈣化學蒸氣沉積系統以及一物理蒸氣沉積系統至少其中 猜Ϊ·一專f範圍第21狀控制由一半導體處理工具所 =I㈣方法,其中該輸人工具資料包含: 列特、沉積速率、蝕刻選擇性、一蝕刻臨界尺寸、-蝕 膜性質、一電雜度、—離子能量、一化學物 ^又 光阻遮罩膜厚度、一光阻圖案尺寸至少其中之一。 行之-製範圍第1項之控制由—半導體處理工具所執 表私的方法,其中該輸入資料包含·· 處理系統、以—及、—用於熱退火之快速熱 .4丄Λ及批-人擴散爐至少其中之一的物理幾何參數。 行之-製程圍第1項之㈣由—+導體處理工具所執 含: /其中该利用該第一原理模擬結果來控制,包 導體半導體處理工具’以調整由該半 執行3t製如程== 程控及多變數分析至少其中之-,以導出製 行之3一6製^奴㈣由—料齡理工具所執 裝置交職訊,該減個計算/儲存 理模擬之模式解該模j解第之,-原 45 200523701 一 37.如申請專利範圍第1項之和制 行之一製程的方法,更包含: 工由一半導體處理工具所執 檢查製程結果;以及 一半導體處理工具,用以執行_· -輸人裝置,用以輸人關於由^ 製程的資料;以及 千導體處理工具所執行之該 一第一原理模擬處理器,用以·· 輸入關於該半導體處理工且之一— 利用該輪入資料與該物理i式來理模式,以及 供-第-原理模擬結果,其中該第 士、,,擬,以提 由該半導體處理工具所執行之該製程原理模擬結果係用以控制 39·如申請專利範圍第38項之系统,复由^认 實際上架置於該半導體處理工呈 物,中雜入裝置包含 具至少其中之一。 ,、上之物理感測器及-計量學工 40.如申明專利範圍第38項之系 -手動輸入裝置與-資料庫至少其中之一/、中讀入裝置包含 41·如申請專利範圍第40項之系統,其中誃於 以n由處理工具所執行之一製程所^ '料。 以輸入由-模擬操作者所設定之資料。、干”亥輸入裝置係用 43. 如申請專利範圍第38項之系統,其中該給人 以輸入關於該半導體處理工具及該半導體I境 種之物理特徵的資料。 兄之至乂 /、中一 44. 如申請專利範圍第38項之系統,其中該輸入裝置#用 以輸入關於由該半導體處理工具所執行之—製程 果至少其中之一。 41如申,月專利範圍第%項之系統,其中該處理器係用以 46 200523701 ^趙模式,該第-原理模擬物理模式包含兮 46.如申:主直1^可形狀之一空間解析模式。 m原理模模式包含執行-所欲 件,以執_」==:^第,模域式之-邊界條 至少藉由第Μ項之祕,其巾該處理11係用於 件,====::設賴第1賴賴私-起始條 用二如原=f果圍= 程中執行價測以及分類—錯ίί;ΐ=ί理工具所執行之該製 ^ "irr 器勃并雜χ ^ Γ 連接顧理裔,且用以協助該處理 中之一 ^輸一第一原理模擬模式與執行一第一原理模擬至少其 敗在如申印專利範圍第52項之系統,其中該互連資源之網 模===理器一同利用程式碼平行化,以分擔該第-原理 败後如申请專利範圍第52項之系統,其中該互連資源之網 係用於與該處理器-同分享模擬資訊,以辅助由該半導體處理 200523701 工具所執行之該製程。 55·如申睛專利範圍第54項之系統,其中今万、金次 =係用以將模擬結果分配至該處 少g ==、、周 原理模擬之多餘執行。 1為上相似之第一 56·如申請專利範圍第54項之系統,1中兮万、击·欠、β Α 將模式變化分配至該處理器,以減少該 、土 5^、如申請專利範圍第52項之系統,更包含 lie透過—廣域網路連接至該處理器,並用以輔助’由哕ΐ 導體處理工具所執行之該半導 獨助由斜 如^請專利範圍第57項之祕,其中該遠程資源包含 一计异資源與—儲存資源至少其中之-。 藉二一如=s利=項之=中;處理器 =====讎.職_蝴 m’i由此設定在第-雜模擬巾之單元起始條件 藉由^少自—解程式庫中選擇該最接近擬合解而執用 藉由至少自如第61項之系統’其巾該處理器係用以 選擇一解理工具上已證纽狀贿之程式庫中 # * ^ ί*ί- ί ^ 解之程式庫中聊該最接近擬合解,减行該選$/ Mi 35. I如申β專利範圍第%項之系統,其中該處理5|俜用以 藉由至少選取該第-原理類之解的,網格,來= 48 200523701 理模擬之一解,而執行第一原理模擬。 藉由^用 =====中=器係用以 第一 Γ模擬i之單,條件:又而 藉由至少^項^統,其巾贿理器係用以 利用該第與—組至少—控制變數間之關係,而 至少-控制來控制該製程,該關係用妙定對該組 藉由至少^項之祕,其_理_以 速熱處理系統、以及、—用於熱退火之快 原理模擬結果來控繼製^。、政、盧至八巾H利用該第- 藉由至少上第?項之纽’其巾該歧11係用以 其中之-,而利用沉積系統以及一物理蒸氣沉積系統至少 69. 如由拄畜原理模擬結果來控制該製程。 以輸入_速^、%=第38項之祕,其中該輸人裝置係用 _特徵異向性Ίίί、姓刻選擇性、一姓刻臨界尺寸、-物種之濃度、一光阻一電一離子能量、-化學 70. 如申請裒膜厚度、一光阻圖案尺寸至少其中之-。 以輸入-材料處理圍第38項之系統,其中該輸入裝置係用 系統、一介電塗佈^、一侧系統、一光阻旋塗系統、一微影 理系統、以一及抵沉積系統、一用於熱退火之快速熱處 71. 如申浐襄1廣^爐至少其中之一的物理幾何參數。 藉由至少利用二圍第38 J員之系統’其中該處理器係用以 導體處理工具所執,,控制該半導體處理工具,以調整由該半 制該製程。 仃之礒製程,而利用該第一原理模擬結果以控 49 200523701 72如中請專利範圍第71項之系統,其中 猎由利用利用非線性最適化以及多變數分析至 二糸用^ 出製程控制所用之一控制模式。 八 ,以導 73.如申請專利範圍第38項之系統,並中 於複數個計算/儲存裝置間交換資訊,該複以 包含模式解答器參數、該第—原理模擬之裝置 擬之模式解、以及該模式解之收斂歷程至少〆之二第原理模 提供至該第-顧難之輸人’叫為校正用 75. 一 種用於輔助由-轉雌理卫具所執行之 製程的 系統,包含 裝置用於輸人_㈣半導雜打騎執行之—製程之資料的 用於輸入關於該半導體處理工具之 用於利用該輸入資料與該物理模式來* 供一第一原理模擬結果的裝置;以及 原理模擬以提 用於利用該第-原理類結果, 行之該製鋥的狴番。 市亥+導體處理 :模式 所執行之該製程的裝置 76. 工具 算負荷的裝置。 刀擔4第一原理模擬之計 讀媒體,當該«媒體,_^統用程式指令之電腦可 輸入關於由辭_處理 行H理n執行步驟: 輸入關於該半導趙處理工具之原之⑽料’· 50 200523701 利用該輸入資料以及該物理模式來執行第<原理模擬,以提 供一第一原理模擬結果;以及 利用該第一原理模擬結果,以控制由該半導體處理工具所執 行之該製程。 十一、圖式:51
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