TWI304527B - System and method for using first-principles simulation to control a semiconductor manufacturing process, and computer readable medium therefor - Google Patents

Description

1304527 九、發明說明： 一、【發明所屬之技術領域】 尤有關於將第一原理模擬 本發明一般關於製造半導體裝置 應用於半導體製造程序中。 二、【先前技術】 鉅挑戰於造尤中。 造*業者在基板上所製率：求為ΐ ===如此降低1c結構整趙及: 及基板尺寸增加（例如自200咖增加至3⑻ 良率最大化之製程制、處理速率、以及將品紐越之裝置 卞採在製造上’將採用IC發展期間之幕多步驟，包括直* ί;2處Γ賴處理等;在各處理步驟内部，存在= “ i有ϊϊϋ更精確控制各處理步驟之結果，個別處理丄 3 5愈^目之診斷系統（電子、機械、以及光學），以 變資!! ’並提供透過製程控制器的作用以修正製程 診斷系統之數目開始變得累贅且所費不貲t 得在空間與時間上已獲充分解析秦 對使6使得吾人在半導雜造產業上 程期間’ i腦i式化常之設計製 之使用降低了在工鄉iJJ 土 性能’模式化 (如應力、敎、磁的成本及時間在許多學科 確解答，另外’伴隨著新解法演算法之發展，電腦電力迅 1304527 案發明人已ii均:②需時間降低。事實上，本 以於由該工具所執行之各種不^程於駐具本身， =半導體技術藍圖確認阻礙工具上整如2〇01 在未^卜_上製_舰^力之翻，作為 能，之 敗，主^罄施工具上模擬以便於進行工具處理之失 模擬；尤其 斷與控制功 必要提供強力專用電腦，以膏規古立、莫〜丁^肢展這座業已察覺有 在半導體處理卫且執行利之工具上模擬能力。然而， 時，將此-f腦專用_=^^根本；^觀之製程 力=源之無效物已成為在 三、【發明内容】 及 /或目的為：減少或解決先前技術之上述已確認以 工具 源下本擬=為：在不需要該玉具專用之強力計算資 之規另—目的為：在—製造設備中，利用各工具專用 見，计异貝源，以提供全面性工具上模擬能力。 這些以及/或其他目的可由本發明之下列態樣提供： 態樣’控制由—半導體處理卫具所執行之一 餘之方法包έ:輸人關於由該半導體處理玉具所執行之製程的 1304527 資料，以及輸入關於該半導體處理工呈 著利用該輸入資料及該物理模式來執^ 理理模式，接 果’以及利用該第-原理ί擬提供第 導體處理工具所執行之該製程。 抆制由該半 在本發明之另一態樣中，一条 處理工具，以及用以輸入關於由該半之半導體 2料的輸入裝置。第一原理模擬處理器二以2之製程 j處理工具之第一原理物理模式，並利二=關於該半導 式執行第-顧模擬，以提供第 胃料及該物理模 由該半導‘工原具::⑵： 執行半導體處理工具所 置，以及利用該第一原理槿士原理模擬結果所用的裝 之該製程中決定錯誤所用的=果以於該半導體處理工具所執行 上執行4用入悲’ -電腦可讀媒體包含在一處理哭 輪八關;二半令時:將使； 以 以於該半 提供第1理模科來執行第-原理模擬， 四、【實施方式】 為根據本胸之—實闕之魏方塊 圖 1304527 行之製程。如,^ 伽由半導體處理工具所執 入裝置綱、第-原理物ς模^3+導= 理工具脱、資料輸 之製程所用之工具: 例如丰ttX製造積體電路或半導體晶圓 材料處理系、统、巍列备#企體处理工具102可以下列系統施行： 積系統（亦及化學蒸氣沉積（c ) 1、’，）、儿 系^)熱退朗之快速熱‘積(=D) 他執行半導體製造程序所用之工具。 K政爐或者其 f程:i?U104為收集關於半導體處理工具102所執行之 i 體之資料輸入至第一原理模擬處理器的裝 製程設計或發ί )、清潔程:，，;化製程（亦即 以物^測哭°在一實施例中’資料輸入裝置刚可 流體力ΐϋΓΐϊ 至内部環境之資料，此種資料可包含 4 ^考二^、°在々理室内部各點之氣體速率及壓力；電的資料 ΐί;;ϊ;ί:ί統内部各點之電壓、電流、以及阻以匕ΐ 表面溫度、以及表面熱通= 機置（例如自離子能量光譜分析儀所獲得者）；以及 機械貝枓如在處理室内部各點之壓力、偏轉、應力、應變。 努程工ίϊ境資料外，資料輸入裝置ι〇4可收集關於 s i身n ’或者收集於工具102正在其上施行製程之半導 二ίί程結果。在一實施例中，資料輸入裝置104 ，、乂作為μ s至半導體處理工具102之計量學工具執行；該計量 1304527 刻速率、沉積速率，刻選 膜厚度、遮單(3=2=率 所執行之製程之其t參數案界尺寸、或由半導體處理工具搬 理器處理工具收及第-原理模擬處 原理模擬處理器1G6 料並將此資料轉送至第一 為使用者於λ # 圖1所不，或者，資料輸入裝置104可作 可為一餘般，权擬處盗106，例如資料輸人裝置ι〇4 理器106;;:或資料輸入至第-原理模擬處 料庫可# if程之龍的資料庫，在此實施例中，資 具而自動定具102之物理感測器或計量學工 以將資料輸人至處理i中爾—原理模擬處理器⑽自動存取， 理模乂061工具、工具環境、以及執行第-原 果，以辅助由;導體之:戶= f ;L某種程度的㈣，例如物理模式106可包含-工、 1*^15317 ，^ 公司出品，美國新罕布南腳尖）、FLUENT(Fluent 1〇號）、或⑽德+(咖職公= 1304527 理發展出以解析這些或其他處理^二:is 第一原理模擬處理器108為一處理 入裝置1G4之資料輸人應用至第—原理H式、輸 模擬處理器108可利用資料輸=一4

^徒供之貝枓，以設^第―原理物理模式1G 邊界條件’該第-原理物理模式1G6 ϋ 〆， 發明之第-原理模擬包含但不限於由j 模擬（例如由連續方程式、納維 原4模擬:J;;=二方程式所導出之

Pre；s?/ f9f B；d^ ^^endon 腦系統如圖14之電腦系統刚之方第理= 製程㈣、及錯ίίί 果抑贿賴程發展、 出，此將更進助工伽之細測器輸 之工分所7^，該祕亦可包含儲存模擬結果所用 ^…、及权式庫110，該程式庫本質上為過去模擬姓果之編& ⑽整合之獨立儲存裝置或電腦儲存裝置如 吾人應明瞭：圖1中之系統僅為例 :s=ir所用之特殊硬體及軟體；二= 第原理物理核< 106、第一原理模擬處理器1〇8、以及工具級 1304527 程式庫110之功能可結合於一單一裝置中；同理，資 104之功能可與半導體處理工具102及/或第一原理模=$ 顺之功能結合。欲執行這些變化以及其他變化，吾 電腦（如圖之電腦系統剛）程式化，以執行圖丄所^早: 更^裝置之專用功能；另-方面’二或更多已程式化電腦可: 所不之裝置之一替代；例如分散式處理之原理及優 j1 複製）亦可在需要時施行，以增加系統之韋刃性及性能。几’、及 楚一 Γ \為根據本發明之一實施例之製程流程圖，該製程係利闲 =之製程可在例如圖1之第—原理模擬處理器m圖如2 β &執订之貝枓。如上所述，該輸入資料可為關於工且/工且戸 理特性之資料、以及/或關於在半導體晶圓上么且3 ϊϋ或此製程結果之資料；亦如上所述，輸人資料可 資料庫輪入之處執=接由手動裝置或 物理it了 外，第一原理模擬器108亦輸入第一原理 =拉式106，如步驟203所示；步驟2 =里 成:ΪΤ咖 體處理工且戈，方程式，其，該製程係由半導 體或該處理顧物理模式1G6可自外部記憶 外雖Ϊ 2=夕半跡之内部記憶體裳置輸入至該處理器，·另 瞭第ί原、：士係接續於步驟201之後，吾人應明 '、、°° 可同知執行這些步驟，或以與圖2所示相 1304527 反之次序執行這些步驟。 在步驟205中，第一眉理播4〇 :與步驟203之第一原理物理模2=2義之輸入資 模擬結果,·步驟2〇5可與丰慕 丁第原理模擬並提供一 或非同時執行，例如可在短時^^執行之製程同時執行 行’且其模擬結果可储不與工具製程同時進 i中，步驟205包括利;檢索用。在— 05中_所^供1；物理，之起始條件及/^界^，。崎定步驟 f執7之製程 :處工具⑽ 者利用模擬結果並輔助由半導體處理t 或 圖3為根據本發明之一實施例之'路加 二衣私。 構可用以提供第一原理模擬_，以輔助，該網路架

Si資=二該架，含透過網際：= 具導體;:模具組= 術以輔助由半導體處理工具102所施行之製程 包含第—原理物理模Si第 疋而與廠級咼等製程控制（APC)控制哭 、汛協 所執莫f302與用以輸入.工具脱 U之貝科有關。在圖3之實施例中，模擬模組3〇2直 12 1304527 手動ί 科輸入裝置可以由模擬模組操作者所使用# 訊；亦如上所述，工i及資m’ ί自工具級資料庫檢索資 模擬結果的編譯。…科庫本負上為可用於未來模擬之過去 連接3_〇2係透過網路連接而 304亦可透過網路314與通 Θ ^ ’廠級APC控制器 組3:、廠級程式庫31;與獨立;腦模擬模立電腦模擬模 在執扞進;步說明者，獨立電腦模麵組308及312為 十”、集之第—原理模擬時可用以辅 == ^ apcL#i；?〇! 作站、舰器、或其他與模擬模、组3〇2 工 ί 3〇:^：rr 310 TO j04亦可辅助由工具1〇2根據模擬模組％ 擬結果執仃製程調整與八 電腦系統1401實;^。王"310互相通訊，且其可利用如圖14之 提供月ί已土現/在合理求解速率下’圖3之網路組態可 一ΐ ，果之計算與儲存資源分享，如此即 尤i二仃之製程之有意義的工具上模擬能力； 士：軸料_可由工具專屬顯· 之私式碼千仃化技術執订。假設有電力供應至模麵組，即使目 13 1304527 3在=維護下之設備之卫具上 源，同理，稍後查找所用之模擬钍左於刀子汁异貝 之程式庫（例如儲存裝置）中、網路中任意處 時可被所有工具存取。 且省、、、°果在查找診斷或控制資料 -條式之架構提供-處理工具102將 運作之其他相似或同」^的能$散在i目同，相似條件下 ΐίίΐΓΓ上僅執行唯一處理條件之模‘ 了】=:來f 2 斷及控制之式範=理條件之診 再用作第一原理模擬之起始條件將已知解 ，上控制-致之時段内產生模擬解同理牛且，在 提供在網路上自一模擬模組傳遞 ^ 構亦 行執行期間決定某些輸入參數必須式之平 經傳遞至所有其他模擬模組及工具。、-艾化可透過網路 遠πϋίίί?構亦提供至遠輯算資源之最親接，i中令 异_貝源包含可協助執行模 #番' = ，第-原理模擬之處 === 軟體、模式、輪 若經過分析後決； 際網路連接提供至其他客戶y月〇即透過通補服器及網 助由工因ί所發有現音不義需的？且的上工棋具擬專?電腦而仍可輔 現，本案㈣者更發展㈣於 14 1304527 供製程錯誤J測】所二行之製程之特徵化資料、提 行之製程而發明之工且n力為便利由半導體處理工具所執 上、或如圖3所述之^可/施於一單—工具及模擬模組 工具上模减雌#社互翻路上。 組。現今半導體處°理工=^自=理感測器增加已測量資料 用於將目前執行製程特』缺僅有極少數目感測器被 數目龐大，在工具上安裝知夕〔、士生產工具上，若所需感測器 許多案例中，工具上感测器便成為極昂貴的提案，且在 而，即使在生產2且卜Ίΐ間以供調整與安裝額外感測器。然 量之狀況，本發明2工且’、上發生在無法安裝_器處卻需要測 係用以指稱其中之量測係由來m，術#「虛擬感測器」 「感測器」。h糸由來自工具上权擬之預測所確實提供之 圖4為根據本發明之—每 第一原理模擬技術供在錄程係利用 開始:輸☆，獲得:於Τΐ:冓體斤:’戶：由步:， 且/工且产°°模擬、、、"果即可。如此，該輸入資料可為與工 程、戍之if ί、在半導體晶圓上由該工具所執行之製 可直料；再者，步驟4〇1之輸入資料 工動感測器或計量學 mirt學貧料作為獲得虛擬感測器讀數所用之輸入資料 、a ’胃於一蝕刻遮罩圖案與下層膜厚度之計量學資料可 1304527 作為一第一原理蝕刻製程模式之輸入^於施行蝕刻势 罩韻刻之量測包含在一批特定基板之一特定基板上;遮 置（如中央及邊緣）的圖案臨界尺寸及遮罩膜厚度； =立 膜厚度（亦特㈣膜之膜厚度）之量财可作為 在執行—特錢程策略之第—顧射m程模5 叶异上述已確認之計量學輸入資料與在例如中央 ^ ^程之_，_祕出，絲訂㈣決 =何冗維持之製程調整，例如中央至邊緣之特徵臨界尺久 後，結果可用來調整目前或未來基板之製程策略。 在^料間接由手動輸人裝置或資料庫輸人處，該 哭diiCi記1之#料，如來自先前已執行製程之感測 所私讀入資料類型通常根據待測 除了輸入該輸入資料外，第一原理模擬處理器 ，仿真如步驟403所示之物理感測器之第 ’、雨 ,理*r程式，以獲得可取侧於2導體 部_或_丄原置器處：可二之:二 =步驟403係於步驟401之後執行=雖『圖= =7中時=圖4所示相反之順序施二: 係利用ί驟4〇1之輸入第-原理模擬處理器 間或;4-可在不同時 :ί ί行之模擬可利用來自具有相同或類條ί ίί 3S 所儲存之起始與邊界條件。如以上關於圖2，斤m之 16 1304527 於模擬執行較晶隨 工期間之時間可用以進行晶1U舟間或甚至在工具停 測，這些「量測」稍後可例如令模擬模組解所需之量 T裎同時解出且製程係：模 步驟4〇i 施行之製程同時執行處， 於工具執行製程期間感木置於半導體處理工具上以便 施例令，穩態模擬係利用物理的資料。在此實 行’以不停地更新第-伽里測而與製程同時重複地進 量測資料可供工具操作者用於4式^界條件’所產生之虛擬 之量測完全相同；然而，郷絕對與物理感測器所做 虛擬量測方可以入理取好具有迅速執行之能力，如此 入資料而被同時執行。在此實施例中 行前之物理感測器▲數S據理前之工，始設定與該執 理期間進行:但i工且户理間f依之模擬接著於工具處 -般。若者分析，如任何其他經確實測量之工具參數 製ί期行f速率較，製程迅速’則模擬結果可在晶圓 m拍祕進订之相對應確實量測前得知，預先知道量測結果可 咩述^下這些1測而實施各種不同前饋控制功能，茲將更進一步 又在圖4之製程之另一實施例中，第一原理模擬可 ^感測H量測與相對應之物喊廳制概較糾自修正模= 執，。例如在具有某種製程策略/工具條件之第一回合^間，、二 =作者將「已知最佳輸人參數」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 1304527 到較為一致之預測及確實量測資料為止。根 進亍或:=卜=，^ 可钟户疋田具離線打進行；一旦精化輸入夹數為P知，夂叙 2存於—程式庫中以備後用，如此即 對;2 吊求以及對相同製程條件之模式 了子後、，，貝輸入參數之 精化可透過圖3之網路設立分散至m莫，，資料之 些其缸具帽進行自修正之^具’如此即消除了在這 擬感測器量測可作為各種不同用 。舉例而S ’虛 與確實感測器量測之比較、製程H/、控^統之輸入，例如 由工具控制系統根據物理感測器化等，這些乃 ^擬感測n量測可用以特徵化或控制―,程=典型功能。 者，虛擬感測器量測可儲存於電 ;如下將說明者；再 稍後使用，如此即免除了番2媒體上之程式庫中，以備 模式或輸入條件（例如在精化期、^=條件之模擬執行，除非 進半峨力可促 行，此將導致耗時且昂責的特徵化3。要不同之製程執 理模擬能力容許束數變化工呈2 毛明之工具上第一原 這些由第-原理模則分析，且不需要包含 行降低將工具上製程_^^^確實製程執 第一原理模擬’ 程係利用 ^ 5所示之餘可在 圖之製程特徵 輸入用於物嶋铸_打具 5G1開始， 丨钒仃之製程之特徵化 1304527 ί ：：：：： - =器，結果即可。如此，該輸入資料 ;二導體=㈣ :至第-原理模擬處理器108之物理感測器二量自耦 ϊίί 或所 ^ 類型通常依所欲模擬結果而定。A 〃所輸人之輸入資料 行第

Si ^ f〇rj ㈡缺:=二: S之步驟503係接續於步驟5〇1之後，吾又f ^雖然圖5 2^_些步。 5所ί相‘二:欠i執』 步驟資中料 ^里板擬並提供—模擬結果，以將該势程特·=執仃第一 前處理執行中_存之起始與用邊來==:製圖程= 1304527 ;她舟間或 組解所需之模擬結果。 頂防、麵，例如令模麵 在第一原理模擬與由半導妒 處，、第—原理模擬可提供由模擬所實施之程同時執行之 同或不同參數的特徵化資料。例如五$程進行測試之相 提供由半導體處理工具所實施製^ 原理模擬，以 ；化；或者第-原理模擬可提行職的參數 係不同於，半導體處理工具上所實施之實驗7參數 一旦在步驟505中執行模擬，顯之參數。 如上所述之以模擬結果作為特徵化資dtt驟507所示。 程特徵化之實驗設計方法所要求€# 了=^低或消㈣製 :料組可儲存於-程式庫中，以在稱後由 製程測及 製程之方法大部分本質上手導體處理工具所實施之 所有操作參數時，需要涉及多重i程ί荷，變工具之 製程之結果被記錄於一用於杳找奸何t驗政叶方法；這些 腦運作時間資訊;但本發:並:精化為較多之電 月JL不而要具有此種用於製程感測及控 1304527 制能力之資訊。事實上， 利用製程模式進行經驗批f無式可&供一基礎，於此，製程可 際上尚未得出之「解\ ^，以將該些已知解延伸至經驗結果實 模組解增補已知（亦」即，實施例藉由以第-原理模擬 展，，触解可%二隨著統計學曰益發 之建立或J取月之在;^，二^具上第一原理模擬不需要資料庫 之資訊。 而要，、有此種用於製程感測及控制及錯誤偵測 ，广該系統包含轉合至高等‘控制 606处理δΪ具602，其中該APC基礎建設604包含一模ί模组 606、一 APC控制器608、以及一鱼々 ，杈擬杈組 遠程控制器014亦耦合，计1予工具612及 庫_可包含-解資_6C與基_=二庫二8圖6所示’程式 施，且6〇=當作參照關於圖1之半導體處理工具1〇2實 轭故處理工具602可為例如材料處理季、貝 塗系統、微影系統、介電塗佈系統、沉積、系‘、=田光阻旋 熱處理（RTP)系統、以及/或批次擴用之快速 _並自APC控制器608接收控制資料f下工具蔣貧^給模擬模組 處理工具602亦輕合至提供處理結果資 々不細说明者； 學工具612。 衣貝W給拉擬模組606之計量 模擬模組606為電腦、工作站、岑苴仙 技術以控制由工具6G2所施行之製程 關於圖3所述之模擬模組搬實施;故模擬模多且 21 1304527 處理請，以及 在工具咖上擬〇6係用以接收來自一或更多 具資料，該工具資料可包含以理g續使用之工 貧料、熱及機械資才4、或任何關’電學貧料、化學 料。在圖6之實施例中，工斜圖1與圖2所述之輸入資 上執行之模式的邊界條件及起始用2定模組_ 溫度場、化學、表面化學（亦即异“、電磁場、 以提供工_^用=崎_期部之細節部分’ 組6〇Γ之合it模組606，以接收來自模擬模 行之製程以程上所執 動解在模擬模組606上執行，m竿或更多擾 降法古土衣=解，接者可以該非線性最適化方案如最陡下 才夂塢克里ΐ _及Bjorck著’ 公司，英 ί 學出版社’劍橋，1989年，第_頁)，二 間内施加修正之方向，該修正接著“ 示處理系統具有位於已知目前起始/邊 均勻^態壓力場，該均勻性可依序提供用以定量^板製程之j ，度的已觀測非均勻性，該尺度係藉由計量學工具^基二 1而來’亦即臨界尺寸、特徵深度、臈厚度等。藉 擬執行之輸入參數，可獲得一組擾動解，以決定為移3降= 22 1304527 ㈣:3採"^最佳「路徑」’例如製程之輸入參數可 擾動—於叙I达至電極以產生電聚）、氣體流速等。當一次 配合上“=所！其他輸入參數固定時’即可形成-可 製程非化方案使用之敏感度矩陣，以獲得適合修正 定之吾人採用模擬結果結合如等候判 析（亦即κί) ’·於此’吾人可利用多變數分 與一組至小一叮^/、疋拉擬簽署（亦即模擬模式結果之空間成份） 應於製程製程參數間之關係，此關係可用以提升對 定半㈣輪廊。主成份分析決 組至少一控制結果（或預測輪出）之空間成份與- 以決定對至少二控制關=所決定之關係係用 份之強度最小化，而g f數）之修正，以便令空間成 測結果）之非均勻性。° (或降低）模擬結果（或若有可用之量 用以庫?圖之程式庫61。係 演算法之獨立參數其^維空間之級數η係由特定解 回合之工具資料時 模己^核擬模組606檢索-特定製程 接近之擬合解；根據式f人續尋程式庫議，以決定最 始條件，藉此4解可作為後續第一原理模擬之起 目，隨著果賴麟之養代數 格資料庫618可包人一新解及可加入至解資料庫616。另外，網 工具或處理JL具幾㈣^ f網格組’各網格絲示—特定處理 之網格，範圍分佈由^至;各，組3包含具有不同網格解析度 在粗網格上解出模擬妹 二人了猎由貫施多格解技術（亦即 、〜果，接著在較細網格、最細網格上解等） 23 1304527 而利用=袼之選擇以減少求解時間。 導體處理工具所施行之製程之參f 由半 解答器參數（亦即解答琴來射t ^制 與包含模式 叙歷程之模擬模組6〇ϋ資訊。、狀態、模式解、以及解收 圖7為根據本發明之一實施 理模峨術以㈣料導體ίίίτ=行^程係， ;圖由步驟702開始，其係在如處理工且602 基板或基板批次；在步驟704，測量工且:奢=内處理 模組606之模擬模組以作為輸入g將給如模擬 該模擬模組之第一原理模擬模式上，tn與n牛加諸於 示；在步驟观，執行第-原理物理模驟7〇6所 之APC控制器608之控制哭篦一押 耠仏輸出至如圖6 用二APC #制一執行或由—批次至另一批次)選^待庫 製程模式瞻™ 由—XyL -U ^ SL I, , » 在由執行至另一執行或為 乂 ΐ二彻步驟-帽說明之模擬ί 』發:丄一處實:k中所= 本發明之-實施例之系統方塊圖，該系 ^ 1為根據 術與-經驗模式，贿偏半導體處理工且 :g模擬技 _之_處社讀，綱 24 1304527 $ 80f及- APC控制器808 ;計量學工具812及遠程控制器 ’ 'fa至APC基礎建設8〇4，這些項目與關於圖6所討論之 二^目相似’除了圖8之項目更用以運用於考慮經驗模式外 这些相似項目將不針對圖8作說明。 又 如圖8所不，該系統包含一模式分析處理器84〇，其八 巧擬模組_並用以接收來自漁腸之模擬結果。在1二 =例中，模式分析包含自模赌果之非 之 於由一執行至另-執行或由-批次至另=之 84=。例如處理工具8〇2 M經範圍自製程發展經過良率斜坡$ > =理循％歷程，在這些處理循環期間，工具之處理室由一「 η經過麵定與乾燥處理至—於室清理及維護處理前之 相維護循環後’可逐步發展出—經驗模式，以包含 ϋΐ言之，透過清理循環、處理循環、以及維護循環，= f模社助）縣㈣蚊魏郎讀界；最後、， 調整/修规控㈣之輸人，以作為製程 以監程控制器814可與經驗模式程式庫如轉合， 以及、登ΐ 式之發展’並扮演決定優先於模擬模組控制哭輸入 2選擇-經驗模式控制器輸出之角色；另外，計詈 可/、經驗模式資料庫|合（連接 — 1 予八 之至經驗模式資接狀/兄未顯不）’以提供作為校正用 第-^理9^^本f明之一實施例之製程流程圖，該製程係利用 行之Hi術與一經驗模式’以控制由半導體處理工且所執 具_二處;開始，即在一處理工具如i理工 ㈣乍為至模擬模組如細莫組_之輸出，翁條 25 1304527 件接著即加諸於模擬模組之第一 如步驟906所示；在步驟9〇8，執行 理=上，以建立模式， ::用於分析與建構經驗模心 =之】^操作者可支持經驗模③j立: 理拉擬，在該點上可採㈣料程式 ^^置換弟-原 =究竟利用第-原理模擬或經驗^^控^，決=塊9!2 中:決定不作置換，則製程繼續進行至步驟，=^驟， 自模擬結果決定控制訊號，若選摆 始 I7 PC控制器 驗模式決定控制訊號，控制器自經 控制器可利用第-原理模擬結果血^驗在另一貫=中，AK： ::916中所示之經驗模式輸出，而以控制二巧=或 、Ϊ計上建構之綠，ί “滿足 _以給予要慮^^曰數 =移動平均（EWMA)過 XneW={\~ A )Χ〇1(& Λ (Xpredicte(tX〇ld)^^ \ ^ίί ^ ，變數)之新值，4物_人參 ΐ。至根器據4述技術其中之-的輪入參數新值心 機提 :第一原理 明之-實施例之系統方塊圖，該^據本發 一錯誤憤測器，以控制由半導體處理工且所執行擬技術與 所示，該系統包含-輕合至高等製程控制(斤=丁) 26 1304527 2理工具刪，該基礎建設腦包含-模擬触臟及一 APC tint程式庫麵；雖賴1G中未顯示，程式庫麵 i礎建設腦，這些項目與關於圖6所討論 ΐr除了圖1〇之項目更用以運用於考慮錯誤偵測 外故攻些相似項目將不針對圖10作說明。 如® 10所示，該系統包含一錯誤偵測器卿，並係 杈擬核組1006並用以接收來自模組1〇〇6模 /、仞ς f;，之輪*可包含—資料輪靡’該以可⑦ =數为析（如錯誤偵測1〇4〇中所執行之部分最小平方s、 巧^ ;在PLS分析中，吾人可定義表示工具擾動資 制 ，效能資料（r)間之關係的—組負載（或相關）係數，= 記載模擬結果Ysim與確實結果Yreal間之差值。，、-中係 例如：利用PLS，工具擾動資料之觀測組 擬模組處接收，工具擾動資料不是集中於目旲 定’就是利用製程模式在η維解㈣内先驗 ，各副組而言，卫具擾動請可於7中^内曰 製程效能資料（亦即Ysim_Yreal)可於矩且 表不同之工具資料參數；—日矩動^ ’而各攔即代 η矩陣，而F可為-n x p矩陣。—有可為一 m X 若有需要，資射财心平域職矩陣中’ 去平均值;再者，位於—矩以;各元素減 、丁十j以攔中負料標準差作 27 1304527 正規化。 通常對於多變數分析而古，工且:欠制▲ 一 係可如下表示： ϋ /、貝科與製程效能資料間之關 ^Β=Υ (1) 其中尤代表上述之m X η矩隍，5冲表 相關）矩陣，F代表上述之m 矩^1/ Ρ (^<n)之^^或 合起來，設計最近似Z及F空間且將尤射—旦資料矩陣尤及？組 係即利用PLS分析建立〇 係式最大化之關 —jPLS分析模式中’尤及㈣分解如 X = TPT+E (2a) Y = UCT +F (2b) U=T+H (2c) 其中Γ為總結讀數之分數驗陣，卩為 結F變數之分數的矩陣，5為表干m _阵G為… 陣，而W、及F為餘數ίίΤ二，匕)間相關巧之加權矩 代奸與_、且用以計算f並稱為加權之式中’有 照幾何學原理’ PLS分析係相# ^之點所代表之^資料兩者所成之—直線、平面或雙曲線面: 置SIS:始資樹及?_^ ――圖上為資料輸Μ及F至PLS分析以及相對應之輸出 Γ，Λ W』，F，77與在投影中之變數重要性（VIp)示意圖。可 支援PLS分析模式化之已前化軟體之—例為爾識（美國麻 州内提克之Mathworks公司之商業化產品）所提供之pLS工 或SIMCA-P 8.0 (紐澤西州金内隆之Umetrics公司之商業化產 品），舉例而s，在此軟體上更進一步之細節可參照SIMCA_p 8.〇 之使用者指南··多變數資料分析上的新標準8 〇版，其亦適用於本 發明。一旦矩陣已公式化，即已決定出各模擬結果之矩陣χ ;在 模擬結果與確實結果間之任何差異均可利用PLS分析與VIp結果 28 1304527 =定出來並歸因於一特殊（獨立）製程參數所致，例如來 杲式之最大VIP值輸出即對應於最有可能造成差異之製程束數。 圖12為根據本發明之一實施例之製程流程圖，該萝葙; 模擬技術與-錯誤_器，以控制由半導體 ，仃，程。該流程圖係由步驟開始，在如處理工且2 祖二工具内處理基板或基板批次；在步驟1204，測量工且眘 提供給如模擬模組謂6之模擬模組以作為“ “ 立起始I条件加諸於該模擬模組之第一原理模擬模式上妾以建 、^士，如步驟12〇6所示；在步驟U08,執行第 以執行輸出至如圖1G之APC控制器麵之控制器之吴 t果’操作者隨時有機會(例如由—執行至另— J = 測器ιάΐΐΐ 雜她料在錯誤偵 測到並分類，•如 與特定製程條件（亦即輸 ^ 程效能Yreal 效能Ysim間之差里決定屮在之她（或預測）製程 則可預測錯誤已產生值）超過-預定閾值， =部分，亦即5%、:===:=_ 倍數，亦即1σ、2σ、^ 乂八』马°亥貝枓之均方根值的 PLS分析分類。例如五人df JJ錯誤’該錯誤即可利用 I (且其可能儲存於^式庫讀人條件之-敏献矩陣 陣）不是集中於目前模式二工具擾動資料（敏感度矩 間之差異驗相 29 1304527 梅之靜態壓力之輪廓作概 之握二 代表壓力之測量輪廓，而¥*代表麼力 將泣、吾▲人已設定一氣體流速，然:而質量流量控制器 量知該設定值），則吾人將可預見壓力之模擬與^ 異，亦喊實誠減烟之錢相距2 二；Γ，貝：Λ擬:口果間之差異將足以大至超過預定閾值。利用PLS 二影響壓力輪廓的這些參數將會被辨識出來，如氣體 2逮2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誤^ APC控制器執行處理工具控制（例如關機），以回應該 1Γ 13為—真空處理系統之方義，本發明之製程控制實施例 於=空處理系統；圖13中所提供之真空處理系“二 、： …、顺如何不應限制本發明之範圍。該真空處理系統包含 工具1302,該處理工具具有一用以支撐基板13〇5之基板支 S 統m6、以及—真空泵浦系統。氣體注入 〔、、、、 可匕3 一氣體〉主入盤、一氣體注入充氣室、以及在氣體 ^入充氣室内之-或更多氣體注人檔板。該氣體注人充氣室可轉 ί至：或5多氣體供應如氣體A及氣體B，其中氣體A及氣體B 、入处理系統之氣體流速係受兩質量流量控制器MFCA j細及 131G所影響；另外，用_量壓力P1之壓力制器1312 "轉a至氣體注人充氣室；基板支架可包含—用以啦基板支架 f度（τι)或基板溫度之溫度感測器1314、以及用以測量冷卻高叫 ^度（T3)之溫度制n 1316 ;如上所述，氦氣係供應至基板之 月侧，其中在一或更多處之氣體間隙壓力（p(He))係為可變化者。 另外，另一壓力感測菇1318可搞合至處理工具，以測量室壓力 (P2)，另一溫度感測器132〇可耦合至處理工具，以測量表面溫 度（T2);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。 u夕斷控制态1324可|馬合至每一個上述感測器，且其可用以提 1304527 ^自ίίίί?1之量測給上述贿模組；對棚3之示範系統 執行之模式可包含例如三組件，亦即熱組件、 隙壓力尸:學組件。在第-組件中’吾人可決定氣體間 十減你間隙熱傳導’之後可藉適當地設定邊界 ί牛、Htfi)而決定基板（及基板支架）之空間解析溫度 J率、在二' #^_熱元件中之 之ί通ΐί牛中移除之功率、因存在電漿而於_表面產生 利用實關巾，吾场_ ANSYS計算溫度場； 度場二在^^件巧卩氣體動力組件）’氣體動場及速 ^;例如f之表面溫度與上述數種測量而決 速力（）可肋決定人D條件，且壓力⑺） 利用化< t η ’CFD_ACE+可用以計算氣體壓力及速度場。 式計算例如靖率用之輸入，根據處； 提供空間均_料，以作為製程控制、^任=用於 以及/或錯誤偵測/分類之輸入。 +綠特欲化、 哭、本二„式、回應處理條件變化之製程分析、以及如反靡 iil iitl't驗模式可隨時間同化，因此當反應器上之重i 制、準、、先心刀析程式所決定般變得具有統計意義時，势作 製程t經驗基礎之控制’這些製程本質上： 狀中之^ 擬之能力，以適應新製程或在製程幾何开Ϊ _ 乂月ί二本ί二：可實施於其上之一電腦系統 任何或全部上述第-原理模擬處理器；或者其可^為任何其= 31 1304527 置，或執行關於圖1-13所說明之任何處理步驟。電腦 1 包収傳齡默舰機構、與匯流排 1402搞合以處理貝訊之—處理器剛；該電腦系統⑽ :主記憶體1404 ’如隨機存取記髓（RAM)或其 置（如動態RAM(DRAM)、靜態ram(sram)、以及同步^^ jSDRAM))，該主記憶體14〇4耦合至匯流排14〇2，以儲 J理器1403執行之資訊與指令；此外，主記憶體刚 = 處理器剛執行指令期間儲存暫時變數或其 二刚更包含-輕合至匯流排i搬以儲存用於處理貝器^= ，貧訊及指令之唯讀記憶體(R〇M)14()5或其他靜態儲存裝置（例 口可程式化 ROM (PROM)、可抹除 pr〇m (EpR〇M) 除 ROM (EEPROM))。 电 J 徠 電腦系統1401亦包含一輕合至匯流排以 用於儲存資訊及指令之儲存裝置之磁碟控制器_，1中儲g 置之例子⑽磁性補1術、可移式舰機剛（例如軟式^ t唯讀光碟機、讀/寫光碟機、光碟記錄庫，心機車人= ΐί裝置可姻適當裝置介面（例如小型電腦系統 二丨面（SCSI)、正s型電子裝置（IDE)、增強IDE (e_ide)、直接 魏體存^ (DMA)或高速膽^)而附加至電腦系統刚上。 亦可包括特殊用途邏輯元件（例如應用特殊積 =路（AfIC))或可轉化邏輯元件（例如㈣可程式化邏輯元 件（SPLD)、複雜可程式化邏輯元件（cp 閘陣列（FPGA))。 汉琢J征八化 _電·^糸、、'先1亦可包括與匯流排1402她合之顯示控制器 1409，，係用以控制呈現資訊給電腦使用者之顯示器·，如陰 極射線官_(〇〇〇。電齡統14()1包括麟與電腦㈣者產生互 ，並提供資訊給，理器14。3之輸人裝置14n，如鍵盤1411及指 二裝置，指轉置⑷2可為傳達方向訊息與齡選擇給處理 器1403並控制顯示器上之游標移動之滑鼠、軌跡球、或指示桿； 32 1304527 =項ΐ可有印表機以供列印電腦系統所儲存及/或產生之 憶體^滅勸（如主記 戋全部本或更夕心令之一或更多序列，以完成部分 。此類指令可自另—電腦可讀媒體（如 排列中之-或田機14G8)讀入主記憶體1404，在多工處理 擇之實施例中，硬體連接迁迴可用於取 ’故錢顺賴隨任何賴物及倾之特^ 述資料之雷評* 、；七、、。構表札、5己錄、或其他此處所 子軟或記憶體的為例 _Μ、快閃:二^、=:::: ΐΐ 他（如cd_rom )、或任何其他光學媒趙、打孔卡'' 何;ί腦之触舰、紐（將說明於下）、或任 本發明包含用於控制電腦系統丨4〇丨、用 =及用於令電腦系統與使用者用(：動二 軟體’其_存絲—電腦可魏體或其組合中。此 應用軟體；此電腦可讀媒體更包含本發明3於”Z、及 (若係分散處理）在施行本發明時所作之處理之電分 (伸電，碼裝置可為任何可直譯或可執行碍機 1構，1含 分散處理，以獲得較佳效能、可靠度、及/或成^明有部分可作 此處所用之「電腦可讀雜」-詞係餘—與提供指令供處 33 1304527 理器1403執行有關之媒體。電腦可讀媒體可具諸多形式，包括 不限於）揮媒體、非揮發性舰、及通訊舰， : 體包含光碟、磁碟、及磁光碟，如硬碟14〇7或可移動 ^ 1408，揮發性媒體包含動態記憶體如主記憶體1404 ;通訊媒'體勺 含同軸電纟覽、銅線、及細（包括組顧流排魔之線）1、诵= 媒體亦可具聲波或紐形式，例如在鱗電波及 ^ 期間所產生者。 尺貝丁十得輸 各種不同形式之電腦可讀媒體與完成—或更多指令之 處，_執行有關。例如指令起初可記錄於遠程電 細之磁，返程電腦可在遠處將施行全部或部分本發明之扑入 載入動悲記憶體，並透過電話線以數據機傳送指^二 剛附近之數據機可接收電話線上之資料並利用紅外線^ = 貧枓轉換成紅外線訊號；與匯流排1402輕合之紅外線偵測器；接 收紅外線訊號内所帶的資料，並將該資料置於匯流排刚，匯产 =4^資料卿至主記㈣刚，處理器丨柳再自此檢索^ tΐιΐ-1404所接收到的指令可選擇性地在處理器 1403執订别或後儲存於儲存裝置14〇7或14〇8中。 ^腦系、统1401亦包含無流排14〇2#合之通訊介面ΐ4ΐ3， ^心面1413提供與連結至如局部區域網路似 通，網路如網際網路之網路線鏈接1414相 = Γ另=Γ人可為―附加於任，交換面 I ’另敫：Γ ’ Ϊ訊Μ 1413可為一非對稱數位用戶迴路(ADSL) 傳輸線；鮮可剌無線鏈接。在任一此類 =;ti:1413傳送並接收攜帶代表不同類型資訊之數位 貝枓流之電、電磁、光學訊號。 秋, 網路線鏈接1414典型上提供經由一或 !rL；rf, 1? 1414 (ν)或服務提供者所操作之設備（其藉由通賴路1416 34 1304527 ί if 連接至電腦，區酬路1415及通訊網路1416 數位㈣流之電、電磁、或光學訊號與_物理層（如 網路同轴麟、光纖等）。經過各種不同網路的訊號與在 及經過通訊介面1413的訊號，此些訊號均擴 ΐί腦^ _ ’且以基舰號或以載波為主之訊 衝以傳遞數位資料，其中「位元」一詞係泛指為平 #訊位元’數位資料亦可用於調變载波，“利用 上傳遞或以電磁波形_過傳遞媒體傳送之^ =及八域率移動鍵控訊號，如此，數位資料可透過一 錢/捕觀做而在―預定頻卿（非基頻)」 =^電，統可透過網路1415及1416、網路 通汛;I面1413傳送及接收資料包括程式 ， 可提供透過LAN 1415連接至行_ ¥14=^路鏈接1414 (p叫桌上型電腦、或行動電話動等裝=41。7如個人數位助理 =明可按照上述原則進行諸多調整及變化 瞭·本發明除此處所特別說明者外， 二須月 了此處所說明或列舉之順序外的順處:二:：同時或以除 明瞭：僅有施行稍後處理步驟所必二，二此技術者應 稍後之處理步驟前執行。仏員之故些處理步驟，須於實施 五、【圖式簡單說明】 照下列結伴隨之優勢，將藉由參 圖！為根據本發明i—實易獲得與明瞭，其中： 第一原理模擬技術，以辅助由半料統係利用 圖2為根據本發明之一實理工具所執行之製程； 35 1304527 構可明之-實補之_雜方塊®，該網路羊 行之製程t以—原理核擬技術，以輔助由半導體處理工具所& 為娜本發明之一實施例之製 ^原理模擬技術《提供在半導雜處理工具上之虛鉉= 第-:4=ί 發 结圖6㈣艮據本發明之一實施例之系统^製=破化； 弟1理模擬技術以控制由半導體處理工具所執^^先係利用 ^ 7為根據本發明之一實施例之製 ^ ^8為根據本發明之一實施例之系統 釔：模擬技術與—經驗模式，以控制由半導體處 ，9為;f艮據本發明之一實施例之製 芯g模擬技術與—經驗模式，以控_半導體處=二： 第發明之—實施例之祕方翻，該系統係利用 執行^製if 誤侧器，以控制由半導體處理工具所 f，芦^輸人f及？至pls分析以及相對應之於屮 ，’图互與在投影中之變數重要性（VIP)示j ^ 2為根據本發明之一實施例之製 二 擬技術與-酬測器，以控制由半導懸 可應，播狀製雖制實施例 圖Η說明-電腦系統，本發明之一實施例可實施於該電腦系 36 1304527 統上。 瓦件符號說明 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 2〇1輸入關於由半導體處理工具所執行 203輸入第一原理物理模式 表長的貧料 2〇5利用輸入資料及第」原理物理模 擬’以提供模擬結果 木執订弟—原理模 程 2〇7利用模擬結果以輔助由半導體處 302模擬模組 /、所執仃之製 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 的虛擬感測器讀數 輸入資料以獲得關於由半導體處理工1 所執行之製程 =3輸入仿真一物理感測器H 擬，:原理物理模式來執一原理模 =用虛擬_器量測，以輔助由半導體處理工具所執行 W2所執行之製 程的特徵化資訊 m 資料以獲得關於由半導體處理工i 37 1304527 的第^理糊處理工具⑽所♦製鋪徵化 :模 505利用輸入資料及第一原理物理模 擬，以提供用來將製程特徵化之模擬結果 執仃弟一原理； 507觀模擬結果以將由半導體處理工 特徵化 、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 706以工具資料設定模式之邊界條件/起 708執行第一原理模式 保件 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 1304527 902 904 906 908 910 912 914 916 918 處理基板/批次 測量工具資料 以工具資料設定模 執行第一原理模式 建立經驗模式 模式撤銷否？ 式之邊界條件/起始條件 =板式輸出決定控制訊號 ίίϊ模式糾枚控制訊 调整製程 號

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 式之邊界條件/起始條件

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 1206以工具資料設定模 1208執行第一原理模式 果為輪入執行多變數分析 1302處理工具 1304基板支架 1305基板 1306氣體注入系統 1308、1310質量流量控制哭 1312屢力感测器 w 39 1304527 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)

1. 、申請專利範圍·· 含 料 L -種控制由―半_理工具職行之, 輸入關於由該轉體處理工具馳行之—實際抛的製程資 輸^含-組電腦編领分方之 根據關於所執行之該實際^藉制： 來執行第-顧難，*提#1第」職物理模式 際製程的執行期間模擬所執實際，以便在該實 利用在該實際製程之執行"^；^’以及— 控制由該轉體處理1具所執行之該^程4〜理她結果，以 之-2製==利5=1項之控制由-半導體處敎具所编- ⑦理工具上之以=:該; :接輸入關於由該半導體處理工具所執行之該實際製:二資 之一3制第1項之控制由-半導體處理I具所執Γ -資;ίϊ!ί由輪入製程資料包含自-手動輸入ΐΐ: 之-4製 工具所執行之-雜包含輸人絲_半導體處理 之一ϋ第3項之控制由一半導體處理工具所執r 定之^的方法，其中該間接輸入包含輪入由一模擬操作以 6.如申請專纖圍第丨項之㈣由—半導體處理卫具所執行 41 1304527 的方法，其中該輸人㈣包含輸人關於該半導體處理工 ^半導體工具環境之至少其中一種之物理特徵的資料。 7·如申請專利範圍第〗項之控制由一半導體處理工呈所 工ϋ的其中該輸人資料包含輸人關於由該半導體處i 工具所#UT之-製程之-特徵與—結果至少其巾之_的資料地I 8制如中請專利範圍第丨項之控制由―半導體處理工具所勃 之衣程的方法，其中該輸入一第一原理物理模式包入 導體處理工具之一幾何形狀之一空間解析模式。 | 9如申請專利範圍第！項之控制由一半導 工 士-製程的方法，其中該輸入一第一原理物理模 所欲杈擬結果之第一原理模擬所需之基礎方程式。則執仃 10·如申請專利範圍第1項之控制由一半導靜 行之-製程的方法.，其找在該實際製程的執二j所執 理模擬包含同時執行第—原理模擬以^仃弟-原 行之該製程。 千蛉體處理工具所執 11·如申請專利範圍第1項之控制由一半募 m 行之-製程的方法，其中該在該實際製程的執行所執 理模擬包含執行與由該半導體處理工具所執二j執仃第一原 一原理模擬。 之遠‘程無關之第 一 如申請專利範圍第1項之控制由一半暮辨♦ 行之一製程的方法，其中該在該實際製程的執千如，理工具所執 理模擬包含利用該輸入資料以設定該第間執行第一原 條件。 、杲棱模式之一邊界 13·如申請專利範圍第1項之控制由—半 行之一製程的方法，其中該在該實際製程的處理工具所執 理模擬包含利用該輸入資料以設定該第一 1丁功間執行第一原 條件。 ㈣模域式之-起始 14·如申請專利範圍第1項之控制由—丰请 行之一製程的方法，其中該利用在該實際萝導體處理工具所執 之執行期間所得之 12. 42 1304527 3 m f擬結果包含藉由比較在該實際製程之執行期 行“;得料二 =該實際製;4 執行，製程中進行以理工具所 行之-製ί的申;利範K第1項之控懒—半物處理工具所執 專利=轉1項中所述之該處理步驟至少其中之^域仃申請 執行之-參Γ程申範Λ第人1Γ員之控制由一半導體處理工呈所 化，以分擔以理資源中利用程式碼^ 制由該半導體處社具所執行之—製程。痛㈣訊，以控 執行1t 二請 ，模擬結果’以減少不同資源:實質1::二1連資源間 多餘執行。 貝貝上相似之弟一原理模擬之 19.如申請專利範圍第17項之控制由一 執行之-製程的方法，其中該分享模擬g 工具所 式變化’以減少不同資源之實質上相似:當该，原間 多餘精化。 貝工々日似之乐一原理模擬之 20如中請專利範圍第15項之控制由 巧-製程的方法，更包含經由—廣域網路理工具所 以決ί在H半雜處理工具所執行之該製程中之資源， 執=之—製程的方法，其中該利用遠 處，具所 理工具峨行找轉體_。 ___半導體處 22_如申請專利範圍第1項之控制由—半導體處理工具所執 43 1304527 行之一製程的方法，其中該執行第一原理植 ^程式碼、—FL^T電腦程式碼二 碼、以及一直接模擬蒙地卡羅電腦程式碼至少其中。甸耘式 / 23.如申請專利範圍第】項之控制由一半^ 订之二製程的方法，其中該執行第—原理模擬包^··，、斤執 藉由應用一最接近擬合解來計算該第一 此設定在第_顧模擬巾之單元伽_之—解，由 24. 如申請專利範圍第23項之控制由— 執行之一製程的方法，其中該計算包含： 、里具所 自一解之程式庫中選擇該最接近擬合解。 25. 如申請專利範圍第24項之控制由— 執行之一製程的方法，其中該選擇包含： 、处里工具所 一解自於該半導體處理玉具上已證實收狀該解之程式庫中選擇 26. 如申請專利範圍第23項之控制由 執行之-製程的方法，其中該選擇包含：^處理工具所 自存在於連接至該半導體處理工具之一 私式庫中選擇該最接近擬合解。 、.路上之一解之 —27.如巾請專利範圍第丨項之控制由— 仃之一4程的方法，其中該在該實際f程的勃一/处工具所執 理模擬包含： …、衣私的執仃期間執行第一原 藉由選取該在該實際製程的執行期間第 粗網f ’來計算該實際製程的執行_第—原=之解的— 28如申請專利範圍第π項之控制由—半導二广之一解。 執仃之-製㈣方法，射該計算_解更包含^體處理工具所 原理模擬中條疋在使用-細網袼之-後續第— 杆之2_!制如申請專纖11第1項之控畅—半導《if 的方法，其細用該在該實際製程^執行 44 1304527 之昂模擬結果以控制該製程，包含·· 際製程之成刀分析，以決定該半導體處理工呈之兮在卞金 之-佟該關係用於決定對該組至少-栌胸f 〈^正，吟对間成分之強麟少。 〃 &制邊 行之上|g η，利，圍第1項之控制由-半導體處理工呈所執 今® /的方法，其巾制用找實際製程之執㈣Η;執 5亥弟一原理模擬結果來控制，包含：Η 仃期間所传之 旦，制料處理系統、一侧系統、—光 介電塗佈系統、-沉積系統、-用於熱退ίί㈣ί 处糸、、、先、以及一批次擴散爐至少其中之一。 …、 執行Ϊ· 專利範圍第30項之控制由一半導體處n所 之忒弟一原理模擬結果來控制，包含： 功間所侍 之一技制一化學蒸氣沉積系統以及一物理蒸氣沉積系統至少其中 執行專利範圍第21 執仃之一衣耘的方法，其中該輸入工具資料包含： 、厅 I虫刻速率、沉積速率、姓刻選擇性、一餘刻臨 刻特徵異向性、-膜性質、-電漿密度、-離子能量、叫、卜= 種之濃度、一光阻遮罩膜厚度、一光阻圖案尺寸至少其中之二 A 33.如申請專利範圍，i項之控制由_半導體處社抑㈣ 仃之一衣程的方法，其中該輸入資料包含： 、執 輸入一材料處理系統、一蝕刻系統、一光阻旋涂 影系統、一介電塗佈系統、一沉積系統、_用於熱之体 處理系統、以一及批次擴散爐至少其中之一的物理幾何參數^^、、 34.如申請專利範圍第1項之控制由一半導體處^ 二 行之一製程的方法，其中該利用在該實際製程之執行1 月間&^ 該第一原理模擬結果來控制，包含：丁邊間所仵之 45 1304527 藉由利用模式輸出來控制該半導體處理工具，以調整由該半 導體處理工具所執行之該製程。 35. 如申請專利範圍第34項之控制由一半導體處理工具所 執行之一製程的方法，其中該控制包含： 利用非線性最適化以及多變數分析至少其中之一，以導出製 程控制所用之一控制模式。 ^6. 如申請專利範圍第1項之控制由一半導體處理工具所執 行之一製程的方法，更包含： 於複數個計算/儲存裝置間交換資訊，該複數個計算/儲存 裝置包含模式解答器參數、該第一原理模擬之解狀態、該第一原 理模擬之模式解、以及該模式解之收斂歷程至少其中之一。 鲁 37. 如申請專利範圍第1項之控制由一半導體處理工具所執 行之一製程的方法，更包含： 檢查製程結果；以及 提供至該第一原理模擬之輸入，以作為校正用。 38. 一種半導體製程之控制系統，包含： 一半導體處理工具，用以執行一製程； 一輸入裝置，用以輸入關於由該半導體處理工具所執行之一 實際製程的資料；以及 一第一原理模擬處理器，用以： φ 輸入包含一組電腦編碼微分方程式之一第一原理物理模式， 該第一原理物理模式係描述該半導體處理工具之基本物理及化學 屬性至少其中一者，以及 根據關於所執行之該實際製程之該製程資料，利用該物理模 式來在該實際製程的執行期間執行第一原理模擬，以提供一第一 原理模擬結果，其中在該實際製程之執行期間所得之該第一原理 模擬結果係用以控制由該半導體處理工具所執行之該製程。 39. 如申請專利範圍第38項之半導體製程之控制系統，其 中該輸入裝置包含實際上架置於該半導體處理工具上之一物理感 46 1304527 測器及一計量學工具至少其中之一。 40. 如申請專利範圍第38項之半導㉟制 中該輸入裝置包含一手動輸入裝置與一資料|私，控制糸統，其 41. 如申請專利範圍第40項之半^制^少其中之一。 中該輸人裝置係肋輸人先前域轉# =之控制系統’其 程所記錄的資料。 丑处工具所執行之一製 42. 如申請專利範圍第4〇項之半 制 中該輸人裝置制以輸人由-模擬操作者統’其 中該輸入裝置係用讀人關於解導體處，其 環境之至少其中-種之物理特徵的資料。具及斜導體工具 44·如申請專利範圍第38項之半導髀制和α ^ ^ η裝置係用以輸人關於由該半導體1 程之一特徵及一結果至少其中之一。 /、所執仃之一製 45*如申請專利範圍第38項之半導髀制—^也丨/ 中該處理器係用以輸入—第—原理模擬物王m ^第2 ’其 ^物理模式包含該半導體處理工具之該幾何形狀之 中該^理=用清專=乾圍$ %項之半導體製程之控制系統，复 :包係用:巧入-第-原理物理模式，該第一原理物理模 之基礎方程式 同時執行#s j彳1^ 38貞之錢，其巾該處理器係用以 中該處理^申清專利範圍第38項之半導體製程之控制系統，复 理工具所時執行該第-原理模擬以及由該半導體處 中該1理請專利範圍第38項之轉體製程之控㈣統，其 如糸用於至少藉由利用該輸入資料以設定該第一原理^莫 47 ^04527 b、5^之^^条件，以執行該第一原理模擬。 中該處理雜狀控㈣統，其 擬模t^料，原理模 該處理器係用 亥圍弟，之半導體製程之控制系統，其中 工具所執行之該製程巾擬結果，以在由該半導體處理 52.如執订偵測以及分類一錯誤至少其中之-。 參 包含-友連之網38項之半導體製程之控制系統，更 -原理模擬至;以丁该輸入-第-原理模擬模式與執行—第 中該互連^源52項之半_製程之控制系統，其 以分擔該第-'原理模擬之計算U理器一同利用程式碼平行化， 中該ΐ連1 頁之半導體製程之㈣系統，其 助由該半導分享模«訊，以輔 中導體製程之控制系統，其 實質上相似之第—顧频之 配至魏職，以減少 56·如申請專利範圍第54 主道h 中該互連資源之網路係用 變系統，其 該第-原理模擬之多餘精化/、式夂化刀配至該處理器，以減少 包含ί程^;申，之半導體製程之控制系統，更 亚，辅助，半絲處理玉具所執行之該半導處理益 一計算資源;射_織源包含 说如申請專利範圍第38項之半導體製程之控制系統，其 48 1304527 ίΞί;;係，ί?由利用一魏電腦程式碼、- F画Τ 卡羅電该5 =ACE _呈式碼、以及一直接模擬蒙地 隹:月也式碼至少其中之一來執行第一原理模擬。 中該:理圍第广_體製程之控㈣ 理模擬之—解而日應！—取接近擬合解來計算該第-原 之單元起始條件。仃弟—原理輪’由此設定在第-原理模擬中 61.如申請專利範圍第60項之丰導髀制余立丨么"u 用以藉由至少自-.式庫中:合ί 中該處理制系統，其 之^之程式庫中選擇―解，喊行具上已證實收叙 ·如申清專利範圍第όθ項之半導靜制护夕妣生丨么 少自存在於連接至===且ΐ 選擇_路上之__解之程式料選擇該最接近擬合解，而執^ 中該處糊蝴統，其 二:格之—後續第—原理模擬; 中該ΐ理^執3^貝g導體製程之控制系统，其 ，理工具之該第一原理模擬決定該半導 係用於決定對該組至少一控制變數=來=成： 49 1304527 強度減少。 =·如申請專利範圍第38項之 -用於埶快7C、一介電塗佈系統、-沉積系統、 爐至少其中之 中該ί理圍第67項之半導體製程之控制系統，其 蒸氣沉積系統至少ϊ中之二控=二，氣沉積系統以及-物理 該製程。 利用^亥弟—原理模擬結果來控制 如申請專利範圍第38項之 ㈣ 、二 離子能量一化向性、—膜性質、—電漿密度、一 尺寸至少其中之Γ物種度、—光阻遮罩膜厚度、—光阻圖案 38項之轉體製程之控⑽統，其 ；ίίί ^ ^ 熱退火之快速“理系统、統、—沉積系統、一用於 理幾何參數。μ、、及批久擴散爐至少其中之一的物 中該71理圍第38項之半導體製程之控制系統，其 呈，以碉：由二^^利用模式輸出來控制該半導體處理工 原二二tss:具所執行之該製程，而利用該第- 忖7卢2理專利f圍第71項之半導體製程之控制系統，其 少其中之二；製 50 1304527 ，計ΐ裝置包含模式解答器參數、該第一原理模擬之解壯 ^之j弟-原理模擬之模式解、以及該模式解之收織程至少^ 74·如申凊專利範圍第項之半導體$ 中該處理器更用以： 干㈣衣私之控制系統，其 檢查製程結果；以及 η第一原理模擬之輸入，以作為校正用。 系統，包含辅助由一半導體處理工具所執行之一製程的 用於輸入關於由該半導體處理 程資料的裝置； ^執仃之一貫際製程之製 用於輪入包含-組電腦編碼微分方 式，該第-原理物理模式係描述該半導物理模 化學屬性至少其中-者；、體處理工具之基本物理及 用於根據關於所執行之該實際势 入資料與該物理模式來在該實際製程的執以^料丄利用該輪 擬，而提供一第一原理模擬結果，執行第一原理模 的裝置；以及 挺棱所執行之該實際製程 用於利用在該實際製程之執行 果，以控制由該半導體處理工第一原理模擬結 76·.如申請專利範圍第際製程的裝置。 具所執行之-製觸系統，更助由-轉體處理工 算負荷的裝置。 於分擔該第一原理模擬之計 訊 77·如申請專利範圍第75項之用 具所執行之一製程的系統，更包含用；辅助由一半導體處理工 ，以輔助由該半導體處理卫 互連資源間分享模擬資 ^ 78.-種包含在一處理器製程的袭置。 項媒體，當該電腦媒體經電腦系仃用之程式指令之電腦可 輸入關於由該半導體處理工 :了’“亥處理器執行步驟： 4執行之—實際製程的製程資 52 1304527 料， 兮第輸微分方程式之-第-原理物理模式， ίί至半導體處理工具之基本物理及化學 式來該f際製程之該製程資料’利用該物理模 原理模擬結執㈣—原理模擬，而提供一， 利用在該每ίΐί棱所執行之該實際製程；以及 以控制由該^之執行期間所得之該第-原理模擬結果， ¥體處理卫具所執行之該實際製程。 十一、圖式：

   52 1304527 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（6 )圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 602計量學 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 604 APC基礎建設 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 無0