TWI352883B - System and apparatus for processing a lot of workp - Google Patents

Description

玫、發明說明： 苐92133660號專利申請案 (99年8月26日i 【發明所屬之技術領域】 本發明—般係關於半導體製造 種動態調整與用以進行模式 、j也’係關於― 的方法與裝置。丁模式預測之晶圓檢測有關之取樣率 【先前技術】 體工業令的技術劇變已經造成 程。今曰的製造製程，特別是半導體製造製程，；= 重要的步驟。這些製程步驟通常 二 輸入，該些輸入通常係予以微調以維持適當製造控制。一 半導體裝置的製造需要許多分開的製程步驟，以從未 =工=導體材料產生封裝半導體裝置。從半導體材料的 初 I導體晶格切割成個別晶圓、製造階段（蝕刻、 :雜、離子植入或類似情形）到完成裝置之封裝與最後測 °的種種製程’且各種製程間係如此不同’以致於該些製 程可能在包含不同控制結構的不㈤製造位置裡進行。 般而。，在有時稱為一批（lot)的一組半導體晶圓上 ，行一組製程步驟。例如，可將由種種不同材料組成的製 β β形成於半導體晶圓上。因此，—圖案化光阻層則可能 使用已知的光學微影（ph〇t〇lith〇㈣㈣）技術而形成於製程 層上°基本上’餘刻製程則隨後把圖案化光阻層當作一遮 罩在製程層上進行。此蝕刻製程導致種種特徵或物體形成 於Λ 層中。例如’此些特徵可能用作電晶體用的閘極電 極結構。多數的時候，溝狀（trench)隔絕結構亦可能形成於 92486修正本 1352883 第92133660號專利申請案 (99年8月26日、) 半導體晶圓的基板，以隔絕整個半導體晶圓的電性區域。 一種可用隔絕結構的實例係為淺溝（shaU〇w trench)隔絕 (STI)結構。 半導體製造設施内的製造工具基本上與製造結構或者 製程模組網路互連。各製造工具一般連接到裝置界面。裝 置界面則連接到製造網路所連接的機械界面’從而促進製 造工具與製造結構之間的互連。機械界面通常是先進製程 控制（APC )系統的一部份。Apc系統開始一控制描述語 言程式（control SCript)’其係可以是自動取得實施製造^ 程所需之資料的軟體程式。 第1圖說明典型的半導體晶圓105。半導體晶圓ι〇5 基本上包括排列在栅格15〇的複數個個別半導體晶粒 103。使用已知的光學微影製程與裝置，可將一圖案化光阻 層形成於受到圖案化的一層或更多層製程層上。部份的光 學微影製程為，-曝光製程基本上由步進器在―次大約1 至個曰曰粒1 03的位置上進行，其係取決於所使用的特定 光學遮罩。圓案化的光阻層可在底層或材料層（例如，多 ，石夕、金屬或絕緣材料層）上所進行之濕式或乾式的银刻 氡程期間内用作為—遮罩，以將希望的圖案轉移到底層。 圖案化光阻層包含複數個特徵’例如在底部製程層中予以 複製的線型（line_type)特徵或打開型特徵。 叫第2圖’其係用以顯示說明習知技術製程流 • +圖。製造系統可依據在半導體晶.圓1〇5上 的特定製程來以進行晶圓分㈣的取樣率（方塊210)。 92486修正本 !352883, 第92133660號專利申請案 (99年8月26曰) 製造系統隨後可處理半導體晶圓1〇5 (方塊22〇 )。一旦將 成批的半導體晶圓i 〇5加工處理的話，製造系統則能以取 樣率為基礎而來得到測量資料（metr〇〗〇gy data)(方塊 2 3 0 )。取樣率則用以決定有多少以及哪個半導體晶圓1 〇 5 要進行檢測以在一批量中取得測量資料。一旦得到測量資 料的話，該系統就可依據測量資料分析而修改談製程（方 塊240 )。一旦決定將在半導體晶圓1〇5上所進行的一種或 多種修改的話’該製造系統則可持續地處理半導體晶圓 105 (方塊 250)。 在與現有測量技術有關的問題中，事實上，來自取樣 半導體晶圓〗05的資料並沒有提供對測量資料狀態的正確 評估。例如，在製造系統之狀態中某些製程或改變可能需 要另外的測量資料’以用以進行對測量資料狀態的更正確 評估。預定的取樣率可能不足以取得充分的資料，以進行 對製程半導體晶圓1〇5情況的正確評估。例如，情況之改 變’譬如製程X具與類似物之操作的改變，其係可能導致 預定取樣率不充分。. 再者，用以在半導體晶圓1〇5上進行加工處理的製 模式可能在製程階段内被修改，以便得到更多的資料或 少的資料，以用以正確評估製程的精確性。不充分的測 I料可能造成半導體晶圓105製程的誤差。此外，不充 的測量資料可能造成不會進行製程校正，反:之在有適冬 :資料之情形下則可能會進行製程校正。相反地，測量 的過度取得可能導致晶圓加工處理期間内的無效率。 92486修正本 7 1352883 (99年S月26曰: 本發明乃針對$ flg=, 所產生的影響。 或至乂減少上述一種或更多種問題 【發明内容】 本發月#態、樣中，係提供一種用以動態地調整關 、圓檢測之取樣率的方法。對相關於批次的複數個工作 件進行製程步驟。決定用於取得關於至少一個之製程工作 件之測量資料的取樣率。進行動態取樣率調整製程，以適 ί性地修改絲樣率1態取樣率調整製程包括將預測的 製程結果與實際的製程結果相比較，並且依據該比較，修 .改該取樣率。 在本發明的另一態樣中，係提供一種用以動態地調整 關於晶圓檢測之取樣率的方法。對相關於批次的複數個工 作件進行製程步驟。決定用 郦决疋用於取侍與至少一個之製程工作 =有關之測量資料的取樣率。預測來自對工作件進行之製 : = 取得依據取樣率而與對工作件進行之製程有關 的貝際、、、口果資料。將預测的結果相較於實際結果。決定盘 該模式（m0deI)所進行之製程結果預测有關的不確定性。錶 取樣率乃依據不衫性超出預定公差範圍的決定而被修" 改0 於曰的另—態樣中，錢供—種用以動態調整關-於曰曰SU欢測之取樣率的系統。該系統包括製程工具以理 複數個工作件。該系統亦包括測量 丁从从 八 u取得關於製程 作件的測量資料。該系統亦包括操作性地耦合到製程工 具的製程控制器。該製程控制器能夠進行動態取樣率調整 92486修正本 第92133660號專利申請案 (99年8月26日5 裝程，以適應性地修改該取樣率。該動態取樣率調整製程 包括將預測的製程結果與實際製程結果相比較，並且依據 該比較，修改該取樣率。 在本發明的另一態樣令，係提供一種用以動態地調整 晶圓檢測之取樣率的裝置。該裝置包括製程控制器，該製 程控制器係用以控制製程工具對複數個工作件所進行的製 程。該製程控制器能夠進行動態取樣率調整製程，以將用 ㈣到_於製程工作件之測量資料的取樣率進行適應性 ，修改。該動態取樣率調整製程包括將預測的製程結果與 實際製程結果相比較，並且依據該比較，修改該取樣率。 在本發明的另一態樣中，係提供一種用以動態調整盥 晶圓檢測有關的取樣率’以指令編碼的電腦可讀取程式館 存裝置。該以指令編碼的電腦可讀取程式儲存裝置，當由 電腦執行指令時，進行一種方法’該方法包含：對相關於 批次的複數個工作件進行製程步驟；決定取樣率，以取得 與至少一個之製程工作件有關的測量資料；以及進行動態 取樣率調整製程’以適應性地修改該取樣率。該動態取樣 率調整製程包括將預測的製程結果與實際製程結果相比 較，並且依據該比較，修改該取樣率。 【實施方式】 將本發明的說明性具體實施例說明如下。為了清晰起 =，並非所有實際實施過程的特徵均說明於本說明書中。 :然將理解到的是’在任何此種實際具體實施例的發展過 私中，必須進行種種具體實施例的決定，以得到發展者的 9 92486修正本 第92133660號專利申請案 〜 （99年8月26曰) :目！’譬如關於系統與關於企業之限制的-致性，其 B AA實施過程變改到另一實施過程。再者，將理解到的 汰 發展努力可能既複雜且費時，但卻將仍是那些熟 阳具有本發明益處之技藝者所進行的例行公事。 有許多分開的製程包含在半導體製造中。許多時候， 工作件（例如’半導體晶圓1〇5、半導體裝置等等係透 過多重製造製裎卫1说半隹 .^ 、 ％具逐步刖進。本發明的具體實施例係用 以執行動態適應性取樣率，其係可用以調整晶圓Μ之取 :’以甩以分析。在半導體晶圓1〇5的製程期間内，取樣 ;;之调整可應情況之改變而進行。例如，依據潛在影響半 導體晶圓1.0 5之適當遨谇沾插# m主 裝垃的種種因素，該製程允許用以檢 測半導體晶圓1〇5之取樣率的動態改變。可將進行製程結 果之預測(例如，在將一組製程進行之後半導體晶圓⑽ 的外觀為何）的製葙楛4' , 衣釭模式（process m〇del)修改，以便使 該製程模式對測量資料更靈敏 只盯又盈敏。因此，可實施取樣率的增 加以更精確地預測製程結果並且配合製程模式靈敏度的增 加。換句話說’製程模式對測量資料的靈敏度越高，取樣 率就越高’反之亦然。在一呈 社具體實把例中，修改過的取樣 率可實施於後續一批的丰莫興Bpi _ 町牛導體日日0 1 05。藉著利用本發明 具體實施例所提供的遶廊柹孢 ,,.,^ 喝應性取樣率，製程半導體晶圓1 05 之測量狀態的更精確評估县亦At %4怙疋可能的，從而提供更好與更 確的製程控制》 現在回到第3圖’其係顯示根據本發明具體實施例之 系統3〇0的方塊圖。在系統3〇〇中的製程控制器310能夠 92486修正本 10 1352883, 山价立·ϊ «^幽I (yy平8月26日’ 控制〃、製程工具610有關的種種 r 4。明細 锦作。該系統300能夠得 到相關製造資料，譬如與製程半 斧體日日圓10 5相關的測量 貝枓、工具狀態資料與類似物。 旦t直π糸統300亦可能包含測 里工具650，以得到相關於製 料。 卞導體晶圓1 05的測量資 系統300亦可能包含一資料 元340係提供用以儲存複數種資料，：:：資料庫單 統300之操作有關的資料（例如，“二=枓、與系 本遙舻曰圓^ 果·私工具610之狀態、 丰V體日日圓105之狀態等等）鱼 ^ ^ ^ '、頬似物。資料庫單元340 了此儲存與製程工具61〇所 工且狀能次赳^ 丁疋複數個製程流程有關的 工具㈣貝料。資料庫單元州可能包含資料庫飼 342’用以將與製程半導體晶圓1〇5 仏 / —、甘—也」 有關的工具狀態資料盘 或其匕製造賁料儲存入資料庫儲存單元345。 /、 該系統遍亦可能包含得到工資 態資料取得單元32Ge該卫 湘的工具狀 八狀態-貝料可能包括盥製 具010之操作有關的壓力 工 Μ旦m 刀資科、溫度資料、濕度資料、氣 體流里貧料、種種電性資料等等。蝕刻工、 具狀態資料可能包括氣H > θ '朝^工 廢 ^ ^ b虱體奴$、箱室壓力、箱室溫度、電 [、反射功率、背面氦魔力、奸（射頻）調譜來等 工具狀態資料亦可能包括製 乂專。 „ „ 褽私工具610外部的資料，毖如 週遭溫度、濕度、壓力箄望 、 3如 AA S , 。工具狀態資料取得單元3 2 0 的更詳細說明與描述係於笸 于早兀320 / 、弟4圖與下面的附帶說明中。 '糸統3 0 0同樣包含飴梦ι 夠進行與半導體晶圓105製鋥右 關之種種誤差檢測分析的组 裏長有

亇的誤差檢測與分類單元（FD 92486修正本 11 1352883 '第92133660號專利申請案 ^ (99年8月26曰） 330。誤差檢測與分類單元330能夠在半導體晶圓1〇5的製 程期間内提供與誤差有關的資料。由誤差檢測與分類單元 3 3 0所進行的誤差檢測分析可能包括工具狀態資料與/或測 量資料的分析。FDC單元330可藉著分析測量工具資料， 而使特定的工具狀態資料與製程半導體晶圓丨〇5上檢測出 的誤差產生關聯。例如’特定誤差，譬如在製程半導體晶 圓105上所發現的臨界尺寸誤差可能與相關於工具狀態資 料的特定氣流速率或者溢度資料關聯。FDC單元330所進 ® 行的誤差檢測亦可能包括分析來自整合入製程工具之 現場感應器的資料。 系統300的模式單元350能夠進行晶圓狀態結果的預 測（例如’與製程半導體晶圓1 〇 5之一種或更多種情況有 '關的預測，譬如半導體晶圓1〇5上所形成之特定結構臨界 •尺寸的預測）。晶圓狀態結果的預測能以製程情況（process condition)輸入資料為基礎。該模式單元35〇能夠將即將 在半導體晶圓105上所進行之製程步驟的行為與/或結果 •予以模式化，以依據某些具體控制輸入參數來決定製程半 導體晶圓105的可能情況。 來自模式單元350的預測資料可由與系統3〇〇有關的 動態適應性取樣率單元360所使用，以進行取樣率的動態 調適。動態適應性取樣率單元360能夠以在半導體晶圓丨〇5 製程期間内可能發生之複數個製程變化的其中一個為基 礎，.而動態地修改該取樣率（與檢測成批的某特定晶圓 有關）。動態適應性取樣率單元36〇可依據模式單元 92486修正本 12 1352883. 第92133660號專利申請 ("年8月26日； 的改變而 句話說， 取樣率的 模式單元 單元350 以更仔細 結果。動 第5圖以 使成批半導體晶圓1〇5之檢測的取樣率增加。換 假如模式單元35〇對測量資料更靈敏的話，那麼 增加則可實施，以便將更精確的測量資料提供到 350，以較佳地預測製程結果。此外，依據模式 所提供的某些預測，系統300可能可改變取樣率， 地5平估在半導體晶圓105上所進行之製程步驟的 態適應性取樣率單元360的更詳細說明係提供於 及下面的附帶說明。 在一具體實施例中，依據本發明具體實施例所提供的 不確定因素’當將取樣率從-批修改到另-批時，系統_ 可能n監督的具體實施例中’進行線端 (end-of-line)電性測試，譬如環振盪頻率測量、驅動電 流與類似情形。隨後可將來自實際電性測量的結果與模式 單元3 5 0所提供的預測性電性參數相比較。隨後依據實際 電性測試結果與預測電性參數之間的差，@決定不確定因 素。假如不衫因素相當高的話’那取樣率則無法高到足 夠使成批的晶圓狀態特徵化。因&，取樣率可能隨著接繼 的一批而增加。不確定因素可能由取樣率單元36〇所使 用’以修改用以檢測製程晶圓1〇5以用於測量分析的取樣 率。在-具體實施射，將取樣率修改，卩用於檢測接繼 加工批次中的製程晶圓1 05。 、FDC單元330、模式單元35〇、與/ 製程控制器3 1 0 或動態適應性取樣率單元36〇可能是為獨立電腦單元的軟 體、硬體、或韌體單元’或者可能整合入與系统3〇〇有關 92486修正本 13 的電腦糸統。再者，由楚路- 有由第3圖所不之方塊所代表的種種元 件可能經由系統連料315而互㈣通统連通線315 可能是電腦匯流排連結、專屬硬體溝通連結、電話系統溝 通連結、無線溝通連結、或其它溝通連結，其係可由那些 沾諳該技藝者所實施，具有本發明之益處。

現=回到第4圖，其係提供第3圖所示之工具狀態資 料取得單元32G的更詳細方塊圖。王具狀態資料取得單元 320可包含任何不同型態感應器中的任u如壓力感 應器川、溫度感應器、濕度感應器彻、氣體流量速 率感應器440與電性感應器45〇等等。在一替代性具體實 施例中’工具狀態資料取得單元32〇可能包含整合入製程 工具610的現場感應器。壓力感應器41〇能夠檢測出製程

第92133660號專利申請案 (99年8月26曰） 内的&力。度感應器420則能夠感應出製程工 ^ 610各種部份的溫度。濕度感應器430能夠檢測出在製 程工:6 1G各種部份或者週遭情況的相對濕度。氣體流量 速率感應器440可能包含複數個流速感應@，該些感應器 此夠檢’I」出在半導體晶圓丨Q5製程期間内所使用之複數個 裝程孔體的流速°例如’氣體流量速率感應器440可能包 含可檢測出檗如Νΐί、ΛΤ 、τ ^ 。 冊3 SlH4、N2、N2〇與/或其它製程氣體 之氣體流速率的感應器。 在具體實施例中，電性感應器450能夠檢測複數個 電陡參數譬如提供到光學微影製程中所使用之電燈的電 流=具狀態資料取得單元32〇亦可能包含其.它感應器， 其係能夠檢測出為那些熟諳具有本發明益處之技藝者所知 92486修正本 14 1352883. 第92133660號專利，培宏 (99年8月26°日) 的種種製造變數。工具狀態資料取得單元亦可能包含 資料界面460資料界面彻可收到來自各種感應器的感 應器資料，並且將該資料輸送到製程控制器3i〇，該種種 感應係包含在g <1Λ 一 隹裂程工具610與/或工具狀態資料取得單 元320内，或者與其有關。 現在回到第5圖，其係提供根據本發明一具體實施例 所設計之動態適應性取樣率單元36〇的更詳細說明。動離 適應性取樣率單元36〇可接收來自模式單元35〇與類似物 的複數個相關製造資料，譬如測量資料、工具狀態資料、 取樣率貝料、模式資料。依據動態適應性取樣率單元3 所收到的資料’可提供新的取樣率，以用以更精蜂地評估 測量^料。動態適應性取樣率單元36〇可包含模式不確定 計算：元510與適應性取樣率計算單元52〇。模式不確. 定性計算單元510能夠將與模式單元350預測能力有關的 不確定（或確定）量予以決定或量化。在一具體實施例中， 不確定性計算單元510可能將預測資料，如模式資料等， '、從.測里貝料分析步驟取得的實際測量數值相比較，並且 在該預測中決定不確定性。 处依據算出的不確定性，適應性取樣率計算單元52〇可 能增加或減少取樣率’而測量資料則以該取樣率而從製程 半導體S曰圓105取得。假如操作該模式單元35〇的不確定 Γ7的話那麼取樣率則可增加，以便將更精確的測量評 估提供到模式單元350，以進行更精確的製程輸出預測(例 將更夕成批的半導體晶圓i 0 5分析）。假如如由模式不 15 92486修正本 1352883 第92133660號專利申請案 確定性計算單元别所算出之模式不禮定性低的 適應性取樣率計算單元52〇則可減少取樣率（亦即，在一 批中分析更少數目的半導體晶圓〗〇5)。 動態適應性取樣率單元36〇將會調適並改變取樣率使 :增加或減少，以將模式資料輸出的不確定量維持在預定 範圍内。藉由適應性調整取樣率，模式單元35〇輪出的 確性則會增加並且維持在預定的公差範圍内。本發明的且 體實施例係提供下述方式，亦即，使用實際資料輸出盘預 測資料輸出’俾決定預㈣差，㈣動取樣㈣適應性3 I ’而成批的半導體晶31 1 G5遂以該取樣率來分析，以用 於取得測量資料。動態適應性取樣率單元則可依據進一 步分析測量資料用的計算而來提供一新的取樣率。在—且 體實施例中’實施新的取樣率，以用以檢測在後續製程; 比 次中的製程半導體晶圓1〇5。 /現在回到第6圖’其係說明根據本發明-具體實施例 之系統300的更詳細方塊圖。使用經由-線或網路623所 提供的複數個控制輸入信號或製造參數，在製程工具 610a 610b上將半導體晶圓1〇5加工處理。線上的 控制輸入信號或製造參數係從電腦系統63〇經由機械界面 615a、615b，而發送到製程工具6i〇a、6i〇b。第一與 機械界面615a、615b 一般係放置在製程工具61〇&、6⑽ 卜面在t代1·生具體實施例中，第一與第二機械界面 615a、615b係放置在製程工具61〇&、61的内。將半導體 θ圓10 5放置在複數個制^ 银数個製程工具610,並由該製裎工具61〇 16 92486修正本 1352883, 第92133660就專利申請案 (99年8月26曰) 運送。在一具體實施例中， 了 丁動地將半導體晶圓1〇5提 供到製程工具610。在一替代枓目触— 气性具體貫施例中，可以自動 的方式將半導體晶圓105提佯早制如 四 捉供予製程工具610(例如，半 導體晶圓105的自動移動）。在— • 仗具體貫施例中，將複數個 半導體晶圓.10 5成批地（例如，+各β 士 a L、 、例如，堆登在盒中）輸送到製程 工具610。 在-具體實施例中’電腦系統63〇會將線⑶上的控 制輸入信號或製造參數發送到第一與第二機械界面 615a 615b。電腦系統630能夠控制製程操作。在一且體 實施例中，電腦系，统630是—製程控制器。電腦系統㈣ ㈣合到可能包含複數個軟體程式與資料組的電腦儲存單 兀632。電腦系統63〇可能包含能夠進行在此所述之操作 的個或更多個處理器（未顯示）。電腦系統63〇使用一製 造模式640,以在線623上產生控制輸入信號。在一具體 實施例中’製造模式64〇包含一製造程式，該程式決定出 在線623上發送到製程工具6丨〇a、6丨〇b的複數個控制輸入 參數。 在一具體實施例中，製造模式64〇定義出實施一特定 製造製程的製程描述語言程式與輸入控制。用於製程工具 A 610a之在線623上的控制輸入信號（或者控制輸入參數） 係由第一機械界面6丨5a所接收與處理。用於製程工具B 61 Ob之在線623上的控制輸入信號係由第二機械界面615卜 所接收與處理。使用於半導體製造製程之製程工具6I〇a、 61 Ob的貫例係為步進器、鞋刻製程工具、沈積工具與類似 17 92486修正本 1352883 第92133660號專利申請案 (09年8月26日） 物。 由製程工具610a、61 Ob所加工處理的一種或更多種半 導體曰曰圓105，其係可同樣地發送到測量工具650，以取得 '、斗測里工具650可能是散射測量（scatterometry) 資料取得工具、重疊錯誤測量工具、臨界尺寸測量工具以 。類T物。在一具體實施例中，測量工具650檢測出一個 或更夕個製程半導體晶圓！ 〇5。測量資料分析單元可 /、"且織以及分析來自測量工具650的資料。測量資料 係針對在半導體晶圓105上所形成之裝置的種種物理或電 性特徵。例如，測量資料乃關於線寬度測量、溝渠深度、 側壁角度、厚度 '電阻與類似物而得到。測量資料可用以 決疋可此在製程半導體晶圓1 〇5上所出現的誤差，其係可 用以將製程工具610的性能量化。 如以上所提供的，動態適應性取樣率單元360收到複 數個相關製造資料’譬如來自測量資料分析單&㈣的測 量分析資料、來自資料庫單元34〇的儲存製程資料、來自 模式單元350的模式預測資料、來自工具狀態資料取得單 疋320的工具狀態資料、以及/或者來自FDC單元33〇的 錯誤檢測資料。由於使用上述的動態適應性製程，動態適 應性取樣率單元360可依據線端測試結果的比較.而進行對 取樣率的調整’以預測結果。因此，新取樣率則可能設置 到電腦系統630，以用以分析後續處理的半導體晶圓1 〇5 批次。電腦系統630隨後則可能實施新的取樣率，以便依 據新取樣率，而對次一批之增加或減少數量之所選出之半^ 92486修正本 18 第92133660號專利申請案 (99年8月26曰） 導體晶圓105進行測量資料分析。 現在回到第7圖，复总hs -, 、 矛圓具係顯不根據本發明具體實施例之 方法的流程圖。—旦準错 平備處理+導體晶圓105，系統300 則可決定製程細節’例如所蚀田从也丨 J如所使用的製程種類、製程順序與 類似情形（方塊710 )。Α … _ 表程細即一般可為依據最終從製程 半導體晶圓105製造出的®苗土 / “ 出的裝置者。系統300隨後可定義出 、換式，該杈式能夠依據複數個製程輸入資料而控制與/ 或預測製程輸出.。-旦將該模式定義的話，模式化功能則 可實施，該功能可能包括製程結果預測功能（方塊72〇)。 該模式此以·#如製程輸入參數的製程參數與由製程半導體 晶圓105所決定的電性參數之間的關係為基礎而來定義。 如方塊720所標不之定義製程模式的更詳細說明係見於第 8圖及以下的附帶說明中。 依據製程細節與所定義的模式，系統300可設定特定 製程步驟所使用的取樣率（方塊73〇)。一般而言，模式的 敏感度越高，取樣率則越高，反之亦然。一旦將取樣率設 定的話’系統300則可將相關批次的半導體晶圓ι〇5加工 處理（方塊740 )。系統3〇〇隨後可取得測量資料並且進行 一動態適應性取樣率調整製程（方塊75〇 )。動態適應性取 樣率調整製程係依據與預測結果相比較下的線端測試結果 而提供一經過調整的新取樣率.，.以用以取得測量資料。方 塊750中所標示的動態適應性取樣率調整製程係見於第9 圖與以下的附帶說明中。依據由於進行動態適應性取樣率 調整製程所提供的新取樣率，系統3〇〇持續對半導體晶圓 19 92486修正本 1352883 第92133660號專利申請案 (99年8月26曰） 1 0 5進行加工處理’隨後並且以該新取樣率來得到測量資 料（方塊760、770 )。在一具體實施例中，將新取樣率實 施’以檢測在接著的製程批次中的製程半導體晶圓丨〇5。 現在回到第8圖，其係提供包含在定義第7圖方塊720 所標示模式裡之步驟的更詳細流程圖說明。系統3〇〇可識 別出與被評估的特定製程有關之一組參數（方塊8丨〇 )。系 統3 0 0隨後以識別出該組參數為基礎，而識別出相關的結

果參數（方塊820 )。例如，決定出與特定電性參數有關的 結果參數。系統300隨後則決定出哪種製程參數影響相關 的結果參數（方塊830 >系統3〇〇隨後則可決定出諸參數 對最後結果的靈敏度（例如，諸參數對最後電性參數的靈 敏度）。諸參數的靈敏度可能藉著分析測量資料、工具狀態 資料、所儲存的製程資料與類似物而來決定（方塊84〇 )。 系統300隨後則依據選出的製程參數而使最後結果量化 (方塊850 )。一般而言，此步驟乃藉著以參數為基礎預測 結果來進行。 見在回到第9圖，其係顯示進行動態適應性取樣率製 程的更詳細流程圖。系統3〇〇可預測出模式結果（方塊 91〇)。換句話說’可能的製程結果係由預定的模式（譬如 模式單元350 )所預測、系，统3〇〇可取得實際的結果資料 (例如，取得的測量資料與結果資料，譬如電性測試資料） (方塊92〇)。系統300隨後能以該些參數為基礎而準備實 際結果對上預測結果之腳本（scenari〇s)(方塊㈣）。實際 對預測製程結果的比較可用以决定與該模式相㈣不確= 92486修正本 20 第92133660號專利申請案 (99年8月26曰） 陡（或者確定性）。例如，將該不確定性於該模式中量化（例 假政實際結果一貫明顯地不同於所預測出的話，那麼 不確定性就會很高）（方塊94〇)。 系統300隨後可決定出與模式預測有關的不確定性對 精確的製程操作而言是否太高（方塊95〇)。一旦決定出與 模式有關的不確定性不會太高的話，那麼則能維持現有的 取樣率’以用於進一步的製程（方塊960 )。當系統300決 定出該不確定性關於預定的模式結果而言是太高的時候’ 系統300則會進行一調適，以將取樣率增加地更高，以降 低不確定性（方塊970 )。修改過的取樣率可使用以檢測與 後續批次有關的製程半導體晶圓1〇5。第9圖所示的諸步 驟貫質地完成與第7圖方塊750有關的諸步驟。藉由使用 本發明的具體實施例，系統3〇〇能夠依據複數個因素而動 態地適應修改過的取樣率。例如，系統3〇〇可能評估模式 預測功能的精確性並且改變取樣率，以更有效地使用資源。 本發明所教的原理可實施於先進製程控制（APC )架 構，譬如由KLATencor，Inc.所提供的催化劑（Catalyst)系 統。該催化劑系統使用半導體設備與材料國際性（SEMI ) 電腦整合製造（CIM )架構相容系統技術，其係以先進製 程控制（APC)架構為基礎。CIM ( SEMI E8 1-0699-CIM 架構領域結構用的臨時說明書）與APC ( SEMI E93-0999-CIM架構先進製程控制元件用的臨時說明書）說 明書可公開地從SEMI得到。APC架構係為一較佳平台， 從該平台來實施本發明所教的控制策略。在一些具體實施 21 92486修正本 1352883 第92133660號專利申請案 (99年8月26曰） 例中APC *構可以是全工廠的軟體系統；因此，由本發 明所教的控制策略事實上可應用到廠區的任何半導體製造 工具。APC架構同樣考慮到製程性能的遠程存取與監視。 再者’藉由使用APC結構，資料儲存會比局部驅動更方 便、更有彈性且更經濟。因為當將必要的軟體碼寫入時， APC架構能夠提供顯著的靈活性，所以它會考慮到更複雜 的控制型態。 將本發明所教的控制策略應用到AM架構需要許多 2體tl件。除了 APC架構内的元件以外，還將電腦描述 。程式寫入’以用於控制系統中所包含的各半導體製造 =具。當控制系統的半導體製造工具於半導體製造構造物 中起動時，它一般合哞〇lj _ s呼^ 一描述浯§程式，以開始製程控 所零要的動作，譬如覆蓋控制器。該控制方法一般界 疋且進行於這些据诚狂_兮 、上 °。e程式中。运些描述語言程式的發 展可包含該控制系統之女坤 ，之大部伤的發展。本發明所教示的原 °貫施入其它型態的製造架構内。 那此=上所揭露的特^實施例僅供說明，因為本發明可用 =、諳具有其中學說好處之技藝者所明顯易懂的不同但 部等同的方式來修改且眚 — 實細。更者，其中所示之結構或設 並不打算具有任何限制性，除了下面所說明的申 “予1:::。因此’以上所揭露的特定具體實施例顯 發==;::，而且所有的這些變更均可視為在本 下面的申：專:::;於是’其中所尋求的保護乃陳述於 92486修正本 22 135288^. 第92133660號專利申請案 sA 4r η (99 年 8 月 26 “） 容許有種種修改與替代形式，❻是其特占 的具體實施例卻已經由圖 、.疋 細地說明於其中。不堝^ ^ 丹你卫1砰 τ 不過，應該理解到的县，牲—s触— 例的其中說明並不傾向於脾*媒 疋特疋八體貫施 y 、將本發明侷限於所揭露出的特定 形式’相反地，卻傾向#、立$ + η ; 盍在附加申請專利範圍所定義 之發明精神與範圍内的所有變 y q另茭更、4同物與替代物。 【圖式簡單說明】 本發明可能參考结人菌 >萼、，。口附圖所做的以下說明來理解，其 中相同的參考數字代表相同元件，而且其巾： .第1圖係為經過處理之習知技術半導體晶圓的簡化 圖，

第2圖係用以顯示製造丰導贈B圓#卩卩日A 衣w干等體日日圓期間内之習知技術 製程流程的簡化流程圖； 第3圖提供根據本發明一呈體 ^ 八锻貫鉍例之系統的方塊 第4圖說明第3圖中根據本發明一具體實施例之工旦 狀態資料取得單元的更詳細方塊圖； /、 第5圖說明第3圖令根據本發明一具體實施例之動態 適應性取樣率單元的更詳細方塊圖； 第6圖說明根據本發明一具體實施例第3圖所示之系 統的更詳細方塊圖； 第7圖說明根據本發明一具體實施例的方法流程圖； 第8圖說明根據本發明一具體實施例於第7圖所標示 92486修正本 23 1352883 第92133660號專利申請案 (99年8月26曰） 更詳細流程圖； 之一種定義模式與實施模式功能之方法的 以及 第9圖說明根據本發明一具體實施例於第7圖所標示 之一種進行動ϋ自絲樣率調整製程之方法的更詳細流程 圖0

【主要元件符號說明】 103 半導體晶粒 105 半導體晶圓 150 柵極 300 系統 310 製程控制器 315 系統連通線 320 工具狀態資料取得單元 330 誤差檢測與分類單元(FDC) 340 資料庫單元 342 資料庫伺服器 345 資料庫儲存單元 350 模式單元 360 動態適應性取樣率單元 410 壓力感應器 420 溫度感應器 430 濕度感應器 440 氣體流量速率感應器 450 電性感應器 460 資料界面 510 不確定性計算單元 520 適應性取樣率計算單元 610 製程工具 _ 610a 製程工具， 610b 製程工具 615a 機械界面 615b _機械界面 623 線 630 電腦系統 632 電腦儲存單元 640 製造模式 650 測量工具 660 . 測量資料分析單元 210、 220、230、240、250、710、 720 ' 730 、740、750、760、770 方塊 810、 820、830、840、850、910、 920 、 930 、940、950、960、970 方塊 24 92486修正本

Claims (1)

1. !352883. ιυυ平:ϊ月30曰修正替換頁 拾、申請專利範圍： —種用來處理多個工作件的方法，勺含 決定用以取得測量資料之取樣=:二. 與對複數個工作件中的s w、 ，該測量資料係相關於 一個預測模式，其中，該至少一 < 進仃製程有關的至少 在與對複數個工作件令的至少一個預測模式包含：被調適成 少一個可能情況發生前，藉由件進行製程有關的至 更多個行為，來預測該至少一個進订的該製程的-個或 、 y 個可能情況的模式. 進行動態性取橡專調整^製、、 ， 該動態取樣率調整製程是依據:::::修改該取樣率’ 行者，而依據該至少一個更新的^新=預測模式所進 以及 預邓杈式，修改該取樣率； ίκ. m ^ >又的取樣率取得測量資料。 2.如申請專利範圍第1項的方冬甘^ 得與對半導體晶圓進行該㈣有7取得測量資料復包含取 丁 Λ製輊有關的測量資料。 .如申請專利範圍第1項的方、土 ^ 定w,. ' 方法’復包含將製程模式化，以決 疋该至少一個預測模式。 4.如申請專利範圍第3項的 製程復包含： ”中進订該動態取樣率調整 取得與要制等卫作件進行的該製程有關的至少一個環 峴因素所相關的資料； 依據該至卜個環境因素更新與要對該等卫作件進行之 該製程有關的該至少—個預測模式； 將該至少一個更新的預測模式與至少一個希望的結果相 94286修正本 25 ^52883 第92133660號專利申請案 100年3月30日修正替換頁 比較； 判定該至少一個更新的預測模式與該至少一個希望的結 果之間的至少一個差異；以及 依據「該差異超出預定公差範圍」之判定，修改該取樣 率。 5.如申4專利㈣第3項的方法，其巾與對該王作件進行之該 製程有關的該至少一個預測模式復包含預測工作件的至少一 個電性測試值。 6’如U利範®第4項的方法，其巾取得與對該卫作件進行 之該製程有關的至少-個環境因素所相的資料復包含取得 來自至少一個經處理之工作件的測量資料。 7.如申請專利範圍第4項的方法，其中衫該至少—個更新的 預測模式與該至少-個希望的結果之間的至少—個差異復包 含判定相關於該預測模式的精確性。 8·如申請專利第4項的方法，其中修改該取樣率復包含依 據I"該差異不在預定公差程度内」之判定，增加該取樣率。 9. 如+料職SU 4項的m巾修㈣取料復包含依 據該差異在預定公差程度内」之判定，減少該取樣率。 10. 如申請專利範圍第3項的方法，其中進行該動態取樣率調整製 程復包含依據「至少-個控制參數對該至少—個預測模式為 靈敏j之判定，增加該取樣率。 U.如申請專利範圍第4項之方法，其中取得與至少—個環境因素 有關的該資料包含取得與溫度資料、溼度資料、壓力資料、、 電性資料和氣體流量資料的至少一者有關的資料。，、 94286修正本 26 100年3月30日修正替換頁 I2. 一種用來處理多個工 忭件的方法，包含： - 決定用以取得與至 _ 量資料的取樣率； 固之經處理之該工作件有關的测 決定與對該工作件谁 盆中…， 仃製程有關的至少-個預測槿个， 〜至乂一個預测模式 .進行製程有關的至少被調錢在與對該工作件 的該製程的—個或更^情^發生前，藉由模擬所進行 的模式； 丁為，來預測該至少-個可能情況 依據該取樣率，取借 的至少-個環境因素所I!::::作件要進行之該製程有關 較;將該^-個預測預測模式與該至少-個環境因素相比 依據該至少—個援* 差異；^ 讀因素判定與希望的製程結果有關的 依據「該差異超出預定八㈤ 率β A差範圍」之判定，修改該取樣 13.如申請專利㈣第12項 製程有_至少-與作件進行 電性測試值。制料復包含預測工作件的至少-個 M·如申請專利範圍第12 杆其中取得與對該工作件要進 仃之該1程有關的至少一個環 理^ 1固料因素復包含從至少-個經處 理跟工作件取得測量資料。 15.-種用來處理多個卫作件的系統，包含： 製程工具’其係j以處理有關—批次的複數個工作件； 94286修正本 27 第92133660號專利申請案 100年3月30日修正替換★ 測量工具，其係依據預定取樣率，來取得與經處理之該 工作件有關的測量資料； 欠製程控制器，其係操作性地耦合到該製程工具與該測量 貝料該製程控制器用以進行動態取樣率調整製程以適應性 地修改該取樣率，該動態取樣率調整製程是依據至少一個更 新=預測模式，並且依據該比較，修改該取樣率，該控制器 1疋該至 > 一個預測模式與至少一個希望的結果之間的差 異八令4測置工具使用該修改的取樣率取得測量資料，以 及’其’’該至少一個預測模式包含：被調適成在與至少一 固作牛進订製程有關的至少一個可能情況發生前，藉由模 擬所進打的該製程的—個或更多個行為，來預測該至少一個 可能情況的模式； π模式單7L，其係操作性地搞合到該製程控制器，該模式 早元用以依據要對該卫作件進行之製程來決定至少—個預測 模式；以及 動態適應性取樣率單元，其係操作性地搞合到該製程控 制器與該模式單元，該動態適應性取樣率單^將至少-個預 續式與至乂 -個希望的結果相比較，以判定差異，並且依 據該差異來修改該取樣率，該動態適應性取樣率單元包含模 式不確定性計算單元和適應性取樣率計算單元，其卜該模 ^不較性計算單元決定與該模式單元的預測能力有關的不 確定量’而該適應性取料計算單元㈣該計算㈣不確定 性，改變該取樣率。 A如申請專利範圍第15項的系統，其中該工作件係半導體晶圓。 94286修正本 28 1352883 17.如申請專利範圍第15項的系統，復包含， 工具狀態資料取得單元’其係操作性_合到該製程控 制器與該製程工具，該工具狀態資料取得單元用以取得與該 製程工具對該工作件進行製程有關的工具狀態資料； 測量工具’其係操作性地輕合到該製程控制器與該製程 工具’該測量工具用以取得與對該工作件進行製程有關 量資料；以及 ’ 誤差檢測與分類（FDC)單元，其係操作性軸合到該製 程控制器，該誤差檢測與分類單元用以進行該誤差檢測製程。 18.如申咖範圍第17項的系統，復包含資料庫單元，用以儲 存測里資科、該工具狀態資料以及該電性測試資料之 中一者。 19·如“專利範㈣17項的系統’其中該工具狀態資料取得單 兀包含廢力感應器、氣體流量感應器、溫度感應器、濕度感 應器與電性感應器之至少其中一者。 20.—種用來處理多個工作件之裝置，包含·· 製程控制器，其係操作性地耦合到製程工具，以用於控 制製程工具對複數個工作件所進行的製程，該製程控制器用 以進行動態取樣率調整製程，以適應性地修改用以取得與對 該工作件進灯製程有關之測量資料的取樣率，該動態取樣率 調整製程包含將該至少一個預測模式與至少一個希望的結果 相比較’並且依據該比較，修改該取樣率，該控制器係判定 與該至v個預測模式和至少一個希望的結果相關的差異， 其中該至y個預測模式包含：被調適成與對至少一個工 94286修正本 29 ^52883 第92133660號專利_請案 100年3月3〇日修正替換百' 了襄輊有關的至少一個可能情況發生前，藉由模擬所 订的該製程的一個或更多個行為，來預測該至少-個可能 情況的模式； π模式單元，其係操作性地福合到該製程控制器，該模式 早元用以㈣㈣紅作件進行之製㈣決定 模式；以及 _ 動態適應性取樣率單元’其係操作性_合到該製程控 制盗與該模式單元，該㈣適應性取樣率單元將至少一個預 測模式與至少-個希望的結果相比較，以料差異，並且依 .據該差異來修改該取樣率，該動態適應性取樣率單元包含模 式不確定性計算單元和適應性取樣率計算單元，其巾，該模 式不確定性計算單元決定與該模式單元的預測能力、有關:不 確定量’而該適應性取樣率計算單元依據該計算出的不確定 性’改變該取樣率。 U.如申請專利範圍第2〇項的裝置，其中該工作件係半導體晶圓。 22.如申請專利範圍第2〇項的裝置，復包含： 工具狀態資料取得單心其係操作性_合到該製程控 制器與該製程1具，紅具狀態資料取得單元用以取得與該 製程工具對該工作件進行製程有關的工具狀態資料； 測量工具’其係操作性輪合料製程控制器與該製程 工具，該測量工具用以取得與對該工作件進行製程有 量資料；以及 誤差檢測與分類（FDC)單元，其係操作性地輕合到該製 程控制器，該誤差檢測與分類單元用以進行該誤差檢測製程。 94286修正本 30 1352883. 23. 如申_由π ._.π 100年3月30曰修正替換頁 r吻專利範圍第22項的裝置，其 开勺人厂 ^該工具狀態資料取得單 已3壓力感應器、氣體流量感應器 廂哭ώ3 + /Ja度感應态、濕度感 應盗與電性感應器之至少其令一者。 24. —種電腦可讀取之程式儲存裝置， ,_ 衣罝从指令予以編碼，當 電腦執行該指令時，施行一種方法， 通方法包括下列步驟： 決定用以取得測量資料之取樣 4 /則I資料係相關於 對複數個工作件中之至少一個工 作仔進仃製程有關的至少 一個預測模式，其中，該至少一個 .,U頂娜模式包含：被調適成 f與對複數個4件中的至少—I作件進行製程有關的至 ^個可能情況發生前，藉由模擬所進行的該製程的一個或 更夕個仃為，來預測該至少一個可能情況的模式；以及 進行動態取樣率調整製程，以適應性地修改該取樣率， 該動態取樣率調整製程係依據至少一個更新的預測模式，並 且依據該比較，修改該取樣率；以及 使用該修改的取樣率取得測量資料。 25. 如申請專利範圍第24頊啻 固乐4項之電恥可讀取之程式儲存裝置，該裝 置以指令予以編碼，當由電腦執行該指令時，施行該方法， 其中對該至少一個工作件進行製程復包含對半導體晶圓進行 製程。 26. 如申請專利範圍第24項之電腦可讀取之程式儲存裝置，該裝 置以指令予以編碼，當由電腦執行該指令時，施行該方法， “方法復G 3將程模式化’以決定至少__個預測模式。 27. 如申凊專利㉚圍第26項之電腦可讀取之程式儲存裝置，該裝 置以指令予以編碼，當由電腦執行該指令時，施行該方法， 94286修正本 31 1352883 第92133660號專利申請案 100年3月30日修正替換頁 其中進打該動態取樣率調整製程復包含： 定義與要對該卫作件進行之製程有關的該至少-個預測 模式； 預測與對該工作件進行製程有關的結果； 取得與對⑦工作件進行製程有關的環境資料； 將該希望的結果與該至少―個預測模式相比較； 判定與該模式所進行之希望結果預測有關的差異；以及 依據「該差異超出狀公差範圍」之判^，修改該取樣 率。 28·如申請專利範圍第26項之電腦可讀取之程式儲存裝置，該裝 置以指令予以編碼，當由電腦執行該指令時，施行該方法， ”中與對絲4 -個I作件進行製程有_該至少—個預測 模式復包含預測工作件的至少一個電性測試值。 29. 如申請專利範圍第27項之電腦可讀取之程式儲存裝置，該裝 置以指令予以編碼’當由電腦執行該指令時，施行該方法， 其中決疋與该模式所進行之該希望結果預測有關之差異復包 含判定相關於該預測的精確性。 · 30. 如申請專利㈣第27項之電腦可讀取之程式儲存裝置，該裝 置以指令予以編碼，當由電腦執行該指令時，施行該方法， 其中修改該取樣率復包含依據「該差異*在預定公差程度内」 的判定，增加該取樣率。 」 申》月專利範圍第27項之電腦可讀取之程式儲存裝置，該裝 置以指令予以編碼，當由電腦執行該指令時，施行該方法， 其中修改該取樣率復包含依據「.該差異在預定公差程度 94286修正本 32 1352883 100年3月30日修正替換頁 的判定，減少該取樣率。 32·如申請專利範圍第26項之電腦可讀取之程式館存裝置，該裝 置以指令予以編碼，當由電腦執行該指令時，施行該方法， 其令進行該動態取樣率調整製程復包含依據「至少一個控制 參數對該希望的結果為靈敏」之射，增加該取樣率。 33.-種電腦可讀取之程式儲存裝置，該裝置以指令予以編碼，當 由電腦執行該指令時，施行一種方法，該方法包括下列步驟： …决疋用以取得與工作有關的一個預測模式所相關的測量 資料的取樣率’其中，該至少一個預測模式包含··被調適成 在與對複數個工作件中的至少一個工作❹‘行製程有關的至 X固可能情況發生前，藉由模擬所進行的該製程的一個或 更多個行為’來預測該至少—個可能情況的模式；以及 進行動態取樣率調整製程，以適應性地修改該取樣率， =態取樣率調整製程包含將該預測模式與至少—個預處理 ¥兄變化相比較，並且依據該比較，修改該取樣率。 94286修正本 33