專利名稱：半導(dǎo)體制造方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造方法及系統(tǒng)，尤其涉及可對新出帶(tapout)產(chǎn)品進(jìn)行先 進(jìn)工藝控制的半導(dǎo)體制造方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
先進(jìn)工藝控制(advanced process control，APC)，是一種用來改善半導(dǎo)體集成 電路(integrated circuit, IC)制造品質(zhì)及效率的技術(shù)，特別是針對小尺寸高密度半導(dǎo)體 IC。半導(dǎo)體工藝中，當(dāng)使用先進(jìn)工藝控制時，APC模塊中參數(shù)的初始值可用來啟動該APC程 序。在現(xiàn)有的方法中，APC模塊的參數(shù)初始值是用工程師手動提供。工藝工程師會依據(jù)經(jīng) 驗或最佳的猜測估(best guess estimate)，而手動指派該初始值。然而，現(xiàn)有的方法受限 于數(shù)種問題。其中之一即是猜測評估的結(jié)果有很大的機(jī)率會遠(yuǎn)離目標(biāo)值。舉例而言，多晶 硅蝕刻模塊常只有50%更低的成功率。若第一次試產(chǎn)(pilot run)失敗了，則第二次試產(chǎn) 就會增加制造成本。在其他情況中，必須依靠工藝工程師代入更多的信息或耗費(fèi)更多的時 間，始得以調(diào)到較佳的APC模塊初始值，同樣造成時間的損失及制造成本的增加。因此，必 須要有一種能持續(xù)改善半導(dǎo)體先進(jìn)工藝控制的處理工具。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體制造方法，該半導(dǎo)體制造方 法包括提供一產(chǎn)品的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括一敏感產(chǎn)品參數(shù)；依據(jù)該敏感產(chǎn)品參數(shù) 搜尋既存產(chǎn)品以從既存產(chǎn)品識別出相關(guān)產(chǎn)品；使用該相關(guān)產(chǎn)品的對應(yīng)數(shù)據(jù)消除一處理模型 參數(shù)的一初始值；將該處理模型參數(shù)的該初始值指派給與一制造程序相關(guān)的一處理模型； 使用該處理模型調(diào)整一處理配方；以及使用該處理配方而對一半導(dǎo)體晶片執(zhí)行該制造程 序。本發(fā)明另提供一種半導(dǎo)體制造方法，該半導(dǎo)體制造方法包括提供與一新產(chǎn)品及 一制造程序相關(guān)的制造數(shù)據(jù)；依據(jù)從該制造數(shù)據(jù)取得的一產(chǎn)品參數(shù)搜尋半導(dǎo)體廠的既存產(chǎn) 品；使用該相關(guān)產(chǎn)品的對應(yīng)數(shù)據(jù)判斷該新產(chǎn)品的一處理模型參數(shù)的一初始值；將該處理模 型參數(shù)的該初始值指派給與一制造程序相關(guān)的處理模型；使用該處理模型調(diào)整與該制造程 序相關(guān)的一處理配方；以及使用該處理配方對一半導(dǎo)體晶片執(zhí)行該制造程序。本發(fā)明更提供一種半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，該半導(dǎo)體制造系統(tǒng)包括一工藝工具，用以對 半導(dǎo)體晶片執(zhí)行一制造程序；一先進(jìn)工藝控制(advanced process control, APC)模塊，用 以對該制造程序?qū)嵤┮惶幚砟Ｐ?；一新出?NTO)模塊，耦接至該APC模塊，用以依據(jù)一敏 感產(chǎn)品參數(shù)判斷該處理模型的一參數(shù)的一初始值。本發(fā)明能持續(xù)改善半導(dǎo)體先進(jìn)工藝控制，減少時間及制造成本。


圖1為半導(dǎo)體處理系統(tǒng)的一實施例示意圖2為依照本發(fā)明的NTO方法的流程圖；圖3a至圖3d為依據(jù)本發(fā)明各實施例該的APC模塊與該NTO模塊間互動機(jī)制的方 框示意圖；圖4為一集成電路制造系統(tǒng)的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下102 -、處理工具；
104 -、半導(dǎo)體晶片；
106 -、度量衡工具；
108 -、噪聲；
110 -、先進(jìn)工藝控模塊
112 -、處理模型；
114 -、比較模塊；
116 -、過濾模塊；
118 -、前授因數(shù)與參數(shù)
120 --NTO模塊；
122 --NTO數(shù)據(jù)庫；
202 - 218 N 實體。
具體實施例方式下文為介紹本發(fā)明的最佳實施例。各實施例用以說明本發(fā)明的原理，但非用以限 制本發(fā)明。本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以隨附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。參照圖1，其為半導(dǎo)體處理系統(tǒng)100的一實施例示意圖。該半導(dǎo)體處理系統(tǒng)100 及實施于該系統(tǒng)100的半導(dǎo)體處理方法將于下文詳述。該半導(dǎo)體處理系統(tǒng)100包括一示 范的處理工具102，用以對一個或一個以上的半導(dǎo)體晶片104執(zhí)行半導(dǎo)體制造程序。該處 理工具102所執(zhí)行的半導(dǎo)體制造程序包括沉積、熱氧化、植入、微影曝光(lithography exposure)、或離子注入。在一實施例中，該處理工具102為一蝕刻工具，用以蝕刻多晶硅以 形成半導(dǎo)體晶片上的柵電極。在另一實施例中，該處理工具102為一蝕刻工具，用以在半導(dǎo) 體基質(zhì)上蝕刻出溝槽以形成淺溝槽隔離(shallow trench isolation, STI)。在另一實施 例中，該蝕刻工具用以蝕刻出一介電層(dielectric layer)以形成溝槽并進(jìn)而在鑲嵌工藝 (damascene process)中形成一內(nèi)部連結(jié)的結(jié)構(gòu)。在另一實施例中，該處理工具102為一沉積工具，例如化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)工具或物理氣相沉積(physical vapor depositon, PVD)工具。 舉例而言，該CVD沉積工具可在半導(dǎo)體晶片上形成一介電層(dielectric layer)以作為隔 絕之用。在其他實例中，該P(yáng)VD工具可形成一金屬層以作為內(nèi)部連結(jié)之用。在另一實施例 中，該處理工具為一離子注入工具，用以執(zhí)行離子注入程序以形成一個或數(shù)個滲雜質(zhì)區(qū)，例 如在該半導(dǎo)體基質(zhì)中的源極/漏極區(qū)或量子阱。在另一實施例中，該處理工具為一化學(xué)機(jī) 械平坦化(chemical mechanical Planarization, CMP)工具，其可拋光晶片以使減少晶片 上的厚度變化，并提供均勻的表面。在另一實施例中，該處理工具為一微影(lithography) 工具，其可利用輻射能而在晶片上曝光出成像層(imaging layer)，其目的在形成具導(dǎo)線圖案(patterned)的成像層而輔助諸如蝕刻、沉積、或離子注入等其他程序。在一實例中，該 處理工具可以是具有多程序腔體(chamber)的集束(cluster)工具，用以執(zhí)行相同或不同 的處理程序。舉例而言，PVD工具可包括四個處理腔體，其一用以形成氮化鈦、其一用以形 成鈦、而另外兩個用以形成鋁。該半導(dǎo)體晶片(或簡稱晶片)104 —般為硅、鍺化硅，或其他適合的半導(dǎo)體材料所 構(gòu)成。該半導(dǎo)體晶片由半導(dǎo)體廠所處理，并額外包括IC裝置(例如晶體管)、內(nèi)部連線的結(jié) 構(gòu)、或其他特殊部位。舉例而言，該半導(dǎo)體晶片可包括硅材質(zhì)上的各種滲雜質(zhì)區(qū)或其他諸如 柵電極或金屬導(dǎo)線區(qū)域。當(dāng)該半導(dǎo)體晶片104移至該該處理工具102時，該處理工具102 即對該晶片實施一制造程序。之后，全部或部分的半導(dǎo)體晶片104將被送至一個或數(shù)個度 量衡工具106以量測該半導(dǎo)體晶片104的度量衡數(shù)據(jù)。在另一實施例中，該度量衡工具106 可整合至該處理工具102以進(jìn)行線上量測或就地量測。在各種實施例中，度量衡數(shù)據(jù)可包 括沉積薄膜的厚度、蝕刻后金屬層的蝕刻深度、或離子注入后半導(dǎo)體層的電阻值。該度量衡工具106可為電子或光學(xué)分析工具，例如顯微鏡、微分析工具、線寬 量測工具、粒徑分析工具(particle distribution tools)、表面分析工具、應(yīng)力分析工 具、阻值及接觸電阻量測工具、遷移率及載流子濃度量測工具(mobility and carrier concentration measurement tools)、結(jié)深度量測工具、薄膜厚度量測工具、柵極氧化物完 整性(gates oxide integrity)測試工具、C-V量測工具、聚焦離子束(focused ion beam, FIB)工具，或其他測試及量測工具。在此特例中，該度量衡工具106能夠在該處理工具102 實施制造程序之后量測該晶片104的一個或多個的相關(guān)參數(shù)。舉例而言，當(dāng)該處理工具102 為一蝕刻工具且在晶片上蝕刻溝槽時，則該度量衡工具能夠測量該多晶硅厚度及寬度、或 溝槽的深度及寬度。在其他實例中，當(dāng)該處理工具為一沉積工具且用以在晶片上形成一材 料薄膜時，則該度量衡工具可用以量測該薄膜厚度。在其他實例中，當(dāng)該處理工具為一離子 注入工具且用以在晶片上形成多個滲雜質(zhì)區(qū)，則該度量衡工具能夠量測其滲雜質(zhì)濃度及阻 值。該半導(dǎo)體晶片104可被該處理工具102批次或個別處理。在處理工具102對半導(dǎo) 體晶片104執(zhí)行制造程序時，多種因素為造成工藝變化，例如環(huán)境參數(shù)波動所產(chǎn)生的噪聲 108或工具設(shè)定的偏差等等。制造程序由先進(jìn)工藝控制(advanced process control, APC)模塊(或控制 器)110所控制。該APC模塊110動態(tài)調(diào)整該處理模型112以取得處理變動(processing variation)，并使該處理模型配合既有的處理條件排列。該APC模塊對該處理工具102進(jìn) 行工藝控制，并依據(jù)處理工具102、度量衡工具106或其他處理工具的前授與回饋來調(diào)整該 處理模型。在一實施例中，處理模型110提供處理結(jié)果的預(yù)報，而比較模塊114更將處理結(jié) 果的預(yù)報與度量衡工具106的量測結(jié)果進(jìn)行比較，以判斷兩者間的差值。過濾模塊116將 該差值預(yù)以過濾，進(jìn)而消除隨機(jī)噪聲并提取出處理模型110的預(yù)報與度量衡工具106的量 測結(jié)果兩者之間存在的系統(tǒng)偏差。該系統(tǒng)偏差隨即被饋送至該APC模塊110以供該處理模 型112調(diào)整之用。在一實施例中，該處理模塊112為該APC模塊110的一元件，可與該APC模塊100 整合并用該APC模塊100實施。在另一實施例中，該處理模型112包括一數(shù)學(xué)等式，用以模 擬該制造程序、預(yù)測該處理工具進(jìn)行制造程序時所處理的晶片的產(chǎn)品參數(shù)、或判斷對應(yīng)該制造程序與該處理工具102的處理配方中所使用的處理參數(shù)。若該處理工具102用以在該晶片上沉積出一金屬層，一實例中，產(chǎn)品參數(shù)為該沉 積薄膜的厚度。在實例中，該處理參數(shù)可為沉積時間。范例的處理模型為T = ax+b，其中 T是該沉積薄膜的厚度、χ為該沉積時間、而a與b則為處理模型參數(shù)。上述比較步驟用以 判斷處理模型110所提供的預(yù)告與晶片(由該處理工具102所處理)量測結(jié)果(由該度量 衡工具所量測)間的差值。該差值在濾除噪聲后被回饋至該處理模型以修正該處理模型參 數(shù)(例如上式中的a與b)?；蛘?，上式T = ax+b也可表示蝕刻工具實施蝕刻程序的處理模 型。在此情況下，T表示蝕刻程序中所移除的薄膜厚度，χ為蝕刻時間，而a與b則為關(guān)于該 蝕刻程序的處理模型參數(shù)。在一實例中，該處理模型僅包括一個處理模型參數(shù)。其他復(fù)雜 的處理模型亦可依照處理工具所實施的制造程序的特性來表示。在其他實例中，一處理工 具可因應(yīng)多種目的而實施多個制造程序，各制造程序具有特定的處理配方，并有對應(yīng)該處 理配方的處理模型。舉例而言，蝕刻工具具有三個蝕刻程序、對應(yīng)處理配方、及對應(yīng)處理模 型。舉例而言，分別對應(yīng)三蝕刻程序的三個處理配方R1、R2以及R3。在另一實施例中，該APC模塊110更接收前述程序的前授因數(shù)與參數(shù)118以判 斷處理模型的相關(guān)處理參數(shù)。在一蝕刻程序的實例中，前授因數(shù)與參數(shù)可包括(但不限 于)導(dǎo)線圖案的關(guān)鍵尺寸(critical dimension, CD)、薄膜厚度以及斷面圖(pattern profile)。這些前授因數(shù)與參數(shù)集體對處理時間造成影響。在本實例中，依照前述處理步 驟所沉積的薄膜厚度，將可判斷蝕刻步驟中將被處理工具102移除的厚度(T)。于是該處理 模型112可判斷該蝕刻時間χ。因此，該APC模塊110可修正蝕刻配方中的蝕刻時間。在 此實施例中，蝕刻工具102可采用修正的蝕刻配方對一個或數(shù)個晶片進(jìn)行處理。當(dāng)某產(chǎn)品 為半導(dǎo)體廠的新產(chǎn)品時，其將欠缺相關(guān)的歷史制造數(shù)據(jù)。在一實例中，設(shè)計的電路布局或出 帶(layout或tapeout)必須被送至光掩模廠(mask shop)以制造該產(chǎn)品設(shè)計電路的光掩 模組。該新產(chǎn)品被稱為新出帶(NTO)產(chǎn)品。對于一 NTO產(chǎn)品，處理模型參數(shù)(例如a與b) 必須一開始即指派給該處理模型，以使工藝可受該APC模塊110的控制。在既有的方法中， 處理模型參數(shù)的初始值系由工程師手動提供。工藝工程師可依照經(jīng)驗或最佳猜測評估而指 定該初始值。然而，由于評估的結(jié)果有很大的機(jī)率會遠(yuǎn)離目標(biāo)值。舉例而言，多晶硅蝕刻模 塊僅有約莫50%的成功率。在此情況下，若第一次試產(chǎn)(pilotrim)未能一定程度達(dá)到正 確的處理模型參數(shù)，則第二次試產(chǎn)就會增加制造成本。在其他情況下，若愿意花時間的話， 工藝工程師可借由分析并過濾制造信息以取得較佳的處理模型參數(shù)初始值。然而，此方式 不但耗費(fèi)時間，且延長了制造周期。再者，制造成本也相應(yīng)增加。相似的情況也會發(fā)生在許 久(例如一個月)未生產(chǎn)的產(chǎn)品上。公知的處理模型是過時的。處理工具的相關(guān)處理條件 (設(shè)定)導(dǎo)致處理模型上出現(xiàn)明顯差異，進(jìn)而使得先前的處理模型參數(shù)與該處理工具102 的現(xiàn)有處理條件(設(shè)計)無關(guān)。因此，久未生產(chǎn)(long-time-no-rim)的產(chǎn)品將面臨相似于 NTO產(chǎn)品的狀況。處理模型參數(shù)的初始值必須以高精度及高成本效率訂定。發(fā)明提供一 NTO模塊120及NTO方法，以針對新產(chǎn)品或久未生產(chǎn)的產(chǎn)品(在此通 稱為NTO產(chǎn)品)指定處理模型參數(shù)的初始值。該NTO模塊還包括一 NTO數(shù)據(jù)庫122，或是 耦接至散布于該半導(dǎo)體廠的各個數(shù)據(jù)庫。該NTO模塊120提供一種實施NTO方法的機(jī)制， 以有效判定處理模型參數(shù)的初始值。圖2，依照本發(fā)明，為NTO模塊120所實施的NTO方法 150的流程圖，而本文將參照該圖詳述本NTO方法。當(dāng)一 NTO產(chǎn)品移至該處理工具102時，本發(fā)明的NTO模塊120將啟動并實施本發(fā)明的NTO方法150。本文以蝕刻程序作為實施例來描述本發(fā)明的NTO方法150。在此例中，該處理工具 102為一蝕刻工具。該NTO方法150開始于步驟152，步驟152將該NTO產(chǎn)品的各種產(chǎn)品數(shù) 據(jù)提供給該NTO模塊120。在一實施例中，若該NTO產(chǎn)品的客戶為一現(xiàn)有的客戶，則該產(chǎn)品 數(shù)據(jù)包括客戶碼(例如客戶ID或客戶特殊需求)。在另一實施例中，該產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括處 理工具102對該半導(dǎo)體晶片104所實施的制造程序中所采用處理配方的配方名稱。在另一 實施例中，若該產(chǎn)品為一新產(chǎn)品時，該產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括零件ID(或產(chǎn)品ID)。在另一實施例中， 該產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括在進(jìn)行制造程序前，金屬層的導(dǎo)線圖案密度。該導(dǎo)線圖案密度為該蝕刻程 序中的一相關(guān)參數(shù)，因為該蝕刻率受到該導(dǎo)線圖案密度的負(fù)載效應(yīng)所影響。在另一實施例 中，該產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括顯示后檢視(after-develop-inspectiomADI)標(biāo)的，例如ADI關(guān)鍵尺 寸(CD)或蝕刻后檢視(after-etching-inspection, ΑΕΙ)標(biāo)的，例如 AEI CD。在另一實施例中，若該產(chǎn)品為一既存產(chǎn)品時，則該產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括有效時間。該有效 時間定義了既存產(chǎn)品從最后一次制造日期起的時間間隔。如果時間間隔長于有效時間，則 該產(chǎn)品先前的日期已過時，故該日期無效具不得再被使用。在另一實施例中，該產(chǎn)品數(shù)據(jù)包 括用于后續(xù)步驟的一導(dǎo)線圖案密度規(guī)格S-pd。在此特定實例中，該參數(shù)S-pd可定為3 %。 因此，該參數(shù)S-pd可定訂此產(chǎn)品與其他既存產(chǎn)品間最大導(dǎo)線圖案密度差，以供后續(xù)步驟使 用。假如該制造程序為一蝕刻程序，該導(dǎo)線圖案密度規(guī)格S-pd作為蝕刻工藝中屏蔽該既存 產(chǎn)品的參數(shù)。相似地，若該制造程序為一 CMP程序、一微影程序，或一沉積程序，則該導(dǎo)線 圖案密度規(guī)格S-pd亦可作為相同用途。其他參數(shù)亦可依據(jù)制造程序的特性取代該S-pd。 在其他實施例中，該產(chǎn)品數(shù)據(jù)可為該上述參數(shù)的集合或子集合。某些參數(shù)因應(yīng)產(chǎn)品群組 (product pool)的量(該產(chǎn)品形式的數(shù)量)及其他因素而作調(diào)整。舉例而言，該有效時間 可依據(jù)制造程序及處理工具的穩(wěn)定性調(diào)長或調(diào)短。該導(dǎo)線圖案密度規(guī)格S-pd則可依據(jù)對 導(dǎo)線圖案密度或?qū)Ξa(chǎn)品形式數(shù)量的蝕刻敏感度(sensitivity)調(diào)高或調(diào)低。本發(fā)明的NTO方法150進(jìn)入步驟154以進(jìn)行一搜尋程序，目的在識別出最接近該 NTO產(chǎn)品的一既存產(chǎn)品。此搜尋程序的對象可為制造數(shù)據(jù)庫156中的既存產(chǎn)品。該制造數(shù) 據(jù)庫156可包括多個子數(shù)據(jù)庫，其分散于該半導(dǎo)體廠中且可透過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)而與 NTO模塊120耦接及互動。對既存產(chǎn)品執(zhí)行該搜尋程序可使用該既存產(chǎn)品的各種產(chǎn)品參數(shù)。該既存產(chǎn)品的產(chǎn) 品參數(shù)關(guān)聯(lián)于其制造程序(在某實例中，其為蝕刻程序)。后文將解釋搜尋程序中如何使用 該產(chǎn)品參數(shù)。在該搜尋程序中，將對制造數(shù)據(jù)庫的既存產(chǎn)品采用一個或數(shù)個搜尋規(guī)則，以找出 一個或數(shù)個相關(guān)產(chǎn)品。該相關(guān)產(chǎn)品將在后續(xù)流程中被用來決定該處理模型參數(shù)的初始值。 該搜尋規(guī)則因應(yīng)所提供的產(chǎn)品參數(shù)而訂定。在一實施例中，對半導(dǎo)體制造程序的產(chǎn)品參數(shù) 敏感度將被選擇作為該搜尋程序之用。在其他蝕刻程序的程序中，因為蝕刻程序受負(fù)載效 應(yīng)的影響而對導(dǎo)線圖案密度敏感，故該導(dǎo)線圖案密度亦可用于該目的。舉例而言，若既存產(chǎn) 品導(dǎo)線圖案密度接近該NTO產(chǎn)品的導(dǎo)線圖案密度且差值小于參數(shù)S-pd時，既存產(chǎn)品具有作 為相關(guān)產(chǎn)品的條件。舉例而言，若某既存產(chǎn)品的導(dǎo)線圖案密度與該NTO產(chǎn)品的該導(dǎo)線圖案 密度差異低于3%，則此既存產(chǎn)品將被視為一相關(guān)產(chǎn)品，以供下述步驟中處理模型參數(shù)的初 始值之用。其他參數(shù)，諸如配方名稱等也可一并使用。舉例而言，假如既存產(chǎn)品的配方(依該配方名稱作識別)與該NTO產(chǎn)品的配方相同，且其導(dǎo)線圖案密度接近該NTO產(chǎn)品該導(dǎo)線 圖案密度而差值低于參數(shù)S-pd時，則該既存產(chǎn)品具有作為相關(guān)產(chǎn)品的條件。在一實施例 中，該搜尋程序?qū)嵤┯谠摷却娈a(chǎn)品上，用以識別出一具有相等或最接近導(dǎo)線圖案密度及相 同處理配方的相關(guān)產(chǎn)品。在其他實施例中，導(dǎo)線圖案密度、處理配方及客戶碼的組合亦可用于此搜尋程序 之中。這些數(shù)據(jù)可由制造數(shù)據(jù)庫取得。舉例而言，該導(dǎo)線圖案密度可由光掩模數(shù)據(jù)庫的對應(yīng) 蝕刻光掩模取得。通常，處理工具102有多種處理配方。舉例而言，處理工具102可對多晶 硅蝕刻使用三種蝕刻配方。各個蝕刻配方與APC模塊110所使用的處理模型有關(guān)。因此， 該處理配方(或配方名稱)也是搜尋程序可利用的相關(guān)參數(shù)。該搜尋程序必須透過一迭代程序?qū)嵤?。該搜尋程序?qū)⒎磸?fù)迭代直到辨識出相關(guān)產(chǎn) 品為止。該搜尋程序在每次迭代時，該敏感度參數(shù)都會被改變，進(jìn)而擴(kuò)展了搜尋量。該搜尋 程序可以從尋找具有相同配方、并且其導(dǎo)線圖案密度與該NTO產(chǎn)品的差異小于(例如小于 1%)其初始導(dǎo)線圖案密度差異的既存產(chǎn)品開始。因此，該第一搜尋作業(yè)用以搜尋既存產(chǎn)品 中具有相同配方且導(dǎo)線圖案密度相差少于者。在上述搜尋程序完成后，本方法150進(jìn)入步驟158，檢驗上述搜尋程序是否找到至 少一個既存產(chǎn)品滿足上述條件(例如相同的配方，以及導(dǎo)線圖案密度差異小于)。若 有一個或數(shù)個既存產(chǎn)品被找到，則該方法150進(jìn)入步驟160。在步驟160，若上述搜尋程序辨識出一個相關(guān)產(chǎn)品，則該識別出的相關(guān)產(chǎn)品的該處 理模型參數(shù)值即被指定為該NTO產(chǎn)品的處理模型參數(shù)的初始值。若識別出一個以上的既存 產(chǎn)品，則必須執(zhí)行一平均程序以判斷該NTO產(chǎn)品處理模型的初始值。舉例而言，處理模型參 數(shù)的該初始值“a”等于在所有被識別出的相關(guān)產(chǎn)品的處理模型參數(shù)“a”的平均。更進(jìn)一步， 該NTO的處理模型參數(shù)的初始值“a”等于(al+a2，+. . .+an)/n，其中η為被識別出的既存 產(chǎn)品的數(shù)目，而“al”、“a2”、…、以及“an”為所述多個相關(guān)產(chǎn)品的處理模型參數(shù)“a”的對 應(yīng)值。在另一實施例中，該平均程序會將權(quán)重因數(shù)列入計算。舉例而言，該權(quán)重因數(shù)考慮包 括閑置時間(從最后出產(chǎn)日期開始的時間間隔)、導(dǎo)線圖案密度、或上述的組合。若一相 關(guān)產(chǎn)品具有一較短的閑置時間，則其有較高的權(quán)重因數(shù)。若一相關(guān)產(chǎn)品具有比NTO產(chǎn)品更 為稀疏的導(dǎo)線圖案密度，則其亦有較高的權(quán)重因數(shù)。NTO產(chǎn)品的處理模型參數(shù)的初始值在經(jīng) 判斷后提供給該APC模塊110。回到步驟158，若沒有相關(guān)產(chǎn)品被成功識別出，則實施新一輪的搜尋程序并將搜尋 程序擴(kuò)及到更多的既存產(chǎn)品。在一實施例中，將定義導(dǎo)線圖案密度增量，并將該導(dǎo)線圖案密 度增量運(yùn)用于選代的搜尋程序之中。舉例而言，導(dǎo)線圖案密度增量定為1%。若無相關(guān)產(chǎn)品 被識別出，則該方法150進(jìn)入步驟162，其以該導(dǎo)線圖案密度增量(例如)增加導(dǎo)線圖 案密度的差值。新的導(dǎo)線圖案密度差值為初始導(dǎo)線圖案密度差值與導(dǎo)線圖案密度增量的總 合。舉例而言，新的導(dǎo)線圖案密度差值為2%。新的導(dǎo)線圖案密度差值并須再進(jìn)一步確認(rèn)， 當(dāng)其超出導(dǎo)線圖案密度規(guī)格S-pd(最大范圍)時。若必須再被確認(rèn)，則該方法進(jìn)入步驟164 并暫停該搜尋程序。在此情況下，工藝工程師可介入此步驟，例如改變搜尋規(guī)則。若新的 導(dǎo)線圖案密度差值仍在該導(dǎo)線圖案密度規(guī)格S-pd的范圍之內(nèi)，則該方法150回到步驟154， 使用新的導(dǎo)線圖案密度差值對所述多個既存產(chǎn)品執(zhí)行一行的搜尋程序。在此例中，該新的 導(dǎo)線圖案密度差值為2%。更詳細(xì)地說，新的搜尋程序用以識別出既存產(chǎn)品中具有相同配方且與NTO產(chǎn)品的導(dǎo)線圖案密度差值小于2%者。在步驟154中，該搜尋程序亦可一并執(zhí)行其他規(guī)則。舉例而言，其可另外考慮閑置 時間。若既存產(chǎn)品的閑置時間較有效時間長，則此產(chǎn)品將會被篩檢出。在其他實例中，搜尋 程序會開始對具有相同客戶碼的產(chǎn)品進(jìn)行搜尋。若對所有既存產(chǎn)品進(jìn)行搜尋程序時皆能有 結(jié)果時，則搜尋程序進(jìn)一步對其他具有不同客戶碼的既存產(chǎn)品進(jìn)行搜尋。對其他既存產(chǎn)品 的該搜尋程序同樣也可從搜尋初始導(dǎo)線圖案密度差值(例如)開始。對其他具有不同 客戶碼的既存產(chǎn)品進(jìn)行的搜尋程序包括相同于搜尋具有相同客戶碼的既存產(chǎn)品的迭代程 序(步驟154、158、160、162及164)。舉例而言，若對其他具有導(dǎo)線圖案密度差值低于1 % 的既存產(chǎn)品進(jìn)行搜尋皆未有結(jié)果時，則本方法150進(jìn)入步驟162以增加該導(dǎo)線圖案密度差 值(加上該導(dǎo)線圖案密度增量)。舉例而言，增加的導(dǎo)線圖案密度差值為2%。該方法150 回到步驟154以對其他導(dǎo)線圖案密度差值少于2%的進(jìn)行新一輪的搜尋。若一個或數(shù)個具 有不同客戶碼的既存產(chǎn)品被辨識出，則本方法進(jìn)入步驟16以判斷處理模型參數(shù)的初始值， 其相似于上述步驟160。經(jīng)NTO方法150判斷所得到的處理模型參數(shù)的初始值具有較高的品質(zhì)，其較為準(zhǔn) 確且更接近目標(biāo)值。此外，該方法150具有成本效率，且在一般情況下不須依賴工程師即可 自動執(zhí)行。從本發(fā)明的NTO方法及半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的各個實施例中可發(fā)現(xiàn)其他的優(yōu)點(diǎn)及好 處。在一實例中，本發(fā)明將提高多晶硅蝕刻程序的處理模型參數(shù)的初始值的成功率50%至 80%。在其他實例中，本發(fā)明可縮短生產(chǎn)周期(manufacturing cycle time)并減低成本。 在其他實例中，圖1的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)及圖2的NTO方法可滿足大量生產(chǎn)450mm晶片的需 求。本文所揭示的不同實施例可分別提供不同的優(yōu)點(diǎn)，但并非所有的實施例皆需具備某一 特定優(yōu)點(diǎn)。僅管本發(fā)明的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)100、半導(dǎo)體處理方法、NTO模塊120、以及NTO方法 皆已在各實施例中加以闡述，但在不超出本發(fā)明的精神及權(quán)利要求的前提下，其皆可被改 良或擴(kuò)展。舉例而言，在半導(dǎo)體處理系統(tǒng)100及APC方法中，該APC模塊110與該NTO模塊 120間的互動機(jī)制可替代成以圖3a至圖3d中所述方式實施。圖3a至圖3d為依據(jù)本發(fā)明 各實施例的該APC模塊與該NTO模塊間互動機(jī)制的方框示意圖。在一實施例中，該NTO模 塊120嵌入并整合于該APC模塊110之中，如圖3a所述。在此情況下，若某產(chǎn)品不具備有 效的處理模型(無處理模型或處理模型無效)，則該APC模塊110會通知該NTO模塊120請 求處理模型參數(shù)的初始值。在另一實施例中，該NTO模塊120及該APC模塊110則如在圖 3b所述采用平行互動機(jī)制。在此情況下，若某產(chǎn)品具備有效的處理模型，則半導(dǎo)體處理方 法會以該APC模塊110進(jìn)行程序控制?；蛘?，該半導(dǎo)體處理方法將進(jìn)入該NTO模塊120以 進(jìn)行處理模型參數(shù)的初始值。在另一實施例中，該NTO模塊120及該APC模塊110為如圖 3c所述的串行互動機(jī)制或如圖3d所述的其他機(jī)制。在圖3c，若該APC模塊110發(fā)現(xiàn)某產(chǎn) 品不具備有效的處理模型時，則該APC模塊110會觸發(fā)該NTO模塊120以求取處理模型參 數(shù)的初始值。在圖3d，該NTO模塊120指派該處理模型參數(shù)的初始值，而半導(dǎo)體處理方法以 該APC模塊110進(jìn)行程序控制。在處理工具102中的制造程序完整實施后，該半導(dǎo)體晶片 104則移往后續(xù)制造程序。導(dǎo)線圖案密度可被當(dāng)作敏感產(chǎn)品參數(shù)搜尋既存產(chǎn)品以判斷對一蝕刻程序的處理 模型參數(shù)的初始值。然而，為達(dá)到相同目的亦可使用其他敏感產(chǎn)品參數(shù)。因此導(dǎo)線圖案密度規(guī)格可被新的敏感產(chǎn)品參數(shù)規(guī)格所替換。圖4表示一集成電路制造系統(tǒng)200，其使用圖1的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)100，該半導(dǎo)體 處理系統(tǒng)100亦可散布于集成電路制造系統(tǒng)200之中。該制造系統(tǒng)200包括多個實體202、 204、206、208、210、212、214、216…、N，其皆透過一通信網(wǎng)絡(luò)218彼此連接。該網(wǎng)絡(luò)218可為 一單一網(wǎng)絡(luò)或相異網(wǎng)絡(luò)的變化組合，例如內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)(intranet)及網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)Qnternet),亦 可包括有線或無線通信頻道。在本發(fā)明的實施例中，實體202表示光掩模制造廠，用以制造具有預(yù)定電路圖案 的光掩模，實體204表示一使用者，例如監(jiān)控特定產(chǎn)品的產(chǎn)品工程師，實體206表示一工程 師，例如控制工藝及相關(guān)配方的工藝工程師，或監(jiān)控并調(diào)整處理工具條件與設(shè)定的設(shè)備工 程師，實體208表示用作IC測試與度量的一量衡工具，實體210表示一導(dǎo)體處理工具，例 如圖1的處理工具102，實體212表示與處理工具210相關(guān)的一先進(jìn)處理控制(advanced processing control,APC)模塊，用以提供程序控制，例如圖1的APC模塊110，實體214表 示與處理工具210相關(guān)的一 NTO模塊，用以提供處理模型參數(shù)的初始值，例如圖1的該NTO 模塊120，實體216表示一制造數(shù)據(jù)庫，例如圖2的數(shù)據(jù)庫156。上述各個實體可彼此互動， 并對一 NTO產(chǎn)品提供集成電路制造、程序控制、或計算處理模型參數(shù)的初始值。該集成電路制造系統(tǒng)200可使各實體能夠彼此互動，以達(dá)到制造集成電路(IC)并 對該IC進(jìn)行先進(jìn)工藝控制的目的。在實施例中，該APC模塊212可以不同的方式整合、耦 接、或與該NTO模塊214互動，如圖3a至圖3d所述。該APC模塊212與該NTO模塊214間 的互動可提供一機(jī)制，以促使一 NTO方法有效地依據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)判斷出處理模型參數(shù)的初始 值。本發(fā)明的IC制造系統(tǒng)200所提供的功能的一即在于使設(shè)計、工程、制造、度量及先 進(jìn)工藝控制等領(lǐng)域的工作能夠順利結(jié)合，并彼此互通信息。該IC制造系統(tǒng)200所能提供的 其他功能即在于整合各廠間的系統(tǒng)，例如整合該度量衡工具與該處理工具間的系統(tǒng)。此整 合作業(yè)能夠使各廠能協(xié)調(diào)彼此的活動。舉例而言，度量衡工具與處理工具的整合可使制造 信息能夠更有效率地與工藝或該APC模塊相結(jié)合，進(jìn)而使從度量衡工具上取得的晶片數(shù)據(jù) 更能被整合至相關(guān)處理工具。本發(fā)明提供半導(dǎo)體處理系統(tǒng)、以及使用該處理系統(tǒng)的方法的各種實施例。然而在 其他的實施方式中，本發(fā)明不必以此為限。在一實施例中，該NTO方法150的步驟可有不同 的排序。因此，本發(fā)明提供一半導(dǎo)體制造方法。該方法包括提供一產(chǎn)品的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，其中該 產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括敏感產(chǎn)品參數(shù)；依據(jù)敏感產(chǎn)品參數(shù)搜尋既存產(chǎn)品，以從所述多個既存產(chǎn)品中 識別出一相關(guān)產(chǎn)品；使用相關(guān)產(chǎn)品的對應(yīng)數(shù)據(jù)判斷該產(chǎn)品的處理模型參數(shù)的初始值；指派 處理模型參數(shù)的初始值至與一制造程序相關(guān)的一處理模型；之后，使用該處理模型調(diào)整一 處理配方；以及使用該處理配方對一半導(dǎo)體晶片執(zhí)行該制造程序。本發(fā)明的各實施例中，該產(chǎn)品為一新產(chǎn)品或久未生產(chǎn)(long-time-no-run)的產(chǎn) 品。該產(chǎn)品數(shù)據(jù)可為配方名稱、客戶碼、產(chǎn)品識別(產(chǎn)品ID)、有效時間、敏感產(chǎn)品參數(shù)明細(xì)、 顯影后檢視(after develop inspection, ADI)標(biāo)的、蝕刻后檢視(after 蝕刻 inspection, AEI))標(biāo)的，或上述數(shù)據(jù)的組合。在一實施例中，敏感產(chǎn)品參數(shù)是導(dǎo)線圖案密度。在另一實 施例中，該制造程序是一蝕刻程序。在其他實施例中，該制造程序是蝕刻、沉積、熱氧化、離子注入、微影程序、或化學(xué)機(jī)械平坦化(chemical mechanical planarizing，CMP)。對既存 產(chǎn)品的搜尋包括依據(jù)一第一范圍中的該敏感產(chǎn)品參數(shù)對該既存產(chǎn)品執(zhí)行一第一搜尋作業(yè)； 依據(jù)一第二范圍的該敏感產(chǎn)品參數(shù)對該既存產(chǎn)品執(zhí)行一第二搜尋作業(yè)。在一實施例中，搜 尋該既存產(chǎn)品包括另外依據(jù)其他參品參數(shù)搜尋該既存產(chǎn)品。舉例而言，該其他產(chǎn)品參數(shù)是 配方名稱。在一實施例中，若對該既存產(chǎn)品進(jìn)行搜尋時有多個相關(guān)產(chǎn)品在被識別出，則判斷 該初始值包括應(yīng)用一平均程序。本發(fā)明亦提供一半導(dǎo)體制造方法的其他實施例。該方法包括提供與一新產(chǎn)品及一 制造程序相關(guān)的制造數(shù)據(jù)；依據(jù)從該制造數(shù)據(jù)取得的一產(chǎn)品參數(shù)搜尋半導(dǎo)體廠中的既存產(chǎn) 品以從所述多個既存產(chǎn)品中識別出一；使用該相關(guān)產(chǎn)品的對應(yīng)數(shù)據(jù)判斷該新產(chǎn)品的處理模 型參數(shù)的初始值；將處理模型參數(shù)的初始值指派給與一制造程序相關(guān)的的一處理模型；使 用該處理模型調(diào)整與該制造程序相關(guān)的處理配方；以及使用該處理配方對一半導(dǎo)體晶片執(zhí) 行該制造程序。在一實施例中，該產(chǎn)品參數(shù)包括對該制造程序的一產(chǎn)品參數(shù)敏感度。在另一實施 例中，該制造程序包括一蝕刻程序。在另一實施例中，該產(chǎn)品參數(shù)包括半導(dǎo)體晶片上一金屬 層的一導(dǎo)線圖案密度，而該制造程序應(yīng)用于該金屬層之上。本發(fā)明亦提供半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的實施例。本系統(tǒng)包括一處理工具，用以對半導(dǎo)體 晶片執(zhí)行制造程序；一先進(jìn)工藝控制(advanced process control, APC)模塊，用以對該制 造程序應(yīng)用一處理模型；以及一新出帶(NTO)模塊，耦接該APC模塊，并用以依據(jù)一敏感性 產(chǎn)品判斷對該處理模型的一參數(shù)的初始值。在一實施例中，該系統(tǒng)還包括一度量衡工具，用以量測一個或多個半導(dǎo)體晶片。在 另一實施例中，該系統(tǒng)還包括一濾波器，用以消除從該度量衡工具得到的一參數(shù)與從該處 理模型得到的一對應(yīng)值兩者間的比較結(jié)果所產(chǎn)生的噪聲。在實施例中，該NTO模塊可內(nèi)嵌 于該APC模塊之中。該NTO模塊可與該APC模塊整合成一并行或串行模式。在另一實施例 中，該處理工具為一蝕刻工具。本發(fā)明雖以優(yōu)選實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng) 域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍當(dāng)視隨附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體制造方法，包括提供一產(chǎn)品的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括一敏感產(chǎn)品參數(shù)； 依據(jù)該敏感產(chǎn)品參數(shù)搜尋既存產(chǎn)品以從既存產(chǎn)品識別出相關(guān)產(chǎn)品； 使用該相關(guān)產(chǎn)品的對應(yīng)數(shù)據(jù)消除一處理模型參數(shù)的一初始值； 將該處理模型參數(shù)的該初始值指派給與一制造程序相關(guān)的一處理模型； 使用該處理模型調(diào)整一處理配方；以及 使用該處理配方而對一半導(dǎo)體晶片執(zhí)行該制造程序。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該產(chǎn)品為一新產(chǎn)品或一久未生產(chǎn)的產(chǎn)品。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該產(chǎn)品數(shù)據(jù)是從包括一配方名稱、一客 戶碼、一產(chǎn)品識別、一有效時間、一敏感產(chǎn)品參數(shù)明細(xì)、一顯影后檢視標(biāo)的、蝕刻后檢視標(biāo) 的、及上述組合的群組所選出的一形態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該敏感產(chǎn)品參數(shù)為一導(dǎo)線圖案密度。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該制造程序包括一蝕刻程序。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該制造程序為從包括蝕刻、沉積、熱氧 化、離子注入、微影程序、以及化學(xué)機(jī)械平坦化的群組所選出的一程序。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其中對所述多個既存產(chǎn)品進(jìn)行的搜尋包括 依據(jù)一第一范圍的該敏感產(chǎn)品參數(shù)對所述多個既存產(chǎn)品執(zhí)行一第一搜尋作業(yè)；以及 依據(jù)一第二范圍的該敏感產(chǎn)品參數(shù)對所述多個既存產(chǎn)品執(zhí)行一第二搜尋作業(yè)。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其中對所述多個既存產(chǎn)品的搜尋包括另外依 據(jù)其他產(chǎn)品參數(shù)搜尋所述多個既存產(chǎn)品。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該其他產(chǎn)品參數(shù)為一配方名稱。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該初始值的判斷包括若對該既存產(chǎn)品 進(jìn)行搜尋時有多個相關(guān)產(chǎn)品在被識別出，則應(yīng)用一平均程序。
11.一種半導(dǎo)體制造方法，包括提供與一新產(chǎn)品及一制造程序相關(guān)的制造數(shù)據(jù)；依據(jù)從該制造數(shù)據(jù)取得的一產(chǎn)品參數(shù)搜尋半導(dǎo)體廠的既存產(chǎn)品；使用該相關(guān)產(chǎn)品的對應(yīng)數(shù)據(jù)判斷該新產(chǎn)品的一處理模型參數(shù)的一初始值；將該處理模型參數(shù)的該初始值指派給與一制造程序相關(guān)的處理模型；使用該處理模型調(diào)整與該制造程序相關(guān)的一處理配方；以及使用該處理配方對一半導(dǎo)體晶片執(zhí)行該制造程序。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該產(chǎn)品參數(shù)包括對該制造程序的一產(chǎn) 品參數(shù)敏感度。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該制造程序包括一蝕刻程序。
14.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體制造方法，其中該產(chǎn)品參數(shù)包括該半導(dǎo)體晶片的一金 屬層的一導(dǎo)線圖案密度，而該制造程序應(yīng)用于該金屬層。
15.一種半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，包括一工藝工具，用以對半導(dǎo)體晶片執(zhí)行一制造程序； 一先進(jìn)工藝控制模塊，用以對該制造程序?qū)嵤┮惶幚砟Ｐ?；一新出?NTO)模塊，耦接至該APC模塊，用以依據(jù)一敏感產(chǎn)品參數(shù)判斷該處理模型的一參數(shù)的一初始值。
16.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，還包括一度量衡工具，用以量測一個或一 個以上的該半導(dǎo)體晶片。
17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，還包括一濾波器，用以消除從該度量衡工 具得到的一參數(shù)與從該處理模型得到的一對應(yīng)值兩者間的比較結(jié)果所產(chǎn)生的噪聲。
18.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，其中該NTO模塊內(nèi)嵌于該APC模塊。
19.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，其中該NTO模塊與該APC模塊整合在一并 行模式或串行模式。
20.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，其中該處理工具為一蝕刻工具。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體制造方法及系統(tǒng)，該方法包括提供一產(chǎn)品的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括一敏感產(chǎn)品參數(shù)；依據(jù)該敏感產(chǎn)品參數(shù)搜尋既存產(chǎn)品以從既存產(chǎn)品識別出相關(guān)產(chǎn)品；使用該相關(guān)產(chǎn)品的對應(yīng)數(shù)據(jù)消除一處理模型參數(shù)的一初始值；將該處理模型參數(shù)的該初始值指派給與一制造程序相關(guān)的一處理模型；使用該處理模型調(diào)整一處理配方；以及使用該處理配方而對一半導(dǎo)體晶片執(zhí)行該制造程序。本發(fā)明能持續(xù)改善半導(dǎo)體先進(jìn)工藝控制，減少時間及制造成本。
文檔編號G05B13/04GK102063063SQ20101028496
公開日2011年5月18日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者劉文斌, 盧欣榮, 曾衍迪, 林俊賢, 牟忠一, 王舜屏, 王若飛, 許志維, 鄭育真 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司