專利名稱：用于半導(dǎo)體制造的先進(jìn)工藝控制方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，特別涉及半導(dǎo)體工藝控制。
背景技術(shù)：
隨著生產(chǎn)效率和產(chǎn)能的需求日增，半導(dǎo)體工藝控制也愈顯重要。然而，隨著元件的 圖案尺寸的減少，例如由65nm減少至45nm(或以下)，將工藝變化維持在可接受的范圍就顯 得十分困難。舉例而言，工藝可能面對(duì)的困難有生產(chǎn)工具的生產(chǎn)率下降、技術(shù)員彼此間影 口向的增力口(increased operatorinteraction)、良率下降，以及重工率(rework rates) ±曾 加，上述困難都可能造成成本增加。先進(jìn)工藝控制已被廣泛使用以減少工藝變化，先進(jìn)工藝 控制包括(控制)模型和介于其他控制技術(shù)間的反饋系統(tǒng)。然而，大部分的先進(jìn)工藝控制 無法控制和調(diào)整被多重工藝步驟影響的參數(shù)。在一些應(yīng)用中，來自半導(dǎo)體制造的噪聲會(huì)影 響和干擾先進(jìn)工藝控制的設(shè)計(jì)和安置。噪聲可能來自于工藝之前的步驟、目前的操作條件， 以及先進(jìn)工藝控制的本身運(yùn)作。因此，雖然目前已有用于不同目的的先進(jìn)工藝控制技術(shù)，但 是其仍無法滿足各種需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種先進(jìn)工藝控制方法，適用于半導(dǎo)體制造，包括提供即 將被半導(dǎo)體機(jī)臺(tái)處理的目前晶片；提供半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)所處理過的多個(gè)先前晶片的第一數(shù) 據(jù)；將噪聲自第一數(shù)據(jù)去耦合，用以產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)；根據(jù)第二數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)的鄰近程度， 評(píng)估先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能；根據(jù)上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，決定控制參數(shù)；以及根據(jù) 控制參數(shù)，控制半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)，用以處理目前晶片。本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種先進(jìn)工藝控制方法，適用于蝕刻工藝，包括提供經(jīng)蝕 刻工藝處理的多個(gè)先前晶片的一數(shù)據(jù)；通過上述數(shù)據(jù)的第一修正，去除先進(jìn)工藝控制效應(yīng)， 第一修正用以去除上述數(shù)據(jù)的蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)，蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)包括影響蝕刻工藝的蝕刻 機(jī)臺(tái)的一條件；通過上述數(shù)據(jù)的第二修正，去除先前工藝效應(yīng)，先前工藝效應(yīng)包括顯影后檢 查工藝；根據(jù)已修正數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)的鄰近程度，決定先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，已修正的上 述數(shù)據(jù)包括上述數(shù)據(jù)的第一和第二修正；根據(jù)先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，決定蝕刻工藝的控 制參數(shù)；以及根據(jù)控制參數(shù)，控制蝕刻工藝，用以處理目前晶片。本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)，用以控制半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)，包括 存儲(chǔ)器以及控制器。存儲(chǔ)器，用以儲(chǔ)存半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)處理過的多個(gè)先前晶片的第一數(shù)據(jù)。 控制器根據(jù)多個(gè)指令以控制半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)，上述指令用以進(jìn)行下列步驟將噪聲自第一 數(shù)據(jù)去耦合，用以產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)；根據(jù)第二數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)的鄰近程度，評(píng)估先進(jìn)工藝控制 執(zhí)行效能；根據(jù)先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，決定控制參數(shù)；以及根據(jù)控制參數(shù)，控制半導(dǎo)體制 造機(jī)臺(tái)，用以處理目前晶片。


本發(fā)明可通過閱讀實(shí)施方式并搭配所附附圖而被較佳地理解。要注意的是，附圖 中多種特征并未依照半導(dǎo)體制造設(shè)備的實(shí)際尺寸而繪制。事實(shí)上，該等特征的尺寸可任意 增減以簡化說明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的方塊圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的部分半導(dǎo)體制造工藝的方塊圖；圖3為本發(fā)明用于半導(dǎo)體工藝的先進(jìn)工藝控制方法的一實(shí)施例；圖4為說明本發(fā)明實(shí)施例的先進(jìn)工藝控制效應(yīng)和蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)的去耦合方法 的附圖；圖5a和圖5b本發(fā)明實(shí)施例的多晶硅蝕刻工藝的先前工藝效應(yīng)的去耦合方法的示 意圖；圖6a和圖6b為本發(fā)明實(shí)施例的蝕刻工藝的先進(jìn)工藝控制的控制效能圖；圖7a和圖7b為本發(fā)明實(shí)施例的示意圖，用以量化圖3的先進(jìn)工藝控制方法的技術(shù)；圖8為本發(fā)明實(shí)施例用以調(diào)整蝕刻工藝的另一種先進(jìn)工藝控制方法的流程圖；圖9a和圖9b為本發(fā)明實(shí)施例的示意圖，用以決定圖8的先進(jìn)工藝控制方法的技 術(shù)。并且，上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下100 半導(dǎo)體制造系統(tǒng)；102 網(wǎng)絡(luò)；104 先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)；106 光刻機(jī)臺(tái)；108 顯影后檢查測(cè)量機(jī)臺(tái)；110 蝕刻機(jī)臺(tái)；112 蝕刻后檢查測(cè)量機(jī)臺(tái)；114 數(shù)據(jù)庫；200 半導(dǎo)體制造工藝；202a 第一晶片；202b 第二晶片；210 光刻工藝；220 顯影后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝；230 蝕刻工藝；240 蝕刻后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝；252、256、258、262 前饋信息；254、260 反饋信息；300 先進(jìn)工藝控制方法；400、510、520、610、710、720 圖表；402 微削時(shí)間；404,418,522 關(guān)鍵尺寸偏差；406 晶片數(shù)據(jù)；410 點(diǎn)；415 參考微削時(shí)間；420、430、516、526 線段；425 先進(jìn)工藝控制效應(yīng)；428 先進(jìn)工藝關(guān)鍵尺寸偏差；512 去耦合的先進(jìn)工藝控制關(guān)鍵尺寸偏差；514、524 顯影后檢查關(guān)鍵尺寸；
620 直方圖；712,714 控制數(shù)據(jù)分布；722、724 平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差；730 距離。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元件制造，特別涉及半導(dǎo)體元件制造的工藝控制。要注意的是， 本發(fā)明提供的數(shù)種實(shí)施例僅用以作為教示本發(fā)明廣義概念的例子，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員當(dāng) 能輕易地利用本發(fā)明公開的概念于其他方法或裝置。并且，本發(fā)明的方法和裝置包括數(shù)種 常見的結(jié)構(gòu)和工藝。因?yàn)樯鲜龀Ｒ姷慕Y(jié)構(gòu)和工藝已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟悉，故僅概 括性地討論上述常見的結(jié)構(gòu)和工藝。此外，數(shù)種元件符號(hào)會(huì)在本發(fā)明中重復(fù)使用，重復(fù)使用 該等元件符號(hào)是用以簡化說明本發(fā)明，并非代表本發(fā)明不同特征和/或步驟間的關(guān)系。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)100的方塊圖。半導(dǎo)體制造系統(tǒng)100包括 由網(wǎng)絡(luò)102連接的多個(gè)實(shí)體。網(wǎng)絡(luò)102可為單一網(wǎng)絡(luò)或多種不同網(wǎng)絡(luò)，例如內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng) 際網(wǎng)絡(luò)，并包括有線和無線網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)實(shí)體與其他實(shí)體進(jìn)行互動(dòng)，并提供服務(wù)至其他實(shí)體或 接受其他實(shí)體的服務(wù)。在本實(shí)施例中，上述實(shí)體包括先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104、光刻機(jī)臺(tái)106、 顯影后檢查(after-development-inspection，ADI)機(jī)臺(tái)108、蝕刻機(jī)臺(tái)110、蝕刻后檢查 (after-etch-inspection，AEI)測(cè)量機(jī)臺(tái)112，以及數(shù)據(jù)庫114。半導(dǎo)體制造系統(tǒng)110亦可 能進(jìn)一步包括其他的制造機(jī)臺(tái)(例如沉積機(jī)臺(tái)、化學(xué)機(jī)械研磨機(jī)臺(tái)、高溫爐等)、測(cè)量設(shè)備， 以及控制器，用以執(zhí)行半導(dǎo)體的其他工藝，為了簡化說明，于此不再贅述。光刻機(jī)臺(tái)106是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域公知的裝置。光刻機(jī)臺(tái)用以對(duì)具有多個(gè)特征元件 的光致抗蝕劑層進(jìn)行圖案化，而這些特征元件用以構(gòu)成一集成電路。在本實(shí)施例中，光刻 機(jī)臺(tái)106包括浸潤式(immersion)光刻機(jī)臺(tái)。在其他實(shí)施例中，光刻機(jī)臺(tái)106能夠以其他 合適的技術(shù)取代，例如無光罩光刻技術(shù)、電子束光刻技術(shù)、離子束光刻技術(shù)，以及分子轉(zhuǎn)印 (molecular imprint)技術(shù)。顯影后檢查測(cè)量機(jī)臺(tái)108是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域公知的裝置。顯 影后檢查測(cè)量機(jī)臺(tái)108用以測(cè)量關(guān)鍵尺寸(critical dimensions,⑶)并描繪光致抗蝕劑 層上已圖案化的特征元件的輪廓。關(guān)鍵尺寸的信息被儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫114及/或被提供至先 進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104。蝕刻機(jī)臺(tái)110是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域公知的裝置，其包括一或多個(gè)蝕刻反應(yīng)室(未圖 示)。半導(dǎo)體晶片被設(shè)置于蝕刻反應(yīng)室，然后進(jìn)行蝕刻工藝。蝕刻后檢查測(cè)量機(jī)臺(tái)112是 半導(dǎo)體制造領(lǐng)域公知的裝置，其用以在前述蝕刻工藝之后，進(jìn)行缺陷、污染物與關(guān)鍵尺寸的 測(cè)量和確認(rèn)。在本實(shí)施例中，蝕刻后檢查測(cè)量機(jī)臺(tái)112包括光譜(光學(xué)臨界尺寸(optical critical dimension』⑶))測(cè)量機(jī)臺(tái)，用以測(cè)量關(guān)鍵尺寸及/或描繪已蝕刻的特征元件的 輪廓。關(guān)鍵尺寸的信息被儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫114及/或被提供至先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104。本發(fā)明能夠被設(shè)置于先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104內(nèi)，用以分析來自半導(dǎo)體制造系統(tǒng) 100的顯影后檢查測(cè)量機(jī)臺(tái)108、蝕刻后檢查測(cè)量機(jī)臺(tái)112、數(shù)據(jù)庫114或是其他合適設(shè)備的 信息。先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104包括常見、商用或是其他合適的計(jì)算機(jī)硬件的計(jì)算機(jī)。先進(jìn) 工藝控制系統(tǒng)104的計(jì)算機(jī)硬件包括處理器和存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器儲(chǔ)存?zhèn)涮幚砥鲌?zhí)行的計(jì)算機(jī) 程序，計(jì)算機(jī)程序使得計(jì)算機(jī)能夠控制光刻機(jī)臺(tái)106和蝕刻機(jī)臺(tái)110。計(jì)算機(jī)用以執(zhí)行下述操作處理信息(包括使用模型來處理信息)、接收信息、儲(chǔ)存信息，以及傳送信息。舉例 而言，該信息包括指令、工藝數(shù)據(jù)(例如被特定機(jī)臺(tái)或特定工具段使用的工藝歷史)，以及/ 或機(jī)臺(tái)狀態(tài)。在一實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)包括多個(gè)計(jì)算機(jī)。在另一實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)包括嵌入于 制造機(jī)臺(tái)的設(shè)備或程序碼，例如光刻機(jī)臺(tái)106或蝕刻機(jī)臺(tái)110。計(jì)算機(jī)還包括一個(gè)或多重使 用者界面。關(guān)于蝕刻機(jī)臺(tái)110的控制，先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104取得表示蝕刻機(jī)臺(tái)110執(zhí)行的 蝕刻工藝特征的信息。這些工藝特征將于稍后詳述。對(duì)蝕刻機(jī)臺(tái)110執(zhí)行的蝕刻工藝而 言，工藝特征通常包括溫度、壓力、化學(xué)品、理論上的微削率(trim rate)、微削時(shí)間(trim time)等。工藝特征被提供至用以控制蝕刻機(jī)臺(tái)110的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104的單輸入單 輸出(single-input single output, SIS0)或多輸入多輸出(multi-input multi-output, MIM0)的工藝自動(dòng)控制模塊(automatic process module)。圖2為半導(dǎo)體制造流程200的方塊圖。半導(dǎo)體制造流程200包括材料處理流程 (以實(shí)線表示)和信息流程(以虛線表示)。材料的處理流程包括用以制造半導(dǎo)體基板(例 如晶片)的工藝。要注意的是，圖2的圖示并非用以限定其為單一晶片，如所示的第一晶片 202a和第二晶片202b。就圖2而言，雖然一個(gè)晶片(例如第一晶片202a或第二晶片202b) 僅有一個(gè)元件符號(hào)(202a或202b)，但事實(shí)上，多個(gè)晶片能夠被聚集為一個(gè)晶片批次而被處 理，故其亦可表示包括多個(gè)晶片的一個(gè)晶片批次、多個(gè)晶片批次或是材料的任意群組。半導(dǎo) 體制造流程200描述四種工藝光刻工藝210、顯影后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝220、蝕刻工藝 230，以及蝕刻后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝240。圖1的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104用以控制光刻機(jī) 臺(tái)106、顯影后檢查機(jī)臺(tái)108、蝕刻機(jī)臺(tái)110和蝕刻后檢查機(jī)臺(tái)112，分別執(zhí)行光刻工藝210、 顯影后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝220、蝕刻工藝230和蝕刻后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝240。在本實(shí)施例中，晶片202a、202b包括形成于其上的多種材料層(例如多晶硅層、介 電質(zhì)層等)，并且已經(jīng)備妥以光刻工藝210進(jìn)行圖案化工藝。先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104通過 來自數(shù)個(gè)先前工藝(如沉積工藝、化學(xué)機(jī)械研磨工藝、表面型態(tài)分析)或會(huì)影響光刻工藝的 操作條件的前饋信息(feed-forwardinformation) 252，以及由顯影后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工 藝220決定的光刻結(jié)果的反饋信息(feed-back information) 254來控制光刻工藝210。由 此，晶片202a、202b上的光致抗蝕劑層被圖案化而具有多種特征元件。接著，在顯影后檢查 關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝220中檢查晶片202a、202b，以便測(cè)量關(guān)鍵尺寸并描繪已圖案化的光致 抗蝕劑層的輪廓。在顯影后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝220所取得的關(guān)鍵尺寸和輪廓信息作為 前饋信息256而被前饋以控制蝕刻工藝230。此外，先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104亦通過會(huì)影響蝕 刻工藝230的來自數(shù)個(gè)先前工藝或會(huì)影響光刻工藝的操作條件的前饋信息258，以及由蝕 刻后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝240決定的反饋信息260來控制蝕刻工藝230。在一實(shí)施例中，蝕刻工藝230包括多個(gè)蝕刻反應(yīng)室，并用以執(zhí)行蝕刻工藝。接著， 在蝕刻后檢查關(guān)鍵尺寸測(cè)量工藝240中檢查晶片202a、202b以確認(rèn)缺陷/污染物并測(cè)量位 于已圖案化的光致抗蝕劑層下方的已蝕刻層(etched layer)的關(guān)鍵尺寸。在一實(shí)施例中， 關(guān)鍵尺寸的測(cè)量由蝕刻機(jī)臺(tái)所執(zhí)行。在另一實(shí)施例中，關(guān)鍵尺寸的測(cè)量由另一分立的機(jī)臺(tái) 所執(zhí)行。晶片202a、202b被傳送至其他機(jī)臺(tái)以進(jìn)行后續(xù)處理。此外，已蝕刻層的關(guān)鍵尺寸 信息作為前饋信息262而被前饋以控制后續(xù)工藝，例如離子注入工藝(圖2未圖示)。先進(jìn) 工藝控制系統(tǒng)104用以監(jiān)控半導(dǎo)體制造工藝200的條件，并執(zhí)行符合后述方法的存儲(chǔ)器指令。如前述，來自先前不同工藝的噪聲以及目前工藝的反應(yīng)室條件會(huì)干擾先進(jìn)工藝控 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和設(shè)置。舉例而言，先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)104有時(shí)會(huì)因?yàn)槿鄙訇P(guān)于控制器執(zhí)行 效能的精確信息而無法自動(dòng)調(diào)整工藝參數(shù)，例如蝕刻工藝的微削率(參數(shù))。在過去，通常 使用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法(design of experiments)來設(shè)計(jì)先進(jìn)工藝控制控制的控制器，并且憑工 程師經(jīng)驗(yàn)調(diào)整的工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法以多種工藝條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用以決定和估計(jì)半導(dǎo)體 工藝參數(shù)和特征。舉例而言，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的結(jié)果顯示多晶硅蝕刻(poly-etching process) 的先進(jìn)工藝控制的控制器的微削率為0. 35。然而，隨著時(shí)間過去，微削率會(huì)因?yàn)槎喾N因素而 改變，故微削率需要考慮這些因素而加以調(diào)整或重置。工程師通常會(huì)通過調(diào)節(jié)微削率(參 數(shù))以減少輸出誤差，并使得輸入輸出間(顯影后檢查的關(guān)鍵尺寸和蝕刻后檢查的關(guān)鍵尺 寸之間)的分布變的沒有關(guān)聯(lián)，但這是十分艱巨的事。在某些關(guān)鍵工藝中，來自先前工藝和 先進(jìn)工藝控制操作(如微削時(shí)間的變化)的噪聲可能會(huì)產(chǎn)生50%以上的誤差，該誤差使得 反應(yīng)室效應(yīng)(反應(yīng)室目前的條件)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的條件大不相同，先進(jìn)工藝控制的控 制器因而提供不正確的控制。因此，下述方法提供一種量化半導(dǎo)體工藝中先進(jìn)工藝控制的 執(zhí)行效能的技術(shù)，用以達(dá)成理想的先進(jìn)工藝控制設(shè)計(jì)和設(shè)置。因此，下述討論的方法通過自 動(dòng)地調(diào)整先進(jìn)工藝控制的工藝參數(shù)，以便在實(shí)時(shí)控制(real-time control)時(shí)，減少任何可 能造成工程師在調(diào)整先進(jìn)工藝控制的工藝參數(shù)的誤差判斷。圖3為本發(fā)明用于半導(dǎo)體工藝的先進(jìn)工藝控制方法300的一實(shí)施例。為了簡化說 明，假設(shè)本發(fā)明目的是在蝕刻機(jī)臺(tái)內(nèi)進(jìn)行一蝕刻工藝，用以在晶片上方的多晶硅層蝕刻出 一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，并且其會(huì)自動(dòng)調(diào)整的工藝參數(shù)中關(guān)于蝕刻工藝的微削率(trim rate,TR)的 一者。為了要達(dá)到目標(biāo)微削線寬(targettrimmed line width)，工藝參數(shù)和工藝特征是經(jīng) 過選擇的。蝕刻工藝的噪聲被分成三個(gè)部分。第一個(gè)部分，蝕刻反應(yīng)室的條件(或狀況) 會(huì)影響蝕刻工藝(稱為蝕刻反應(yīng)室效應(yīng))。舉例而言，污染物會(huì)隨著時(shí)間累積于蝕刻反應(yīng)室 內(nèi)，并逐漸改變?cè)谠究刂茥l件控制下會(huì)達(dá)成的柵極寬度的關(guān)鍵尺寸。第二個(gè)部分，先前工 藝也會(huì)影響蝕刻工藝(稱為先前工藝效應(yīng))。舉例而言，圖案化光刻工藝的執(zhí)行效能會(huì)隨 著時(shí)間改變。第三個(gè)部分，先進(jìn)工藝控制的操作也會(huì)影響蝕刻工藝(稱為先進(jìn)工藝控制效 應(yīng))，例如用以達(dá)成目標(biāo)微削線寬的微削時(shí)間即有關(guān)于微削率和蝕刻反應(yīng)室的條件。一般而 言，微削時(shí)間的變化會(huì)隨時(shí)間變化。先進(jìn)工藝控制方法300始于步驟310，用以在半導(dǎo)體制造工藝200的最佳的時(shí)間間 距內(nèi)，選擇晶片數(shù)據(jù)輸入。一個(gè)或多個(gè)晶片批次已經(jīng)執(zhí)行過蝕刻工藝并且其晶片數(shù)據(jù)已經(jīng) 被儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫。晶片數(shù)據(jù)包括工藝參數(shù)和工藝結(jié)果，例如微削率、微削時(shí)間、蝕刻反應(yīng)室 條件、顯影后檢查的關(guān)鍵尺寸(以ADI表示)、蝕刻后檢查的關(guān)鍵尺寸(以AEI表示)、實(shí)際 微削線寬(ADI-AEI)、目標(biāo)微削線寬(ADI-target AEI)，以及其他合適的信息。在半導(dǎo)體制 造工藝200的最佳的時(shí)間間距內(nèi)，選擇晶片數(shù)據(jù)輸入用以評(píng)估蝕刻工藝并調(diào)整先進(jìn)工藝控 制的工藝參數(shù)。要注意的是，在該最佳的時(shí)間間距內(nèi)，被選擇的晶片的數(shù)量可以是任意的， 并且可以移動(dòng)該最佳的時(shí)間間距以計(jì)算目前的工藝參數(shù)和結(jié)果。在一實(shí)施例中，蝕刻工藝的先進(jìn)工藝控制所使用的演算法是指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均 (exponentially weighted moving average,EWMA)控制器。舉例而言，蝕刻工藝可以(式 1)表示。(式1)為蝕刻工藝的模型方程式，其可表示如下
y = a x+b = Rtrim Ttrim+model_b (式 1)其中y表示微削后線寬，x表示微削時(shí)間(Tteim)，a表示微削率(Rteim，亦可以TR 表示)，并且b表示參數(shù)(以model_b表示)。微削后線寬y等于顯影后檢查的關(guān)鍵尺寸 (ADI)和蝕刻后檢查的關(guān)鍵尺寸(AEI)的差值(又稱關(guān)鍵尺寸偏差)。顯影后檢查的關(guān)鍵 尺寸(ADI)表示在蝕刻工藝前測(cè)量到的線寬(關(guān)鍵尺寸)，而蝕刻后檢查的關(guān)鍵尺寸(AEI) 表示蝕刻工藝后測(cè)量到的線寬(關(guān)鍵尺寸)。參數(shù)b(model_b)則會(huì)隨著時(shí)間而更新，用以 提供關(guān)于蝕刻工藝的執(zhí)行效能(例如微削率)的正確信息，如下詳述。(式2)為蝕刻工藝的控制方程式，其可表示如下 U =-(式 2)其中u表示微削時(shí)間，先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)使用該微削時(shí)間以控制晶片的蝕刻工 藝，T表示蝕刻工藝欲達(dá)成的目標(biāo)微削線寬，意即欲被微削的線寬大小。T表示蝕刻工 藝須被微削的線寬的目標(biāo)量，其等于顯影后檢查的關(guān)鍵尺寸(ADI)減去目標(biāo)微削線寬 (ADI-target AEI)。欲微削的線寬大小等于蝕刻前測(cè)量到的線寬(即ADI)和蝕刻后即將 形成的所需/目標(biāo)的線寬(即目標(biāo)的蝕刻后檢查關(guān)鍵尺寸，以Target AEI CD表示)之間 的差值。(式3)為指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方程式，其可表示如下bn+1 = co (yn-a xn) + (1_ ) bn (式 3)其中(式3)用以更新蝕刻工藝的參數(shù)b。因?yàn)榫€寬隨著時(shí)間減少，(式3)以逐漸 減少數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)的方式將工藝數(shù)據(jù)作平均。在(式3)中，bn+1表示下一個(gè)工藝參數(shù)，bn 表示前一個(gè)工藝參數(shù)，且《介于0和1之間。因此，通過更新參數(shù)b(model_b)、調(diào)整工藝參 數(shù)(例如微削率a)和決定達(dá)成目標(biāo)微削線寬T的所需的微削時(shí)間u，先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)能 夠?qū)崟r(shí)控制由(式1)_(式3)描述的蝕刻工藝。通過量化蝕刻工藝的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)的 執(zhí)行效能，工藝參數(shù)能被自動(dòng)地調(diào)整以正確地反映目前蝕刻工藝的狀態(tài)。先進(jìn)工藝控制方法300接著進(jìn)行步驟320，清除來自某一個(gè)階段的噪聲。為了要量 化先進(jìn)工藝控制的執(zhí)行效能，將蝕刻反應(yīng)室的條件(蝕刻反應(yīng)室效應(yīng))和先前工藝的測(cè)量 結(jié)果(先前工藝效應(yīng))摒除于目前工藝(例如蝕刻工藝)之外。將蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)和先前 工藝效應(yīng)摒除在外并移除的技術(shù)稱為目前工藝噪聲的去耦合(decoupling)。蝕刻反應(yīng)室效 應(yīng)與先進(jìn)工藝操作結(jié)合后會(huì)得到不同的工藝結(jié)果。因此，可將具有所有先進(jìn)工藝操作的信 息的工藝結(jié)果去耦合。換言之，可將這些工藝結(jié)果的先進(jìn)工藝控制效應(yīng)移除，以得知蝕刻工 藝的反應(yīng)室效應(yīng)。(式4)決定n個(gè)先前處理過的晶片的平均微削時(shí)間Trt，其可表示如下 (式4)是通過將微削時(shí)間的常數(shù)設(shè)定對(duì)工藝結(jié)果進(jìn)行去耦合。下述將說明將原始 的微削率和修正后的微削率作比較的處理過程。舉例而言，通過一個(gè)不同的微削時(shí)間，可得出不具有噪聲的“干凈的”(clean)微削 率Rteim ’，其可表示(式5)
調(diào)整后的關(guān)鍵尺寸偏差y’ (亦可表示為(⑶bias)，= (ADI-AEI’))可由(式6) 計(jì)算如下y' = y+(Tr0-Ttrim) Rtrim' = ADI-AEI'(式 6)調(diào)整后的關(guān)鍵尺寸偏差y’是在移除先進(jìn)工藝控制對(duì)工藝結(jié)果的影響之后才被計(jì) 算，其中y為(式1)中原始的關(guān)鍵尺寸偏差。接著，通過下列(式7)移除先前工藝效應(yīng)(如顯影后檢查關(guān)鍵尺寸的測(cè)量結(jié)果)/ = CDBias# = (Tr0-Ttriffl) Rtriffl'+(1_0 .ADI-AEI+e ADImean (式 7)其中￡表示關(guān)鍵尺寸偏差和先前工藝測(cè)量結(jié)果的校正模型的斜率。先前工藝(顯 影后檢查)關(guān)鍵尺寸測(cè)量偏差的效應(yīng)被斜率￡所消除。參考圖4，圖表400用來說明(式4)_(式6)討論的先進(jìn)工藝控制效應(yīng)和蝕刻反應(yīng) 室效應(yīng)的去耦合方法。圖表400顯示微削時(shí)間402 (單位sec)和關(guān)鍵尺寸偏差404 (單位 nm)的關(guān)系。微削時(shí)間402表示晶片在蝕刻工藝中的蝕刻時(shí)間。關(guān)鍵尺寸偏差404表示蝕 刻工藝的結(jié)果。關(guān)鍵尺寸偏差404為微削后線寬( = ADI-AEI)。圖表400描繪測(cè)量自蝕刻 工藝的數(shù)筆晶片數(shù)據(jù)406。先進(jìn)工藝控制的關(guān)鍵尺寸偏差(ADI-AEI)如點(diǎn)410所示。水平 虛線所示的參考微削時(shí)間415作為一固定的微削時(shí)間設(shè)定值。參考微削時(shí)間415和斜率為 (1/微削率)的線段420用以決定出一預(yù)估的關(guān)鍵尺寸偏差418。因此，先進(jìn)工藝控制效應(yīng) (例如指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均效應(yīng))425可被消除，以便決定出去耦合后的先進(jìn)工藝控制關(guān)鍵尺 寸偏差428。去耦合后的先進(jìn)工藝控制關(guān)鍵尺寸偏差428表示(式6)的調(diào)整后的關(guān)鍵尺寸 偏差(=ADI-AEI’)。在指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均的控制下，相較于線段420的斜率，線段430的 斜率已被修正。參考圖5a和圖5b，圖表510用來說明(式7)討論的多晶硅蝕刻工藝的先前 工藝效應(yīng)的去耦合方法。圖表510顯示多晶硅蝕刻工藝的先前工藝噪聲貢獻(xiàn)(noise contribution)。多晶硅蝕刻工藝的先前工藝噪聲包括在(如圖1和圖2所示的)圖案化 光刻工藝后的顯影后檢查關(guān)鍵尺寸的工藝數(shù)據(jù)。圖表510顯示去耦合后的先進(jìn)工藝控制關(guān) 鍵尺寸偏差512 (單位nm)和顯影后檢查關(guān)鍵尺寸514 (單位nm)的關(guān)系。在圖4的圖表 400中可決定出該等晶片的去耦合后的先進(jìn)工藝控制關(guān)鍵尺寸偏差512。接著，將該等晶片 的顯影后檢查關(guān)鍵尺寸514對(duì)該去耦合后的先進(jìn)工藝控制關(guān)鍵尺寸偏差512作圖，用以評(píng) 估多晶硅蝕刻工藝的先前工藝的噪聲貢獻(xiàn)。由此晶片數(shù)據(jù)，可決定出線段516。因此，線段 516的斜率表示顯影后檢查關(guān)鍵尺寸對(duì)多晶硅蝕刻工藝的噪聲貢獻(xiàn)的程度。圖表520用來說明多晶硅蝕刻工藝中先前工藝的噪聲貢獻(xiàn)的去耦合。圖表520顯 示關(guān)鍵尺寸偏差522 (單位mm)和顯影后檢查關(guān)鍵尺寸524 (單位nm)的關(guān)系。由(式7)， 可決定出已將多晶硅蝕刻工藝的先前工藝效應(yīng)(如顯影后檢查關(guān)鍵尺寸的測(cè)量結(jié)果)消除 后的關(guān)鍵尺寸偏差522。接著，將該等晶片的顯影后檢查關(guān)鍵尺寸524對(duì)關(guān)鍵尺寸偏差522 作圖。由此晶片數(shù)據(jù)，可決定出線段526。因?yàn)榫€段526大致上是水平的，故表示多晶硅蝕 刻工藝的工藝數(shù)據(jù)(如微削后線寬或關(guān)鍵尺寸偏差)的先前工藝效應(yīng)(如顯影后檢查關(guān)鍵
12尺寸的測(cè)量結(jié)果)已經(jīng)大致上被消除了。再一次參考圖3，先進(jìn)工藝控制方法300接著進(jìn)行步驟330，用以評(píng)估先進(jìn)工藝控 制的控制數(shù)據(jù)分布(control profile distribution)。先進(jìn)工藝控制的輸出(如微削后線 寬或關(guān)鍵尺寸偏差)能夠以具有絕對(duì)差值的系統(tǒng)化分布來加以說明，其中該絕對(duì)差值為真 實(shí)的輸出和將噪聲去耦合后的輸出間的差值。圖6a和圖6b顯示蝕刻工藝的先進(jìn)工藝控制 的控制數(shù)據(jù)分布。參考圖6a，圖表610用來說明關(guān)鍵尺寸偏差(測(cè)量后的關(guān)鍵尺寸偏差) 的真實(shí)的輸出和關(guān)鍵尺寸偏差(去耦合后的關(guān)鍵尺寸偏差)的將噪聲去耦合后的輸出間的 關(guān)系。去耦合后的關(guān)鍵尺寸偏差的數(shù)據(jù)根據(jù)圖3的步驟320和圖4 圖5b進(jìn)行決定并評(píng) 估而得。參考圖6b，圖表620為一直方圖，其用以說明多晶硅蝕刻工藝的先進(jìn)工藝控制的控 制數(shù)據(jù)分布，并且其通過計(jì)算關(guān)鍵尺寸偏差的真實(shí)的輸出(測(cè)量后的關(guān)鍵尺寸偏差)和關(guān) 鍵尺寸偏差(去耦合后的關(guān)鍵尺寸偏差)的將噪聲去耦合后的輸出間的絕對(duì)差值的方式而 繪制。先進(jìn)工藝控制方法300接著進(jìn)行步驟340，用以計(jì)算先進(jìn)工藝控制的執(zhí)行效能。先 進(jìn)工藝控制的執(zhí)行效能的計(jì)算方式為對(duì)多晶硅蝕刻工藝評(píng)估(已將蝕刻工藝的蝕刻反應(yīng) 室效應(yīng)和先前工藝效應(yīng)去耦合的)先進(jìn)工藝控制的控制數(shù)據(jù)分布和目標(biāo)的先進(jìn)工藝控制 的控制數(shù)據(jù)分布間的差距。參考圖7a和圖7b，圖表710顯示由圖6a 圖6b的圖表620 所決定的控制數(shù)據(jù)分布712和多晶硅蝕刻工藝的目標(biāo)控制數(shù)據(jù)分布714的關(guān)系。目標(biāo)控制 數(shù)據(jù)分布714的計(jì)算方式為求出已將關(guān)鍵尺寸偏差的噪聲去耦合的輸出和關(guān)鍵尺寸偏差 的目標(biāo)/所需的輸出間的絕對(duì)差值。圖表720顯示控制數(shù)據(jù)分布712和目標(biāo)控制數(shù)據(jù)分 布714的變異數(shù)和平均數(shù)間的關(guān)系。換言之，控制數(shù)據(jù)分布712和目標(biāo)控制數(shù)據(jù)分布714 能夠分別被量化為兩組平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差722和724。平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差722和724間的距離 730 (例如歐幾里德距離(Euclideandistance))表示多晶硅蝕刻工藝的先進(jìn)工藝控制的效 能指標(biāo)。在本實(shí)施例中，距離730為0.12352。因此，先進(jìn)工藝控制的執(zhí)行效能已經(jīng)消除蝕 刻反應(yīng)室效應(yīng)和先前工藝效應(yīng)，并且技術(shù)人員能夠通過更新和調(diào)整數(shù)種工藝參數(shù)來最大化 先進(jìn)工藝控制的執(zhí)行效能，用以達(dá)到目標(biāo)微削線寬(如減少距離730)。先進(jìn)工藝控制方法300接著進(jìn)行步驟350，用以決定微削時(shí)間參數(shù)。在本實(shí)施例 中，先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)使用(式1)以決定即將被應(yīng)用于蝕刻工藝的微削時(shí)間u。根據(jù)已知 的目標(biāo)微削線寬、預(yù)估的微削率a和參數(shù)b，計(jì)算出微削時(shí)間u。先進(jìn)工藝控制的參數(shù)是根 據(jù)先進(jìn)工藝控制的執(zhí)行效能與先前的晶片數(shù)據(jù)所達(dá)到目標(biāo)微削線寬兩者之間的差距而加 以更新或調(diào)整。先進(jìn)工藝控制方法300接著進(jìn)行步驟360，其中先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)使用所決定的 微削時(shí)間控制蝕刻工藝。先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)使用在步驟350所決定的微削時(shí)間以控制蝕刻 工藝，使得真實(shí)的關(guān)鍵尺寸偏差(ADI-AEI)能夠接近目標(biāo)微削線寬。接著，先進(jìn)工藝控制方 法300重回步驟310而重復(fù)參數(shù)的調(diào)整步驟，以提供關(guān)于蝕刻工藝的工藝控制的執(zhí)行效能 的最新信息。參考圖8，圖8是用以調(diào)整蝕刻工藝的另一種先進(jìn)工藝控制方法800的流程圖。先 進(jìn)工藝控制方法800類似于圖3的先進(jìn)工藝控制方法300，但是除了微削時(shí)間外，第二種控 制器參數(shù)-“側(cè)壁夾角(sidewall angle，AWA)”亦與微削時(shí)間參數(shù)搭配以控制先進(jìn)工藝控 制的執(zhí)行效能。側(cè)壁夾角是一種接續(xù)于蝕刻工藝后的蝕刻特征的測(cè)量。步驟810至步驟840類似于圖3的步驟310至步驟340，用以將蝕刻工藝的蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)和先前工藝效應(yīng) 去耦合。步驟850類似于圖3的步驟350，用以決定第一控制參數(shù)(例如微削時(shí)間參數(shù))。 要注意的是，在圖3的先進(jìn)工藝控制方法300中，可將關(guān)鍵尺寸先進(jìn)工藝控制的側(cè)壁夾角 參數(shù)視為設(shè)定為零。先進(jìn)工藝控制方法800用以確認(rèn)側(cè)壁夾角效應(yīng)并將其由蝕刻工藝中移 除。為了要量化有關(guān)于側(cè)壁夾角參數(shù)的蝕刻工藝的執(zhí)行效能，亦可使用類似于前述討論的 技術(shù)。多輸入多輸出(MIM0)的模型被引入以描述該蝕刻工藝。(式8)為蝕刻工藝的多輸 入多輸出模型方程式，其可表示如下y = a Xj+b+c x2= Rtrim Ttrim+model_b+c ‘ SWA (式 8)其中y表示微削后的線寬，Xl表示微削時(shí)間參數(shù)(Tteim)，a表示微削率(Rteim，亦 可以TR表示)，b表示第一常數(shù)(以model_b表示)，c表示第二常數(shù)，且x2表示側(cè)壁夾角 (SWA)。通過一個(gè)不同的微削時(shí)間可決定出不具有噪聲的“干凈的”(clean)微削率Rteim’， 其可表示如(式9):
(式 9)其中要注意(式9)類似于(式5)。調(diào)整后的關(guān)鍵尺寸偏差y’可由(式10)計(jì)算如下y' = y+(Tr0-Ttrim) Rtrim' =ADI-AEI' (式 10)其中要注意(式10)類似于(式6)。接著移除側(cè)壁夾角效應(yīng)，其可表示如下y" = y' + (SWA_SWAmean) k (式 11)其中k為關(guān)鍵尺寸偏差和側(cè)壁夾角的修正模型的斜率。先進(jìn)工藝控制方法800接著進(jìn)行步驟860，用以決定第二種控制參數(shù)(例如側(cè)壁夾 角參數(shù))。將側(cè)壁夾角參數(shù)求出以得到最佳化的第二參數(shù)c，其中第二參數(shù)c表示(y#_y”) 的斜率。y#表示(式7)，其中先前工藝效應(yīng)已被移除；y”表示(式11)，其中側(cè)壁夾角效應(yīng) 已被移除。參考圖9a 圖％，圖表910說明求得最佳化的第二參數(shù)c的方法。在圖表910 中，執(zhí)行關(guān)于蝕刻工藝的蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)和側(cè)壁夾角效應(yīng)的變異數(shù)分析。參考圖9a，圖表 910包括一直方圖，其用以說明測(cè)量后的關(guān)鍵尺寸偏差(ADI-AEI)、去除噪聲后的關(guān)鍵尺寸 偏差(如y#)，以及去除側(cè)壁夾角效應(yīng)后的關(guān)鍵尺寸偏差(如y”)的分布。此外，圖表910 顯示去除噪聲后的關(guān)鍵尺寸偏差912和去除側(cè)壁夾角效應(yīng)后的關(guān)鍵尺寸偏差914的先進(jìn)工 藝控制的控制數(shù)據(jù)分布。參考圖％，圖表920說明側(cè)壁夾角(單位度)和其造成的關(guān)鍵 尺寸偏差(單位nm)的關(guān)系。在圖表920中，因?yàn)榫€(y#-y”)的斜率為0. 33，所以第二參 數(shù)c被設(shè)定為0.33。因此，該數(shù)值被設(shè)定于(式8)的多輸入多輸出模型中，以描述蝕刻工 藝的先進(jìn)工藝控制的執(zhí)行效能。先進(jìn)工藝控制方法800接著進(jìn)行步驟870，其中先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)使用已決定的 微削時(shí)間參數(shù)和已決定的側(cè)壁夾角參數(shù)以控制蝕刻工藝。先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)使用在步驟 850決定的微削時(shí)間和在步驟860決定的側(cè)壁夾角參數(shù)以控制蝕刻工藝，使得先進(jìn)工藝控制能達(dá)到最佳化的執(zhí)行效能。接著，先進(jìn)工藝控制方法800重回步驟810而重復(fù)參數(shù)的調(diào) 整步驟，以提供關(guān)于蝕刻工藝的工藝控制的執(zhí)行效能的最新信息。雖然有關(guān)于半導(dǎo)體工藝的蝕刻機(jī)臺(tái)的先進(jìn)工藝控制已由較佳實(shí)施例公開如上，但 是使用本發(fā)明公開的技術(shù)于半導(dǎo)體工藝的其他機(jī)臺(tái)的控制，或是除了半導(dǎo)體工藝之外其他 用途的控制是有可能的。在本發(fā)明實(shí)施例中，雖然在將先進(jìn)工藝控制的執(zhí)行效能量化以評(píng) 估其與微削時(shí)間參數(shù)和側(cè)壁夾角參數(shù)的關(guān)系的過程中，并沒有考慮蝕刻工藝效應(yīng)和先前 工藝效應(yīng)的變動(dòng)，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能知悉在不脫離本發(fā)明的精神和范疇的前提 下，當(dāng)作些許更動(dòng)和置換。舉例而言，除了微削時(shí)間參數(shù)和側(cè)壁夾角參數(shù)外，為了其他多種 目的，將控制器的執(zhí)行效能的其他參數(shù)加以量化也是可能的。雖然本發(fā)明已由較佳實(shí)施例公開如上，但并非用以限制本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明 精神和范疇的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員當(dāng)能作些許更動(dòng)。要注意的是，上述步驟的組合 能夠以多種組合依序或同時(shí)地完成，并且沒有任何特定步驟是關(guān)鍵和/或必須的。并且，關(guān) 于實(shí)施例所描述的特征和說明能夠其他實(shí)施例所描述的特征和說明互相結(jié)合。因此，本發(fā) 明的范疇涵括上述變型。
權(quán)利要求
一種先進(jìn)工藝控制方法，適用于半導(dǎo)體制造，包括提供即將被一半導(dǎo)體機(jī)臺(tái)處理的一目前晶片；提供上述半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)所處理過的多個(gè)先前晶片的一第一數(shù)據(jù)；將一噪聲自上述第一數(shù)據(jù)去耦合，用以產(chǎn)生一第二數(shù)據(jù)；根據(jù)上述第二數(shù)據(jù)與一目標(biāo)數(shù)據(jù)的鄰近程度，評(píng)估一先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能；根據(jù)上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，決定一控制參數(shù)；以及根據(jù)上述控制參數(shù)，控制上述半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)，用以處理上述目前晶片。
2.如權(quán)利要求1所述的先進(jìn)工藝控制方法，其中上述半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)包括一蝕刻機(jī) 臺(tái)，并且上述控制參數(shù)包括一蝕刻工藝的一微削時(shí)間。
3.如權(quán)利要求2所述的先進(jìn)工藝控制方法，其中上述將上述噪聲自上述第一數(shù)據(jù)去耦 合的步驟還包括確認(rèn)上述第一數(shù)據(jù)的一先進(jìn)工藝控制效應(yīng)，用以提取上述蝕刻工藝的一蝕刻反應(yīng)室效 應(yīng)，其中上述蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)包括影響上述蝕刻工藝的上述蝕刻機(jī)臺(tái)的一條件；以及去除上述蝕刻工藝的一先前工藝效應(yīng)，其中上述先前工藝效應(yīng)包括一圖案化工藝的一 顯影后檢查。
4.如權(quán)利要求3所述的先進(jìn)工藝控制方法，其中上述蝕刻工藝的一先進(jìn)工藝控制演算 法是以一模型方程式、一控制方程式和一指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方程式表示，上述模型方程式 表示如下y = a x+b = Rtrim Ttrim+model_b其中y為一微削后線寬，a為以Rteim表示的一微削率，x為以Tteim表示的一微削時(shí)間， 并且b為以model_b表示的一參數(shù)； 上述控制方程式表示如下 其中u為一即將應(yīng)用于上述蝕刻工藝的微削時(shí)間，且T為一目標(biāo)微削線寬；以及 上述指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方程式表示如下 bn+1 = (yn-a xn) + (l-w) bn其中《介于0和1之間，且上述指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方程式用以更新上述參數(shù)b。
5.如權(quán)利要求4所述的先進(jìn)工藝控制方法，其中上述確認(rèn)上述第一數(shù)據(jù)的上述先進(jìn)工 藝控制效應(yīng)的步驟還包括通過設(shè)定一常數(shù)微削時(shí)間，將上述第一數(shù)據(jù)的上述先進(jìn)工藝控制效應(yīng)去耦合，上述常 數(shù)微削時(shí)間是用以處理上述目前晶片的一平均微削時(shí)間；根據(jù)不同于上述平均微削時(shí)間的一微削時(shí)間，決定一干凈微削率；以及 根據(jù)上述平均微削時(shí)間和上述不同于上述平均微削時(shí)間的微削時(shí)間之間的差值和上 述干凈微削率，決定一調(diào)整后的微削線寬。
6.如權(quán)利要求1所述的先進(jìn)工藝控制方法，其中上述評(píng)估上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能 的步驟還包括決定上述第一數(shù)據(jù)的一所測(cè)量到的微削后線寬和上述第二數(shù)據(jù)的一去耦后的微削后線寬間的絕對(duì)差值的一控制數(shù)據(jù)分布；決定上述第一數(shù)據(jù)的上述所測(cè)量到的微削后線寬和上述目標(biāo)數(shù)據(jù)的一目標(biāo)微削后線 寬間的絕對(duì)差值的一目標(biāo)控制數(shù)據(jù)分布；決定上述控制數(shù)據(jù)分布的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的一第一集合，以及上述目標(biāo)控制數(shù)據(jù)分布 的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的一第二集合；決定上述第一和第二集合間的一距離；以及 根據(jù)上述距離，設(shè)定一先進(jìn)工藝控制效能指標(biāo)。
7.如權(quán)利要求6所述的先進(jìn)工藝控制方法，其中上述決定上述控制參數(shù)的步驟還包括決定上述控制參數(shù)，使得上述第一和第二集合之間的上述距離接近于零。
8.如權(quán)利要求1所述的先進(jìn)工藝控制方法，還包括根據(jù)上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，決定另一控制參數(shù)，其中上述另一控制參數(shù)包括一 側(cè)壁夾角參數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的先進(jìn)工藝控制方法，其中上述將上述噪聲自上述第一數(shù)據(jù)去耦 合的步驟還包括確認(rèn)上述第一數(shù)據(jù)的一先進(jìn)工藝控制效應(yīng)，用以提取上述蝕刻工藝的一蝕刻反應(yīng)室效 應(yīng)，其中上述蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)包括影響上述蝕刻工藝的上述蝕刻機(jī)臺(tái)的一條件；去除上述蝕刻工藝的一先前工藝效應(yīng)，其中上述先前工藝效應(yīng)包括一圖案化工藝的一 顯影后檢查；以及去除上述蝕刻工藝的一側(cè)壁夾角效應(yīng)。
10.一種先進(jìn)工藝控制方法，適用于一蝕刻工藝，包括 提供經(jīng)一蝕刻工藝處理的多個(gè)先前晶片的一數(shù)據(jù)；通過上述數(shù)據(jù)的一第一修正，去除一先進(jìn)工藝控制效應(yīng)，上述第一修正用以去除上述 數(shù)據(jù)的一蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)，上述蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)包括影響上述蝕刻工藝的一蝕刻機(jī)臺(tái)的一 條件；通過上述數(shù)據(jù)的一第二修正，去除一先前工藝效應(yīng)，上述先前工藝效應(yīng)包括一顯影后 檢查工藝；根據(jù)上述已修正數(shù)據(jù)與一目標(biāo)數(shù)據(jù)的鄰近程度，決定一先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，已修 正的上述數(shù)據(jù)包括上述數(shù)據(jù)的上述第一和第二修正；根據(jù)上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，決定上述蝕刻工藝的一控制參數(shù)；以及 根據(jù)上述控制參數(shù)，控制上述蝕刻工藝，用以處理一目前晶片。
11.如權(quán)利要求10所述的先進(jìn)工藝控制方法，其中上述數(shù)據(jù)包括在上述蝕刻工藝前的 一顯影后檢查關(guān)鍵尺寸的線寬，以及在上述蝕刻工藝后的一蝕刻后檢查關(guān)鍵尺寸的線寬。
12.如權(quán)利要求10所述的先進(jìn)工藝控制方法，其中上述決定上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效 能的步驟還包括決定未修正的上述數(shù)據(jù)的一所測(cè)量到的微削后線寬和已修正的上述數(shù)據(jù)的一去耦后 的微削后線寬間的絕對(duì)差值的一控制數(shù)據(jù)分布；決定上述未修正的數(shù)據(jù)一所測(cè)量到的微削后線寬和上述目標(biāo)數(shù)據(jù)的一目標(biāo)微削后線 寬間的絕對(duì)差值的一目標(biāo)數(shù)據(jù)分布；決定上述控制數(shù)據(jù)分布的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的一第一集合，以及上述目標(biāo)數(shù)據(jù)分布的平 均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的一第二集合；決定上述第一和第二集合間的一距離；以及 根據(jù)上述距離，設(shè)定一先進(jìn)工藝控制效能指標(biāo)。
13.一種先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)，用以控制一半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)，包括一存儲(chǔ)器，用以儲(chǔ)存上述半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)處理過的多個(gè)先前晶片的一第一數(shù)據(jù)；以及一控制器，根據(jù)多個(gè)指令以控制上述半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)，上述指令用以進(jìn)行下列步驟將一噪聲自上述第一數(shù)據(jù)去耦合，用以產(chǎn)生一第二數(shù)據(jù)；根據(jù)上述第二數(shù)據(jù)與一目標(biāo)數(shù)據(jù)的鄰近程度，評(píng)估一先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能；根據(jù)上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，決定一控制參數(shù)；以及根據(jù)上述控制參數(shù)，控制上述半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)，用以處理一目前晶片。
14.如權(quán)利要求13所述的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)，其中上述控制參數(shù)包括一蝕刻工藝的一 微削時(shí)間。
15.如權(quán)利要求14所述的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)，其中上述將上述噪聲自上述第一數(shù)據(jù)去 耦合的上述指令還包括多個(gè)指令用以進(jìn)行下列步驟確認(rèn)上述第一數(shù)據(jù)的一先進(jìn)工藝控制效應(yīng)，用以提取上述蝕刻工藝的一蝕刻反應(yīng)室效 應(yīng)，其中上述蝕刻反應(yīng)室效應(yīng)包括影響上述蝕刻工藝的上述蝕刻機(jī)臺(tái)的一條件；以及去除上述蝕刻工藝的一先前工藝效應(yīng)，其中上述先前工藝效應(yīng)包括一圖案化工藝的一 顯影后檢查。
16.如權(quán)利要求15所述的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)，其中上述指令還包括多個(gè)指令，用以根 據(jù)上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，決定另一控制參數(shù)，其中上述另一控制參數(shù)包括一側(cè)壁夾 角參數(shù)；并且上述將上述噪聲自上述第一數(shù)據(jù)去耦合的上述指令還包括用以移除上述蝕刻 工藝的一側(cè)壁夾角效應(yīng)的多個(gè)指令。
17.如權(quán)利要求15所述的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)，其中上述蝕刻工藝的一先進(jìn)工藝控制演 算法是以一模型方程式、一控制方程式和一指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方程式表示，上述模型方程 式表示如下y = a x+b = Rtrim Ttrim+model_b其中y為一微削后線寬，a為以Rteim表示的一微削率，x為以Tteim表示的一微削時(shí)間， 并且b為以model_b表示的一參數(shù)； 上述控制方程序表示如下T-bu =-a其中U為應(yīng)用于上述蝕刻工藝的一微削時(shí)間，且T為一目標(biāo)微削線寬；以及 上述指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方程式表示如下 bn+1 = (yn-a xn) + (l-w) bn其中《介于0和1之間，且上述指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均方程式用以更新上述參數(shù)b。
18.如權(quán)利要求17所述的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)，其中上述確認(rèn)上述第一數(shù)據(jù)的上述先進(jìn) 工藝控制效應(yīng)的上述指令還包括多個(gè)指令用以通過設(shè)定一常數(shù)微削時(shí)間，將上述第一數(shù)據(jù)的上述先進(jìn)工藝控制效應(yīng)去耦合，上述常數(shù)微削時(shí)間是用以處理上述目前晶片的一平均微削時(shí)間；根據(jù)不同于上述平均微削時(shí)間的一微削時(shí)間，決定一干凈微削率；以及 根據(jù)上述平均微削時(shí)間和上述不同于上述平均微削時(shí)間的微削時(shí)間之間的差值和上 述干凈微削率，決定一調(diào)整后的微削線寬。
19.如權(quán)利要求13所述的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)，其中上述評(píng)估上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效 能的上述指令還包括多個(gè)指令，上述指令決定上述第一數(shù)據(jù)的一所測(cè)量到的調(diào)整后線寬和上述第二數(shù)據(jù)的一去耦后的調(diào)整后 線寬間的絕對(duì)差值的一控制數(shù)據(jù)分布；決定上述第一數(shù)據(jù)的上述所測(cè)量到的微削后線寬和上述目標(biāo)數(shù)據(jù)的一目標(biāo)微削線寬 間的絕對(duì)差值的一目標(biāo)數(shù)據(jù)分布；決定上述控制數(shù)據(jù)分布的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的一第一集合，以及上述目標(biāo)數(shù)據(jù)分布的平 均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的一第二集合；決定上述第一和第二集合間的一距離；以及 根據(jù)上述距離，設(shè)定一先進(jìn)工藝控制效能指標(biāo)。
20.如權(quán)利要求19所述的先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)，其中上述決定上述控制參數(shù)的上述指令 還包括多個(gè)指令，用以決定上述控制參數(shù)，使得上述第一和第二集合間的上述距離接近于零。
全文摘要
本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種先進(jìn)工藝控制方法和系統(tǒng)，適用于半導(dǎo)體制造，其中控制方法包括提供即將被半導(dǎo)體機(jī)臺(tái)處理的目前晶片；提供半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)所處理過的多個(gè)先前晶片的第一數(shù)據(jù)；將噪聲自第一數(shù)據(jù)去耦合，用以產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)；根據(jù)第二數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)的鄰近程度，評(píng)估先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能；根據(jù)上述先進(jìn)工藝控制執(zhí)行效能，決定控制參數(shù)；以及根據(jù)控制參數(shù)，控制半導(dǎo)體制造機(jī)臺(tái)，用以處理目前晶片。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101853008SQ20101012959
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者曾衍迪, 洪明永, 牟忠一, 王若飛, 范明煜, 許志維 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司