[發(fā)明專利]為測量系統(tǒng)確定隊(duì)列匹配問題和根本原因要點(diǎn)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680006151.1
• 申請日: 2006-02-22
• 公開（公告）號: CN101460944A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 查爾斯·N·阿奇;小喬治·W·班克;埃里克·P·索利基
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 邸萬奎;黃小臨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及測量系統(tǒng)，并且更具體地，涉及確定正進(jìn)行測試的測量系統(tǒng)對包括至少一個其它測量系統(tǒng)的隊(duì)列(fleet)的匹配問題，并且還確定該匹配問題的根本原因要點(diǎn)(root?cause?issue)。

背景技術(shù)

在需要精確和準(zhǔn)確的測量的多種行業(yè)(如半導(dǎo)體制造)中應(yīng)用測量系統(tǒng)。對于單獨(dú)的測量系統(tǒng)以及一隊(duì)測量系統(tǒng)，存在有關(guān)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量測量的挑戰(zhàn)。

對于單獨(dú)得測量系統(tǒng)，一般需要每個工具實(shí)現(xiàn)小容限，以在制造過程中獲得更好質(zhì)量的產(chǎn)品和更少的廢品。例如，在半導(dǎo)體制造業(yè)中，半導(dǎo)體國際技術(shù)指標(biāo)的1999版(ITRS精度規(guī)范)列出了在2001年的絕緣線控所需的必要精度是1.8nm。由于多種原因，難以正確地評價(jià)和優(yōu)化測量系統(tǒng)的測量潛力。例如，評估器通常對所考慮的各種儀器具有有限的訪問手段。此外，每個儀器需要在寬范圍的條件下進(jìn)行評估，以便獲得它在實(shí)際制造設(shè)置中將如何執(zhí)行的有效的印象。最后，還沒有關(guān)于所需的參數(shù)以及應(yīng)如何測量參數(shù)的、廣泛被接受的標(biāo)準(zhǔn)。通過引用在此合并的PCT公布WO/2004/059247中公開的一種方法涉及：通過基于精度和準(zhǔn)確度而確定總測量不確定度(TMU)，來評價(jià)和優(yōu)化測量系統(tǒng)。基于線性回歸分析并從凈殘差中去除參考測量系統(tǒng)不確定度(U_RMS)，來計(jì)算TMU。在該TMU?PCT公布中回答的基本問題是如何校正或準(zhǔn)確地確定正進(jìn)行測試的測量系統(tǒng)和正進(jìn)行測試的隊(duì)列如何進(jìn)行測量。然而，該TMU公布未考慮到正在測試的測量系統(tǒng)有多類似地匹配參考測量系統(tǒng)。

當(dāng)在一隊(duì)測量系統(tǒng)上評估質(zhì)量測量時，上述對評價(jià)和優(yōu)化單度量工具的挑戰(zhàn)加倍。在前一段中引用的ITRS精度規(guī)范實(shí)際上適用于：被用于半導(dǎo)體制造過程中的監(jiān)視和控制臨界步驟的任何工具組。在成本上更有效的是：通過允許制造線中的全部隊(duì)列的任何工具進(jìn)行測量，而避免將工具專用于特定制造步驟。然而，這帶來了對實(shí)現(xiàn)和保持隊(duì)列中的所有工具的良好測量匹配的較高要求。典型地，將具有類似測量技術(shù)的測量系統(tǒng)選擇為一起使用。然后，優(yōu)選地，人工將跨越隊(duì)列的測量系統(tǒng)盡可能地匹配。為了實(shí)現(xiàn)匹配，在一種方法中，將隊(duì)列內(nèi)的工具的測值之間的平均偏差值最小化，以盡可能地匹配工具。常用的實(shí)踐方法是比較給定的、跨越預(yù)期將在制造線上遇到的最小到最大尺度范圍的晶片(wafer)上的一系列不同設(shè)計(jì)線寬(linewidth)的測值，然后將不同工具的測值之間的平均差(偏差)最小化。此方法的一個缺點(diǎn)是沒有足以理解不可接受的平均偏差的根本原因的信息。另一種方法試圖使要被匹配的器具在比較不同設(shè)計(jì)線寬的測值時、產(chǎn)生具有單一斜率和零截距或平均偏差的直線的數(shù)據(jù)。此方法的改進(jìn)在于，斜率提供了放大誤差信息，但也遇到以下問題，即：未生成足以識別不可接受的匹配的根本原因的診斷信息。此外，兩種方法都不能產(chǎn)生組合所有相關(guān)匹配信息的全面度量。目前的實(shí)踐中的另一缺點(diǎn)在于，對匹配測量使用簡化的人工制品(artifact)。經(jīng)常選擇匹配的人工制品，因?yàn)樗鼈兪欠€(wěn)定、可靠制造的，并且具有極少的由工藝引入的變化。不幸的是，這些特別的性質(zhì)暗示它們不是領(lǐng)先的前緣技術(shù)示例，而且它們也未顯示在制造中存在的測量挑戰(zhàn)的全部范圍。

鑒于以上內(nèi)容，在本領(lǐng)域中存在針對相關(guān)技術(shù)的問題的改進(jìn)方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明包括用于確定正在測試的測量系統(tǒng)(MSUT)是否匹配包括至少一個其它測量系統(tǒng)的隊(duì)列的方法、系統(tǒng)和程序產(chǎn)品。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了用于分析匹配問題的真實(shí)參數(shù)，其包括單工具精度、工具對工具非線性、以及工具對工具偏差。然后，實(shí)現(xiàn)將這些參數(shù)組合為單值的底線工具匹配精度尺度。本發(fā)明還包括用于確定匹配問題的根本原因、以及用于確定隊(duì)列測值精度尺度的方法。

該方法可應(yīng)用于許多計(jì)量匹配情形，并且本發(fā)明的概念可應(yīng)用于多種測量系統(tǒng)類型。盡管將與半導(dǎo)體工業(yè)的線寬有關(guān)地描述本發(fā)明，但被測量(即，要測量的對象)不限于此應(yīng)用。另外，該方法不限于相同類型的工具。當(dāng)正在比較的工具是相同型號時，定義為同類工具匹配。同類工具匹配是指跨越多代或多品牌的計(jì)量系統(tǒng)來應(yīng)用此方法。

本發(fā)明的第一方面針對于一種確定正在測試的測量系統(tǒng)(MSUT)是否匹配包括至少一個其它測量系統(tǒng)的隊(duì)列的方法，該方法包括如下步驟：基于包括人工制品的MSUT測值與基準(zhǔn)測量系統(tǒng)(BMS)對該人工制品的基準(zhǔn)測值之間的斜率引起的偏移偏差(SISOffset)、以及對MSUT和BMS進(jìn)行比較的線性回歸分析的非線性(σ_{non-linearity})的參數(shù)組，來計(jì)算工具匹配精度(s1)；以及確定工具匹配精度是否滿足匹配閾值，其中，在滿足匹配閾值的情況下，視為MSUT是匹配的。