[發明專利]虛擬測量先進工藝控制系統和設置方法

有效

• 申請號: 201010116662.7
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN101908495A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 蔡柏灃;曾衍迪;宋金寧
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/00;G01R31/26
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 姜燕;邢雪紅

技術領域

本發明涉及一種集成電路制造的先進工藝控制(Advanced?ProcessControl，APC)，尤其涉及一種設置虛擬測量(virtual?metrology，VM)先進工藝控制平臺的系統和方法。

背景技術

先進工藝控制已經成為半導體制造時不可或缺的技術，用以在低成本的情況下改善元件合格率與可靠度。先進工藝控制的重要基礎包括整合式測量(integrated?metrology)、故障檢測和分類(fault?detection?and?classification)，以及批次控制(run-to-run?control)。先進工藝控制有助于降低工藝的變動和生產成本。有效的先進工藝控制的關鍵為測量儀器必須在可接受的時段(acceptable?time?frame)內測量到關鍵的參數。此外，必須提供方法(用于先進工藝控制)用以分析與解釋由測量設備所測量到的數據。實際上，因為工藝經常各種來源造成的干擾(disturbance)與偏移(drift)的損害，所以先進工藝非常需要生產線上即時(in-line)的測量。在過去，先進工藝控制的主要限制之一是無法取得逐片晶片(wafer-to-wafer，W2W)的即時測量數據。虛擬測量技術已經相當程度地解決此問題。

虛擬測量的操作基本原理為：在經驗預測模型(empirical?prediction?model)的發展流程中，使用一系列的生產批次用以發展經驗預測模型，并且經驗預測模型與取得自測量設備的實際測量數據相關，其中測量設備具有制造時產生的工藝歷史數據(process?trace?data)。經驗預測模型不斷地被修正，直至經驗預測模型的預估測量值與實際測量數據之間有合理的關聯為止。一旦經驗預測模型建立后，虛擬測量系統便可應用于生產流程中的工藝批次，用以估計制造中的晶片的預估測量值。如同公知的批次控制，期望目標(desiredtargets)的變動(variations)用以更新工藝參數(recipe?parameters)。在逐片晶片控制的基礎上，更新或調整后的工藝參數毋需執行個別的測量步驟。應了解的是，在制造流程中，雖然仍需執行實際測量；然而，實際測量的角色主要用以校正與更新經驗預測模型，而非作為工藝的主要的控制檢查點。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明的一實施例提供一種虛擬測量先進工藝控制系統，包括工藝設備、測量設備與虛擬測量模塊。虛擬測量先進工藝控制系統包括工藝設備、測量設備與虛擬測量模塊。工藝設備根據所接收的多個工藝輸入，處理多個晶片；測量設備，用以測量至少一個晶片的特性，并且產生真實測量數據，其中晶片包括至少一個品管樣品晶片；虛擬測量模塊，用以為每一個晶片產生預估測量數據；以及先進工藝控制器，用以接受預估測量數據與真實測量數據，并且根據預估測量數據與真實測量數據，產生工藝設備的工藝輸入，其中品管樣品晶片的真實測量數據用以更新虛擬測量模塊；虛擬測量模塊的多個關鍵變數僅在判斷出虛擬測量模塊所產生的預估測量數據不精確時被更新；以及虛擬測量模塊的多個參數根據品管樣品晶片的實際測量數據而被更新，其中參數擇自于由權重(weights)、斜率(slopes)與偏差(biases)所組成的群組。

本發明的虛擬測量先進工藝控制系統在逐片晶片控制的基礎上，更新或調整后的工藝參數毋需執行個別的測量步驟。

附圖說明

當搭配附圖閱讀本發明時，本發明可被最佳地了解。要強調的是，根據產業界的標準實際狀況，本發明的多種特征并沒有依照實際比例被顯示。事實上，多種特征的大小尺寸可為了討論的需要而任意放大或縮小。

圖1A根據公知技術描述關于虛擬測量原理的產業應用；

圖1B根據本發明的一實施例描述關于虛擬測量原理的產業應用；

圖2根據本發明的一實施例描述一種方法的流程圖，該方法用以設置虛擬測量先進工藝控制平臺；

圖3根據本發明的一實施例描述一流程，該流程用以執行以晶片批次為單位的適應性更新。

其中，附圖標記說明如下：

100～模塊；

102、152～工藝設備；

104、154～故障檢測及分類模塊；

155～數據庫；

110～虛擬測量模型建構模塊；

114、116、166～虛擬測量模型；

112、162～測量設備；

168～測量數據調整單元；

118、150～虛擬測量先進工藝控制系統；

120、170～逐片晶片先進工藝控制器；

300～晶片；