[發明專利]自動預測設計空間估計的方法及裝置

無效

• 申請號: 201080030289.1
• 申請日: 2010-05-03
• 公開（公告）號: CN102804188A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: E·C·維克斯特姆;H·G·J·松德斯特倫;T·A·B·諾達爾
• 申請（專利權）人: MKS儀器股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 管琦琦

發明的技術領域

本發明總體涉及用于自動預測設計空間估計的基于計算機的方法及裝置，包括計算機程序產品。

背景技術

在制藥工業中，質量源于設計(QbD)已成為演化處理程序。QbD指從起初到最終輸出在產品中構建質量的系統的處理。特定而言，QbD指用以確定可在生產處理程序中轉換成成品的產品的操作要求(及其向設計要求中的并入)的設計功能的效果水平。這通常稱作設計空間，其已被證明是提供質量保證的輸入因子(例如，材料屬性)的多維組合及交互作用。舉例而言，針對制造處理程序，設計空間是滿足具體產品要求(一個或多個輸出響應)的可能設計與設計參數(輸入因子)的集合。探索設計空間需要估計對于給定技術可具有的各種設計選項并使輸入因子及輸出響應相對于具體約束(例如，功率、成本、混合設計)最佳化。

在半導體器件制造工業中，器件制造商已通過依賴處理工具制造商來設計更好和/或更快處理程序及硬件配置來過渡至更緊密容差處理程序及材料規格。然而，隨著器件幾何結構收縮至納米尺度，制造處理的復雜度增大，且處理及材料規格變得更難以滿足。

可通過幾千個處理變量的集合來描述用在當前半導體制造的典型處理工具。這些變量通常與該制造處理的實體參數和/或用在制造處理的工具相關。在某些情況下，該幾千個變量當中，幾百個變量是動態變量(例如，在制造處理期間或在制造處理之間隨時間變化)。動態變量(例如，氣流、氣壓、傳送功率、電流、電壓及溫度)基于各種操作因子(例如，具體處理配方、總體處理步驟序列中的特定步驟及系列步驟、在制造處理期間出現的誤差及缺陷或基于特定工具或腔室的使用的參數值的變化(例如，稱作“漂移”)而變化。

操作者可通過例如改變輸入因子(其是影響生產處理的變量)來控制制造處理。針對每一制造處理，可測量依賴于輸入因子的輸出響應值(例如，溫度、良率、質量屬性)。可針對特定制造處理執行實驗，以確定什么輸入因子值組合產生可接受的輸出響應值。

實驗設計(DOE)方法是用于處理(例如，制造處理、混合設計)確定輸入因子與處理的輸出響應之間的關系的結構化的、有組織的方法。DOE方法可經由觀察輸入因子的有條理變化的結果在統計上量化輸入因子的不確定測量值及輸入因子之間的交互作用。若存在與該處理相關聯的操作準則，則針對不同輸入因子組合來測量輸出響應值，以確定是否每一組合滿足這些操作準則。

探索設計空間需要基于任何操作準則人工評估各種設計選項。無法自動提供每一輸入因子的可接收的可變性區域，或預測結果區域。該分析處理在必須在不同類型的約束情況下同時滿足對輸出響應的若干需求時更加復雜。此外，將期望以可易于操作者分析并解釋的方式來顯示設計空間的圖形方法。

發明內容

本發明在一個方面以一種用于實體處理的估計輸入因子及輸出響應的設計空間的計算機化方法為特征。針對本文中所述的各實施例，實體處理可以是工業處理、制造處理、半導體處理、分析系統或過程、或設計項目。該方法包括：經由處理器接收針對實體處理的一個或多個輸入因子、該處理的一個或多個輸出響應及準則的數據。該準則包括用于一個或多個輸出響應中的每個的目標響應準則、用以達成這些目標準則的該一個或多個輸入因子中的每個的估計的最佳值以及該一個或多個輸入因子中的每個的實驗輸入值范圍，其中該實驗輸入值范圍中的每個輸入值決定該一個或多個輸出響應中的每個的輸出響應值。該方法包括使用該處理器針對該一個或多個輸入因子中的每個計算處在對應實驗輸入值范圍內的所計算輸入值范圍。計算包含：針對該一個或多個輸入因子中的每個選擇第一輸入值范圍；基在該第以輸入值范圍來預測該一個或多個輸出響應的值，以為該一個或多個輸出響應中的每個確定第一效能度量；及通過基于該第一效能度量與預定效能度量的比較而調整該第一輸入值范圍，從而為該一個或多個輸入因子中的每個建立所計算的輸入值范圍。該方法包括使用該處理器針對該一個或多個輸入因子中的每個計算經修改的輸入值范圍。針對該一個或多個輸入因子中的每個輸入因子，該方法包括：通過使該所計算的輸入值范圍擴展預定百分比來選擇第二輸入值范圍；基于該第二輸入值范圍來預測該一個或多個輸出響應的值，從而為該一個或多個輸出響應中的每個確定第二效能度量；及通過基于該第二效能度量與該預定效能度量之間的比較而調整該第二輸入值范圍，來針對該輸入因子建立該經修改的輸入值范圍。該方法包括使用該處理器至少基于這些經修改的輸入值范圍預測設計空間估計，其中這些經修改的輸入值范圍各自包含最大可變性區域，在最大可變性區域中這些輸入因子中的一個或者多個滿足準則。