[發(fā)明專利]用于前饋先進(jìn)工藝控制的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210032012.3
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102737960A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 游智任;林俊宏;林俊宏;鐘學(xué)易;滕立功;張克文
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F7/20
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體制造，更具體地來說，涉及半導(dǎo)體制造工藝控制。

背景技術(shù)

當(dāng)性能要求和生產(chǎn)能力需求量提高時，半導(dǎo)體制造工藝控制甚至變得更加至關(guān)重要。然而，當(dāng)工藝幾何形狀減小時，例如從60納米至45納米以及更小，將工藝改變保持在可接受的等級是富有挑戰(zhàn)性的。同樣地，工藝可能經(jīng)受工具產(chǎn)能損失、增加的操作員交互作用、成品率損失、以及更高的返工率，所有可能的損失都導(dǎo)致更高的成本。先進(jìn)工藝控制(APC)可以由在其他工藝控制技術(shù)中的模型和反饋系統(tǒng)組成，該先進(jìn)工藝控制已經(jīng)被廣泛用于輔助減小一些變化。然而，尤其在新芯片設(shè)計的初始工藝期間，可能缺少充分的APC方法。傳統(tǒng)上，當(dāng)需要在晶圓上實施新設(shè)計時，在諸如關(guān)鍵尺寸均勻性的質(zhì)量參數(shù)在容差范圍內(nèi)(每個周期與圖案化測試晶圓相對應(yīng))以前，試點工藝試驗可能需要三個或更多反饋周期。這些周期為時間消耗，并且每個額外周期可能是約試量產(chǎn)時間加上一天半。試量產(chǎn)需要多個周期的一個原因是因為最佳的半導(dǎo)體工藝參數(shù)在初始周期未知。而且，工藝反饋不可用直到第一周期之后。因此，雖然現(xiàn)有的APC技術(shù)通常適用于其預(yù)期目的，但是不能在所有方面完全滿足。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種方法，包括：提供要通過光刻工具處理所設(shè)置的晶圓，從而在其上形成新集成電路設(shè)計；選擇具有前集成電路設(shè)計的經(jīng)處理的晶圓；在蝕刻經(jīng)處理的晶圓以后，選擇從經(jīng)處理的晶圓中提取的多個臨界尺寸CD數(shù)據(jù)點；使用多個CD數(shù)據(jù)點創(chuàng)建新集成電路設(shè)計的初始曝光劑量圖；以及根據(jù)初始曝光劑量圖控制光刻工具的曝光，從而在所設(shè)置的晶圓上形成新集成電路設(shè)計。

該方法還包括：通過將CD與經(jīng)處理的晶圓上的位置相關(guān)的函數(shù)對多個CD數(shù)據(jù)點進(jìn)行建模；在新集成電路設(shè)計的所設(shè)置的晶圓上創(chuàng)建區(qū)域布局；以及其中，創(chuàng)建初始曝光劑量圖包括：使用函數(shù)和區(qū)域布局創(chuàng)建初始曝光劑量圖。

其中，創(chuàng)建初始曝光劑量圖包括：使用函數(shù)計算經(jīng)處理的晶圓的平均CD；使用函數(shù)計算區(qū)域布局中每個區(qū)域的平均CD；計算每個區(qū)域的ΔCD；使用ΔCD計算每個區(qū)域的劑量調(diào)節(jié)；創(chuàng)建具有區(qū)域布局的基線曝光劑量圖；以及通過將基線曝光劑量圖的每個區(qū)域和相應(yīng)的劑量調(diào)節(jié)相加來創(chuàng)建精確的曝光劑量圖。

其中，計算每個區(qū)域的ΔCD包括：計算在每個區(qū)域的平均CD和經(jīng)處理的晶圓的平均CD之間的差；以及其中，計算每個區(qū)域的劑量調(diào)節(jié)是基于將劑量改變與CD改變相關(guān)的數(shù)據(jù)。

其中，選擇經(jīng)處理的晶圓是基于如下數(shù)據(jù)中的一個或多個：前集成電路設(shè)計與新集成電路設(shè)計的相似性；處理經(jīng)處理的晶圓的時間量；以及用于在經(jīng)處理的晶圓上形成前集成電路設(shè)計的工藝工具。

其中，選擇多個CD數(shù)據(jù)點包括：從經(jīng)處理的晶圓上的多個區(qū)域中選擇多個CD數(shù)據(jù)點；以及選擇多個CD數(shù)據(jù)點的子集，子集包括從經(jīng)處理的晶圓上的多個區(qū)域中所提取的CD數(shù)據(jù)點。

其中，選擇子集包括：將經(jīng)處理的晶圓上的區(qū)域分為多個組；從多個組中的每一個中隨機(jī)選擇主要區(qū)域；以及從主要區(qū)域中的每一個中選擇第一數(shù)量的CD數(shù)據(jù)點，并且從晶圓上的剩余區(qū)域中的每一個中選擇第二數(shù)量的CD數(shù)據(jù)點，第一數(shù)量大于第二數(shù)量。

其中，多個組包括四個組；以及其中，第一數(shù)量的CD數(shù)據(jù)點包括約60個數(shù)據(jù)點，并且第二數(shù)量的CD數(shù)據(jù)點包括約16個數(shù)據(jù)點。

其中，函數(shù)為多項式函數(shù)。

其中，多項式函數(shù)為澤尼克多項式函數(shù)。

此外，本發(fā)明提供了一種方法，包括：選擇在處理未處理的芯片設(shè)計時要使用的光刻工具和蝕刻工具；從歷史工藝數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫中選擇關(guān)鍵尺寸CD數(shù)據(jù)的集合，關(guān)鍵尺寸數(shù)據(jù)是從先前通過光刻工具和蝕刻工具所處理的晶圓中提取的，經(jīng)先前處理的晶圓的芯片設(shè)計與未處理的芯片設(shè)計基本相似；選擇CD數(shù)據(jù)的集合的子集，子集包括來自經(jīng)先前處理的晶圓上的多個區(qū)域的CD測量值；通過多項式函數(shù)建立CD測量值的區(qū)域間模型；創(chuàng)建未處理的芯片設(shè)計的區(qū)域布局；創(chuàng)建曝光劑量圖，從而在未處理的芯片設(shè)計的試點試驗的第一周期期間控制光刻工具，該創(chuàng)建步驟包括：通過區(qū)域布局創(chuàng)建基線曝光劑量圖；使用區(qū)域間模型進(jìn)行區(qū)域布局內(nèi)的每個區(qū)域的劑量調(diào)節(jié)；以及通過相應(yīng)的劑量調(diào)節(jié)更新基線曝光劑量圖的每個區(qū)域；以及使用光刻工具和蝕刻工具通過未處理的芯片設(shè)計將所設(shè)置的晶圓圖案化，通過曝光劑量圖控制光刻工具。

其中，選擇CD數(shù)據(jù)的集合部分地基于通過光刻工具處理先前處理的晶圓的時間量。