DE10297450T5

DE10297450T5 - Verfahren und Vorrichtung zur Verwendung integrierter Messdaten als Daten für eine Vorwärtskopplung

Info

Publication number: DE10297450T5
Application number: DE10297450T
Authority: DE
Inventors: Thomas J. Austin Sonderman; Alexander J. Austin Pasadyn; Christopher A. Austin Bode
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: GlobalFoundries Inc
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-12-09
Also published as: JP2005510083A; US6708075B2; WO2003044851A2; US20030097198A1; GB2398673A; AU2002324982A1; KR20040054779A; KR100941741B1; TW594838B; CN100352030C; WO2003044851A3; GB0411691D0; GB2398673B; CN1589494A

Abstract

Verfahren mit:
Durchführen eines ersten Prozesses an einer Halbleiterscheibe (105);
Sammeln von integrierten Messdaten, die mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe (105) in Beziehung stehen, unter Anwendung einer integrierten Messanlage (310); Durchführen eines integrierten Messdatenvorwärtskopplungsprozesses auf der Grundlage der integrierten Messdaten, wobei der integrierte Messdatenvorwärtskopplungsprozess das Identifizieren eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage der integrierten Messdaten, die mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe (105) in Beziehung stehen, und das Ausführen eines Einstellprozess an einem zweiten Prozess, der an der Scheibe auszuführen ist, um den Fehler zu kompensieren, umfasst; und
Durchführen des zweiten Prozesses an der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage des Einstellprozesses.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen die Halbleiterherstellung und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung von Messdaten aus einer eingebetteten bzw. integrierten Quelle für Daten zur Vorwärtskopplung für eine nachgeschaltete Bearbeitung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der gewaltige Technologiefortschritt in der herstellenden Industrie führte zu vielen neuen und innovativen Herstellungsprozessen. In gegenwärtigen Herstellungsprozessen und insbesondere in Halbleiterherstellungsprozessen sind eine große Anzahl wichtiger Herstellungsschritte erforderlich. Diese Prozessschritte sind im Allgemeinen kritisch und erfordern daher eine Vielzahl von Eingaben, die im Allgemeinen sehr fein abgestimmt sind, um eine geeignete Herstellungskontrolle beizubehalten.
Die Herstellung von Halbleiterbauelementen erfordert eine Reihe diskreter Prozessschritte, um aus dem rohen Halbleitermaterial einen Halbleiterbaustein im Gehäuse zu schaffen. Die diversen Prozesse, beginnend mit dem anfänglichen Wachsen des Halbleitermaterials, dem Schneiden des Halbleiterkristalls in einzelne Scheiben, den Herstellungs- bzw. Bearbeitungsphasen (Ätzen, Dotieren, Ionen implantieren oder dergleichen) bis zu dem Einbringen in ein Gehäuse und dem abschließenden Testen des fertiggestellten Bauteils, sind so unterschiedlich voneinander und so spezialisiert, dass die Prozesse in unterschiedlichen Herstellungsstätten durchgeführt werden, die unterschiedliche Steuerungsschemata aufweisen.
Im Allgemeinen wird eine Reihe von Prozessschritten an einer Gruppe aus Halbleiterscheiben durchgeführt, die manchmal als ein Los bezeichnet wird. Beispielsweise kann eine Prozessschicht, die aus mehreren Materialien aufgebaut ist, über einer Scheibe gebildet werden. Danach kann eine strukturierte Photolackschicht über der Prozessschicht unter Anwendung gut bekannter Photolithographieverfahren hergestellt werden. Typischerweise wird danach ein Ätzprozess an der Prozessschicht ausgeführt, wobei die strukturierte Photolackschicht als eine Maske verwendet wird.
Dieser Ätzprozess führt zur Herstellung diverser Strukturelemente oder Objekte in der Prozessschicht. Derartige Strukturelement können für eine Gateelektrodenstruktur für Transistoren verwendet werden. Häufig werden auch Grabenstrukturen auf dem Substrat der Halbleiterscheibe gebildet, um elektrische Bereiche auf einer Halbleiterscheibe zu trennen. Ein Beispiel einer derartigen Isolationsstruktur ist eine Flachgrabenisolations-(STI)Struktur, die dafür verwendet werden kann. Typischerweise werden STI-Strukturen auf den Halbleiterscheiben gebildet, indem Gräben in der Scheibe hergestellt und diese Gräben mit einem isolierenden Material, etwa Siliziumdioxid gefüllt werden.
Die Herstellungsanlagen innerhalb einer Halbleiterherstellungsfabrik kommunizieren typischerweise mit einer Herstellungsumgebung oder einem Netzwerk aus Prozessmodulen. Jede Herstellungsanlage ist im Allgemeinen mit einer Anlagenschnittstelle verbunden. Die Anlagenschnittstelle ist mit einer Maschinenschnittstelle verbunden, mit der ein Herstellungsnetzwerk verbunden ist, wodurch die Kommunikation zwischen der Herstellungsanlage und der Herstellungsumgebung bzw. Plattform ermöglicht wird. Die Maschinenschnittstelle kann im Allgemeinen ein Teil eines fortschrittlichen Prozesssteuerungs-(APC)System sein. Das APC-System initiiert ein Steuerungsskript, das ein Softwareprogramm sein kann, das automatisch die zum Ausführen eines Herstellungsprozesses erforderlichen Daten ausliest.
1 zeigt eine typische Halbleiterscheibe 105. Die Scheibe 105 enthält typischerweise mehrere einzelne Halbleiterchips bzw. Gebiete 103, die in einem Gitter 150 angeordnet sind. Photolithographieprozessschritte werden typischerweise mittels eines Steppers an ungefähr 1 bis 4 Chipbereichen gleichzeitig ausgeführt, abhängig von der spezifischen verwendeten Photomaske. Photolithographieprozessschritte werden im Allgemeinen ausgeführt, um eine strukturierte Photolackschicht über einer oder mehreren Prozessschichten, die zu strukturieren sind, zu bilden. Die strukturierte Photolackschicht kann als eine Maske während nachfolgender Ätzprozesse verwendet werden, die als Nass- oder Trockenprozesse an der darunter liegenden Materialschicht oder Materialschichten, beispielsweise einer Schicht aus Polysilizium, Metall oder einem isolierenden Material, ausgeführt werden, um das gewünschte Muster auf die darunter liegende Schicht zu übertragen. Die strukturierte Photolackschicht weist eine Reihe von Strukturelementen (beispielsweise linienartige bzw. leitungsartige Elemente) etwa eine Polysiliziumlinie bzw. Leitung oder Strukturelemente in Form von Öffnungen, auf, die in eine darunter liegende Prozessschicht übertragen werden.
Gemäß 2 ist ein Beispiel einer Blockdarstellung eines typischen Herstellungsprozessablaufes gezeigt. Ein Herstellungs- bzw. Produktionssystem 200 fordert eine erste Prozessanlage 210 auf, einen ersten Prozess auszuführen (Block 210). Eine Produktionsdatensammelanlage 220 (beispielsweise eine Messanlage) analysiert dann zumindest einige der prozessierten Halbleiterscheiben (105). Diejenigen Scheiben 105, an denen der erste Bearbeitungsprozess ausgeführt wurde, werden von der Produktionsdatensammelanlage 220 analysiert, um Produktionsdaten zu sammeln, die analysiert werden können (Block 240).
Die analysierten Daten können dann verwendet werden, um diverse Parameter, die mit der Steuerung der Durchführung nachfolgender Prozesse in Beziehung stehen, einzustellen, um damit die Auswirkungen bestehender Herstellungsfehler zu verringern. Wenn die Produktionsdatenanalyse durchgeführt ist, sind Produktionsdaten für die Vorwärtskopplungskorrektur für das System 200 verfügbar (Block 250). Das System 200 verwendet dann die Vorwärtskopplungsdaten, um Korrekturen an nachfolgenden Prozessen, die von einer Prozessanlage ausgeführt werden, durchzuführen.
Typischerweise werden Vorwärtskopplungsdaten, die zur Korrektur von Prozessabweichungen zur Reduzierung der Auswirkungen von Fehlern verwendet werden, außerhalb der Prozesslinie gesammelt. Wenn beispielsweise ein spezieller Prozess an einem Los aus Halbleiterscheiben 105 ausgeführt wird, wird der Herstellungsprozess zeitweilig unterbrochen, während die Produktionsdaten gewonnen werden. Die Produktionsdaten werden dann analysiert, um mögliche Vorwärtskopplungskorrekturdaten für eine nachfolgende Bearbeitung zu erzeugen, die an dem Los aus Halbleiterscheiben 105 anschließend ausgeführt wird.
Die Unterbrechung, die in der Produktionslinie zur Erzeugung von Vorwärtskopplungsdaten auftritt, kann zu Ineffizienzen in einer Herstellungsumgebung führen. Eine Pause oder Unterbrechung eines Herstellungsvorganges kann teuer sein und kann weitere Abweichungen bei kritischen Genauigkeitstoleranzen hervorrufen, die für eine korrekte Herstellung der Halbleiterscheiben 105 erforderlich sind. Ferner sind die Vorwärtskopplungskorrekturdaten, die von dem Herstellungssystem 200 aus 2 erzeugt werden, im Allgemeinen zu spät für die Verwendung in einem zweiten Herstellungsprozess verfügbar oder der zweite Verarbeitungsprozess kann für eine ungebührlich lange Zeitdauer verzögert werden, wenn auf derartige Daten gewartet wird.
Somit können unter Umständen Halbleiterscheiben 105 mit nicht korrigierten Fehlern durch das Herstellungssystem 200 erzeugt werden. Bauelemente, die aus den bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 geschaffen werden, können übermäßige Defektraten aufweisen, die die Gesamtausbeute des Herstellungsprozesses negativ beeinflussen können. Des weiteren kann die Ineffizienz auf Grund der vielen gegenwärtigen Herstellungskorrekturverfahren sich als äußerst kostenintensiv erweisen.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eines oder mehrere der zuvor aufgeführten Probleme zu vermeiden oder zumindest die Wirkungen davon zu reduzieren.
ÜBERLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ausführen einer Vorwärtskopplungskorrektur während der Halbleiterscheibenbearbeitung bereitgestellt. Es wird ein erster Prozess auf einer Halbleiterscheibe ausgeführt. Integrierte Messdaten, die mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe in Beziehung stehen, werden gesammelt. Es wird ein integrierter Messtechnikvorwärtskopplungsprozess auf der Grundlage der integrierten Messdaten ausgeführt, wobei der integrierte Messtechnikvorwärtskopplungsprozess das Identifizieren mindestens eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe auf der Grundlage der integrierten Messdaten, die mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe in Beziehung stehen, und das Ausführen eines Justiervorganges für einen zweiten Prozess, der an der Scheibe auszuführen ist, um den Fehler zu kompensieren, umfasst. Der zweite Prozess wird an der Halbleiterscheibe auf der Grundlage des Justiervorganges ausgeführt.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Ausführen einer Vorwärtskopplungskorrektur während der Halbleiterscheibenbearbeitung bereitgestellt. Das erfindungsgemäße System umfasst eine Prozesssteuerung, um einen integrierten Messtechnikvorwärtskopplungsvorgang auszuführen, wobei der integrierte Messvorwärtskopplungsvorgang umfasst: Sammeln integrierter Messdaten, die mit einem ersten Prozess einer Halbleiterscheibe in Beziehung stehen; Erkennen eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe auf der Grundlage der integrierten Messdaten, die mit dem ersten Prozess in Beziehung stehen; Berechnen eines Kompensationsfaktors zum Reduzieren einer Auswirkung des erkannten Fehlers; Modifizieren eines Steuerungseingabeparameters, der sich auf einen zweiten auf der Scheibe auszuführenden Prozess bezieht, auf der Grundlage des Kompensationsfaktors; Durchführen eines zweiten Prozesses an der Halbleiterscheibe auf der Grundlage des modifizierten Steuerungseingabeparameters; das System umfasst ferner eine Speichereinheit für integrierte Messdaten, die funktionsmäßig mit der Prozesssteuerung verbunden ist, wobei die Speichereinheit für die integrierten Messdaten ausgebildet ist, die integrierten Messdaten zu empfangen; und eine Vorwärtskopplungseinheit, die funktionsmäßig mit der Prozesssteuerung und der Speichereinheit für die integrierten Messdaten verbunden ist, wobei die Vorwärtskopplungseinheit ausgebildet ist, die Vorwärtskopplungsfunktion in Reaktion auf das Erkennen mindestens eines Fehlers, der sich auf den Prozess der Halbleiterscheibe bezieht, auszuführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann unter Bezugnahme der folgenden Beschreibung verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen studiert wird, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
1 eine vereinfachte Ansicht einer konventionellen Halbleiterscheibe während der Bearbeitung ist;
2 ein vereinfachtes Flussdiagramm eines konventionellen Prozessablaufes während der Bearbeitung von Halbleiterscheiben ist;
3 eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein detailliertes Blockdiagramm des in den 3 und 4 gezeigten Systems gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5 eine detailliertere Blockansicht einer in den 3 und 4 gezeigten Prozessanlage gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 eine Blockansicht eines Prozessablaufs gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens zum Sammeln integrierter Messdaten, wie sie in 7 gezeigt sind, gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentiert;
9 eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens zum Durchführen des Transfers von integrierten Messdaten und der Zustandsaktualisierung, wie dies in 7 gezeigt ist, gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
10 eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens zum Ausführen eines integrierten Messtechnikvorwärtskopplungsprozesses, wie er in 7 gezeigt ist, gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Obwohl die Erfindung diversen Modifizierungen und alternativen Formen unterliegen kann, sind spezielle Ausführungsformen beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt und sind hierin detailliert beschrieben. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die Beschreibung spezieller Ausführungsformen nicht dazu beabsichtigt ist, die Erfindung auf die speziellen offenbarten Formen einzuschränken, sondern im Gegenteil, die Erfindung soll alle Modifizierungen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die innerhalb des Grundgedankens und Schutzbereiches der Erfindung, wie sie durch die angeführten Patentansprüche definiert ist, liegen.
ART UND WEISE DES AUSFÜHRENS DER ERFINDUNG
Es werden nun anschauliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Im Interesse der Einfachheiter sind nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung in dieser Beschreibung dargestellt. Es soll jedoch betont werden, dass bei der Entwicklung einer derartigen tatsächlichen Ausführungsform diverse implementationsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die speziellen Ziele der Entwickler, etwa Verträglichkeit mit systembezogenen und geschäftsbezogenen Rahmenbedingungen zu erfüllen, die sich von Anwendung zu Anwendung unterscheiden können. Ferner soll betont werden, dass derartige Entwicklungsaufwendungen komplex und zeitaufwendig sein können, aber trotzdem eine Routinemaßnahme sind für den Fachmann, wenn er in Besitz der vorliegenden Offenbarung ist.
Es gibt viele einzelne Prozesse, die bei der Halbleiterbearbeitung beteiligt sind. Häufig werden Halbleiterbauelemente durch mehrere Herstellungsprozessanlagen hindurchgeführt. Oft wird zumindest ein Teil eines Produktionsloses aus Halbleiterscheiben mittels Messanlagen untersucht, die außerhalb der Prozessanlage angeordnet sind, nachdem ein Bearbeitungsprozess an den Halbleiterscheiben ausgeführt wurde. Fehler, die während dieser Untersuchung entdeckt werden, können verwendet werden, um Modifizierungen für nachfolgende Prozesse zu erzeugen, die an den Halbleiterscheiben ausgeführt werden. Diese Modifizierungen für den neuen Prozess werden im Wesentlichen verwendet, um die Auswirkungen von Fehlern, die in dem anfänglichen Prozess entdeckt wurden, zu verringern. Häufig sind diese Prozesslinien externen Messdatenergebnisse zu spät verfügbar, um dem Prozess nachgeschaltete Modifizierungen in einer zeitgerechten Weise durchzuführen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten das Ausführen einer Sammlung integrierter Messdaten, um effizientere und aussagekräftigere Vorwärtskopplungsmodifizierungen an nachfolgenden Prozessen zu erhalten. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten das Sammeln von Messdaten während eines Herstellungsprozesses und das Ausführen korrektiver Modifizierungen an einem nachfolgenden Prozess so, dass die Auswirkungen der in einem früheren Prozess hervorgerufenen Fehler verringert werden.
In einer Ausführungsform enthalten prozesslinienexterne Messdaten Messdaten, die nicht Teil des Produktionsablaufs während der Bearbeitung von Halbleiterscheiben 105 sind. Beispielsweise können prozesslinienexteme Messdaten elektrische Testergebnisse der bearbeiteten Halbleiterscheiben 105, die Ausbeute der verarbeiteten Halbleiterscheiben 105 und dergleichen bezeichnen. In einer Ausführungsform können die integrierten Messdaten prozesslinieninterne Messdaten enthalten. In einer Ausführungsform enthalten die prozesslinieninternen Messdaten Messdaten, die von einer einzelnen Messanlage erhalten werden, die Daten ausgibt, die mit einem speziellen Verarbeitungsvorgang verknüpft sind. Zum Beispiel können prozesslinieninterne Messdaten solche Daten enthalten, die sich auf die Schichtdicke, die Linienbreite gewisser Formationen auf bearbeiteten Halbleiterscheiben 105, auf Überlagerungsmessungen, die sich aus optischen Messungen ergeben, und dergleichen beziehen. Eine integrierte Messanlage, die nachfolgend detaillierter beschrieben ist, kann dabei verwendet werden, um integrierte Messdaten zu sammeln. In einer Ausführungsform können die integrierten Messdaten prozesslinieninterne Messdaten enthalten, die mittels einer Messanlage gesammelt werden, die in eine Prozessanlage integriert ist, die nachfolgend detaillierter beschrieben wird.
In 3 ist ein System 300 dargestellt, das in der Lage ist, die durch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahren auszuführen. In einer Ausführungsform umfasst eine Prozessanlage 410 eine integrierte Messanlage 310. In einer Ausführungsform kann die integrierte Messanlage 310 im Bearbeitungsablauf der Halbleiterscheiben 105 in eine Prozessanlage 410 integriert sein. Anders ausgedrückt, die Halbleiterscheiben 105 laufen im Allgemeinen durch die integrierte Messanlage 310, so wie die Scheiben 105 auch durch andere Prozessstationen (nicht gezeigt) in der Prozessanlage 410 laufen würden. Die integrierte Messanlage 310 ist in der Lage, integrierte Messdaten zu sammeln (z.B Messdaten von Halbleiterscheiben 105 zu sammeln, während diese sich noch im Steuerungsbereich der Prozessanlage 410 befinden). Das Sammeln von prozesslinieninternen Messdaten ist im Allgemeinen weniger einflussreich auf einen Herstellungsprozessablauf im Vergleich zu dem Sammeln von prozesslinienexternen Messdaten, wofür die Verwendung einer externen Messdatenanlage erforderlich ist.
Die integrierte Messanlage 310 sammelt Messdaten in einer linieninternen Weise. Anders ausgedrückt, während oder unmittelbar auf einen Herstellungsprozess folgend sammelt die integrierte Messanlage 310 Daten von den verarbeiteten Halbleiterscheiben 105. In einer Ausführungsform ist die integrierte Messanlage 310 in einer Kammer (nicht gezeigt), die zu der Prozessanlage 410 gehört, angeordnet. In einer Ausführungsform sendet die integrierte Messanlage 310 Messdaten (Echtzeitdaten oder näherungsweise Echtzeitdaten) zu einer Messdatenspeichereinheit 330. Die Messdatenspeichereinheit 330 speichert die Messdaten so, dass diese von dem System 300 für die weitere Analyse während oder nach einem Herstellungsprozesszyklus ausgelesen werden können.
Daten von der integrierten Messanlage 310 können auch zu der Messdatenanalyseeinheit 460 gesendet werden. Die Messdatenanalyseeinheit ist in der Lage, spezielle Messdaten mit entsprechenden Halbleiterscheiben 105 in Beziehung zu setzen. In einer Ausführungsform sendet die Messdatenanalyseeinheit 460 Messdaten zu der Messdatenspeichereinheit 330, um diese dort zu speichern. Die Echtzeitmessdaten oder näherungsweise Echtzeitdaten, die in der Messdatenspeichereinheit 330 abgelegt sind, geben dem System 300 Zugriff auf unmittelbare Produktionsdaten, die verwendbar sind, um die Genauigkeit eines oder mehrerer Prozesse, die an den Halbleiterscheiben 105 auszuführen sind, zu korrigieren oder zu verbessern.
In 4 ist eine detailliertere Blockansicht des Systems 300 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In einer Ausführungsform werden Halbleiterscheiben 105 in Prozessanlagen 410a, 410b unter Anwendung mehrerer Steuereingangssignale oder Produktionsparameter, die über eine Leitung oder ein Netzwerk 423 bereitgestellt werden, verarbeitet. In einer Ausführungsform werden Steuereingangssignale oder Produktionsparameter auf der Leitung 423 von einem Computersystem 430 über Maschinenschnittstellen 415a, 415b an die Prozessanlagen 410a, 410b gesendet. In einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Maschinenschnittstelle 415a, 415b außerhalb der Prozessanlagen 410a, 410b angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform sind die erste und die zweite Maschinenschnittstelle 415a, 415b in den Prozessanlagen 410a, 410b angeordnet. Die Halbleiterscheiben 105 werden mehreren Prozessanlagen 410 zugeführt und von diesen abtransportiert. In einer Ausführungsform kann eine Halbleiterscheibe 105 einer Prozessanlage 410 manuell zugeführt werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Halbleiterscheibe 105 einer Prozessanlage 410 in einer automatisierten Weise zugeführt werden (beispielsweise durch Beförderung der Halbleiterscheibe 105 mittels eines Roboters). In einer Ausführungsform werden mehrere Halbleiterscheiben 105 in Losen (z. B. in gestapelten Kassetten) zu den Prozessanlagen 410 transportiert.
In einer Ausführungsform sendet das Computersystem 430 Steuereingangssignale oder Produktionsparameter auf der Leitung 423 zu der ersten und der zweiten Maschinenschnittstelle 415a, 415b. Das Computersystem 430 ist ausgebildet, um Bearbeitungsvorgänge zu steuern. In einer Ausführungsform ist das Computersystem 430 eine Prozesssteuerung, die ausgebildet ist, diverse Prozesssteuerungsfunktionen, die in der vorliegenden Anmeldung beschrieben sind, auszuführen. Das Computersystem 430 ist mit einer Computerspeichereinheit 432 verbunden, die mehrere Softwareprogramme und Datensätze enthalten kann. Das Computersystem 430 kann einen oder mehrere Prozessoren (nicht gezeigt) enthalten, die in der Lage sind, die hierin beschriebenen Vorgänge auszuführen. Das Computersystem 430 verwendet ein Herstellungsmodell oder Bearbeitungsmodell 440, um Steuereingangssignale auf der Leitung 423 zu erzeugen. In einer Ausführungsform enthält das Herstellungsmodell 440 ein Herstellungsrezept, das mehrere Steuereingangsparameter festlegt, die auf der Leitung 423 zu den Prozessanlagen 410a, 410b gesendet werden.
In einer Ausführungsform definiert das Herstellungsmodell 440 ein Prozessskript und eine Eingangssteuerung, die einen speziellen Herstellungs- bzw. Bearbeitungsprozess implementieren. Die Steuereingangssignale (oder Steuereingangsparameter) auf der Leitung 423, die für die Prozessanlage A 410a gedacht sind, werden von der Maschinenschnittstelle 415a empfangen und verarbeitet. Die Steuereingangsignale auf der Leitung 423, die für die Prozessanlage B 410b gedacht sind, werden von der zweiten Maschinenschnittstelle 415b empfangen und verarbeitet. Beispiele für die Prozessanlagen 410a, 410b, die in den Halbleiterherstellungsprozessen verwendet werden, sind Stepper, Ätzprozessanlagen, Abscheideanlagen und dergleichen.
Ein oder mehrere der Halbleiterscheiben 105, die von den Prozessanlagen 410a, 410b bearbeitet werden, können auch zu einer prozesslinienexternen Messanlage 450 zum Sammeln von Messdaten gesendet werden. Die prozesslinienexteme Messanlage 450 kann eine Streuungsmessungsdatensammlungsanlage, eine Überlagerungsfehlermessanlage, eine Anlage zum Messen kritischer Abmessungen und dergleichen sein. In einer Ausführungsform werden eine oder mehrere verarbeitete Halbleiterscheiben 105 mittels einer Messanlage 450 untersucht. Des weiteren können Messdaten auch von der integrierten Messanlage 310 in den Prozessanlagen 410a, 410b gesammelt werden. Daten von der integrierten Messanlage 310 und der prozesslinienexternen Messanlagen 450 werden von der Messdatenanalyseeinheit 460 gesammelt. Die Messdaten können eine Vielzahl physikalischer oder elektrischer Eigenschaften der auf den Scheiben 105 ausgebildeten Bauelemente betreffen. Beispielsweise können Messdaten in Hinblick auf Linienbreitenmessungen, die Tiefe von Gräben, die Winkel von Seitenwänden, die Dicke, der Widerstand und dergleichen erhalten werden. Wie zuvor beschrieben ist, verwaltet, analysiert und korreliert die Messdatenanalyseeinheit 460 Messdaten, die von der prozesslinienexternen Messanlage 450 erhalten werden, in Hinblick auf spezielle Halbleiterscheiben 105, die untersucht wurden.
In einer Ausführungsform sendet die Messdatenanalyseeinheit 460 Messdaten (einschließlich prozesslinieninterner Messdaten) und prozesslinienexteme Messdaten, die von der integrierten Messanlage 310 bzw. der prozesslinienexternen Messanlage 450 erhalten wurden, zu der Messdatenspeichereinheit 330, um diese Daten dort abzulegen. Das System 300 ist in der Lage, prozesslinieninterne Messdaten und prozesslinienexterne Messdaten auszulesen und ein Vorwärtskopplungsanalyse durchzuführen. Auf der Grundlage einer speziellen Datenanforderung werden die prozesslinieninternen Messdaten und die prozesslinienextemen Messdaten zu der Vorwärtskopplungseinheit 480 gesendet, um Vorwärtskopplungsdaten zu erzeugen. In einer Ausführungsform berechnet das System 300 Einstellungen für einen nachfolgenden Prozess derart, dass die Auswirkungen der Fehler in der vorhergehenden Bearbeitung, die an den Halbleiterscheiben 105 durchgeführt wurde, verringert ist.
In einer Ausführungsform ist die Vorwärtskopplungseinheit 480 so ausgebildet, um Einstellungsdaten zu berechnen, die verwendbar sind, um die Steuereingangsparameter, die der einen oder mehreren Prozessanlagen zugeführt werden, die nachfolgend diverse Prozesse an den Halbleiterscheiben 105 ausführen, zu modifizieren. Die Modifizierung der Steuereingangsparameter ist so gestaltet, um die Auswirkungen von Fehlern zu reduzieren, die an den Halbleiterscheiben 105 entdeckt wurden. Die Vorwärtskopplungsdaten werden von dem Computersystem 430 analysiert, wobei dieses dann das Herstellungsmodell 440 verwendet, um Steuereingangsparameter, die die Betriebsweise der Prozessanlagen 410 steuern, zu modifizieren. In einer Ausführungsform sind die Messdatenspeichereinheit 330, die Messdatenanalyseeinheit 460 und/oder die Vorwärtskopplungseinheit 480 Software- oder Firmware-Komponenten eines Computersystems, das eine Einzelgeräteinheit sein kann oder das in das Computersystem 430 integriert sein kann.
In 5 ist eine detailliertere Blockdiagrammdarstellung einer anschaulichen Prozessanlage, etwa der Prozessanlage 410a, gezeigt. In einer Ausführungsform umfasst die Prozessanlage 410a eine Anlagenschnittstelle 510, eine Prozesskammer 520, eine Prozessanlagensteuerungseinheit 530 und eine integrierte Messanlage 310. Die Prozessanlage 410a empfängt Steuerungsparameterdaten über die Anlagenschnittstelle 510. Daten von der Prozessanlage 410a werden auch zu anderen Teilen des Systems 300, etwa das Computersystem 430, über die Anlagenschnittstelle 510 gesendet. Die Prozessanlagensteuerungseinheit 530 steuert die Bearbeitungsvorgänge an den Halbleiterscheiben 105 in der Kammer 520. Die Anlagensteuerungseinheit 530 empfängt Steuerungsparameterdaten und/oder Instruktionen von dem Computersystem 430 über die Anlagenschnittstelle 510 und führt dann die angemessene Aktion aus.
Die integrierte Messanlage 310 sammelt Messdaten von den Halbleiterscheiben 105, die in der Kammer 520 bearbeitet wurden. Die Prozesssteuerungseinheit 530 kann ferner die integrierte Messanlage 310 steuern. In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sammelt die integrierte Messanlage 310 Echtzeitmessdaten oder näherungsweise Echtzeitmessdaten von bearbeiteten Halbleiterscheiben 105 und macht derartige Daten für das System 300 für eine effizientere und schnellere Analyse der Messdaten verfügbar.
In 6 ist eine Blockansichtdarstellung des Herstellungsablaufs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein aktueller Prozess 610 wird an einer Halbleiterscheibe 105 ausgeführt. Der aktuelle Prozess kann ein Photolithographieprozess, ein Ätzprozess, ein chemisch-mechanischer Polier-(CMP)Prozess und dergleichen sein. Nach oder während des Durchführens des aktuellen Prozesses führt das System 300 einen Prozess zum Sammeln von prozesslinieninternen Messdaten (Block 640) durch, um Echtzeitmessdaten oder näherungsweise Echtzeitmessdaten zu sammeln.
Das System 300 führt einen aktuellen Prozess 610 durch, wie dies durch den Block 610 gezeigt ist, der mit einem nachgeschalteten Prozess 630 verknüpft ist. Der nachgeschaltete Prozess 630 ist im Allgemeinen ein Herstellungs- bzw. Verarbeitungsprozess, der auf Halbleiterbauelementen 105 ausgeführt wird, nachdem der aktuelle Prozess 610 ausgeführt ist. Beispielsweise kann der aktuelle Prozesse aus dem Abscheiden einer Schicht aus Prozessmaterial auf der Halbleiterscheibe 105 bestehen, wohingegen der nachgeschaltete Prozess 630 gewisse Bereiche der abgeschiedenen Schicht wegätzt. Gemäß einem weiteren Beispiel kann der vorhergehende Prozess 630 ein Ätzprozess ein und der nachgeschaltete Prozess kann ein Polierprozess sein.
Wenn der aktuelle Prozess 610 an einer vorbestimmten Anzahl an Halbleiterscheiben 105 ausgeführt ist, kann ein Prozess 650 zum Sammeln externer Messdaten durchgeführt werden (Block 650). Der Prozess zum Sammeln externer Messdaten enthält das Aussondern verarbeiteter Halbleiterscheiben 105 aus dem Herstellungsablauf und das Sammeln prozesslinienexterner Messdaten. In beiden Fällen werden die prozesslinienexternen Messdaten und die integrierten Messdaten (einschließlich der prozesslinieninternen Messdaten) in der Messspeichereinrichtung für das Auslesen durch das System 300 gespeichert (Block 660). In einer Ausführungsform werden Messdaten von dem Prozess 660 zum Speichern der Messdaten zu einem Vorwärtskopplungsprozess (Block 670) gesendet. Im Allgemeinen wird der Vorwärtskopplungsprozess 670 angewendet, um Steuerungseingangsparameter zu Bestimmen, um einen nachgeschalteten Prozess auszuführen, wie dies in 6 gezeigt ist. Wenn z. B. eine übermäßige Materialmenge während des aktuellen Prozesses 610 abgeschieden wird, können Vorwärtskopplungskorrekturen an dem nachgeschalteten Prozess 630 durchgeführt werden, um die übermäßige Abscheidung von Prozessmaterial zu kompensieren. Die an einem nachgeschalteten Prozess 630 durchgeführte Kompensation kann das Einstellen einer oder mehrerer Prozessvariablen des nachgeschalteten Prozesses beinhalten. Zum Beispiel kann die Kompensation das Erhöhen der Ätzzeit beinhalten, um eine übermäßige Abscheidung von Prozessmaterial auf einer Schicht der Halbleiterscheibe 105 zu kompensieren.
In 7 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es wird eine Halbleiterscheibe 105 durch das System 300 bearbeitet (Block 710). Der mit der Halbleiterscheibe 105 ausgeführte Prozess kann ein beliebiger Prozess aus einer Reihe von Bearbeitungsvorgängen sein, die üblicherweise in modernen Herstellungsschritten für integrierte Schaltungen ausgeführt werden, beispielsweise ein Photolithographieprozess, ein Ätzprozess, ein CMP-Prozess und dergleichen. Beim Bearbeiten der Halbleiterscheibe 105 werden integrierte Messdaten von der bearbeiteten Halbleiterscheibe 105 von dem System 300 unter Anwendung der integrierten Messanlage 310 gesammelt (Block 720). In einer Ausführungsform sammelt die integrierte Messanlage 310 integrierte Messdaten. In einer alternativen Ausführungsform werden prozesslinienexteme Messdaten von der bearbeiteten Halbleiterscheibe 105 gesammelt (Block 730). Die prozesslinienexternen Messdaten können durch die prozesslinienexterne Messanlage 450 gesammelt werden. Eine detailliertere Darstellung der Schritte zum Sammeln integrierte Messdaten ist der 8 und der dazugehörigen Beschreibung, die später folgt, zu entnehmen.
Wenn die integrierten Messdaten von dem System 300 gesammelt sind, führt das System 300 eine Aktualisierung der integrierten Messdaten und des Status durch (Block 740). Anders ausgedrückt, die neuen gesammelten integrierten Messdaten (beispielsweise prozesslinieninterne Daten, die von der integrierten Messanlage 310 gesammelt werden) werden der Messdatenspeichereinheit 330 hinzugefügt. Die Prozessanlage 410 aktualisiert das System 300 hinsichtlich der Verfügbarkeit der neu gesammelten integrierten Messdaten. Folglich kann das System 300 erkennen, wann Echtzeitdaten oder näherungsweise Echtzeitdaten verfügbar sind. Eine detailliertere Beschreibung zum Ausführen des Transfers der integrierten Messdaten und der Statusaktualisierung kann der 9 und der nachfolgenden zugehörigen Beschreibung entnommen werden.
In einer Ausführungsform führt das System 300 auch einen integrierten Messtechnikvorwärtskopplungsprozess durch (Block 750). Der integrierte Messtechnikvorwärtskopplungsprozess liefert korrektive Maßnahmen in der nachfolgenden Bearbeitung zuvor prozessierter Halbleiterscheiben 105 dahingehend, dass die Wirkungen der Fehler aus dem vorhergehenden Prozess oder Prozessen verringert werden. Sobald das System einen integrierten Messdatenvorwärtskopplungsprozess ausführt, führt das System 300 nachfolgende Prozesse an den Halbleiterscheiben 105 aus (Block 760).
8 ist eine Flussdiagrammdarstellung einer anschaulichen Ausführungsform eines Verfahrens zum Sammeln integrierter Messdaten. Nachdem das System 300 eine Halbleiterscheibe 105 bearbeitet hat, wird ein Signal von dem System empfangen, das anzeigt, dass mindestens eine Halbleiterscheibe 105 bearbeitet ist (Block 810). In einer Ausführungsform sendet die Anlagenschnittstelle 510 ein Signal an das Computersystem 430, wodurch das Ende eines Prozesses als Status angezeigt wird. Wenn das System 300 erkennt, dass eine Halbleiterscheibe 105 bearbeitet ist, wird eine Bestimmung dahingehend durchgeführt, welche Halbleiterscheibe 105 in der Anlage bearbeitet wurde und welche als nächstes für die Messanalyse an der Reihe ist (Block 820). Im Allgemeinen entspricht die Reihenfolge der an den Halbleiterscheiben 105 durchgeführten Messanalyse der Reihenfolge der Bearbeitung in der Prozessanlage 410. Wenn das System 300 eine spezielle Halbleiterscheibe 105 ermittelt und als Ziel für die prozesslinieninterne Messanalyse gewählt hat, verwendet das System 300 diese spezielle Scheibe 105 für die Datennahme der integrierten Messdaten (Block 830).
Das System 300 sammelt dann integrierte Messdaten von der betrachteten Halbleiterscheibe 105 (Block 840). Die integrierte Messanlage 310 in der Prozessanlage 410 sammelt die Messdaten. In einer Ausführungsform werden die integrierten Messdaten unmittelbar nach der Bearbeitung einer speziellen Halbleiterscheibe 105 gewonnen. Daher werden Echtzeitmessdaten oder näherungsweise Echtzeitmessdaten dem System 300 zugeführt. Das Ende der in 8 dargestellten Schritte beendet im Wesentlichen den Prozess zum Sammeln integrierter Messdaten, das im Block 720 in 7 gezeigt ist.
9 ist eine Flussdiagrammdarstellung des Verfahrens zum Durchführen eines Transfers integrierter Messdaten und zur Statusaktualisierung, wie dies im Block 740 aus 7 beschrieben ist. Wie hierin gezeigt ist, informiert das System 300 die Prozessanlagensteuerungseinheit 530, dass integrierte Messdaten gesammelt wurden (Block 910), wenn das System 300 die integrierten Messdaten sammelt. Die Prozessanlagensteuerungseinheit 530 kommuniziert dann mit der Anlagenschnittstelle 510, die wiederum das Computersystem 430 informiert, dass integrierte Messdaten verfügbar sind (Block 920), so dass das Computersystem 430 eine angemessene Reaktion auf die integrierten Messdaten ausführen kann.
In einer Ausführungsform wird die Kommunikation mit dem Computersystem 430 über de Maschinenschnittstelle 415 ausgeführt. Das System 300 sendet dann die integrierten Messdaten von der Prozessanlage 410 zum Abspeichern (Block 930). In einer Ausführungsform werden die integrierten Messdaten über die Anlagenschnittstelle 510 und die Maschinenschnittstelle 415 zu dem Computersystem 430 gesendet. In einer Ausführungsform speichert das Computersystem 430 die integrierten Messdaten in der Messdatenspeichereinheit 330 für ein späteres Abrufen (Block 940). Die Prozessanlagensteuerungseinheit 530 sendet ebenfalls einen Status zu dem Computersystem 430, der anzeigt, dass spezielle integrierte Messdaten verfügbar sind. Das Ende der in 9 beschriebenen Schritte vervollständigt im Wesentlichen den Prozess zum Ausführen eines Transfers der integrierten Messdaten und der Statusaktualisierung, die im Block 740 aus 7 gezeigt sind.
10 ist eine Flussdiagrammdarstellung einer Ausführungsform zum Ausführen eines integrierten Messtechnikvorwärtskopplungsprozesses, wie er im Block 760 aus 7 beschrieben ist. Wie hierin gezeigt ist, sucht das System 300 in den Messdaten nach Abweichungen, die durch einen oder mehrere nachfolgende Prozesse korrigiert werden können (Block 1010). Häufig können Fehler bzw. Abweichungen auf Halbleiterscheiben 105, die außerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereiches liegen, eine Fehlfunktion der Bauteile, die aus der Halbleiterscheibe 105 hergestellt werden, hervorrufen. Die Auswirkungen von Fehlern während der Bearbeitung einer Halbleiterscheibe 105 können verringert werden, indem Einstellungsmodifizierungen an nachfolgenden Prozessen ausgeführt werden, die mit der Halbleiterscheibe 105 durchgeführt werden. Wenn z. B. während eines Ätzprozesses eine abgeschiedene Prozessschicht zu dick relativ zu einer vorbestimmten zulässigen Dickenspezifizierung gebildet wird, kann ein nachfolgender Prozess, etwa ein Ätzprozess, so modifiziert werden, um diesen Fehler zu kompensieren, der während des Abscheideprozesses auftrat. Beispielsweise kann die Dauer des Ätzprozesses erhöht werden.
In einer Ausführungsform sucht das System 300 Messdatenfehler in der Messdatenspeichereinheit 330. Ein Vorteil der Anwendung eines integrierten Messdatensystems, das von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, liegt darin, dass Echtzeitdaten oder näherungsweise Echtzeitdaten rasch gesammelt werden können, so dass ein Prozess, der unmittelbar auf einen vorhergehenden Prozess nachfolgt, genutzt werden kann, um die während des vorhergehenden Prozesses aufgetretenen Fehler zu korrigieren. Anders ausgedrückt, es kann einfacher sein, Fehler rasch zu kompensieren, die während der Bearbeitung einer Halbleiterscheibe 105 auftreten, wenn integrierte Messdaten verwendet werden, bevor der Fehler sich über die nachfolgenden Prozess in der Produktionslinie fortpflanzen.
Wenn das System 300 Verfahrensfehler erkennt, die durch einen nachfolgenden Prozess reduziert oder korrigiert werden können, wählt das System 300 mindestens einen speziellen Fehler aus, der durch Modifizieren von Steuerungseingangsparametern eines nachfolgenden Prozesses reduziert oder korrigiert werden kann (Block 1020). Z. B. kann eine Linienbreitenfehler in einer strukturierten Photolackschicht, der während eines Photolithographieprozesses auftrat, im Wesentlichen durch eine Modifizierung eines Steuerungseingangsparameters korrigiert werden, der die Arbeitsweise eines nachfolgenden Ätzprozesses steuert, woraus eine reduzierte Auswirkung des ursprünglichen Fehlers resultiert.
Sobald das System 300 einen Fehler ausgewählt hat, der durch einen nachfolgenden Prozess kompensierbar ist, wählt das System 300 einen nachfolgenden Prozess aus, der die Auswirkungen des bzw. der ausgewählten Fehler verringern kann (Block 1030). Beispielsweise wählt das System 300 einen nachfolgenden Ätzprozess aus und modifiziert Steuerungseingabeparameter, die den Ätzprozess steuern, um die Auswirkungen eines Linienbreitenfehlers in einer strukturierten Photolackschicht zu reduzieren, die während eines vorhergehenden Photolithographieprozesses auftraten. Sobald das System 300 einen nachfolgenden Prozess zum Reduzieren der Auswirkungen eines vorhergehenden Fehlers ausgewählt hat, berechnet das System 300 Modifizierungen (Kompensationsfaktoren) für diesen speziellen Prozess (Block 1040). Zum Beispiel können berechnete Modifizierungen, die zum Verringern der Linienbreitenfehler in einer strukturierten Photolackschicht angewendet werden, das Verlängern der Zeitdauer für das Ätzen beinhalten. Abhängig von den speziellen ermittelten Fehlern können andere Modifizierungen an anderen Prozessen durchgeführt werden, beispielsweise das Berechnen einer modifizierten Zeitdauer für das chemisch-mechanische Polieren und das Berechnen einer modifizierten Bestrahlungsdosis für einen Ionenimplantationsprozess, etc. Das System 300 verwendet dann die modifizierten Steuerungsparameter, um die Halbleiterscheiben 105 zu bearbeiten, wie in 7 gezeigt ist. Die Vervollständigung der in 10 beschriebenen Schritte komplettiert im Wesentlichen den Prozess des Ausführens eines integrierten Messtechnikvorwärtskopplungsprozesses, wie er im Block 760 in 7 gezeigt ist. Die Lehren der vorliegenden Erfindung können auf eine Vielzahl von Prozessverfahren bei der Bearbeitung von Halbleiterbauelementen angewendet werden.
Die durch die vorliegende Erfindung gelehrten Prinzipien können in einer fortschrittlichen Prozesssteuerungs-(APC)Umgebung bzw. Plattform implementiert werden, etwa dem Katalystsystem, das von KLA Tencor, Inc. angeboten wird. Das Katalystsystem verwendet Systemtechnologien, die verträglich sind mit „Semiconductor Equipment und Materials International- (SEMI)" und der computerintegrierten Manufaktur- (CIM) Umgebung verträglich sind, und beruht auf der fortschrittlichen Prozesssteuerungs-(APC)Umgebung. CIM (SEMI E81-0699 – vorläufige Spezifizierung für CIM-Umgebungsbereichsarchitektur) und APC (E93-0999 – vorläufige Spezifizierung für CIM-Umgebungs-APC-Komponenten) Spezifikationen sind öffentlich von SEMI erhältlich. Das APC ist eine bevorzugte Plattform, von der aus die von der vorliegenden Erfindung gelehrte Steuerungsstrategie implementiert werden kann. In einigen Ausführungsformen kann das APC ein fabrikumspannendes Softwaresystem sein; daher können die von der vorliegenden Erfindung gelehrten Steuerungsstrategien auf nahezu beliebige Halbleiterherstellungsanlagen in der Fabrik angewendet werden. Die APC-Plattform erlaubt ferner einen Fernzugriff und eine Fernüberwachung des Prozessverhaltens. Ferner kann durch Verwendung der APC-Plattform die Datenspeicherung bequemer, flexibler und kostengünstiger durchgeführt werden, als durch lokale Laufwerke. Die APC-Plattform ermöglicht anspruchsvollere Steuerungsarten, da sie eine deutlich höhere Flexibilität beim Erstellen der notwendigen Software ermöglicht.
Die Anwendung der durch die vorliegende Erfindung gelehrten Steuerungsstrategie auf die APC-Plattform kann eine Reihe von Softwarekomponenten erforderlich machen. Zusätzlich zu den Komponenten innerhalb der APC-Plattform wird ein Computerskript für jede der Halbleiterherstellungsanlagen, die in dem Steuerungssystem beteiligt ist, geschrieben. Wenn eine Halbleiterherstellungsanlage in dem Steuerungssystem in der Halbleiterherstellungsfabrik gestartet wird, ruft sie im Allgemeinen ein Skript auf, um die Aktion in Gang zu setzen, die von der Prozesssteuerung gefordert wird, etwa die Überlagerungssteuerung. Die Steuerungsverfahren sind im Allgemeinen in diesen Skripten definiert und werden darin ausgeführt. Die Entwicklung dieser Skripten kann einen beträchtlichen Teil der Entwicklung eines Steuerungssystems ausmachen. Die durch die vorliegende Erfindung gelehrten Prinzipien können in andere Arten von Herstellungsplattformen implementiert werden.
Die zuvor offenbarten speziellen Ausführungsformen sind lediglich anschaulicher Natur, da die Erfindung auf unterschiedliche aber äquivalente Weisen, die dem Fachmann in Besitz der hierin offenbarten Lehren geläufig sind, modifiziert und praktiziert werden kann. Ferner ist keine Beschränkung auf Grund der Details des Aufbau und der hierin beschriebenen Ausgestaltungen beabsichtigt, sofern diese nicht in den folgenden Patentansprüchen beschrieben sind. Es ist daher offensichtlich, dass die zuvor offenbarten speziellen Ausführungsformen geändert oder modifiziert werden können und dass alle derartigen Variationen als innerhalb des Grundgedankens und Schutzbereichs der Erfindung liegend betrachtet werden. Daher ist der angestrebte Schutzbereich durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert.
Zusammenfassung
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausführen einer vorwärtsgekoppelten Korrektur während der Bearbeitung einer Halbleiterscheibe wird bereitgestellt. Ein erster Prozess auf einer Halbleiterscheibe wird durchgeführt. Es werden integrierte Messdaten, die mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe verknüpft sind, gesammelt. Es wird ein integrierter Messdatenvorwärtskopplungsprozess auf der Grundlage der integrierten Messdaten ausgeführt, wobei der integrierte Messdatenvorwärtskopplungsprozess umfasst: Identifizieren mindestens eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe auf der Grundlage der mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe in Beziehung stehenden integrierten Messdaten und Ausführen eines Einstellprozesses an einem zweiten, an der Scheibe zur Kompensierung des Fehlers auszuführenden Prozesses. Der zweite Prozess wird an der Halbleiterscheibe auf der Grundlage des Einstellungsprozesses ausgeführt.

Claims

Verfahren mit: Durchführen eines ersten Prozesses an einer Halbleiterscheibe (105); Sammeln von integrierten Messdaten, die mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe (105) in Beziehung stehen, unter Anwendung einer integrierten Messanlage (310); Durchführen eines integrierten Messdatenvorwärtskopplungsprozesses auf der Grundlage der integrierten Messdaten, wobei der integrierte Messdatenvorwärtskopplungsprozess das Identifizieren eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage der integrierten Messdaten, die mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe (105) in Beziehung stehen, und das Ausführen eines Einstellprozess an einem zweiten Prozess, der an der Scheibe auszuführen ist, um den Fehler zu kompensieren, umfasst; und Durchführen des zweiten Prozesses an der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage des Einstellprozesses.
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ausführen eines integrierten Messdatenvorwärtskopplungsprozesses ferner umfasst: Empfangen einer Benachrichtigung über den Abschluss des ersten Prozesses mit der Halbleiterscheibe (105); Identifizieren der Halbleiterscheibe (105) für die Messanalyse; und Sammeln von integrierten Messdaten der identifizierten Halbleiterscheibe (105) unter Anwendung der integrierten Messanlage (310).
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Identifizieren mindestens eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage der integrierten Messdaten, die mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe (105) in Beziehung stehen, ferner umfasst: Vergleichen der integrierten Messdaten mit einem vorbestimmten Toleranzbereich; Bestimmen, dass ein Fehler besteht in Reaktion auf eine Bestimmung, dass mindestens ein Parameter, der sich auf die integrierten Messdaten bezieht, außerhalb des vorbestimmten Toleranzbereiches liegt, auf der Grundlage des Vergleichs der integrierten Messdaten mit dem vorbestimmten Toleranzbereich.
Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ausführen eines Einstellprozesses für einen zweiten Prozess, der an der Scheibe zur Kompensierung des Fehlers auszuführen ist, ferner umfasst: Identifizieren eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage des ersten Prozesses; Berechnen eines Kompensationsfaktors zum Reduzieren einer Auswirkung des identifizierten Fehlers; Modifizieren eines Steuereingangsparameters, der sich auf den zweiten Prozess bezieht, auf der Grundlage des Kompensationsfaktors; und Durchführen des zweiten Prozesses mit der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage des modifizierten Steuereingangsparameters.
Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Berechnen eines Kompensationsfaktors zum Reduzieren einer Auswirkung des identifizierten Fehlers ferner das Berechnen einer modifizierten Ätzzeit und/oder einer modifizierten Zeitdauer des chemisch-mechanischen Polierens und/oder eine modifizierte Bestrahlungsdosis umfasst.
System zum Ausführen einer Vorwärtskopplungskorrektur während der Bearbeitung einer Halbleiterscheibe (105), dadurch gekennzeichnet, dass das System umfasst: eine Prozesssteuerung zur Ausführung einer integrierten Messdatenvorwärtskopplungsfunktion, wobei die integrierte Messdatenvorwärtskopplungsfunktion umfasst: Sammeln integrierter Messdaten, die mit einem ersten Prozess eines Halbleiters in Beziehung stehen; Erkennen eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage der mit dem ersten Prozess in Beziehung stehenden integrierten Messdaten; Berechnen eines Kompensationsfaktors zum Verringern einer Auswirkung des identifizierten Fehlers; Modifizieren eines Steuereingangsparameters, der sich auf einen zweiten mit der Scheibe durchzuführenden Prozess bezieht, auf der Grundlage des Kompensationsfaktors; Durchführen eines zweiten Prozesses mit der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage des modifizierten Steuereingangsparameters; eine Einheit (330) zur Speicherung integrierter Messdaten, die funktionsmäßig mit der Prozessteuerung verbunden ist, wobei die Einheit (330) zur Speicherung integrierter Messdaten zum Empfangen der integrierten Messdaten ausgebildet ist; eine Vorwärtskopplungseinheit (480), die funktionsmäßig mit der Prozesssteuerung und der Einheit (330) zur Speicherung integrierter Messdaten verbunden ist, wobei die Vorwärtskopplungseinheit (480) zum Ausführen der Vorwärtskopplungsfunktion in Reaktion auf das Identifizieren mindestens eines Fehlers, der sich auf den Prozess mit der Halbleiterscheibe (105) bezieht, ausgebildet ist.
Das System nach Anspruch 6, das ferner umfasst: ein Computersystem (430), das funktionsmäßig mit der Vorwärtskopplungseinheit (480) verbunden ist, wobei das Computersystem (430) zum Ausführen mindestens einer Berechnung eines Kompensationsfaktors zum Ausführen der Vorwärtskopplungsfunktion ausgebildet ist; ein Herstellungsmodell (440), das funktionsmäßig mit dem Computersystem (430) gekoppelt ist, wobei das Herstellungsmodell (440) mindestens ein Steuereingangsparametersignal erzeugt und modifiziert; eine Maschinenschnittstelle (415a, 415b), die funktionsmäßig mit dem Herstellungsmodell (440) verbunden ist, wobei die Maschinenschnittstelle (415a, 415b) ausgebildet ist, Prozessrezepte von dem Herstellungsmodell (440) zu empfangen; eine Prozessanlage (410a, 410b), die ausgebildet ist, Halbleiterscheiben (105) zu bearbeiten und die funktionsmäßig mit der Maschinenschnittstelle (415a, 415b) verbunden ist, wobei die Prozessanlage (410a, 410b) zum Empfangen mindestens eines Steuereingangsparametersignals von der Maschinenschnittstelle (415a, 415b) ausgebildet ist; und eine integrierte Messanlage (310), die mit der Prozessanlage (410a, 410b) zusammengefasst ist, wobei die integrierte Messanlage (310) zum Sammeln integrierter Messdaten und zum Senden der integrierten Messdaten zu der Einheit (330) zur Speicherung integrierter Messdaten ausgebildet ist.
Computerlesbare Programmspeichereinrichtung, die mit Instruktionen codiert ist, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, ein Verfahren ausführen, mit: Durchführen eines ersten Prozesses auf einer Halbleiterscheibe (105); Sammeln integrierter Messdaten, die mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe (105) in Beziehung stehen, unter Anwendung einer integrierten Messanlage (310); Durchführen eines integrierten Messdatenvorwärtskopplungsprozesses auf der Grundlage der integrierten Messdaten, wobei der integrierte Messdatenvorwärtskopplungsprozess das Identifizieren mindestens eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage der mit dem ersten Prozess der Halbleiterscheibe (105) in Beziehung stehenden integrierten Messdaten und das Ausführen eines Einstellprozesses an einem zweiten an der Scheibe zur Kompensierung des Fehlers auszuführenden Prozesses umfasst; und Ausführen des zweiten Prozesses an der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage des Einstellprozesses.
Die computerlesbare Programmspeichereinrichtung, die mit Instruktionen codiert ist, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, das in Anspruch 8 beschriebene Verfahren ausführen, wobei das Ausführen eines integrierten Messdatenvorwärtskopplungsprozesses ferner umfasst: Empfangen einer Benachrichtigung über den Abschluss des ersten Prozesses auf der Halbleiterscheibe (105); Identifizieren der Halbleiterscheibe (105) für die Messanalyse; und Sammeln integrierter Messdaten der identifizierten Halbleiterscheibe (105) unter Anwendung der integrierten Messanlage (310).
Die computerlesbare Programmspeichereinrichtung, die mit Instruktionen codiert ist, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, das in Anspruch 9 beschriebene Verfahren ausführen, wobei das Ausführen eines Einstellprozesses an einem zweiten an der Scheibe zur Kompensierung des Fehlers durchzuführenden Prozesses ferner umfasst: Identifizieren eines Fehlers auf der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage des ersten Prozesses; Berechnen eines Kompensationsfaktors zum Reduzieren einer Auswirkung des identifizierten Fehlers; Modifizieren eines Steuereingangsparameters, der mit dem zweiten Prozess in Beziehung steht, auf der Grundlage des Kompensationsfaktors; und Durchführen des zweiten Prozesses an der Halbleiterscheibe (105) auf der Grundlage des modifizierten Steuereingangsparameters.