專利名稱：根據(jù)狀態(tài)估算結(jié)果調(diào)整采樣率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種工業(yè)處理，更詳而言之，關(guān)于根據(jù)狀態(tài)估算結(jié)果調(diào)整經(jīng)處理工件的采樣率的方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中有股不停驅(qū)動的力量驅(qū)動著譬如微處理器、內(nèi)存裝置等的集成電路裝置的品質(zhì)、可靠度、及生產(chǎn)率的增加。此股動力系由消費(fèi)者對于更高品質(zhì)并更可靠運(yùn)作的計(jì)算機(jī)與電子裝置的需求所推動。這些需求導(dǎo)致譬如晶體管的半導(dǎo)體裝置制造，以及包括這些晶體管的集成電路裝置的制造的不斷改良。并且，減少典型晶體管的組件制造中的缺點(diǎn)亦可降低每個晶體管的整體成本，以及包括這些晶體管的集成電路裝置的成本。
通常，系使用包括光刻微影步進(jìn)器、蝕刻工具、沉積工具、研磨工具、快速熱處理工具、布植工具等等的各種處理工具，于晶圓的群組通常稱為“批(lot)”上執(zhí)行一系列的處理步驟。支持半導(dǎo)體處理工具的技術(shù)于近年來已吸引持續(xù)增加的注意力，造成更大的改進(jìn)。
改良半導(dǎo)體處理路線的運(yùn)作的一種技術(shù)包括使用全工廠控制系統(tǒng)，以自動控制各種處理工具的運(yùn)作。制造工具與制造結(jié)構(gòu)或處理模塊的網(wǎng)絡(luò)溝通。各制造工具通常連接至設(shè)備接口。該設(shè)備接口連接至機(jī)器接口，使制造工具與制造結(jié)構(gòu)間得以溝通。該機(jī)器接口通?？蔀橄冗M(jìn)處理控制(Advanced Process Control，APC)系統(tǒng)的一部份。APC系統(tǒng)根據(jù)制造模式激活控制腳本，以作為自動獲取執(zhí)行處理所需數(shù)據(jù)的軟件程序。常常，半導(dǎo)體裝置系透過多個處理用的多個制造工具，而產(chǎn)生關(guān)于處理的半導(dǎo)體裝置品質(zhì)的數(shù)據(jù)。
于處理中，可能發(fā)生各種影響被制造的裝置的性能的事件。亦即，處理步驟的變化造成裝置性能的變化。例如特征關(guān)鍵尺寸(criticaldimensions)、摻雜程度、雜質(zhì)污染、薄膜光特性、薄膜厚度、薄膜均勻度等因素，皆可能影響裝置的最終性能。于處理路線中的各種工具系根據(jù)性能模式來控制，以減少處理變化。常被控制的工具包括微影步進(jìn)器、研磨工具、蝕刻工具、以及沉積工具等等。前處理與后處理測量數(shù)據(jù)系提供給工具的處理控制器。諸如處理時間的操作處理配方(recipe)參數(shù)，系由處理控制器根據(jù)性能模式與測量數(shù)據(jù)所計(jì)算，試圖達(dá)到與目標(biāo)值越接近越好的后處理結(jié)果。依此方式來減少變化，將增加生產(chǎn)率、減少成本、并獲得更高裝置性能等，而這些全部等同增加盈利。
半導(dǎo)體制造中的處理梯次(Run-to-Run)控制為一種批次(batch)控制的類型，其中批次可少到只有一個晶圓那樣少或者多到像有數(shù)批晶圓那樣多。處理梯次控制器的標(biāo)準(zhǔn)輸出為一種處理配方。此配方定義建于處理工具中的“低階”控制器的設(shè)定點(diǎn)。依此，處理梯次控制器藉由指明如溫度、壓力、流動、以及處理時間的處理變量所需的值而監(jiān)督工具控制器。該工具控制器激活作動需求，以將這些變量維持在所需要的值上。
處理梯次控制設(shè)定可包括反饋回路，其中根據(jù)處理后測量的批次特性可調(diào)整配方參數(shù)。通常，為了控制晶圓的處理，希望能知道“處理”狀態(tài)(例如處理工具狀態(tài)、晶圓狀態(tài))，以處理下一批晶圓。但是，“處理”狀態(tài)，通常并非直接測量而是根據(jù)先前處理的晶圓的測量而做的估算。因?yàn)闀r間與成本的問題，并不會測量批次中的每個晶圓。例如，于一些實(shí)施例中，系測量每五個處理過的晶圓中的一個晶圓的輸出特性。但是，因?yàn)樘幚頎顟B(tài)系根據(jù)測量之前處理的晶圓所估算，所考慮的采樣數(shù)量可影響估算處理狀態(tài)的正確性。所估算的處理狀態(tài)的正確性則可影響能控制處理達(dá)到希望的目的或目標(biāo)的程度。因此，需要一種調(diào)整采樣測量次數(shù)而能夠如所需的控制處理以達(dá)到所需的目的的方法。
本發(fā)明用于克服或至少減少一個或更多個上述問題的影響。

發(fā)明內(nèi)容
于本發(fā)明的一個實(shí)施例中，提供一種根據(jù)狀態(tài)估算結(jié)果調(diào)整采樣率的方法。該方法包括接收有關(guān)處理工件的測量數(shù)據(jù)，根據(jù)至少該測量數(shù)據(jù)的一部份估算下次的處理狀態(tài)，并決定有關(guān)所估算的下個處理狀態(tài)的錯誤值。該方法還包括根據(jù)所估算的下個處理狀態(tài)處理多個工件，并調(diào)整根據(jù)所決定的錯誤值來測量的經(jīng)處理工件的采樣協(xié)議(sampling protocol)。
于本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供一種根據(jù)狀態(tài)估算結(jié)果調(diào)整采樣率的裝置。該裝置包括溝通耦合至控制單元的接口。該接口系調(diào)適成接收有關(guān)處理工件的測量數(shù)據(jù)(metrology data)?？刂茊卧嫡{(diào)適成根據(jù)至少該測量數(shù)據(jù)的一部份估算下次的處理狀態(tài)，并決定有關(guān)所估算的下個處理狀態(tài)的錯誤值，以及根據(jù)所估算的下個處理狀態(tài)處理多個工件?？刂茊卧獜?fù)調(diào)適成調(diào)整根據(jù)決定的錯誤值來測量的經(jīng)處理工件的采樣協(xié)議。
于本發(fā)明的又一實(shí)施例中，提供一種根據(jù)狀態(tài)估算結(jié)果調(diào)整采樣率的對象，該對象包括一個或多個機(jī)器可讀取的存儲媒體，該存儲媒體包含命令。當(dāng)執(zhí)行該一項(xiàng)或多項(xiàng)命令時，能使處理器接收有關(guān)處理工件的測量數(shù)據(jù)、根據(jù)該測量數(shù)據(jù)的至少一部份估算下次的處理狀態(tài)，并決定有關(guān)所估算的下個處理狀態(tài)的錯誤值。當(dāng)執(zhí)行該一項(xiàng)或多項(xiàng)命令時，還可使處理器根據(jù)所估算的下個處理狀態(tài)來處理多個工件，并根據(jù)決定的錯誤值來調(diào)整待測量處理工件的數(shù)量。
于本發(fā)明的再一實(shí)施例中，提供一種根據(jù)狀態(tài)估算結(jié)果調(diào)整采樣率的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括控制器與處理工具。該控制器調(diào)適成接收有關(guān)處理工件的測量數(shù)據(jù)、根據(jù)該測量數(shù)據(jù)的至少一部份估算下次的處理狀態(tài)，并決定有關(guān)所估算的下個處理狀態(tài)的錯誤值。該處理工具根據(jù)所估算的下個處理狀態(tài)處理多個工件。該控制單元系調(diào)適成根據(jù)決定的錯誤值調(diào)整待測量的經(jīng)處理工件的數(shù)量。
藉由參照下列說明配合所附的圖式可更了解本發(fā)明，圖標(biāo)中類似組件標(biāo)有類似的組件符號。
盡管本發(fā)明可具各種修飾以及其它型態(tài)，將藉由圖式中的范例來揭露特定實(shí)施例并于此進(jìn)行詳細(xì)說明。但應(yīng)了解，在此說明的特定實(shí)施例并非意圖限定本發(fā)明于揭露的特定形式中，相反的，本發(fā)明將包含所有不背離如由所附申請專利范圍所定義本發(fā)明的范疇與精神下所進(jìn)行的修改、等效者、以及代替者。


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的工業(yè)系統(tǒng)的方塊圖；圖2顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例而可實(shí)施于圖1的工業(yè)系統(tǒng)中的方法的流程圖；以及圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例而可調(diào)整經(jīng)處理工件的采樣協(xié)議的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下系由圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。為使本說明書易于明了，在此并未說明實(shí)際實(shí)施的所有特征。當(dāng)然，應(yīng)了解到于任何真實(shí)實(shí)施例的研發(fā)時，必須針對研發(fā)者的特定目標(biāo)制定針對特定實(shí)施的各種決定，如系統(tǒng)相關(guān)與商業(yè)相關(guān)的限制為兼容者，故而每個實(shí)施方式皆不同。再者，應(yīng)了解到雖然此種研發(fā)努力可能復(fù)雜且費(fèi)時，但在本領(lǐng)域技術(shù)人員于獲得本發(fā)明揭露的好處后所施行者則為例行公事。
茲參照圖式，并特別參照圖1，系顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的系統(tǒng)100的方塊圖。于說明的實(shí)施例中，系統(tǒng)100可執(zhí)行至少一個處理運(yùn)作102，該處理運(yùn)作102可為工業(yè)處理(如半導(dǎo)體制造處理、微影處理、化學(xué)處理)、或其它任何處理狀態(tài)與處理輸出會隨時間改變的處理。
于系統(tǒng)100中，可用一個或多個處理工具105執(zhí)行該處理運(yùn)作102。通常，所執(zhí)行的特定種類的處理運(yùn)作102以及利用于處理運(yùn)作102中的處理工具105的種類系取決于特定實(shí)施。例如，于化學(xué)工業(yè)處理中，處理運(yùn)作102可包括聚合物的處理。于微影處理中，則該處理運(yùn)作102可包括例如薄膜的處理。
為了說明，圖1所述的處理運(yùn)作102至少為半導(dǎo)體處理的一部份，例如，可為整體半導(dǎo)體處理的局部流程。處理運(yùn)作102的范例可為蝕刻處理、沉積處理、化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)等。處理工具105，于說明實(shí)施例中，可為任何用于制造如硅晶圓的經(jīng)處理工件的半導(dǎo)體制造設(shè)備的形式?？衫冒雽?dǎo)體處理來產(chǎn)生各種集成電路產(chǎn)品，包括但不限于微處理器、內(nèi)存裝置、數(shù)字訊號處理器、特定應(yīng)用集成電路(ASICs)、或其它類似裝置。范例的處理工具105可包括曝光工具、蝕刻工具、沉積工具、研磨工具、快速熱退火處理工具、測試設(shè)備工具、離子布植工具、以及封裝工具等等。
于圖1的系統(tǒng)100中，可使用一個或多個處理工具105來執(zhí)行處理運(yùn)作102。系統(tǒng)100可包括一個或多個測量工具112，以測量于處理運(yùn)作102中經(jīng)處理的一或多個工件(例如晶圓)的各種態(tài)樣。測量工具112，于一個實(shí)施例中，能于線上、離線、或同時于線上及離線時測量工件的態(tài)樣。于所述實(shí)施例中，調(diào)度(dispatch)模塊114指示提供給測量工具112做測量的工件數(shù)量。
依照本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例，并且將于下更詳細(xì)說明，該調(diào)度模塊114根據(jù)處理狀態(tài)估算結(jié)果而調(diào)整經(jīng)處理工件的測量頻率。依照處理狀態(tài)估算結(jié)果，調(diào)度模塊114可增加采樣頻率、減少采樣頻率、或不改變采樣頻率。如在此使用者，“采樣頻率”的調(diào)整包括增加/減少測量輸出特征的工件(例如晶圓)數(shù)量，或可包括增加/減少對給定工件或數(shù)個工件所做的測量次數(shù)，抑或調(diào)整前述兩者。
制造系統(tǒng)100可包括制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)115，該制造執(zhí)行系統(tǒng)115系耦合至APC結(jié)構(gòu)120。制造執(zhí)行系統(tǒng)115可例如決定由處理工具105所進(jìn)行的處理、何時執(zhí)行這些處理、如何執(zhí)行這些處理等等。于所述實(shí)施例中，制造執(zhí)行系統(tǒng)115透過APC結(jié)構(gòu)120管理并控制整個系統(tǒng)。
適用于制造系統(tǒng)100的范例APC結(jié)構(gòu)120可使用由KLA-Tencor公司所提供的催化(Catalyst)系統(tǒng)來實(shí)施。催化系統(tǒng)使用半導(dǎo)體設(shè)備以及材料國際(Semiconductor and Materials International；SEMI)計(jì)算機(jī)整合制造(Computer Integrated Manufacturing；CIM)結(jié)構(gòu)兼容的系統(tǒng)技術(shù)，并且系根據(jù)APC結(jié)構(gòu)。CIM(SEMI E81-0699-CIM結(jié)構(gòu)領(lǐng)域構(gòu)造的臨時說明書)以及APC(SEMI E93-0999-CIM結(jié)構(gòu)先進(jìn)處理控制組件的臨時說明書)說明書可公開的由SEMI獲得，其總部設(shè)于加州山景城(Mountain View)。
APC結(jié)構(gòu)120包括至少一個處理控制器155，透過反饋和/或后饋處理，該處理控制器155幫助處理工具105執(zhí)行達(dá)到所希望的處理，藉此達(dá)成所希望的結(jié)果。于所述實(shí)施例中，處理控制器155包括控制單元156、存儲單元157、以及可存儲于存儲單元157中的處理模式158。處理控制器155根據(jù)自評估模塊180來的輸入，使用處理模式158以決定處理工具105的下個控制(control move)。由處理控制器155決定的特定控制措施系根據(jù)處理工具105執(zhí)行的特定處理以及來自評估模塊180的輸出而定。
可使用現(xiàn)有線性或非線性技術(shù)憑經(jīng)驗(yàn)地發(fā)展出處理模式158。處理模式158可為頗簡單并以方程式為主的模式(例如，線性、指數(shù)、加權(quán)平均者等等)或譬如類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式、主要構(gòu)件分析(PrincipalComponent Analysis；PCA)模式、部分最小平方預(yù)測/潛在結(jié)構(gòu)(partialleast square projection/latent structures；PLS)模式或類似的更復(fù)雜的模式。處理模式158的特定實(shí)施可根據(jù)選擇的模式技術(shù)以及所控制的處理而改變。處理控制器155，于一個實(shí)施例中，維持與處理運(yùn)作102有關(guān)的接踵而來的“狀態(tài)”信息，其中“狀態(tài)”信息可至少部分根據(jù)選擇用來收集對經(jīng)控制的處理工具105所知道的測量數(shù)據(jù)和/或狀態(tài)信息(亦即工具狀態(tài)數(shù)據(jù))的晶圓的特征(亦即晶圓狀態(tài)數(shù)據(jù))?！疤幚怼睜顟B(tài)一詞在此系指“工件”狀態(tài)和/或“處理”工具狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，處理控制器155包括采樣模塊182。如以下將詳述，采樣模塊182提供指示到調(diào)度模塊114以調(diào)整經(jīng)處理的晶圓的采樣頻率，至少根據(jù)評估模塊180的處理狀態(tài)估算結(jié)果。
評估模塊180根據(jù)先前處理的工件以及先前估算狀態(tài)相關(guān)的測量數(shù)據(jù)，而估算處理工具105的下個工具狀態(tài)(或下個處理狀態(tài))。在此使用的“下個工具狀態(tài)”一詞系指處理下批工件之前，處理工具105的狀態(tài)。根據(jù)估算的下個處理工具狀態(tài)，處理控制器155產(chǎn)生下個配方，或控制處理工具105的移動。例如，于蝕刻處理的情況中，根據(jù)接收到的測量數(shù)據(jù)(例如蝕刻深度)，評估模塊180估算處理工具105的蝕刻率，以及依照估算蝕刻率而由該處理控制器155接著決定處理工具105應(yīng)蝕刻下個工件(如晶圓)的蝕刻時間(亦即配方)。
為了說明的目的，系在該處理運(yùn)作102為蝕刻處理以及處理工具105為蝕刻工具的情況下說明評估模塊180。但應(yīng)注意到，評估模塊180的應(yīng)用并非限于此說明，亦可應(yīng)用于其它所希望的工業(yè)處理。于說明的實(shí)施例，評估模塊180使用狀態(tài)空間模式，以說明由圖1描述的處理運(yùn)作102的蝕刻處理的系統(tǒng)動態(tài)。為說明的目的，在此假設(shè)處理工具105蝕刻率的動態(tài)行為可由方程式(1)和(2)中所示的線性偏流模式說明
x(k+1)＝Ax(k)+v(k)， (1)y(k)＝Cx(k)+w(k)， (2)其中A和C的范例值可為A=1101]]>且C＝[10]。
于范例中，x(k)=[x1(k)x2(k)],]]>因此包括兩個狀態(tài)，一個是蝕刻率狀態(tài)x1(k)以及另一個是偏移狀態(tài)的坡度x2(k)。于上述方程式中，y(k)代表輸出測量值(例如，實(shí)際測量的蝕刻率)，v(k)代表處理噪聲項(xiàng)，以及w(k)代表測量噪聲。
于所述實(shí)施例中的評估模塊180包括用于預(yù)測處理工具105的下個狀態(tài)或預(yù)測下個處理狀態(tài)Kalman濾波器。于代替性實(shí)施例中，可使用其它濾波器或過濾技術(shù)來預(yù)測下個處理或工具狀態(tài)。因?yàn)樵u估模塊180包括卡爾曼(Kalman)濾波器，濾波器的穩(wěn)定狀態(tài)的一般型態(tài)系說明于方程式(3)中(根據(jù)顯示于方程式(1)與(2)的狀態(tài)空間模式)x^[k+1]=Ax^[k]+J[k](y[k]-Cx^[k]),---(3)]]>其中 為x(k)的估算值，以及J[k]為Kalman濾器增益。如方程式(3)所示，下個估算處理狀態(tài) 通常系根據(jù)先前的狀態(tài)估算值 以及測量值y(k)所計(jì)算而來。
方程式(3)中Kalman濾波器增益J[k]系定義于方程式(4)J[k]＝AP[k]CT(R+CP[k]CT)-1(4)Kalman濾波器增益J[k]可由解出P的代數(shù)型雷卡笛方程式(Algebraic Riccati Equation)計(jì)算而得，其中代表錯誤變化范圍數(shù)的P系定義于方程式(5)P[k+1]＝A(P[k]-P[k]CT(R+CP[k]CT)-1CP[k])AT+Q (5)于所述實(shí)施例中，Q與R分別為w(k)以及v(k)的共變異矩陣，其中Q與R描述與處理或處理運(yùn)作102相關(guān)的噪聲項(xiàng)。
當(dāng)沒有(或無法取得)工件測量值時，通常僅能使用局部處理模式來更新處理狀態(tài)(亦即x[k+1]＝Ax[k]及y[k]＝Cx[k])，其中對應(yīng)的下個狀態(tài)及估算錯誤變化范圍系分別為x^[k+1]=Ax^[k]]]>以及P[k+1]＝AP[k]AT+Q。
因此，當(dāng)無法得到工件測量值時，將持續(xù)增加估算錯誤變化范圍并當(dāng)時間接近無限大時增加至接近無限大。輸出噪聲變異影響P[k]增加的速度。
當(dāng)估算處理工具105的下個狀態(tài)時，評估模塊180的Kalman濾波器會使用Q與R共變異矩陣而將該噪聲項(xiàng)(譬如處理噪聲與測量噪聲)納入考慮之中。于說明的實(shí)例中，Q矩陣系有關(guān)測量噪聲(例如，因?yàn)闇y量工具以及人為因素等造成的測量錯誤)以及R矩陣系有關(guān)處理噪聲(例如，步階干擾、功率不穩(wěn)定等等)。Q與R矩陣大小可取決于給定處理中監(jiān)控多少輸入與輸出而加以改變(例如，2乘2、4乘4、100乘100矩陣)。于Q與R矩陣中，可給預(yù)處理輸入不同優(yōu)先數(shù)(或值)以考慮到與該輸入相關(guān)的噪聲。
于實(shí)施例中，處理控制器155系以軟件程序化的計(jì)算機(jī)以執(zhí)行所述的功能。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，亦可使用設(shè)計(jì)成執(zhí)行該特定功能的硬件控制器。再者，處理控制器155在此說明執(zhí)行的功能可由散布于系統(tǒng)的多個控制器裝置所執(zhí)行。又，處理控制器155可為獨(dú)立控制器，駐于處理工具105中，或于集成電路制造設(shè)施中的局部系統(tǒng)控制運(yùn)作。在此所用“模塊”一詞系可于軟件、硬件、或任何軟件與硬件的結(jié)合中實(shí)施。
例如“處理”或“計(jì)算機(jī)”或“計(jì)算”或“決定”或“顯示”之類的詞除非特別說明或于討論中顯而易見的，系指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或類似的電子計(jì)算機(jī)裝置的動作與處理，該裝置操作及轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的緩存器以及內(nèi)存中代表實(shí)際、電子數(shù)量的數(shù)據(jù)至其它類似代表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存或緩存器的數(shù)據(jù)或其它信息存儲、傳送或顯示裝置中的實(shí)際數(shù)量的數(shù)據(jù)。
應(yīng)了解到圖1中系統(tǒng)100的方塊圖所述的說明組件僅為例示性的說明，在其它代替實(shí)施例中，可不脫離本發(fā)明的范疇與精神下使用額外的組件或減少組件。例如。于一個實(shí)施例中，例如系統(tǒng)100的各種組件可互相溝通而不需APC結(jié)構(gòu)120。如另一范例，于一個實(shí)施例中，處理工具105、測量工具112、以及/或MES 115可分別透過相關(guān)的設(shè)備接口(未圖標(biāo))與APC結(jié)構(gòu)120接觸(interface with)。另外，應(yīng)注意到雖然各種組件(如圖1系統(tǒng)100的調(diào)度模塊114)系顯示為獨(dú)立組件，于另一代替實(shí)施例中，此組件可與系統(tǒng)100的其它組件結(jié)合。
茲參照圖2，系說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可于圖1的制造系統(tǒng)100中實(shí)施的方法的流程圖。為說明的目的，圖2的方法系以蝕刻處理的情況來說明。特別是圖2的方法說明以給定處理所進(jìn)行的示范步驟。這些步驟可針對各處理運(yùn)行所需而重復(fù)的。
于制造系統(tǒng)100中，在由處理工具105處理完或正在處理第一批工件時，測量工具112(或在原位置(in-situ)的測量工具)測量(在步驟212)經(jīng)處理工件的一個或多個輸出特性。于蝕刻處理的情況中，測量數(shù)據(jù)可譬如包括形成于經(jīng)處理晶圓上的特征的關(guān)鍵尺寸、輪廓、以及/或蝕刻深度。測量數(shù)據(jù)系提供給以及由處理控制器155的評估模塊180所接收(在步驟215)。
評估模塊180估算(在步驟220)下個處理狀態(tài)。于所述的蝕刻處理的情況中，下個處理狀態(tài)為蝕刻率。于一個實(shí)施例中，評估模塊180可使用上述方程式(3)估算下個處理狀態(tài) 根據(jù)估算蝕刻率，處理控制器155決定處理工具105的控制措施(例如蝕刻時間)。通常，估算處理狀態(tài)的正確性影響能控制處理達(dá)到所希望的目標(biāo)或目的的程度。
評估模塊180決定(在步驟225)有關(guān)下個處理狀態(tài)的估算(在步驟220)的錯誤值。該錯誤值，于一個實(shí)施例中，可指示所估算的處理狀態(tài)接近處理工具105的實(shí)際狀態(tài)的程度。亦即，較高的錯誤值可指示所估算的處理狀態(tài)值，但所估算的處理狀態(tài)值系由處理控制器利用來決定下個控制措施，并不代表實(shí)際的處理狀態(tài)，因此可于處理結(jié)果中產(chǎn)生比原預(yù)期更大的偏差。相對的，較小的錯誤值可指示所估算的處理狀態(tài)值接近實(shí)際的處理狀態(tài)值。可決定多種錯誤值的任一個錯誤值(在步驟225)。例如，估算值模塊180可決定預(yù)測錯誤值(在步驟230)，該錯誤值代表經(jīng)處理工件的測量輸出特性與意圖達(dá)到的目標(biāo)值間的差。若計(jì)算超過一個以上的預(yù)測錯誤值(例如，每個測量工件的一個預(yù)測錯誤值)，則于一個實(shí)施例中，可結(jié)合(例如，平均)多個經(jīng)計(jì)算的錯誤值而導(dǎo)出綜合錯誤值。接著可決定綜合錯誤值與目標(biāo)值之間的差，以確定預(yù)測錯誤值(在步驟230)。
于一個實(shí)施例中，評估模塊180可決定與處理狀態(tài)的估算(在步驟220)相關(guān)的錯誤變化范圍值(在步驟235)。假設(shè)評估模塊180使用方程式(3)來估算下個處理狀態(tài)，可藉由使用方程式(5)解出P而計(jì)算與下個處理狀態(tài)相關(guān)的錯誤變化范圍值。
根據(jù)決定的錯誤值(在步驟225)，采樣模塊182(參照圖1)調(diào)整(在步驟240)待測量的經(jīng)處理工件的采樣協(xié)議。調(diào)整采樣協(xié)議(在步驟240)可包括調(diào)整待測量的處理工件的采樣頻率、形成于待測量的經(jīng)處理工件上的特征數(shù)、以及/或測量的特征種類。
于一個實(shí)施例中，可藉由指示調(diào)度模塊114而調(diào)整采樣協(xié)議，以增加或減少所希望的經(jīng)處理工件的采樣測量的數(shù)量(或種類)。若不希望改變采樣頻率，則采樣模塊182可指示此希望給調(diào)度模塊114，或代替的，不提供指示給調(diào)度模塊114，因此表示不希望采樣頻率有所改變。調(diào)整采樣協(xié)議(在步驟240)的行為的一個實(shí)施例系顯示于圖3中，容后說明。
于圖2中，處理工具105根據(jù)所估算的下個處理狀態(tài)來處理(在步驟250)下一批工件。于蝕刻處理的情況中，處理工具105根據(jù)依所估算的蝕刻率產(chǎn)生的配方(或控制措施)而蝕刻晶圓。
測量工具112依照經(jīng)調(diào)整的采樣協(xié)議(在步驟240)來測量(在步驟255)選擇數(shù)量的經(jīng)處理工件的。因此，例如，若采樣模塊182增加采樣頻率(在步驟240)，測量工具112可比于一個或多個先前的處理運(yùn)作期間所進(jìn)行的測量而進(jìn)行更多的測量。測量工具112可進(jìn)行更多測量，例如，藉由增加所采樣的經(jīng)處理工件數(shù)量、增加測量的經(jīng)處理工件特征數(shù)量、或其增加結(jié)合前述兩種數(shù)量。于其它例子中，如上述，測量工具112可測量比之前較少的經(jīng)處理工件。應(yīng)了解經(jīng)處理工件的測量可包括經(jīng)處理工件的一個或多個特征或輸出特性(例如，沉積厚度、蝕刻深度、關(guān)鍵尺寸)的測量。
于圖3中，采樣模塊182決定(在步驟310)是否錯誤值(其系在步驟225中決定)大于第一預(yù)選的閾值，以及若是，則采樣模塊182指示調(diào)度模塊以增加(在步驟315)采樣頻率。因?yàn)殄e誤值大于第一預(yù)選的閾值而希望采樣頻率增加，表示所估算的處理狀態(tài)值并無法代表實(shí)際的處理狀態(tài)，該估算的處理狀態(tài)值系由處理控制器155用來決定下個控制措施，并且因此需要更多測量來改善處理狀態(tài)估算。于一個實(shí)施例中，采樣模塊182根據(jù)錯誤值大小可指示調(diào)度模塊114希望的新采樣頻率。應(yīng)了解到指定給第一預(yù)選閾值的特定值取決于特定實(shí)施。
若錯誤值不大于第一預(yù)選閾值(在步驟310)，則采樣模塊182決定(在步驟320)是否錯誤值小于第二預(yù)選閾值。若錯誤值小于第二預(yù)選閾值，則于一個實(shí)施例中，采樣模塊182指示(在步驟330)調(diào)度模塊114減少采樣頻率?？赡芤?yàn)殄e誤值小于第二預(yù)選的閾值而希望采樣頻率減少，表示所估算的處理狀態(tài)值頗接近實(shí)際的處理狀態(tài)，因此可減少所需的測量數(shù)量而不至于顯著的對處理狀態(tài)估算有不好的影響。于代替實(shí)施例中，采樣模塊182可不提供減少采樣頻率的指示，直到?jīng)Q定出多個錯誤值并無超過第二預(yù)選閾值。亦即，采樣頻率只在數(shù)個連續(xù)錯誤值(與數(shù)個處理運(yùn)作有關(guān))系小于第二預(yù)選閾值。于一個實(shí)施例中，采樣模塊182根據(jù)錯誤值大小可指示調(diào)度模塊114希望的新采樣頻率。應(yīng)了解到指定給第二預(yù)選閾值的特定值取決于特定實(shí)施。
若錯誤值不大于第一預(yù)選閾值且不小于第二預(yù)選閾值，則于說明的實(shí)施例中，采樣模塊182可指示調(diào)度模塊114不改變希望的采樣頻率。于代替實(shí)施例中，若決定不希望改變采樣頻率，則采樣模塊182可不提供指示至調(diào)度模塊114，藉此指示采樣模塊182應(yīng)繼續(xù)照先前采樣頻率(或其它預(yù)定采樣頻率)進(jìn)行采樣。
本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例根據(jù)處理狀態(tài)估算結(jié)果，按需要調(diào)整采樣協(xié)議，且特別是取決于有關(guān)處理狀態(tài)估算的錯誤值。例如，若決定有頗大的錯誤可增加采樣率，或若決定有頗小的錯誤可減少采樣率。在其它情況中，若所決定的錯誤值不會太大或過小，則可不改變該采樣協(xié)議。藉由按需要調(diào)整采樣協(xié)議，可提供一種效率高且有效控制處理以達(dá)到所希望的目的的方法。
可藉由控制單元156(參照圖1)執(zhí)行各種系統(tǒng)層、例行程序、成模塊。在此所使用的“控制單元”一詞可包括微處理器、微控制器、數(shù)字訊號處理器、處理器卡(包括一個或更多微處理器或控制器)、或者其它控制或計(jì)算機(jī)裝置。在此討論中提及的存儲單元157(參照圖1)可包括一個或更多機(jī)器可讀的存儲媒體，以存儲數(shù)據(jù)與命令。存儲媒體可包括不同形式的內(nèi)存，包括譬如動態(tài)或靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(DRAMs或SRAMs)的可擦除可程序只讀存儲器(EPROMs)、電子可擦除可程序只讀存儲器(EEPROMs)、以及閃存、半導(dǎo)體內(nèi)存裝置；譬如固定、軟盤、或可移除的磁盤驅(qū)動器；其它包括磁帶的磁性媒體；以及譬如光盤(CDs)或數(shù)字視訊光盤(DVDs)的光學(xué)媒體。于各種系統(tǒng)中組成各種軟件層、例行程序、模塊的命令可存儲于個別存儲裝置中。這些命令可藉由個別控制單元執(zhí)行，以令對應(yīng)系統(tǒng)執(zhí)行程序動作。
上述的特定實(shí)施例僅例示性說明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在獲得本發(fā)明教示的好處后，均可對本發(fā)明做出不同但均等的修改與實(shí)行。再者，本發(fā)明并不限于在此所顯示的設(shè)計(jì)或建構(gòu)的細(xì)節(jié)內(nèi)，而應(yīng)由后述的申請專利范圍所列所定。因此很明顯的可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對揭露的特定實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，在此所保護(hù)的概念如以下權(quán)利要求書中所提出的。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括接收有關(guān)于一個或更多個先前經(jīng)處理的工件的測量數(shù)據(jù)；根據(jù)該測量數(shù)據(jù)的至少一部份估算下個處理狀態(tài)；決定有關(guān)于該估算的下個處理狀態(tài)的錯誤值；根據(jù)該估算的下個處理狀態(tài)處理多個工件；以及根據(jù)該決定的錯誤值調(diào)整該等經(jīng)處理工件所欲測量的采樣協(xié)議。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，估算該下個處理狀態(tài)包括根據(jù)先前狀態(tài)的估算以及狀態(tài)空間模式來估算該下個處理狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)整該采樣協(xié)議包括調(diào)整該待測量的經(jīng)處理工件的數(shù)量、該待測量的經(jīng)處理工件上形成的特征數(shù)量、以及待測量的特征種類的至少其中之一。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，決定該錯誤值包括決定有關(guān)于該估算的下個處理狀態(tài)的錯誤變化范圍。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，調(diào)整該經(jīng)處理工件的數(shù)量包括若該錯誤變化范圍大于預(yù)選的閾值時，增加該待測量的經(jīng)處理工件的數(shù)量，以及若該錯誤變化范圍小于預(yù)選的閾值時，減少該待測量的經(jīng)處理工件的數(shù)量。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括決定各多個處理運(yùn)作中每一個的錯誤變化范圍，以及其中調(diào)整該經(jīng)處理工件的數(shù)量包括若各該多個處理運(yùn)作的每一個的錯誤變化范圍小于該預(yù)選的閾值時，減少該待測量的經(jīng)處理工件的數(shù)量。
7.一種裝置(120)，包括接口，適用于接收有關(guān)于處理工件的測量數(shù)據(jù)；以及控制單元(156)，溝通耦合至該接口，該控制單元(156)調(diào)適成根據(jù)該測量數(shù)據(jù)的至少一部份估算下個處理狀態(tài)；決定有關(guān)于該估算的下個處理狀態(tài)的錯誤值；根據(jù)該估算的下個處理狀態(tài)處理多個工件；以及根據(jù)該決定的錯誤值調(diào)整該待測量的經(jīng)處理工件的采樣協(xié)議。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，該控制單元調(diào)適成處理多個半導(dǎo)體晶圓以及使用卡爾曼濾波器估算該下個處理狀態(tài)，以及該控制單元調(diào)適成根據(jù)先前狀態(tài)的估算來估算該下個處理狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，該控制單元調(diào)適成決定包括有關(guān)于該估算的下個處理狀態(tài)的錯誤變化范圍的錯誤值。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，該控制單元調(diào)節(jié)成如果該錯誤變化范圍大于預(yù)選的閾值時，增加該待測量的經(jīng)處理工件的數(shù)量，以及該控制單元調(diào)節(jié)成如果該錯誤變化范圍小于預(yù)選的閾值時，減少該待測量的經(jīng)處理工件的數(shù)量的其中之一。
全文摘要
一種用于根據(jù)狀態(tài)估算結(jié)果調(diào)整采樣率的方法與裝置(120)。該方法包括接收有關(guān)于處理工件的測量數(shù)據(jù)，根據(jù)該測量數(shù)據(jù)的至少一部份估算下個處理狀態(tài)，并且決定有關(guān)于該估算的下個處理狀態(tài)的錯誤值。該方法還包括根據(jù)估算的下個處理狀態(tài)而處理多個工件，以及根據(jù)該決定的錯誤值調(diào)整該待測量的經(jīng)處理工件的采樣協(xié)議。
文檔編號G05B19/418GK1759358SQ200380110219
公開日2006年4月12日 申請日期2003年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者J·王, B·K·卡森 申請人:先進(jìn)微裝置公司