相關(guān)申請案的參考

本申請案主張于2015年9月30日提出申請的第62/234,710號美國臨時申請案的權(quán)益，所述臨時申請案的內(nèi)容以全文引用方式并入本文中。

本申請涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及用于智能線內(nèi)計量的方法。

背景技術(shù)：

集成電路(ic)及半導(dǎo)體裝置的制造是涉及許多半導(dǎo)體制造工藝及工具的使用的復(fù)雜工藝。如此，在ic及半導(dǎo)體裝置的制造期間可能且確實會發(fā)生故障。故障可使工件不可用及/或浪費下游資源，使得將許多努力放在檢測及緩解故障上。通常經(jīng)采用以檢測及緩解故障的系統(tǒng)包含先進(jìn)工藝控制(apc)系統(tǒng)及統(tǒng)計工藝控制(spc)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)采用由線內(nèi)計量工具進(jìn)行的測量來監(jiān)測及檢查工件是否在規(guī)格及/或控制限度內(nèi)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一實施例提供一種用于智能線內(nèi)計量的方法，其包括：在工件上的第一組檢驗位點處測量所述工件的參數(shù)；使用所述第一組檢驗位點處的所述測量確定是否滿足第一規(guī)格；響應(yīng)于滿足所述第一規(guī)格，在所述工件上的第二組檢驗位點處估計所述參數(shù)；及響應(yīng)于不滿足所述第一規(guī)格，在所述第二組檢驗位點處測量所述參數(shù)且使用所述第二組檢驗位點處的所述測量確定是否滿足第二規(guī)格。

附圖說明

當(dāng)與附圖一起閱讀時，依據(jù)以下詳細(xì)描述最佳地理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各種特征未按比例繪制。事實上，為論述的清晰起見，可任意地增加或減小各種特征的尺寸。

圖1圖解說明具有智能線內(nèi)計量工具的系統(tǒng)的一些實施例的框圖。

圖2圖解說明供在圖1的計量工具內(nèi)使用的智能線內(nèi)計量工藝的一些實施例的流程圖。

圖3圖解說明用于使用圖2的計量工藝制造集成電路(ic)或半導(dǎo)體裝置的序列的一些實施例的流程圖。

圖4圖解說明用于薄膜半導(dǎo)體制造工藝的圖2的計量工藝的一些實施例的流程圖。

圖5圖解說明由圖4的薄膜計量工藝使用的黃金指紋的一些實施例的圖形。

圖6圖解說明用于產(chǎn)生由圖4的薄膜計量工藝使用的預(yù)測模型及黃金指紋的工藝的一些實施例的流程圖。

圖7圖解說明經(jīng)配置以執(zhí)行圖4及6的工藝的系統(tǒng)的一些實施例的框圖。

圖8圖解說明圖7的系統(tǒng)中的薄膜工藝工具的一些實施例的橫截面圖。

圖9圖解說明用于光刻及蝕刻半導(dǎo)體制造工藝的圖2的計量工藝的一些實施例的流程圖。

圖10圖解說明用于估計圖9中的經(jīng)轉(zhuǎn)印圖案的臨界尺寸(cd)的相關(guān)矩陣的一些實施例的表格。

圖11圖解說明用于收集由圖9的蝕刻計量工藝使用的數(shù)據(jù)的工藝的一些實施例的流程圖。

圖12圖解說明經(jīng)配置以執(zhí)行圖9及11的工藝的系統(tǒng)的一些實施例的框圖。

圖13圖解說明圖12的系統(tǒng)中的蝕刻工藝工具的一些實施例的橫截面圖。

圖14圖解說明圖12的系統(tǒng)中的光刻工藝工具的一些實施例的橫截面圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供用于實施本發(fā)明的不同特征的許多不同實施例或?qū)嵗?。下文描述組件及布置的特定實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅為實例且不打算為限制性的。舉例來說，在以下描述中在第二特征上方或在其上形成第一特征可包含其中將所述第一及第二特征形成為直接接觸的實施例，且還可包含其中可在所述第一與第二特征之間形成額外特征使得所述第一與第二特征可不直接接觸的實施例。另外，本發(fā)明可在各種實例中重復(fù)參考編號及/或字母。此重復(fù)是出于簡化及清晰的目的且自身不規(guī)定所論述的各種實施例及/或配置之間的關(guān)系。

此外，本文中為了容易描述起見可使用空間相對術(shù)語(例如“下面”、“下方”、“下部”、“上面”、“上部”等等)來描述一個元件或特征與另一(些)元件或特征的關(guān)系，如圖中所圖解說明。所述空間相對術(shù)語打算除圖中所描繪的定向外還涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。設(shè)備還可以其它方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它定向)且可同樣相應(yīng)地解釋本文中所使用的空間相對描述語。

在對工件執(zhí)行對應(yīng)半導(dǎo)體制造工藝之后，可采用線內(nèi)計量工具來測量工件的參數(shù)。此外，控制系統(tǒng)(例如先進(jìn)工藝控制(apc)系統(tǒng)或統(tǒng)計工藝控制(spc)系統(tǒng))可使用測量來檢測及/或緩解故障。舉例來說，在測量工件的參數(shù)(例如膜厚度)之后，控制系統(tǒng)可確定測量是否在spc控制限度(即，統(tǒng)計上正常限度)或設(shè)計規(guī)格限度內(nèi)。如果測量在這些限度內(nèi)，那么工件可繼續(xù)進(jìn)行到后續(xù)半導(dǎo)體制造工藝。如果測量超出設(shè)計規(guī)格限度，那么可執(zhí)行故障排查且可將工件報廢。如果測量超出spc控制限度，那么可執(zhí)行故障排查，但工件可繼續(xù)進(jìn)行到后續(xù)處理步驟。

伴隨前述計量與控制的缺點是可在“正?！睖y量(即，在控制及規(guī)格限度內(nèi)的測量)上浪費昂貴計量容量。舉例來說，在評估之前，在工件上的固定數(shù)目個檢驗位點處收集參數(shù)的測量。然而，在前幾個檢驗位點處的測量正常的情況下，存在其它檢驗位點處的測量將正常的高概率。因此，可能在這些其它檢驗位點上浪費計量容量。

本申請案針對于用于減少成本且增加效率的智能線內(nèi)計量工具及對應(yīng)工藝。在一些實施例中，在對工件執(zhí)行第一半導(dǎo)體制造工藝之后，在工件上的第一組檢驗位點處測量參數(shù)。使用第一組檢驗位點的測量做出關(guān)于是否滿足第一規(guī)格的確定。如果如此，在工件上的第二組檢驗位點處估計參數(shù)，且工件繼續(xù)進(jìn)行到第二半導(dǎo)體制造工藝。否則，在第二組檢驗位點處測量參數(shù)。在于第二組檢驗位點處測量參數(shù)之后，使用第二組檢驗位點的測量做出關(guān)于是否滿足第二規(guī)格的確定。如果不滿足第二規(guī)格，那么將工件報廢且使工件經(jīng)歷故障排查。否則，工件繼續(xù)進(jìn)行到第二半導(dǎo)體制造工藝。

有利地，線內(nèi)計量工具及對應(yīng)工藝通過釋放計量容量而減少成本。除非存在第二組檢驗位點處的測量將超出規(guī)格的高概率，否則不收集所述測量。此外，有利地減少對工件的人工處置。除非第二組檢驗位點的測量超出規(guī)格，否則不處置工件。

參考圖1，提供具有智能線內(nèi)計量工具102的系統(tǒng)的一些實施例的框圖100。如所圖解說明，計量工具102經(jīng)配置以從第一工藝工具106接納工件104。第一工藝工具106經(jīng)配置以對工件104執(zhí)行第一半導(dǎo)體制造工藝，例如蝕刻工藝。工件104可為(舉例來說)晶片且包括多個裸片區(qū)域108，所述多個裸片區(qū)域中的一些裸片區(qū)域被指定為檢驗位點110。舉例來說，工件104可包括13個檢驗位點。

計量工具102包括測量模塊112、確定模塊114、估計模塊116及控制模塊118。測量模塊112經(jīng)配置以在檢驗位點110處測量一或多個參數(shù)，例如薄膜厚度或臨界尺寸。測量模塊112可(舉例來說)使用飛行時間法(tof)或干涉法來測量參數(shù)。確定模塊114經(jīng)配置以確定測量模塊112的測量是否在規(guī)格內(nèi)。估計模塊116經(jīng)配置以基于來自第二檢驗位點的測量而在第一檢驗位點處估計參數(shù)?？刂颇K118經(jīng)配置以協(xié)調(diào)測量模塊112、確定模塊114及估計模塊116以執(zhí)行智能線內(nèi)計量工藝。根據(jù)智能線內(nèi)計量工藝的一些實施例，取決于第二子組的檢驗位點處的測量是否滿足規(guī)格而估計或測量第一子組的檢驗位點110。

有利地，在智能線內(nèi)計量工具102內(nèi)原位產(chǎn)生及評估檢驗位點110處的測量及估計。此外，智能線內(nèi)計量工具102通過在估計但不測量第一子組的檢驗位點時釋放昂貴計量容量而有利地減少成本。

計量工具102的模塊112、114、116、118可由硬件、軟件或兩者的組合實施。舉例來說，控制模塊118可為(舉例來說)微控制器、過程、專用集成電路(asic)等等。此外，在模塊112、114、116、118包括軟件的情況下，計量工具102包括存儲軟件的存儲器(例如快閃存儲器)及執(zhí)行軟件的一或多個處理器(例如微處理器)或者以其它方式與所述存儲器及處理器相關(guān)聯(lián)。

參考圖2，提供智能線內(nèi)計量工藝的一些實施例的流程圖200。計量工藝促進(jìn)故障檢測且可由(舉例來說)圖1的控制模塊118執(zhí)行。在于204處對工件執(zhí)行第一半導(dǎo)體制造工藝之后，在202處執(zhí)行計量工藝。如所圖解說明，在206處，在工件上的第一組檢驗位點(例如檢驗位點1到9)處測量一或多個參數(shù)。此外，在208處基于第一測量做出關(guān)于是否滿足第一規(guī)格的第一確定。在一些實施例中，第一確定進(jìn)一步考慮到關(guān)于其它工件的歷史知識及/或關(guān)于對工件執(zhí)行的先前半導(dǎo)體制造工藝的歷史知識。

如果在208處滿足第一規(guī)格(即，是)，那么在210中在工件上的第二組檢驗位點(例如檢驗位點10到13)處估計參數(shù)。所述估計可(舉例來說)基于第一測量、關(guān)于其它工件的歷史知識、關(guān)于對工件執(zhí)行的先前半導(dǎo)體制造工藝的歷史知識或前述各項的組合。在一些實施例中，工件接下來移動到212處的第二半導(dǎo)體制造工藝。在其它實施例中，接下來在214處，基于所述估計做出關(guān)于是否滿足第二規(guī)格的第二確定。在一些實施例中，第二確定進(jìn)一步考慮到第一測量及/或歷史知識。如果滿足第二規(guī)格，那么工件移動到212處的第二半導(dǎo)體制造工藝。

如果分別在208或214處不滿足第一或第二規(guī)格(即，否)，那么在216中在工件上的第二組檢驗位點及(在一些實施例中)工件上的第三組檢驗位點處測量參數(shù)。此外，在218處，基于第二測量做出關(guān)于是否滿足第三規(guī)格的第三確定。在一些實施例中，第三確定進(jìn)一步考慮到第一測量、第三測量、歷史知識或前述各項的組合。如果滿足第三規(guī)格，那么工件移動到212處的第二半導(dǎo)體制造工藝。否則，將工件報廢且在220處執(zhí)行人工故障排查工藝。

有利地，202處的計量工藝通過釋放昂貴計量容量而減少成本。除非存在第二組檢驗位點處的測量將超出規(guī)格的高概率，否則不收集所述測量。此外，有利地減少對工件的人工處置。除非第二組檢驗位點處的測量超出規(guī)格，否則不人工處置工件。

參考圖3，提供用于使用圖2的計量工藝制造集成電路(ic)或半導(dǎo)體裝置的序列的一些實施例的流程圖300。如所圖解說明，在(舉例來說)302及304處，按順序?qū)ぜ?zhí)行預(yù)定數(shù)目個步驟(例如，n>＝1個步驟)。在執(zhí)行所述預(yù)定數(shù)目個步驟時，所述預(yù)定數(shù)目個步驟中的至少一者采用圖2的計量工藝。所述步驟中的每一者包括在(舉例來說)306或308處的半導(dǎo)體制造工藝，且進(jìn)一步包括在(舉例來說)310或312處的后續(xù)線內(nèi)計量工藝。半導(dǎo)體制造工藝可為(舉例來說)薄膜工藝、光刻工藝或蝕刻工藝。線內(nèi)計量工藝可為(舉例來說)圖2的計量工藝，其中規(guī)格及/或歷史知識按半導(dǎo)體制造工藝修整。

參考圖4，提供用于薄膜半導(dǎo)體制造工藝的圖2的計量工藝的一些實施例的流程圖400。如所圖解說明，在402處執(zhí)行薄膜半導(dǎo)體制造工藝。薄膜工藝在工件上形成薄膜，且可為(舉例來說)熔爐工藝、原子層沉積(ald)工藝或化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝。

在于402處執(zhí)行薄膜工藝之后，在202a處執(zhí)行薄膜計量工藝。在206a處，在工件上的第一組檢驗位點處測量薄膜的厚度。此外，在208a處，做出關(guān)于第一測量是否滿足第一規(guī)格的第一確定。第一確定可(舉例來說)包含404處的第一厚度確定、406處的擬合優(yōu)度(gof)確定、408處的指紋確定或前述各項的組合。

404處的第一厚度確定確定第一測量是否在第一規(guī)格的第一厚度限度內(nèi)。在一些實施例中，通過平均厚度與第一厚度限度的比較而共同評定第一測量。在其它實施例中，通過與第一厚度限度的個別比較而個別地評定第一測量。此外，在一些實施例中，第一厚度限度包括為spc系統(tǒng)中的對應(yīng)控制上限及下限的分?jǐn)?shù)或百分比的上限及下限。所述分?jǐn)?shù)或百分比可為(舉例來說)2/3或60％。控制上限及下限可分別為(舉例來說)及其中為過去所形成薄膜的平均厚度，σ為過去所形成薄膜的厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，且c為預(yù)定常數(shù)。預(yù)定常數(shù)c可為(舉例來說)2或3。

406處的gof確定確定第一測量的gof值是否在第一規(guī)格的gof限度內(nèi)。在一些實施例中，gof值量化第一測量在多大程度上匹配用于402處的薄膜工藝的預(yù)測模型。預(yù)測模型可為(舉例來說)厚度偏差的概率分布，使得gof值量化第一測量在多大程度上與概率分布擬合。此外，預(yù)測模型可由(舉例來說)控制402處的薄膜工藝的先進(jìn)工藝控制(apc)系統(tǒng)使用。

408處的指紋確定確定工件的局部指紋(例如，厚度分布曲線)是否匹配第一規(guī)格的指紋限度內(nèi)的對應(yīng)黃金指紋。黃金指紋是黃金指紋值的向量，針對第一組檢驗位點中的每一位點存在一個黃金指紋值。黃金指紋值對應(yīng)于已經(jīng)歷402處的薄膜工藝的其它工件的第一組檢驗位點處的歷史厚度測量。局部指紋是局部指紋值的向量，針對第一組檢驗位點中的每一位點存在一個局部指紋值。局部指紋值是第一測量或以其它方式從第一測量導(dǎo)出。

當(dāng)確定局部指紋是否匹配對應(yīng)的黃金指紋時，逐位點將局部指紋與黃金指紋進(jìn)行比較。針對每一位點，將所述位點處的局部指紋值與所述位點處的黃金指紋值之間的差與指紋限度進(jìn)行比較。指紋限度可包含(舉例來說)上限及/或下限。在一些實施例中，黃金指紋是對在通過402處的薄膜工藝形成薄膜時工件所放置處的薄膜工藝工具的位置特定的。

如果滿足第一規(guī)格(即，滿足第一規(guī)格的限度)，那么在210a中在第二組檢驗位點處使用預(yù)測模型估計薄膜的厚度。預(yù)測模型是基于第一組檢驗位點處的厚度與第二組檢驗位點處的厚度之間的關(guān)系。舉例來說，檢驗位點10處的厚度可為以下各項的平均值：1)第一組檢驗位點處的平均值；2)檢驗位點3處的厚度；及3)檢驗位點6處的厚度。在一些實施例中，預(yù)測模型進(jìn)一步是基于關(guān)于其它工件的歷史知識、關(guān)于對工件執(zhí)行的先前半導(dǎo)體制造工藝的歷史知識或前述各項的組合。此外，在一些實施例中，預(yù)測模型是對在通過402處的薄膜工藝形成薄膜時工件所放置處的薄膜工藝工具的位置特定的。

此后，工件接下來移動到410處的后續(xù)半導(dǎo)體制造工藝?；蛘?，接下來在214a處，基于所述估計做出關(guān)于是否滿足第二規(guī)格的第二確定。第二確定可(舉例來說)包含412處的第二厚度確定。第二厚度確定確定所述估計是否在第二規(guī)格的厚度限度內(nèi)。在一些實施例中，通過平均厚度與厚度限度的比較而共同評定所述估計。在其它實施例中，通過平均厚度與厚度限度的比較而與第一測量一起評定所述估計。在又一些實施例中，通過與厚度限度的個別比較而個別地評定所述估計。此外，在一些實施例中，第一規(guī)格與第二規(guī)格的厚度限度相同。如果滿足第二規(guī)格，那么工件移動到410處的后續(xù)半導(dǎo)體制造工藝。

如果不滿足第一或第二規(guī)格，那么在216a中在工件上的第二組檢驗位點及(在一些實施例中)工件上的第三組檢驗位點處測量薄膜的厚度。此外，在218a處基于第二測量做出關(guān)于是否滿足第三規(guī)格的第三確定。如果滿足第三規(guī)格，那么工件移動到410處的第二半導(dǎo)體制造工藝。否則，將工件報廢且在220處執(zhí)行故障排查工藝。

參考圖5，圖形500圖解說明由圖4的薄膜計量工藝使用的黃金指紋502的一些實施例。圖形500的獨立軸對應(yīng)于檢驗位點，且所述圖形的從屬軸對應(yīng)于厚度。如所圖解說明，黃金指紋502由在spc系統(tǒng)的控制上限(ucl)與控制下限(lcl)之間圍繞目標(biāo)(tgt)值變化的多個厚度值504構(gòu)成。

參考圖6，提供用于產(chǎn)生由圖4的薄膜計量工藝使用的預(yù)測模型及/或黃金指紋的工藝的一些實施例的流程圖600。如所圖解說明，在602處，經(jīng)配置以執(zhí)行圖4的薄膜工藝的薄膜工藝工具開始使用或在維修之后以其它方式恢復(fù)使用。此后，在604中在開始使用或恢復(fù)使用之后立即由工藝工具處理的預(yù)定數(shù)目個工件中的每一者上的檢驗位點處收集厚度測量。舉例來說，可針對在開始使用或恢復(fù)使用之后立即由工藝工具處理的10,000個工件收集厚度測量。

在收集到厚度測量的情況下，在606處依據(jù)厚度測量建立一或多個黃金指紋。在一些實施例中，黃金指紋包括針對工藝工具的每一位置的黃金指紋。在此類實施例中，可按位置將厚度測量分組且接著按位置將其組合成黃金指紋。為了將厚度測量組合成黃金指紋，通過對檢驗位點中的每一者處的厚度測量求平均而計算所述位點的黃金指紋值。在一些實施例中，將檢驗位點處的黃金指紋值計算為(舉例來說)所述位點處的平均厚度。在其它實施例中，通過從檢驗位點處的平均厚度減去基線值而計算所述位點處的黃金指紋值?；€值可(舉例來說)被計算為檢驗位點的平均厚度。

并且，在收集到厚度測量的情況下，在608處建立或以其它方式更新一或多個預(yù)測模型。預(yù)測模型基于來自其它檢驗位點的厚度測量而在檢驗位點處估計厚度值。在一些實施例中，預(yù)測模型包括針對工藝工具的每一位置的預(yù)測模型。在此類實施例中，可按位置將厚度測量分組且接著按位置使用其來建立或以其它方式更新預(yù)測模型。此外，在一些實施例中，為了建立或更新預(yù)測模型，將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于厚度測量(例如，對厚度測量進(jìn)行訓(xùn)練)以識別第一子組的檢驗位點(例如，待測量的檢驗位點)與第二子組的檢驗位點(例如，待估計的檢驗位點)之間的關(guān)系。

參考圖7，提供經(jīng)配置以執(zhí)行圖4及6的工藝的系統(tǒng)的一些實施例的框圖700。如所圖解說明，薄膜計量工具102a經(jīng)配置以從薄膜工藝工具704接納工件702。薄膜工藝工具704經(jīng)配置以執(zhí)行薄膜半導(dǎo)體制造工藝以在工件702上形成薄膜。工件702包括多個裸片區(qū)域706，所述裸片區(qū)域中的一些裸片區(qū)域被指定為檢驗位點708。

在計量工具102a接納工件702之后，計量工具102a經(jīng)配置以取決于計量工具102a的操作模式而在檢驗位點708處測量及/或估計薄膜的厚度。此外，除非工件702超出規(guī)格，否則所述工件繼續(xù)移動到后續(xù)工藝工具710。

當(dāng)薄膜工藝工具704從維修恢復(fù)使用及/或開始使用時，計量工具102a處于數(shù)據(jù)收集模式中直到薄膜工藝工具704已處理預(yù)定數(shù)目個工件為止。在數(shù)據(jù)收集模式中，數(shù)據(jù)收集模塊712、黃金指紋模塊714及預(yù)測模型模塊716經(jīng)配置以執(zhí)行圖6的工藝且更新黃金指紋數(shù)據(jù)庫718及預(yù)測模型數(shù)據(jù)庫720。

在薄膜工藝工具704已處理預(yù)定數(shù)目個工件之后，計量工具102a處于優(yōu)化模式中。在優(yōu)化模式中，計量工具102a根據(jù)圖4的計量工藝操作。此外，計量工具102a使用黃金指紋數(shù)據(jù)庫718來分析第一規(guī)格，且使用預(yù)測模型數(shù)據(jù)庫720來在所選擇檢驗位點處估計厚度值。

系統(tǒng)的模塊712、714、716可由硬件、軟件或兩者的組合實施。此外，在模塊712、714、716包括軟件的情況下，系統(tǒng)包含存儲軟件的存儲器及執(zhí)行軟件的處理器或以其它方式與所述存儲器及處理器相關(guān)聯(lián)。超出模塊712、714、716之外，數(shù)據(jù)庫718、720還由存儲裝置(例如快閃存儲器裝置)實施。

參考圖8，提供圖7的薄膜工藝工具704的一些實施例的橫截面圖800。如所圖解說明，外殼的上部組件802及下部組件804界定由第一加熱器808橫向環(huán)繞的反應(yīng)器室806。排氣出口810布置于外殼中且經(jīng)配置以通過排氣出口線路814將來自反應(yīng)器室806的氣體提供到排氣泵812。此外，氣體入口816布置于外殼中且經(jīng)配置以通過對應(yīng)氣體入口線路820提供來自一或多個氣體源818的氣體。在一些實施例中，對應(yīng)于氣體入口線路820的閥822沿著氣體入口線路820布置且經(jīng)配置以控制氣體向氣體入口816的流動(例如，流動速率)。

氣體分配線路824及對應(yīng)噴嘴826布置于反應(yīng)器室806中且從氣體入口816延伸。氣體分配線路824及噴嘴826經(jīng)配置以將氣體引入到反應(yīng)器室806中。此外，工件固持件828布置于反應(yīng)器室806中且經(jīng)配置以在多個不同位置處支撐多個工件830。工件固持件828進(jìn)一步經(jīng)配置以支撐布置于工件830下面的第二加熱器832。工件固持件828布置于致動器834上方且通過軸件836連接到所述致動器。致動器834經(jīng)配置以在裝載及卸載反應(yīng)器室806時將工件固持件828移動到反應(yīng)器室806中及從所述反應(yīng)器室移動出去。

參考圖9，提供用于光刻及蝕刻半導(dǎo)體制造工藝的圖2的智能線內(nèi)計量工藝的一些實施例的流程圖900。如所圖解說明，在902處執(zhí)行光刻半導(dǎo)體制造工藝。902處的光刻工藝包括將光敏層曝光于輻射以及將光敏層顯影以在工件上形成經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層。902處的光刻工藝可包括(舉例來說)極紫外(euv)光刻工藝。

接下來在904處，執(zhí)行光刻計量工藝以進(jìn)行經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層的顯影后檢驗(adi)。在906處，在工件上的一組adi位點處測量經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層的adi臨界尺寸(cd)。adicd可為(舉例來說)經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層中的特征的開口寬度或其它尺寸。在一些實施例中，在adi位點處的測量之后，在908處做出關(guān)于測量是否滿足adi規(guī)格的確定。如果滿足adi規(guī)格，那么工件移動到910處的蝕刻半導(dǎo)體制造工藝。如果不滿足adi規(guī)格，那么可將工件報廢并可在220處執(zhí)行故障排查工藝。

在其它實施例中，在adi位點處的測量之后，光刻計量工藝根據(jù)圖2的計量工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行。舉例來說，可將adi測量與第一adi規(guī)格進(jìn)行比較。如果滿足第一adi規(guī)格，那么可在工件上的一組額外adi位點處估計經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層的adicd且可按第二adi規(guī)格評估adi估計。如果滿足第二adi規(guī)格，那么工件可移動到910處的蝕刻工藝。如果不滿足第一或第二adi規(guī)格，那么可測量額外adi位點且按第三規(guī)格進(jìn)行評估。如果滿足第三規(guī)格，那么工件可移動到910處的蝕刻工藝。如果不滿足adi規(guī)格，那么可將工件報廢且可在220處執(zhí)行故障排查工藝。

在910處，蝕刻工藝將經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層的圖案轉(zhuǎn)印到工件的下伏于光致抗蝕劑層下的層。此外，在一些實施例中，蝕刻工藝將經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層從工件剝除或以其它方式移除。910處的蝕刻工藝可包括(舉例來說)等離子體蝕刻及/或濕式蝕刻。

在910處的蝕刻之后，在202b處執(zhí)行蝕刻計量工藝。執(zhí)行蝕刻計量工藝以進(jìn)行經(jīng)轉(zhuǎn)印圖案的蝕刻后檢驗(aei)，且所述蝕刻計量工藝是根據(jù)圖1的計量工藝執(zhí)行。在206b處，在工件上的第一組aei位點處測量經(jīng)轉(zhuǎn)印圖案的aeicd。aeicd可為(舉例來說)經(jīng)轉(zhuǎn)印圖案中的特征的開口寬度或其它尺寸。第一aei位點與adi位點重疊，但所述兩組并不相同。此外，重疊位點的adi測量對應(yīng)于重疊位點的第一aei測量，使得adi測量與對應(yīng)第一aei測量之間的差指示圖案在多大程度上被轉(zhuǎn)印。

在208b處，做出關(guān)于第一aei測量是否滿足第一aei規(guī)格的第一確定。在一些實施例中，第一確定進(jìn)一步考慮到adi測量及/或歷史知識。第一確定包含912處的第一aeicd確定、914處的指紋確定、916處的adicd確定或前述各項的組合。

912處的第一aeicd確定確定第一aei測量是否在第一aei規(guī)格的aeicd限度內(nèi)。在一些實施例中，通過平均aeicd與aeicd限度的比較而共同評定第一aei測量。在其它實施例中，通過與aeicd限度的個別比較而個別地評定第一aei測量。此外，在一些實施例中，aeicd限度包括為spc系統(tǒng)中的對應(yīng)控制上限及下限的分?jǐn)?shù)或百分比(例如60％)的上限及下限。

914處的指紋確定確定工件的指紋是否在第一規(guī)格的指紋限度內(nèi)。指紋是指紋值的向量，針對adi與第一aei測量之間的每一重疊位點存在一個指紋值。指紋值是adi測量與第一aei測量之間的偏差值(即，差值)，或以其它方式從偏差值導(dǎo)出。因此，指紋可為(舉例來說)偏差分布曲線。在一些實施例中，通過平均指紋值與指紋限度的比較而共同評定指紋值。在其它實施例中，通過與指紋限度的個別比較而個別地評定指紋值。

918處的adicd確定確定adi與第一aei測量之間的非重疊位點處的adi測量是否在第一aei規(guī)格的adicd限度內(nèi)。在一些實施例中，通過平均adicd與adicd限度的比較而共同評定非重疊位點處的adi測量。在其它實施例中，通過與adicd限度的個別比較而個別地評定非重疊位點處的adi測量。此外，在一些實施例中，adicd限度包括為spc系統(tǒng)中的對應(yīng)控制上限及下限的分?jǐn)?shù)或百分比(例如60％)的上限及下限。

如果滿足第一aei規(guī)格(即，滿足第一aei規(guī)格的限度)，那么在210b中在第二組aei位點處使用預(yù)測模型估計經(jīng)轉(zhuǎn)印圖案的aeicd。第二aei位點對應(yīng)于adi測量與第一aei測量之間的非重疊adi位點。預(yù)測模型可(舉例來說)基于第一aei測量、adi測量、歷史知識或前述各項的組合。

在一些實施例中，預(yù)測模型使用重疊位點處的偏差值與第二aei位點處的偏差值之間的相關(guān)值的相關(guān)矩陣來估計第二aei位點處的aeicd。舉例來說，預(yù)測模型可通過估計位點處的偏差值且隨后將所述估計與所述位點的adi測量相加或從所述位點的所述adi測量減去所述估計而估計所述位點處的aeicd?？赏ㄟ^(舉例來說)計算重疊位點中的每一者的貢獻(xiàn)值且將所述貢獻(xiàn)值求和而估計偏差值。位點的貢獻(xiàn)值可計算為(舉例來說)相關(guān)矩陣的對應(yīng)相關(guān)值與對應(yīng)偏差值的乘積。相關(guān)矩陣可為(舉例來說)用于對工件執(zhí)行光刻及蝕刻工藝的工藝工具對特定的，或可為(舉例來說)用于執(zhí)行910處的蝕刻工藝的蝕刻工具的室特定的。

在一些實施例中，預(yù)測模型可使用以下各項進(jìn)一步估計第二aei位點處的aeicd：a)用于控制910處的蝕刻工藝的修整時間與目標(biāo)修整時間之間的差；b)在執(zhí)行910處的蝕刻工藝時的修整速率；c)在控制910處的蝕刻工藝時由apc系統(tǒng)使用的偏移與正常偏移之間的差；d)第一aei位點與第二aei位點之間的歷史相關(guān)值；或e)前述各項的組合。舉例來說，預(yù)測模型可通過估計位點處的偏差值、通過將所述估計與所述位點的adi測量及d)的歷史相關(guān)值求和及通過最后從所述和減去基于修整的量而估計所述位點處的aeicd。位點的貢獻(xiàn)值可如上文計算，將a)的修整差與b)的修整速率的乘積減去?？赏ㄟ^(舉例來說)計算a)的修整差與b)的修整速率的乘積且將所述乘積與c)的偏移差求和而計算基于修整的量。

此后，工件接下來移動到918處的后續(xù)半導(dǎo)體制造工藝。或者，接下來在214b處，基于aei估計做出關(guān)于是否滿足第二aei規(guī)格的第二確定。第二確定包含920處的第二aeicd確定。第二aeicd確定確定aei估計是否在第二規(guī)格的aeicd限度內(nèi)。在一些實施例中，通過平均aeicd與aeicd限度的比較而共同評定aei估計。在其它實施例中，通過平均aeicd與aeicd限度的比較而與第一aei測量一起評定aei估計。在又一些實施例中，通過與aeicd限度的個別比較而個別地評定aei估計。此外，在一些實施例中，第一與第二aei規(guī)格的aeicd限度相同。如果滿足第二aei規(guī)格，那么工件移動到918處的后續(xù)半導(dǎo)體制造工藝。

如果不滿足第一或第二aei規(guī)格，那么在216b中在工件上的第二aei位點及(在一些實施例中)第三組aei位點處測量aeicd。此外，在218b處基于第二aei測量而做出關(guān)于是否滿足第三aei規(guī)格的第三確定。如果滿足第三aei規(guī)格，那么工件移動到918處的后續(xù)半導(dǎo)體制造工藝。否則，將工件報廢且可在220處執(zhí)行故障排查工藝。

參考圖10，表格1000圖解說明用于圖9中的估計經(jīng)轉(zhuǎn)印圖案的cd的相關(guān)矩陣的一些實施例。如所圖解說明，列1002對應(yīng)于第一組檢驗位點，且行1004對應(yīng)于第二組檢驗位點。此外，每一單元1006包括量化對應(yīng)檢驗位點對處的偏差值之間的相關(guān)的相關(guān)值。

參考圖11，提供用于收集由圖9的蝕刻計量工藝使用的數(shù)據(jù)的工藝的一些實施例的流程圖1100。如所圖解說明，在1102處，蝕刻或光刻工具開始使用或在維修之后恢復(fù)使用且與伴隨工具相關(guān)聯(lián)。在開始或恢復(fù)使用的工具是光刻工具的情況下，伴隨工具是在光刻工具下游的蝕刻工具。在開始或恢復(fù)使用的工具是蝕刻工具的情況下，伴隨工具是在蝕刻工具上游的光刻工具。

在1104處，針對在開始或恢復(fù)使用之后立即由工藝工具對處理的預(yù)定數(shù)目個工件收集adicd測量。adicd測量包括預(yù)定數(shù)目個工件中的每一者上的一組檢驗位點處的測量。adicd測量是在由工藝工具對處理預(yù)定數(shù)目個工件時收集，且個別工件的adicd測量是在由光刻工具進(jìn)行處理之后但在由蝕刻工具進(jìn)行處理之前收集。

在1106處，針對預(yù)定數(shù)目個工件中的每一者收集在處理預(yù)定數(shù)目個工件時由光刻工具使用的修整時間。在一些實施例中，由apc系統(tǒng)維持及/或以其它方式控制修整時間。在由工藝工具對處理預(yù)定數(shù)目個工件時收集修整時間。

在1108處，針對預(yù)定數(shù)目個工件收集aeicd測量。aeicd測量包括預(yù)定數(shù)目個工件中的每一者上的所述組檢驗位點處的測量。aeicd測量是在由工藝工具對處理預(yù)定數(shù)目個工件時收集，且個別工件的aeicd測量是在由蝕刻工具進(jìn)行處理之后(例如緊接在由蝕刻工具進(jìn)行處理之后)收集。

在1110處，將檢驗位點劃分成第一子組及第二子組。此外，建立使第一子組的位點處的測量與第二子組的位點處的測量相關(guān)的相關(guān)矩陣。相關(guān)矩陣包括使第一子組的每一位點與第二子組的每一位點相關(guān)的相關(guān)值。在一些實施例中，針對每一aei-adicd測量對計算偏差值，且隨后使用最小乘方誤差方法將其組合成相關(guān)值。舉例來說，假設(shè)相關(guān)值介于第一子組的第一位點與第二子組的第二位點之間，那么可使用最小乘方誤差方法來確定第一位點處的偏差值在多大程度上與第二位點處的偏差值相關(guān)。

參考圖12，提供經(jīng)配置以執(zhí)行圖9及11的工藝的系統(tǒng)的一些實施例的框圖1200。如所圖解說明，光刻工藝工具1202經(jīng)配置以對工件1204執(zhí)行光刻半導(dǎo)體制造工藝(例如euv光刻工藝)以在工件1204上的光致抗蝕劑層中形成圖案。此外，光刻計量工具1206經(jīng)配置以取決于系統(tǒng)的操作模式而在工件1204的adi位點1208處測量及/或估計光致抗蝕劑圖案的cd。adi位點1208對應(yīng)于工件1204上的裸片區(qū)域1210。

此后，工件1204移動到蝕刻工藝工具1212，所述蝕刻工藝工具經(jīng)配置以將光致抗蝕劑層的圖案轉(zhuǎn)印到工件1204的下伏于光致抗蝕劑層下的層。此外，蝕刻計量工具102b經(jīng)配置以取決于系統(tǒng)的操作模式而在工件1204上的aei位點1216處測量及/或估計經(jīng)轉(zhuǎn)印圖案的cd。在測量及/或估計完成的情況下，工件移動到后續(xù)工藝工具1218。

當(dāng)光刻工藝工具1202或蝕刻工藝工具1212從維修恢復(fù)使用及/或開始使用時，系統(tǒng)處于數(shù)據(jù)收集模式中直到光刻工藝工具1202及蝕刻工藝工具1212已處理預(yù)定數(shù)目個工件為止。否則，系統(tǒng)處于優(yōu)化模式中。在優(yōu)化模式中，光刻計量工具1206及蝕刻計量工具102b經(jīng)配置以執(zhí)行圖9的相應(yīng)計量工藝。此外，蝕刻計量工具102b使用相關(guān)矩陣數(shù)據(jù)庫1220及修整時間數(shù)據(jù)庫1222進(jìn)行aei位點估計。在數(shù)據(jù)收集模式中，數(shù)據(jù)收集模塊1224及相關(guān)矩陣模塊1226經(jīng)配置以執(zhí)行圖11的工藝且更新相關(guān)矩陣數(shù)據(jù)庫1220及修整時間數(shù)據(jù)庫1222。

系統(tǒng)的模塊1224、1226可由硬件、軟件或兩者的組合實施。此外，在模塊1224、1226包括軟件的情況下，系統(tǒng)包含存儲軟件的存儲器及執(zhí)行軟件的處理器或以其它方式與所述存儲器及處理器相關(guān)聯(lián)。超出模塊1224、1226之外，數(shù)據(jù)庫1220、1222還由存儲裝置(例如快閃存儲器裝置)實施。

參考圖13，提供圖12的蝕刻工藝工具1212的一些實施例的橫截面圖1300。如所圖解說明，外殼1302界定反應(yīng)器室1304。排氣出口1306布置于外殼1302的下部側(cè)且經(jīng)配置以通過排氣出口線路1310將來自反應(yīng)器室1304的氣體提供到排氣泵1308。此外，一或多個氣體入口1312布置于外殼1302的上部側(cè)中且經(jīng)配置以通過一或多個對應(yīng)氣體入口線路1316提供來自一或多個氣體源1314的氣體。在一些實施例中，對應(yīng)于氣體入口線路1316的一或多個閥1318沿著氣體入口線路1316布置且經(jīng)配置以控制氣體向氣體入口1312的流動(例如，流動速率)。

噴頭電極1320布置于反應(yīng)器室1304中、連接到氣體入口1312。在一些實施例中，噴嘴1322進(jìn)一步布置于反應(yīng)器室1304中在噴頭電極1320上。噴頭電極1320及(在一些實施例中)噴嘴1322經(jīng)配置以將氣體引入到反應(yīng)器室1304中。此外，支撐電極1324布置于反應(yīng)器室1304中、在噴頭電極1320下面。支撐電極1324經(jīng)配置以支撐工件1326，且在一些實施例中，將工件1326加熱。在蝕刻工藝工具的操作中，將工藝氣體引入到反應(yīng)器室1304中且跨越噴頭電極1320及支撐電極1324施加電壓以產(chǎn)生用于蝕刻工件1326的等離子體1328。

參考圖14，提供圖12的光刻工藝工具1202的一些實施例的橫截面圖1400。如所圖解說明，光刻工具包括經(jīng)配置以支撐工件1404的晶片支撐件1402。此外，光刻工具包括經(jīng)配置以發(fā)射照射在光罩1410上的輻射1408的輻射源1406。光罩1410經(jīng)配置以根據(jù)一圖案選擇性地透射輻射1408。在一些實施例中，經(jīng)圖案化輻射1412直接通過到達(dá)工件1404。在其它實施例中，經(jīng)圖案化輻射1412通過光學(xué)傳送系統(tǒng)1414通過到達(dá)工件1404。

光學(xué)傳送系統(tǒng)1414布置于光罩1410與晶片支撐件1402之間且經(jīng)配置以將經(jīng)圖案化輻射1412傳送到工件1404。光學(xué)傳送系統(tǒng)1414可包括(舉例來說)透鏡1416。透鏡1416布置于光罩1410與晶片支撐件1402之間且可(舉例來說)經(jīng)配置以將經(jīng)圖案化輻射1412聚焦于工件1404的曝光場1418上。在操作中，經(jīng)聚焦輻射1420照射于曝光場1418上以將圖案轉(zhuǎn)印到曝光場1418中的光敏層。

因此，如從上文可了解，本發(fā)明提供用于智能線內(nèi)計量的方法。在工件上的第一組檢驗位點處測量工件的參數(shù)。使用第一組檢驗位點處的測量做出關(guān)于是否滿足第一規(guī)格的確定。響應(yīng)于滿足第一規(guī)格，在工件上的第二組檢驗位點處估計參數(shù)。響應(yīng)于不滿足第一規(guī)格，在第二組檢驗位點處測量參數(shù)且使用第二組檢驗位點處的測量做出關(guān)于是否滿足第二規(guī)格的確定。

在其它實施例中，本發(fā)明提供用于智能線內(nèi)計量的系統(tǒng)。測量模塊經(jīng)配置以在工件上的第一組檢驗位點處測量工件的參數(shù)。確定模塊經(jīng)配置以使用第一組檢驗位點處的測量確定是否滿足第一規(guī)格。測量模塊進(jìn)一步經(jīng)配置以響應(yīng)于不滿足第一規(guī)格而在第二組檢驗位點處測量參數(shù)。確定模塊進(jìn)一步經(jīng)配置以響應(yīng)于不滿足第一規(guī)格而使用第二組檢驗位點處的測量確定是否滿足第二規(guī)格。估計模塊經(jīng)配置以響應(yīng)于滿足第一規(guī)格而在第二組檢驗位點處估計參數(shù)。

在又一些實施例中，本發(fā)明提供用于智能線內(nèi)計量的方法。對工件執(zhí)行半導(dǎo)體制造工藝。在工件上的第一組檢驗位點處測量半導(dǎo)體制造工藝的輸出參數(shù)。使用第一組檢驗位點處的測量及關(guān)于先前半導(dǎo)體制造工藝或其它工件的歷史知識做出關(guān)于是否滿足第一規(guī)格的確定。響應(yīng)于滿足第一規(guī)格，在工件上的第二組檢驗位點處估計輸出參數(shù)。響應(yīng)于不滿足第一規(guī)格，在第二組檢驗位點處測量參數(shù)且使用第二組檢驗位點處的測量做出關(guān)于是否滿足第二規(guī)格的確定。

前述內(nèi)容概述數(shù)個實施例的特征，使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可更佳地理解本發(fā)明的各方面。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，其可容易地使用本發(fā)明作為用于設(shè)計或修改用于執(zhí)行相同目的及/或?qū)崿F(xiàn)本文中所引入的實施例的相同優(yōu)點的其它過程及結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識到，此類等效構(gòu)造不背離本發(fā)明的精神及范圍，且其可在不背離本發(fā)明的精神及范圍的情況下在本文中做出各種改變、替代及更改。