提供了用于工艺监控的方法和设备。工艺监控包括（ｉ）根据与工艺环境的监控参数相对应的数据，产生工艺环境的多变量分析基准模型；（ｉｉ）指定与工艺环境的成熟相关的至少一个监控参数；（ｉｉｉ）收集与监控参数相对应的当前工艺数据，其中包括至少一个经指定的参数；以及（ｉｖ）基于至少一个经指定的参数的当前工艺数据来调整多变量基准模型以解释工艺环境的成熟。该方法进一步包括：根据当前工艺数据来产生用于表示工艺环境当前状态的一个或多个当前多变量分析工艺度量；以及将当前工艺度量和调整的基准模型进行比较以确定工艺环境的当前状态是否可接受。
Self-tuning multivariable analysis for monitoring dynamic parameters in a process environment
Methods and apparatus for process monitoring are provided. The process includes monitoring (I) according to the monitoring parameters and process environment corresponding to the data, multivariate analysis of the benchmark model to generate process environment; (II) specify and process environment maturity related to at least one of the monitoring parameters; (III) the process of data collection and monitoring of the parameters, including at least one the specified parameter; and (IV) at least one of the specified parameters of the process data is adjusted based on multivariable benchmark model to explain the process of environment maturity. The method further includes: according to the current process data generated for one or more of the multivariate analysis process measure of process environment and current status; benchmark model of current process measurement and adjustment were compared to determine the current state of the process environment is acceptable.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监控工艺环境中的动态参数的自校正多变量分析
技术介绍
已经证实多变量分析(MVA)在包含大量监控参数的过程监控中是一种有 效的工具，尤其适用于故障检测。多变量分析检测在参数协方差和对射变换中 所看到的过程变化。MVA —般需要基于作为基准的已知的可接受工作条件来构 造过程基准模型。可以由测量到的工艺参数来构建上述基准模型。通常，可以把该模型分解 成用于各工艺步骤的各个与时间有关的模型，然后再被构建成概括整个工艺的 上级模型。用于该工艺的故障检测的所有后续实施都按相同方式(即形成工艺步骤模 型和概括成上级模型)来比较相同的测量参数，并且通过统计方法确定与基准 模型所根据的已知可接受工艺相比所存在的重大偏离。MVA的有效实施大多取 决于该模型的质量。
技术实现思路
可以从使用MVA的故障检测中获益的各种工艺通常在本质上都是动态的。 工艺的性能通常由于老化而随时间漂移。例如，在各种半导体工艺中，在容器 壁上的沉积物可能导致内部RF场分布中的差异，这会影响该工艺中所涉及的 等离子体的特性。因此，当该工艺自然地成熟时，上述MVA基准模型在检测缺 陷方面效能变差，因为该模型认为新的工作条件在统计上与上述模型显著不 同，从而不能包括工艺老化或成熟。对随时间成熟的工艺有效实施MVA就需要一种机制的定义来识别由于成熟引起的偏移和由于工艺偏离引起的工艺中的偏移。如图l的例子所示，工艺成 熟一般遵循某种标准图形，它以与周期性维护相一致的循环来重复其本身。MVA 结果将工艺老化显示成一条成熟路径，其形式是理想化的斜坡。其它工艺可以 有不同的特征成熟路径，但是路径的特定轮廓是不重要的。图2是根据现有技术的、用于示出产生MVA基准模型的方法以解释工艺老 化的工艺成熟图。尤其， 一种方法包括创建解释工艺成熟的基准模型，包括在单个周期上选择工艺样本。例如，参考图2，可以使用沿工艺成熟路径的点 5a，5b，…5n处选择的样本(总共5个)来创建一基准模型，即使当工艺恢复不 理想时也不会导致沿后续的成熟路径的工艺报警(或故障指示)的。这种模型 的缺点是，虽然由点5c处示出的漂移所定义的事件是一个缺陷，但是有可能 不能标识它为缺陷。另外的模型化解决方案是周期性地更新用于故障检测的基准模型。然而， 这个解决方案需要大量模型，这些模型要求花费正常处理时间执行频繁的维 护。而MVA故障检测对于工艺漂移和正常缺陷两者都是强有力的，MVA的实施 需要大量的人的干预，并且会导致关于执行下一个模型更新的潜在的人为差 错。本专利技术涉及一种方法，该方法使作为自校正机制的工艺本身的特性与工艺 的多变量分析结合。经常，在各种工艺中，诸如在工艺成熟导致MVA结果中出 现漂移的那些工艺中，可以标识与MVA漂移结果相关的各个工艺参数。例如， 当半导体工艺成熟时，可以标识晶片的蚀刻速率并以之作为按相关方式改变的 参数。作为另一个例子，当半导体工艺成熟时，气流速率会因气孔中的沉积而 变化。可以在MVA模型中将与工艺成熟相关的参数定义成"初始条件"。可以使 用这些初始条件把沿工艺成熟曲线的当前工艺状态告知该模型。每当监控该工 艺时，MVA模型从以前的工艺事件来调整相关的参数以确定该工艺可以在工艺 成熟路径的何处找到它自己。然后MVA模型器可以调节MVA的控制阈值以补偿 实际的工艺漂移。按该方式，模型能够区分正常操作条件的漂移和由于已知成 熟工艺引起的操作条件改变。只要成熟曲线是该工艺的特性并且发现与成熟曲线相关的工艺参数，成熟 曲线的特性就是不重要的。初始条件的实施允许MVA模型自调节当前的成熟条 件，同时保持其标识工艺偏离正常工艺条件的能力。使用初始条件保持模型的 坚固性排除了经常更新模型的需求和保持经常性的模型版本控制的需求。根据一个方面，本专利技术的特征是用于工艺监控的一种方法和设备，包括下列步骤或结构从与工艺环境的监控参数相对应的数据中产生工艺环境的多变 量分析基准模型；标识与工艺环境的成熟相关的至少一个监控参数；收集与包 括上述至少一个经标识的参数的监控参数相对应的当前工艺数据；以及根据至少一个经标识的参数的当前工艺数据来调整多变量基准模型以解释工艺环境 的成熟。特定实施例还包括下列步骤或结构对在调整多变量基准模型中使用的至 少一个经标识的参数进行加权。特定实施例还包括下列步骤或结构从当前工艺数据中产生用于表示工艺环境的当前状态的一个或多个当前多变量分析工艺度量；以及将一个或多个当前工艺度量与调整的基准模型进行比较，以确定工艺环境的当前状态是否可接 受。特定实施例还包括下列步骤或结构产生关于表示工艺环境状态的度量的 度量值和一组阈值，这组阈值定义与工艺环境后续状态相关联的可接受的度量 值的范围。特定实施例还包括下列步骤或结构根据至少一个经标识的参数的当前工 艺数据来调整基准模型的那组阈值，以解释工艺环境的成熟。特定实施例还包括下列步骤或结构从当前工艺数据中产生表示工艺环境 的当前状态的一个或多个当前多变量分析工艺度量；以及将一个或多个当前工 艺度量与调整的那组阖值进行比较，以确定工艺环境的当前状态是否可接受。根据另一个方面，本专利技术的特征是用于工艺监控的一种方法和设备，包括 下列步骤或结构从与半导体工艺容器的监控参数相对应的数据产生半导体工 艺容器的多变量分析基准模型；标识与半导体工艺腔室的成熟相关的至少一个 监控参数；收集与包括至少一个经标识的参数的工艺腔室的监控参数相对应的 当前工艺数据；以及根据至少一个经标识的参数的当前工艺数据来调整多变量 基准模型，以解释半导体工艺腔室的成熟。特定实施例还包括下列步骤或结构对在调整多变量基准模型中使用的至 少一个经标识的参数进行加权。特定实施例还包括下列步骤或结构从当前工艺数据中产生表示半导体工 艺腔室的当前状态的一个或多个当前多变量分析工艺度量；以及对一个或多个当前多变量分析工艺度量与调整的基准模型进行比较，以确定工艺环境的当前 状态是否可接受。附图说明从如附图中所示的下述较佳实施例的更特定的说明，本专利技术的上述和其它 目的、特征和优点将变得显而易见，其中在所有附图中相同的标号表示相同的 部件。附图不一定按比例，其重点只是为了说明本专利技术的原理。图1是示出工艺成熟的周期性特性的图。图2是工艺成熟的图，用于示出现有技术中产生MVA基准模型以解释工艺 老化的方法。图3是根据一个实施例的流程图，示出产生基准MVA模型的方法。 图4是根据一个实施例的状态图，示出初始基准模型的工艺成熟和对应的 MVA结果和阈值。图5是根据一个实施例的流程图，示出使用MVA基准模型分析工艺环境的 当前状态的方法。图6是根据一个实施例的状态图，示出在调整而解释工艺成熟之后的基准 模型的工艺成熟和对应的MVA结果和阈值。图7是根据一个实施例的系统图，示出用于工艺环境中的动态参数分析的、执行自校正多变量分析基准模型化的工艺监控器。图8是表示使用静态基准模型的硅晶片在一个周期上的半导体工艺的多变 量分析(MVA)曲线图。图9A是示出所选择的工艺参数在经处理的晶片的一个周期上的实际值的 曲线图。图9B是用于图9A所选择的工艺参数值的样本的指数加权移动平均(E丽A) 信号的图。图9C是曲线图，示出所选择的工艺参数从一个晶片到一个晶片的变化。 图10是多变量分析本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种工艺监控方法，包括：根据与工艺环境的监控参数相对应的数据，产生工艺环境的多变量分析基准模型；标识与工艺环境的成熟相关的至少一个监控参数；收集与监控参数相对应的当前工艺数据，其中包括至少一个经标识的参数；以及基于至少一个经标识的参数的当前工艺数据，调整多变量基准模型，以解释工艺环境的成熟。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：UJ利弗艾米，L亨德勒，
申请(专利权)人：MKS仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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