【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及制造半导体器件，更具体而言涉及在半导体制造过程中使用第一原理(first principles)仿真。
技术介绍
半导体工业中的材料处理给集成电路(IC)的制造提出了巨大的挑战。对提高一般而言的IC(具体而言的存储器器件)速度的需求强迫半导体制造者将衬底表面上的器件做得越来越小。此外，为了降低制造成本，必须减少生产IC结构所需的步骤(例如刻蚀步骤、沉积步骤等)的数量，从而降低IC结构及其制造方法的整体复杂度。特征尺寸的减小和衬底尺寸的增大(即，200mm到300mm和更大)进一步加剧了这些需求，其更加强调对关键尺寸(CD)、处理速率和处理均匀性的精确控制，以最大化优良器件的产率。在半导体制造中，IC演化期间的众多步骤被采用，包括真空处理、热处理、等离子体处理等。在每个处理步骤中都存在影响处理结果的众多变量。为了更精确地控制每个处理步骤的结果，各个处理工具配备了越来越多的诊断系统(电的、机械的和光的)，以在处理期间测量数据，并提供用于通过过程控制器的动作来校正过程变化的智能基础。诊断系统的数量变得繁多并且成本高。但是，还是没有对整个过程控制在...
【技术保护点】
一种用于控制半导体处理工具所执行的处理的方法，包括： 输入与所述半导体处理工具所执行的处理有关的数据； 输入与所述半导体处理工具有关的第一原理物理模型； 使用所述输入的数据和所述物理模型来执行第一原理仿真，以提供第一原理仿真结果；以及 使用所述第一原理仿真结果来控制所述半导体处理工具所执行的处理。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-30 10/673,5071.一种用于控制半导体处理工具所执行的处理的方法，包括输入与所述半导体处理工具所执行的处理有关的数据；输入与所述半导体处理工具有关的第一原理物理模型；使用所述输入的数据和所述物理模型来执行第一原理仿真，以提供第一原理仿真结果；以及使用所述第一原理仿真结果来控制所述半导体处理工具所执行的处理。2.如权利要求1所述的方法，其中所述输入操作包括从被物理地安装在所述半导体处理工具上的物理传感器和度量工具中的至少一个，直接输入与所述半导体处理工具所执行的处理有关的数据。3.如权利要求1所述的方法，其中所述输入操作包括从手工输入设备和数据库中的至少一个，间接输入与所述半导体处理工具所执行的处理有关的数据。4.如权利要求3所述的方法，其中所述间接输入操作包括输入从所述半导体处理工具先前执行的处理而记录的数据。5.如权利要求3所述的方法，其中所述间接输入操作包括输入由仿真操作者设置的数据。6.如权利要求1所述的方法，其中所述输入数据的操作包括输入与所述半导体工具环境和所述半导体处理工具的物理特性中的至少一个有关的数据。7.如权利要求1所述的方法，其中所述输入数据的操作包括输入与所述半导体处理工具所执行的处理的特性和结果中的至少一个有关的数据。8.如权利要求1所述的方法，其中所述输入第一原理物理模型包括输入所述半导体处理工具的几何的空间解析模型。9.如权利要求1所述的方法，其中所述输入第一原理物理模型包括输入执行第一原理仿真以获得希望的仿真结果所需的基本等式。10.如权利要求1所述的方法，其中所述执行第一原理仿真包括与所述半导体处理工具所执行的处理并发地执行第一原理仿真。11.如权利要求1所述的方法，其中所述执行第一原理仿真包括独立于所述半导体处理工具所执行的处理来执行第一原理仿真。12.如权利要求1所述的方法，其中所述执行第一原理仿真包括使用所述输入的数据来设置所述第一原理仿真模型的边界条件。13.如权利要求1所述的方法，其中所述执行第一原理仿真包括使用所述输入的数据来设置所述第一原理仿真模型的初始条件。14.如权利要求1所述的方法，其中所述使用所述第一原理仿真结果包括使用所述第一原理仿真结果来执行对所述半导体处理工具所执行的处理中的故障的检测和分类中的至少一个。15.如权利要求1所述的方法，还包括使用互连资源的网络来执行权利要求1所述的处理步骤中的至少一个。16.如权利要求15所述的方法，还包括使用互连计算资源之间的代码并行化来分摊所述第一原理仿真的计算负荷。17.如权利要求15所述的方法，还包括在互连资源之间共享仿真信息来控制所述半导体处理工具所执行的处理。18.如权利要求17所述的方法，其中所述共享仿真信息包括在所述互连资源之间分发仿真结果，以减少不同资源对基本类似的第一原理仿真的冗余执行。19.如权利要求17所述的方法，其中所述共享仿真信息包括在所述互连资源之间分发模型改变，以减少不同资源对第一原理仿真的冗余细化。20.如权利要求15所述的方法，还包括经由广域网使用远程资源来控制所述半导体处理工具所执行的半导体处理。21.如权利要求21所述的方法，其中所述使用远程资源包括经由广域网使用远程计算和存储资源中的至少一个来辅助所述半导体处理工具所执行的半导体处理。22.如权利要求1所述的方法，其中所述执行第一原理仿真使用ANSYS计算机代码、FLUENT计算机代码、CFRDC-ACE计算机代码和直接仿真蒙特卡洛计算机代码中的至少一种。23.如权利要求1所述的方法，其中所述执行第一原理仿真包括通过应用紧密拟合解来计算所述第一原理仿真的解，从而为所述第一原理仿真中的单元设置初始条件。24.如权利要求23所述的方法，其中所述计算包括从解的库中选择所述紧密拟合解。25.如权利要求24所述的方法，其中所述选择包括从所述半导体处理工具上已被证明为收敛的解的库中选择解。26.如权利要求23所述的方法，其中所述选择包括从与所述半导体处理工具连接的计算机网络上存在的解的库中选择所述紧密拟合解。27.如权利要求1所述的方法，其中所述执行第一原理仿真包括通过选择用于所述第一原理仿真的解的粗栅格来计算所述第一原理仿真的解。28.如权利要求27所述的方法，其中所述计算解还包括使用所述粗栅格的解来为使用细栅格的后续第一原理仿真中的单元设置初始条件。29.如权利要求1所述的方法，其中所述使用所述第一原理仿真结果来控制所述处理包括执行主元分析来确定用于所述半导体处理工具的所述第一原理仿真结果的空间分量和一组至少一个控制变量之间的关系，所述关系被用来确定对所述一组至少一个控制变量的校正，以便影响所述空间分量大小的减小。30.如权利要求1所述的方法，其中所述使用所述第一原理仿真结果来进行控制包括控制材料处理系统、刻蚀系统、光刻胶旋涂系统、光刻系统、电介质涂敷系统、沉积系统、用于热退火的快速热处理系统以及批扩散炉中的至少一个。31.如权利要求30所述的方法，其中所述使用所述第一原理仿真结果来进行控制包括控制化学气相沉积系统和物理气相沉积系统中的至少一个。32.如权利要求21所述的方法，其中所述输入工具数据包括输入刻蚀速率、沉积速率、刻蚀选择性、刻蚀关键尺寸、刻蚀特征各向异性、膜特性、等离子体密度、离子能量、化学物浓度、光刻胶掩模膜厚度、光刻胶图案尺寸中的至少一个。33.如权利要求1所述的方法，其中所述输入数据的操作包括输入材料处理系统、刻蚀系统、光刻胶旋涂系统、光刻系统、电介质涂敷系统、沉积系统、用于热退火的快速热处理系统和批扩散炉中至少一个的物理几何参数。34.如权利要求1所述的方法，其中所述使用所述第一原理仿真结果来进行控制包括通过使用模型输出来调整所述半导体处理工具所执行的处理，从而控制所述半导体处理工具。35.如权利要求34所述的方法，其中所述控制包括使用非线性优化和多变量分析中的至少一种来得到用于过程控制的控制模型。36.如权利要求1所述的方法，还包括在多个计算/存储设备之间交换信息，包括模型求解器参数、第一原理仿真的解状态、第一原理仿真的模型解和所述模型解的解收敛历史中的至少一个。37.如权利要求1所述的方法，还包括检查处理结果；以及提供输入到所述第一原理仿真以用于校准目的。38.一种系统，包括被配置为执行处理的半导体处理工具；被配置为输入与所述半导体处理工具所执行的处理有关的数据的输入设备；以及第一原理仿真处理器，所述第一原理仿真处理器被配置为输入与所述半导体处理工具有关的第一原理物理模型，以及使用所述输入的数据和所述物理模型来执行第一原理仿真，以提供第一原理仿真结果，其中所述第一原理仿真结果被用来控制所述半导体处理工具所执行的处理。39.如权利要求38所述的系统，其中所述输入设备包括被物理地安装在所述半导体处理工具上的物理传感器和度量工具中的至少一个。40.如权利要求38所述的系统，其中所述输入设备包括手工输入设备和数据库中的至少一个。41.如权利要求40所述的系统，其中所述输入设备被配置为输...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克J施特朗，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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