一种采用软件的改进的断面测量数据收集和分析系统，该软件对存储在表示半导体芯片晶片断面的存储器中的库数据进行群集分析，用于实时匹配来自由断面测量仪器收集的数据的数据信号。为了更好地在输入的数据信号与断面库数据之间实时进行匹配为群集，并抽取群集的代表性的群集数据点。代表性群集存储在主存储器（例如ＲＡＭ），而形成群集的数据存储在次存储器（例如硬驱动器）。然后实时数据信号首先与代表性群集数据点比较，并当与特定的代表性群集数据点形成匹配时，与代表性群集数据点相关的群集从次存储器加载到主存储器。然后进而使用输入的实时数据信号进行搜索，以找出与群集中的数据最接近的匹配。这样，不必顺序地搜索整个的库数据，因而为了快速搜索，整个的库不必驻留在主存储器中，这既保存了时间又保存了主存。进而公开了细分驻留在群集的ｔｅｈ边界上的点的具体情形的技术。在优选实施例中，群集的划分方法基于ｔｅｈ Ｔ．Ｇｏｎｚａｌｅｚ算法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的领域本专利技术涉及成层、构图、掺杂和热处理的基本晶片制造操作中的晶片层的非破坏性测量领域中的断面测量法。本专利技术的背景在IC器件的物理和光学性质与来自由诸如椭圆偏振计和散射计这类仪器照射在IC器件上的光的信息之间存在一种关系。晶片的物理和光学性质是芯片制造者极力探索的的性质，因为一旦最好是通过实时操作的非破坏性技术知道了这些参数，就能够调节并优化微型芯片制造机器。遗憾的是，在晶片制造期间产生大量的数据，不能由芯片制造者很好地用来实时地控制工艺过程。本专利技术关注的是在在微型芯片制造中，使用生成项目和指定给项目的组之间的相关度的群集分析、多元分析技术，快速转换原始数据为信息。本专利技术的概述本专利技术是要提供一种带有软件的断面测量系统，该系统提供群集分析，以便使得从诸如椭圆偏振计或散射计等断面测量仪器收集的实时输入的数据信号，与存储在计算机存储器中的数据库匹配。首先库数据由群集表示，具有存储在主存储器中的群集代表性数据，同时群集存储在次存储器中。实时输入的数据起初与主存储器中的群集代表匹配，以找出最接近的匹配群集代表。当找到匹配时，与具有最接近匹配的群集代表相关的群集从次存储器加载到主存储器。这一技术避免了先有技术中发现的磁盘过分的颠簸。本专利技术还使得芯片制造中的观察及来自测量仪器的大量数据的使用常常在数学上是连续的。在一优选实施例中，使用T.Gonzalez的渐进式最大-最小算法作为优选的群集和划分方法。此外，引入了各种细化，诸如解决边界线匹配的特定情形。总之，本专利技术的优点在一优选实施例中是多方面的。需要对每一输入信号所作的比较数目从400K比较显著降低到10K比较。接下来，在速度上至少实现了40倍的改进。这是通过选择地只比较与最佳匹配群集代表的群集相关的那些信号而能够实现。其次，在没有足够的RAM加载整个库时(这是常见的情形)，本专利技术开拓了处理控制系统的一个重要方面在类似的条件下在一定的时间周期期间输入信号的可变性很小。这意味着在一定的时间周期只要在群集的一个子集即可找到对所有输入信号的最佳匹配。这样，输入信号最有可能在已经驻留在RAM的数据种找到其最佳匹配。这大大降低了在任何给定的数据周期期间发生的交换的次数。此外，由于需要被交换的数据量是库数据整个大小的很小部分，从硬盘驱动器到RAM的交换所耗时间是可以忽略的，因而用于使输入信号匹配库信号所费时间不会受到影响。附图的简要说明附图说明图1是实现本专利技术的断面测量系统的框图。图2(a)和(b)是表示断面测量信号的向量场和这种点的二维群集映象的示意图。图3是用于本专利技术的优选群集方法的顶级流程图。图4是使用群集技术划分数据的优选方法的顶级流程图。图5(a)-5(c)是使用优选的群集方法被划分的数据点集的简化的二维图示。图5(d)是表示“边界线匹配”问题的图5(c)部分的近观图。优选实施例的详细说明图1实现本专利技术的断面测量系统的框图。具有处理器1-20且运行本专利技术的软件程序计算机系统1-10，装有主存储器(即RAM)1-30，次存储器(即硬驱动器)1-40及多个I/O装置1-45，诸如键盘，鼠标及监视器，以及连接到在断面测量中使用的一个或多个仪器设备1-55的I/O装置1-50，诸如椭圆偏振计、散射计、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、分光计(SEM-EDX)等等，它们最好是实时测量仪器，诸如椭圆偏振计和散射计，实时收集诸如散射的或反射的波长等输入数据。这些数据与库数据相关以便确定制造中有意义的特征，诸如颗粒尺寸、断面轮廓、临界尺寸(CD)、膜层厚度等。本专利技术的计算机系统最好从非破坏性断面测量仪器1-55收集输入实时数据信号，并将输入实时数据以诸如多维向量的格式存储在主存储器(例如RAM)，以允许与相同格式的库数据进行比较。然后这种输入的实时信号数据与来自存储在存储器中的库的数据，如图1中概念表示在RAM中的数据1-60，进行比较，以便找出输入的实时数据与库数据之间的匹配。当由断面测量仪器收集的输入实时数据信号与存储在RAM中的库数据形成匹配时，本专利技术的操作者就知道与库数据相关的特征也是与收集的输入的实时信号数据相关的特征。这些特征用来计算在晶片制造中有极其重要性的剖面的晶片断面。在断面测量中，已经发现在IC装置的物理和光学性质(厚度，系数n和k，临界尺寸(CD)，及构图成层的晶片的剖面断面)与由诸如椭圆偏振计这样的仪器照射在IC装置上的反射光的量(tanψ)及相位(cosineΔ)之间存在一种关系。然而先有技术中，有与存储和比较大量的断面测量数据相关的潜在的问题，这是本专利技术所要解决的。一个问题是必须在从仪器收集的数据点与库中的数据之间进行极其大量的比较，以找出最佳匹配。不简单在于，使包含400,000个库断面的库数据必须与输入数据匹配以找出最佳匹配。要花费代价进行尝试，并且计算机中要有足够的RAM以便向RAM加载所有这一库数据，而在某些系统中可能无法配置带有这么多RAM的计算机系统。由诸如椭圆偏振计这样的典型的晶片测试和评价仪器收集的每一输入的实时数据信号，可能是由超过一百种波长成分组成的宽度信号。为了保证收集的输入的实时数据与库收集更好的匹配，先有存储足够大的数据库，目前的大小达到1GB，但是理论上没有限制。可以预见，将来可能收集更大量的数据，并可能采用存储的信号数据的几个库，当使用先有技术匹配这一数据时，将进而造成潜在的瓶颈。最后，采用RAM存储库数据的另一原因在于，由于微芯片制造设备被最佳地实时调节，故从仪器收集的输入数据必须实时地与库数据匹配。必须在次存储器(例如硬驱动器)而不是主存储器(例如RAM)存储库数据，这是由于不充分的RAM，或具有很大的库，减慢了必须进行的实时计算，由于库数据必须从次向主存储器移动。移动程度来说，使用足够大量的RAM存储与微型测量相关的所有的库数据在经济上是难以实现的。因而，库数据必须存储在硬驱动器上，且每当计算机程序调用这些数据时，数据从RAM被往复交换。这种“虚拟存储器”的缺点是速度慢，这是由于处理器与I/O转移处理通信一般要比与RAM通信慢几个数量级。于是，在程序试图在输入收集的实时数据与存储的库数据之间寻找最佳匹配时，在RAM与硬驱动器之间可能出现过量的盘交换，这就造成了瓶颈。为了解决这一问题，本专利技术特别采用了群集技术，该技术从库数据生成群集，起初只向RAM加载群集的代表，进行输入的实时数据与这些群集代表的初始匹配，并然后从硬驱动器向RAM只加载与最紧密匹配的群集代表相关群集，以完成搜索，从而降低了潜在的磁盘颠簸。这样本专利技术寻求采用群集，以把在实时数据和库数据之间必须发生的比较和匹配的数目减小到最低，同时保证了实时数据和库数据之间的最佳匹配。为了解释群集背后的理论，图2(a)示出由本专利技术的系统从微芯片制造工艺收集的输入实时数据信号如何存储。来自诸如椭圆偏振计光学测量仪器的输入实时数据信号的数据，被表示为向量(一般这可想象为一个数的参数化为分量的表示，诸如n-元组)，如向量2-A-10所示。每一向量有多个分量，在这例子中是三个分量，X，Y和Z分量。图2(a)中，只是为了示例的目的，示出数个具有三个分量(X，Y和Z)的三维向量。实际上，输入的实时微型测量信号(它们本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于半导体芯片制造的改进的软件程序，包括： 计算机存储器，包括主存储器和次存储器； 软件模块，用于作为实时数据信号表示从仪器收集的实时数据； 软件模块，用于把多维空间中点的库数据集合Ｓ群集为群集集合； 比较软件模块，用于比较所述实时数据信号与群集的所述集合，以便找出所述实时数据信号与所述群集中的所述点之间最接近的匹配。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯里尼维斯多蒂，
申请(专利权)人：音质技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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