为测量系统确定队列匹配问题和根本原因要点技术方案

公开了用于确定正在测试的测量系统（ＭＳＵＴ）是否匹配包括至少一个其它测量系统的队列的方法、系统和程序产品。本发明专利技术实现了用于分析匹配问题的真实参数，包括单工具精度、工具对工具非线性、以及工具对工具偏差。然后，实现将这些参数组合为单值的底线工具匹配精度尺度。本发明专利技术还包括用于确定匹配问题的根本原因（ｓ１０）、以及用于确定队列测值精度尺度（ｓ４）的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及测量系统，并且更具体地，涉及确定正进行测试的测量系统对包括至少一个其它测量系统的队列(fleet)的匹配问题，并且还确定该匹配问题的根本原因要点(root cause issue)。
技术介绍
在需要精确和准确的测量的多种行业(如半导体制造)中应用测量系统。对于单独的测量系统以及一队测量系统，存在有关实现质量测量的挑战。对于单独得测量系统，一般需要每个工具实现小容限，以在制造过程中获得更好质量的产品和更少的废品。例如，在半导体制造业中，半导体国际技术指标的1999版(ITRS精度规范)列出了在2001年的绝缘线控所需的必要精度是1.8nm。由于多种原因，难以正确地评价和优化测量系统的测量潜力。例如，评估器通常对所考虑的各种仪器具有有限的访问手段。此外，每个仪器需要在宽范围的条件下进行评估，以便获得它在实际制造设置中将如何执行的有效的印象。最后，还没有关于所需的参数以及应如何测量参数的、广泛被接受的标准。通过引用在此合并的PCT公布WO/2004/059247中公开的一种方法涉及：通过基于精度和准确度而确定总测量不确定度(TMU)，来评价和优化测量系统。基于线性回归分析并从净残差中去除参考测量系统不确定度(URMS)，来计算TMU。在该TMU PCT公布中回答的基本问题是如何校正或准确地确定正进行测试的测量系统和正进行测试的队列如何进行测量。然而，该TMU公布未考虑到正在测试的测量系统有多类似地匹配参考测量系统。当在一队测量系统上评估质量测量时，上述对评价和优化单度量工具的挑战加倍。在前一段中引用的ITRS精度规范实际上适用于：被用于半导体制造过程中的监视和控制临界步骤的任何工具组。在成本上更有效的是：通过允许制造线中的全部队列的任何工具进行测量，而避免将工具专用于特定制造步骤。然而，这带来了对实现和保持队列中的所有工具的良好测量匹配的较高要求。典型地，将具有类似测量技术的测量系统选择为一起使用。然后，-->优选地，人工将跨越队列的测量系统尽可能地匹配。为了实现匹配，在一种方法中，将队列内的工具的测值之间的平均偏差值最小化，以尽可能地匹配工具。常用的实践方法是比较给定的、跨越预期将在制造线上遇到的最小到最大尺度范围的晶片(wafer)上的一系列不同设计线宽(linewidth)的测值，然后将不同工具的测值之间的平均差(偏差)最小化。此方法的一个缺点是没有足以理解不可接受的平均偏差的根本原因的信息。另一种方法试图使要被匹配的器具在比较不同设计线宽的测值时、产生具有单一斜率和零截距或平均偏差的直线的数据。此方法的改进在于，斜率提供了放大误差信息，但也遇到以下问题，即：未生成足以识别不可接受的匹配的根本原因的诊断信息。此外，两种方法都不能产生组合所有相关匹配信息的全面度量。目前的实践中的另一缺点在于，对匹配测量使用简化的人工制品(artifact)。经常选择匹配的人工制品，因为它们是稳定、可靠制造的，并且具有极少的由工艺引入的变化。不幸的是，这些特别的性质暗示它们不是领先的前缘技术示例，而且它们也未显示在制造中存在的测量挑战的全部范围。鉴于以上内容，在本领域中存在针对相关技术的问题的改进方法的需要。
技术实现思路
本专利技术包括用于确定正在测试的测量系统(MSUT)是否匹配包括至少一个其它测量系统的队列的方法、系统和程序产品。本专利技术实现了用于分析匹配问题的真实参数，其包括单工具精度、工具对工具非线性、以及工具对工具偏差。然后，实现将这些参数组合为单值的底线工具匹配精度尺度。本专利技术还包括用于确定匹配问题的根本原因、以及用于确定队列测值精度尺度的方法。该方法可应用于许多计量匹配情形，并且本专利技术的概念可应用于多种测量系统类型。尽管将与半导体工业的线宽有关地描述本专利技术，但被测量(即，要测量的对象)不限于此应用。另外，该方法不限于相同类型的工具。当正在比较的工具是相同型号时，定义为同类工具匹配。同类工具匹配是指跨越多代或多品牌的计量系统来应用此方法。本专利技术的第一方面针对于一种确定正在测试的测量系统(MSUT)是否匹配包括至少一个其它测量系统的队列的方法，该方法包括如下步骤：基于包括人工制品的MSUT测值与基准测量系统(BMS)对该人工制品的基准测值之间的-->斜率引起的偏移偏差(SISOffset)、以及对MSUT和BMS进行比较的线性回归分析的非线性(σnon-linearity)的参数组，来计算工具匹配精度(s1)；以及确定工具匹配精度是否满足匹配阈值，其中，在满足匹配阈值的情况下，视为MSUT是匹配的。本专利技术的第二方面包括一种确定正在测试的测量系统(MSUT)是否匹配包括至少一个其它测量系统的队列的系统，该系统包括：用于基于包括人工制品的MSUT测值与基准测量系统(BMS)对该人工制品的基准测值之间的斜率引起的偏移偏差(SISOffset)、以及对MSUT和BMS进行比较的Mandal回归分析的非线性(σnon-linearity)的参数组、来计算工具匹配精度的部件；以及用于确定工具匹配精度是否满足匹配阈值的部件，其中，在满足匹配阈值的情况下，视为MSUT是匹配的。本专利技术的第三方面涉及在计算机可读介质上存储的程序产品，用于确定正在测试的测量系统(MSUT)是否匹配包括至少一个其它测量系统的队列，该计算机可读介质包括用于执行如下步骤的程序代码：基于包括人工制品的MSUT测值与基准测量系统(BMS)对该人工制品的基准测值之间的斜率引起的偏移偏差(SISOffset)、以及对MSUT和BMS进行比较的Mandal回归分析的非线性(σnon-lincarity)的参数组，来计算工具匹配精度；以及确定工具匹配精度是否满足匹配阈值，其中，在满足匹配阈值的情况下，视为MSUT是匹配的。本专利技术的第四方面针对于一种确定正在测试的测量系统(MSUT)与包括至少一个其它测量系统的队列之间的匹配问题的根本原因要点的方法，该方法包括以下步骤：计算指示MSUT匹配队列的能力的工具匹配精度；确定工具匹配精度不满足匹配阈值；以及基于工具匹配精度的至少一个参数的分析，确定匹配问题的根本原因要点。根据以下更具体的本专利技术的实施例的描述，本专利技术的前述和其它特征将显而易见。附图说明将参照附图详细描述本专利技术的实施例，附图中，相同的附图标记指示相同的元素，并且附图中：图1示出了说明性队列测量系统环境。图2示出了根据本专利技术的队列匹配系统的框图。-->图3示出了图2的系统的操作方法的一个实施例的流程图。具体实施方式本说明包括仅仅为了清楚的目的的以下标题：I.介绍和定义、II.系统概况、III.操作方法、以及IV.总结。I.介绍和定义参照图1，本专利技术包括用于确定正在测试的测量系统(MSUT)10是否匹配队列12的方法、系统和程序产品，其中队列12包括至少一个其它测量系统14A-N，其中N是队列12中的测量系统的数目。在此所使用的“匹配”意味着：MSUT 10可执行具有可比较的结果的、与队列的其它工具相同的测量动作。“测量系统”或“正在测试的测量系统”(下文中称为“MSUT”)可以是任何测量工具，如临界尺度扫描电子显微镜、原子力显微镜、散射仪等。因此，应意识到，尽管在本说明中可能提及了具体类型的测量系统，但本专利技术的教导可应用于任何类型的测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定正在测试的测量系统（ＭＳＵＴ）是否匹配包括至少一个其它测量系统的队列的方法，该方法包括如下步骤：　基于包括人工制品的ＭＳＵＴ测值与基准测量系统（ＢＭＳ）对该人工制品的基准测值之间的斜率引起的偏移偏差（ＳＩＳＯｆｆｓｅｔ）、以及对ＭＳＵＴ和ＢＭＳ进行比较的线性回归分析的非线性（σ↓［ｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒｉｔｙ］）的参数组，来计算工具匹配精度（ｓ１）；以及　确定所述工具匹配精度是否满足匹配阈值（ｓ２），其中，在满足所述匹配阈值的情况下，视为所述ＭＳＵＴ是匹配的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-2-25 60/656,162;US 2005-2-25 11/065,740;US1、一种确定正在测试的测量系统(MSUT)是否匹配包括至少一个其它测量系统的队列的方法，该方法包括如下步骤：基于包括人工制品的MSUT测值与基准测量系统(BMS)对该人工制品的基准测值之间的斜率引起的偏移偏差(SISOffset)、以及对MSUT和BMS进行比较的线性回归分析的非线性(σnon-linearity)的参数组，来计算工具匹配精度(s1)；以及确定所述工具匹配精度是否满足匹配阈值(s2)，其中，在满足所述匹配阈值的情况下，视为所述MSUT是匹配的。2、如权利要求1所述的方法，其中，所述参数组还包括：对MSUT和BMS进行比较的线性回归分析的斜率，MSUT的精度，人工制品的MSUT测值与BMS对该人工制品的基准测值之间的平均偏差，人工制品的基准测值和该人工制品的队列平均测值之间的BMS平均偏差，以及人工制品的基准测值和该人工制品的队列平均测值之间的、BMS斜率引起的偏差。3、如权利要求2所述的方法，其中，计算步骤(s1)将所述工具匹配精度定义为：TMP=3βMSUT2σMSUT2+(offset-offsetBMS)2+(SISoffset-SISoffsetBMS)2+σnon-linearity2,]]>其中，TMP是工具匹配精度，βMSUT是线性回归分析的斜率，σMSUT是MSUT的精度，offset是平均偏差，offsetBMS是BMS平均偏差，SISoffset是斜率引起的偏移偏差，SISoffsetBMS是BMS偏移引起的偏差，而σnon-linearity是非线性。4、如权利要求1所述的方法，其中，在所述队列仅仅包括一个其它测量系统时，所述参数组还包括：对MSUT和BMS进行比较的线性回归分析的斜率，MSUT的精度，以及人工制品的MSUT测值与BMS对该人工制品的基准测值之间的平均偏差。5、如权利要求4所述的方法，其中计算步骤(s1)将所述工具匹配精度定义为：TMP2=3β2,MSUT2σMSUT2+offset224+SISoffset224+σ2,non-linearity24]]>其中TMP2是工具匹配精度，β2，MSUT是线性回归分析的斜率，σMSUT是MSUT的精度，offset2是平均偏差，SISoffset2是斜率引起的偏移偏差，而σ2，non-linearity是非线性。6、如权利要求1所述的方法，其中计算步骤(s1)将所述斜率引起的偏移偏差定义为：SISoffset＝υ(过程窗口大小)(1-βMSUT)，其中，SISoffset是斜率引起的偏移偏差，υ是用户可选择的过程窗口大小或数据范围的分数，而βMSUT是对MSUT和BMS进行比较的线性回归分析的斜率。7、如权利要求1所述的方法，其中计算步骤(s1)采用Mandel回归分析，并且将非线性定义为：σ2non-linearity＝σ2Mandel Residual-σ2BMS-σ2MS...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯N阿奇，小乔治W班克，埃里克P索利基，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]