一种工艺控制的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工艺控制方法和装置，该方法包括：选取当前工艺下的历史数据样本，所述历史数据样本包括当前工艺的光谱强度数据和待预测参数；依据所述历史数据样本，构建以光谱强度数据为输入变量，以待预测参数为输出变量的预测模型；基于该预测模型，对本次工艺过程进行控制。本发明专利技术通过选取针对同一工艺（如，待控制的当前工艺）的历史数据样本，构建合适的预测模型，以避免现有技术简单预测的缺陷，或者仅仅依靠实时光谱数据所带来的误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺
，特别是涉及一种工艺控制的方法及装置。
技术介绍
随着半导体芯片加工技术日趋严格，技术节点已从250nm到65nm，甚至45nm以下， 硅片的大小也从200mm增加到300mm，在此情况下对于硅片的加工工艺控制越来越严格。为 了保证高新工艺技术下硅片的生产质量，很多集成电路制造商和刻蚀设备生产商纷纷引入 先进工艺的控制技术，用于工艺生产过程中的产品质量的监控和重点工艺参数的预测。 在理想状态下，同一种工艺过程加工同种类型的硅片应该具有相同的加工速率。 但是在实际的工艺加工过程中，由于系统本身的原因或其他干扰的存在，导致工艺终点时 间及加工速率的波动或异常，从而造成片与片之间的加工均匀性无法达到要求，严重的还 会造成废片。因此通过预测工艺终点时间实现对工艺终点的实时监控是非常必要的。 在工艺技术快速发展的今天，仅有在线传感器和实时检测方法是远远不够的，工 艺过程中工程师们还希望可以及时的事先预测出一些重要的工艺参数(如工艺的终点时 间、加工速率等)，从而更加准确的对工艺进行控制，避免系统干扰引发的终点误报，提高生 产率。 在现有的终点时间预测方案中，简单而常用的是时间法。在实际加工工艺中，如果 系统比较稳定，那么加工时间和加工速率的波动不大，因此根据加工参数(例如，需要刻蚀 的厚度和机台的平均刻蚀速率)，就可以预测工艺时间，可以相对准确的控制工艺的进行。 此预测方案可以适用在较宽线条、终点时间精度要求不高的工艺中，但是在低于90nm的工艺中采用该方案进行预测和控制就无法满足工艺要求了。对于小线宽(即线宽较小)的集 成电路制造来说，该方案不可取，其低下的效率暂不必说，重要的是不能实现工艺中工艺终 点时间的在线监控。 在刻蚀工艺中，另一个常用而较为准确的现有预测方案是在线光学发射光谱法。 光学发射光谱检测系统主要是基于在线光谱检测设备对等离子体发射出的光谱进行实时 检测，由于刻蚀到不同物质层光谱会出现明显的变化，通过监测刻蚀过程中刻蚀到不同层 的物质时，反应物或生成物的发射谱线强度值，以此来判断刻蚀终点。光学发射光谱法虽然 可以实时检测反应物或生成物的等离子体发射出的光谱，并且准确判断刻蚀终点时间。但 是其准确性非常依赖信号质量，如果信号受到刻蚀系统的干扰或等离子体强度较低，那么该预测方案的准确性将明显降低并且容易出现终点时间的误报，影响产品的生产率。 总之，目前迫切需要本领域技术人员解决的一个技术问题就是如何能够创新地 提出一种工艺控制的方法，能够准确预测工艺参数，以提高产品的生产率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺控制的方法，能够准确预测工艺参 数，更好的进行工艺控制，以提高产品的生产率。4 为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了一种工艺控制方法，包括选取当前 工艺下的历史数据样本，所述历史数据样本包括当前工艺的光谱强度数据和待预测参数； 依据所述历史数据样本，构建以光谱强度数据为输入变量，以待预测参数为输出变量的预 测模型；基于该预测模型，对本次工艺过程进行控制。 优选的，所述待预测参数可以包括终点时间，或者终点时间及加工速率。 优选的，所述构建预测模型的过程可以包括对历史数据样本的标准正态化步骤，以及建立回归方程的步骤。优选的，可以采用多元线性回归法建立回归方程。 优选的，可以通过以下方式对本次工艺过程进行控制 利用上次工艺的光谱强度数据，代入所述预测模型，预测得到本次工艺的终点时 间，进行工艺控制； 或者，利用本次工艺的实时光谱强度数据，代入所述预测模型，预测得到本次工艺 的终点时间，进行工艺控制； 或者，利用本次工艺的实时光谱强度数据，代入所述预测模型，预测得到本次工艺 的终点时间；依据所预测的终点时间对在线终点监测设备所监测的终点时间进行前馈控 制，以所得到的优化的终点时间，进行工艺控制。 优选的，该方法还可以包括优化步骤采集本次工艺的光谱强度数据进入历史数据样本库，实时调整所述预测模型。 优选的，所述当前工艺为刻蚀工艺。依据本专利技术的另一实施例，还公开了一种工艺控制系统，包括 历史数据样本库，用于存储所选取的当前工艺下的历史数据样本，所述历史数据 样本包括当前工艺的光谱强度数据和待预测参数； 预测模型构建模块，用于依据所述历史数据样本，构建以光谱强度数据为输入变 量，以待预测参数为输出变量的预测模型； 工艺控制模块，用于基于该预测模型，对本次工艺过程进行控制。 优选的，所述待预测参数可以包括终点时间，或者终点时间及加工速率。 优选的，所述预测模型构建模块采用多元线性回归法建立预测模型。 优选的，所述工艺控制模块可以通过以下方式对本次工艺过程进行控制利用上次工艺的光谱强度数据，代入所述预测模型，预测得到本次工艺的终点时间，进行工艺控制；或者，利用本次工艺的实时光谱强度数据，代入所述预测模型，预测得到本次工艺的终点时间，进行工艺控制。 优选的，该系统还可以包括在线终点监测设备，用于在线监测本次工艺的终点 时间；其中，所述工艺控制模块可以通过以下方式对本次工艺过程进行控制利用本次工 艺的实时光谱强度数据，代入所述预测模型，预测得到本次工艺的终点时间；依据所预测的 终点时间对在线终点监测设备所监测的终点时间进行前馈控制，以所得到的优化的终点时 间，进行工艺控制。 优选的，该系统还可以包括反馈调整模块，用于采集本次工艺的光谱强度数据进 入历史数据样本库，实时调整所述预测模型。 优选的，所述当前工艺为刻蚀工艺。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点 本专利技术通过选取针对同一工艺(如，待控制的当前工艺)的历史数据样本，构建合适的预测模型，以避免现有技术简单预测的缺陷，或者仅仅依靠实时光谱数据所带来的误差。 其次，本专利技术给出了多种不同的控制方式，本领域技术人员根据不同的工艺标准和控制精度，可以选用不同的控制模式，从而使得本专利技术具有普适性。其中，依据预测的终点时间对在线终点监测设备进行前馈控制方案的，可以获得最佳的控制精度，达到最好的控制效果。 再者，本专利技术还可以依据本次工艺的光谱强度数据，对预测模型进行实时调整，以获取更准确的预测模型，提高预测精度。附图说明 图1是本专利技术的一种工艺控制方法的实施例1的步骤流程图 图2是本专利技术的一种工艺控制方法的实施例2的步骤流程图 图3是本专利技术的一种工艺控制方法的实施例3的步骤流程图 图4是本专利技术的一种工艺控制方法的实施例4的步骤流程图 图5是实施例4中一种前馈控制方案的步骤流程图； 图6是终点时间的预测结果示意图； 图7是蚀刻速率的预测结果示意图； 图8是本专利技术的一种工艺控制系统实施例的结构框图； 图9是本专利技术另一种工艺控制系统实施例的结构框图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。 本专利技术实施例的核心构思之一在于通过选取合适的历史数据样本，进而构建出比现有技术更加准确的预测模型，以获得较佳的预测精度，提高产品生产率；同时还可以依据不同的工艺标准和控制精度选用不同的控制方案。 本专利技术可以应用在多种半导体工艺的过程控制中，由于刻蚀工艺的终点时间控制是半导体芯片生产中的一个关键技术，比较典型，因此，在本专利的说明书中以此工艺为例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工艺控制方法，其特征在于，包括：选取当前工艺下的历史数据样本，所述历史数据样本包括当前工艺的光谱强度数据和待预测参数；依据所述历史数据样本，构建以光谱强度数据为输入变量，以待预测参数为输出变量的预测模型；基于该预测模型，对本次工艺过程进行控制。

【技术特征摘要】
一种工艺控制方法，其特征在于，包括选取当前工艺下的历史数据样本，所述历史数据样本包括当前工艺的光谱强度数据和待预测参数；依据所述历史数据样本，构建以光谱强度数据为输入变量，以待预测参数为输出变量的预测模型；基于该预测模型，对本次工艺过程进行控制。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待预测参数包括终点时间，或者终点时 间及加工速率。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建预测模型的过程包括对历史数据 样本的标准正态化步骤，以及建立回归方程的步骤。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，采用多元线性回归法建立回归方程。5. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下方式对本次工艺过程进行控制 利用上次工艺的光谱强度数据，代入所述预测模型，预测得到本次工艺的终点时间，进行工艺控制；或者，利用本次工艺的实时光谱强度数据，代入所述预测模型，预测得到本次工艺的终点时间，进行工艺控制；或者，利用本次工艺的实时光谱强度数据，代入所述预测模型，预测得到本次工艺的终点时间；依据所预测的终点时间对在线终点监测设备所监测的终点时间进行前馈控制，以 所得到的优化的终点时间，进行工艺控制。6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括采集本次工艺的光谱强度数据进入历史数据样本库，实时调整所述预测模型。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前工艺为刻蚀工艺。8. —种工艺控制系统，其特征在于，包括历史数据样本库，用于存储所选取的当前工艺下的历...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]