用多元分析对来自半导体处理系统的计量数据进行变形技术方案

本发明专利技术公开了用多元分析对来自半导体处理系统的计量数据进行变形。来自半导体处理系统的计量数据被利用多元分析进行变形。具体地，获得对用处理系统处理的一个或多个衬底测量或模拟的计量数据组。用多元分析对所获得的计量数据组确定一个或多个关键变量。获得对使用处理系统处理的一个或多个衬底测量或模拟的第一计量数据。第一计量数据不是早先获得的计量数据组中的计量数据之一。用所确定的一个或多个关键变量将第一计量数据变形为第二计量数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及对来自半导体处理系统的计量数据进行变形，更具体地说，涉及用多元分析(multivariate analysis)对计量数据进行变形。
技术介绍
在半导体制造中，计量(metrology)被越来越多地使用以确保单独的 工艺步骤以及一系列工艺步骤与设计规范相符。例如，计量可以用来识别 工艺漂移的情形，并提供足以为校正这种漂移建立控制方案的数据。尽管过去已经使用了临界尺寸扫描电子显微法(CD-SEM)，但是半 导体衬底上形成的器件的复杂性以及它们越来越小的特征尺寸(例如 lOOnm以下的技术节点)与越来越复杂的单元工艺和工艺集成方案结合起 来，已经保证了光学计量的实施。除了非破坏性计量之外，在线光学计量 (例如光学散射计量)也可以用于健壮的先进工艺控制(APC)。在光学散射计量中， 一种应用包括对半导体衬底上形成的、与半导体 器件中形成操作结构的位置很近的周期性结构进行利用。通过确定周期性 结构的轮廓，可以评价用来形成该周期性结构的制造工艺的质量，并扩展 到评价该周期性结构附近的半导体器件的操作结构。总的来说，光学散射计量包括用电磁(EM)辐射照射周期性光栅， 并测量所得的衍射信号。测得的衍射信号的特性通常被与预先确定的、跟 己知轮廓关联的衍射信号(即模拟衍射信号)的库进行比较。在测得的衍 射信号与模拟衍射信号之一之间构成匹配时，则认为与匹配的假定衍射信号关联的轮廓代表了周期性光栅的轮廓。但是，产生模拟衍射信号的过程通常包括执行大量复杂的计算，这不 仅耗时而且需要密集的计算。产生模拟衍射信号所需的时间量、计算能力 和计算容量可能限制所能产生的模拟衍射信号库的大小和分辨率(即条目7的数目以及条目之间的增量)。此外，测得延伸信号的复杂性(即数据 量)和存在噪声的可能性还可能进一步阻碍测得衍射信号与模拟衍射信号 之间的精确相关。例如，测得衍射信号之间的差异常常只能由测得衍射信 号的广谱特征形状中轻微的偏移或小的改变而构成。
技术实现思路
在一种示例性实施例中，来自半导体处理系统的计量数据被利用多元 分析进行变形。具体地，获得对用处理系统处理的一个或多个衬底测量或 模拟的计量数据组。用多元分析对所获得的计量数据组确定一个或多个关 键变量。获得对使用处理系统处理的一个或多个衬底测量或模拟的第一计 量数据。第一计量数据不是早先获得的计量数据组中的计量数据之一。用 所确定的一个或多个关键变量将第一计量数据变形为第二计量数据。附图说明结合附图参考以下说明，可以对本申请有最佳的理解，附图中相同的部分可以用相同的标号来表示图l示出了根据一种实施例的处理系统的示意图2示出了根据一种实施例，衬底上形成的结构的示意图3以示意图的形式表现了根据一种实施例用电磁辐射对衬底上的结构进行照明的技术；图4图示了根据另一种实施例，用电磁辐射对衬底上的结构进行照明所获得的示例性测得信号；图5图示了根据一种实施例，对于多个测得信号的示例性关键变量 CEV);图6图示了根据另一种实施例，对于关键变量的示例性统计学特性； 图7A图示了根据另一种实施例，随着用于处理工艺的两个可控工艺参数而变化的示例性工艺性能参数；图7B图示了根据另一种实施例，随着用于处理工艺的两个可控工艺参数而变化的示例性关键变量数据；图8A图示了根据另一种实施例，随着用于处理工艺的两个可控工艺参数而变化的示例性工艺性能参数的轮廓曲线图8B图示了根据另一种实施例，随着用于处理工艺的两个可控工艺参数而变化的示例性关键变量数据的轮廓曲线图9图示了根据另一种实施例，确定一个或多个关键变量的方法；图10图示了根据再一种实施例，利用一个或多个关键变量对处理系统进行操作的方法；以及图ll示出了根据再一种实施例的处理系统的示意图。具体实施例方式下面的说明阐述了多种具体的构造、参数等。但是应当明白，这种说明不应认为是对本专利技术范围的限制，而是提供来作为对示例性实施例的说明。现在参考附图，其中，多个附图中相同的标号表示相同或相应的部分，图1图示了一种材料处理系统1，该系统包括半导体处理系统10和工艺控制器12，半导体处理系统IO被构造来处理衬底，工艺控制器12用于对工艺数据执行监视、测量、调节或控制中的至少一种，或者它们中两种或更多种的组合，以执行处理系统10中的处理过程。工艺数据包括处理工艺中工艺变量的值，例如用于处理工艺的温度和时间。材料处理系统1还包括计量系统14和数据处理器20，计量系统14用于对来自由处理系统10中所执行的处理工艺所得的一个或多个衬底的计量数据进行测量。计量数据包括计量仪器(例如散射一、CDSEM等)的测量值。工艺控制器12能够执行在处理系统中执行处理工艺的方法。此外，数据处理器20还耦合到工艺控制器12和计量系统14。数据处理器20能够与工艺控制器12和计量系统14交互并与之交换数据，以及用多元分析对来自耦合到处理系统10的工艺控制器12的工艺数据与来自计量系统14的测得计量数据之间的关系进行表征。在图示的实施例中，图1所示材料处理系统1可以包括光刻系统，所述光刻系统具有耦合到光刻曝光系统的匀胶显影(track)系统，这种组合被构造来在衬底上形成光敏材料(例如光刻胶)的膜，所述衬底上形成有图案(例如集成电路图案)。图案化的膜可以在后续处理步骤(例如刻蚀步骤)中用作图案化掩膜。在用于制备光刻结构的工艺中，工艺数据例如可以包括将光敏材料涂敷(或涂抹)到衬底之后的后涂敷烘烤(PAB)的温度、图案曝光期间的曝光焦点(exposure focus)、图案曝光期间的曝光剂量、或者图案曝光之后的后曝光烘烤(PEB)的温度。另外，工艺数据还可以包括其他参数，例如与PAB之前的(光敏材料)涂抹工艺有关的分配速率和旋涂速率。或者，材料处理系统1可以包括刻蚀系统。刻蚀系统可以包括干法刻蚀系统或湿法刻蚀系统，该系统被构造来将掩膜层上形成的图案转移到下方的一个或多个层。例如，干法刻蚀系统可以包括干法等离子体刻蚀系统，该系统被构造来便于形成等离子体以辅助化学活性组分的产生并对衬底表面的化学反应进行催化。在用于将图案刻蚀到下方的层中的工艺中，工艺数据例如可以包括处理系统中的气压、被引入处理系统中的(处理气体的) 一种或多种化学粒子的流速、功率(例如被通过电极耦合到处理气体以便形成等离子体的射频(RF)功率)、用于执行刻蚀工艺的时间、或者处理期间的衬底温度(该温度接着可以包括例如被施加来将衬底夹持到衬底支架的静电夹持电压、衬底支架的温度、或者向衬底背面供应的(氦)气体的背面压力、或者它们的任意组合)。在另一种实施例中，材料处理系统1包括介质涂抹室，例如旋涂玻璃(SOG)或旋涂介质(SOD)系统。在另一种实施例中，材料处理系统1包括沉积室，例如化学气相沉积(CVD)系统、等离子体增强CVD(PECVD)系统、原子层沉积(ALD)系统、等离子体增强ALD(PEALD)系统、或者物理气相沉积(PVD)系统。在另外一种实施例中，材料处理系统1包括快速热处理(RTP)室，例如用于热退火的RTP系统。在另一种实施例中，材料处理系统1包括批次扩散炉(batchdiffusion fhmace)。在再一种实施例中，材料处理系统1可以包括半导体器件制造设备中使用的任意数目个处理系统。再参考图l，计量系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用多元分析对来自半导体处理系统的计量数据进行变形的方法，所述方法包括：　ａ）获得针对使用所述处理系统处理的一个或多个衬底测量或模拟出的计量数据组；　ｂ）用多元分析确定针对所获得的计量数据组的一个或多个关键变量；　ｃ）获 得针对使用所述处理系统处理的一个或多个衬底测量或模拟出的第一计量数据，其中，所述第一计量数据不是在ａ）中获得的计量数据组中的计量数据之一；以及　ｄ）用在ｂ）中确定的一个或多个关键变量将在ｃ）中获得的所述第一计量数据变形为第二计量数据。

【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：维翁，鲍君威，陈燕，韦彻特赫依蔻，赛巴斯坦埃格瑞特，
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]