专利名称：用于监控工艺环境中的动态参数的自校正多变量分析的制作方法
用于监控工艺环境中的动态参数的自校正多变量分析背景技术已经证实多变量分析(MVA)在包含大量监控参数的过程监控中是一种有 效的工具，尤其适用于故障检测。多变量分析检测在参数协方差和对射变换中 所看到的过程变化。MVA —般需要基于作为基准的已知的可接受工作条件来构 造过程基准模型。可以由测量到的工艺参数来构建上述基准模型。通常，可以把该模型分解 成用于各工艺步骤的各个与时间有关的模型，然后再被构建成概括整个工艺的 上级模型。用于该工艺的故障检测的所有后续实施都按相同方式(即形成工艺步骤模 型和概括成上级模型)来比较相同的测量参数，并且通过统计方法确定与基准 模型所根据的已知可接受工艺相比所存在的重大偏离。MVA的有效实施大多取 决于该模型的质量。发明内容可以从使用MVA的故障检测中获益的各种工艺通常在本质上都是动态的。 工艺的性能通常由于老化而随时间漂移。例如，在各种半导体工艺中，在容器 壁上的沉积物可能导致内部RF场分布中的差异，这会影响该工艺中所涉及的 等离子体的特性。因此，当该工艺自然地成熟时，上述MVA基准模型在检测缺 陷方面效能变差，因为该模型认为新的工作条件在统计上与上述模型显著不 同，从而不能包括工艺老化或成熟。对随时间成熟的工艺有效实施MVA就需要一种机制的定义来识别由于成熟引起的偏移和由于工艺偏离引起的工艺中的偏移。如图l的例子所示，工艺成 熟一般遵循某种标准图形，它以与周期性维护相一致的循环来重复其本身。MVA 结果将工艺老化显示成一条成熟路径，其形式是理想化的斜坡。其它工艺可以 有不同的特征成熟路径，但是路径的特定轮廓是不重要的。图2是根据现有技术的、用于示出产生MVA基准模型的方法以解释工艺老 化的工艺成熟图。尤其， 一种方法包括创建解释工艺成熟的基准模型，包括在单个周期上选择工艺样本。例如，参考图2，可以使用沿工艺成熟路径的点 5a，5b，…5n处选择的样本(总共5个)来创建一基准模型，即使当工艺恢复不 理想时也不会导致沿后续的成熟路径的工艺报警(或故障指示)的。这种模型 的缺点是，虽然由点5c处示出的漂移所定义的事件是一个缺陷，但是有可能 不能标识它为缺陷。另外的模型化解决方案是周期性地更新用于故障检测的基准模型。然而， 这个解决方案需要大量模型，这些模型要求花费正常处理时间执行频繁的维 护。而MVA故障检测对于工艺漂移和正常缺陷两者都是强有力的，MVA的实施 需要大量的人的干预，并且会导致关于执行下一个模型更新的潜在的人为差 错。本发明涉及一种方法，该方法使作为自校正机制的工艺本身的特性与工艺 的多变量分析结合。经常，在各种工艺中，诸如在工艺成熟导致MVA结果中出 现漂移的那些工艺中，可以标识与MVA漂移结果相关的各个工艺参数。例如， 当半导体工艺成熟时，可以标识晶片的蚀刻速率并以之作为按相关方式改变的 参数。作为另一个例子，当半导体工艺成熟时，气流速率会因气孔中的沉积而 变化。可以在MVA模型中将与工艺成熟相关的参数定义成"初始条件"。可以使 用这些初始条件把沿工艺成熟曲线的当前工艺状态告知该模型。每当监控该工 艺时，MVA模型从以前的工艺事件来调整相关的参数以确定该工艺可以在工艺 成熟路径的何处找到它自己。然后MVA模型器可以调节MVA的控制阈值以补偿 实际的工艺漂移。按该方式，模型能够区分正常操作条件的漂移和由于已知成 熟工艺引起的操作条件改变。只要成熟曲线是该工艺的特性并且发现与成熟曲线相关的工艺参数，成熟 曲线的特性就是不重要的。初始条件的实施允许MVA模型自调节当前的成熟条 件，同时保持其标识工艺偏离正常工艺条件的能力。使用初始条件保持模型的 坚固性排除了经常更新模型的需求和保持经常性的模型版本控制的需求。根据一个方面，本发明的特征是用于工艺监控的一种方法和设备，包括下列步骤或结构从与工艺环境的监控参数相对应的数据中产生工艺环境的多变 量分析基准模型；标识与工艺环境的成熟相关的至少一个监控参数；收集与包 括上述至少一个经标识的参数的监控参数相对应的当前工艺数据；以及根据至少一个经标识的参数的当前工艺数据来调整多变量基准模型以解释工艺环境 的成熟。特定实施例还包括下列步骤或结构对在调整多变量基准模型中使用的至 少一个经标识的参数进行加权。特定实施例还包括下列步骤或结构从当前工艺数据中产生用于表示工艺环境的当前状态的一个或多个当前多变量分析工艺度量；以及将一个或多个当前工艺度量与调整的基准模型进行比较，以确定工艺环境的当前状态是否可接 受。特定实施例还包括下列步骤或结构产生关于表示工艺环境状态的度量的 度量值和一组阈值，这组阈值定义与工艺环境后续状态相关联的可接受的度量 值的范围。特定实施例还包括下列步骤或结构根据至少一个经标识的参数的当前工 艺数据来调整基准模型的那组阈值，以解释工艺环境的成熟。特定实施例还包括下列步骤或结构从当前工艺数据中产生表示工艺环境 的当前状态的一个或多个当前多变量分析工艺度量；以及将一个或多个当前工 艺度量与调整的那组阖值进行比较，以确定工艺环境的当前状态是否可接受。根据另一个方面，本发明的特征是用于工艺监控的一种方法和设备，包括 下列步骤或结构从与半导体工艺容器的监控参数相对应的数据产生半导体工 艺容器的多变量分析基准模型；标识与半导体工艺腔室的成熟相关的至少一个 监控参数；收集与包括至少一个经标识的参数的工艺腔室的监控参数相对应的 当前工艺数据；以及根据至少一个经标识的参数的当前工艺数据来调整多变量 基准模型，以解释半导体工艺腔室的成熟。特定实施例还包括下列步骤或结构对在调整多变量基准模型中使用的至 少一个经标识的参数进行加权。特定实施例还包括下列步骤或结构从当前工艺数据中产生表示半导体工 艺腔室的当前状态的一个或多个当前多变量分析工艺度量；以及对一个或多个当前多变量分析工艺度量与调整的基准模型进行比较，以确定工艺环境的当前 状态是否可接受。
从如附图中所示的下述较佳实施例的更特定的说明，本发明的上述和其它 目的、特征和优点将变得显而易见，其中在所有附图中相同的标号表示相同的 部件。附图不一定按比例，其重点只是为了说明本发明的原理。图1是示出工艺成熟的周期性特性的图。图2是工艺成熟的图，用于示出现有技术中产生MVA基准模型以解释工艺 老化的方法。图3是根据一个实施例的流程图，示出产生基准MVA模型的方法。 图4是根据一个实施例的状态图，示出初始基准模型的工艺成熟和对应的 MVA结果和阈值。图5是根据一个实施例的流程图，示出使用MVA基准模型分析工艺环境的 当前状态的方法。图6是根据一个实施例的状态图，示出在调整而解释工艺成熟之后的基准 模型的工艺成熟和对应的MVA结果和阈值。图7是根据一个实施例的系统图，示出用于工艺环境中的动态参数分析的、执行自校正多变量分析基准模型化的工艺监控器。图8是表示使用静态基准模型的硅晶片在一个周期上的半导体工艺的多变 量分析(MVA)曲线图。图9A是示出所选择的工艺参数在经处理的晶片的一个周期上的实际值的 曲线图。图9B是用于图9A所选择的工艺参数值的样本的指数加权移动平均(E丽A) 信号的图。图9C是曲线图，示出所选择的工艺参数从一个晶片到一个晶片的变化。 图10是多变量分析(MVA)曲线图，表示使用用图9C的变量增量值补偿 的自校正MVA基准模型在硅晶片的一个周期上的半导体工艺。
具体实施方式
本发明的特征是在工艺环境中用于监控动态参数的自校正多变量分析方 法。为了示例的目的，描述在半导体工艺环境中使用的本发明的一个实施例。 熟悉本领域的技术人员容易理解，本发明的实施例也可以容易地应用于其它工 艺环境。在一般半导体工艺中， 一系列硅晶片通过用于材料沉积、蚀刻或其它工艺 步骤的工艺腔室。对于这些工艺，可以使用多变量分析根据工艺环境的特征而 不是晶片本身的特征来估算所处理的晶片的质量。为了完成这种分析，使用MVA 产生工艺环境的基准模型。使用MVA基准模型作为确定后续工艺环境状态以及因而后续处理晶片是否符合可接受标准的基础。本发明的优点在于标识为"初 始条件"的一组工艺参数与工艺的老化相关。因此，可以根据初始条件参数值 产生单个基准模型以及接着进行调整以解释工艺老化，来代替产生故障检测效 率相当不高和无效的多个基准模型或单个通用基准模型。调整包括根据初始条 件的任何分析性调节。图3是流程图，示出产生基准MVA模型的方法。在步骤10处，根据工艺 环境的监控参数收集历史数据。例如，在半导体工艺中，监控参数可以包括晶 片标识("晶片ID")、蚀刻速率、压力、RF功率、质谱测定法数据、红外 谱测定法、温度和描述工艺腔室和工艺的物理特性的其它参数中的任何一个或 多个。可以为一系列晶片处理收集这种数据，并且根据晶片ID进行组织。在步骤20处，选择一组历史数据用于产生MVA基准模型。在半导体工艺 中，所选择的历史数据只包括对应于通过处理晶片的外部测试认为可接受的晶 片的数据。例如，如果收集50个晶片的历史数据，认为其中可接受的只有45 个，则历史数据组局限于与可接受的45个晶片对应的数据。在步骤30处，指定一个或多个监控参数为产生模型中使用的"初始条件"。 初始条件是与该工艺的正常老化或成熟相关的工艺监控参数。因此，当工艺成 熟时，可以根据初始条件参数值的变化通过调整模型来校正初始基准模型。换 言之，初始条件表示沿工艺成熟路径的工艺成熟状态。可以根据特定工艺的知 识或通过在该工艺的生命周期上对监控参数进行经验分析来确定初始条件参 数。例如，在半导体工艺中，初始条件可以包括蚀刻速率和/或气流速率。在步骤40处，根据所选择的历史数据和指定的初始条件来产生MVA基准 模型。使用数据多变量分析的模型的产生在现有技术中一般是众知的。所产生的MVA基准模型把大量工艺参数的历史数据精简为代表可接受的工艺环境的独 立抽象度量的较小的组(例如，MVA结果)。每个抽象度量进一步与定义可接 受度量值偏离基准值的范围的一组控制阈值相关联。使用这些阈值作为确定后 续工艺环境和因而后续处理晶片是否符合可接受标准的基础。例如，图4是根据一个实施例的状态图，示出工艺成熟和对应的MVA结果 和初始基准模型的阈值。具体地，MVA结果6a是基准模型的示范性度量，而 MVA结果6b和6c是所定义的阈值，这些阈值与用于工艺环境的后续模型化状 态的可接受MVA结果的范围对应。根据一个实施例，可以使用来自总部在瑞典Umea的UMetrics的MVA软件 SIMCA P+或SIMCA QM+来产生MVA基准模型。还可以使用本领域己知的其它多 变量分析软件、硬件或其它技术。 一旦提供了基准模型，就可以使用它来调整 工艺环境的当前状态。图5是根据一个实施例的流程图，示出使用MVA基准模型分析工艺环境的 当前状态的方法。在步骤50处，根据工艺环境的监控参数收集当前数据。监控参数最好与 用于产生基准模型的监控参数相同，除了在本例子中是对于单个工艺事件来收 集数据的。例如，在半导体工艺中，为处理单个晶片(例如，蚀刻或材料沉积) 而收集数据。监控参数还包括以前指定作为"初始条件"参数的一个或多个参 数。在步骤60处，相对于对于初始条件参数所收集的数据调整MVA基准模型 的控制阈值。如上所述，初始条件参数与工艺的自然老化或成熟相关。换言之， 当一个或多个初始条件变化时，该工艺和MVA基准模型沿其成熟路径老化。因 此，原始的基准模型可以简单地调整每个抽象度量的控制阈值，以代替根据工 艺老化而创建新的基准模型。可以相对于初始条件参数的实际值或相对于根据 初始条件参数的实际值导出的值来调整控制阈值以解释工艺的自然老化。例如，图6是根据一个实施例的状态图，示出在调整而解释工艺成熟之后 的基准模型的工艺成熟和对应的MVA结果和阈值。具体地，MVA结果6a是基准模型的初始度量，而MVA结果6b'和6c，是所调整的阈值，这些阈值与用于 工艺环境的后续测量状态的可接受MVA结果的新范围对应。因此，如果工艺环 境的当前状态对应于图2所示的MVA结果5c以及MVA结果的阈值范围在6b' 和6c'之间，则检测到故障。返回而参考图5，在步骤70处，使用根据单个工艺事件的监控参数收集的 数据来产生表示工艺环境的当前状态的MVA工艺度量。按与基准模型相同的 方式产生当前工艺模型。例如，在半导体工艺中，在将单个晶片处理成为表示 当前环境的独立抽象度量的较小组的期间，所产生的当前工艺分析精简了关于 晶片工艺腔室的数据。在步骤80处，然后就对当前工艺模型的一个或多个抽象度量与对应的阈 值范围进行比较，该阈值范围是在已经调整而解释工艺老化的基准模型中定义 的。在半导体工艺中，如果当前模型的度量落在所定义的基准模型的阈值范围 内，则认为对应的工艺环境以及因而对应的处理晶片为可接受的。如果一个或 多个当前模型度量落在所定义的阈值范围外，则认为对应的工艺环境以及因而 对应的处理晶片为不可接受的，并且因此而设置晶片。图7是根据一个实施例的系统图，示出用于工艺环境中的动态参数分析的、 执行自校正多变量分析基准模型化的工艺监控器。这个系统包括工艺环境100 以及工艺监控器200。在所示的实施例中，工艺环境100是晶片工艺腔室，晶 片105进入容器进行材料沉积、蚀刻或其它半导体工艺。工艺监控器200包括MVA模块210、工艺接口 220、用户接口 240以及数 据库230。用户接口 240通过工艺接口 220控制MVA模块210和数据库230的 操作。工艺接口 220根据工艺环境100的监控参数收集数据，并且根据晶片ID 把数据存储在数据库230中。根据一个实施例，可以使用来自总部在马萨诸塞 州Wilmington的MKS仪器公司的1^001^66 故障检测和分类(FDC)系统来实施 工艺监控器200。为了产生工艺的MVA基准模型，通过用户接口 240选择与可接受的处理晶 片相关联的历史数据。工艺接口 220从数据库230检索所选择的历史数据，并 且把数据传送到MVA模块210。通过用户接口 240指定一个或多个工艺参数的 一个组作为初始条件，并且经由工艺接口 220把它也传送给MVA模块210。MVA模块220产生使用已知多变量分析技术的MVA基准模型。尤其，所产 生的MVA基准模型把大量工艺参数的历史数据精简为表示可接受工艺环境的独 立抽象度量的较小的组。每个抽象度量进一步与定义可接受度量值偏离基准值 的范围的一组控制阈值相关联。使用这些阈值作为确定后续工艺环境和因而后 续处理晶片是否符合可接受标准的基础。可以使用来自UMetrics的MVA软件 SIMCA P+或SIMCA QM+来实施MVA模块。把存储在MVA模块210中的基准模型 或基准模型的指数(index)返回给工艺接口 220。为了使用MVA基准模型进行工艺环境的故障检测，用户接口 240指挥工艺 接口 220收集诸如晶片工艺事件之类一批独立工艺事件的数据。工艺接口 220 收集每个事件的工艺事件数据，并且根据晶片ID把数据存储在数据库230中。 工艺接口 220把所收集的包括指定初始条件参数值的工艺事件的数据并行地传 送给MVA模块210以解释表示工艺环境100的当前状态的MVA结果。MVA模块 210产生当前结果，并且还相对于一个或多个初始条件参数调整与基准模型的 抽象度量相关联的阈值以解释工艺老化。然后MVA模块210对当前分析的度量与基准模型的校正闺值进行比较。如果度量落在所调整的基准模型的阈值范围内，则认为对应的工艺环境以及因而 在半导体工艺中的对应的处理晶片为可接受的。如果当前度量落在所定义的阈 值范围外，则认为对应的工艺环境以及因而对应的处理晶片为不可接受的，并 且由工艺接口 220通过用户接口 240向工艺工程师报警以相应地处置晶片。图8—10示出使用用于多变量分析的自校正基准模型的漂移校正的一个实 际例子。图8是表示使用静态基准模型的硅晶片在一个周期上的半导体工艺的 多变量分析(MVA)曲线图。使用Hotelling的T2的多变量分析来分析半导体 工艺。曲线300是在沿X轴定义的晶片的一个周期上沿Y轴的半导体工艺的 T2度量值。该曲线还标识了临界极限310、 320、 330，用于警告操作者诸如晶片工艺 腔室之类的工艺环境不满足操作条件。例如，该工艺的临界极限包括配置成"警 告极限"的95%临界极限310， 99%临界极限320和报警水平330。报警水平 330 —般设置在警告极限的约2x处以便指示与半导体工艺相关联的出错条件。 当T2度量值超过报警水平330时，系统的操作者或自动处理一般采取校正动作，诸如清理晶片工艺腔室。如示范性曲线300所示，Hotelling的f多变量分析表示半导体工艺大部 分都失去控制，以致在工艺环境的周期性维护之间出现超过可接受极限310、 320、 330的范围的大量漂移。事实上，半导体工艺没有失去控制。而是，所检 测到的漂移是由正常工艺老化和成熟引起的。然而，因为多变量分析技术使用 从与一小组"优良"晶片相关联的工艺参数产生的静态基准模型，所以基准模 型不考虑正常的周期性工艺计划。检测由正常工艺老化和成熟引起的任何偏离 作为出错情况。因此，基准模型不表示正常的漂移工艺。为了补偿工艺漂移而无需扩大晶片组，标识与半导体工艺的Hotelling的 丁2多变量分析相关的特定工艺参数。图9A是曲线，示出所选择的参数在经处理 的晶片的一个周期上的实际值。如曲线400所示，所选择的参数按照周期性的 锯齿图形漂移。这个图形与多变量分析曲线300的锯齿图形相似。因此，所选 择的工艺参数适合于作为初始条件和补偿多变量基准模型在半导体工艺中的 固有漂移。在特定实施例中，可以从一个或多个工艺参数得到所选择的工艺参 数。因为图9A中所选择的工艺参数的实际值是有点噪声的，所以可以产生指 数加权移动平均(E碰A)信号以便滤除原始信号的自然差异和得到工艺参数中 的变化的"清楚"指示。例如，图9B是用于图9A所选择的工艺参数值的样本 的指数加权移动平均(E丽A)信号的图。如所示，信号410通过所选择的工艺 参数的晶片概括数据示出实际晶片。信号420是对相同概括数据使用指数加权 移动平均(E丽A)信号的经平滑的趋势。熟悉本领域的技术人员还可以利用已 知的其它平滑功能。另外，当发现不受较大随机噪声影响的强的相关参数时， 可以使用所选择的工艺参数本身的实际值作为模型的补偿值来代替平滑趋势 数据。图9C是曲线图，示出所选择的工艺参数从一个晶片到一个晶片的变化。 对于曲线500中沿X轴标识的每个晶片，沿Y轴标识对应的变量增量值组，这 些变量增量值表示来自以前晶片的所选择的工艺参数的实际值或平滑值的变 化。例如，在晶片号8处，变量增量值组包括第一变量增量值510b，该值表示 工艺参数相对于前一个晶片号7的平滑的概括统计值的变化。变量增量值510a和510c标识对应于关于变量增量值510b的所选择的工艺参数的自然差异的真 实范围的上和下界限。然后把这些变量增量值馈送到MVA基准模型进行调整， 因此而补偿容器中要处理的下一个晶片的模型。因此，这些变量增量值是MVA 模型中预期工艺漂移的补偿值。当执行这个补偿时，MVA模型知道了工艺漂移， 并且适当地校正Hotelling的T2参数。相对于变量增量值520，这些值从以前 的和后续的变量增量值组大大地逐渐增加。这种偏离可能由噪声或其它出错情 况引起。在这种情况下，不使用变量增量值420来调整基准模型。而是，再使 用紧接在变量增量值520之前的变量增量值。如果变量增量值520后面的变量 增量值保持这种数值中的逐渐增加，则系统可以把这个情况向人类操作者报 警，并且请求确认逐渐变化的这种偏离是否为预期的。调整包括基于初始条件的任何分析调节。例如，在多变量分析中，在称之 为超平面的n —维平面中形成诸如半导体工艺之类的工艺模型。把"优良"晶 片的初始组的工艺监控值映射到超平面，以致得到"云雾"或点子组以产生MVA 基准模型。最好从足够大的数据组来构建MVA模型以致在数据中表示了所有正 常工艺差异。MVA基准模型表示正常工艺性能。把在超空间中的代表数据点子 投射到最佳地配合数据点子的超平面上。基于投射到该超平面上的数据点子， 找到模型的中心。 一旦己经定义了模型，使用指定为初始条件的一个或多个工 艺参数的改变来定义模型中心的适当的偏移以便补偿工艺漂移不影响工艺质 量。为了根据工艺漂移调整这个MVA模型，可以使用特定物理参数中一个晶片 到一个晶片的值的变化，以致定义变量增量值为初始条件，把该初始条件输入 到对于中心点的移动进行模型化以计及漂移的功能。虽然允许模型的中心移动 而补偿工艺漂移，但是不要求校正相对于经校正的模型中心的模型阈值。而调整包括基于所选择的工艺参数进行计算以补偿工艺漂移，在多变量计 算中还存在又一个方面，其中可以对任何特定参数的重要性进行加权以增加或 减少它对多变量计算的影响。因此，可以对选择作为初始条件以补偿工艺漂移 的工艺参数进行加权以提供足够的漂移补偿。在一个以上的初始条件的情况 中，可以对指定的工艺参数在比较的基础上进行加权以补偿两个或多个初始条 件可能有的任何交互作用。图10是多变量分析(MVA)曲线图，表示使用用图9C的变量增量值补偿的自校正MVA基准模型在硅晶片的一个周期上的半导体工艺。从用于产生图8 的未补偿曲线的相同数据来产生经补偿的Hotelling的f线600。如所示，曲 线600包括Hotelling的TM直的漂移减少，并且大多数晶片落在2^5%亡的临 界值下，这是典型的报警水平330。然后可以利用存在的报警310、 320和330 作为要求通过所监控的工具进行周期性维护的一个指示。虽然在上述例子中，把单个工艺参数标识为初始条件，但是也存在工艺漂 移是由多个独立源引起的一些实例。在这些实例中，可以使用多个初始条件来 补偿多变量分析模型，每个初始条件都需要选择对应的正交工艺参数。可以在数字电子电路中、或在计算机硬件、固件、软件或它们的组合中实 施上述技术。还可以以不是电子性质但是执行相同滤除结果的另外的形式来实 施。实施可以作为计算机程序产品，即，在信息载体中(例如，在机器可读出 存储器件中或在传播的信号中)明白地实施的计算机程序，由执行或控制数据 处理设备的操作，所述数据处理设备例如，可编程处理器、计算机或多台计算 机。可以用包括汇编或编译语言之类任何形式的编程语言来写计算机程序，并 且可以以任何形式配置，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程或适用 于计算环境的其它单元。可以配置计算机程序使之在一个现场或分布在多个现 场和通过通信网络互连的情况下在一台计算机或多台计算机上执行。可以通过执行计算机程序以执行本发明的功能的一个或多个可编程处理 器对输入数据进行运算和产生输出而执行方法步骤。还可以通过特殊用途逻辑 电路，例如，FPGA (现场可编程门阵列)或ASIC (专用集成电路)来执行方法 步骤和实现设备。模块可以涉及计算机程序的一部分和/或实施功能的处理 器、特殊电路。作为例子，适合于执行计算机程序的处理器包括通用和特殊用途微处理器 两者以及任何类型的数字计算机中的任何一个或多个处理器。通常，处理器从 只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的重要元件是用 于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器件。通常，计 算机还包括用于存储数据的一个或多个海量存储器件(例如，磁盘、磁光盘或 光盘)，或计算机可操作地与之耦合以接收数据或传送数据、或两者。还可以在通信网络上发生数据传输和指令。适合于实施计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，作为例子包括半导体存储器件，例如，EPR0M、 EEPR0M、闪存器件； 磁盘，例如，内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-R0M盘。特 殊用途逻辑电路可以补充或结合处理器和存储器。这里所使用的术语"模块"和"功能"的意思是，但是不局限于，执行某 些任务的软件或硬件部件。可以有利地配置模块使之驻留在可寻址的存储介质 中以及配置成在一个或多个处理器上执行。可以用通用集成电路(IC) 、 FPGA 或ASIC实施模块的全部或部分。因此，作为例子，模块可以包括诸如软件部 件、面向对象的软件部件部件、类别部件和任务部件之类的部件、进程、功能、 属性、过程、子例程、程序代码段、驱动器、固件、微码、电路、数据、数据 库、数据结构、表格、阵列和变量。可以结合部件和模块所具备的功能成为较 少的部件和模块，或进一步分开成另外的部件和模块。在已经参考本发明的较佳实施例特别地示出和描述了本发明的同时，熟悉 本领域的技术人员可以理解，可以对本发明作出形式上和细节上的各种修改而 不偏离所附权利要求书包含的本发明的范围。
权利要求
1.一种工艺监控方法，包括根据与工艺环境的监控参数相对应的数据，产生工艺环境的多变量分析基准模型；标识与工艺环境的成熟相关的至少一个监控参数；收集与监控参数相对应的当前工艺数据，其中包括至少一个经标识的参数；以及基于至少一个经标识的参数的当前工艺数据，调整多变量基准模型，以解释工艺环境的成熟。
2. 如权利要求l所述的方法，还包括根据当前工艺数据，产生用于表示工艺环境当前状态的一个或多个当前多 变量分析工艺度量；以及将一个或多个当前工艺度量和调整后的基准模型进行比较，以确定工艺环 境的当前状态是否可接受。
3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，产生基准模型包括 产生关于用于表示工艺环境状态的度量的度量值和一组阈值，这组阈值定义与工艺环境后续状态相关联的可接受度量值的范围。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，调整基准模型包括 基于至少一个经标识的参数的当前工艺数据，调整基准模型的那组阈值，以解释工艺环境的成熟。
5. 如权利要求4所述的方法，还包括根据当前工艺数据，产生用于表示工艺环境当前状态的一个或多个当前多 变量分析工艺度量；将一个或多个当前多变量分析工艺度量和调整后的那组阈值进行比较，以 确定工艺环境的当前状态是否可接受。
6. —种半导体工艺监控方法，包括根据与半导体工艺腔室的监控参数相对应的数据，产生半导体工艺腔室的标识与半导体工艺腔室的成熟相关的至少一个监控参数；收集与工艺腔室的监控参数相对应的当前工艺数据，其中包括至少一个经标识的参数；以及基于至少一个经标识的参数的当前工艺数据，调整多变量基准模型，以解 释半导体工艺腔室的成熟。
7. 如权利要求6所述的方法，还包括根据当前工艺数据，产生用于表示半导体工艺腔室当前状态的一个或多个当前多变量分析工艺度量；以及将一个或多个当前多变量分析工艺度量和调整后的基准模型进行比较，以 确定工艺环境的当前状态是否可接受。
8. —种工艺监控设备，包括多变量分析模块，它能够根据与工艺环境的监控参数相对应的数据来产生工艺环境的多变量分析基准模型；多变量分析模块还能够接收与工艺环境的成熟相关的至少一个监控参数 的标识；工艺接口，它能够收集与监控参数相对应的当前工艺数据，其中包括至少 一个经标识的参数；以及多变量分析模块还能够基于至少一个经标识的参数的当前工艺数据来调 整多变量基准模型以解释工艺环境的成熟。
9. 如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述多变量分析模块还能够 根据当前工艺数据来产生用于表示工艺环境当前状态的一个或多个当前多变 量分析工艺度量；以及将一个或多个当前工艺度量和调整后的基准模型进行比 较以确定工艺环境的当前状态是否可接受。
10. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多变量分析模块能够产 生关于用于表示工艺环境状态的度量的度量值和一组阈值，这组阈值定义与工 艺环境后续状态相关联的可接受度量值的范围。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多变量分析模块能够 基于至少一个经标识的参数的当前工艺数据来调整基准模型的那组阈值以解 释工艺环境的成熟。
12. 如权利要求ll所述的方法，其特征在于，所述多变量分析模块能够 根据当前工艺数据来产生用于表示工艺环境当前状态的一个或多个当前多变 量分析工艺度量；以及将一个或多个当前多变量分析工艺度量和调整后的那组 阈值进行比较以确定工艺环境的当前状态是否可接受。
13. —种半导体工艺监控设备，包括多变量分析模块，它能够根据与半导体工艺腔室的监控参数相对应的数据 来产生半导体工艺腔室的多变量分析基准模型；多变量分析模块还能够接收与半导体工艺腔室的成熟相关的至少一个监 控参数的标识；工艺接口，它能够收集与工艺腔室的监控参数相对应的当前工艺数据，其中包括至少一个经标识的参数；以及多变量分析模块能够基于至少一个经标识的参数的当前工艺数据来调整 多变量基准模型以解释半导体工艺腔室的成熟。
14. 如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述多变量分析模块能够 根据当前工艺数据来产生用于表示半导体工艺腔室当前状态的一个或多个当 前多变量分析工艺度量；以及将一个或多个当前多变量分析工艺度量和调整的 基准模型进行比较以确定工艺环境的当前状态是否可接受。
15. —种工艺监控器，包括用于根据与所期望的工艺环境的监控参数相对应的数据来产生所期望的工艺环境的多变量分析基准模型的装置；用于标识与工艺环境的成熟相关的至少一个监控参数的装置； 用于收集与监控参数相对应的当前工艺数据的装置，其中包括至少一个经标识的参数；以及用于基于至少一个经标识的参数的当前工艺数据来调整多变量基准模型 以解释工艺环境的成熟的装置。
16. 如权利要求1所述的方法，还包括对在调整多变量基准模型中所使用 的至少一个经标识的参数进行加权。
17. 如权利要求6所述的方法，还包括对在调整多变量基准模型中所使用 的至少一个经标识的参数进行加权。
18. 如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述多变量分析模块能够对 在调整多变量基准模型中所使用的至少一个经标识的参数进行加权。
19. 如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述多变量分析模块能够 对在调整多变量基准模型中所使用的至少一个经标识的参数进行加权。
20. 如权利要求15所述的工艺监控器，还包括用于对在调整多变量基准 模型中所使用的至少一个经标识的参数进行加权的装置。
全文摘要
提供了用于工艺监控的方法和设备。工艺监控包括(i)根据与工艺环境的监控参数相对应的数据，产生工艺环境的多变量分析基准模型；(ii)指定与工艺环境的成熟相关的至少一个监控参数；(iii)收集与监控参数相对应的当前工艺数据，其中包括至少一个经指定的参数；以及(iv)基于至少一个经指定的参数的当前工艺数据来调整多变量基准模型以解释工艺环境的成熟。该方法进一步包括根据当前工艺数据来产生用于表示工艺环境当前状态的一个或多个当前多变量分析工艺度量；以及将当前工艺度量和调整的基准模型进行比较以确定工艺环境的当前状态是否可接受。
文档编号G05B23/02GK101238421SQ200680029155
公开日2008年8月6日 申请日期2006年7月5日 优先权日2005年7月7日
发明者L·亨德勒, U·J·利弗-艾米 申请人:Mks仪器股份有限公司