半导体制程参数的优化方法及优化装置与流程

本技术涉及半导体，特别是涉及一种半导体制程参数的优化方法及半导体制程参数的优化装置。

背景技术：

1、近年来，国家对半导体行业越来越重视，已经将集成电路作为重点发展的战略产业之一。作为全球最重要的电子制造基地，中国的电子应用市场巨大，有着广阔的前景。但尽管如此，目前仍然还有很多的技术等待着去突破。除了芯片相关技术，晶圆的制造也是相对薄弱的环节。伴随着芯片的集成度越来越高、半导体制造的精细程度也逐渐提升。精细程度高体现在关键尺寸(critical dimension，简称cd)，芯片上的物理尺寸特征被成为特征尺寸，业内描述特征尺寸的术语是电路几何尺寸。通俗理解是，关键尺寸越小，工艺加工难度越大，关键尺寸质量越难以控制。

2、在晶圆生产过程中如何提升关键尺寸质量，以减少晶圆在生产过程的损失，提升晶圆生产良率，是当前半导体技术领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述背景技术中提到的问题提供一种能够提升关键尺寸质量，以减少晶圆在生产过程的损失，提升晶圆生产良率的半导体制程参数的优化方法及半导体制程参数的优化装置。

2、为了实现上述目的或其他目的，根据一些实施例，本技术一方面提供一种半导体制程参数的优化方法，包括如下步骤：

3、获取制程参数及品质参数；

4、基于所述制程参数及所述品质参数建立综合模型；

5、基于所述综合模型得到半导体制程参数的最优值。

6、在半导体制造过程中，一般通过刻蚀工艺在晶圆上形成图形。刻蚀工艺能够确定半导体器件的关键尺寸。上述实施例提供的半导体制程参数的优化方法，通过基于制程参数和品质参数而建立的综合模型，得到半导体制程参数的最优值，使得半导体制程参数得到优化，从而提升半导体制造过程中的关键尺寸质量，从而减少晶圆在生产过程的损失，提升晶圆生产良率。

7、在其中一个实施例中，所述获取制程参数及品质参数的步骤之前，还包括：定义关键质量属性；所述关键质量属性包括所述品质参数；所述制程参数包括温度、气体流量和/或压力；所述品质参数包括宽度、长度、深度和/或侧壁角。

8、上述实施例提供的半导体制程参数的优化方法，通过在获取品质参数之前，预先定义关键质量属性，使得所选取的品质参数均属于生产过程中需要被监测及控制的工艺参数，使得半导体制程参数能够根据关键质量属性得到优化，从而确保半导体制造过程中的关键尺寸质量，减少晶圆在生产过程的损失，提升晶圆生产良率。

9、在其中一个实施例中，所述基于所述综合模型得到半导体制程参数的最优值的步骤之后，还包括：

10、将所述半导体制程参数的最优值发送至相应的机台，并更新所述机台的半导体制程参数。

11、上述实施例提供的半导体制程参数的优化方法，将半导体制程参数的最优值发送至相应的机台并对机台原有的半导体制程参数进行更新，使得机台在后续的工作中可以基于优化后的制程参数而进行，从而使得机台在加工后续的晶圆时能够更加精细，提升关键尺寸质量。

12、在其中一个实施例中，所述基于所述综合模型得到半导体制程参数的最优值的步骤之后，还包括：

13、基于所述半导体制程参数的最优值预测所得产品的品质参数；

14、基于所述半导体制程参数的最优值预测得到所得产品的品质参数的最优值之后，还包括：将所述半导体制程参数的最优值发送至相应的机台，并更新所述机台的半导体制程参数。

15、上述实施例提供的半导体制程参数的优化方法，通过在得到半导体制程参数的最优值之后，对所得产品的品质参数进行预测，选取出预测结果中的最优值，该品质参数的最优值即为最佳品质参数；通过综合模型中品质参数与制程参数的相关性，找到最佳品质参数对应的制程参数作为半导体制程参数的最优值，使得半导体制程参数得到优化，关键尺寸质量得到精确的控制。

16、在其中一个实施例中，所述综合模型基于正交偏最小二乘法而建立；

17、所述基于所述制程参数及所述品质参数建立综合模型的步骤，包括：

18、基于以下公式建立所述综合模型：

19、x＝1x′+tp′+t0p′0+e；

20、y＝1y′+uq′+f；

21、其中，x为n×m矩阵，n为每个所述制程参数的样本数据的数量，m为所述制程参数的种类数；x＇为所述制程参数的平均值的转置；t为综合所有所述制程参数的向量，且方向与y平行；p＇为t中各个所述制程参数的比重；t0为综合所有所述制程参数的向量，且方向与y垂直；p′0为t0中各个所述制程参数的比重；e为x的拟合程度；

22、其中，y为n×k矩阵；k为所述品质参数的种类数；y为所述品质参数的平均值；u为综合所有所述品质参数的向量；q′为u中各个所述品质参数的比重；f为y的拟合程度。

23、正交偏最小二乘法(opls)是一种多因变量对多自变量的回归建模方法，其最大的特点是可以去除自变量x(描述性变量)中与分类变量y(观察变量)无关的数据变异。上述实施例提供的半导体制程参数的优化方法，通过基于正交偏最小二乘法建立综合模型，使分类信息主要集中在一个主成分中，从而使得综合模型变得更为简单和易于解释，其判别效果及主成分得分图的可视化效果更加明显。

24、在其中一个实施例中，所述基于所述综合模型得到半导体制程参数的最优值的步骤，包括：

25、基于以下目标函数得到所述半导体制程参数的最优值：

26、

27、其中，ci为第i个所述目标品质参数对应的比重；yi为第i个所述品质参数。

28、根据一些实施例，本技术还提供一种半导体制程参数的优化装置，包括：

29、采集模块，用于获取制程参数及品质参数；

30、模型建立模块，与所述采集模块相连接，用于基于所述制程参数及所述品质参数建立综合模型；

31、处理模块，与所述模型建立模块相连接，用于基于所述综合模型得到半导体制程参数的最优值。

32、上述实施例提供的半导体制程参数的优化装置，通过基于制程参数和品质参数而建立的综合模型，得到半导体制程参数的最优值，使得半导体制程参数得到优化，从而提升半导体制造过程中的关键尺寸质量，从而减少晶圆在生产过程的损失，提升晶圆生产良率。

33、在其中一个实施例中，优化装置还包括定义模块，与所述采集模块相连接，用于定义关键质量属性，所述关键质量属性包括所述品质参数；所述制程参数包括温度、气体流量和/或压力；所述品质参数包括宽度、长度、深度和/或侧壁角。

34、在其中一个实施例中，优化装置还包括反馈模块，与所述处理模块相连接，用于将所述半导体制程参数的最优值发送至相应的机台，并更新所述机台的半导体制程参数。

35、在其中一个实施例中，优化装置还包括：

36、预测模块，与所述处理模块相连接，用于基于所述半导体制程参数的最优值预测所得产品的品质参数；

37、反馈模块，与所述处理模块及所述预测模块相连接，用于基于所述半导体制程参数的最优值预测得到所得产品的品质参数的最优值之后，将所述半导体制程参数的最优值发送至相应的机台，并更新所述机台的半导体制程参数。