將定制度量與全局分類法結(jié)合以在極端高處理量下監(jiān)測加工工具狀況的基于晶片及批次 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示用于監(jiān)測加工工具狀況的方法及系統(tǒng)。所述方法將單個(gè)晶片、單個(gè)批次內(nèi)的多個(gè)晶片及多個(gè)批次信息一起統(tǒng)計(jì)地組合為到定制分類引擎的輸入，所述定制分類引擎可消耗單個(gè)或多個(gè)掃描、通道、晶片及批次以確定加工工具狀態(tài)。
【專利說明】將定制度量與全局分類法結(jié)合從在極端高處理量下監(jiān)測加工 工具狀況的基于晶片及批次的層級(jí)式方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)案根據(jù)35 U.S.C.§119(e)規(guī)定主張2014年2月14日申請(qǐng)的第61/939,739號(hào) 美國臨時(shí)申請(qǐng)案的權(quán)利。所述第61/939,739號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)案的全文W引用方式并入本文 中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明大體上設(shè)及半導(dǎo)體裝置制造的領(lǐng)域，特定地說，本發(fā)明設(shè)及用于監(jiān)測加工 工具狀況的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 薄拋光板(例如娃晶片及其類似者)是現(xiàn)代技術(shù)的非常重要部分。例如，晶片是指 用于制造集成電路及其它裝置的半導(dǎo)體材料的薄片。薄拋光板的其它實(shí)例可包含磁盤襯 底、塊規(guī)及其類似者。盡管此處所描述的技術(shù)主要設(shè)及晶片，但應(yīng)了解，所述技術(shù)也適用于 其它類型的拋光板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明設(shè)及一種用于監(jiān)測加工工具狀況的方法。所述方法包含:獲得多個(gè)晶片的 多個(gè)晶片圖像，所述多個(gè)晶片包含多個(gè)晶片批次中制造的晶片;計(jì)算所述多個(gè)晶片中的每 一特定晶片的晶片級(jí)度量，基于針對(duì)每一特定晶片獲得的晶片圖像來計(jì)算所述特定晶片的 所述晶片級(jí)度量;計(jì)算所述多個(gè)晶片批次中的每一特定晶片批次的批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值，至少部 分基于每一特定晶片批次中制造的晶片的晶片級(jí)度量及指定加工群組中的至少一個(gè)額外 晶片批次中制造的晶片的晶片級(jí)度量來計(jì)算所述特定晶片批次的所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值;及基 于所述晶片級(jí)度量或所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值來執(zhí)行所述加工工具的統(tǒng)計(jì)分析。
[0006] 本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例設(shè)及一種加工工具狀況監(jiān)測系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包含成像裝置 及處理器。所述成像裝置經(jīng)配置W獲得多個(gè)晶片的多個(gè)晶片圖像，其中所述多個(gè)晶片包含 多個(gè)晶片批次中制造的晶片。所述處理器經(jīng)配置W計(jì)算所述多個(gè)晶片中的每一特定晶片的 晶片級(jí)度量，其中基于針對(duì)每一特定晶片獲得的晶片圖像來計(jì)算所述特定晶片的所述晶片 級(jí)度量。所述處理器還經(jīng)配置W計(jì)算所述多個(gè)晶片批次中的每一特定晶片批次的批次級(jí)統(tǒng) 計(jì)值，其中至少部分基于每一特定晶片批次中制造的晶片的晶片級(jí)度量及指定加工群組中 的至少一個(gè)額外晶片批次中制造的晶片的晶片級(jí)度量來計(jì)算所述特定晶片批次的所述批 次級(jí)統(tǒng)計(jì)值。接著，所述處理器基于所述晶片級(jí)度量或所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值來識(shí)別潛在加工 工具漂移狀況。
[0007] 本發(fā)明的額外實(shí)施例設(shè)及一種用于監(jiān)測加工工具狀況的方法。所述方法包含:獲 得多個(gè)晶片的多個(gè)全晶片圖像，所述多個(gè)晶片包含多個(gè)晶片批次中制造的晶片;計(jì)算所述 多個(gè)晶片中的每一特定晶片的晶片級(jí)度量，基于針對(duì)每一特定晶片所獲得的全晶片圖像來 計(jì)算所述特定晶片的所述晶片級(jí)度量;計(jì)算所述多個(gè)晶片批次中的每一特定晶片批次的批 次級(jí)統(tǒng)計(jì)值，至少部分基于每一特定晶片批次中制造的晶片的晶片級(jí)度量及指定加工群組 中的至少一個(gè)額外晶片批次中制造的晶片的晶片級(jí)度量來計(jì)算所述特定晶片批次的所述 批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值;基于所述晶片級(jí)度量或所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值來識(shí)別潛在加工工具漂移狀況； 接收與所述所識(shí)別的潛在加工工具漂移狀況相關(guān)的用戶調(diào)整;及基于所述用戶調(diào)整來調(diào)整 用于識(shí)別所述潛在加工工具漂移狀況的過程。
[0008] 應(yīng)了解，W上一般描述及W下詳細(xì)描述兩者只是示范性的及解釋性的，且未必限 制本發(fā)明。并入本說明書中且構(gòu)成本說明書的部分的【附圖說明】本發(fā)明的主題。所述描述及 圖式一起用于解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0009] 所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可通過參考附圖而更好地理解本發(fā)明的諸多優(yōu)點(diǎn)，其中：
[0010] 圖1是說明用于監(jiān)測加工工具狀況的方法的流程圖；
[0011] 圖視描繪裝置、層、批次及晶片之間的層級(jí)式關(guān)系的說明圖；
[0012] 圖3是描繪使用第一判別式的分類分析的說明圖；
[0013] 圖4是描繪使用第二判別式的分類分析的說明圖；
[0014] 圖5是描繪顯示多個(gè)報(bào)告特征的示范性報(bào)告的說明圖；
[0015] 圖6是描繪顯示單個(gè)報(bào)告特征的示范性報(bào)告的說明圖；及
[0016] 圖7是描繪加工工具狀況監(jiān)測系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 現(xiàn)將詳細(xì)參考附圖中所說明的所掲示標(biāo)的物。
[0018] 半導(dǎo)體裝置的制造設(shè)及使用多個(gè)加工工具集的高度復(fù)雜加工流程。所述加工工具 可包含光刻工具、蝕刻工具、沉積工具、拋光工具、熱加工工具、植入工具及其類似者。W預(yù) 定順序在此類工具中加工晶片或晶片批次（晶片批次或批次界定為作為單個(gè)群組一起加工 的一些晶片）。在半導(dǎo)體制造工藝期間維持高精度是至關(guān)重要的。
[0019] 歸因于稱為工具漂移的現(xiàn)象，運(yùn)些加工工具的精度隨時(shí)間降級(jí)。用于處置加工工 具漂移的常規(guī)技術(shù)包含使用學(xué)習(xí)方法(其中加工工程師憑經(jīng)驗(yàn)估算出加工工具多長時(shí)間之 后需要維修保養(yǎng))或監(jiān)測系統(tǒng)(其僅可在降級(jí)已發(fā)生之后發(fā)現(xiàn)問題）。運(yùn)些常規(guī)技術(shù)一般導(dǎo) 致晶片及材料的損耗，運(yùn)是因?yàn)椴僮髡邔⒃诙鄠€(gè)晶片批次已被損壞之后注意到工具漂移 (晶片損耗），或相反地在執(zhí)行加工工具維修保養(yǎng)時(shí)過度積極，從而不必要地替換部件(材料 損耗）。
[0020] 另外，常規(guī)技術(shù)無法提供加工工具問題的早期檢測。此類技術(shù)僅可在問題已發(fā)生 且產(chǎn)生僅可接著被捕獲的缺陷之后檢測到問題。鑒于制造系統(tǒng)的速度，晶片取樣率極低，檢 測技術(shù)因而不切實(shí)際且產(chǎn)生大量額外開銷，對(duì)于具有一到兩天維修保養(yǎng)周期的加工工具來 說尤其如此。此類檢測技術(shù)也可引起晶片及材料損耗，且因此降低產(chǎn)量。運(yùn)對(duì)于每裝置僅可 制造幾個(gè)批次的晶片代工廠來說尤為嚴(yán)重。
[0021] 本發(fā)明設(shè)及用于提供具有高處理量的穩(wěn)健早期預(yù)警系統(tǒng)W在半導(dǎo)體生產(chǎn)流程中 標(biāo)記加工工具漂移的方法及裝置。根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置還減少由加工工具漂移引起的 晶片及材料損耗。更具體地說，根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置使用新算法來將單個(gè)晶片、單個(gè)批 次及多個(gè)批次信息一起統(tǒng)計(jì)地組合為到定制分類引擎的輸入，所述定制分類引擎可消耗單 個(gè)或多個(gè)掃描、通道、晶片及批次W確定加工工具狀態(tài)。
[0022] 參考圖1，展示描繪用于監(jiān)測加工工具狀況的方法100的流程圖。應(yīng)注意，此方法在 無需檢測特定晶片缺陷的情況下確定加工工具漂移。確切地說，所述方法計(jì)算基于晶片及 基于批次的寬度量且將運(yùn)些寬度量饋送到分類引擎中W識(shí)別及提取加工工具漂移。此技術(shù) 允許根據(jù)本發(fā)明的方法較穩(wěn)健且因此能夠提供早期檢測。此外，此技術(shù)可在較簡單光學(xué)模 式(即，低光學(xué)分辨率要求)下操作，由此實(shí)現(xiàn)高處理量。
[0023] 如圖1中所描繪，在步驟102中獲得晶片圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，獲得整個(gè)晶片/全 晶片的圖像，所述圖像可為晶片的前側(cè)、后側(cè)或邊緣表面或其組合。然而，應(yīng)預(yù)期，在不脫離 本發(fā)明的精神及范圍的情況下，也可利用部分晶片圖像。例如，在某些實(shí)施例中，可將此過 程分解成較小晶片區(qū)段，且可(例如)在分布式計(jì)算架構(gòu)中并行處理所述區(qū)段。替代地，可尤 其關(guān)注晶片的一或多個(gè)特定區(qū)域，且可獲得此類特定區(qū)域的圖像用于分析目的。應(yīng)預(yù)期，可 W各種不同方式來界定運(yùn)些晶片區(qū)域，例如，所述晶片區(qū)域可被界定為扇形、片段、多邊形、 環(huán)形、楠圓形或任何其它幾何形狀。
[0024] 還應(yīng)預(yù)期，所獲得的晶片圖像無需為高分辨率圖像。相反地，在某些實(shí)施例中，優(yōu) 選的是，利用較低分辨率圖像W減少加工其所需的資源量(例如存儲(chǔ)器空間、計(jì)算電力及其 類似者）。在某些實(shí)施例中，如果獲得高分辨率圖像，那么可實(shí)施降取樣過程W將分辨率降 低到優(yōu)選水平。應(yīng)預(yù)期，根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，使用從高分辨率圖像降取樣的圖像允許 使用高分辨率微小缺陷檢測過程來實(shí)時(shí)且同時(shí)獲得晶片圖像，且不影響晶片掃描時(shí)間。應(yīng) 了解，可由用戶根據(jù)即將到來的挑戰(zhàn)，對(duì)晶片圖像的分辨率進(jìn)行不同程度的細(xì)節(jié)調(diào)諧(從掃 描分辨率到數(shù)毫米范圍的任何點(diǎn)）。
[0025] -旦獲得晶片圖像，可在步驟104中基于圖像來計(jì)算各種晶片級(jí)度量。運(yùn)些晶片級(jí) 度量經(jīng)設(shè)計(jì)W提取加工工具標(biāo)識(shí)且識(shí)別各種晶片之間的不一致性，其又可指示加工工具可 經(jīng)歷的潛在問題。更具體地說，運(yùn)些晶片級(jí)度量經(jīng)設(shè)計(jì)W量化及跟蹤較長時(shí)間段內(nèi)的制造 工藝狀況，且所述晶片級(jí)度量能夠測量由加工工具引起的唯一標(biāo)識(shí)(例如拋光/平坦化、蝕 亥IJ、光刻、光、植入或其類似者），無論所述標(biāo)識(shí)是否由正常過程或失控過程引起。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例利用各種源來計(jì)算晶片級(jí)度量。用于計(jì)算晶片級(jí)度量的 變量可包含(但不限于）照明源類型、強(qiáng)度及波長、照明及收集光學(xué)幾何形狀、各種形狀的可 變光學(xué)孔徑、光偏振或其類似者。另外，還從各種圖像處理源計(jì)算晶片級(jí)度量。例如，用于此 計(jì)算的輸入圖像可包含晶片圖案，或替代地，可減去所述圖案。也可通過各種圖像融合技術(shù) 根據(jù)在不同系統(tǒng)狀況(照明、收集、加工）下獲得的多個(gè)掃描圖像來產(chǎn)生輸入圖像。此外，根 據(jù)特定用戶/加工要求，可在整個(gè)圖像處理階段應(yīng)用各種圖像濾波技術(shù)。
[0027] 應(yīng)預(yù)期，所產(chǎn)生的度量類型將與由系統(tǒng)成像的光學(xué)狀況下的晶片的光學(xué)信號(hào)響應(yīng) 固有地關(guān)聯(lián)。在某些實(shí)施例中，步驟104中實(shí)施的計(jì)算過程經(jīng)設(shè)計(jì)W提取從各種圖像分量的 像素強(qiáng)度直接導(dǎo)出的各種度量、囊括與可能晶片標(biāo)識(shí)有關(guān)的信息的各種空間度量，及考慮 可變頻率范圍及全部振幅、相位及能量信息內(nèi)容的若干頻率空間度量。也應(yīng)預(yù)期，可在不脫 離本發(fā)明的精神及范圍的情況下，計(jì)算及利用額外度量，且用戶可利用根據(jù)本發(fā)明的方法 來配置及定制待產(chǎn)生的特定類型的度量。
[0028] 接著，在步驟106中將所計(jì)算的晶片級(jí)度量饋送到統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊中W執(zhí)行統(tǒng)計(jì)分 析。根據(jù)本發(fā)明，所述統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊同時(shí)考慮單個(gè)晶片、單個(gè)批次內(nèi)的多個(gè)晶片W及多個(gè)批 次信息W建立在統(tǒng)計(jì)上應(yīng)被視為正常用于分類目的的內(nèi)容。圖2是有助于更詳細(xì)描述統(tǒng)計(jì) 計(jì)算過程的說明。
[0029] 在典型制造操作中，將半導(dǎo)體制造工藝細(xì)分成各種技術(shù)節(jié)點(diǎn)、裝置及層。默認(rèn)的每 一獨(dú)特節(jié)點(diǎn)/裝置/層=聯(lián)體界定指代"加工群組"的內(nèi)容。分批地運(yùn)行用于每一節(jié)點(diǎn)/裝置/ 層組合的晶片(批次由多個(gè)晶片(例如，通常為25個(gè)晶片)組成）。換句話來說，如圖2中所展 示，裝置(例如處理器、存儲(chǔ)器、攝像機(jī)或任何其它傳感器、汽車忍片、MEMS、電路忍片或其類 似者)可包含一或多個(gè)層;對(duì)于每一層，可加工一或多個(gè)晶片批次;且每一晶片批次可包含 一起加工的多個(gè)晶片。對(duì)研究特定加工工具的行為有興趣的加工工程師（即，用戶）可具有 與何種加工組件由所述特定工具處置相關(guān)的知識(shí)，且可因此建立檢驗(yàn)取樣策略，其中選擇 來自每一批次的晶片的最優(yōu)子集用于統(tǒng)計(jì)分析。例如，層Mi、Mj及Mk(來自相同或不同技術(shù)節(jié) 點(diǎn)及裝置)可包含工程師想要作為群組來分析的晶片(或晶片批次）。提供共同分析的能力 (即，采用多個(gè)批次及批次間（即，晶片批次的混合物)度量來作出共同決定)使根據(jù)本發(fā)明 的統(tǒng)計(jì)計(jì)算更穩(wěn)健且對(duì)用戶而言更不繁冗。
[0030] 應(yīng)注意，基于從步驟104接收的數(shù)據(jù)來實(shí)施步驟106,需要初始訓(xùn)練階段來建立每 一加工群組的基線。在某些實(shí)施例中，需要從每一加工群組（即，裝置及層的組合)的最小數(shù) 目個(gè)晶片及批次收集數(shù)據(jù)W具有用于訓(xùn)練系統(tǒng)的適當(dāng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。例如，初始建議是針對(duì)每 一加工群組使用來自10個(gè)不同批次的最少50個(gè)晶片來訓(xùn)練系統(tǒng)。然而，應(yīng)了解，可在不脫離 本發(fā)明的精神及范圍的情況下配置及變動(dòng)此數(shù)目。通常，訓(xùn)練晶片越多，提供的統(tǒng)計(jì)模型越 穩(wěn)健。
[0031] 一旦已建立用于用戶指定加工群組的適當(dāng)基線，計(jì)算每一原始度量的正規(guī)化度 量。運(yùn)允許全部度量跨越類似標(biāo)度，且更重要的是，正規(guī)化值對(duì)事件的發(fā)生概率具有直接意 義。在一個(gè)實(shí)施例中，屬于相同批次的晶片的正規(guī)化度量經(jīng)共同處理W獲得批次級(jí)度量，且 晶片級(jí)度量及/或批次級(jí)度量兩者均接著可用于分析及分類目的。更具體地說，W批次級(jí)共 同地計(jì)算《個(gè)撤歡麼吾巧訝麼吾-仿Il加.賠吿化的正規(guī)化統(tǒng)計(jì)值可計(jì)算如下：
[0032]
[0033] 其中Xi標(biāo)示針對(duì)批次中的第i個(gè)晶片所接收的原始度量，帖G標(biāo)示計(jì)算平均值，且OPG 標(biāo)示相同加工群組內(nèi)的群體的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。應(yīng)注意，加工群組是指由用戶指定的分析群 組，如先前所描述。參考上文所說明的實(shí)例，加工群組包含層Mi、Mj及Mk。
[0034] 應(yīng)預(yù)期，可對(duì)從步驟104接收的每一類型的原始度量獨(dú)立執(zhí)行此正規(guī)化批次級(jí)計(jì) 算。W此方式，對(duì)于步驟104中計(jì)算的每一類型的原始度量，統(tǒng)計(jì)計(jì)算步驟106將產(chǎn)生加工群 組中的每一批次的正規(guī)化值。同樣地，可根據(jù)各種聚合方案來計(jì)算導(dǎo)出屬性及合并屬性。例 如，一些導(dǎo)出屬性可考慮全部度量或其子群組的最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、帶寬W 及其它統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。在另一實(shí)例中，一些合并屬性可考慮全部度量或其子群組的范數(shù)、總和、 平方和W及其它統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。另外，可計(jì)算跨不同度量的合并及求導(dǎo)的混合值。此外，加權(quán)表 決方案可用于進(jìn)一步仲裁計(jì)算數(shù)據(jù)且將計(jì)算數(shù)據(jù)合并成單個(gè)全局屬性。
[0035] 還應(yīng)預(yù)期，上文所描述的統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊可將時(shí)間分量并入到分析中。例如，可在某 一時(shí)間段內(nèi)分析正規(guī)化度量W監(jiān)測加工工具健康狀況，例如，作為觸發(fā)機(jī)制W確定特定加 工工具何時(shí)需要維修保養(yǎng)或故障檢修?？啥ㄆ诟滤⒌幕€W反映制造工藝狀況中的 緩慢預(yù)期漂移，且可再訪過去基線W獲得制造工藝隨時(shí)間的平均行為的準(zhǔn)確歷史記錄。
[0036] 此時(shí)，一旦在步驟106中完成統(tǒng)計(jì)計(jì)算，在步驟108中將結(jié)果提供到分類引擎W識(shí) 別任何潛在問題。應(yīng)預(yù)期，分類引擎可采用若干方法來促進(jìn)分類過程。在一個(gè)實(shí)施例中，采 用無監(jiān)督方法，其中分類引擎基于從步驟106接收的正規(guī)化值來計(jì)算給定類型的測量度量 的統(tǒng)計(jì)正常值。在此無監(jiān)督操作模式中，分類引擎僅根據(jù)每一晶片及批次偏離訓(xùn)練基線的 程度來對(duì)所述晶片及批次進(jìn)行分級(jí)。用戶可基于一或多個(gè)晶片級(jí)或批次級(jí)度量W及導(dǎo)出屬 性、合并屬性或全局屬性中的任一者來設(shè)置被視為離群者的闊值。接著，分類引擎可基于此 闊值來識(shí)別及報(bào)告離群者（如果存在）。由于無需來自用戶的監(jiān)督或詳細(xì)分類輸入，所W將 此方法稱為無監(jiān)督方法。
[0037] 替代地及/或另外，可利用監(jiān)督方法，其中用戶可重查由分類引擎確定的識(shí)別離群 者，且根據(jù)此類識(shí)別離群者是否被確認(rèn)為偏移而對(duì)系統(tǒng)作出響應(yīng)。W此方式，用戶輸入可用 于訓(xùn)練分類引擎，且應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下，各種類型的機(jī)器學(xué)習(xí) 技術(shù)可用于促進(jìn)此訓(xùn)練過程。
[0038] 例如，在一個(gè)實(shí)施例中，分類引擎需要由用戶將某數(shù)目個(gè)晶片及/或批次手動(dòng)分類 為一或多個(gè)所關(guān)注類別。將此信息傳遞到分類引擎且產(chǎn)生每一分類加工群組的統(tǒng)計(jì)模型。 隨后，將由引擎根據(jù)具有相關(guān)聯(lián)置信水平的所述類別中的一者來對(duì)每一晶片進(jìn)行分類。用 戶可具有各種選項(xiàng):a)接受監(jiān)督分類引擎的默認(rèn)分類結(jié)果;b)基于所述置信水平來設(shè)置闊 值W進(jìn)一步判別結(jié)果;或C)拒絕答案且重新訓(xùn)練引擎W并入所述拒絕作為改善分類引擎的 性能的方式。
[0039] 應(yīng)預(yù)期，用戶可選擇使分類引擎在無監(jiān)督模式中操作還是在監(jiān)督模式中操作。無 監(jiān)督模式的優(yōu)點(diǎn)包含易用性，運(yùn)是因?yàn)閹缀鯚o需用戶輸入。另外，無監(jiān)督模式實(shí)現(xiàn)趨向使用 情況，其中關(guān)鍵方面不聚焦于特定事件的分類，而是聚焦于過程數(shù)據(jù)在潛在有害方向上的 漂移的識(shí)別。此能力允許用戶在非所要事件實(shí)際上發(fā)生之前注意到趨勢。另一方面，監(jiān)督模 式也提供若干優(yōu)點(diǎn)。例如，監(jiān)督模式能夠判別兩個(gè)或兩個(gè)W上晶片類別。監(jiān)督模式還能夠處 理高維空間中的數(shù)據(jù)，且自動(dòng)確定用于使不同類別分離的最優(yōu)判別超表面。圖3及4中說明 運(yùn)些能力，其中分析不同判別式，且可識(shí)別提供最優(yōu)可分離性的判別式且將其用于分類目 的。
[0040] 還應(yīng)預(yù)期，用戶可選擇具有確定何種度量參與分類機(jī)制的全控制。替代地及/或另 夕h系統(tǒng)可基于性能來自用于分類目的的各種度量自動(dòng)選擇。
[0041] 應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下，分類引擎可利用各種機(jī)器學(xué)習(xí) 及分類技術(shù)。在某些實(shí)施例中，分類技術(shù)利用包含(但不限于）W下項(xiàng)的過程:分析度量的統(tǒng) 計(jì)相關(guān)性及線性獨(dú)立性，W將度量群體削減到含有用于分類的大多數(shù)有用信息的最小集 合;基于其使類別分離的能力來對(duì)度量進(jìn)行分級(jí)的多個(gè)方案;基于分類群體大小，通過信息 論來最終選擇度量;對(duì)剩余度量維數(shù)進(jìn)行聚類分析，其中可繪制不同類別的群體之間的非 線性分割線且施加定制類別權(quán)重W微調(diào)所述分割線偏向全部其它類別中的每一類別的嚴(yán) 重程度;及分析分類群體W確定冗余且因此在不損失分類質(zhì)量的情況下大幅削減計(jì)算時(shí) 間。此外，應(yīng)預(yù)期，監(jiān)督模式也可依遞歸方式用于發(fā)掘更多壞晶片實(shí)例，且經(jīng)由用戶校正來 進(jìn)一步改善其自身性能。
[0042] 還應(yīng)預(yù)期，可協(xié)同使用無監(jiān)督模式及監(jiān)督模式。例如，可首先使用無監(jiān)督模式來突 顯離群晶片，所述離群晶片變?yōu)榭赡芎蜻x者W饋送為監(jiān)督分類引擎所需的多個(gè)分類晶片類 另IJ。在另一實(shí)例中，可基于兩種模式對(duì)不同特征的響應(yīng)而一起使用兩種模式。更具體地說， 特征對(duì)無監(jiān)督模式無偏向；另一方面，監(jiān)督引擎將調(diào)諧到區(qū)分給定晶片類別的特征。此時(shí)， 如果存在無法由訓(xùn)練類別捕獲且影響其它特征的一種新過程變動(dòng)，那么特征偏向監(jiān)督引擎 可完全錯(cuò)過所述變動(dòng)。對(duì)于此類情況，假設(shè)用戶意識(shí)到此新類型已顯現(xiàn)，用戶將必須重新訓(xùn) 練監(jiān)督引擎W捕獲此新類別。相反地，無監(jiān)督方法(作為統(tǒng)計(jì)異常的通用指示)將最可能將 此新事件標(biāo)記為離群者。
[0043] 在某些實(shí)施例中，無監(jiān)督分類器及/或監(jiān)督分類器的多個(gè)實(shí)例可同時(shí)運(yùn)行，所述多 個(gè)實(shí)例各自經(jīng)具體調(diào)諧W識(shí)別不同種類的離群者，其與運(yùn)行單個(gè)分類器W涵蓋可實(shí)現(xiàn)較差 分類性能的多個(gè)不同標(biāo)識(shí)相反。應(yīng)預(yù)期，在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下，是否利用 多個(gè)分類器可變動(dòng)，且此類分類器的特定數(shù)目可變動(dòng)。
[0044] 無論監(jiān)督或無監(jiān)督，應(yīng)將分類的結(jié)果W文字及/或圖形表示報(bào)告給用戶。應(yīng)預(yù)期， 可W各種方式可視化晶片級(jí)度量/數(shù)據(jù)及批次級(jí)度量/數(shù)據(jù)兩者。參考圖5及6,圖中展示識(shí) 另幡在離群者的示范性報(bào)告。此類示范性報(bào)告的X軸可識(shí)別被分析的各種晶片批次的指數(shù)， 且此類示范性報(bào)告的y軸可識(shí)別當(dāng)前被顯示的測量度量的類型。如先前所描述，由于獨(dú)立處 理每一類型的測量度量，所W可將此類度量的列表提供給用戶W從其中選擇用于報(bào)告目的 的度量。應(yīng)預(yù)期，報(bào)告可基于用戶偏好及選擇來同時(shí)顯示多個(gè)特征(例如多個(gè)類型的度量） (如圖4中所展示)或顯示單個(gè)特征（如圖5中所展示）。應(yīng)了解，所描繪的此類示范性報(bào)告僅 用于說明目的；可在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下利用其它類型的報(bào)告及報(bào)告格 式。
[0045] 現(xiàn)參考圖7,圖中展示描繪加工工具狀況監(jiān)測系統(tǒng)700的框圖。系統(tǒng)700可包含成像 裝置(例如掃描儀、攝像機(jī)、顯微鏡及其類似者)702,其經(jīng)配置W獲得半導(dǎo)體裝置706(例如 晶片或晶片批次）的圖像。例如，成像裝置702可捕獲半導(dǎo)體裝置706的空中圖像(例如俯視 圖）且將所述圖像提供到經(jīng)配置W處理所獲得圖像的處理器704。應(yīng)預(yù)期，在不脫離本發(fā)明 的精神及范圍的情況下，系統(tǒng)700可包含一個(gè)W上成像裝置。某些系統(tǒng)可提供同時(shí)捕獲半導(dǎo) 體裝置的全部表面(前側(cè)、后側(cè)及邊緣)的能力。
[0046] 可利用任何獨(dú)立或嵌入計(jì)算裝置(例如計(jì)算機(jī)、處理單元/電路或其類似者）來實(shí) 施處理器704。一旦從成像裝置702接收?qǐng)D像，處理器704可執(zhí)行上文所描述的分類過程。接 著，可經(jīng)由用戶接口 708來將分類報(bào)告提供到用戶，用戶接口 708也可從所述用戶接收輸入 作為先前所描述的訓(xùn)練過程的部分。
[0047] 應(yīng)預(yù)期，可記錄計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及訓(xùn)練分類引擎(例如，將計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及訓(xùn)練分類 引擎存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中）W供未來參考?？稍偈褂盟鎯?chǔ)的數(shù)據(jù)及/或隨時(shí)間推移而改善所存 儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，或可復(fù)制所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)且將其加載到另一加工工具狀況監(jiān)測系統(tǒng)中。此外，應(yīng)預(yù) 期，可跨多個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)共享所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，且可W分散方式操作運(yùn)些系統(tǒng)，運(yùn)可在各種制造 環(huán)境中加 W 了解。
[0048] 應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)測加工工具狀況的系統(tǒng)及方法能夠在無需檢測特定 晶片缺陷的情況下確定加工工具漂移。僅需要計(jì)算基于晶片及基于批次的寬度量，且分類 引擎能夠識(shí)別可指示加工工具漂移且提供早期預(yù)警的潛在離群者。此檢測過程對(duì)半導(dǎo)體制 造業(yè)而言非常有價(jià)值，運(yùn)是因?yàn)槠錅p少晶片及材料損耗。此外，應(yīng)注意，由于無需高分辨率 圖像，所W有益地降低對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的要求，運(yùn)是因?yàn)槠淠軌蛟黾泳忧矣衷黾犹幚砹俊?br>[0049] 如上文所描述，根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)測加工工具狀況的系統(tǒng)及方法提供若干優(yōu) 點(diǎn)。此類優(yōu)點(diǎn)包含：了解加工工具行為的趨勢W在影響多個(gè)批次的昂貴問題出現(xiàn)之前采取 預(yù)防措施；歸因于低光學(xué)要求及可調(diào)水平的降取樣操作而提供高處理量加工;允許不同水 平的用戶與對(duì)應(yīng)水平的性能結(jié)合;提供維持全制造制造工藝的歷史記錄的能力;及支持針 對(duì)短轉(zhuǎn)回時(shí)間內(nèi)的特定挑戰(zhàn)的定制。
[0050] 應(yīng)預(yù)期，除提供識(shí)別潛在加工工具漂移的能力之外，根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)測加工 工具狀況的系統(tǒng)及方法也可提供使用次分辨率異常加工標(biāo)識(shí)來突顯晶片的能力。換句話來 說，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及方法具有找到常規(guī)缺陷檢測方法無法找到（歸因于缺陷大小低于 其光學(xué)分辨率）的用戶所關(guān)注的問題(例如圓形刮痕、隱微過度拋光及拋光不足、步進(jìn)散焦 或其類似者）的能力。另外，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及方法也可提供加工窗監(jiān)測，其設(shè)及微調(diào)加 工工具狀況。應(yīng)注意，由于此應(yīng)用的固有方面是訓(xùn)練到良好/正常加工所呈現(xiàn)的樣子的基 線，所W用戶可接著識(shí)別何種加工優(yōu)化產(chǎn)生將顯著偏離此基線的結(jié)果，其與將產(chǎn)生具有類 似結(jié)果的加工相反。應(yīng)預(yù)期，在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及 方法可用于各種其它目的。
[0051] 也應(yīng)預(yù)期，盡管上述實(shí)例設(shè)及晶片測量，但在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況 下，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及方法也可應(yīng)用于其它類型的拋光板。用于本發(fā)明中的術(shù)語"晶片" 可包含制造集成電路及其它裝置時(shí)所使用的半導(dǎo)體材料的薄片、W及其它薄拋光板(例如 磁盤襯底、塊規(guī)及其類似者）。
[0052] 應(yīng)了解，本發(fā)明可實(shí)施為軟件/固件封裝的形式。此封裝可為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其 采用包含存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體/裝置，所述存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序碼用于編 程計(jì)算機(jī)W執(zhí)行本發(fā)明的掲示功能及過程。所述計(jì)算機(jī)可讀媒體可包含(但不限于)任何類 型的軟盤、光盤、CD-ROM、磁盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁光盤、301、1?41、6?1?(^、66?1?01、磁卡或光學(xué) 卡、或適合于存儲(chǔ)電子指令的任何其它媒體。
[0053] 所掲示的方法可通過單個(gè)產(chǎn)生裝置及/或多個(gè)產(chǎn)生裝置來實(shí)施為指令集。此外，應(yīng) 了解，所掲示方法中的步驟的特定順序或?qū)蛹?jí)是示范性方法的實(shí)例。應(yīng)了解，基于設(shè)計(jì)偏 好，可重新布置方法中的步驟的特定順序或?qū)蛹?jí)，同時(shí)保持在本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。所附 方法權(quán)利要求W樣本順序呈現(xiàn)各種步驟的要素，且未必表示受限于所呈現(xiàn)的特定順序或?qū)?級(jí)。
[0054] 據(jù)信，將通過W上描述而理解本發(fā)明的系統(tǒng)及方法及其諸多伴隨優(yōu)點(diǎn)，且應(yīng)明白， 在不脫離所掲示主題的情況下或在不犧牲主題的全部材料優(yōu)點(diǎn)的情況下，可對(duì)組件的形 式、構(gòu)造及布置作出各種改變。所描述的形式僅具解釋性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于監(jiān)測加工工具狀況的方法，所述方法包括： 獲得多個(gè)晶片的多個(gè)晶片圖像，所述多個(gè)晶片包含在多個(gè)晶片批次中制造的晶片； 計(jì)算所述多個(gè)晶片中的每一特定晶片的晶片級(jí)度量，基于針對(duì)每一特定晶片獲得的所 述晶片圖像來計(jì)算所述特定晶片的所述晶片級(jí)度量； 計(jì)算所述多個(gè)晶片批次中的每一特定晶片批次的批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值，至少部分基于每一特 定晶片批次中制造的晶片的晶片級(jí)度量及指定加工群組中的至少一個(gè)額外晶片批次中制 造的晶片的晶片級(jí)度量來計(jì)算所述特定晶片批次的所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值;及 基于所述晶片級(jí)度量或所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值來執(zhí)行所述加工工具的統(tǒng)計(jì)分析。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中針對(duì)每一特定晶片獲得的所述晶片圖像是全晶片 圖像。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述晶片級(jí)度量包含基于像素強(qiáng)度的度量、基于空 間的度量及基于頻率空間的度量中的至少一者。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在用戶指定加工群組中指定所述至少一個(gè)額外晶 片批次。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中計(jì)算每一特定晶片批次的批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值包含正規(guī) 化所述特定晶片批次中制造的晶片的所述晶片級(jí)度量。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中基于W下公式來計(jì)算每一特定晶片批次的所述批 次級(jí)統(tǒng)計(jì)值：其中XI標(biāo)示所述特定晶片批次中的第i個(gè)晶片的所述晶片級(jí)度量，ypc標(biāo)示所述用戶指 定加工群組的計(jì)算平均值，且OPG標(biāo)示所述用戶指定加工群組的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述加工工具的所述統(tǒng)計(jì)分析用于W下各項(xiàng)中的 至少一項(xiàng)： 識(shí)別潛在加工工具漂移狀況； 使用次分辨率異常加工標(biāo)識(shí)來識(shí)別晶片;及 提供用于微調(diào)所述加工工具狀況的加工窗監(jiān)測。8. -種加工工具狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其包括： 成像裝置，所述成像裝置經(jīng)配置W獲得多個(gè)晶片的多個(gè)晶片圖像，所述多個(gè)晶片包含 在多個(gè)晶片批次中制造的晶片;及 處理器，所述處理器經(jīng)配置W : 計(jì)算所述多個(gè)晶片中的每一特定晶片的晶片級(jí)度量，基于針對(duì)每一特定晶片獲得的所 述晶片圖像來計(jì)算所述特定晶片的所述晶片級(jí)度量； 計(jì)算所述多個(gè)晶片批次中的每一特定晶片批次的批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值，至少部分基于每一特 定晶片批次中制造的晶片的晶片級(jí)度量及指定加工群組中的至少一個(gè)額外晶片批次中制 造的晶片的晶片級(jí)度量來計(jì)算所述特定晶片批次的所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值;及 基于所述晶片級(jí)度量或所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值來識(shí)別潛在加工工具漂移狀況。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中針對(duì)每一特定晶片獲得的所述晶片圖像是全晶片 圖像。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述晶片級(jí)度量包含基于像素強(qiáng)度的度量、基于 空間的度量及基于頻率空間的度量中的至少一者。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中在用戶指定加工群組中指定所述至少一個(gè)額外晶 片批次。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中計(jì)算每一特定晶片批次的批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值包含正 規(guī)化所述特定晶片批次中制造的晶片的所述晶片級(jí)度量。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中基于W下公式來計(jì)算每一特定晶片批次的所述 批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值：其中XI標(biāo)示所述特定晶片批次中的第i個(gè)晶片的所述晶片級(jí)度量，ypc標(biāo)示所述用戶指 定加工群組的計(jì)算平均值，且OPG標(biāo)示所述用戶指定加工群組的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括： 用戶接口，所述用戶接口經(jīng)配置W接收與所述所識(shí)別的潛在加工工具漂移狀況相關(guān)的 用戶調(diào)整。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述處理器進(jìn)一步經(jīng)配置W基于所述用戶調(diào)整 來調(diào)整用于識(shí)別所述潛在加工工具漂移狀況的過程。16. -種用于監(jiān)測加工工具狀況的方法，所述方法包括： 獲得多個(gè)晶片的多個(gè)全晶片圖像，所述多個(gè)晶片包含在多個(gè)晶片批次中制造的晶片； 計(jì)算所述多個(gè)晶片中的每一特定晶片的晶片級(jí)度量，基于針對(duì)每一特定晶片獲得的所 述全晶片圖像來計(jì)算所述特定晶片的所述晶片級(jí)度量； 計(jì)算所述多個(gè)晶片批次中的每一特定晶片批次的批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值，至少部分基于每一特 定晶片批次中制造的晶片的晶片級(jí)度量及指定加工群組中的至少一個(gè)額外晶片批次中制 造的晶片的晶片級(jí)度量來計(jì)算所述特定晶片批次的所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值； 基于所述晶片級(jí)度量或所述批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值來識(shí)別潛在加工工具漂移狀況； 接收與所述所識(shí)別的潛在加工工具漂移狀況相關(guān)的用戶調(diào)整;及 基于所述用戶調(diào)整來調(diào)整用于識(shí)別所述潛在加工工具漂移狀況的過程。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述晶片級(jí)度量包含基于像素強(qiáng)度的度量、基于 空間的度量及基于頻率空間的度量中的至少一者。18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在用戶指定加工群組中指定所述至少一個(gè)額外 晶片批次。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中計(jì)算每一特定晶片批次的批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值包含正 規(guī)化所述特定晶片批次中制造的晶片的所述晶片級(jí)度量。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中基于W下公式來計(jì)算每一特定晶片批次的所述 批次級(jí)統(tǒng)計(jì)值：其中XI標(biāo)示所述特定晶片批次中的第i個(gè)晶片的所述晶片級(jí)度量，ypc標(biāo)示所述用戶指 定加工群組的計(jì)算平均值，且OPG標(biāo)示所述用戶指定加工群組的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK105981151SQ201580008339
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日
【發(fā)明人】H·法加里亞, T·托雷利, B·里斯, M·馬哈德凡
【申請(qǐng)人】科磊股份有限公司