先进制程控制方法及系统与流程

本发明大体上与一种先进制程控制方法有关，更具体来说，其涉及一种基于蚀刻率的先进制程控制方法及其系统。

背景技术：

1、面对生产更高质量产品的激烈竞争，芯片制造商已普遍投资建立先进制程控制(apc， advanced process control)的系统架构，以求能提供最佳的生产决策。apc通常由几个工程系统构成：批次控制(r2r， run-to-run control)、故障检测和分类(fdc， faultdetection and classification)、设备综合效率(oee， overall equipmentefficiency)、以及线上自动诊断(e-diagnostic)等技术，其施行主要是通过收集巨量制程相关的数据来进行统计分析，以此降低制程变异、提高设备运作效率、减少人为介入调整，进而提升产能并改善ic元件良率。为了实现此一目标，大量的数学、统计和物理技术都会被应用部署在apc架构中。

2、随着半导体元件的图案尺寸不断地缩小以及晶圆代工厂的代工产品种类与线宽世代转换，将制程变化维持在可接受的范围变得十分困难。举例而言，制程可能面对的困难有：生产工具的生产率下降、作业员彼此间影响的增加、良率下降，以及重工率(reworkrates)增加等，上述困难都可能造成成本增加。先进制程控制虽已被广泛使用以减少制程变化，但大部分的先进制程控制无法控制和调整被多重制程步骤影响的参数。在一些应用中，来自半导体制造的噪声会影响和干扰先进制程控制的设计和安置。这类噪声可能来自于制程之前的步骤、目前的操作条件，以及先进制程控制的本身运作。

3、举例来说，机台保养（或称为预防性维护，pm）后的机台状况与相关的制程表现会因为制程机台的不同而有所不同，例如对于蚀刻机台而言，不同产品与不同的射频功率时间(rf time)都会造成蚀刻率的特性变化。在此情况下，如何因应各个蚀刻机台之间的差异对不同种类产品∕线宽世代进行制程控制，并保持产品良率和质量稳定是一个重要的课题，特别是现今半导体行业朝少量多样的代工模式发展，工程师需在机台保养后频繁地介入，对各种产品进行回机试产(pi-run)并确认产品质量后才可接续进行apc控制，其无疑会造成工程师的负荷过重，同时影响产品的生产周期与成本。故此，尽管目前业界已有用于不同目的的先进制程控制技术，其仍无法满足实作中的各种需求，本领域的技术人员仍须对现有的先进制程控制方法进行研发与改良，特别是针对蚀刻机台以及蚀刻率相关的因素。

技术实现思路

1、有鉴于前述已知技术所遭遇到的问题，本发明在此提出了一种先进制程控制方法，其特点在于通过机台的蚀刻率曲线找出产品或产品群的非线性切点，进而可根据该非线性切点、机台/腔体的射频功率时间、以及产品的图案密度来决定当前产品的目标蚀刻率，如此可根据蚀刻机台的差异进行不同种类产品∕线宽世代的制程控制，并保持产品良率和质量稳定。

2、本发明的其中一个面向在于提出一种先进制程控制方法，包含：提供一制程腔体；读取该制程腔体一时间区间内的产品历史信息，该产品历史信息包含各种产品与产品群在该制程腔体进行一蚀刻制程的蚀刻率以及所对应的该制程腔体的射频功率时间；根据该产品历史信息得出各该产品与产品群的该蚀刻率对该射频功率时间的蚀刻率曲线，并且找出该蚀刻率曲线的一非线性切点；提供一制程产品；以及读取该制程产品的信息，并取得适用于该制程产品的蚀刻率模型方程式的系数与权重，其中设定该蚀刻率模型方程式的步骤包含：判定该制程腔体在一预防性维护前后的该蚀刻率的差值是否大于等于一第一设定值；判定该制程腔体当前的该射频功率时间是否小于该非线性切点；以及判定一有效时间内是否有同产品或同产品群的该产品历史信息。

3、本发明的另一面向在于提出一种先进制程控制系统，用以控制一制程腔体，包括：一存储器，用以存储该制程腔体的一时间区间内的产品历史信息，该产品历史信息包含各种产品与产品群在该制程腔体进行一蚀刻制程的蚀刻率曲线、以及这些产品与这些产品群的图案密度，其中该蚀刻率曲线为各该产品与产品群的蚀刻率与与所对应的该制程腔体的射频功率时间的关系曲线；以及一先进制程控制模块，根据多个指令控制该制程腔体，这些指令用以进行下列步骤：计算出该蚀刻率曲线中各数据点之间的斜率以及这些数据点前后的斜率差值；找出该斜率差值最大的该数据点作为一非线性切点；以及根据该射频功率时间、该非线性切点以及该图案密度，控制该制程腔体处理一晶圆。

4、本发明的这类目的与其他目的在本领域技术人员读过下文中以多种图示与绘图来描述的优选实施例的细节说明后应可变得更为明了显见。

1.一种先进制程控制方法，包含：

2.如权利要求1所述的先进制程控制方法，其中找出该蚀刻率曲线的该非线性切点的步骤包含：

3.如权利要求2所述的先进制程控制方法，还包含对该制程腔体进行预防性维护前后的该蚀刻率曲线进行相似度分析，当得出的相似度小于等于第二设定值时，重新进行找出该非线性切点的步骤。

4.如权利要求1所述的先进制程控制方法，其中当预防性维护前后的该蚀刻率的差值小于该第一设定值，或者该制程腔体当前的该射频功率时间大于等于该非线性切点，该制程产品的该蚀刻率模型方程式可设定为同产品的平均蚀刻率： ，其中为该制程产品的目标蚀刻率，为最近过货的该同产品的蚀刻率。

5.如权利要求1所述的先进制程控制方法，其中当预防性维护前后的该蚀刻率的差值小于该第一设定值，或者该制程腔体当前的该射频功率时间大于等于该非线性切点，该制程产品的该蚀刻率模型方程式可设定为同产品群的平均蚀刻率加上图案密度补偿因子：，其中为该制程产品的目标蚀刻率，最近过货的该同产品群的蚀刻率，为图案密度补偿因子，为该制程产品的图案密度，为最近过货的该同产品群的图案密度，为图案密度补偿因子对图案密度的相关权重。

6.如权利要求1所述的先进制程控制方法，其中当预防性维护前后的该蚀刻率的差值大于等于该第一设定值，并且该制程腔体当前的该射频功率时间小于该非线性切点，该制程产品的该蚀刻率模型方程式可设定为同产品的蚀刻率加上射频功率时间补偿因子：，其中为该制程产品的目标蚀刻率，为最近过货的该同产品的蚀刻率，为射频功率时间补偿因子，为该制程腔体当前的该射频功率时间，为该同产品最近在该制程腔体过货时该蚀刻腔体的射频功率时间，为该射频功率时间补偿因子对该蚀刻率的相关权重。

7.如权利要求1所述的先进制程控制方法，其中当预防性维护前后的该蚀刻率的差值大于等于该第一设定值，并且该制程腔体当前的该射频功率时间小于该非线性切点，该制程产品的该蚀刻率模型方程式可设定为同产品群的蚀刻率加上图案密度补偿因子以及射频功率时间补偿因子：，，其中为该制程产品的目标蚀刻率，为最近过货的该同产品群的该蚀刻率，为图案密度补偿因子，为射频功率时间补偿因子，为该制程产品的图案密度，为最近过货的该同产品群的图案密度， 为图案密度补偿因子对图案密度的相关权重，为该制程腔体当前的该射频功率时间，为该同产品群最近在该制程腔体过货时该蚀刻腔体的射频功率时间，为该射频功率时间补偿因子对该蚀刻率的相关权重。

8.一种先进制程控制系统，用以控制制程腔体，包括：