本发明提供一种由半导体晶片制造集成电路的装置和方法，该方法包括：对上述半导体晶片进行第一工艺；取得第一测量数据，用以指出已执行的第一工艺的正确性；使用第一测量数据，用以产生测量校正数据，其中测量校正数据包括有效部分以及无效部分；去除测量校正数据的无效部分，并且以测量校正模型模型化测量校正数据的有效部分；结合测量校正模型与第一工艺的第一工艺模型，用以产生多重解析模型，其中第一工艺模型模型化第一道工艺的输入输出关系；以及分析多重解析模型的响应与第二测量数据，用以控制第二工艺的成效。本发明用以增加先进工艺控制的控制器模块的控制有效性。
取得一第一测量数据，用以指出已执行的上述第一工艺的正确性；
使用上述第一测量数据，用以产生一测量校正数据，其中上述测量校正数据包括一有效部分以及一无效部分；
去除上述测量校正数据的上述无效部分，并且以一测量校正模型模型化上述测量校正数据的上述有效部分；
结合上述测量校正模型与一第一工艺模型，用以产生一多重解析模型，其中上述第一工艺模型用以模型化上述第一工艺的一输入输出关系；以及分析上述多重解析模型的一响应与一第二测量数据，用以控制一第二工艺的成效。
2.如权利要求1所述的由半导体晶片制造集成电路的方法，其中上述去除的步骤包括对上述测量校正数据执行多重解析分析，用以将上述有效部分由上述测量校正数据分离出来。
3.如权利要求1所述的由半导体晶片制造集成电路的方法，其中上述第一工艺包括一蚀刻工艺。
4.如权利要求1所述的由半导体晶片制造集成电路的方法，其中上述第一测量数据包括沟槽深度测量数据。
5.如权利要求1所述的由半导体晶片制造集成电路的方法，其中上述第二工艺包括一化学机械抛光工艺，并且上述第二测量数据包括铜膜深度测量数据。
6.如权利要求5所述的由半导体晶片制造集成电路的方法，其中上述分析的步骤由化学研磨抛光工艺的先进工艺控制的一控制器模块所执行。
7.如权利要求1所述的由半导体晶片制造集成电路的方法，其中上述测量校正模型表示一测量仪器偏差，并且上述第一工艺模型将基板上已移除的硅数量表示成硅移除速率与时间的一函数。
一第二装置，用以取得一第一测量数据，其中上述第一测量数据指出已执行的上述第一工艺的正确性；
一第三装置，上述第三装置使用上述第一测量数据，用以产生一测量校正数据，其中上述测量校正数据包括一有效部分以及一无效部分；
一第四装置，用以去除上述测量校正数据的上述无效部分，并且将上述测量校正数据的上述有效部分模型化成一测量校正模型；
一第五装置，上述第五装置结合上述测量校正模型与上述第一工艺的一第一工艺模型，用以产生一多重解析模型，其中上述第一工艺模型模型化上述第一工艺的一输入输出关系；以及一第六装置，上述第六装置分析上述多重解析模型的一响应与一第二测量数据，用以控制一第二工艺的成效。
9.如权利要求8所述的由半导体晶片制造集成电路的系统，其中上述第四装置包括一第七装置，上述第七装置用以对上述测量校正数据执行多重解析分析，而将上述有效部分由上述测量校正数据分离出来。
10.如权利要求8所述的由半导体晶片制造集成电路的系统，其中上述第一工艺包括一蚀刻工艺。
11.如权利要求8所述的由半导体晶片制造集成电路的系统，其中上述第一测量数据包括沟槽深度测量数据。
12.如权利要求8所述的由半导体晶片制造集成电路的系统，其中上述第二工艺包括一化学机械抛光工艺，并且上述第二测量数据包括铜膜深度测量数据。
13.如权利要求12所述的由半导体晶片制造集成电路的系统，其中上述第六装置包括化学机械抛光的先进工艺控制的一控制器模块，上述控制器模块用以分析上述多重解析模型的上述响应与上述第二测量数据。
14.如权利要求8所述的由半导体晶片制造集成电路的系统，其中上述测量校正模型表示一测量仪器偏差，并且上述第一工艺模型将基板上已移除的硅数量表示成硅移除速率与时间的一函数。
15.一种用以在半导体工艺中实现多重解析的先进工艺控制的系统，包括：一第一工艺机台，用以对上述半导体晶片上进行一第一工艺；
一第一测量机台，用以取得一第一测量数据，其中上述第一测量数据用以指出已执行的上述第一工艺的正确性；
一测量校正模块，用以使用上述第一测量数据，以便产生一测量校正数据，其中上述测量校正数据包括一有效部分以及一无效部分；
一测量校正模型建立模块，用以去除上述测量校正数据的上述无效部分，并且将上述测量校正数据的上述有效部分模型化成一测量校正模型；
一多重解析模型建立模块，用以结合上述测量校正模型与上述第一工艺的一第一工艺模型，以便产生一多重解析模型，其中上述第一工艺模型模型化上述第一工艺的一输入输出关系；以及一先进工艺控制器模块，用以分析上述多重解析模型的一响应与一第二测量数据，用以控制一第二工艺的成效。
16.如权利要求15所述的用以在半导体工艺中实现多重解析的先进工艺控制的系统，其中上述测量校正模型建立模块对上述测量校正数据执行多重解析分析，用以将上述有效部分由上述测量校正数据分离出来。
17.如权利要求15所述的用以在半导体工艺中实现多重解析的先进工艺控制的系统，其中上述第一工艺包括一蚀刻工艺，并且上述第一测量数据包括沟槽深度测量数据。
18.如权利要求15所述的用以在半导体工艺中实现多重解析的先进工艺控制的系统，其中上述第二工艺包括一化学机械抛光工艺，并且上述第二测量数据包括铜膜深度测量数据。
19.如权利要求18所述的用以在半导体工艺中实现多重解析的先进工艺控制的系统，其中上述先进工艺控制器模块为化学机械抛光的先进工艺控制的一控制器模块。
20.如权利要求15所述的用以在半导体工艺中实现多重解析的先进工艺控制的系统，其中上述测量校正模型表示一测量仪器偏差，并且上述第一工艺模型将基板上已移除的硅数量表示成硅移除速率与时间的一函数。
由半导体晶片制造集成电路的装置和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于集成电路制造的先进工艺控制(Advanced ProcessControl，APC)，尤其涉及一种实现多重解析的先进工艺控制技术的系统与方法。
背景技术
[0002] 先进工艺控制已经成为半导体制造厂(semiconductor fabricationfacilities，fabs)中不可或缺的技术，其可以在低成本的情况下改善元件合格率与可靠度。先进工艺控制的重要基础原理包括整合式测量(integratedmetrology)、故障检测(fault detection)、分类(classification)以及批次控制(run-to-run control)。先进工艺控制有助于降低工艺的变动与生产成本。有效的先进工艺控制的关键为测量仪器得以在可接受的时段(acceptable timeframe)内测量到关键的参数。此外，必须提供方法给先进工艺控制用以分析与解释所测量到的数据。实际上，因为工艺经常遭受各种来源造成的干扰(disturbance)与偏移(drift)的损害，所以先进工艺控制非常需要生产线上即时(in-line)的测量。传统上，先进工艺控制以常数时间序列数据或近常数时间序列数据(near-constant time sequence data)为基础；然而，一般认为复杂的工艺、机台与生产流程造成具有不同时间频率的多重数据来源，而具有不同时间频率的多重数据来源影响了先进工艺控制的成效。一般而言，先进工艺控制的控制器伴随着来自晶片与反应室(chamber)的干扰一起操作。这些干扰包括测量偏差(metrology bias)、校正偏移(calibration offset)，以及为不同解析(resolutions)的类似干扰。再者，这些干扰中的某些部分是有效的，而其他部分则是无效的。
发明内容
[0003] 为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种由半导体晶片制造集成电路的方法，包括：对上述半导体晶片进行第一工艺；取得第一测量数据，用以指出已执行的第一工艺的正确性；使用第一测量数据，用以产生测量校正数据，其中测量校正数据包括有效部分以及无效部分；去除测量校正数据的无效部分，并且以测量校正模型模型化测量校正数据的有效部分；结合测量校正模型与第一工艺的第一工艺模型，用以产生多重解析模型，其中第一工艺模型模型化第一道工艺的输入输出关系；以及分析多重解析模型的响应(response)与第二测量数据，用以控制第二工艺的成效。
[0004] 本发明的另一实施例为一种由半导体晶片制造集成电路的系统，包括：第一装置、第二装置、第三装置、第四装置、第五装置以及第六装置。第一装置用以对半导体晶片进行第一工艺。第二装置用以取得第一测量数据，其中第一测量数据指出已执行的第一道工艺的正确性。第三装置使用第一测量数据，用以产生测量校正数据，其中测量校正数据包括有效部分以及无效部分。第四装置，用以去除测量校正数据的无效部分，并且将测量校正数据的有效部分模型化成测量校正模型。第五装置结合测量校正模型与第一工艺的第一工艺模型，用以产生多重解析模型，其中第一工艺模型模型化第一道工艺的输入输出关系。第六装置分析多重解析模型的响应与第二测量数据，用以控制第二工艺的成效。
[0005] 本发明的另一实施例为一种用以在半导体工艺中实现(implementing)多重解析的先进工艺控制的系统，包括：第一工艺机台、第一测量机台、测量校正模块、测量校正模型建立模块、多重解析模型建立模块以及先进工艺控制器模块。第一工艺机台用以对半导体晶片上进行第一工艺。第一测量机台用以取得第一测量数据，其中第一测量数据指出已执行的第一工艺的正确性。测量校正模块使用第一测量数据，用以产生测量校正数据，其中测量校正数据包括有效部分以及无效部分。测量校正模型建立模块用以去除测量校正数据的无效部分，并且将测量校正数据的有效部分模型化成测量校正模型。多重解析模型建立模块结合测量校正模型与第一工艺的第一工艺模型，用以产生多重解析模型，其中第一工艺模型模型化第一工艺的输入输出关系。先进工艺控制器模块分析多重解析模型的响应与第二测量数据，用以控制第二工艺的成效。
[0006] 在本发明中，干扰被分类成有效的与无效的，用以增加先进工艺控制的控制器模块的控制有效性。
附图说明
[0007] 当搭配图示阅读本发明时，本发明所揭示的内容能由以下附图的详尽描述而被最佳地理解。要强调的是，根据工厂中标准的实际状况，多种特征并没有依照实际比例被显示。事实上，多种特征的大小尺寸可为了讨论的需要而任意放大或缩小。
[0008] 图1描述用以从半导体晶片制造集成电路的公知工艺的一部分。
[0009] 图2是根据本文所述的实施例描述从半导体晶片制造集成电路的工艺的一部分。
[0010] 图3描述与图2相关的工艺的沟槽深度测量校正数据的图示。
[0011] 其中，附图标记说明如下：
[0012] 100、200～晶片；
[0013] 102、202～光刻工艺模块；
[0014] 104、204～蚀刻工艺模块；
[0015] 106、206～沟槽深度测量模块；
[0016] 107、207～沟槽深度测量数据；
[0017] 108、208～校正模块；
[0018] 110、210～化学机械抛光工艺模型建立模块；
[0019] 112、212～溅镀工艺模块；
[0020] 114、214～化学机械抛光工艺模块；
[0021] 115、215～控制信号；
[0022] 116、216～控制器模块；
[0023] 118、218～铜膜厚度测量模块；
[0024] 120、220～铜膜厚度测量数据；
[0025] 222～测量校正模型建立模块；
[0026] 224～多重解析模型建立模块；
[0027] 300～沟槽深度测量校正数据；
[0028] 302、304～有效部分、无效部分。
具体实施方式
[0029] 本发明揭示一种用于半导体制造的先进工艺控制，尤其涉及关于实现(implementing)多重解析(multi-resolution)先进工艺控制的系统与方法。虽然此处提供特定实施例作为教导本发明的上位概念的例子，但本领域普通技术人员应能应用本发明所揭示的概念于其他方法与系统。并且，于此处所讨论的本发明包括一些公知的结构和/或步骤。因为上述结构和/或步骤为公知的，其仅被作为技术细节的一般讨论。再者，图示说明中重复出现的附图标记仅作为例子与说明的方便，并且上述重复出现的附图标记并不代表图示说明中的特征与方法的组合。
[0030] 图1描绘一种从半导体晶片制造集成电路的公知工艺的一部分。如图1所示，光刻工艺(photolithography)模块102依传统的方式对晶片100上执行光刻工艺。然后，蚀刻(etch)工艺模块104依传统的方式对晶片100上执行蚀刻工艺。在执行蚀刻工艺之后，沟槽(trench)深度测量模块106测量被蚀刻工艺模块104所蚀刻的沟槽深度，并提供沟槽深度测量数据(trench depthmetrology data)107给沟槽深度测量的校正模块108以及化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)工艺模型建立(modeling)模块110，其目的将于以下详述。接着，溅镀工艺模块112依传统的方式在晶片100上执行溅镀工艺，在此之后，化学机械抛光工艺模块114根据控制信号115并且依传统的方式在晶片100上执行化学机械抛光工艺，其中，控制信号115由化学机械抛光的先进工艺控制的控制器模块116所发出。最后，铜膜(copper，Cu)厚度测量模块118测量所溅镀的铜膜厚度，并且将铜膜厚度测量数据120提供给控制器模块116。工艺模块102-114及116-118应被认为成具有处理、控制、存储、显示和/或输入/输出能力的工艺模块，也包括其他用以执行相应功能的必要及合适的设备。
[0031] 在图1所描绘的公知的实施例中，沟槽深度测量的校正模块108用以监控(monitor)蚀刻工艺模块104的成效(performance)。沟槽深度测量数据107在一天之中大约可以获得一次或两次，用以更新由化学机械抛光工艺模型建立模块110所产生的化学机械抛光工艺模型(CMP model)，其中，化学机械抛光工艺模型用以模型化化学机械抛光工艺模块114所执行的化学机械抛光工艺的输入与输出的关系。在一实施例中，化学机械抛光工艺的输入与输出的关系可以函数f()表示。举例而言，化学机械抛光工艺模型将已移除的硅数量表示成硅移除速率与时间的函数。已更新的化学机械抛光工艺模型与铜膜厚度测量数据120被提供至控制器模块116，控制器模块116用以计算铜膜厚度测量数据120与1
化学机械抛光工艺模型的反函数(f())，并依传统的方式提供合适的控制信号115至化学机械抛光工艺模块114。
[0032] 现在参考图2，图2为本发明的实施例中集成电路制造系统的一部分，用以从半导体晶片200制造集成电路。在某些方面，图2所描绘的工艺类似于图1所描绘的工艺。特别的是，图2所示的工艺包括光刻工艺模块202，用以依传统的方式对晶片200执行光刻工艺。然后，蚀刻工艺模块204依传统的方式对晶片200执行蚀刻工艺。在执行蚀刻工艺之后，沟槽深度测量模块206测量被蚀刻工艺模块204所蚀刻的沟槽深度，并提供沟槽深度测量数据207给沟槽深度测量的校正模块208以及化学机械抛光工艺模型建立模块210，其目的将于以下详述。接着，溅镀工艺模块112依传统的方式在晶片100上执行溅镀工艺，在此之后，化学机械抛光工艺模块114根据控制信号115并且依传统的方式在晶片100上执行化学机械抛光工艺，其中，控制信号115由化学机械抛光的先进工艺控制的控制器模块116所发出。最后，铜膜厚度测量模块218测量所溅镀的铜膜厚度，并且将铜膜厚度测量数据220提供给化学机械抛光的先进工艺控制的控制器模块216。
[0033] 在图2所示的实施例中，沟槽深度测量的校正模块208用以监控蚀刻工艺模块204的成效。沟槽深度测量数据207用以更新由化学机械抛光工艺模型建立模块210所产生的化学机械抛光工艺模型，而此化学机械抛光工艺模型用以模型化化学机械抛光工艺模块214所执行的化学机械抛光工艺的输入与输出的关系。举例而言，化学机械抛光工艺模块将已移除的硅数量模型化成硅移除速率与时间的函数，并且将已移除的硅数量以函数f()表示。
[0034] 在集成电路的实际制造中，有很多来自晶片与反应室(chamber)的干扰会影响先进工艺控制的控制器模块的控制。这些干扰的来源包括不同的解析(resolutions)，例如测量偏差(metrology bias)、校正偏移(calibration offset)等。在图2所示的实施例中，这些干扰被分类成有效的(effective)与无效的(non-effective)，用以增加先进工艺控制的控制器模块的控制有效性(effectiveness)，如下详述。
[0035] 特别的是，根据此处所述的实施例的特征，图2的集成电路制造系统包括测量校正模型建立模块222以及多重解析模型建立模块224，其目的将于以下详述。特别的是，测量校正模型建立模块222接受来自沟槽深度的校正模块208的沟槽深度校正数据300，在一天之中，约可以获得沟槽深度校正数据一次或两次；换言之，沟槽深度校正数据为低频数据(low frequency data)。参考图3，具体的沟槽深度测量校正数据300被表示成数据与数据库(data &base)的时间的函数。沟槽深度测量校正数据300包括用以表示实际测量的有效部分302与大部分为噪声的无效部分304。测量校正模型建立模块将无效部分304由沟槽深度测量校正数据300去除，仅留下有效部分302，其中有效部分302被模型化成函数g()。沟槽深度测量校正数据300的无效部分的去除可由多种方式被执行，包括使用傅立叶转换(Fourier transform)或多重解析分析(multi-resolution analysis，MRA)，但并非仅限制于上述两种方式。
[0036] 再次参考图2，由化学机械抛光工艺模型建立模块210所产生的化学机械抛光工艺模型与测量校正模型建立模块222所产生的测量校正模型被提供至多重解析模型建立模块224，多重解析模型建立模块224将化学机械抛光工艺模型与测量校正模型结合产生多重解析模型，多重解析模型被表示为函数f()+g()。以更新的多重解析模型与铜膜厚度测量数据220被提供至化学机械抛光的先进工艺控制的控制器模块216，控制器模块216用以-1计算铜膜厚度测量数据220与多重解析模型建立模块224的反函数(例如，(f()+g()) )，并提供合适的控制信号215至化学机械抛光工艺模块214。工艺模块202-214及216-218应被认为成具有处理、控制、存储、显示和/或输入/输出能力的工艺模块，也包括其他用以执行相应功能的必要及合适的设备。
[0037] 虽然本发明仅有少数具体实施例于上被描述，但是在不脱离本发明的精神与范畴的前提下，本领域普通技术人员应能理解根据本发明的具体实施例能有许多改变。
[0038] 上述所列的具体实施例与步骤的多种不同组合能循序地或同时地被使用，并且没有特定步骤为关键或必要的。再者，图示中每一个所描述的模块可在多重装置上被使用，包括多个计算机装置，并且多个所描述的模块可在单一装置上被使用，包括一计算机装置。再者，对于某些实施例而言，上述所讨论与描绘的特征可与其它实施例所讨论与描绘的特征组合。因此，所有的实施例可延伸并涵括本发明的范畴。
