(57)【要約】計測しようとするウェハ（または、別のデバイス）に関連してサンプリングプランを動的調整するためのシステム、方法および媒体を提供する。サンプリングプランは、処理後に事実上単一チップとなるようなウェハ上の区画であるダイ内の指定した計測点に関する情報を提供している。このダイ内には計測の候補となる指定した点を設けている。記憶してあるダイマップ情報を取り出して変換し、ウェハ上での計測に利用可能な点を決定している。本発明は、製造プロセスまたは製造結果に影響を及ぼす内部または外部の変化を示す可能性が高い１つまたは複数のイベントが発生した場合、計測の頻度および／または空間分解能を調整している。必要に応じて、計測回数の増加やこれに対応する処理の低下が生じる可能性がある。この動的計測プランは、そのウェハに対する別の計測または異なる計測が望ましいことを示唆するようなある種のイベントに応答して、サンプリングプランからの候補点の追加、除去あるいは交換によってサンプリングの空間分解能をウェハ内で調整している。点を追加、除去あるいは交換するエリア内でダイマップ内に多数の候補点が存在する場合、本システムはこれらの点の中から選択することができる。さらに、本発明はウェハ間式計測の頻度の調整に関連して使用することもできる。
2005505124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある製造プロセスによって製造される少なくとも１つの製品に関する少なくとも１つの製造特性を計測する、コンピュータによって実行される方法であって、
（Ａ）前記少なくとも１つの製品で、前記製造プロセスによって計測される１組の候補点を表す情報を提供するステップと、
（Ｂ）前記製造プロセスによって、前記少なくとも１つの製品に対して計測を実行して前記少なくとも１つの製造特性を計測するためのプランを実行するステップであって、前記プランは、前記１組の候補点に応答して実行される計測を規定するステップと、
（Ｃ）前記製造プロセスの変更を検出するステップと、
該変更は、前記製造プロセスに新たな材料を受け入れる処理と、該製造プロセス内の障害を検出する処理と、該製造プロセス内の制御パラメータの変化を検出する処理と、および前記少なくとも１つの製品の計測の変動を検出する処理とのうちの少なくとも１つを含み、
（Ｄ）前記検出した変更に基づいて、計測を実行するためのプランを調整するステップと
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記検出した変更に応答して、少なくとも１つの追加計測を実行するステップ
をさらに具えたことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記調整するステップは、
前記プランの計測をウェハ間で調整する処理と、
前記プランの計測をウェハ内で調整する処理と
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記製品は半導体ウェハであり、
前記製造プロセスは自動半導体製造プロセスであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記プランは、計測レシピを表す情報をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記候補点は、前記少なくとも１つの製品に対応するマップ内に含まれることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記プランは、所定のサンプリングプランであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記プランは、前記製品で少なくとも１つの領域を規定しており、前記候補点の各々は前記少なくとも１つの領域に対応していることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記調整するステップは、
前記検出した変更に対応する前記少なくとも１つの領域を決定する処理と、
前記決定した領域に対応する候補点に応答して少なくとも１つの追加計測を選択する処理と、
前記選択した少なくとも１つの追加計測を前記プランにより実行するように指定する処理と、
前記計測、前記追加計測、および前記プランのうちの少なくとも１つを改訂する処理とを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記調整するステップは、
前記検出した変更が一連の製品に影響を及ぼすことがあるかどうかを判定する処理と、
影響を及ぼす場合に、前記一連の製品のうちの少なくとも１つの製品を計測すべきかどうかを判定する処理と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
１つのグループの形で提供されるようにして前記少なくとも１つの製品を含む複数の製品が提供される処理と、
前記プランは、前記グループ内において計測に利用可能な製品を表す第１の情報と、
前記グループ内において前記プランの下で計測すべき製品を表す第２の情報と
を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
計測結果が前記少なくとも１つの製品の計測の変動を示す場合、および／または、前記製造プロセスに障害が検出された場合に、
前記少なくとも１つの製品に関する計測結果を表す情報を棄却するステップをさらに具えたことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記サンプリングプランは、前記少なくとも１つの製品の中心から放射状に広がる複数のスプラインを含み、
前記候補点は、前記スプラインに沿って分布していることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１４】
前記スプラインに沿った前記候補点の分布は、前記少なくとも１つの製品の表面積に従って重み付けされることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記サンプリングプランは、複数の放射状に分布した候補点を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１６】
自動半導体製造プロセスで製造される少なくとも１つの半導体ウェハに関する少なくとも１つの製造特性を計測する、コンピュータによって実行される方法であって、
（Ａ）前記製造プロセスによって前記少なくとも１つのウェハに対して計測しようとする１組の候補点を表す情報を提供するステップと、
該１組の候補点は、前記少なくとも１つのウェハに対応するマップ内に含まれ、
（Ｂ）前記製造プロセスによって、前記少なくとも１つのウェハに対して計測を実行して前記少なくとも１つの製造特性を計測するための所定のサンプリングプランを実行するステップと、
該プランは、前記１組の候補点に応答して実行する計測を規定しており、
該プランは、前記少なくとも１つのウェハに対する少なくとも１つの領域を規定しており、前記候補点の各々は前記少なくとも１つの領域に対応しており、
（Ｃ）製造プロセスの変更に応答して前記製造プロセスの変更を検出するステップと、
該変更は、
前記製造プロセスに新たな材料を受け入れる処理と、
該製造プロセス内の障害を検出する処理と、
該製造プロセス内の制御パラメータの変化を検出する処理と、
前記少なくとも１つのウェハの計測の変動を検出する処理とのうちの少なくとも１つを含み、
（Ｄ）前記検出した変更に基づいて計測を実行するためのプランを調整し、該調整に応答して少なくとも１つの追加的計測を実行するステップと、
（Ｅ）前記調整するステップは、
前記検出した変更に対応して前記少なくとも１つの領域を決定する処理と、
前記決定した領域に対応する候補点に応答して前記少なくとも１つの追加計測を選択する処理と、
前記選択した少なくとも１つの追加計測を指定する処理と、
前記計測、前記追加計測および前記プランのうちの少なくとも１つを改訂する処理とを含み、
（Ｆ）前記調整するステップは、
前記検出した変更が一連のウェハに影響を及ぼすことがあるかどうかを判定する処理と、
影響を及ぼす場合に、前記一連のウェハのうちの少なくとも１つのウェハを計測すべきかどうかを判定する処理と
を含み、
（Ｇ）１つのグループの形で提供される前記少なくとも１つのウェハを含む複数のウェハが提供され、
前記プランは、
前記グループ内において計測に利用可能なウェハを表す第１の情報と、
前記グループ内において前記プランの下で計測すべきウェハを表す第２の情報と
を含み、
（Ｈ）計測結果が前記少なくとも１つのウェハの計測の変動を示す場合および前記製造プロセスに障害が検出された場合に、前記少なくとも１つのウェハに関する計測結果を表す情報を棄却するステップと
を具え、
（Ｉ）前記サンプリングプランは、前記少なくとも１つのウェハの中心から放射状に広がる複数のスプラインを含んでおり、
前記候補点は、前記スプラインに沿って分布し、
前記スプラインに沿った前記候補点の分布は、前記少なくとも１つのウェハの表面積に従って重み付けされていることを特徴とする方法。
【請求項１７】
ある製造プロセスによって製造される少なくとも１つのものに関する少なくとも１つの製造特性を計測する、コンピュータによって実行されるシステムであって、
（Ａ）前記少なくとも１つの製品で製造プロセスによって計測される１組の候補点を表す記憶情報と、
（Ｂ）前記少なくとも１つの製品に対して計測を実行して前記少なくとも１つの製造特性を計測するためのプランを表す記憶情報と、
該プランは、前記１組の候補点に応答して実行される計測を規定し、
（Ｃ）プロセッサと、
該プロセッサは、
前記製造プロセスの変更を検出する手段と、
該変更は、
前記製造プロセスに新たな材料を受け入れる処理と、
該製造プロセス内の障害を検出する処理と、
該製造プロセス内の制御パラメータの変化を検出する処理と、
前記少なくとも１つの製品の計測の変動を検出する処理とのうちの少なくとも１つを含み、
前記検出した変更に応答して、検出した変更に基づいて計測を実行するためのプランを調整する手段と
を具えたことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
前記プロセッサは、前記検出した変更に応答して、少なくとも１つの追加的計測をさらに実行することを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記プランの計測をウェハ間、および／または、ウェハ内で調整していることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項２０】
計測しようとする前記製品は半導体ウェハであり、
前記製造プロセスは自動半導体製造プロセスであり、
前記プロセッサと動作可能に接続されている、前記半導体ウェハに対する計測を実行するための少なくとも１つの計測ツールをさらに具えたことを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項２１】
前記プランは、計測レシピを表す情報をさらに含むことを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項２２】
前記候補点は、前記少なくとも１つの製品に対応するマップ内に含まれていることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項２３】
前記プランは、所定のサンプリングプランであることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項２４】
前記プランは、前記製品に関して少なくとも１つの領域を規定しており、
前記候補点の各々は、前記少なくとも１つの領域に対応していることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項２５】
前記計測は、
前記検出した変更に対応して前記プロセッサ内で前記少なくとも１つの領域を決定する処理と、
前記決定した領域に対応する候補点に応答して少なくとも１つの追加計測を選択する処理と、
前記選択した少なくとも１つの追加計測を前記プランにより実行するように指定する処理と、
前記計測、前記追加計測および前記プランのうちの少なくとも１つを改訂する処理と
によって調整されることを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記計測は、
前記プロセッサ内で前記検出した変更が一連の製品に影響を及ぼすことがあるかどうかを判定する処理と、
影響を及ぼす場合に、前記一連の製品のうちの少なくとも１つの製品を計測すべきかどうかを判定する処理と
によって調整されていることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項２７】
グループの形で提供される前記少なくとも１つの製品を含む複数の製品が提供され、
前記プランは、
前記グループ内において計測に利用可能な製品を表す第１の情報と、
前記グループ内において前記プランの下で計測すべき製品を表す第２の情報と
をさらに含むことを特徴とする請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
計測結果が、前記少なくとも１つの製品の計測の変動を示す場合、および／または、前記製造プロセスに障害が検出された場合以外では、前記少なくとも１つの製品に関する計測結果を表す情報の記憶装置
をさらに具えたことを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項２９】
前記サンプリングプランは、前記少なくとも１つの製品の中心から放射状に広がる複数のスプラインを含み、
前記候補点は、前記スプラインに沿って分布していることを特徴とする請求項２３記載のシステム。
【請求項３０】
前記スプラインに沿った前記候補点の分布は、少なくとも１つの製品の表面積に従って重み付けされていることを特徴とする請求項２９記載のシステム。
【請求項３１】
前記サンプリングプランは、複数の放射状に分布した候補点を含むことを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項３２】
自動半導体製造プロセスで製造される少なくとも１つの半導体ウェハに関する少なくとも１つの製造特性を計測する、コンピュータによって実行されるシステムであって、
（Ａ）前記製造プロセスによって前記少なくとも１つのウェハに対して計測しようとする１組の候補点を表す記憶情報と、
該１組の候補点は、前記少なくとも１つのウェハに対応するマップ内に含まれ、
（Ｂ）前記少なくとも１つのウェハに対して計測を実行して前記少なくとも１つの製造特性を計測するための所定のサンプリングプランを表す情報と、
該プランは、前記１組の候補点に応答して実行する計測を規定しており、
該プランは、前記少なくとも１つのウェハに対する少なくとも１つの領域を規定しており、
該候補点の各々は、前記少なくとも１つの領域に対応しており、
（Ｃ）プロセッサと、
該プロセッサは、
前記製造プロセスの変更に応答した前記製造プロセスの変更を検出する手段と、
該変更は、
前記製造プロセスに新たな材料を受け入れる処理と、
該製造プロセス内の障害を検出する処理と、
該製造プロセス内の制御パラメータの変化を検出する処理と、
前記少なくとも１つのウェハの計測の変動を検出する処理とのうちの少なくとも１つを含み、
前記検出した変更に応答して、検出した変更に基づいて計測を実行するためのプランを調整する手段と、
前記調整に応答して少なくとも１つの追加計測を実行する手段と
を具え、
（Ｄ）前記計測は、
前記検出した変更に対応して前記プロセッサ内で前記少なくとも１つの領域を決定する処理と、
前記決定した領域に対応する候補点に応答して前記少なくとも１つの追加計測を選択する処理と、
前記選択した少なくとも１つの追加計測を指定する処理と、
前記計測、前記追加計測および前記プランのうちの少なくとも１つを改訂する処理とによって調整され、
（Ｅ）前記計測は、
前記プロセッサ内で前記検出した変更が一連のウェハに影響を及ぼすことがあるかどうかを判定する処理と、
影響を及ぼす場合に、前記一連のウェハのうちの少なくとも１つのウェハを計測すべきかどうかを判定する処理と
によって調整され、
（Ｆ）１つのグループの形で提供されるようにして前記少なくとも１つのウェハを含む複数のウェハが提供され、
前記プランは、前記グループ内において計測に利用可能なウェハを表す第１の情報と、前記グループ内において前記プランの下で計測すべきウェハを表す第２の情報とをさらに含み、
（Ｇ）計測結果が前記少なくとも１つのウェハの計測の変動を示す場合、および、前記製造プロセスに障害が検出された場合以外では、前記少なくとも１つのウェハに関する計測結果を表す情報の記憶装置
とを具え、
（Ｈ）前記サンプリングプランは、前記少なくとも１つのウェハの中心から放射状に広がる複数のスプラインを含み、
前記候補点は、前記スプラインに沿って分布し、
前記スプラインに沿った前記候補点の分布は、前記少なくとも１つのウェハの表面積に従って重み付けされていることを特徴とするシステム。
【請求項３３】
コンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶されている、ある製造プロセスによって製造される少なくとも１つの製品に関する少なくとも１つの製造特性を計測するためのコンピュータプログラムであって、
（Ａ）前記少なくとも１つの製品で製造プロセスによって計測される１組の候補点を表す情報を提供させる命令と、
（Ｂ）前記製造プロセスによって、前記少なくとも１つの製品に対して計測を実行して前記少なくとも１つの製造特性を計測するためのプランを実行させる命令と、
該プランは、前記１組の候補点に応答して実行される計測を規定し、
（Ｃ）前記製造プロセスに新たな材料を受け入れる処理と、
該製造プロセス内の障害を検出する処理と、
該製造プロセス内の制御パラメータの変化を検出する処理と、
前記少なくとも１つの製品の計測の変動を検出する処理と
のうちの少なくとも１つを含む前記製造プロセスの変更を検出させる命令と、
（Ｄ）前記検出した変更に基づいて、計測を実行するためのプランを調整させる命令と
を具えたことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項３４】
前記検出した変更に応答して少なくとも１つの追加的計測を実行させる命令をさらに具えたことを特徴とする請求項３３記載のプログラム。
【請求項３５】
前記プランの計測をウェハ間、および／または、ウェハ内で調整させる命令をさらに具えたことを特徴とする請求項３３記載のプログラム。
【請求項３６】
前記製品は半導体ウェハであり、
前記製造プロセスは自動半導体製造プロセスであることを特徴とする請求項３３記載のプログラム。
【請求項３７】
前記プランは、計測レシピを表す情報をさらに含むことを特徴とする請求項３３記載のプログラム。
【請求項３８】
前記候補点は、前記少なくとも１つの製品に対応するマップ内に含まれていることを特徴とする請求項３３記載のプログラム。
【請求項３９】
前記プランは、所定のサンプリングプランであることを特徴とする請求項３３記載のプログラム。
【請求項４０】
前記プランは、前記製品に関して少なくとも１つの領域を規定しており、
前記候補点の各々は、前記少なくとも１つの領域に対応していることを特徴とする請求項３３記載のプログラム。
【請求項４１】
前記調整は、
前記検出した変更に対応して前記少なくとも１つの領域を決定する処理と、
前記決定した領域に対応する候補点に応答して少なくとも１つの追加計測を選択する処理と、
前記選択した少なくとも１つの追加計測を前記プランにより実行するように指定する処理と、
前記計測、前記追加計測および前記プランのうちの少なくとも１つを改訂する処理と
を含むことを特徴とする請求項４０記載のプログラム。
【請求項４２】
前記調整は、
前記検出した変更が一連の製品に影響を及ぼすことがあるかどうかを判定する処理と、
影響を及ぼす場合に、前記一連の製品のうちの少なくとも１つの製品を計測すべきかどうかを判定する処理と
を含むことを特徴とする請求項３３記載のプログラム。
【請求項４３】
１つのグループの形で提供される前記少なくとも１つの製品を含む複数の製品が提供され、
前記プランは、
前記グループ内において計測に利用可能な製品を表す第１の情報と、
前記グループ内において前記プランの下で計測すべき製品を表す第２の情報と
をさらに含むことを特徴とする請求項４２記載のプログラム。
【請求項４４】
計測結果が前記少なくとも１つの製品の計測の変動を示す場合、および／または、前記製造プロセスに障害が検出された場合に、
前記少なくとも１つの製品に関する計測結果を表す情報を棄却するための命令をさらに具えたことを特徴とする請求項３３記載のプログラム。
【請求項４５】
前記サンプリングプランは、前記少なくとも１つの製品の中心から放射状に広がる複数のスプラインを含み、
前記候補点は、前記スプラインに沿って分布していることを特徴とする請求項３９記載のプログラム。
【請求項４６】
前記スプラインに沿った前記候補点の分布は、少なくとも１つの製品の表面積に従って重み付けされていることを特徴とする請求項４５記載のプログラム。
【請求項４７】
前記サンプリングプランは、複数の放射状に分布した候補点を含むことを特徴とする請求項３９記載のプログラム。
【請求項４８】
自動半導体製造プロセスで製造される少なくとも１つの半導体ウェハに関する少なくとも１つの製造特性を計測する、コンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶されているコンピュータによって実行されるプログラムであって、
（Ａ）前記製造プロセスによって前記少なくとも１つのウェハに対して計測しようとする１組の候補点を表す情報を提供させる命令と、
該１組の候補点が、前記少なくとも１つのウェハに対応するマップ内に含まれ、
（Ｂ）前記製造プロセスによって、前記少なくとも１つのウェハに対して計測を実行して前記少なくとも１つの製造特性を計測するための所定のサンプリングプランを実行する命令と、
該プランは、前記１組の候補点に応答して実行する計測を規定し、
該プランは、前記少なくとも１つのウェハ上で少なくとも１つの領域を規定し、
前記候補点の各々は、前記少なくとも１つの領域に対応しており、
（Ｃ）前記製造プロセスに新たな材料を受け入れる処理と、
該製造プロセス内の障害を検出する処理と、
該製造プロセス内の制御パラメータの変化を検出する処理と、
前記少なくとも１つのウェハの計測の変動を検出する処理と
のうちの少なくとも１つを含む製造プロセスの変更に応答して、前記製造プロセスの変更を検出させる命令と、
（Ｄ）前記検出した変更に基づいて計測を実行するためのプランを調整させる命令と、
（Ｅ）前記調整は、
前記少なくとも１つの領域を前記検出した変更に対応して決定する処理と、
前記決定した領域に対応する候補点に応答して前記少なくとも１つの追加計測を選択する処理と、
前記選択した少なくとも１つの追加計測を指定する処理と、
前記計測、前記追加計測および前記プランのうちの少なくとも１つを改訂する処理とを含み、
（Ｆ）前記調整は、
前記検出した変更が一連のウェハに影響を及ぼすことがあるかどうかを判定する処理と、
影響を及ぼす場合に前記一連のウェハのうちの少なくとも１つのウェハを計測すべきかどうかを判定する処理と
を含み、
（Ｇ）１つのグループの形で提供される前記少なくとも１つのウェハを含む複数のウェハが提供され、
前記プランは、前記グループ内において計測に利用可能なウェハを表す第１の情報と、前記グループ内において前記プランの下で計測すべきウェハを表す第２の情報とをさらに含み、
（Ｈ）計測結果が前記少なくとも１つのウェハの計測の変動を示す場合、および、前記製造プロセスに障害が検出された場合に、前記少なくとも１つのウェハに関する計測結果を表す情報を棄却させる命令と
を具え、
（Ｉ）前記サンプリングプランは、少なくとも１つのウェハの中心から放射状に広がる複数のスプラインを含み、
前記候補点は、前記スプラインに沿って分布し、
前記スプラインに沿った前記候補点の分布は、前記少なくとも１つのウェハの表面積に従って重み付けされていることを特徴とするコンピュータによって実行されるプログラム。
【請求項４９】
ある製造プロセスによって製造される少なくとも１つのものに関する少なくとも１つの製造特性を計測する、コンピュータによって実行されるシステムであって、
前記少なくとも１つの製品で製造プロセスによって計測される１組の候補点を表すための手段と、
前記少なくとも１つの製品に対して計測を実行して前記少なくとも１つの製造特性を計測するためのプランを提供するための手段と、
該プランは、前記１組の候補点に応答して実行される計測を規定し、
前記製造プロセスに新たな材料を受け入れる処理と、
該製造プロセス内の障害を検出する処理と、
該製造プロセス内の制御パラメータの変化を検出する処理と、
前記少なくとも１つの製品の計測の変動を検出する処理と
のうちの少なくとも１つを含む前記製造プロセスの変更を検出するための手段と、
前記検出した変更に基づいた計測を実行するためのプランを前記検出した変更に応答して調整するための手段と
を具えたことを特徴とするシステム。
【請求項５０】
前記検出した変更に応答して、少なくとも１つの追加計測を実行させる手段をさらに具えたことを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【請求項５１】
前記検出手段は、前記プランの計測をウェハ間、および／または、ウェハ内で調整することを含むことを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【請求項５２】
計測しようとする前記製品は半導体ウェハであり、
前記製造プロセスは自動半導体製造プロセスであり、
少なくとも、前記半導体ウェハに対する計測を実行するための手段をさらに具えたことを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【請求項５３】
前記プランは、計測レシピを表す情報をさらに含むことを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【請求項５４】
前記候補点は、前記少なくとも１つの製品に対応するマップ内に含まれていることを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【請求項５５】
前記プランは、所定のサンプリングプランであることを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【請求項５６】
前記プランは、前記製品で少なくとも１つの領域を規定しており、
前記候補点の各々は、前記少なくとも１つの領域に対応していることを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【請求項５７】
前記調整手段は、
前記検出した変更に対応して前記プロセッサ内で前記少なくとも１つの領域を決定する処理と、
前記決定した領域に対応する候補点に応答して少なくとも１つの追加計測を選択する処理と、
前記選択した少なくとも１つの追加計測を前記プランにより実行するように指定する処理と、
前記計測、前記追加計測および前記プランのうちの少なくとも１つを改訂する処理と
によって、前記計測を調整することを特徴とする請求項５６記載のシステム。
【請求項５８】
前記調整手段は、
前記検出した変更が一連の製品に影響を及ぼすことがあるかどうかを判定する処理と、
影響を及ぼす場合に前記一連の製品のうちの少なくとも１つの製品を計測すべきかどうかを判定する処理と
によって、前記計測を調整することを含むことを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【請求項５９】
１つのグループの形で提供される前記少なくとも１つの製品を含む複数の製品が提供され、
前記プランは、
前記グループ内において計測に利用可能な製品を表す第１の情報と、
前記グループ内において前記プランの下で計測すべき製品を表す第２の情報と
をさらに含むことを特徴とする請求項５８記載のシステム。
【請求項６０】
計測結果が前記少なくとも１つの製品の計測の変動を示す場合、および／または、前記製造プロセスに障害が検出された場合以外では、前記少なくとも１つの製品に関する計測結果を表すための手段をさらに具えたことを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【請求項６１】
前記サンプリングプランは、前記少なくとも１つの製品の中心から放射状に広がる複数のスプラインを含み、
前記候補点は、前記スプラインに沿って分布していることを特徴とする請求項５５記載のシステム。
【請求項６２】
前記スプラインに沿った前記候補点の分布は、少なくとも１つの製品の表面積に従って重み付けされていることを特徴とする請求項６１記載のシステム。
【請求項６３】
前記サンプリングプランは、複数の放射状に分布した候補点を含むことを特徴とする請求項４９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス制御中の計測のためのコンピュータ関連のおよび／またはコンピュータ支援による方法、システム、およびコンピュータ読み取り可能媒体に関し、より詳細には、本発明は、高性能プロセス制御方法の期間中、たとえば半導体テクノロジ製造の制御の期間中における計測方式およびサンプリングの動的調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、そのいずれも参照により本明細書に明確に組み込むものとする、米国特許出願第１０／１３５，４５１号明細書（２００２年５月１日出願）、米国特許仮出願第６０／３２２，４５９号明細書（２００１年９月１７日出願）および米国特許仮出願第６０／２９８，８７８号明細書（２００１年６月１９日出願）による優先権を主張するものである。
【０００３】
ウェハ製作技術では、ウェハを処理デバイスによって製造しながら、そのウェハが事前定義された仕様に従って製作されていることを確認するために、計測ツールによってウェハに対する計測が実行される。この計測は、薄膜の厚さおよび均一性、ドーパント濃度、ゲート長さ、クリティカルディメンションなどの物理的特性からなる。このことは、「計測法（ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ）」に関する科学として知られている。
【０００４】
実行される計測は、典型的には、１つの「ダイマップ（ｄｉｅ  ｍａｐ）」の形で指定される。このダイマップは、（複数のチップが単一のウェハ上で形成され、ついには単一ウェハから切り出されるような典型的な状況の場合）異なるチップ（または、ダイ）がウェハ上のどこに配置されるか、ならびに各ダイ上のコーナーなどの重要箇所を示している。各ダイ上の右手側コーナーを計測するために、たとえば、ダイマップに従ってウェハ上で複数の点を計測している。通常では、ダイマップはそのウェハ上の座標点または「計測座標」のデジタル表現である。
【０００５】
計測座標は、エンジニアによって提供されており、そのエンジニアの嗜好に応じて変わるのが普通である。計測座標は従来ではｘ、ｙ座標として提供されている。
【０００６】
「サンプリングプラン」は、別の言い方では「計測プラン」と呼ぶこともあり、ダイマップから取り出した計測座標を含んでいる。このサンプリングプランは、ある種の計測をするためのある特定のプランを表している。これらの計測には、ダイマップ内の可能な点および／またはチップのうちのいくつかまたはすべてを含むことがある。
【０００７】
従来の計測システムでは、ある処理デバイスに関連してどのウェハを処理すべきかを事前決定する１つのサンプリングプラン、ならびにこれらのウェハからこの計測ツールによって取得しようとする計測を指定する。たとえば、このサンプリングプランは、各５つ目のウェハを事前指定の箇所において計測するものと規定することがある。これらのサンプリングプランは初めに指定した後は変更していないため、この計測システムは静的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
残念ながら、レシピの変更などの製造プロセスの変更、予防保全、消耗品変更、環境変化、あるいはウェハのロットの更新があると、製造成果は目的とする目標または仕様から外れるようにドリフトする傾向がある。従来の計測システムは一貫した空間分解能で一貫した頻度での計測を有するような実質的に一貫した計測方式を使用しており、製造プロセスに何らかの変更が導入されたかどうかを考慮に入れていないため、これらのシステムではいくつかのウェハが仕様限界を外れるように損なわれる傾向があり、これによってその製造成果に変化が生じることがあり得る。
【０００９】
製造システムでは、計測に時間がかかると共に計測回数を増やすと生産性が低下するため、計測をウェハのすべてに対しては求めないのが典型的である。また一方、計測するウェハを少なくすると、ウェハ歩留まりに重大な影響を及ぼすことがあるようなプロセス制御に関する重大情報の検出遅れにつながる傾向がある。従来のサンプリングシステムは生産中および／または生産後にウェハをサンプリングすることになるが、これらのシステムではウェハに対して初めに指定したサンプリングプランを生産中に調整することはない。
【００１０】
そこで、製品の品質を向上させるために動的な計測が依然として求められている。また、半導体ウェハでは、製造条件下で各仕様が満たされているかどうかをより適正にチェックすることが依然として求められている。さらに、レシピパラメータなどの目的とする目標結果との不一致を生じさせることがあるようなパラメータの変更に応答し、計測の頻度および／または空間分解能を調整することが依然として求められている。
【００１１】
残念ながら、計測を行うことは時間がかかると共に、大部分の処理デバイスはある計測を用いてウェハを特徴付けるために計測ツールによって取得する必要がある計測と比べてより高速である。
【００１２】
従って、システム結果に影響を及ぼす可能性があるような変更に対応し、かつその計測をこれに応じて適正に調整し増減するような方法、システムおよび媒体が依然として求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、リソース、レシピなどの変更に基づいてプロセス制御のためにあるウェハを計測する必要があるかどうかを動的に決定することによって、従来の技法に対する上述した問題を緩和している。
【００１４】
さらに、所与のウェハが計測すべきである場合、さらにその計測ツールに対して計測する点を動的に指定している。
【００１５】
より具体的には、本発明の実行形態の２つの変形形態を検討しており、この変形形態は別々に使用したり、一緒に使用したりすることがある。第１の変形形態によれば、より多くの（または、より少ない）ウェハを計測すべきであることを示唆するイベントに従って、ウェハを計測する頻度が（「ウェハ間で（ｗａｆｅｒ−ｔｏ−ｗａｆｅｒ）」）調整される。第２の変形形態によれば、計測する各ウェハの精密さをより高める（または、より弱める）べきであることを示唆するイベントに従って、計測させると選択したウェハの計測に関する空間分解能が（「ウェハ内で（ｗｉｔｈｉｎ−ｗａｆｅｒ）」）増加または減少される。
【００１６】
本発明の１つまたは複数の実行形態では、候補座標計測点がダイマップの形にマッピングされ、また計測を実行すべき初期点としてこれらの候補座標計測点の部分集合が選択される。その後、ウェハ内式の変形形態では、本発明は、その候補座標計測点の中から、計測すべきより多くの、より少ない、または異なる点（事情に応じて異なる）を動的に選択する。ウェハ間式の変形形態では、製造プロセスの変更があった場合に、計測の数を増加させ、たとえば各３つ目のウェハごとではなくすべてのウェハを計測することがある。一例として、ウェハ上のある特定の領域で厚さを大幅に変更するように新たなレシピを実行する場合、より多くの候補計測点および／または異なる候補計測点を選択することによって、当該箇所において実行するウェハ内の計測数をより多くすることができる。別の例では、障害が発見された場合にウェハを計測するように選択する頻度が増加され、これにより、製造不具合のあるウェハを検出し制御パラメータ（フィードフォワード／フィードバック法に関連するものなど）を補正できる確率が増大する。いくつかの状況では、偏差が大きいと、この大きな偏差のために問題が明瞭に特定されたときに偏差が小さい場合と比べて必要となる計測の頻度をより少なくさせる、あるいは必要となる空間分解能をより小さくすることができる。一方、偏差が小さいと特定が困難であることがあると共に、より高頻度でかつ／またはより高密度な計測を必要とすることがある。計測の頻度および密度に関する別の状況ではこの逆が適当であることがあり、また偏差の如何によらず実行する計測が同じ数であるようなケースもあり得る。
【００１７】
本発明の１つまたは複数の実行形態では、ある製造プロセスによって製造される少なくとも１つの製品に関する少なくとも１つの製造特性を計測するための方法、システムおよび／またはコンピュータによって実行される方法が提供される。その少なくとも１つの製品で製造プロセスによって計測しようとする１組の候補点を表す情報が提供される。この製造プロセスによって、少なくとも１つの製造特性を計測するように少なくとも１つの製品に対する計測を実行するためのプランであって、このプランによってこの１組の候補点に応答して実行しようとする計測が規定されるようなプランが実行される。製造プロセスに新たな材料を受け入れること、製造プロセス内の障害を検出すること、製造プロセス内の制御パラメータの変化を検出すること、ならびに前記少なくとも１つの製品の計測の変動を検出することのうちの少なくとも１つを含む製造プロセスの変更が検出される。
【００１８】
１つまたは複数の実施形態では、計測を実行するためのプランはこの検出した変更に基づいて調整されていると共に、これに応答して少なくとも１つの追加計測を実行している。
【００１９】
１つまたは複数の実施形態では、このプランの計測は、ウェハ間でおよび／またはウェハ内で調整されている。
【００２０】
１つまたは複数の実施形態では、その製品は半導体ウェハであり、その製造プロセスは自動半導体製造プロセスである。
【００２１】
１つまたは複数の実施形態では、そのプランはさらに計測レシピを表す情報を含んでいる。
【００２２】
１つまたは複数の実施形態では、その候補点は少なくとも１つの製品に対応するマップ内に含まれている。このプランは、所定のサンプリングプランとすることができる。
【００２３】
１つまたは複数の実施形態では、そのプランは製品上で少なくとも１つの領域を規定しており、その候補点のそれぞれはこの少なくとも１つの領域に対応している。
【００２４】
１つまたは複数の実施形態では、その調整は、この検出した変更に対応する少なくとも１つの領域を決定すること、この決定した領域に対応する候補点に応答してこの少なくとも１つの追加計測を選択すること、この選択した少なくとも１つの追加計測をそのプランにより実施するように指定すること、ならびにその計測、その追加計測およびそのプランのうちの少なくとも１つを改訂することを含む。この調整は、検出した変更が一連の製品に影響を及ぼすことがあるかどうかを判定し、影響を及ぼす場合には一連の製品のうちの少なくとも１つの製品を計測すべきかどうかを判定することを含むことがある。この製品は、グループの形で提供されることがあり、このプランはさらに、このグループ内において計測に利用可能な製品を表す第１の情報と、このグループ内においてこのプランの下で計測すべき製品を表す第２の情報とを含むことがある。
【００２５】
１つまたは複数の実施形態では、製品に対する計測結果を表す情報は、その計測結果が製品の計測の変動を示す場合および／またはその製造プロセスで障害が検出された場合には棄却される。
【００２６】
１つまたは複数の実施形態では、そのサンプリングプランは製品の中心から放射状に広がる複数のスプラインを含み、かつその候補点はこのスプラインに沿って分布している。スプラインに沿った候補点の分布には、製品の表面積に従って重み付けすることがある。１つまたは複数の別の実施形態では、そのサンプリングプランは複数の放射状に分布した候補点を含んでいる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、製造プロセスまたは製造結果に影響を及ぼす内部または外部の変化を示す可能性が高い１つまたは複数のイベントが発生した場合、レシピパラメータなどの目的とする目標結果との不一致を生じさせることがあるようなパラメータの変更に応答して、計測の頻度および／または空間分解能を調整し、必要に応じて、別の計測または異なる計測が望ましいことを示唆するようなある種のイベントに応答して、サンプリングプランからの候補点の追加、除去あるいは交換によってサンプリングの空間分解能をウェハ内で調整し、さらに、点を追加、除去あるいは交換するエリア内でダイマップ内に多数の候補点が存在する場合には、これらの点の中から選択するようにしたので、半導体ウェハでは、製造条件下で各仕様が満たされているかどうかをより適正にチェックすることができ、これにより、製品の品質を向上させるために動的な計測を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に関する上述した利点および特徴、ならびにその他の利点および特徴は、添付の図面に関する以下の詳細な説明からさらに明らかにされる。
【００２９】
以下の詳細な説明は具体的な多くの詳細を含んでいる。こうした詳細を含めているのは、単に例示を目的としたものであって、本発明を限定するものと理解すべきではない。この検討全体を通じて、参照が容易となるようにさまざまな図中において同じ要素は同じ番号によって示している。さらに、実施の一形態における特徴は本発明の別の実施形態における特徴と組み合わせることができる。
【００３０】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、静的な計測とは、計測対象のウェハ（または、別のデバイス）に関して所定のサンプリングプランが存在し、この各ウェハ（または、別のデバイス）に関して実質的に同じ点を指定していることを意味している。これに対して、動的計測プランでは、初期サンプリングプランを利用し、さらにある種のイベントまたはノンイベントに応答してこのサンプリングを調整している。ノンイベントによる調整の一例として、計測した最後の１０個のウェハが同じであり、かつその処理デバイスに変更がなく、かつ処理デバイス上のレシピに変更がないというような場合であれば、次の一連のウェハでもまったく同じ計測が得られると合理的に仮定することが可能である。本発明では、こうした状況では、さらにスループットを増大させかつ計測の実行に要する時間を短縮させるために、たとえばすべてのウェハを計測するのではなく各３つ目のウェハごとに計測を行うようにするなど計測を動的に調整することができる。したがって、本発明による検出および調整は、たとえばレシピの変更に基づいて生じる可能性があるような起こりうるエラーに対するだけではなく、精度も対象としている。
【００３１】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、上述したウェハ間式計測に関連して本発明を使用したり、別法として、ウェハ内式計測に関連しても使用できることを企図している。２００ｍｍ直径ウェハの半径方向で計測が実行されると共にその半径を１０ｍｍ増分ごとに計測しているようなウェハ内式計測の一例について検討してみる。処理の間において、５０ｍｍと６０ｍｍの点に大きな変動が存在することが通常の検出プロセスによって確認されるすなわち検出される。次のサンプルでは、本システムは、サンプリングプランから５０ｍｍと６０ｍｍの間の別の点を計測するように調整して当該変動をより適正に特徴付けしたり、また任意選択ではたとえば、４０ｍｍと５０ｍｍの間で変動の箇所に近い追加の点を計測している。ダイマップが４５ｍｍおよび５５ｍｍにある点を含む場合、これらの点を計測点として追加することができる。この例ではこの時点で、調整済みの計測には、４０ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍ、５５ｍｍおよび６０ｍｍが含まれている。本システムは（本例では）２個の追加点を動的に追加して、計測および／または変動をより適正に特徴付けしている。点の追加または代替を可能にするようにダイマップ内に多数の候補点が設けられている場合、本システムは、平均値、最頻値、別の統計解析値などに最も近いものを選択するなどこれらの点の中からいくつかの方法のうちのいずれかを選択することができる。
【００３２】
サンプリングプランは、処理後において事実上単一のチップとなるのが典型的であるようなウェハ上の１つの区画であるダイ内で特定の計測点を提供している。このダイ内には計測の候補となるような指定された点が存在する。このダイのマップは、好ましくはこのマップを表すような電子形式で記憶している。ダイマップ情報を記憶するために適当な場所の１つは、ファクトリオートメーションシステム（「ＭＥＳ」すなわち製造実行システム（ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ））内である。記憶したこのダイマップ情報は、ウェハに対する計測に利用可能な点を決定するために取り出しかつ変換することができるので有利である。半径上の４５ｍｍおよび５５ｍｍの位置にある計測点を提示している上記の例に戻ると、これら特定の点が現在のダイに関連していない（たとえば、ダイマップがこれらの点を指定していない）場合には、４５ｍｍと５５ｍｍに近いかこれらの間にあるようなダイマップが指定した候補点から選択した点とするように適当に置き換えることになろう。これらの点は、同様に動的に選択することが可能である。点を選択するためには、同様に別の基準を利用することもできる。
【００３３】
動的計測は、ある種の仕様をより適正に満足させるように実行される。たとえば、ウェハ上に被着させた薄膜の厚さを調整するように処理デバイスに関するレシピパラメータが変更される場合、計測の実行によってその仕様がすでに達成できたかどうかをより厳密にチェックすることが望ましいことがある。
【００３４】
プロセスの低速化を回避するために、本発明の１つまたは複数の実施形態では、製造プロセスや製造結果に影響を及ぼす内部または外部の変更を示す可能性があるような１つまたは複数のイベントが生じた場合に追加計測実行の妥当性を決定できるので有利である。この計測数の増加、ならびにこれに対応する処理の低下は、必要に応じてかつ／または所定の基準に基づいて起こる可能性がある。
【００３５】
本発明のウェハ間式の変形形態は、たとえば、一連のウェハに影響を及ぼすことがあり、かつサンプリングプランを調整させることがあるようなイベントの有無をチェックすることができる。たとえば、処理の間で本システムは、プロセス制御のためにウェハを計測する頻度を高くする必要があるかどうかについて、たとえば、１）ウェハを処理させる処理デバイスの変更に基づく、２）ウェハを処理するために処理デバイスによって使用されていたパラメータやレシピの変更に基づく、３）計測に関する検出した変動またはエラーが大きいことに基づく、かつ／または、４）エラーのないウェハが十分に連続していることに基づいて決定している。
【００３６】
特にウェハ内式変形形態に関しては、本発明の１つまたは複数の実施形態では、本システムがＭＥＳから計測座標情報を備えた記憶ダイマップを取得することが企図される。指摘したように、本システムは計測点を（任意選択では動的に）指定することができると共に、指定解除することもできる。
【００３７】
本発明の１つまたは複数の実施形態は、サンプリングプランをＭＥＳから収集されるような情報を用いて変更すること、ならびにこの新たなサンプリングプランを、たとえばウェハを処理させる処理デバイスの種類に応じて自動的に使用することを想定している。本システムは、とりわけ、チップの種類やデバイスの種類、ならびに特定のデバイスを含むウェハの計測に使用するための関連するサンプリングプランを指示するようなウェハに関する情報を記憶しているので有利である。デバイスの種類に基づいて、関連するサンプリングプランまたは１組の候補計測点を含むようなダイマップを取得することができる。次いで本システムは、ダイマップ内の候補点の一組から、またはこれらの点に応答して、現在のウェハに対する計測点を選択している。
【００３８】
サンプリングプランに関しては、サンプリングプランの生成はデバイスごと（チップの種類ごと）にさまざまに変更することができ、またいくつかの計測はウェハ上のダイ分布に基づかせることができる。ウェハを領域に分割し、計測についてこのウェハの領域を使用することによって、本発明の１つまたは複数の実施形態は、その領域内の利用可能な点から１つまたは複数の点を選択する際の柔軟性を提供している。領域の使用は、一団の候補点を提供するための一方法であり、この一団から本システムはウェハ上の薄膜に関する所望の情報に最も関連するような点を選択することができる。
【００３９】
実際には、本システムはたとえば、この一団の候補点からウェハ１つあたり２２個から２５個の点を計測することができる。いくつかのプロセスでは、本システムは、８個の点などより少ない数の点を計測することもあり得る。その理由には、これらの点を計測するにはより長い時間がかかること、あるいはウェハ処理時間が高速化されることがある。別のプロセスでは、本システムは、計測が比較的低速であるようなドーパント濃度など別の種類の特性をもつ１つの点を計測することもあり得る。
【００４０】
いずれに関しても、計測にかかる時間を高い品質の製品を生産する必要性と釣り合わせることが重要である。製造者では、仕様範囲内に収まるようにすることならびに欠陥製品を生産しないことが、品質が疑わしい製品を迅速に生産することよりもさらに重要であると考えている。
【００４１】
ウェハを処理させるための処理デバイスはそれぞれ異なる処理時間を有しており、またしたがって、この選択した標準サンプリングレートは処理デバイスおよび計測ツールの処理速度に依存することがある。いくつかの処理デバイスによる場合、処理デバイスの速度が計測ツールによる計測と比べてより低速であるため、すべてのウェハに対する計測で処理が低速化する訳ではない。たとえば、処理デバイスの研磨および洗浄では、ウェハの処理に５分以上を要することがある。この場合、各ウェハに対して計測ツールによって後処理で計測をすると、スループットが低下しないことが多い。
【００４２】
さらに、本システムは、ウェハの初期状態や最終状態に基づいて追加計測を実行すべきか否かを判定することがある。たとえば、入ってくるウェハ断面の厚さプロフィールがあまり変化しないような状況である場合、本システムは入ってくるプロフィールのサンプル頻度をウェハ間で減少させることがある。また一方、入ってくるプロフィールが大幅に変化する場合、入ってくるすべてのウェハを計測することが望ましいことがある。
【００４３】
ウェハ間式動的計測システムの１つまたは複数の実施形態に関する流れ図の一例を表している図１を参照されたい。本システムは、処理デバイスの状態に大きな変化が生じた可能性があるかどうかをチェックしており、こうした変化は、たとえばアイドリング時間、消耗品の変化などをチェックすることによって検出することができる。チェック可能なイベントであって、処理デバイスに変化が生じる可能性を指摘したり、あるいは処理デバイスに変化が生じている可能性があると信ずるに足るような別のイベントも存在することがある。処理デバイス自体はこうした種類のイベントを認識または追跡するのに十分なプログラミングを含むことが可能である。図１の流れ図の例は、処理デバイスから収集した情報に基づくと共に、内部または外部の大幅な変化（たとえば、システムが長時間のアイドリング状態にあること、チャンバが洗浄されたこと、スラリのロットが新しくなったこと、初期のウェハであること、など）に基づいて、初期解析および意思決定を開始させるような、イベントまたは状態変化の１つの例示的な組を含んでいる。別のイベントまたは状態は、この組内に含まれることがあり、この組からウェハを計測すべきか否かを判定することがある。
【００４４】
本発明の１つまたは複数の実施形態はさらに以下のことを想定している。初期サンプリングプランが提供されていることを前提としている。このプランは、たとえば、各ウェハ上の特定の点に対する計測を指示することができ、かつ／またはロット内のどのウェハを計測することにするかを指示する情報を含むことができる。ウェハはこのサンプリングプランに従って計測する。ウェハ間式計測プランに従う場合、本システムは正当と認められる場合には初期サンプリングプランから離れる。プロセスが再び「正常（ｎｏｒｍａｌ）」に戻るか、製品が再び仕様範囲内で生産されていることが検出された場合、その後、本システムは初期サンプリングプランに戻ることができる。
【００４５】
引き続き図１を参照しながら、たとえば２５個のウェハからなる典型的なカセットを本発明の１つまたは複数の実施形態に従って処理しようとする場合を検討してみる。このウェハのカセットは、ブロック１０１において、通常ではいくつかの別の処理デバイスからこの処理デバイスの位置に至り、このロットのプロセスが開始される。
【００４６】
処理デバイスにより処理中のウェハがその処理デバイス上のある特定のロットに関する最初のウェハであれば、いくつかの処理デバイスに関連する特性に変更が発生しているかどうかを検出するためにこのウェハを計測することが望ましい。したがってブロック１０３において、本システムは、リソース上でこの最初のウェハが処理中であるかどうかをチェックする。これにはさらに、処理デバイス内のチャンバの洗浄が済んでいるか、恐らくその処理デバイス内で消耗品が交換された予防保全後の状況といった状況を含むことがあり得る。
【００４７】
処理したウェハがリソース上でブロック１０３に従った最初の（または、別の所定の）ウェハであったとした場合、本システムはブロック１０５において、その処理デバイスが現在のプロセスの開始前にある指定の時間より長い間アイドリング状態であったかどうかをチェックする。また、その処理デバイスが十分にアイドリング状態になかった場合、本システムはブロック１０７において、そのプロセスが変化したか、すなわち変更されたかどうかをチェックする。そのプロセスに変更がなかった場合は、ブロック１１６においてウェハの計測を初期サンプリングプランに従って実行する場合と実施しない場合があり、ブロック１２０ではこのウェハはこれに従って計測され、またはブロック１１８では計測されない。また一方、そのリソースが十分長い時間にわたってアイドリング状態であった場合、あるいはそのプロセスが変化している場合は、それぞれブロック１０９または１１１において新たな計測が実行される。
【００４８】
ウェハが処理デバイス上の最初のウェハでなかった場合、ブロック１１３に示すように、本システムは、プロセス制御アルゴリズムやプロセスコントローラによるなど、そのレシピに対して大幅な変更が成されたかどうかをチェックする。典型的には、大幅な変更がなされたとしても、その仕様が満足された状態にあるかどうかを確認することが望ましい。そのレシピに対する変更には、時間、圧力、流量などを含むことでき、またさらには完全に異なるレシピを含むことさえあり得る。そのレシピが大幅に変更された場合には、ブロック１１５において、本システムはウェハの計測を要求する。
【００４９】
本システムはさらに、処理デバイス内などに障害が検出されたかどうかをチェックしている。処理デバイスはファクトリオートメーションシステムによって監視し、たとえば処理デバイスに関して何らかの問題が存在するかどうかを、オートメーションシステム側あるいは処理デバイス自体の側のいずれかから判定することができる。さらに、処理デバイス自体が障害を検出する能力を含むこともできる。障害が検出された場合、本システムは引き続いて、そのウェハが仕様範囲内にあることを確認するような計測を実行することができる。したがって、ブロック１１７において、障害が検出されたかどうかが判定される。障害が検出された場合は、ブロック１２３において、本システムによりそのウェハを計測する。このウェハはエラーを有する確率が高いため、この計測はフィードバック目的で使用しないことが望ましいことがある。
【００５０】
計測値の使用に関しては２つのケースがある。第１のケースでは、本システムはこの計測値を使用するか、あるいはリソースアイドリング状態に続く計測など後続の処理のためにこの計測値を記憶している。第２のケースでは、障害検出後などで、本システムはそのウェハまたは一連のウェハが容認可能かどうかをチェックすることができるが、履歴結果をゆがめる可能性があるような値は記憶しない。この第１のケースでは、本システムは、処理デバイスがどのように挙動するかをより適正に予測するためやその他の目的のために、この履歴値を処理デバイスのモデル化に使用している。たとえば、障害が発生したことが分かった場合、製造者は、多くの場合プロセスの構成要素やパラメータを変更することによって障害の原因を見つけだして是正しようとする。したがって、障害検出の元になったウェハに起因するプロセスデータはそのプロセスシステムの「正常な」処理を示していない。また一方、障害検出のケースでは、本システムによって当該ウェハが不良ウェハではなく妥当な（たとえば、使用可能な）ウェハであると確認されることは滅多にない。残念ながら、通常ではある障害に続いて、１つのシリーズ内にその障害による影響を受けている可能性があるいくつかのウェハが存在しており、このシリーズ内のウェハは計測することが望ましい。ある障害に続いてウェハ（複数のこともある）を計測した後、そのウェハ（複数のこともある）が不良であれば、そのウェハは問題ありとマーク付けし、その計測値、ならびに恐らくウェハ自体も棄却することが望ましい。
【００５１】
同様に、レシピにまったく変更がなく、障害の検出がなく、かつその他のエラー原因となり得るものがまったくないにもかかわらず、あるウェハが目標未達成であった場合では、目標未達成のウェハが連続する可能性が高い。このため、エラーを有するウェハを検出した場合、次のウェハもエラーを生じている可能性が極めて高くなる。したがって、ブロック１１９において、本システムは、直前のウェハが図１に従って実行した以前の計測によって決定されるような目標から大きく外れているかどうかをチェックする。外れていれば、次いでブロック１２１において、本システムは現在のウェハも同様に計測する。
【００５２】
最後に、このウェハは初期サンプリングプランに従って計測することが望ましいことがある。したがって、ブロック１２５において、本システムは初期サンプリングプランをチェックし、現在のウェハを初期サンプリングプランに従って計測すべきかどうかを判定することができるので有利である。計測すべきでない場合は、本システムはそのウェハは計測しない。１つまたは複数の実施形態では、チップの種別の変更後など適当な状況下において修正型のサンプリングプランを用いてウェハを計測する。
【００５３】
同様に、ウェハ処理に影響を及ぼすような状態がまったく変化しておらず、かつ一連のウェハが目標を達している場合は、これらのウェハは連続して目標を達するものと予測される。したがって、ブロック１２７に示すように、最後のｎ個のウェハに対する計測が十分に目標を達成していれば、そのウェハをこの時点で、あるいはそれほど頻繁には計測する必要はない。この方式により、計測回数を減少させることができ、かつ処理時間も短縮できる可能性がある。また一方、ブロック１２７において、本システムが最後の連続するｎ個のウェハは目標を達していないと判定した場合、ブロック１２９において、本システムは現在のウェハを計測する。
【００５４】
ウェハ内式動的計測に対する計測領域を示すウェハのマップである図２を参照されたい。このマップは、本システムではその計測法をウェハの内部で変更することができるため、上述したウェハ間式動的計測と対照させて「ウェハ内（ｗｉｔｈｉｎ−ｗａｆｅｒ）」と呼んでいる。（以下で詳細に説明する図３は、ウェハ内式動的計測に関する流れ図の一例を表している。）
【００５５】
処理デバイスによりウェハに対して実行するプロセスが、本システムがウェハ上の薄膜の一部分に対して対称に影響を及ぼすように対称的である場合、恐らく１つの半径だけに関する計測といったより少ない数の点を計測することが妥当となる。また一方、非対称のウェハに対して処理デバイスによって実行したステップが以前にある場合、追加計測値に関する情報を取り込むことが必要となることがある。したがって、望ましい計測点の数はさらに、プロセスの種類、ならびに該当する場合そのプロセス内のステップに応じて異なる。
【００５６】
たとえば、極めて均一なプロセスの場合では、十分な精度を得るために計測を要するのは恐らくウェハ上で５個の点だけでよい。また一方、プロセスが極めて不均一であるか情報が極めて不明確である場合では、十分な精度レベルを達成するためには恐らく２５個の点を計測する必要がある。
【００５７】
典型的には、そのファクトリオートメーションシステム、またはファクトリオートメーションシステム内のソフトウェアは、プロセス（または、複数のプロセス）、もしくはプロセス内のステップのどれをどの処理デバイスによって動作させているかを判定するようにプログラムしている。この情報に基づいて、本システムはウェハに対して適正で精密な計測または１組の計測を得るのには点の数が少ない方が望ましいか多い方が望ましいかを判定することができる。
【００５８】
たとえば、ウェハを独立に処理する複数のチャンバまたはリソースを備えた処理デバイスを考えてみる。この例では、そのプロセス制御アルゴリズムには４つのレシピ変更が記述されている。本発明は、どのウェハが計測を要するかを決定（ウェハ間式）し、また動的レシピ変更による計測点の数の任意の所望の変更を決定（ウェハ内式）している。この計測方針により結果的に、ＭＥＳまたはその他のファクトリオートメーションシステムからのダイマップに基づいた動的な計測変更が可能となる。
【００５９】
このダイマップは計測しようとするウェハに対応する一団の候補点を提供しており、また本システムは、当該ウェハに関連した必要なまたは所望の情報と最も直接的に対応する点である候補点の中から選択することができる。ＭＥＳその他のファクトリオートメーションシステムは、計測を受ける可能性がある許容可能なまたは妥当な見込み点を示す情報を提供しており、本発明の１つまたは複数の実施形態では、これらの候補点から本システムは所望の情報が取り込める最小組の点を選択することが企図される。
【００６０】
図２Ａおよび２Ｂは、典型的なウェハ２０１の一例の平面図および断面を表しており、この例では、放射方向の領域１から５までを有している。図２Ａに示すように、図示したウェハ２０１は円形である。通常ウェハ上のチップは四角形であり、またウェハにまたがるように配置している。処理の最後において、このチップはウェハから分割される。図２Ｂは、１つのエッジからウェハの中心までの切断Ｂ−Ｂにわたる図２Ａのウェハ断面を表している。領域１は中心から４０ｍｍまで放射方向に延び、領域２は４０ｍｍから６０ｍｍまで延び、領域３は６０ｍｍから８０ｍｍまで延び、領域４は８０ｍｍから９２ｍｍまで延び、また領域５は９２ｍｍから９５ｍｍまで延びている。ウェハを分割して得る領域はこれより多くすることや少なくすることが可能である。さらに、これらの領域は放射状に図示しているが、その領域が円形でなくまた放射状でもない場合にも同じコンセプトを適用することができる。
【００６１】
ダイマップは、任意選択でウェハのさまざまな領域を識別しているサンプリングプランを含んでいる。こうしたサンプリングプランには、ウェハの領域に関連させて１組の計測点を指示している情報が含まれることになる。
【００６２】
図３の流れ図は、ウェハ内式計測の一例、すなわち、本システムがどの時点でその計測点を変更すべきかあるいは変更すべきでないか、を検討したものである。図３はしたがって、現在のウェハを計測すべきかどうか（ウェハ間式の動的計測）を指示するような図１と対比をなしている。図３は、所与のウェハ内で領域変動の計測を要する点をより多くするかどうかを判定するための例示的な１組の質問を規定している。
【００６３】
ここで、本発明の１つまたは複数の実施形態によって企図するようなウェハ内式動的計測の一例を表している図３を参照されたい。ブロック３０１では、計測ツールによって現在のサンプリングプランを利用してウェハを計測する。ウェハを計測したら、本システムは、次のウェハに対するサンプリングプランの変更に値する可能性があるような大幅な変動があるかどうかを判定するように現在のウェハを解析する。ウェハは各実行ごとに変更される可能性がある。すなわち、本システムはある種の対処を実行すると、次いでこの対処の結果に基づいて本システムは、次のウェハに対して同じサンプリングプランを利用すべきか、別の異なるプランを実行すべきかを決定する。
【００６４】
ブロック３０３では、現在のウェハ上の１つまたは複数の領域内で仕様から変動があるかどうかを判定する。変動がなければ、ブロック３０５に示すようにより多くのサンプリング点を追加する必要はない。
【００６５】
ブロック３０７では、領域に変動があった場合は、その変動がアウトライア（ｏｕｔｌｉｅｒ）やフライア（ｆｌｉｅｒ）によるものかどうかを判定する。アウトライアやフライアは、その計測点が実際の値を正確に反映していないような状況のことである。たとえばウェハ上にゴミのスペックがある場合は、このために厚さ計測にエラーが生じることがあり、またたとえば実際に計測した点が正しい計測座標から大きく離れた位置にある場合は、厚さが大幅に大きくなり過ぎたり、小さくなり過ぎたりする結果となる。アウトライアまたはフライアは、その計測点が予測した計測からどの程度異なるかに基づいて、多くの方法により統計的に決定することができる。いくつかのケースではその変動がフライアに起因するかどうかや、実際に変動があるかどうかを判定することが困難なことがある。収集したデータは、欠陥の可能性があるダイを指示するために使用することが可能である。
【００６６】
もちろん、本発明の１つまたは複数の実施形態は、変動に関する任意の数の別の原因を検出できること、ならびにこれに応じてサンプリングプランが変更されたかどうか（および、どのように変更されたか）の決定を行うことを企図していることを理解すべきである。
【００６７】
引き続き図３を参照すると、仕様からの変動が、アウトライアまたはフライアに起因する場合、ブロック３０９に示すように、そのサンプリングプランは変更しない。この計測はそのウェハを正確に反映していない可能性があり、このため本システムはこの計測には反応すべきでない。
【００６８】
ブロック３１１では、仕様からの変動が処理デバイスが補償の対象にできるような変動であるかどうかを判定する。たとえば、ある処理デバイスは放射方向の変動を補正することができるが、角度性すなわち方位性の変動は補正することができないことがある。したがって、ブロック３１３において、その処理デバイスがその領域内の変動を補償できない場合には、そのサンプリングプランを変更しない。また一方、その処理デバイスがその領域内の変動を補償できる場合には、ブロック３１５において、この領域をより適正に特徴付けできるように、次のウェハに関してはサンプリングプランのこの領域に点を追加している。任意選択では、このドリフト状態に応答してそのプロセスを変更するためにデータをシステムコントローラにフィードバックすることができる。
【００６９】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数のウェハにおけるエラーにより、ある種のレベルのエラー取り扱いおよび／またはアラームを開始させることがある。あるエラーが、系統的でない変動などサンプリングプランに対して変更を生じさせないようなエラーであったり、本システムにより補償できないようなエラーであっても、本発明の１つまたは複数の実施形態では、本システムによりアラームを発生させたり、あるいは別のエラー取り扱いの実行を起動させることがある。そのエラーがウェハが仕様範囲外であるなど系統的な影響の特徴を示している場合は、アラームを発生させることができる。そのエラーが、本発明の１つまたは複数の実施形態に従ってあるウェハが仕様範囲外である場合、本システムはこのウェハにフラグを立てる。
【００７０】
図３の流れ図は、ウェハ内式計測の起こりうる例の１つを表している。別のタイプのチェックや判断も企図され、この詳細チェックと組み合わせておよび／または詳細チェックに代えて使用することができる。たとえば、追加のチェックとしては特定の領域に影響を及ぼす可能性があるようなレシピパラメータに大幅な変更があるかどうかを含むことができ、変更がある場合は、より十分な情報が望まれるような程度までその変更によってその領域に影響が及ぶどうかの判定を実行することができ、また影響が及ぶ場合は、サンプリングプランに対してより多くの計測点を追加することができる。
【００７１】
ここで、３角形スパイラル式サンプリングプランに関するそれぞれ平面図および断面図を表している図４Ａおよび４Ｂを参照されたい。これは、ウェハ２０１と対比して特定の計測点４０１を表している特定のサンプリングプランの一例である。別の静的なサンプリングプランを使用することができる。しかしながら、図示したスパイラル式サンプリングプランは放射方向の変化と角度の変化の両方を取り込むように十分に適合できる。Ｒを半径としかつシータを角度とした極座標を考えると、この３角形スパイラル式サンプリングプランによって、Ｒ方向とシータ方向の両方の変動を取り込むことができる。本システムが放射状の変動に対してだけ補償可能である場合は、放射方向で計測点を追加することが望ましいことがある。大きな角度変動を検出した場合であっても、処理デバイス内でウェハを保持する方式および／またはこのウェハを回転させる方式のためにいかなる方法でもその変動を補正できない場合は、いかなる計測点も追加しない。
【００７２】
図４Ａおよび４Ｂに図示した例示的サンプリングプランを引き続き参照すると、点４０１はウェハの中心から放射状に広がる３つのスプライン４０３に沿って分布している。この例では点４０１は全体として、図４Ｂに示すような８つの領域の各々に分布している。このサンプリングプランでは、放射方向で点を追加することが可能である。本発明の別の実施形態では、より多くの領域あるいはより少ない領域を設けることができる。概ね０ｍｍから４０ｍｍまでの放射方向のあらゆる点に相当する領域１において大きな変動が生じたと仮定すると、この変動をより適正に特徴付けるためにより多くの計測点をダイマップから追加することが可能である。図４Ａでは、例示を目的として、２４．３７５ｍｍ、４８．７５ｍｍ、７３．１２５ｍｍおよび９７．５ｍｍの位置で中心からの距離が等しい各半径を示している。領域の幅と比べて表面積が増大することに対応するために、スプライン４０３に沿った点４０１同士の距離をウェハの外径に向かって短縮させると有利であることに留意すべきである。
【００７３】
図４Ａおよび４Ｂは、可能性のある多数のサンプリングプランのうちの１つ（この例では、ある特定のスパイラル式サンプリングプラン）を図示しているだけである。別のサンプリングプランも可能である。図示したスパイラル式サンプリングプランの利点の１つは、これにより変動を放射方向だけではなく角度方向でも定量化できることである。別の利点としては、このプランは重みを付けした領域も計測できること、すなわち、座標の数をこれらが表すウェハ表面積に対する近似的比率として選択して計測できることである。ウェハのエッジに近くなるほど放射方向距離がさらに大きくなりかつ領域の面積が領域の幅と比較してより広くなるため、計測点はより密となる、すなわち互いに近づく。
【００７４】
さらに、エッジ上での変動は、典型的には、ウェハの中心寄りの変動と比べてより大きくなる。この変動は中心からさらに遠ざかるに連れて比例して増大する傾向がある。このため、計測しようとする点は、これらの点が放射方向の外方になるに連れて、その密度を増大させると有利となる。
【００７５】
さらに、本発明は、任意選択により、スパイラル式サンプリングプランの計測速度を最適化している。計測の実行にあたり、ウェハを横断する放射方向での実行では計測をより高速とする。本発明の１つまたは複数の実施形態によって企図されるスパイラル式サンプリングプランによれば、そのウェハは直線的計測に引き続き概ね１２０度回転させることができ、また次いでウェハを横断する放射方向に位置する次の点で次の計測を取得し、さらにこのウェハを次の計測のために再度概ね１２０度回転させるようにしてさらに続ける。この回転角度はこれらの点の割付けに対応するように、ならびに計測ツールの能力および／または限界に適合するように変更することができる。ウェハは台座上に位置決めし、さらに計測ツールがウェハ計測を実行している間に回転させかつシフトさせることができる。
【００７６】
本発明の１つまたは複数の実施形態により別のサンプリングプランも企図されており、これには、４９個（図５に示す）など点の数を多くしたり、５個などのように点の数を少なくしたサンプリングプランが含まれる。１つまたは複数の実施形態では、同心円状または星形配列で分布させるなど計測点を別の分布とした別のサンプリングプラン、あるいは別の変形形態を使用することができる。
【００７７】
本発明の１つまたは複数の実施形態に関連して使用できる可能なコンピュータ式プロセス制御システムの１つを表している図６を参照されたい。本システムは、ＡＰＣ６０１などの標準的なファクトリオートメーションシステムを含む。ＡＰＣ６０１は、１つまたは複数の標準処理デバイス６０３またはリソースに対する中央制御、ならびにこれらとの通信を提供することができる。一方、処理デバイス６０３は、標準の計測ツール６０５と通信してこれを制御しており、また計測ツール６０５は本発明に関係して記載したプロセスに従ってウェハを計測している。図６は典型的な１つのシステムを図示したものであるが、たとえば、その計測デバイス（複数のこともある）６０５にＡＰＣ６０１との通信を行わせている、あるいはＡＰＣ６０１を省略し計測デバイス６０５に本明細書に記載したプロセスのパターン形成をさせているなど別の構成も可能である。
【００７８】
本発明と連携させて使用できる処理デバイスの例としては、化学的機械研磨平坦化（ＣＭＰ）ツール、エッチングツール、化学蒸着法（ＣＶＤ）ツール、リソグラフィツールなどが含まれる。いくつかの構成ではその処理デバイスは計測ツールを組み込むことができることに留意すべきである。
【００７９】
上で概説した具体的な実施形態に関連して本発明を記載してきたが、当業者には、多くの代替形態、修正形態および変形形態は明らかであろう。したがって、ここに挙げた本発明のこれらの好ましい実施形態は例証を目的としたものであって限定を目的としていない。添付の特許請求の範囲に規定している本発明の精神および範囲を逸脱することなくさまざまな変更を行うことができる。
【００８０】
たとえば、本発明によれば任意のサンプリングプランを使用することが可能である。サンプリングプランは、上で言及した情報以外の情報を含むことができる。さらに、サンプリングプランは、複数のサンプリングプランからの情報を組み合わせることができる。別の例として、上記においては所定のあるいは静的なサンプリングプランについて検討しているが、こうした所定のあるいは静的なサンプリングプランには、これらの座標点の組をウェハ処理の直前などオンザフライで計測することが含まれる。
【００８１】
別の例として、上で検討したこと以外に、上で検討したことと組み合わせて、および／または上で検討したことに代えて、イベントまたは条件をウェハ間式計測決定の一部としてチェックすることも可能である。たとえば、計測ツール、処理デバイス、または本システム自体が障害を示す可能性がある。さらに、その障害の原因を指示することが可能であり、またこうした情報も同様に個別にチェックして適当に対処することが可能である。本システムは、レシピの置き換えやレシピパラメータの変更などいくつかの異なる方式によるレシピの変更をチェックすることが可能である。
【００８２】
同様に、別のイベントまたは条件に対してウェハ内式決定の一部として対処することも可能である。たとえば、ウェハ上に任意の形状をした１つまたは複数の領域を設けることができる。別の例として、適当なケースではサンプリングプランのうちの点を省略することも可能である。別の例には、ウェハ間式処理に関連して上で言及した別のイベントが含まれる。
【００８３】
別の例として、そのファクトリオートメーションシステムは、汎用のコンピュータ、あるいは特別にプログラムした特定目的のコンピュータとすることができる。さらに、これを単一のコンピュータではなく分散型コンピュータシステムとして実現することもでき、その分散型システムのうちのいくつかが組み込みシステムを含むこともある。さらに、そのプログラムを処理デバイスと計測ツール、あるいはそのプロセス制御システムの別の部分の間で分散させることもできる。同様に、その処理を１つまたは複数のコンピュータシステムまたはプロセッサ上のソフトウェアプログラムによって制御させることが可能であり、またその処理はハードウェア内にその一部をあるいはそのすべてを実装することも可能である。さらに、そのファクトリオートメーションシステムは、対応する計測ツール（複数のこともある）、処理デバイスおよび計測システム（複数のこともある）と直接的または間接的に通信することがあり、また計測ツール（複数のこともある）、処理デバイスおよび計測システム（複数のこともある）は、これら相互でならびにファクトリオートメーションシステムと直接的または間接的に通信することがある。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の「ウェハ間」式処理に関する動的計測の一例を表した流れ図である。
【図２Ａ】ウェハ上の領域を表しているウェハの平面図である。
【図２Ｂ】ウェハ上の領域を表している、図２Ａの半径Ｂ−Ｂに沿ったウェハの断面図である。
【図３】本発明の１つまたは複数の実施形態による「ウェハ内」式処理に関する動的計測の一例を表した流れ図である。
【図４Ａ】本発明の１つまたは複数の実施形態と共に使用されるウェハに対するスパイラル式サンプリングプランを表しているウェハの平面図である。
【図４Ｂ】本発明の１つまたは複数の実施形態と共に使用されるウェハに対するスパイラル式サンプリングプランを表している、図４Ａの半径方向に沿ったウェハの断面図である。
【図５】本発明の１つまたは複数の実施形態と共に使用される別のサンプリングプランの一例である。
【図６】本発明の１つまたは複数の実施形態に関連して使用できるコンピュータ式プロセス制御システムのブロック図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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