[发明专利]一种先进过程控制系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子行业集成电路制造领域，尤其涉及一种先进过程控制(Advanced Process Control，简称APC)系统及其测试方法。

背景技术

随着半导体工艺进入45nm，一方面，集成电路生产线的投资成本不断攀高，为了尽快收回投资成本，需要不断提高设备的生产效率；另一方面，半导体器件加工时的工艺窗口越来越小，对集成电路设备和检测设备制造商提出了更严格的工艺控制要求。以往的统计过程控制(StatisticalProcess Control，简称SPC)和单独对某参数的控制方法已不能适应当前的工艺技术要求。为了提高设备生产效率，使工艺生产线具备可延伸性、灵活性，改善产品质量和连续性，先进过程控制日益得到人们的关注和深入研究。

先进过程控制系统可应用于生产线的各个环节，几乎可以涵盖所有的工艺工序，如薄膜沉积、光刻等，与各种测量设备紧密结合形成完整的控制体系，严格的将各种工艺参数控制在规定的指标范围内。先进过程控制系统结合了SPC与回馈控制，利用过去的过程资料数据，根据最后所需要达到的目标选择合适的模型及控制策略，进一步结合前一道工序中的晶圆(Wafer)参数预测出下一批制造过程的设备参数设置，及时纠正误差，降低因机台老化、材料寿命或周围环境调节的改变造成的设备漂移。保证机台与过程设备的良好稳定运行，缩小Wafer产出的变异，提高设备利用效率及成品率。

先进过程控制系统是一个自动化程度很高的系统，由于先进过程控制系统的开发需要结合工厂的硬件环境和现有的控制系统，使APC系统的验证工作具有很大的困难。先进过程控制系统涉及到代工厂(Foundry)的工艺设备、数据库等，先进过程控制的验证必须得到代工厂的大力支持才能得到比较准确的验证结果。

本申请人意识到现有技术存在如下技术缺陷：如果将先进过程控制系统放入晶圆厂进行验证测试，验证系统的正确性与准确性将会影响晶圆厂的不间断工作过程，时间花费较长，成本过高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种先进过程控制系统及其测试方法，以克服先进过程控制系统不易测试与验证的问题，加速系统开发，降低系统的开发成本。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种先进过程控制系统。该系统与虚拟制造系统相连接，包括：实时错误检测模块，与虚拟制造系统的数据采集模块相连接，用于从虚拟制造系统的数据采集模块获取虚拟工艺制造过程中的产品性能参数，并比照预设的产品性能参数，对虚拟工艺制造过程中产品性能参数进行错误检测；错误分类与响应模块，与实时错误检测模块相连接，用于针对检测出的错误进行分类，并查找产生该错误的原因；反馈/回馈控制模块，与错误分类与响应模块相连接，用于根据产生该错误的原因调用相应的校正模型对该错误相关的工艺设备参数进行校正，并将校正后的工艺设备参数发送至虚拟制造系统的过程控制模块。

根据本发明的再一个方面，提供了一种先进过程控制系统的测试方法。先进过程控制系统与虚拟制造系统相连接。该方法包括：从虚拟制造系统的数据采集模块获取虚拟工艺制造过程中的产品性能参数，并比照预设的产品性能参数，对虚拟工艺制造过程中产品性能参数进行错误检测；针对检测出的错误进行分类，并查找产生该错误的原因；根据产生错误的原因，调用相应的校正模型对该错误相关的工艺设备参数进行校正，并将校正后的工艺设备参数发送至虚拟制造系统的过程控制模块，从而完成先进过程控制系统的测试。

(三)有益效果

从上述技术方案可知，本发明中，用虚拟制造系统作为验证先进过程控制(APC)的工具，具有以下有益效果：

(1)避免先进过程控制系统嵌入实际工艺线时需要花费大量时间以及工艺设备因为先进过程控制系统的测试造成无法正常进行生产的问题，降低先进过程控制系统的测试和验证成本；

(2)用虚拟制造系统验证先进过程控制系统大大缩短了系统开发周期，由于先进过程控制系统与工艺设备的紧密联系，与先进过程控制系统相关的工作必须得到设备厂的大力支持，虚拟制造系统的使用使先进过程控制系统的测试与验证能够随时进行，并较易重现，根据结果调整系统中存在的问题，克服了先进过程控制系统不易测试和不易校正的问题，为进一步嵌入到实际工艺做好充分准备。

附图说明

图1为现有技术虚拟制造系统的结构示意图；

图2为本发明先进过程控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例先进过程控制系统的结构示意图；