[发明专利]用于确定影响半导体制造过程中的产率的根本原因的方法

说明书

描述了一种用于确定影响在衬底上制造器件的过程中的产率的根本原因的方法，该方法包括：获得产率分布数据，产率分布数据包括产率参数在整个衬底或其一部分上的分布；获得量测数据的集合，每个集合包括在整个衬底或其一部分上与衬底的不同层相对应的过程参数的空间变化；基于相似度度量来比较产率分布数据和量测数据，相似度度量描述产率分布数据与量测数据的集合中的单独集合之间的空间相似度；从测量数据组中确定量测数据的第一相似集合，就对应层的处理顺序而言，量测数据的第一相似集合是量测数据的第一集合，量测数据的第一相似集合被确定为与产率分布数据相似。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月7日提交的美国申请62/776,568的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及半导体制造过程，具体地涉及用于确定影响进行该过程的衬底上的产率的根本原因的方法。

背景技术

光刻设备是一种被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如在图案形成装置(例如，掩模)处将图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

为了在衬底上投影图案，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4-20nm范围内(例如，6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成更小的特征。

低k₁光刻可以用于处理尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的特征。在这样的过程中，分辨率公式可以表示为CD＝k₁×λ/NA，其中λ是所采用的辐射波长，NA是光刻设备中投影光学元件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是打印的最小特征尺寸，但在这种情况下为半间距)，k₁是经验分辨率。通常，k₁越小，就越难以在衬底上复制与电路设计者为实现特定电气功能和性能而计划的形状和尺寸类似的图案。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用于光刻投影设备和/或设计布局。这些包括例如但不限于NA的优化、定制的照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局的各种优化(诸如设计布局中的光学邻近校正(OPC，有时也称为“光学和过程校正”)、或通常定义为“分辨率增强技术”(RET)的其他方法。替代地，可以使用用于控制光刻设备的稳定性的严格控制回路来改善低k₁下的图案的再现。

这些严格控制回路通常基于使用量测工具获得测量所施加的图案的特性或表示所施加的图案的量测目标的特性而获得的量测数据。通常，量测工具基于图案和/或目标的位置和/或尺寸的光学测量。本质上，假定这些光学测量代表集成电路的制造过程的质量。

除了基于光学测量的控制，还可以执行基于电子束的测量；其中使用电子束工具(由HMI提供)的所谓的低电压测量可以被利用。这样的低电压对比度测量指示施加到衬底的各层之间的电接触的质量。

通常，在所有过程步骤完成之后，衬底上的每个管芯应当适合于生产功能性半导体器件(IC)。原则上，在进行进一步的IC封装之前，每个管芯都应当使用各种技术进行电测试，其中包括电探测。电探测通常在整个管芯上的多个位置处进行，以测量多个电气性质(例如，电压、电阻、频率，每个参数称为特定二进制码)。二进制码的值是好的IC的质量的指示器；例如，当所测量的电阻非常高时，这可以表明部件之间的电接触未实现并且因此IC正常工作的可能性很小。如果对衬底电气性质的测试表明大量非功能性IC，则可以认为制造过程的产率很低。

IC生产的最后阶段进行测试的缺点在于，仅在所有过程步骤和层的执行之后，才能确定关于提供功能性IC与非功能性IC的最小期望比率的过程的产率是否满足某个标准并且对非功能性IC的根本原因进行调查。