用于过程状态监测和端点检测的斜率对门限变换的方法及设备技术

一种用于把基于斜率的检测任务转换为基于门限的检测任务的方法，包括：　　　　定义与所监测过程的值对应的一组点的近似方程；　　　　预测所监测的所述过程的当前点处的预计值；　　　　计算所监测的所述过程的所述当前点处的测量值与所述相应预计值之间的差值；　　　　监测所述差值，以便检测所述测量值与所述预计值之间的偏差值；以及　　　　根据所述偏差值的检测来标识所监测的所述过程的转变点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1.专利
本专利技术一般涉及半导体制造，更具体来说，涉及半导体制造过程中的过程和晶片状态监测的实时计量。2.相关技术说明在半导体制作过程中，存在多个步骤，在其中，基础衬底进行各种层、覆盖层的形成、修改和消除，或者形成图案。小形体尺寸、密集表面平面性要求与对提高吞吐量的恒定追求使得极为需要在已经获得所处理薄膜的目标属性(厚度、阻力、平面度、透明度、化学成分等)时、即在对于当前过程步骤已经达到终点时停止或改变过程参数。部分半导体制作步骤无疑在当前过程步骤已经完成获取所定义晶片特性的任务之后转变到后续制作步骤。用于晶片特性的控制的实时计量在这时是必要的，使得可确定特定处理操作的端点或转变点。与半导体操作关联的实时现场监测提供关于处理操作的端点或转变点有关的有用信息。牢固地链接到过程中的晶片的对象、无论是晶片本身或者是另一个对象的属性通常在转变之前和之后受到单调变化，在转变本身的过程中遇到突然的属性变化。这导致在被监测系统足够小以及对于检验空间的监视点同时出现转变的情况下的监测信号变化的阶跃式属性。对于较大的系统、如半导体晶片，存在与对应于过程参数变化的数据点关联的时间分布，它把阶跃式转变点转移到斜率变化，从而创建端点或转变点的指示符。但是，斜率变化检测要求导数的使用，它们与减小的信噪比相关，从而使这个方法变得复杂。附图说明图1是在处理操作、如平面化处理操作过程中随时间监测的半导体晶片的厚度的曲线图。线条100表示与用于确定处理操作过程中的端点/转变点的基于红外线(IR)的传感器关联的值。线条102表示与用于在处理过程中随时间捕捉半导体晶片的厚度的多个涡流传感器(ECS)关联的值。可以看到，区域104表示出现端点/转变点的时间。在区域104中，与线条102和线条100关联的一般斜率转变。但是，对于IR监测或涡流监测所监测的信号与每个行程改变的有效且可变的背景噪声重叠。因此，当测量基于导数的斜率以确定端点时，信噪比等级影响端点确定的稳定性和可靠性。这样，根据基于斜率的分析所预测的转变点的嵌入式确定没有提供半导体操作必需的健壮数据。因此，需要解决先有技术的问题，以便提供一种用于对于通过被监测过程参数的基于斜率的转变出现的转变点的过程提供稳定且可靠的转变点确定的方法及设备。
技术实现思路
广义来说，本专利技术通过消除对于分析基于导数的数据的需要并且实现通过门限分析确定转变点，以便提供转变点的确定的可靠性和稳定性，来满足这些需求。应当知道，本专利技术可通过多种方式来实现，其中包括例如方法、系统、计算机可读媒体或装置。下面描述本专利技术的几个创造性实施例。在一个实施例中，提供一种用于把基于斜率的检测任务转换为基于门限的检测任务的方法。该方法以定义与所监测过程的值对应的点的集合的近似方程来开始。然后，预测所监测过程的当前点处的预计值。随后，计算所监测过程的当前点处的测量值与相应预计值之间的差值。然后，对连续点监测该差值，以便检测测量值与预计值之间的偏差值。随后，所监测过程的转变点根据偏差值的检测来标识。在另一个实施例中，提供一种用于通过门限检测来检测基于斜率的变化的转变点的方法。该方法以监测与转变点关联的参数来开始。然后，参数的预计值从所监测过程参数的过去值来计算。预计值对应于所监测过程参数的当前值。随后，定义门限值。然后，跟踪当前值与预计值之间的差值。随后，当该差值超过门限值时，标识转变点。在又一个实施例中，提供一种能够通过门限确定实时检测斜率变化转变的转变点的半导体处理系统。该系统包括处理模块，它配置成处理半导体晶片，直至获得与所处理的半导体晶片关联的已定义参数。处理系统包括配置成监测与过程操作关联的过程参数的传感器。该系统包括与传感器通信的检测器。检测器配置成把测量值与预计值进行比较，其中的测量值通过斜率变化来表明转变点。预计值从先前测量值中导出。检测器还配置成跟踪测量值与相应预计值之间的差值，以便增强转变点处的变化，从而使门限偏差值可以被定义。门限偏差值表明与过程操作关联的转变点。在又一个实施例中，提供一种用于把基于斜率的检测任务转换为基于门限的检测任务的具有程序指令的计算机可读媒体。计算机可读媒体包括用于定义与所监测过程的值对应的点的集合的近似方程的程序指令以及用于预测所监测过程的当前点处的预计值的程序指令。提供用于计算所监测过程的当前点处的测量值与相应预计值之间的差值的程序指令。包括用于监测该差值以便检测测量值与预计值之间的偏差值的程序指令以及用于根据偏差值的检测来标识所监测过程的转变点的程序指令。通过以下作为实例、结合附图描述本专利技术的原理的详细说明、本专利技术的其它方面和优点将变得非常明显。附图简介 通过以下结合附图的详细描述，将便于理解本专利技术，相同参考标号表示相同结构元件。图1是在处理操作、如平面化处理操作过程中随时间监测的半导体晶片的厚度的曲线图。图2是基于红外线(IR)的轨迹的曲线图，其中，根据本专利技术的一个实施例，转变区域的噪声级经过平滑以表示转变点。图3是随时间的信号轨迹的示范曲线图，其中，该时间段包括转变点。图4是经过平滑以消除噪声的、图3的信号的示范曲线图。图5是根据本专利技术的一个实施例、从图3的实际信号的点产生的预测信号的示范曲线图。图6是根据本专利技术的一个实施例、通过计算各种时间点的实际信号与相应的预测信号之间的差值所产生的偏差信号的示范曲线图。图7是示范曲线图，其中包含相互叠加的图4、5和6的曲线，以便说明根据本专利技术的一个实施例的转变点的门限确定。图8A是示范曲线图，说明根据本专利技术的一个实施例的实际信号和预测信号的轨迹。图8B是根据本专利技术的一个实施例、原始信号值的曲线图以及实际信号与预测信号之间的偏差的相应曲线图。图8C是曲线图，说明根据本专利技术的一个实施例、与预计值轨迹重叠的图8A和图8B的实际轨迹和Δ轨迹，它们全部用于基于斜率的任务到基于门限的任务的转换。图9是根据本专利技术的一个实施例、用于把基于斜率的检测任务转换为基于门限的检测任务的方法的方法操作的流程图。图10是根据本专利技术的一个实施例、与配置成把斜率检测转变点转换为门限检测转变点的检测器通信的处理模块的高级示意图。图11是根据本专利技术的一个实施例、具有红外线传感器以确定所处理的半导体衬底的转变点的CMP系统的简化示意图。图12是根据本专利技术的一个实施例、具有配置成确定所处理的半导体衬底的转变点的涡流传感器的处理系统的简化示意图。优选实施例详细说明 对于提供半导体处理操作过程中的转变点的可靠且稳定测量的系统、装置及方法来描述本专利技术。然而，本领域的技术人员十分清楚，即使没有这些具体的详细资料的部分或全部，也可以实施本专利技术。在其它情况下，众所周知的过程操作没有进行详细描述，以免不必要地影响对本专利技术的理解。图1在“专利技术背景”部分描述。本专利技术的实施例提供用于把斜率检测任务转换为门限检测任务以及还简化指示转变的转变特征的系统及方法。门限行为在零或常数信号的背景中产生阶跃式特征，以及提供更简单的检测算法、更高的信噪比和更健壮的可检测性。与基于斜率的确定相比，对于转变点/端点的基于门限的确定提供增加的稳定性和可靠性。对于半导体操作，又提供了更稳定且可靠的触发条件。也就是说，由于转变点/端点以高度的可信度来确定，因此，要求实质上精确测量的下游操作可通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于把基于斜率的检测任务转换为基于门限的检测任务的方法，包括定义与所监测过程的值对应的一组点的近似方程；预测所监测的所述过程的当前点处的预计值；计算所监测的所述过程的所述当前点处的测量值与所述相应预计值之间的差值；监测所述差值，以便检测所述测量值与所述预计值之间的偏差值；以及根据所述偏差值的检测来标识所监测的所述过程的转变点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述近似方程为多项式方程。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所监测的所述过程是从包含化学机械平面化过程和蚀刻、淀积或表面修饰过程的组合中选取的半导体过程。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量值由配置成检测与所监测过程关联的属性的传感器来产生。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括跟踪所述测量值与所述相应预计值之间的差值；以及定义噪声通道，所述噪声通道提供边界，在其中，所述偏差值处于所述边界之外。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述偏差值的检测标识所监测的所述过程的转变点的所述方法操作包括，标识一个以上的连续点，在其中，与所述至少两个连续点的每个关联的所述偏差值处于噪声通道之外。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述近似方程从与所监测的所述过程关联的由传感器产生的过去数据的间隔中导出所述预计值。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括响应对所述转变点的标识，触发所监测的所述过程的结束。9.一种能够通过门限确定实时检测斜率变化转变的转变点的半导体处理系统，包括处理模块，配置成处理半导体晶片，直至获得与所处理的所述半导体晶片关联的已定义参数，所述处理模块包括配置成监测与过程操作关联的过程参数的传感器；与所述传感器通信的检测器，所述检测器配置成把测量值与预计值进行比较，所述测量值通过斜率变化来表明转变点，所述预计值由先前测量值导出，所述检测器还配置成跟踪所述测量值与所述相应预计值之间的差值，以便增加所...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·戈特基斯，V·卡茨，D·赫姆克尔，R·基斯特勒，N·J·布赖特，
申请(专利权)人：兰姆研究有限公司，
类型：发明
国别省市：