[发明专利]半导体制程自动化控制方法及装置

说明书

本公开的实施例提出一种半导体制程自动化控制方法及装置、电子设备和计算机可读存储介质，属于半导体技术领域。该半导体制程自动化控制方法包括：获取目标机台的当前制程的目标控制模型以及所述目标控制模型采用的目标权重和参考的目标样本数；根据所述目标控制模型、所述目标权重和所述目标样本数获得所述目标机台的当前制程的初始建议制程参数；获取并根据所述目标机台的当前制程的环境数据和当前累积已制程晶圆数量调整所述当前制程的初始建议制程参数，获得所述目标机台的当前制程的目标建议制程参数。

技术领域

本公开属于半导体技术领域，具体而言，涉及一种半导体制程自动化控制方法、半导体制程自动化控制装置、计算机可读存储介质及电子设备。

背景技术

半导体制造基本过程总体上可分为五个制造阶段，分别为晶圆制备、晶圆制造、晶圆测试/挑拣、装配与封装，以及终测。其中，晶圆制造和晶圆测试/挑拣又称作前端工艺，装配与封装和终测被称为后端工艺。前端工艺是集成电路制造中最复杂和最关键的部分。前端工艺主要完成晶圆上电路的印刷工作，前端工艺的加工步骤主要包括氧化、光刻、刻蚀、掺杂、沉积和平坦化。晶圆制造过程是许多复杂工艺步骤的交互。晶圆到达半导体制造窗，经过清洗、成膜、化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)、光刻、刻蚀和掺杂等步骤，将整套的集成电路刻蚀在晶圆上。晶圆制造阶段，每一片晶圆都要经过几百道由上述基本制造过程组成的复杂工艺过程；为实现批量化定制生产，晶圆制造按照各自的工业配方，以成批次的方式组织生产。

半导体制造厂一般将半导体制造过程分为六个独立的生产区：扩散(包括氧化，膜淀积和掺杂工艺)、光刻、刻蚀、成膜、离子注入和化学机械研磨，这六个主要的生产区和相关步骤以及测量工具都在工厂的超净间区。扩散区是完成高温工艺及薄膜淀积的区域，主要制造装备是高温扩散炉和湿法清洗设备，以实现氧化、扩散、淀积、退火以及合金化的工艺流程。光刻区是将电路图形转移到覆盖有光刻胶的晶圆表面的区域，主要制造装备有涂胶/显影track机和步进式光刻机。刻蚀区是在晶圆上没有光刻胶保护的地方留下永久图形的区域，主要制造装备是等离子刻蚀机和等离子去胶机。离子注入区是杂质掺杂的区域，气体中带着要掺入的杂质在离子注入机中离化，通过高电压和磁场的加速，穿透涂胶晶圆的表面。薄膜区是完成各个步骤中介质层与金属层沉积的区域，主要制造工艺有化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)和物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)。研磨区是完成晶圆表面平坦化的区域，平坦化是为了消除晶圆表面的凹凸不平给后续工艺带来的困难，主要制造装备是化学机械研磨机(抛光机)。

半导体产品集成度和制造产能的提高，使得半导体制造工艺变得越来越复杂，对半导体制造装备及其控制性能的要求越来越高。半导体制造过程Run-to-Run(简称R2R)控制方法的性能直接决定半导体产品的良率、再工次数和半导体制造企业的产能及经济效益。

随着集成电路、半导体领域关键尺寸不断的缩小以及制造过程越来越复杂，设备特性的漂移对产品的影响渐趋严重，因此对于设备和其控制性能的要求越来越高，为了保证产品的良率，增加生产效能及生产量，R2R已经是半导体重要的技术之一。

半导体制造过程控制可分为实时控制、R2R控制和监督控制三个层次。实时控制是加工腔体内的控制。监督控制是监督和跟踪晶圆从前一单元操作到后续单元操作是否需要调整某些参数，以便降低产品质量差异。

R2R控制是控制层次的中间层次，是同一单元操作不同批次间的控制，若每批次加工多个晶圆，多个晶圆称为一批(lot)，此种情况下R2R控制的组态形式为Lot-to-Lot(L2L)。若每批次加工单个晶圆(wafer)，此种情况下R2R控制的组态形式为W2W。

R2R主要的计算逻辑是利用当前制程生产后的量测结果反馈(Feedback)或者历史制程生产后的量测结果前馈(Feed-forward)，预测当前制程的生产线量测结果，再利用此结果推算建议制程参数(recommend parameter)。