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Dokumentenidentifikation DE102005009071B4 26.06.2008
Titel Verfahren zur Prozesssteuerung
Anmelder Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale, Calif., US
Erfinder Schulze, Uwe, 01099 Dresden, DE
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80802 München
DE-Anmeldedatum 28.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005009071
Offenlegungstag 07.09.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.06.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.06.2008
Free division/divided out on the grounds of lack of unity 102005063460.5
IPC-Hauptklasse G03F 7/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]
GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Ausbilden integrierter Schaltkreise und insbesondere auf die Steuerung von Prozessen, die beim Ausbilden integrierter Schaltkreise verwendet werden.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Integrierte Schaltkreise umfassen eine große Anzahl einzelner Schaltkreiselemente, wie beispielsweise Transistoren, Kondensatoren und Widerstände, die auf einem Substrat ausgebildet sind. Diese Elemente werden intern mit Hilfe elektrisch leitfähiger Leitungen verbunden, um komplexe Schaltkreise, wie Speichervorrichtungen, Logikbausteine und Mikroprozessoren auszubilden. Die Leistung integrierter Schaltkreise kann verbessert werden, indem die Anzahl funktionaler Elemente pro Schaltkreis erhöht wird, um ihren Funktionsumfang zu erweitern, und/oder indem die Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltkreiselemente erhöht wird. Eine Verringerung der Strukturgrößen ermöglicht das Ausbilden einer größeren Anzahl von Schaltkreiselementen auf der gleichen Fläche, wodurch eine Erweiterung des Funktionsumfangs des Schaltkreises ermöglicht wird, und verringert auch Signalausbreitungszeiten. Dadurch wird eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltkreiselemente ermöglicht. In modernen integrierten Schaltkreisen können Bemessungsvorschriften von ungefähr 90 nm oder weniger verwendet werden.

In integrierten Schaltkreisen werden Feldeffekttransistoren als Schaltelemente benutzt. Sie ermöglichen es, einen Strom, der durch ein Kanalgebiet fließt, das sich zwischen einem Sourcegebiet und einem Draingebiet befindet, zu steuern. Das Sourcegebiet und das Draingebiet sind stark dotiert. Die Leitfähigkeit des Kanalgebiets wird durch eine Gatespannung gesteuert, die an eine Gateelektrode, die über dem Kanalgebiet ausgebildet und von diesem durch eine dünne Isolierschicht getrennt ist, angelegt wird. Abhängig von der Gatespannung kann das Kanalgebiet zwischen einem leitfähigen "EIN"-Zustand und einem im Wesentlichen nicht leitenden "AUS"-Zustand geschaltet werden.

Es ist wichtig, eine hohe Leitfähigkeit des Kanalgebiets im "EIN"-Zustand aufrecht zu erhalten, wenn die Größe von Feldeffekttransistoren verringert wird. Die Leitfähigkeit des Kanalgebiets im "EIN"-Zustand hängt von der Dotierstoffkonzentration im Kanalgebiet, der Beweglichkeit der Ladungsträger, der Ausdehnung des Kanalgebiets in der Breitenrichtung des Transistors und dem Abstand zwischen dem Sourcegebiet und dem Draingebiet, der allgemein als "Kanallänge" bezeichnet wird, ab. Während eine Verringerung der Breite des Kanalgebiets zu einer Abnahme der Kanalleitfähigkeit führt, vergrößert eine Verringerung der Kanallänge die Kanalleitfähigkeit. Eine Zunahme der Ladungsträgerbeweglichkeit führt zu einer Zunahme der Kanalleitfähigkeit.

Wenn die Strukturgrößen verringert werden, nimmt auch die Ausdehnung des Kanalgebiets in der Breitenrichtung ab. Eine Verringerung der Kanallänge kann die entsprechende Verringerung der Kanalleitfähigkeit zumindest teilweise ausgleichen. Eine Verringerung der Kanallänge hat jedoch mehrere damit verbundene Probleme zur Folge. Erstens sind im Sourcegebiet und im Draingebiet hochkomplizierte Dotierprofile erforderlich, und zwar sowohl in der vertikalen Richtung als auch in der horizontalen Richtung, um einen niedrigen Schichtwiderstand und einen niedrigen Kontaktwiderstand in Verbindung mit einer gewünschten Steuerbarkeit des Kanals bereitzustellen. Zweitens hat eine Verringerung der Kanallänge eine entsprechende Verringerung der Ausdehnung der Gateelektrode in der Längsrichtung des Feldeffekttransistors zur Folge.

Gateelektroden von Feldeffekttransistoren können mit Hilfe von fotolithografischen Prozessen und Ätzprozessen, die im Folgenden mit Bezug auf die 1a bis 1c beschrieben werden, ausgebildet werden.

1a zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Belichters 100. Der Belichter 100 umfasst eine Lichtquelle 111. Ein Kondensor 105 sammelt Licht 107, das von der Lichtquelle 111 emittiert wird, und fokussiert es auf ein Objektiv 106. Das Objektiv 106 ist dafür ausgelegt, eine Fotomaske 108 auf eine Halbleiterstruktur 101, die im Belichter 100 bereitgestellt ist, abzubilden. Die Fotomaske 108 umfasst undurchsichtige Bereiche 109, 110. Andere Teile der Fotomaske 108 als die undurchsichtigen Bereiche 109, 110, sind für das Licht 107 durchlässig.

In modernen Belichtern kann die Lichtquelle 111 einen Excimer-Laser, der dafür ausgelegt ist, Licht im ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu emittieren, umfassen. Beispielsweise kann die Lichtquelle einen Argonfluorid (ArF)-Laser, der dafür ausgelegt ist, Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 193 nm zu emittieren, umfassen. Üblicherweise emittiert ein Excimer-Laser Lichtpulse. Diese Pulse haben Dauern in einem Bereich von ungefähr 5 Nanosekunden bis ungefähr 10 Nanosekunden und enthalten ungefähr 10 mJ Energie. Die kurze Dauer der Pulse hat eine hohe Spitzenleistung der Pulse von bis zu mehreren MW zur Folge.

Die Halbleiterstruktur 101 umfasst ein Substrat 102, auf dem eine von einer Fotoresistschicht 104 bedeckte Materialschicht 103 ausgebildet ist. Die Fotoresistschicht 104 kann einen positiven Fotoresist umfassen.

Eine detailliertere Querschnittsansicht der Halbleiterstruktur 101 ist in 1b gezeigt. Das Substrat 102 umfasst ein erstes Transistorelement 130 und ein zweites Transistorelement 131, die durch flache Isoliergräben 121, 122, 123 voneinander getrennt und elektrisch isoliert werden. Das erste Transistorelement 130 umfasst ein erstes aktives Gebiet 124. Entsprechend umfasst das zweite Transistorelement 131 ein zweites aktives Gebiet 125. Die Materialschicht 103 und die Fotoresistschicht 104 sind über einer Gateisolierschicht 120 ausgebildet. Die Halbeiterstruktur 101 kann mit Hilfe den Fachleuten bekannter Verfahren, die eine Abscheidung, eine Oxidation, eine Ionenimplantation, eine Fotolithografie und ein Ätzen umfassen, ausgebildet werden.

Die Fotoresistschicht 104 wird belichtet. Zu diesem Zweck wird die Lichtquelle 111 eingeschaltet, so dass sie das Licht 107 emittiert. Dadurch wird die Fotomaske 108 mit dem Licht 107 beleuchtet. Das Objektiv 106 bildet die Fotomaske 108 auf die Fotoresistschicht 104 ab. Die undurchsichtigen Bereiche 109, 110 der Fotomaske werden auf Bereiche 104a, 104b der Fotoresistschicht 104 abgebildet. Deshalb werden die Bereiche 104a, 104b im Wesentlichen nicht von dem Licht 107 bestrahlt, während andere Teile der Fotoresistschicht 104 von dem Licht 107 bestrahlt werden. Durch die Bestrahlung wird der Fotoresist in anderen Teilen der Fotoresistschicht 104 als den Bereichen 104a, 104b chemisch verändert.

Eine schematische Querschnittsansicht der Halbeiterstruktur 101 in einem weiteren Stadium des Fotolithografieprozesses nach dem Stand der Technik ist in 1c gezeigt.

Nach der Belichtung wird die Halbeiterstruktur 101 aus dem Belichter 100 entfernt und die Fotoresistschicht 104 wird entwickelt. Bei der Entwicklung wird die Fotoresistschicht 104 einem Entwickler ausgesetzt. Der Entwickler kann eine Flüssigkeit umfassen, die dafür ausgelegt ist, diejenigen Teile der Fotoresistschicht, die durch die Bestrahlung chemisch verändert wurden, aufzulösen, während die Bereiche 104a, 104b von dem Entwickler im Wesentlichen nicht angegriffen werden. Deshalb bleiben die Bereiche 104a, 104b auf der Halbeiterstruktur 101, während der Rest der Fotoresistschicht 104 entfernt wird.

Nach der Entwicklung haben die Bereiche 104a, 104b eine kritische Abmessung I. Die kritische Abmessung I kann durch Eigenschaften der Fotoresistschicht 104, beispielsweise Kontrast und Empfindlichkeit des Fotoresists, beeinflusst werden. Außerdem kann die kritische Abmessung I von Eigenarten der Belichtung, wie etwa einer von den bestrahlten Teilen der Fotoresistschicht 104 empfangenen Lichtmenge, abhängen, die wiederum von einer Dauer der Belichtung, einer Intensität des von der Lichtquelle 111 emittierten Lichts 107 und einer Absorptionsfähigkeit des Kondensors 105 und des Objektivs 106 für das Licht 107 abhängen kann.

Ein anisotroper Ätzprozess wird durchgeführt. Zu diesem Zweck wird die Halbleiterstruktur 100 einem Ätzmittel ausgesetzt, das dafür ausgelegt ist, selektiv das Material der Materialschicht 103 zu entfernen und den Fotoresist in den Bereichen 104a, 104b sowie das Material der Gateisolierschicht 102 im Wesentlichen unversehrt zu lassen. Beim anisotropen Ätzen ist eine Ätzrate im Wesentlichen horizontaler Teile der Oberfläche der Materialschicht 103, gemessen in einer Richtung, senkrecht zu der Oberfläche, deutlich größer als eine Ätzrate geneigter Teile der Oberfläche der Materialschicht 103. Deshalb werden Teile der Materialschicht 103 unter den Bereichen 104a, 104b von dem Ätzmittel im Wesentlichen nicht angegriffen, während der Rest der Materialschicht 103 geätzt wird. Der anisotrope Ätzprozess wird beendet, sobald die Gateisolierschicht 120 freiliegt. Die Teile der Materialschicht 103 unter den Bereichen 104a, 104b bilden eine erste Gateelektrode 126 und eine zweite Gateelektrode 127. Eine Länge der Gateelektroden 126, 127 entspricht im Wesentlichen der kritischen Abmessung I der Bereiche 104a, 104b.

Nach dem Ätzen werden die Bereiche 104a, 104b der Fotoresistschicht 104 entfernt, was mit Hilfe eines den Fachleuten bekannten Resiststrip-Verfahrens geschehen kann. Anschließend kann eine Reihe von Ionenimplantationsprozessen durchgeführt werden, um Ionen mindestens einer Dotiersubstanz in Teile der aktiven Gebiete 124, 125 neben den Gateelektroden 126, 127 einzubringen. Dadurch können Source- und Draingebiete der Transistorelemente 130, 131 ausgebildet werden.

Die Gateelektroden 126, 127 absorbieren Ionen, die bei den Ionenimplantationsprozessen auf ihnen auftreffen und schützen dadurch Teile der aktiven Gebiete 124, 125 davor, mit den Ionen bestrahlt zu werden. Folglich werden in Teile der aktiven Gebiete 124, 125 unter den Gateelektroden 126, 127 im Wesentlichen keine Dotiersubstanzen eingebracht. Diese Teile bilden Kanalgebiete der Transistorelemente 130, 131. Eine Länge der Kanalgebiete hängt von der Länge der Gateelektroden 126, 127 ab, die wiederum der kritischen Abmessung I der Teile 104a, 104b der Fotoresistschicht 104 entspricht. Somit hängt die Kanallänge der Transistorelemente 130, 131 von der kritischen Abmessung I der Bereiche 104a, 104b ab.

Da die kritische Abmessung I von verschiedenen Eigenarten der Belichtung beeinflusst werden kann, können solche Eigenarten auch die Länge der Kanalgebiete der Transistorelemente 130, 131 beeinflussen. Die Kanallänge eines Transistorelements kann jedoch, wie oben genauer ausgeführt, die Eigenschaften des Transistorelements beeinflussen.

Um unerwünschte Schwankungen der Eigenschaften der Transistorelemente 130, 131 zu vermeiden, können Verfahren zur ablaufweisen Steuerung (run to run control) verwendet werden. Ein Verfahren zur ablaufweisen Steuerung nach dem Stand der Technik wird im Folgenden beschrieben.

Ein Modell des durchgeführten Prozesses wird bereitgestellt. Das Modell verknüpft eine Prozesseingabe X und eine Prozessausgabe Y miteinander.

Die Prozesseingabe X umfasst einen Parameter des Prozesses, der durch Verändern des Prozesses gesteuert werden kann. Beispielsweise kann in dem oben beschriebenen Fotolithografieprozess die Prozesseingabe X eine von der Lichtquelle 111 bei der Belichtung der Fotoresistschicht 104 bereitgestellte Lichtmenge umfassen, die durch Veränderung der Leistung der Lichtquelle 111 oder der Belichtungszeit gesteuert werden kann.

Die Prozessausgabe Y umfasst eine Größe, die ein Ergebnis des Prozesses, das Messungen zugänglich ist, beschreibt. Bei dem oben beschriebenen Fotolithografieprozess kann die Prozessausgabe Y die kritische Abmessung I der Bereiche 104a, 104b der Fotoresistschicht 104, die nach deren Entwicklung auf der Halbleiterstruktur 101 bleiben, umfassen. Die kritische Abmessung I kann mit Hilfe den Fachleuten wohlbekannter Verfahren, wie etwa optischer Mikroskopie, Elektronenmikroskopie oder Laserscanning, gemessen werden.

Das Modell beruht auf einem linearen Zusammenhang zwischen der Prozesseingabe X und der Prozessausgabe Y und umfasst einen Empfindlichkeitsparameter &ggr; sowie einen Systemparameter b, was durch die folgende mathematische Beziehung ausgedrückt wird. Y = &ggr;X + b.(1)

Der Empfindlichkeitsparameter &ggr; beschreibt eine Veränderung der Prozessausgabe Y, die durch eine Veränderung der Prozesseingabe X verursacht wird. Der Systemparameter b charakterisiert einen Anteil der Prozessausgabe, der im Wesentlichen unabhängig von der Prozesseingabe X ist. Der Empfindlichkeitsparameter &ggr; wird im Voraus mit Hilfe den Fachleuten bekannter Verfahren bestimmt und bleibt fest. Veränderungen des Prozesses werden durch Veränderung des Systemparameters b berücksichtigt.

Mehrere Abläufe des Prozesses werden durchgeführt. Beim n-ten Ablauf wird ein Prozesseingabewert X(n) angewendet, wobei ein Index n die Abläufe des Prozesses nummeriert. Anschließend wird ein Prozessausgabewert Y(n) des n-ten Ablaufs gemessen. Daraufhin wird ein Systemparameterwert b(n + 1), von dem erwartet wird, dass er beim nächsten Ablauf auftritt, berechnet, indem die Prozesseingabe X(n) und die Prozessausgabe Y(n) in die Gleichung (1) eingesetzt werden und diese nach dem Systemparameter b aufgelöst wird. b(n + 1) = Y(n) – &ggr;X(n).(2)

Der Systemparameterwert b(n + 1) und der Empfindlichkeitsparameter &ggr; werden anschließend verwendet, um eine Prozesseingabe X(n + 1), die beim nächsten Ablauf verwendet wird, mit Hilfe der folgenden Gleichung zu berechnen.

Hier ist T ein Zielwert der Prozessausgabe Y. Wenn das Verfahren zur ablaufweisen Steuerung auf den oben beschriebenen Fotolithografieprozess angewendet wird, kann der Zielwert T einen gewünschten Wert der kritischen Abmessung I umfassen.

US 2003/0 198 791 A1 offenbart eine Anlage für die Halbleiterproduktion, die eine Einrichtung zum Erfassen eine Belichtungswerts, eine Einrichtung zum Erfassen einer Mustergröße, eine Einrichtung zum Berechnen einer Größendifferenz zwischen der Mustergröße und einem Zielwert und eine Einrichtung zur Berechnung eines optimalen Belichtungswerts auf Grundlage des Belichtungswerts und der Größendifferenz, sowie eine Einheit zum Steuern des Belichtungswerts umfasst.

US 2001/0 001 070 A1 offenbart eine Anlage zum Justieren einer Belichtungszeit in einer Produktionsanlage für Halbleiterbauelemente. Die Anlage zum Justieren der Belichtungszeit umfasst eine Belichtungseinheit, deren Belichtungszeit auf Grundlage von einem oder mehreren Justiersignalen justiert werden kann, eine Einheit zum Erhalten von Verarbeitungsinformationen vor der Belichtung und zum Extrahieren von Parametern, die ein bei der Belichtung erhaltenes Muster beeinflussen können, sowie zum Bereitstellen dieser Information als Daten für eine Vorwärtsregelung und eine zentrale Verarbeitungseinheit, die die Daten für die Vorwärtsregelung und Messdaten empfängt und mit Hilfe eines vorbestimmten Berechnungsverfahrens ein oder mehrere Justiersignale erzeugt, die dazu verwendet werden, die Belichtungszeit zu justieren.

US 5,526,293 A offenbart eine Anlage zur ablaufweisen Steuerung der Verarbeitung von Halbleiterwafern. Eine Vorrichtung zur Datenein- und Ausgabe empfängt eine bestimmte Qualtiätscharakteristik für einen bestimmten Halbleiterherstellungsprozeß. Ein Modell wird verwendet, um geeignete Prozeßparameter für eine Verarbeitungseinheit und ein erwartetes Qualitätsmaß zu erzeugen. Prozeßparametereingaben der Verarbeitungseinheit werden durch einen Justierschaltkreis justiert. Ein Qualitätsmaß des Prozesses in der Verarbeitungseinheit wird in Echtzeit bestimmt. Das gemessene Qualitätsmaß wird mit dem erwarteten Qualitätsmaß verglichen. Das Modell kann justiert werden, wenn das gemessene Qualitätsmaß von dem erwarteten Qualitätsmaß um mehr als eine vorbestimmte statistische Größe abweicht.

US 6,625,512 B1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern kritischer Dimensionen während der Verarbeitung von Halbleiterwafern. Ein Herstellungsprozeß für Halbleiterbauelemente wird durchgeführt. Meßdaten der verarbeiteten Halbleiterbauelemente werden erfaßt. Ein Prozess zum Justieren von kritischen Abmessungen wird unter Verwendung der erfaßten Meßdaten durchgeführt. Ein Vorwärtsregelungsprozess und Rückkopplungsprozess wird abhängig vom Prozess zum Justieren der kritischen Dimension durchgeführt.

Ein Nachteil des oben beschriebenen Verfahrens zur ablaufweisen Steuerung eines Fotolithografieprozesses ist, dass eine Genauigkeit der mit Hilfe des Verfahrens erhaltenen Werte der Prozessausgabe Y für moderne Verfahren zur Herstellung von Halbleiterstrukturen unzureichend sein kann.

Im Hinblick auf den oben erwähnten Nachteil besteht ein Bedarf nach einem Verfahren zur ablaufweisen Steuerung, das eine genauere Steuerung der Prozessausgabe ermöglicht. Außerdem besteht ein Bedarf nach einem Verfahren, das eine genauere Steuerung einer kritischen Abmessung von Strukturelementen, die in einer Halbleiterstruktur ausgebildet werden, ermöglicht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses die Merkmale des Anspruchs 1.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen definiert und werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher, wenn diese mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verwendet wird. Es zeigen:

1a eine schematische Querschnittsansicht eines Belichters nach dem Stand der Technik;

1b und 1c schematische Querschnittsansichten einer Halbleiterstruktur in Stadien eines Fotolithografieprozesses nach dem Stand der Technik;

2a und 2b schematische Querschnittsansichten einer Halbleiterstruktur in Stadien eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

3 ein Diagramm, das Berechnungen, die bei einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, veranschaulicht; und

4 ein Diagramm, das Berechnungen, die bei einem Verfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Ungenauigkeiten des oben beschriebenen Verfahrens zur ablaufweisen Steuerung durch Veränderungen einer Empfindlichkeit einer Prozessausgabe für eine Veränderung einer Prozesseingabe verursacht werden können. Somit richtet sich die vorliegende Erfindung allgemein auf Verfahren zur ablaufweisen Steuerung, bei denen ein Empfindlichkeitsparameter, der eine Veränderung einer Prozessausgabe, die durch eine Veränderung einer Prozesseingabe verursacht wird, beschreibt, zwischen mindestens einem Paar von Abläufen aus mehreren Abläufen eines Herstellungsprozesses verändert wird. Durch die Veränderung des Empfindlichkeitsparameters können Veränderungen der Empfindlichkeit berücksichtigt werden, wenn die in nachfolgenden Abläufen zu verwendende Prozesseingabe berechnet wird.

Insbesondere können Verfahren zur ablaufweisen Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung bei Fotolithografieprozessen verwendet werden. In solchen Ausführungsformen kann die Prozesseingabe eine Lichtmenge, die bei der Belichtung einer auf einer Halbleiterstruktur ausgebildeten Fotoresistschicht verwendet wird, umfassen und die Prozessausgabe kann eine kritische Abmessung von Teilen der Fotoresistschicht, die nach der Entwicklung der Fotoresistschicht auf der Halbleiterstruktur bleiben, umfassen. Die Empfindlichkeitsparameter beschreiben eine Veränderung der kritischen Abmessung, die durch eine Veränderung der Lichtmenge verursacht wird.

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.

In einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden mehrere Abläufe eines Herstellungsprozesses durchgeführt. Der Herstellungsprozess kann einen Fotolithografieprozess umfassen. Ein Fotolithografieprozess, der in manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wird nun mit Bezug auf die 2a und 2b beschrieben.

2a zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterstruktur 200 in einem ersten Stadium des Fotolithografieprozesses. Die Halbleiterstruktur 200 umfasst ein Substrat 202. In dem Substrat 202 sind ein erstes Transistorelement 230 und ein zweites Transistorelement 231 ausgebildet. Das erste Transistorelement 230 und das zweite Transistorelement 231 umfassen ein erstes aktives Gebiet 224 bzw. ein zweites aktives Gebiet 225. Flache Isoliergräben 221, 222, 223 isolieren die Transistorelemente 230, 231 elektrisch voneinander und von anderen Schaltkreiselementen (nicht gezeigt) im Substrat 202. Das Substrat 202 kann mit Hilfe den Fachleuten bekannter Verfahren, die fortschrittliche Techniken der Oxidation, der Abscheidung, der Ionimplantation, der Fotolithografie und des Ätzens umfassen, ausgebildet werden.

Über dem Substrat 202 ist eine Materialschicht 203 ausgebildet und von diesem durch eine Gateisolierschicht 220 getrennt. Die Materialschicht 203 kann polykristallines Silicium umfassen und die Gateisolierschicht 220 kann Siliciumdioxid umfassen. Sowohl die Gateisolierschicht 220 als auch die Materialschicht 203 können mit Hilfe den Fachleuten bekannter Abscheidungstechniken, die eine chemische Dampfabscheidung und/oder eine plasmaverstärkte chemische Dampfabscheidung umfassen, ausgebildet werden.

Eine Fotoresistschicht 204, die in manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen positiven Fotoresist umfassen kann, wird über der Materialschicht 203 ausgebildet. Dies kann mit Mitteln und Verfahren, die den Fachleuten bekannt sind und eine Rotationsbeschichtung umfassen, geschehen.

Die Fotoresistschicht 204 wird belichtet. Zu diesem Zweck werden Teile der Fotoresistschicht 204 mit Licht 207, das von einer Lichtquelle in einem Belichter oder Stepper, ähnlich dem Belichter/Stepper 100, der oben mit Bezug auf 1a beschrieben wurde, bereitgestellt wird, bestrahlt. Bereiche 204a, 204b, die sich über dem ersten Transistorelement 230 bzw. dem zweiten Transistorelement 231 befinden, werden im Wesentlichen nicht mit dem Licht 207 bestrahlt.

Eine Menge des Lichts 207 wird gesteuert. Dies kann dadurch geschehen, dass eine Dauer der Belichtung oder eine Intensität der Lichtquelle im Belichter verändert wird. In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Lichtquelle einen Excimer-Laser umfassen. In solchen Ausführungsformen kann die Intensität der Lichtquelle verändert werden, indem eine Pulsrate des Lasers verändert wird oder indem eine Leistung, die dem Laser bei jedem Puls zugeführt wird, verändert wird.

Durch die Bestrahlung mit dem Licht 207 wird der Fotoresist in anderen Teilen der Fotoresistschicht 204 als den Bereichen 204a, 204b chemisch verändert. Grenzen zwischen den Bereichen 204a, 204b und dem Rest der Fotoresistschicht 204 müssen nicht, wie in 2a gezeigt, scharf sein. Stattdessen kann sich ein Grad der Veränderung des Fotoresists zwischen den Bereichen 204a, 204b und dem Rest der Fotoresistschicht 204 kontinuierlich ändern. Dies kann sowohl durch eine begrenzte Auflösung und/oder Schärfentiefe des Belichters als auch durch Materialparameter des Fotoresists wie etwa seinem Kontrast verursacht sein.

Eine schematische Querschnittsansicht der Halbleiterstruktur 200 in einem weiteren Stadium des Fotolithografieprozesses ist in 2b gezeigt. Die Fotoresistschicht 204 wird entwickelt. Bei der Entwicklung kann die Halbleiterstruktur 200 einem Entwickler ausgesetzt werden. Die chemisch veränderten Teile der Fotoresistschicht 204 lösen sich im Entwickler auf und werden dadurch von der Halbleiterstruktur 200 entfernt. Die Bereiche 204a, 204b, die unveränderten Fotoresist umfassen, bleiben auf der Oberfläche der Materialschicht 203.

Eine kritische Abmessung I der Bereiche 204a, 204b nach der Entwicklung des Fotoresists kann durch die Lichtmenge 207, die von der Lichtquelle des Belichters bereitgestellt wird, beeinflusst werden. Zusätzlich können jedoch verschiedene andere Eigenschaften des Fotolithografieprozesses einschließlich einer Verschlechterung optischer Elemente und/oder einer Fotomaske in dem Belichter die kritische Abmessung I der Bereiche 204a, 204b, beeinflussen. Eine Verschlechterung der optischen Elemente und/oder der Fotomaske kann insbesondere in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in denen die Lichtquelle des Belichters einen Excimer-Laser, der dafür ausgelegt ist, ultraviolettes Licht zu emittieren, stattfinden, da durch die hohe Spitzenleistung der Lichtpulse, die von dem Excimer-Laser emittiert werden, und die hohen Energie der Photonen des ultravioletten Lichts die optischen Elemente und die Fotomaske im Laufe der Zeit beschädigt werden können.

Um die kritische Abmessung I der Bereiche 204a, 204b der Fotoresistschicht 204 nahe an einen Zielwert T zu bringen, kann ein Verfahren zur ablaufweisen Steuerung durchgeführt werden. Ein Verfahren zur ablaufweisen Steuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.

Ähnlich wie das oben beschriebene Verfahren zur ablaufweisen Steuerung nach dem Stand der Technik kann ein Verfahren zur ablaufweisen Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung Bereitstellen eines Modells, das eine Prozesseingabe X und eine Prozessausgabe Y miteinander verknüpft, umfassen. Die Prozesseingabe X umfasst einen Parameter des Prozesses, der durch Verändern des Prozesses gesteuert werden kann. Insbesondere kann die Prozesseingabe X die Lichtmenge, die beim Belichten der Fotoresistschicht 204 bereitgestellt wird, umfassen. Die Prozessausgabe Y umfasst eine Größe, die ein Ergebnis des Prozesses charakterisiert und für Messungen zugänglich ist. Insbesondere kann die Prozessausgabe Y die kritische Abmessung I der Bereiche 204a, 204b der Fotoresistschicht 204 umfassen.

Das Modell kann eine lineare Beziehung zwischen der Prozesseingabe X und der Prozessausgabe Y der Form Y = &ggr;X + b(4) umfassen, wobei &ggr; ein Empfindlichkeitsparameter ist, der eine Veränderung der Prozessausgabe Y, die durch eine Veränderung der Prozesseingabe X verursacht wird, beschreibt, und b ein Systemparameter ist, der einen Anteil der Prozessausgabe Y, der von der Prozesseingabe X im Wesentlichen unabhängig ist, beschreibt. Bei dem Fotolithografieprozess gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Empfindlichkeitsparameter &ggr; eine Veränderung der kritischen Abmessung I, die durch eine Veränderung der Prozesseingabe X, d. h. der Menge des Lichts 207, die bei der Belichtung der Fotoresistschicht 204 verwendet wird, verursacht wird, beschreiben. Der Systemparameter b kann einen Anteil der kritischen Abmessung I, der im Wesentlichen unabhängig von der Prozesseingabe X, d. h. der Menge des Lichts 207, ist, beschreiben.

Bei einem n-ten der mehreren Abläufe des Prozesses wird ein Wert X(n) der Prozesseingabe X verwendet, wobei ein Index n die Abläufe des Prozesses nummeriert. In Verfahren zur ablaufweisen Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Empfindlichkeitsparameter &ggr; zwischen mindestens einem Paar der mehreren Abläufe des Herstellungsprozesses verändert werden. Der Wert des Empfindlichkeitsparameters &ggr;, der beim n-ten Ablauf verwendet wird, wird als &ggr;(n) bezeichnet. Entsprechend bezeichnet b(n) einen Wert des Systemparameters b, der beim n-ten Ablauf verwendet wird.

Die Änderung des Empfindlichkeitsparameters &ggr; kann auf einer Neubestimmung des Empfindlichkeitsparameters &ggr; beruhen.

Der Empfindlichkeitsparameter &ggr; kann experimentell bestimmt werden. Die Bestimmung des Empfindlichkeitsparameters &ggr; kann ein Bereitstellen mehrerer Teststrukturen umfassen. Jede der Teststrukturen umfasst eine Fotoresistschicht ähnlich der Fotoresistschicht 204 der Halbleiterstruktur 200. Die Fotoresistschichten der Teststrukturen werden durch eine Fotomaske belichtet. Somit werden Bereiche der Fotoresistschicht im Wesentlichen nicht mit Licht bestrahlt. Eine Lichtmenge, die bei der Belichtung bereitgestellt wird, wird zwischen den einzelnen Teststrukturen verändert. Nach der Belichtung werden die Fotoresistschichten entwickelt, um bestrahlte Teile der Fotoresistschichten zu entfernen und eine kritische Abmessung von Bereichen der Fotoresistschicht, die auf den Teststrukturen zurückbleiben, wird mit Hilfe den Fachleuten bekannter Verfahren gemessen. Anschließend wird die kritische Abmessung der zurückbleibenden Bereiche der Fotoresistschicht mit der Lichtmenge, die bei der Belichtung bereitgestellt wird, in Beziehung gesetzt, um einen Wert des Empfindlichkeitsparameters &ggr; zu erhalten. Dies kann mit Hilfe einer den Fachleuten wohlbekannten linearen Regression geschehen. Wenn die Bestimmung des Empfindlichkeitsparameters &ggr; zwischen dem n-ten und dem (n + 1)-ten Ablauf des Herstellungsprozesses durchgeführt wird, kann die Veränderung des Empfindlichkeitsparameters &ggr; durchgeführt werden, indem der Wert &ggr;(n + 1) des Empfindlichkeitsparameters &ggr;, der beim (n + 1)-ten Ablauf verwendet wird, auf den neu bestimmten Wert gesetzt wird.

Bei jedem Ablauf des Herstellungsprozesses wird eine Prozesseingabe X(n) verwendet und ein Messwert Y(n) der Prozessausgabe Y wird bestimmt.

In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in denen der Herstellungsprozess einen Fotolithografieprozess umfasst und die Prozessausgabe Y eine kritische Abmessung der Bereiche 204a, 204b der Fotoresistschicht 204 umfasst, kann die Messung der Prozessausgabe Y eine Prüfung der Halbleiterstruktur 200 nach der Entwicklung des Fotoresists umfassen. Die Prüfung der Halbleiterstruktur 200 kann mit Hilfe den Fachleuten bekannter Verfahren der optischen Mikroskopie, der Elektronenmikroskopie oder des Laserscannens durchgeführt werden.

Eine Prozesseingabegröße x(n + 1) wird auf Grundlage des Messwerts Y(n), des Zielwerts T der Prozessausgabe und mindestens eines Werts des Empfindlichkeitsparameters &ggr; berechnet.

Die Berechnung der Prozesseingabegröße x(n + 1) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 3 beschrieben. 3 zeigt ein Diagramm 300, das eine erste Koordinatenachse 301 und eine zweite Koordinatenachse 302 umfasst. Die erste Koordinatenachse 301 repräsentiert Werte der Prozesseingabe X und die zweite Koordinatenachse 302 repräsentiert Werte der Prozessausgabe Y. Ein Punkt 303 entspricht dem Wert X(n) der Prozesseingabe, der beim n-ten Ablauf des Herstellungsprozesses verwendet wird und dem Messwert Y(n) der Prozessausgabe Y, der beim n-ten Ablauf bestimmt wurde.

Ein Systemparameterwert b(n + 1), der im nachfolgenden (n + 1)-ten Ablauf des Herstellungsprozesses verwendet werden soll, kann gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden. b(n + 1) = Y(n) – &ggr;(n)X(n).(5)

Der Systemparameterwert b(n + 1) entspricht einem Schnittpunkt 305 zwischen der zweiten Koordinatenachse 302 und einer Geraden 304, die eine Steigung, die dem Empfindlichkeitsparameterwert &ggr;(n) entspricht, hat und durch den Punkt 303 verläuft.

Die Prozesseingabegröße x(n + 1) kann gemäß der folgenden Gleichung auf Grundlage des Systemparameterwerts b(n + 1), des Zielwerts T der Prozessausgabe Y und des Werts &ggr;(n + 1) des Empfindlichkeitsparameters &ggr;, der beim nächsten Schritt verwendet wird, berechnet werden.

Die Prozesseingabegröße x(n + 1) entspricht einer Projektion 307 eines Schnittpunkts 308 zwischen einer Geraden 306 und einer horizontalen Linie 309, die dem Zielwert T entspricht, auf die erste Koordinatenachse 301. Die Gerade 306 hat eine Steigung, die dem Empfindlichkeitsparameterwert &ggr;(n + 1) entspricht und verläuft durch den Schnittpunkt 305.

Ein Fehler &Dgr;x(n + 1) der Prozesseingabegröße x(n + 1) kann mit Hilfe der den Fachleuten wohlbekannten Fehlerrechnung berechnet werden. Nach dem Fehlerfortpflanzungsgesetzt erhält man

wobei &Dgr;&ggr;(n) einen Fehler des Empfindlichkeitsparameterwerts &ggr;(n) bezeichnet und &Dgr;&ggr;(n + 1) ein Fehler des Empfindlichkeitsparameterwerts &ggr;(n + 1) bezeichnet. Fehler der Empfindlichkeitsparameterwerte &ggr;(n), &ggr;(n + 1) können eine Abweichung zwischen den Empfindlichkeitsparameterwerten &ggr;(n), &ggr;(n + 1) und einem wahren Wert &ggr;R des Empfindlichkeitsparameters &ggr;, der den betrachteten Herstellungsprozess optimal beschreibt, umfassen. Die Fehler &Dgr;&ggr;(n), &Dgr;&ggr;(n + 1) können sowohl durch Veränderungen des Herstellungsprozesses, die seit der Bestimmung des jeweiligen Empfindlichkeitsparameterwerts stattgefunden haben, als auch durch Fehler bei der Bestimmung der Empfindlichkeitsparameterwerte &ggr;(n), &ggr;(n + 1) verursacht werden.

Wenn zwischen dem n-ten und dem (n + 1)-ten Ablauf des Herstellungsprozesses der Empfindlichkeitsparameter &ggr; auf Grundlage einer Neubestimmung des Empfindlichkeitsparameters verändert wurde, kann der Fehler &Dgr;&ggr;(n + 1) des neuen Werts &ggr;(n + 1) viel kleiner als der Fehler &Dgr;&ggr;(n) des alten Werts &ggr;(n) sein. Somit kann der Fehler &Dgr;&ggr;(n + 1) vernachlässigt werden und man erhält

Folglich ist kurz nach der Veränderung des Empfindlichkeitsparameters &ggr; der Fehler &Dgr;x(n + 1) ungefähr proportional zu einem Betragswert der Prozesseingabe X(n).

Ein Prozesseingabewert X(n + 1), der bei einem nachfolgenden der mehreren Abläufe verwendet wird, beruht auf der Prozesseingabegröße x(n + 1).

Der Prozesseingabewert X(n + 1), der bei dem nachfolgenden Ablauf verwendet wird, kann mit der Prozesseingabegröße x(n + 1) identisch sein. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Prozesseingabewert X(n + 1) einen gewichteten Mittelwert der Prozesseingabegröße x(n + 1) und des Prozesseingabewerts X(n), der beim vollendeten Ablauf verwendet wurde, umfassen. In solchen Ausführungsformen kann der Prozesseingabewert X(n + 1) gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden. X(n + 1) = &lgr; X(n) + (1 – &lgr;)x(n + 1).(9)

Ein Gewichtungsparameter &lgr; kann Werte zwischen Null und Eins annehmen. Bei &lgr; = 1 ist der Prozesseingabewert X(n + 1) identisch mit dem im vollendeten Ablauf verwendeten Prozesseingabewert X(n). Bei &lgr; = 0 ist der im nachfolgenden Ablauf verwendete Prozesseingabewert X(n + 1) mit der Prozesseingabegröße x(n + 1) identisch. Bei dazwischen liegenden Werten von &lgr; wird der Prozesseingabewert X(n + 1) sowohl durch den Prozesseingabewert X(n) als auch durch die Prozesseingabegröße x(n + 1) bestimmt, wobei kleinere Werte von &lgr; einem größeren Anteil der Prozesseingabegröße x(n + 1) entsprechen.

Ein größerer Beitrag der Prozesseingabegröße x(n + 1), die auf Grundlage des vollendeten Ablaufs des Herstellungsprozesses bestimmt wurde, kann dem Verfahren zur ablaufweisen Steuerung ermöglichen, schneller auf Veränderungen des Herstellungsprozesses zu reagieren. Umgekehrt kann ein kleinerer Beitrag der Prozesseingabegröße x(n + 1) eine Stabilität des Verfahrens zur ablaufweisen Steuerung bezüglich Fehlern der Prozesseingabegröße x(n + 1) verbessern.

Die Berechnung der Prozesseingabe gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 4 beschrieben. Ein Diagramm 400 umfasst eine erste Koordinatenachse 401 und eine zweite Koordinatenachse 402. Die erste Koordinatenachse 401 bezeichnet Werte der Prozesseingabe X und die zweite Koordinatenachse 402 bezeichnet Werte der Prozessausgabe Y. Ein Punkt 403 entspricht dem Prozesseingabewert X(n), der beim n-ten Ablauf des Herstellungsprozesses verwendet wurde und dem Messwert Y(n) der Prozessausgabe Y, der beim n-ten Ablauf bestimmt wurde.

Die Prozesseingabegröße x(n + 1) kann gemäß der folgenden Gleichung auf Grundlage des Prozesseingabewerts X(n), des Messwerts Y(n) der Prozessausgabe Y, des Zielwerts T und des Werts &ggr;(n) des Empfindlichkeitsparameters &ggr; berechnet werden.

Die Prozesseingabegröße x(n + 1) entspricht einer Projektion 404 eines Schnittpunkts 405 einer Geraden 406 mit einer horizontalen Linie 407, die dem Zielwert T entspricht, auf die erste Koordinatenachse 401. Die Gerade 406 läuft durch den Punkt 403 und hat eine Steigung, die dem Wert &ggr;(n) des Empfindlichkeitsparameters &ggr; entspricht.

Die Berechnung der Prozesseingabegröße x(n + 1) gemäß Gleichung (10) entspricht einer Addition eines Korrekturwerts Xcorr = [T – Y(n)]/&ggr;(n) zu dem Prozesseingabewert X(n). Der Korrekturwert Xcorr umfasst ein Verhältnis zwischen einer Differenz T – Y(n) zwischen dem Zielwert T und dem Messwert Y(n) der Prozessausgabe Y und dem Empfindlichkeitsparameterwert &ggr;(n).

Ein Fehler &Dgr;x(n + 1) der Prozesseingabegröße x(n + 1) kann mit Hilfe der Fehlerrechnung berechnet werden. Unter Verwendung des den Fachleuten wohlbekannten Fehlerfortpflanzungsgesetzes erhält man

Ein Vergleich zwischen den Gleichungen (11) und (10) zeigt, dass der Fehler &Dgr;x(n + 1) proportional zum Betragswert des Korrekturwerts Xcorr, der zu dem Prozesseingabewert X(n) addiert wird, ist. Da der Korrekturwert Xcorr erheblich kleiner als der Prozesseingabewert X(n) sein kann, kann der Fehler &Dgr;x(n + 1) kleiner als in der oben mit Bezug auf 3 beschriebenen Ausführungsform, in der sogar unmittelbar nach einer Änderung des Empfindlichkeitsparameters &ggr; auf Grundlage einer Neubestimmung des Empfindlichkeitsparameters &ggr; der Fehler &Dgr;x(n + 1) proportional zu der Prozesseingabe X(n) ist, sein. Somit kann vorteilhafterweise eine Genauigkeit des Verfahrens zur ablaufweisen Steuerung erhöht und eine Robustheit des Verfahrens zur ablaufweisen Steuerung verbessert werden.

In weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann bei der Berechnung der Prozesseingabegröße x(n + 1) der Wert &ggr;(n + 1) des Empfindlichkeitsparameters &ggr; anstelle des Werts &ggr;(n) verwendet werden. Somit kann die Prozesseingabegröße x(n + 1) gemäß folgender Gleichung berechnet werden.

Die Berechnung der Prozesseingabegröße x(n + 1) gemäß Gleichung (12) umfasst eine Addition eines Korrekturwerts Xcorr = [T – Y(n)]/&ggr;(n + 1) zu dem Prozesseingabewert X(n). Der Korrekturwert Xcorr umfasst ein Verhältnis zwischen einer Differenz T – Y(n) zwischen dem Zielwert T und dem Messwert Y(n) der Prozessausgabe Y und dem Empfindlichkeitsparameterwert &ggr;(n + 1).

Da nach der Bestimmung des Empfindlichkeitsparameters &ggr; der neubestimmte Wert &ggr;(n + 1) wahrscheinlich genauer als der alte Wert &ggr;(n) ist, ermöglicht eine Berechnung der Prozesseingabegröße x(n + 1) gemäß Gleichung (12) eine weitere Verringerung von Fehlern der Prozesseingabegröße x(n + 1).

Ähnlich wie in der oben mit Bezug auf 3 beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der beim nachfolgenden Ablauf des Herstellungsprozesses verwendete Prozesseingabewert X(n + 1) auf Grundlage der Prozesseingabegröße x(n + 1) berechnet werden. Der Prozesseingabewert X(n + 1) kann mit der Prozesseingabegröße x(n + 1) identisch sein oder einen gewichteten Mittelwert der Prozesseingabegröße x(n + 1) und des beim vollendeten n-ten Ablauf des Herstellungsprozesses verwendeten Prozesseingabewerts X(n) umfassen.

In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in denen der Herstellungsprozess den oben beschriebenen Fotolithografieprozess umfasst, können nach der Entwicklung der Fotoresistschicht 204 Gateelektroden ähnlich den Gateelektroden 126, 127, die bei dem Fotolithografieprozess nach dem Stand der Technik ausgebildet werden, mit Hilfe eines anisotropen Ätzprozesses ausgebildet werden. Zusätzlich kann der Herstellungsprozess ein Durchführen von einem oder mehreren Ionenimplantationsprozessen umfassen, um Source- und Draingebiete des ersten Transistorelements 130 und des zweiten Transistorelements 131 auszubilden. Bei der Ionenimplantation können die Gateelektroden und/oder die Seitenwandabstandhalter, die neben den Gateelektroden ausgebildet werden, als Implantationsmasken, die die aktiven Gebiete 124, 125 davor schützen, mit Ionen bestrahlt zu werden, dienen. Somit wird eine Länge von Kanalgebieten des ersten Transistorelements 130 und des zweiten Transistorelements 131 durch die Länge der Gateelektroden bestimmt, die wiederum durch die kritische Abmessung I der Bereiche 104a, 104b der Fotoresistschicht 104 bestimmt wird.

Aufgrund der Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens zur ablaufweisen Steuerung ermöglicht die vorliegenden Erfindung eine genauere Steuerung der kritischen Abmessung I und folglich eine genauere Steuerung der Kanallänge der Transistorelemente 130, 131. Dadurch kann eine Leistung der Transistorelemente 130, 131 verbessert werden.

In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann bei jedem Ablauf des Herstellungsprozesses eine einzelne Halbleiterstruktur 200 verarbeitet werden. In anderen Ausführungsformen kann der Herstellungsprozess Iosweise durchgeführt werden. Bei jedem Ablauf werden mehrere Halbleiterstrukturen ähnlich der Halbleiterstruktur 200 verarbeitet.

In solchen Ausführungsformen kann ein gleicher Wert X(n) der Prozesseingabe X bei der Verarbeitung aller Halbleiterstrukturen im Los verwendet werden. Die Bestimmung des Messwerts Y(n) der Prozessausgabe Y kann eine Mittelung von Messwerten der Prozessausgabe Y, die anhand von mindestens zwei der Halbleiterstrukturen im Los bestimmt wurden, umfassen. In manchen Ausführungsformen kann der Messwert Y(n) Messwerte, die anhand aller Halbleiterstrukturen im Los bestimmt wurden, umfassen. In weiteren Ausführungsformen kann der Messwert Y(n) anhand einer einzigen Halbleiterstruktur aus dem Los bestimmt werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Ausführungsformen beschränkt, in denen die Fotoresistschicht 204 einen positiven Fotoresist, bei dem mit Licht bestrahlte Teile in einem Entwickler löslich sind, umfasst. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Fotoresistschicht 204 einen negativen Fotoresist umfassen. Bei negativen Fotoresists sind Teile, die nicht mit Licht bestrahlt wurden, in einem Entwickler löslich.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Fotolithografieprozesse, die bei der Herstellung von Halbleiterstrukturen durchgeführt werden, beschränkt. Stattdessen kann die vorliegende Erfindung bei der Steuerung einer großen Vielzahl den Fachleuten bekannter Prozesse verwendet werden.


Anspruch[de]
Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses mit:

Durchführen mehrerer Abläufe des Herstellungsprozesses, wobei jeder der Abläufe umfasst:

Verwenden eines Werts einer Prozesseingabe bei dem Herstellungsprozess;

Bestimmen eines Messwerts einer Prozessausgabe des jeweiligen Ablaufs; und

Berechnen einer Prozesseingabegröße auf Grundlage des Messwerts, des verwendeten Werts der Prozesseingabe, eines Zielwerts der Prozessausgabe, mindestens eines Werts eines Systemparameters und mindestens eines Werts eines Empfindlichkeitsparameters, wobei der Empfindlichkeitsparameter eine Änderung der Prozessausgabe, die durch eine Änderung der Prozesseingabe verursacht wird, beschreibt, und wobei der Wert der Prozesseingabe, der in einem nachfolgenden der mehreren Abläufe verwendet wird, auf der Prozesseingabegröße beruht;

wobei der Systemparameter zwischen jedem Paar aufeinanderfolgender Abläufe des Herstellungsprozesses verändert wird; und

wobei der Empfindlichkeitsparameter zwischen mindestens einem Paar der Abläufe des Herstellungsprozesses verändert wird.
Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses nach Anspruch 1, bei dem die Berechnung der Prozesseingabegröße eine Addition eines Korrekturwerts zu dem Wert der Prozesseingabe umfasst. Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses nach Anspruch 2, bei dem der Korrekturwert ein Verhältnis zwischen einer Differenz zwischen dem Zielwert und dem Messwert und einem Wert des Empfindlichkeitsparameters umfasst. Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses nach Anspruch 1, bei dem die in dem nachfolgenden der mehreren Abläufe verwendete Prozesseingabe einen gewichteten Mittelwert der Prozesseingabegröße und der Prozesseingabe umfasst. Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses nach Anspruch 1, bei dem der Empfindlichkeitsparameter auf Grundlage von Ergebnissen mindestens eines Testlaufs des Herstellungsprozesses verändert wird. Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses nach Anspruch 1, bei dem die Prozesseingabe eine Lichtmenge, die bei einer Belichtung einer Schicht aus einem Fotoresist, die auf einer Halbleiterstruktur ausgebildet ist, verwendet wird, umfasst. Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses nach Anspruch 6, bei dem die Prozessausgabe eine kritische Abmessung von Teilen der Schicht aus Fotoresist, die nach der Entwicklung des Fotoresists auf der Halbleiterstruktur bleiben, umfasst. Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses nach Anspruch 7, bei dem die Bestimmung des Messwerts der Prozessausgabe eine Prüfung der Halbleiterstruktur nach der Entwicklung des Fotoresists umfasst. Verfahren zur ablaufweisen Steuerung eines Herstellungsprozesses nach Anspruch 8, bei dem die Prüfung der Halbleiterstruktur mindestens eines von optischer Mikroskopie, Elektronenmikroskopie und Laserscanning umfasst.






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