本发明涉及优化工件生产过程的创新方法。

目前制造实践中的一个特征在于，如果工艺过程导致零部件不符 合其相应于成品工件的参数表的理想值，此零部件被返回重新加工， 或被报废。然而，这种实际情况也许会造成无法接受的浪费。

我们的工作把注意力集中于对上述代表目前制造实践的能力及 可靠性的评价，直至最后公开可使目前实践中固有的浪费及无效过程 最小的创新的方法论。

我们的创新方法论的核心包括由随后subsequent(就工艺过程中工 件状态的特征而言)的制造工艺过程的进行的前馈校正操作actions。

总而言之，该创新方法适用于工件制造生产的优化，且包括的 步骤有：

(i)规定相应于成品工件的参数表的理想值；

(ii)使工件经历从初始制造工艺过程直至结束满足所述理想值 的成品工件的生产过程；

(iii)监视制造工艺过程以确定工艺过程中工件相对于所述理想 值的状态；及

(iv)根据所述工艺过程中工件的状态，对所述制造工艺过程提供 前馈校正操作。

如所定义的本创新方法的一个重要优点在于所述实现途径具有 一般性，且能校正不符合规格的制造工艺过程情况的影响，包括补救 零部件，由此事先预防了重新加工或报废。

参考附图对本发明进行说明，附图中：

图1提供了说明本发明的实施例的MOS电容器制造流程图。

对本发明的详细描述是这样进行的：通过以下三个步骤首先将概 述的发明重新概念化：步骤1-模型；步骤2-关联；步骤3-操作； 并且描述本发明的实施例。

步骤1：模型

(i)以其输入和输出对每个制造工艺过程建立模型。

(ii)制定产生成品的所有工艺过程的工艺流程。

(iii)建立制造工艺过程和相关的零部件及最终产品的功能特性 之间的关系。特别是，建立使最终产品的功能特性与产生最终产品的 每个制造工艺过程的输出相关联的模型。

在此步骤结束时，提供根据输入/输出关系的所有制造工艺过程的 模型，及零部件和最终产品的模型。

步骤2：关联

(i)推导所有制造工艺过程对之间的工艺过程间相关性。

(ii)建立所有制造工艺过程对之间的相关矩阵，其中1表示存在 相关性，而0表示不存在相关性(可以提高到这样的程度：把相关性 作为矩阵元素)。

在步骤2结束时，提供关于所有制造工艺过程对、包括最终产品 之间的交互信息。这些可用于校正不符合规格的情况。

步骤3：操作

(i)开始制造生产。对于任何制造工艺过程，如果其结果符合规 格，正常地进行工艺过程。否则，将不符合规格的情况通知随后的制 造工艺过程。

(ii)如果随后的制造工艺过程与前面的步骤相关联(根据步骤 2)，利用步骤1中的模型修改其设定点(set points)，以便使产品符 合规格(或尽可能地)。否则，正常地进行工艺过程。

(iii)生产过程以此方式进行，在第一个能使产品重新符合规格 的随后的制造工艺过程中，校正(如果要求的话)任何不符合规格的情 况

请注意用于使产品重新符合规格的模型为最终产品模型，它在每 个步骤中假设所有随后的制造工艺过程(尚未实施)以其正常设置进 行。

这样，每个制造工艺过程，及使用步骤1中所述模型及步骤2中 所述相关性后，有可能建立可使最终产品重新符合规格的校正操作。 只有在不符合规格无法校正的情况下，此产品方重新加工。

在另一个实施例中，可如上利用模型和相关性，但对不符合规格 情况的校正操作分布于所有关联的制造工艺过程中。这有利于使校正 步骤的规模最小，它现在并不在单一工艺过程中进行，而是分布于几 个关联的工艺过程中。

现在由包括MOS电容器制造过程的实施例说明本发明的方法。

MOS电容器制造过程是用于半导体生产线的、能够生产器件的多 步骤工艺过程。

把电容器设计成具有1伏的临界电压。请注意这是成品工件的一 功能规格。

完整的MOS电容器制造工艺过程包括六个步骤：

(1)基片特征化，

(2)热氧化，

(3)离子注入，

(4)退火处理，

(5)金属化，及

(6)器件测试。

每个工艺步骤包括独立变量(输入)、相关变量或响应(输出)以及将 输入与输出之间的关系量化的模型。对于此应用场合，基片有单一变 量——电荷浓度。此变量的规格为均匀的硼浓度5E16±1E16 atoms/cc。对于氧化步骤，变量为时间和氧化温度。响应为氧化膜厚 度。此工艺步骤的规格为：45±5分钟的氧化时间，80±10℃的氧 化温度，和24±2纳米的氧化膜厚度。对于注入步骤，变量为离子剂 量和注入能量。响应为注入后层参数中的薄膜电阻。

此工艺步骤的规格为：30±5Kev的注入能量，1E12±5E11 atoms/cm2的注入剂量和5240±500Ω/平方的薄膜电阻。对于退火处 理步骤，变量为退火时间和温度，而响应为掺杂剂分布参数，它通过 扩散模型建模。此工艺步骤的规格为：60±5分钟的退火时间和1000 ±10℃的退火温度。对此步骤并未规定掺杂剂分布。为简单起见，假 设金属化步骤为理想的。因此，没有、或者没必要列出其参数。器件 测试步骤是以1伏的设计规格测量成品工件的临界电压。

对每个工艺步骤都有模型，这些模型对变量(输入)和响应(输出) 之间的关系进行定量描述。总模型使成品工件的功能变量与用于其制 造中的工艺过程变量相关。

图1，数字10，说明了几个工艺步骤不符合其理想指标的MOS 电容器的前馈调整。

1、为在浓度为低于指标5.0E16、但在±0.5E16的容限之内的 4.8E16 atoms/cc的初始基片浓度的情况下实现1伏的阈电压，所述模 型推导出44.837分钟的氧化时间，它在45±2.5分钟的规格之内。这 些对氧化步骤的修改的指标使电容器回复1伏的指标，而在随后的工 艺步骤中无变化。

2、如果不理想的氧化步骤导致了46分钟的氧化时间和807℃的 氧化温度，它不符合800±5℃的温度规格，那么，注入能量必须改 变到52.853keV以使电容器回复至指标，假设其他变量符合指标。

3、如果注入步骤导致了30keV的注入能量和5.6E11 atoms/cm2 的注入剂量，它在能量指标之内但不符合1E12±2.55E11的剂量规 格，就要求59.772分钟的退火的时间使电容器回复至1000℃的正常 退火温度的指标。

前馈校正操作的实施的详细的结果，和更多的前馈步骤在以下显 示。以上讨论的三个步骤相应于材料中的步骤1、步骤3和步骤5。

请注意通过以下的预先的前馈校正操作，我们已经消除了不必要 的中间工件的报废或重新加工，否则会由于不合规格的氧化温度和注 入剂量而发生这种报废或重新加工。 MOS电容器制造过程中正馈实例

给出产品响应图(response map)，此程序对每个不符合规格的 变量提出前馈校正操作。所述程序在下一个变量中选择优化的调整， 以对随后变量的最小的调整，使产品回复到符合指标。

Y0-电容器阈电压(产品指标，单位为伏特)

X1-基片掺杂等级(单位为atoms/cc)

X2-氧化时间(单位为分钟)

X3-氧化温度(单位为℃)

X4-离子注入能量(单位为千伏)

X5-离了注入剂量(单位为atoms/cm2)

X6-退火时间(单位为分钟)

X7-退火温度(单位为℃)

输入指标阈电压(单位为伏特)：1

步骤1、输入测量的变量1(规格为5E16±5E16)：4.8E16 Y0     X1       X2      X3      X4      X5       X6      X7 1.000  4.80E16  44.837  800.00  30.000  1.00E12  60.000  1000.000

假设调整变量2：44.837

步骤2、输入测量的变量2(规格为45±2.5)：46 Y0     X1       X2      X3       X4      X5       X6      X7 1.000  4.80E16  46.000  798.705  30.000  1.00E12  60.000  1000.000

假设调整变量3：798.705

步骤3、输入测量的变量3(规格为800±5)：807 Y0     X1       X2      X3       X4      X5       X6      X7 1.000  4.80E16  46.000  807.000  52.853  1.00E12  60.000  1000.000

假设调整变量4：52.853

步骤4、输入测量的变量4(规格为30±2.5)：30 Y0     X1       X2      X3       X4      X5       X6      X7 1.000  4.80E16  46.000  807.000  30.000  5.60E11  60.000  1000.000

假设调整变量5：5.60E11

步骤5、输入测量的变量5(规格为1E12±2.5E11)：5.6E11 Y0     X1       X2      X3      X4      X5       X6      X7 1.000  4.80E16  46.000  807.00  30.000  5.60E11  59.772  1000.000

假设调整变量6：59.772

步骤6、输入测量的变量6(规格为60±2.5)：59.772 Y0     X1       X2      X3      X4      X5       X6      X7 1.000  4.80E16  46.000  807.00  30.000  5.60E11  59.772  1000.000

假设调整变量7：1000

步骤7、输入测量的变量7(规格为1E3±5)：1000 Y0     X1       X2      X3      X4      X5       X6      X7 1.000  4.80E16  46.000  807.00  30.000  5.60E11  59.772  1000.000

最终结果