[发明专利]自动预测设计空间估计的方法及装置

说明书

发明的技术领域

本发明总体涉及用于自动预测设计空间估计的基于计算机的方法及装置，包括计算机程序产品。

背景技术

在制药工业中，质量源于设计(QbD)已成为演化处理程序。QbD指从起初到最终输出在产品中构建质量的系统的处理。特定而言，QbD指用以确定可在生产处理程序中转换成成品的产品的操作要求(及其向设计要求中的并入)的设计功能的效果水平。这通常称作设计空间，其已被证明是提供质量保证的输入因子(例如，材料属性)的多维组合及交互作用。举例而言，针对制造处理程序，设计空间是满足具体产品要求(一个或多个输出响应)的可能设计与设计参数(输入因子)的集合。探索设计空间需要估计对于给定技术可具有的各种设计选项并使输入因子及输出响应相对于具体约束(例如，功率、成本、混合设计)最佳化。

在半导体器件制造工业中，器件制造商已通过依赖处理工具制造商来设计更好和/或更快处理程序及硬件配置来过渡至更紧密容差处理程序及材料规格。然而，随着器件几何结构收缩至纳米尺度，制造处理的复杂度增大，且处理及材料规格变得更难以满足。

可通过几千个处理变量的集合来描述用在当前半导体制造的典型处理工具。这些变量通常与该制造处理的实体参数和/或用在制造处理的工具相关。在某些情况下，该几千个变量当中，几百个变量是动态变量(例如，在制造处理期间或在制造处理之间随时间变化)。动态变量(例如，气流、气压、传送功率、电流、电压及温度)基于各种操作因子(例如，具体处理配方、总体处理步骤序列中的特定步骤及系列步骤、在制造处理期间出现的误差及缺陷或基于特定工具或腔室的使用的参数值的变化(例如，称作“漂移”)而变化。

操作者可通过例如改变输入因子(其是影响生产处理的变量)来控制制造处理。针对每一制造处理，可测量依赖于输入因子的输出响应值(例如，温度、良率、质量属性)。可针对特定制造处理执行实验，以确定什么输入因子值组合产生可接受的输出响应值。

实验设计(DOE)方法是用于处理(例如，制造处理、混合设计)确定输入因子与处理的输出响应之间的关系的结构化的、有组织的方法。DOE方法可经由观察输入因子的有条理变化的结果在统计上量化输入因子的不确定测量值及输入因子之间的交互作用。若存在与该处理相关联的操作准则，则针对不同输入因子组合来测量输出响应值，以确定是否每一组合满足这些操作准则。

探索设计空间需要基于任何操作准则人工评估各种设计选项。无法自动提供每一输入因子的可接收的可变性区域，或预测结果区域。该分析处理在必须在不同类型的约束情况下同时满足对输出响应的若干需求时更加复杂。此外，将期望以可易于操作者分析并解释的方式来显示设计空间的图形方法。

发明内容

本发明在一个方面以一种用于实体处理的估计输入因子及输出响应的设计空间的计算机化方法为特征。针对本文中所述的各实施例，实体处理可以是工业处理、制造处理、半导体处理、分析系统或过程、或设计项目。该方法包括：经由处理器接收针对实体处理的一个或多个输入因子、该处理的一个或多个输出响应及准则的数据。该准则包括用于一个或多个输出响应中的每个的目标响应准则、用以达成这些目标准则的该一个或多个输入因子中的每个的估计的最佳值以及该一个或多个输入因子中的每个的实验输入值范围，其中该实验输入值范围中的每个输入值决定该一个或多个输出响应中的每个的输出响应值。该方法包括使用该处理器针对该一个或多个输入因子中的每个计算处在对应实验输入值范围内的所计算输入值范围。计算包含：针对该一个或多个输入因子中的每个选择第一输入值范围；基在该第以输入值范围来预测该一个或多个输出响应的值，以为该一个或多个输出响应中的每个确定第一效能度量；及通过基于该第一效能度量与预定效能度量的比较而调整该第一输入值范围，从而为该一个或多个输入因子中的每个建立所计算的输入值范围。该方法包括使用该处理器针对该一个或多个输入因子中的每个计算经修改的输入值范围。针对该一个或多个输入因子中的每个输入因子，该方法包括：通过使该所计算的输入值范围扩展预定百分比来选择第二输入值范围；基于该第二输入值范围来预测该一个或多个输出响应的值，从而为该一个或多个输出响应中的每个确定第二效能度量；及通过基于该第二效能度量与该预定效能度量之间的比较而调整该第二输入值范围，来针对该输入因子建立该经修改的输入值范围。该方法包括使用该处理器至少基于这些经修改的输入值范围预测设计空间估计，其中这些经修改的输入值范围各自包含最大可变性区域，在最大可变性区域中这些输入因子中的一个或者多个满足准则。