TWI259546B - Method and system for predicting process performance using material processing tool and sensor data - Google Patents

Method and system for predicting process performance using material processing tool and sensor data Download PDF

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TWI259546B TW092117599A TW92117599A TWI259546B TW I259546 B TWI259546 B TW I259546B TW 092117599 A TW092117599 A TW 092117599A TW 92117599 A TW92117599 A TW 92117599A TW I259546 B TWI259546 B TW I259546B
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Hong-Yu Yue
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Description

1259546 五、發明說明（1) 相關申請案之交叉參照 本申請案是關於命名為『利用材料處理工具與效能數 據之處理控制方法與系統』、代理人摘要編號第 223241US6YA PROV、與此案於同一天申請的共同延宕之美 國專利申請案第6 0 /_號。那些申請案之内容係包含於 此以資參考。 一、【發明所屬之技術領域】 本發明是關於材料處理，更特別是關於一種處理效能 預測系統、與用來預測包含著處理速率與處理一致性之處 理效能的方法。 中，展現出難以克 體電路（I C )的製造 對記憶體裝置來說 在基板表面上越來 要減少生產I C構造 等）的數量，因此 性。藉著零件尺寸 至300毫米以上）兩 臨界尺寸（CD)、處 產量最大。 用來形成I C配線層 二、【先前技術】 在半導體工業 之領域乃是諸如積 I C速度、特別是針 導體製造商讓裝置 低製造成本，故需 步驟、沉積步驟等 造方法的整體複雜 增加（亦即2 0 0毫米 些要求，特別強調 以便讓南級裝置的 舉例來說，在 服之挑戰的材料處理 部份。通常為了增加 的這類要求會促使半 越小。再者，為了降 所需步驟（諸如蝕刻 •減少I C構造與其製 之降低與基板尺寸之 者來更進一步加強這 理速率與處理一致性 與穿過交錯層式介質
第6頁 1259546 發明說明（2) 層=互連結構的鑲嵌結構製 很重要的。通常，為 中’溝渠深度之精準控制是 間的損壞，故將蝕刻中止二：】(裝置）不受到過度蝕刻期 中止層通常包含有一 置在介質層下方。一個蝕刻 質層之化學過程下日士 ’、、將該材料暴露在用來蝕刻介 ㈣速率（亦即相較;;斗速率會小於介質^ 於介質層具有較高的蝕 層來說，蝕刻化學過程對 設置一阻擋層，兮二曰擇性）。此外，蝕刻中止層會 確保讓基板上所^ Α擋層疋用來容許過度蝕刻步驟、以便 然而，飿;Γ件钱刻成相同深度。 本並降低裝置效心層會讓製程整合複雜化、增加製造成 處方，故蝕刻深：f無蝕刻中止層τ，由於使用定時的 蝕刻工具者係會二可據蝕刻速率（ER)而改變。由於諸如 速率可能會大二$ ^器的干擾，所以在維護週期間的蝕刻 週期性的工具於义。為了維持恆定的蝕刻速率，故需要 估可決定處理與維護步驟。因此，蝕刻速率之原地評 制钱刻時間、如 否處於正$情況下，並可提供資訊來控 此來餘刻深度就會達到目標值。 三、【發明内容】 本發明提佴— _ 系統的一種材料声 ^含著一處理工具與一處理效能預測 到製程工具測旦$理系統。製程性能預言系統組成連接的 為了收到工具^撼接的到感測器的复數工具數據與控制器 具數據的製程工:感，器的复數。控制器被構成為使用工 ，、預言製程性能。效能預測系統包含有複 1259546 五、發明說明（3) 數個感測器， 控制器，其連 器係建構成使用工具數據 本發明更提供一種用 模型之建構方 處理工具之一 據，其中工具 包含步驟有在 記錄複數個觀 有一個以上的 據來執行一部 平方分析的相 本發明更 處理效能預測 有準備一處理 處理工具中之 據，以便形成 個工具數據參 與一相關矩陣 陣，其中相關 理效能數據矩 本發明更 材料處理糸統 矩陣包含有 陣來預測材 有利地提供一種使用一 中之錯誤偵測方法。該 處理工具；起始處理工具中的一處 其連接著處 接著複數個 法’該方法 處理動作期 數據包含有 材料處理糸 測的處理效 處理效能參 分最小平方 關數據。 有利地提供 模型的處理 工具；起始 處理動作期 一工具數據 數。該方法 的一矩陣乘 理工具以便 感測器以便 來為該工具 於材料處理 包含步驟有 間，記錄複 複數個工具 統之處理工 能數據，其 數；使用工 分析；並計 一種用於材 效能預測方 處理工具中 間、針對至 矩陣，其中 更包含步驟 法，以便形 處理效能預 料處理系統 數據；與一 數據。控制 效能。 理效能預測 理系統之一 的工具數 。該方法更 動作期間， 能數據包含 處理效能數 該部分最小 法，該方 的一處理 少一觀測 工具數據 有執行工 成一處理 測模型； 的處理效 處理效能 方法包含 理動作； 測量工具 接收工具 預測處理 系統的處 在材料處 數個觀測 數據參數 具之處理 中處理效 具數據與 算來自於 料處理糸統、使用 法包含步驟 動作；並在 記錄工具數 包含有複數 具數據矩陣 效能數據矩 以及，從處 預測模型的 步驟有準備 並在處理工
第8頁 1259546 ----- 五、發明說明（4) 具中之處理動作期間、針對至少一觀測記錄工具數據，以 便^成一工具數據矩陣，其中工具數據包含有複數個工具 數據參數。該方法更包含步驟有執行工具數據矩陣與一相 關矩陣的一矩陣乘法，以便形成預測的處理效能數據，其 中相關矩陣包含有處理效此預測模型；將預測的處理效能 數據與目標處理效能數據進行比較；以及，從該比較步驟 來決定該材料處理系統的一錯誤狀態。 本發明亦有利地提供一種材料處理系統中之錯誤偵測 方法’該方法包含步驟有在一處理工具中之一第一處理動 =期間、針對複數個觀測記錄第一工具數據，以便形成一 ^ 一工具數據矩陣，其中第一工具數據包含有複數個工具 ，據參數；並在處理工具中之第一處理動作期間、針對複 測記錄第一處理效能數據，以便形成-第-處理效 Ξι处，其中第一處理效能數據包含有一個以上的處 盘ί °該方法更包含步驟有使用第一工具數據矩陣 部：；=能數據矩陣來執行一部分最小平方分析；從 有= ί計算一相關矩陣，其中相關矩陣包含 具。該方法亦包含步驟有起* =處理系統：-處理卫 的一第二處理動作；在處2處理系統之處理卫具中 針對至少一觀測記錄第二工*、中之第二處理動作期間、 數據矩陣，其中第二工且櫨，，，以便形成一第二工具 據參數；執行第二工I數置包含有該複數個工具數 乂便开/成預測的處理效能數據；將該預測的處理效能
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五、發明說明（5) 數據與目標處理效能數據 來決定該；bf把占 足仃比季乂，以及 材枓處理系統的-錯誤狀態。 從該比較步驟 四、【實施方式】 根據本發明一實施 理系統i包含有_處理工夏在圖二所描緣之材料處 處理效能預測季统】nn二/、處理效能預測系統100。 55。又，材料含有複數個感測器5〇與-控制器 測器5 0係連接至處理、工|可包含有複數個處理工具1 0。感 器5 5則係連接至^ ^ 1 〇、以便測量工具數據，而控制 器5 5係更進一步連接 以便接收工具數據。又，控制 構成使用工具數據來針二^ =具10。再者，將控制器55建 理效能數據可包合古♦、崦理工具預測處理效能數據。處 者。 匕3有處理速率與處理一致性至少其中之一 在圖1所描繪之今 電漿來作為材料處理貝施例中，材料處理系統1會利用 刻室。又，望材料處理系統1會包含有-* 般的一光阻塗佈室.諸如發包含有诸如光阻旋轉塗佈系統 I阳@ 1 h佈 啫紫外光（υν)平版印刷系統般的一 θ 至’諸如旋塗玻璃（SOG)或旋塗介質（SOD)系統 ，的一介質塗佈室；諸如化學氣相沉積（CVD)系統或物理 氣相〉儿積（PVD)系統般的一沉積室；諸如RTp系統般、用於 熱退火的一快速熱處理（RTP )室；或一批式擴散爐。 根據在圖2所描繪之本發明說明實施例得知，材料處 理系統1包含有處理工具1 〇、其上附加著欲進行處理之一
第10頁 1259546 五、發明說明（6) 基板2 5的基板架2 0、氣體注入系統4 0與真空幫浦系統& 8。 基板2 5可為例如半導體基板、晶圓或液晶顯示聚置 (LCD)。處理工具1 〇係可建構成有利於基板25表面鄰近處 之處理區4 5中的電漿產生，其中電漿係經由加熱之電子與 可離子化氣體間碰撞所形成的。可離子化氣體或氣體混合 物係經由氣體注入系統4 0來導入的，然後調整處理壓力。 期望電漿係利用來創造出專屬於預定材料處理的材料，並 來幫助材料沉積至基板2 5、或將材料從基板25之露出表面 處移除。至於控制器55則係可用來控制真空幫浦系統^與 氣體注入系統4〇。 ’、 基板2 5係可透過機械基板傳送系統、經由槽溝間（未 圖示）與室聯通（未圖示）來傳送進出處理工具，其中， 基板25係藉著基板架20内所容納的基板起降（圖干 加以接收的、並藉著其内所容納的裝置來加以機未械圖二 的。一旦從基板傳送系統處接收到基板25，則會讓基板25 严牛低至基板架2〇的上表面處。
舉例來說，基板25係可透過靜電夾住系統2 8而附加 基板架Μ。此外，基板架2〇更可包含有一冷卻系統，其 該^卻系統包含著會從基板架2〇接收熱能並將熱能傳^ ^父換系統（未圖示）、或在加熱時從熱交換系統處傳送 :力:Ϊ的一再循環冷卻流。再者，氣體係可透過能通過 =軋體糸統26來將其傳送至基板背側，以便改善基板^ :,架2〇間的氣體間隙之熱電導。當需要將基板的溫度 制在升溫或降溫的情況下時，即可利用這樣的系統。舉
1259546 五、發明說明（7) 來說，在因為從電漿傳遞至基板25 板架20而從基板25移除的熱變遷之=熱殳遷與因傳導至基 溫度的情況下，使得基板之溫度控，二而導致超出穩態 施例中，▼包含有諸如電阻加熱疋：用的。、在其它實 冷卻器的加熱元件。 或熱電式加熱器/ 如圖2所示，基板架2〇包含有— rh Φ ^ ^ ^ ^ 电極，經由該電極會 讓RF功率連接至處理區45中的電漿。 电仪曰 1.^ 1例來說’透過來自 RF產生σσ30之RF功率、經由阻抗匹配、，^ ^ 加9 η，日η 1 a # , 、、冉路32而傳运至基板 木20 即可瓖基板架20在RF電壓下加古中_ π祉處石丄上而 卜加有電偏壓的。RF偏歷 至加熱電極’以便形成並維持住電衆。在此構造 Ι,ϋί統乃是可操作成一反應離子餘刻ΟΠΕ)反應器， :中以至與上氣體注入電極乃是當作基準表面。rf偏壓所 用之典型頻率可從1MHz至100MHz ’且其較佳之情況為 1 3·56MHz 〇 又，RF功率係可施加至處於多重頻率下的基板架電 極。此外，藉著讓反射功率最小化，則阻抗匹配網路3 2會 適用來讓處理室1〇中之RF功率至電漿的傳送最大化。各種 匹配網路技術（諸如L型、；z；型、τ型等等）與自動化控制方 法均係可加以利用的。 繼續參考圖2得知’處理氣體係可透過氣體體注入系 統40來加以導入至處理區45。其中處理氣體可包含有諸如 氬、CF4與氧氣的氣體混合物，或氧化物钮刻應用所用的 氬、C4F8與氧氣，或諸如氧氣/ 一氧化碳/氬/C4F8、氧氣 / 一氧化碳/氬/C5F8、氧氣/ 一氧化碳/氬/C4F6、氧氣
1259546 五、發明說明（8) /氬/C4F6、氮氣/氫氣的其他化學品。氣體體注入系統 4 0包含有一喷灑頭’其中處理氣體係經由氣體注入送氣系 統（未圖示）、序列調節板（未圖示）與多孔式喷灑頭氣體注 入板（未圖示）、而從氣體傳送系統（未圖示）供應至處理區 45 〇 真空幫浦系統5 8可包含有抽取速率最多能夠至每秒 5 0 0 0升（以上）的一渦輪分子真空幫浦（TMP)，與調節室壓 的一閘道閥。在利用來進行乾電漿蝕刻之習用電漿處理裝 置中，通常使用每秒1000至3000升的TMP。TMP對於低壓處 理乃是有效的，一般指小於5 0毫托。在較高壓力下，則 TMP的抽取速率會巨幅下滑。針對高壓處理（亦即大於1〇〇 毫托）來說，則可使用機械升壓幫浦與乾粗幫浦。此外， 用來監控室壓（未圖示）的裝置係連接至處理室16。而壓力 測量裝置可為Ty pe 628B Baratron，可購自MKS儀器公司 (Andover，MA)的絕對容量氣壓計。 如圖1所描繪者，處理效能預測系統1 〇 〇包含有連接至 處理工具1 〇以便測量工具數據的複數個感測器5 0，與連接 至感測器5 0以便接收工具數據的一控制器5 5。感測器5 〇可 包含有屬於處理工具10内部與屬於處理工具1〇外部的兩種 感測。屬於處理工具1 〇内部之感測器可包含有適合於處 理工具1 0功能性的那些感測器，其中處理工具1 〇功能性乃 是諸如氦氣背側氣壓、氦氣背侧流量、靜電夾住（ESC)電 壓、ESC電流、基板架20溫度（或下方電極（LEL)溫度）、冷 部劑溫度、上方電極（UEL)溫度、運送RF功率、反射RF功
第13頁 1259546 五、發明說明（9) 率、RF自感直流偏壓、RF峰對峰電壓、室壁溫度、處理氣 體流速、處理氣體局部壓力、室壓、電容器設定（亦即&與 G位置）、聚胃焦環厚度、RF時刻、聚焦環RF時刻與其任何統 計等等的測s。又，屬於處理工具丨〇外部之感測器可包含 有無直接關連之處理工具1 〇功能性的那些者，諸如如圖2 所示、用來監控處理區4 5内之電漿所放射之光線的一光偵 測裝置34 ’或如圖2所示、用來監控處理工具1〇之電力系 統的一電氣測量裝置3 6。
光偵测裝置34可包含有用來測量電漿所放射之總光線 強度、諸如（矽）光電二極體或光電倍增管（pMT )的一偵測 器。光偵測裝置34更可包含有諸如窄帶干擾濾波器的一濾 =器。在另一實施例中，光偵測裝置34包含有一排(：(：])(電 荷耦合裝置）或C ID (電荷注入裝置）陣列，與諸如光柵或稜 $的分光裝置。另外，光偵測裝置34可包含有用來測量給 定波ί之光線的一單光器（諸如光栅/偵測器系統），或用 來測$光譜、諸如美國專利第5, 888, 337號所述之裝置般 的一光譜儀（諸如具有旋轉光柵者）。
，偵測衣置34可包含有來自於peak sens〇r Systems 的一南解析度〇ES感測器。這樣的〇ES感測器會具有橫越紫 1(UV)、、可見（VIS)與近紅外（NIR)光之光譜的一寬光譜。 解析度為將近1 · 4埃，亦即，感測器具有從24 〇至丨〇 〇 〇 nm = f到5 5 5 Q個波長的能力。感測器係裝備著輪流利用 Τίν 像素線性^0陣列所整合的高靈敏度之微纖光學 UV-VIS-NIR 光譜儀。
1259546 五、發明說明（10) 光譜儀會接收穿透單一與束狀光纖所放射出的光線 其中輸出自光纖的光線係使用一固定光柵來分散在該挪 CCD陣列上。與上述構造類似者，穿透一光學真空窗所故 射出的光線係透過一凸球鏡來聚焦在光纖之輸入端上。 自針對既定光譜範圍（U V、V I S與N I R )來進行特定調節之各 個光譜儀會形成處理室所用的一感測器。各光譜儀包含< 獨立的A / D轉換為轉。且在最後時，根據感測器的利有 用’可記錄每0. 1至1. 0秒的一全放射光譜。 電氣測量裝置36可包含有例如一電流與/或電壓探 針、一電力計，或光譜分析器。舉例來說，電漿處理系 通常會使用RF功率來形成電漿，在該情況中，乃是，使用 諸如共軸電纔或構造之RF傳輪線、透過一電連接元件（亦 即，感應線圈、電極等等）來將RF能量接合至電漿處。使 用如電流-電壓探針之電氣測量係可在諸如評傳輸線的電 H)路内，實施。此外，諸如電壓或電流之時間追蹤的電 氣L唬測里容許將信號轉換成使用離散傅里葉級數表示 (假定為一週期性信號）的頻率空間。因此，;r監控並;分析 ΪΪ葉J譜（或針對一段時間變化之信號的頻譜），以便描 1 s材米*處/里系統1的狀態。一電壓電流探針可為2 0 0 1年1 盥-I所查凊之延宕中的美國專利申請案第60 / 2 5 9，86 2號 2 ί 1总=案第5,467,0 1 3號内，其中專利申請案與專利 木各自係错著參考其整體而將其包含於此。 # %L ί i 了實施例中，電氣測量裝置36可包含有對於測量 材枓處理糸統1外部之放射RF域有用的一寬帶心天線。而
五、發明說明（11) 可用的寬帶RF天線為諸如Antenna Research M〇del RAM 220 (〇·1ΜΗζ 至300MHz)的寬帶天線。 通常，複數個感測器50可包含有可將其 具!。以便提供工具數據給控制器55的任何數量 部感測器。 里 < 門口丨A外 控制器5 5包含有-微處理器、記憶體與 7Λ ^ ^ ^ ^ ^ ^ t ^ , 5 ,： 足以溝通並啟動至材料處理系統1的輸 入—亦可監控來自於材料處理系統}的輸出。如 可瓖控制器55接合至RF產生哭30、阻；P* PC破《 ° 舻邙入金mm * rod0阻抗匹配網路32、氣體 系統58、背侧氣體輸送系統26、 = .光偵測裝置34與電氣測量裝置36，並與 儲二1 根據所儲存之一處理處方、利用記憶體内所 制式Ϊ Ϊ材料處理系統1的前述組件相互作用。控
^?i!fDELL ?RECISI〇N NATION 在Austin， Texas 的Dell 公司。 舉例來4，V~了二，處理*統1可包含有—磁場系統6 〇。 的-致性，：：： =加電聚密度舆/或改善材料處理 電氣旋Ur 包含有一靜止的，或-機械或 率，故可讓控制器55接丄广強度或旋轉速 例來Γ4可所4’f:斗處理系統可包含有—上電㈣。舉 而產生器72、經由阻抗匹配網路74 妾口至上請〇。㈣功率施加至上電極 1259546 五、發明說明（12) 好是從10MHz至2 00 MHz，較佳之情況為6〇MHz。另外，將功 率施加至下電極所用的頻率可從〇· 1MHz至3〇別2，較佳之 情況為2MHz。再者，為了控制施加至上電極處的功 率’故可讓控制器5 5接合至rf產生器7 2與阻抗匹配網路 74 ° 如圖5所示，圖1之材料處理系統可包含有一感應線圈 80。舉例來說，可讓RF功率從RF產生器82、經由阻抗匹配 網路84而接合至感應線圈80，並可讓RF功率從感應線圈 80、經由介質窗（未圖示）而感應接合至電漿處理區45。將 RF功率施加至感應線圈8〇所用的頻率最好是從丨〇MHz至1〇〇 MHz，較佳之情況為13·56ΜΗζ。同樣地，將功率施加至夹 盤電極所用的頻率最好是從〇· 1ΜΗζ至3〇〇2，較佳之情況 為13. 56MHz。此外，可使用開槽法拉第遮蔽（未圖示）來減 少感應線圈8 〇與電漿間的電容耦合。再者，為了控制施加 至感應線圈8 〇的功率，故可讓控制器5 5接合至R F產生器8 2 與阻^几匹配網路8 4。在又一實施例中，感應線圈8 〇可為與 從如上之變壓器耦合電漿（TCP)反應器中的電漿處理區45 溝通之『盤式』線圈或『薄餅式』線圈。 又’電漿係可使用電子迴旋共振（ECR)來形成的。在 又^ 一實施例中，電漿係由螺旋波發射所形成的。在又另 一貫施例中’電漿則係由傳播表面波所形成的。 如上所述，處理效能預測系統1 〇 0包含有複數個感測 σσ 5 〇與一控制器5 5，其中感測器5 0係連接至處理工具1 〇， 而控制器5 5則係連接至感測器5 〇、以便接收工具數據。控
第17頁 1259546 五、發明說明（13) 制器5 5更能夠執行至少一種演算法，以便讓接收自感測器 5 0的工具數據最佳化、決定工具數據與處理效能數據間的 關係（模型）’並使用該關係（模型）來作為故障偵測與/或 預測。 表1展現出一示範性的工具數據組，以便與處理效能 數據來加以修正，其包含著6 1個工具數據參數。 參數 描述 參數 描述 APC 適合壓力控制閥設定 RP_FORWARD-S 前進RF功率，標準偏差 HE_C—PRESS 氦氣背側壓力(中心），平均値 C2P0SITI0N 電容器C2位置，平均値 AR_FLOW 氬氣流速，平均値 ESC—CURRENT 靜電夾住電流，平均値 PRESSURE 室懕，卒均値 LOWER—TEMP LEL溫度，平均値 UPPER TEMP UEL溫度，平均値 RF—REFLECT 反射RF功率，平均値 VIP_Z 電流-電壓探針阻抗’平均値 VIP—PHASE 電流-電壓探針態，平均値 HE—C—FLOW-S 氦氣背側流量(中心），標準偏 APC-S 適合壓力控制閥設定，標準偏 差 差 ESC—VOLTAGE-S 靜電夾住電壓，標準偏差 HEC—PRES-S 氯氣背側壓力(中心），標準偏差 MAGNITUDE-S 匹配網路控制信號，磁場，標 AR„FLOW-S 氬氣流速，標準偏差 準偏差 RFVDC-S 直流電壓，RF系統’標準偏 PRESSURE-S 室壓，標準偏差 差
第18頁 1259546 五、發明說明（14) VIPRFON-S 電流-電壓探針開關狀態’標 準偏差 UPPER_TEMP-S UEL溫度，標準偏差 C1_P0SITI0N 電容器C1位置，平均値 VIP—Z-S 電流-電壓探針阻抗，標準偏差 HE_E PRES 氮氣背側壓力(邊緣），平均値 HE—C_FLOW 氮氣背側流量(中心），平均値 C5F8_FLOW c5F8氣體流速，平均値 ESC—VOLTAGE 靜電夾住電壓，平均値 RF_FORWARD 前進RF功率，平均値 MAGNITUDE 匹配網路控制信號，磁場，平 均値 VIPJ 電流-電壓探針電流，平均値 RFVDC 直流電壓，RF系統，平均値 WALL—TEMP 室壁溫度，平均値 VIP—RF—ON 電流-電壓探針開關狀態，平均 値 Hfi—E—FLOW-S 氦氣背側壓力(邊緣），標準偏 差 C1POSITION-S 電容器C1位置，標準偏差 〇2_FLOW-S 氧氣流速，標準偏差 HE—E—PRES-S 氦氣背側壓力(邊緣），標準偏差 PHASE-S 匹配網路控制信號，狀態，標 準偏差 C5F8_FLOW-S C5F8氣體流速，標準偏差 RF VPP»S RF電壓峰對峰，標準偏差 VIP_I-S 電流-電壓探針電流，標準偏差 VIP V-S 電流-電壓探針電壓，標準偏 差 WALL 一TEMP-S 室壁溫度，標準偏差 HEEFLOW 氯氣背側壓力(邊緣），平均値 VIP—PHASE-S 電流-電壓探針態，標準偏差 Φ IBi 第19頁 1259546 五、發明說明（15) ONFLOW 氧氣流速，平均値 RFHR RF時刻 PHASE 匹配網路控制信號，狀態，平 均値 SLOT—ID 晶圓槽索引 RFVPP RF電壓峰對峰，平均値 RF_HRxFR_THK RF時刻(X)聚焦環厚度 VIP—V 電流-電壓探針電壓，平均値 RF—HRxFR—RFHR RF時刻(X)聚焦環RF時刻 C2POSITION-S 電容器C2位置，標準偏差 FR-THK 聚焦環厚度 ESCCURRENT-S 靜電夾住電流，標準偏差 FRRFHR 聚焦環RF時刻 LOWER—TEMP-S LEL溫度，標準偏差 FRTHKxFRJRFHR 聚焦環厚度(X)聚焦環RF時刻 RFREFLECT-S 反射RJF功率，標準偏差 表1 示範性的工具數據。 再者，適合進行當作鑲嵌製程一部份之溝渠蝕刻的一 處理效能數據示範組可包含有一溝渠平均蝕刻深度與一溝 渠蝕刻深度範圍。其中，平均蝕刻深度可包含有位在基板 上複數個位置處的一溝渠蝕刻深度之佔有空間平均值。而 溝渠蝕刻深度範圍則可包含有蝕刻深度平均值周圍之數據 分佈的一最小最大範圍、一偏差、一標準偏差或一均方根 (rms)。 溝渠蝕刻深度與溝渠蝕刻深度範圍之測量係可使用掃 描式電子顯微鏡（SEM)以便檢視從開槽基板之SEM顯微圖來
第20頁 1259546 五、發明說明（16) 直接實施，或使用諸如DW光譜橢圓儀（諸如，參見2〇〇1年5 月出版之 IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing —書中第2號、第14卷的『立體光譜散射 儀』）般、在此將其内容涵蓋以作為參考之用的進階、原 有技術來間接實施。一商業化可用之產品特徵之光學數位 成型儀（0DP)的銷售與經銷乃是T imbre科技公司負責的。 TEL 公司（5341 Randall Place， Fremont, CA 94538)係與
Therma - Wave 公司（ 1 25 0 Reliance，Fremont, CA 9 453:Γ 的硬體接合。 ’ ； 包含著工具數據與相對應處理效能數據兩者之各數 組包含有一觀測組，其中可各基板設置一單一觀測、或可 各基板實施複數個觀測。而在包含著工具數據與處理=二 數據兩者之一觀測組中的各觀測可包含有—n階的統 > 此 \亦即時間平均值、時間軌跡之rms、時間轨跡之歪斜 等）。舉例來說，各觀測組可相對應於一基板處理，其 各工具數據參數係在處理長度期間來進行進行取樣、/、敗 (亦即修整所取樣之數據的起始與終了時數據，以便一彡i 掉起始/終了的瞬間值）與平均。 除 針對既定的複數個觀測組來說，可使用多變量八 (MVA)來決定複數個觀測組内之工具數據與複數個鄭7 内之處理效能數據間的關係。用來決定這樣之 、且 不範MVA技術為部分最小平方（pLS)模擬法。 ’、、種 使用PLS的話，則從複數個感測器5〇來接收工呈 之觀測組，並且使用控制器55來加以記錄。 夂、數據 |可合硯測組
1259546 發明說明（17) ί:據：成-矩陣"的-列，而處理效 γ隹：1 成一矩陣？内的-行。因此，-旦將矩陣 ^ “ “則各行會代表一不同觀測且各列會代表一不 1 - ： t ί苓數(得自表1)，❿-旦將矩陣？集合起來，則 二:曰r 、一不同觀測且各列會代表一不同處理效能參 口此使用表1上的參數組，則矩陣又為尺寸Μ乘以6 1 、矩开y矩陣，其中Μ為觀測組的數量。同樣地，矩陣？為 =寸Μ乘以2的一矩形矩陣。更普遍地來說，矩陣又可為㈤ 的一矩陣，而矩陣7可為m乘以p的一矩陣。一旦將所 ^ 2據儲存在矩陣内時，可將數據依照期望地加以平均集 或=規化。矩陣列内所儲存之數據的平均集中處理 二:有计异^兀件的平均值，然後減去來自各元件的平均 $ #再ί，洛在矩陣列上之數據係可利用列中之數據的標 準偏是來加以正規化。 # 在以下的討論中，會利用來自於45個基板的一工具數 )土，處理效此數據組’ j：b動作是為了展現出讓工具數據最 I上、且讓工具數據與處理效能數據（亦即，M等於上述討 ，中的45)相關連之模型建立的方法。45個處理執行（基 Ξ Λ含工在蝕刻室内所處理的3組基板，其中會讓各組基 列在ί Γν至〉燕清/。PLS分析模㉟,所包含之工*數據係
St上 理效能數據則包含有平均溝渠蝕刻深度 與溝渠蝕刻深度範圍。 又 在PLS分析中，可定義出讓工具數據（又）與處理效能
1259546 五 、發明說明（18)
數，（F)相關連的一負荷（或相關）係數組。通常，對於多 變$分析來說’可將工具數據與處理效能數據間的關係表 示如下 ：
XB 二 7 其中X是代表上述m乘以η的矩陣，g是代表一 η乘以p(p〈n) 的負射（或相關）矩陣，而7則是代表上述m乘以p的矩陣。 一旦將數據矩陣又與7集合起來，則會利用PLS分析來《| 建立針對最近似又與F空間所設計、且讓又與F間之相互關 係最大化的一關係。 在PLS分析模型中，矩陣X與7係分解如下： X ^TP +Ε (2a) V7 ^UcT +F (2b) · 與 卩疗(2c) · 其中T為總和X變量而來的一得分矩陣，戸為針對矩陣又的 一負荷矩陣，J為總和7變量而來的一得分矩陣，己為表示 出7與Γ ( X )間相互關係的一加權矩陣，而ε、Ρ與卩則為 剩餘剩矩陣。此外，在PLS分析模型中，會有相關α與又且 係將其用來計异f 、稱之為加權的額外負荷兩。總言之， . PLS分析在幾何上相當於會利用相當接近於原始數據表_
1259546 五、發明說明（19) 與？之目標而讓線、平面或超平面符合至表示成多維空間 内之點的又與F數據兩者，且相當於會讓超平面上之觀測 位置間之協方差最大化。 圖6是提供了至PLS分析的數據輪入X與7 ，以及相對 應輸出T 、P、U CW 、E、F 、Η與推算中的變量重要 性（VIΡ )之示意圖。支援p l S分析模擬法之商用軟體的，種 案例為SI MCA-Ρ 8. 0。關於此軟體上更進一步細節，參見使 用者手冊（針對SIMCA-P8.0的使用者指南：多變量數據分 析中的一種新標準，Umetrics AB，版本8.0，1999年9 月）。 通常，SIMCA-Ρ會輸出關於模型之描述功率（諸如，％ 與Z間所獲得之相互關係的品質）與模型之預測功率的其他 重要資料。舉例來說，S I M C A - P同一時間會反覆計算屬於
各/得分Τ' 、F得分J、加權职與己、以及負荷ρ之某一甸 量的f —PLS組成。而PLS組成係根據重要性降冪順序來依 -人计异的。在各PLS組成後，SIMCA-Ρ可顯示出以下者：由 1丽組成（R2X、R2Y)所解釋之所有χ與¥的平方（ss)和部 伤」^目Θ組成（R2Xad j、R2Yad〕·）所解釋之所有$與γ的偏 差部份，由所有摘錄組成（R2X(cum)、R2Y(cum))所解釋 所有X與Y的累積值ss ;由所有摘錄組、 R2Yad j(cum))所解釋之所有χ與¥的累積偏差。 此外’針對所有的有效變量來說，可顯示出所解 SS(RV)或偏差（R2Vadj)的部份。這個數值係用來計算目白
1259546 五、發明說明（20) ------ 2 : : ίϋ組成所累積的兩組成。針對應變量7來說，這 個數值會相當於^ (夕重相關係數），符合之『品質因 2 #舉Γ 5 2，利用上述的數據’圖7會針對各處理效 ^I 、卩疋平均蝕刻深度與蝕刻深度範圍展現出 四個pHCn))士的乂個數值。藉著圖7的檢查，則在使用前 且成日各符合之『品質因數』會超過97%。 外輕ϊ 1丄決5模型尺寸（足夠的PLS組成數量）所用之額 展:\ ”、、父叉確認。利用交叉確認，則讓觀測置於模型發 it脾I i然後藉著模型來預測出置外觀測的應變值（F )， 實際值進行比冑。重複這個步驟數次、直到僅此 錯二*已經讓母一個觀測置外。在讓觀測置外時，則預測 對所^平方和（PRESS)乃是觀測7與預測值間差的平方。針 — 尺寸來說，會計算全部的PRESS /SS，其中SS為前 SS) 。、剩餘平方和，且其亦為各7變量（m)的（PRESS/ 實i μ t些數值為模型之預測功率的好測量值，其會決定 成的曰釋工具數據與處理效能數據間相互關係之PLS組 出此ΐί、數量。舉例來說，SIMCA —P可以下列方式來展現 所有i Λ ·可由一組成（Q2 = (1. 〇 —PRESS /SS))所預測之¥的 測之一 ί部份；可由一組成（Q2V=(1·0—PRESS/SS)m)所預 (Q2 。、交量\的偏差部份；針對摘錄組成 (Q2^ U·0〜PRESS/SS)a)的累積值Q2 ;針對一變量 處理二2· 0 —PRESS /SS)1")的累積值Q2V。圖7更會針對各 ^此參數、即是平均餘刻深度與蝕刻深度範圍展現出
1259546 五、發明說明（21) 預測功率（Q2 Vcum )。藉著圖7的檢查，則在使用前四個p l §組 成時、各符合之預測功率會超過9丨％。 圖8會針對上述工具數據與處理效能數據展現出工作 組負荷，w^(l)相對於w*c(2)。圖表會顯示出又加權（⑺或 1)、_/加權（c)兩者，與因此的又與7間相關結構。可見到 X輿F變置如何在推算中結合，且又變量與7變量如何相 關。舉例來說，兩區域（右上角與左下角）是代表工具數據 參數與處理效能參數間存在著的一『強烈』相互關係。 圖9會展現出工作組得分，t (i)相對於u(丨）。此圖表 會顯示出推算過之X(T)與γ(ϋ)空間中的目標，並會顯示出 /空間座標（u)如何好好地對應於又空間座標（1；)。 圖1 〇與11會展現出分別針對平均蝕刻深度模型與蝕刻 深度範圍2型之各工具數據參數所指定的係數。 一旦^成PLS分析並已經計算出上述的輸出矩陣者， 則決定出Υ矩陣中的每一個項目或列在？矩陣上的影響程 度，即是VIP cVIP為貢獻變亮影響（VIN)之所有模型尺寸 的整個加總值。就一既定PLS尺度來說，（VIN)ij2是有關於 該項目的PLS加權之平方（Wij)2。累積（整個pLS尺寸）值，
Vlpj=Σ (VIN\ (3) 係用於更進一步的分析。一旦針對矩陣叉中的各變量計算
第26頁 1259546
五、發明說明（22) 出VIP，則可依照對變量數降冪方式來加以搜 其中那些具有最大VIP之變量將會對矩陣7 产θ不。 據具有對最大的影響。 q處理效能數 舉例來說，圖1 2是顯示出以單向降冪方 圖表之左手側的工具數據參數為模型中最重夂2即落在 VIP(對一個四PLS組成模型）。 要參數的 使用圖12的VIP數據，可評估處理效能數 定工具數據參數的相對重要性，並藉此利用降：-既 矩陣又的變量尺寸n來改良數據矩陣y。用於拇棄^數據 能數據最小影響或較小重要性之變量的示範桿準、勺、八处理效 者：⑴摒棄其VIP ^在小於預定臨限值的那些變^以下 13)，（2)摒棄位在最低百分之十以内或落在 ^ 範圍内之VIP所組合的那些變量（或換言之，保；； 百分之九十以内之最大v I P所組合的那些變量；注意可而 ，所選擇之百分比臨限或範圍不同於此處所描述的9〇 貫施例）；與（3 )使甩與變量數量相關之v丨p的第一、第二 或更高微分，以便選擇出低於或高於所摒棄之那些變數1 一VIP數值（亦即，第一或第二微分中的一最大值，或當第 一微分變成小於一預定臨限斜率時）。 田 使用上述標準其中任一者，則可接著摒棄掉對處理效 能數據影響較小的那些變量。此數據減少或改良會依次將 數據矩陣叉之列空間從？（上述案例中的61個）降低至q(諸 如〈61個參數），然後會形成一個『新的』、減少過或改良
第27頁 1259546 五、發明說明（23) 過、尺寸m乘以q ( 4 5個< 6 1個）的數據矩陣Y *。一旦已經發 生初始數據的減少，則可儲存用於建立工具數據與處理效 能數據間之一個『好的』模型重要的那些工具數據參數。 之後，可執行數據矩陣又*的進一步改良或減少，且/或可 藉著使用減少過之數據矩陣/Y *而重新計算出自PLS分析模 型的輸出矩陣來繼續該方法，並決定用於建立工具數據與 處理效能數據間關係所用的相關矩陣S 。 在此，遵循圖6中所展現之示意圖來重複PLS模型，除 了現在是使用減少過之矩陣又*來當作至PLS分析的輸入 值。然後再重新計算輸出矩陣。如上所述，遵循與圖1 3相 關之描述則可研究出V IP，以便更進一步來改良數據矩陣 又*，或使用以下關係來從輸出數據評估出相關矩陣Η ·· B (P W τ (4) 一旦已經將數據矩陣又*最佳化，則通常需要通過PLS 分析的一個最後結果，以便更新或重新計算用於計算相關 矩陣Η所需的輸出矩陣。以下，方程式（4 )之評估會導出欲 用來從取樣之工具數據中摘錄出預測處理效能數據的一組 相關係數。 圖1 4會展現出測量的平均溝渠深度相對於預測的平均 溝渠深度，而圖1 5則會展示出測量的溝渠蝕刻深度範圍相 對於預測的溝渠深度範圍。斜率一致則表示測量的與預測
第28頁 1259546 五、發明說明（24) 的數值間相當吻合。 用於本發明實施例之處理效能預測模型的一種示範建 構方法係陳列在圖16中。方法5〇〇乃是開始於從觀測工具 數據來集合矩陣X的步驟51〇開始。如上所述，各列是代 表-不同的工具數據參冑，而各行則是代表一觀測。同樣 地f 乂驟520中、’使用觀測處理效能數據來集合矩陣7 。 再f\各列疋代表一不同的處理效能數據參數，而各行
ί :觀測。在？驟53 0中，將矩陣又與7輸入至PLS iϋ以便计#出上述的輸出數據（諸如負荷數 ί二/數據'VIP數據等等)（見圖6至12)。 ^ ，檢一PLS之輸出統計以便決定PLS的符合功 率，、〈或預測功率是否為可接受的。在步驟55〇中，如圖 Γ之降冪方式般來圖示並分析v 1 p數據。使用步驟5 5 0 中來一自於PLS分析的數據，而在步驟56〇中執行是否要改良 ΐ =決定。如果需要改良（亦即，將卫具數據參數數 里減ν到僅剩重要的工具數據參數），然後為了重新計算 相對應的新加權、負荷、變量影響與得分矩陣而遵循步驟 570、以新的數據矩陣來重複pLS分析。在步驟57〇中， 使用描述於圖12所展現出之VIP資訊相關連的標準來將矩 少成一個新嫌*，其中減少之矩陣已經摒棄掉認 為對處理效能數據不重要的那些變量（列）（亦即，工具數 ί:數與處理效能數據間具有微弱的相互關係或較小的影 曰）。一旦步驟5 60決定矩陣是完結的話，則執行步驟
第29頁 1259546 五、發明說明（25) 5 8 0。步驟5 8 0包含有從方程 稍後當作處理效能預測模型工（4)計算出相關矩陣B以便在 效能預測模型與諸如 1 之用。在步驟5 9〇中，讓處理 -旦已經評估過：：:貝'j的演算法結合。 預測模型），則可將 （或公式化表示的處理效能 州關矩陣g火 为，以便處理錯誤的健全決^自作錯誤偵測演算法的一部 演算法應用在各種處理中，、^與預測。通常可將錯誤偵測 定相關矩陣Η將會是特定心然^，如上所述所發展出之特 舉例來說，可讓諸如餘定處理工具中的特殊處理。 的處理工具中執行。 夕處理在很像圖1至5中所描繪 圖17會展現出使用本 1 的材料處理系統之錯誤狀離二二理效能預剛模型 由針對特定處理來準備室條件的步驟61〇開始。舉方^600 "兒，至ό又疋包含有裝載欲進行處理的基板、將真空室' 抽取至一基礎壓力、起始化處理氣體的流量，與調^ ^下 幫浦節流閥以便建立室處理壓力。在步驟620中，如窆
照圖2至5所討論般、透過將!^功率施加至電極處來I 漿。在步驟6 3 0中，記錄下一個工具數據之觀測。在休# 1 640中，以觀測之工具數據、使用建立之處理效能預& = 型來預測處理效能數據，其包含有透過諸如向量乘杏（^ | 矩陣乘法）來將記錄之工具數據推算炙一個以上的相^或 據（處理效能預測模型）上。在步驟6 中，將預測處雙教 能數據與目標處理效能數據進行比較。此比較可包备攻 有從
第30頁 1259546 五、發明說明（26) " ^ ----- 預測處理效能數據與目標處理效能數據間的數字差、數 差之平方等等來形成差異數據（見圖13中的△)。在步驟 6 6 0中’將差異數據與臨限差異數據進行比較，直合 異數據超過臨限差恩盔始士 .. ^ ^ ^ 八？7田差 /或預測到-個錯单數”理動作來說會偵測與 數據時、則處理動;合ίί可U蝴未超過臨限差異 處理動作在一可接我二 11 ，靶圍内進行操作。如果 670的處理動作。如測或預作的話，則可繼續步驟 步驟6 8 0中會通知操作員。、、—個錯誤的話，則在 —雖然以上僅僅已經詳細地描 貫施例，但是熟悉該項技藝之士:本發明的確切示範性 質上未遠離本發明之嶄新技射 暮奋易理解出可能屬於實 許多修正例。因此，將要把右^點之示範性實施例中的 明的範圍内。 樣的修正例包含在本發 1259546 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 伴隨著附圖、從本發明之示範性實施例的詳細描述， 讓本發明之這些與其他優點將變得更理解且更容易實現， 其中； 圖1是顯示出本發明之一較佳實施例的一材料處理系 統； 圖2是顯示出本發明之一實施例的一材料處理系統； 圖3是顯示出本發明之另一實施例的一材料處理系 統； 圖4是顯示出本發明之又一實施例的一材料處理系 統； 圖5是顯示出本發明之一額外實施例的一材料處理系 統； 圖6是展現出至一部分最小平方（PLS)分析模型的某些 輸入與輸出之示意表示圖； 圖7是展現出來自於一PLS分析模型之統計輸出； 圖8是展現出工作組w*c(l)相對於w*c(2)之圖表； 圖9是展現出工作組得分t(l )相對於u(l)之圖表； 圖1 0是展現出一平均溝渠蝕刻深度模型的相互關係之 示範組； 圖11是展現出一平均溝渠蝕刻深度範圍模型的相互關 係之示範組； 圖1 2是展現出推算中之變量重要性（V IP)的數據組之 示範性分佈；
第32頁 1259546 圖式簡單說明 圖1 3是顯示出用於使用V IP數據來改良工具數據之示 範性標準； 圖1 4是展現出觀測平均溝渠蝕刻深度與預測平均溝渠 · I虫刻深度間之示範性比較； 圖15是展現出觀測溝渠I虫刻深度範圍與預測溝渠钱刻 深度範圍間之示範性比較； 圖1 6是展現出本發明一實施例之一處理效能預測模型 的建構方法之示範性流程圖； 圖1 7是展現出使用本發明一實施例之一處理效能預測 模型的錯誤偵測方法之示範性流程圖； _ 元件符號說明： 1〜材料處理系統 1 0〜處理工具 1 6〜處理室 . 2 0〜基板架 25〜基板 * 2 6〜背側氣體系統 2 8〜靜電夾住系統 30、72、82〜RF產生器 32、74、84〜阻抗匹配網路 34〜光偵測裝置 3 6〜電氣測量裝置 > 4 0〜氣體注入系統 .
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Claims (1)

1259546 #、申請專利範圍 L -種:料處理系統，其: 一處理工具； 複數個感涓ij器，i 據；以及， 一連接著該處理工星以# 人久， 丹以便树量工具數 工d，其連接著該複數個残… ^數據，該控制器係建 这^裔且建構成接收該 處理效能數據與目標處 能數據，以便將該 使用該比較來偵測一錯誤。效犯數據進行比較，且以便 2.如申請專利範圍第1項的 ^ 效能數據包含有平均餘刻深度理系。統’其中，該處理 一者。 X v、餘刻深度範圍至少其中之 3·如申請專利範圍第J項的材 數據包含有一電容器位置、一处、，糸統，其中，該工具 反射RF功率、一電壓、一電充送廣播頻率（RF)功率、一 峰電壓、一RF自感直流偏壓，二目、一阻抗、一RF峰對 度、一背側氣壓、一背側氣體沪=塗、=氣體流速 '一溫 靜電夾住電流、一聚隹璟戶机V、一靜電夾住電壓、一 少其中之一者。 *又予X、RF時刻與聚焦環RF時刻至 4·如申請專利範圍第丨項的/ 效能預測模型包含有來自於一^處理糸統，其中，該處理 出。 、—部分最小平方分析的一輸 5·如申請專利範圍第丨項的 測處理效能數據與該目標處二處理^ x欢旎數據間之一差異超過一 1259546 六、申請專利範圍 臨限差異時，則該錯誤會發生。 6. —種處理效能預測系統，其包含有： 複數個感測器，其能夠連接至一處理工具以便測量工 具數據；以及， 一控制器，其連接著該複數個感測器且建構成接收該 工具數據，該控制器係建構成使用一處理效能預測模型、 以便從該工具數據來決定預測的處理效能數據，以便將該 預測處理效能數據與目標處理效能數據進行比較，且以便 使用該比較來偵測一錯誤。 7. 如申請專利範圍第6項的處理效能預測系統，其中，該 處理效能數據包含有平均蝕刻深度與蝕刻深度範圍至少其 中之一者。 8. 如申請專利範圍第6項的處理效能預測系統，其中，該 複數個感測器能夠測量包含有一電容器位置、一運送廣播 頻率（RF)功率、一反射RF功率、一電壓、一電流、一相、 一阻抗、一RF峰對峰電壓、一 RF自感直流偏壓、一室壓、 一氣體流速、一溫度、一背侧氣壓、一背側氣體流速、一 靜電夾住電壓、一靜電夾住電流、一聚焦環厚度、RF時刻 與聚焦環RF時刻至少其中之一者的該工具數據。 9. 如申請專利範圍第6項的處理效能預測系統，其中，該 處理效能預測模型包含有來自於一部分最小平方分析的一 輸出。 1 0.如申請專利範圍第6項的處理效能預測系統，其中，當 該預測處理效能數據與該目標處理效能數據間之一差異超
第36頁 1259546 六、申請專利範園 過一臨限差士 J】.一種處理”袷，則該錯誤會發生。 複數:系統，其包含有： 具數據； ，、时，其能夠連接至一處理工具以便翊量工 衣置，用於"人上 、 及， 攸孩工具數據來預測處理效能數據；以 裝置’用於蕻| α 4 數據來偵測—錯“者b較該處理效能數據與目標處理致能 1 2 · —種用於 法’該方法包含步〜理有系統的處理效能預測模型之建構方 在~處理工且 工具數據，該工呈f=m月間’ $己錄複數個觀測的 在該處理工^包含有複數個工具數據參數； 的處理效能數攄” t f處理動作期間，記錄該複數個觀測 效能參數；據，物里效能數據包含有-個以上的處理 平方，^為工具數據與該處理效能數據來勃，^ v 〇 干方分析；以及， 双像木執行一部分最小 计异來自於該部分最小平方分 AL •如申請專利範圍第1 2項的用於材料产目關數據。 ‘預測模型之建構 、材枓處理系統的處理效 據的該步驟包含有形成iil數數個觀測之工具數 1 4·如申諳暮剎# 具數據矩陣的步驟。 執圍第12項的用於村料卢 、κ 月b預測模型之建構方法，盆 ^才枓處理系統的處理效 效能數據的該步驟包二 f錄該複數個觀測的處理 政％數據矩陣的步
第37頁 外匕s有形成一處理 处 1259546 六、申請專利範圍 驟。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項的用於材料處理系統的處理效 能預測模型之建構方法，其中，該相關數據包含有一相關 矩陣。 1 6.如申請專利範圍第1 2項的用於材料處理系統的處理效 能預測模型之建構方法，其中，該處理效能數據包含有平 均蝕刻深度與蝕刻深度範圍至少其中之一者。
1 7.如申請專利範圍第1 2項的用於材料處理系統的處理效 能預測模型之建構方法，其中，該工具數據包含有一電容 器位置、一運送廣播頻率（RF)功率、一反射RF功率、一電 壓、一電流、一相、一阻抗、一RF峰對峰電壓、一 RF自感 直流偏壓、一室壓、一氣體流速、一溫度、一背侧氣壓、 一背側氣體流速、一靜電夾住電壓、一靜電夾住電流、一 聚焦環厚度、RF時刻與聚焦環RF時刻至少其中之一者。 1 8.如申請專利範圍第1 2項的用於材料處理系統的處理效 能預測模型之建構方法，其中，形成一部分最小平方之該 步驟包含有實質上解釋該工具數據與該處理效能數據間的 一相互關係、部分最小平方組成之最小數量的決定步驟。
1 9.如申請專利範圍第1 2項的用於材料處理系統的處理效 能預測模型之建構方法，其中，形成一部分最小平方之該 步驟包含步驟有： 計算推算數據中的變量重要性，該推算中的變量重要 性係定義成該工具數據之該處理效能數據上的一影響；以 及，
第38頁 1259546 六、申請專利範圍 根據該推算數據中的變量重要性 具數據。 一分析來改良該工 2 〇 ·如申明專利範圍第1 2項的用於材料卢/ 能預測模型之建構方法，其中，形 外理系統的處理效 步驟包含有藉著檢查由該部分最：平；，分最小平方之該 該工具數據與該處理效能數據的一平且成所解釋之所有 最小平方組成所解釋之所有該工具數據二：、由該部分 的一偏差部份、由該部分最小平方組成;斤=理效能數據 平方組成所解ί1數據的一累積平方和與由該部分最小 累積偏差至少其中夕一本漆湓切分老效他數據的一 甲之 者’自心η亥處理教'合b 、、目J+ 符合功率的步驟。 地1欢此預測杈型之 H . 士申口月專利範圍第1 2項的用於材料處理系統的處理效 I之建構方法，其中，形成一部分最小平方之該 少 < 努ί"右' Si + 士 ’错者執行交叉確認，來確認該處理效能預測模 =之_預測功率的步驟。 種用於材料處理系統、使用一處理效能預測模型的 處理效能預測方法，該方法包含步驟有： 2始δ亥材料處理系統之一處理工具中的一處理動作； 在該處理工具中之該處理動作期間、針 δ己錄工I盤姑 人 > 據，以便形成一工具數據矩陣，該工具數據包 3有後數個工具數據參數； 柄，執行5亥工具數據矩陣與/相關矩陣的—矩陣乘法，以 处理效能數據矩陣，該相關矩陣包含有該處理效
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1259546 六、申請專利範圍 能預測模型；以及， 從該處理效能數據矩陣來預測該材料處理系統的該處 理效能。 2 3. —種使用一處理效能預測模型的材料處理系統中之錯 誤偵測方法，該方法包含步驟有： 起始該材料處理系統之一處理工具中的一處理動作； 在該處理工具中之該處理動作期間、針對至少一觀測 記錄工具數據，以便形成一工具數據矩陣，該工具數據包 含有複數個工具數據參數； 執行該工具數據矩陣與一相關矩陣的一矩陣乘法，以 便形成預測的處理效能數據，該相關矩陣包含有該處理效 能預測模型； 將該預測的處理效能數據與目標處理效能數據進行比 較；以及， 從該比較步驟來決定該材料處理系統的一錯誤狀態。 2 4.如申請專利範圍第23項的使用一處理效能預測模型的 材料處理系統中之錯誤偵測方法，其中，將該預測的處理 效能數據與目標處理效能數據進行比較之該步驟包含有決 定該預測的處理效能數據與該目標處理效能數據間的差異 數據。 2 5.如申請專利範圍第2 4項的使用一處理效能預測模型的 材料處理系統中之錯誤偵測方法，其中，決定該材料處理 系統之一錯誤狀態之該步驟包含有將該差異數據與臨限差 異數據進行比較。
第40頁 1259546 六、申請專利範圍 2 6.如申請專利範圍第2 5項的使用一處理效能預測模型的 材料處理系統中之錯誤偵測方法，其中，在該材料處理系 統中之一錯誤係在該差異數據超過該臨限差異數據時偵測 到的。 2 7. —種材料處理系統中之錯誤偵測方法，該方法包含步 驟有： 在一處理工具中之一第一處理動作期間、針對複數個 觀測記錄第一工具數據，以便形成一第一工具數據矩陣， 該第一工具數據包含有複數個工具數據參數； 在該處理工具中之該第一處理動作期間、針對該複數 個觀測記錄第一處理效能數據，以便形成一第一處理效能 數據矩陣，該第一處理效能數據包含有一個以上的處理效 能參數； 使用該第一工具數據矩陣與該第一處理效能數據矩陣 來執行一部分最小平方分析； 從該部分最小平方分析來計算一相關矩陣，該相關矩 陣包含有一處理效能預測模型； 執行該第一工具數據矩陣與該相關矩陣的一矩陣乘 法，以便形成目標處理效能數據； 起始該材料處理系統之該處理工具中的一第二處理動 作； 在該處理工具中之該第二處理動作期間、針對至少一 觀測記錄第二工具數據，以便形成一第二工具數據矩陣， 該第二工具數據向量包含有該複數個工具數據參數；
第41頁 1259546 六、申請專利範圍 執行該第二工具數據矩陣與該相關矩陣的一矩陣乘 法，以便形成預測的處理效能數據； 將該預測的處理效能數據與目標處理效能數據進行比 較；以及， 從該比較步驟來決定該材料處理系統的一錯誤狀態。 2 8 ·如申請專利範圍第2 7項的材料處理系統中之錯誤偵測 方法，其中，該第一處理效能數據與該預測之處理效能數 據包含有平均蝕刻深度與蝕刻深度範圍至少其中之一者。 2 9.如申請專利範圍第2 7項的材料處理系統中之錯誤偵測 方法，其中，該第一工具數據與該第二工具數據包含有一 電容器位置、一運送RF功率、一反射RF功率、一電壓、一 電流、一相、一阻抗、一 R F峰對峰電壓、一 R F自感直流偏 壓、一室壓、一氣體流速、一溫度、一背侧氣壓、一背侧 氣體流速、一靜電夾住電壓、一靜電夾住電流、一聚焦環 厚度、RF時刻與聚焦環RF時刻至少其中之一者。 3 0.如申請專利範圍第2 7項的材料處理系統中之錯誤偵測 方法，其中，形成一部分最小平方之該步驟包含有實質上 解釋該第一工具數據與該第一處理效能數據間的一相互關 係、部分最小平方組成之最小數量的決定步驟。 3 1.如申請專利範圍第2 7項的材料處理系統中之錯誤偵測 方法，其中，形成一部分最小平方之該步驟包含步驟有： 計算推算數據中的變量重要性，該推算中的變量重要 性係定義成該第一工具數據矩陣之該第一處理效能數據矩 陣上的一影響；以及，
第42頁 1259546 六、申請專利範圍 根據該推算數據中曰 一工具數據矩陣。 '變量重要性之一分析來改良該第 32.如申請專利範圍 ^ :f二其中，形成-部八'的材料處理系統中之錯誤偵測 查由一部分最小平方:取小平方之該步驟包含有藉著檢 該第一處理效能# 、、成所解釋之所有爷繁一 双此數據的〜 丨另巧弟一工具數據與 組成所解釋之所有該平方和部份、由一部分最小平方 ^偏差部份、由—部=具數據與㈣-處理效能數據 工具數據輿該第—刀取小平方組成所解釋之所
;分最小平方組成所效能數據的-累積平方和與由一 處理效能數據的〜累睪之所有該第一工具數據與該第一 理效能預測模型之1：人偏差至少其t之一者，來確認該處 33. 如申請專利範圍# 5功率的步驟。 方法，其中，形成—者八項的材料處理系統中之錯誤偵測 行交又確認，來確訪、3分最小平方之該步驟包含有藉著執 驟。 Μ處理效能預測模型之預測功率的步 34. 如申請專利範圍 方法，其中，將今、項的材料處理系統中之錯誤偵測 數據進行比較之^ ^測的處理效能數據與一目標處理效能
與該目標處理科=V驟包含有決定該預測的處理效能數據 35. 如申文能數據間的差異數據。 方法，其中，決弟4 ,項的材料處理系統中之錯誤偵測 包含有將該罢、弋"亥材料處理系統之一錯誤狀態之該步驟 3 6 .如申Λ數據與臨限差異數據進行比較。 軌圍第35項的材料處理系統中之錯誤偵測
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