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補償及回饋控制機制

第四章 研究方法與步驟

4.4. 補償及回饋控制機制

本研究中的補償與回饋機制,係將數個輸入變數,如:DT Litho CD、製程參數中的 氧氣流量,與單一的輸出變數,DTPHMO CD,將製程上的前製程變化量與後製程變化 量,兩個項目分別使用FF與EWMA控制,而形成多重輸入單一輸出(MISO)的前饋與指數 權重移動平均(FF + EWMA)控制機制。

4.4.1. EWMA 控制方法 η

t:第t批次的White noise

而控制模型(Control Model)的輸出輸入值可以用下列的線性模型表示:

t

t:第t批次的輸出估計值

a

:控制模型的截距項

b

:控制模型的斜率項

X :製程輸入值

ε

ˆ :第t批次的製程干擾估計值 t

每一批次不斷地重複上述步驟,此即為EWMA控制方法,如圖4.2所示為EWMA控 制方法功能流程圖。

4.4.2. FF + EWMA 控制器在深溝多晶遮罩開口製程上之建立

FF + EWMA控制器使用DT Litho CD的量測結果作為前饋控制參數,針對微影機台 與蝕刻機台不同的組合分別控制,並使用DTPHMO CD的量測結果作為回饋控制參數;

針對不同的蝕刻機台、Chamber與產品的個別排列組合控制調整,亦即每一部前製程機 台、後製程機台、Chamber等都可以依據不同的產品組合作出個別的調整。

FF + EWMA控制器在建議蝕刻製程機台氧氣流量時,會提示氧氣流量的建議值在操 作介面上供工程師作為參考,若氧氣流量建議值被許可,則透過機台自動化程式對機台 下達欲使用的氧氣流量,此時機台便會依據R2R控制器之氧氣流量建議值從事製程生 產;若氧氣流量建議值不被工程師許可,則工程師還可以透過CIM所提供的操作介面,

將R2R控制器的建議值修改成工程師所能夠接受的數值,以避免因為R2R控制器的建議 值與工程師的期望值差距過大而影響到產品的線上量測結果。

製程現況之相關資料如模組係數等係存放於資料庫當中,供製程進行修改相關係 數,以使產品的DTPHMO CD的量測結果能符合製程規格。當機台的外在狀況改變如進 行例行性的保養或是有一段長時間未有相同製程在該部製程機台或是Chamber從事生產 時,R2R控制器會自動將控制器的模組係數作重設(Reset)回到初始狀態的動作。

在DTPHMO製程當中前製程與後製程均會影響DTPHMO CD,前製程變化量主要來 自於DT Litho CD偏離目標值所造成,而後製程變化量則主要來自於機台或是反應腔體本

的保養之前,這段期間機台或是反應腔體的製程能力表現都會有著些微的變化,也可以 說是來自於機台或是反應腔體所使用的耗材或是零件老化所致,進而反映在DTPHMO CD偏離目標值所造成。

前製程(DT Litho)變化量的FF控制方程式:

)

後製程(DT PHMO)變化量的EWMA控制方程式:

t

4.4.3. FF + EWMA 控制方法在深溝多晶遮罩開口製程上實作

ε

、前一個Lot的DT Litho CD與DTPHMO CD的目標值一起代入控制器,便可以得到 新的氧氣流量值,如圖4-3所示。

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