第三章、 實驗方法
3.4 進行實驗和量測數據
3.4.1 水平異常(Leveling Issue)實驗
水平異常是指在曝光製程中產生問題，導致每一個曝光區(Shot)左右兩 邊 CD 的大小趨勢不一致， 經由步進動作在晶圓上曝滿所有 shot，故晶圓 上所有 shot 內皆會呈現此異常現象。
圖 3-11 水平異常示意圖
製作 10 片水平異常晶圓，使用本實驗評估之 CD 量測方法並依循實驗 步驟流程，可量測到經 APC 回饋後，各種CD 量測方法量測到的樣本值與 全值。
利用製程能力指數計算公式，求得水平異常情況下，四種CD 量測方式
樣本值 片數 Slot#1 slot#2 Slot#3 Slot#4 Slot#5 Slot#6 Slot#7 Slot#8 Slot#9 Slot#10 平均值 0.2539 0.2560 0.2555 0.2528 0.2575 0.2522 0.2556 0.2509 0.2598 0.2477 全體值 片數 Slot#1 slot#2 Slot#3 Slot#4 Slot#5 Slot#6 Slot#7 Slot#8 Slot#9 Slot#10 平均值 0.2536 0.2567 0.2548 0.2547 0.2567 0.2525 0.2573 0.2540 0.2596 0.2504
水平異常
0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600
樣本 全體 樣本 全體 樣本 全體 樣本 全體
分散量測法 8點量測法 9點量測法 6點量測法
CPK
圖 3-12 水平異常實驗 CD 之CPK
3.4.2 鏡片均勻異常(Lens Uniformity Issue)實驗
鏡片均勻異常也是在曝光製程中產生問題，導致每一個曝光區(Shot)內 外圈 CD 的大小趨勢不一致， 經由步進動作在晶圓上曝滿所有 shot，故晶 圓上所有 shot 內皆會呈現此異常現象。
圖 3-13 鏡片均勻異常示意圖
製作 10 片鏡片均勻異常晶圓，使用本實驗評估之 CD 量測方法並依循
樣本值 片數 Slot#1 slot#2 Slot#3 Slot#4 Slot#5 Slot#6 Slot#7 Slot#8 Slot#9 Slot#10 平均值 0.2561 0.2544 0.2597 0.2512 0.2593 0.2514 0.2577 0.2505 0.2618 0.2467 全體值 片數 Slot#1 slot#2 Slot#3 Slot#4 Slot#5 Slot#6 Slot#7 Slot#8 Slot#9 Slot#10 平均值 0.2551 0.2554 0.2578 0.2526 0.2587 0.2516 0.2593 0.2541 0.2614 0.2493
鏡片均勻異常
0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600
樣本 全體 樣本 全體 樣本 全體 樣本 全體
分散量測法 8點量測法 9點量測法 6點量測法
CPK
圖 3-14 鏡片均勻異常實驗 CD 之CPK
3.4.3 邊緣異常(Edge Issue)實驗
邊緣異常是指在整片晶圓內外圈 CD 的大小趨勢不一致，此異常只與晶 圓上位置有關，與 shot 無關聯性。
圖 3-15 邊緣異常示意圖
製作 10 片邊緣異常晶圓，使用本實驗評估之 CD 量測方法並依循實驗
樣本值 片數 Slot#1 slot#2 Slot#3 Slot#4 Slot#5 Slot#6 Slot#7 Slot#8 Slot#9 Slot#10 平均值 0.2512 0.2556 0.2532 0.2536 0.2536 0.2528 0.2528 0.2519 0.2565 0.2478 全體值 片數 Slot#1 slot#2 Slot#3 Slot#4 Slot#5 Slot#6 Slot#7 Slot#8 Slot#9 Slot#10 平均值 0.2517 0.2580 0.2527 0.2561 0.2543 0.2544 0.2557 0.2567 0.2574 0.2517
邊緣異常 異常(Leveling Issue)、鏡片均勻異常(Lens Uniformity Issue)、邊緣異常(Edge Issue)。故再加一組綜合異常實驗，含蓋此三類異常現象。
表 3-5 綜合異常實驗 CD 量測結果
綜合異常
樣本值 片數 Slot#1 slot#2 Slot#3 Slot#4 Slot#5 Slot#6 Slot#7 Slot#8 Slot#9 Slot#10 平均值 0.2506 0.2577 0.2520 0.2554 0.2524 0.2545 0.2511 0.2542 0.2553 0.2490 全體值 片數 Slot#1 slot#2 Slot#3 Slot#4 Slot#5 Slot#6 Slot#7 Slot#8 Slot#9 Slot#10 平均值 0.2518 0.2598 0.2525 0.2585 0.2528 0.2563 0.2545 0.2590 0.2563 0.2534
3.4.5 實驗資料初步分析
在樣本值與全值 CD 所計算之 CPK 的觀察重點，應著重在樣本與全體 之 CPK 是否趨勢一致，當趨勢一致時，代表樣本可性度高。當樣本監控點 無法代表全體時，將容易出現反向回饋，造成全體 CD CPK 會變差，嚴重 時會有全體中出現超出規格(Out of Spec, OOS)而樣本仍正常之現象，故評 估時需將此點考量進去。
實驗結果，分析樣本與全體 CD之 CPK 趨勢，針對水平異常(Leveling
Issue)、鏡片均勻異常(Lens Uniformity Issue)及綜合異常三種情況下，以分 散量測法及 6 點量測法之樣本與全值 CD之 CPK 趨勢較佳，表示此兩種量 測方法對全體的代表性較佳。但在邊緣異常(Edge Issue)情況下，以 8 點量 測法及 9 點量測法對全體的代表性較佳。
表 3-6 各實驗 CPK 比較表
樣本與全體 CPK 比較 水平異常 鏡片均勻異常 邊緣異常 綜合異常
分散量測法 樣本 0.983 1.060 1.070 0.774
全體 1.001 1.070 0.786 0.771
8 點量測法 樣本 1.057 1.569 1.056 0.962
全體 0.891 0.979 1.066 0.556
9 點量測法 樣本 1.107 1.224 1.106 0.882
全體 0.918 1.025 1.095 0.587
6 點量測法 樣本 1.040 0.952 1.010 0.818
全體 1.001 1.130 0.857 0.784