DTPHMO R2R 之系統規劃

本篇研究主要包含了微影製程與蝕刻製程兩大製程，以及微影之後與蝕刻之後的關 鍵尺寸量測。整個製程流程是由二個量測步驟與二個製程步驟所加上一個R2R控制器組 成，其先後的順序依序為DT Litho製程，DT Litho CD量測，DTPHMO製程與DTPHMO CD 量測等四個主要步驟，各個製程與量測步驟與R2R控制器資料收集項目的關係如圖3-3所 示。

圖3-3 深溝多晶遮罩開口各製程步驟與 R2R 控制器資料流關係圖

在圖3-3中，這四個步驟當中的各個製程步驟與其所需要的相關資訊茲依序說明如下：

DT Litho製程(Deep Trench Litho)：

蒐集產品相關資訊與產品所在哪一部微影製程機台紀錄，主要目的係為了考量 不同的微影機台可能會有不盡相同的機台特性，這些紀錄方便R2R控制器可以針對 前製程不同的微影機台做出群組分類。在深溝微影製程的微影機台、產品批號、產 品型號將會被儲存下來，供控制器做不同微影機台的分類，以追蹤並隨著不同的微 影機台做控制器的調整。

DT Litho CD量測(Deep Trench Litho Critical Dimension Measurement)：

蒐集產品相關資訊與產品量測的CD大小，用以作為前饋控制項目調整後製程蝕 刻時所需要的氧氣流量，以達到補償微影製程時CD過大或是過小的現象。控制器此 時分別紀錄了產品的型號、批號、晶片代號、各個量測點的原始資料、依原始量測 資料除以量測點數所得到的整片晶圓平均值，並儲存該筆量測資料係來自於哪一部 量測機台等資訊，並將這些資訊以前饋的方式傳到R2R控制器，作為前饋控制的輸 入項目，作為前饋時調整深溝多晶遮罩開口製程所需的氧氣流量。

DTPHMO製程(Deep Trench Poly Hard Mask Open)：

蒐集產品相關資訊產品型號、批號、晶片代號與實際使用的氧氣流量，並紀錄 了R2R控制器所提供的各個腔體的氧氣流量建議值、製程機台等，這些資訊是為了 提供相同的製程機台、腔體、產品型號的過往氧氣流量給未來使用相同製程機台、

腔體的產品使用，供R2R控制器作為調整下一批次產品氧氣流量時的運算參考。另 外在此製程結束後R2R控制器還要求機台將各個反應腔體的使用狀態如RF Hours、

Used chamber counts傳送到R2R控制器，作為判斷該反應腔體使否剛做過週期性保 養，用以決定是否需要將控制器所使用到的相關係數恢復成預設值。

DTPHMO CD的量測(Deep Trench Poly Hard Mask Open Critical Dimension Measurement)：

蒐集產品相關資訊如產品型號、產品批號、晶圓代號、每個量測點CD大小的原 始資料與該晶片量測結果計算出的平均值與量測機台等，以回饋的方式傳送到R2R 控制器儲存下來，供下一批次相同產品、製程機台時計算各個不同腔體所需的氧氣 流量，以達到修正下一批次產品CD過大或是過小的現象。

批次控制器(R2R Controller)：

批次控制器需先建立製程投入與產出的預測模型，並引入前饋與回饋控制的調 整概念，利用適當投入變數的改變，對前饋製程項目與製程機台所發生的變化進行 補償。

前饋與回饋控制模組是主要利用相關性分析法與迴歸分析法建立投入變數與產 出變數的預測迴歸模型，以作為回饋控制調整投入變數的依據，若預測模型建立得 好，將使初始偏差較小，並根據實際產出值與預測值的差異，來決定下一批次投入 變數的調整量，其目的是希望下一批次的製程產出能夠接近目標期望值，同時使後 製程產出的量測值變異極小化。

在多部量測機台之間會即使量測相同的晶片也會有不同的量測結果，因此不同 的量測機台之間會存在著量測的變異，在這裡需要對多部量測機台的量測結果施以 權重調整以降低因為不同量測機台之間的量測差異所造成的量測干擾。