使用多变量分析之电浆蚀刻程序的终点侦测方法

摘要

明揭露供使用光学放射光谱(OES)资料做为输入值而判定蚀刻程序之终点的方法。光学放射光谱资料系藉由附接在电浆蚀刻处理工具之光谱仪而获取。获取之时间演变光谱资料系首先被过滤且去平均值，且随后使用像是主成份分析之多变量分析而转换成转换之光谱资料，在主成份分析中，先前运算之主成份权重系用以完成该转换。并入复数趋势之函数形式可用以更加精确地判定蚀刻程序之终点。本发明揭露用于在实际蚀刻之前基于从先前之蚀刻处理所收集之OES资料来运算主成份权重的方法，该方法帮助快速运算趋势及涉及复数趋势之函数形式，用以有效率及准确之蚀刻程序终点的线上判定。

主权项

一种判定蚀刻程序终点资料的方法，包含：在一电浆蚀刻处理工具中执行k电浆蚀刻程序操作，其中k系大于0之整数，该等k电浆蚀刻程序操作之每一者包含以下步骤：将待处理之一基板载入该电浆蚀刻处理工具，该电浆蚀刻处理工具包含具备一侦测器的一光谱仪，该侦测器包含m像素，每一像素对应到一不同光波长；在该电浆蚀刻处理工具中激发电浆；收集n光学发射光谱学(OES)资料组，该资料组系在该等k电浆蚀刻程序操作之每一者期间于相等之时间间隔取样，该等n光学发射光谱学(OES)资料组之每一者包含对应到该光谱仪之m像素的m像素强度；针对该等k电浆蚀刻程序操作之每一者形成一n x m之光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]，每一时间样本位于该光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]之一列，该光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]之栏对应到该光谱仪之像素；运算一n x m之平均光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]avg，其中该平均光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]avg之每一元素系运算成该等k电浆蚀刻程序操作之光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]之元素的平均值；从该平均光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]avg过滤杂讯；截短每一光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]以去除在电浆启动期间及超过蚀刻程序终点的时间获取之光学发射光谱学(OES)资料；截短该平均光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]avg以去除在电浆启动期间及超过蚀刻程序终点的时间获取之平均光学发射光谱学(OES)资料；运算一n x m之平均值光学发射光谱学(OES)资料矩阵[Savg]，其中该平均值光学发射光谱学(OES)资料矩阵[Savg]之栏的每一者之每一元素系运算成该平均光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]avg之n像素强度之每一者在该平均光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]avg之该栏中的平均值；从该等光学发射光谱学(OES)资料矩阵[X]减去该平均值光学发射光谱学(OES)资料矩阵[Savg]，俾以将光学发射光谱学(OES)资料去平均值，并对
于该去平均值且未正规化之减法结果进行主成份分析[T]=([X][i]-[Savg])[P]，俾以获得一转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]及一主成份权重向量[P]；储存该平均值光学发射光谱学(OES)资料矩阵[Savg]供之后用于一蚀刻程序终点之原位判定；储存该主成份权重向量[P]供之后用于该蚀刻程序终点之原位判定；选定涉及该转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]之元素的一函数形式f(Ti)做为该蚀刻程序终点之原位判定的趋势变数；运算该转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]之至少一元素的时间演变；从该转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]之该至少一元素之运算的时间演变判定该转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]之至少一最小值min(Ti)；储存该转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]之元素的已判定之该至少一最小值min(Ti)供之后用于该蚀刻程序终点之原位判定；其中该趋势变数之选定的该函数形式f(Ti)包含该转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]之二元素的一比例，其中该转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]的该等元素之每一者之一最小值min(Ti)的两倍已经在运算该比例之前自该转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]之该各元素减去，且其中该趋势变数之选定的该函数形式f(Ti)涉及该转换之光学发射光谱学(OES)资料向量[T]之一第二及第三元素，且具有f(Ti)=(T2-2.min(T2))2/(T3-2.min(T3))2的形式。