用于TFTLCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法与系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010262322.5

申请日:

2010.08.25

公开号:

CN101976045A

公开日:

2011.02.16

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G05B 13/04申请日:20100825授权公告日:20120523终止日期:20140825|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05B 13/04申请日:20100825|||公开

IPC分类号:

G05B13/04; H01L21/66

主分类号:

G05B13/04

申请人:

江苏大学

发明人:

陈山; 潘天红; 盛碧琦

地址:

212013 江苏省镇江市学府路301号

优先权:

专利代理机构:

南京经纬专利商标代理有限公司 32200

代理人:

楼高潮

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内容摘要

本发明公开一种用于TFT-LCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法与系统,先进制程控制单元获取至少一制程机台的制程参数资料值;量测机台获取面板品质量测值,面板品质数据处理单元将抽样的面板品质量测值先减去面板品质量测值的平均值,再除以面板品质量测值的标准偏差;关键参数挑选单元挑选关键制程参数数据值,线性模型预估单元以线性最小二乘算法建立初始预估模型;多产品效益处理单元产生初始多产品预估模型;干扰项系数处理单元得到估计值,以时间序列回归算法处理该误差值,产生干扰项系数后建立虚拟量测模型单元。本发明能对同一制程配方但不同规格的各式面板进行质量预测,降低抽样量测的频率,减轻预估模型的复杂度。

权利要求书

1: 一种用于 TFT-LCD 蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法, 其特征是采用如下步骤 : 1) 先进制程控制单元 (120) 获取至少一制程机台 (110) 的制程参数资料值 (131) 后, 原始数据处理单元 (130) 将各制程参数数据值 (131) 先减去制程参数数据值 (131) 的平均 值, 再除以制程参数数据值 (131) 的标准偏差 ; 2) 量测机台 (190) 获取抽样量测加工后的面板品质量测值 (192), 面板品质数据处理 单元 (191) 将抽样的面板品质量测值 (192) 先减去面板品质量测值 (192) 的平均值, 再除 以面板品质量测值 (192) 的标准偏差 ; 3) 关键参数挑选单元 (140) 以逐步回归的方式从制程参数数据值 (131) 中挑选关键制 程参数数据值 (141), 且当制程参数数据值 (131) 其中之一的偏 F 值大于且进入阈值时, 则 该制程参数数据值 (131) 被设定为关键制程参数数据值 (141) ; 4) 线性模型预估单元 (150) 根据关键制程参数数据值 (141) 及其对应的实际面板品质 量测值 (192) 的关系, 以线性最小二乘算法建立初始预估模型 (151) ; 5) 在初始预估模型 (151) 的基础上将同一配方下误差的总变动量, 依产品种类解成 不同的部份, 再以假设检定的方法来判断这些产品因素是否确实能解释资料的变动, 多产 品效益处理单元 (160) 根据同一配方下各个面板的产品效益产生初始多产品预估模型 (161) ; 6) 干扰项系数处理单元 (170) 根据关键制程参数数据值 (141), 由初始多产品预估模 型 (161) 得到估计值, 并计算该估计值与各估计值所对应的实际面板品质量测值 (192) 之 间的误差值, 以时间序列回归算法处理该误差值, 产生干扰项系数 (171) 后建立虚拟量测 模型单元 (180)。
2: 根据权利要求 1 所述的用于 TFT-LCD 蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法, 其特征 是: 步骤 3) 中关键参数挑选单元 (140) 从制程参数数据值 (131) 中挑选与面板品质量测值 (192) 最相关的关键制程参数数据值 (141) 时, 先在所有的制程参数数据值 (131) 中寻找出 对最终面板品质最大的偏 F 值, 再将其加入模型中形成第一模型 (210), 再将剩下的制程参 数数据值 (131) 个别加入第一模型 (210) 中计算其偏 F 值, 确定该制程参数数据值 (131) 是否大于进入阈值, 然后挑选出最大的偏 F 值加入模型中形成第二模型 (220), 当第二模型 (220) 中的制程参数数据值 (131) 超过 3 个后, 将其个别移出第二模型 (220) 看其偏 F 值是 否有小于剔除阈值, 然后挑选出偏 F 值最小的制程参数数据值 (131) 予以删除后再继续加 入其他制程参数数据值 (131), 如此一直执行直至达到设定所需的制程参数数据值 (131) 个数后, 或当剩下的制程参数数据值 (131) 个别加入模型都小于进入阈值时即停止。
3: 根据权利要求 2 所述的用于 TFT-LCD 蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法, 其特征是 : 由公式 y = α+β1x1+ε、 y = α+β1x1+β2x2+ε 先计算面板品质的估计值, 并根据实际的 面板品质量测值 (192), 由公式 得到回归的平方和 SSR(1)、 SSR(2) 以及残 2 差平方和 MSE(1), 再由公式 算出偏 F 值 ; 公式中 : 为面板的品质, 为制程参数数据值, 为第 二模型参数, ε 为预估误差, N 为量测面板的个数, 为估计的模型系数, p 是估计的模型系 数 的个数, p = 3。
4: 一种用于 TFT-LCD 蚀刻制程的面板品质虚拟量测系统, 包含一制程机台 (110)、 一先 进制程控制单元 (120) 和一量测机台 (190)、 制程机台 (110) 的输出连接先进制程控制单元 (120) 的输入, 其特征是 : 先进制程控制单元 (120) 的输出连接原始数据处理单元 (130) 的 输入, 原始数据处理单元 (130) 的输出连接关键参数挑选单元 (140) 的输入, 关键参数挑选 单元 (140) 的输出连接线性模型预估单元 (150) 的输入, 线性模型预估单元 (150) 的输出 连接多产品效益处理单元 (160) 的输入, 多产品效益处理单元 (160) 的输出连接干扰项系 数处理单元 (170) 的输入, 干扰项系数处理单元 (170) 的输出连接虚拟量测模型单元 (180) 的输入 ; 所述量测机台 (190) 的输出连接面板品质数据处理单元 (191) 的输入, 面板品质数 据处理单元 (191) 的输出连接多产品效益处理单元 (160) 的输入 ; 将干扰项系数处理单元 (170) 与关键参数挑选单元 (140) 相连。

说明书


用于 TFT-LCD 蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法与系统

    技术领域 本发明涉及一种用于预测薄膜晶体管液晶显示器 (TFT-LCD) 制程的面板品质虚 拟量测方法及其系统, 特别是一种应用于 TFT-LCD 蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法及其 系统。
     背景技术
     目前, 在 TFT-LCD 的前段制程中, 蚀刻制程是在以光阻剂部份覆盖在要保留的薄 膜上, 并曝光显影后, 用物理或化学的方式将之去除的制程, 以形成所需要的图案。蚀刻制 程依照蚀刻精度、 蚀刻手段及目的的不同可分为 : 湿式蚀刻法及干式蚀刻法两大种类。其 中, 干式蚀刻法包含了电浆蚀刻法, 以及反应性离子蚀刻法 ; 而湿蚀刻则是使用各种化学溶 液, 经由与被露出的薄膜产生化学反应以达到蚀刻的目的。蚀刻技术的好坏决定电路的关 键尺寸 (CD), 故在蚀刻制程完成之后, 会进行蚀刻后检视, 以判断蚀刻过程中是否有变异发 生, 确保面板生产过程的良率。目前, 基于成本的考虑, 大部份 TFT-LCD 的制程对于生产机台的面板品质检测方 法都采用抽样检查的方式, 即每天对该机台抽样 1 ~ 3 个同一规格的面板产品, 以便监测生 产的质量是否稳定, 从而决定面板产品的质量。然而, 若面板在制造的过程中出现问题, 就 必须等待检测时才会发现, 而此时出现问题的生产机台可能已经产出多批不良品。 因此, 从 制程的操作变量发生变化到面板质量出现问题, 便会有一定的时间落后。 所以, 如何在最短 的时间内发现面板的质量是否出现问题, 便是面板制造商面临的主要问题之一。为了提高 机台的生产效率, 多数的生产线同时都会有多种不同规格的面板同时生产, 常规的抽样量 测方法通常是会对每种面板进行抽样, 这无疑会增加检测的工作量, 延长面板的生产时间。 因此, 如何降低抽检的成本, 提高抽检效率, 同样也是面板厂商面临的主要问题之一。
     虚拟量测 (VM) 技术是解决上述问题的主要手段之一, 其基本概念是利用大量的 可以在线测量的过程变量, 如先进制程控制数据 (APC) 去估计生产面板的质量, 以便于在 生产机台发生异常时能及时发现, 并且同时鉴别出不良品, 以节约后续制程的能源, 并提高 生产的良率。然而, APC 系统的数据量庞大, 且某些变量存在强烈的相关性, 传统的处理方 法是采用统计回归的方法, 而其中应用最多的, 就是主成分回归分析 (PCR) 与部分最小平 方 (PLS) 方法。但对于 PCR/PLS 方法来说, 它是将数据压缩之后来取代原始变量, 以致于现 场工程师无法理解各个变量对面板质量的影响, 也无法找到发生变异的关键因素。因此, 为了能更好地了解或掌握生产系统, 以有物理意义的变量来建立预估模型无疑是非常有利 的。这些有物理意义的变量对系统的故障诊断, 以及提高系统的运行效率都是很有参考价 值的。另外, 在 TFT-LCD 制程中存在很多的不可测的变量, 比如在 TFT-LCD 的蚀刻制程中, 蚀刻液的实际消耗量或蚀刻液中离子的浓度等, 皆无法精确的量测。然而这些变量却会直 接影响蚀刻制程后面板的最终关键尺寸值。因此, 在虚拟量测系统中必须考虑这些因素的 影响, 来提高预估精度。
     现有的应用于半导体制程的 “Method of monitoring and/or controlling a
     semiconductormanufacturing apparatus and a system” ( 美 国 专 利 第 6616759 号 ), 提出了一种基于 PLS 方法而计算出制程新的参数设定值, 此方法并不能让工程师理解各 个变量对面板质量的影响 ; 而应用于半导体晶圆温度预测的 “Method for predicting temperature , test wafer for use intemperature prediction and method for evaluating lamp heating system” ( 美国专利第 6666577 号 ), 则提出了一种预测晶圆 制程温度的方法, 此方法只能适用于特定种类的机台, 缺乏通用性。中国专利申请号为 200610108408.6、 名称为 “半导体制造的虚拟量测预估与建立预估模型的方法与系统” 公开 一种建立预估模型的方法, 此方法建立多个预估模型, 并用相关指标选择最佳模型, 但其缺 陷是 : 若多个预估的相关指标都低于给定阈值时, 系统会出现无输出值。 中国专利申请号为 200610149890.8、 名称为 “量测方法以及虚拟量测系统” 提出一种基于类神经网络建立虚拟 量测模型的方法, 其缺陷是 : 模型的训练时间长, 模型的结构复杂, 且容易出现局部最优的 现象。 发明内容
     本发明的目的就是提供一种用于预测 TFT-LCD 制程的面板品质虚拟量测方法及 其系统, 以解决现有虚拟量测方法因将数据压缩来取代原始变量, 以致于现场工程师无法 理解各个变量对面板质量的影响, 也无法找到发生变异的关键因素的问题 ; 同时降低多产 品抽样量测的频率 ; 此外, 解决制程不可测变量对面板品质的影响, 提高虚拟量测的精度。
     本发明的虚拟量测方法采用的技术方案是采用如下步骤 :
     1) 先进制程控制单元获取至少一制程机台的制程参数资料值后, 原始数据处理单 元将各制程参数数据值先减去制程参数数据值的平均值, 再除以制程参数数据值的标准偏 差;
     2) 量测机台获取抽样量测加工后的面板品质量测值, 面板品质数据处理单元将 抽样的面板品质量测值先减去面板品质量测值的平均值, 再除以面板品质量测值的标准偏 差;
     3) 关键参数挑选单元以逐步回归的方式从制程参数数据值中挑选关键制程参数 数据值, 且当制程参数数据值其中之一的偏 F 值大于且进入阈值时, 则该制程参数数据值 即被设定为关键制程参数数据值 ;
     4) 线性模型预估单元则根据关键制程参数数据值及其对应的实际面板品质量测 值的关系, 以线性最小二乘算法建立初始预估模型 ;
     5) 在初始预估模型的基础上将同一配方下误差的总变动量, 依产品种类解成不同 的部份, 多产品效益处理单元根据同一配方下各个面板的产品效益产生初始多产品预估模 型;
     6) 干扰项系数处理单元根据关键制程参数数据值, 由初始多产品预估模型得到估 计值, 并计算该估计值与各估计值所对应的实际面板品质量测值之间的误差值, 以时间序 列回归算法处理该误差值, 产生干扰项系数后建立虚拟量测模型单元。
     本发明的虚拟量测系统采用的技术方案是 : 包含一制程机台、 一先进制程控制单 元和一量测机台、 制程机台的输出连接先进制程控制单元的输入, 先进制程控制单元的输 出连接原始数据处理单元的输入, 原始数据处理单元的输出连接关键参数挑选单元的输入, 关键参数挑选单元的输出连接线性模型预估单元的输入, 线性模型预估单元的输出连 接多产品效益处理单元的输入, 多产品效益处理单元的输出连接干扰项系数处理单元的输 入, 干扰项系数处理单元的输出连接虚拟量测模型单元的输入 ; 所述量测机台的输出连接 面板品质数据处理单元的输入, 面板品质数据处理单元的输出连接多产品效益处理单元的 输入 ; 将干扰项系数处理单元与关键参数挑选单元相连。
     本发明具有如下优点 :
     (1) 由逐步回归方法挑选出关键的制程参数来建立虚拟量测模型, 藉此可提高现 场工程师对该些制程参数对面板质量影响的了解。
     (2) 藉由 ANCOVA 建立虚拟量测模型, 藉此可对同一制程配方但不同规格的各式面 板进行质量预测, 降低抽样量测的频率, 减轻预估模型的复杂度。
     (3) 由时间序列技术弥补不可测参数对面板质量的影响。 附图说明
     图 1 为本发明用于 TFT-LCD 蚀刻制程的面板品质虚拟量测系统的构造示意图 ; 图 2 为本发明挑选关键制程参数数据值示意图 ;图 3 为本发明用于预测 TFT-LCD 制程面板品质的虚拟量测系统实施例示意图 ;
     图 4 为本发明时间序列法拟合结果示意图 ;
     图 5 为本发明多产品虚拟量测结果示意图 ;
     图中 : 110. 制程机台 ; 120. 先进制程控制单元 ; 130. 原始数据处理单元 ; 131. 制 程参数资料值 ; 140. 关键参数挑选单元 ; 141. 关键制程参数数据值 ; 150. 线性模型预估单 元; 160. 多产品效益处理单元 ; 161. 初始多产品预估模型 ; 170. 干扰项处理单元 ; 171. 干 扰项系数 ; 180. 虚拟量测模型单元 ; 190. 量测机台 ; 191. 产品品质数据处理单元 ; 192. 产 品品质量测值 ; 210. 第一模型 ; 220. 第二模型 ; 230. 第三模型 ; 240. 第四模型 ; 250. 第五 模型 ; 260. 第四制程参数集合 ; 270. 第三制程参数集合 ; 280. 第二制程参数集合 ; 290. 第 一制程参数集合 ; 310. 酸液 ; 320. 蚀刻槽 ; 330. 面板 ; 340. 输送装置 ; 350. 供液装置 ; 360. 输送泵 ; 370. 储存槽 ; 380. 喷头装置。 具体实施方式
     参阅图 1, 本发明用于预测 TFT-LCD 制程面板品质的虚拟量测系统包含一制程机 台 110、 一先进制程控制单元 120、 一原始数据处理单元 130、 一关键参数挑选单元 140、 一线 性模型预估单元 150、 一量测机台 190、 一面板品质数据处理单元 191、 一多产品效益处理单 元 160、 一干扰项系数处理单元 170、 以及一虚拟量测模型单元 180。制程机台 110 的输出 连接先进制程控制单元 120 的输入, 先进制程控制单元 120 的输出连接原始数据处理单元 130 的输入, 原始数据处理单元 130 的输出连接关键参数挑选单元 140 的输入, 关键参数挑 选单元 140 的输出连接线性模型预估单元 150 的输入, 线性模型预估单元 150 的输出连接 多产品效益处理单元 160 的输入, 多产品效益处理单元 160 的输出连接干扰项系数处理单 元 170 的输入, 干扰项系数处理单元 170 的输出连接虚拟量测模型单元 180 的输入。量测 机台 190 的输出连接面板品质数据处理单元 191 的输入, 面板品质数据处理单元 191 的输 出连接多产品效益处理单元 160 的输入 ; 同时, 将干扰项系数处理单元 170 与关键参数挑选单元 140 相连。
     先进制程控制单元 120 获取至少一制程机台 110 的 APC 系统的制程参数资料值 131 后 ; 再以原始数据处理单元 130 对该制程参数数据值 131 进行标准化, 进行标准化时, 原始数据处理单元 130 将各制程参数数据值 131 先减去制程参数数据值 131 的平均值, 再 除以制程参数数据值 131 的标准偏差。量测机台 190 获取抽样量测加工后的面板品质量测 值 192, 再以面板品质数据处理单元 191 对该面板品质量测值 192 进行标准化, 标准化时, 面板品质数据处理单元 191 将抽样的面板品质量测值 192 先减去面板品质量测值 192 的平 均值, 再除以面板品质量测值 192 的标准偏差。以关键参数挑选单元 140 从制程参数数据 值 131 中挑选与面板品质量测值 192 最相关的关键制程参数数据值 141, 挑选时, 关键参数 挑选单元 140 以逐步回归的方式, 即: 按着制程参数数据值 131 对面板品质贡献大小, 由大 到小地逐个引入回归方程 ; 而已被引入回归方程的制程参数, 在引入新的制程参数后也可 能失去重要性, 而需要从回归方程中剔除出去。这样, 就由制程参数数据值 131 中挑选最相 关的关键制程参数数据值 141, 且当制程参数数据值 131 其中之一的偏 F 值大于且进入阈 值时, 则该制程参数数据值 131 即被设定为关键制程参数数据值 141, 而当制程参数数据值 131 其中之一的偏 F 值小于且剔除阈值时, 则该制程参数数据值即不被设定为关键制程参 数数据值其中之一。线性模型预估单元 150 则根据关键制程参数数据值 141 及其对应的实 际面板品质量测值 192 的关系, 以实际面板品质量测值与预估面板品质值的误差平方和最 小为准则, 用线性最小二乘算法建立一初始预估模型 151 ; 在初始预估模型 151 的基础上, 藉由共变异数分析方法 (ANCOVA), 即将同一配方下误差的总变动量, 依产品种类解成不同 的部份, 再以假设检定的方法来判断这些产品因素是否确实能解释资料的变动。多产品效 益处理单元 160 根据同一配方下各个面板的产品效益产生一初始多产品预估模型 161 ; 干 扰项系数处理单元 170 根据关键制程参数数据值 141, 由初始多产品预估模型 161 得到估计 值, 并计算该估计值与各估计值所对应的实际面板品质量测值 192 之间的误差值, 按时间 序列排序, 再籍由曲线拟合与参数估计的时间序列回归算法, 处理该误差值, 产生一干扰项 系数 171 后, 建立虚拟量测模型单元 180。
     参阅图 2, 关键参数挑选单元 140 从制程参数数据值 131 中挑选与面板品质量测值 192 最相关的关键制程参数数据值 141 时, 一开始先在所有的制程参数数据值 131 中寻找出 对最终面板品质最有贡献的制程参数数据值 131, 即最大的偏 F 值, 再将其加入模型中形成 图 2 中的第一模型 210, 接着, 将剩下的制程参数数据值 131 个别加入第一模型 210 中, 计算 其偏 F 值, 来确定该制程参数数据值 131 是否对模型有所贡献, 大于进入阈值, 然后挑选出 最有贡献的制程参数数据值 131 加入模型中形成第二模型 220, 当第二模型中的制程参数 数据值 131 超过 3 个之后, 就需做制程参数数据值 131 的剔除检定, 也就是将制程参数数据 值 131 个别移出第二模型看其偏 F 值是否有小于剔除阈值, 然后挑选出偏 F 值最小的制程 参数数据值 131 予以删除后再继续加入其他制程参数数据值 131。如此一直执行下去直至 达到所设定所需的制程参数数据 131 值个数后, 或者是当剩下的制程参数数据值 131 个别 加入模型都小于进入阈值时, 即会停止。
     偏 F 值的计算步骤为 : 由以下公式 (1)、 (2) 先计算面板品质的估计值, 并根据实 际的面板品质量测值 192, 由公式 (5) 得到回归的平方和 SSR(1)、 SSR(2), 以及残差平方和 MSE(1), 再籍由公式 (3) 算出偏 F 值。下面将详细叙述从第一制程参数集合 290 中选取第一个制程参数数据值 x1 加入 第一模型 210 后, 如何从第二制程参数数据集合 280(x2, x3,…, xp) 挑选出适当的制程参数 数据值进入第一模型 210 之中。
     第一模型 210 为方程式 :
     y = α+β1x1+ε (1)
     将制程参数数据值 x2 加入第一模型 210 形成第二模型 220, 则, 第二模型 220 的方 程变化为 :
     y = α+β1x1+β2x2+ε (2)
     此时再以下列公式计算其偏 F 值
     式中, (1) 与 (2) 是指代第一模型 210, 第二模型 220。SSR、 MSE 由公式 (5) 算出。 此时, F 大于进入阈值时, 则加入制程参数数据值 x2, 反之, 则不加入。 以下将详细解说 SSR 及 MSE 的计算方法 : 公式 (2) 可改写为 : Y = XTB+ε (4)
     式中 :为面板的品质,为制程参数值,为第二模型参数, ε 为预估误差, N 为量测面板的个数,
     而:
     其中, 为估计的模型系数, p 是估计的模型系数 的个数, p = 3。这样, 在第二制程参数集合 280(x2, x3,…, xp) 中, 制程参数 x3 的 F 值最大, 最终 的第二模型 220 包含制程参数 x1 和 x3。而剩余未挑选的制程参数集合变化为第三制程参 数集合 270(x2, x4, x5…, xp)。
     同理, 依据上述方法, 依次计算第三制程参数集合 270 中所有制程参数的 F 值, 将 最大 F 值所对应的制程参数 x4 加入第三模型 230, 得到第三模型方程 :
     y = α+β1x1+β2x3+β3x4+ε (6)
     即: 第三模型 230 包含制程参数 : x1, x3, x4。
     由于第三模型包含的参数个数大于 3, 需要做剔除检定, 依次将第三模型 230 中的 制程参数 x1, x3, x4 从方程 (6) 中剔除, 并由公式 (3) 计算其对应的偏 F 值 ( 总共 3 个值 ), 此时, 制程参数 x4 所对应的 F 值最小, 且小于 0.05, 需要从第三模型 230 中剔除, 即得到第四模型 240, 而此时剩余参数集合变化为第四制程参数集合 260(x2, x3, x5…, xp)。
     依次类推, 依据挑选变数的方法, 第四制程参数集合 260 中, 挑选关键参数加入第 四模型中, 得到第五模型 250, 直到没有任何变数加入与剔除为止。
     实施例
     参阅图 3, 本发明系统在实施时, 由蚀刻槽 320、 酸液 310、 喷头装置 380, 供液装置 350、 输送泵 360、 储存槽 370, 以及输送装置 340 等构成。面板 330 放置在输送装置 340 上, 并以 39℃至 44℃的酸液自喷头装置 380 的喷嘴洒向面板 330, 面板 330 藉由输送装置 340 左右摇摆, 使其与酸液 310 充分反应, 进而移除薄膜表面的原子, 以达到蚀刻的目的。由图 可知, 蚀刻的效果与蚀刻的时间、 冲洗的喷洒压力、 酸液温度和酸液的消耗过程有直接的关 系。 其中, 蚀刻的时间、 反应的温度、 喷洒的压力等都可以籍由相关的仪器直接获得, 但是酸 液的消耗 ( 实时反应的浓度 ) 却很难直接量测。
     首先以先进制程控制单元 120 收集传感器信息。该蚀刻制程有 40 个制程参数, 其中有 10 个制程参数对蚀刻的宽度有相当大的影响。在这 10 个制程参数中, 蚀刻的温度 (Temperature) 和蚀刻液的流速 (Flow Rate) 为最重要的制程参数, 其余的制程参数是为 了要使制程稳定的制程参数。接着原始数据处理单元 130 将所有制程参数进行前处理, 针 对各个制程参数 的及其蚀刻后面板的关键尺寸值 进行 z- 分数, 即: 减去平 均数 (μi, μi, 除以标准偏差 (σi, σi, 如下列方程式所示 : x, y), x, y),
     式中,为制程参数 xi(k) 的标准化值 ;为关键尺寸 y(k) 的标准化值 ; μi, x为制程参数 xi(k) 的平均值, μi, σi, y 为关键尺寸 y(k) 的平均值 ; x 为制程参数 xi(k) 的标 准差 ; σi,y 为关键尺寸 y(k) 的标准差 ; i 为制程参数的序号 ; L 为制程参数的总个数 ; k为 量测面板的序号 ; N 为量测面板的总个数。
     接着关键参数挑选单元 140 藉由逐步回归方法挑选出影响抽样量测的面板品质 的关键制程参数。其系对所有的制程参数做一个筛选的动作, 并非所有制程参数同时拿来 进行建模, 而是依据解释能力的大小, 逐步的检视每一个制程参数的影响, 将对模型有贡献 的制程参数选择为模型最终所使用的制程参数。每一步选进或剔除制程参数的依据是偏 F 值。假定当某制程参数的偏 F 值大于进入阈值时则将该制程参数选进模型, 而当制程参数 的偏 F 值小于剔除阈值时则将该制程参数剔除出模型。通常, 进入阈值会大于等于剔除阈 值。藉由关键参数挑选单元 140 可以获取影响面板 CD 的关键制程参数 :
     式中, p 为关键制程参数的个数。
     关键参数挑选单元 140 接着把选出来的制程参数当成输入制程参数, 而蚀刻后的 CD 值当成系统输出值, 利用线性最小二乘算法, 获取系统的模型, 这里要注意的是, 模型的 系数必须具有物理意义, 即: 需要解有约束的优化方程 :
     s.t.ai < 0
     式中, ai 系统模型的系数, J 为累积的误差值
     然后针对同一配方下的多个面板, 考虑各个产品的产品效益, 使用 ANCOVA 技术来 建立统一的初始模型 :
     (11)式中,为面板的预估关键尺寸值, τj 为产品的效益, j 为产品的序号, m 为总产品数。
     接着利用 ANCOVA 的模型, 对所有建模的输入制程参数 进行模型预测, 得到当下 进而得到系统的残差 η(k) :的估计值
     式中, η(k) 初始模型的估计残差。
     接着采用时间序列拟合的方法, 拟合 IMA(1, 1) 的模型参数 θ, 其拟合结果如第 4 图所示, 从而得到最终虚拟量测模型 :
     式中, ε(k) 为最终的模型误差, θ 为 IMA(1, 1) 的参数
     为了克服系统的扰动, 需要用固定采样频率的量测动作来更新系统的误差 ε(k), 此时, 并不需要量测每一种面板的 CD 值, 只需量测在相同制程配方下的某种面板的 CD 值, 以捕获系统当下的扰动情况。本实施例之评估指标系使用均方误差 (MSE), 如下方程序所 示:
     本实施例的预测结果如图 5 所示, 图 5 共有 4 种规格的面板, 其中实线为实际量测 CD 值, 虚线则为虚拟量测 CD 值。#1-#4 产品的 MSE 分别为 : 0.116、 0.177、 0.257 与 0.354 分 2 别如图 5(a)、 5(b)、 5(c)、 5(d) 所示, 而平均 R 为 80%, 由此可知其变量解释模型的能力相 当好。
     本发明藉由逐步回归方法挑选出关键的制程参数来建立虚拟量测模型, 藉此可提 高现场工程师对该些制程参数对面板质量影响的了解, 且其更藉由共变异数分析技术建立 虚拟量测模型, 藉此可对同一制程配方但不同规格的各式面板进行精准的质量预测, 同时 藉由时间序列分析方法, 提高虚拟量测模型的预测精度。
    

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1、10申请公布号CN101976045A43申请公布日20110216CN101976045ACN101976045A21申请号201010262322522申请日20100825G05B13/04200601H01L21/6620060171申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市学府路301号72发明人陈山潘天红盛碧琦74专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人楼高潮54发明名称用于TFTLCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法与系统57摘要本发明公开一种用于TFTLCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法与系统,先进制程控制单元获取至少一制程机台的制程参数资料值;量测机台获取面板品。

2、质量测值,面板品质数据处理单元将抽样的面板品质量测值先减去面板品质量测值的平均值,再除以面板品质量测值的标准偏差;关键参数挑选单元挑选关键制程参数数据值,线性模型预估单元以线性最小二乘算法建立初始预估模型;多产品效益处理单元产生初始多产品预估模型;干扰项系数处理单元得到估计值,以时间序列回归算法处理该误差值,产生干扰项系数后建立虚拟量测模型单元。本发明能对同一制程配方但不同规格的各式面板进行质量预测,降低抽样量测的频率,减轻预估模型的复杂度。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图5页CN101976050A1/2页21一种用于TFTLCD蚀刻。

3、制程的面板品质虚拟量测方法,其特征是采用如下步骤1先进制程控制单元120获取至少一制程机台110的制程参数资料值131后,原始数据处理单元130将各制程参数数据值131先减去制程参数数据值131的平均值,再除以制程参数数据值131的标准偏差;2量测机台190获取抽样量测加工后的面板品质量测值192,面板品质数据处理单元191将抽样的面板品质量测值192先减去面板品质量测值192的平均值,再除以面板品质量测值192的标准偏差;3关键参数挑选单元140以逐步回归的方式从制程参数数据值131中挑选关键制程参数数据值141,且当制程参数数据值131其中之一的偏F值大于且进入阈值时,则该制程参数数据值1。

4、31被设定为关键制程参数数据值141;4线性模型预估单元150根据关键制程参数数据值141及其对应的实际面板品质量测值192的关系,以线性最小二乘算法建立初始预估模型151;5在初始预估模型151的基础上将同一配方下误差的总变动量,依产品种类解成不同的部份,再以假设检定的方法来判断这些产品因素是否确实能解释资料的变动,多产品效益处理单元160根据同一配方下各个面板的产品效益产生初始多产品预估模型161;6干扰项系数处理单元170根据关键制程参数数据值141,由初始多产品预估模型161得到估计值,并计算该估计值与各估计值所对应的实际面板品质量测值192之间的误差值,以时间序列回归算法处理该误差值。

5、,产生干扰项系数171后建立虚拟量测模型单元180。2根据权利要求1所述的用于TFTLCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法,其特征是步骤3中关键参数挑选单元140从制程参数数据值131中挑选与面板品质量测值192最相关的关键制程参数数据值141时,先在所有的制程参数数据值131中寻找出对最终面板品质最大的偏F值,再将其加入模型中形成第一模型210,再将剩下的制程参数数据值131个别加入第一模型210中计算其偏F值,确定该制程参数数据值131是否大于进入阈值,然后挑选出最大的偏F值加入模型中形成第二模型220,当第二模型220中的制程参数数据值131超过3个后,将其个别移出第二模型220看其偏F值。

6、是否有小于剔除阈值,然后挑选出偏F值最小的制程参数数据值131予以删除后再继续加入其他制程参数数据值131,如此一直执行直至达到设定所需的制程参数数据值131个数后,或当剩下的制程参数数据值131个别加入模型都小于进入阈值时即停止。3根据权利要求2所述的用于TFTLCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法,其特征是由公式Y1X1、Y1X12X2先计算面板品质的估计值,并根据实际的面板品质量测值192,由公式得到回归的平方和SSR1、SSR2以及残权利要求书CN101976045ACN101976050A2/2页3差平方和MSE1,再由公式算出偏F值;公式中为面板的品质,为制程参数数据值,为第二模型参。

7、数,为预估误差,N为量测面板的个数,为估计的模型系数,P是估计的模型系数的个数,P3。4一种用于TFTLCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测系统,包含一制程机台110、一先进制程控制单元120和一量测机台190、制程机台110的输出连接先进制程控制单元120的输入,其特征是先进制程控制单元120的输出连接原始数据处理单元130的输入,原始数据处理单元130的输出连接关键参数挑选单元140的输入,关键参数挑选单元140的输出连接线性模型预估单元150的输入,线性模型预估单元150的输出连接多产品效益处理单元160的输入,多产品效益处理单元160的输出连接干扰项系数处理单元170的输入,干扰项系数处理单。

8、元170的输出连接虚拟量测模型单元180的输入;所述量测机台190的输出连接面板品质数据处理单元191的输入,面板品质数据处理单元191的输出连接多产品效益处理单元160的输入;将干扰项系数处理单元170与关键参数挑选单元140相连。权利要求书CN101976045ACN101976050A1/7页4用于TFTLCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法与系统技术领域0001本发明涉及一种用于预测薄膜晶体管液晶显示器TFTLCD制程的面板品质虚拟量测方法及其系统,特别是一种应用于TFTLCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法及其系统。背景技术0002目前,在TFTLCD的前段制程中,蚀刻制程是在以光阻剂部。

9、份覆盖在要保留的薄膜上,并曝光显影后,用物理或化学的方式将之去除的制程,以形成所需要的图案。蚀刻制程依照蚀刻精度、蚀刻手段及目的的不同可分为湿式蚀刻法及干式蚀刻法两大种类。其中,干式蚀刻法包含了电浆蚀刻法,以及反应性离子蚀刻法;而湿蚀刻则是使用各种化学溶液,经由与被露出的薄膜产生化学反应以达到蚀刻的目的。蚀刻技术的好坏决定电路的关键尺寸CD,故在蚀刻制程完成之后,会进行蚀刻后检视,以判断蚀刻过程中是否有变异发生,确保面板生产过程的良率。0003目前,基于成本的考虑,大部份TFTLCD的制程对于生产机台的面板品质检测方法都采用抽样检查的方式,即每天对该机台抽样13个同一规格的面板产品,以便监测生。

10、产的质量是否稳定,从而决定面板产品的质量。然而,若面板在制造的过程中出现问题,就必须等待检测时才会发现,而此时出现问题的生产机台可能已经产出多批不良品。因此,从制程的操作变量发生变化到面板质量出现问题,便会有一定的时间落后。所以,如何在最短的时间内发现面板的质量是否出现问题,便是面板制造商面临的主要问题之一。为了提高机台的生产效率,多数的生产线同时都会有多种不同规格的面板同时生产,常规的抽样量测方法通常是会对每种面板进行抽样,这无疑会增加检测的工作量,延长面板的生产时间。因此,如何降低抽检的成本,提高抽检效率,同样也是面板厂商面临的主要问题之一。0004虚拟量测VM技术是解决上述问题的主要手段。

11、之一,其基本概念是利用大量的可以在线测量的过程变量,如先进制程控制数据APC去估计生产面板的质量,以便于在生产机台发生异常时能及时发现,并且同时鉴别出不良品,以节约后续制程的能源,并提高生产的良率。然而,APC系统的数据量庞大,且某些变量存在强烈的相关性,传统的处理方法是采用统计回归的方法,而其中应用最多的,就是主成分回归分析PCR与部分最小平方PLS方法。但对于PCR/PLS方法来说,它是将数据压缩之后来取代原始变量,以致于现场工程师无法理解各个变量对面板质量的影响,也无法找到发生变异的关键因素。因此,为了能更好地了解或掌握生产系统,以有物理意义的变量来建立预估模型无疑是非常有利的。这些有物。

12、理意义的变量对系统的故障诊断,以及提高系统的运行效率都是很有参考价值的。另外,在TFTLCD制程中存在很多的不可测的变量,比如在TFTLCD的蚀刻制程中,蚀刻液的实际消耗量或蚀刻液中离子的浓度等,皆无法精确的量测。然而这些变量却会直接影响蚀刻制程后面板的最终关键尺寸值。因此,在虚拟量测系统中必须考虑这些因素的影响,来提高预估精度。0005现有的应用于半导体制程的“METHODOFMONITORINGAND/ORCONTROLLINGA说明书CN101976045ACN101976050A2/7页5SEMICONDUCTORMANUFACTURINGAPPARATUSANDASYSTEM”美国专。

13、利第6616759号,提出了一种基于PLS方法而计算出制程新的参数设定值,此方法并不能让工程师理解各个变量对面板质量的影响;而应用于半导体晶圆温度预测的“METHODFORPREDICTINGTEMPERATURE,TESTWAFERFORUSEINTEMPERATUREPREDICTIONANDMETHODFOREVALUATINGLAMPHEATINGSYSTEM”美国专利第6666577号,则提出了一种预测晶圆制程温度的方法,此方法只能适用于特定种类的机台,缺乏通用性。中国专利申请号为2006101084086、名称为“半导体制造的虚拟量测预估与建立预估模型的方法与系统”公开一种建立预估。

14、模型的方法,此方法建立多个预估模型,并用相关指标选择最佳模型,但其缺陷是若多个预估的相关指标都低于给定阈值时,系统会出现无输出值。中国专利申请号为2006101498908、名称为“量测方法以及虚拟量测系统”提出一种基于类神经网络建立虚拟量测模型的方法,其缺陷是模型的训练时间长,模型的结构复杂,且容易出现局部最优的现象。发明内容0006本发明的目的就是提供一种用于预测TFTLCD制程的面板品质虚拟量测方法及其系统,以解决现有虚拟量测方法因将数据压缩来取代原始变量,以致于现场工程师无法理解各个变量对面板质量的影响,也无法找到发生变异的关键因素的问题;同时降低多产品抽样量测的频率;此外,解决制程不。

15、可测变量对面板品质的影响,提高虚拟量测的精度。0007本发明的虚拟量测方法采用的技术方案是采用如下步骤00081先进制程控制单元获取至少一制程机台的制程参数资料值后,原始数据处理单元将各制程参数数据值先减去制程参数数据值的平均值,再除以制程参数数据值的标准偏差;00092量测机台获取抽样量测加工后的面板品质量测值,面板品质数据处理单元将抽样的面板品质量测值先减去面板品质量测值的平均值,再除以面板品质量测值的标准偏差;00103关键参数挑选单元以逐步回归的方式从制程参数数据值中挑选关键制程参数数据值,且当制程参数数据值其中之一的偏F值大于且进入阈值时,则该制程参数数据值即被设定为关键制程参数数据。

16、值;00114线性模型预估单元则根据关键制程参数数据值及其对应的实际面板品质量测值的关系,以线性最小二乘算法建立初始预估模型;00125在初始预估模型的基础上将同一配方下误差的总变动量,依产品种类解成不同的部份,多产品效益处理单元根据同一配方下各个面板的产品效益产生初始多产品预估模型;00136干扰项系数处理单元根据关键制程参数数据值,由初始多产品预估模型得到估计值,并计算该估计值与各估计值所对应的实际面板品质量测值之间的误差值,以时间序列回归算法处理该误差值,产生干扰项系数后建立虚拟量测模型单元。0014本发明的虚拟量测系统采用的技术方案是包含一制程机台、一先进制程控制单元和一量测机台、制程。

17、机台的输出连接先进制程控制单元的输入,先进制程控制单元的输出连接原始数据处理单元的输入,原始数据处理单元的输出连接关键参数挑选单元的输说明书CN101976045ACN101976050A3/7页6入,关键参数挑选单元的输出连接线性模型预估单元的输入,线性模型预估单元的输出连接多产品效益处理单元的输入,多产品效益处理单元的输出连接干扰项系数处理单元的输入,干扰项系数处理单元的输出连接虚拟量测模型单元的输入;所述量测机台的输出连接面板品质数据处理单元的输入,面板品质数据处理单元的输出连接多产品效益处理单元的输入;将干扰项系数处理单元与关键参数挑选单元相连。0015本发明具有如下优点00161由逐。

18、步回归方法挑选出关键的制程参数来建立虚拟量测模型,藉此可提高现场工程师对该些制程参数对面板质量影响的了解。00172藉由ANCOVA建立虚拟量测模型,藉此可对同一制程配方但不同规格的各式面板进行质量预测,降低抽样量测的频率,减轻预估模型的复杂度。00183由时间序列技术弥补不可测参数对面板质量的影响。附图说明0019图1为本发明用于TFTLCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测系统的构造示意图;0020图2为本发明挑选关键制程参数数据值示意图;0021图3为本发明用于预测TFTLCD制程面板品质的虚拟量测系统实施例示意图;0022图4为本发明时间序列法拟合结果示意图;0023图5为本发明多产品虚拟量测。

19、结果示意图;0024图中110制程机台;120先进制程控制单元;130原始数据处理单元;131制程参数资料值;140关键参数挑选单元;141关键制程参数数据值;150线性模型预估单元;160多产品效益处理单元;161初始多产品预估模型;170干扰项处理单元;171干扰项系数;180虚拟量测模型单元;190量测机台;191产品品质数据处理单元;192产品品质量测值;210第一模型;220第二模型;230第三模型;240第四模型;250第五模型;260第四制程参数集合;270第三制程参数集合;280第二制程参数集合;290第一制程参数集合;310酸液;320蚀刻槽;330面板;340输送装置;35。

20、0供液装置;360输送泵;370储存槽;380喷头装置。具体实施方式0025参阅图1,本发明用于预测TFTLCD制程面板品质的虚拟量测系统包含一制程机台110、一先进制程控制单元120、一原始数据处理单元130、一关键参数挑选单元140、一线性模型预估单元150、一量测机台190、一面板品质数据处理单元191、一多产品效益处理单元160、一干扰项系数处理单元170、以及一虚拟量测模型单元180。制程机台110的输出连接先进制程控制单元120的输入,先进制程控制单元120的输出连接原始数据处理单元130的输入,原始数据处理单元130的输出连接关键参数挑选单元140的输入,关键参数挑选单元140的。

21、输出连接线性模型预估单元150的输入,线性模型预估单元150的输出连接多产品效益处理单元160的输入,多产品效益处理单元160的输出连接干扰项系数处理单元170的输入,干扰项系数处理单元170的输出连接虚拟量测模型单元180的输入。量测机台190的输出连接面板品质数据处理单元191的输入,面板品质数据处理单元191的输出连接多产品效益处理单元160的输入;同时,将干扰项系数处理单元170与关键参数挑选说明书CN101976045ACN101976050A4/7页7单元140相连。0026先进制程控制单元120获取至少一制程机台110的APC系统的制程参数资料值131后;再以原始数据处理单元13。

22、0对该制程参数数据值131进行标准化,进行标准化时,原始数据处理单元130将各制程参数数据值131先减去制程参数数据值131的平均值,再除以制程参数数据值131的标准偏差。量测机台190获取抽样量测加工后的面板品质量测值192,再以面板品质数据处理单元191对该面板品质量测值192进行标准化,标准化时,面板品质数据处理单元191将抽样的面板品质量测值192先减去面板品质量测值192的平均值,再除以面板品质量测值192的标准偏差。以关键参数挑选单元140从制程参数数据值131中挑选与面板品质量测值192最相关的关键制程参数数据值141,挑选时,关键参数挑选单元140以逐步回归的方式,即按着制程参。

23、数数据值131对面板品质贡献大小,由大到小地逐个引入回归方程;而已被引入回归方程的制程参数,在引入新的制程参数后也可能失去重要性,而需要从回归方程中剔除出去。这样,就由制程参数数据值131中挑选最相关的关键制程参数数据值141,且当制程参数数据值131其中之一的偏F值大于且进入阈值时,则该制程参数数据值131即被设定为关键制程参数数据值141,而当制程参数数据值131其中之一的偏F值小于且剔除阈值时,则该制程参数数据值即不被设定为关键制程参数数据值其中之一。线性模型预估单元150则根据关键制程参数数据值141及其对应的实际面板品质量测值192的关系,以实际面板品质量测值与预估面板品质值的误差平。

24、方和最小为准则,用线性最小二乘算法建立一初始预估模型151;在初始预估模型151的基础上,藉由共变异数分析方法ANCOVA,即将同一配方下误差的总变动量,依产品种类解成不同的部份,再以假设检定的方法来判断这些产品因素是否确实能解释资料的变动。多产品效益处理单元160根据同一配方下各个面板的产品效益产生一初始多产品预估模型161;干扰项系数处理单元170根据关键制程参数数据值141,由初始多产品预估模型161得到估计值,并计算该估计值与各估计值所对应的实际面板品质量测值192之间的误差值,按时间序列排序,再籍由曲线拟合与参数估计的时间序列回归算法,处理该误差值,产生一干扰项系数171后,建立虚拟。

25、量测模型单元180。0027参阅图2,关键参数挑选单元140从制程参数数据值131中挑选与面板品质量测值192最相关的关键制程参数数据值141时,一开始先在所有的制程参数数据值131中寻找出对最终面板品质最有贡献的制程参数数据值131,即最大的偏F值,再将其加入模型中形成图2中的第一模型210,接着,将剩下的制程参数数据值131个别加入第一模型210中,计算其偏F值,来确定该制程参数数据值131是否对模型有所贡献,大于进入阈值,然后挑选出最有贡献的制程参数数据值131加入模型中形成第二模型220,当第二模型中的制程参数数据值131超过3个之后,就需做制程参数数据值131的剔除检定,也就是将制程。

26、参数数据值131个别移出第二模型看其偏F值是否有小于剔除阈值,然后挑选出偏F值最小的制程参数数据值131予以删除后再继续加入其他制程参数数据值131。如此一直执行下去直至达到所设定所需的制程参数数据131值个数后,或者是当剩下的制程参数数据值131个别加入模型都小于进入阈值时,即会停止。0028偏F值的计算步骤为由以下公式1、2先计算面板品质的估计值,并根据实际的面板品质量测值192,由公式5得到回归的平方和SSR1、SSR2,以及残差平方和MSE1,再籍由公式3算出偏F值。说明书CN101976045ACN101976050A5/7页80029下面将详细叙述从第一制程参数集合290中选取第一。

27、个制程参数数据值X1加入第一模型210后,如何从第二制程参数数据集合280X2,X3,XP挑选出适当的制程参数数据值进入第一模型210之中。0030第一模型210为方程式0031Y1X110032将制程参数数据值X2加入第一模型210形成第二模型220,则,第二模型220的方程变化为0033Y1X12X220034此时再以下列公式计算其偏F值00350036式中,1与2是指代第一模型210,第二模型220。SSR、MSE由公式5算出。0037此时,F大于进入阈值时,则加入制程参数数据值X2,反之,则不加入。0038以下将详细解说SSR及MSE的计算方法0039公式2可改写为0040YXTB40。

28、041式中为面板的品质,为制程参数值,为第二模型参数,为预估误差,N为量测面板的个数,0042而00430044004500460047其中,为估计的模型系数,P是估计的模型系数的个数,P3。0048这样,在第二制程参数集合280X2,X3,XP中,制程参数X3的F值最大,最终的第二模型220包含制程参数X1和X3。而剩余未挑选的制程参数集合变化为第三制程参数集合270X2,X4,X5,XP。0049同理,依据上述方法,依次计算第三制程参数集合270中所有制程参数的F值,将最大F值所对应的制程参数X4加入第三模型230,得到第三模型方程0050Y1X12X33X460051即第三模型230包含。

29、制程参数X1,X3,X4。0052由于第三模型包含的参数个数大于3,需要做剔除检定,依次将第三模型230中的制程参数X1,X3,X4从方程6中剔除,并由公式3计算其对应的偏F值总共3个值,此时,制程参数X4所对应的F值最小,且小于005,需要从第三模型230中剔除,即得到第说明书CN101976045ACN101976050A6/7页9四模型240,而此时剩余参数集合变化为第四制程参数集合260X2,X3,X5,XP。0053依次类推,依据挑选变数的方法,第四制程参数集合260中,挑选关键参数加入第四模型中,得到第五模型250,直到没有任何变数加入与剔除为止。0054实施例0055参阅图3,本。

30、发明系统在实施时,由蚀刻槽320、酸液310、喷头装置380,供液装置350、输送泵360、储存槽370,以及输送装置340等构成。面板330放置在输送装置340上,并以39至44的酸液自喷头装置380的喷嘴洒向面板330,面板330藉由输送装置340左右摇摆,使其与酸液310充分反应,进而移除薄膜表面的原子,以达到蚀刻的目的。由图可知,蚀刻的效果与蚀刻的时间、冲洗的喷洒压力、酸液温度和酸液的消耗过程有直接的关系。其中,蚀刻的时间、反应的温度、喷洒的压力等都可以籍由相关的仪器直接获得,但是酸液的消耗实时反应的浓度却很难直接量测。0056首先以先进制程控制单元120收集传感器信息。该蚀刻制程有4。

31、0个制程参数,其中有10个制程参数对蚀刻的宽度有相当大的影响。在这10个制程参数中,蚀刻的温度TEMPERATURE和蚀刻液的流速FLOWRATE为最重要的制程参数,其余的制程参数是为了要使制程稳定的制程参数。接着原始数据处理单元130将所有制程参数进行前处理,针对各个制程参数的及其蚀刻后面板的关键尺寸值进行Z分数,即减去平均数I,X,I,Y,除以标准偏差I,X,I,Y,如下列方程式所示005700580059式中,为制程参数XIK的标准化值;为关键尺寸YK的标准化值;I,X为制程参数XIK的平均值,I,Y为关键尺寸YK的平均值;I,X为制程参数XIK的标准差;I,Y为关键尺寸YK的标准差;I。

32、为制程参数的序号;L为制程参数的总个数;K为量测面板的序号;N为量测面板的总个数。0060接着关键参数挑选单元140藉由逐步回归方法挑选出影响抽样量测的面板品质的关键制程参数。其系对所有的制程参数做一个筛选的动作,并非所有制程参数同时拿来进行建模,而是依据解释能力的大小,逐步的检视每一个制程参数的影响,将对模型有贡献的制程参数选择为模型最终所使用的制程参数。每一步选进或剔除制程参数的依据是偏F值。假定当某制程参数的偏F值大于进入阈值时则将该制程参数选进模型,而当制程参数的偏F值小于剔除阈值时则将该制程参数剔除出模型。通常,进入阈值会大于等于剔除阈值。藉由关键参数挑选单元140可以获取影响面板C。

33、D的关键制程参数00610062式中,P为关键制程参数的个数。0063关键参数挑选单元140接着把选出来的制程参数当成输入制程参数,而蚀刻后的CD值当成系统输出值,利用线性最小二乘算法,获取系统的模型,这里要注意的是,模型的系数必须具有物理意义,即需要解有约束的优化方程0064说明书CN101976045ACN101976050A7/7页100065STAI00066式中,AI系统模型的系数,J为累积的误差值0067然后针对同一配方下的多个面板,考虑各个产品的产品效益,使用ANCOVA技术来建立统一的初始模型00681100690070式中,为面板的预估关键尺寸值,J为产品的效益,J为产品的序。

34、号,M为总产品数。0071接着利用ANCOVA的模型,对所有建模的输入制程参数进行模型预测,得到当下的估计值进而得到系统的残差K00720073式中,K初始模型的估计残差。0074接着采用时间序列拟合的方法,拟合IMA1,1的模型参数,其拟合结果如第4图所示,从而得到最终虚拟量测模型007500760077式中,K为最终的模型误差,为IMA1,1的参数0078为了克服系统的扰动,需要用固定采样频率的量测动作来更新系统的误差K,此时,并不需要量测每一种面板的CD值,只需量测在相同制程配方下的某种面板的CD值,以捕获系统当下的扰动情况。本实施例之评估指标系使用均方误差MSE,如下方程序所示0079。

35、0080本实施例的预测结果如图5所示,图5共有4种规格的面板,其中实线为实际量测CD值,虚线则为虚拟量测CD值。14产品的MSE分别为0116、0177、0257与0354分别如图5A、5B、5C、5D所示,而平均R2为80,由此可知其变量解释模型的能力相当好。0081本发明藉由逐步回归方法挑选出关键的制程参数来建立虚拟量测模型,藉此可提高现场工程师对该些制程参数对面板质量影响的了解,且其更藉由共变异数分析技术建立虚拟量测模型,藉此可对同一制程配方但不同规格的各式面板进行精准的质量预测,同时藉由时间序列分析方法,提高虚拟量测模型的预测精度。说明书CN101976045ACN101976050A1/5页11图1说明书附图CN101976045ACN101976050A2/5页12图2说明书附图CN101976045ACN101976050A3/5页13图3说明书附图CN101976045ACN101976050A4/5页14图4说明书附图CN101976045ACN101976050A5/5页15图5说明书附图CN101976045A。

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