[发明专利]用于TFT-LCD蚀刻制程的面板品质虚拟量测方法与系统

说明书

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