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CN114270472B - 用于等离子体刻蚀中的端点检测的合成波长 - Google Patents

用于等离子体刻蚀中的端点检测的合成波长 Download PDF

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CN114270472B CN202080058806.XA CN202080058806A CN114270472B CN 114270472 B CN114270472 B CN 114270472B CN 202080058806 A CN202080058806 A CN 202080058806A CN 114270472 B CN114270472 B CN 114270472B
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Abstract

描述了一种用于使用光发射光谱法(OES)数据作为输入来确定刻蚀工艺端点的方法。OES数据由等离子体刻蚀加工室中的光谱仪获取。首先对获取的随时间演变的光谱数据进行过滤和去平均，并且随后使用诸如主分量分析等多变量分析将该数据变换为经变换的光谱数据或趋势，在该多变量分析中，使用先前计算的主分量权重来完成该变换。通过将主分量权重分组为与正自然波长和负自然波长相对应的两个单独的组，来创建单独的有符号趋势(合成波长)。

Description

用于等离子体刻蚀中的端点检测的合成波长
相关申请的交叉引用
本申请与2019年8月22日提交的名称为“Synthetic Wavelengths for EndpointDetection in Plasma Etching[用于等离子体刻蚀中的端点检测的合成波长]”的美国专利申请16/548,333有关并且要求其优先权权益，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
技术领域
本申请涉及一种用于例如在半导体制造中控制衬底上的结构的刻蚀工艺的方法和系统。更具体地，本申请涉及一种用于确定衬底的刻蚀工艺的端点的方法。
相关申请
本申请与名称为“Method of endpoint detection of plasma etching processusing multivariate analysis[使用多变量分析的等离子体刻蚀工艺端点检测方法]”的美国专利9,330,990(‘990)、以及名称为“Method of endpoint detection of plasmaetching process using multivariate analysis[使用多变量分析的等离子体刻蚀工艺端点检测方法]”的美国专利10,002,804有关。
相关技术的说明
在制造半导体器件、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)和一些光伏装置(PV)的过程中，等离子体刻蚀工艺通常与光刻法结合使用。通常，首先将诸如光刻胶等辐射敏感材料层涂覆在衬底上，并将其暴露于图案化光以向其赋予潜影。随后，曝光的辐射敏感材料被显影以去除曝光的(或者如果使用了负色调光刻胶，则是未曝光的)辐射敏感材料，从而留下辐射敏感材料的图案，该图案暴露了随后要刻蚀的区域并且覆盖了不希望刻蚀的区域。在刻蚀工艺(例如，等离子体刻蚀工艺)期间，将衬底和辐射敏感材料图案暴露于等离子体加工室中的高能离子，以去除辐射敏感材料下方的材料，以便形成诸如通孔、沟槽等刻蚀特征。在下方材料中刻蚀了特征之后，使用剥离工艺将辐射敏感材料的剩余部分从衬底上去除，以暴露所形成的刻蚀结构以备进一步加工。
在诸如半导体器件等许多类型的器件中，在覆盖在第二材料层上的第一材料层中执行等离子体刻蚀工艺，并且重要的是，一旦刻蚀工艺已经在第一材料层中形成开口或图案就准确地停止刻蚀工艺，而不继续刻蚀下方的第二材料层。
为了控制刻蚀工艺，使用了各种类型的端点控制，其中一些端点控制依赖于分析等离子体加工室中的气体的化学成分，以便推断刻蚀工艺是否已经进行到例如具有与被刻蚀层的化学组成不同的化学组成的下方层。其他工艺可能依赖于直接对被刻蚀结构进行原位测量。在前一组中，光发射光谱法(OES)经常用于监测等离子体加工室中的气体的化学成分。等离子体加工室中的气体的化学物质被所使用的等离子体激发机制激发，并且被激发的化学物质在等离子体的光发射光谱中产生不同的光谱特征。由于例如清除被刻蚀层以及暴露衬底上的下方层而导致的光发射光谱的变化可以被监测并用于精确结束刻蚀工艺(即，到达端点)，以避免刻蚀下方层或形成诸如底切等其他影响良率的缺陷。
取决于被刻蚀结构的类型和刻蚀工艺参数，等离子体的光发射光谱在刻蚀工艺端点处的变化可能非常明显且易于检测，或者相反，细微且非常难以检测。例如，对开孔率非常低的结构进行刻蚀可能会导致使用当前处理OES数据的算法难以进行端点检测。因此，需要进行改进，以使得基于OES数据的刻蚀端点检测在这种具有挑战性的刻蚀工艺条件下更加稳健。
发明内容
本申请的特征涉及一种用于在刻蚀工艺中确定刻蚀工艺端点的方法，其中，在该端点处，一旦刻蚀工艺已经在第一材料层中形成开口或图案就准确地停止刻蚀工艺，而不继续刻蚀下方的第二材料层。
在一个非限制性实施例中，获取不同刻蚀加工运行的OES数据，以获得OES数据矩阵、平均OES数据矩阵和均值OES数据矩阵。使用该数据以使得可以建立所获取的OES数据的多变量模型。一旦建立了OES数据的多变量模型，随后就将其用于原位刻蚀端点检测。
对具有相似行为的波长进行分组的分析用于确定权重向量P，以将OES数据向量变换到趋势域中。优选地，通过将主分量权重分组为与正自然波长和负自然波长相对应的两个单独的组，来创建单独的有符号趋势(合成波长)。
确定了合成波长之后，在原位刻蚀端点检测期间，绘制合成波长的时间演变值的函数形式与时间的关系，以确定刻蚀工艺的端点。
例如，在一个实施例中，计算合成波长比率的时间演变或合成波长比率的时间导数的时间演变。然而，在其他实施例中，可以计算任何其他函数形式，诸如合成波长比率的平方或者仅是单一有符号合成波长或者仅是自然波长趋势。
在进一步的非限制性实施例中，为了补偿不同晶圆之间的OES漂移，在主分量分析(PCA)方法中使用归一化OES光谱。
在计算出时间演变趋势变量之后，判定是否已达到端点。如果确实已经达到端点，则刻蚀工艺结束，否则刻蚀工艺继续，并且持续监测刻蚀端点。
合成波长的生成使得端点检测的趋势与自然波长相似，但具有信噪比(SNR)更高的端点信号。
附图说明
鉴于以非限制性方式给出的描述、结合所附附图，将更好地理解本申请，在附图中：
图1是具有光检测设备(其包括用于获取OES数据的光谱仪)的示例性等离子体刻蚀加工系统的示意图，以及实施本文描述的刻蚀端点检测方法的控制器。
图2是使用多变量分析来准备刻蚀端点数据以供稍后用于原位刻蚀点检测的方法的示例性流程图。
图3是使用PCA分析来准备刻蚀端点数据以供稍后用于原位刻蚀点检测的方法的示例性流程图。
图4是原位刻蚀端点检测方法的示例性流程图。
图5示出了涉及合成波长趋势比率和单一波长趋势的趋势变量函数形式的时间导数的时间演变的示例性曲线图。
图6A示出了涉及合成波长趋势比率的趋势变量函数形式的时间演变的示例性曲线图。
图6B示出了涉及合成波长趋势比率的图5A的趋势变量函数形式的时间导数的时间演变的示例性曲线图。
图7A示出了涉及单一波长的趋势变量函数形式的时间演变的示例性曲线图。
图7B示出了涉及单一波长的图6A的趋势变量函数形式的时间导数的时间演变的示例性曲线图。
图8A示出了涉及单一波长的趋势变量函数形式的时间导数的时间演变的示例性曲线图。
图8B示出了涉及合成波长趋势比率的趋势变量函数形式的时间导数的时间演变的示例性曲线图。
图8C示出了涉及单一合成波长的趋势变量函数形式的时间导数的时间演变的示例性曲线图，并进行了归一化。
具体实施方式
在整个本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的提及意味着与实施例相结合描述的特定特征、结构、材料、或特性包括在本申请的至少一个实施例中，但是不表示它们存在于每个实施例中。因此，在整个本说明书中各处出现的“在一个实施例中”或“在实施例中”的短语不一定指本申请的同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式来组合特定特征、结构、材料或特性。
根据本申请的实施例，图1中描绘了等离子体刻蚀加工系统10和控制器55，其中，控制器55耦接到等离子体刻蚀加工系统10。控制器55被配置为使用从设置在等离子体刻蚀加工系统10中的各种传感器获得的数据来监测等离子体刻蚀加工系统10的性能。例如，控制器55可以用于控制等离子体刻蚀加工系统10的各种部件，以检测故障、以及检测刻蚀工艺的端点。
根据图1中描绘的本申请的所展示的实施例，等离子体刻蚀加工系统10包括加工室15、衬底固持器20(其上附连有要加工的衬底25)、气体注入系统40以及真空泵送系统58。例如，衬底25可以是半导体衬底、晶圆或LCD。例如，等离子体刻蚀加工系统10可以被配置为促进在邻近衬底25表面的加工区域45中生成等离子体，其中，等离子体是经由加热的电子与可电离气体之间的碰撞而形成的。经由气体注入系统40引入可电离气体或气体混合物，并且调整工艺压力。期望的是，利用等离子体来产生特定于预定材料工艺的材料，并且帮助从衬底25的暴露表面上去除材料。例如，控制器55可以用于控制真空泵送系统58和气体注入系统40。
例如，衬底25可以经由机械衬底转移系统通过槽阀(未示出)和腔室馈通(未示出)被移入和移出等离子体刻蚀加工系统10，在该等离子体刻蚀加工系统中，衬底被容纳于衬底固持器20内的衬底提升销(未示出)接收，并且被容纳于衬底固持器中的设备机械地平移。一旦从衬底转移系统接收到衬底25，衬底就被下送到衬底固持器20的上表面。
例如，衬底25可以经由静电夹持系统28附连至衬底固持器20。此外，衬底固持器20可以进一步包括冷却系统，该冷却系统包括再循环冷却剂流，该再循环冷却剂流从衬底固持器20接收热量并将热量传递到热交换器系统(未示出)，或者当加热时传递来自热交换器系统的热量。此外，可以经由背面气体输送系统26将气体输送到衬底的背面，以改善衬底25与衬底固持器20之间的气隙热导率。在升高或降低的温度下要求对衬底进行温度控制时，可以利用这种系统。例如，在超过稳态温度的温度下，衬底的温度控制可以是有用的，该稳态温度是由于从等离子体输送到衬底25的热通量与通过传导到衬底固持器20而从衬底25去除的热通量之间的平衡而实现的。在其他实施例中，可以包括诸如电阻加热元件或热电加热器/冷却器等加热元件。
继续参考图1，例如，可以通过气体注入系统40将工艺气体引入加工区域45。例如，工艺气体可以包括诸如氩气、CF4和O2或者Ar、C4F8和O2等用于氧化物刻蚀应用的气体混合物，或诸如例如O2/CO/Ar/C4F8、O2/CO/Ar/C5F8、O2/CO/Ar/C4F6、O2/Ar/C4F6、N2/H2等其他化学物质。气体注入系统40包括喷淋头，其中，工艺气体通过气体注入气室(未示出)和多孔喷淋头气体注入板(未示出)从气体输送系统(未示出)供应到加工区域45。
如图1进一步示出的，等离子体刻蚀加工系统10包括等离子体源80。例如，RF或微波功率可以从发生器82通过阻抗匹配网络或调谐器84耦合到等离子体源80。对于电容耦合(CCP)、电感耦合(ICP)和变压器耦合(TCP)等离子体源来说，向等离子体源施加RF功率的频率范围为10MHz至200MHz，并且优选地为60MHz。对于诸如电子回旋加速器(ECR)和表面波等离子体(SWP)源等微波等离子体源80，发生器82的典型工作频率在1至5GHz之间，并且优选地为约2.45GHz。SWP源80的示例是径向线隙缝天线(RLSA)等离子体源。此外，控制器55可以耦接到发生器82和阻抗匹配网络或调谐器84，以便控制将RF或微波功率施加到离子体源80。
如图1所示，可以借助于将RF功率从RF发生器30通过阻抗匹配网络32传输到衬底固持器20，来以RF电压电偏置衬底固持器20。RF偏置可以用于从形成在加工区域45中的等离子体吸引离子，以促进刻蚀工艺。向衬底固持器20施加功率的频率范围可以是0.1MHz至30MHz，并且优选地为2MHz。可替代地，可以以多种频率将RF功率施加到衬底固持器20。此外，阻抗匹配网络32用于通过最小化反射功率来最大限度地将RF功率传递到加工室15中的等离子体。可以利用各种匹配网络拓扑(例如，L型、π型、T型等)和自动控制方法。
各种传感器被配置为从等离子体刻蚀加工系统10接收工具数据。传感器可以包括等离子体刻蚀加工系统10固有的传感器和等离子体刻蚀加工系统10外在的传感器两者。固有传感器可以包括与等离子体刻蚀加工系统10的功能有关的那些传感器，该功能诸如测量氦气背面气体压力、氦气背面流量、静电吸盘(ESC)电压、ESC电流、衬底固持器20温度(或下部电极(LEL)温度)、冷却剂温度、上部电极(UEL)温度、正向RF功率、反射RF功率、RF自感DC偏置、RF峰-峰电压、室壁温度、工艺气体流速、工艺气体分压、室压力、电容器设置(即，C1和C2位置)、聚焦环厚度、RF小时、聚焦环RF小时、以及其任何统计数据。可替代地，外在的传感器可以包括与等离子体刻蚀加工系统10的功能不直接相关的那些传感器，诸如图1所示的用于监测从加工区域45中的等离子体发射的光的光检测设备34。
光检测设备34可以包括检测器，诸如用于测量从等离子体发射的总光强度的(硅)光电二极管或光电倍增管(PMT)。光检测设备34可以进一步包括诸如窄带干涉滤光片等滤光片。在替代实施例中，光检测设备34可以包括线阵CCD(电荷耦合器件)或CID(电荷注入器件)阵列以及诸如光栅或棱镜等光色散器件。另外，光检测设备34可以包括用于测量给定波长的光的单色仪(例如，光栅/检测器系统)，或者用于测量光谱的光谱仪(例如，具有旋转光栅或固定光栅)。光检测设备34可以包括来自峰值传感器系统的高分辨率OES传感器。这种OES传感器具有跨越紫外线(UV)、可见光(VIS)和近红外(NIR)光谱的宽光谱。在峰值传感器系统中，分辨率约为1.4埃，即，传感器能够收集240至1000nm的5550种波长。在峰值系统传感器中，传感器配备有高灵敏度微型光纤光学UV-VIS-NIR光谱仪，这些光谱仪又与2048像素线性CCD阵列集成。
本申请的一个实施例中的光谱仪接收通过单根光纤和集束光纤传输的光，其中，使用固定光栅将从光纤输出的光分散到线阵CCD阵列上。与上述配置类似，透过光学真空窗传输的光经由透镜或镜子聚焦到光纤的输入端上。各自针对给定光谱范围(UV、VIS和NIR)专门调谐的不同光谱仪或者覆盖UV、VIS和NIR的宽带光谱仪形成加工室的传感器。每个光谱仪包括独立的模数(A/D)转换器。最后，取决于传感器的使用情况，可以每0.01至1.0秒或更快地记录一次完整的发射光谱。
可替代地，在实施例中，光检测设备34可以采用具有全反射光学器件的光谱仪。此外，在实施例中，可以使用涉及单个光栅和单个检测器的单个光谱仪来检测整个光波长范围。用于使用例如光检测设备34来获取光学OES数据的光发射光谱法硬件的设计和使用对于光学等离子体诊断领域的技术人员来说是众所周知的。
控制器55包括微处理器、存储器以及数字I/O端口(可能包括D/A和/或A/D转换器)，该数字I/O端口能够生成足以向等离子体刻蚀加工系统10传送和激活输入、以及监测来自等离子体刻蚀加工系统10的输出的控制电压。如图1所示，控制器55可以耦接到RF发生器30、阻抗匹配网络32、气体注入系统40、真空泵送系统58、背面气体输送系统26、静电夹持系统28以及光检测设备34，并与它们交换信息。存储器中存储的程序用于根据所存储的工艺指令而与等离子体刻蚀加工系统10的前述部件交互。控制器55的一个示例是可从德克萨斯州奥斯汀的戴尔公司购买的DELL PRECISION WORKSTATION 530TM。控制器55可以相对于等离子体刻蚀加工系统10本地定位，或者其可以相对于等离子体刻蚀加工系统10远程定位。例如，控制器55可以使用直接连接、内联网和互联网中的至少一者来与等离子体刻蚀加工系统10交换数据。控制器55可以耦接到例如客户站点(即，设备厂商等)处的内联网，或者该控制器可以耦接到例如供应商站点(即，设备制造商)处的内联网。另外，例如，控制器55可以耦接到互联网。此外，另一计算机(即，控制器、服务器等)可以例如经由直接连接、内联网和互联网中的至少一者来访问控制器55以交换数据。如本文进一步描述的，控制器55还基于从光检测设备34提供的输入数据来实施用于检测在等离子体刻蚀加工系统10中执行的刻蚀工艺的端点的算法。
在等离子体刻蚀工艺中，使用光发射光谱法的端点检测(EPD)是控制晶圆间刻蚀一致性的重要技术。监测根据一个或两个选定的光发射波长产生的时变趋势揭示了端点，以暂停或停止刻蚀工艺。使用合成波长的多变量数据分析有助于提高SNR以及EPD的稳健性。然而，根据多变量数据分析生成的合成波长通常无法保持自然波长的一些固有特性，比如具有物理意义。
使用多变量模型(其中一个非限制性示例为PCA)对自然波长进行分组可以生成合成波长，使得EPD的趋势与自然波长相似，但具有SNR更高的端点信号。在本申请的一个示例非限制性实施例中，分组包括选择展现出建设性或者破坏性贡献的自然波长，并且在波长分组时使用波长的单独的正权重和负权重，以将OES数据变换到PCA域中。然而，可以使用其他波长分组方式来生成合成OES数据。
根据实施例的端点确定过程分两个阶段进行。在第一阶段，在等离子体加工室15中执行等离子体刻蚀工艺运行(图2中的步骤110)，并且在等离子体刻蚀加工系统10中执行的一次或多次刻蚀加工运行期间使用光检测设备34获取OES数据(步骤120)，使得可以建立所获取的OES数据的多变量模型(步骤130)。
一旦建立了OES数据的多变量模型，只要在第二阶段期间运行的刻蚀工艺在被刻蚀结构、刻蚀工艺条件、使用的刻蚀加工系统等方面与在第一阶段执行的一次或多次刻蚀加工运行中使用的那些大致相似，就可以在第二阶段将该多变量模型用于原位刻蚀端点检测(步骤140)。这是为了确保多变量模型的有效性。
在端点确定的一个非限制性实施例中(图3所示)，其中，使用PCA分析多变量模型对自然波长进行特定分组(即，具有正权重和负权重)，端点检测200从执行刻蚀工艺运行和使用例如光检测设备34获取OES数据开始。在每次等离子体刻蚀工艺运行期间，获取n次光谱(图3中的步骤210)，其中，n是大于1的整数。连续OES数据获取(即，光谱获取)之间的采样间隔可能在0.01到1.0秒之间变化，或者更快。所获取的每个OES数据集(即，光谱)包含与CCD检测器的m个像素相对应的m个测量光强度，每个像素对应于由衍射光栅投射到该像素上的特定光波长，该衍射光栅通常用作光检测设备34中的光色散器件。取决于所需的光谱分辨率，CCD检测器可以具有256到8192个像素，但是最常用的像素数量是2048或4096。例如，也可以使用具有4k×4k像素的二维检测器。
接下来，为所有等离子体刻蚀工艺运行i＝1,2,…k建立OES数据矩阵[X][i](步骤215)。每个矩阵[X][i]是n×m矩阵，其中，所获取的光谱被布置在矩阵的行中，使得这些行与获取OES数据时的n个瞬间相对应，并且列与像素数量m相对应。随后，通过在所有i＝1,2,…k的等离子体刻蚀工艺运行内对∴获取的矩阵[X][i]的每个元素进行平均，来可选地计算n×m平均OES数据矩阵[X]avg(步骤220)。在计算平均值之前，可以执行可选的OES光谱归一化。当k＝1时，仅有单次晶圆OES测量，在这种情况下，不计算平均OES矩阵。
在一个实施例中，OES数据矩阵[X][i]可以可选地如下进行归一化。OES数据矩阵[X][i]是具有分量xij的n×m矩阵，其中，i＝1,2,…n且每一行对应于时刻t处的OES快照；并且j＝1,2…m且每一列对应于波长λ下的趋势，因此每一列是单一波长趋势。可以以两种方式应用OES数据归一化。在第一方式中，该方法选择时刻R处(即，第R行)的参考快照SR＝xR,j，然后将每个OES数据除以该参考快照，xi,j＝xi,j/xR,j。可以是单一时刻快照，也可以是在一段时间内平均的快照。在第二方式中，该方法选择参考波长λR(即，第R列)，然后将每个波长除以参考波长的强度，xi,j＝xi,j/xi,R。类似地，可以是单一波长，也可以是特定波段波长的平均值。发明人已经发现，归一化解决了在不同晶圆之间的OES运行期间发生的强度漂移。
随后，如’990专利中详述的，从平均OES数据矩阵[X]avg中过滤噪声(步骤225)，对矩阵[X][i]和[X]avg进行截断(步骤230)，以去除在等离子体启动期间和可选地在实际刻蚀工艺端点之后获取的光谱，并且计算均值OES数据矩阵[Savg](步骤235)，其中，每一列的所有元素被设置为平均OES数据矩阵[X]avg的整列(即，所有瞬间的)元素的平均值，并且从每个获取的OES数据矩阵[X][i]i＝1,2,…k中减去该均值OES数据矩阵(步骤240)，以在构建所获取的OES数据的多变量模型之前执行去平均步骤，即，减去平均值。
接下来，在一个非限制性实施例中，在以下步骤中描述了用于确定在多变量分析中使用的主分量权重[P](参见图3中的步骤240与步骤245之间的步骤242)以变换OES数据的方法PCA。也可以使用其他多变量数据分析方法，例如独立分量分析(ICA)方法。PCA是无监督训练方法的示例。只要每个或某些OES光谱的目标值是可用的，也可以使用其他有监督方法，诸如偏最小二乘法(PLS)、支持向量机(SVM)回归或分类方法。目标值可以通过xSEM、透射电子显微术(TEM)、光学临界尺寸(OCD)光谱法、临界尺寸扫描电子显微镜(CDSEM)或其他工具获得。
在步骤1期间，从每一行减去[X]的平均光谱(图3中的步骤240)，但是可选地不使用[X]的标准差对数据进行归一化。
在步骤2期间，计算协方差矩阵cov(λ)＝[σ2 kj]。协方差矩阵是m×m的。对于每一列(每个波长)，计算平均值然后，第j列的方差为：
第k行第j列的协方差为：
在步骤3期间，计算协方差矩阵的满足方程[协方差矩阵]·[特征向量]＝[特征值]·[特征向量]的特征向量和特征值。这是通过对协方差矩阵cov(λ)执行奇异值分解来实现的：
P’cov(λ)P＝L (3)
其中，L是cov(λ)的特征值的对角矩阵，并且P是cov(λ)的特征向量的矩阵。将特征值按降序排序，使得该方法能够按重要性顺序找到主分量权重。例如，在特定软件中，使用前三个(最多五个)特征向量。
然后将去平均后的OES数据[X][i]-[Savg]用作多变量分析的输入(步骤245)，该多变量分析例如是使用上面推导的所推导权重向量P将OES数据向量变换到PCA域中的PCA。
发明人已经发现，通过将主分量权重
Pj(λj)分组为与正加权波长和负加权波长相对应的两个单独的组，创建了单独的趋势Tj，其中，T+j+T-j＝Tj。每个T+j或T-j是单一正趋势。因此，所有常规趋势操作(诸如快照归一化和取趋势中任何趋势之间的比率)都可以容易地应用于T+j和T-j。
在一个实施例中，计算向量[P]，并且随后形成正向量[P+]和负向量[P-]。例如，[P+]是通过将[P]中的所有负值设置为零而形成的，而[P-]是通过将[P]中的所有正值设置为零然后取绝对值(即，转换为正数)而形成的。
在步骤245中，去平均的OES数据[X][i]-[Savg]与所确定的向量[P]一起用于推导出变换到PCA域中的OES数据
[T+]＝([X]-[Savg])[P+]，以及[T-]＝([X]-[Savg])[P-] (4)
本文描述的方法生成合成波长(对应于正加权和负加权自然波长)，以创建单一有符号趋势(经变换的OES向量)。例如，创建正合成波长和负合成波长：
Λ+ 1＝∑j＝1 n1w+ jSj，以及Λ- 1＝∑k＝1 n2 |w- k|Sk (5)
其中，n1是正权重的数量，并且n2是负权重的数量，以及
T1＝∑i＝1 nwiSi＝∑j＝1 n1w+ jSj-∑k＝1 n2 |w- k|Sk＝Λ+ 1-Λ- 1， (6)
其中，Si是λi在时刻ti的强度，并且T1、Λ+ 1和Λ- 1全都随时间变化。
已经确定了合成波长和产生的趋势[T+]＝[Λ+]以及[T-]＝[Λ-]，端点检测方法的第二阶段通过使用[T+]和[T-]的时间演变值的函数形式来执行。由于趋势[T+]和[T-]已经是正信号，因此可以将其相互分离以获得增强的信号，而无需进行任何偏置来将趋势向上移位为全部为正并且然后将这些偏移实时施加到新晶圆。例如，在一个实施例中，计算比率T+ 1(t)/T+ 3(t)。然而，在其他实施例中，可以计算任何其他函数形式，诸如合成波长比率的平方或者仅是单一合成波长。
由于第一阶段的目标是为以后的原位刻蚀端点检测预先计算有用的多变量模型参数，因此将保存各种参数以供以后使用。在步骤250中，将均值OES数据矩阵[Savg]保存到易失性或非易失性存储介质中，以便于对原位测量的OES数据进行去平均。同样在该步骤中，将主分量(PC)权重向量[P]保存到易失性或非易失性存储介质中，以便于将原位测量的OES数据快速变换为经变换的OES数据向量[T]。
在一些情况下，发明人已经发现，在经变换的OES数据向量[T](即，主分量)的元素Ti的计算值随时间演变时对这些值进行移位以使得其集中在零值附近而不是增长到较大的正值或负值对于端点检测可靠性是有用的。该移位在步骤255中完成，其中，在刻蚀工艺期间进行测量时的每一瞬间估计经变换的OES数据向量[T]的至少一个元素Ti，并且找到这样的一个或多个元素的最小值min(Ti)。出于此目的，可以使用来自平均OES数据矩阵[Xavg]的时间演变数据或其他数据。然后在步骤260中将该最小值存储在易失性或非易失性存储介质上的以供稍后用于原位端点检测，由此，经变换的OES数据向量[T]的元素Ti的最小值min(Ti)可以用于对经变换的OES数据向量[T]的同一元素Ti的时间演变值进行移位，该时间演变值是根据原位测量的光发射光谱法(OES)数据计算出的。
在易失性或非易失性存储介质上存储的数据值现在准备好用于第二阶段，即，用于原位刻蚀端点检测。
图4示出了等离子体刻蚀加工系统100中的原位端点检测过程的示例性流程图300，该等离子体刻蚀加工系统配备有光检测设备34，该过程可以使用在流程图200的步骤250和260中保存的数据。
在步骤310和315中，从易失性或非易失性存储介质中检索先前确定的均值OES数据矩阵[Savg]和主分量(PC)权重向量[P]，并将它们加载到图1的等离子体刻蚀加工系统10的控制器55的存储器中。控制器55将执行确定等离子体工艺端点所需的所有原位计算。此外，如果要使用经变换的OES数据向量[T]的元素Ti的至少一个最小值min(Ti)，则可以在步骤320中将其从易失性或非易失性介质加载到控制器55的存储器中。
在步骤325中，将衬底25装载到等离子体刻蚀加工系统10中，并且在加工区域45中形成等离子体。
在步骤330中，光检测设备34用于在原位(即，在刻蚀工艺期间)获取随时间演变的OES数据。
在步骤335中，从每个获取的OES数据集(即，光谱)减去检索到的均值OES数据矩阵[Savg]元素，以在使用已经开发的多变量模型进行变换之前对所获取的光谱进行去平均。
在步骤340中，使用已经开发的PCA多变量模型，使用方程4和检索到的主分量(PC)权重向量[P]来将去平均的OES数据变换为经变换的OES数据向量[T](即，主分量)。该过程非常快，因为其仅涉及简单的乘法，并且因此易于原位实时计算。计算出的元素Ti(例如，经变换的OES数据向量[T]的自然波长Λ+ i和Λ- i)在随时间演变时可以用于端点检测(步骤345)。
在步骤350中，可以可选地对经变换的OES数据向量[T]的每个时间演变元素Ti求微分，以进一步促进使用趋势变量斜率数据进行端点检测。
在计算了时间演变趋势变量之后，等离子体刻蚀加工系统10的控制器55判定是否已达到端点(步骤355)。如果已达到端点，则刻蚀工艺在步骤360处结束，否则刻蚀工艺继续，并且经由流程图300的步骤330至355来持续监测每个端点。
图5示出了刻蚀工艺的趋势变量的时间导数的时间演变。看到了微分后的趋势变量在刻蚀端点处经历的深且因此易于识别的最小值。底部的一组迹线对应于使用趋势Λ+ 1(t)/Λ+ 3(t)获得的趋势，其中应用了合成波长。示出了与在不同刻蚀运行中使用的不同晶圆相对应的各种迹线。图5还示出了(不同晶圆的)其他类型趋势的时间演变，包括λ＝656nm的单一波长趋势的时间导数的时间演变，还有λ＝656nm和λ＝777nm的两个单一波长趋势的比率的时间导数的时间演变。如图5中所见的，端点出现在刻蚀工艺的32秒点附近。
图6A示出了另一刻蚀加工运行中的不同晶圆的趋势Λ+ 1(t)/Λ+ 3(t)的时间演变，而图6B示出了该另一刻蚀加工运行中的不同晶圆的趋势Λ+ 1(t)/Λ+ 3(t)的时间导数的时间演变。
图7A示出了另一刻蚀加工运行中的不同晶圆的λ＝656nm的单一波长趋势的时间演变，而图7B示出了该另一刻蚀加工运行中的不同晶圆的λ＝656nm的单一波长的时间导数的时间演变。
图8A示出了另一刻蚀加工运行中的不同晶圆在λ＝260nm的单一波长趋势的时间导数的时间演变，而图8B示出了该另一刻蚀加工运行中的不同晶圆的使用趋势Λ+ 1(t)/Λ+ 3(t)获得的趋势的时间导数的时间演变。
图8C示出了使用上面讨论的归一化的合成波长趋势的时间导数的时间演变。该图仅指合成波长，而非比率，因为已经预先应用了归一化。
在计算了时间演变趋势变量之后，等离子体刻蚀加工系统10的控制器55需要在步骤355中判定是否已达到端点。如果确实已达到端点，则刻蚀工艺在步骤360处结束，否则刻蚀工艺继续，并且经由流程图300的步骤330-355来持续监测刻蚀端点。
鉴于以上教导，本申请的许多修改和变化都是可能的。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本申请可以以不同于本文具体描述的方式被实践。

Claims (21)

1.一种用于在等离子体加工系统中确定刻蚀工艺端点数据的方法，该方法包括：
在刻蚀加工系统的等离子体加工室中执行等离子体刻蚀工艺运行；
在一个或多个刻蚀工艺期间从该等离子体加工室获取光发射光谱法OES数据；
对该OES数据执行多变量数据分析，以通过对波长进行分组来根据该OES数据生成合成OES数据，其中生成合成OES数据包括对与和自然波长相关联的正权重和负权重相对应的波长进行分组；以及
使用该合成OES数据以供稍后用于在原位确定该刻蚀工艺端点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成合成OES数据包括获得经变换的OES数据向量[T]，其中，
[T]＝([X]-[Savg])[P]，其中，
[X]是OES数据矩阵，[P]是权重向量，并且[Savg]是n×m均值OES数据矩阵，该均值OES数据矩阵的每个元素被计算为n×m平均OES数据矩阵[X]avg的对应列的n个元素的平均值，该平均OES数据矩阵的每个元素被计算为该OES数据矩阵[X]的对应元素在k次刻蚀工艺运行内的平均值，n对应于获取OES数据时的瞬间，并且m对应于检测器在该等离子体加工室中测量的光强度的数量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
该权重向量[P]通过以下方式确定：
计算与该矩阵[X]相关联的协方差矩阵的特征向量和特征值；
将这些特征值按降序排序，这些特征值表示该权重向量[P]；以及
通过将[P]中的所有负分量设置为零来设置正权重向量[P+]，并且通过将[P]中的所有正分量设置为零并对其取绝对值来设置负权重向量[P-]。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
获得经变换的OES数据向量[T+]或[T-]，其中，
[T+]＝([X]-[Savg])[P+]，[T-]＝([X]-[Savg])[P-]。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
选择涉及该经变换的OES数据向量[T+]或[T-]的元素的函数形式，并且计算所选择的函数形式的时间演变。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
计算所选择的函数形式的时间导数，并且计算所选择的函数形式的时间导数的时间演变。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
该函数形式包括[T+]、[T-]、比率[T+]/[T-]、该比率
[T+]/[T-]的幂、或该经变换的OES数据向量[T+]或[T-]的单个元素、或使用[T+]和/或[T-]的任何数学形式。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括
在该等离子体加工室内执行k次等离子体刻蚀工艺运行，其中，k是大于零的整数，这k次等离子体刻蚀工艺运行中的每一次包括：
将要加工的衬底装载到该等离子体加工室，该等离子体加工室包括光谱仪，该光谱仪具有包括m个像素的检测器，每个像素对应于不同的光波长；
在该等离子体刻蚀加工室中形成等离子体；以及
在一个或多个刻蚀工艺期间从该等离子体加工室获取OES数据，并且为这k次等离子体刻蚀工艺运行中的每一次形成OES数据矩阵[X]。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括
计算n×m平均OES数据矩阵[X]avg，其中，每个元素被计算为该OES矩阵[X]的对应元素在这k次刻蚀工艺运行内的平均值；
从该平均OES数据矩阵[X]avg中过滤噪声；
截断每个OES数据矩阵[X]和[X]avg，其中，在等离子体启动期间和在超过刻蚀工艺端点的时间内获取的数据被丢弃；
计算n×m均值OES数据矩阵[Savg]，其中，每个元素被计算为[X]avg的对应列的n个元素的平均值；
对于每个k，从矩阵[X]减去[Savg]，以对该OES数据进行去均值。
10.根据权利要求2所述的方法，其中，
在为这些等离子体刻蚀工艺运行中的每一次形成该OES数据矩阵[X]之后，并且在计算该n×m平均OES数据矩阵[X]avg之前，该方法对该OES数据矩阵[X]进行归一化。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，
该OES数据矩阵归一化包括选择时刻R处的参考快照xR,j，并且然后将每个OES数据除以该参考快照，xi,j＝xi,j/xR,j。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，
该参考快照是单一时刻快照或在一段时间内平均的快照。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，
该OES数据矩阵归一化包括选择参考波长λR，并且然后将每个OES数据除以该参考波长下的强度，xi,j＝xi,j/xi,R。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，
该参考波长是单一波长或波段波长的平均值。
15.一种用于在等离子体加工系统中确定刻蚀工艺端点数据的方法，该方法包括：
在刻蚀加工系统的等离子体加工室中执行等离子体刻蚀工艺运行；
在一个或多个刻蚀工艺期间从该等离子体加工室获取光发射光谱法OES数据；
对该OES数据执行多变量数据分析，以通过对与和自然波长相关联的正权重及负权重相对应的波长进行分组，来根据该OES数据生成合成OES数据；以及
使用该合成OES数据以供稍后用于在原位确定该刻蚀工艺端点。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，
该多变量数据分析是使用独立分量分析来执行的。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，
该多变量数据分析是使用有监督多变量数据分析方法来执行的，该有监督多变量数据分析方法包括支持向量机回归。
18.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
获得经变换的OES数据向量[T+]或[T-]，其中，
[T+]＝([X]-[Savg])[P+]，[T-]＝([X]-[Savg])[P-]，其中，
[X]是OES数据矩阵，[P+]是正权重向量，[P-]是负权重向量，并且[Savg]是n×m均值OES数据矩阵，该均值OES数据矩阵的每个元素被计算为n×m平均OES数据矩阵[X]avg的对应列的n个元素的平均值，该平均OES数据矩阵的每个元素被计算为该OES数据矩阵[X]的对应元素在k次刻蚀工艺运行内的平均值，n对应于获取OES数据时的瞬间，并且m对应于检测器在该等离子体加工室中测量的光强度的数量。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：
选择涉及该经变换的OES数据向量[T+]或[T-]的元素的函数形式，并且计算所选择的函数形式的时间演变。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：
计算所选择的函数形式的时间导数，并且计算所选择的函数形式的时间导数的时间演变。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，
该函数形式包括[T+]、[T-]、比率[T+]/[T-]、该比率
[T+]/[T-]的幂、或该经变换的OES数据向量[T+]或[T-]的单个元素、或使用[T+]和/或[T-]的任何数学形式。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220051953A1 (en) * 2020-08-12 2022-02-17 Applied Materials, Inc. In-situ etch rate and etch rate uniformity detection system
JP7511501B2 (ja) * 2021-02-10 2024-07-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び監視装置
US20240021450A1 (en) * 2022-07-15 2024-01-18 Verity Instruments, Inc. Control for semiconductor processing systems
US20240035154A1 (en) * 2022-07-27 2024-02-01 Applied Materials, Inc. Fluorine based cleaning for plasma doping applications
US12362158B2 (en) 2022-10-25 2025-07-15 Tokyo Electron Limited Method for OES data collection and endpoint detection
CN115831796B (zh) * 2022-12-16 2025-06-24 上海复享光学股份有限公司 原位等离子体工艺制程监测系统及其监测方法
KR20250064334A (ko) * 2023-11-02 2025-05-09 피에스케이 주식회사 기록매체에 저장된 프로그램 및 기판 처리 방법
US20250157801A1 (en) * 2023-11-09 2025-05-15 Tokyo Electron Limited Sub-millisecond optical detection of pulsed plasma processes
CN117724458B (zh) * 2024-02-09 2024-06-04 无锡尚积半导体科技有限公司 一种Etch设备自动监控和故障解决方法及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104736744A (zh) * 2012-10-17 2015-06-24 东京毅力科创株式会社 使用多变量分析的等离子体蚀刻终点检测

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT649689A (zh) 1960-07-05
US3612692A (en) 1968-11-21 1971-10-12 Ibm Dielectric film thickness monitoring and control system and method
US4147435A (en) 1977-06-30 1979-04-03 International Business Machines Corporation Interferometric process and apparatus for the measurement of the etch rate of opaque surfaces
US5014217A (en) 1989-02-09 1991-05-07 S C Technology, Inc. Apparatus and method for automatically identifying chemical species within a plasma reactor environment
US5353790A (en) 1992-01-17 1994-10-11 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for optical measurement of bilirubin in tissue
US5347460A (en) 1992-08-25 1994-09-13 International Business Machines Corporation Method and system employing optical emission spectroscopy for monitoring and controlling semiconductor fabrication
US5308414A (en) 1992-12-23 1994-05-03 International Business Machines Corporation Method and apparatus for optical emission end point detection in plasma etching processes
US5450205A (en) 1993-05-28 1995-09-12 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and method for real-time measurement of thin film layer thickness and changes thereof
IL107549A (en) 1993-11-09 1996-01-31 Nova Measuring Instr Ltd Device for measuring the thickness of thin films
US5980767A (en) 1994-02-25 1999-11-09 Tokyo Electron Limited Method and devices for detecting the end point of plasma process
US5751416A (en) 1996-08-29 1998-05-12 Mississippi State University Analytical method using laser-induced breakdown spectroscopy
US6060328A (en) 1997-09-05 2000-05-09 Advanced Micro Devices, Inc. Methods and arrangements for determining an endpoint for an in-situ local interconnect etching process
US6153115A (en) * 1997-10-23 2000-11-28 Massachusetts Institute Of Technology Monitor of plasma processes with multivariate statistical analysis of plasma emission spectra
US6535779B1 (en) 1998-03-06 2003-03-18 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for endpoint control and plasma monitoring
US6081334A (en) 1998-04-17 2000-06-27 Applied Materials, Inc Endpoint detection for semiconductor processes
US6090302A (en) 1998-04-23 2000-07-18 Sandia Method and apparatus for monitoring plasma processing operations
US6132577A (en) 1998-04-23 2000-10-17 Sandia Corporation Method and apparatus for monitoring plasma processing operations
US6381008B1 (en) 1998-06-20 2002-04-30 Sd Acquisition Inc. Method and system for identifying etch end points in semiconductor circuit fabrication
US6564114B1 (en) 1999-09-08 2003-05-13 Advanced Micro Devices, Inc. Determining endpoint in etching processes using real-time principal components analysis of optical emission spectra
US6582618B1 (en) 1999-09-08 2003-06-24 Advanced Micro Devices, Inc. Method of determining etch endpoint using principal components analysis of optical emission spectra
US6420194B1 (en) * 1999-10-12 2002-07-16 Lucent Technologies Inc. Method for extracting process determinant conditions from a plurality of process signals
US6413867B1 (en) * 1999-12-23 2002-07-02 Applied Materials, Inc. Film thickness control using spectral interferometry
US7030335B2 (en) 2000-03-17 2006-04-18 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with overhead RF electrode tuned to the plasma with arcing suppression
JP3565774B2 (ja) 2000-09-12 2004-09-15 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置及び処理方法
US6745095B1 (en) 2000-10-04 2004-06-01 Applied Materials, Inc. Detection of process endpoint through monitoring fluctuation of output data
TW544791B (en) 2000-11-28 2003-08-01 Tokyo Electron Ltd Apparatus for 2-D spatially resolved optical emission and absorption spectroscopy
US6675106B1 (en) * 2001-06-01 2004-01-06 Sandia Corporation Method of multivariate spectral analysis
US6716300B2 (en) * 2001-11-29 2004-04-06 Hitachi, Ltd. Emission spectroscopic processing apparatus
US6815653B2 (en) 2002-04-15 2004-11-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Method and apparatus for early detection of material accretion and peeling in plasma system
US20030236759A1 (en) * 2002-06-21 2003-12-25 Tsung-Hsuan Ho Neural network for determining the endpoint in a process
US6830939B2 (en) 2002-08-28 2004-12-14 Verity Instruments, Inc. System and method for determining endpoint in etch processes using partial least squares discriminant analysis in the time domain of optical emission spectra
JP2006501620A (ja) 2002-09-30 2006-01-12 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理システムとともに光学系を使用するための装置及び方法
TWI240326B (en) 2002-10-31 2005-09-21 Tokyo Electron Ltd Method and apparatus for determining an etch property using an endpoint signal
TWI240601B (en) 2002-11-26 2005-09-21 Tokyo Electron Ltd Plasma processing system and method
US7169625B2 (en) * 2003-07-25 2007-01-30 Applied Materials, Inc. Method for automatic determination of semiconductor plasma chamber matching and source of fault by comprehensive plasma monitoring
US6952657B2 (en) * 2003-09-10 2005-10-04 Peak Sensor Systems Llc Industrial process fault detection using principal component analysis
US7328126B2 (en) 2003-09-12 2008-02-05 Tokyo Electron Limited Method and system of diagnosing a processing system using adaptive multivariate analysis
US7198964B1 (en) * 2004-02-03 2007-04-03 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for detecting faults using principal component analysis parameter groupings
US7241397B2 (en) 2004-03-30 2007-07-10 Tokyo Electron Limited Honeycomb optical window deposition shield and method for a plasma processing system
US7334477B1 (en) 2004-12-22 2008-02-26 Lam Research Corporation Apparatus and methods for the detection of an arc in a plasma processing system
JP4640828B2 (ja) 2006-03-17 2011-03-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
CN100568448C (zh) 2007-01-12 2009-12-09 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种等离子刻蚀设备的刻蚀终点检测装置与方法
US7746473B2 (en) 2007-05-24 2010-06-29 Applied Materials, Inc. Full spectrum adaptive filtering (FSAF) for low open area endpoint detection
KR100892248B1 (ko) * 2007-07-24 2009-04-09 주식회사 디엠에스 플라즈마 반응기의 실시간 제어를 실현하는 종말점 검출장치 및 이를 포함하는 플라즈마 반응기 및 그 종말점 검출방법
US7427519B2 (en) 2007-07-25 2008-09-23 Macronix International Co., Ltd. Method of detecting end point of plasma etching process
JP2009054818A (ja) 2007-08-28 2009-03-12 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および終点検出方法
US20090158265A1 (en) 2007-12-13 2009-06-18 Matthew Fenton Davis Implementation of advanced endpoint functions within third party software by using a plug-in approach
JP5192850B2 (ja) 2008-02-27 2013-05-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ エッチング終点判定方法
US8158017B2 (en) 2008-05-12 2012-04-17 Lam Research Corporation Detection of arcing events in wafer plasma processing through monitoring of trace gas concentrations
KR101520453B1 (ko) 2009-02-10 2015-05-20 삼성전자주식회사 플라즈마용 광학 장치
JP5383265B2 (ja) 2009-03-17 2014-01-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ エッチング装置、分析装置、エッチング処理方法、およびエッチング処理プログラム
US8415884B2 (en) 2009-09-08 2013-04-09 Tokyo Electron Limited Stable surface wave plasma source
US8513583B2 (en) 2009-11-23 2013-08-20 The University Of Notre Dame Du Lac Methods and apparatus for plasma based adaptive optics for generating a first plasma gradient and a second plasma gradient
NL2005863A (en) 2009-12-28 2011-06-29 Asml Netherlands Bv Calibration method and apparatus.
US8173451B1 (en) 2011-02-16 2012-05-08 Tokyo Electron Limited Etch stage measurement system
US20130016344A1 (en) 2011-07-14 2013-01-17 Larry Bullock Method and Apparatus for Measuring Process Parameters of a Plasma Etch Process
KR20130062791A (ko) 2011-12-05 2013-06-13 삼성전자주식회사 플라즈마 진단 장치 및 방법
US9200950B2 (en) 2014-02-25 2015-12-01 Applied Materials, Inc. Pulsed plasma monitoring using optical sensor and a signal analyzer forming a mean waveform
JP6751871B2 (ja) * 2014-11-25 2020-09-09 ピーディーエフ ソリューションズ，インコーポレイテッド 半導体製造プロセスのための改善されたプロセス制御技術
CN105808507A (zh) * 2016-03-31 2016-07-27 华中科技大学 一种激光焊接件焊缝形貌多表征指标下的综合分析方法
US10453653B2 (en) * 2016-09-02 2019-10-22 Tokyo Electron Limited Endpoint detection algorithm for atomic layer etching (ALE)
US10262910B2 (en) 2016-12-23 2019-04-16 Lam Research Corporation Method of feature exaction from time-series of spectra to control endpoint of process

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104736744A (zh) * 2012-10-17 2015-06-24 东京毅力科创株式会社 使用多变量分析的等离子体蚀刻终点检测

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