金属铝作为连线材料，仍然广泛用于DRAM 和flash 等存储器，以及0.13um 以上的逻辑产品中。本文着重介绍金属铝的刻蚀工艺。
金属铝刻蚀通常用到以下气体：Cl2、BCl3、Ar、 N2、CHF3 和C2H4 等。Cl2 作为主要的刻蚀气体，与铝发生化学反应，生成的可挥发的副产物AlCl3被气流带出反应腔。BCl3一方面提供BCl3＋，垂直轰击硅片表面，达到各向异性的刻蚀。另一方面，由于铝表面极易氧化成氧化铝，这层自生氧化铝在刻蚀的初期阻隔了Cl2 和铝的接触，阻碍了刻蚀的进一步进行。添加BCl3 则利于将这层氧化层还原（如方程式1），促进刻蚀过程的继续进行。
Al2O3 + 3BCl3 →2AlCl3 + 3BOCl
Ar电离生成Ar＋，主要是对硅片表面提供物理性的垂直轰击。 N2、CHF3 和C2H4 是主要的钝化气体，N2 与金属侧壁氮化产生的AlxNy，CHF3和C2H4 与光刻胶反应生成的聚合物会沉积在金属侧壁，形成阻止进一步反应的钝化层。
数据列名如下：
[1] "EQID" "Chamber"
[3] "Alias" "Step"
[5] "DateTime" "Point"
[7] "OESELAPSEDTIME" "BIASMATCHSERIESCAPPOSITION_AI"
[9] "BIASMATCHSHUNTCAPPOSITION_AI" "BIASMATCHVOLTAGESENSE_AI"
[11] "BIASRFGENFORWARDPOWER_AI" "BIASRFGENREFLECTEDPOWER_AI"
[13] "TCPMATCHVOLTAGESENSE_AI" "TCPRFGENFORWARDPOWER_AI"
[15] "TCPRFGENREFLECTEDPOWER_AI" "ESCCLAMPVOLTAGE_AI"
[17] "HEBACKSIDEFLOW_AI" "HEBACKSIDEPRESSURE_AI"
[19] "THROTTLEVALVEPOSITION_AI" "BIASELECTRODEHOUSINGTEMPERATURE"
[21] "BCL3" "CL2"
[23] "N2-50SCCM" "CHF3"
[25] "N2-20SCCM" "AR"
[27] "CH4 (NSR)" "O2"
[29] "CF4 (NSR)" "GASRINGTEMPERATUREMONITOR_AI"
[31] "PROCESSMANOMETER_AI" "CHAMBERPRESSUREMANOMETER_AI"
[33] "FORELINEPRESSUREMANOMETER_AI" "ESCTEMPERATUREMONITOR_AI"
[35] "ESCBIASVOLTAGE_AI" "ESCCURRENTMONITOR1_AI"
[37] "ESCCURRENTMONITOR2_AI" "CHAMBERMANOMETERZEROOFFSET"
[39] "PROCESSINFOSLOTID" "PROCESSINFOSTEPELAPSEDTIME"
[41] "BASISFUCTION1VALUE" "Yield_AVG(VALUE)"
大概有5W多行的数据，10多M
其中，有些产品良率比较低，现根据FDC监控机台的数据进行数据分析，来排查哪个sensor导致了良率低下。
将数据导入到Simca中，进行离线分析。
到此，PLS模型已经建立完毕，接下来进行异常的分析
打开score plot图：
score plot
有部分产品跑到了3sigma之外。我们来看下，上面的产品和下面的产品直接的差异性：
有紫色的一条线在下方，另外2条其次，确认为Hebacksideflow(紫色)偏离最大 和绿色线（CF4）及红色CHF3紧跟其后。说明蓝色的信号中，这3个信号比红色大
查看蓝色的批次良率，都比较低
我们重新进行建模，使用统计值来查看进行yield 和hebackflow的关系：
Backside vs Yield
在backsideHe 比较小的部分，良率是呈直线上下变化，总体来说，backheflow大，良率会偏低。
CF4和Yield：
CF4 vs Yield
总体上，CF4 越高，yield越低。
CHF3 和Yield:
CHF3 vs Yield
趋势不明显。
把3个sensor放在一起喝yield进行比较
在图上backheside有些地方偏高，导致Yield偏低。
数据中所有良率都不是很高，但Hebackside flow偏高，导致yield特别低。
我们使用R语言进行分析：
fit<-lm(`Yield_AVG(VALUE)`~.,data=AL)
summary（fit)
Call:
lm(formula = `Yield_AVG(VALUE)` ~ ., data = AL)
Residuals:
Min 1Q Median 3Q Max
-27.623 -2.374 0.865 3.256 54.432
Coefficients: (1 not defined because of singularities)
Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)
(Intercept) 1.825e+02 1.712e+01 10.660 < 2e-16 ***
Point 2.475e-02 6.479e-03 3.819 0.000134 ***
OESELAPSEDTIME -2.231e-05 8.843e-06 -2.523 0.011631 *
BIASMATCHSERIESCAPPOSITION_AI -3.385e-02 4.840e-03 -6.994 2.72e-12 ***
BIASMATCHSHUNTCAPPOSITION_AI 7.043e-03 3.499e-03 2.013 0.044155 *
BIASMATCHVOLTAGESENSE_AI -4.865e-02 1.180e-02 -4.122 3.77e-05 ***
BIASRFGENFORWARDPOWER_AI 2.112e-02 3.604e-03 5.861 4.64e-09 ***
BIASRFGENREFLECTEDPOWER_AI -4.340e-03 1.596e-03 -2.720 0.006540 **
TCPMATCHVOLTAGESENSE_AI -4.981e-02 1.524e-02 -3.269 0.001082 **
TCPRFGENFORWARDPOWER_AI 8.307e-03 2.479e-03 3.351 0.000805 ***
TCPRFGENREFLECTEDPOWER_AI 2.433e-02 8.115e-03 2.997 0.002724 **
ESCCLAMPVOLTAGE_AI -1.755e-03 5.919e-04 -2.964 0.003035 **
HEBACKSIDEFLOW_AI -3.761e-02 4.304e-03 -8.738 < 2e-16 ***
HEBACKSIDEPRESSURE_AI 1.418e-01 3.348e-02 4.235 2.29e-05 ***
THROTTLEVALVEPOSITION_AI -7.166e-03 9.993e-04 -7.171 7.56e-13 ***
BIASELECTRODEHOUSINGTEMPERATURE 2.778e+00 3.078e-01 9.027 < 2e-16 ***
BCL3 1.020e-02 2.860e-03 3.568 0.000360 ***
CL2 -1.186e-02 2.635e-03 -4.501 6.78e-06 ***
`N2-50SCCM` 5.188e+02 3.586e+01 14.469 < 2e-16 ***
CHF3 -1.698e+02 9.780e+00 -17.366 < 2e-16 ***
`N2-20SCCM` 1.895e-02 2.557e-02 0.741 0.458606
AR -1.824e-03 1.364e-03 -1.338 0.181054
`CH4 (NSR)` 1.542e+02 2.102e+01 7.334 2.27e-13 ***
O2 -3.035e-02 1.184e+00 -0.026 0.979541
`CF4 (NSR)` -2.709e+02 6.715e+00 -40.341 < 2e-16 ***
GASRINGTEMPERATUREMONITOR_AI -9.802e-01 6.366e-02 -15.397 < 2e-16 ***
PROCESSMANOMETER_AI 9.051e-03 1.566e-02 0.578 0.563252
CHAMBERPRESSUREMANOMETER_AI -1.551e-02 1.267e-02 -1.224 0.220865
FORELINEPRESSUREMANOMETER_AI 1.719e-02 4.541e-03 3.785 0.000154 ***
ESCTEMPERATUREMONITOR_AI -5.129e+00 2.198e-01 -23.329 < 2e-16 ***
ESCBIASVOLTAGE_AI 7.229e-03 2.085e-03 3.467 0.000527 ***
ESCCURRENTMONITOR1_AI 4.824e-01 8.895e-02 5.423 5.89e-08 ***
ESCCURRENTMONITOR2_AI -3.358e-01 8.798e-02 -3.816 0.000136 ***
CHAMBERMANOMETERZEROOFFSET NA NA NA NA
PROCESSINFOSLOTID 5.778e-03 3.588e-03 1.610 0.107383
PROCESSINFOSTEPELAPSEDTIME -1.784e-02 7.244e-03 -2.463 0.013764 *
BASISFUCTION1VALUE 1.849e-06 4.339e-06 0.426 0.669939
---
Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1
Residual standard error: 4.91 on 41640 degrees of freedom
Multiple R-squared: 0.1075,Adjusted R-squared: 0.1068
F-statistic: 143.3 on 35 and 41640 DF, p-value: < 2.2e-16
# 打3颗星的是相关性比较大，很明显，这不是单个信号异常导致的良率偏低的问题。
HEBACKSIDEFLOW_AI，CHF3， CF4 ，CH4 ，ESCTEMPERATUREMONITOR_AI，THROTTLEVALVEPOSITION_AI，BIASMATCHSERIESCAPPOSITION_AI 关系都很大
工艺需要重新优化。