CN1574242A - 处理方法和处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够用散射测量法非破坏地正确评价预定处理后的被处理体的表面构造的处理方法和处理系统。处理系统(1)备有减压处理装置(10)、液体处理装置(20)、构造判别装置(30)和系统控制装置(40)。减压处理装置(10)将抗蚀剂图案作为掩模对晶片实施蚀刻处理。通过该蚀刻处理在晶片表面上附着聚合物等的不要部位。液体处理装置(20)除去附着在晶片表面上的不要部位。构造判别装置(30)用椭圆偏光等的散射测量法判别除去不要部位的晶片的表面构造。

Description

处理方法和处理系统
技术领域
本发明涉及处理方法和处理系统，特别是涉及用散射测量法非破坏地正确评价预定处理后的被处理体的表面构造，并且根据该评价的表面构造控制处理条件的处理方法和处理系统。
背景技术
随着半导体集成电路小型化的发展，现在产生了更微细地形成晶片表面的电路图案的需要。为了形成这种微细的电路图案，在制造阶段，需要正确地评价晶片表面的构造，例如蚀刻处理后的晶片表面的构造等。
至今，为了评价蚀刻处理后的晶片表面的构造，主要采取用扫描型电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)观察劈开的晶片截面，拍摄照片的方法。但是，在该方法中，存在着为了形成作为观察对象的晶片截面，必须破坏晶片本身那样的缺点。
因此，本发明者，为了非破坏地评价蚀刻处理后的晶片表面的构造，考虑能否将至今用于评价在晶片表面上形成的抗蚀剂图案等的反射率测定法(Reflectmetry)、椭圆偏光(Ellipsometry)法等的散射测量(Scatterometry)法应用于评价该蚀刻处理后的晶片表面的构造(例如，请参照专利文献1)。
[专利文献1]：日本特开2002-260994号专利公报(第4-5页、第5-8图)。
但是，蚀刻处理后的晶片表面由于形状和组成是多种多样的不要部位，例如，附着在表面上的聚合物、反应生成物、在晶片W的表面区域中形成的损伤层、在抗蚀剂的表面区域中形成的变质层和硬化层等，不能够确定它的光学常数n值(折射率)和k值(吸收系数)。
用散射测量法评价这种不能够确定光学常数的晶片W的表面构造是困难的。
再有，关于评价晶片的表面构造的具体方法和根据该评价的处理条件的具体控制方法还处于未开发的状态。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题提出的，本发明的目的是提供能够用散射测量法非破坏地正确评价预定处理后的被处理体的表面构造的处理方法和处理系统。
本发明的目的是提供能够用散射测量法评价被处理体的表面构造的具体处理方法和处理系统，根据用散射测量法评价的被处理体的表面构造，控制预定条件的处理方法和处理系统。
为了达到上述目的，与本发明的第1观点有关的处理方法具有对被处理体实施预定处理的处理步骤；除去通过上述预定处理在被处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去步骤；和评价通过上述不要部位除去步骤除去不要部位的被处理体的表面构造的表面构造评价步骤(构造评价步骤)。
也可以进一步具有根据由上述表面构造评价步骤评价的被处理体的表面构造，控制上述预定处理的处理条件的参数中的至少一个的控制步骤。
再有，上述预定处理也可以是将抗蚀剂作为掩模对上述被处理体进行蚀刻，在该被处理体的表面上形成预定图案的蚀刻处理。
进一步，上述不要部位除去步骤也可以是在上述蚀刻处理中除去在上述抗蚀剂上形成的变质层和/或硬化层的步骤。
再有，上述不要部位除去步骤也可以是在上述蚀刻处理中除去在上述预定图案的表面区域中形成的损伤层的步骤。
进一步，上述不要部位除去步骤也可以是在上述蚀刻处理中除去附着在上述被处理体的表面上的聚合物的步骤。
再有，上述不要部位除去步骤也可以是通过上述蚀刻处理除去截面形状发生变化的抗蚀剂的步骤。此外，上述不要部位除去步骤也可以是通过上述蚀刻处理除去堆积在被处理体的表面上的反应生成物的步骤。
进而，上述表面构造评价步骤也可以是用散射测量(Scatterometry)法计测由上述不要部位除去步骤除去不要部位后的被处理体的预定物理量，从该经过计测的预定物理量，推定上述被处理体的表面构造的步骤。
为了达到上述目的，与本发明的第2观点有关的处理方法的特征是具有对被处理体实施预定处理的处理步骤；除去通过上述预定处理在被处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去步骤；和评价通过上述不要部位除去步骤除去不要部位后的被处理体的第1表面构造的表面构造评价步骤(构造评价步骤)的处理方法，在实施上述预定处理的处理步骤之后，进行上述第1表面构造评价步骤；当上述第1表面构造评价步骤中的评价为不良好时，进行上述不要部位除去步骤，对除去上述不要部位后的上述被处理体进行第2表面构造评价步骤。
也可以进一步具有在上述第2表面构造评价步骤中，将上述第1表面构造评价步骤时用的数据切换成根据上述除去不要部位后的形状的数据的数据切换步骤。
为了达到上述目的，与本发明的第3观点有关的处理系统具有对被处理体实施预定处理的处理装置；除去在实施了上述预定处理的被处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去装置；评价通过上述不要部位除去步骤除去不要部位后的被处理体的表面构造的表面构造评价装置(构造评价装置)；将上述被处理体搬入搬出上述各装置的搬送装置；和控制上述处理装置、上述不要部位除去装置、上述表面构造评价装置和上述搬送装置的控制装置。
为了达到上述目的，与本发明的第4观点有关的处理系统具有对被处理体实施预定处理，并且通过该预定处理除去在该被处理体表面上生成的不要部位的处理装置；评价由上述处理装置除去不要部位后的被处理体的表面构造的表面构造评价装置(构造评价装置)；将上述被处理体搬入搬出上述各装置的搬送装置；和控制上述处理装置、上述表面构造评价装置和上述搬送装置的控制装置。
实施上述预定处理的处理装置也可以是等离子体蚀刻装置。
再有，除去上述不要部位的不要部位除去装置也可以是湿处理装置。此外，除去上述不要部位的不要部位除去装置也可以是干处理装置。
进一步，评价上述被处理体的表面构造的表面构造评价装置也可以用散射测量(Scatterometry)法进行评价。
再有，上述控制装置也可以根据上述表面构造评价装置评价的被处理体的表面构造控制上述预定处理的处理条件的参数中的至少1个。
进一步，上述控制装置，也可以监视上述表面构造评价装置中的评价操作，当判断该评价操作不良好时，将判断为不良好的被处理体搬入上述不要部位除去装置除去不要部位，并再次搬入上述表面构造评价装置评价表面构造，从而进行控制。
再有，当上述表面构造评价装置中的评价在预定期间内不导出最佳解时，上述控制装置也可以判断评价操作是不良好的。
进一步，当上述表面构造评价装置中的评价不从储存库中导出最佳解时，上述控制装置也可以判断评价操作是不良好的。
再有，上述控制装置，当作出上述不良好的判断时，也可以除去该被处理体，停止对被处理体进行各装置内的处理或操作。
为了达到上述目的，根据别的观点的本发明的处理方法，具有对被处理体实施蚀刻处理的蚀刻步骤；用散射测量法测定经过上述蚀刻步骤处理的被处理体的表面构造的尺寸的表面构造测定步骤(构造测定步骤)；和将由上述表面构造测定步骤测定的表面构造尺寸与预先设定的允许值比较，根据该比较结果决定继续或中断上述蚀刻处理的步骤。此外，在“被处理体的表面构造”中也包含三维的表面构造。
上述表面构造测定步骤也可以测定被处理体的表面构造的至少二维方向的尺寸。
上述表面构造测定步骤也可以测定被处理体的表面构造的深度方向和水平方向的尺寸。
上述蚀刻步骤和上述表面构造测定步骤也可以是用具有比成为制品的被处理体更单纯的构造的试验用被处理体进行的。
为了达到上述目的，根据别的观点的本发明的处理系统具有对被处理体实施蚀刻处理的蚀刻处理装置；用散射测量法测定经过蚀刻处理的被处理体的表面构造尺寸的表面构造测定装置(构造测定装置)；和将上述表面构造的测定尺寸与预先设定的允许值比较，根据该比较结果决定继续或中断上述蚀刻处理装置中的蚀刻处理的控制装置。
上述表面构造测定装置也可以测定被处理体的表面构造的至少二维方向的尺寸。再有，上述表面构造测定装置也可以测定被处理体的表面构造的深度方向和水平方向的尺寸。
上述表面构造测定装置也可以测定用具有比成为制品的被处理体更单纯的构造的试验用被处理体，测定上述表面构造的尺寸。
为了达到上述目的，根据别的观点的本发明的处理方法具有用散射测量法测定蚀刻处理前的被处理体的表面构造尺寸的表面构造测定步骤(构造测定步骤)；为了根据上述表面构造尺寸的测定结果，使蚀刻处理后的被处理体的表面构造成为所要的尺寸，而设定蚀刻处理时的处理条件的处理条件设定步骤；和此后，在上述设定的处理条件中蚀刻处理被处理体的蚀刻步骤。
预先求得与蚀刻处理时的处理条件和由蚀刻处理导致的被处理体的表面构造的削去量的相关数据，上述处理条件设定步骤也可以根据上述表面构造尺寸的测定结果和上述相关数据，设定上述处理条件。
上述处理条件设定步骤也可以以使上述蚀刻处理后的表面构造的至少二维方向的尺寸成为所要的尺寸的方式来设定上述处理条件。
上述处理条件设定步骤也可以设定上述蚀刻处理时的多个处理条件。
上述处理条件设定步骤也可以以根据上述表面构造尺寸的测定结果，使蚀刻处理后的表面构造中的深度方向的尺寸成为所要的尺寸的方式来设定蚀刻处理时间；以根据上述设定的蚀刻处理时间，使蚀刻处理后的表面构造中的水平方向的尺寸成为所要的尺寸的方式来设定蚀刻气体的供给流量。
为了达到上述目的，根据别的观点的本发明的处理系统具有对被处理体实施蚀刻处理的蚀刻处理装置；用散射测量法测定蚀刻处理前的被处理体的表面构造尺寸的表面构造测定装置(构造测定装置)；和以根据上述表面构造尺寸的测定结果，使蚀刻处理后的被处理体的表面构造成为所要的尺寸的方式来设定蚀刻处理时的处理条件的控制装置。
将与上述蚀刻处理时的处理条件和由蚀刻处理被导致的处理体的表面构造的削去量的相关数据存储在上述控制装置中；上述控制装置也可以根据上述表面构造尺寸的测定结果和上述相关数据设定上述处理条件。
上述控制装置也可以以使上述蚀刻处理后的表面构造的至少二维方向的尺寸成为所要的尺寸的方式来设定上述处理条件。
上述控制装置也可以设定上述蚀刻处理时的多个处理条件。
上述控制装置也可以以根据上述表面构造尺寸的测定结果，使蚀刻处理后的表面构造中的深度方向的尺寸成为所要的尺寸的方式来设定蚀刻处理时间；为了根据上述设定的蚀刻处理时间，使蚀刻处理后的表面构造中的水平方向的尺寸成为所要的尺寸而设定蚀刻气体的供给流量。
根据本发明，能够提供用散射测量法非破坏地正确评价预定处理后的被处理体的表面构造的处理方法和处理系统。
再有，根据本发明，能够提供根据用散射测量法评价的被处理体的表面构造控制预定条件的处理方法和处理系统。
附图说明
图1是表示与本发明的第1和第3实施方式有关的处理装置的构成的图。
图2是表示与本发明的实施方式有关的减压处理装置的构成的图。
图3是表示与本发明的实施方式有关的液体处理装置的构成的图。
图4是表示与本发明的第1和第3实施方式有关的构造判别装置的构成的图。
图5是表示与本发明的第1和第3实施方式有关的储存库存储单元存储的矩阵状地配置并登录在储存库中的构造参数的图。
图6是表示与本发明的第1和第3实施方式有关的储存库存储单元存储的登录在储存库中的各波长中的相位差的余弦cosΔ的曲线、和表示在各波长中的振幅位移的正切tanψ的曲线的图。
图7是与本发明的第1和第3实施方式有关的解析单元对算出的相位差Δ和振幅的位移ψ与储存库实施图案匹配的操作的说明图。
图8是与本发明的第1和第3实施方式有关的解析单元校正构造参数、推定并判别晶片W的表面构造的操作的说明图。
图9是表示与本发明的第1实施方式有关的处理操作的操作程序图。
图10是表示与本发明的第1实施方式有关的处理操作的各步骤中的晶片构造的截面图。
图11是表示与本发明的第2实施方式有关的处理系统的构成的图。
图12是表示与本发明的第2和第4实施方式有关的构造判别装置的构成的图。
图13是表示与本发明的第2实施方式有关的处理操作的操作程序图。
图14是表示与本发明的第2实施方式有关的处理操作的各步骤中的晶片构造的截面图。
图15是表示与本发明的第3实施方式有关的处理操作的操作程序图。
图16是表示与本发明的第3实施方式有关的处理操作的各步骤中的晶片构造的截面图。
图17是表示与本发明的第4实施方式有关的处理系统的构成的图。
图18是表示与本发明的第4实施方式有关的处理操作的操作程序图。
图19是表示与本发明的第4实施方式有关的处理操作的操作程序图。
图20是表示与本发明的第4实施方式有关的处理操作的各步骤中的晶片构造的截面图。
图21是表示与本发明的第5和第6实施方式有关的处理系统的构成的图。
图22是与本发明的第5实施方式有关的处理的操作程序图。
图23是表示蚀刻处理前后的试验晶片表面的图案构造的纵截面图。
图24是表示与蚀刻处理条件和根据蚀刻处理的削除量相关的数据的表。
图25是表示与本发明的第6实施方式有关的处理的操作程序图。
图26是表示蚀刻处理前后的试验晶片表面的图案构造的纵截面图。
标号说明：W晶片；1处理系统；5SiO2层；6抗蚀剂层；7接触孔；8聚合物；10减压处理装置；20液体处理装置；30构造判别装置；40系统控制装置；2处理系统；9变质硬化层；A损伤层；14方法存储单元；80构造判别装置；3处理系统；4处理系统。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面参照附图说明与本发明的第1实施方式有关的处理装置1。
处理系统1，如图1所示，由减压处理装置10、液体处理装置20(使用液体对晶片W进行处理的装置)、构造判别装置30、系统控制装置40、载置收藏多个晶片W的盒，构成晶片W的搬入搬出单元的装载端口50、将晶片W搬送到减压处理装置10等的搬送机构60、和进行晶片W的位置重合的对准单元70构成。
处理系统1，对作为被处理体的晶片W实施蚀刻处理，用椭圆偏光(Ellipsometry)法判别(评价)该蚀刻处理后的晶片W的表面构造。此外，晶片W，如图10所示，例如由硅构成，在该表面区域中形成SiO2层5，进一步，在晶片W的SiO2层5上形成预定图案的抗蚀剂层6。
减压处理装置10，如图2所示，具有上下平行对置的电极，是所谓的平行平板型等离子体处理装置，概略地由大致圆筒状的腔室11、作为下部电极起作用的支持器12和上部电极13构成。减压处理装置10，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W进行蚀刻处理。
腔室11由铝等导电性材料构成，在其表面上，实施防蚀铝处理等阳极氧化处理。再有，使腔室11接地。
腔室11在其底部具有排气口111，具有真空泵的排气装置112与该排气口111连接。排气装置112能够将腔室11内真空排气到预定的减压气氛，例如0.01Pa以下的压力。
腔室11在其侧壁上具有搬入搬出口113。搬入搬出口113具有可以开闭的闸式阀114，通过开放闸式阀114，可以搬入搬出晶片W。
再有，在腔室11内的底部中央，设置大致圆柱状的支持器支持台121，进一步，通过绝缘体122在该支持器支持台121上设置作为晶片载置台起作用的后述的支持器12。支持器支持台121具有与设置在腔室11下方的升降机构123连接，可以与支持器12一起升降的构成。
支持器12的上部中央形成凸状的圆板形，其上设置与晶片W大致同型的图中未画出的静电吸盘。当在该静电吸盘上加上直流电压时，由于库仑力将载置的晶片W静电吸附在支持器12上。
通过图中未画出的匹配器，第1高频电源124与支持器12连接。第1高频电源124在支持器12上加上高频(0.1～13MHz)电压。通过加上这种高频电压，能够得到减少对晶片W的损伤等的效果。
与支持器12对置地设置上部电极13，上部电极13由电极板131和电极支持体132构成，经过绝缘材料133，支持在腔室11的上部。
电极板131例如由铝等构成，在它的大致整个面上具有许多气孔131a。
电极支持体132通过螺钉等与电极板131电连接，由导电性材料构成。再有，电极支持体132具有气体导入管134，通过阀门135、流量控制装置136等，从气体供给源137向该气体导入管134供给由C4F8、氩和氧组成的蚀刻气体。电极支持体132，在其内部，具有与电极板131的多个气孔131a连接的中空的扩散单元132a。使从气体供给源137经过气体导入管134供给的蚀刻气体经过扩散单元132a的扩散供给至气孔131a。因此，从多个气孔131a将蚀刻气体均匀地供给晶片W的整个面。
由铝等的导电性材料构成的馈电棒138与上部电极13连接，馈电棒138，经过图中未画出的匹配器，与第2高频电源139连接。第2高频电源139向上部电极13供给高频(13～150MHz)功率。因此，在上部电极13和作为下部电极的支持器12之间，生成高密度的等离子体。
液体处理装置20是旋转器型处理装置，如图3所示，概略地由大致圆筒状的腔室21、设置在腔室21内的旋转吸盘22、马达23、将聚合物除去液和抗蚀剂层除去液供给至晶片W的表面的第1药液供给单元24、和将用于冲洗洗净的纯净水或异丙醇(IPA)供给至晶片W的第2药液供给单元25构成。液体处理装置20除去附着在晶片W的表面上的聚合物8和抗蚀剂层6等的不要部位，并且冲洗洗净除去了聚合物8和抗蚀剂层6的晶片W，旋转干燥经过冲洗洗净的晶片W。
在腔室21的上方，设置与第1药液供给单元24连接，将例如氢氟酸(HF)、硫酸(H2SO4)组成的聚合物除去液和抗蚀剂层除去液喷射到晶片W的表面上的第1药液喷射喷嘴211、和与第2药液供给单元25连接，将用于冲洗洗净的纯净水等喷到晶片W的表面上的第2药液喷射喷嘴212。再有，在腔室21的下方，设置排出喷射到腔室21内的药液、纯净水等的排液口213。
旋转吸盘22真空吸附载置的晶片W，马达23使真空吸附在旋转吸盘22上的晶片W高速旋转。用马达23使晶片W高速旋转，利用由旋转产生的离心力，不需要多遍就使喷出的药液、纯净水等广布在晶片W的表面上。再有，通过使晶片W更高速旋转，旋转干燥冲洗洗净后的晶片W。
构造判别装置30，如图4所示，由将偏振光照射在晶片W上，并且接受从晶片W反射的偏振光的光学单元31和从反射光判别晶片W的表面构造的构造判别单元32构成，用椭圆偏光法判别晶片W的表面构造。
所谓的椭圆偏光法就是将偏振光照射在晶片W上，从照射在该晶片W上的直线偏振光和从晶片W反射的偏振光的相位差Δ和振幅的位移ψ判别晶片W的表面构造的判别方法。该相位偏离Δ和振幅的位移ψ由下式定义。
[公式1]
                  Δ＝(Wp-Ws)反射光-(Wp-Ws)入力光
(Wp是p成分波的相位，Ws是s成分波的相位。)
[公式2]
Ψ = tan - 1 [ Rp Rs ] , Rp＝(I反射光/I入射光)p，Rs＝(I反射光/I入射光)s(Ip是p成分波的强度，Is是s成分波的强度，Rp是p成分波的反射率，Rs是s成分波的反射率。)
光学单元31由载置台311、发光器312、偏振元件313、检测光元件314、和受光器315构成，将偏振光照射在晶片W上，并且接受从晶片W反射的偏振光。
载置台311具有可以载置晶片W的构成，并且具有用图中未画出的驱动机构可以沿XY方向移动的构成。
发光器312由氙气灯等构成，向晶片W发出白色光，偏振元件313将从发光器312发出的白色光变换成直线偏振光，将变换得到的直线偏振光照射在晶片W上。
检测光元件314在从晶片W反射的椭圆偏振光中只使预定偏振角度的偏振光成分透过。受光器315，例如，由CCD(Charge CoupledDevice(电荷耦合器件))照相机等构成，接受透过检测光元件314的偏振光，将接受到的偏振光变换成电信号，将变换得到的电信号供给至构造判别单元32。
构造判别单元32由储存库存储单元321、解析单元322构成，从照射在该晶片W上的偏振光和从晶片W反射的偏振光的相位差Δ和振幅的位移ψ推定晶片W的表面构造。
储存库存储单元321由硬盘驱动器等、可以改写的存储媒体构成，存储与表示晶片W的表面构造的多个构造参数、相位差分布和振幅的位移分布对应地登录的储存库。
储存库，如图5所示，将多个构造参数配置成矩阵状地进行登录。再有，储存库登录表示预先算出配置成矩阵状的构造参数和如图6所示具有该构造参数的晶片W的表面构造的、各波长λ中的相位差的余弦cosΔ(相位差分布)的曲线，和表示在各波长λ中的振幅位移的正切tanψ(振幅的位移分布)的曲线。
解析单元322由CPU、RAM、ROM等构成。解析单元322根据从光学单元31供给的电信号对在反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光进行解析。再有，解析单元322使用公式1和公式2，从照射在晶片W上的光的各波长λ中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强度Ip的入射光、Is的入射光，和在经过解析的反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相位差Δ和振幅的位移ψ，求得相位差分布和振幅的位移分布。
解析单元322，如图7所示，对该求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从储存库检索与该求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布。
解析单元322，按照求得的相位差分布和振幅的位移分布与从储存库检索的相位差分布和振幅的位移分布的近似比例，用内插法，校正与该检索的相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数，从该经过校正的构造参数推定晶片W的表面构造。
当进行更详细的说明时，如图8所示，解析单元322，从储存库检索4个与求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，按照求得的相位差分布和振幅的位移分布与检索得到的相位差分布和振幅的位移分布的近似比例，合成与该检索得到的4个相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数，从合成得到的构造参数推定晶片W的表面构造。
图1所示的系统控制装置40由CPU、RAM、ROM等构成。系统控制装置40，通过控制搬送机构60从装载端口50搬出晶片W，将该搬出的晶片W搬送到对准单元70和减压处理装置10等。系统控制装置40在各装置10～30中实施了预定处理后，将晶片W搬入装载端口50。
其次，我们参照图9所示的操作程序图和图10所示的各步骤中的晶片W的截面图，以判别在晶片W上形成多个接触孔，形成接触孔的晶片W的表面构造的情形为例，说明该处理系统1的处理操作。
首先，将晶片W搬送到图中未画出的氧化装置中。氧化装置实施氧化处理在晶片W的表面区域中形成SiO2层5。
接着，将形成SiO2层5后的晶片W搬送到图中未画出的抗蚀剂涂敷装置中。抗蚀剂涂敷装置在SiO2层5上涂敷抗蚀剂。接着，将涂敷了抗蚀剂的晶片W搬送到图中未画出的曝光装置中。曝光装置对涂敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施曝光处理。接着，将实施了曝光处理的晶片W搬送到图中未画出的显影装置中。显影装置对涂敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施显影处理，形成图10(a)所示的用于形成接触孔的抗蚀剂图案。此后，从显影装置搬出在表面上形成了抗蚀剂图案的晶片W。
系统控制装置40，通过控制搬送机构60将收藏在装载端口50中晶片W搬送到对准单元70，对准单元70进行晶片W的位置重合。其次，开放搬入搬出口113的闸式阀114，系统控制装置40将从显影装置搬出的晶片W搬入到减压处理装置10的腔室11内，将搬入的晶片W载置在支持器12上。此后，系统控制装置40使搬送机构60从腔室11内退出，关闭闸式阀114。减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121一起上升到预定位置。减压处理装置10用排气装置112，将腔室11内真空排气到预定的减压气氛，例如0.01Pa以下的压力。减压处理装置10将直流电压加到设置在支持器12上的静电吸盘上，将晶片W静电吸附在支持器12上。
减压处理装置10开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元132a对从气体供给源137供给的由C4F8、氩和氧组成的蚀刻气体进行扩散后，将该蚀刻气体从气孔131a导入腔室11内。减压处理装置10，通过在支持器12上加上0.1～13MHz的高频电压，在上部电极13上加上13～150MHz的高频电压，在支持器12和上部电极13之间生成高密度的等离子体气体。减压处理装置10用生成的等离子体气体，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W的表面进行蚀刻(步骤S101)。通过该蚀刻处理，在晶片W的SiO2层5上形成图10(b)所示的接触孔7，并且在抗蚀剂层6和接触孔7的表面上附着聚合物8。
减压处理装置10，当结束蚀刻处理时，停止将高频电压加到支持器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减压处理装置10，停止将直流电压加到支持器12，并且使腔室11内回到常压的气氛。进一步，减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121一起下降到预定位置。系统控制装置40开放闸式阀114，从减压处理装置10搬出附着了聚合物8的晶片W，搬出后，关闭闸式阀114。系统控制装置40将从减压处理装置10搬出的晶片W搬入到液体处理装置20的腔室21中，并将搬入的晶片W载置在旋转吸盘22上。
液体处理装置20将载置的晶片W真空吸附在旋转吸盘22上，通过马达23使真空吸附的晶片W旋转。液体处理装置20将从第1药液供给单元24供给的，例如氢氟酸(HF)、硫酸(H2SO4)组成的聚合物除去液和抗蚀剂层除去液从第1药液喷射喷嘴211喷到正在由马达23进行旋转的晶片W的表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不需要多遍就使喷出的聚合物除去液和抗蚀剂层除去液广布在晶片W的表面上，如图10(c)所示，除去晶片W表面的聚合物8和抗蚀剂层6(步骤S102)。
液体处理装置20将从第2药液供给单元25供给的纯净水或IPA液，从第2药液喷射喷嘴212喷到正在由马达23进行旋转的晶片W的表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不需要多遍就使喷出的纯净水或IPA液广布在晶片W的表面上，冲洗洗净除去了聚合物8和抗蚀剂层6的晶片W的表面。液体处理装置20，通过由马达23更高速地旋转晶片W，旋转干燥经过冲洗洗净后的晶片W。系统控制装置40将除去了聚合物8和抗蚀剂层6的晶片W搬入构造判别装置30，将搬入的晶片W载置在构造判别装置30的载置台311上。
光学单元31从发光器312向晶片W发射白色光，偏振元件313将发射的白色光变换成直线偏振光，将变换得到的直线偏振光照射在晶片W上(步骤S103)。光学单元31在受光器315中接受在晶片W反射的透过光检测元件314的偏振光，将接受的偏振光变换成电信号，将变换得到的电信号供给至构造判别单元32。
构造判别单元32根据供给的电信号对在反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光进行解析。再有，构造判别单元32用公式1和公式2，从照射在晶片W上的光的各波长λ中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强度Ip的入射光、Is的入射光，和经过解析的反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相位差Δ和振幅的位移ψ，求得相位差分布和振幅的位移分布(步骤S104)。
构造判别单元32对求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从储存库检索与该算出的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布(步骤S105)。
构造判别单元32，从储存库检索4个与该求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，按照求得的相位差分布和振幅的位移分布与检索得到的相位差分布和振幅的位移分布的近似比例，合成与该检索得到的4个相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数，从合成得到的构造参数推定晶片W的表面构造(步骤S106)。
根据上述处理操作，因为除去了形状和组成不明的聚合物8，所以处理系统1能够确定在晶片W的表面中的光学常数n值(折射率)和k值(吸收系数)，用椭圆偏光法非破坏地正确判别晶片W的表面构造。
(第2实施方式)
下面我们参照附图说明与本发明的第2实施方式有关的处理系统2。此外，省略关于与上述第1实施方式有关的处理系统1相同的构成的说明。
处理系统2，如图11所示，由减压处理装置10、方法存储单元14、构造判别装置80、系统控制装置40、装载端口50、搬送机构60、和对准单元70构成，对作为处理基体的晶片W实施蚀刻处理，用反射率测定法(Reflectmetry)判别该蚀刻处理后的晶片W的表面构造。
减压处理装置10，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W进行蚀刻处理。再有，减压处理装置10用就地灰化处理除去在蚀刻处理中在抗蚀剂层上形成的变质层和/或硬化层(变质硬化层)和在接触孔的底面区域中形成的损伤层等不要部位。此外，减压处理装置10用CF4作为蚀刻气体，O2作为灰化气体。
这里，将由于蚀刻处理中的等离子体的热和离子的入射能量等、使形状和组成变质的抗蚀剂层称为变质层，将由于蚀刻处理中的等离子体的热和离子的入射能量等而硬化的抗蚀剂层称为硬化层，将由于蚀刻处理中的等离子体的热和离子的入射能量等，使形状和组成变质的晶片W表面称为损伤层。再有，在就地灰化处理中，不除去全部抗蚀剂层，只除去由蚀刻处理在抗蚀剂层上形成的变质硬化层，残留抗蚀剂层是根据下列的理由。即，近年来，因为伴随着半导体集成电路的高集成化，要求高错层差、高反射的半导体基片上的平板印刷(lithography)技术，需要使用2层或3层重叠的抗蚀剂层，进行微细图案的加工，所以残留抗蚀剂层。此外，例如在日本特开平5-160014号专利公报等中记载了相关技术。
流量控制装置136由CPU、ROM等构成，内部具有与由RAM等构成的图中未画出的存储器相同、图中未画出的时钟电路。流量控制装置136，根据由图中未画出的输入单元指示的晶片W的表面构造，从方法存储单元14选择最佳的方法，将登录在选出的最佳的方法中的蚀刻条件(例如Gr)存储在存储器中，(初期)设定蚀刻条件。再有，流量控制装置136将表示由输入单元指示的晶片W的表面构造的构造参数和(初期)设定的蚀刻条件(Gr)供给后述的系统控制装置40。
流量控制装置136，通过用时钟电路调整阀门135的开放时间，向腔室11内供给设定流量的蚀刻气体。再有，流量控制装置136，当从系统控制装置40供给蚀刻条件(例如，Gr+ΔG)时，将存储在存储器中的蚀刻条件从(Gr)改写成(Gr+ΔG)，设定并变更蚀刻条件。
方法存储单元14由硬盘驱动器等，可以改写的存储媒体构成，存储多个登录由供给腔室11内的气体流量G构成的蚀刻条件的方法。
构造判别装置80，如图12所示，由将光照射在晶片W上、并且接受来自晶片W的反射光的光学单元81和从反射光判别晶片W的表面构造的构造判别单元82构成，用反射率测定法判别晶片W的表面构造。
所谓反射率测定法就是将光照射在晶片W上，从照射在晶片W上的光强度和从晶片W反射的光强度之比(反射率)判别晶片W的表面构造的判别方法。
光学单元81由载置台811、发光器812、反射镜813、透镜814、和受光器815构成，将光照射在晶片W上，并且接受来自晶片W的反射光。
载置台811具有可以载置晶片W的构成，并且具有可通过图中未画出的驱动机构沿XY方向移动的构成。
发光器812对地面水平地发出照射晶片W的白色光。反射镜813由玻璃等构成，反射从发光器812对地面水平地发出的白色光，使反射的白色光照射在处于垂直下方向的晶片W上。透镜814由玻璃等构成，将从反射镜813入射的白色光集中在载置在载置台811上晶片W的表面上。
受光器815接受来自晶片W的反射光，将接受的反射光变换成电信号，将变换得到的电信号供给至构造判别单元82。
构造判别单元82由CPU、RAM、ROM等构成。从照射在晶片W上的光强度和从晶片W反射的光强度之比(反射率)推定晶片W的表面构造。再有，构造判别单元82将能够用反射率作为变数通过多重回归分析算出构造参数的预定的多重回归式存储在ROM中。
构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各波长λ中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射在晶片W上的光的各波长λ中的强度I的反射光，和经过解析的反射光的各波长λ中的强度I的反射光，算出反射率(＝I的反射光/I的入射光)。
构造判别单元82用算出的反射率(＝I的反射光/I的入射光)和存储在ROM中的预定的多重回归式进行多重回归分析算出构造参数，从算出的构造参数推定晶片W的表面构造。构造判别单元82将算出的构造参数供给系统控制装置40。
将表示在减压处理装置10中指示的晶片W的表面构造的构造参数和(初期)设定的蚀刻条件供给至系统控制装置40，将所供给的构造参数和蚀刻条件存储在存储器中。
系统控制装置40比较存储在存储器中的构造参数和从构造判别单元82供给的构造参数，根据该比较结果，对存储在存储器中的蚀刻条件进行校正。系统控制装置40，通过将经过校正的蚀刻条件供给至减压处理装置10，将蚀刻条件反馈给减压处理装置10。
例如，当在晶片W上形成多个接触孔时，系统控制装置40，通过比较存储在存储器中的构造参数和从构造判别单元82供给的构造参数，比较在减压处理装置10中指示的接触孔的深度等和实际形成的接触孔的深度等。
系统控制装置40，当实际形成的接触孔的深度比指示的接触孔的深度浅时，增加供给至腔室11的气体流量，将(初期)设定的蚀刻条件Gr校正为Gr+ΔG。系统控制装置40将经过校正的蚀刻条件(Gr+ΔG)供给至减压处理装置10。
其次，我们参照图13所示的操作程序图和图14所示的各步骤中的晶片W的截面图，以在晶片W上形成多个接触孔，判别形成接触孔的晶片W的表面构造，反馈蚀刻条件的情形为例，说明该处理系统2的处理操作。
首先，将晶片W搬送到图中未画出的氧化装置中。氧化装置实施氧化处理后在晶片W的表面区域中形成SiO2层5。
接着，将形成有SiO2层5的晶片W搬送到图中未画出的抗蚀剂涂敷装置中。抗蚀剂涂敷装置在SiO2层5上涂敷抗蚀剂。接着，将涂敷了抗蚀剂的晶片W搬送到图中未画出的曝光装置中。曝光装置对涂敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施曝光处理。接着，将实施了曝光处理的晶片W搬送到图中未画出的显影装置中。显影装置对涂敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施显影处理，形成图14(a)所示的用于形成接触孔的抗蚀剂图案。此后，从显影装置搬出在表面上形成了抗蚀剂图案的晶片W。
系统控制装置40控制搬送机构60并将收藏在装载端口50中的晶片W搬送到对准单元70，对准单元70进行晶片W的位置重合。其次，开放搬入搬出口113的闸式阀114，系统控制装置40将从显影装置搬出的晶片W搬入到减压处理装置10的腔室11内，将搬入的晶片W载置在支持器12上。此后，系统控制装置40使搬送机构60从腔室11内退出，关闭闸式阀114。减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121一起上升到预定位置。减压处理装置10用排气装置112，将腔室11内真空排气到预定的减压气氛，例如0.01Pa以下的压力。减压处理装置10将直流电压加到设置在支持器12上的静电吸盘上，将晶片W静电吸附在支持器12上。
减压处理装置10，根据具有从输入单元指示的多个用于形成接触孔的抗蚀剂图案的晶片W的表面构造从方法存储单元14选择最佳的方法，将登录在选出的最佳的方法中的蚀刻条件(Gr)存储在存储器中，(初期)设定蚀刻条件(步骤S201)。
减压处理装置10，将表示从输入单元指示的晶片W的表面构造的构造参数和设定的蚀刻条件(Gr)供给至系统控制装置40。系统控制装置40将供给的构造参数和(初期)设定的蚀刻条件存储在存储器中。
减压处理装置10，在设定的蚀刻条件(Gr)下，开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元132a对从气体供给源137供给的由CF4组成的蚀刻气体进行扩散后，将该蚀刻气体从气孔131a导入腔室11内。减压处理装置10，通过在支持器12和上部电极13上加上高频电压，在支持器12和上部电极13之间生成高密度的等离子体气体。减压处理装置10用生成的等离子体气体，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W的表面进行蚀刻(步骤S202)。通过该蚀刻处理，在晶片W的SiO2层5上形成图14(b)所示的接触孔7，并且在抗蚀剂层6中形成变质硬化层9，在接触孔7的底面区域中形成损伤层A。
减压处理装置10，当结束蚀刻处理时停止将高频电压加到支持器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减压处理装置10使腔室11内成为就地灰化气氛。
减压处理装置10开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元132a对从气体供给源137供给的由O2组成的灰化气体进行扩散后，将该灰化气体从气孔131a导入腔室11内。减压处理装置10，通过在支持器12和上部电极13上加上高频电压，在支持器12和上部电极13之间生成高密度的等离子体气体。减压处理装置10用生成的等离子体气体，对晶片W实施就地灰化处理，如图14(c)所示，除去在抗蚀剂层6中形成的变质硬化层9和在接触孔7的底面区域中形成损伤层A(步骤S203)。
液体处理装置10，当结束就地灰化处理时，停止将高频电压加到支持器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减压处理装置10停止将直流电压加到支持器12，并且使腔室11内回到常压的气氛。进一步，减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121一起下降到预定位置。系统控制装置40开放闸式阀114，从减压处理装置10搬出除去变质硬化层9和损伤层A的晶片W，搬出后，关闭闸式阀114。系统控制装置40，将从减压处理装置10搬出的晶片W搬入构造判别装置80，将搬入的晶片W载置在载置台811上。
光学单元81，从发光器812对地面水平地发出白色光，在反射镜813上将白色光反射到垂直下方向，使反射的白色光，经过透镜814照射在晶片W上(步骤S204)。光学单元81接受来自晶片W的反射光，将接受的反射光变换成电信号，将变换得到的电信号供给构造判别单元82。
构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各波长λ中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射在晶片W上的光的各波长λ中的强度I的反射光，和经过解析的反射光的各波长λ中的强度I的反射光，算出反射率(＝I的反射光/I的入射光)(步骤S205)。
构造判别单元82用算出的反射率(＝I的反射光/I的入射光)和存储在ROM中的预定的多重回归式进行多重回归分析算出构造参数(步骤S206)。
构造判别单元82从算出的构造参数推定形成有多个接触孔7的晶片W的表面构造(步骤S207)。构造判别单元82将算出的构造参数供给至系统控制装置40。
系统控制装置40，通过比较存储在存储器中的构造参数和从构造判别单元82供给的构造参数，比较在减压处理装置10中指示的接触孔的深度等和实际形成的接触孔的深度等(步骤S208)。
系统控制装置40，当实际形成的接触孔7的深度比指示的接触孔的深度浅时，增加供给腔室11的气体流量，将(初期)设定的蚀刻条件Gr校正为Gr+ΔG(步骤S209)。系统控制装置40将经过校正的蚀刻条件(Gr+ΔG)供给至减压处理装置10，将蚀刻条件反馈到减压处理装置10。
减压处理装置10，当从系统控制装置40供给蚀刻条件(Gr+ΔG)时，将存储在存储器中的蚀刻条件从(Gr)改写成(Gr+ΔG)，设定并变更蚀刻条件(步骤S210)。
根据上述处理操作，因为除去了形状和组成不明的变质硬化层9和损伤层A，所以处理系统2能够确定在晶片W的表面中的光学常数n值(折射率)和k值(吸收系数)，用反射率测定法非破坏地正确判别晶片W的表面构造。
再有，处理系统2，从用反射率测定法正确判别的晶片W的表面构造，校正供给至减压处理装置10的蚀刻条件，反馈蚀刻条件，由此，能够对晶片W实施正确并且均匀的蚀刻处理。
(第3实施方式)
下面我们参照附图说明与本发明的第3实施方式有关的处理系统3。此外，省略关于与上述第1和第2实施方式有关的处理系统1相同的构成的说明。
处理系统3，与图1所示的处理系统1相同，由减压处理装置10、液体处理装置20、构造判别装置30、系统控制装置40、装载端口50、搬送机构60、和对准单元70构成，对作为处理基体的晶片W实施蚀刻处理，用椭圆偏光法判别该蚀刻处理后的晶片W的表面构造。
减压处理装置10，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W进行蚀刻处理。再有，减压处理装置10用就地灰化处理除去附着在晶片W的表面上聚合物等的不要部位。此外，减压处理装置10用由C4F8、氩和氧组成的混合气体作为蚀刻气体，O2作为灰化气体。
液体处理装置20除去由于抗蚀处理使形状、组成发生显著变化的抗蚀剂层等的不要部位，并且冲洗洗净除去了抗蚀剂层6的晶片W，旋转干燥经过冲洗洗净的晶片W。
构造判别装置30由光学单元31和构造判别单元32构成，用椭圆偏光法判别晶片W的表面构造。光学单元31由载置台311、发光器312、偏振元件313、检测光元件314、和受光器315构成，将偏振光照射在晶片W上，并且接受从晶片W反射的偏振光。
构造判别单元32由储存库存储单元321、解析单元322构成，从照射在该晶片W上的偏振光和从晶片W反射的偏振光的相位差Δ和振幅的位移ψ推定晶片W的表面构造。
储存库存储单元321存储与表示将抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻，在除去聚合物8后，除去抗蚀剂层6前形成的和预测的晶片W的表面构造的构造参数、和关于该表面构造预先算出的相位差分布和振幅的位移分布对应地登录的第1储存库。
再有，储存库存储单元321存储与表示将抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻，在除去聚合物8和抗蚀剂层6后形成的和预测的晶片W的表面构造的构造参数、和关于该表面构造预先算出的相位差分布和振幅的位移分布对应地登录的第2储存库。
解析单元322，根据来自系统控制装置40的指示，切换使用的储存库。解析单元322，根据从光学单元31供给的电信号对在反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光进行解析。再有，解析单元322用公式1和公式2，从照射在晶片W上的光的各波长λ中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强度Ip的入射光、Is的入射光，和经过解析的反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相位差Δ和振幅的位移ψ，求得相位差分布和振幅的位移分布。
解析单元322，对该求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在第1和第2储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从第1储存库检索与该求得相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，判别是否可以评价晶片W的表面构造。
解析单元322，从第1储存库检索与求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，并从与该检索的相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数推定晶片W的表面构造。
另一方面，解析单元322，当例如由于抗蚀处理使抗蚀剂层6的形状、组成发生显著变化，不能够从第1储存库检索与求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布时，判别不能够评价晶片W的表面构造(评价为不良好)，并将这个情况通知系统控制装置40。
系统控制装置40在减压处理装置10中对晶片W实施蚀刻处理和就地灰化处理，通过控制搬送机构60从减压处理装置10搬出晶片W，将该搬出的晶片W搬送到构造判别装置30，并且将构造判别装置30使用的储存库设定为第1储存库。
当系统控制装置40从解析单元322得到不能够评价的通知时，中断后续的对晶片W的处理。系统控制装置40通过控制搬送机构60从构造判别装置30搬出晶片W，将该搬出的晶片W搬送到液体处理装置20。系统控制装置40，当在液体处理装置20中除去抗蚀剂层6时，从液体处理装置20搬出晶片W，再次将该搬出的晶片W搬入构造判别装置30，并且将构造判别装置30使用的储存库设定为第2储存库。
其次，参照图15所示的操作程序图和图16所示的各步骤中的晶片W的截面图，以在晶片W上形成多个接触孔7，判别形成接触孔7的晶片W的表面构造的情形为例，说明该处理系统3的处理操作。
首先，将晶片W搬送到图中未画出的氧化装置中。氧化装置实施氧化处理后在晶片W的表面区域中形成SiO2层5。
接着，将形成SiO2层5的晶片W搬送到图中未画出的抗蚀剂涂敷装置中。抗蚀剂涂敷装置在SiO2层5上涂敷抗蚀剂。接着，将涂敷了抗蚀剂的晶片W搬送到图中未画出的曝光装置中。曝光装置对涂敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施曝光处理。接着，将实施了曝光处理的晶片W搬送到图中未画出的显影装置中。显影装置对涂敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施显影处理，形成图16(a)所示的用于形成接触孔的抗蚀剂图案。此后，从显影装置搬出在表面上形成了抗蚀剂图案的晶片W。
系统控制装置40，通过控制搬送机构60将收藏在装载端口50中晶片W搬送到对准单元70，对准单元70进行晶片W的位置重合。其次，开放搬入搬出口113的闸式阀114，系统控制装置40将从显影装置搬出的晶片W搬入到减压处理装置10的腔室11内，将搬入的晶片W载置在支持器12上。此后，系统控制装置40使搬送机构60从腔室11内退出，关闭闸式阀114。减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置有晶片W的支持器12与支持器支持台121一起上升到预定位置。减压处理装置10用排气装置112，将腔室11内真空排气到预定的减压气氛，例如0.01Pa以下的压力为止。减压处理装置10将直流电压加到设置在支持器12上的静电吸盘上，将晶片W静电吸附在支持器12上。
减压处理装置10开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元132a对从气体供给源137供给的由C4F8、氩和氧组成的蚀刻气体进行扩散后，将该蚀刻气体从气孔131a导入腔室11内。减压处理装置10，通过在支持器12上加上0.1～13MHz的高频电压，在上部电极13上加上13～150MHz的高频电压，在支持器12和上部电极13之间生成高密度的等离子体气体。减压处理装置10用生成的等离子体气体，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W的表面进行蚀刻(步骤S301)。通过该蚀刻处理，在晶片W的SiO2层5上形成图16(b)所示的接触孔7，并且在抗蚀剂层6和接触孔7的表面上附着聚合物。
减压处理装置10，当结束蚀刻处理时，停止将高频电压加到支持器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减压处理装置10使腔室11内成为就地灰化的气氛。
减压处理装置10开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元132a对从气体供给源137供给的由O2组成的灰化气体进行扩散后，将该灰化气体从气孔131a导入腔室11内。减压处理装置10，通过在支持器12和上部电极13上加上高频电压，从而在支持器12和上部电极13之间生成高密度的等离子体气体。减压处理装置10用生成的等离子体气体，对晶片W实施就地灰化处理，如图16(c)所示，除去附着在抗蚀剂层6和接触孔7的表面上的聚合物8(步骤S302)。
当减压处理装置10结束就地灰化处理时，停止将高频电压加到支持器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减压处理装置10停止将直流电压加到支持器12，并且使腔室11内回到常压的气氛。进一步，减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121一起下降到预定位置。系统控制装置40开放闸式阀114，将聚合物8附着的晶片W从减压处理装置10搬出，搬出后，关闭闸式阀114。系统控制装置40将从减压处理装置10搬出的晶片W除去聚合物8后搬送到构造判别单元30，将搬送的晶片W载置在构造判别单元30的载置台311上，并将构造判别单元30使用的储存库设定为第一储存库(步骤S303)。
光学单元31从发光器312向晶片W发射白色光，在偏振元件313中将发射的白色光变换成直线偏振光，将变换得到的直线偏振光照射在晶片W上(步骤S304)。光学单元31在受光器315中接受在晶片W上反射的、透过光检测元件314的偏振光，将接受的偏振光变换成电信号，将变换得到的电信号供给构造判别单元32。
构造判别单元32根据供给的电信号对在反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光进行解析。再有，构造判别单元32用公式1和公式2，从照射在晶片W上的光的各波长λ中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强度Ip的入射光、Is的入射光，以及经过解析的反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相位差Δ和振幅的位移ψ，求得相位差分布和振幅的位移分布(步骤S305)。
构造判别单元32对求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在第1储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从第1储存库检索与该算出的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，判别是否可以评价晶片W的表面构造(步骤S306)。
构造判别单元32，从第1储存库检索与该求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布(步骤S306中“是”)，从与该检测出的相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数推定晶片W的表面构造(步骤S307)。
另一方面，当构造判别单元32例如由于抗蚀处理使抗蚀剂层6的形状、组成发生显著变化，不能够从第1储存库检索与求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布时(步骤S306中“否”)，判别不能够评价晶片W的表面构造，并将这个情况通知系统控制装置40。当系统控制装置40从构造判别单元32得到不能够评价的通知时，通过控制搬送机构60从构造判别装置30搬出晶片W，将该搬出的晶片W搬入到液体处理装置20，将该搬入的晶片W载置在旋转吸盘22上。
液体处理装置20将载置的晶片W真空吸附在旋转吸盘22上，通过马达23使真空吸附的晶片W旋转。液体处理装置20将从第1药液供给单元24供给的、例如由氢氟酸(HF)、硫酸(H2SO4)组成的抗蚀剂层除去液从第1药液喷射喷嘴211喷到正在由马达23进行旋转的晶片W的表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不需要多遍就使喷出的抗蚀剂层除去液广布在晶片W的表面上，如图16(d)所示，除去晶片W表面的抗蚀剂层6(步骤S308)。
液体处理装置20将从第2药液供给单元25供给的纯净水或IPA液，从第2药液喷射喷嘴212喷到正在由马达23进行旋转的晶片W的表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不需要多遍就使喷出的纯净水或IPA液广布在晶片W的表面上，冲洗洗净除去了抗蚀剂层6的晶片W的表面。液体处理装置20，通过由马达23更高速地旋转晶片W，旋转干燥经过冲洗洗净后的晶片W。系统控制装置40将除去了抗蚀剂层6的晶片W搬入构造判别装置30，将搬入的晶片W载置在构造判别装置30的载置台311上，并且将构造判别装置30使用的储存库设定为第2储存库(步骤S309)。
光学单元31从发光器312向晶片W发射白色光，在偏振元件313中将发射的白色光变换成直线偏振光，将变换得到的直线偏振光照射在晶片W上(步骤S310)。光学单元31在受光器315中接受在晶片W上反射的、透过光检测元件314的偏振光，将接受的偏振光变换成电信号，将变换得到的电信号供给到构造判别单元32。
构造判别单元32根据供给的电信号对在反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光进行解析。再有，构造判别单元32用公式1和公式2，从照射在晶片W上的光的各波长λ中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强度Ip的入射光、Is的入射光，以及经过解析的反射光的各波长λ中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相位差Δ和振幅的位移ψ，求得相位差分布和振幅的位移分布(步骤S311)。
构造判别单元32对求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在第1储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从第2储存库检索与该算出的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布(步骤S312)。
再有，构造判别单元32，从与该检索得到的相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数，推定晶片W的表面构造(步骤S307)。
根据上述处理操作，因为除去了形状和组成不明的聚合物8，所以处理系统3能够确定晶片W的表面中的光学常数n值(折射率)和k值(吸收系数)，用椭圆偏光法非破坏地正确判别晶片W的表面构造。
再有，处理系统3，因为不是每次除去抗蚀剂层6后判别晶片W的表面构造，当涂敷在晶片W上的抗蚀剂层6的形状、组成的变化显著时等，只当在涂敷抗蚀剂层6的状态中不能够确定晶片W的表面构造时，除去抗蚀剂层6后判别晶片W的表面构造，所以能够达到提高整个处理的生产率的目的。
(第4实施方式)
下面参照附图说明与本发明的第4实施方式有关的处理系统4。此外，省略关于与上述第1、第2和第3实施方式有关的处理系统1、2和3相同的构成的说明。
处理系统4，如图17所示，由减压处理装置10、方法存储单元14、液体处理装置20、构造判别装置80、系统控制装置40、装载端口50、搬送机构60、和对准单元70构成，对作为处理基体的晶片W实施蚀刻处理，用反射率测定法判别该蚀刻处理后的晶片W的表面构造。
减压处理装置10，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W进行蚀刻处理。再有，减压处理装置10用由C4F8、氩和氧的混合气体作为蚀刻气体。
液体处理装置20除去附着在晶片W的表面上的聚合物8等不要部位，并且冲洗洗净除去了聚合物8的晶片W，旋转干燥经过冲洗洗净的晶片W。
构造判别装置80由光学单元81和构造判别单元82构成，用反射率测定法判别晶片W的表面构造。光学单元81由载置台811、发光器812、偏振元件813、透镜814、和受光器815构成，将光照射在晶片W上，并且接受来自晶片W的反射光。
构造判别单元82，与来自系统控制装置40的指示对应，切换使用的多重回归式。构造判别单元82，从照射在晶片W上的光的强度和从晶片W反射的光的强度之比(反射率)推定晶片W的表面构造。再有，构造判别单元82，将能够用反射率作为变数通过多重回归分析算出构造参数的预定的多重回归式存储在ROM中。
在该多重回归式中，存在着在算出蚀刻处理后，晶片处理前的晶片W(表面上附着聚合物的晶片W)的构造参数的第1多重回归式、和算出在蚀刻处理及晶片处理后的晶片W(除去了聚合物的晶片W)的构造参数的第2多重回归式。
构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各波长λ中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射在晶片W上的光的各波长λ中的强度I的反射光，以及经过解析的反射光的各波长λ中的强度I的反射光，算出反射率(＝I的反射光/I的入射光)。
构造判别单元82用算出的反射率(＝I的反射光/I的入射光)和存储在ROM中的第1多重回归式进行多重回归分析。构造判别单元82，当能够通过多重回归分析在预定期间内算出构造参数时，从该算出的构造参数推定晶片W的表面构造。构造判别单元82将算出的构造参数供给至系统控制装置40。
另一方面，当构造判别单元82由于例如通过蚀刻处理而附着在晶片W表面上的聚合物，不能够通过多重回归分析在预定期间内算出构造参数时，判别不能够评价晶片W的表面构造(评价为不良好)，并将这个情况通知系统控制装置40。
系统控制装置40在减压处理装置10中对晶片W实施蚀刻处理，通过控制搬送机构60从减压处理装置10搬出晶片W，将该搬出的晶片W搬送到构造判别装置80，并且将构造判别装置80使用的多重回归式设定为第1多重回归式。
系统控制装置40当从构造判别单元82得到不能够评价的通知时，中断后续的对晶片W的处理。系统控制装置40通过控制搬送机构60从构造判别装置80搬出晶片W，将该搬出的晶片W搬送到液体处理装置20。系统控制装置40，当在液体处理装置20中除去抗蚀剂层6时，从液体处理装置20搬出晶片W，再次将该搬出的晶片W搬入构造判别装置80，并且将构造判别装置80使用的多重回归式设定为第2多重回归式。
系统控制装置40，根据在构造判别装置80中评价的表面构造，设定并变更减压处理装置10的蚀刻条件，再次开始后续的对晶片W的处理。
其次，参照图18和图19所示的操作程序图和图20所示的各步骤中的晶片W的截面图，以在晶片W上形成多个接触孔7，判别形成有接触孔7的晶片W的表面构造，反馈蚀刻条件的情形为例，说明该处理系统4的处理操作。
首先，将晶片W搬送到图中未画出的氧化装置中。氧化装置实施氧化处理后在晶片W的表面区域中形成SiO2层5。
接着，将表面区域中形成有SiO2层5的晶片W搬送到图中未画出的抗蚀剂涂敷装置中。抗蚀剂涂敷装置在SiO2层5上涂敷抗蚀剂。接着，将涂敷了抗蚀剂的晶片W搬送到图中未画出的曝光装置中。曝光装置对涂敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施曝光处理。接着，将实施了曝光处理的晶片W搬送到图中未画出的显影装置中。显影装置对涂敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施显影处理，形成图20(a)所示的用于形成接触孔的抗蚀剂图案。此后，从显影装置搬出在表面上形成了抗蚀剂图案的晶片W。
系统控制装置40，通过控制搬送机构60将收藏在装载端口50中晶片W搬送到对准单元70，对准单元70进行晶片W的位置重合。其次，开放搬入搬出口113的闸式阀114，系统控制装置40将从显影装置搬出的晶片W搬入到减压处理装置10的腔室11内，将搬入的晶片W载置在支持器12上。此后，系统控制装置40使搬送机构60从腔室11内退出，关闭闸式阀114。减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121一起上升到预定位置。减压处理装置10用排气装置112，将腔室11内真空排气到预定的减压气氛，例如0.01Pa以下的压力。减压处理装置10将直流电压加到设置在支持器12上的静电吸盘上，将晶片W静电吸附在支持器12上。
减压处理装置10，根据备有由输入单元指示的多个接触孔的晶片W的表面构造，从方法存储单元14选择最佳的方法，将登录在选出的最佳的方法中的蚀刻条件(Gr)存储在存储器中，(初期)设定蚀刻条件(步骤S401)。
减压处理装置10将表示由输入单元指示的晶片W的表面构造的构造参数和设定的蚀刻条件(Gr)供给至系统控制装置40。系统控制装置40将所供给的构造参数和(初期)设定的蚀刻条件存储在存储器中。
减压处理装置10，在设定的蚀刻条件(Gr)下，开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元132a对从气体供给源137供给的由C4F8、氩和氧组成的混合气体进行扩散后，将该混合气体从气孔131a导入腔室11内。减压处理装置10，通过在支持器12和上部电极13上加上高频电压，在支持器12和上部电极13之间生成高密度的等离子体气体。减压处理装置10用生成的等离子体气体，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W的表面进行蚀刻(步骤S402)。通过该蚀刻处理，在晶片W的SiO2层5上形成图20(b)所示的接触孔7，并且在抗蚀剂层6接触孔7的表面上附着聚合物8。
减压处理装置10，当结束蚀刻处理时停止将高频电压加到支持器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减压处理装置10停止将直流电压加到支持器12上，并且使腔室11回到常压的气氛。进一步，减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121一起下降到预定位置。系统控制装置40开放闸式阀114，从减压处理装置10搬出附着聚合物8的晶片W，搬出后，关闭闸式阀114。系统控制装置40，将从减压处理装置10搬出的晶片W搬入构造判别装置80，将搬入的晶片W载置在载置台811上，并且将构造判别装置80使用的多重回归式设定为第1多重回归式(步骤S403)。
光学单元81，从发光器812对地面水平地发出白色光，在反射镜813上将白色光反射到垂直下方向，使反射的白色光，经过透镜814照射在晶片W上(步骤S404)。光学单元81接受来自晶片W的反射光，将接受的反射光变换成电信号，将变换得到的电信号供给构造判别单元82。
构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各波长λ中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射在晶片W上的光的各波长λ中的强度I的反射光、经过解析的反射光的各波长λ中的强度I的反射光，算出反射率(＝I的反射光/I的入射光)(步骤S405)。
构造判别单元82用算出的反射率(＝I的反射光/I的入射光)和基于系统控制装置40的指示设定的第1多重回归式进行多重回归分析(步骤S406)。
构造判别单元82，当能够通过多重回归分析在预定期间内算出构造参数时(步骤S407中“是”)，从该算出的构造参数推定晶片W的表面构造(步调S501)。构造判别单元82将算出的构造参数供给至系统控制装置40。
系统控制装置40，通过比较存储在存储器中的构造参数和从构造判别单元82供给的构造参数，比较在减压处理装置10中指示的接触孔的深度等和实际形成的接触孔的深度等(步骤S502)。
当实际形成的接触孔7的深度比所指示的接触孔的深度浅时，系统控制装置40增加供给腔室11的气体流量，将(初期)设定的蚀刻条件Gr校正为Gr+ΔG(步骤S503)。系统控制装置40将经过校正的蚀刻条件(Gr+ΔG)供给减压处理装置10，将蚀刻条件反馈到减压处理装置10。
当从系统控制装置40供给蚀刻条件(Gr+ΔG)时，减压处理装置10将存储在存储器中的蚀刻条件从(Gr)改写为(Gr+ΔG)，设定并变更蚀刻条件(步骤S504)。
另一方面，构造判别单元82，当例如由于抗蚀处理使抗蚀剂层的形状、组成发生显著变化，不能够用多重回归分析在预定期间内算出构造参数时(步骤S407中“否”)时，判别不能够评价晶片W的表面构造，并将这个情况通知系统控制装置40。系统控制装置40当从构造判别单元82得到不能够评价的通知时，中断对后续的晶片W的处理。另外，系统控制装置40，通过控制搬送机构60从构造判别装置80搬出晶片W，将该搬出的晶片W搬入到液体处理装置20，将该搬入的晶片W载置在旋转吸盘22上。
液体处理装置20将载置的晶片W真空吸附在旋转吸盘22上，通过马达23使真空吸附的晶片W旋转。液体处理装置20将从第1药液供给单元24供给的、例如由氢氟酸(HF)、硫酸(H2SO4)组成的聚合物除去液从第1药液喷射喷嘴211喷到正在由马达23进行旋转的晶片W的表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不需要多遍就使喷出的聚合物除去液广布在晶片W的表面上，如图20(c)所示，除去附着在晶片W表面上的聚合物8(步骤S408)。
液体处理装置20将从第2药液供给单元25供给的纯净水或IPA液，从第2药液喷射喷嘴212喷到正在由马达23进行旋转的晶片W的表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不需要多遍就使喷出的纯净水或IPA液广布在晶片W的表面上，冲洗洗净除去了聚合物8的晶片W的表面。液体处理装置20，通过由马达23更高速地旋转晶片W，旋转干燥经过冲洗洗净后的晶片W。系统控制装置40将除去了聚合物8的晶片W搬入构造判别装置80，将搬入的晶片W载置在构造判别装置80的载置台81上，并且将构造判别装置80使用的多重回归式设定为第2多重回归式(步骤S409)。
光学单元81，从发光器812对地面水平地发出白色光，在反射镜813上将白色光反射到垂直下方向，使反射的白色光，经过透镜814照射在晶片W上(步骤S410)。光学单元81接受来自晶片W的反射光，将接受的反射光变换成电信号，将变换得到的电信号供给构造判别单元82。
构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各波长λ中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射在晶片W上的光的各波长λ中的强度I的反射光、经过解析的反射光的各波长λ中的强度I的反射光，算出反射率(＝I的反射光/I的入射光)(步骤S411)。
构造判别单元82用算出的反射率(＝I的反射光/I的入射光)和根据系统控制装置40的指示设定的第2多重回归式进行多重回归分析，算出构造参数(步骤S412)。
构造判别单元82从算出的构造参数推定形成有多个接触孔7的晶片W的表面构造(步骤S501)。构造判别单元82将算出的构造参数供给系统控制装置40。
系统控制装置40，通过比较存储在存储器中的构造参数和从构造判别单元82供给的构造参数，比较在减压处理装置10中指示的接触孔的深度等和实际形成的接触孔7的深度等(步骤S502)。
系统控制装置40，当实际形成的接触孔7的深度比所指示的接触孔的深度浅时，增加供给腔室11的气体流量，将(初期)设定的蚀刻条件Gr校正为Gr+ΔG’(步骤S503)。系统控制装置40将经过校正的蚀刻条件(Gr+ΔG’)供给减压处理装置10，将蚀刻条件反馈到减压处理装置10。
减压处理装置10，当从系统控制装置40供给蚀刻条件(Gr+ΔG’)时，将存储在存储器中的蚀刻条件从(Gr)改写成(Gr+ΔG’)，设定并变更蚀刻条件(步骤S504)。再有，系统控制装置40，设定并变更蚀刻条件，再次开始后续的对晶片W的处理。
根据上述处理操作，因为除去了形状和组成不明的聚合物8，所以处理系统4能够确定在晶片W的表面中的光学常数n值(折射率)和k值(吸收系数)，用反射率测定法非破坏地正确判别晶片W的表面构造。
再有，处理系统4从用反射率测定法正确判别的晶片W的表面构造，校正供给减压处理装置10的蚀刻条件，反馈蚀刻条件，由此，能够对晶片W实施正确并且均匀的蚀刻处理。
进一步，处理系统4因为不是每次除去聚合物8后判别晶片W的表面构造，而是只当在附着聚合物8的状态中不能够确定晶片W的表面构造时，除去聚合物8后判别晶片W的表面构造，所以能够达到提高整个处理的生产率的目的。
再有，处理系统4，当在附着有聚合物8的状态中不能够确定晶片W的表面构造时，通过中断后续的对晶片W的处理，能够以高的成品率制造晶片W。
此外，本发明不限于上述实施方式，可以进行种种变形和应用。下面，我们说明可以应用于本发明的上述实施方式的变形方式。
在上述第1、第2、第3和第4实施方式中，处理系统1、2、3和4评价蚀刻处理后的晶片W的表面构造(形状)。但是，本发明不限定于此，处理系统1、2、3和4也可以评价离子注入后的晶片W的表面构造(离子浓度)。
再有，在上述第1、第2、第3和第4实施方式中，构造判别单元30和80判别形成了多个接触孔的晶片W的表面构造。但是，本发明不限定于此，构造判别单元30和80也可以评价备有STI(ShallowTrench Isolation(浅沟隔离))的晶片W和经过栅蚀刻的晶片W的表面构造。
进一步，在上述第1、第2、第3和第4实施方式中，在发光器312和812中使用氙灯。但是，本发明不限定于此，如果是氘灯等、发射白色光的灯则可以是任意的。
再有，在上述第1和第3实施方式中的散射测量法是椭圆偏光法，在上述第2和第4实施方式中的散射测量法是反射率测定法。但是，本发明不限定于此，散射测量法如果能够从通过将光照射在晶片W上得到的反射光的相位、强度等判别晶片W的表面构造，则可以是任意的。
进一步，在上述第1和第3实施方式中，解析单元322，对求得的相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，校正从储存库检索的相位差分布和振幅的位移分布，从经过校正的构造参数推定晶片W的表面构造。但是，本发明不限定于此，解析单元322也可以对求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在储存库中的相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从储存库检索与该求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，当与检索到的相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数处于预定的收敛范围(GOF)时，可从该构造参数推测晶片W的构造参数。再有，解析单元322也可以对算出的相位差Δ和振幅的位移ψ进行多重回归分析算出构造参数，从算出的构造参数推定晶片W的表面构造。
再有，在上述第2和第4实施方式中，构造判别单元82，对算出的反射率进行多重回归分析算出构造参数，从算出的构造参数推定晶片W的表面构造。但是，本发明不限定于此，构造判别单元82也可以对求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在储存库中的相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从储存库检索与该求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，当与检索到的相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数处于预定的收敛范围(GOF)时，从该构造参数推测晶片W的构造参数。再有，构造判别单元82，也可以从算出的反射率求得反射率分布，对反射率分布进行图案匹配，校正从储存库检索的反射率分布，从经过校正的构造参数推定晶片W的表面构造。
进一步，在上述第2和第4实施方式中，蚀刻条件的参数为蚀刻气体的流量。但是，本发明不限定于此，作为蚀刻条件的参数，也可以用腔室11内的压力、第1和第2高频电源的功率和频率、气体种类、支持器12的温度、和支持器12与上部电极13的间隔等。
再有，在上述第1实施方式中，处理系统1只判别晶片W的表面构造。但是，本发明不限定于此，处理系统1也可以根据所判别的晶片W的表面构造，校正腔室11内的压力、蚀刻气体的流量等的蚀刻条件，将该经过校正的蚀刻条件反馈到减压处理装置10。
进一步，在上述第1实施方式中，液体处理装置20除去晶片W表面上的聚合物8和抗蚀剂层6。但是，本发明不限定于此，液体处理装置20也可以只除去附着在晶片W上的聚合物8。
再有，在上述第2实施方式中，减压处理装置10只除去在抗蚀剂层6的表面区域中形成的变质硬化层9和在接触孔7的底面区域中形成的损伤层A。但是，本发明不限定于此，减压处理装置10也可以与变质硬化层9和损伤层A一起除去抗蚀剂层6。
进一步，在上述第2实施方式中，减压处理装置10通过灰化处理除去在抗蚀剂层6上形成的变质硬化层9和在接触孔7的底面区域中形成的损伤层A。但是，本发明不限定于此，也可以用CF4和O2的混合气体对变质硬化层9和损伤层A实施轻蚀刻处理，除去变质硬化层9和损伤层A。
再有，在上述第2、第3和第4实施方式中，用同一减压处理装置10对晶片W实施蚀刻处理和灰化处理。但是，本发明不限定于此，也可以在减压处理装置10中对晶片W实施蚀刻处理，在与减压处理装置10不同的别的减压处理装置中对晶片W实施灰化处理。
(第5实施方式)
下面我们参照附图说明与本发明的第5实施方式有关的处理系统5。
处理系统5例如具有与上述处理系统2相同的构成，例如如图21所示，备有作为蚀刻处理装置的减压处理装置10、作为表面构造测定装置(构造测定装置)的构造判别装置80、作为控制装置的系统控制装置40、装载端口50、搬送机构60、和对准单元70。处理系统5对作为被处理体的晶片实施蚀刻处理，用反射率测定法测定在该蚀刻处理后的晶片W表面上形成的图案构造(晶片W的表面构造)的尺寸。
减压处理装置10，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W进行蚀刻处理。此外，减压处理装置10用由C4F8、氩和氧的混合气体作为蚀刻气体。
构造判别装置80备有测定单元350和计算单元351，例如能够用反射率测定法测定在晶片W表面上形成的图案构造的尺寸。测定单元350例如具有与上述光学单元81相同的构成，例如备有载置台811、发光器812、反射镜813、透镜814、和受光器815等，能够将光照射在晶片W上，并且接受来自晶片W的反射光。
计算单元351例如具有CPU、HD、存储器等，例如根据来自测定单元350的反射光信息，算出晶片表面的图案构造的尺寸，例如图案的实际的沟的深度和线宽等。
系统控制装置40备有方法存储单元352、装置参数控制单元353、计算单元354、存储单元355等。在存储单元355中，例如对于晶片处理的每个方法，存储蚀刻处理后的晶片表面的图案构造的尺寸的允许值。例如在系统控制装置40的存储单元355中，存储蚀刻处理后的晶片表面的图案构造的深度方向的预定尺寸和水平方向的预定尺寸的允许值。
在方法存储单元352中，存储多个蚀刻处理所必需的装置参数，例如处理气体的气体流量、高频电源的功率值等的方法。
装置参数控制单元353将存储在方法存储单元352中的装置参数发送给流量控制装置136和高频电源124、139等，能够变更各装置参数的设定。
系统控制装置40的计算单元354比较由构造判别装置80算出的晶片表面的图案构造的尺寸和存储在存储单元355中的的允许值，能够根据该比较结果决定继续或中断减压处理装置10中的蚀刻处理。系统控制装置40例如能够在设置在处理系统5中的图中未画出的显示单元中显示出继续时的继续消息和中断时的错误消息。
此外，省略关于与上述第2实施方式有关的处理系统2相同的构成的说明。
其次，我们说明在该处理系统5中进行的处理。图22是这种处理的操作程序图。首先，例如，如图23(a)所示，将在晶片表面上只形成被蚀刻膜900和图案化成线状的抗蚀剂膜901的单纯构造的试验晶片T收藏在装载端口50中。接着，由搬送机构60将试验晶片T搬送到对准单元70，进行位置重合后，搬送到减压处理装置10。在与上述实施方式相同的预定蚀刻处理条件下对搬入到减压处理装置10内的试验晶片T进行蚀刻处理(图22中的S601)。通过该蚀刻处理如图23(b)所示削除被蚀刻膜900和抗蚀剂膜901。
由搬送机构60将在减压处理装置10中结束蚀刻处理的试验晶片T搬送到构造判别装置80，由测定单元350和计算单元351测定蚀刻处理后的试验晶片T的图案构造的尺寸，例如被蚀刻膜900的深度方向的深度尺寸H和被蚀刻膜900与抗蚀剂膜901的线宽D的二维方向的尺寸(图22中的S602)。
预先在系统控制装置40的存储单元355中设定例如被蚀刻膜900的深度尺寸H的允许值HM和被蚀刻膜900的线宽D的允许值DM。从构造判别装置80将深度尺寸H和线宽D的测定结果输出到系统控制装置40，在系统控制装置40的计算单元354中，比较输出的深度尺寸H和线宽D与各允许值HM、DM(图22中的S603)。在系统控制装置40的计算单元354中，例如当深度尺寸H或线宽D中的任何一个超过允许值时，决定中断减压处理装置10中的蚀刻处理，显示出错误信息。另一方面，在系统控制装置40的计算单元354中，例如当深度尺寸H或线宽D中的任何一个都没有超过允许值时，决定继续减压处理装置10中的蚀刻处理，显示出该继续信息(图22中的S604)。
由搬送机构60将在构造判别装置80中测定了晶片表面的图案构造的尺寸的试验晶片T回收到装载端口50。
根据第5实施方式，能够用反射率测定法同时测定晶片表面的图案构造的深度方向的尺寸和水平方向的尺寸。因此，与顺序地测定2个方向的尺寸的现有技术比较，能够迅速地测定图案构造。再有，能够不破坏晶片W地测定晶片表面的图案构造的尺寸。
可是，如果如现有技术那样用扫描型电子显微镜通过从平面看到的晶片W的照片掌握晶片表面的图案构造，则例如当被蚀刻膜的线宽随着向下移动而变宽，被蚀刻膜的上端部的线宽比其它部分宽时，因为将该变宽了的部分作为线宽进行掌握，所以不能够测定被蚀刻膜的所要位置的线宽。如果根据本发明，则因为用反射率测定法，所以与被蚀刻膜的形状变动无关，总是能够测定被蚀刻膜的所要位置的线宽。从而，能够正确地测定晶片表面的图案构造的尺寸。
再有，因为比较上述正确地测定晶片表面的图案构造的尺寸和预先设定的允许值，根据该比较结果决定继续或中断蚀刻处理，所以能够自动地判断减压处理装置10中的蚀刻处理是否适当，自动地管理减压处理装置10。因此，能够防止由人管理时发生的人为的错误。
再有，如果根据这种实施方式，则在蚀刻处理后的晶片表面的图案构造的尺寸测定中，因为用具有比通常的制品晶片更单纯的晶片构造的试验晶片T，所以能够用更便宜的晶片测定晶片表面的图案构造的尺寸。
在这种第5实施方式中，用反射率测定法测定晶片表面的图案构造的尺寸，但是也可以用其它的散射测量法，例如椭圆偏光法测定晶片表面的图案构造的尺寸。再有，在上述实施方式中，形成试验晶片T的表面的线状图案，但是也可以形成接触孔等的其它图案构造，测定该图案构造的尺寸。在上述实施方式中，测定试验晶片T的表面深度方向和水平方向的二维方向的尺寸，但是也可以测定三维方向的尺寸。例如，当在试验晶片T的表面上形成接触孔时，也可以测定接触孔的深度和纵横直径的长度。
在上述第5实施方式中，只是测定试验晶片T的图案构造的尺寸，决定继续或中断蚀刻处理，但是当试验晶片T的的图案构造的尺寸在允许值外时，根据该尺寸测定值，例如对腔室11内的压力、蚀刻时间、蚀刻气体流量等的蚀刻处理条件进行校正，也可以将该经过校正的蚀刻处理条件反馈到减压处理装置10。
(第6实施方式)
下面我们参照附图说明与本发明的第6实施方式有关的处理系统6。
处理系统6例如具有与图21所示的处理系统5相同的构成，备有作为蚀刻处理装置的减压处理装置10、作为表面构造测定装置(构造测定装置)的构造判别装置80、作为控制装置的系统控制装置40、装载端口50、搬送机构60、和对准单元70。处理系统6例如能够用反射率测定方法测定对作为被处理体的晶片W的表面进行蚀刻处理前的图案构造(表面构造)的尺寸。
减压处理装置10能够例如在减压的气氛下，在预定的设定时间，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W进行蚀刻处理。例如能够经过流量控制装置136等以预定流量将作为蚀刻气体的氧气供给减压处理装置10的腔室11内。
构造判别装置80备有测定单元350和计算单元351，例如能够用反射率测定法测定在晶片W表面的图案构造的尺寸。测定单元350例如具有与上述光学单元81相同的构成，例如备有载置台811、发光器812、反射镜813、透镜814、和受光器815等，能够将光照射在晶片W上，并且接受来自晶片W的反射光。
在方法存储单元352中，存储多个蚀刻处理所必需的装置参数(处理条件)，例如处理气体的气体流量、高频电源的功率值等的方法。
装置参数控制单元353将存储在方法存储单元352中的装置参数发送给流量控制装置136和高频电源124、139等，能够设定各装置的参数。
计算单元351例如具有CPU、HD、存储器等，例如根据来自测定单元350的反射光信息，算出晶片W表面的图案构造的尺寸，例如晶片表面的实际的沟的深度和线宽等。
系统控制装置40例如备有方法存储单元352、装置参数控制单元353、计算单元354、存储单元355等。例如将与多个蚀刻处理条件和由蚀刻处理产生的晶片W表面的图案构造的削除量相关的参数存储在系统控制装置40的存储单元355中。例如将与图24(a)所示的蚀刻处理时间和由蚀刻处理产生的深度方向的削除量相关的数据和与图24(b)所示的蚀刻处理时间、蚀刻气体的供给流量和由蚀刻处理产生的线宽削除量相关的数据存储在系统控制装置40的存储单元355中。
系统控制装置40的计算单元354，能够根据例如在构造判别装置80中在蚀刻处理前测定的晶片W表面的图案构造的深度尺寸和线宽及存储在存储单元355中的上述相关数据，使蚀刻处理后的深度尺寸和线宽成为所要的尺寸，而决定蚀刻处理条件。系统控制装置40的计算单元354例如能够将预先设定在方法存储单元352中的初期蚀刻处理时间和蚀刻气体的供给流量等的蚀刻处理条件设定并变更为上述决定的处理条件。
此外，省略关于与上述第2实施方式有关的处理系统2相同的构成的说明。
其次，我们说明在该处理系统6中进行的处理。图25是这种处理的操作程序图。首先，结束抗蚀剂图案的显影处理，例如，将如图26(a)所示、形成被蚀刻膜900和经过图案化的抗蚀剂膜901的晶片W收藏在装载端口50中。接着，由搬送机构60将晶片W搬送到对准单元70，进行位置重合后，搬送到构造判别装置80。将晶片W搬送到构造判别装置80，由测定单元350和计算单元351测定晶片W表面的图案构造，例如抗蚀剂膜901的线宽和深度方向的尺寸(图25中S701)。
将由构造判别装置80测定的测定结果输出到系统控制装置40。在系统控制装置40的计算单元354中，根据该输出的测定结果和存储在存储单元355中的相关数据，以使蚀刻处理后的晶片W的表面的图案构造成为所要的尺寸的方式决定蚀刻条件(图25中S702)。例如，为了当抗蚀剂膜901的线宽的测定结果为100nm时，被蚀刻膜900的深度方向的目标削除量实现200nm，从与图24(a)的蚀刻时间和深度削除量的相关数据，决定蚀刻处理时间为40sec。进一步，为了实现目标线宽削除量为40nm(目标线宽削除量＝测定线宽(100nm)-目标线宽(60nm))，从与图24(b)的蚀刻时间和气体流量的相关数据，决定蚀刻气体的供给流量为38cm3/min。若决定蚀刻处理时间和蚀刻气体的供给流量，则变更在系统控制装置40中的蚀刻处理条件的设定(图25中S703)。
将在构造判别装置80中测定了表面的图案构造的尺寸的晶片W，例如由搬送机构60搬送到减压处理装置10。在新设定的蚀刻处理条件下对搬送到减压处理装置10的晶片W实施蚀刻处理(图25中S704)。通过该蚀刻处理，如图26(b)所示，将被蚀刻膜900和抗蚀剂膜901削除到所要的尺寸。
由搬送机构60将在减压处理装置10中结束了蚀刻处理的晶片W回收到装载端口50。
根据第6实施方式，在蚀刻处理前测定晶片W的图案构造的尺寸，根据该尺寸的测定结果和预先求得的相关数据，设定用于成为目标尺寸的最佳的蚀刻处理条件。所以，即便假定在蚀刻处理前的阶段中在抗蚀剂图案中存在着尺寸误差，也能够在蚀刻处理时修正该误差。
再有，因为用反射率测定法测定晶片表面的图案构造的尺寸，所以能够不破坏晶片W地迅速测定该晶片表面的图案构造的尺寸。
因为在系统控制装置40中能够根据晶片W表面的图案构造的测定结果和相关数据决定最佳的蚀刻处理条件，设定并变更蚀刻处理条件，所以能够自动地进行蚀刻处理条件的最佳化。结果，能够以高的生产能力进行晶片W的高精度的加工处理。
在第6实施方式中，用反射率测定法测定晶片W表面的图案构造的尺寸，但是也可以用其它的散射测量法，例如椭圆偏光法测定晶片表面的图案构造的尺寸。再有，在该实施方式中，根据晶片表面的图案构造的测定结果变更蚀刻处理时间和蚀刻气体的供给流量，但是例如也可以变更腔室11内的压力、第1和第2高频电源的功率和频率、气体种类、支持器12的温度、和支持器12与上部电极13的间隔等的其它蚀刻处理条件。
再有，上述第6实施方式是关于抗蚀剂图案形成后的蚀刻处理的。但是本发明能够适用于例如在半导体装置的制造步骤中进行的其它蚀刻处理，例如抗蚀剂膜的下层的硬掩模的蚀刻处理、剥离除去硬掩模时的蚀刻处理、除去多晶硅膜时的蚀刻处理等。
此外，以上的第5和第6实施方式也表示本发明的一个例子，本发明不限于这些例子，可以采取种种不同的样态。例如上述实施方式是处理晶片W的处理系统，但是本发明也能够适用于晶片以外的被处理体，例如FPD(平面面板显示器)、处理光掩模用的掩模分度镜等的其它基片的处理系统。

Claims (38)

1.一种处理方法，其特征在于：具有
对被处理体实施预定处理的处理步骤；
除去通过所述预定处理在被处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去步骤；和
评价通过所述不要部位除去步骤除去不要部位的被处理体的表面构造的表面构造评价步骤。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：
进一步具有根据由所述表面构造评价步骤评价的被处理体的表面构造，控制所述预定处理的处理条件的参数中的至少一个的控制步骤。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：
所述预定处理是将抗蚀剂作为掩模对所述被处理体进行蚀刻，在该被处理体的表面上形成预定图案的蚀刻处理。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于：
所述不要部位除去步骤是在所述蚀刻处理中除去在所述抗蚀剂上形成的变质层和/或硬化层的步骤。
5.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于：
所述不要部位除去步骤是在所述蚀刻处理中除去在所述预定图案的表面区域中形成的损伤层的步骤。
6.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于：
所述不要部位除去步骤是在所述蚀刻处理中除去附着在所述被处理体的表面上的聚合物的步骤。
7.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于：
所述不要部位除去步骤是通过所述蚀刻处理除去截面形状发生变化的抗蚀剂的步骤。
8.根据权利要求1～权利要求7中任一项所述的处理方法，其特征在于：
所述表面构造评价步骤是用散射测量(Scatterometry)法计测由所述不要部位除去步骤除去不要部位的被处理体的预定物理量，从该经过计测的预定物理量，推定所述被处理体的表面构造的步骤。
9.一种处理方法，其特征在于：具有
对被处理体实施预定处理的处理步骤；
除去通过所述预定处理在被处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去步骤；和
评价通过所述不要部位除去步骤除去不要部位的被处理体的第1表面构造的表面构造评价步骤，
在实施所述预定处理的处理步骤之后，进行所述第1表面构造评价步骤，
当所述第1表面构造评价步骤中的评价为不良好时，进行所述不要部位除去步骤，对除去了所述不要部位的所述被处理体进行第2表面构造评价步骤。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：
在所述第2表面构造评价步骤中，将所述第1表面构造评价步骤时用的数据切换成根据所述除去不要部位后的形状的数据的数据切换步骤。
11.一种处理系统，其特征在于：具有
对被处理体实施预定处理的处理装置；
除去在实施了所述预定处理的被处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去装置；
评价通过所述不要部位除去步骤除去了不要部位的被处理体的表面构造的表面构造评价装置；
将所述被处理体搬入搬出所述各装置的搬送装置；和
控制所述处理装置、所述不要部位除去装置、所述表面评价装置和所述搬送装置的控制装置。
12.一种处理系统，其特征在于：具有，
对被处理体实施预定处理，并且通过该预定处理除去在该被处理体表面上生成的不要部位的处理装置；
评价由所述处理装置除去不要部位的被处理体的表面构造的表面构造评价装置；
将所述被处理体搬入搬出所述各装置的搬送装置；和
控制所述处理装置、所述表面评价装置和所述搬送装置的控制装置。
13.根据权利要求11所述的处理系统，其特征在于：
实施所述预定处理的处理装置是等离子体蚀刻装置。
14.根据权利要求11所述的处理系统，其特征在于：
除去所述不要部位的不要部位除去装置是湿处理装置。
15.根据权利要求11～权利要求14中任一项所述的处理系统，其特征在于：
评价所述被处理体的表面构造的表面构造评价装置用散射测量(Scatterometry)法进行评价。
16.根据权利要求11所述的处理系统，其特征在于：
所述控制装置根据所述表面构造评价装置评价的被处理体的表面构造控制所述预定处理的处理条件的参数中的至少1个。
17.根据权利要求11所述的处理系统，其特征在于：
所述控制装置，监视所述表面构造评价装置中的评价操作，当判断该评价操作为不良好时，将判断为不良好的被处理体搬入所述不要部位除去装置后除去不要部位，并再次搬入所述表面构造评价装置评价表面构造，从而进行控制。
18.根据权利要求17所述的处理系统，其特征在于：
当所述表面构造评价装置中的评价在预定期间内不导出最佳解时，所述控制装置判断评价操作是不良好的。
19.根据权利要求17所述的处理系统，其特征在于：
当所述表面构造评价装置中的评价不从储存库中导出最佳解时，所述控制装置判断评价操作是不良好的。
20.根据权利要求17所述的处理系统，其特征在于：
所述控制装置，当作出所述不良好的判断时，除去该被处理体，停止对被处理体进行的各装置内的处理或操作。
21.一种处理方法，其特征在于：具有，
对被处理体实施蚀刻处理的蚀刻步骤；
用散射测量法测定经过所述蚀刻步骤处理的被处理体的表面构造的尺寸的表面构造测定步骤；和
与预先设定由所述表面构造测定步骤测定的表面构造尺寸的允许值进行比较，根据该比较结果决定继续或中断所述蚀刻处理的步骤。
22.根据根据权利要求21所述的处理方法，其特征在于：
所述表面构造测定步骤测定被处理体的表面构造的至少二维方向的尺寸。
23.根据权利要求22所述的处理方法，其特征在于：
所述表面构造测定步骤测定被处理体的表面构造的深度方向和水平方向的尺寸。
24.根据权利要求21、22或23中任一项所述的处理方法，其特征在于：
所述蚀刻步骤和所述表面构造测定步骤是用具有比成为制品的被处理体更单纯的构造的试验用被处理体进行的。
25.一种处理系统，其特征在于：具有，
对被处理体实施蚀刻处理的蚀刻处理装置；
用散射测量法测定经过蚀刻处理的被处理体的表面构造尺寸的表面构造测定装置；和
与预先设定所述表面构造的测定尺寸的允许值比较，根据该比较结果决定继续或中断所述蚀刻处理装置中的蚀刻处理的控制装置。
26.根据权利要求25所述的处理系统，其特征在于：
所述表面构造测定装置测定被处理体的表面构造的至少二维方向的尺寸。
27.根据权利要求26所述的处理系统，其特征在于：
所述表面构造测定装置测定被处理体的表面构造的深度方向和水平方向的尺寸。
28.根据权利要求25、26或27中任一项所述的处理系统，其特征在于：
所述表面构造测定装置测定用具有比成为制品的被处理体更单纯的构造的试验用被处理体，测定所述表面构造的尺寸。
29.一种处理方法，其特征在于：具有，
用散射测量法测定蚀刻处理前的被处理体的表面构造尺寸的表面构造测定步骤；
根据所述表面构造尺寸的测定结果，设定蚀刻处理时的处理条件，从而使蚀刻处理后的被处理体的表面构造为所要的尺寸的处理条件设定步骤；和
此后，在所述设定的处理条件下蚀刻处理被处理体的蚀刻步骤。
30.根据权利要求29所述的处理方法，其特征在于：
预先求得与蚀刻处理时的处理条件和基于蚀刻处理被处理体的表面构造的削去量的相关数据；
所述处理条件设定步骤根据所述表面构造尺寸的测定结果和所述相关数据，设定所述处理条件。
31.根据权利要求29所述的处理方法，其特征在于：
所述处理条件设定步骤，设定所述处理条件使所述蚀刻处理后的表面构造的至少二维方向的尺寸为所要的尺寸。
32.根据权利要求29、30或31中任一项所述的处理方法，其特征在于：
所述处理条件设定步骤设定所述蚀刻处理时的多个处理条件。
33.根据权利要求32所述的处理方法，其特征在于：
所述处理条件设定步骤根据所述表面构造尺寸的测定结果，设定蚀刻处理时间使蚀刻处理后的表面构造中的深度方向的尺寸为所要的尺寸；
根据所述设定的蚀刻处理时间，设定蚀刻气体的供给流量使蚀刻处理后的表面构造中的水平方向的尺寸为所要的尺寸。
34.一种处理系统，其特征在于：具有，
对被处理体实施蚀刻处理的蚀刻处理装置；
用散射测量法测定蚀刻处理前的被处理体的表面构造尺寸的表面构造测定装置；和
根据所述表面构造尺寸的测定结果，设定蚀刻处理时的处理条件使蚀刻处理后的被处理体的表面构造为所要的尺寸的控制装置。
35.根据权利要求34所述的处理系统，其特征在于：
将与所述蚀刻处理时的处理条件和基于蚀刻处理的被处理体的表面构造的削去量的相关数据存储在所述控制装置中；
所述控制装置根据所述表面构造尺寸的测定结果和所述相关数据设定所述处理条件。
36.根据权利要求34所述的处理系统，其特征在于：
所述控制装置设定所述处理条件使所述蚀刻处理后的表面构造的至少二维方向的尺寸为所要的尺寸。
37.根据权利要求34、35或36中任一项所述的处理系统，其特征在于：
所述控制装置设定所述蚀刻处理时的多个处理条件。
38.根据权利要求37所述的处理系统，其特征在于：
所述控制装置根据所述表面构造尺寸的测定结果，设定蚀刻处理时间使蚀刻处理后的表面构造中的深度方向的尺寸为所要的尺寸；
根据所述设定的蚀刻处理时间，设定蚀刻气体的供给流量使蚀刻处理后的表面构造中的水平方向的尺寸为所要的尺寸。
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