JP2910924B2 - Method for monitoring the end point trace of a plasma etching reactor - Google Patents

Method for monitoring the end point trace of a plasma etching reactor

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JP2910924B2
JP2910924B2 JP19528988A JP19528988A JP2910924B2 JP 2910924 B2 JP2910924 B2 JP 2910924B2 JP 19528988 A JP19528988 A JP 19528988A JP 19528988 A JP19528988 A JP 19528988A JP 2910924 B2 JP2910924 B2 JP 2910924B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、自動化された品質コントロールおよびプロ
セスオペレーション技術に関するもので、特に、製造プ
ロセスオペレーション中の異常を検出する改良された方
法および装置に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to automated quality control and process operation techniques, and more particularly to an improved method and apparatus for detecting anomalies during manufacturing process operation. It is.

〔従来技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

半導体デバイスの製造に当り、個々の半導体デバイス
のプロセスには多数のステップが組合わされている。こ
のような半導体デバイスの製造中、種々のプロセスにお
ける品質制御検査を確立するために種々の試みが行われ
ている。一般に、これら品質コントロールチェック(品
質制御検査)のためのシステムには、製造プロセス中の
種々の段階において、これら半導体デバイス中の選択さ
れた見本を物理的に検査または試験する方法が包含され
ている。しかし乍ら、このようなシステムは、煩雑であ
ると共に比較的高価である。更に、多くの場合、これら
システムが、製造プロセスから任意に選ばれたデバイス
のみに適用されるために、製造された各デバイスの品質
を保証することができない。更に、すでに開発されたシ
ステムによれば、エラーがすでに発生してしまった後の
時点における製造プロセス中の問題点を検出するように
作動するものである。この結果、このエラーが後段階の
品質制御検査において検出される前に、多数の半導体デ
バイスに関する特定のプロセス動作中に同一のエラーが
繰返して発生してしまう欠点があった。経済的な観点か
ら明らかなように、これら異常が発生した後、可能な限
り早急に、製造プロセス中の異常を検出する製造方法が
望まれている。更に、これら異常の検出がリアルタイム
に行うことができることが望ましいものである。換言す
れば、これら異常が発生している時点で検出できること
が望ましいものである。このような瞬時の検出を利用す
ることによって、製造中に、半導体デバイスに対して同
一のプロセス異常が繰返えされることを回避できる。
In the manufacture of semiconductor devices, a number of steps are combined in the processing of individual semiconductor devices. During the manufacture of such semiconductor devices, various attempts have been made to establish quality control inspections in various processes. In general, these systems for quality control checks (quality control inspections) include methods of physically inspecting or testing selected samples in these semiconductor devices at various stages during the manufacturing process. . However, such systems are cumbersome and relatively expensive. Further, in many cases, the quality of each manufactured device cannot be guaranteed because these systems are applied only to devices arbitrarily selected from the manufacturing process. Furthermore, systems that have been developed are operative to detect problems in the manufacturing process at a point in time after an error has already occurred. As a result, there is a disadvantage that the same error is repeatedly generated during a specific process operation for a large number of semiconductor devices before this error is detected in a later quality control inspection. As is apparent from an economic point of view, there is a demand for a manufacturing method for detecting an abnormality in a manufacturing process as soon as possible after these abnormalities occur. Further, it is desirable that these abnormalities can be detected in real time. In other words, it is desirable that the abnormality can be detected at the time of occurrence. By utilizing such instantaneous detection, it is possible to prevent the same process abnormality from being repeated for a semiconductor device during manufacturing.

半導体デバイスの製造における共通のプロセス動作は
プラズマエッチングである。このプラズマエッチングに
おいて、共通の名称である“スライス”形態の半導体デ
バイスを、エッチングチャンバー中に、特定のガスを介
在させ、所定の圧力および温度の下で、RF(高周波)電
力を供給して配置させる。エッチング処理中、この半導
体スライスの表面上の特定の材料が、このチャンバー中
のガスと反応し、次に、このスライス表面から蒸発する
ようになる。スライスに対する代表的なエッチングプロ
セスは、1分間以内または数分までまたはこれを超過す
る時間だけ続行されるものである。
A common process operation in the manufacture of semiconductor devices is plasma etching. In this plasma etching, a semiconductor device in the form of "slice", which is a common name, is arranged in an etching chamber by interposing a specific gas and supplying RF (high frequency) power under a predetermined pressure and temperature. Let it. During the etching process, certain materials on the surface of the semiconductor slice react with the gases in the chamber and then evaporate from the slice surface. A typical etching process for a slice is one that lasts within one minute or up to several minutes or more.

代表的な従来のエッチング反応器には、エッチングプ
ロセスの特定の項目を監視するための装置が設けられて
いる。これら反応器には、オンライン式ハードウェア監
視を実行するための装置、例えば、反応器の温度および
圧力、RF電源電力、供給ガスの流量を監視するための装
置が設けられている。
Typical conventional etching reactors are provided with equipment for monitoring specific items of the etching process. The reactors are provided with equipment for performing on-line hardware monitoring, for example, equipment for monitoring reactor temperature and pressure, RF power supply, and feed gas flow rates.

また、従来のエッチング装置には、このエッチング動
作の終了点を検出できるように設計された装置も設けら
れている。本明細書中に参考のために開示されたソリッ
ドステートテクノロジー(Solid State Technology)、
1981年4月、第115〜122頁の“プラズマエッチングの終
了点を検出する方法(Paul J.MarcouxおよびPang Dow F
oo著)によれば、このような装置に関する数種類の方法
が提案されている。これら提案された方法には、発光分
光学、光学反射、質量分析、インピーダンス監視、ラン
グミュアプローブ監視および圧力監視の各方法が用いら
れている。何れの監視方法を利用したとしても終了点監
視装置は、所望のエッチング反応の終了(完了)を検出
するように作用すので、エッチャーによってこのエッチ
ングサイクルが終了し、更に、未処理スライスのエッチ
ングの準備が完了したことを通知できる。
Further, the conventional etching apparatus is also provided with an apparatus designed to detect the end point of the etching operation. Solid State Technology disclosed herein for reference,
April 1981, pp. 115-122, "Method for Detecting the End of Plasma Etching (Paul J. Marcoux and Pang Dow F.
oo) have proposed several methods for such devices. These proposed methods use emission spectroscopy, optical reflection, mass spectrometry, impedance monitoring, Langmuir probe monitoring and pressure monitoring. Regardless of which monitoring method is used, the endpoint monitor works to detect the end (completion) of the desired etching reaction, so that the etch cycle terminates this etch cycle and furthermore, the etching of the unprocessed slice is terminated. Notify that preparation is complete.

この終了点検出のための頻繁に用いられている方法で
は、終了点トレース(EPTと略称する)が利用されてい
る。このEPTとは、発光分光手段によって実現されるも
ので、プラズマ中のガスの濃度をエッチングすべきスラ
イスの表面に亘って測定するためのものである。このEP
Tによって、エッチング反応の反応物または製品を監視
できるように設計されている。例えば、所望のエッチン
グ製品であるこれらガスを測定できるようにEPTを調整
することによって、監視装置はこれらエッチング製品が
最早、プラズマ中に放出されなくなった時を検出でき、
これによって所望のエッチング反応の終了点を通知でき
る。一般に、終了点検出器は、監視中の種の濃度におけ
るエッチングプロセスへの急峻な変化を見つけ、この終
了点が予期されるおよその時間を検出できるように設計
されている。この装置は以下の点で有益なものである。
即ち、エッチング装置に対してエッチングサイクルの終
了に移行する信号を供給し、エッチング処理した半導体
スライスを取除き、更に、新しい(未処理)の半導体ス
ライスをエッチングチャンバ中に挿入するものである。
A frequently used method for detecting the end point uses an end point trace (abbreviated as EPT). The EPT is realized by emission spectroscopy and is used to measure the concentration of gas in plasma over the surface of a slice to be etched. This EP
T is designed to monitor the reactants or products of the etching reaction. For example, by adjusting the EPT so that these gases, which are the desired etching products, can be measured, the monitoring device can detect when these etching products are no longer released into the plasma,
Thereby, the end point of the desired etching reaction can be notified. In general, endpoint detectors are designed to find abrupt changes to the etching process at the concentration of the species being monitored and to detect the approximate time at which this endpoint is expected. This device is beneficial in the following respects.
That is, a signal for shifting to the end of the etching cycle is supplied to the etching apparatus, the etched semiconductor slice is removed, and a new (unprocessed) semiconductor slice is inserted into the etching chamber.

しかし乍ら、これら終了点検出器には、応用されたも
のまたは単に理論上のものであっても、数種類の制限が
存在する。基本的な制限としては、これら検出器は、エ
ッチング動作の終了を検出するのみに作用する。従っ
て、これら検出器によって、エッチングプロセスが最良
の状態で続行されているか、またはこのプロセス中に異
常が発生したかどうかの情報が何も与えられない欠点が
ある。
However, these endpoint detectors, whether applied or merely theoretical, have several limitations. As a basic limitation, these detectors serve only to detect the end of the etching operation. The disadvantage is that these detectors do not provide any information as to whether the etching process is continuing at its best or if an anomaly has occurred during this process.

エッチングプロセスが最良の状態で進行中または完了
したかを決定できるプロセスまたは装置を所望する要求
が起っている。すべてのスライスのエッチング状態を自
動的にチェックできるようなエッチング監視システムに
よって、最近の半導体製造の品質コントロールシステム
における上述した種々の問題点を解決できるものであ
る。更に、エッチング動作する前に、半導体デバイス上
に形成された層が、所定の方法で形成されると共に処理
されたかどうかを知るための情報が得られるような状態
におけるエッチングプロセスを監視できるシステムであ
れば、更に利点がある。
There is a need for a process or apparatus that can determine whether an etching process is in progress or completed at its best. An etching monitoring system capable of automatically checking the etching state of all slices can solve the above-mentioned various problems in recent quality control systems for semiconductor manufacturing. Further, a system that can monitor an etching process before an etching operation in a state where information to know whether or not a layer formed on a semiconductor device has been formed and processed in a predetermined manner can be obtained. There are further advantages.

従来の装置およびプロセスでは、上述した所望の利益
を得ることはできなかった。
Conventional equipment and processes have not been able to achieve the desired benefits described above.

本願人に譲渡された出願中の特許出願(米国特許出願
番号第046,497号、1987年5月4日出願、本願より後願
である)には、循環的に繰返えされるプロセス動作中に
おける異常を検出するための方法および装置が開示され
ている。この出願における特定発明は、半導体デバイス
の製造におけるプラズマエッチングプロセスに関するも
のである。この発明の実施例によれば、各半導体スライ
スのエッチングに対する実際の終了点トレース(EPT)
を、予め決められた基準のEPTと詳細に亘り比較して、
エッチングが所定通り進行中であるかを決定するのみな
らず、エッチングの前に所定の動作が適当にスライスに
対して実行されているかを決定している。
A pending patent application (US Patent Application No. 046,497, filed May 4, 1987, later filed) assigned to the assignee of the present application contains abnormalities during cyclically repeated process operations. A method and apparatus for detecting is disclosed. The specific invention in this application relates to a plasma etching process in manufacturing a semiconductor device. According to an embodiment of the present invention, the actual endpoint trace (EPT) for each semiconductor slice etch.
Is compared with the predetermined standard EPT in detail,
Not only does it determine if the etch is in progress as expected, but it also determines if certain operations have been properly performed on the slice prior to etching.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明は、上述した関連発明に開示された方法および
装置の改良を目的とするものである。
The present invention aims to improve the method and apparatus disclosed in the related invention described above.

〔発明の要旨〕[Summary of the Invention]

本発明によれば、循環的、即ち繰返し行われるプロセ
ス動作における異常を検出するための改良された方法お
よび装置を提供することができる。また、本発明の特定
の応用例としては、半導体デバイスの製造におけるプラ
ズマエッチングプロセスである。更に、終了点トレース
データに適用された本発明の一実施例によれば、半導体
スライスのエッチングに対する実際の終了点トレースデ
ータと、実行される特定のエッチングプロセスに対する
予め決められた基準の終了点トレースとの間の改善され
た分析が得られる。本発明のプラクティスによれば、多
くの場合、この終了点トレースデータの分析によって、
エッチング反応における検出された異常の実質的な原因
が推定できることがわかった。また、本発明によれば、
この終了点データの分析によって、エッチングプロセス
の前の半導体デバイス上に形成された材料の層に関連す
る価値ある情報を得ることができる。
According to the present invention, an improved method and apparatus for detecting anomalies in cyclical, ie, repetitive, process operations can be provided. A specific application example of the present invention is a plasma etching process in manufacturing a semiconductor device. Furthermore, according to one embodiment of the present invention applied to the endpoint trace data, the actual endpoint trace data for the etching of the semiconductor slice and the predetermined reference endpoint trace for the particular etching process to be performed. An improved analysis between the two is obtained. In accordance with the practice of the present invention, often the analysis of this endpoint trace data
It has been found that a substantial cause of the detected abnormality in the etching reaction can be estimated. According to the present invention,
Analysis of this endpoint data can provide valuable information relating to the layer of material formed on the semiconductor device prior to the etching process.

プラズマエッチングと組合わされた本発明の一実施例
によれば、各スライスのエッチングに対する実際の終了
点トレースを、予め決められた基準のEPTと詳細に比較
することによって、エッチングが所定の通りに進行して
いるかどうかを決定できるだけでなく、エッチングの前
に所定の動作が適切にスライスに実行されているかを決
定できる。例えば、本発明によれば、堆積が過剰に厚い
かまたは薄い場所、フォトリソグラフィステップが省略
されているか、または不正確に行われて所定の構成がま
だ包囲されている場所の状態を分析することができる。
According to one embodiment of the present invention, combined with plasma etching, the etching proceeds as predetermined by comparing the actual endpoint trace for the etching of each slice with the predetermined reference EPT in detail. Not only can it be determined whether or not a given operation has been properly performed on the slice prior to etching. For example, according to the present invention, analyzing the condition of locations where deposition is excessively thick or thin, where photolithography steps have been omitted, or where inaccurately performed certain features are still enclosed Can be.

前述した実施例によれば、最初に基準のEPTが規定さ
れる。この基準のEPTを複数の領域に分割し、これら分
割領域の各々は、エッチングプロセス中の対応の接続個
所またはステップに関して重要性を有している。実際の
EPTは、半導体スライスの各々のエッチング中に得られ
る。この実際のEPTを、このEPTの傾斜点における変化を
基準として複数の領域に分割する。一連の実践的な機能
を適用して、実際の終了点トレースの領域を基準のEPT
の領域とを整合させる。これは、実際のEPTの要望され
たマッチング(整合)領域の特性と、整合すべき基準EP
Tの領域の特性とを比較することによって実行される。
実際のEPTの領域の各々を基準EPTの領域とマッチングさ
せた場合た、各領域の予め決められた特性を基準EPTの
対応の領域の特性とを比較するものである。このような
比較は、監視すべき特定のプロセスに適合された一組の
ルールを実行することによって行われる。これらルール
は“プロセス特定”ルールと称される。これらプロセス
特定ルールによって一組のルールが呼び出され、これに
よってあらゆる2つの領域の特性の一般的な組が比較さ
れる。これら後者のルールは、プロセス独立ルールと称
される。実際のEPTの領域と基準EPTの領域とを比較する
ことによって、エッチング動作中に何時に異常が発生し
ていたかをこのシステムによって証明できる。領域を詳
細に分析すると共に、プロセス特定ルールを適用するこ
とによって、証明された異常に対する原因をこのシステ
ムによって推測できる。
According to the embodiment described above, a reference EPT is first defined. The reference EPT is divided into a plurality of regions, each of which has significance with respect to a corresponding connection point or step during the etching process. Real
EPT is obtained during the etching of each of the semiconductor slices. The actual EPT is divided into a plurality of regions on the basis of a change in the inclination point of the EPT. Apply a series of hands-on features to the EPT relative to the area of the actual endpoint trace
To match the area. This is based on the characteristics of the desired matching (matching) area of the actual EPT and the reference EP to be matched.
It is performed by comparing the characteristics of the region of T.
When each of the actual EPT regions is matched with the reference EPT region, a predetermined characteristic of each region is compared with a characteristic of the corresponding region of the reference EPT. Such a comparison is made by executing a set of rules adapted to the particular process to be monitored. These rules are called "process specific" rules. These process-specific rules invoke a set of rules that compare the general set of characteristics of any two regions. These latter rules are called process independent rules. By comparing the area of the actual EPT with the area of the reference EPT, the system can prove when an abnormality occurred during the etching operation. By analyzing the area in detail and applying process specific rules, the cause for the proven anomaly can be inferred by the system.

本発明によれば、連続的に変化し得るデータ曲線を連
続的に変化し得るデータ曲線と比較し、分析できる能力
を有するシステムを提供することができる利点がある。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an advantage which can provide the system which has the ability to compare and analyze the continuously variable data curve with the continuously variable data curve.

本発明の特定の利点によれば、特定のデータ曲線の特
定領域の形状または持続期間中の変化を許容することが
できると共に、実際のデータ曲線の予め規定された領域
を証明でき、更に、これらを基準曲線の対応の領域と比
較できる。このことは、種々の理由に、より特別な利点
である。即ち、実際のデータ曲線の1つまたはそれ以上
の領域の持続時間は、曲線毎に大きく変化するからであ
る。正確に、実際のデータ曲線の各々を分析するため
に、最初に開始および終了点を正確に証明すると共に、
曲線の各領域の持続時間を正確に決めることは極めて重
要なことである。
According to certain advantages of the present invention, it is possible to tolerate changes in the shape or duration of a particular region of a particular data curve, as well as to establish predefined regions of the actual data curve, Can be compared to the corresponding area of the reference curve. This is a more particular advantage for various reasons. That is, the duration of one or more regions of the actual data curve varies significantly from curve to curve. To accurately analyze each of the actual data curves, first accurately identify the starting and ending points,
Accurately determining the duration of each region of the curve is extremely important.

更に、本発明の利点によれば、連続的に変化し得る曲
線の領域を規定すると共に比較し、実際のデータ曲線の
どの領域が持続期間を“延長”できるだけでなく、時間
に対して“浮遊”することもできる。例えば、データ曲
線の初期の領域が過度に長い持続時間のものであれば、
本発明によってそのように延長された持続期間を許容で
きると共に、データ曲線中の連続した領域の境界を依然
として証明できる利益がある。
In addition, it is an advantage of the present invention that it defines and compares regions of the curve that can be continuously varied, and which regions of the actual data curve can not only "extend" the duration, but also "float" over time. "You can. For example, if the initial region of the data curve is of excessively long duration,
With the present invention, there is the advantage that such an extended duration can be tolerated, while still demonstrating the boundaries of continuous regions in the data curve.

また、更に、本発明の利点によれば、本発明のシステ
ムは規格化されており、このため、エッチングまたは製
造動作を変化させるために容易に且つ、迅速に本発明の
システムを適用できる。
Still further, according to an advantage of the present invention, the system of the present invention is standardized, so that the system of the present invention can be easily and quickly applied to change an etching or manufacturing operation.

〔発明の実施例〕(Example of the invention)

以下、本発明の実施例を図面を参照し乍ら詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

前述したように、本発明によれば、繰返しタイプのプ
ロセス(処理)動作における異常を検出するための改良
された方法および装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an improved method and apparatus for detecting an abnormality in a repetitive type process (processing) operation.

本発明をそのような繰返し行なうプロセス動作に応用
するもので、このような動作を装置によって監視でき、
これによってモニタ(監視)すべきプロセスの進行状態
に相関関係を有する連続的に変化し得る電気信号または
EPTが得られる。本発明で利用されるこのような連続的
可変信号の1つのタイプは、時間基準のものである。即
ち、この信号は時間で変化する。また、この信号は、時
間で変化する強度の1つである。このような信号は頻繁
に複数領域に分類することができ、これら領域は実行す
べきプロセスのステップまたは部分に対応している。ま
た、この信号を好適または基準信号として規定できるこ
とが重要である。ここで、基準信号はこのプロセスが好
適な状態で進行した時に得られる信号を表わしている。
従って、プロセス動作中に受信した実際の信号を基準信
号の特性にマッチング(整合)させることができる。
Applying the present invention to such repetitive process operations, such operations can be monitored by the device,
A continuously variable electrical signal which correlates to the progress of the process to be monitored or
EPT is obtained. One type of such continuously variable signal utilized in the present invention is time based. That is, this signal changes with time. Also, this signal is one of the intensity that changes with time. Such signals can often be divided into regions, which correspond to steps or parts of the process to be performed. It is also important that this signal can be defined as a preferred or reference signal. Here, the reference signal represents a signal obtained when the process proceeds in a suitable state.
Thus, the actual signal received during the process operation can be matched to the characteristics of the reference signal.

本発明においては、基準カーブを以下のように規定す
る。即ち、このカーブは、検知装置がプロセスを監視し
ている場合には、予期された連続的可変信号に相当する
ものである。プロセス動作中、実際のカーブが得られこ
れによって検知装置の出力を表わす。プロセスサイクル
中またはその後で、実際のカーブの領域を基準カーブの
対応の領域に対してマッチングさせ、この結果、実際の
カーブによりこのプロセスが良好な状態で進行中または
進行済みであるかを決定するか、またはプロセス中に異
常が発生したかを推定できる。基準カーブの各領域と比
較される実際のカーブの各領域の特性は、領域毎に変化
するものであり、この特性は、これら領域が対応する特
定のプロセスステップに対するプロセスおよびデータの
考慮点によって決定されるものである。
In the present invention, the reference curve is defined as follows. That is, this curve corresponds to the expected continuously variable signal when the sensing device is monitoring the process. During the process operation, the actual curve is obtained, thereby representing the output of the sensing device. During or after the process cycle, the area of the actual curve is matched against the corresponding area of the reference curve, so that the actual curve determines whether the process is in progress or has been in good condition Or whether an abnormality has occurred during the process. The characteristics of each region of the actual curve compared to each region of the reference curve will vary from region to region, which characteristics are determined by process and data considerations for the particular process step to which the region corresponds. Is what is done.

実際および基準カーブの比較の結果を種々の方法で利
用できる。例えば、処理設備に信号を送ってプロセス動
作を継続すること、処理設備に信号を送ってこの動作を
禁止すること、この設備のオペレータに信号を送るこ
と、後で利用するために特定のプロセスサイクルに関す
る情報を記憶すること、処理設備に信号を送って処理中
または後のプロセスサイクル中にプロセスを変更するこ
と、または、特定の異常を指摘するか、または検出した
異常の原因を分析することの方法がある。
The results of the comparison of the actual and reference curves can be used in various ways. For example, sending a signal to the processing equipment to continue the process operation, sending a signal to the processing equipment to inhibit this operation, sending a signal to the operator of this equipment, a specific process cycle for later use. Storing information about the process, sending signals to the processing equipment to modify the process during or after a process cycle, or pointing out specific anomalies or analyzing the causes of detected anomalies. There is a way.

前述した出願中の特許出願No.046,497号には、循環的
に繰返されるプロセス動作における異常を検出する方法
および装置が開示されている。この特許出願には、基準
カーブならびにこれの領域を特定のプロセスに対して規
定するシステムが記載されている。更に、このプロセス
からデータを表わす実際のカーブがプロセス中に得られ
ると共に、基準カーブと比較され、これによって異常が
モニタすべきプロセス中に発生しているか、または発生
したかを決定している。また、この出願には、プロセス
動作中、プラズマエッチングと協動するこのシステムの
使用法が記載されている。このシステムによれば、実際
のカーブを分析中、このカーブの領域をプロセス動作の
開始から時間の関数として規定している。
The above-mentioned pending patent application No. 046,497 discloses a method and apparatus for detecting anomalies in a cyclically repeated process operation. This patent application describes a system for defining a reference curve and its area for a particular process. In addition, the actual curve representing the data from this process is obtained during the process and compared to a reference curve, thereby determining if an anomaly has occurred or has occurred during the process to be monitored. This application also describes the use of this system to cooperate with plasma etching during process operation. According to this system, while analyzing the actual curve, the area of this curve is defined as a function of time from the start of the process operation.

本発明によれば、基準の連続可変カーブと実際の連続
可変カーブとを比較する改良されたプロセスおよび装置
を提供することができる。本発明は実際のカーブにおけ
る領域を規定する改良された方法が包含されており、こ
の結果、これら領域を更に正確に規定できると共に、こ
れの分析結果が更に正確となる。また本発明によれば、
実践的な機能の組を利用した改良方法が得られ、これに
よって実際のカーブの領域を基準カーブの領域に対して
規定すると共にマッチングさせることができる。このこ
とは、実際のカーブの領域の正確な規定および分析が得
られる。また、本発明をモジュール化することができ、
更に、プロセス独立ルールの組ならびにプロセス特定化
ールの組をその分析に利用できる。この結果、本発明の
システムは、特に、互いに異なると共に変化するエッチ
ングプロセス、または他の製造プロセスに良好ならびに
容易に適合させることができる。
According to the present invention, an improved process and apparatus for comparing a reference continuously variable curve with an actual continuously variable curve can be provided. The present invention encompasses an improved method of defining the regions in the actual curve so that these regions can be defined more accurately and their analysis results more accurate. According to the present invention,
An improved method using a practical set of functions is obtained, whereby the area of the actual curve can be defined and matched to the area of the reference curve. This gives an accurate definition and analysis of the area of the actual curve. Also, the present invention can be modularized,
In addition, a set of process-independent rules as well as a set of process-specific rules can be used for the analysis. As a result, the system of the present invention is particularly well and easily adaptable to different and changing etching processes or other manufacturing processes.

本発明の一実施例によれば、半導体製造プロセス、特
にプラズマエッチングプロセスと組合せた応用に適して
いることがわかった。以下、第1〜9図を参照し乍ら、
本発明の一実施例をプラズマエッチング動作に適用した
例を説明する。
According to one embodiment of the present invention, it has been found that it is suitable for application in combination with a semiconductor manufacturing process, particularly a plasma etching process. Hereinafter, with reference to FIGS.
An example in which one embodiment of the present invention is applied to a plasma etching operation will be described.

先ず、第1図は、本発明の一実施例と協動して用いら
れる代表的なプラズマエッチング反応器を示す概念図で
ある。この反応器には、プラズマエッチング反応容器10
が設けられており、この内部に、シャワーヘッド電極12
が装着されている。このシャワーヘッド電極をRF電源14
に静電的に結合させる。この電源14によって一般的に1
3.5MHzの高周波電力を供給する。このRF電源14には、第
1図に図示しないRF同調ネットワークが設けられてい
る。この電極12に孔16が形成されており、これからガス
が放出され、これらガスをガスライン18を経て電極12へ
供給する。このガスの流量を第1図に図示しない質量コ
ントローラによって制御する。エッチング処理すべき半
導体スライス20を反応器の基板22上に載置し、この基板
22を番号24で示したように接地する。また、この反応器
には、圧力レギュレータ26およびガス導出ライン28が設
けられ、このライン28は第1図には図示されない真空管
に作動的に連結される。
First, FIG. 1 is a conceptual diagram showing a typical plasma etching reactor used in cooperation with one embodiment of the present invention. This reactor contains a plasma etching reaction vessel 10
A shower head electrode 12 is
Is installed. This showerhead electrode is connected to the RF power supply 14
Electrostatically. Generally this power supply 14
Supply 3.5MHz high frequency power. The RF power supply 14 is provided with an RF tuning network not shown in FIG. Holes 16 are formed in the electrode 12 from which gases are released and are supplied to the electrode 12 via gas lines 18. The flow rate of this gas is controlled by a mass controller not shown in FIG. A semiconductor slice 20 to be etched is placed on a substrate 22 of a reactor.
22 is grounded as shown at 24. The reactor is also provided with a pressure regulator 26 and a gas outlet line 28, which is operatively connected to a vacuum tube not shown in FIG.

このプラズマエッチング反応器の動作において、ガス
の混合物が電極12を介して供給され、電力がRF電源14か
らこの電極を介して供給される。低圧グロー放電が確立
されて、プラズマ30中に、反応性種が発生する。これら
反応性種は、スライス20上の材料の薄膜と選択的に反応
して、このスライス20から蒸発する生成物が得られると
共に、最終的に、この生成物がこのガス導出ライン28を
経て汲み出される。このようなエッチング動作は、エッ
チングが成功しているならば、所望の材料の予め決めら
れた量または深さがスライス20の表面からエッチング処
理されるまで続行される。
In the operation of the plasma etching reactor, a mixture of gases is supplied via electrode 12 and power is supplied from RF power supply 14 via this electrode. A low-pressure glow discharge is established, and reactive species are generated in the plasma 30. These reactive species selectively react with the thin film of material on the slice 20 to obtain a product that evaporates from the slice 20 and ultimately the product is pumped through the gas outlet line 28 Will be issued. Such an etching operation is continued, if the etching is successful, until a predetermined amount or depth of the desired material has been etched from the surface of slice 20.

第1図に示した本発明の実施例で使用したエッチング
反応器からEPTが発光分光学法によって得られる。このE
PT検出装置によって、プラズマ中の電子的に励起された
種によって発光された光を検出することができる。不均
衡プラズマ中の原子、分子または遊離基によって放射さ
れた光は、厳密に、これら種の密度に比例するものでは
ないが、このEPTの目的のために、比例特性が保持され
ているものと仮定できる。検出装置を設置して、エッチ
ング反応生成物、即ち、プラズマ中の反応種の濃度(密
度)をモニタすることができる。どのエッチング生成物
即ち、種を検出すべきであるかを一旦、決定すれば、こ
のシステムを、モニタすべき種によって発光された光に
対応する光の波長をモニタするようにセットできる。本
例によれば、このシステムは特定のエッチング生成物に
よって発光した光を検出するように設計されている。
EPT is obtained by emission spectroscopy from the etching reactor used in the embodiment of the present invention shown in FIG. This E
The PT detector can detect light emitted by electronically excited species in the plasma. The light emitted by atoms, molecules or free radicals in an unbalanced plasma is not strictly proportional to the density of these species, but for the purposes of this EPT, it is assumed that proportional properties are retained. Can be assumed. By installing a detection device, it is possible to monitor the concentration (density) of the etching reaction product, that is, the reactive species in the plasma. Once it has been determined which etch product or species is to be detected, the system can be set to monitor the wavelength of light corresponding to the light emitted by the species to be monitored. According to the present example, the system is designed to detect light emitted by a particular etching product.

再び第1図に戻って、エッチャーの処理のためのEPT
を得るための装置も図示されている。プラズマエッチン
グ反応容器10には、窓32が設けられており、これを介し
てプラズマから発光した光が通過する。この窓からの光
が光学フィルタ34を通過する。このフィルタ34によって
予め選択された放射帯域以外の光を阻止する。本例によ
れば、この装置の一酸化炭素をモニタするように設定す
るので、フィルタ34によって約520〔nm〕の光帯域の光
を通過させる。プラズマ30から放射された光が窓32を介
して通過し、これの波長が適当であるならば、光学フィ
ルタ34を通過してフォトダイオード35に到達する。この
フォトダイオード36に衝突する光の強度に相当する電気
信号がフォトダイオード36から発生すると共に、EPTレ
コーダ38に供給される。代表的な従来のプラズマエッチ
ング反応器においては、このEPTトレースレコーダ38に
よってこの反応器で行われたエッチング動作のEPTトレ
ースのチャート用紙式記録が得られる。
Returning again to FIG. 1, EPT for processing etchers
Also shown is an apparatus for obtaining The plasma etching reaction vessel 10 is provided with a window 32 through which light emitted from the plasma passes. Light from this window passes through the optical filter. The filter 34 blocks light outside the radiation band selected in advance. According to the present embodiment, since the apparatus is set to monitor carbon monoxide, the filter 34 allows light in an optical band of about 520 [nm] to pass. Light emitted from the plasma 30 passes through the window 32 and, if the wavelength is appropriate, passes through the optical filter 34 and reaches the photodiode 35. An electric signal corresponding to the intensity of light impinging on the photodiode 36 is generated from the photodiode 36 and supplied to the EPT recorder 38. In a typical prior art plasma etching reactor, the EPT trace recorder 38 provides a chart-based record of the EPT trace of the etching operations performed in the reactor.

本例における所望の反応の1つは、CF4と二酸化珪素
のエッチングで: SiO2+CF3===>SiF4+CO である。
One of the desired reactions in this example is the etching of CF 4 and silicon dioxide: SiO 2 + CF 3 ===> SiF 4 + CO.

このCOの生成、従ってそれのプラスマにおけるスペク
トル強度は、SiO2のすべてがスライスからエッチング処
理された時に減少し、そして上述の反応が停止して更に
COを生成する。従って、COライン強度の減少、即ち、こ
の終了点が予知できる時点は、層がエッチング処理され
たことを表示するものである(即ち、終了点が到来した
ことを意味する)。
The production of this CO, and thus its spectral intensity at the plasma, decreases when all of the SiO 2 is etched from the slice, and the above reaction stops and further
Generate CO. Thus, a decrease in the CO line intensity, ie, a point at which this end point can be predicted, indicates that the layer has been etched (ie, that the end point has been reached).

第1図には、ディジタルプロセッサ、即ちコンピュー
タ40が図示されており、これをフォトダイオード36に作
動的に接続してこのダイオード36からの出力信号を受信
する。本例によれば、このコンピュータ40によってこの
システム用のプログラムおよびサブルーチンを記憶し、
基準のEPTおよび他のデータを記憶し、実際のEPTを分析
し、更に、このEPTと基準のEPTと比較する。また、これ
らEPTの比較結果の情報を記憶すると共に、所定の信
号、または制御をプラズマエッチャーまたは装置のオペ
レータに与え、所望の他の機能を与えることもできる。
コンピュータ40をプログラムすることによってEPTの比
較を実行できると共に、以下に説明する他の機能を実行
でき、更に、独立したコンピュータを設けることもで
き、またプラズマエッチング反応器用のコンピュータコ
ントロールシステムの一部分を設置することもできる。
この場合、このようなコンピュータコントロールシステ
ムには、後述する種々の機能を十分に実行できる能力を
有する必要がある。本発明の一実施例によれば、このコ
ンピュータ40はLISPで書かれたソフトウェアを有するテ
キサスインストルメント社のエクスプローラコンピュー
タで構成されている。このソフトウェアは、あらゆる形
態のEPTを分析できると共に、エッチングプロセス用の
基準のEPTと比較できるように設計されている。
FIG. 1 shows a digital processor or computer 40, which is operatively connected to a photodiode 36 to receive an output signal from the diode 36. According to this example, the computer 40 stores programs and subroutines for the system,
The reference EPT and other data are stored, the actual EPT is analyzed, and this EPT is compared with the reference EPT. In addition to storing the information of these EPT comparison results, a predetermined signal or control can be given to the plasma etcher or the operator of the apparatus to provide other desired functions.
The EPT comparison can be performed by programming the computer 40, and other functions described below can be performed, and a separate computer can be provided, and a part of the computer control system for the plasma etching reactor is installed. You can also.
In this case, such a computer control system needs to have the ability to sufficiently execute various functions described below. According to one embodiment of the present invention, the computer 40 comprises a Texas Instruments Explorer computer with software written in LISP. The software is designed to analyze any form of EPT and compare it to a reference EPT for the etching process.

第2図は、本発明の一実施例における半導体スライス
上の酸化材料の一層に対する特定のエッチングプロセス
用の基準EPTのシュミレーションを示す。第2図におい
て、強度が時間の関数としてプロットされている。この
強度は、第1図のフォトダイオード36で発生された信号
の強度に相当するものである。前述したように、このEP
T装置は、プラズマ中に蒸発した一酸化炭素エッチング
反応生成物をモニタするようにプリセットされている。
第2図のEPTは、数段階がプラズマエッチング中に遭遇
したが、このエッチング反応が開始する前の時点からフ
ォトダイオード36からの信号を、このプラズマエッチン
グプロセスの終了までを模擬的に表示するものである。
従って、第2図において、領域ROにおけるT1に先立っ
て、フォトダイオード36からの信号は、励起された種の
プラズマの欠如を表わすスレッシュホールド値50より低
いものである。このことは、プラズマエッチング反応が
未だ開始されていないことを表わすものである。時間T1
において、EPT強度がこのスレッシュホールドレベル50
を超えるのでプラズマエッチング反応が開始される。こ
のEPTの強度がR1で表示された領域において時間T1からT
2へ急峻に増大し、従って、これによって励起された種
のプラズマの存在ならびにモニタされた種のプラズマ中
の濃度における急峻な上昇を表わすことができる。この
R1はエッチング動作の特定の相に対応し、これはEPTの
他の領域R2〜R5の各々と同一である。例えば、R2は、開
始相R1から比較的安定した相R3への転移点を表わし、こ
の期間中、予め決められた量の酸化物材料がスライスの
表面からエッチングされると共に、ここで、プラズマ中
のモニタされている種の濃度(密度)がほぼ一定のまま
となる。領域R4は、プラズマ中でモニタされている一酸
化炭素の種の密度における落ち込みを表わすと共に、領
域R3中にエッチング処理される酸化物材料または層が消
耗してしまったことを示唆するものである。領域R5の平
坦部は、僅かなまたは全く一酸化炭素がプラズマ中に含
まれない状態のプラズマ自身からの出力信号に対応する
ものである。このR5の平坦領域においては強度は比較的
一定になっているので、このことによって、殆んどまた
は全く種が生成されていないことを表わす。エッチング
動作は、領域R4で示したように酸化物エッチングの終了
点の後の予め決められた期間に亘り、このエッチング動
作が継続され、これによってエッチング処理されたスラ
イスの領域からの酸化物材料を完全に洗浄することがで
きる。予め決められた時間の後、エッチング動作が完了
し、プラズマは最早、発生されなくなる。このことが領
域R5の後半部分の強度における急峻な落込みで表わされ
る。領域T6において信号はスレッシュホールド値より低
下する。その理由は励起された種のプラズマが存在しな
いからである。
FIG. 2 shows a simulation of a reference EPT for a particular etching process for one layer of oxidized material on a semiconductor slice in one embodiment of the present invention. In FIG. 2, the intensity is plotted as a function of time. This intensity corresponds to the intensity of the signal generated by the photodiode 36 in FIG. As mentioned earlier, this EP
The T apparatus is preset to monitor the carbon monoxide etching reaction product evaporated in the plasma.
The EPT in FIG. 2 shows a signal from the photodiode 36 from the time before the etching reaction started, although several stages were encountered during the plasma etching, to simulate the end of the plasma etching process. It is.
Thus, in FIG. 2, prior to T1 in region RO, the signal from photodiode 36 is below the threshold value 50, which indicates the lack of an excited species of plasma. This indicates that the plasma etching reaction has not yet started. Time T1
At the threshold level of 50
, The plasma etching reaction is started. The intensity of this EPT is changed from time T1 to T
A sharp increase to 2 can thus be indicative of the presence of the excited species plasma as well as a sharp increase in the concentration in the monitored species plasma. this
R1 corresponds to a particular phase of the etching operation, which is identical to each of the other regions R2-R5 of the EPT. For example, R2 represents the transition point from the starting phase R1 to the relatively stable phase R3, during which a predetermined amount of oxide material is etched from the surface of the slice, where The density (density) of the monitored species remains substantially constant. Region R4 represents a dip in the density of carbon monoxide species being monitored in the plasma and indicates that the oxide material or layer being etched in region R3 has been depleted. . The flat portion of the region R5 corresponds to an output signal from the plasma itself in a state where little or no carbon monoxide is contained in the plasma. In the flat region of R5, the intensity is relatively constant, indicating that little or no seed has been produced. The etching operation continues for a predetermined period of time after the end of the oxide etching as indicated by region R4, thereby removing the oxide material from the region of the etched slice. Can be completely washed. After a predetermined time, the etching operation is completed and the plasma is no longer generated. This is represented by a sharp drop in the intensity of the latter half of the region R5. In the region T6, the signal falls below the threshold value. The reason is that there is no excited species plasma.

エッチング動作は、異なる材料の2層またはそれ以上
の層を介して進行するように設計されている。このよう
な場合、基準のEPTは、勿論、第2図に示したEPTから変
化したものであると共に、エッチング処理すべき種々の
層および材料に対応する領域を包含する。このようなEP
Tの例が第7図に示されており、ここでは、ポリシリコ
ン、ミトックス(mitox)、窒化珪素および酸化珪素か
ら構成される4つ異なった材料を介してエッチングが行
われる場合のトレースを表わす。
The etching operation is designed to proceed through two or more layers of different materials. In such a case, the reference EPT will, of course, be different from the EPT shown in FIG. 2 and will include areas corresponding to the various layers and materials to be etched. EP like this
An example of T is shown in FIG. 7, which shows traces when etching through four different materials consisting of polysilicon, mitox, silicon nitride and silicon oxide. .

第3図〜6図はコンピュータ40を制御するためのソフ
トウェアプログラムの機能的アーキテクチュアを表示す
る構成チャートであり、これによって本発明の一実施例
が実施される。
3 to 6 are configuration charts showing the functional architecture of a software program for controlling the computer 40, according to which one embodiment of the present invention is implemented.

第3図は、プラズマエッチング動作をモニタするよう
に設計された本発明の一実施例の機能を示す全体構成図
である。第3図に示されている実施例は、“プラズマエ
ッチング診断エキスパートシステム”即ち“PEDX"と称
するものである。モジュール6はPEDXシステムを表わし
ている。
FIG. 3 is an overall configuration diagram showing functions of one embodiment of the present invention designed to monitor a plasma etching operation. The embodiment shown in FIG. 3 is called "Plasma Etch Diagnostic Expert System" or "PEDX". Module 6 represents the PEDX system.

第3図の全体構成図によって、3つの一般的な機能モ
ジュールで示されたシステムが表示される。第1の一般
機能モジュールは62で図示され、これには、通常のトレ
ース、即ちEPTを規定する機能が包含されている。一般
モジュール62の種々の特定の機能を詳細に表わした構成
図が以下の第4図に図示されている。このPEDXシステム
60の第2の一般機能は、モジュール64によって表わされ
た信号対シンボル変換機能である。モジュール64の種々
の機能が図示されると共に、次の第5図に関連して十分
に説明される。PEDXシステム60の第3の一般機能は、実
際の終了点トレースと基準の終了点トレースとをモジュ
ール66で示したように比較することである。このモジュ
ール66の機能についても以下の第6図に関連して説明す
る。
The system shown in FIG. 3 is represented by three general functional modules. The first general function module is shown at 62 and includes the functions that define a normal trace, ie, the EPT. A block diagram detailing various specific functions of the general module 62 is shown in FIG. 4 below. This PEDX system
The second general function of 60 is the signal-to-symbol conversion function represented by module 64. The various functions of module 64 are illustrated and fully described in connection with the following FIG. A third general function of the PEDX system 60 is to compare the actual endpoint trace with the reference endpoint trace, as shown in module 66. The function of this module 66 will also be described with reference to FIG. 6 below.

第4図は、第3図のモジュール62の機能用の構成図で
ある。モジュール62によって、本例における基準トレー
スの規定するための一般的な機能を表わす。第4図で示
したように、基準トレースを規定するための一般的な機
能には、トレース中の領域を規定するための多数ステッ
プが包含されている。領域を規定する機能が機能ブロッ
ク70で示されている。矢印68によって、機能ブロック70
が数回、例えばトレースの各領域に対して実行されるこ
とを表わされると共に、この機能は、コンピュータプロ
グラムチャート内のループに類似したものである。機能
ブロック70は、基準EPTの各領域を記載するための対象
を規定するように作用する。機能ブロック70の各領域を
規定する機能には、機能ブロック72の各時間を包含する
開始および終了点を得ること、機能ブロック74中にエッ
チング処理される材料を得ること、または証明するこ
と、機能ブロック76の形状を得ること、機能ブロック78
の平均傾斜を演算すると共に、最大および最小点を見つ
けること、更に、機能ブロック80をプログラムするため
の領域についての情報をプリントする機能が包含されて
いる。
FIG. 4 is a block diagram for the function of the module 62 of FIG. Module 62 represents the general function for defining the reference trace in this example. As shown in FIG. 4, a general function for defining a reference trace includes a number of steps for defining an area in the trace. The function of defining the area is indicated by function block 70. The arrow 68 indicates the function block 70
Is performed several times, for example, for each region of the trace, and this function is analogous to a loop in a computer program chart. The function block 70 serves to define an object for describing each area of the reference EPT. The functions defining each area of the function block 70 include obtaining start and end points encompassing each time of the function block 72, obtaining or proving the material to be etched in the function block 74, Obtaining the shape of block 76, function block 78
And the function of finding the maximum and minimum points and printing information about the area for programming the function block 80.

領域を規定するための第4図の機能を基準トレースの
各領域に対して実行する。各領域に対する第4図の特性
を、これら領域の重要度および基準トレースの領域の特
性のオペレータの知識によって規定する。
The function of FIG. 4 for defining the area is executed for each area of the reference trace. The characteristics of FIG. 4 for each region are defined by the operator's knowledge of the importance of these regions and the characteristics of the region of the reference trace.

第5図は、第3図に示した信号対シンボル変換に関す
る一般機能を実行するためのシステムの動作の構成図で
ある。機能ブロック64には2つの一次ステップが存在す
る。第1のステップは82で示すように実際のEPTを得る
ためのものである。第2のステップは機能ブロック84で
示したように、実際のEPTを基準のEPTに整合させるため
のものである。この実際のEPTを基準EPTにマッチングさ
せる機能ブロック84には2つの一次コンポーネントが存
在する。その第1は86で表わされ、実際のEPTにおける
点を証明するもので、ここでは、大きな傾斜の変化が存
在する。これらの点を臨界点と称する。これら臨界点間
に存在する隣接点は同一傾斜を有するので、これらを一
緒のグループにしている。領域は2つの連続した臨界点
間のトレースの部分であると規定される。これら臨界点
を特定化するためのプログラムの機能が、機能ブロック
86からの機能ブロックで示されている。このプログラム
によって、最初、リストファイル88における開始点をセ
ットアップする。次に次のポイントへ移り、傾斜90を演
算する。このリストの開始点の傾斜に対する演算した傾
斜との関係において、このプログラムによってポイント
がリスト92に追加されるか、または新しい開始点がリス
ト94中にセットされる。
FIG. 5 is a block diagram of the operation of the system for executing the general functions related to the signal-to-symbol conversion shown in FIG. There are two primary steps in function block 64. The first step is to obtain the actual EPT as shown at 82. The second step is to match the actual EPT to the reference EPT, as indicated by function block 84. There are two primary components in the function block 84 that matches this actual EPT to the reference EPT. The first is represented by 86 and proves a point in the actual EPT, where there is a large slope change. These points are called critical points. Neighboring points between these critical points have the same slope, so they are grouped together. An area is defined as the portion of the trace between two consecutive critical points. The functions of the program for specifying these critical points are
Shown in functional blocks from 86. The program first sets up a starting point in the list file 88. Next, the process moves to the next point, and the inclination 90 is calculated. The program either adds a point to the list 92 or sets a new starting point in the list 94 in relation to the calculated slope relative to the slope of the starting point of the list.

第4図に関連して前述したように、対象物が規定さ
れ、EPT中の各領域について説明される。この対象物の
属性には、平均傾斜、領域の最大値、最小値、臨界点の
強度、傾斜および時間、ならびに所望の他の強度が含ま
れている。基準EPTに対して対象物の組(セット)が一
旦決定すると二度と変化しないが、実際のEPTを表わす
対象物の組を整合用機能によって訂正することもでき
る。これは、信号対シンボル変換器の第2成分であると
共に、第5図で機能ブロック84として指定されている。
マッチング成分によって実際のEPTの領域を基準のEPTの
領域で組合せる。これら領域がプロセスの同一状態に対
応する場合には、これら領域は組となる。マッチング動
作は困難なものである。その理由は、実際および基準の
EPTの臨界点は根本的には相異するからであり、特に、
エッチングとの間で問題点が存在するからである。
As described above with reference to FIG. 4, the object is defined and each area in the EPT is described. The attributes of the object include the average slope, the maximum and minimum values of the area, the intensity of the critical point, the slope and time, and other intensities as desired. Once a set of objects is determined for the reference EPT, it will never change, but the set of objects representing the actual EPT can be corrected by the matching function. This is the second component of the signal-to-symbol converter and is designated in FIG. 5 as function block 84.
The actual EPT area is combined with the reference EPT area by the matching component. If these regions correspond to the same state of the process, they are paired. The matching operation is difficult. Why?
Because the critical point of EPT is fundamentally different,
This is because there is a problem between the etching and the etching.

全体として、マッチング機能によって、実際のEPTの
領域を左側から右側へ基準のEPTの領域にマッチングさ
せる。基準のEPTの各領域に対して、実際のEPTの不整合
部分における臨界点を考慮する。比較の順序を用いて、
整合領域の限界を定める実際のEPTの2つの臨界点を選
択する。このシステムは以下のように実践的なものであ
る。即ち、属性がそれらの重要度のために比較され、こ
れは基準のEPTの臨界点と最適に整合する実際のEPTにお
いて臨界点が見つかるまで行われる。本システムでは、
臨界点における傾斜が最も重要な属性であると考えてい
る。この結果、マッチングコンポーネントによって実際
のEPTの数個の指定された領域を合併させ、これら領域
を1つに分割するか、または、実際のあらゆる変化を生
じさせることなく領域を選択できる。
As a whole, the matching function matches the actual EPT region from the left to the right with the reference EPT region. For each region of the reference EPT, consider the critical point in the mismatch of the actual EPT. Using the order of comparison,
Select the two critical points of the actual EPT that delimit the matching region. This system is practical as follows. That is, the attributes are compared for their importance, which is done until a critical point is found in the actual EPT that optimally matches the critical point of the reference EPT. In this system,
We believe that the slope at the critical point is the most important attribute. As a result, the matching component can merge several specified regions of the actual EPT and divide them into one or select regions without causing any actual changes.

再び第5図を参照すると、機能ブロック96で示されて
いるように、実際のEPTの基準のEPTに整合させる機能ブ
ロック84の第2のコンポーネントには、実際のEPT領域
を基準のEPT領域に整合させる手段が包含されている。
矢印98で表示されているように、機能ブロック96から従
属されている一連の機能がEPTの各領域に対して繰返え
されている。この機能における第1ステップは領域100
の開始点を見つけることである。このステップにおい
て、分析が実行されて、考慮中のポイントがEPT102内の
第1ポイントであるかどうか、または、EPT104の最終領
域中の最終ポイントであるかを証明される。
Referring again to FIG. 5, as indicated by function block 96, the second component of function block 84, which matches the actual EPT to the reference EPT, includes the actual EPT region in the reference EPT region. Means for matching are included.
As indicated by arrow 98, a series of functions subordinate from function block 96 are repeated for each region of the EPT. The first step in this function is area 100
Is to find a starting point. In this step, an analysis is performed to establish whether the point under consideration is the first point in the EPT 102 or the last point in the final area of the EPT 104.

106において、プログラムによって領域106の終了点を
見つける。領域の終了点を決定すると共に、これらポイ
ントを基準のEPTの領域に整合させる場合に、このプロ
グラムでは機能の実践的な組を採用する。第1の機能
は、整合用傾斜108と一緒に候補領域を得ることであ
る。もし、数個の候補が存在する場合には、このプログ
ラムによって更に識別機能110を得ると共に、追加の機
能を採用する。これら追加機能には、正しい高さ112を
有する候補を得ること、正しい持続期間114を有する候
補を得ること、ならびに正しい時間116を有する候補を
得ることが包含されている。一方、106において候補が
存在しない場合には、このプログラムによって少ない識
別機能112を得ると共に、正しい時間を有するが、誤っ
た傾斜120を有する候補を選択し、更に、正しい高さで
あるが、誤った傾斜122を有する候補を得ることが包含
されている。
At 106, the end point of the area 106 is found by the program. The program employs a practical set of features in determining the end points of the region and aligning these points with the reference EPT region. The first function is to obtain a candidate area along with the matching ramp 108. If there are several candidates, this program further obtains the identification function 110 and employs additional functions. These additional functions include obtaining a candidate with the correct height 112, obtaining a candidate with the correct duration 114, and obtaining a candidate with the correct time 116. On the other hand, if there are no candidates at 106, the program obtains fewer identification functions 112 and selects a candidate with the correct time but with the wrong slope 120 and furthermore the correct height but incorrect Obtaining a candidate with a slope 122 is included.

機能ブロック96の第3機能は、結果124のファインチ
ューニング(良好な同調)である。このチューニングを
実行するに当り、プログラムによって基準および実際の
EPT126の両方の隣接領域を収集すると共に、これら隣接
基準領域が上方から下方へ、または下方から上方へ向っ
ているかを決定する。次に、このシステムは、実際のEP
Tの領域と隣接の領域との関連性をチェックし、領域の
状態を実際のEPT130の領域の左側に対して決定し、この
領域の状態を右側132に対して決定し、次に、134で変化
を調整する。これには、実際のEPTの領域の臨界点を左
側136へシフトすること、この臨界点を右側136へシフト
すること、または傾斜14の方向に変化が生じるまで領域
内で続行することが含まれている。
The third function of function block 96 is a fine tuning of the result 124 (good tuning). In performing this tuning, the reference and actual
Collect both adjacent regions of EPT 126 and determine if these adjacent reference regions are pointing from above to below or from below to above. Second, this system is
Check the association between the region of T and the adjacent region, determine the state of the region with respect to the left side of the actual EPT 130 region, determine the state of this region with respect to the right side 132, and then at 134 Coordinate the change. This includes shifting the critical point of the real EPT region to the left 136, shifting this critical point to the right 136, or continuing in the region until a change in the direction of the slope 14 occurs. ing.

第6図は、第3図の機能ブロック66で示された機能を
EPTと比較して実行するためのプログラムの仕事を表わ
す構成図である。第6図に示したように、この機能に
は、各領域に対して基準領域142を得、実際の領域144を
収集し、次に領域146に対してプロセス特定化ルールの
セットを実行することが包含されている。前述したよう
に、プロセス特定化ルールが実行されて実際のEPTの独
立した領域の各々を詳細に分析する。更に、このルール
には、異なった組の比較が包含されており、更に、一方
の領域の他方の領域に対する分析が包含されている。領
域146に対するプロセス特定化ルールの組を実行開始す
るステップには、プロセス特定化ルール148を開始する
こと、およびプロセス独立ルール150を開始することが
包含されている。
FIG. 6 illustrates the function indicated by function block 66 in FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a job of a program to be executed in comparison with EPT. As shown in FIG. 6, this function involves obtaining a reference area 142 for each area, collecting the actual area 144, and then executing a set of process-specific rules for the area 146. Is included. As described above, process-specific rules are executed to analyze each of the independent regions of the actual EPT in detail. In addition, the rules include different sets of comparisons, and further include the analysis of one region against the other. Initiating execution of the set of process-specific rules for region 146 includes initiating process-specific rules 148 and initiating process-independent rules 150.

第7図および第8付に関連して、EPTのマッチング領
域における本発明システムの動作例が表わされている。
第7図には、基準の終了点トレースと時間を関数として
プロットした強度との例が示されている。第8図には、
本システムによって整合すべき実際の終了点トレースの
第7図の基準終了点トレースに対する例が図示されてい
る。第8図の実際の終了点トレースの領域を第7図の基
準の終了点トレースに対してマッチング(整合)するに
当り、このプログラムは、最初、第8図の点A′が第7
図の点Aとマッチングしていると仮定する。このこと
は、第5図の機能モジュール100に相当するものであ
る。次に、このプログラムは、実際の終了点トレースか
ら第7図の基準終了点トレースの点Bに相当する点を選
択する(例えば、第5図の機能モジュール106を参照の
こと)。臨界点B′およびD′を、臨界点Bとマッチン
グする候補として確認できる。その理由は、これらすべ
ての点は、前述の点Bの傾斜に匹敵する傾斜を有する領
域の終りに存在するからである。システムの比較の次の
属性は、点Bにおける強度に対する臨界点B′、D′の
強度比較である。この場合、臨界点B′は、点Bの強度
に近接していないが、D′はBに近接しており、その
後、D′が選択されてBとマッチングし、点A′とD′
との間の領域を溶合させて点D′で終了する単一領域を
形成する。本例では、実際のEPTの残余の領域が直接方
法でマッチングする。
With reference to FIGS. 7 and 8, an operation example of the system of the present invention in the matching area of the EPT is shown.
FIG. 7 shows an example of a reference endpoint trace and intensity plotted as a function of time. In FIG.
An example of the actual endpoint trace to be matched by the system is shown for the reference endpoint trace of FIG. In matching the region of the actual end point trace of FIG. 8 with the reference end point trace of FIG. 7, the program firstly sets the point A 'in FIG.
Assume that it matches point A in the figure. This corresponds to the functional module 100 in FIG. Next, the program selects a point corresponding to the point B of the reference end point trace in FIG. 7 from the actual end point trace (for example, see the function module 106 in FIG. 5). Critical points B ′ and D ′ can be confirmed as candidates for matching with critical point B. The reason is that all these points are at the end of the region with a slope comparable to the slope of point B described above. The next attribute of the system comparison is the intensity comparison of the critical points B ', D' to the intensity at point B. In this case, the critical point B 'is not close to the intensity of point B, but D' is close to B, after which D 'is selected and matched with B, and points A' and D '
Are fused to form a single region ending at point D '. In this example, the remaining area of the actual EPT is matched in a direct way.

領域間のマッチングを行なうプログラムの能力に関す
る他の例が第9図に示されている。第9図は、実際のEP
Tの例を示すもので、ここでは、第7図の基準終了点ト
レースと比較している。本システムの下で比較するに当
り、第9図の点A′を第7図の点Aとマッチングさせ
る。また点B′を点Bとマッチングさせると共に、点
A′〜点B′(領域2′で表示)を第7図の領域B〜C
(領域2で表示)に対してマッチングさせる。しかし乍
ら、第9図の領域2′は、かなり長い持続時間のもの
で、これは第7図の領域2(対応している)と比べて長
い。本システムによれば、第9図のEPTの領域2′の延
長された持続時間を容易に取扱うことができる。その理
由は、このシステムによって、予め決められた大きさの
傾斜における変化が存在するようになるまで、点B′か
ら臨界点を規定しないからである。第9図において、傾
斜における変化が点C′で発生する。従って、このシス
テムによって、延長された持続時間は存在するが、第9
図の領域2′を第7図の短かい持続時間の領域2に対し
てマッチングさせる。本システムによれば、点C′が領
域2′の終りの適当な臨界点であることが、領域の他の
データ、例えば、強度がこの臨界点および領域に対して
予期されたものとマッチングしていることを確認するこ
とによって確認できるようになる。更に、本システムに
よれば、領域2′に隣接した領域を第7図の基準EPTの
対応する予期された領域に対してマッチングするように
確認できる。これは,本発明の可能性を図示するもので
あり、実際の終了点トレースの領域が基準の終了点トレ
ースに照して期待される持続時間より相当程度延長され
ていたとしても、実際の終了点トレースの領域を基準の
終了点トレースの領域に対してマッチングさせることが
できる。更にまた、このことは、本発明の可能性を図示
するもので、領域を時間に対して“浮遊”させられると
共に、正確にマッチングさせると共に比較できるもので
ある。点C′に従属する領域(例えば領域C′−D′お
よびD′−E′)は、EPTの時間に関する点に対して、
“浮遊”されており、通常これら点より期待できる時間
よりかなり遅くなっている。また、本発明はこれら領域
を正確に確認すると共に比較する機能を有している。
Another example of the program's ability to match between regions is shown in FIG. Figure 9 shows the actual EP
This shows an example of T, where it is compared with the reference end point trace of FIG. For comparison under the present system, point A 'in FIG. 9 is matched with point A in FIG. Further, the point B 'is matched with the point B, and the points A' to B '(indicated by the area 2') are changed to the areas B to C in FIG.
(Displayed in area 2). However, region 2 'in FIG. 9 is of a much longer duration, which is longer than region 2 (corresponding) in FIG. According to the present system, the extended duration of the region 2 'of the EPT in FIG. 9 can be easily handled. This is because the system does not define a critical point from point B 'until there is a change in the slope of the predetermined magnitude. In FIG. 9, a change in tilt occurs at point C '. Thus, with this system, there is an extended duration, but the ninth
Region 2 'in the figure is matched against region 2 of short duration in FIG. In accordance with the present system, it is determined that point C 'is a suitable critical point at the end of region 2' by matching other data in the region, such as intensity, with those expected for this critical point and region. You can confirm by confirming that Further, the present system can confirm that the area adjacent to the area 2 'matches the corresponding expected area of the reference EPT in FIG. This illustrates the potential of the present invention, even if the area of the actual end point trace is considerably extended from the expected duration in reference to the reference end point trace. The area of the point trace can be matched to the area of the reference end point trace. Furthermore, this illustrates the potential of the present invention, allowing regions to "float" over time, as well as accurately matching and comparing. The regions dependent on point C '(eg, regions C'-D' and D'-E ') are:
They are "floating" and are usually much slower than can be expected from these points. Further, the present invention has a function of accurately confirming and comparing these regions.

また、本発明のシステムによれば、実際の終了点トレ
ースの領域をマッチングさせることができ、これら領域
の持続時間は、基準の終了点トレースの対応の領域のも
のに比べて短かいものである。
Also, the system of the present invention allows matching of the regions of the actual end point trace, the duration of these regions being shorter than that of the corresponding region of the reference end point trace. .

第8図および第9図の例は、本システムの可能性を示
すもので、実践的な機能を組を利用して、予期していな
いデータパターンが実際の終了点トレース中に発生した
としても、実際の終了点トレースの領域を基準の終了点
トレースの領域に対してマッチングさせることができ
る。本発明によれば、信号対シンボル変換器の出力で、
例えば第3図のモジュール64を動作させるルールを利用
して、エッチングに伴う問題点を検出すると共に診断で
きる。本システムは、2組のルールより構成されてお
り、プロセス独立ルールとプロセス特定化ルールであ
る。
The examples of FIGS. 8 and 9 illustrate the potential of the present system, using a set of practical functions to ensure that unexpected data patterns may occur during the actual end point trace. The area of the actual end point trace can be matched with the area of the reference end point trace. According to the invention, at the output of the signal-to-symbol converter,
For example, a problem associated with etching can be detected and diagnosed using the rules for operating the module 64 shown in FIG. This system is composed of two sets of rules, a process independent rule and a process specifying rule.

プロセス独立ルールによれば、実際のトレースの領域
と基準トレースの領域とを比較すると共に、異常を探索
する。基準および実際の終了点トレース中の臨界点の強
度、傾斜および時間を比較によって、これらルールを何
れのプラズマエッチングプロセスに応用する。これらプ
ロセス独立ルールの結論はシンボル的なもので、例え
ば、2つの臨界点の時間を比較するルールの結果は、
“余りに早すぎる”、“余りにも遅すぎる”または“問
題なし”と表現できる。また、このプロセス独立ルール
によれば、正または負のピークや多数ピークのような領
域中の異常や不規則性を探索することができる。
According to the process independent rule, the area of the actual trace is compared with the area of the reference trace, and an abnormality is searched for. By comparing the intensity, slope and time of the critical points in the reference and actual endpoint traces, these rules are applied to any plasma etching process. The conclusion of these process-independent rules is symbolic, for example, the result of a rule that compares the time of two critical points is
It can be described as "too early,""toolate," or "no problem." Further, according to the process independent rule, it is possible to search for an abnormality or irregularity in a region such as a positive or negative peak or a large number of peaks.

他方、プロセス特定化ルールによって、問題の原因を
確認することができる。これら特定化ルールをグループ
分けすると、各グループによって異なった領域について
の知識を表わすことができる。プロセス特定化ルール
は、プロセスエンジニアによって開発されたもので、彼
等は、特定のプロセスについて作業した経験があると共
に、種々な問題点および対応する終了点トレースの形状
について熟知している。プロセスエンジニアによって徴
候を対処するためのルールが書かれ、これは適当なプロ
セス独立ルールを確認すると共に、各問題に対し1個ま
たはそれ以上の原因を組合せることによって対処してい
る。また、プロセス独立ルールによってこれらルールの
組(セット)を求め、トレースの領域を比較または場合
によっては分析している。従って、これらプロセス特定
化ルールはプロセス独立ルールから見つけられるものを
利用して続行される。
On the other hand, the cause of the problem can be confirmed by the process specification rule. When these specialization rules are grouped, knowledge about different areas can be represented by each group. Process-specific rules have been developed by process engineers, who have worked with specific processes and are familiar with various issues and corresponding end-point trace shapes. Rules are written by the process engineer to address the symptoms, identifying appropriate process-independent rules and addressing each problem by combining one or more causes. Further, a set of these rules is obtained by a process independent rule, and trace areas are compared or analyzed in some cases. Thus, these process-specific rules continue using what is found from the process-independent rules.

第8図の実際に終了点トレースを分析するに当り、本
発明のシステムによれば、第8図の各領域と第7図の領
域とを比較する。この比較において、これらルールは、
領域が殆んど同一であるケースを無視すると共に、領域
間の大きな差異の存在を検出する。第8図の点A′から
D′までの領域の場合において、臨界点の時間を比較す
るプロセス独立ルールによれば、最終臨界点D′の終了
時間は、第7図の基準カーブにおける点Bの時間と比較
した場合に余りにも遅すぎることを表示できる。臨界点
の時間をチェックするプロセス独立ルールを求めたプロ
セス特定化ルールの結論によれば、領域の最後の臨界点
が余りにも遅く発生したことを表示すると共に、この領
域はポリシリコン層のエッチングを表わすように意図さ
れていたことを表示する。プロセス特定化ルールによっ
て、実際の終了点トレースにより、エッチング中にエッ
チング処理すべきポリシリコン領域上に薄い材料が存在
していたことを表示する結論を示唆することができる。
このポリシリコン上の薄い材料によって点A′からD′
までのEPT中に異常が誘導されるようになる。
In analyzing the actual end point trace of FIG. 8, according to the system of the present invention, each area of FIG. 8 is compared with the area of FIG. In this comparison, these rules are:
Ignore cases where regions are almost identical and detect the presence of large differences between regions. According to the process-independent rule for comparing the times of the critical points in the region from points A 'to D' in FIG. 8, the end time of the final critical point D 'is determined by the point B in the reference curve in FIG. Can be shown to be too late when compared to the time. The conclusion of the process-specific rule, which called for a process-independent rule to check the time of the critical point, indicates that the last critical point of the region has occurred too late, and that this region will etch the polysilicon layer. Indicate what was intended to be indicated. The process-specific rules may suggest that the actual endpoint trace indicates during the etch that thin material was present on the polysilicon area to be etched.
Due to the thin material on this polysilicon, points A 'to D'
Abnormality will be induced during the EPT.

これらルールによって、許容範囲外の差異のサイズに
拘らず異常を検出できる。許容範囲は製造環境における
プロセスの経験的な知識に依存するものである。故障範
囲が与えられるが、プロセスエンジニアは、これらプロ
セス特定化ルールを書く場合に、値を強調することがで
きる。問題が検出された場合に、本発明のシステムによ
れば、プラズマエッチャーを停止することができると共
に、診断結果を技術者に報告して訂正動作を行なうこと
ができる。
With these rules, an abnormality can be detected regardless of the size of the difference outside the allowable range. Tolerance depends on empirical knowledge of the process in the manufacturing environment. Given the failure extent, the process engineer can emphasize the values when writing these process specific rules. When a problem is detected, the system of the present invention can stop the plasma etcher and report a diagnosis result to a technician for corrective operation.

本発明によれば、前述のプロセス中に発生したエラー
によるエッチングの悪化を検出すると共に診断すること
ができる。これらエラーの主要原因の1つは堆積プロセ
スによるものである。ここでは多すぎるか、または少な
すぎる材料が堆積されてしまうものである。そのような
一例が第9図の実際のEPTに図示されている。領域2′
は、異常に長い持続時間を有し、これは第7図の基準EP
Tの領域2と比べて長いものである。領域2′に応用さ
れたプロセス特定化ルールによって、この領域に対して
異常に長いエッチング時間が与えられていることを知ら
せると共に、この領域でエッチング処理される材料はポ
リシリコンであることが知らされ、次に、異常に長い持
続時間によって、エッチングすべき特定のポリシリコン
層が半導体デバイス上に薄すぎる程度に堆積されている
ことを表示するような結果が示唆される。エッチング処
理をモニタする前に、誤って実行されてしまう他のプロ
セスステップの例としては、フォトリソグラフィステッ
プ、エッチングステップまたは他のプロセスが存在す
る。
According to the present invention, it is possible to detect and diagnose the deterioration of the etching due to the error generated during the above-described process. One of the major causes of these errors is due to the deposition process. Here too much or too little material is deposited. One such example is illustrated in the actual EPT of FIG. Area 2 '
Has an unusually long duration, which corresponds to the reference EP in FIG.
It is longer than the region 2 of T. The process-specific rules applied to region 2 'indicate that this region is given an unusually long etch time and that the material to be etched in this region is polysilicon. Second, an unusually long duration suggests results that indicate that the particular polysilicon layer to be etched is deposited too thinly on the semiconductor device. Examples of other process steps that may be erroneously performed before monitoring the etching process include a photolithography step, an etching step, or other processes.

本発明によれば、信号対シンボル変換ならびにルール
基準理由を組合せることによって終了点トレースを解釈
することができる。これら信号対シンボル変換およびプ
ロセス独立ルールは、好適な連続可変データ曲線が得ら
れるあらゆるプラズマエッチングプロセスまたは他のプ
ロセスに適用できるものである。エッチング処理に伴っ
て問題点が生じた場合には、僅かな組のプロセス独立ル
ールによってこの問題点を検出できる。一組のプロセス
特定化ルールによって、原因と1つまたはそれ以上の徴
候を組合わせることによってこの問題点を診断する。
According to the present invention, the endpoint trace can be interpreted by combining the signal-to-symbol transformation as well as the rule criteria reasons. These signal-to-symbol conversion and process-independent rules are applicable to any plasma etching process or other process that provides a suitable continuously variable data curve. If a problem arises with the etching process, this problem can be detected by a small set of process independent rules. A set of process-specific rules diagnose this problem by combining the cause with one or more symptoms.

また明らかなように、本発明の本実施例のシステムは
モジュール化してあるので、モニタすべきプロセスに関
する知識をプロセス特定化ルールレベルで隔離すること
ができる。本システムの他の主要コンポーネント、信号
対シンボル変換器およびプロセス独立ルールの組は、モ
ニタすべき特定のプロセス(またはエッチングプロセ
ス)の知識に依存しないと共に、好適な連続可変データ
曲線が得られるあらゆるプロセス(またはエッチングプ
ロセス)に応用できるものである。従って、本発明の実
施例を、適切なデータ曲線を得ることのできるあらゆる
プロセスと共に特定化された使用法に、容易、有効的且
つ、迅速に適用できる。
As is also evident, the system of this embodiment of the invention is modular, so that knowledge about the process to be monitored can be isolated at the process specific rule level. The other key components of the system, the signal-to-symbol converter and the set of process-independent rules, do not depend on the knowledge of the particular process (or etching process) to be monitored and any process that results in a suitable continuously variable data curve. (Or an etching process). Thus, embodiments of the present invention can be easily, effectively and quickly applied to specialized uses with any process that can provide a suitable data curve.

また、本発明をプラズマエッチング反応器と一緒に用
いた場合に特に利益がある。これら利益の多くは、プラ
ズマエッチング反応器の動作の複雑性に基因したもので
ある。この複雑性は、エッチング動作が最高状態で進行
するかどうかに影響を与える多くのファクタから生じる
ものである。実際のエッチング反応に影響を与えるファ
クタとして多く存在するので、反応容器の動作パラメー
タよりむしろ反応自身の特性を直接観察する本発明によ
って、従来提案されていたエッチングプロセスをモニタ
するものに比べて、より信頼性が高く、且つ、直接的な
手段を提供できる。要約すれば、本発明の実施例によれ
ば、プロセスコントロールパラメータとは違って、プロ
セス自身を観察し乍らモニタするものである。プラズマ
エッチング反応器において変化し得るプロセスコントロ
ールパラメータの例としては、電力、圧力、システムへ
供給されるガスの相対濃度および内容の確認、反応器へ
の全ガス流量、ならびにこれの圧力および温度を変化さ
せることが包含されている。これらプロセスコントロー
ルパラメータのあるものは、一般的に、エッチング反応
器のハードウェア制御によってモニタされている。
There is also a particular benefit when the present invention is used with a plasma etching reactor. Many of these benefits are due to the complexity of the operation of the plasma etch reactor. This complexity results from a number of factors that affect whether the etching operation proceeds at its best. The present invention, which directly observes the characteristics of the reaction itself rather than the operating parameters of the reaction vessel, is more effective than the conventional monitoring of the etching process, because there are many factors affecting the actual etching reaction. A highly reliable and direct means can be provided. In summary, according to embodiments of the present invention, unlike process control parameters, the process itself is monitored and monitored. Examples of process control parameters that can be changed in a plasma etch reactor include power, pressure, checking the relative concentration and content of gas supplied to the system, changing the total gas flow to the reactor, and changing its pressure and temperature. Is included. Some of these process control parameters are typically monitored by hardware control of the etch reactor.

しかし乍ら、これらコントロールプロセスを超えた多
数の追加のファクタによってエッチング反応器内部のプ
ロセスに影響が与えられる。これらパラメータのいくつ
かには、反応容器の内側表面上の材料のチャンバーシー
ジングまたはキャラクタとして呼ばれるものが包含され
ている。チャンバーの内側表面上の表面材料の再結合が
エッチング反応器内で頻繁に起り、これによってチャン
バー内のエッチング反応の進行に影響が与えられる。も
う1つのファクタとしては、スライス表面からの電極の
距離である。この電極自身も反応器の動作中に僅かであ
るがエッチングされる。多数回エッチングが行われた後
では、スライス表面と電極との間の距離が、電極のエッ
チング処理および結果的に影響を受けるエッチング反応
によって増大するようになる。コントロールパラメータ
を超えたこれらファクタは、モニタリング動作に対して
容易に影響を受けるものではない。
However, a number of additional factors beyond these control processes affect the process inside the etch reactor. Some of these parameters include what is referred to as a chamber sheathing or character of the material on the inside surface of the reaction vessel. Recombination of surface materials on the inner surface of the chamber frequently occurs in the etch reactor, thereby affecting the progress of the etch reaction in the chamber. Another factor is the distance of the electrode from the slice surface. This electrode itself is also slightly etched during operation of the reactor. After multiple etchings, the distance between the slice surface and the electrode will increase due to the electrode etching process and, consequently, the affected etching reaction. These factors beyond the control parameters are not easily affected by the monitoring operation.

上述したファクタの1つまたはそれ以上における僅か
な変動によって、エッチング反応が最良または許容でき
る状態で進行できるかどうかに重大な影響を与える。し
かし乍ら、種のファクタの相関関係における複雑性のた
めに、1つまたはそれ以上のファクタにおける変動の影
響を、実際のエッチング反応自身に対して予測すること
は困難である。この複雑性のために、本発明によれば、
特別な利点が得られる。従来のハードウェアによって、
反応に影響を与えるファクタのほんの僅かのみをエッチ
ャーモニタで制御すると共に、前述したように、これら
ファクタの多くはこのモニタリング動作に対して容易に
影響を与えることはない。更にまた、このハードウェア
によって反応に影響を与えるモニタファクタのみコント
ロールするもので、反応自身をコントロールするもので
はない。従って、多くの場合、いくつかのファクタが変
化し、エッチング反応に有害な影響を与えるが、ハード
ウェアモニタによって現存するプロセスコントロールパ
ラメータの正確な組を表示した場合には(例えば、正し
い圧力、温度、ガス流量)、このハードウェアモニタに
よってエッチング反応が不正確に進行していたことを検
出することはできなかった。しかし乍ら本発明によれ
ば、プロセスを観察し得る状態でモニタすることによっ
て(例えば、反応生成種の生成率)、実際のエッチング
反応をより正確に監視できると共に、誤った処理が発生
した時に、従来のシステムに比べてより重点的に検出す
ることができる。
Small variations in one or more of the above factors can have a significant effect on whether the etching reaction can proceed in the best or acceptable way. However, due to the complexity in the correlation of species factors, it is difficult to predict the effects of variations in one or more factors on the actual etch reaction itself. Due to this complexity, according to the invention,
Special advantages are obtained. With traditional hardware,
Only a few of the factors that affect the response are controlled by the etcher monitor, and, as mentioned above, many of these factors do not easily affect this monitoring operation. Furthermore, the hardware controls only the monitor factor that affects the reaction, and does not control the reaction itself. Thus, in many cases, several factors will change and adversely affect the etch reaction, but if a hardware monitor indicates the exact set of existing process control parameters (eg, correct pressure, temperature, etc.). , Gas flow rate), the hardware monitor could not detect that the etching reaction had proceeded incorrectly. However, according to the present invention, by monitoring the process in an observable state (e.g., the rate of formation of reaction product species), the actual etching reaction can be more accurately monitored, and when an erroneous process occurs. , It is possible to perform more focused detection as compared with the conventional system.

更にまた、本発明によれば、実際の連続的可変曲線、
例えば実際のEPT曲線の領域を規定すると共にマッチン
グできるシステムを提供することができる。このシステ
ムによれば、これら領域が、すでに規定されている特定
の基準の連続可変曲線の領域から大幅に偏位している場
合においても上述の動作が実現されるものである。例え
ば、本発明によって時間に関して浮遊または延長できる
実際の曲線の領域を規定できる。このことによって、領
域が時間の関数として不変的に規定される曲線の領域間
を比較する曲線比較システムに対して大きな利益をもた
らすものである。更にまた、臨界点および領域をマッチ
ングさせるための本発明の実践的なアプローチによっ
て、これら曲線の領域を正確に規定、マッチングおよび
比較できるようになる。
Still further, according to the present invention, an actual continuously variable curve,
For example, it is possible to provide a system that can define and match the area of the actual EPT curve. According to this system, the above-described operation can be realized even when these regions are significantly deviated from the region of the continuously variable curve of the specific reference already defined. For example, the present invention can define the area of the actual curve that can float or extend over time. This provides a great benefit to a curve comparison system that compares between regions of a curve where the regions are invariably defined as a function of time. Furthermore, the practical approach of the present invention for matching critical points and regions allows the regions of these curves to be accurately defined, matched and compared.

本発明の一実施例によれば、プラズマエッチングプロ
セスの終了点(EPT)を検査すると共に分析することに
よって、代表的なプラズマエッチングプロセス中に生じ
るプロセス関連性問題点を検出できる効果がある。この
ような問題点の早期および自動的な検出によって、スラ
イスの生成率を、次に処理されるスライスの誤った処理
を防止し乍ら大幅に向上させることができる。更に、本
発明によれば、予め決められた原因を検出したために問
題点を認識でき、これら原因を表わす信号を発生させる
ことができる。
According to one embodiment of the present invention, by inspecting and analyzing the end point (EPT) of a plasma etching process, there is an effect that a process-related problem occurring during a typical plasma etching process can be detected. Early and automatic detection of such problems can greatly increase the slice generation rate while preventing erroneous processing of the next slice to be processed. Furthermore, according to the present invention, since a predetermined cause is detected, a problem can be recognized, and a signal indicating these causes can be generated.

更に、本発明をリアルタイムの応用例に利用できる。
即ち、例えばエキスパートシステムのような他のシステ
ムと協動するか、または単独で実際に進行すると共に、
異常が検出された時に、エッチング中のエッチングパラ
メータを変化または訂正するように、エッチングプロセ
スをリアルタイムでモニタできるものである。
Furthermore, the invention can be used for real-time applications.
I.e., cooperating with other systems, such as, for example, expert systems, or actually working alone,
The etching process can be monitored in real time so that when an abnormality is detected, the etching parameters during the etching are changed or corrected.

また、本発明の追加の利益によれば、クリーンルーム
にストリップチャート計録計を設置する必要がなく、変
則的な振舞いを呈する終了点トレースのみを節約するこ
とによって、多量の終了点トレースを編集できる効果が
ある。
Also, according to an additional benefit of the present invention, it is not necessary to install a strip chart recorder in a clean room, and a large number of end point traces can be edited by saving only end point traces exhibiting anomalous behavior. effective.

更に、本発明のシステムは、プロセスモニタ用ツール
として機能し、これによってマイクロプロセッサをハー
ドウェアモニタ機能に基いて補間することができる。ハ
ードウェアモニタによってアラームをセットすると共
に、ハードウェアの問題点(例えば、RF電力が供給され
ない、ガスが供給されない、不適当な圧力または他の類
似の問題点)に基いてプロセス処理を禁止することによ
って、本発明の実施例によれば、オペレータに警告を与
えられ、最終的に反応に関連した問題点ではエッチャー
を停止させることができる。
Further, the system of the present invention functions as a tool for process monitoring, which allows the microprocessor to interpolate based on hardware monitoring capabilities. Setting alarms through hardware monitors and disabling processing based on hardware issues (eg, no RF power, no gas, improper pressure or other similar issues) Thus, according to an embodiment of the present invention, the operator can be alerted, and finally the etcher can be stopped at a reaction related problem.

本発明によれば、エッチング反応を観察できるように
して、設備をモニタすることによっては検出できないエ
ッチング動作中のエラーを検出できるシステムを提供す
ることができ、この設備は、単に、ハードウェア機能、
即ち、ガス流量、温度、またはエッチャーのRF電力設定
をモニタするにすぎないものである。更に、マッチング
反応器のハードウェアモニタ装置用のバックアップモニ
タシステムを有する本発明のシステムを提供することが
できる。従って、ハードウェアモニタセンサが故障し、
ハートウェア機能が性能以下となった場合に、本発明に
よれば、この問題点を、性能を外れたハードウェア機能
によってエッチング反応が基準の反応から変化するとす
ぐに検出することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a system capable of observing an etching reaction and detecting an error during an etching operation that cannot be detected by monitoring the equipment, and the equipment simply has a hardware function,
That is, it only monitors the gas flow rate, temperature, or RF power setting of the etcher. Further, the system of the present invention having a backup monitoring system for a hardware monitoring device of the matching reactor can be provided. Therefore, the hardware monitor sensor fails,
According to the present invention, when the heart wear function becomes lower than the performance, this problem can be detected as soon as the etching reaction changes from the reference reaction due to the hardware function that has not performed well.

また、本発明を種々の状況の下で有効に利用できるも
のである。例えば、種々のエッチング動作に応用でき、
各エッチング動作にはそれ自身用の基準のEPTが設定さ
れている。これら種々のEPTの各々はそれぞれ異なった
数の領域を有するもので、これら領域もそれぞれ異なっ
た形状を有している。更にまた、各領域の種々の特性を
規定できると共に、エッチングの領域または特定のエッ
チングに独特な点を考慮することによって、このような
特性を検出または測定する機能を有する。更に、本発明
を、プラズマエッチング反応以外の処理に利用できるも
のである。
Further, the present invention can be effectively used in various situations. For example, it can be applied to various etching operations,
Each etching operation has its own reference EPT. Each of these various EPTs has a different number of regions, and these regions also have different shapes. Furthermore, it has the ability to define various properties of each area and to detect or measure such properties by taking into account the uniqueness of the area to be etched or a particular etch. Further, the present invention can be used for processes other than the plasma etching reaction.

また、第1図の実施例では、フォトダイオード信号発
生器からのアナログ信号を受信していたが、アナログ信
号のみならずディジタル信号を利用できる。
In the embodiment shown in FIG. 1, an analog signal from the photodiode signal generator is received, but not only an analog signal but also a digital signal can be used.

以上詳述したように、本発明は上述した実施例のみに
限定されることなく、本発明の技術的思想を外れること
なく、種々の変更を加え得ることは当業者によって容易
に実現できるものである。
As described in detail above, the present invention is not limited to only the above-described embodiments, and various modifications can be easily made by those skilled in the art without departing from the technical idea of the present invention. is there.

以上の記載に関連して、以下の各項を開示する。 In connection with the above description, the following items are disclosed.

1. 予め決められたエッチングプロセスに対する基準の
終了点トレースを確立し、 この基準の終了点トレースを予め決められた領域に分
割し、 前記予め決められたエッチングプロセスを半導体デバ
イスに導入し、 この半導体デバイスのエッチングに関する実際の終了
点トレースを収集し、 この実際の終了点トレースを予め決められた基準に従
って候補領域に分割し、 前記実際の終了点トレースの候補領域の特性を、マッ
チング(整合)すべき基準の終了点トレースの領域の特
性全体に亘って分析することにより、前記実際の終了点
トレースの領域を前記基準の終了点トレースの対応の領
域にマッチングさせ、更に、 この実際の終了点トレースの領域の特性と、前記基準
の終了点トレースのマッチングされた領域の対応の特性
とを比較するステップを具えたことを特徴とするプラズ
マエッチング反応器の終了点トレースをモニタ(監視)
する方法。
1. establishing a reference endpoint trace for a predetermined etching process, dividing the reference endpoint trace into a predetermined region, introducing the predetermined etching process into a semiconductor device, Collecting actual endpoint traces for device etching, dividing the actual endpoint traces into candidate regions according to predetermined criteria, and matching the characteristics of the candidate regions of the actual endpoint traces. By analyzing over the properties of the end point trace area of the power reference, the area of the actual end point trace is matched to the corresponding area of the reference end point trace, Comparing the characteristics of the region of interest with the corresponding characteristics of the matched region of the endpoint trace of the reference. The plasma etch reactor of end point monitor trace, characterized in that it comprises a-up (monitoring)
how to.

2. 前記基準の終了点トレースのマッチング領域の対応
の特性から、予め決められた限界値を超えた前記実際の
終了点トレースの領域の特性の変数を表わす信号を発生
させるステップを更に設けたことを特徴とする請求の範
囲第1項(以下単に“クレーム1"と称す)記載の方法。
2. The method further comprises the step of generating a signal representing a variable of a characteristic of the actual end point trace area exceeding a predetermined limit value from a corresponding characteristic of the reference end point trace matching area. A method according to claim 1 (hereinafter simply referred to as "claim 1").

3. 前記実際の終了点トレースを候補領域に分割する予
め規定された基準に、この実際の終了点トレースに沿っ
た点の傾斜における変化を包含させたことを特徴とする
クレーム2記載の方法。
3. The method of claim 2, wherein the predefined criteria for dividing the actual endpoint trace into candidate regions includes a change in the slope of a point along the actual endpoint trace.

4. 前記実際の終了点トレースの領域の特性を基準の終
了点トレースのマッチングさせた領域の対応の特性と比
較する前記ステップに、 一組のルールを前記実際の終了点トレースの領域の少
なくとも1つに適用するステップを設けたことを特徴と
するクレーム3記載の方法。
4. comparing the characteristics of the area of the actual end point trace with the corresponding characteristics of the matched area of the reference end point trace comprises: setting a set of rules to at least one of the areas of the actual end point trace; A method according to claim 3, comprising the steps of:

5. 前記一組のルールに、一組のプロセス独立ルールと
一組のプロセス特定化ルールとを設けたことを特徴とす
るクレーム4記載の方法。
5. The method of claim 4, wherein the set of rules includes a set of process independent rules and a set of process specific rules.

6. 前記一組のプロセス独立ルールを適用するステップ
に、前記実際の終了点トレースの領域と前記基準の終了
点トレースのマッチングされた領域との間で、 前記それぞれの領域における少なくとも1つの予め期
待された点の値、傾斜、および時間の少なくとも1つを
比較するステップを設けたことを特徴とするクレーム5
記載の方法。
6. applying at least one prior expectation in the respective area between the area of the actual end point trace and the matched area of the reference end point trace in applying the set of process independent rules. Claim 5 characterized by the step of comparing at least one of the value, the slope and the time of the determined point.
The described method.

7. 前記実際の終了点トレースの特性と、前記基準の終
了点トレースの対応の特性との間の偏差が予め規定され
た値を超えたかどうかを決定し、 このような偏差を少なくとも1つの予め規定された原
因に帰因させ、 前記偏差が帰因した少なくとも1つの予め規定された
原因を表わす信号を発生させるステップを更に設けたこ
とを特徴とするクレーム3記載の方法。
7. determining whether the deviation between the characteristic of the actual end-point trace and the corresponding characteristic of the reference end-point trace exceeds a predefined value; The method of claim 3 further comprising the step of generating a signal indicative of at least one predefined cause attributable to said defined cause, said attributable attribute of said deviation.

8. 前記予め規定された基準に沿って実際の終了点トレ
ースを候補領域に分割する前記ステップに、 この実際の終了点トレースに沿った点におけるこのト
レースの傾斜を決定し、 この傾斜が第1の予め規定された値を超える実際の終
了点の臨界点を決定し、更に、 これら決定された臨界点間で、前記実際の終了点トレ
ースを候補の領域に分割するステップを設けたことを特
徴とするクレーム2記載の方法。
8. dividing said actual end point trace into candidate regions according to said predefined criteria, determining a slope of said trace at a point along said actual end point trace; Determining a critical point of an actual end point that exceeds a predetermined value of, and further dividing the actual end point trace into candidate regions between the determined critical points. The method of claim 2 wherein:

9. 前記実際の終了点トレースの候補領域の特性を、マ
ッチングすべき基準の終了点トレースの領域の特性に亘
って分析することによって、実際の終了点トレースの候
補領域を基準の終了点の対応の領域にマッチングさせる
ステップに、 一組の実践的機能を実際の終了点トレースの領域に適
用するステップを設けたことを特徴とするクレーム2記
載の方法。
9. By analyzing the characteristics of the actual end point trace candidate area over the characteristics of the reference end point trace area to be matched, the actual end point trace candidate area corresponds to the reference end point. 3. The method of claim 2 wherein the step of matching to the region of step comprises applying a set of practical functions to the region of the actual endpoint trace.

10. 前記実践的機能に; 前記マッチングすべき基準の終了点トレースの領域の
平均傾斜から予め規定された値より少ない値だけ変化す
る平均傾斜を有する実際の終了点トレースの領域を確認
すること、 前記実際の終了点トレースの最終点の強度値が、マッ
チングすべき基準の終了点トレースの領域の最終点の強
度値から予め決められた強度変化より少ない値だけ変化
するこれらトレースの領域を確認すること、 前記基準の終了点トレースの領域の持続時間から予め
決められた持続時間変化値より小さな値だけ変化する持
続時間を有する実際の終了点トレースの領域を確認する
こと、および 予め決められた時間範囲内で発生する前記実際の終了
点トレースの領域を確認する動作の内の、少なくとも1
つの動作を設けたことを特徴とするクレーム9記載の方
法。
10. in the practical function; ascertaining a real end trace area having an average slope that varies by less than a predetermined value from the average slope of the reference end trace area to be matched; Identify those trace end points where the intensity value at the end point of the actual end point trace changes by less than a predetermined intensity change from the intensity value at the end point of the end point trace area of the reference end point trace to be matched. Identifying an actual endpoint trace area having a duration that varies from the duration of the reference endpoint trace area by a value less than a predetermined duration change value; and a predetermined time. At least one of the operations of ascertaining the area of the actual endpoint trace occurring within the range.
A method as claimed in claim 9, comprising three actions.

11. 予め決められたプロセスを実行するプロセス装置
の動作をモニタするに当り、このプロセスを最初、プロ
セスの進行に対応して連続可変信号曲線を得るための検
出器によってモニタし、基準の連続可変信号曲線を、予
め決められたプロセスの予め規定された許容し得る動作
に相当するように規定できる方法において、 予め決められたプロセスに対して基準の連続可変信号
曲線を規定し、 前記基準の連続可変信号曲線の少なくとも1つの領域
に対する特性を規定し、 前記予め決められたプロセスを導入し、 前記検出器から、前記導入されたプロセスの進行に相
当する実際の連続可変信号曲線を収集し、 収集した実際の連続可変信号曲線を、これの特性に基
いて候補領域に分割し、 前記実際の連続可変信号曲線の候補領域の特性を、マ
ッチングすべき前記基準の連続可変信号の領域の特性全
体に亘って分析することによって、前記実際の連続可変
信号曲線の候補領域を、前記基準の連続可変信号曲線の
領域とマッチングさせ、 前記実際の連続可変信号曲線の領域の少なくとも1つ
の特性を、前記基準の連続可変信号曲線におけるマッチ
ングされた領域の特性と比較し、更に 予め規定された制限値を超えた実際の連続可変信号曲
線の領域の1つの特性における変数を表わす信号を、前
記基準の連続可変信号曲線のマッチングされた領域の対
応の特性から発生させるステップを具えたことを特徴と
するモニタ方法。
11. In monitoring the operation of a process device performing a predetermined process, the process is first monitored by a detector to obtain a continuously variable signal curve corresponding to the progress of the process, and the reference is continuously variable. A method wherein a signal curve may be defined to correspond to a predetermined acceptable operation of a predetermined process, comprising: defining a reference continuously variable signal curve for a predetermined process; Defining characteristics for at least one region of the variable signal curve, introducing the predetermined process, collecting from the detector an actual continuously variable signal curve corresponding to the progress of the introduced process; The actual continuous variable signal curve obtained is divided into candidate regions based on the characteristics thereof, and the characteristics of the candidate region of the actual continuous variable signal curve are matched. Matching the candidate region of the actual continuously variable signal curve with the region of the reference continuously variable signal curve by analyzing over the entire characteristic of the region of the reference continuously variable signal to be trained; Comparing at least one characteristic of the region of the continuously variable signal curve with a characteristic of a matched region in the reference continuously variable signal curve, and further comparing the characteristic of the region of the actual continuously variable signal curve that exceeds a predefined limit; A method of monitoring, comprising generating a signal representing a variable in one characteristic from a corresponding characteristic of a matched region of the reference continuously variable signal curve.

12. 前記実際の連続可変信号曲線を候補領域に分割さ
れるのに基いて、これの特性にはこの曲線の時間要素を
原則的に包含しないことを特徴とするクレーム11記載の
方法。
12. The method according to claim 11, characterized in that, based on the fact that the actual continuously variable signal curve is divided into candidate regions, its characteristics do not essentially include the time component of this curve.

13. 前記実際の連続可変信号曲線中に臨界点を確認す
ることによって、この信号曲線を候補領域に分割し、こ
れら候補領域を前記臨界点間に存在させたことを特徴と
するクレーム11記載の方法。
13. Claim 11 characterized by identifying critical points in the actual continuously variable signal curve, dividing the signal curve into candidate areas, and allowing these candidate areas to exist between the critical points. Method.

14. 前記臨界点を前記連続可変信号曲線の傾斜におけ
る変化を基準として確認したことを特徴とするクレーム
13記載の方法。
14. The claim characterized in that the critical point has been identified on the basis of a change in the slope of the continuously variable signal curve.
13. The method according to 13.

15. 前記実際の連続可変信号の候補の領域を基準の連
続可変信号の領域にマッチングさせるステップに、実践
的な組の機能を候補領域に適用するステップを設けたこ
とを特徴とするクレーム11記載の方法。
15. The claim 11 characterized in that the step of matching the candidate region of the actual continuously variable signal to the region of the reference continuously variable signal includes the step of applying a practical set of functions to the candidate region. the method of.

16. 前記実践的機能には、 マッチングすべき前記基準の連続可変信号曲線の領域
の平均傾斜から予め規定された平均傾斜値よる少ない値
だけ変化した平均傾斜を有する実際の連続可変信号曲線
の領域を確認すること、 この実際の信号曲線の最終点の強度値が、マッチング
すべき基準の信号曲線の領域の最終点の強度値から予め
決められた強度変動値より少ない値だけ変化するこの実
際の信号曲線の領域を確認すること、 前記基準の連続可変信号曲線の持続時間から、予め規
定された持続時間変化値より少ない値だけ変化する持続
時間を有するこの実際の信号曲線の領域を確認し、更
に、 予め決められた時間範囲内で発生する実際の連続可変
信号曲線の領域を確認するステップの少なくとも1つを
有したことを特徴とするクレーム15記載の方法。
16. The practical function includes: the area of the actual continuously variable signal curve having an average slope that varies from the average slope of the area of the reference continuously variable signal curve to be matched by less than a predefined average slope value. That the intensity value at the end of this actual signal curve changes from the intensity value at the end of the region of the reference signal curve to be matched by a value less than a predetermined intensity variation. Identifying an area of the signal curve, identifying an area of the actual signal curve having a duration that varies by less than a predefined duration change value from the duration of the reference continuously variable signal curve; A method as claimed in claim 15, further comprising the step of ascertaining the area of the actual continuously variable signal curve occurring within a predetermined time range. .

17. 前記実際の連続可変信号の候補領域を基準の連続
可変信号の領域にマッチングさせるステップに、実践的
な組の機能を候補領域に適用するステップを設けたこと
を特徴とするクレーム13記載の方法。
17. The method according to claim 13, wherein the step of matching the candidate area of the actual continuously variable signal to the area of the reference continuously variable signal includes the step of applying a practical set of functions to the candidate area. Method.

18. 前記実践的機能には、 マッチングすべき前記基準の連続可変信号曲線の領域
の平均傾斜から予め規定された平均傾斜値より少ない値
だけ変化した平均傾斜を有する実際の連続可変信号曲線
の領域を確認すること、 この実際の信号曲線の最終点の強度値が、マッチング
すべき基準の信号曲線の領域の最終点の強度値から予め
決められた強度変動値より少ない値だけ変化するこの実
際の信号曲線の領域を確認すること、 前記基準の連続可変信号曲線の持続時間から、予め規
定された持続時間変化値より少ない値だけ変化する持続
時間を有するこの実際の信号曲線の領域を確認し、更
に、 予め決められた時間範囲内で発生する実際の連続可変
信号曲線の領域を確認するステップの少なくとも1つを
有したことを特徴とするクレーム17記載の方法。
18. The practical function includes: the area of the actual continuously variable signal curve having an average slope that has changed from the average slope of the area of the reference continuously variable signal curve to be matched by less than a predetermined average slope value. That the intensity value at the end of this actual signal curve changes from the intensity value at the end of the region of the reference signal curve to be matched by a value less than a predetermined intensity variation. Identifying an area of the signal curve, identifying an area of the actual signal curve having a duration that varies by less than a predefined duration change value from the duration of the reference continuously variable signal curve; A method as claimed in claim 17, further comprising the step of ascertaining the area of the actual continuously variable signal curve occurring within a predetermined time range. .

19. 前記実際の可変信号曲線の領域を基準の可変信号
曲線の領域と比較する前記ステップに、 一組のルールを前記実際の可変信号曲線の領域の少な
くとも1つに適用するステップを設けたことを特徴とす
るクレーム11記載の方法。
19. comparing the area of the actual variable signal curve to the area of the reference variable signal curve comprises applying a set of rules to at least one of the areas of the actual variable signal curve. A method according to claim 11, characterized in that:

20. 前記一組のルールに、一組のプロセス独立ルール
と一組のプロセス特定化ルールとを設けたことを特徴と
するクレーム19記載の方法。
20. The method of claim 19 wherein said set of rules comprises a set of process independent rules and a set of process specific rules.

21. 前記一組のプロセス独立ルールの適用ステップ
に、前記実際の信号曲線の領域と前記基準の信号曲線の
マッチングした領域との間で、 これら各領域における少なくとも1つの予め規定され
た点の 値、 傾斜および 時間の内の 少なくとも1つを比較するステップを設けたことを特
徴とするクレーム20記載の方法。
21. The step of applying the set of process-independent rules includes, between the region of the actual signal curve and the matched region of the reference signal curve, the value of at least one predefined point in each of these regions. 21. The method of claim 20, comprising comparing at least one of: slope, time, and time.

22. 前記実際の信号曲線の特性と、前記基準の信号曲
線の対応の特性との間の偏差が予め規定された値を超え
るかどうかを決定するステップと、 このような偏差を予め規定した原因の少なくとも1つ
に帰因させるステップと、 この少なくとも1つの予め規定した原因を確認する信
号を発生するステップとを更に設けたことを特徴とする
フレーム11記載の方法。
22. determining whether the deviation between the characteristic of the actual signal curve and the corresponding characteristic of the reference signal curve exceeds a predefined value; At least one of the following: and generating a signal confirming the at least one predefined cause.

23. 前記実際の信号曲線を候補領域に分割する前記ス
テップに、 この実際の信号曲線に沿った点におけるこの曲線の傾
斜を決定し、 この領域が第1の予め規定された値を超えて変化する
前記実際の信号曲線上の臨界点を決定し、 この実際の信号曲線をこれら決定した臨界点間の候補
領域に分割するステップとを設けたことを特徴とするク
レーム11記載の方法。
23. The step of dividing the actual signal curve into candidate regions includes determining a slope of the curve at a point along the actual signal curve, wherein the region varies beyond a first predefined value. Determining a critical point on the actual signal curve, and dividing the actual signal curve into candidate regions between the determined critical points.

24. 前記予め決められたプロセスにプラズマエッチン
グを設けたことを特徴とするクレーム11記載の方法。
24. The method of claim 11, wherein said predetermined process is provided with plasma etching.

25. 前記予め決められたプロセスにプラズマエッチン
グを設けたことを特徴とするクレーム18記載の方法。
25. The method according to claim 18, wherein said predetermined process is provided with plasma etching.

26. 前記予め決められたプロセスにプラズマエッチン
グを設けたことを特徴とするクレーム21記載の方法。
26. The method according to claim 21, wherein said predetermined process is provided with plasma etching.

27. 前記候補領域の持続時間を変更して、前記実際の
終了点トレースの候補の前記基準の終了点トレースの領
域に対するマッチングを改良するようにしたことを特徴
とするクレーム8記載の方法。
27. The method of claim 8, wherein the duration of the candidate region is modified to improve the matching of the actual endpoint trace candidate to the reference endpoint trace region.

28. プラズマエッチング反応器の終了点トレースをモ
ニタ(監視)するに当り、 予め決められたエッチングプロセスに対する基準の終
了点トレースを確立し、 この基準の終了点トレース中に臨界点を確認し、 これら臨界点間で前記基準の終了点トレースの領域を
確認し、 この予め決められたエッチングプロセスを半導体デバ
イスに導入し、 この半導体デバイスのエッチングに対して実際の終了
点トレースを収集し、 この実際の終了点トレースの傾斜における変化を基準
として、このトレース中に臨界点候補を確認し、 この実際の終了点トレースを、前記臨界点候補間の候
補領域中に分割し、 この実際の終了点トレースの候補領域を、前記基準の
終了点トレースの領域にマッチングさせ、 前記実際のトレースの少なくとも1つの領域の少なく
とも1つの特性を、前記基準終了点トレースの対応の領
域の対応の特性と比較し、更に、 前記実際の終了点トレースの少なくとも1つの領域の
少なくとも1つの前記特性が、前記基準の終了点トレー
スの対応の領域の対応の特性から予め規定された限界値
を超えて変化するかどうかを表わす表示を発生させるス
テップとを具えたことを特徴とする終了点トレースモニ
タ方法。
28. To monitor the end point trace of the plasma etch reactor, establish a reference end point trace for a predetermined etching process, identify critical points in this reference end point trace, Identifying the region of the reference endpoint trace between the critical points, introducing the predetermined etching process into the semiconductor device, collecting the actual endpoint trace for the etching of the semiconductor device, Critical point candidates are identified in this trace based on the change in slope of the end point trace, and the actual end point trace is divided into candidate regions between the critical point candidates, and the actual end point trace Matching a candidate area to an area of the reference end point trace; Comparing at least one characteristic with a corresponding characteristic of a corresponding region of the reference endpoint trace, and further wherein at least one characteristic of at least one region of the actual endpoint trace is an endpoint of the reference; Generating an indication from a corresponding characteristic of a corresponding area of the trace that exceeds a predetermined limit value.

29. 前記実際の終了点トレースの候補領域を前記基準
のトレースの領域にマッチングさせるステップに、この
実際のトレースの候補領域の特性と、前記基準のトレー
スの領域の特性とを比較するステップを設けたことを特
徴とするクレーム28記載の方法。
29. The step of matching the candidate region of the actual end point trace with the region of the reference trace includes a step of comparing the characteristic of the candidate region of the actual trace with the characteristic of the region of the reference trace. 30. The method of claim 28, wherein:

30. 前記実際のトレースの候補領域を前記基準のトレ
ースの対応の領域にマッチングさせるステップに、更
に、 候補領域の特性と前記基準の終了点トレースの特性と
を比較する実践的組の機能を与えるステップを設けたこ
とを特徴とするクレーム29記載の方法。
30. Matching the candidate area of the actual trace to a corresponding area of the reference trace further provides a practical set of functions for comparing the properties of the candidate area with the properties of the endpoint trace of the reference. The method according to claim 29, comprising a step.

31. 前記一組の実践的機能によって、 前記候補領域の終りにおける傾斜と、 前記領域の平均傾斜と、 前記領域の最終点の強度と、 この領域の持続時間と、 終了点トレースの開始からの領域の時間とから成る特
性の内の少なくとも1つを比較するようにしたことを特
徴とする方法。
31. The set of practical functions includes: a slope at the end of the candidate area; an average slope of the area; an intensity at an end point of the area; a duration of the area; A method comprising comparing at least one of the properties consisting of time of a region.

32. 前記実際の終了点トレースの候補領域を前記基準
の終了点トレースの領域にマッチングさせるステップ
に、 この実際のトレースの候補領域に隣接した少なくとも
1つの領域の特性を、マッチングすべき前記基準の終了
点トレースの領域に隣接した対応の領域の特性と比較す
るステップを設けたことを特徴とするクレーム31記載の
方法。
32. Matching the candidate region of the actual end point trace to the region of the reference end point trace includes: determining a characteristic of at least one region adjacent to the candidate region of the actual trace; 32. The method of claim 31 including the step of comparing to a characteristic of a corresponding region adjacent to the region of the end point trace.

33. マッチングすべき前記候補領域の限界値を、傾斜
における変化を基準として確認された前記臨界点候補を
超えて調整し、この調整によって、前記実際のトレース
の候補領域を前記基準のトレースの領域に更に正確にマ
ッチングさせたことを特徴とするクレーム32記載の方
法。
33. Adjust the limit value of the candidate area to be matched beyond the critical point candidate identified on the basis of the change in slope, thereby adjusting the actual trace candidate area to the reference trace area. 32. The method of claim 32, wherein the method is more accurately matched to

34. 予め規定されたプロセスに対応した基準の連続可
変信号を表わす基準データを受信するためのデータ記憶
器と、 前記予め規定されたプロセスの実際の動作に対応実際
の連続可変信号曲線を表わす実際のデータを収集する収
集器と、 この実際のデータの特性に基いて、この実際のデータ
を候補領域に分割するプロセッサと、 この候補領域の特性を前記基準データの少なくとも1
つの領域の特性全体に亘って分析することによって、前
記実際のデータの少なくとも1つの候補領域を基準デー
タの領域にマッチングさせるマッチング器と、 前記実際のデータの少なくとも1つの領域の特性を、
この実際のデータの領域がマッチングされた前記基準デ
ータの領域の特性と比較する比較器と、 予め決められた限界値を超えた前記実際のデータの領
域の特性の変数を表わす信号を、この実際のデータの領
域とマッチングした基準データの領域の対応の特性から
発生させる発生器とを具えたことを特徴とするプロセス
モニタ装置。
34. A data storage for receiving reference data representing a reference continuously variable signal corresponding to a predefined process, and an actual representing a continuous variable signal curve corresponding to the actual operation of said predefined process. And a processor for dividing the actual data into candidate regions based on the characteristics of the actual data; and a processor for dividing the characteristics of the candidate regions into at least one of the reference data.
A matcher that matches at least one candidate region of the actual data to a region of reference data by analyzing over the characteristics of the two regions; and
A comparator for comparing the actual data area with the characteristic of the matched reference data area; and a signal representing a variable of the actual data area characteristic that exceeds a predetermined limit value. And a generator for generating the data based on the corresponding characteristics of the reference data area matched with the data area.

35. 前記プロセッサは、前記実際のデータの傾斜にお
ける変化を基準として、この実際のデータを候補領域に
分割するように作用したことを特徴とするクレーム34記
載の装置。
35. The apparatus of claim 34, wherein the processor is operative to divide the actual data into candidate regions based on a change in a slope of the actual data.

36. 前記マッチング器によって、実践的な組の機能を
前記候補領域に適用して、これを前記基準データの領域
にマッチングさせたことを特徴とするクレーム35記載の
装置。
36. Apparatus according to claim 35, wherein the matching device applies a practical set of functions to the candidate area and matches it to the reference data area.

37. 前記予め決められたプロセスにプラズマエッチン
グ動作を包含させたことを特徴とするクレーム36記載の
装置。
37. The apparatus according to claim 36, wherein said predetermined process includes a plasma etching operation.

38. 前記実際の連続可変信号曲線にプラズマエッチャ
からの終了点トレース信号を包含させたことを特徴とす
るクレーム37記載の装置。
38. The apparatus of claim 37, wherein the actual continuously variable signal curve includes an end point trace signal from a plasma etcher.

39. プラズマエッチング反応器の終了点トレースをモ
ニタするに当り、 予め決められたエッチングプロセスに対して基準の終
了点トレースを確立し、 この基準の終了点トレースを予め規定された領域に分
割し、 前記予め決定されたエッチングプロセスを半導体デバ
イスに導入し、 この半導体デバイスのエッチングに対して実際の終了
点トレースを収集し、 この実際の終了点トレースを、予め規定された基準に
従って、候補領域に分割し、更に、 この実際の終了点トレースの候補領域の特性を、マッ
チングすべき前記基準の終了点トレースの領域の特性全
体に亘って分析することによって、この実際の終了点ト
レースの候補領域を前記基準の終了点トレースの対応の
領域にマッチングさせるステップを具えることを特徴と
する終了点トレースをモニタする方法。
39. In monitoring the end point trace of the plasma etch reactor, establish a reference end point trace for a predetermined etching process, divide the reference end point trace into a predetermined area, Introducing the predetermined etching process into a semiconductor device, collecting an actual end point trace for the etching of the semiconductor device, and dividing the actual end point trace into candidate regions according to a predetermined standard. Further, by analyzing the characteristics of the candidate region of the actual end-point trace over the entire characteristics of the region of the reference end-point trace to be matched, the candidate region of the actual end-point trace can be obtained. An end point trace, comprising matching to a corresponding area of the reference end point trace How to monitor.

40. プラズマエッチングプロセスに対応する基準の連
続可変信号曲線を表わす基準データを受信するデータ記
憶器と、 このプラズマエッチングプロセスの実際の動作に対応
する実際の連続可変信号曲線を表わす実際のデータを収
集する収集器と、 この実際のデータの特性に基づいて前記実際のデータ
を候補領域に分割するプロセッサと、 前記候補領域の特性を、前記基準データの少なくとも
1つの領域の特性全体に亘って分析することによって、
この実際のデータの少なくとも1つの候補領域を前記基
準データの領域にマッチングさせるマッチング器とを具
えたことを特徴とするプロセスモニタ装置。
40. A data store receiving reference data representing a reference continuously variable signal curve corresponding to the plasma etching process, and collecting actual data representing an actual continuously variable signal curve corresponding to the actual operation of the plasma etching process. A processor for dividing the actual data into candidate regions based on the characteristics of the actual data; and analyzing the characteristics of the candidate regions over the entire characteristics of at least one region of the reference data. By
A matching device for matching at least one candidate area of the actual data with the area of the reference data.

41. 製造プロセス動作中における異常を検出する改良
された装置およびプロセスが設けられている。一実施例
によれば、プラズマエッチング反応器の動作がモニタさ
れて、エッチング動作中の異常を検出する。基準の終了
点トレース(EPT)を、プラズマエッチング診断エキス
パートシステム(60)によってこのエッチングプロセス
に対して規定する。この基準の終了点トレースおよび特
性内に領域を規定すると共に、各領域に対する許容値を
規定する。エッチャーが動作し、この動作から実際のEP
Tが得られる。この実際のEPTを分析してこのEPTの領域
を確認し、次に、このEPTの領域を基準のEPTの領域にマ
ッチングさせる。このシステムによれば、この実際のEP
Tの領域を基準のEPTの領域にマッチングさせるに当り、
一連の実践的な機能を利用する。実際の終了点トレース
のマッチングされた領域の特性を、基準の終了点トレー
スの対応の領域の特性と比較して、エッチングプロセス
中に異常が発生したかどうかを決定する。本発明によれ
ば、実際の終了点トレースを基準の終了点トレースと比
較すると共に良好にマッチングさせることができる。
41. Improved equipment and processes are provided for detecting abnormalities during operation of the manufacturing process. According to one embodiment, the operation of the plasma etching reactor is monitored to detect abnormalities during the etching operation. A reference endpoint trace (EPT) is defined for this etching process by the plasma etch diagnostic expert system (60). The regions are defined within the end point traces and characteristics of this criterion, and the tolerance for each region is defined. The etcher works and from this action the actual EP
T is obtained. The actual EPT is analyzed to identify the region of the EPT, and then the region of the EPT is matched to the region of the reference EPT. According to this system, this real EP
In matching the T area to the reference EPT area,
Use a set of practical functions. The properties of the matched area of the actual endpoint trace are compared to the properties of the corresponding area of the reference endpoint trace to determine if an anomaly has occurred during the etching process. According to the present invention, the actual end point trace can be compared with the reference end point trace and can be matched well.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の一実施例による終了点トレースモニ
タ装置およびコンピュータ手段を有する代表的なプラズ
マエッチング反応器を示す概念図、 第2図は、本発明の一実施例による基準の終了点トレー
スと特定のエッチングプロセスとを表わすグラフ、 第3図は、同じくソフトウェアの全体構成のチャート、 第4図は、第3図の実施例による、基準トレースを規定
する一般機能を示す構成のチャート、 第5図は、同じく、信号対シンボル変換器の一般的な機
能を表わす構成のチャート、 第6図は、同じく、終了点トレースを比較する機能を表
わす構成のチャート、 第7図は、時間の関数としてプロットした強度を有する
基準の終了点トレースの例を示すグラフ、 第8図は、第7図の基準の終了点トレースに対する、マ
ッチングすべき第1の実際の終了点トレースの例を示す
グラフ、および 第9図は第7図の基準の終了点トレースに対する、マッ
チングすべき第2の実際の終了点トレースの例を示すグ
ラフである。 10……プラズマエッチング反応容器 12……電極 20……半導体スライス 30……プラズマ 32……窓 34……光学フィルタ 36……フォトダイオード 38……EPTトレースレコーダ 40……コンピュータ
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a typical plasma etching reactor having an end point trace monitor apparatus and computer means according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a reference end point according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a chart showing the overall configuration of the software, FIG. 3 is a chart showing the general function of defining the reference trace according to the embodiment of FIG. 3, FIG. 5 is also a chart showing the general function of the signal-to-symbol converter, FIG. 6 is a chart showing the same function for comparing the end point traces, and FIG. FIG. 8 is a graph showing an example of a reference endpoint trace having intensity plotted as a function, FIG. 9 is a graph showing an example of an actual end point trace, and FIG. 9 is a graph showing an example of a second actual end point trace to be matched with respect to the reference end point trace of FIG. 10 Plasma etching reaction vessel 12 Electrode 20 Semiconductor slice 30 Plasma 32 Window 34 Optical filter 36 Photodiode 38 EPT trace recorder 40 Computer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース イー フリンチボー アメリカ合衆国 テキサス州 75248 ダラス コッパー クリーク ドライヴ 6518 (72)発明者 サルマ エス グリントゥリ アメリカ合衆国 テキサス州 75081 リチャードソン ストーンボロ 1403 (72)発明者 トーマス ダブリュー ラシター アメリカ合衆国 テキサス州 75042 ガーランド ヒーザー ヒル 3446 (72)発明者 ロバート エル ラヴ アメリカ合衆国 テキサス州 75069- 9579 マッキニー ケンタッキー レー ン 390 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Bruce e Finchborough United States of America 75248 Dallas Copper Creek Drive 6518 (72) Inventor Salma es Grinturi United States of America Texas 75081 Richardson Stoneborough 1403 (72) Inventor Thomas W. Rashiter United States of America 75042 Texas Garland Heather Hill 3446 (72) Inventor Robert El Love United States Texas 75069-9579 McKinney Kentucky Lane 390

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】予め決められたエッチングプロセスに対す
る基準の終了点トレースを確立し、 前記基準の終了点トレースを予め規定された領域に分割
し、 前記予め決められたエッチングプロセスを半導体デバイ
スで実行し、 前記半導体デバイスのエッチングに対する実際の終了点
トレースを取得し、 前記実際の終了点トレースを予め決められた規準に従っ
て候補領域に分割し、 マッチングすべき基準の終了点トレースの領域の特性を
考慮して前記実際の終了点トレースの候補領域の特性を
分析することによって前記実際の終了点トレースの候補
領域を前記基準の終了点トレースの対応する領域にマッ
チングさせ、 前記実際の終了点トレースの領域の特性を前記基準の終
了点トレースのマッチングされた領域の対応する特性と
比較する段階を具備することを特徴とするプラズマエッ
チング反応器の終了点トレースを監視する方法。
Establishing a reference endpoint trace for a predetermined etching process, dividing the reference endpoint trace into a predefined region, and performing the predetermined etching process on a semiconductor device. Obtaining an actual endpoint trace for the etching of the semiconductor device, dividing the actual endpoint trace into candidate regions according to a predetermined criterion, taking into account the characteristics of the region of the reference endpoint trace to be matched. Analyzing the characteristics of the candidate area of the actual end point trace to match the candidate area of the actual end point trace with the corresponding area of the reference end point trace; Comparing the characteristic with the corresponding characteristic of the matched region of the endpoint trace of the reference. Method for monitoring the end point trace of the plasma etching reactor, characterized by Bei.
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