JP6088867B2 - プラズマ処理装置及び分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマを用いて半導体のウェハを加工するエッチング装置及び分析装置に関する。

ウェハ上に形成される半導体装置などの微細形状を得るために、物質を電離した状態（プラズマ状態）にし、その物質の作用（ウェハ表面における反応）によりウェハ上の物質を取り去るエッチング処理が行われる。

プラズマによる電離現象は発光現象を伴うため、プラズマを利用して処理を行うエッチング装置には、分光器（ＯＥＳ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を搭載し、プラズマの発する光をモニタできるようにしている。分光器にて計測されたデータを以下では、ＯＥＳデータと呼ぶ。

ＯＥＳデータは、複数の波長および時間における発光強度の値によって構成されるが、波長の個数は数千に及ぶため、この多数の波長の中から分析対象とする波長を選択することが課題となっていた。

分析対象の波長を特定する方法として、特許文献１および２に記載する方法が知られている。特許文献１（特許第３１７９９９７号公報）には、プラズマ処理に伴って生じる発光のそれぞれ波長に、指定された複数のエレメント（原子やイオン、化合物など）を対応付け、分析者に表示する方法が記載されている。この対応付けて表示されたエレメントを手がかりに、分析者は波長を決定し、その発光の値とエッチング処理結果との相関を求める。

特許文献２（特許第４０８６１９０号公報）には、ある指定した波長に対し、その波長における発光の起因エレメントを特定する方法が記載されている。分析者は、エッチング処理結果と関係する波長を何らかの方法で特定した後に、本方法を用いることで、エッチング処理結果と関係するエレメントを把握することができる。

特許第３１７９９９７号公報 特許第４０８６１９０号公報

しかしながら、特許文献１に示す方法では、指定した複数のエレメントに対応付く波長を全て選択し表示するため、多数の波長が表示され、分析者が分析対象とする波長を選択するまでに時間がかかることが課題となっていた。

また、特許文献２に示す方法では、分析者が波長を選択した後には分析を支援できるが、多数の波長の中から分析対象とする波長を選択する方法は提供しないため、分析者が分析対象とする波長を選択する部分に時間がかかることが課題となっていた。

そこで本発明は、分析時間の短縮を目的として、エッチング中の発光を観察したＯＥＳデータからエッチング処理の分析に用いる波長を特定することを課題する。

本発明は、ウェハがプラズマエッチングされる処理室と、前記プラズマエッチング中のプラズマの発光を計測する分光器と、所定のエレメントが発光する複数の波長の発光強度に関する情報を予め格納する記憶部と演算部を具備する分析部と、を備えるプラズマ処理装置において、前記演算部は、分析対象として指定され入力されたエレメントが発光する複数の波長近傍の発光強度を前記分光器により計測されたエッチング中の発光の情報から算出し、前記算出された発光強度の大きさにおける波長毎の順位を算出し、前記記憶部に予め格納された波長毎の発光強度の大きさにおける順位と前記算出された順位との差を求め、前記差が所定値より小さい場合、前記算出された発光強度に対応する波長を前記エレメントに関連する波長として抽出することを特徴とする。

本発明によれば、ＯＥＳデータの中からエッチング処理の分析に用いる波長を絞り込むことができ、分析にかかる時間を短縮することができる。

本発明の一実施の形態に係るエッチング装置の構成を示す構成図である。 本発明の一実施の形態に係るエッチング部の構成を示す構成図である。 ＯＥＳデータの例を説明する図である。 特定の時点におけるＯＥＳデータ、もしくは、特定の時間幅にて平均したＯＥＳデータの例を示す図である。 エッチング処理結果のテーブル例を示す図である。 エレメント波長対応表のテーブル例を示す図である。 閾値のテーブル例を示す図である。 エレメント発光状態のテーブル例を示す図である。 推奨波長のテーブル例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る分析者および分析部の処理フローを示す図である。 本発明の一実施の形態に係る表示画面を示す図である。 本発明の一実施の形態に関わる分析部の処理を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る表示画面を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る表示画面を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る表示画面を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る表示画面を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

[エッチング装置]
本発明では図１のエッチング装置の構成図に示すように、エッチング装置１は、エッチング部１０と分析部２０と入力部３０と出力部３１と通信ＩＦ部３２とを有しこれらはバス３３を介して相互に接続されている。

エッチング部１０はプラズマ加工部１１と分光器（ＯＥＳ）１２と制御部１３とＩＦ部１４とを備え、プラズマ加工部１１はプラズマを発生させてウェハを加工し、分光器（ＯＥＳ）１２はエッチング処理が行われる間にプラズマの発光データであるＯＥＳデータを取得する。ＯＥＳデータはＩＦ部１４を介して分析部２０の有する記憶部２２に格納される。制御部１３はプラズマ加工部１１での処理を制御する。エッチング部１０の詳細を後述の図２にて説明する。

分析部２０は、収集したＯＥＳデータを演算処理する演算部２１と、ＯＥＳデータと、あらかじめ定められた各エレメントの発する光の波長および発光強度を示すデータと、演算部２１の処理の結果と、を記憶する記憶部２２と、ＩＦ部２１０とを備え、演算部２１はＯＥＳデータより発光強度の値を取得して、複数の指定された波長について当該波長における発光強度の順位を算出し、算出された順位とあらかじめ定められた発光強度の順位とが一致するまでの入替え回数を計算することで、発光強度の類似度を計算し、発光強度の類似度の大きさからエッチング処理の分析に利用すべき波長を特定する処理を行う。演算部２１の行う演算処理の詳細を図１１にて説明する。

入力部３０は、ユーザ操作による情報入力を受け付ける例えばマウスやキーボード等である。出力部３１は、ユーザに対して情報を出力するディスプレイやプリンタ等である。通信ＩＦ部３２は、バス３３や外部ネットワーク等を介して他の装置（エッチング処理結果を計測する検査装置等とも接続可能である）やシステム（既存の生産管理システム等とも接続可能である）と接続し情報送受信を行うためのインタフェースである。バス３３は、各部（１０，２０，３０，３１，３２）を連結する。各部のＩＦ部（１４，２９等）は、バス３３を介して情報送受信を行うためのインタフェースである。なお、分析部２０を分析装置として独立させて、エッチング部からなるエッチング装置にＩＦ部を介して接続される形態としても良い。

[エッチング部]
エッチング部１０はプラズマ加工部１１と分光器（ＯＥＳ）１２と制御部１３とＩＦ部１４とを備え、図２に示すようにプラズマ加工部１１は、チャンバ１１１と電極１１２ａ及び１１２ｂと窓１１５とガス供給器１１７とを備えている。制御部１３からの指示によってプラズマ加工部１１は、ウェハ１１４をチャンバ１１１の内部に格納し、ガス供給器１１７からエッチングガスを供給し、電極１１２ａ及び１１２ｂを用いて電圧をかけることによってプラズマ化したガス１１３をウェハ１１４に衝突させることでウェハ１１４を加工する。ガス１１３は、ガス供給器１１７から供給されたエッチングガスに含まれるエレメントやウェハ１１４から加工の過程で発生したエレメントを含んでおり、ガスに含まれているエレメントに応じた波長の光１１６を発生させる。発生した光は窓１１５を通して分光器（ＯＥＳ）１２にて計測される。

エッチング処理の終了後には、処理されたウェハ１１４は別の装置（検査装置や計測装置など）に搬送され、また新たな別のウェハ１１４がエッチング部１０に格納され、エッチング処理が行われる。処理されたウェハ１１４は、別の装置（検査装置や計測装置など）にてエッチング処理の結果として得られる形状の良否や寸法などが検査・計測される。

[ＯＥＳデータ]
図３に分光器（ＯＥＳ）１２にて計測されたＯＥＳデータの例を示す。ＯＥＳデータは、波長と時間の２次元の要素を持ち、各波長、各時間についてそれぞれ計測された発光強度の値を表している。図４は特定の時点における各波長の発光強度、もしくは、特定の時間幅における各波長の発光強度の平均値を示す。図４に示す値、つまり、特定の時点における各波長の発光強度、もしくは、特定の時間幅における各波長の発光強度の平均値は、後述のエッチング処理結果記憶領域２３に格納される。

[分析部]
図１に示すように、分析部２０は、演算部２１と記憶部２２とＩＦ部２１０を備え、記
憶部２２は、エッチング処理結果記憶領域２３と、エレメント波長対応表記憶領域２４と、閾値記憶領域２５と、エレメント発光状態記憶領域２６と、推奨波長記憶領域２７と、を備えている。

エッチング処理結果記憶領域２３には、分光器（ＯＥＳ）１２にて計測されたＯＥＳデータを特定する情報と、エッチング処理結果を特定する情報が格納される。

図５はエッチング処理結果記憶領域２３の例であるエッチング処理結果テーブル２３ａを示す。本テーブルは、ウェハＩＤ欄２３ｂ、波長ごとの発光強度欄２３ｃ、処理結果１欄２３ｄ、処理結果２欄２３ｅ、等の各フィールドを有する。

ウェハＩＤ欄２３ｂには、ウェハ１１４を特定する情報が格納される。波長ごとの発光強度欄２３ｃには、ウェハＩＤ欄２３ｂにて特定されるウェハ１１４のエッチング処理時に計測されたＯＥＳデータの発光強度を特定する情報が格納される。ここで特定される値は、ある特定の時間における各波長の発光強度であるが、任意の時間幅において、各波長それぞれについて発光強度の時間平均をとった値であってもよい。

処理結果１欄２３ｄには、エッチング処理結果の良否を特定する情報のうち、数値以外で表される情報が格納される。例えば、エッチング処理後にエッチング装置１に接続された検査装置などを用いて、ウェハＩＤ欄２３ｂにて特定されるウェハ１１４が良品か、不良品かを判定した結果が格納される。ウエハ毎に「可」、「優」等の検査結果の情報は、通信ＩＦ部３２を介してエッチング結果記憶領域２３に格納される。

処理結果２欄２３ｅには、エッチング処理結果の良否を特定する情報のうち、数値で表される情報が格納される。例えば、エッチング処理後にエッチング装置１に接続された計測装置などを用いて、ウェハＩＤ欄２３ｂにて特定されるウェハ１１４の表面形状を計測した結果が格納される。ウエハ毎に表面形状の寸法情報が、通信ＩＦ部３２を介してエッチング結果記憶領域２３に格納される。

図６は、エレメント波長対応表記憶領域２４の例であるエレメント波長対応表テーブル２４ａを示す。本テーブルは、エレメント欄２４ｂ、波長欄２４ｃ、発光強度欄２４ｄ、順位欄２４ｅ、等の各フィールドを有する。

エレメント欄２４ｂには、ガス１１３に含まれる可能性のあるエレメントを特定する情報が格納される。波長欄２４ｃには、エレメント欄２４ｂにて特定されたエレメントの発する光の波長を特定する情報が格納される。波長欄２４ｃにて特定される波長は、事前に計測され特定されたものである。

発光強度欄２４ｄには、エレメント欄２４ｂにて特定されたエレメントが、波長欄２４ｃにて特定される波長にて発する光の強度を特定する情報が格納される。発光強度欄２４ｄにて特定される発光強度は、事前に計測され特定されたものである。これらの情報は、エッチング処理中の発光するエレメントの特定のために参照される情報であり、製品出荷時等、エッチング処理を行う前に記憶させておくべき情報（マスターデータ）としてもよい。

順位欄２４ｅには、エレメント欄２４ｂにて特定されたエレメントが同一の行における、発光強度欄２４ｄの大きさの順位を示す情報が格納される。順位欄２４ｅに格納される情報は、後述の処理フローにて計算されるが、事前に与えられてもよい。

なお、ここに記されたエレメントが常にガス１１３に含まれるわけではない。また各エレメントの発する光の波長は、エッチング装置１の条件が異なっても同一エレメントであれば、計測誤差などの影響を除けば、同一である。発光強度の絶対的な大きさはエッチング装置１の条件によって異なるが、同一エレメントにおける発光強度の相対的な関係はほとんど変化しない。そのため、同一エレメントにおける発光強度の大きさの順位は、エッチング装置１の条件が異なっても大きく変化はしない。

図７は、閾値記憶領域２５の例である閾値テーブル２５ａを示す。本テーブルは、閾値欄２５ｂを有する。閾値欄２５ｂには、後述する処理にて判定に用いられる値が格納される。

図８は、エレメント発光状態記憶領域２６の例であるエレメント発光状態テーブル２６ａを示す。本テーブルは、エレメント欄２６ｂ、波長欄２６ｃ、指定エレメント欄２６ｄ、発光強度欄２６ｅ、順位欄２６ｆ、等の各フィールドを有する。

エレメント欄２６ｂには、ガス１１３に含まれる可能性のあるエレメントを特定する情報が格納される。エレメント欄２６ｂに格納される情報は、前述のエレメント波長対応表テーブル２４ａのエレメント欄２４ｂに格納される情報と同一である。

波長欄２６ｃには、エレメント欄２６ｂにて特定されたエレメントの発する光の波長を特定する情報が格納される。波長欄２６ｃに格納される情報は、前述のエレメント波長対応表テーブル２４ａの波長欄２４ｃに格納される情報と同一である。

指定エレメント欄２６ｄには、分析者によって分析の対象として指定されたエレメントを特定する情報が格納される。ここでは、一つのエレメントに対して複数の波長が関係付けられているが、分析者が指定したエレメントに関しては全ての波長に対して「○」として格納される。

発光強度欄２６ｅには、波長欄２６ｃにて特定される波長の近傍にあるピークの発光強度の値を特定する情報が格納される。後述の処理にてピークが無いと判定された場合には、ピークの存在しないことを示す“−”が格納される。

順位欄２６ｆには、発光強度欄２６ｅに格納された値の、同一エレメント内での順位を特定する情報が格納される。順位は値の大きな波長から順に決定される。

図９は、推奨波長記憶領域２７の例である推奨波長テーブル２７ａを示す。本テーブルは、エレメント欄２７ｂ、波長欄２６ｃ、推奨エレメント欄２７ｄ、推奨波長欄２７ｅ、等の各フィールドを有する。

エレメント欄２７ｂには、ガス１１３に含まれる可能性のあるエレメントを特定する情報が格納される。エレメント欄２７ｂに格納される情報は、前述のエレメント波長対応表テーブル２４ａのエレメント欄２４ｂに格納される情報と同一である。

波長欄２７ｃには、エレメント欄２７ｂにて特定されたエレメントの発する光の波長を特定する情報が格納される。波長欄２７ｃに格納される情報は、前述のエレメント波長対応表テーブル２４ａの波長欄２４ｃに格納される情報と同一である。

推奨エレメント欄２７ｄには、エレメント欄２７ｂにて特定されたエレメントのうち、分析対象となるものを特定する情報が格納される。推奨波長欄２７ｅには、推奨波長欄２７ｃにて特定された波長のうち、分析対象となるものを特定する情報が格納される。
[分析部２０の分析処理]
図１０は、分析者による処理と、分析部２０の主に演算部２１による分析処理と、を示す。Ｓ１０１等のＳ１で始まる処理は分析者による処理ステップを示し、Ｓ２０１等のＳ２で始まる処理は分析部２０による分析処理を示す。図１０を用いて、分析処理を説明する。

（Ｓ１０１）
分析者は、発光データとエッチング処理結果との関係を分析する場合には、まず図１１に示す入力画面にて、分析対象として指定するエレメントをエレメント候補（Ｄ１０１）より選択し、指定するエレメントには分析対象（Ｄ１０２）に「○」を入力する。また、分析者は分析対象となるウェハＩＤを分析対象ウェハＩＤ（Ｄ１０３）に入力する。入力後、分析者は、分析対象波長を選択する（Ｄ１０４）のボタンをクリックする。これにより、分析部２０による分析処理が開始される。以降では分析対象ウェハＩＤ（Ｄ１０３）に入力された値をＷＩＤと呼ぶ。

なお、ここでＤ１０２に指定するエレメントは、エッチングガスを構成するエレメントの情報や半導体ウェハを構成するエレメントの情報を用いて入力しても良い。

分析処理開始の段階で、エッチング処理結果テーブル２３ａ、エレメント波長対応表テーブル２４ａ、閾値情報テーブル２５ａにはそれぞれ値が格納されている。エッチング処理結果テーブル２３ａには分光器（ＯＥＳ）１２にて計測された値と、検査装置または計測装置にて計測された値が格納されている。エレメント波長対応表テーブル２４ａには予め過去の実験等で収集された値が格納されている。閾値情報テーブル２５ａには設計者により決定された値が、格納されている。また、エレメント発光状態テーブル２６ａのエレメント欄２６ｂと波長欄２６ｃおよび推奨波長テーブル２７ａのエレメント欄２７ｂと波長欄２７ｃについては、エレメント波長対応表テーブル２４ａのエレメント欄２４ｂと波長欄２４ｃに格納された値と同一の値がそれぞれ格納されている。なお、エレメント波長対応表テーブル２４ａの順位欄２４ｅは、後述の処理Ｓ２０２にて値が格納されるが、事前に設計者によって値が格納されていても良い。

（Ｓ２０１からＳ２０７までの処理について）
演算部２１は、分析対象（Ｄ１０２）にて「○」が入力されたエレメントに上の行から順にｉ＝１、２、・・・、ｎとなるように番号をつける。以降では、「○」が入力されたエレメントのうち、上からｉ番目にあるものをｉ番目のエレメントと呼ぶ。

演算部２１は、ｉ＝１と置いてＳ２０１の処理を実行し、ｉ＝ｎとなるまで（つまり、分析者にて指定された全てのエレメントについて処理が行われるまで）、Ｓ２０１からＳ２０７までの処理を繰り返す。

（Ｓ２０１）
Ｓ２０１では、演算部２１は、ｉ番目のエレメントについて、エレメント発光状態テーブル２６ａの指定エレメント欄２６ｄと発光強度欄２６ｅに計算上必要な値を格納する。まず、演算部２１は、エレメント発光状態テーブル２６ａのエレメント欄２６ｂに格納された値を確認し、格納された値がｉ番目のエレメントと等しい行について、指定エレメント欄２６ｄに「○」を格納する。

さらに、演算部２１は、エレメント発光状態テーブル２６ａのエレメント欄２６ｂに格納された値を確認し、格納された値がｉ番目のエレメントと等しい行について、波長欄２６ｃに格納された値をそれぞれ取得する。取得した値を同一エレメントにおいて上から順にｗ（ｊ）（ｊ＝１、２、・・・ｍ）と置く。演算部２１は、ｗ（ｊ）それぞれについて次の処理を行う。演算部２１は、エッチング処理結果テーブル２３ａのうち、ウェハＩＤ２３ｂに格納された値がＷＩＤと等しい列を対象として、処理を行う。演算部２１は、当該列の波長ごとの発光強度欄２３ｃに格納された値のうち、波長がｗ（ｊ）−Δｗからｗ（ｊ）＋Δｗとなる範囲に格納された値を読み込み、読み込んだ値の最大値を算出する（Δｗは例えば０．５などを用いる）。演算部２１は、波長がｗ（ｊ）−Δｗもしくはｗ（ｊ）＋Δｗに格納された値が最大値となっていない場合には、図１２Ａに示すように波長ｗ（ｊ）の近傍にピーク（発光強度が周辺の波長よりも大きな波長）が存在するとして、その値を発光強度欄２６ｅのｗ（ｊ）の対応する行に格納する。波長ｗ（ｊ）の近傍にピークが存在する場合、そのピークはｉ番目のエレメントの発光に起因する可能性が高い。演算部２１は、波長がｗ（ｊ）−Δｗもしくはｗ（ｊ）＋Δｗに格納された値が最大値となっている場合には、図１２Ｂに示すように波長ｗ（ｊ）の近傍にピークは存在しないとして、発光強度欄２６ｅのｗ（ｊ）に対応する行には“−”を格納する。なお、近傍にあるピークがエレメントの発光によるものであっても、エレメントの発光する波長の値とピークの波長の値は完全には一致しないことも多い。その理由は分光器の計測誤差などに起因する。

（Ｓ２０２）
Ｓ２０２では、演算部２１は、ｉ番目のエレメントについて、エレメント波長対応表テーブル２４ａの順位欄２４ｅと、エレメント発光状態テーブル２６ａの順位欄２６ｆに計算上必要な値を格納する。

まず、演算部２１は、エレメント波長対応表テーブル２４ａのエレメント欄２４ｂに格納された値がｉ番目のエレメントと等しい行（単数もしくは複数）を特定し、順位欄２４ｅのうち当該行に値が格納されていない場合は、順位欄２４ｅに値を格納する次の処理を行う。演算部２１は、発光強度欄２４ｄのうち当該行に格納されている値を読み込み、読み込んだ値の中で（つまりｉ番目のエレメントの中で）大きなものから順に事前に決められた数値まで順位を特定する。これは、発光強度の大きいデータはそのデータに含まれるノイズが小さく精度が高いと考えられるためである。図６の実施例では２位まで順位を特定し３位以下のデータは空欄として使用しない。そして、演算部２１は、特定した順位の値を、順位欄２４ｅの対応する行に格納する。

次に、演算部２１は、エレメント発光状態テーブル２６ａのエレメント欄２６ｂに格納された値がｉ番目のエレメントと等しい行（単数もしくは複数）を特定し、発光強度欄２６ｅのうち当該行に格納されている数値を読み込む。読み込んだ数値の中で（ｉ番目のエレメントの中で）大きなものから順に順位を特定する。そして、演算部２１は、特定した順位の値を、順位欄２６ｆの対応する行に格納する。さらに演算部２１は、発光強度欄２６ｅに数値が格納されていない行には、順位欄２６ｆの当該行に数値が格納されていないことを示す“−”を格納する。

（Ｓ２０３）
Ｓ２０３では、演算部２１は、ｉ番目のエレメントについて、エレメント波長対応表テーブル２４ａの順位欄２４ｅに格納された値と、エレメント発光状態テーブル２６ａの順位欄２６ｆに格納された値とを用いて、発光強度類似度を算出する。

まず、演算部２１は、エレメント波長対応表テーブル２４ａのエレメント欄２４ｂに格納された値がｉ番目のエレメントと等しい行（単数もしくは複数）を特定し、波長欄２４ｃの当該行に格納された値と、順位欄２４ｅの当該行に格納された値とを読み込み、波長欄２４ｃに格納された値を、順位欄２４ｅに格納された値の順に並べる。図６の実施例においてエレメントＡｌを対象とする場合は、「３９６」「３９４．４」という順列で並ぶ。ここで特定された順列を順列Ｉと呼ぶ。

次に、演算部２１は、エレメント発光状態テーブル２６ａのエレメント欄２６ｂに格納された値がｉ番目のエレメントと等しい行（単数もしくは複数）を特定し、波長欄２６ｃの当該行に格納された値と、順位欄２６ｆの当該行に格納された値とを読み込み、波長欄２６ｃに格納された値を、順位欄２６ｆに格納された値の順に並べる。ここで“−”が格納されたものは除く。図８の実施例においてエレメントＡｌを対象とする場合は、「308.2」「394.4」「396」という順列で並ぶ。ここで特定された順列を順列Ａと呼ぶ。さらに、演算部２１は、順列Ｉと順列Ａを用いて発光強度類似度を算出する。

まず、演算部２１は、順列Ｉにある値が順列Ａに存在しない場合は、発光強度類似度を０とする。それ以外の場合は、順列Ａにある値を隣同士で入れ替えて、順列Ａを入替えた順列にある値と順列Ｉにある値が、順列の最初からみて一致するまでの入れ替えの回数を計算する。なお順列Ａにある値のうち、順列Ｉにない値については、どのような順位であってもよい。図６、図８の実施例においてエレメントＡｌを対象とする場合には、入替えの回数は、以下のように３回と計算される。
・初期の順列Ａ：「３０８．２」「３９４．４」「３９６」
・入替え１回目：「３０８．２」「３９６」「３９４．４」
（「３９６」と「３９４．４」を入替え）
・入替え２回目：「３９６」「３０８．２」「３９４．４」
（「３９６」と「３０８．２」を入替え）
・入替え３回目：「３９６」「３９４．４」「３０８．２」」
（「３９４．４」と「３０８．２」を入替え）
この入れ替えの回数を、順列Ａの要素数で割り、１から引いたものを、ｉ番目のエレメントにおける発光強度類似度と計算する。図６、図８の実施例においてエレメントＡｌを対象とする場合には、発光強度類似度は、１−３／３で０と計算される。

発光強度類似度が低い場合、実験などで収集されたｉ番目のエレメントの発光の分布と、エッチング処理にて得られたｉ番目のエレメントの発光の分布が異なっていることになる。エッチング処理の範囲ではエッチング装置１の条件が異なっていても同一エレメントによる発光の分布は類似するため、類似度が低い場合、ｉ番目のエレメントの波長に見られるピークは、ｉ番目のエレメントの発光に起因するものではなく、別の要因（ノイズや他のエレメントの発光）に起因するものあることを示している。このような別の要因に起因するものを、ｉ番目のエレメントの発光に起因するものとして提示すると、分析者を誤った考察や対策に導く原因となる。そのため、次のＳ２０４およびＳ２０６の処理にて、発光強度類似度に基づいて分析対象の波長を決定する。

（Ｓ２０４）
Ｓ２０４では、演算部２１は、発光強度類似度に基づいて次に実行する処理を決定する。演算部２１は、発光強度類似度が閾値テーブル２５ａの閾値１欄２５ｂに格納された値以上である場合には、次にＳ２０５の処理を行う。演算部２１は、発光強度類似度が閾値テーブル２５ａの閾値１欄２５ｂに格納された値より小さい場合には、次にＳ２０７の処理を行う。尚、閾値欄には閾値１以外に閾値２等複数の値を準備しておき、これらの値を切り替えて使用することも可能である。

（Ｓ２０５）
Ｓ２０５では、演算部２１は、推奨波長テーブル２７ａの推奨エレメント欄２７ｄに値を格納する。演算部２１は、推奨波長テーブル２７ａのエレメント欄２７ｂに格納された値がｉ番目のエレメントと等しい行（単数または複数）を特定し、推奨エレメント欄２７ｄの当該行に推奨エレメントであることを示す「○」を格納する。

（Ｓ２０６）
Ｓ２０６では、演算部２１は、推奨波長テーブル２７ａの推奨波長欄２７ｅに値を格納する。演算部２１は、推奨波長テーブル２７ａのエレメント欄２７ｂに格納された値がｉ番目のエレメントと等しい行（単数または複数）を特定し、当該行において、順位欄２７ｆがあらかじめ設定された順位（本実施例では１位）までの行を特定し、波長欄２７ｃのうち当該順位までのものを特定する。特定された波長を上位の波長と呼ぶ。

さらに、演算部２１は、推奨波長テーブル２７ａのエレメント欄２７ｂに格納された値がｉ番目のエレメントに等しく、波長欄２７ｃに格納された値が前述の上位の波長に等しい行（単数または複数）を特定し、推奨波長欄２７ｅの当該行に推奨波長であることを示す「○」を格納する。

（Ｓ２０７）
演算部２１は、Ｄ１０２にて全ての指定されたエレメントについて処理を行った場合には、次のＳ２０８の処理を行う。それ以外の場合には、ｉ＝ｉ＋１としてＳ２０１の処理に戻り、次に指定されたエレメントについて発光強度類似度の算出処理などを行う。

（Ｓ２０８）
全ての指定されたエレメントについて処理をした後に、演算部２１は、推奨波長の表示をする。演算部２１は、出力部３１もしくは通信ＩＦ部３２を通して外部の出力装置に、図１３に示す表示画面を表示する。

Ｄ２０１には、推奨波長テーブル２７ａのエレメント欄２７ｂのうち、推奨波長欄２７ｅに「○」が格納された行に格納された値が表示される。Ｄ２０２には、推奨波長テーブル２７ａの波長欄２７ｃのうち、推奨波長欄２７ｅに「○」が格納された行に格納された値が表示される。Ｄ２０３には、エッチング処理結果テーブル２３ａの波長ごとの発光強度欄２３ｃのうち、ウェハＩＤ欄２３ｂに格納された値がＷＩＤに等しい列に格納された値が、横軸を波長、縦軸を発光強度としたグラフにて表示される。本実施例のように、格納された値の一部を拡大して表示しても良い。

Ｄ２０４には、Ｄ２０１およびＤ２０２に表示されたエレメントおよび波長が、Ｄ２０３のグラフ上に表示される。Ｄ２０２にて表示された波長の近傍（表示された波長＋−Δｗ）にあるピークが特定され、そのピークの波長の近くに、ピークの波長の値と、Ｄ２０１に表示されたエレメントの名称およびＤ２０２に表示された波長の値が表示される。

Ｄ２０５は、複数のエッチング処理における発光強度の変化を分析者が分析するときに押すボタンである。Ｄ２０６は、表示された波長における発光強度と、エッチング処理結果テーブル２３ａの処理結果１欄２３ｄに格納された値との関係を、分析者が分析するときに押すボタンである。Ｄ２０７は、表示された波長における発光強度と、エッチング処理結果テーブル２３ａの処理結果２欄２３ｅに格納された値との関係を、分析者が分析するときに押すボタンである。

（Ｓ１０２）
分析者は、演算部２１が図１３に示す画面を表示すると、表示された波長を確認し、その後の処理を決定する。分析者は、複数のエッチング処理（ウエハ毎の処理）における発光強度の変化を分析する場合には、Ｄ２０５に示すボタンを押す。

分析者は、エッチング処理結果の良否を特定する情報のうち数値以外で表される情報と、表示された各波長における発光強度、との関係を分析する場合には、Ｄ２０６に示すボタンを押す。分析者は、エッチング処理結果の良否を特定する情報のうち数値で表される情報と、表示された各波長における発光強度、との関係を分析する場合には、Ｄ２０７に示すボタンを押す。Ｄ２０５、Ｄ２０６またはＤ２０７に示すボタンが押されると、演算部２１はＳ２０９の処理を実行する。

（Ｓ２０９）
Ｄ２０５に示すボタンが押された場合には、演算部２１は、出力部３１もしくは通信ＩＦ部３２を通して外部の出力装置に、図１４に示す画面を表示する。Ｄ２０６に示すボタンが押された場合には、演算部２１は、出力部３１もしくは通信ＩＦ部３２を通して外部の出力装置に、図１５に示す画面を表示する。Ｄ２０７に示すボタンが押された場合には、演算部２１は、出力部３１もしくは通信ＩＦ部３２を通して外部の出力装置に、図１６に示す画面を表示する。
まず図１４について説明する。Ｄ３０１には、図１３のＤ２０４に表示された情報のうち、エレメント名を示す情報が表示される。Ｄ３０２には、図１３のＤ２０４に表示された情報のうち、エレメントの発光する波長を示す情報が表示される。Ｄ３０３には、図１３のＤ２０４に表示された情報のうち、ピークの波長を示す情報が表示される。

Ｄ３０４には、エッチング処理結果テーブル２３ａの波長ごとの発光強度欄２３ｃに格納された値と、処理結果１欄２３ｄに格納された値が表示される。Ｄ３０４の横軸は、ウェハＩＤ２３ｂに格納された値を示しており、Ｄ３０４の縦軸は、波長ごとの発光強度欄２３ｃに格納された値を示している。

演算部２１は、波長ごとの発光強度欄２３ｃのうち、波長がＤ３０３に表示された波長（ピークの波長）に最も近い行を特定する（なお、ここで特定する行は波長がＤ３０２に表示された波長（エレメントの波長）に最も近い行であっても良い）。演算部２１は、エッチング処理結果テーブル２３ａの各列について、波長ごとの発光強度欄２３ｃの当該行に格納された値と、ウェハＩＤ欄２３ｂに格納された値とを読み込み、各列の値それぞれをＤ３０４のグラフにプロットする。ここでは、波長ごとの発光強度欄２３ｃの当該行に格納された値がＤ３０４のグラフの縦軸に、ウェハＩＤ欄２３ｂに格納された値がＤ３０４のグラフの横軸になるように、グラフにプロットされている。

分析者は、Ｄ３０４に表示された画面を見ることで、どのエレメントの発光がエッチング処理の回数に追随して変化しているかを、容易に把握することができる。図１４に示す事例では、ＡｌＣｌの発光はウェハＩＤが大きくなるにしたがって、つまりエッチング処理の回数が大きくなるにしたがって大きくなっている。一方で、Ｄ３０５に示す他のエレメントの分布（Ｄ３０６）にはウェハＩＤに従う変化はない。このような場合には、分析者は、ＡｌＣｌが他のエレメントよりも、エッチング処理の回数と関連付いている可能性が高い、と判断することができる。

次に図１５について説明する。Ｄ４０１には、図１３のＤ２０４に表示された情報のうち、エレメント名を示す情報が表示される。Ｄ４０２には、図１３のＤ２０４に表示された情報のうち、エレメントの発光する波長を示す情報が表示される。Ｄ４０３には、図１３のＤ２０４に表示された情報のうち、ピークの波長を示す情報が表示される。

Ｄ４０４には、エッチング処理結果テーブル２３ａの波長ごとの発光強度欄２３ｃに格納された値と、処理結果１欄２３ｄに格納された値が表示される。Ｄ４０４の横軸は、処理結果１欄２３ｄに格納された値を示しており、Ｄ４０４の縦軸は、波長ごとの発光強度欄２３ｃに格納された値を示している。

演算部２１は、波長ごとの発光強度欄２３ｃのうち、波長がＤ４０３に表示された波長（ピークの波長）に最も近い行を特定する（なお、ここで特定する行は波長がＤ４０２に表示された波長（エレメントの波長）に最も近い行であっても良い）。演算部２１は、エッチング処理結果テーブル２３ａの各列について、波長ごとの発光強度欄２３ｃの当該行に格納された値と、処理結果１欄２３ｄに格納された値とを読み込み、各列の値それぞれをＤ４０４のグラフにプロットする。ここでは、波長ごとの発光強度欄２３ｃの当該行に格納された値がＤ４０４のグラフの縦軸に、処理結果１欄２３ｄに格納された値がＤ４０４のグラフの横軸になるように、グラフにプロットされている。

分析者は、Ｄ４０４に表示された画面を見ることで、どのエレメントの発光がエッチング処理結果の良否と関連付いているのかを、容易に把握することができる。図１５に示す事例では、ＡｌＣｌの発光はＤ４０５に示す他のエレメントの分布（Ｄ４０６）と比較して、処理結果が異なる場合の発光強度の大きさの差が大きい。つまり、優の場合の発光強度の分布と、可の場合の発光強度の分布の間の差が大きい。このような場合には、分析者は、ＡｌＣｌが他のエレメントよりも、エッチング処理結果の良否と関連付いている可能性が高い、と判断することができる。

さらに図１６について説明する。Ｄ５０１には、図１３のＤ２０４に表示された情報のうち、エレメント名を示す情報が表示される。Ｄ５０２には、図１３のＤ２０４に表示された情報のうち、エレメントの発光する波長を示す情報が表示される。Ｄ５０３には、図１３のＤ２０４に表示された情報のうち、ピークの波長を示す情報が表示される。

Ｄ５０４には、エッチング処理結果テーブル２３ａの波長ごとの発光強度欄２３ｃに格納された値と、処理結果２欄２３ｅに格納された値が表示される。Ｄ５０４の横軸は、処理結果２欄２３ｅに格納された値を示しており、Ｄ５０４の縦軸は、波長ごとの発光強度欄２３ｃに格納された値を示している。

演算部２１は、波長ごとの発光強度欄２３ｃのうち、波長がＤ５０３に表示された波長（ピークの波長）に最も近い行を特定する（なお、ここで特定する行は波長がＤ５０２に表示された波長（エレメントの波長）に最も近い行であっても良い）。演算部２１は、エッチング処理結果テーブル２３ａの各列について、波長ごとの発光強度欄２３ｃの当該行に格納された値と、処理結果２欄２３ｅに格納された値とを読み込み、各列の値それぞれをＤ５０４のグラフにプロットする。ここでは、波長ごとの発光強度欄２３ｃの当該行に格納された値がＤ５０４のグラフの縦軸に、処理結果２欄２３ｅに格納された値がＤ５０４のグラフの横軸になるように、グラフにプロットされている。

Ｄ５０５には、統計情報として、エッチング処理結果テーブル２３ａの波長ごとの発光強度欄２３ｃに格納された値と、処理結果２欄２３ｅに格納された値との、相関係数が表示される。

分析者は、Ｄ５０４に表示された画面を見ることで、どのエレメントの発光する波長がエッチング処理の結果得られた加工形状（例えば、寸法等）と関連付いているのかを、容易に把握することができる。図１６に示す事例では、ＡｌＣｌの発光はＤ５０６に示す他のエレメントの分布（Ｄ５０７）および相関係数（Ｄ５０８）と比較して、処理結果２格納される加工形状の計測結果との相関係数が大きい。このような場合には、分析者は、ＡｌＣｌが他のエレメントよりも、エッチング処理の結果得られる加工形状と関連付いている可能性が高い、と判断することができる。

以上説明したように、本実施の形態のエッチング装置１（分析部２０）においては、分光器（ＯＥＳ）の計測したデータと、各々のエレメントの発光する波長や発光強度の情報などを入力情報として、多数の波長の中からエッチング処理の分析に用いる波長を特定することで、分析を容易にすることができる。

以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１…エッチング装置、１０…エッチング部、１１…プラズマ加工部、１２…分光器（ＯＥＳ）、１３…制御部、１４…ＩＦ部、２０…分析部、２１…演算部、２２…記憶部、２３…エッチング処理結果記憶領域、２４…エレメント波長対応表記憶領域、２５…閾値記憶領域、２６…エレメント発光状態記憶領域、２７…推奨波長記憶領域、２１０…ＩＦ部、３０…入力部、３１…出力部、３２…通信ＩＦ部、３３…バス

Claims (12)

1. ウェハがプラズマエッチングされる処理室と、前記プラズマエッチング中のプラズマの発光を計測する分光器と、所定のエレメントが発光する複数の波長の発光強度に関する情報を予め格納する記憶部と演算部を具備する分析部と、を備えるプラズマ処理装置において、
   前記演算部は、分析対象として指定され入力されたエレメントが発光する複数の波長近傍の発光強度を前記分光器により計測されたエッチング中の発光の情報から算出し、
   前記算出された発光強度の大きさにおける波長毎の順位を算出し、
   前記記憶部に予め格納された波長毎の発光強度の大きさにおける順位と前記算出された順位との差を求め、
   前記差が所定値より小さい場合、前記算出された発光強度に対応する波長を前記エレメントに関連する波長として抽出することを特徴とするプラズマ処理装置。
2. ウェハがプラズマエッチングされる処理室と、前記プラズマエッチング中のプラズマの発光を計測する分光器と、所定のエレメントが発光する複数の波長の発光強度に関する情報を予め格納する記憶部と演算部を具備する分析部と、を備えるプラズマ処理装置において、
   前記演算部は、分析対象として指定され入力されたエレメントが発光する複数の波長近傍の発光強度を前記分光器により計測されたエッチング中の発光の情報から算出し、
   前記算出された発光強度の大きさにおける波長毎の順位を算出し、
   発光強度の大きさに基づいて求められた波長毎の発光強度の大きさにおける前記記憶部に予め格納された順位と前記算出された順位との差を求め、
   前記差が所定値より小さい場合、前記算出された発光強度に対応する波長を前記エレメントに関連する波長として抽出することを特徴とするプラズマ処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
   前記演算部は、前記抽出された波長およびプラズマエッチングされたウェハの検査結果または測定された形状の寸法を示す情報を出力することを特徴とするプラズマ処理装置。
4. 請求項３に記載のプラズマ処理装置において、
   前記演算部は、複数のウェハの検査結果または測定された形状寸法を示す情報の統計処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
5. 請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
   前記演算部は、前記分光器により計測された発光を示すグラフに前記抽出された波長と前記抽出された波長に対応するエレメントを表示することを特徴とするプラズマ処理装置。
6. 請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
   前記演算部は、前記抽出された波長と前記抽出された波長に対応するエレメントとエッチング回数に応じて測定された発光強度の情報を出力することを特徴とするプラズマ処理装置。
7. ウェハがプラズマエッチングされるプラズマ処理装置から取得されたデータを分析し、所定のエレメントが発光する複数の波長の発光強度に関する情報を予め格納する記憶部と演算部を備える分析装置において、
   前記演算部は、分析対象として指定され入力されたエレメントが発光する複数の波長近傍の発光強度を前記プラズマ処理装置により計測されたエッチング中の発光の情報から算出し、
   前記算出された発光強度の大きさにおける波長毎の順位を算出し、
   前記記憶部に予め格納された波長毎の発光強度の大きさにおける順位と前記算出された順位との差を求め、
   前記差が所定値より小さい場合、前記算出された発光強度に対応する波長を前記エレメントに関連する波長として抽出することを特徴とする分析装置。
8. ウェハがプラズマエッチングされるプラズマ処理装置から取得されたデータを分析し、所定のエレメントが発光する複数の波長の発光強度に関する情報を予め格納する記憶部と演算部を備える分析装置において、
   前記演算部は、分析対象として指定され入力されたエレメントが発光する複数の波長近傍の発光強度を前記プラズマ処理装置により計測されたエッチング中の発光の情報から算出し、
   前記算出された発光強度の大きさにおける波長毎の順位を算出し、
   発光強度の大きさに基づいて求められた波長毎の発光強度の大きさにおける前記記憶部に予め格納された順位と前記算出された順位との差を求め、
   前記差が所定値より小さい場合、前記算出された発光強度に対応する波長を前記エレメントに関連する波長として抽出することを特徴とする分析装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の分析装置において、
   前記演算部は、前記抽出された波長およびプラズマエッチングされたウェハの検査結果または測定された形状の寸法を示す情報を出力することを特徴とする分析装置。
10. 請求項９に記載の分析装置において、
    前記演算部は、複数のウェハの検査結果または測定された形状寸法を示す情報の統計処理を行うことを特徴とする分析装置。
11. 請求項７または請求項８に記載の分析装置において、
    前記演算部は、前記プラズマ処理装置により計測された発光を示すグラフに前記抽出された波長と前記抽出された波長に対応するエレメントを表示することを特徴とする分析装置。
12. 請求項７または請求項８に記載の分析装置において、
    前記演算部は、前記抽出された波長と前記抽出された波長に対応するエレメントとエッチング回数に応じて測定された発光強度の情報を出力することを特徴とする分析装置。

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