JP6220319B2 - データ解析方法及びプラズマエッチング方法並びにプラズマ処理装置 - Google Patents

データ解析方法及びプラズマエッチング方法並びにプラズマ処理装置 Download PDF

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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のデータを解析する方法並びにエッチング方法及びその装置に関する。
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。
半導体装置などの微細形状を安定化させるためにエッチング装置には、ＯＥＳデータを計測し、微細形状の寸法などのエッチング処理結果を予測して、エッチング処理条件を調整する制御技術が適用されている。
エッチング処理結果の安定のためには、ＯＥＳデータを用いてエッチング処理結果を誤差小さく予測することが必要である。
エッチング処理結果を予測する方法として、特許文献１に記載されている方法が知られている。
特許文献１には、ＯＥＳデータを含む装置のモニタデータから、エッチング処理結果を予測に用いるモニタデータとその時間区間を選択し、選択したモニタデータと時間区間における値のみを用いてエッチング処理結果を予測する方法と、予測結果に応じてエッチング処理条件を調整する方法が記載されている。
特許第４５４７３９６号公報
しかしながら特許文献１に示す方法は、エッチング処理結果の予測誤差の小さい時間区間を特定する方法を提供していない。ＯＥＳデータの値は、発光の波長によって異なり、またエッチング処理中の時間の経過に応じて変化する。そのため、選択する波長と時間区間の組合せによっては予測誤差が増加する。エッチング処理結果を安定させるためには、エッチング処理結果の予測誤差の小さい波長と時間区間の組合せを特定することが必要となる。さらに波長及び時間区間の組合せは膨大な数に上るため、膨大な組合せの中から予測誤差の小さい組合せを短時間で特定することが、日常業務の中で活用する際に必要となる。
そこで本発明は、エッチング処理結果の予測誤差の小さい波長と時間区間を短時間で特定して、早期に安定したエッチング処理を実現できるエッチング装置のデータ解析方法並びにその解析結果を用いたエッチング方法及びその装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明では、データ解析方法において、プラズマを用いて試料をエッチングし、プラズマの発光における波長帯域の中から波長の組合せを作成し、この作成された波長の組合せについてエッチングの時間におけるプラズマの発光強度を求めるための時間区間を設定し、この設定された時間区間の発光強度を用いてエッチングの結果を予測するための第一の予測誤差を作成された波長の組合せの各々について求め、この求められた第一の予測誤差に基づいて波長と時間区間の組合せを選択するようにした。
また、上記課題を解決するために、本発明では、プラズマエッチング方法において、プラズマを用いて試料をエッチングし、プラズマの発光における波長帯域の中から波長の組合せを作成し、この作成された波長の組合せについてエッチングの時間におけるプラズマの発光強度を求めるための時間区間を設定し、この設定された時間区間の発光強度を用いてエッチングの結果を予測するための第一の予測誤差を作成された波長の組合せの各々について求め、この求められた第一の予測誤差に基づいて波長と時間区間の組合せを選択し、この選択された波長と時間区間の組合せにおけるエッチング処理結果の予測値を用いてエッチング処理条件を調整するようにした。
更に、上記課題を解決するために、本発明では、プラズマ処理装置を、プラズマを用いて試料がエッチングにより処理される処理室と、プラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、試料が載置される試料台と、プラズマの発光がモニタされるプラズマ発光モニタ部とを備えて構成し、プラズマ発光モニタ部によりモニタされたプラズマの発光における波長帯域の中から波長の組合せが作成され、この作成された波長の組合せについてエッチングの時間におけるプラズマの発光強度を求めるための時間区間が設定され、設定された時間区間の発光強度を用いてエッチングの結果を予測するための第一の予測誤差が作成された波長の組合せの各々について求められ、
この求められた第一の予測誤差に基づいて波長と時間区間の組合せが選択される解析部をさらに備えて構成した。
本発明によれば、ＯＥＳデータの中からエッチング処理結果の予測誤差の小さい波長と時間区間の組合せ短時間で特定でき、エッチング処理結果の安定化を実現できる。
本発明の一実施の形態に係るエッチング装置の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係るエッチング装置のエッチング部の概略の構成を示すブロック図である。 ＯＥＳデータの例を説明するグラフである。 エッチング処理条件を調整する制御の例を説明するフロー図及び発光強度モニタ値とエッチング処理結果の関係を示す散布図である。 本発明の一実施の形態に係るエッチング処理結果データのテーブル例を示す表である。 本発明の一実施の形態に係るＯＥＳデータのテーブル例を示す表である。 本発明の一実施の形態に係る初期探索結果データのテーブル例を示す表である。 本発明の一実施の形態に係る乱数探索結果データのテーブル例を示す表である。 本発明の一実施の形態に係る最終探索結果データのテーブル例を示す表である。 本発明の一実施の形態に係る演算部の解析処理フローを示すフロー図である。 本発明の一実施の形態に係る演算部の解析処理フローを示す図で、図１０ＡのフローのＳ２０２のステップの詳細を示すフロー図である。 本発明の一実施の形態に係る演算部の解析処理フローを示す図で、図１０ＢのフローのＳ２０７のステップの詳細を示すフロー図である。 本発明の一実施の形態に係る演算部の解析処理フローを示す図で、図１０ＣのフローのＳ２０７−１のステップの詳細を示すフロー図である。 本発明の一実施の形態に係る予測誤差の計算に用いる発光強度モニタ値データテーブルを示す表である。 本発明の一実施の形態に係る探索対象波長入力部と解析実行ボタンが表示された画面の正面図である。 本発明の一実施の形態に係る予測誤差の算出処理を説明する発光強度モニタ値とエッチング処理結果の関係を示す散布図である。 本発明の一実施の形態に係る予測誤差の算出処理を説明する発光強度モニタ値とエッチング処理結果の関係を示す散布図である。 本発明の一実施の形態に係る発光強度の時系列推移を示すエッチング処理時間と発光強度との関係を示す散布図である。 本発明の一実施の形態に係る発光強度の時系列推移を示すエッチング処理時間と発光強度との関係を示す散布図である。 本発明の一実施の形態に係る初期探索結果を表示する画面の正面図である。 本発明の一実施の形態に係る最終探索結果を表示する画面の正面図である。
本発明は、エッチング装置のデータ解析方法において、エッチング処理の際に得られる複数の波長及び時間における発光強度を示すプラズマ発光データとエッチング処理結果を取得し、プラズマ発光データの波長と時間区間の複数の異なる組合せについて、各々の波長と時間区間の組合せについて発光強度の平均値によるエッチング処理結果の予測誤差を評価し、予測誤差に基づいてエッチング処理結果の予測に用いるプラズマ発光データの波長と時間区間の組合せを特定するようにしたものであり、またこれをエッチング方法及びエッチング装置に適用したものである。 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と解析部２０と入力部３０と出力部３１と通信インターフェース部（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とインターフェース部（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を介して解析部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。
解析部２０は、エッチング処理結果の予測に用いる波長と時間区間の組合せを特定する処理を行う。解析部２０は、データを分析する演算部２１と、記憶部２２、インターフェース部（ＩＦ部）２１０を備えている。
記憶部２２は、ウェハごとのエッチング処理結果を記憶するエッチング処理結果データ記憶領域２３と、エッチング処理中に得られた分光器（ＯＥＳ）の計測値を記憶するＯＥＳデータ記憶領域２４と、演算部２１の行う探索処理の初期探索結果データを記憶する初期探索結果データ記憶領域２５と、演算部２１の行う乱数探索の結果のデータを記憶する乱数探索結果データ記憶領域２６と、最終の探索結果のデータを記憶する最終探索結果データ記憶領域２７、ウェハをエッチング処理するときのプラズマ加工部１１の制御する条件を記憶する制御条件データ記憶領域２８とを備えている。
演算部２１は、記憶部２２のエッチング処理結果データ記憶領域２３に記憶されたエッチング処理結果データと、ＯＥＳデータ記憶領域２４に記憶されたＯＥＳデータとを用いて、波長と時間区間の組合せごとに発光強度にてエッチング処理結果を予測するときの予測誤差を複数のウェハを用いて順次評価し、エッチング処理結果の予測に用いる波長と時間区間の組合せを特定する処理を行う。演算部２１の行う分析処理の詳細については、後述する。
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ーフェースである。バス３３は、各部（１０，２０，３０，３１，３２）を連結する。各部のＩＦ部（１４，２１０等）は、バス３３を介して情報送受信を行うためのインターフェースである。なお、解析部２０を解析装置として独立させて、エッチング部１０からなるエッチング装置にＩＦ部２１０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とを備えている。プラズマ加工部１１は、図２に示すように、図示していない真空排気手段で内部を真空に排気されるチャンバ１１１と、図示していない電源により高周波電力が印加されて真空に排気されたチャンバ１１１の内部にプラズマを発生させる１対の電極１１２ａ及び１１２ｂと、チャンバ１１１の内部を外側から観察する窓１１５と、真空に排気されたチャンバ１１１の内部にウェハ１１４をエッチング処理するためのエッチングガスを供給するガス供給器１１７とを備えている。
このような構成において、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の内部に格納してチャンバ１１１の内部を図示していない排気手段で真空に排気した状態で、ガス供給器１１７からエッチングガスを供給し、図示していない電源により電極１１２ａ及び１１２ｂに高周波電力を印加することによって、電極１１２ａと１１２ｂとの間でエッチングガスをプラズマ化させる。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。
プラズマ化したガス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、プラズマ化したガス１１３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１１６は窓１１５を通して分光器（ＯＥＳ）１２にて計測され、ＩＦ部１４を介して解析部２０の記憶部２２のＯＥＳデータ記憶領域２４に記憶される。
制御部１３は、プラズマ加工部１１への指示に加えて、後述のエッチング処理条件調整処理に示す、分光器（ＯＥＳ）１２で計測されたＯＥＳデータを入力としてエッチング処理条件を調整する処理を行う。
エッチング処理の終了後には、処理されたウェハ１１４はチャンバ１１１から取り出されて別の装置（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（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パターンの形状の寸法などが計測される。この形状の寸法などはエッチング処理結果データとして、記憶部２２のエッチング処理結果データ記憶領域２３に記憶される。
[ＯＥＳデータ]
図３に分光器（ＯＥＳ）１２にて計測されたプラズマ発光のＯＥＳデータの例として波形信号３０１を示す。プラズマ発光の波長帯域と強度は、エッチング処理の時間の経過とともに変化する。ＯＥＳデータの波形信号３０１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。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は、そのＯＥＳデータが計測されたウェハのＩＤと共に、後述のＯＥＳデータ記憶領域２４に格納される。
[エッチング処理条件調整処理]
図４に制御部１３にて行われるエッチング処理条件調整処理の例を示す。
制御部１３は、エッチング処理条件の調整がオペレータより指示されると、記憶部２２の制御条件データ記憶領域２８に記憶されている制御データを呼び出す（Ｓ１０１）。なお、エッチング処理条件調整処理は、複数のウェハについて制御条件データ記憶領域２８に記憶されている制御データを用いて順次処理を行うが、最初のウェハについては、予め設定された条件を用いる。
次に、ＯＥＳデータから予め定められた波長と時間区間の組合せにおける発光強度の平均値、もしくは、予め定められた波長と時間区間の組合せにおける発光強度の平均値を、別の予め定められた波長と時間区間の組合せにおける発光強度の平均値で除した値を算出する（Ｓ１０２）。予め定められた波長と時間区間の組合せにおける発光強度の平均値を別の予め定められた波長と時間区間の組合せにおける発光強度の平均値で除した値を、以降では発光強度モニタ値と呼ぶ。なお、予め定められた波長と時間区間の組合せにおける発光強度の平均値を発光強度モニタ値としてもよい。
次に、制御部１３は、前述の発光強度モニタ値を入力としてエッチング処理結果の予測を行う（Ｓ１０３）。Ｓ１０３にて行うエッチング処理結果の予測処理の例を、Ａ１０１のグラフに示す。Ａ１０１は、エッチング処理結果を縦軸に示し、発光強度モニタ値を横軸に示すグラフであり、Ａ１０２の点の１つ１つがウェハ１枚１枚を示している。発光強度モニタ値とエッチング処理結果との間に相関があることがわかる。直線Ａ１０３は、複数の点Ａ１０２から作成した発光強度モニタ値とエッチング処理結果との関係を示す回帰直線であり、例えば複数の点Ａ１０２の各点からの距離の二乗和が最小となるように直線Ａ１０３が引かれる。Ｓ１０３の処理では、Ａ１０３の回帰直線を用いて、図中の点線に示すように発光強度（ｅｉ）からエッチング処理結果の予測値（ｐｖ）を算出する。
さらに制御部１３は、エッチング処理結果の目標値とエッチング処理結果の予測値（ｐｖ）の差分を算出し（Ｓ１０４）、その差分にしたがってエッチング処理条件の調整値、例えばガス供給器１１７から供給するエッチングガスの流量（ガス流量）やエッチング処理の実行時間を算出する（Ｓ１０５）。
制御部１３は、エッチング処理条件調整処理の終了した後には、この調整されたエッチング処理条件にてエッチング処理を行う。
[解析部]
図１に示した記憶部２２のエッチング処理結果データ記憶領域２３には、エッチング処理を行ったウェハのＩＤ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データ記憶領域２３の例であるエッチング処理結果データテーブル２３ａを示す。本テーブルは、ウェハＩＤ欄２３ｂ、エッチング処理結果欄２３ｃ、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。ウェハＩＤ欄２３ｂに格納される値は、後述するＯＥＳデータテーブル２５ａのウェハＩＤ欄２５ｂに格納された値と対応付けられており、それぞれのウェハをエッチングする際に得られたＯＥＳデータとエッチング処理結果とを対応付けられるようになっている。
エッチング処理結果欄２３ｃには、エッチング処理結果を特定す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（例えば、測長ＳＥＭで計測したウェハ１１４上に形成されたパターンの寸法、パターン間の寸法など）が格納される。ウェ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処理結果データ記憶領域２３に格納される。
図６は、ＯＥＳデータ記憶領域２４の例であるＯＥＳデータテーブル２４ａを示す。本テーブルは、ウェハＩＤ欄２４ｂと、波長欄２４ｃ、時間欄２４ｄ、発光強度欄２４ｅ、等の各フィールドを有する。なお、本テーブルはＯＥＳデータが計測されたウェハの数だけ存在する。
ウェハＩＤ欄２４ｂには、ウェハ１１４を特定する情報が格納される。ウェハＩＤ欄２４ｂに格納される値は、前述のエッチング処理結果データテーブル２３ａのウェハＩＤ欄２３ｂに格納される値と対応付けられている。
発光強度欄２４ｅには、波長欄２４ｃの各波長、時間欄２４ｄの各時間についてそれぞれ計測された発光強度の値が格納される。
図７は、初期探索結果データ記憶領域２５の例である初期探索結果データテーブル２５ａを示す。本テーブルは、ＩＤ欄２５ｂ、波長１欄２５ｃ、波長２欄２５ｄ、波長１時間区間欄２５ｅ、波長２時間区間欄２５ｆ、予測誤差欄２５ｇ、予測誤差順位欄２５ｈ、探索継続欄２５ｉ、発光強度標準偏差欄２５ｊ、予測誤差順位１欄２５ｋ、予測誤差順位２欄２５ｌ、等の各フィールドを有する。
各フィールドには、後述する解析処理にて情報が格納される。
ＩＤ欄２５ｂには、波長の組合せを特定する情報が格納される。
波長１欄２５ｃには、エッチング処理結果の予測に用いる波長の候補を特定する情報が格納される。後述の説明のために、ここで波長１欄２５ｃの行ｉに格納された値をＷＬ１と呼ぶ。
波長２欄２５ｄには、エッチング処理結果の予測に用いる波長の候補を特定する情報が格納される。後述の説明のために、ここで波長２欄２５ｄの行ｉに格納された値をＷＬ２と呼ぶ。
波長１時間区間欄２５ｅには、エッチング処理結果の予測に用いる時間区間の候補を特定する情報が格納される。後述の説明のために、ここで波長１時間区間欄２５ｅの行ｉに格納された値をＷＬＴ１と呼ぶ。
波長２時間区間欄２５ｆには、エッチング処理結果の予測に用いる時間区間の候補を特定する情報が格納される。後述の説明のために、ここで波長２時間区間欄２５ｆの行ｉに格納された値をＷＬＴ２と呼ぶ。
波長１欄２５ｃ、波長２欄２５ｄ、波長１時間区間欄２５ｅ、波長２時間区間欄２５ｆに格納された値を用い、ＯＥＳデータ記憶領域２４に記憶された図６に示したＯＥＳデータテーブル２４ａにおける波長欄２４ｃの波長ＷＬ１の時間欄２４ｄの時間区間ＷＬＴ１における発光強度の平均値を、波長欄２４ｃの波長ＷＬ２の時間欄２４ｄの時間区間ＷＬＴ２における発光強度の平均値で除した値を発光強度モニタ値と定義して、この発行強度モニタ値を用いてエッチング処理結果を予測する。
予測誤差欄２５ｇは、波長１欄２５ｃ、波長２欄２５ｄ、波長１時間区間欄２５ｅ、波長２時間区間欄２５ｆに格納された値にて上記のように算出した発光強度モニタ値を用いてエッチング処理結果を予測するときの、予測誤差を特定する情報が格納される。
予測誤差順位欄２５ｈには、予測誤差欄２５ｇに格納された情報の各行間での順位を示す値が格納される。
探索継続欄２５ｉには、時間区間の探索を継続する波長の組合せを特定する情報が格納される。
発光強度標準偏差欄２５ｊには、発光強度の時系列推移の標準偏差を特定する情報が格納される。
予測誤差順位１欄２５ｋには、発光強度標準偏差欄２５ｊに格納された値が予め定められたしきい値未満となる行の群(標準偏差値小のグループ)について算出した、予測誤差欄２５ｇに格納された情報の各行間での順位を示す値が格納される。
予測誤差順位２欄２５ｌには、発光強度標準偏差欄２５ｊに格納された値が予め定められたしきい値以上となる行の群(標準偏差値大のグループ)について算出した、予測誤差欄２５ｇに格納された情報の各行間での順位を示す値が格納される。
図８は、乱数探索結果データ記憶領域２６の例である乱数探索結果データテーブル２６ａを示す。本テーブルは、ＩＤ欄２６ｂ、波長１欄２６ｃ、波長２欄２６ｄ、波長１時間区間欄２６ｅ、波長２時間区間欄２６ｆ、予測誤差欄２６ｇ、予測誤差順位欄２６ｈ、探索継続欄２６ｉ、等の各フィールドを有する。
各フィールドには、後述する解析処理にて情報が格納される。
ＩＤ欄２６ｂには、図７の初期探索結果データテーブル２５ａのＩＤ欄２５ｂと共通の波長の組合せを特定する情報が格納される。
波長１欄２６ｃには、エッチング処理結果の予測に用いる波長の候補を特定する情報が格納される。
波長２欄２６ｄには、エッチング処理結果の予測に用いる波長の候補を特定する情報が格納される。
波長１時間区間欄２６ｅには、エッチング処理結果の予測に用いる時間区間の候補を特定する情報が格納される。
波長２時間区間欄２６ｆには、エッチング処理結果の予測に用いる時間区間の候補を特定する情報が格納される。
波長１欄２６ｃ、波長２欄２６ｄ、波長１時間区間欄２６ｅ、波長２時間区間欄２６ｆに格納された値は、初期探索結果データ記憶領域２５の説明と同様にエッチング処理結果を予測するときの発光の波長と時間区間を示している。
予測誤差欄２６ｇは、波長１欄２６ｃ、波長２欄２６ｄ、波長１時間区間欄２６ｅ、波長２時間区間欄２６ｆに格納された値にて算出される発光強度モニタ値を用いてエッチング処理結果を予測するときの、予測誤差を特定する情報が格納される。
予測誤差順位欄２６ｈには、予測誤差欄２６ｇに格納された情報の各行間での順位を示す値が格納される。
探索継続欄２６ｉには、時間区間の探索を継続する波長の組合せを特定する情報が格納される。
図９は、最終探索結果データ記憶領域２７の例である最終探索結果データテーブル２７ａを示す。本テーブルは、ＩＤ欄２７ｂ、波長１欄２７ｃ、波長２欄２７ｄ、波長１時間区間欄２７ｅ、波長２時間区間欄２７ｆ、予測誤差欄２７ｇ、等の各フィールドを有する。
各フィールドには、後述する解析処理にて情報が格納される。
ＩＤ欄２７ｂには、図７の初期探索結果データテーブル２５ａのＩＤ欄２５ｂと共通の波長の組合せを特定する情報が格納される。
波長１欄２７ｃには、エッチング処理結果の予測に用いる波長の候補を特定する情報が格納される。
波長２欄２７ｄには、エッチング処理結果の予測に用いる波長の候補を特定する情報が格納される。
波長１時間区間欄２７ｅには、エッチング処理結果の予測に用いる時間区間の候補を特定する情報が格納される。
波長２時間区間欄２７ｆには、エッチング処理結果の予測に用いる時間区間の候補を特定する情報が格納される。
波長１欄２７ｃ、波長２欄２７ｄ、波長１時間区間欄２７ｅ、波長２時間区間欄２７ｆに格納された値は、初期探索結果データ記憶領域２５の説明と同様にエッチング処理結果を予測するときの発光の波長と時間区間を示している。
予測誤差欄２７ｇは、波長１欄２７ｃ、波長２欄２７ｄ、波長１時間区間欄２７ｅ、波長２時間区間欄２７ｆに格納された値にて算出される発光強度モニタ値を用いてエッチング処理結果を予測するときの、予測誤差を特定する情報が格納される。
[解析部２０の解析処理]
本実施例による解析処理の方法は、プラズマを用いて半導体ウェハをエッチング処理する半導体エッチング処理において、エッチング処理結果の予測に用いるプラズマ発光データの波長及び時間を特定する解析方法である。
本実施例による解析処理の方法は、予測に用いる波長の候補それぞれについて、エッチング処理の前半の時間区間における発光強度の平均値を用いてエッチング処理結果を予測するときの予測誤差と、エッチング処理の後半の時間区間における発光強度の平均値を用いてエッチング処理結果を予測するとき予測誤差を算出する第１ステップと、算出した予測誤差の小さい波長を複数特定する第２ステップと、特定した複数の波長それぞれについて、乱数を用いて時間区間を複数設定し、設定された複数の時間区間それぞれについて、当該時間区間における発光強度の平均値を用いてエッチング処理結果を予測するときの予測誤差を算出する第３ステップと、第２の評価ステップにて算出した予測誤差の小さい波長を特定する第４ステップと、特定された波長において、とりうる全ての時間区間について、それぞれの時間区間における発光強度の平均値を用いてエッチング処理結果を予測するときの予測誤差を算出する第５ステップと、特定された波長において、とりうる全ての時間区間の中から予測誤差の最も小さい時間区間を特定することで、エッチング処理結果の予測に用いる波長と時間区間の組合せを特定する第６ステップと、を備えることを特徴とする。
以下に、本実施例による解析処理の方法を、具体的に説明する。
生産工程でエッチング装置１を用いて複数のウェハを順次エッチング処理する前の段階として、エッチング装置１を扱う操作者や管理者が、エッチング処理結果の予測に用いる波長と時間区間の組合せを決定するために、解析部２０において解析処理を実行する。
エッチング処理結果の予測に適した波長と時間区間の組合せは、エッチング処理の対象である半導体ウェハ表面上の膜の構成などによって変化するため、エッチング処理の立上げ時には、適宜、本解析処理を実行することが必要になる。本解析処理により決定したエッチング処理の条件を用いて、生産工程（量産工程）においてエッチング装置１を用いて複数のウェハが順次エッチング処理される。
解析部２０において解析処理を実行するに際して、まず解析処理を行うための条件を、図１２に示す表示画面１２００上で入力する。操作者が、表示画面１２００上で探索対象の波長入力欄Ｄ１０１に探索対象の波長を入力し、解析実行ボタンＤ１０２をクリックして解析実行を指示すると、解析部２０は解析処理を実行し、エッチング処理結果の予測に適した波長と時間区間の組合せを出力する。
図１２に示す表示画面１２００上の探索対象の波長入力欄Ｄ１０１には、予測誤差を評価する波長を特定する情報が格納される。探索対象の波長入力欄Ｄ１０１には、予め定められた波長（例：２０１、２１１など等間隔に定められた波長）が自動で入力されてもよい。また、プラズマ化したガス１１３に含まれる元素の発光を示す波長が自動で入力されてもよい。また、発光強度が周辺の波長よりも大きな波長、つまりプラズマ発光のピークを示す波長が自動で入力されてもよい。
次に、解析部２０において実行される解析処理の流れを、図１０Ａ乃至図１０Ｄを用いて説明する。
まず、図１２に示すような表示画面１２００上で探索対象の波長入力欄Ｄ１０１に探索対象の波長を入力する(Ｓ２００)。次に、Ｓ２００で入力された探索対象波長の組合せを作成して図７に示した初期検索結果データテーブル２５ａに格納する（Ｓ２０１）。次に、Ｓ２０１で作成した探索対象波長の組合せについて指定時間区間の予測誤差を算出し（Ｓ２０２）、プラズマの発光強度の時系列推移の標準偏差を算出する（Ｓ２０３）。次に、Ｓ２０２で算出した予測誤差とＳ２０３で算出した標準偏差を用いて波長組合せの絞込みを行い（Ｓ２０４）、初期探索結果を画面上に表示する（Ｓ２０５）。
次に、探索を継続するか否かを判定し(Ｓ２０６)、判定を継続しない場合には（Ｓ２０６でＮｏの場合）、処理を終了する。一方、判定を継続する場合には（Ｓ２０６でＹｅｓの場合）、各波長の組合せについて、乱数を用いて時間区間を探索し予想誤差を算出する(Ｓ２０７)。次に、この算出した予測誤差を用いた波長組合せの絞込みを行い（Ｓ２０８）、この絞り込んだ波長組合せについて、時間区間のすべてのパターンについて予測誤差を算出し（Ｓ２０９）、最終探索結果を表示し（Ｓ２１０）、終了する。
次に、各ステップの詳細について説明する。
（Ｓ２０１）演算部２１は、Ｓ２００で図１２に示す表示画面１２００上で探索対象の波長入力欄Ｄ１０１に入力された複数の検索対象波長を用いて２つの波長の組合せを複数作成し、各組合せの波長それぞれを図７に示した初期探索結果データテーブル２５ａの波長１欄２５ｃ及び波長２欄２５ｄに格納する。格納する組合せは、例えば、図１２の波長入力欄Ｄ１０１に入力された全ての波長の組合せであっても良い。また演算部２１は、図７のＩＤ欄２５ｂにも第１行から順に番号を付ける。
（Ｓ２０２）演算部２１は、図７の初期探索結果データテーブル２５ａの各行に格納された波長の組合せについて、指定された時間区間にて発光強度モニタ値を算出したときの、エッチング処理結果の予測誤差を出力する。演算部２１は、初期探索結果データテーブル２５ａの上の行から順に処理を実行する。処理の対象となっている行を当該行と呼ぶ。
本ステップでは、図１０Ｂにその詳細なフローを示すように、演算部２１は、エッチング処理の前半の時間区間における発光強度を用いて第１の予測誤差を算出する処理（Ｓ２０２−１）と、エッチング処理の後半の時間区間における発光強度を用いて第２の予測誤差を算出する処理（Ｓ２０２−２）を行い、第１の予測誤差と第２の予測誤差の最小値を予測誤差欄２５ｇの当該行に格納し（Ｓ２０２−３）、その最小値を算出した時間区間を波長１時間区間欄２５ｅ、波長２時間区間欄２５ｆに格納する（Ｓ２０２−４）。
Ｓ２０２−１における第１の予測誤差の算出処理では、まず、エッチング処理の前半の時間区間における発光強度の値を用いて、図１１に示す発光強度モニタ値データテーブル２９ａを作成する。
発光強度モニタ値データテーブル２９ａのウェハＩＤ欄２９ｂはデータを取得したウェハを示す情報、例えば図５に示したエッチング処理結果テーブル２３ａのウェハＩＤ欄２３ｂに格納された情報が格納される。
発光強度モニタ値欄２９ｃには、次に示す第１の発光強度平均値を第２の発光強度平均値で除した発光強度モニタ値が格納される（Ｓ２０２−５）。
第１の発光強度平均値は、図６のＯＥＳデータテーブル２４ａの発光強度欄２４ｅにて、図７の初期検索結果データテーブル２５ａの波長１欄２５ｃの当該行に格納された波長にて特定される列で、かつ、エッチング処理の開始から中間までの時間の行に格納された値の平均値である。エッチング処理の開始から中間までの時間の行は、例えば図６では１から５０までの時間の行を示す。
第２の発光強度平均値は、図６のＯＥＳデータテーブル２４ａの発光強度欄２４ｅにおいて、図７の初期検索結果データテーブル２５ａの波長２欄２５ｄの当該行に格納された波長にて特定される列で、かつ、エッチング処理の開始から終了までの時間の行に格納された値の平均値が格納される。エッチング処理の開始から終了までの時間の行は、例えば図６では１から１００までの時間の行を示す。
図１１の発光強度モニタ値データテーブル２９ａのエッチング処理結果欄２９ｄには、図５のエッチング処理結果データテーブル２３ａのエッチング処理結果欄２３ｃに格納された値が、ウェハＩＤが対応付くように格納される（Ｓ２０２−６）。
上記したＳ２０２−１において、演算部２１は、発光強度モニタ値を用いてエッチング処理結果を予測するときの予測誤差（ｅ）を、以下の式（１）〜式（５）を用いて算出する。この予測誤差（ｅ）が第１の予測誤差となる。
Figure 0006220319
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上記した式において、ｘｉは図１１の発光強度モニタ値データテーブル２９ａの発光強度モニタ値欄２９ｃの第ｉ列に格納された値を示している。ｙｉはエッチング処理結果欄２９ｄの第ｉ列に格納された値を示している。ｎは発光強度モニタ値データテーブル２９ａの列数を示している。Σ記号は、発光強度モニタ値データテーブル２９ａの全ての列についての和をとることを示している。
算出した値の意味を、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明する。図１３Ａに示すグラフＡ２００及び図１３Ｂに示すグラフＢ２００は、発光強度モニタ値欄２９ｃに格納された値と、エッチング処理結果欄２９ｄに格納された値とを示した散布図である。
図１３Ａに示すグラフＡ２００のＡ２０１及び図１３Ｂに示すグラフＢ２００のＢ２０１などの各点は、図１１の発光強度モニタ値データテーブル２９ａの発光強度モニタ値２９ｃの欄の各列に格納された値を示しており、発光強度モニタ欄２９ｃに格納された値を横軸にとり、エッチング処理結果欄２９ｄに格納された値を縦軸にしてプロットした点である。
図１３Ａに示すグラフＡ２００の直線Ａ２０２及び図１３Ｂに示すグラフＢ２００の直線Ｂ２０２は、各点からの距離の二乗和の平均が最小となる直線（回帰直線）を示している。 （数５）にて算出した第１の予測誤差（ｅ）は、各点と直線との距離の二乗和の平方根を示している。
図１３Ａと図１３Ｂは、それぞれ異なる波長と時間区間の組合せにおける発光強度モニタ値を取った散布図である。したがって、各点においてエッチング処理結果の値は等しいが、発光強度モニタ値は異なっている。
図１３Ａに示すグラフＡ２００と、図１３Ｂに示すグラフＢ２００について、それぞれ予測誤差（ｅ）を算出すると、図１３Ａに示すグラフＡ２００の予測誤差（ｅ）の方が小さくなる。図１３Ａに示すグラフＡ２００の方が回帰直線の近くに点が分布しており、図１３Ａに示す発光強度モニタ値の方が前述のエッチング処理結果予測値算出処理（Ｓ１０３）において、エッチング処理結果の予測に適していることが分かる。予測誤差（ｅ）の小さい波長と時間を選択することで、エッチング処理結果予測値算出処理に適した波長と時間を選択できる。
算出した予測誤差（ｅ）は、当該行の波長と時間区間の組合せの良し悪しを評価する情報として、図７の初期探索結果データテーブル２５ａの予測誤差欄２５ｇの当該行に格納される。
なお、ここで算出した予測誤差以外の値であっても、発光強度モニタ値を用いてエッチング処理結果を予測する場合の予測結果のばらつきを表す値であれば、他の値を用いてもよい。たとえば、発光強度モニタ値とエッチング処理結果との間の相関係数や相関係数野二乗などであってもよい。
Ｓ２０２−２における第２の予測誤差の算出処理では、エッチング処理の後半の時間区間における発光強度の値を用いて、第１の予測誤差の算出処理と同様に、図１１に示す発光強度モニタ値データテーブル２９ａを作成し、発光強度モニタ値２９ｃを用いてエッチング処理結果を予測するときの予測誤差（ｅ）を、（数１）〜（数５）を用いて算出する。この予測誤差（ｅ）が第２の予測誤差となる。
なお、第２の予測誤差の算出時には、発光強度モニタ値欄２９ｃには、次に示す第１の発光強度平均値を第２の発光強度平均値で除した発光強度モニタ値が用いられる。
第１の発光強度平均値は、図６のＯＥＳデータテーブル２４ａの発光強度欄２４ｅにて、図７の初期探索結果データテーブル２５ａの波長１欄２５ｃの当該行に格納された波長にて特定される列で、かつ、エッチング処理の中間から終了までの時間の行に格納された値の平均値である。エッチング処理の中間から終了までの時間の行は、例えば図６では時間の欄２４ｄの５１から１００までの時間の行を示す。
第２の発光強度平均値は、図６のＯＥＳデータテーブル２４ａの発光強度欄２４ｅにおいて、波長２欄２５ｄの当該行に格納された波長にて特定される列で、かつ、エッチング処理の開始から終了までの時間の行に格納された値の平均値である。エッチング処理の開始から終了までの時間の行は、例えば図６では１から１００までの時間の行を示す。
演算部２１はＳ２０２−３において、Ｓ２０２−１で算出した第１の予測誤差とＳ２０２−２で算出した第２の予測誤差を比較し、その値が最小のものを図７の予測誤差欄２５ｇの当該行に格納する。
またＳ２０２−４において、第１の予測誤差が最小の場合は、図７の波長１時間区間欄２５ｅにエッチング処理の開始から中間までの時間区間を示す情報を格納し、波長２時間区間欄２５ｆにはエッチング処理の開始から終了までの時間区間を示す情報を格納する。
第２の予測誤差が最小の場合は、図７の波長１時間区間欄２５ｅにエッチング処理の中間から終了までの時間区間を示す情報を格納し、波長２時間区間欄２５ｆにはエッチング処理の開始から終了までの時間区間を示す情報を格納する。
エッチング処理の経過に伴いプラズマ中に含まれる元素が変化するため、プラズマ発光データはエッチング処理の前半と後半によって変化する。このように前半と後半の時間区間に分けて予測誤差を評価することにより、エッチング処理結果の予測に適した時間区間を特定することができる。
なお、本実施例では発光強度の除される波長について時間区間を前半と後半に分割したが、除す側の波長についても時間区間を前半と後半に分割して予測誤差を算出しても良い。また、前半の時間区間や後半の時間区間を更に詳細に分割して予測誤差を算出し、その最小値を採用しても良い。
（Ｓ２０３）演算部２１は、図７の初期探索結果データテーブル２５ａの各行に格納された波長の組合せについて、発光強度の時系列推移の標準偏差を算出し、発光強度標準偏差欄２５ｊに格納する。演算部２１は、初期探索結果データテーブル２５ａの上の行から順に処理を実行する。処理の対象となっている行を当該行と呼ぶ。
図６のＯＥＳデータテーブル２４ａの発光強度欄２４ｅにて、図７の波長１欄２５ｃの当該行に格納された波長にて特定される列のデータについて、（数６）を用いて発光強度の時系列推移の標準偏差を算出する。
Figure 0006220319
上記（数６）において、ｚｉは図６のＯＥＳデータテーブル２４ａの発光強度欄２４ｅにて、図７の波長１欄２５ｃの当該行に格納された波長にて特定される列のデータのうち、第ｉ行に格納された値を示している。ｍは発光強度欄２４ｅの行数を示している。Σ記号は、発光強度欄２４ｅの全ての行についての和をとることを示している。（数６）にて算出される値ｓｄは発光強度の時間変化の大きさを示す値の１つである。
図１４Ａ及び図１４Ｂに波長ごとの発光強度の時系列推移を示す。図１４Ａに示すグラフ１４１０は、発光強度１４１１の時間変化が小さくｓｄの値も小さい。このような波長については、時間区間を変更しても発光強度の平均値の変化は小さいため、時間区間の変更により予測誤差が改善する可能性は低い。
一方で、図１４Ｂに示すグラフ１４２０は、発光強度１４２１の時間変化が大きくｓｄの値も大きい。このような波長については、時間区間の変更により発光強度の平均値が大きく変化するため、時間区間の変更により予測誤差が改善する可能性が高い。従って、次のＳ２０４の波長組合せの絞込み処理では、ｓｄの大きさも考慮して波長の組合せを絞り込む。
なお、Ｓ２０３の処理では図７の波長１欄２５ｃに格納された波長についてｓｄの値を算出したが、波長２欄２５ｄに格納された波長についてｓｄの値を算出しても良い。また、波長１欄２５ｃに格納された波長について算出したｓｄの値と、波長２欄２５ｄに格納された波長について算出したｓｄの和や加重平均を発光強度標準偏差欄２５ｊに格納しても良い。
（Ｓ２０４）演算部２１は、予測誤差欄２５ｇに格納された値と、発光強度標準偏差欄２５ｊに格納された値を用いて、時間区間の探索を継続する波長の組合せを絞り込んで決定する。
演算部２１は、図７の予測誤差欄２５ｇに格納された予測誤差の値を用いて、予測誤差の値の小さい行から順に順位を算出し、予測誤差順位欄２５ｈの各行に格納する。
また演算部２１は、発光強度標準偏差欄２５ｊに格納された値が予め設定されたしきい値１（例えば１００）未満となる行について、予測誤差の値の小さい行から順に順位を算出し、予測誤差順位１欄２５ｋの各行に格納する。同様に演算部２１は、発光強度標準偏差欄２５ｊに格納された値が前記しきい値１以上となる行について、予測誤差の値の小さい行から順に順位を算出し、予測誤差順位２欄２５ｌの各行に格納する。
演算部２１は、予測誤差順位欄２５ｈまたは予測誤差順位１欄２５ｋまたは予測誤差順位２欄２５ｌに格納された順位が予め定められたしきい値２（例えば１０）以下となる行について、時間区間の探索を継続するように、探索継続欄２５ｉに○を格納し、それ以外の行については、探索継続欄２５ｉに−を格納する。
この処理により、時間区間の探索の対象とする波長組合せを限定することができ、探索にかかる時間を短縮できる。
（Ｓ２０５）演算部２１は、初期探索結果データテーブル２５ａに格納された情報を操作者に提示し、探索継続の要否を確認する。
演算部２１が、操作者に提示する出力画面の一例を図１５に示す。図１５に示した出力画面１５００には、波長と時間区間の組合せ一覧表Ｄ２００と，散布図表示部Ｄ２０７，探索継続指示部Ｄ２０８が表示される。
波長と時間区間の組合せ一覧表Ｄ２００には、予測誤差順位欄Ｄ２０１、波長１欄Ｄ２０２、波長２欄Ｄ２０３、波長１時間区間欄Ｄ２０４、波長２時間区間欄Ｄ２０５、予測誤差欄Ｄ２０６が表示され、それぞれ図７の初期探索結果データテーブル２５ａの予測誤差順位欄２５ｈ、波長１欄２５ｃ、波長２欄２５ｄ、波長１時間区間欄２５ｅ、波長２時間区間欄２５ｆ、予測誤差欄２５ｇに格納された情報が、それぞれ予測誤差順位欄２５ｈに格納された順位１位の行から降順で表示される。
また散布図表示部Ｄ２０７の欄には、予測誤差順位１位の波長と時間区間の組合せにて発光強度モニタ値を算出したときの、発光強度モニタ値とエッチング処理結果との散布図１５１０が表示される。
また探索継続指示部Ｄ２０８には、探索の継続要否を操作者に確認するための情報が表示される。操作者がＤ２０９またはＤ２１０のボタンを押した場合に、演算部２１は次のＳ２０６の処理に進む。
（Ｓ２０６）演算部２１は、操作者が探索継続指示部Ｄ２０８のＤ２０９のＹｅｓのボタンを押した場合には、次のＳ２０７の処理に進む。一方、Ｄ２１０のＮｏのボタンを押した場合は、図１５で順位１のデータを制御条件データ記憶部２８に記憶させて解析処理を終了する。
（Ｓ２０７）演算部２１は、図７の初期探索結果データテーブル２５ａの探索継続欄２５ｉに探索継続を示す○が格納された波長の組合せについて、Ｓ２０２の処理よりも時間区間を詳細に分割して予測誤差の評価を行う。処理の対象となっている行を当該行と呼ぶ。本ステップの詳細な処理の流れを、図１０Ｃを用いて説明する。
本ステップでは、演算部２１は、乱数を用いて設定した時間区間における発光強度を用いて予測誤差を算出する処理（Ｓ２０７−１）を予め定められた回数であるＲ回（例えば１０００回）行い（Ｓ２０７−２）、算出した予測誤差の最小値を、図８の乱数探索結果データテーブル２６ａの予測誤差欄２６ｇの当該行に格納し（Ｓ２０７−３）、その最小値を算出した時間区間を波長１時間区間欄２６ｅ、波長２時間区間欄２６ｆに格納する（Ｓ２０７−４）。また、探索の対象となった波長の組合せとそのＩＤを、ＩＤ欄２６ｂ、波長１欄２６ｃ、波長２欄２６ｄに格納する（Ｓ２０７−５）。
演算部２１は、予測誤差を算出する処理（Ｓ２０７−１）をＲ回繰り返し、予測誤差を異なる時間区間にてＲ個算出するが、予測誤差を算出する処理（Ｓ２０７−１）の詳細な手順を、図１０Ｄを用いて説明する。 予測誤差の算出処理（Ｓ２０７−１）では、Ｓ２０２の処理と同様に図１１に示す発光強度モニタ値データテーブル２９ａを作成し、（数１）〜（数５）を用いて、予測誤差の値を算出する。
図１１の発光強度モニタ値データテーブル２９ａのウェハＩＤ欄２９ｂには、データを取得したウェハを示す情報、例えば図５に示したエッチング処理結果テーブル２３ａのウェハＩＤ欄２３ｂに格納された情報が格納される（Ｓ２０７−１−１）。
演算部２１は、図６のＯＥＳデータテーブル２４ａに格納された時間欄２４ｄの時間
区間（図６の例では１から１００）のうち、一様乱数を用いて２点を選択する（Ｓ２０７
−１−２）。選択した時間のうち値の小さいものをＴＳ１、大きいものをＴＥ１とおく（
Ｓ２０７−１−３）。演算部２１は、第３の発光強度平均値として、図６のＯＥＳデー
タテーブル２４ａの発光強度欄２４ｅにて、図７の波長１欄２５ｃの当該行に格納された
波長にて特定される列で、かつ、ＴＳ１からＴＥ１までの時間の行に格納された値の平均
値を算出する（Ｓ２０７−１−４）。
また同様に演算部２１は、ＯＥＳデータテーブル２４ａに格納された時間のうち、一
様乱数を用いて２点を選択する（Ｓ２０７−１−５）。選択した時間のうち値の小さいも
のをＴＳ２、大きいものをＴＥ２とおく（Ｓ２０７−１−６）。演算部２１は、第４の
発光強度平均値として、図６のＯＥＳデータテーブル２４ａの発光強度欄２４ｃにおいて
、図７の波長２欄２５ｄの当該行に格納された波長にて特定される列で、かつ、ＴＳ２か
らＴＥ２までの時間の行に格納された値の平均値を算出する（Ｓ２０７−１−７）。
図１１の発光強度モニタ値欄２９ｃには、次に示す第３の発光強度平均値を第４の発光強度平均値で除した値が格納される（Ｓ２０７−１−８）。
図１１の発光強度モニタ値データテーブル２９ａのエッチング処理結果欄２９ｄには、図５のエッチング処理結果テーブル２３ａのエッチング処理結果欄２３ｃに格納された値が、ウェハＩＤが対応づくように格納される（Ｓ２０７−１−９）。
更に演算部２１は、発光強度モニタ値を用いてエッチング処理結果を予測するときの予測誤差（ｅ）を、前述の（数１）〜（数５）を用いて算出する（Ｓ２０７−１−１０）。ここで算出された予測誤差（ｅ）がＳ２０７で求める予測誤差となる。
演算部２１は、Ｒ回算出した予測誤差のうち最も小さいものを、Ｓ２０７−３で図８
の乱数探索結果データテーブル２６ａの予測誤差欄２６ｇの当該行に格納し、Ｓ２０７−
４でその最小値を算出した時間区間を波長１時間区間欄２６ｅ、波長２時間区間欄２６ｆ
に格納する。また、Ｓ２０７−５で探索の対象となった波長の組合せとそのＩＤを、ＩＤ
欄２６ｂ、波長１欄２６ｃ、波長２欄２６ｄに格納する。
（Ｓ２０８）演算部２１は、図８の乱数探索結果データテーブル２６ａの予測誤差欄２６ｇに格納された予測誤差の値を用いて、予測誤差の値の小さい行から順に順位を算出し、予測誤差順位欄２６ｈの各行に格納する。さらに演算部２１は、予測誤差順位欄２６ｈに格納された順位が最も小さい行を特定し、当該行に時間区間の探索を継続するように探索継続欄２６ｉに○を格納し、それ以外の行については、探索継続欄２６ｉに−を格納する。なお、本実施例では１つの行だけを特定しているが、予測誤差の小さい順に複数の行を特定して〇をつけて探索を継続するようにしてもよい。
この処理により、時間区間の探索の対象とする波長組合せを限定することができ、探索にかかる時間を短縮できる。
（Ｓ２０９）演算部２１は、図８の乱数探索結果データテーブル２６ａの探索継続欄２６ｉに探索継続を示す○の格納された行を特定し、ＩＤ欄２６ｂと波長１欄２６ｃと波長２欄２６ｄの当該行に格納された情報を読み込み、図９の最終探索結果データテーブル２７ａのＩＤ欄２７ｂ、波長１欄２７ｃ、波長２欄２７ｄに格納する。
更に演算部２１は、波長１欄２７ｃ、波長２欄２７ｄに格納した波長の組合せについて、とりうる全ての時間区間の組合せについて発光強度モニタ値を算出し、それぞれの発光強度モニタ値について（数１）〜（数５）を用いて予測誤差（ｅ）を算出する。算出された予測誤差（ｅ）のうち、最も小さいものを最終探索結果データテーブル２７ａの予測誤差欄２７ｇに格納し、最小値を算出したときの時間区間を波長１時間区間２７ｅと波長２時間区間欄２７ｆに格納する。
なお、探索継続欄２６ｉにて探索継続を示す○の格納された行が複数ある場合には、それぞれの行の波長組合せについて、とりうる全ての時間区間の組合せについて予測誤差（ｅ）を算出し、それぞれの波長と時間区間の組合せの中で予測誤差が最も小さい波長と時間区間の組合せおよびＩＤを、最終探索結果データテーブル２７ａに格納する。
（Ｓ２１０）演算部２１は最終探索結果として、図９の最終探索結果データテーブル
２７ａに格納された値と、散布図に関するデータを画面上に出力して処理を終了する。演
算部２１が操作者に提示する出力画面の一例を図１６に示す。
図１６に示した出力画面には、予測誤差順位が１位の波長と時間区間の組合せ表Ｄ３００と、散布図表示部Ｄ３０７が表示される。
予測誤差順位が１位の波長と時間区間の組合せ表Ｄ３００の予測誤差順位欄Ｄ３０１には、探索した波長と時間区間の中で予測誤差の最も小さいことを示す１が格納される。また、波長１欄Ｄ３０２、波長２欄Ｄ３０３、波長１時間区間欄Ｄ３０４、波長２時間区間欄Ｄ３０５、予測誤差欄Ｄ３０６が表示され、それぞれに最終探索結果データテーブル２７ａの波長１欄２７ｃ、波長２欄２７ｄ、波長１時間区間欄２７ｅ、波長２時間区間欄２７ｆ、予測誤差欄２７ｇに格納された情報が表示される。
また散布図表示部Ｄ３０７には、予測誤差順位１位の波長と時間区間の組合せにて発光強度モニタ値を算出したときの、発光強度モニタ値とエッチング処理結果との散布図１６１０が表示される。
操作者は、図１６に示す出力画面を確認することで、エッチング処理結果の予測誤差の小さい波長と時間区間の組合せを把握することができる。
この図１６に示した最終探索結果データテーブル２７ａに格納されて出力画面に表示された内容は、図１の記憶部２２の制御条件データ記憶部領域２８に記憶される。量産時には、この制御条件データ記憶部領域２８に記憶されたデータを用いて制御部１３でプラズマ加工部１１を制御してウェハ１１４を順次エッチング加工を行う。
以上説明したように、本実施の形態のエッチング装置１（解析部２０）が実行する解析方法を用いることによって、多数の波長や時間区間の組合せの中から、エッチング処理結果の予測誤差の小さい波長と時間区間の組合せを、短時間で容易に把握することができる。
本実施例によれば、プラズマ発光モニタ条件として、複数の測定波長及びそれぞれの波長ごとの測定時間の条件を適切に決定することができるようになったことにより、エッチング処理ガスを適切な流量に維持して、高精度なエッチング処理を実行することができる。
本実施例によれば、プラズマ発光モニタ条件として、複数の測定波長及びそれぞれの波長ごとの測定時間の条件を適切に決定することができるようになった。これにより、エッチング処理結果の予測値を従来と比べて誤差が少なくより高精度に求めることができるようになった。
その結果、エッチング処理結果の目標値とエッチング処理結果の予測値の差分をより高精度に算出することができるようになり、その差分にしたがってエッチング処理条件の調整値、例えばガス供給器１１７から供給するエッチングガスの流量（ガス流量）を精度よく制御してエッチング処理を行うことにより、微細な形状のパターンを安定して形成することができるようになった。
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・・・解析部 ２１・・・演算部 ２２・・・記憶部 ２３・・・エッチング処理結果データ記憶領域 ２４・・・ＯＥＳデータ記憶領域 ２５・・・初期探索結果データ記憶領域 ２６・・・乱数探索結果データ記憶領域 ２７・・・最終探索結果データ記憶領域 ２８・・・制御条件データ記憶領域 ２１０・・・ＩＦ部 ３０・・・入力部 ３１・・・出力部 ３２・・・通信ＩＦ部 ３３・・・バス。

Claims (9)

  1. プラズマを用いて試料をエッチングし、
    前記プラズマの発光における波長帯域の中から波長の組合せを作成し、
    前記作成された波長の組合せについて前記エッチングの時間における前記プラズマの発光強度を求めるための時間区間を設定し、
    前記設定された時間区間の発光強度を用いて前記エッチングの結果を予測するための第一の予測誤差を前記作成された波長の組合せの各々について求め、
    前記求められた第一の予測誤差に基づいて波長と時間区間の組合せを選択することを特徴とするデータ解析方法。
  2. 請求項１に記載のデータ解析方法において、
    前記選択された波長の組合せに対応する時間区間をさらに探索し、
    前記探索された時間区間の発光強度を用いて前記エッチングの結果を予測するための第二の予測誤差を前記選択された波長の組合せの各々について求め、
    前記求められた第二の予測誤差が最小となる波長と時間区間の組合せを選択することを特徴とするデータ解析方法。
  3. 請求項２に記載のデータ解析方法において、
    前記選択された波長と時間区間の組合せおよび前記第二の予測誤差を出力部の画面上に表示することを特徴とするデータ解析方法。
  4. プラズマを用いて試料をエッチングし、
    前記プラズマの発光における波長帯域の中から波長の組合せを作成し、
    前記作成された波長の組合せについて前記エッチングの時間における前記プラズマの発光強度を求めるための時間区間を設定し、
    前記設定された時間区間の発光強度を用いて前記エッチングの結果を予測するための第一の予測誤差を前記作成された波長の組合せの各々について求め、
    前記求められた第一の予測誤差に基づいて波長と時間区間の組合せを選択し、
    前記選択された波長と時間区間の組合せにおけるエッチング処理結果の予測値を用いてエッチング処理条件を調整することを特徴とするプラズマエッチング方法。
  5. 請求項４に記載のプラズマエッチング方法において、
    前記選択された波長の組合せに対応する時間区間をさらに探索し、
    前記探索された時間区間の発光強度を用いて前記エッチングの結果を予測するための第二の予測誤差を前記選択された波長の組合せの各々について求め、
    前記求められた第二の予測誤差が最小となる波長と時間区間の組合せを選択することを特徴とするプラズマエッチング方法。
  6. 請求項５に記載のプラズマエッチング方法において、
    前記選択された波長と時間区間の組合せおよび前記第二の予測誤差を出力部の画面上に表示することを特徴とするプラズマエッチング方法。
  7. プラズマを用いて試料がエッチングにより処理される処理室と、前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、前記試料が載置される試料台と、前記プラズマの発光がモニタされるプラズマ発光モニタ部とを備えるプラズマ処理装置において、
    前記プラズマ発光モニタ部によりモニタされた前記プラズマの発光における波長帯域の中から波長の組合せが作成され、
    前記作成された波長の組合せについて前記エッチングの時間における前記プラズマの発光強度を求めるための時間区間が設定され、
    前記設定された時間区間の発光強度を用いて前記エッチングの結果を予測するための第一の予測誤差が前記作成された波長の組合せの各々について求められ、
    前記求められた第一の予測誤差に基づいて波長と時間区間の組合せが選択される解析部をさらに備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
  8. 請求項７に記載のプラズマ処理装置において、
    前記解析部により、前記選択された波長の組合せに対応する時間区間がさらに探索され、
    前記探索された時間区間の発光強度を用いて前記エッチングの結果を予測するための第二の予測誤差が前記選択された波長の組合せの各々について求められ、
    前記求められた第二の予測誤差が最小となる波長と時間区間の組合せが選択されることを特徴とするプラズマ処理装置。
  9. 請求項８に記載のプラズマ処理装置において、
    前記選択された波長と時間区間の組合せおよび前記第二の予測誤差が出力される出力部をさらに備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
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