JPH07307301A

JPH07307301A - 半導体製造装置及び半導体製造方法

Info

Publication number: JPH07307301A
Application number: JP7058489A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Uchida; 憲宏内田; Eisuke Nishitani; 英輔西谷; Natsuyo Chiba; なつよ千葉; Hide Kobayashi; 秀小林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ＬＳＩ製造工程におけるプロセスの高精度化
を実現するための装置を提供する。【構成】半導体製造装置内のプロセスパラメータをモ
ニタするためにガス分析装置２３、基体温度を測定する
光導波路７および赤外線検知器８等を設け、これらによ
るモニタ結果をプロセスパラメータにフィードバックし
ながら製造を行う。また、モニタ結果を処理し堆積膜厚
等についての情報を得、これを基に複数のプロセスの管
理を行う。【効果】安定したプロセスを提供できることで、ＣＶ
Ｄ堆積反応を始めとする諸工程における検査工程、検査
頻度の低減を実現し、同時に歩留りの向上に寄与すると
ともに、半導体製造装置の稼働率向上にも寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成膜装置の真空槽内の
ガスもしくは基体温度を正確にモニタする手段を備えた
半導体製造装置および半導体製造方法に関し、特に、こ
れらのモニタデータをリアルタイムで処理することによ
り、成膜速度や膜厚を精度良く制御すると同時に装置の
異常を処理前あるいは処理中に探知し、多量の不良発生
を未然に防ぐのに好適な半導体製造装置、及び成膜で得
られた膜厚等のモニタ結果をもとにエッチング工程など
複数のプロセスを管理するのに好適な半導体製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高集積化、複雑化に伴い必要と
される信頼性水準が高くなってきており、これに起因し
て品質検査が長時間化し、検査コストも増大している。
このため、ＬＳＩ生産における検査工程の負担が増大
し、ひいては半導体全体の製造コストを押し上げる結果
となっている。この結果、ＬＳＩ製品の信頼性保証は、
製品の品質検査によるものから、信頼性に影響を与える
様々な要因を制御し、信頼性を予測しながら生産する方
法への転換が迫られている。

【０００３】この方法を実現するために、プロセスを安
定に管理する努力がなされてきており、この鍵となるプ
ロセスの状態を正確に把握するためのインプロセスモニ
タ技術の開発が活発に行われている。しかしながら、こ
れまでのところ有効な方法が開発されていないモニタ項
目も存在しており、また、さらに正確な測定を求められ
ている項目もある。タングステン（Ｗ）のＣＶＤ（Chem
ical Vapor Deposition）工程における基板温度や基板
上成膜量などのパラメーターのモニタもその中に含まれ
る。

【０００４】ＣＶＤによる薄膜形成プロセスはＬＳＩ製
造工程で広く用いられており、その優れた段差部の被覆
性から、配線の長寿命化や信頼性の向上に寄与し、重要
性は増していくと考えられている。ところがＣＶＤ堆積
反応は基板温度や供給ガス状態に敏感に影響を受ける為
に、その制御が難しく、プロセスの管理が最も望まれて
いる工程の一つである。

【０００５】ＬＳＩの信頼性は、基板に堆積する膜をい
かに均一に所定の膜厚、膜質に成膜するかにかかってい
る。例えば、高集積化の進んだ現在のＬＳＩでは、配線
に流れる電流密度が非常に高くなっており、配線材料が
電子に押し流される、エレクトロマイグレーションとい
った現象が問題になる。この現象が発生するのは、配線
が細くなっている部分や、配線の結晶粒が小さいところ
に集中することが知られている。この様な現象を防ぐた
めには、配線をできるだけ一定の太さ、厚さで、結晶粒
も均一になるように成膜する必要がある。

【０００６】ＷのＣＶＤは300℃以上に加熱した基板上
に原料ガスである六フッ化タングステン（ＷＦ₆）と還
元ガスである水素（Ｈ₂）あるいはモノシラン（Ｓｉ
Ｈ₄）の混合ガスを導入、接触させて膜を形成する。

【０００７】ＷＦ₆＋３Ｈ₂ −＞Ｗ＋６ＨＦ（１）ＷＦ₆＋３／２ＳｉＨ₄ −＞Ｗ＋３／２ＳｉＦ₄＋３Ｈ₂ （２）この反応速度は温度に対し強い相関があり、また基板が
十分に高温である場合には反応槽内の原料ガス濃度や還
元ガス濃度とも強い相関が存在する。さらには、基板の
表面状態によって、反応槽内にガスを導入してから、実
際の成膜反応が始まるまでの時間も変化する。従ってこ
れらの条件を一定に保たなければ、同一時間の成膜でも
膜厚は異なってくる。またこの一方で堆積の速度や基板
の表面状態の差によって膜質が変化することも知られて
いる。このように、一定膜厚、膜質の成膜を行うために
は、所定の条件通りにプロセスを管理することが必要不
可欠となる。

【０００８】従来、ＣＶＤ堆積反応の制御は反応槽内の
原料ガス、希釈ガスの圧力、流量、基板温度の制御を行
うことで実行されていた。一般には反応槽内圧力の制御
はバルブの開度の調整で行い、流量制御はマスフローコ
ントローラの設定、基板温度は基板支持部もしくは基板
に接して用いられる均熱板に熱電対を取り付け、この出
力をフィードバックさせることによって行われていた。

【０００９】また、実際の堆積反応の進行、言い換えれ
ば堆積膜厚の推移をモニタする手段としては、光干渉
法、偏光回折法、Ｘ線回折法等の手法が考案されている
が、それぞれ、金属では適用できなかったり、界面が平
滑でないと誤差が大きかったり、装置が高価で危険が伴
うなどの欠点があり、その用途が限定されていた。この
ため、Ｗを始めとする大部分の膜の堆積工程では、製品
枚葉での成膜量モニタが実際には行なわれていなかっ
た。

【００１０】一方、ＬＳＩ製造工程でＣＶＤプロセスと
並んで鍵となるドライエッチングプロセスでもプロセス
の管理が望まれる。エッチング処理は、エッチングされ
る層が貫通したときに正確に終了することが望ましい。
これより前にエッチング処理を終了するとパターンの形
成が不完全となり、逆に処理が長くなりすぎると、下地
となる層までエッチングしてしまいダメージを与える。
これらの結果は、製品の信頼性の低下を招くのは言うま
でもない。

【００１１】従来、エッチングすべき膜の厚さが不明で
ある際には、処理の終点を検出するために、処理槽内の
ガス成分の分光分析、質量分析といった手法が用いられ
ていた。これらの方法はいずれも、エッチング処理によ
って発生するガス成分の変化を追うことによって実現さ
れている。ドライエッチング装置ではエッチング速度の
変動が製品の品質管理上大きな問題になることがある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来、特に金属のＣＶ
Ｄ堆積反応は、上記したように成膜条件を制御するのみ
で、実際の堆積反応の進行をリアルタイムで知ることが
できなかった。このため、実際の成膜反応開始が、反応
槽内への原料ガス導入開始と一致しない場合、このタイ
ムラグを把握するすべがなく、同一時間の成膜でも膜厚
が全く異なってしまうケースが存在した。また、ＣＶＤ
堆積工程では、なんらかの影響により所望の反応以外の
反応が進行することもあるが、これも検知することもで
きなかった。さらに、基板温度は直接測定することが出
来ず、基板の成膜面の実温とは異なっていることがあっ
た。これらの理由により、成膜終了後の膜は所定の厚
さ、膜質になっているとは限らず、所定の膜厚と大きく
異なる不良品を製造してしまったり、物性が大きく異な
っていたり、成膜後、検査工程が必要になるといった問
題があった。こうした問題の影響を極力取り除くため
に、装置のプロセス状態モニタ用にダミーサンプルに成
膜し、これをオフラインで評価するという先行作業を欠
かすことが出来なかった。また、先行作業での評価を行
っても、製品枚葉でのプロセス保証は完全には出来なか
った。

【００１３】また、反応槽内において基板以外、即ち反
応槽内に堆積した膜は、剥がれて異物となり、歩留まり
の低下を招くことがわかっている。さらに、反応槽内に
一度膜が堆積しだすとその上から新たに膜が堆積され易
くなり、この様な状態になると一気に異物が増えること
が多いこともわかっている。成膜の際毎に反応槽を開放
する必要のない成膜装置では反応槽内に溜った反応生成
物の量を把握できなかった。従来の装置では、不良が頻
発し始めてから反応槽内の清掃を行っていたが、この様
な状況では、清掃がいつ必要になるのかがわからず、生
産計画を立てる上でも大きな支障となっていた。また、
このような異物による不良発生が判明するのが、製品が
検査工程にまわった後になるので、その遅れの分だけ成
膜を続けることになり、大量の不良発生の原因にもなっ
ていた。

【００１４】従来の反応槽内ガス雰囲気は、上記したよ
うに反応原料ガス、還元ガス、希釈ガスの導入量をマス
フローコントローラで制御し、さらに排気バルブの開度
の調整することによって行っていた。この結果、反応槽
内のガスの実際の組成、特にコントロールしていないガ
スの分圧については明らかでなかった。

【００１５】さらに従来、エッチングすべき膜の膜厚が
不明であったために、エッチング装置には終点検出する
ためのモニタ装置が特別に必要であった。また、エッチ
ングモニタ機構自体に異常が発生した場合、エッチング
工程が正常に終了されなくなる恐れがあるが、従来はこ
れをチェックする手段がなかった。この結果、最悪の場
合には、製品に不良が発生し始めてから装置異常が判明
し、この間にかなりの時間を要したために、大量の不良
を作り込むといったおそれもあった。

【００１６】本発明は、このような従来技術の実状を鑑
みてなされたもので、その第一の目的は、実際の堆積反
応の進行をリアルタイムで把握し、ＬＳＩ製造工程のＣ
ＶＤプロセスの不良のみならず、エッチング工程などの
他のプロセスにおける不良を低減することが出来るよう
にすることにある。

【００１７】第２の目的は、反応槽内に堆積した反応生
成物の総量を把握でき、反応槽の清掃を行うタイミング
を的確に把握できるようにすることにある。

【００１８】第３の目的は、反応室内の雰囲気の状態を
把握でき、これによって膜質を一定に保持できるように
することにある。

【００１９】第４の目的は、他の半導体製造工程のモニ
タの省略や管理を可能にし、ひいては複数の半導体製造
プロセスの管理を可能にすることにある。

【００２０】第５の目的は、エッチング速度のゆらぎを
検知し、このゆらぎがあらかじめ設定した値を越えたと
きに装置を停止、または警報等を発することにより、不
良品の発生を防止できるようにすることにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記したようにＣＶＤ堆
積反応は様々なパラメーターに依存するが、その中でも
特に基体の温度と反応槽内のガス組成、分圧に依存す
る。本発明では第１の目的を達成するために、この基体
温度の測定と反応槽内のガス組成、分圧を測定する。具
体的には、反応槽内の反応生成ガス濃度の変化を把握す
ることによって、ガス導入開始より成膜開始までのラグ
タイムをモニタし、これによって得られた値をもとに実
成膜時間を求め、また、基体温度と成膜槽内の反応ガス
濃度から、基体上への成膜速度を求める。例えば、Ｈ₂
によるＷＦ₆の還元、Ｗを堆積させる反応の場合、反応
速度は次の式に比例すると考えられている。この場合の
活性化エネルギーEaは34kJ/molであることが知られてい
る。

【００２２】反応速度＝Ａ・√（水素分圧）・exp(-Ea/kT) （３）ここでＡは比例定数、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温
度である。

【００２３】実成膜時間と反応速度の積を演算手段にて
計算することにより、基体上成膜量は求めることが出来
る。

【００２４】ＬＳＩ製品枚葉では、基体に直接温度検出
手段を接触させることは、発塵や基体の損傷の恐れがあ
るため問題である。このため温度測定手段は非接触式の
ものが望ましい。非接触式の温度測定手段として代表的
な赤外線温度計は、非接触式のものとしては比較的安価
で有効であるが、半導体の基体として用いられるＳｉ等
の材料では、通常５００℃程度以上の温度にならねば正
確な測定が困難である。特に、ＷのＣＶＤ堆積反応の例
では、基体への堆積が３００℃以上の温度で発生するこ
とがわかっているため、基体の温度測定手段の最低測定
可能温度は３００℃程度である必要がある。この問題を
解決するために、光感知器が感知する波長において基体
からの信号と、ノイズ成分を十分に分離する必要があ
る。本発明では、この問題を検知器の存在する雰囲気内
へノイズ成分を導入しないことによって解決する。

【００２５】このようにして基体の温度を測定するのみ
では、基体内の温度分布によって同一基体内で膜厚や膜
質の分布を生ずる恐れがある。この問題は、基体に接す
る複数の部分で温度を測定することによってその分布を
把握し、これを加熱手段にフィードバックする方法で解
決する。

【００２６】第２の目的を達成する手段として、上記方
法にて実成膜時間と基体温度、原料ガス圧力から求めた
基体上の成膜量と、反応槽内反応ガス生成量の積分値よ
り求まる反応槽内全反応量の差をとるという方法を用い
る。反応槽内の反応生成ガス濃度は反応室内で起こった
全堆積反応量にほぼ比例する。比例係数は、真空槽の大
きさ、排気特性などに依存するため装置によって異なる
が、理論的に算出することができる。ここから求めた全
反応量から、基体上に堆積した量を差し引くことによ
り、反応槽内に堆積した反応生成物量を求めることがで
きる。

【００２７】第３の目的を達成するために、記憶手段に
標準の成膜雰囲気もしくはガスを停止した際の真空雰囲
気についての反応槽内のガス分圧を記憶しておき、これ
とプロセス中の雰囲気を演算手段にて比較することによ
って実現される。

【００２８】第４の目的を達成するために、上記してい
るような技術を始め、なんらかの方法で得た堆積膜の厚
さより、処理する膜の厚さに依存する他のプロセスの処
理を決定し、これと実際の処理を比較することによって
実現する。特にドライエッチングプロセスは、処理する
膜の厚さによって処理時間を変化させねばならないが、
ＬＳＩプロセスでは通常その膜厚は不明であり、エッチ
ング終点検知機能が不可欠になる。これを廃止すること
もできる。

【００２９】第５の目的を達成するために、なんらかの
方法で得た個々の基体それぞれの堆積膜の厚さより、個
々の基体それぞれのエッチング処理が終了する時間を予
測し、個々の基体それぞれのエッチング処理終了時間を
検知し、堆積膜の厚さの処理時間による商を求め、これ
を毎回記録し、以前の記録データと比較参照することに
よりエッチング処理速度の変動を抽出する。この変動が
所定の値よりも大きいときには、装置を停止させたり、
警報などの出力を行うなどの処置を講じ、不良品の生産
を最小限にとどめることである。

【００３０】さらに具体的には、前記第１の目的は、真
空槽と反応槽とを有し、真空槽内に収納した基体を真空
下で反応槽に移動し、反応槽内に反応ガスを供給して基
体表面に薄膜を形成する半導体製造装置において、反応
槽から排出されるＣＶＤ反応の生成ガス濃度を検出する
分析手段と、この分析手段によって分析された反応ガス
濃度データを逐次処理し、反応生成ガス濃度の積分値よ
り全反応量を算出して、反応槽内で現在堆積中の反応生
成物の量を検出する演算手段と、この演算手段の演算結
果によって反応生成物があらかじめ設定した目標堆積量
に達したときに成膜を停止させる成膜停止制御手段とを
備えることによって達成される。

【００３１】また、第２の目的は、前記基体温度測定手
段から出力される基体温度と基体上の所定の成膜面積よ
り、基体上での成膜量をリアルタイムで演算する演算手
段を備え、この演算手段によって求められた基体上での
成膜量と、前記反応ガス積算量より求めた成膜量を比較
することにより、基体以外での成膜量を算出する基体外
成膜量算出手段と、この算出手段によって算出された基
体外成膜量を積算し、反応室内に堆積した反応生成物の
総量を算出し、この算出した総量から反応室内の異物量
を類推する異物量類推手段を備えることによって達成さ
れる。

【００３２】また、第１及び第３の目的は、同様の前提
の半導体製造装置において、反応槽から排出されるＣＶ
Ｄ反応の生成ガス濃度を検出する分析手段と、この分析
手段によって分析された反応ガス濃度データを逐次処理
する演算手段と、この演算手段の演算結果によって反応
生成ガスの組成があらかじめ設定された基準値と大きく
異なるときにはその旨出力する出力手段を備えることに
よって達成される。

【００３３】また、第３の目的は、同様の前提の半導体
製造装置において、反応槽から排出されるガス濃度を検
出する分析手段と、この分析手段によって検出されたガ
ス濃度から反応原料ガスを導入する以前の反応槽の雰囲
気のガス濃度を検出する演算手段と、この演算手段から
出力されたガス濃度が基準となるガス濃度データと大き
く異なる場合、その旨出力する出力手段とを備えること
によって達成される。

【００３４】また第４の目的は、製品枚葉について一
部、もしくは全部の基体における成膜量をモニタできる
成膜装置を用いた半導体製造方法において、成膜工程で
得られた成膜量を基に、複数の工程のプロセス管理を行
うようにすることによって達成される。

【００３５】また、第５の目的は、製品枚葉について一
部、もしくは全部の基体における成膜量をモニタできる
成膜装置を用いた成膜工程と、それに続く露光工程、エ
ッチング工程を経る半導体製造方法において、成膜工程
で得られた成膜量を基にエッチング工程の処理時間を決
定することによって達成される。

【００３６】また、第５の目的は、製品枚葉について一
部、もしくは全部の基体における成膜量をモニタできる
成膜装置を用いた成膜工程と、それに続く露光工程、及
びエッチング終点検出機能を備えた装置を用いたエッチ
ング工程を経る半導体製造工程において、終点検出機能
により決定された実際のエッチング処理時間と、成膜工
程で得られた成膜量より算出したエッチング処理時間と
が異なる場合、その差に応じてエッチング速度等のエッ
チングパラメータに対してフィードバック制御をかける
ことによって達成される。

【００３７】また、第５の目的は、製品枚葉の少なくと
も一部の基体における成膜量をモニタできる成膜装置を
用いた成膜工程と、それに続く露光工程、及びエッチン
グ終点検出機能を備えた装置を用いたエッチング工程を
経る半導体製造工程において、終点検出機能により決定
された実際のエッチング処理時間と、成膜工程で得られ
た成膜量より算出したエッチング処理時間とが大きく異
なる場合、その旨を出力することによって達成できる。

【００３８】また、第５の目的は、製品枚葉の少なくと
も一部の基体における成膜量をモニタできる成膜装置を
用いた成膜工程と、それに続く露光工程、及びエッチン
グ終点検出機能を備えた装置を用いたエッチング工程を
経る半導体製造工程において、成膜工程で得られた成膜
量より算出したエッチング処理時間を所定の時間以上過
ぎても、エッチング終点が検出されない場合、処理を自
動的に終了もしくは、英法などの出力することによって
達成できる。

【００３９】

【作用】このように反応生成ガス分圧を測定することを
もって、真空槽内での反応の推移を知ることができる。
さらに、真空槽内での堆積反応がすべて基体上で進行し
ている場合には、この生成ガス濃度の積分値より基体上
の堆積量を求めることが可能となる。これらの演算をリ
アルタイムに行うことにより、堆積量が一定の値になっ
た際、演算手段よりマスフローコントローラへ反応原料
ガスの供給を停止させる信号を送ることにより、一定の
厚さをもった膜を成膜することが可能となる。また、生
成ガス濃度の推移をモニタすることにより、実際の成膜
工程における反応の推移を把握でき、反応過程に異常が
発生したときこれを検知できる。

【００４０】基体の温度を測定し、この測定結果をもと
に加熱手段の制御を行うことにより、成膜過程での反応
条件を最適なものに保つことが可能となる。

【００４１】基体の温度分布を測定しこれをもとに制御
を行うことにより、同一基体上で均一な膜を作ることが
できる。

【００４２】反応槽内に堆積した反応生成物の量をモニ
タし、これを積算していくことによって反応槽の清掃時
期をあらかじめ予測することができる。

【００４３】また、膜厚がわかっているとエッチング処
理時間を決定することができ、エッチング終点検知機能
の省略が可能である。また、エッチング終点機能と併せ
て用い、２つのデータを突き合わせてみることにより、
互いの故障チェックも可能となる。

【００４４】

【実施例】以下、図面を参照し、本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００４５】〈実施例１〉図１は第１の実施例にかかる
半導体製造装置、すなわち、Ｓｉウエハ等の半導体基板
に金属膜を形成するＣＶＤ装置の概略構成図である。

【００４６】同図において、半導体製造装置は２つの真
空槽からなり、第１の真空槽は大気から基体としての半
導体基板（以下、単に「基板」とも称する）５を真空中
に導入するためのロードロック真空槽１であり、第２の
真空槽はＣＶＤ反応槽２である。この２つの真空槽はゲ
ートバルブ３で区切られており、基板５は大気圧にて真
空槽１にセットされた後、真空槽１は真空ポンプ４によ
って真空に引かれる。基板５はゲートバルブ３を通して
反応槽２に導入される。

【００４７】反応槽２には基板５を加熱するための加熱
装置が設置されている。加熱装置としてはこの実施例で
はランプヒーター６を用いた。また、基板５の温度を測
定するために石英製の光導波路７を設け、基板５の裏面
に近接してその端面を設置し、基板５からの放射赤外光
を取り込むようになっている。光導波路７のもう一方の
端面は、赤外線検出器８に接続され、基板５からの熱放
射光は逐次温度に変換される。さらに、反応槽２内に存
在するノイズ光が検出器８に入るのを避けるため、この
光導波路７は金属製のジャケット９で覆われている。ま
た、ランプヒーター６からのノイズ成分を低減するため
に、光導波路７とランプヒーター６の間には、赤外線検
出器８にて検出される波長の光をカットする窓材１０を
設置する。

【００４８】検出器８は演算手段１１と基板温度表示手
段１２とに接続されており、検出器８からの出力は、演
算手段１１によって基板温度に関する情報に逐次変換さ
れ、表示手段１２に表示される。したがって、光導波路
７と第１の演算装置１１とが、第１の基体温度測定手段
を構成する。

【００４９】基板５からの熱放射光は、その基板の材質
や表面状態によって変動する。従って、基板５からの放
射光の強度を計測することによって、基板温度の温度を
検知する場合には、その基板の計測表面に固有の放射率
を演算手段１１に設定しておく必要がある。この放射率
の校正方法には、実際に計測する温度における放射率を
測定して校正する同温校正法と、室温における放射率を
用いる室温校正方法とがあるが、実際の温度にまで基板
を昇温させることは新たに校正用の加熱装置を設ける必
要があることや、スループットを確保する面で実用化が
難しい。ここでは、室温校正法を用いた場合を例にあげ
るが、同温校正法の適用が可能である場合には同温校正
法を用いることができることは言うまでもない。

【００５０】本実施例では、非接触で温度を測定するこ
とが出来る場合について説明しているが、温度センサを
接触させることが可能な場合には熱電対などの、より簡
便な方法を用いることも可能である。

【００５１】ランプヒーター６の出力は、ヒーター出力
の最適値を演算する第２の演算装置１３によって、ヒー
ター電源１４を制御することで調整することが可能であ
り、温度の設定値と赤外線検出器８の出力値が一致する
ように、ヒーター出力が調節される。また、基板温度設
定値、測定値及びヒーター出力値などは、一括して表示
手段１５に表示する。したがって、第２の演算手段１３
は加熱制御手段を構成する。

【００５２】反応槽２には原料ガスや希釈ガスを導入す
るポート１６、１７、１８がついており、形成する膜が
Ｗである場合を例に取ると、ＷＦ₆、Ｈ2、Ａｒなどがこ
こから導入される。またガスの導入量を制御するため
に、各ガス導入ポートにはマスフローコントローラ１
９、２０、２１が接続されている。これらの流量値は演
算手段１３から設定することが出来るようになってい
る。

【００５３】一方、反応槽内のガスの分析には四重極質
量分析計を用いたガス分析装置が使用される。このガス
分析装置はサンプルガス導入配管２２、四重極質量分析
管２３、電源及び増幅器２４、真空排気ポンプ２５によ
って構成されている。

【００５４】反応槽内から、四重極質量分析計へガスを
サンプリングするためのサンプルガス導入配管２２内面
には、サンプリングガスの輸送過程での反応や、吸着の
影響をできる限り低減するために、クロム酸化物（Ｃｒ
₂Ｏ₃）処理、ニッケルフッ化物（ＮｉＦ₂）処理といっ
た表面不動態化処理を施す。図２はサンプルガス導入配
管２２として表面処理を施さない通常のステンレス（Ｓ
ＵＳ）配管を用いた場合の反応生成ガスＨＦのモニタ値
の推移と、不動態化処理を施した配管を用いた場合のＨ
Ｆのモニタ値の推移を比較したものである。ＷのＣＶＤ
プロセスでは、基板温度、反応ガス流量が一定である場
合には一旦成膜が始まると、反応速度も一定になり図２
（Ａ）の点線で示すようにモニタされると予想される。
ところが、基板温度、ガス流量とも一定にして四重極質
量分析計によるモニタを行ったとき、配管にＳＵＳを用
いた場合には、四重極質量分析計２３へのガスの輸送過
程において、配管内面への吸着のためにモニタ値に遅れ
が生じる。この現象により、モニタの精度やリアルタイ
ム性能が低下する。一方て、配管内面に表面不動態処理
を施した場合には、四重極質量分析計によってモニタし
たＨＦガス濃度の推移は、前記した予想されるモニタ結
果により近いものとなり、サンプルガス導入配管２２内
での反応や吸着の影響が低減できた。

【００５５】図３は、四重極質量分析計にてモニタした
反応生成ガスＨＦの積算値と成膜前後での基板の重量変
化、即ち実際の堆積量との相関を示すものである。サン
プルガス導入配管２２にＳＵＳを用いた場合、この相関
精度は、3σ＝±6.3％であったのに対し、ＮｉＦ₂処理
を施したものを使用した場合には、3σ＝±4.3％となっ
た。また、サンプルガス導入配管２２へのＨＦガスの吸
着の影響をさらに低減するために、配管を１００℃に加
熱したところ、前記のモニタ値と実際の堆積量との相関
精度は、3σ＝±2.8％まで向上した。図３の結果より、
反応生成ガスであるＨＦの濃度の積算値をリアルタイム
に演算し、所定の値になったところで成膜原料ガスの供
給を停止する手段を備えることで、3σ＝±2.8％の精度
で所定の膜厚を得ることが可能であることが確認され
た。

【００５６】ガス分析装置は演算手段２６により制御さ
れ、また、ガス分析装置からの出力も、この演算手段２
６に加えられ、表示手段２７に表示される。第４の演算
装置２８では、流量が既知かつ安定であるガスの分圧を
基準にとり、堆積反応により発生した反応生成ガスの分
圧を演算によって算出し、この結果を表示手段２９に表
示する。具体的に先にあげたＷのＣＶＤを例にとれば、
流量が既知であるＡｒガスもしくはＮ₂ガスについて得
られる四重極質量分析計のピークを基準とし、反応生成
ガスであるＨＦについて得られるピークとの比をとるこ
とで、ＨＦの分圧を算出し、さらにここからＨＦの発生
量を算出する。また、第４の演算手段２８では、成膜反
応開始時間の判定や、成膜量の算出などの諸演算も行
う。

【００５７】また、堆積反応として、Ｓｉウエハ上への
Ｗの堆積実験を行った結果について説明する。この反応
ではＷＦ6を原料ガスとして用い、Ｈ₂を還元ガスとして
用いる。上記したように、この反応の際には反応副生成
物としてＨＦが生成することが知られている。従って本
実験例ではＨＦについてＡｒとの相対的なピーク値をモ
ニタする。この様子を図４に示す。図４において横軸は
時間、縦軸はガスの相対濃度である。ガス分析装置の出
力より求めたＡｒとＨＦのイオン強度の比より演算して
求めた反応生成ガスＨＦの相対濃度が１０１である。た
だし、便宜上正しいスケールにはなっていない。図４に
は原料ガスを反応槽内に導入したタイミング１０２と原
料ガス導入を停止したタイミング１０３を示している。
反応生成ガス濃度は原料ガスを導入した直後からわずか
ながら増加し、３５秒経過した時点１０４で明瞭な増加
を示し、さらにあるところで飽和することがわかる。こ
のことは３５秒経過時点１０４で半導体基板５上での堆
積反応が始まったことを示す。このようにＣＶＤによる
堆積では堆積開始の時間遅れ１０５が存在し、ある時は
５秒程度になったり、ある時は１分程度になるといった
ように基板５の表面状態によってこの時間の長さが異な
ることが知られている。この時間遅れ１０５が異なるこ
とにより原料ガスの導入開始から導入停止までの時間を
一定にしても、実成膜時間１０６は一定とはならず、こ
のため膜厚は異なってくる。したがって、膜厚を一定に
保つためには反応をモニタすることが必要である。

【００５８】反応生成物の濃度を積分してゆくことで、
基板５以外で進行した反応も含んだ反応槽２内での全反
応量を知ることができる。また、この値が目標値に達し
たかどうかを演算手段２８にて判定し、もし積分量が目
標値と一致した場合には、演算手段１３を介してマスフ
ローコントローラ内バルブを閉めることで反応原料ガス
を停止し、成膜を終了する機能を備える。従って、この
実施例では、第４の演算装置１３、２８が成膜停止制御
手段を構成する。

【００５９】一方、成膜反応の活性化エネルギーを実験
的に求めておき、前述の方法で基板５の温度を実測する
と、反応が基板５上での反応が律速となっている場合に
は、基板５上への成膜速度を算出することができる。Ｈ
₂によるＷＦ₆の還元、Ｗを堆積させる反応の場合、反応
速度は上記（３）式で示される。本反応は４００℃以上
の温度で急速に進行するので、通常はこの温度領域で成
膜を行うが、実プロセスではＨ2ガスを導入したときな
ど、一時的に温度が４００℃を割り込むこともあり、こ
のため温度測定装置には、最低測定可能温度が４００℃
以下のものを用いなければならない。

【００６０】さらに、ガス導入時間から成膜遅れ時間を
差し引いた実反応時間をガス分析装置から知ることで、
実際に基板５上に堆積した膜厚を求める。具体的には反
応生成ガスであるＨＦの相対濃度の推移を微分し、その
符号の変化をとるなどして堆積反応の開始時点を決定す
る演算を第４の演算手段２８にて行う。また第４の演算
手段２８へは、基板温度についての情報が逐次、第１の
演算手段１１から入力されており、成膜速度の変化が算
出される。この成膜速度を前述の反応開始時点からガス
導入停止に至るまで積分することにより堆積された膜厚
を得る。

【００６１】上記方法にて、第４の演算手段２８にてリ
アルタイムで反応開始を判定し、さらに第４の演算手段
２８にて、この時点から成膜速度を時間について積算し
て行き、基板５上の目標成膜量にこの積算量が達したと
きに、第４の演算手段２８より第２の演算手段１３を介
して原料ガスの導入を停止させる機能を備える。

【００６２】反応生成ガスの積算値より求めた反応槽内
の全反応量と、基板温度と実成膜時間をもとに計算より
求めた基板５上への堆積膜の量とを、成膜１回毎に差引
することにより、基板５以外での成膜量即ち反応槽内へ
の成膜量を求めることができる。この値がある一定の値
を越えると、異常成膜として第４の表示手段２９へ表示
もしくは警報手段３１へ出力することによって警告を発
する機能を備える。また、これらの情報は記録手段３０
に記録することができる。

【００６３】また、この値を第４の演算手段２８などで
積算していくことにより、反応槽２内に貯った反応生成
物の累積堆積総量を知ることができ、これを第４の表示
手段２９に表示することなどで、次の反応槽２の全掃の
時期をあらかじめ見当づけることができる。また、この
累積堆積量がある値を越えると反応槽２のクリーニング
を行うように第４の表示手段２９に表示もしくは警報手
段３１へ出力することで警告を発する機能を備える。し
たがって、第４の演算装置２８が分析手段によって分析
された反応ガス濃度データを逐次処理する演算手段、基
体以外の成膜量を算出する基体外成膜量算出手段、及び
反応室内の異物量を類推する異物量類推手段をそれぞれ
構成し、第４の表示装置２９及び警報装置３１が反応の
組成があらかじめ設定された基準値と大きく異なるとき
にその旨出力する出力する手段を構成する。

【００６４】以上の演算のアルゴリズムの例を具体的に
図５に示す。

【００６５】基板５の放射率を室温校正によって求め、
この値を第４の演算装置に入力する（ステップＳ０）。
基板５を反応槽２内に導入し（ステップＳ１）、モニタ
ーを開始すると（ステップＳ２）、まず反応槽２内の状
態を判定する（ステップＳ３）。この判断のアルゴリズ
ムを図５の（Ａ）に示すが反応槽２内のガス組成を測定
し（ステップＳ３−１）、基準となるデータを記録装置
３０から読みだし（ステップＳ３ー２）、両者の比較演
算を第４の演算装置２８にて行う（ステップＳ３−
３）。これが大きく異ならない場合には、反応槽２内は
異常なしとしてプロセス処理を続行する。異常がある場
合には、記録装置３０に記録してある様々な異常時の基
準データを参照し、考えられる異常の原因を表示装置２
９に表示する（ステップＳ３−４、Ｓ３−５）。

【００６６】上記雰囲気に異常がなかった場合、不活性
ガスを導入し（ステップＳ４）、基板５の加熱を開始し
て（ステップＳ５）、目標温度になったことを基板温度
計測機構にて確認した後（ステップＳ６）、反応原料ガ
スを導入する（ステップＳ７）。

【００６７】反応ガス導入開始後成膜し（ステップＳ
８）、逐次プロセスをモニタして諸演算を行う（ステッ
プＳ９）。このアルゴリズムを図３（Ｂ）に示す。この
アルゴリズムでは、まず、反応生成ガス濃度を測定し、
堆積反応開始を検出する。堆積反応開始後も反応槽２内
の反応原料ガス濃度（ステップＳ９−１）、反応生成ガ
ス濃度（ステップＳ９−２）、基板温度を逐次測定し
（ステップＳ９−３）、反応槽内全成膜反応速度（ステ
ップＳ９−４）、反応槽内堆積量（ステップＳ９−
５）、基板上成膜反応速度（ステップＳ９−６）、基板
上成膜量（ステップＳ９−７）、基板外成膜反応速度
（ステップＳ９−８）、基板外堆積量（ステップＳ９−
９）を演算し、各々積算していく。この中の基板上成膜
反応（堆積）量の積算値が所定の量に達するまでこれら
の測定、演算を繰り返す。所定の反応量に達したら（ス
テップＳ１０）、第４の演算装置２８より、第２の演算
装置１３を介してマスフローコントローラ１９、２０、
２１に反応原料ガス供給停止の指示がでて、反応を停止
する（ステップＳ１１）。そして、堆積反応開始から反
応終了までの時間を記録装置３０にて記録する。同時に
この全成膜時間とあらかじめ設定された成膜基準値を比
較し（ステップＳ１２）、この値が基準値から大きく外
れる場合には、第４の表示装置２９に表示もしくは警報
装置３１へ出力することで警告を発する機能を備える
（ステップＳ１３）。

【００６８】記録装置３０には、上記堆積反応時間に関
する情報のみならず、個々の基板に関する堆積の進行状
況、原料ガスの流量等の処理の内容等、プロセスモニタ
結果や諸演算の結果についても記録される。

【００６９】このように構成された第１の実施例によれ
ば、図５（Ｂ）における諸測定、諸演算は順番を前後さ
せることが可能であり、例えば、反応原料ガス濃度測定
（ステップＳ９−２）の前に基板温度測定（ステップＳ
９−３）を行うことも可能である。

【００７０】またあらかじめ成膜量の推移に対して比較
すべき基準量を設定することで、実際の成膜工程がこの
基準値から大きく外れた場合、その異常の内容を表示し
たり、記録を行ったり、警報を発することもできる。

【００７１】また、ＣＶＤ堆積反応中の反応槽２内のガ
スの組成について比較すべき基準量を設定することで、
実際の成膜工程がこの基準値から大きく外れた場合、そ
の異常の内容を表示したり、記録を行ったり、警報を発
することもできる。

【００７２】また、ＣＶＤ反応槽内のガスの組成につい
て、反応原料ガスもしくは不活性ガス導入以前の組成と
比較すべき基準量とを比較して、実際の成膜工程がこの
基準値から大きく外れた場合、その異常の内容を表示し
たり、記録を行ったり、警報を発することもできる。

【００７３】また、図１のシステムでは、演算処理装置
の処理能力を考慮して第１ないし第４の複数の演算装置
１１、１３、２６、２８を用いたが、かかる問題が解決
される場合には、さらにシステムを簡略化することも可
能であり、例えば図６に示すようなシステムを用いるこ
とも可能である。なお、この変形例においては、第１、
第３及び第４の演算装置１１、２６、２８と表示装置１
２、２７、２９を、第２の演算装置１３及び表示装置１
５にまとめてしまった例であり、同等な各部には同一の
参照符号を付し、それら各部の説明は省略する。

【００７４】また、本実施例では、真空槽をロードロッ
ク真空槽１とＣＶＤ反応槽２の２つから構成される例を
示したが、例えばロードロック真空槽１を１つとＣＶＤ
反応槽２が複数ある場合や、ロードロック真空槽１とＣ
ＶＤ反応槽２の他に搬送用の真空室を持つ場合など、真
空槽の構成が異なる場合にも本発明は適用可能である〈実施例２〉実施例２は、実施例１と同様なＣＶＤ成膜
プロセスにおいて、基体全体の温度を均一にするように
した例である。

【００７５】図７はＳｉウエハなどの半導体基板４６に
金属膜を形成するＣＶＤ装置の概略構成図である。この
装置は２つの真空槽からなり、第１の真空槽４１は大気
から半導体基板４６を真空中に導入するためのロードロ
ック真空槽であり、第２の真空槽４２はＣＶＤ反応槽で
ある。この２つの真空槽４１、４２は、ゲートバルブ４
３で区切られており、基板は大気圧にて真空槽４１にセ
ットされた後、真空槽４１は真空ポンプ４４によって真
空に引かれ、基板４６はゲートバルブ４３を通して反応
槽４２に導入される。また、ＣＶＤ反応槽４２は真空ポ
ンプ４５によって真空に保たれる。

【００７６】反応槽４２には基板４６を加熱するための
加熱手段が設置されている。具体的には、加熱手段に複
数のランプヒーター４７、４８、４９を用いた。基板４
６に接して、基板４６を均一に加熱する役目を果たすサ
セプタ５３も設置される。

【００７７】また、基板の温度を測定するために石英製
の光導波路５０を設け、基板裏面に近接してその端面を
設置し、半導体基板４６からの放射赤外光を取り込むよ
うになっている。光導波路５０のもう一方の端面は、赤
外線検出器５１に接続され、基板４６の輻射エネルギー
は逐次温度に変換される。さらに、反応槽４２内に存在
するノイズ光が赤外線検出器５１に入射することを避け
るために、光導波路５０は金属製のジャケット５２で覆
われている。また、ランプヒーター４７、４８、４９か
らのノイズ成分を低減するために、光導波路５０とラン
プヒーター４７、４８、４９の間には、赤外線検出器５
１にて検出される波長の光をカットする窓材５７を設置
する。

【００７８】また、本実施例では、より精度良く温度を
測定するために赤外線検知器５１にシリコン（Ｓｉ）フ
ォトダイオードを用いた。この素子は、1.2μｍ以下の
波長の光のみを検知する特性がある。Ｓｉウエハを基板
４６として用いた場合、Ｓｉウエハの放射率が温度と波
長によって変化するため放射光からの温度決定が困難と
なるが、1.2μｍ以下の波長の光についてだけ見ると、
放射率が温度に依存しないので、この素子を用いること
でＳｉウエハの正確な温度測定が可能になる。図８に0.
9μｍを検知光とした場合のＳｉウエハの放射率の温度
依存性を示す。３００℃から５００℃の範囲において、
0.9μｍの放射光は温度依存性が殆どない。次に図９に
Ｓｉ赤外線検知器（温度計）５１を用いた場合とＨｇ−
Ｃｄ−Ｔｅ放射温度計を用いた場合の温度の測定値と真
の値とを測定し比較した結果を示す。このＨｇ−Ｃｄ−
Ｔｅ放射温度計は10μｍの波長を検知する赤外線検知器
を用いたものである。図９（ｂ）に示すように、本実施
例のＨｇ−Ｃｄ−Ｔｅ放射温度計では、放射率の温度依
存性の影響を受け、表示が真の値からずれてしまうのに
対し、図９（ａ）に示すようにＳｉ赤外線検知器を用い
た場合には、広範囲にわたり正確な測定が可能であるこ
とがわかった。

【００７９】次に種々の膜を堆積したウエハ温度を計測
した結果を図１０に示す。検知波長0.9μｍの本実施例
のＳｉ赤外線検知器（温度計）５１を用い、放射率を0.
63として設定した場合、ウエハ種によらず３００℃から
５００℃の範囲において±５℃の誤差範囲内での温度測
定が可能であることが確認された。

【００８０】検出器５１からの出力は、第１の演算装置
５８によって基板温度に関する情報に逐次変換され、第
１の表示装置５８に表示される。

【００８１】サセプタ５３の裏面には複数の熱電対５
４、５５、５６が取り付けられており、その出力は第２
の演算装置６０にＡ／Ｄコンバータ等を通して入力され
る。基板４６の温度分布は、それに接するサセプタ５３
の分布を反映したものであるので、本実施例のように複
数の熱電対５４、５５、５６をサセプタ５３の複数の点
に取り付け、各々の点の温度を検出することで基板４６
の温度分布を間接的に求めることができる。熱電対５
４、５５、５６の代わりに上記赤外線検出器（温度計）
を用いることも可能であり、直接基板４６の温度を測定
するのでより精度の高い測定が可能であるが、この場
合、複数の光導波路を反応槽４２に導入する必要があ
り、装置の構造が複雑になるため実用的ではない。した
がって、この実施例では、光導波路５０、赤外線検出器
５１及び第１の演算手段５８が第１の基板温度測定手段
を構成し、熱電対５４、５５、５６及び第２の演算装置
６０が第２の基板温度測定装置を構成している。

【００８２】ランプヒーター４７、４８、４９の出力
は、ヒーター出力の最適値を演算する演算装置６０によ
って、それぞれのヒーター電源６２、６３、６４を制御
することで調整することが可能であり、温度の設定値と
赤外線検出器５１の出力値が一致するように、また、熱
電対５４、５５、５６の出力が等しくなるように、各々
のヒーターの出力及び出力のバランスが調節されるよう
になっている。また、基板温度設定値、赤外線検知器５
１と熱電対５４、５５、５６からの測定値及び各々のヒ
ーター４７、４８、４９の出力値などは、一括して第２
の表示装置６１に表示することができる。

【００８３】反応槽４２には原料ガスや希釈ガスを導入
するポート６５、６６、６７がついており、形成する膜
がＷである場合を例に取ると、ＷＦ6、Ｈ2、Ａｒなどが
ここから導入される。またガスの導入量を制御するため
に、各ガス導入ポート６５、６６、６７にはマスフロー
コントローラ６８、６９、７０が接続されている。

【００８４】本実施例の方法でＣＶＤ堆積処理した基板
４６の膜厚分布と、加熱ヒーターのバランスコントロー
ルなしでＣＶＤ堆積処理をした基板４６の膜厚分布を比
較するため、実施例１と同様にＷの各々の方法での堆積
を行った。後者の方法では、基板４６の温度がサセプタ
５３に１つだけ取り付けた熱電対の出力と一致し、しか
も基板４６の温度が均一になっていると仮定して、熱電
対の出力が常に目標温度になるように複数のランプヒー
タの出力を同出力にしながら制御を行った。この結果、
従来の方法では、同一基板４６内の膜厚ばらつきが平均
で約１５％であったのに対して、本実施例の方法で成膜
を行ったものは平均で約５％のばらつきと大幅に均一性
が改善された。また、１枚の基板４６に堆積された膜の
平均の厚さも、従来法で堆積した膜は基板温度より算出
されるものより１０％程度薄くなったが、本発明の方法
を用いると７％程度薄くなったにとどまった。

【００８５】本実施例では、赤外線検知器５１と熱電対
５４、５５、５６の組合せで温度を測定したが、その他
の組合せでも同様な効果が挙げられるのは言うまでもな
い。また、温度測定装置および、加熱装置は複数であれ
ばいくつでも本実施例を適用でき、また加熱装置が１つ
しかないときでも、なんらかの方法で基板の温度分布を
調整できる装置があれば本発明を適用できる。

【００８６】ＣＶＤ工程以外でも、例えば基板の温度に
よって膜質が大きく変わるＡｌのスパッタリング工程な
どでも、本発明は大きな効果を挙げることができる。

【００８７】〈実施例３〉ここでは、図１に示した成膜
装置で基板上への成膜量をモニタしながらＷを成膜し、
この成膜量をもとに、この膜のＳＦ₆（六フッ化硫黄）
によるドライエッチング処理時間を決定する例を示す。

【００８８】図１１にこのシステムの概略図を示す。こ
の図では、図１に示したシステムを簡略化し、成膜装置
７１とモニタシステム７２として示した。これらの機能
は実施例１で既に述べたものと同様である。システムは
この他に成膜モニタ結果からエッチング処理時間を算出
する演算装置７３と、処理条件とエッチング速度の相関
についてのデータが格納される記憶装置７４と、演算装
置７３からの制御信号を受けエッチング処理を制御する
エッチングコントローラ７５と、エッチング装置７６と
から構成される。

【００８９】図１２にこのシステムを用いた処理のフロ
ーシートである。なお、説明文中の番号は図１１に示し
たものを用いた。まず、基板７７ａにエッチング処理を
行う膜を成膜装置７１にて成膜し（ステップＳ２１）、
成膜量をモニタシステム７２で抽出する（ステップＳ２
２）。成膜処理を行う際、予め基板毎に決めておいた基
板番号をモニタシステムに入力しておく。成膜量及び基
板番号に関する情報は演算装置７３に送られ、予め調べ
ておいて記憶装置７４にインプットしておいたエッチン
グ出力、エッチングガス圧力、ガス流量等のエッチング
パラメータとエッチング速度の相関を参照することによ
り、エッチング処理を行おうとしている条件のもとでの
処理時間を算出する（ステップＳ２３）。この処理時間
に関する演算結果は、基板番号とともに記憶装置７４に
記憶される。

【００９０】一方、成膜を終えた基板７７ｂはレジスト
塗布、露光工程を経てエッチング工程に送られる。

【００９１】該基板をエッチング処理装置７６に入れる
際には、基板番号をエッチング制御装置７５に入力す
る。この情報は演算装置７３に送られ、記憶装置７４に
記憶されていた該当番号の基板のエッチング処理時間が
演算装置７３に読み込まれる。基板がエッチング処理槽
内にセットされ、ＳＦ₆圧等処理槽内の雰囲気が所定の
値に達すると、演算装置７３からエッチング開始の信号
がエッチングコントローラ７５に送られ、エッチング処
理が開始される（ステップＳ２４）。さらに、上記方法
によって算出されたエッチング処理時間に達すると演算
装置７３より、エッチング停止信号がエッチングコント
ローラ７５に送られ（ステップＳ２５，Ｓ２６）、エッ
チング処理が停止される（ステップＳ２７）。

【００９２】本実施例では、ＷのＣＶＤ成膜プロセスで
の成膜モニタの結果を用いてエッチング処理時間の決定
を行ったが、同様な手法は製品枚葉にて成膜量をモニタ
できる成膜装置を用いれば、エピタキシャル単結晶Ｓ
ｉ、ＳｉＮ₄等を始めとする各種ＣＶＤプロセスやＡ
ｌ、ポリシリコン等のスパッタプロセス等でも適用でき
る。

【００９３】〈実施例４〉本実施例では、上記実施例３
で示した方法で求められたエッチング処理予測所要時間
と、エッチング装置に付属しているエッチング終点検出
機能を用いて決定された実エッチング処理時間に差があ
るとき、この結果をエッチングパラメータにフィードバ
ックさせる方法を、ＷのＳＦ₆によるエッチング工程で
検討したものである。

【００９４】図１３にこのシステムの概略構成図を示
す。この図では図１に示したシステムを簡略化し、成膜
装置８１とモニタシステム８２として示した。これらの
機能は実施例１既に述べたものと同様である。システム
は、この他に成膜モニタ結果からエッチング時間を算出
する演算装置８３と、処理条件とエッチング速度の相関
についてのデータが格納されている記憶装置８４と、処
理が異常と認識された場合にブザーなどの警報を発する
警報装置８５と、処理の状態を表示する表示装置８６
と、演算装置８３からの制御信号を受けエッチング処理
を制御するエッチング制御装置８７と、エッチング終点
検出機構８８と、エッチング処理装置８９とから構成さ
れる。

【００９５】図１４はこのシステムにおける処理手順を
示すフローチャートである。なお、説明文中の番号は図
１３に示したものを用いた。まず、基板９０ａにエッチ
ング処理を行うＷ膜を成膜装置８１にて成膜し（ステッ
プＳ３１）、成膜量をモニタシステム８２で抽出する
（ステップＳ３２）。成膜処理を行う際、予め基板毎に
決めておいた基板番号をモニタシステムに入力してお
く。成膜量及び基板番号に関する情報は演算装置８３に
送られ、予め調べておいて記憶装置８４にインプットし
ておいたエッチング出力、エッチングガス圧力、ガス流
量等のエッチングパラメータとエッチング速度の相関を
参照することにより、エッチング処理を行おうとしてい
る条件のもとでの処理時間を予測する（ステップＳ３
３）。この処理時間に関する予測結果は、基板番号と共
に記憶装置８４に記憶される。

【００９６】一方、成膜を終えた基板９０ｂはレジスト
塗布（ステップＳ３４）、露光工程（ステップＳ３５）
を経てエッチング工程に送られる。

【００９７】該基板をエッチング処理装置８９に入れる
際には、基板番号をエッチング制御装置８７に入力す
る。この情報は演算装置８３に送られ、記憶装置８４に
記憶されていた該当番号の基板のエッチング処理時間が
演算装置８３に読み込まれる。基板がエッチング処理槽
内にセットされ、ＳＦ₆圧等処理槽内の雰囲気が所定の
値に達すると、演算装置８３からエッチング開始の信号
がエッチング制御装置８７に送られ、エッチング処理が
開始される（ステップＳ３６）。エッチング終点検出機
構８８にてエッチング処理の終点が検出されると（ステ
ップＳ３７，Ｓ３８）、エッチング制御装置８７にエッ
チング処理終了の信号が送られ、エッチング処理が終了
されると同時に、演算装置８３にも同様な信号が送ら
れ、実エッチング処理時間が算出される（ステップＳ３
９）。この値と上記膜厚から求めたエッチング処理時間
を演算装置８３にて比較し（ステップＳ４０）、この差
が所定の値より大きくなる場合には、記憶装置８４に記
憶しておいたエッチングパラメータ補正関数をもとに、
その差に応じてエッチング出力、エッチングガス圧力等
エッチングパラメータに補正を加え、エッチング条件を
調整する（ステップＳ４１，Ｓ４２）。また、差が所定
の値より大きい場合、その旨を表示装置８６に表示、も
しくは警報装置８５に出力、記憶装置８４に記録する。

【００９８】一方、前記の差が所定の値の範囲内に収ま
っていれば、次基体のエッチング処理を行う（ステップ
Ｓ４３）。

【００９９】本実施例では、エッチングパラメータに対
してフィードバック制御をかけることにしているが、ガ
ス流量など自動制御を実行することが危険である場合な
ど、自動制御が好ましくないと判断される場合には、エ
ッチング条件を調整することなく、表示装置８６に表
示、もしくは警報装置８５に出力、記憶装置８４に記録
することのみを行うことも可能である。

【０１００】また、エッチングプロセスの異常をより早
く検知するために、演算装置８３にてエッチング処理が
始まってからの時間を常にカウントし、これを成膜量の
モニタ結果から予測されるエッチング処理時間と比較を
行うことにより、もし所定の時間経過してもエッチング
の終点が検出されない場合には、自動的にエッチング制
御装置８７に処理終了を送り、警報装置８５等に出力す
ることも可能である。

【０１０１】本実施例では、エッチング処理の時間につ
いてのみを管理し、これをもとにエッチングパラメータ
の補正を行う例を示したが、例えば、エッチング終点検
出機構として一般に用いられている発光スペクトル分析
において、モニタする物質の発光強度のプロファイルを
所定の処理のプロファイルと比較管理し、これをもとに
パラメータ補正を行うこともできる。この場合には、プ
ロファイルの比較演算をリアルタイムで行うことで、そ
の差に応じたエッチング出力などのパラメータの変更が
エッチング処理中に随時可能となり、より所定の条件に
近い状態での処理を行うことができる。

【０１０２】また、本実施例を適用することにより、前
記成膜量モニタもしくは、エッチング終点モニタいずれ
かが故障などによって異常な数値を出力するようになっ
た場合でも、相互の結果を常に照らし合わせることにな
るので、モニタ自体の状態のチェックも同時に行うこと
ができ、モニタの信頼性も向上させることができる。

【０１０３】

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、本発
明によれば、ＬＳＩ製造工程のＣＶＤプロセスの不良を
低減するだけでなく、エッチング工程など他のプロセス
における不良の低減にも寄与することができる。また、
反応槽内への反応生成物の堆積量を知ることが可能にな
り、この反応生成物に起因する異物の突発的な発生によ
る歩留りの低下を未然に防ぐことができるため、結果的
に歩留り向上に寄与する。また、従来のような突発的な
異物の発生を防ぐことにより、生産計画の実行のための
障害を取り除くこともできる。また、成膜の推移をモニ
タできることで、真空槽の異常を早期に発見でき装置稼
働率の向上に寄与する。モニタの自動化が容易なこと、
品質検査工程の簡易化を図れることにより、省人化に寄
与することができる。また、このことはＬＳＩの高信頼
性化、及び製造工程の合理化、生産性の向上に多大に貢
献寄与する。

【０１０４】さらに具体的には、反応槽から排出される
ＣＶＤ反応の生成ガス濃度を検出する分析手段と、この
分析手段によって分析された反応ガス濃度データを逐次
処理し、反応生成ガス濃度の積分値より全反応量を算出
して、反応槽内で現在堆積中の反応生成物の量を検出す
る演算手段と、この演算手段の演算結果によって反応生
成物があらかじめ設定した目標堆積量に達したときに成
膜を停止させる成膜停止制御手段とを備えた請求項１記
載の発明によれば、演算手段が反応槽内における堆積中
の反応生成物の量をリアルタイムに検出でき、これによ
ってＬＳＩ製造工程のＣＶＤプロセスの不良を低減する
だけではなく、エッチング工程など他のプロセスにおけ
る不良の発生を低減することができる。また、反応槽内
への反応生成物の堆積量を知ることが可能となり、反応
槽の清掃を行うタイミングを的確に把握できる。また、
反応生成物に起因する異物の突発的な発生による歩留り
の低下を未然に防ぐことができるので、結果的に歩留り
を向上することができる。

【０１０５】反応槽から排出されるＣＶＤ反応の生成ガ
ス濃度を検出する分析手段装置と、この分析手段によっ
て分析された反応生成ガス濃度データを逐次処理する演
算手段と、この演算手段の演算結果によって反応生成ガ
スの組成があらかじめ設定された基準値と大きく異なる
ときにはその旨出力する出力手段とを備えた請求項２記
載の発明によれば、反応槽から排出される反応生成ガス
の濃度データを検出して反応槽内の異常を検出できるの
で、ＬＳＩ製造工程のＣＶＤプロセスの不良を低減する
だけでなく、エッチング工程など他のプロセスにおける
不良の発生を低減することができる。また、早期に異常
に対応することが可能となり、もって歩留りの低下を未
然に防ぐことができ、また、稼働率の向上を図ることが
できる。

【０１０６】基体の温度を測定するための測定可能下限
温度が４００℃以下の基体温度測定手段をさらに備えた
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の
発明の効果に加えて基板温度を確実に測定することがで
き、基体温度に基づいた処理及び制御が可能になる。

【０１０７】基体を加熱する基体加熱手段と、前記基体
温度測定手段からの検出出力に応じて前記基体加熱手段
の加熱制御を行う加熱制御手段とをさらに備えた請求項
４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加
えて基板温度に基づいて成膜速度を制御することがで
き、さらには、実成膜時間との関係で基板上の堆積膜の
量の算出基準となる。

【０１０８】基体温度を直接測定する非接触式の第１の
基体温度測定手段と、基体に接する複数の部位に配さ
れ、基体温度を間接的に測定する第２の基体温度測定手
段とを備え、間接的に基体上の複数の点の温度を測定す
ることによって、基体の温度と基体上の温度分布を同時
に検出する請求項５記載の発明によれば、請求項１、２
及び３の効果に加えて基体上の温度検出をさらに精度よ
く行え、さらにはこの結果を踏まえて、反射率分布、抵
抗率分布などの測定によることなく、ウエハ上へ成膜さ
れる膜の膜厚分布に関しての知見を得ることが可能にな
る。

【０１０９】基体を加熱する基体加熱手段と、前記第１
および第２の基体温度測定手段によって測定された温度
分布の測定結果に応じて前記基体加熱手段の加熱制御を
行う加熱制御手段とをさらに備えた請求項６記載の発明
によれば、請求項５記載の発明の効果に加えて、基体温
度制御がさらに精度よく行え、これによって基板温度に
基づいて成膜速度をさらに精度よく制御することがで
き、実成膜時間との関係で基板上の堆積膜の量の基準精
度を高めることができる。

【０１１０】基体加熱手段が隔離された雰囲気内に設置
された基体を光透過窓を通して照射するランプ光から、
前記基体温度測定手段が基体からの熱放射光によって温
度を検知する光検知素子からそれぞれなり、前記ランプ
光から照射され前記雰囲気内に導入される光は、光検知
素子で検知する光の波長を含まないように構成された請
求項７記載の発明によれば、請求項４または６記載の発
明の効果に加えて、ノイズの影響を最小限に抑えた温度
検出が可能になる。

【０１１１】基体温度測定手段から出力される基体温度
と基体上の所定の成膜面積より、基体上での成膜量をリ
アルタイムで演算する演算手段をさらに備えた請求項８
記載の発明によれば、成膜量がリアルタイムで検出でき
るので、ＬＳＩ製造工程のＣＶＤプロセスにおける不良
発生を低減するだけでなく、エッチング工程など他のプ
ロセスにおける不良の発生を低減することができる。ま
た、成膜の推移をモニタでき、真空槽の異常を早期に発
見できるとともに装置稼働率の向上に寄与し、モニタの
自動化が容易なこと、品質検査工程の簡易化が図れるこ
とにより、省人化、半導体生産の総所要時間の短縮にも
寄与することができる。

【０１１２】演算手段によって求められた基体上での成
膜量と、前記反応ガス積算量より求めた成膜量とを比較
することにより、基体以外での成膜量を算出する基体外
成膜量算出手段をさらに備えた請求項９記載の発明によ
れば、請求項８記載の発明の効果に加えて、反応槽内へ
の反応生成物の堆積量を知ることが可能となり、清掃の
タイミングを的確に把握できるとともに、反応生成物に
起因する異物の突発的な発生による歩留りの低下を未然
に防ぐことができるため、結果的に歩留りの向上を図る
ことができる。

【０１１３】基体外成膜量算出手段によって算出された
成膜量を積算し、反応室内に堆積した反応生成物の総量
を算出し、この算出した総量から反応室内の異物堆積量
を類推する異物量類推手段をさらに備えた請求項１０記
載の発明によれば、突発的な異物の発生を類推すること
ができるので、この異物の発生を防ぐことが可能とな
り、生産計画の実行のための障害を取り除くことができ
る。

【０１１４】あらかじめ基体に対して成膜される成膜量
の推移に対して比較すべき基準量を設定し、成膜工程で
成膜量が前記基準値から大きく外れたときには、その旨
出力する出力手段をさらに備えた請求項１１記載の発明
によれば請求項１記載の発明の効果に加えて、歩留りの
向上と装置稼働率の向上を図ることができる。

【０１１５】真空槽と反応槽とを有し、真空槽内に収納
した基体を真空下で反応槽に移動し、反応槽内に反応ガ
スを供給して基体表面に薄膜を形成する半導体製造装置
において、反応槽から排出されるガス濃度を検出する分
析手段と、この分析手段によって検出されたガス濃度か
ら反応原料ガスを導入する以前の反応槽の雰囲気のガス
濃度を検出する演算手段と、この演算手段から出力され
たガス濃度が基準となるガス濃度データと大きく異なる
場合、その旨出力する出力手段とを備えた請求項１２記
載の発明によれば、濃度データから真空槽内の異常を早
期に発見できるので、反応室内の雰囲気の状態を把握で
き、これによって膜質を一定にに保持でき、歩留りの向
上を図ることができる。

【０１１６】出力手段を表示手段、警報手段、及び記録
手段の少なくとも１つから構成した請求項１３記載の発
明によれば、装置などの異常が、作業者から容易に認識
できる。

【０１１７】分析手段が質量分析計からなる請求項１４
記載の発明によれば、精度よくガス濃度の分析を行うこ
とができる。

【０１１８】反応槽内から質量分析計までガスをサンプ
リングするための配管内面に表面処理を施す請求項１５
記載の発明によれば、請求項１４記載の発明の効果に加
えて、さらに精度の高いガス濃度の分析を行うことがで
き、さらには、膜厚制御の精度を向上することができ
る。

【０１１９】成膜工程で得られた成膜量を基に、複数の
工程のプロセス管理を行う請求項１６記載の発明によれ
ば、他の半導体製造工程のモニタの省略や管理を可能に
し、ひいては複数の半導体プロセスの管理を可能にする
ことができる。

【０１２０】成膜工程で得られた成膜量をもとにエッチ
ング工程の処理時間を決定する請求項１７記載の発明に
よれば、成膜の推移をモニタして、エッチング処理時間
を決定できるので、エッチング工程における不良の発生
を最小限に抑えることが可能となる。

【０１２１】終点検出機能により決定された実際のエッ
チング処理時間と、成膜工程で得られた成膜量より算出
したエッチング処理時間とが異なる場合、その差に応じ
てエッチング速度等のエッチングパラメータに対してフ
ィードバック制御をかける請求項１８記載の発明によれ
ば、エッチング工程における不良の発生を最小限に抑え
ることが可能となる。

【０１２２】終点検出機能により決定された実際のエッ
チング処理時間と、成膜工程で得られた成膜量より算出
したエッチング処理時間とが大きく異なる場合、その旨
を出力する請求項１９記載の発明によれば、エッチング
の異常を知ることができるので、エッチング工程におけ
る不良の発生を最小限に抑えることが可能になると共
に、歩留りの向上を図ることができる。さらには、成膜
量モニタとエッチング終点検出モニタのデータを常に突
き合わせることになるので、モニタ相互の状態監視が可
能となり、モニタの信頼性向上に寄与することができ
る。

【０１２３】成膜工程で得られた成膜量より算出したエ
ッチング処理時間を所定の時間以上過ぎても、エッチン
グ終点が検出されない場合、処理を自動的に終了させる
請求項２０記載の発明によれば、エッチング異常と判定
してそれ以上の処理を行わないので、エッチング工程に
おける不良の発生を最小限に抑えることができると共
に、歩留りの向上を図ることができる。さらには、成膜
量モニタとエッチング終点検出モニタのデータを常に突
き合わせることになるので、モニタ相互の状態監視が可
能となり、モニタの信頼性向上に寄与することができ
る。

【０１２４】製品枚葉の少なくとも一部の基体における
成膜量をモニタできる成膜装置を用いた成膜工程と、そ
れに続く露光工程、及びエッチング終点検出機能を備え
た装置を用いたエッチング工程を経る半導体製造工程に
おいて、成膜工程で得られた成膜量より算出したエッチ
ング処理時間を所定の時間以上過ぎても、エッチング終
点が検出されない場合、その旨出力する出力手段を備え
た請求項２１記載の発明によれば、エッチング工程にお
ける不良の発生を最小限に抑えることができると共に、
歩留りの向上を図ることができる。さらには、成膜量モ
ニタとエッチング終点検出モニタのデータを常に突き合
わせることになるので、モニタ相互の状態監視が可能と
なり、モニタの信頼性向上に寄与することができる。

【０１２５】出力手段を表示手段、警報手段、及び記録
手段の少なくとも１つから構成した請求項２２記載の発
明によれば、装置などの異常が、作業者から容易に認識
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る半導体製造装置の概
略構成図である。

【図２】ＨＦガスの相対濃度の変化を示す実測図であ
る。

【図３】ＨＦガスの相対濃度の積算値と実堆積膜量の相
関を示す実測図である。

【図４】ＨＦガスの相対濃度の変化を示す実測図であ
る。

【図５】第１の実施例における処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図６】第１の実施例の変形例に係る半導体製造装置の
概略構成図である。

【図７】第２の実施例に係る半導体製造装置の概略構成
図である。

【図８】第２の実施例に係るＳｉ放射温度計（0.9μ
ｍ）の放射率の温度依存性を示す線図である。

【図９】（ａ）は本発明の第２実施例におけるＳｉ放射
温度計（0.9μｍ）を用いた種々」のウエハ温度の計測
値と真の値とを示す線図であり、（ｂ）は従来のＨｇ−
Ｃｄ−Ｔｅ放射温度計（10μｍ）を用いた種々のウエハ
温度の計測値と真の値とを示す線図である。

【図１０】本発明の第２実施例によるＳｉ放射温度計
（0.9μｍ）を用いた種々のウエハ温度計測値を示す線
図である。

【図１１】第３の実施例に係る半導体製造装置のシステ
ム構成図である。

【図１２】第３の実施例におけるエッチング処理時間の
決定処理手順を示すフローチャートである。

【図１３】第４の実施例に係る半導体製造装置のシステ
ム構成図である。

【図１４】第４の実施例におけるエッチングパラメータ
の補正手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１、４１ロードロック真空槽２、４２ＣＶＤ反応槽３、４３ゲートバルブ４、４４、４５真空ポンプ５、４６半導体基板６、４７、４８、４９ランプヒーター７、５０光導波路８、５１赤外線検知器９、５２ジャケット１０、５７窓材１１、１３、２６、２８、６０、７３、８３演算装置１２、１５、２７、２９、５９、６１、８６表示装置１４ヒーター電源１６、１７、１８、６５、６６、６７ガス導入ポート１９、２０、２１、６８、６９、７０マスフローコン
トローラ２２サンプルガス導入配管２３四重極質量分析計２４電源及び増幅器２５排気ポンプ３０記録装置３１、３５警報装置５３サセプタ５４、５５、５６熱電対６２、６３、６４ヒーター電源７１、８１半導体成膜装置７２、８２成膜モニタシステム７４、８４記憶装置７５、８７、８９エッチング制御装置７６エッチング処理装置７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄ、９０ａ、９０ｂ，９
０ｃ，９０ｄ基体８８エッチング終点検出機構１０１ＨＦの相対濃度１０２原料ガス導入開始１０３原料ガス導入停止１０４反応開始１０５反応時間遅れ１０６実成膜時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林秀神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空槽と反応槽とを有し、真空槽内に収納
した基体を真空下で反応槽に移動し、反応槽内に反応ガ
スを供給して基体表面に薄膜を形成する半導体製造装置
において、反応槽から排出されるＣＶＤ反応の生成ガス濃度を検出
する分析手段と、この分析手段によって分析された反応ガス濃度データを
逐次処理し、反応生成ガス濃度の積分値より全反応量を
算出して、反応槽内で現在堆積中の反応生成物の量を検
出する演算手段と、この演算手段の演算結果によって反応生成物があらかじ
め設定した目標堆積量に達したときに成膜を停止させる
成膜停止制御手段と、を備えることを特徴とする半導体
製造装置。
【請求項２】真空槽と反応槽とを有し、真空槽内に収納
した基体を真空下で反応槽に移動し、反応槽内に反応ガ
スを供給して基体表面に薄膜を形成する半導体製造装置
において、反応槽から排出されるＣＶＤ反応の生成ガス濃度を検出
する分析手段装置と、この分析手段によって分析された反応生成ガス濃度デー
タを逐次処理する演算手段と、この演算手段の演算結果によって反応生成ガスの組成が
あらかじめ設定された基準値と大きく異なるときにはそ
の旨出力する出力手段と、を備えていることを特徴とし
た半導体製造装置。
【請求項３】前記基体の温度を測定するための測定可能
下限温度が４００℃以下の基体温度測定手段をさらに備
えていることを特徴とする請求項１または２記載の半導
体製造装置。
【請求項４】前記基体を加熱する基体加熱手段と、前記
基体温度測定手段からの検出出力に応じて前記基体加熱
手段の加熱制御を行う加熱制御手段とをさらに備えてい
ることを特徴とする請求項３記載の半導体製造装置。
【請求項５】基体温度を直接測定する非接触式の第１の
基体温度測定手段と、基体に接する複数の部位に配され、基体温度を間接的に
測定する第２の基体温度測定手段とを備え、間接的に基体上の複数の点の温度を測定することによっ
て、基体の温度と基体上の温度分布を同時に検出するこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の
半導体製造装置。
【請求項６】前記基体を加熱する基体加熱手段と、前記
第１および第２の基体温度測定手段によって測定された
温度分布の測定結果に応じて前記基体加熱手段の加熱制
御を行う加熱制御手段とをさらに備えることを特徴とす
る請求項５記載の半導体製造装置。
【請求項７】前記基体加熱手段が隔離された雰囲気内に
設置された基体を光透過窓を通して照射するランプ光か
ら、前記基体温度測定手段が基体からの熱放射光によっ
て温度を検知する光検知素子からそれぞれなり、前記ラ
ンプ光から照射され前記雰囲気内に導入される光は、光
検知素子で検知する光の波長を含まないように構成され
ていることを特徴とする請求項４または６記載の半導体
製造装置。
【請求項８】前記基体温度測定手段から出力される基体
温度と基体上の所定の成膜面積より、基体上での成膜量
をリアルタイムで演算する演算手段をさらに備えている
ことを特徴とする請求項３、４、５、６及び７のいずれ
か１に記載の半導体製造装置。
【請求項９】前記演算手段によって求められた基体上で
の成膜量と、前記反応ガス積算量より求めた成膜量とを
比較することにより、基体以外での成膜量を算出する基
体外成膜量算出手段をさらに備えていることを特徴とす
る請求項８記載の半導体製造装置。
【請求項１０】前記基体外成膜量算出手段によって算出
された成膜量を積算し、反応室内に堆積した反応生成物
の総量を算出し、この算出した総量から反応室内の異物
堆積量を類推する異物量類推手段をさらに備えているこ
とを特徴とする請求項９記載の半導体製造装置。
【請求項１１】あらかじめ基体に対して成膜される成膜
量の推移に対して比較すべき基準量を設定し、成膜工程
で成膜量が前記基準値から大きく外れたときには、その
旨出力する出力手段をさらに備えていることを特徴とす
る請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項１２】真空槽と反応槽とを有し、真空槽内に収
納した基体を真空下で反応槽に移動し、反応槽内に反応
ガスを供給して基体表面に薄膜を形成する半導体製造装
置において、反応槽から排出されるガス濃度を検出する分析手段と、この分析手段によって検出されたガス濃度から反応原料
ガスを導入する以前の反応槽の雰囲気のガス濃度を検出
する演算手段と、この演算手段から出力されたガス濃度が基準となるガス
濃度データと大きく異なる場合、その旨出力する出力手
段と、を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１３】前記出力手段が表示手段、警報手段、及
び記録手段の少なくとも１つからなることを特徴とする
請求項２、１１および１２のいずれか１に記載の半導体
製造装置。
【請求項１４】前記分析手段が質量分析計からなること
を特徴とする請求項１、２および１２のいずれか１に記
載の半導体製造装置。
【請求項１５】反応槽内から質量分析計までガスをサン
プリングするための配管内面に表面処理を施してあるこ
とを特徴とする請求項１４記載の半導体製造装置。
【請求項１６】製品枚葉の少なくとも一部の基体におけ
る成膜量をモニタできる成膜装置を用いた半導体製造方
法において、成膜工程で得られた成膜量を基に、複数の
工程のプロセス管理を行うことを特徴とする半導体製造
方法。
【請求項１７】製品枚葉の少なくとも一部の基体におけ
る成膜量をモニタできる成膜装置を用いた成膜工程と、
それに続く露光工程、エッチング工程を経る半導体製造
工程において、成膜工程で得られた成膜量をもとにエッ
チング工程の処理時間を決定することを特徴とした半導
体製造方法。
【請求項１８】製品枚葉の少なくとも一部の基体におけ
る成膜量をモニタできる成膜装置を用いた成膜工程と、
それに続く露光工程、及びエッチング終点検出機能を備
えた装置を用いたエッチング工程を経る半導体製造工程
において、終点検出機能により決定された実際のエッチ
ング処理時間と、成膜工程で得られた成膜量より算出し
たエッチング処理時間とが異なる場合、その差に応じて
エッチング速度等のエッチングパラメータに対してフィ
ードバック制御をかけることが可能であることを特徴と
した半導体製造方法。
【請求項１９】製品枚葉の少なくとも一部の基体におけ
る成膜量をモニタできる成膜装置を用いた成膜工程と、
それに続く露光工程、及びエッチング終点検出機能を備
えた装置を用いたエッチング工程を経る半導体製造工程
において、終点検出機能により決定された実際のエッチ
ング処理時間と、成膜工程で得られた成膜量より算出し
たエッチング処理時間とが大きく異なる場合、その旨を
出力することを特徴とする半導体製造方法。
【請求項２０】製品枚葉の少なくとも一部の基体におけ
る成膜量をモニタできる成膜装置を用いた成膜工程と、
それに続く露光工程、及びエッチング終点検出機能を備
えた装置を用いたエッチング工程を経る半導体製造工程
において、成膜工程で得られた成膜量より算出したエッ
チング処理時間を所定の時間以上過ぎても、エッチング
終点が検出されない場合、処理を自動的に終了させるこ
とを特徴とする半導体製造方法。
【請求項２１】製品枚葉の少なくとも一部の基体におけ
る成膜量をモニタできる成膜装置を用いた成膜工程と、
それに続く露光工程、及びエッチング終点検出機能を備
えた装置を用いたエッチング工程を経る半導体製造工程
において、成膜工程で得られた成膜量より算出したエッ
チング処理時間を所定の時間以上過ぎても、エッチング
終点が検出されない場合、その旨出力する出力手段を備
えることを特徴とする半導体製造方法。
【請求項２２】前記出力は、表示手段、警報手段、及び
記録手段の少なくとも１つを介して行われることを特徴
とする請求項１９、及び２１いずれか１に記載の半導体
製造方法。