KR20090106351A - 에칭 처리 상태의 판정 방법, 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물질을 상정하지 않고, 간이한 방법에 의해, 에칭 처리시의 발광 스펙트럼 분포로부터, 에칭 처리의 상태(이상, 정상)를 검출한다. 또한, 복수의 웨이퍼의 에칭 처리 중의 발광을 모니터한 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 스펙트럼 데이터 취득 스텝과, 에칭 처리 중의 특정한 시점에서의, 발광 스펙트럼 분포로부터, 피크를 검출하고, 피크 특징량을 구하는 피크 검출 스텝과, 상기 피크 검출 스텝에서 검출한 피크 중으로부터, 웨이퍼간에서 공통의 피크를 특정하는 공통 피크 특정 스텝과, 공통의 피크에 대하여, 특징량을 비교하여, 에칭 처리에서의 웨이퍼마다의 상태를 검출하는 상태 검출 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법을 제공한다.
웨이퍼, 에칭 처리 상태, 판정 방법, 파장, 상승 위치, 발광 스펙트럼 분포 강도

Description

에칭 처리 상태의 판정 방법, 시스템{METHOD AND SYSTEM OF DETERMINING ETCHING PROCESS STATE}
본 발명은, 에칭 장치에서의 플라즈마의 발광을 모니터하여 얻은 발광 스펙트럼 분포에 기초하여, 에칭 처리의 상태(이상ㆍ정상)의 판정을 행하는 기술에 관한 것이다.
웨이퍼 위에 형성되는 반도체 장치 등의 미세 형상을 얻기 위하여, 플라즈마를 이용하여 물질을 전리하고, 그 물질의 작용(웨이퍼 표면에서의 반응)에 의해 웨이퍼 위의 물질을 제거하는 에칭 처리가 행해진다. 전리하는 물질은 다양하며, 웨이퍼 위의 물질도 제품 기능에 따라서 다종 다양하다. 또한, 웨이퍼 위에 형상을 형성하기 위하여, 유기계 물질의 레지스트를 도포하여 포토리소그래피에 의해 형상을 형성하고 나서 에칭 처리를 행한다. 또한, 소정의 형상을 얻기 위하여 반응의 속도를 조절하기 위한 물질도 도입된다. 에칭 처리를 행하고 있는 챔버 용기 내에서는 다종 다양한 물질이 서로 반응하고 있다.
플라즈마에 의한 전리 현상은 발광 현상을 수반하기 때문에, 플라즈마를 이용하여 처리를 행하는 에칭 장치에는 발광 분광기(OES; Optical Emission Spectroscopy)를 탑재하여, 플라즈마의 발생 상태를 모니터할 수 있도록 하고 있다.
이 플라즈마에 의한 발광 현상을 모니터함으로써, 에칭 처리의 성능을 확인할 수 있다.
특허 문헌 1에서는, 복수의 물질을 지정하고, 또한 데이터베이스에 각종 물질이 발하는 광의 파장과 강도 데이터를 준비해 두고, 피크를 발생시키고 있는 물질을 특정하는 방법이 개시되어 있다. 특히 학습 기능에 의해 분석할 때마다 물질의 특정 정밀도를 향상하는 방법에 대하여 개시되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성8-62141호 공보
그러나, 특허 문헌 1에서는 피크의 파장은 미리 물질에 대한 파장으로서 정의되어 있다. 즉 물질이 발하는 광의 파장에서 피크가 존재하는지를 판정하는 방법이기 때문에, 준비한 물질이 발하는 광의 파장 이외의 파장에서 피크가 있어도, 그것을 검출할 수 없다. 따라서, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 적확하게 판정할 수 없다.
따라서, 본 발명은, 물질을 상정하지 않고, 간이한 방법에 의해, 에칭 처리시의 발광 스펙트럼 분포로부터, 에칭 처리의 상태(이상, 정상)를 검출하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본원 발명의 에칭 처리 상태의 판정 방법은, 복수의 웨이퍼의 에칭 처리 중의 발광을 모니터한 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 스펙트럼 데이터 취득 스텝과, 에칭 처리 중의 특정한 시점에서의, 상기 발광 스펙트럼 분포로부터, 피크를 검출하고, 피크 특징량을 구하는 피크 검출 스텝과, 상기 피크 검출 스텝에서 검출한 피크 중으로부터, 웨이퍼간에서 공통의 피크를 특정하는 공통 피크 특정 스텝과, 공통의 피크에 대하여, 특징량을 비교하여, 에칭 처리에서의 웨이퍼마다의 상태를 검출하는 상태 검출 스텝을 갖는다.
또한, 본원 발명의 에칭 처리 상태의 판정 방법은, 복수의 웨이퍼의 에칭 처리 중의 발광을 모니터한 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 스펙트럼 데이터 취득 스텝과, 에칭 처리 중의 특정한 시점에서의, 상기 발광 스펙트럼 분포로부터, 피크를 검출하고, 피크 특징량을 구하는 피크 검출 스텝과, 미리 정한 기준으로 되는 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포를 기준으로 하여, 다른 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포에 대하여, 스펙트럼 비율을, 파장 위치마다 구하고, 소정의 폭의 파장 위치마다, 상기 스펙트럼 비율의 표준 편차를 구하고, 소정의 폭의 파장 위치마다, 상기 스펙트럼 비율의 미분을 구하고, 소정의 폭의 파장 위치마다, 상기 표준 편차를 상기 미분의 절대값으로 나눈 변동의 지표를 구하고, 상기 변동의 지표에 기초하여, 상기 기준으로 되는 웨이퍼에 대한, 상기 다른 웨이퍼의 상태의 변화를 검출하는 상태 검출 스텝을 갖고 있어도 된다.
본 발명에 따르면, 물질을 상정하지 않고, 에칭 처리시의 발광 스펙트럼 분 포로부터, 에칭 처리의 상태(이상, 정상)를 검출할 수 있다.
이하에, 본원 발명의 일 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 발광 스펙트럼 분포에 대하여 설명한다.
도 1은, 발광 분광기 OES에 의한 발광 스펙트럼 분포를 나타낸다. 시간(104)을 x축, 파장(105)을 y축에 취한 발광 스펙트럼 분포는, 비트맵으로서 표현할 수 있다.
비트맵(101, 102, 103)은, 복수의 웨이퍼에 대한 발광 현상을 묘화한 것이다. 임의의 시점에서의 발광 스펙트럼 분포(111)로부터, 모니터 파장의 중심 부근에서 대역적으로 볼록 형상으로 되고, 또한 다수의 파장 위치에서 피크가 존재하는 것을 알 수 있다.
또한, 특정한 파장에서의 처리 시간을 따른 발광 강도 그래프(121, 122)에 의해, 에칭의 처리가 진행됨에 따라, 발광 강도가 변화하고, 또한 처리 내용의 변경시(107)에, 발광 현상이 변화하는 것을 알 수 있다.
이 플라즈마에 의한 발광 현상을 모니터함으로써, 에칭 처리의 성능을 확인할 수 있다. 예를 들면, 장치의 기동시에서는, 소정의 반응이 일어나고 있는지를 판단하여 에칭 처리의 확인이 가능하다. 또한, 양산에서는, 웨이퍼의 연속 착공에서 발광 강도를 모니터함으로써 이상 검지를 행할 수 있다. 또한, 발광 스펙트럼 분포는, 에칭의 처리 종료 시점을 판정하는 종점 검출에 활용되고 있다. 특히, 발광 스펙트럼 분포는, 에칭 처리를 한창 행하고 있는 중에 동시 병행하여 에칭 상황 을 모니터할 수 있기 때문에, 발광 상태의 효율적인 판정, 또한 양산에서 이용하기 위해서는 자동적인 발광 상태의 판정을 웨이퍼 착공시마다 실행할 수 있는 것이 중요하다.
또한, 에칭의 목적은, 웨이퍼 위의 소정의 형상을 실현하는 데에 있기 때문에, 발광 상태와 형상, 혹은 에칭 반응의 속도(에칭 레이트)와의 관계를 정하여, 발광 데이터로부터 에칭 처리 결과를 예측할 수 있는 것은 극히 중요하다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 에칭 프로세스 판정 시스템의 구성도이다.
에칭 프로세스 판정 시스템은, 에칭 장치(201)와, 데이터베이스(DB)(223)와, OES 데이터 해석 시스템(224)과, 검사 장치(221)를 구비한다. 이들은, 네트워크(222)에 의해 접속되어 있다.
에칭 장치(201)에는, 챔버(202)가 설치되고, 이 챔버(202) 내에서 에칭이 행해진다. 웨이퍼(205)는, 전극(203, 206) 사이에 끼워지도록 배치된다. 이 전극(203, 206) 사이에 플라즈마를 발생시킴으로써, 웨이퍼(205) 표면을 에칭한다.
플라즈마는 발광을 수반한다. 이 광을 분광기(OES)(210)에 의해, 광(212)의 파장별로 발광 강도를 검지한다. 분광기(OES)(210)는, 창(211)을 통하여 챔버(202) 내부의 광을 취한다.
분광기(OES)(210) 및 장치 컨트롤러ㆍ외부 통신 장치(208)는, 네트워크(222)를 통하여 데이터베이스 DB(223)에 접속되어 있고, OES 데이터(발광 스펙트럼 분포를 나타내는 데이터)나 에칭 처리에 관한 데이터를 DB(223)에 저장한다.
또한, 검사 장치(221)는, 에칭 전/후의 웨이퍼의 패턴의 선폭이나 막 두께를 계측한다. 검사 장치(221)는, 네트워크(222)에 접속되어 있고, 검사 결과를, DB(223)에 저장한다.
OES 데이터 해석 시스템(224)은, DB(223)에 저장된 OES 데이터, 에칭 처리에 관한 데이터, 및 검사 결과를 해석하여, 에칭의 이상ㆍ정상을 판정한다.
OES 데이터 해석 시스템(224)은, 연산 장치인 CPU(Central Processing Unit)(225)와, RAM(Random Access Memory) 등의 메모리(226)와, HDD(Hard Disk Drive) 등의 보조 기억 장치(도시 생략)와, 조작자로부터의 입력값이나 명령을 접수하는 입력 장치(228)와, 액정 디스플레이 등의 표시 장치(229)와, 외부와의 통신 인터페이스(227)를 구비하는, 범용적인 컴퓨터에 의해 실현된다. 후술하는 도 3에서 나타내는 각 요소 및 기능은, CPU(225)가 메인 메모리(226)에 로드된 소정의 프로그램을 실행함으로써 달성된다. 이러한 프로그램은, 보조 기억 장치에 미리 기억되어 있어도 되고, 네트워크를 통하여 외부의 장치로부터 읽어들여 실행되는 것이어도 된다.
도 3은, 본 시스템의 OES 데이터 해석 시스템(224)의 기능 구성도이다.
OES 데이터 해석 시스템(224)은, 그 기능부로서, OES 데이터 취득부(311)와, 검사 결과 취득부(312)와, 피크 특징량 검출부(321)와, 피크 제거부(322)와, 대역적 분포 특징량 검출부(323)와, 프로파일 보정부(324)와, 피크 트렌드 판정부(325)와, 대역적 특징량 트렌드 판정부(326)와, 중회귀 분석부(327)와, 검사 결과 예측부(328)와, 초기 과정 시계열 피크 정렬부(331)와, 안정화 지수 산출부(332)와, 안 정화 판정부(333)와, 피크 지연량 산출부(334)와, 스펙트럼비 산출부(341)와, 스펙트럼비 변동 산출부(342)를 구비한다.
OES 데이터 취득부(311)는, 해석 대상으로 되는 웨이퍼의 OES 데이터를 데이터베이스(223)로부터 취득한다.
검사 결과 취득부(312)는, 해석 대상으로 되는 웨이퍼의 검사 결과(패턴의 형상, 에칭 레이트 등)를 데이터베이스(223)로부터 취득한다.
피크 특징량 검출부(321)는, 발광 스펙트럼 분포로부터, 피크를 자동 검출함과 함께, 피크 특징량을 구한다.
피크 트렌드 판정부(325)는, 피크 특징량 검출부(321)에서 검출된 피크 중으로부터, 웨이퍼간에서 공통의 피크(즉, 발광의 원인 물질이 동일한 피크)를 추출한다. 그리고, 공통의 피크의 특징량에 기초하여, 에칭 처리의 웨이퍼마다의 상태(이상, 정상 등)를 판정한다.
피크 제거부(322)는, 원래의 발광 스펙트럼 분포로부터, 피크 특징량 검출부(321)에서 검출한 피크를 제거하고, 피크 제거 후의 발광 스펙트럼 분포를 구한다.
대역적 분포 특징량 검출부(323)는, 피크 제거 후의 발광 스펙트럼 분포로부터, 소정의 파장 위치의 강도를 복수 추출함으로써, 발광 스펙트럼 분포의 대역적인 변화인 대역적 분포 특징량을 구한다.
대역적 분포 특징량 트렌드 판정부(326)는, 대역적 분포 특징량을 비교하여, 에칭 처리에서의 웨이퍼마다의 상태(이상, 정상 등)를 판정한다.
프로파일 보정부(324)는, 대역적 분포 특징량을 이용하여, 원래의 발광 스펙트럼 분포를 보정한다. 구체적으로는, 프로파일 보정부(324)는, 우선, 미리 정한 기준으로 되는 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포의 대역적 분포 특징량을 기준으로 하여, 보정 대상인 다른 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포의 대역적 분포 특징량과의 비율을, 전체 파장 영역에 걸쳐 (소정의 파장 위치마다) 구한다. 그리고, 상기 비율을, 보정 대상의 웨이퍼의 원래의 발광 스펙트럼 분포에, 전체 파장 영역에 걸쳐 (소정의 파장 위치마다) 곱한다. 이에 의해, 웨이퍼간의 차이를 제거한 보정 후의 발광 스펙트럼 분포를 구한다.
스펙트럼비 산출부(341)는, 복수의 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포간의 스펙트럼비를 구한다. 구체적으로는, 기준으로 되는 발광 스펙트럼 분포(예를 들면, 발광 강도의 평균값이 최대인 발광 스펙트럼 분포)를 정하고, 이러한 기준으로 되는 발광 스펙트럼 분포에 대한, 다른 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포의 스펙트럼 비율을, 전체 파장 영역에 걸쳐 (소정의 파장 위치마다) 구한다.
스펙트럼비 변동 판정부(342)는, 스펙트럼비 산출부(341)에서 구한 특정한 파장에서의 스펙트럼비에 기초하여, 웨이퍼의 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정한다. 구체적으로는, 스펙트럼비 변동 판정부(342)는, 소정의 파장폭마다, 스펙트럼비의 표준 편차를 구하고, 스펙트럼 비율의 미분을 구하여, 표준 편차를 전미분의 절대값으로 나눈 변동의 지표를 구한다. 그리고, 변동의 지표를 소정의 값과 비교하여, 기준으로 되는 웨이퍼에 대한, 다른 웨이퍼의 상태의 변화를 판정하고, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정한다.
중회귀 분석부(327)는, 피크(피크 특징량 검출부(321)에서 구한 피크 특징량)와 검사 결과(검사 장치(221)에서 측정한 패턴의 형상(선폭, 막 두께 등)이나 에칭 레이트 등)와의 관계 모델을 구한다. 또한, 중회귀 분석부(327)는, 검사 결과에 큰 영향을 주는 피크를 특정하기 위하여, 관계 모델에서의 피크의 항수를 줄여 가, 모델간에서 예측 정밀도를 평가한다.
검사 결과 예측부(328)는, 검사 결과의 예측 대상으로 되는 웨이퍼의 OES 데이터(발광 스펙트럼 분포)에 기초하여, 중회귀 분석부(327)에서 구한 관계 모델을 이용하여, 검사 결과를 예측하여, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정한다.
초기 과정 시계열 피크 정렬부(331)는, 피크 특징량 검출부(321)에 의해 검출된 피크를 이용하여, 각 웨이퍼의 에칭의 초기 과정의 각 피크 특징량(예를 들면, 발광 강도)을 시계열로 배열한다.
안정화 지수 산출부(332)는, 안정화 지수를 산출한다. 구체적으로는, 각 시점에서의 피크 특징량(예를 들면, 발광 강도)과 초기 과정 종료 시점에서의 피크 특징량의 차를 시계열에서의 피크 특징량의 표준 편차로 나누고, 제곱한 후에, 피크 특징량간의 평균(1개의 웨이퍼에서 모든 피크 특징량의 총합을 취하여 피크 특징량수로 나눔)을, 각 시점에서 구하고, 안정화 지수로 한다.
안정화 판정부(333)는, 안정화 지수에 기초하여, 안정화 시점을 판정한다. 예를 들면, 안정화 지수의 평균이 소정의 값, 혹은 자유도가 피크수로 되는 카이제곱값보다도 작아졌을 때에, 에칭의 초기 과정이 안정하게 되었다고 판정한다.
피크 지연량 산출부(334)는, 에칭 초기 과정에서의 피크에서의 반응 개시의 지연량을 구한다. 예를 들면, 우선, 각 피크에 대하여 시계열에서의 최대값을 1, 최소값을 0으로 하여 피크 특징량을 규격화한다. 그리고, 임의의 기준으로 되는 웨이퍼의 규격화 피크 특징량에 대하여, 다른 웨이퍼의 동일한 파장 위치에 있는 규격화 피크 특징량의 차의 제곱을, 다른 웨이퍼의 규격화 피크 특징량의 시간을 어긋나게 하면서 구한다. 또한, 기준의 규격화 피크 특징량과 다른 웨이퍼의 시간을 어긋나게 한 규격화 피크 특징량에서 시간이 겹쳐 있는 범위에서 피크 특징량의 차의 제곱을 시간 평균하고, 그 차의 제곱의 시간 평균이 가장 작아졌을 때의 시간의 어긋남량을 지연, 혹은 앞섬으로 하여 지연량을 구한다. 그리고, 지연량의 크기에 의해, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정한다.
다음으로, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정하는 처리의 흐름을 설명한다.
본 실시 형태에는, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정하는 방법으로서, 제1∼제3 모드가 있다. 어느 쪽의 모드에서 행할지는, 조작자로부터의 지시에 따라서 정해진다.
<제1 모드>
제1 모드에서는, OES 데이터의 발광 스펙트럼 분포로부터 피크를 자동적으로 검출하고, 웨이퍼간에서의 공통 피크의 특징량의 차에 의해, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정한다.
우선, 피크 특징량을 검출하는 방법을 설명한다.
또한, 하기의 처리는, 처리 내용에 따라서, 도 3에서 나타낸 어느 하나의 기능부가 행하지만, 설명의 간략화를 위해, 주체를 CPU(225)로 하여 기재한다.
도 4는, 발광 스펙트럼 분포(401)에 기초하여 피크를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
CPU(225)는, 파장을 따라 발광 강도를 주사(411)함으로써, 강도가 급격하게 커진 곳을 검출한다. 그를 위해, 강도의 변화(412)를 따라, 강도의 변화가 급격하게 상승하는 부분(421, 422, 423, 424, 425, 426)의 파장을 검출하고, 또한 각 상승에 이어서 강도의 변화가 급격하게 하강하는 부분(431, 432, 433, 434, 435, 436)의 파장을 검출함으로써 피크를 검출한다.
도 5는, 피크 검출 방법을 나타낸다. 본 방법에서는, CPU(225)는, 우선, 상승과 하강에 의한 변화를 검출하여 피크 검출 처리(501)를 행하고, 또한 피크인지의 여부를 형상에 의해 판정하는 피크 판정 처리(511)를 행한다.
피크 검출 처리(501)에서는, CPU(225)는, 파장을 따라 강도(504)를 주사하고, 급한 상승(5051)을 검출하고, 계속해서 급한 하강(5052)을 검출한 후, 평탄화(5053)를 검출한다. 그리고, 이러한 부분을, 피크 후보로서 검출한다. 급한 상승(5051)의 개시와 평탄화(5053)의 개시의 간격이, 피크 구간(503)으로 된다.
그리고, CPU(225)는, 피크 검출 처리(501)에서 얻은 피크 후보에 대하여, 피크 판정 처리(511)를 행한다.
구체적으로는, CPU(225)는, 최대의 강도와 좌단부에서의 강도의 차를 좌 높이(5131)로 하고, 우단부에서의 강도의 차를 우 높이(5132)로 하고, 또한 최대 강도로 되는 파장과 좌단부의 파장과의 차를 좌폭(5133)으로 하고, 우단부의 파장과의 차를 우폭(5134)으로 한다. 그리고, 우, 좌 각각에서 높이를 폭으로 나누어, 어스펙트비 AR을 구한다. 또한, 좌단부는, 급한 상승(5051)의 개시 위치이다. 우단부는, 평탄화(5053)의 개시 위치이다.
CPU(225)는, 얻어진 어스펙트비와 높이가 소정의 하한값을 모두 만족한 경우(514)에, 그 피크 후보를 피크라고 판정한다. 판정시에는 우와 좌의 어스펙트비, 및 높이를 각각 평균 등으로 하면 된다.
검출된 피크는, 강도의 최대값뿐만 아니라 폭이나 높이도 갖고 있기 때문에, 피크 특징량으로서 정의된다.
도 6은, 피크 특징량의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
피크 특징량으로서 정의되는 값은, 예를 들면
피크에서의 짧은 파장측의 상승 위치의 파장(「좌단부 파장」이라고 함) WLeft_Bottom과,
좌단부 파장 WLeft_Bottom에 대응하는 발광 강도 MLeft_Bottom과,
발광 스펙트럼 분포 강도가 최대로 되는 파장 WTop과,
강도 최대 파장 WTop에 대응하는 발광 스펙트럼 분포 강도 MTop과,
피크에서의 긴 파장측의 상승 위치의 파장(「우측 단부 파장」이라고 함) WRight_Bottom과,
우측 단부 파장 WRight_Bottom에 대응하는 발광 스펙트럼 분포 강도 MRight_Bottom과,
발광 스펙트럼 분포 강도의 최대값 MTop과, 좌측 단부 파장의 발광 스펙트럼 분포 강도 MLeft_Bottom과의 차(「좌측 피크차」라고 함) MLeft_H와,
발광 스펙트럼 분포 강도 최대값 MTop과, 우측 단부 파장의 발광 스펙트럼 분포 강도 MRight_Bottom과의 차(「우측 피크차」라고 함) MRight_H와,
좌측 피크차 MLeft_H와 우측 피크차 MRight_H와의 평균 MAVE_H와,
좌측 피크차 MLeft_H를, 강도가 최대로 되는 파장 WTop과 좌측 단부 파장 WLeft_Bottom과의 차 WLeft_W로 나누어 구해지는 어스펙트비(「좌측 어스펙트비」라고 함) Left_AR과,
우측 피크차 MRight_H를, 강도가 최대로 되는 파장 WTop과 우측 단부 파장 WRight_Bottom과의 차 WRight_W로 나누어 구해지는 어스펙트비(「우측 어스펙트비」라고 함) Right_AR과,
좌측 어스펙트비 Left_AR과 우측 어스펙트비 Right_AR과의 평균 AVE_AR 등이다.
도 6을 참조하면, 파장(601)에 대해서는, 좌단(611), 최대 강도 파장(612), 우단(613)이 특징량으로 된다. 강도에 관해서는, 최대 강도(621)가 특징량으로 된다. 형상에 대해서는, 좌 높이(631), 우 높이(632), 좌폭(641), 우폭(642), 또한 좌 어스펙트비(651), 우 어스펙트비(652)가 특징량으로 된다. 피크의 예리함, 크기에 대해서는, 어스펙트비 평균(661), 높이 평균(662)이 특징량으로 된다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 이용하여, 대역적 분포 특징량을 검출하는 방법을 설명한다.
도 7의 그래프(701)에 나타낸 바와 같이 피크가 검출된 경우에, 원래의 발광 스펙트럼 분포로부터, 이들 피크를 제거하면, 피크 제거예(711)로 된다. 이 피크를 제거한 발광 스펙트럼 분포(피크 제거 후 분포)의 변화에 의해 전체적인 발광 스펙트럼 분포의 특징을 정의한 것이 대역적 분포 특징량(712)으로 된다.
피크 제거 후 분포는, 그 변화가 완만하기 때문에, 연속선분으로서 정의할 수 있다. 그 때문에, 대역적 분포 특징량은, 파장과 강도의 조를 절점으로서 취급하고, 절점 사이를 연결하는 연속선분에 의해 표현할 수 있다.
CPU(225)는, 예를 들면, 절점의 X좌표인 파장 위치를, 200, 300, 400(nm) 등으로 적절하게 정하고, 피크 제거 후 분포에서의 강도를 취함으로써, 대역적 분포 특징량을 구할 수 있다.
또한, 피크 제거 후 분포에서 변화가 있는 곳을 추출하여, 대역적 분포 특징량으로서 검출하여도 된다.
도 8은, 이러한 경우의 대역적 분포 특징량의 검출 방법의 예를 나타낸다.
CPU(225)는, 원래의 발광 스펙트럼 분포(801)로부터, 피크 제거 후 분포(802)를 구한다. 그리고, 피크 제거 후 분포(802)를 평활화하여 평활화 분포(803)를 얻는다. 또한, 파장 방향에서 미분함으로써, 미분 분포(804)를 구한다. 또한, 그 미분 분포(804)에서 강도가 「0」으로 되는 파장(8051, 8052)에서, 기울기(8053, 8054)의 크기를 판정하여, 기울기가 소정의 임계값(미리 정한 임계값)보다도 크면 그 곳에서의 파장에 특징량(절)이 있는 것으로 한다.
도 8의 예에서는, 연속선분의 절(파장 위치와 강도의 조에 의해 정의됨)(8061, 8062, 8063, 8064, 8065)이 대역적 분포 특징량(806)으로 된다.
대역적 분포 특징량을 구하는 방법에 대해서는, 조작자로부터의 지시에 의해 변경 가능하다.
이상, 피크 특징량 및 대역적 분포 특징량을 검출하는 방법에 대하여 설명하였다.
도 9는, 제1 모드에서의, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정하는 처리의 플로우차트이다.
또한, 제1 모드에서는, 착공시마다 발생하는 에칭의 현상 자체의 경시 변동이 아니라 발광 모니터 방식 자체에 관련된 경시 변동을 보정하는 처리(「프로파일 보정」이라고 함)와, 중회귀 분석에 의해 발광 스펙트럼 분포의 피크와 검사 결과의 관계를 구하고, 예측 대상의 OES 데이터로부터 검사 결과를 예측하는 처리를 포함한다.
처음에, CPU(225)는, 입력 장치(228)를 통하여 조작자에 의해 입력된 입력값에 기초하여, 피크 및 대역적 분포 특징량의 검출용의 파라미터를 설정한다(스텝 S101).
구체적으로는, CPU(225)는, 피크의 검출용의 파라미터로서, 도 5의 (a)에서 나타낸, 급한 상승(5051)을 판정하기 위한 임계값, 급한 하강(5052)을 판정하기 위한 임계값, 평탄화(5053)를 판정하기 위한 임계값, 어스펙트비 AR의 하한값, 높이 H의 하한값 등을 설정한다.
또한, CPU(225)는, 대역적 분포 특징량의 검출용의 파라미터로서, 연속선분의 절점으로 되는 복수의 파장 위치를 설정한다. 또는, 자동적으로 파장 위치도 포함시켜 검출하는 경우에는, 평활화용 이동 평균수, 미분 분포의 기울기를 판정하기 위한 임계값을 설정한다.
또한, CPU(225)는, 피크 및 대역적 분포 특징량을 검출하는 범위도 설정한다. 피크 및 대역적 분포 특징량을 검출하는 처리에서는, CPU(225)는, 이러한 설정된 범위에서, 피크의 검출, 및 대역적 분포 특징량의 검출을 하게 된다.
또한, CPU(225)는, 피크 및 대역적 분포 특징량에 의해 이상ㆍ정상을 판정하기 위하여, 피크와 대역적 분포 특징량의 관리값(강도에 대한 상한, 하한, 목표값과 피크나 대역적 분포 특징량의 절점의 파장 범위)을 설정해 두어도 된다. 이러한 관리값을 설정한 경우에는, CPU(225)는, 검출한 피크의 특징량이나 대역적 분포 특징량과, 관리값을 비교함으로써, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정하게 된다.
다음으로, CPU(225)는, 조작자로부터의 입력값에 기초하여, 피크 및 대역적 분포 특징량의 검출의 대상으로 되는 복수의 웨이퍼를 설정한다(스텝 S102).
통상적으로, 웨이퍼는 로트(복수의 웨이퍼를 통합한 단위)마다 착공된다. 따라서, CPU(225)는, 로트의 식별자를 설정한다.
또한, 에칭 처리에서는, 복수의 적층막을 1회의 착공으로 행하는 경우에 복수의 스텝을 거쳐 처리가 이루어진다. 따라서, CPU(225)는, 에칭 처리의 스텝을 설정한다. 또한, CPU(225)는, 에칭 개시로부터의 시점을 설정한다.
또한, 시점이 아니라 에칭 처리 시간에 걸친 평균, 최소, 또는 최대의 발광 스펙트럼 분포가 대상으로 되도록 설정하여도 된다. 이러한 경우, CPU(225)는, 에칭 처리 시간에 걸쳐 얻어진 평균, 최소, 또는 최대의 발광 스펙트럼 분포를, S103으로부터의 처리의 대상으로 한다.
또한, CPU(225)는, 에칭의 현상 자체에 의하지 않는 경시 변동의 보정(프로파일 보정)의 필요 여부도 설정한다.
그리고, CPU(225)는, S102에서 설정된 조건을 충족하는 OES 데이터의 발광 스펙트럼 분포를 데이터베이스(223)로부터 읽어들이고, 피크 및 대역적 분포 특징량의 검출 처리를 개시한다(스텝 S103 이후).
우선, CPU(225)는, 프로파일 보정의 필요 여부를 판정하고(스텝 S103), 필요한 경우, 프로파일 보정을 실시한다(스텝 S104).
도 10은, 프로파일 보정의 방법을 나타낸다.
도 10에 나타낸 발광 스펙트럼 분포(1001)는, 발광 분광기에 의한 플라즈마 관찰용의 창(도 2의 창(211) 참조)에 물질이 부착되어 흐려지게 되어, 관찰된 발광 강도가 저하하게 된 예이다. 발광 강도가 강한 분포(1002)는, 창 흐림이 적은 예이다. 발광 강도가 약한 분포(1003)는, 창 흐림이 많은 예이다.
우선, CPU(225)는, 전술한 방법에 의해, 피크를 검출한 후, 피크 제거 후 분포(1012)를 구한다(스텝 S1041).
또한, CPU(225)는, 전술한 방법에 의해, 대역적 분포 특징량을 구한다(스텝 S1042). 그리고, 대역적 분포 특징량의 선분 구간마다, 비율에 의해 분포를 압축함으로써(스텝 S1043), 프로파일 보정 분포(1032)를 구한다.
구체적으로는, CPU(225)는, 선분 구간에서 기준으로 되는 대역적 분포 특징량의 강도(하기 수학식 1)와, 변형의 대상으로 되는 대역적 분포 특징량의 강도(하기 수학식 2)를 구하고, 그들의 비율에 의해 원래의 발광 스펙트럼 분포를 변형하는(하기 수학식 3) 것에 의해, 분포를 압축한다.
Figure 112009020034596-PAT00001
Figure 112009020034596-PAT00002
Figure 112009020034596-PAT00003
여기에서, mag는 발광 강도이며, wlen은 파장이며, i#은 파장에 대응하는 인덱스이며, seg#은 선분 구간에 대응하는 인덱스이다. right, left는 선분 구간의 우, 좌단부의 파장에 대응하는 인덱스를 구하는 연산이다. 변수의 오른쪽 위에 붙는 첨자인 BASE는 기준으로 되는 발광 스펙트럼 분포를 의미하고, sample은 변형의 대상으로 되는 발광 스펙트럼 분포를 의미하고, 오른쪽 아래의 elim은 피크 제거 분포를 의미하고, deform은 보정 후 분포를 의미한다.
프로파일 보정에 의해, 에칭 처리 본래의 미묘한 발광의 차이를 웨이퍼간에 서 평가 가능하게 된다. 프로파일 보정을 행한 경우, CPU(225)는, 보정 후의 발광 스펙트럼 분포에 대하여, 이후의 처리(S105∼S112)의 처리를 행하게 된다.
다음으로, CPU(225)는, 전술한 방법에 의해, 각 웨이퍼에 대하여 피크를 검출하여, 피크 특징량을 구하고, 또한 대역적 분포 특징량을 구한다(스텝 S105∼107).
그리고, CPU(225)는, 구한 피크 특징량 및 대역적 분포 특징량을, 웨이퍼간에서 집계하여, 이상ㆍ정상을 판정한다(스텝 S108).
여기에서, CPU(225)는, 피크 및 대역적 분포 특징량의 발광 강도의 평균, 최소, 최대, 표준 편차 등과 같은 통계량을 구한다. 그러나, 웨이퍼간에서 피크나 대역적 분포의 절점의 파장 위치가 약간 상이한 것이나, 또한 피크를 검출할 수 없었던 경우도 있다. 따라서, CPU(225)는, 웨이퍼간에서 공통의 피크(즉, 발광 원인 물질이 동일한 피크)를 특정하는 처리를 행한다.
도 11은, 이러한 피크의 동일성의 판정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 11은, 어느 웨이퍼의 피크 A(1101)에 대하여 다른 웨이퍼의 피크 B(1111)가 일치하고 있는지의 여부를 판정하는 예이다.
CPU(225)는, 하기 수학식 4 및 5에 기초하여 판정한다. 구체적으로는, CPU(225)는, 피크 A의 좌우의 단부의 파장 LeftA(1102), RightA(1104)의 범위에 피크 B의 최대 강도 파장 TopB(1113)가 들어가 있는 경우에, 동일하다고 판정한다.
Figure 112009020034596-PAT00004
Figure 112009020034596-PAT00005
CPU(225)는, 상기한 바와 같이 판정한 후에, 하기 수학식 6∼9에 기초하여, 기준으로 되는 피크 A(1101)의 범위를 더 조정한다. 이것은 또 다른 웨이퍼와의 피크의 일치를 판정하기 위하여, 보다 피크 범위를 한정하기 위해서이다.
Figure 112009020034596-PAT00006
Figure 112009020034596-PAT00007
Figure 112009020034596-PAT00008
Figure 112009020034596-PAT00009
CPU(225)는, 대역적 분포 특징량 분포에 대해서도, 각 절점에 대하여 좌우의 폭을 설정함으로써, 마찬가지로 일치ㆍ불일치를 판정할 수 있다.
또한, CPU(225)는, 스텝 S101에서 설정한 파라미터 중에, 에칭의 이상ㆍ정상을 판정하기 위한 관리값(파장과 강도의 범위)이 설정되어 있는지의 여부를 조사한다. 그리고, 관리값이 설정되어 있는 경우에는, 웨이퍼마다, 관리값으로 규정되어 있는 파장 범위에 존재하는 피크의 강도가 관리값의 강도 범위로부터 일탈하는지의 여부를 판정한다. 그리고, 일탈하는 경우에는 이상이라고 판정한다.
또한, 이러한 관리값은, 다음과 같이 결정된 것이어도 된다. 즉, 과거 착공의 동일 레시피(가스 유량이나 플라즈마 발생용의 전기적 조건, 압력, 온도와 같은 에칭의 처리 조건)ㆍ웨이퍼 구조에서의 OES 데이터로부터, 피크 특징량을 구하고, 발광 강도의 평균과 웨이퍼간 변동으로부터, 예를 들면 3σ 범위에 의해 관리값(파장 범위와, 그 파장 범위의 피크 강도의 상한, 하한, 목표값)을 결정한다. 혹은, 실험 계획법에 의해 에칭 처리 조건을 몇종류 설정하고, 평균과 실험마다의 발광 강도의 변화를 구하여 관리값을 설정하여도 된다.
스텝 S101에서 관리값이 설정되어 있지 않은 경우에는, CPU(225)는, 검출한 공통의 피크에 대하여, 피크 특징량 또는 대역적 분포 특징량(예를 들면, 강도를 이용함)의 웨이퍼간 평균과 표준 편차에 의해 각 웨이퍼에서의 벗어남률(분포를 가정한 평균으로부터의 오차의 양이 발생할 확률)을 구한다. 그리고, 벗어남률이 소정값을 초과하는지의 여부에 의해, 에칭의 이상ㆍ정상을 판정한다.
또는, CPU(225)는, 크로스 밸리데이션에 의해 1개의 웨이퍼의 피크 강도를, 다른 웨이퍼의 피크를 집계한 평균, 표준 편차에서 비교하여, 예를 들면 3×표준 편차와 같은 소정의 값을 초과하는지의 여부에 의해, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정하여도 된다.
CPU(225)는, 판정 후에, 그 결과를, 표시 장치(229)에 표시한다(스텝 S109).
도 12에 표시예를 나타낸다.
CPU(225)는, 검출한 피크를 In-Situ 시계열로 웨이퍼마다ㆍ피크마다 표시한다(화면 영역(1200A, 1200B) 참조). 또한, 검출에 이용한 발광 스펙트럼 분포를 표시한다(영역(1200C) 참조). 또한, 판정 결과를 표시한다(화면 영역(1200D) 참조).
구체적으로는, 화면 영역(1200A)에는, 횡축을 시간(1202, 1212, 1222)으로 하고, 종축을 강도(1203, 1213, 1223)로 한 그래프가 표시된다. 그래프는, 웨이퍼(1201, 1211, 1221)마다 표시된다. 각 그래프에는, 각 피크(peak#1, peak#2, peak#3, peak#4)의 경시 변화(1204∼1207, 1214∼1217, 1224∼1227)가 표시된다.
화면 영역(1200B)에는, 횡축을 시간(1242, 1252, 1262, 1272)으로 하고, 종축을 강도(1243, 1253, 1263, 1273)로 한 그래프가 표시된다. 그래프는, 피크(1241, 1251, 1261, 1271)마다 표시된다. 각 그래프에는, 각 웨이퍼(wafer#1, wafer#2, wafer#3)에서의 그 피크의 경시 변화(1204, 1214, 1224; 1205, 1215, 1225; 1206, 1216, 1226; 1207, 1217, 1227)가 표시된다.
CPU(225)는, 조작자로부터 입력 장치(228)를 통하여, 화면 영역(1200C)에 표시하는 발광 스펙트럼 분포의 지정(웨이퍼 식별자에 의해 지정)을 접수한다. 그리고, 지정된 발광 스펙트럼 분포를 표시한다.
화면 영역(1200D)에는, 각 웨이퍼(1291)의 공통 피크에 대하여, 피크 파장(1293)과, 상기의 방법(예를 들면, 관리값을 일탈하는지의 여부에 의한 판정 방법)에 의해 구한 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 나타내는 정보(1294)를 표시한다. 도 12의 예에서는, 「NG」는 관리값을 일탈하고 있는 경우를 나타낸다. 「OK」는 관리값의 범위 내인 것을 나타낸다.
또한, CPU(225)는, 이상이라고 판정된 피크의 수에 따라서, 에칭 처리의 종 합 판정 결과(1295)를 구하여, 표시하여도 된다. 예를 들면, 1개라도 「NG」가 있는 경우, 종합 판정 결과(1295)를 「이상」으로서 표시한다. 몇개 「NG」가 있는 경우에 「이상」으로 할지는, 처리 대상의 웨이퍼에 따라서 적절하게 설정할 수 있다.
다음으로, CPU(225)는, 중회귀 분석에 의해, 검출한 피크 특징량과 검사 결과의 관계의 모델화를 행한다(도 9의 스텝 S111).
구체적으로는, CPU(225)는, 우선 웨이퍼에 대응지어, 검사 장치(221)에 의한 검사 결과의 데이터(예를 들면, 선폭, 막 두께)를, 출력 데이터 y로서 설정한다. 또한, 피크 특징량을, 입력 데이터 x로서 설정한다.
또한, 웨이퍼에 따라서는 피크가 검출되지 않는 경우도 있다. 피크로서 검출되지 않은 피크에 대해서는, 입력 데이터로 하지 않는다. 또한, 웨이퍼간에서 피크의 발광 강도가 전혀 변화하지 않은 피크에 대해서도, 입력 데이터로 하지 않는다.
그리고, CPU(225)는, 중회귀 분석을 실행한다. 구체적으로는, 모델을 하기 수학식 10으로 하였을 때, 그 계수 ai(i=0∼n; n은 입력 데이터 항목수)의 추정은, 하기 수학식 11로 된다.
Figure 112009020034596-PAT00010
Figure 112009020034596-PAT00011
여기에서, X는 샘플수 nsample×(n+1)의 입력 데이터 행렬이다. y는 nsample 출력 벡터이다.
그리고, CPU(225)는, 조작자에 의해 지정된 검사 결과의 예측 대상의 OES 데이터의 발광 스펙트럼 분포를 취득하고, 피크를 검출하여, 모델 수학식 10에 기초하여, 그 검사 결과를 추정한다.
또한, 이러한 중회귀 분석을 이용하면, CPU(225)는, 에칭의 착공 처리 중에, 처리 중의 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포를 취득함으로써, 발광을 모니터하면서 처리 후의 검사에 이르기까지, 검사 결과를 예측할 수 있다.
본 발명에서의 피크 특징량의 검출 방법에서는, 20∼30을 초과하는 피크수를 한번에 검출할 수 있다. 어느 쪽의 피크가 검사 결과에 영향이 큰지를 판단할 수 있는 것은, 에칭의 정상ㆍ이상 판정을 위해 중요하다.
따라서, CPU(225)는, 중회귀 분석에서의 입력 x의 출력 y에 대한 필요성을 판정한다. 즉 계수 ai가 제로 "0"인지의 여부에 관한 검정을 행한다. 중회귀 분석에서 계수가 취할 수 있는 값의 분포는, t분포에 기초하는 것으로 한다. CPU(225)는, 모델을 하기 수학식 12로 하여, 하기 수학식 13∼19에 의해 그 t통계량을 산출할 수 있다. 그리고, t분포에 기초하여 구한 t통계량의 발생 확률을 판단한다.
Figure 112009020034596-PAT00012
Figure 112009020034596-PAT00013
Figure 112009020034596-PAT00014
Figure 112009020034596-PAT00015
Figure 112009020034596-PAT00016
Figure 112009020034596-PAT00017
Figure 112009020034596-PAT00018
Figure 112009020034596-PAT00019
여기에서, i#, j#, k#은, 인덱스이다. 수학식 18의 출력 y의 첨자의 애스터리스크 "*"는 실적값(화면에서 설정한 값)이다. 햇 "^"는 추정값(수학식 12에 의해 구한 값)이다.
CPU(225)는, 각 입력 x에 대하여 t통계량이 큰 값을 삭제하여 중회귀 분석을 반복함으로써, 각 모델에서의 표준 오차 σ2*(하기 수학식 20)를 평가한다. 이에 의해, 예를 들면 표준 오차가 최소로 될 때의 피크의 조합이 가장 좋고 에칭의 검사 결과에 대한 현상을 표현할 수 있는 것으로 하여, 검사 결과의 추정에 유효하게 되는 피크를 한정할 수 있다. 즉, 관계 모델에 도입하는 피크 특징량의 수를 줄여, 항수를 줄이고, 될 수 있는 한 적은 피크 특징량이면서도 충분히 좋은 예측 정밀도로 되는 피크 특징량을 특정할 수 있다.
Figure 112009020034596-PAT00020
CPU(225)는, 계산 처리가 종료되면 결과(중회귀 분석의 관계 모델, 검사 결과의 예측값)를 화면에 표시한다(스텝 S112).
또한, CPU는, 검사 결과의 예측값이 미리 설정된 임계값의 범위 내를 일탈 하는지의 여부에 의해, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정할 수 있고, 그 결과를 표시할 수 있다.
이상, 제1 모드에서의 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정하는 처리의 플로우에 대하여 설명하였다.
<제2 모드>
다음으로, 발광 스펙트럼 분포의 비(스펙트럼비)를 이용하여 웨이퍼간에서의 에칭의 경시적인 변화를 검출하여, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정하는 방법을 설명한다.
본 방법은 특히, 에칭 자체의 경시 변동뿐만 아니라, 발광 분광기의 발광 모니터 방식과 같은 다른 요인에 관련된 경시 변동이 있는 경우에, 에칭 자체의 경시 변동을 검출하는 방법이다. 본 방법을 「스펙트럼비 판정법」이라고 부른다.
도 13은, 스펙트럼비를 이용한 판정 처리의 플로우차트를 나타낸다.
우선, CPU(225)는, 조작자로부터의 입력값에 기초하여, 스펙트럼비 판정용의 파라미터를 설정한다(스텝 S201). 본 방법에서는, 평활화 및 파장 대역 범위를 한정하여 표준 편차를 구하기 위하여, CPU(225)는, 평활화용의 이동 평균수와 표준 편차 산출용의 샘플수를 설정한다. 또한, 평가의 대상으로 하는 파장의 대역(최소 파장, 최대 파장)을 설정하여도 된다.
또한, CPU(225)는, 판정을 위한 임계값을 설정한다. 본 임계값은, 과거의 동일 레시피에서의 웨이퍼간의 시계열 변동을 이용하여 스펙트럼비 판정을 행해 둠으로써 준비된 것이어도 된다.
다음으로, CPU(225)는, 전술한 스텝 S102의 처리와 마찬가지로, 조작자로부터의 입력값에 기초하여, 스펙트럼비 판정의 대상으로 되는 웨이퍼를 설정한다(스텝 S202).
그리고, CPU(225)는, S202에서 설정된 조건을 충족하는 OES 데이터의 발광 스펙트럼 분포를 데이터베이스(223)로부터 읽어들이고, 스텝 S103 이후의 처리를 행한다.
우선, CPU(225)는, 각 웨이퍼에 대하여, 스펙트럼비 오차 변동(표준 편차)을 검출한다(스텝 S203∼S205).
도 14는, 스펙트럼비 오차 변동을 구하여, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정하는 방법을 나타낸다.
우선, CPU(225)는, 임의의 1개의 발광 스펙트럼 분포를 기준으로 하여, 다른 발광 스펙트럼 분포(1401)에 대하여, 각각 비율을 취하고, 스펙트럼비(1411)를 구한다(하기 수학식 21). 도 14에서는, 최대 강도를 갖는 발광 스펙트럼 분포를 기준으로 하여 비율을 취하였다.
그리고, CPU(225)는, 스펙트럼비를 이동 평균에 의해 평활화(1421)한다(하기 수학식 22).
Figure 112009020034596-PAT00021
Figure 112009020034596-PAT00022
여기에서 i#은 파장에 관한 인덱스이다. rangeNMA HALF는 편측 이동 평균수(1422)이다. ratio의 오른쪽 위의 첨자 MA는 이동 평균인 것을 나타낸다. MA(i#, N, data)는, 위치 i#을 중심으로 편측 N에서 변수 data의 이동 평균을 구하 는 수속이다.
그리고, CPU(225)는, 스펙트럼비 오차 표준 편차를 구한다. 우선 스펙트럼비와 그 이동 평균의 오차를 구하여 편측 rangeNsigma HALF의 범위에서 각 파장 위치에서의 표준 편차(1431)를 구한다.
Figure 112009020034596-PAT00023
Figure 112009020034596-PAT00024
여기에서
Figure 112009020034596-PAT00025
은 data를 인덱스 i#에 걸쳐 표준 편차를 취하는 연산이다.
여기에서 주의할 점이 있다. 이 계산에서는, 스펙트럼비의 기울기가, 원인(1433)에서, 변동이 아니라 기울기가 큰 경우에도 스펙트럼비 오차 표준 편차는 큰 값으로 되게 된다.
그래서 기울기를 보정함으로써, 변동이 큰 파장 위치만을 검출 가능하게 한다. 구체적으로는, CPU(225)는, 하기 수학식 25, 26에 의해 기울기 Δ를 구하여 평활화하고, 수학식 27에 의해 기울기 보정을 한 스펙트럼비 오차 표준 편차 σcorrect ratio(1441)를 구한다.
Figure 112009020034596-PAT00026
Figure 112009020034596-PAT00027
Figure 112009020034596-PAT00028
그리고, CPU(225)는, 구한 스펙트럼비 오차 표준 편차 σcorrect ratio(1441)가, 미리 설정된 임계값(하한값) σLCL ratio(1442)를 초과하면, 그 파장에서 웨이퍼간에서 에칭 처리에 차가 있거나, 혹은 이상이 있었다고 판단한다(하기 수학식 28).
Figure 112009020034596-PAT00029
CPU(225)는, 마지막으로 스펙트럼비 표시 화면을 표시한다. 이 화면에는 판정 결과와 도 14 중에 나타낸 각종 그래프가 표시된다.
또한, CPU(225)는, S203의 처리 전에, 발광 스펙트럼 분포의 피크를 검출하여, 발광 모니터의 최대 강도에 도달한 부분(오버 스케일)의 피크만을 제거하는 처리를 행하여도 된다. S203 이후의 처리에서는, 오버 스케일 제거 후의 발광 스펙트럼 분포에 기초하여, 스펙트럼비를 구하는 등의 처리를 속행하여도 된다.
<제3 모드>
다음으로 에칭의 초기 과정을 평가하여, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정하는 방법을 나타낸다.
도 15는, 이러한 판정 방법의 플로우를 나타낸다. 여기에서는 에칭 개시시의 불안정한 상태가 안정될 때까지의 시간을 분석하는 안정화 지수의 산출과, 어느 웨이퍼의 에칭에 대한 다른 웨이퍼에서의 에칭 처리에서의 상승(반응의 지연)을 분석하는 지연량의 산출에 의해, 초기 과정의 분석을 행한다.
CPU(225)는, 전술한 스텝 S101과 마찬가지로, 조작자로부터의 입력값에 기초하여, 피크 검출용의 파라미터를 설정한다(스텝 S301).
또한, CPU(225)는, 대상으로 되는 OES 데이터의 발광 스펙트럼 분포를 특정하기 위하여, 로트, 웨이퍼, 스텝을 설정한다(스텝 S302).
구체적으로는, CPU(225)는, 조작자로부터의 입력값에 기초하여, In-Situ 시계열에서의 초기 과정의 시간 범위를 결정하기 위하여 에칭 처리 개시로부터의 초기 과정이 종료된다고 생각되는 시점, 혹은 초기 과정으로서의 분석 대상의 시간 범위를 결정하기 위한 시점을 설정한다. 또한, 지연량 산출용 파라미터와 지연량 산출용의 기준 웨이퍼를 설정한다. 지연량 산출용의 파라미터는, 비교 범위의 개시ㆍ종료 시점, 지연 평가 범위(지연측, 앞섬측), 비교 범위에서의 데이터의 시간 단위폭이다. 이들 파라미터의 의미는, 각 피크의 지연량 산출 처리(스텝 S308)를 설명할 때에 나타낸다.
CPU(225)는, 대상으로 되는 OES 데이터를 취득한 후, 초기 과정의 각 시점에 대하여, 각 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포에 대하여 피크를 검출한다(스텝 S303∼ S307).
도 16은, 검출한 피크를 In-Situ 시계열로 배열한 그래프를 나타낸다.
2매의 웨이퍼간의 처리에서, 피크(1602)와 피크(1612)와 같이 상승 시기에 차(1621)가 있고, 또한 피크(1602)와 피크(1603)와 같이 강도와 변화의 크기에 차가 있는 것을 확인할 수 있다.
그리고, CPU(225)는, 각 시점의 안정화 지수를 산출하고, 또한 각 피크의 지연량을 산출한다(스텝 S308).
우선, 안정화 지수를 산출하는 방법을 설명한다.
도 17은, 안정화 지수의 사고 방식을 나타낸다. 도 16에 도시한 바와 같이, 웨이퍼간에서 피크의 상승에 차가 있지만, 어느 쪽의 피크에 대해서도 강도는 임의의 값에 수속된다. 따라서, CPU(225)는, 피크 강도가 수속된 초기 과정의 종료 시점(바꿔 말하면, 피크 강도의 변화가 소정 범위 내로 된 시점)을, 기준(1702)으로 하여, 각 시점에서의 강도의 차(크기)(1703)를 구한다. 또한 각 피크에서는 강도와 그 변화의 크기가 서로 다르므로, CPU(225)는, 모든 피크를 반영하여 안정화하기 위하여, 복수의 피크(1712, 1713)에 대하여 강도의 변화의 크기를 규격화(1714)한다.
규격화에는, 강도 변화의 최대ㆍ최소값을 복수의 피크에서 일치시키는 방법도 있지만, 변동에 대한 변화의 크기를 평가하면, 예를 들면, 변동이 정규 분포에 따르는 경우에는 통계적으로 정규화된 데이터로서 변화를 취급할 수 있다. 변동에는, 초기 과정 종료 시점에 대한 각 시점에서의 강도의 차(크기)의 변동을 이용하 면 된다.
이와 같이 안정화를 표현하는 지표를, 안정화 지표라고 부르고, 다음 수학식 29로 정의할 수 있다.
Figure 112009020034596-PAT00030
여기에서 i# 및 k#은 시점을 나타내는 인덱스이다. j#은 피크를 나타내는 인덱스이다. Npeak는 검출한 피크의 총수이다. #end는 종료 시점을 의미하는 인덱스의 번호이다.
Figure 112009020034596-PAT00031
는, 데이터 d의 표준 편차를 인덱스 k#에 걸쳐 구하는 연산이다.
본 식에 따르면, 만일 피크의 강도 mag가 정규 분포에 따른다면 안정화 지수 Stabilityinitial은 자유도 피크수 Npeak의 카이제곱 분포에 따르므로, 위험률을 설정함으로써 카이제곱에 의해 안정화를 검정할 수 있다.
도 18은, 웨이퍼 4매를 대상으로 한 안정화 지수(1801)의 산출 결과를 나타낸다. CPU(225)는, 안정화 지수(1801)를, 시간(1802)마다 산출한다.
도 18의 예에서는, 안정화 지수의 In-Situ 시계열의 변화(1803)는, 서서히 작아져, 약 3초의 시점(1804)에서 대략 안정되어 있다.
CPU(225)는, 설정한 위험률(예를 들면, 5%), 자유도(웨이퍼 매수 15)의 카이제곱값(1805)과 비교함으로써 안정된 시점(도 18의 예에서는, 4초의 시점)을 판정할 수 있다.
그리고, CPU(225)는, 안정된 시점이, 미리 정해진 시기보다 느린지의 여부에 의해, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정할 수 있다.
또한, CPU(225)는, 각 웨이퍼에서 검출할 수 없었던 피크 특징량이 있는 경우에는, 시계열에서의 전/후의 피크 특징량의 평균값 등에 의해, 검출할 수 없었던 시점에서의 피크 특징량을 보간(데이터 필링)하거나, 혹은 그 피크 특징량이 검출된 파장에 있는 피크 특징량을 모든 웨이퍼에 대하여 무시하는 처리를 행하여도 된다.
다음으로 지연량 산출 방법을 나타낸다.
도 19에, 임의의 피크에서의 각 웨이퍼의 피크 강도 변화(1901)를 나타낸다. 또한, 횡축은 시간이며, 종축은 강도이다. 도 19의 예에서는, 피크 강도의 변화(1904)는, 시간(1902)을 따라 지연되어 있는 것을 확인할 수 있다. 단, 웨이퍼간에서, 강도(1903) 방향에 차이가 있다. 즉, 지연뿐만 아니라 변화의 기울기도 서로 다르다.
도 20은, 지연량을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
CPU(225)는, 우선, 대상으로 되는 피크 강도 변화의 데이터를 취득한다(스텝 S401). 또한, 도 20에서는, 기준으로 하는 피크 강도 변화(2002)와, 지연을 구하는 피크 강도 변화(2003)를 나타내고 있다.
피크 강도 변화에는, 시점에 따라서는 피크를 검출할 수 없어, 결손값(2004)이 있는 경우가 있다.
따라서, CPU(225)는, 데이터 필링(스텝 S402)에 의해, 결손값을 보간값(2014)에 의해 보간하여, 강도 변화(2012, 2013)를 얻는다. 또한, CPU(225)는, 각 웨이퍼에서 검출할 수 없었던 피크 특징량이 있는 경우에는, 그 피크 특징량이 검출된 파장에 있는 피크 특징량을 모든 웨이퍼에 대하여 무시하는 처리를 행하여도 된다.
그리고, CPU(225)는, 데이터를 규격화하여, 강도 변화(2022, 2023)와 같이, 최소값을 0, 최대값을 1로 하도록 강도 범위를 맞춘다(스텝 S403).
CPU(225)는, 비교 범위의 데이터를 어레인지한다(스텝 S404). 구체적으로는, 미리 정해진 개시 시점(2032), 종료 시점(2033)에 의해, 비교 범위(2034)를 한정하고, 미세한 지연량을 구하기 위하여, 미세한 시간 단위(2035)로 강도를 보간한다.
그리고, CPU(225)는, 2개의 피크 강도 변화의 차이를 정량화하는 어긋남량을 산출한다(스텝 S405). 구체적으로는, CPU(225)는, 지연량을 구하는 강도 변화(2043)에 대하여 앞섬 방향, 지연 방향으로 어긋난 강도 변화(2044, 2045)를 구한다.
그리고, CPU(225)는, 기준으로 하는 분포(2042)와의 차를 구하여 적분에 의해 정량화한다(스텝 S406). 도 20의 예에서는, 어긋남량은, 영역(2046, 2047, 2048)의 부분으로 된다.
그리고, CPU(225)는, 가장 어긋남량이 작아지는 위치를 구하여, 지연량으로 한다(지연 탐색 「스텝 S407」). 어긋남량은, 차의 적분을 겹친 시간 범위에서 평균을 취한 분포의 차의 양(차제곱 평균)(2052)이다. 이 어긋남량이 최소로 되는 위치가 지연량(2053)으로 된다.
이상에 의해, 지연량을 산출할 수 있다.
CPU(225)는, 지연량이 미리 정한 양을 초과하였는지의 여부에 의해, 에칭 처리의 이상ㆍ정상을 판정할 수 있다.
마지막으로, CPU(225)는, 표시 장치(229)에, 안정화 지수 산출 결과, 피크 지연량 산출 결과, 에칭 처리의 이상ㆍ정상의 판정 결과를, 웨이퍼마다, 피크마다 일람 표시한 초기 과정 분석 결과 화면을 표시한다(도 15의 스텝 S309). 또한, 도 20에서 나타낸 계산 과정의 그래프를 순차 또는 동시에 표시하여도 된다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 에칭 처리의 상태 판정 시스템에 대하여 설명하였다.
상기 실시 형태에 따르면, 물질을 상정하지 않고, 에칭 처리시의 발광 스펙트럼 분포로부터, 피크를 자동적으로 검출하고, 웨이퍼간의 상태의 상위를 검출하여, 이상의 유무를 판정할 수 있다.
또한, 피크가 아니라 파장에 걸친 대역적인 발광 스펙트럼 분포도 구하여 판단에 이용할 수 있다.
또한, 복수의 웨이퍼를 에칭할 때마다 발광 상태는 변화해 간다. 이것은 챔버 내의 플라즈마에 관련되는 에칭 반응에서의 물질의 구성(양의 비율이나 혼입 물 질)이 착공시마다 변화해 가는 것이 이유이다. 그러나, 예를 들면 챔버 내부 관찰용 창에의 물질의 부착과 같은, 발광 분광기에 의한 발광 모니터 방식 자체에 관련된 착공시마다 발생하는 경시 변동도 존재한다. 본 실시 형태에 따르면, 이 에칭 반응과는 관계가 없는 변동을 보정하여 발광 스펙트럼 분포를 웨이퍼간에서 비교할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 웨이퍼 위의 소정의 형상을 실현하기 위하여, 자동적으로 검출한 발광 스펙트럼 분포의 피크와 형상, 혹은 에칭 레이트와의 관계를 정하고, 발광 스펙트럼 분포 데이터로부터 웨이퍼 위의 형상, 혹은 에칭 레이트를 예측할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 에칭 처리 중의 이상을 검출하기 위하여, 특히 에칭의 반응의 안정화에 관련된 에칭 초기 단계의 웨이퍼간의 차이를 검출할 수 있다. 또한, 발광의 피크가 안정화될 때까지의 시간, 및 반응이 정상화될 때까지의 상승의 지연을 정량화하여, 웨이퍼간의 차이를 자동적으로 비교할 수 있다.
이에 의해 장치의 기동시에서는, 과거의 동일 장치에서의 기동에서의 OES 데이터를 사전에 평가해 둠으로써, OES 데이터를 취득함으로써 소정의 반응이 일어나고 있는지를 판단할 수 있어, 장치 기동을 효율화할 수 있다.
양산에서는, OES 데이터는 웨이퍼 착공시마다 취득할 수 있기 때문에, 착공시마다 이상 검지할 수 있고, 또한 피크를 자동적으로 검출할 수 있기 때문에, 자동적으로 각 피크의 강도의 변화를 모니터할 수 있다. 특히 검사 결과를 피크에 의해 예측 가능하게 되므로, 실제로는 검사하지 않고 검사 결과를 얻을 수 있고, 제품 품질 상의 이상을 검지할 수 있으며, 또한 피크의 경시 변동에 기초하는 에칭 레시피의 보정도 가능하게 된다.
또한, 메인터넌스시에는, OES 데이터를 활용하여 장치 성능을 확인할 수 있기 때문에, 장치 성능 확인 테스트 항목의 삭감이나 종래는 확인할 수 없었던 기능ㆍ성능을 확인할 수 있다.
본 발명의 에칭의 이상ㆍ정상 판정 방법에서의 처리는, 프로세스가 에칭이 아니어도, 또한 프로세스의 대상이 웨이퍼나 반도체 장치가 아니어도, 적어도 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 수단을 구비하고 있고, 발광 스펙트럼 분포가 프로세스의 대상마다 서로 다른 경우의 이상ㆍ정상 판정 방법을 행하는 제조 방법에 적용할 수 있다.
도 1은 발광 분광기 OES에 의한 발광 스펙트럼 분포를 설명하기 위한 도면.
도 2는 에칭 처리의 상태 판정 시스템의 구성도.
도 3은 OES 데이터 해석 시스템의 기능 블록도.
도 4는 피크 검출 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 피크 검출 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 피크 특징량의 정의를 설명하기 위한 도면.
도 7은 대역적 분포 특징량의 검출 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 대역적 분포 특징량의 검출 방법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 이상ㆍ정상 판정 방법의 플로우차트.
도 10은 프로파일 보정 방법을 설명하기 위한 도면.
도 11은 공통 피크의 검출 방법을 설명하기 위한 도면.
도 12는 표시 화면예의 도면.
도 13은 스펙트럼비를 이용한 이상ㆍ정상 판정 방법의 플로우차트.
도 14는 스펙트럼비 오차 변동에 의해 이상ㆍ정상을 판정하는 방법의 설명도.
도 15는 초기 과정에서의 이상ㆍ정상 판정 방법의 플로우차트.
도 16은 검출 피크의 In-Situ 시계열의 그래프.
도 17은 안정화 지수를 설명하기 위한 도면.
도 18은 안정화 지수의 산출 결과의 예를 나타내는 도면.
도 19는 웨이퍼간의 피크 강도 변화의 In-Situ 시계열 그래프.
도 20은 지연량을 구하는 방법의 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명도>
201: 에칭 장치
202: 챔버
203: 전극
204: 플라즈마
205: 웨이퍼
206: 전극
207: 배기계
208: 장치 컨트롤러ㆍ외부 통신 장치
209: 가스 공급계
210: 분광기(OES)
211: 창
212: 광
221: 검사 장치
222: 네트워크
223: 데이터베이스
224: OES 데이터 해석 시스템
225: CPU
226: 메모리
227: 인터페이스
228: 입력 장치
229: 표시 장치

Claims (11)

  1. 복수의 웨이퍼의 에칭 처리 중의 발광을 모니터한 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 스펙트럼 데이터 취득 스텝과,
    에칭 처리 중의 특정한 시점에서의, 상기 발광 스펙트럼 분포로부터, 피크를 검출하고, 피크 특징량을 구하는 피크 검출 스텝과,
    상기 피크 검출 스텝에서 검출한 피크 중으로부터, 웨이퍼간에서 공통의 피크를 특정하는 공통 피크 특정 스텝과,
    공통의 피크에 대하여, 특징량을 비교하여, 에칭 처리에서의 웨이퍼마다의 상태를 검출하는 상태 검출 스텝
    을 갖는 것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피크 검출 스텝은,
    상기 발광 스펙트럼 분포 중으로부터, 강도의 급격한 상승과 하강에 의해 특정되는 피크 후보를 추출하고, 또한,
    피크에서의 짧은 파장측의 상승 위치의 파장(「좌측 상승 파장」이라고 함) WLeft_Bottom에 대응하는 발광 스펙트럼 분포 강도 MLeft_Bottom과,
    발광 스펙트럼 분포 강도가 최대로 되는 파장 WTop에 대응하는 발광 스펙트럼 분포 강도 MTop과,
    피크에서의 긴 파장측의 상승 위치의 파장(「우측 상승 파장」이라고 함) WRight_Bottom에 대응하는 발광 스펙트럼 분포 강도 MRight_Bottom과,
    발광 스펙트럼 분포 강도의 최대값 MTop과, 상기 좌측 상승 파장의 발광 스펙트럼 분포 강도 MLeft_Bottom과의 차(「좌측 피크차」라고 함) MLeft_H와,
    발광 스펙트럼 분포 강도 최대값 MTop과, 상기 우측 상승 파장의 발광 스펙트럼 분포 강도 MRight_Bottom과의 차(「우측 피크차」라고 함) MRight_H와,
    상기 좌측 피크차 MLeft_H와 상기 우측 피크차 MRight_H와의 평균 MAVE_H와,
    상기 좌측 피크차 MLeft_H를, 발광 스펙트럼 분포 강도가 최대로 되는 파장 WTop과 상기 좌측 상승 파장 WLeft_Bottom과의 차 WLeft_W로 나누어 구해지는 어스펙트비(「좌측 어스펙트비」라고 함) Left_AR과,
    상기 우측 피크차 MRight_H를, 발광 스펙트럼 분포 강도가 최대로 되는 파장 WTop과 상기 우측 상승 파장 WRight_Bottom과의 차 WRight_W로 나누어 구해지는 어스펙트비(「우측 어스펙트비」라고 함) Right_AR과,
    상기 좌측 어스펙트비 Left_AR과 상기 우측 어스펙트비 Right_AR과의 평균 AVE_AR을 구하고,
    평균 AVE_AR 및 평균 MAVE_H가, 각각 소정의 값 이상인 피크 후보를, 피크로서 검출하는
    것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 피크 특징량은,
    피크에서의 짧은 파장측의 상승 위치의 파장(「좌측 상승 파장」이라고 함) WLeft_Bottom에 대응하는 발광 스펙트럼 분포 강도 MLeft_Bottom과,
    발광 스펙트럼 분포 강도가 최대로 되는 파장 WTop에 대응하는 발광 스펙트럼 분포 강도 MTop과,
    피크에서의 긴 파장측의 상승 위치의 파장(「우측 상승 파장」이라고 함) WRight_Bottom에 대응하는 발광 스펙트럼 분포 강도 MRight_Bottom과,
    발광 스펙트럼 분포 강도의 최대값 MTop과, 상기 좌측 상승 파장의 발광 스펙트럼 분포 강도 MLeft_Bottom과의 차(「좌측 피크차」라고 함) MLeft_H와,
    발광 스펙트럼 분포 강도 최대값 MTop과, 상기 우측 상승 파장의 발광 스펙트럼 분포 강도 MRight_Bottom과의 차(「우측 피크차」라고 함) MRight_H와,
    상기 좌측 피크차 MLeft_H와 상기 우측 피크차 MRight_H와의 평균 MAVE_H와,
    상기 좌측 피크차 MLeft_H를, 발광 스펙트럼 분포 강도가 최대로 되는 파장 WTop과 상기 좌측 상승 파장 WLeft_Bottom과의 차 WLeft_W로 나누어 구해지는 어스펙트비(「좌측 어스펙트비」라고 함) Left_AR과,
    상기 우측 피크차 MRight_H를, 발광 스펙트럼 분포 강도가 최대로 되는 파장 WTop과 상기 우측 상승 파장 WRight_Bottom과의 차 WRight_W로 나누어 구해지는 어스펙트비(「우측 어스펙트비」라고 함) Right_AR과,
    상기 좌측 어스펙트비 Left_AR과 상기 우측 어스펙트비 Right_AR과의 평균 AVE_AR 중 적어도 하나를 포함하는
    것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    원래의 발광 스펙트럼 분포로부터, 상기 피크 검출 스텝에서 검출한 피크를 제거하고, 피크 제거 후의 발광 스펙트럼 분포를 구하는 피크 제거 스텝과,
    상기 피크 제거 후의 발광 스펙트럼 분포로부터, 소정의 파장 위치의 강도를 복수 구함으로써, 상기 발광 스펙트럼 분포의 대역적인 변화를 나타내는 대역적 분포 특징량을 구하는 대역적 분포 특징량 산출 스텝과,
    상기 대역적 분포 특징량을 비교하여, 에칭 처리에서의 웨이퍼마다의 상태를 검출하는 상태 검출 스텝
    을 갖는 것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    원래의 발광 스펙트럼 분포로부터, 상기 피크 검출 스텝에서 검출한 피크를 제거하고, 피크 제거 후의 발광 스펙트럼 분포를 구하는 피크 제거 스텝과,
    상기 피크 제거 후의 발광 스펙트럼 분포로부터, 소정의 파장 위치의 강도를 복수 구함으로써, 상기 발광 스펙트럼 분포의 대역적인 변화를 나타내는 대역적 분포 특징량을 구하는 대역적 분포 특징량 산출 스텝과,
    미리 정한 기준으로 되는 웨이퍼의 대역적 분포 특징량에 대한, 다른 웨이퍼의 대역적 분포 특징량의 비율을, 파장 위치마다 구하고, 해당 비율을, 상기 다른 웨이퍼의 원래의 발광 스펙트럼 분포에, 파장 위치마다 곱함으로써, 웨이퍼간의 차이를 제거한 보정 후의 발광 스펙트럼 분포를 구하는 보정 스텝
    을 갖고,
    상기 상태 검출 스텝은,
    상기 보정 스텝에 의해 구한 보정 후의 발광 스펙트럼 분포에서의 피크의 피크 특징량을 비교하여, 에칭 처리에서의 웨이퍼간의 상태의 상위를 검출하는
    것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 웨이퍼에 관하여, 발광 스펙트럼 분포를 취득함과 함께, 그 발광 스펙트럼 분포가 모니터된 웨이퍼의 표면 형상 혹은 에칭 레이트를 나타내는 데이터 를 취득하는 스텝과,
    상기 웨이퍼의 표면 형상 혹은 에칭 레이트와, 상기 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포의 피크 특징량과의 관계 모델을, 중회귀 분석에 의해 구하는 관계 모델 산출 스텝과,
    예측 대상의 웨이퍼의 발광을 모니터하여 얻은 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 스텝과,
    상기 예측 대상의 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포로부터 피크 특징량을 구하는 스텝과,
    상기 예측 대상의 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포의 피크 특징량을 이용하여, 상기 관계 모델로부터, 상기 예측 대상의 웨이퍼의 표면 형상 혹은 에칭 레이트를 추정하는 스텝
    을 더 행하는 것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 관계 모델 산출 스텝은,
    상기 피크 검출 스텝에서 검출한 피크 특징량 중으로부터, 상기 관계 모델에 도입하는 피크 특징량의 수를 줄이는 처리를 행하는
    것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    에칭 처리 개시부터 소정의 초기 과정 종료 시점까지의, 시간 단위의 각 시점에서의 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 스텝과,
    상기 피크 검출 스텝에서 검출한 피크 특징량을 시계열로 배열하는 스텝과,
    각 피크 특징량에 대하여 시계열에서의 최대값과 최소값을 이용하여, 피크 특징량을 규격화하는 스텝과,
    각 시점에서의 피크 특징량과 초기 과정 종료 시점에서의 피크 특징량의 차를 시계열에서의 피크 특징량의 표준 편차로 나누고, 제곱한 후에, 피크 특징량간의 평균을, 각 시점에서 구하여 안정화 지수를 구하는 스텝과,
    웨이퍼간에서의 안정화 지수의 평균이 소정의 값, 혹은 자유도가 피크수로 되는 카이제곱값보다도 작아졌을 때에, 에칭의 초기 과정이 안정하게 되었다고 판정하는 안정화 판정 스텝
    을 더 갖는 것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    에칭 처리 개시부터 소정의 초기 과정 종료 시점까지의, 시간 단위의 각 시점에서의 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 스텝과,
    상기 피크 검출 스텝에서 검출한 피크 특징량을 시계열로 배열하는 스텝과,
    각 피크 특징량에 대하여 시계열에서의 최대값과 최소값을 이용하여, 피크 특징량을 규격화하는 스텝과,
    임의의 기준으로 되는 웨이퍼의 규격화 특징량에 대하여, 다른 웨이퍼의 동 일한 파장 위치에 있는 규격화 피크 특징량의 차의 제곱을, 다른 웨이퍼의 규격화 피크 특징량의 시간을 어긋나게 하면서 구하고,
    기준의 규격화 피크 특징량과 다른 웨이퍼의 시간을 어긋나게 한 규격화 피크 특징량에서 시간이 겹쳐 있는 범위에서 피크 특징량의 차의 제곱을 시간 평균하고,
    상기 차의 제곱의 시간 평균이 가장 작게 되었을 때의 시간의 어긋남을 지연, 혹은 앞섬으로 하여 지연량을 구하고,
    지연량의 크기에 기초하여 에칭 처리의 상태 검출을 행하는 스텝
    을 더 갖는 것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  10. 복수의 웨이퍼의 에칭 처리 중의 발광을 모니터한 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 스펙트럼 데이터 취득 스텝과,
    에칭 처리 중의 특정한 시점에서의, 상기 발광 스펙트럼 분포로부터, 피크를 검출하고, 피크 특징량을 구하는 피크 검출 스텝과,
    미리 정한 기준으로 되는 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포를 기준으로 하여, 다른 웨이퍼의 발광 스펙트럼 분포에 대하여, 스펙트럼 비율을, 파장 위치마다 구하고,
    소정의 폭의 파장 위치마다, 상기 스펙트럼 비율의 표준 편차를 구하고,
    소정의 폭의 파장 위치마다, 상기 스펙트럼 비율의 미분을 구하고,
    소정의 폭의 파장 위치마다, 상기 표준 편차를 상기 미분의 절대값으로 나눈 변동의 지표를 구하고,
    상기 변동의 지표에 기초하여, 상기 기준으로 되는 웨이퍼에 대한, 상기 다른 웨이퍼의 상태의 변화를 검출하는 상태 검출 스텝
    을 갖는 것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 방법.
  11. 복수의 웨이퍼의 에칭 처리 중의 발광을 모니터한 발광 스펙트럼 분포를 취득하는 스펙트럼 데이터 취득 수단과,
    에칭 처리 중의 특정한 시점에서의, 상기 발광 스펙트럼 분포로부터, 피크를 검출하고, 피크 특징량을 구하는 피크 검출 수단과,
    상기 피크 검출 스텝에서 검출한 피크 중으로부터, 웨이퍼간에서 공통의 피크를 특정하는 공통 피크 특정 수단과,
    공통의 피크에 대하여, 특징량을 비교하여, 에칭 처리에서의 웨이퍼마다의 상태를 검출하는 상태 검출 수단
    을 갖는 것을 특징으로 하는 에칭 처리 상태의 판정 시스템.
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