KR20190024597A - 계산기, 처리의 제어 파라미터의 결정 방법, 대용 시료, 계측 시스템, 및 계측 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 프로세스 개발에 드는 비용을 억제하고, 시료에 대해 행해지는 처리의 제어 파라미터를 결정하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 시료에 대해 행해지는 처리의 제어 파라미터를 결정하는 계산기로서, 처리가 행해진, 제조에 사용되는 제1 시료를 계측함에 의해 얻어지는 제1 처리 출력과, 처리가 행해진, 제1 시료보다 계측이 용이한 제2 시료를 계측함에 의해 얻어지는 제2 처리 출력과의 사이의 상관 관계를 나타내는 제1 모델, 및 제2 시료에 대해 행해진 처리의 제어 파라미터와, 제2 처리 출력과의 사이의 상관 관계를 나타내는 제2 모델을 저장하는 기억부와, 목표로 되는 상기 제1 처리 출력인 목표 처리 출력, 제1 모델, 및 제2 모델에 의거하여, 제1 시료에 대해 행해지는 처리의 목표 제어 파라미터를 산출하는 해석부를 구비한다.

Description

계산기, 처리의 제어 파라미터의 결정 방법, 대용 시료, 계측 시스템, 및 계측 방법{CALCULATOR, METHOD OF DETERMINING CONTROL PARAMETERS OF PROCESSING, SUBSTITUTE SAMPLE, MEASURING SYSTEM, AND MEASURING METHOD}

본 발명은, 반도체 프로세스의 처리 조건을 결정하는 장치, 방법, 반도체의 대용 시료, 계측 시스템, 및 계측 방법에 관한 것이다.

반도체 프로세스에서는, 프로세스 개발에 의해 얻어지는 적정한 처리 조건(제어 파라미터)을 처리 장치에 설정함에 의해, 원하는 제품을 제조할 수 있다.

최근, 디바이스를 구성하는 신재료의 도입 및 디바이스 구조의 복잡화에 수반되는 장치의 제어 범위의 확대에 의해, 새로운 제어 파라미터가 다수 추가되어 있다.

처리 장치의 성능을 충분히 인출하기 위해서는, 다수의 제어 파라미터의 최적화가 불가결하다. 제어 파라미터의 최적화를 실현하는 기술로서, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 기술이 알려져 있다.

특허문헌 1에는, 「구조의 기하학 형상을 특징짓는 프로파일 파라미터에 의해 정해지는 구조의 형상 모델이 취득된다. 프로파일 파라미터의 값의 세트가 취득되고, 이것을 사용해서, 구조로부터 회절되는 광의 거동을 각각이 특징짓는 시뮬레이트 회절 신호의 세트가 생성된다. 입력으로서 시뮬레이트 회절 신호의 세트를, 예기(豫期)되는 출력으로서 프로파일 파라미터의 값의 세트를 사용해서, 서포트 벡터 머신이 훈련된 후, 웨이퍼 상에 구조를 제조하도록 제조 프로세스가 행해진다. 구조로부터의 측정 회절 신호가 취득되고, 훈련 완료 서포트 벡터 머신에 입력된다. 훈련 완료 서포트 벡터 머신의 출력으로서, 구조의 프로파일 파라미터의 값이 취득된다. 이 프로파일 파라미터의 값에 의거하여, 1개 이상의 프로세스 파라미터 또는 제조 툴의 장치 설정이 조정된다.」 것이 기재되어 있다.

일본국 특개2009-44125호 공보

최근, 기계 학습을 이용한 최적인 처리 조건의 탐색 기술이 주목받고 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술 및 기계 학습에서는, 대량의 학습용의 데이터가 필요해진다. 대량의 학습용의 데이터를 취득하는 방법으로서는, 프로세스 개발의 노하우 및 높은 장치 운용 스킬을 갖는 엔지니어가 설정하는 방법, 또는, 처리 시험을 다수 행하는 방법을 생각할 수 있다.

그러나, 엔지니어가 부족하다는 문제가 있다. 또한, 처리 시험에 사용하는 시료는, 실제의 제품 제조에 사용하는 시료이기 때문에 고가이고, 또한, 처리 시험의 결과를 취득하기 위한 계측에도 시간이 걸린다는 문제가 있다. 따라서, 종래 기술의 학습용의 데이터를 사용한 처리의 처리 조건의 최적화 방법에서는, 프로세스 개발에 드는 비용을 억제하는 것이 어렵다.

본 발명은, 프로세스 개발에 드는 비용을 억제한 처리의 처리 조건의 최적화를 실현하는 장치 및 방법을 제공한다.

본원에 있어서 개시되는 발명의 대표적인 일례를 나타내면 이하와 같다. 즉, 시료에 대해 행해지는 처리의 제어 파라미터를 결정하는 계산기로서, 상기 계산기는, 상기 처리가 행해진, 제조에 사용되는 제1 시료를 계측함에 의해 얻어지는 제1 처리 출력과, 상기 처리가 행해진, 상기 제1 시료보다 계측이 용이한 제2 시료를 계측함에 의해 얻어지는 제2 처리 출력과의 사이의 상관 관계를 나타내는 제1 모델, 및 상기 제2 시료에 대해 행해진 상기 처리의 제어 파라미터와, 상기 제2 처리 출력과의 사이의 상관 관계를 나타내는 제2 모델을 저장하는 기억부와, 목표로 되는 상기 제1 처리 출력인 목표 처리 출력, 상기 제1 모델, 및 상기 제2 모델에 의거하여, 상기 제1 시료에 대해 행해지는 상기 처리의 목표 제어 파라미터를 산출하는 해석부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 프로세스 개발에 드는 비용을 억제하고, 최적인 제어 파라미터를 산출할 수 있다. 상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시예의 설명에 의해 명확해진다.

도 1은 실시예 1의 시료 처리 시스템의 구성의 일례를 나타내는 블록도.
도 2는 실시예 1의 시료 처리 시스템을 구성하는 계산기의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면.
도 3은 실시예 1의 해석 시스템이 실행하는 목표 처리 조건의 산출 처리를 설명하는 플로우 차트.
도 4는 실시예 1의 대용 시료용 단말에 표시되는 GUI의 일례를 나타내는 도면.
도 5는 실시예 1의 대용 시료용 단말에 표시되는 GUI의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 실시예 1의 목표 처리 조건의 산출 처리의 개념을 설명하는 도면.
도 7a는 실시예 1의 실제 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 7b는 실시예 1의 실제 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 8a는 실시예 1의 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 8b는 실시예 1의 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 9a는 실시예 1의 실제 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 9b는 실시예 1의 실제 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 10a는 실시예 1의 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 10b는 실시예 1의 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 11은 실시예 1의 대용 시료의 물리량의 계측 방법의 일례를 나타내는 도면.
도 12는 실시예 1의 해석 시스템이 실행하는 대용 시료 DB의 생성 처리의 일례를 나타내는 도면.
도 13은 실시예 1의 대용 시료용 단말에 표시되는 GUI의 일례를 나타내는 도면.
도 14는 실시예 1의 대용 시료용 단말에 표시되는 GUI의 일례를 나타내는 도면.
도 15는 실시예 1의 해석 시스템이 실행하는 대용 시료 DB의 갱신 처리의 일례를 설명하는 플로우 차트.
도 16은 실시예 1의 대용 시료 처리 출력 공간의 분할 방법의 일례를 나타내는 도면.
도 17은 실시예 1의 대용 시료용 단말에 표시되는 GUI의 일례를 나타내는 도면.
도 18은 카메라 방식을 사용한 대용 시료 출력의 계측 방법을 나타내는 도면.
도 19는 대용 시료 출력 계측을 위한 카메라 방식에 있어서의 광학계의 일례를 나타내는 도면.
도 20은 대용 시료 출력 계측을 위한 카메라 방식에 있어서의 광학계의 일례를 나타내는 도면.
도 21은 대용 시료 출력 계측을 위한 카메라 방식에 있어서의 광학계 및 외부 광원의 일례를 나타내는 도면.
도 22는 대용 시료 출력 계측을 위한 카메라 방식에 있어서의 광학계 및 외부 조명의 일례를 나타내는 도면.
도 23은 멀티 광학 필터의 일례를 나타내는 도면.
도 24는 양측에 개구부를 갖는 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 25는 웨이퍼 면내 분포 계측을 가능하게 하는 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 26은 웨이퍼 면내 분포 계측을 가능하게 하는 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 27은 웨이퍼 둘레 방향 분포 계측을 가능하게 하는 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 28은 웨이퍼 축 방향 분포 계측을 가능하게 하는 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 29는 대용 시료 출력을 복수회 계측 가능한 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 30은 대용 시료 출력을 복수회 계측 가능한 대용 시료의 일례를 나타내는 도면.
도 31은 대용 시료 출력을 복수회 계측 가능한 허트(hut; 小屋) 커버 회전 기구의 일례를 나타내는 도면.
도 32는 대용 시료 출력을 복수회 계측 가능한 허트 커버 회전 기구의 일례를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 실시예를, 도면을 사용해서 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정해서 해석되는 것은 아니다. 본 발명의 사상 내지 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서, 그 구체적 구성을 변경할 수 있음은 당업자라면 용이하게 이해된다.

이하에 설명하는 발명의 구성에 있어서, 동일 또는 유사한 구성 또는 기능에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

본 명세서에 있어서의 「제1」, 「제2」, 「제3」 등의 표기는, 구성 요소를 식별하기 위해 부여하는 것이고, 반드시, 수 또는 순서를 한정하는 것은 아니다.

도면 등에 있어서 나타내는 각 구성의 위치, 크기, 형상, 및 범위 등은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 실제의 위치, 크기, 형상, 및 범위 등을 표시하고 있지 않을 경우가 있다. 따라서, 본 발명에서는, 도면 등에 개시된 위치, 크기, 형상, 및 범위 등에 한정되지 않는다.

[실시예 1]

우선, 본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 설명한다.

「실제 시료」는, 실제의 제품의 제조에 사용하는 시료이다. 「대용 시료」는, 실제 시료와의 사이에서 기하학 구조 및 물성 등의 상관을 갖는 것이 기대되고, 상태 및 특성 등의 계측이 용이한 시료이다. 본 실시예에서는, 실제 시료가 대용 시료로서 사용되는 경우는 없다. 대용 시료의 예로서, TEG(Test Element Group) 시료, 및 허트 부가 시료 등의 웨이퍼 상의 구조물이 포함된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「실제 시료」 및 「대용 시료」를 구별하지 않을 경우에는, 「시료」로 기재한다.

「처리」는, 실제 시료 및 대용 시료에 대해 행해지는 성막 처리, 리소그래피 처리, 및 에칭 처리 등의 처리를 나타낸다. 「처리 조건」은, 상술한 처리를 행하는 장치를 제어하기 위한 정보를 나타낸다. 구체적으로는, 처리 조건은, 처리를 행하는 장치에 설정하는 제어 파라미터를 요소로서 포함하는 정보이다. 「처리 출력」은, 처리 중 또는 처리 후의 시료를 계측함에 의해 얻어지는 시료의 형상 및 성질 등을 나타내는 정보를 나타낸다. 구체적으로는, 처리 출력은, 계측 장치에 의해 계측된 계측값을 요소로서 포함하는 정보이다.

이상이 본 명세서에서 사용하는 용어의 설명이다. 다음으로, 시료 처리 시스템의 구체적인 구성에 대해 설명한다.

도 1은, 실시예 1의 시료 처리 시스템의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 2는, 실시예 1의 시료 처리 시스템을 구성하는 계산기의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면이다.

시료 처리 시스템은, 대용 시료용 단말(10), 처리 장치(20), 계측 장치(30), 해석 시스템(40), 및 실제 시료용 단말(50)로 구성된다. 또한, 대용 시료용 단말(10) 및 실제 시료용 단말(50)은, 하나의 단말로 통합해도 된다. 시료 처리 시스템에 포함되는 각 구성은, 직접 또는 네트워크를 통해 서로 접속된다.

대용 시료용 단말(10)은, 대용 시료에 대해 행해지는 처리의 처리 조건을 입력하는 장치이다. 대용 시료용 단말(10)은, 유저의 입력에 의거하여 입력 처리 조건(100)을 생성하고, 처리 장치(20)에 입력한다. 후술하는 바와 같이, 유저는 대용 시료용 단말(10)을 조작해서, 입력 처리 조건(100) 및 목표 처리 출력(101)을 입력한다. 입력 처리 조건(100)은, 대용 시료 DB(131)를 생성하기 위한 입력이고, 대용 시료의 처리의 처리 조건이다. 목표 처리 출력(101)은, 목표 처리 조건(150)을 산출하기 위한 입력이고, 실제 시료의 처리 출력의 목표값이다. 또한, 목표 처리 출력(101)에는, 실제 시료의 처리 출력에 포함되는 요소가 만족시키는 조건을 포함시킬 수 있다.

처리 장치(20)는, 처리 조건에 의거하여 시료에 대해 처리를 행하는 장치이고, 처리 조건 입력부(110) 및 처리부(111)를 갖는다. 처리 장치(20)는, 예를 들면, 반도체의 에칭 처리를 행한다. 또한, 본 실시예는, 처리 장치(20)가 행하는 처리의 종별 및 처리의 내용에 한정되지 않는다.

처리 장치(20)는, 예를 들면, 리소그래피 장치, 제막 장치, 패턴 가공 장치, 이온 주입 장치, 가열 장치, 및 세정 장치 등이다.

리소그래피 장치로서는, 노광 장치, 전자선 묘화 장치, 및 X선 묘화 장치 등이 있다. 제막 장치로서는, CVD, PVD, 증착 장치, 스퍼터링 장치, 및 열산화 장치가 있다. 패턴 가공 장치로서는, 웨트 에칭 장치, 드라이 에칭 장치, 전자빔 가공 장치, 및 레이저 가공 장치 등이 있다. 이온 주입 장치로서는, 플라스마 도핑 장치 및 이온 빔 도핑 장치 등이 있다. 가열 장치로서는, 저항 가열 장치, 램프 가열 장치, 및 레이저 가열 장치 등이 있다. 세정 장치로서는, 액체 세정 장치 및 초음파 세정 장치 등이 있다.

처리 조건 입력부(110)는, 대용 시료용 단말(10) 또는 실제 시료용 단말(50)로부터 입력된 처리 조건을 접수하고, 처리부(111)에 출력한다. 또한, 처리 조건 입력부(110)는, 대용 시료용 단말(10)로부터 입력 처리 조건(100)을 접수했을 경우, 해석 시스템(40)에 입력 처리 조건(100)을 송신한다.

처리부(111)는, 처리 조건에 의거하여 시료에 대해 행해지는 처리를 제어한다. 예를 들면, 처리부(111)는, 입력 처리 조건(100)에 의거하여 대용 시료에 대해 행해지는 처리를 제어한다.

계측 장치(30)는, 처리 장치(20)가 처리하는 시료의 형상 및 성질 등을 나타내는 값을 계측하는 장치이고, 계측부(120)를 갖는다. 계측부(120)는 값의 계측을 제어한다.

예를 들면, 계측 장치(30)는, 시료에 입사된 광, 레이저, 및 X선 등의 반사, 투과, 간섭, 흡수, 및 편광 스펙트럼을 계측함에 의해, 시료의 형상 및 성질 등을 나타내는 값을 취득한다. 보다 구체적으로는, 계측 장치(30)는, 전자 현미경을 사용한 장치, 광학식 모니터, 적외광을 사용한 온도 계측 장치, 켈빈 프로브 포스 현미경을 사용한 결함 검출 장치, 및 전기 특성을 평가하는 프로버 장치 등이다.

계측 장치(30)는, 처리 후의 시료에 관한 계측값뿐만 아니라, 처리 중에 시료에 작용하는 플라스마, 가스, 및 액체 등의 매체, 및 처리 중에 발생하는 생성물을 계측해도 된다. 매체 및 생성물은, 시료의 상태를 직접적으로 나타내는 것은 아니지만, 처리의 상태 및 처리의 결과의 상관을 나타낼 가능성이 있는 물리량이기 때문에, 시료에 관한 정보로서 유용한 정보로 된다.

예를 들면, 계측 장치(30)는, 광 스펙트럼 계측을 사용한 플라스마 발광 모니터, 적외 분광 계측을 사용한 처리실 내의 퇴적물 모니터, 질량 분석기를 사용한 처리 대상으로부터 방출된 원자 및 분자 모니터, 및 탐침을 사용한 처리실 내의 전기 특성 모니터 등이어도 된다.

또한, 계측 장치(30)는, 전압, 전류, 및 파워 등의 전원 출력값, 정합기 내의 콘덴서 및 코일 등의 가변 전기 소자의 값, 각종 사용 가스의 유량, 장치 구체(軀體) 및 장치 구성 부품의 온도, 처리실 내의 압력, 압력 제어 밸브의 개도(開度), 밸브 개폐 상태, 가스 배기 속도, 및, 처리 및 장치의 동작 타이밍 및 동작 시각 등을 취득하는 센서여도 된다.

또한, 도 1에서는, 계측 장치(30) 및 처리 장치(20)는, 개개의 구성으로서 기재하고 있지만, 처리 장치(20)에 계측 장치(30)를 도입해도 된다. 또한, 시료 처리 시스템은, 계측하는 값이 동일하거나 또는 서로 다른 복수의 계측 장치(30)를 포함해도 된다.

해석 시스템(40)은, 대용 시료의 처리 조건 및 처리 출력의 상관 관계를 해석하고, 또한, 목표 처리 출력(101)에 의거하여, 실제 시료에 대해 행해지는 처리의 처리 조건인 목표 처리 조건(150)을 산출한다. 해석 시스템(40)은, 해석부(130), 대용 시료 DB(131), 및 모델 DB(132)를 갖는다.

해석부(130)는, 대용 시료에 대해 행해지는 처리의 처리 조건 및 대용 시료의 처리 출력의 상관 관계를 해석하기 위해, 기계 학습 및 통계 해석 등의 학습 처리를 실행한다. 기계 학습은, 예를 들면, 커널 회귀 등의 회귀 분석 및 뉴럴 네트워크 등을 사용한 처리이다. 통계 해석은, 예를 들면, 상관 분석 및 주성분 분석 등을 사용한 처리이다.

해석부(130)는, 모델 DB(132) 및 목표 처리 출력(101)에 의거하여 목표 처리 조건(150)을 산출한다. 해석부(130)가 실행하는 처리의 상세는 후술한다. 또한, 해석부(130)는, 대용 시료 DB(131) 및 모델 DB(132)를 관리한다.

또한, 해석부(130)로부터 데이터베이스를 관리하는 기능을 분리해서 기억부로 해도 된다. 또한, 해석 시스템(40)과는 다른 장치가 대용 시료 DB(131) 및 모델 DB(132)를 유지해도 된다.

대용 시료 DB(131)는, 대용 시료에 대해 행해지는 처리의 처리 조건 및 대용 시료의 처리 출력을 대응지어 관리하는 데이터베이스이다. 대용 시료 DB(131)에는, 예를 들면, 대용 시료의 식별 정보를 저장하는 필드, 대용 시료의 종별을 저장하는 필드, 처리 조건을 저장하는 필드, 및 처리 출력을 저장하는 필드로 구성되는 엔트리를 포함한다.

모델 DB(132)는, 임의의 값의 상관 관계의 정의(定義) 정보인 모델을 관리하는 데이터베이스이다. 모델 DB(132)에는, 처리 출력-처리 조건 모델(140) 및 실제 시료-대용 시료 모델(141)이 포함된다.

처리 출력-처리 조건 모델(140)은, 대용 시료에 대해 행해지는 처리의 처리 조건 및 대용 시료의 처리 출력 사이의 상관 관계를 정의하는 모델이다. 후술하는 바와 같이, 처리 출력-처리 조건 모델(140)은, 해석부(130)가 실행하는 학습 처리에 의해 생성된다.

실제 시료-대용 시료 모델(141)은, 대용 시료의 처리 출력 및 실제 시료의 처리 출력 사이의 상관 관계를 정의하는 모델이다. 실제 시료-대용 시료 모델(141)은, 미리 생성되어 있는 것으로 한다.

또한, 본 실시예는, 실제 시료-대용 시료 모델(141)의 생성 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, 실제 시료-대용 시료 모델(141)은, 기하 광학 시뮬레이션, 맥스웰 방정식을 사용한 파동 광학 시뮬레이션, 나비에-스토크스 방정식을 사용한 유체 시뮬레이션, 및 분자 동력학 시뮬레이션 등을 사용해서 생성되어도 되고, 또한, 기계 학습 및 통계 해석에 의거하여 생성되어도 된다.

또한, 실제 시료-대용 시료 모델(141)은, 처리 출력에 포함되는 요소를 축으로 하는 공간의 모든 영역에서 성립되는 모델이 아니어도 된다. 예를 들면, 실제 시료의 처리 출력의 예측값의 근방 영역에서만 성립되는 모델이어도 된다.

또한, 실제 시료-대용 시료 모델(141)은, 해석 시스템(40)에 의해 생성되어도 되고, 또한, 외부 시스템에 의해 생성되어도 된다. 해석 시스템(40)이 생성할 경우, 해석부(130)는, 동일한 처리 조건 하에서 취득된 실제 시료의 처리 출력 및 대용 시료의 처리 출력을 사용한 학습 처리를 실행함에 의해 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 생성할 수 있다.

실제 시료용 단말(50)은, 실제 시료에 대해 행해지는 처리의 처리 조건을 입력하는 장치이다. 실제 시료용 단말(50)은, 해석 시스템(40)으로부터 입력된 목표 처리 조건(150)을 처리 장치(20)에 입력한다.

또한, 대용 시료용 단말(10), 실제 시료용 단말(50), 및 해석 시스템(40)은, 도 2에 나타내는 바와 같은 계산기(200)를 사용해서 실현된다. 계산기(200)는, 연산 장치(201), 주기억 장치(202), 부기억 장치(203), 및 네트워크 인터페이스(204)를 갖는다.

연산 장치(201)는, 주기억 장치(202)에 저장되는 프로그램을 실행한다. 연산 장치(201)는, 예를 들면, 프로세서, GPU(Graphics Processing Unit), 및 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등이다. 연산 장치(201)가 프로그램에 따라 처리를 실행함에 의해, 특정의 기능을 실현하는 모듈로서 동작한다.

주기억 장치(202)는, 연산 장치(201)가 실행하는 프로그램 및 프로그램에 의해 사용되는 정보를 저장한다. 또한, 주기억 장치(202)는, 프로그램이 일시적으로 사용하는 워크 에어리어를 포함한다. 주기억 장치(202)는, 예를 들면, 휘발성 또는 불휘발성의 메모리이다. 주기억 장치(202)에는, 예를 들면, 해석부(130)를 실현하는 프로그램이 저장된다.

부기억 장치(203)는, 영속적으로 데이터를 저장하는 장치이다. 부기억 장치(203)는, 예를 들면, HDD(Hard Disk Drive) 및 SSD(Solid State Drive) 등이다. 부기억 장치(203)에는, 예를 들면, 대용 시료 DB(131) 및 모델 DB(132)가 저장된다. 또한, 부기억 장치(203)에 해석부(130) 등을 실현하는 프로그램이 저장되어도 된다. 이 경우, 연산 장치(201)는, 부기억 장치(203)로부터 프로그램을 판독하고, 주기억 장치(202)에 로드한다.

네트워크 인터페이스(204)는, 네트워크를 통해 다른 장치와 접속하기 위한 인터페이스이다.

또한, 계산기(200)는, 키보드, 마우스, 및 터치 패널 등의 입력 장치, 및, 디스플레이 등의 출력 장치를 가져도 된다.

도 3은, 실시예 1의 해석 시스템(40)이 실행하는 목표 처리 조건(150)의 산출 처리를 설명하는 플로우 차트이다. 도 4 및 도 5는, 실시예 1의 대용 시료용 단말(10)에 표시되는 GUI의 일례를 나타내는 도면이다.

유저는, 대용 시료용 단말(10)에 표시되는 GUI(400)를 사용해서 학습 처리 및 목표 처리 조건(150)의 산출 처리의 실행을 지시한다. 여기에서, GUI(400)에 대해 설명한다.

GUI(400)는, 학습 처리란(410), 목표 처리 출력란(420), 모델란(430), 및 결정 버튼(440)을 포함한다. 또한, 학습 처리란(410), 목표 처리 출력란(420), 및 모델란(430)에는, 난에의 입력이 유효한지의 여부를 나타내는 램프(450)가 포함된다. 난에의 입력이 유효한 경우, 램프(450)가 점등한다. 이에 의해, 유저는, 올바른 값이 입력되었음을 확인할 수 있다. 또한, 램프(450) 이외에 팝업의 표시 및 음성의 재생 등을 행해도 된다.

학습 처리란(410)은, 처리 출력-처리 조건 모델(140)을 생성하는 학습 처리의 설정을 행하기 위한 난이고, 학습 처리 종별란(411)을 포함한다. 또한, 학습 처리란(410)은, 학습 처리에 사용하는 대용 시료 DB(131)의 등록 또는 지정을 행하는 난을 포함해도 된다.

학습 처리 종별란(411)은, 대용 시료 DB(131)를 사용한 학습 처리의 구체적인 연산 방법을 선택하기 위한 난이다. 본 실시예의 학습 처리 종별란(411)에는, 연산 방법을 선택하는 체크 박스가 표시된다.

목표 처리 출력란(420)은, 목표 처리 출력(101)을 설정하기 위한 난이고, 목표 수치란(421)을 포함한다. 또한, 목표 처리 출력란(420)에는, 목표 처리 출력(101)에 포함되는 요소가 만족시키는 조건을 설정하는 난이 포함되어도 된다.

목표 수치란(421)은, 목표 처리 출력(101)으로서 설정하는 수치를 입력하기 위한 난이다. 본 실시예에서는, 처리 출력에 포함되는 각 요소의 수치가 설정된다.

모델란(430)은, 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 설정하기 위한 난이고, 수동 입력란(431) 및 자동 입력란(432)을 포함한다.

수동 입력란(431)은, 실제 시료-대용 시료 모델(141)로서 정의하는, 실제 시료의 처리 출력 및 대용 시료의 처리 출력 사이의 상관 관계를 입력하기 위한 난이다. 본 실시예의 수동 입력란(431)에는, 상관 모델을 선택하기 위한 체크 박스가 표시된다. 임의의 상관 모델을 지정함에 의해, 실제 시료의 처리 출력 및 대용 시료의 처리 출력 사이의 상관 관계를 정의할 수 있다. 본 실시예에서는, 처리 출력에 포함되는 요소 단위로 상관 관계를 정의할 수 있다.

자동 입력란(432)은, 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 생성하는 학습 처리의 설정을 행하기 위한 난이다. 자동 입력란(432)은, 실제 시료의 처리 출력의 데이터베이스를 입력하는 난, 대용 시료의 처리 출력의 데이터베이스를 입력하는 난, 및 학습 처리의 연산 방법을 입력하는 난을 포함한다. 또한, 자동 입력란(432)을 사용해서 지정하는 2개의 데이터베이스에는, 동일한 처리 조건 하에서 취득된 처리 조건이 저장된다.

결정 버튼(440)은, 학습 처리란(410), 목표 처리 출력란(420), 및 모델란(430) 중 어느 하나의 난에 입력된 값을 해석 시스템(40)에 송신하기 위한 조작 버튼이다.

유저가, 학습 처리란(410)에 값을 입력하고, 결정 버튼(440)을 조작했을 경우, 대용 시료용 단말(10)은, 학습 처리란(410)에 설정된 값을 처리 장치(20)에 송신한다. 이 경우, 해석부(130)는, 지정된 학습 처리의 연산 방법을 설정한다.

유저가, 목표 처리 출력란(420)에 값을 입력하고, 결정 버튼(440)을 조작했을 경우, 대용 시료용 단말(10)은, 목표 처리 출력란(420)에 설정된 값을 포함하는 목표 처리 출력(101)을 처리 장치(20)에 송신한다.

유저가, 모델란(430)에 값을 입력하고, 결정 버튼(440)을 조작했을 경우, 대용 시료용 단말(10)은, 모델란(430)에 설정된 값을 포함하는 모델의 생성 요구를 해석 시스템(40)에 송신한다. 이 경우, 해석부(130)는, 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 생성하거나, 또는, 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 갱신한다.

이상이 GUI(400)의 설명이다. 도 3의 설명으로 되돌아간다.

해석부(130)는, 대용 시료용 단말(10)로부터 목표 처리 출력(101)을 접수한다(스텝 S101).

해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)를 사용해서 학습 처리를 실행한다(스텝 S102). 해석부(130)는, 학습 처리의 결과를 처리 출력-처리 조건 모델(140)로서 모델 DB(132)에 저장한다.

또한, 해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)에 등록된 모든 데이터를 판독해도 되고, 지정된 대용 시료의 종별에 의거하여 판독하는 엔트리를 선택해도 된다.

또한, 이미 처리 출력-처리 조건 모델(140)이 생성되어 있을 경우, 해석부(130)는, 스텝 S102의 처리를 생략할 수 있다.

다음으로, 해석부(130)는, 목표 처리 출력(101) 및 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 사용해서, 목표 처리 출력(101)에 대응하는 대용 시료의 처리 출력을 산출한다(스텝 S103).

예를 들면, 실제 시료-대용 시료 모델(141)이 정량적인 상관 관계, 즉, 함수로서 주어질 경우, 해석부(130)는, 당해 함수에 목표 처리 출력(101)을 대입함에 의해 대용 시료의 처리 출력을 산출한다.

또한, 대용 시료의 처리 출력은 복수여도 된다. 예를 들면, 처리 출력의 임의의 요소에 대해 범위를 지정하는 모델이 설정되어 있을 경우, 당해 범위에 포함되는 요소를 포함하는 처리 출력이 복수 산출된다.

또한, 실제 시료의 처리 출력 및 대용 시료의 처리 출력 사이의 상관 관계는, 정량적인 상관 관계가 아닌, 정성적인 상관 관계여도 된다. 예를 들면, 대용 시료의 처리 출력의 요소 A와, 실제 시료의 처리 출력의 요소 B 사이에, 「요소 B가 클수록 요소 A도 크다」라는 정성적인 상관 관계가 존재할 경우를 고려한다. 요소 B가 취할 수 있는 최대값 B'가 목표 처리 출력(101)으로서 입력된 경우, 해석부(130)는, 요소 A가 취할 수 있는 최대값 A'를 대용 시료의 처리 출력으로서 산출한다.

다음으로, 해석부(130)는, 대용 시료의 처리 출력 및 처리 출력-처리 조건 모델(140)을 사용해서, 목표 처리 조건(150)을 산출한다(스텝 S104).

구체적으로는, 해석부(130)는, 처리 출력-처리 조건 모델(140)을 사용해서, 대용 시료의 처리 출력이 얻어질 가능성이 있는 대용 시료의 처리 조건(추정 처리 조건)을 산출한다.

예를 들면, 처리 출력-처리 조건 모델(140)이 함수로서 주어질 경우, 해석부(130)는, 당해 함수에 대용 시료의 처리 출력을 대입함에 의해, 추정 처리 조건을 산출한다. 대용 시료 및 실제 시료는 동일한 처리 장치(20)를 사용해서 처리가 행해지기 때문에, 추정 처리 조건이 목표 처리 조건(150)으로 된다.

또한, 해석부(130)는, 목표 처리 조건(150)을 입력 처리 조건(100)으로 해서 대용 시료용 단말(10)에 송신해도 된다. 반복해서 마찬가지인 연산 처리를 실행함에 의해, 최적인 처리 조건을 산출할 수 있고, 또한, 새로운 처리 조건을 발견할 수 있다.

또한, 해석부(130)는, 처리 출력-처리 조건 모델(140)을 사용하지 않아도 된다. 예를 들면, 해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)를 참조해서, 산출된 대용 시료의 처리 출력에 일치 또는 유사한 엔트리를 검색한다. 해석부(130)는, 검색된 엔트리에 포함되는 대용 시료의 처리 조건을 목표 처리 조건(150)으로서 산출한다.

다음으로, 해석부(130)는, 목표 처리 조건(150)을 포함하는 표시 정보를 생성하고, 생성된 표시 정보를 실제 시료용 단말(50)에 송신한다(스텝 S105). 또한, 해석부(130)는, 목표 처리 조건(150)을 부기억 장치(203)에 저장하고, 실제 시료용 단말(50)로부터 표시 요구를 접수했을 경우에 목표 처리 조건(150)을 판독해서, 표시 정보를 생성해도 된다.

실제 시료용 단말(50)은, 표시 정보를 수신했을 경우, 도 5에 나타내는 바와 같은 GUI(500)를 표시한다. 여기에서, GUI(500)에 대해 설명한다.

GUI(500)는, 결과 표시란(510) 및 결정 버튼(520)을 포함한다.

결과 표시란(510)은, 목표 처리 조건(150)의 산출 처리의 결과를 표시하는 난이다. 결과 표시란(510)에는, 목표 처리 출력(101)을 저장하는 필드 및 목표 처리 조건(150)을 저장하는 필드로 구성되는 엔트리가 하나 이상 포함된다. 엔트리에는 라디오 버튼이 포함된다. 목표 처리 출력(101)은 화상으로서 표시되어도 되고, 수치로서 표시되어도 된다.

결정 버튼(520)은, 처리 장치(20)에 목표 처리 조건(150)을 입력하기 위한 조작 버튼이다. 유저가, 결과 표시란(510)에 포함되는 엔트리의 라디오 버튼을 조작하고, 또한, 결정 버튼(520)을 조작했을 경우, 라디오 버튼이 조작된 엔트리의 목표 처리 조건(150)이 처리 장치(20)에 입력된다. 처리 장치(20)는, 목표 처리 조건(150)을 접수했을 경우, 목표 처리 조건(150)에 의거하여 실제 시료에 대해 처리를 행한다.

여기에서, 해석 시스템(40)이 실행하는 연산 처리에 대해 설명한다. 도 6은, 실시예 1의 목표 처리 조건(150)의 산출 처리의 개념을 설명하는 도면이다. 여기에서는, 설명의 간단을 위해, 처리 출력-처리 조건 모델(140) 및 실제 시료-대용 시료 모델(141)이 각각 함수로 주어지는 것으로 한다.

도 6의 타원은, 각각, 실제 시료 처리 출력 공간(601), 실제 시료 처리 조건 공간(602), 대용 시료 처리 출력 공간(611), 및 대용 시료 처리 조건 공간(612)을 나타낸다.

실제 시료 처리 출력 공간(601) 및 대용 시료 처리 출력 공간(611)은, 처리 출력에 포함되는 요소를 축으로 하는 공간을 나타낸다. 또한, 실제 시료 처리 출력 공간(601) 및 대용 시료 처리 출력 공간(611)의 차원은 반드시 일치하지는 않는다. 대용 시료 처리 출력 공간(611)의 차원은, 실제 시료 처리 출력 공간(601)의 차원보다 낮아도 된다.

실제 시료 처리 조건 공간(602) 및 대용 시료 처리 조건 공간(612)은, 처리 조건에 포함되는 요소를 축으로 하는 공간을 나타낸다. 실제 시료 처리 조건 공간(602) 및 대용 시료 처리 조건 공간(612)은 동일한 차원의 공간이고, 2개의 공간은 동일시할 수 있다.

해석 시스템(40)은, 실제 시료 처리 출력 공간(601) 및 대용 시료 처리 출력 공간(611) 사이의 사상(寫像) 관계(상관 관계)를 나타내는 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 유지한다.

해석 시스템(40)은, 스텝 S103에 있어서, 대용 시료 처리 출력 공간(611) 및 대용 시료 처리 조건 공간(612) 사이의 사상 관계(상관 관계)를 나타내는 처리 출력-처리 조건 모델(140)을 생성한다.

해석 시스템(40)은, 스텝 S104에 있어서, 실제 시료 처리 출력 공간(601)의 임의의 원(元)을 입력으로서 접수한다.

해석 시스템(40)은, 스텝 S105에 있어서, 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 사용해서, 실제 시료 처리 출력 공간(601)의 원을 대용 시료 처리 조건 공간(612)에 사상한다. 대용 시료 처리 조건 공간(612)의 원이 대용 시료의 처리 출력으로 된다.

해석 시스템(40)은, 처리 출력-처리 조건 모델(140)을 사용해서, 대용 시료 처리 조건 공간(612)의 원을 대용 시료 처리 조건 공간(612)에 사상한다. 실제 시료 처리 조건 공간(602)은, 대용 시료 처리 조건 공간(612)과 동일시할 수 있으므로, 대용 시료 처리 조건 공간(612)의 원은, 실제 시료 처리 조건 공간(602)의 원으로 간주할 수 있다. 따라서, 해석 시스템(40)은, 당해 원을 목표 처리 조건(150)으로서 출력한다.

다음으로, 실제 시료, 대용 시료, 및 실제 시료-대용 시료 모델(141)의 구체예를 설명한다. 여기에서는, 플라스마 에칭 처리를 행하는 시료를 예로 설명한다.

우선, 실제 시료의 처리 출력에 포함되는 모든 요소와, 대용 시료의 처리 출력에 포함되는 모든 요소 사이에 정량적인 상관 관계를 정의할 수 있을 경우에 대해 설명한다. 도 7a 및 도 7b는, 실시예 1의 실제 시료의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8a 및 도 8b는, 실시예 1의 대용 시료의 일례를 나타내는 도면이다.

도 7a는, 트렌치 구조를 형성하기 위한 에칭 처리를 행하는 실제 시료의 마스크 부착 패턴을 나타낸다. 도 7b는, 실제 시료를 AB 점선에서 절단한 단면(YZ 평면)을 X축의 양의 방향에서 본 단면도를 나타낸다.

도 8a는, 도 7에 나타내는 실제 시료의 마스크부와 동일 소재로 일부가 성막되고, 그 외의 부분이 트렌치부와 동일 소재로 성막된 웨이퍼를 나타낸다. 도 8b는, 대용 시료를 AB 점선에서 절단한 단면(YZ 평면)을 X축의 양의 방향에서 본 단면도를 나타낸다. 또한, 실제 시료의 마스크부와 동일 소재의 칩 또는 실제 시료의 마스크부와 동일 소재를 제막한 웨이퍼를 절단한 칩을 기반으로 되는 웨이퍼 상에 고정한 시료를 대용 시료로서 사용할 수도 있다.

도 7b에 나타내는 마스크부 및 트렌치부의 상방의 점선은, 처리 전의 마스크부 및 트렌치부의 위치를 나타낸다. 또한, 도 8b에 나타내는 마스크부 및 피에칭막의 상방의 점선은, 처리 전의 마스크부 및 피에칭막의 위치를 나타낸다.

실제 시료의 형상을 특징짓는 물리량으로는, 마스크부의 에칭 레이트 및 트렌치부의 에칭 레이트가 있다. 또한, 대용 시료의 형상을 특징짓는 물리량으로는, 마스크부의 에칭 레이트 및 트렌치부의 에칭 레이트가 있다.

이하의 설명에서는, 실제 시료의 마스크부의 에칭 레이트 및 트렌치부의 에칭 레이트를 각각 m1 및 s1로 정의하고, 또한, 대용 시료의 마스크부의 에칭 레이트 및 트렌치부의 에칭 레이트를 각각 m2 및 s2로 정의한다. 또한, m1 및 s1가 실제 시료의 처리 출력에 포함되고, 또한, m2 및 s2가 대용 시료의 처리 출력에 포함되는 것으로 한다.

플라스마 에칭 처리에 있어서, m1 및 s1을 목표 처리 출력(101)으로 조절하기 위한 목표 처리 조건(150)의 산출 방법을 설명한다. 또한, m1 및 s1이 만족시키는 조건으로서 식 (1)에 나타내는 조건이 설정되어 있는 것으로 한다.

[수식 1]

실제 시료가 도 7a에 나타내는 바와 같이 미세 패턴인 경우, 회절광의 확인 및 실효적 복소 굴절률의 계측은 곤란하기 때문에, 광학 계측기를 사용한 m1 및 s1의 계측도 곤란하다. 그 때문에, 실제 시료의 단면 정보를 계측할 필요가 있다. 실제 시료의 단면 정보를 계측하기 위해서는, 처리 장치(20)로부터 실제 시료를 취출하고, 또한, 단면 정보를 계측하기 위한 가공이 필요하다. 따라서, 학습용의 데이터를 취득하는데는 시간이 걸리고, 또한, 고액이 된다.

한편, 대용 시료는, 도 8b에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 및 칩의 피에칭막 아래에 하지막이 존재하기 때문에, 광의 간섭을 이용해서 m2 및 s2를 계측할 수 있다. 처리 장치(20)에 내장된 막두께 측정 기기를 사용했을 경우, 압막(壓膜)을 계측하기 위한, 처리 장치(20)로부터 대용 시료의 취출, 및 대용 시료의 가공이 필요없다. 따라서, 실제 시료로부터 학습용의 데이터를 취득하는 것보다, 고속이고 또한 저액(低額)으로 학습용의 데이터를 취득할 수 있다.

또한, 처리 장치(20)에 계측 장치(30)가 내장되어 있지 않은 경우에도, 스탠드얼론의 광학 측정이 가능하기 때문에, 대용 시료의 가공이 필요없다.

도 7a에 나타내는 실제 시료 및 도 8a에 나타내는 대용 시료의 실제 시료-대용 시료 모델(141)로서는 이하와 같은 것을 생각할 수 있다.

실제 시료 및 대용 시료가 동일 소재로 구성되어 있기 때문에, 처리 조건이 동일한 경우, 식 (2) 및 식 (3)에 나타내는 바와 같은 수식을 실제 시료-대용 시료 모델(141)로서 정의할 수 있다.

[수식 2]

[수식 3]

여기에서, 식 (1)을 만족시키는 목표 처리 출력(101)으로서, m1＝1㎚/min, s1＝100㎚/min을 해석 시스템(40)에 입력했을 경우, 해석 시스템(40)은, 식 (2) 및 식 (3)에 나타내는 바와 같은 실제 시료-대용 시료 모델(141)로부터, 예를 들면, 대용 시료의 처리 출력으로서 m2＝1㎚/min, s2＝100㎚/min을 산출한다.

또한, 마스크부와 동일 소재의 칩을 사용한 대용 시료를 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 마스크부와 유사한 가공 특성을 나타내는 소재, 또는 마스크부의 가공 형상과 상관을 갖는 소재도 적용 가능하다.

마스크부와 유사한 가공 특성을 나타내는 소재를 적용한 대용 시료의 경우에는, 식 (2) 및 식 (3)에 나타내는 바와 같은 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 사용할 수 있다. 또한, 마스크부의 가공 형상과 상관을 갖는 소재이며, 당해 상관이 기지(旣知)인 경우, 당해 상관을 실제 시료-대용 시료 모델(141)로서 사용할 수 있다. 상술한 상관이 기지가 아닐 경우, 실험 데이터를 사용한 학습 처리로부터 구한 실제 시료-대용 시료 모델(141)을 설정할 수 있다.

다음으로, 실제 시료의 처리 출력에 포함되는 일부의 요소와, 대용 시료의 처리 출력에 포함되는 일부의 요소 사이에 정량적인 상관 관계를 정의할 수 있을 경우에 대해 설명한다. 도 9a 및 도 9b는, 실시예 1의 실제 시료의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10a 및 도 10b는, 실시예 1의 대용 시료의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11은, 실시예 1의 대용 시료의 물리량의 계측 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9a는, 트렌치 구조를 형성하기 위한 에칭 처리를 행하는 실제 시료의 마스크 부착 패턴을 나타낸다. 도 9b는, 실제 시료를 AB 점선에서 절단한 단면(YZ 평면)을 X축의 양의 방향에서 본 단면도를 나타낸다.

도 10a는, 웨이퍼 상에 덮개가 설치된 대용 시료(허트 부착 시료)를 나타낸다. 덮개의 상부는 광을 투과하는 투명한 소재로 구성되어 있는 것으로 한다. 대용 시료의 피에칭막은, 실제 시료의 트렌치부와 동일 소재인 것으로 한다. 도 10b는, 대용 시료를 AB 점선에서 절단한 단면(XZ 평면)을 Y축의 음의 방향에서 본 단면도를 나타낸다. 대용 시료는, 도 10b에 나타내는 바와 같이 공극 구조로 되어 있다. 또한, 도 10b에 나타내는 점선은 처리 전의 피에칭막의 위치를 나타낸다.

실제 시료의 형상을 특징짓는 물리량으로는, 트렌치부의 정점(頂点) 부분의 폭, 트렌치부의 중앙 부분의 폭, 및 트렌치부의 바닥면 부분의 폭, 및 실제 시료의 깊이가 있다. 대용 시료의 형상을 특징짓는 물리량으로는, 허트 외부의 에칭량, 허트 내부의 에칭량, 및 허트 내부의 감쇠의 길이가 있다.

이하의 설명에서는, 실제 시료의 트렌치부의 정점 부분의 폭, 트렌치부의 중앙 부분의 폭, 트렌치부의 바닥면 부분의 폭, 및 실제 시료의 깊이를, 각각, w1, w2, w3, 및 h라 정의한다. 또한, 대용 시료의 허트 외부의 에칭량, 허트 내부의 에칭량, 및 허트 내부의 에칭량의 감쇠의 길이를, 각각, o, i, 및 d라 정의한다. 또한, w1, w2, w3, 및 h가 실제 시료의 처리 출력에 포함되고, 또한, o, i, 및 d가 대용 시료의 처리 출력에 포함되는 것으로 한다.

플라스마 에칭 처리에 있어서, w1, w2, w3, 및 h를 목표 처리 출력(101)으로 조절하기 위한 목표 처리 조건(150)의 산출 방법을 설명한다. 또한, w1, w2, w3, 및 h가 만족시키는 조건으로서, w1, w2, 및 w3는 거의 동등하고, 또한, h가 최대라는 조건이 설정되는 것으로 한다.

도 7a에 나타내는 실제 시료와 마찬가지로, 도 9a에 나타내는 실제 시료는, 광학 계측기를 사용해서 w1, w2, w3, 및 h를 계측하는 것은 곤란하고, 또한, 학습용의 데이터를 취득하는데는 시간이 걸리고, 또한, 고액이 된다.

한편, 도 11에 나타내는 바와 같이, 대용 시료의 허트는 투명하기 때문에, 광의 간섭을 사용한 막두께 측정 등에 의해, 임의의 계측 위치로부터 형상을 나타내는 물리량을 계측할 수 있다. 구체적으로는, 계측 장치(30)는, 광원(1101)으로부터 광을 조사하고, 피에칭막 및 하지막으로부터의 반사광을 검출기(1102)를 사용해서 검출한다. 이와 같이, 처리 장치(20)로부터의 대용 시료의 취출, 및 대용 시료의 가공을 행하지 않고 처리 출력을 취득할 수 있다. 따라서, 실제 시료로부터 학습용의 데이터를 취득하는 것보다, 고속이고 또한 저액으로 학습용의 데이터를 취득할 수 있다.

또한, o, i, 및 d의 계측은, 대용 시료의 Y축에 평행한 허트 개구 중앙부의 근방에서 행하는 것이 바람직하다. 단, 허트의 양단으로부터 내측으로 충분히 떨어진 부분에 있어서의 X축 방향의 에칭량의 분포가 균일한 경우에는, 임의의 위치에서 o, i, 및 d를 계측해도 된다.

도 9a에 나타내는 실제 시료 및 도 10a에 나타내는 대용 시료의 실제 시료-대용 시료 모델(141)로서는 이하와 같은 것을 생각할 수 있다.

d가 큰 경우, 허트의 내측의 에칭 레이트는 감쇠하기 어려워지기 때문에, d의 증대에 수반해서 허트의 내측에서는 균일한 에칭량에 가까이 간다. 한편, d가 작을 경우, 허트의 내측의 에칭 레이트는 바로 감쇠하기 때문에, 허트의 개구 부분의 주변은, 다른 부분보다 에칭량이 증가한다.

도 9b 및 도 10b에 나타내는 바와 같이, 실제 시료 및 대용 시료는 유사한 홈 구조를 갖는다. 따라서, 상기 대용 시료의 성질은, 실제 시료의 성질과 이하와 같은 관계가 존재한다. 실제 시료의 i가 큰 경우, 실제 시료의 수평 방향의 에칭 레이트도 커진다고 생각되기 때문에, w1, w2, 및 w3의 차가 증가하는 경향으로 되는 것이 예상된다. 대용 시료의 d가 작을 경우, 마스크부 바로 아래의 피에칭막에만 에칭 반응이 진행되기 때문에, w1는 w2 및 w3보다 증가하는 경향으로 되는 것이 예측된다. 따라서, 실제 시료의 w1, w2, 및 w3과, 대용 시료의 d 및 i 사이의 상기와 같은 성질을 실제 시료-대용 시료 모델(141)로서 정의한다.

또한, 실제 시료의 h 및 대용 시료의 o는, 장해물(마스크)이 존재하지 않는 피에칭막에 대해 에칭이 행해질 경우에서, 식 (4)에 나타내는 바와 같은 수식을 실제 시료-대용 시료 모델(141)로서 정의할 수 있다.

[수식 4]

상기와 같이, 실제 시료의 처리 출력 및 대용 시료의 처리 출력의 일부의 요소 사이에 정량적인 관계가 정의되지 않는 실제 시료-대용 시료 모델(141)이어도, 본 실시예를 적용할 수 있다.

예를 들면, 해석 시스템(40)은, h의 값을 포함하는 목표 처리 출력(101)이 입력된 경우, 식 (4)를 만족시키는 대용 시료의 처리 출력을 검색한다. 해석 시스템(40)은, 상기 성질(실제 시료-대용 시료 모델(141))에 의거하여, 검색된 대용 시료의 처리 출력 중에서, o가 크고, i가 작고, 또한, d가 큰 대용 시료의 처리 출력을 검색한다. 또한, 해석 시스템(40)은, 검색된 대용 시료의 처리 출력 및 처리 출력-처리 조건 모델(140)을 사용해서, 목표 처리 조건(150)을 산출한다. 이상과 같은 연산 처리를 실행함에 의해, 깊은 수직 형상의 실제 시료를 얻기 위한 처리 조건을 산출할 수 있다.

또한, 투명한 덮개를 갖는 대용 시료를 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 불투명한 덮개를 갖는 대용 시료를 사용할 수 있다. 이 경우, 대용 시료를 장치로부터 취출하고, 허트 전체 또는 광계측 시의 광로로서 사용하는 공간에 해당하는 허트의 일부를 분리함으로써 광간섭 막두께를 측정할 수 있다. 따라서, 실제 시료를 사용할 경우보다 고속이고 또한 저액으로 학습용의 데이터를 취득할 수 있다.

또한, 실제 시료의 트렌치부와 동일한 소재로 성막된 웨이퍼를 대용 시료로서 사용했지만 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 트렌치부와 유사한 가공 특성을 나타내는 소재, 또는 트렌치부의 가공 형상과 상관을 갖는 소재도 적용 가능하다.

다음으로, 대용 시료 DB(131)의 생성 방법에 대해 설명한다. 도 12는, 실시예 1의 해석 시스템(40)이 실행하는 대용 시료 DB(131)의 생성 처리의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13 및 도 14는, 실시예 1의 대용 시료용 단말(10)에 표시되는 GUI의 일례를 나타내는 도면이다.

대용 시료용 단말(10)을 사용하는 유저는, 도 13에 나타내는 GUI(1300)를 사용해서 대용 시료 DB(131)를 생성하기 위한 초기 설정을 행한다. 여기에서, GUI(1300)에 대해 설명한다.

GUI(1300)는, DB 기준란(1301), 입력 처리 조건란(1302), 실행 버튼(1303), 및 램프(1304)를 포함한다.

DB 기준란(1301)은, 구축하는 대용 시료 DB(131)의 기준을 설정하기 위한 난이고, 입력된 데이터의 총수(總數) 및 평균 변동 계수에 대한 기준을 설정하는 난을 포함한다. 여기에서, 평균 변동 계수는, 대용 시료 처리 출력의 각 변수에 대해 변동 계수를 산출하고, 모든 변수의 평균을 취한 것으로 한다.

입력 처리 조건란(1302)은, 입력 처리 조건(100)을 설정하기 위한 난이다. 또한, 구체적인 값을 입력하는 대신, 입력 처리 조건(100)을 자동적으로 생성하는 수단을 선택하는 난을 마련해도 된다. 예를 들면, 실험 계획법, 랜덤한 선택 방법, 또는 후술하는 성긴 영역에 의거하는 선택 방법 등을 선택할 수 있다. 복수의 선택 수단을 조합해도 된다.

실행 버튼(1303)은, 대용 시료 DB(131)의 생성 처리의 실행을 지시하기 위한 조작 버튼이다.

램프(1304)는, DB 기준란(1301) 또는 입력 처리 조건란(1302)에의 입력이 유효한지의 여부를 나타낸다. 또한, 램프(1304) 이외에 팝업 표시 및 음성의 재생 등을 행해도 된다. 또한, 입력 처리 조건란(1302)에만 유효한 값이 입력된 경우에도 램프(1304)가 점등하는 것으로 한다.

유저가 각 난에 값을 설정하고, 실행 버튼(1303)을 조작했을 경우, 대용 시료용 단말(10)은, 입력 처리 조건(100)을 처리 장치(20)에 송신하고, 또한, 해석 시스템(40)에 대용 시료 DB(131)의 생성 요구를 송신한다. 생성 요구에는, 데이터의 총수, 평균 변동 계수, 및 입력 처리 조건(100) 등이 포함된다.

해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)의 생성 요구를 수신했을 경우, 이하에서 설명하는 대용 시료 DB(131)의 생성 처리를 개시한다.

우선, 해석부(130)는, 수신한 생성 요구에 포함되는 정보를 취득한다(스텝 S201). 이 때, 해석부(130)는, 생성 요구에 포함되는 데이터의 총수 및 평균 변동 계수를, 대용 시료 DB(131)의 기준으로서 유지한다. 또한, 해석부(130)는, 생성 요구에 포함되는 입력 처리 조건(100)을 일시적으로 유지한다.

다음으로, 해석부(130)는, 처리 장치(20)로부터 대용 시료의 처리 출력을 취득한다(스텝 S202). 또한, 당해 처리 출력은, 입력 처리 조건(100)에 의거하여 행해진 처리의 처리 출력이다.

다음으로, 해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)에 데이터를 등록한다(스텝 S203). 구체적으로는, 해석부(130)는, 대용 시료의 처리 조건 및 처리 출력을 대응지어 대용 시료 DB(131)에 등록한다.

다음으로, 해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)가 기준을 만족하고 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S204). 구체적으로는, 이하와 같은 연산 처리가 실행된다.

해석부(130)는, 데이터의 총수 및 평균 변동 계수를 0으로 설정한다.

해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)를 참조하여, 등록되어 있는 엔트리의 수를 데이터의 총수로서 유지한다.

해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)를 참조해서, 대용 시료 처리 출력 공간(611)에 있어서의 처리 출력에 대한 평균 변동 계수를 산출한다. 해석부(130)는, 산출된 평균 변동 계수의 값을 유지한다.

해석부(130)는, 데이터의 총수가 지정된 수보다 크고, 또한, 평균 변동 계수가 지정된 수치보다 큰지의 여부를 판정한다. 상술한 조건을 만족시킬 경우, 해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)가 기준을 만족하고 있다고 판정한다. 이상이 스텝 S204의 처리의 설명이다.

대용 시료 DB(131)가 기준을 만족하고 있지 않다고 판정된 경우, 해석부(130)는, 스텝 S201로 돌아가, 마찬가지인 연산 처리를 실행한다. 이 때, 해석부(130)는, 대용 시료용 단말(10)에 새로운 처리 조건의 입력을 촉구하는 표시를 행한다.

대용 시료 DB(131)가 기준을 만족하고 있다고 판정된 경우, 해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)의 생성 처리를 종료한다. 이 때, 해석부(130)는, 도 14에 나타내는 바와 같은 GUI(1400)를 표시하기 위한 표시 정보를 생성하고, 대용 시료용 단말(10)에 표시 정보를 송신한다. 여기에서, 도 14에 나타내는 GUI(1400)에 대해 설명한다.

GUI(1400)는, 결과 표시란(1401), 종료 버튼(1402), 및 재실행 버튼(1403)을 포함한다.

결과 표시란(1401)은, 생성된 대용 시료 DB(131)에 관한 정보를 표시하는 난이다. 도 14에서는, 데이터의 총수 및 평균 변동 계수가 표시된다. 또한, 대용 시료 DB(131)에 등록된 엔트리의 상세를 표시해도 된다.

종료 버튼(1402)은, 대용 시료 DB(131)의 생성 처리를 종료하기 위한 조작 버튼이다. 유저가 종료 버튼(1402)을 조작했을 경우, GUI(1400)가 닫힌다. 또한, 해석부(130)는, 종료 버튼(1402)이 조작된 경우에, 대용 시료 DB(131)의 생성 처리를 종료하게 해도 된다.

재실행 버튼(1403)은, 재차, 대용 시료 DB(131)의 생성 처리를 실행시키기 위한 조작 버튼이다. 유저가 재실행 버튼(1403)을 조작했을 경우, GUI(1300)가 표시된다.

또한, 대용 시료 DB(131)의 기준으로서는 이하와 같은 기준도 채용할 수 있다. 대용 시료 DB(131)에 목표로 하는 대용 시료의 처리 출력과 동일한 경우, 또는, 대용 시료 처리 출력 공간(611)에 있어서 목표로 하는 대용 시료의 처리 출력과 거리가 가까운 처리 출력이 존재할 경우, 대용 시료 DB(131)가 기준을 만족하고 있다고 판정한다. 이 기준을 채용함에 의해, 목표 처리 조건(150)의 산출 정밀도가 높은 대용 시료 DB(131)를 생성할 수 있다.

도 15는, 실시예 1의 해석 시스템(40)이 실행하는 대용 시료 DB(131)의 갱신 처리의 일례를 설명하는 플로우 차트이다. 도 16은, 실시예 1의 대용 시료 처리 출력 공간(611)의 분할 방법의 일례를 나타내는 도면이다. 도 17은, 실시예 1의 대용 시료용 단말(10)에 표시되는 GUI의 일례를 나타내는 도면이다.

대용 시료용 단말(10)을 사용하는 유저는, 도 17에 나타내는 GUI(1700)를 사용해서 대용 시료 DB(131)를 갱신하기 위한 설정을 행한다. 여기에서, GUI(1700)에 대해 설명한다.

GUI(1700)는, DB 기준란(1701), 성긴 영역란(1702), 학습 처리 종별란(1703), 결정 버튼(1704), 및 램프(1705)를 포함한다.

DB 기준란(1701)은, 대용 시료 DB(131)의 기준을 설정하기 위한 난이고, 입력된 데이터의 총수 및 평균 변동 계수를 설정하는 난을 포함한다.

성긴 영역란(1702)은, 입력 처리 조건(100)의 선택 기준으로 되는 성긴 영역을 설정하기 위한 난이고, 대용 시료 처리 출력 공간(611)의 분할 수, 분할 영역에 포함되는 데이터의 수, 및 추가하는 입력 처리 조건(100)의 상한 수를 설정하는 난을 포함한다. 분할 영역에 포함되는 데이터의 수는, 분할 영역이 성긴 영역인지의 여부를 판정하기 위한 지표로서 사용된다.

학습 처리 종별란(1703)은, 대용 시료 DB(131)를 사용한 학습 처리의 구체적인 연산 방법을 선택하기 위한 난이다. 본 실시예의 학습 처리 종별란(1703)에는, 연산 방법을 선택하는 체크 박스가 표시된다.

결정 버튼(1704)은, 각 난의 입력을 등록하기 위한 조작 버튼이다.

램프(1705)는, DB 기준란(1701), 성긴 영역란(1702), 및 학습 처리 종별란(1703)에의 입력이 유효한지의 여부를 나타낸다. 또한, 램프(1705) 이외에 팝업 표시 및 음성의 재생 등을 행해도 된다.

유저가 각 난에 값을 설정하고, 결정 버튼(1704)을 조작했을 경우, 대용 시료용 단말(10)은, 설정 정보를 처리 장치(20)에 송신한다.

해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)의 생성 처리가 종료했을 경우, 설정 정보를 수신했을 경우, 또는 유저로부터 갱신 지시를 수신했을 경우, 이하에서 설명하는 대용 시료 DB(131)의 갱신 처리를 실행한다. 또한, 해석부(130)는, 주기적으로, 대용 시료 DB(131)의 갱신 처리를 실행해도 된다.

우선, 해석부(130)는, 성긴 영역란(1702)에 설정된 값에 의거하여, 대용 시료 처리 출력 공간(611)을 복수의 분할 영역으로 분할한다(스텝 S301). 예를 들면, 대용 시료 처리 출력 공간(611)이 이차원일 경우, 도 16에 나타내는 바와 같이 대용 시료 처리 출력 공간(611)이 분할된다.

다음으로, 해석부(130)는, 성긴 영역란(1702)에 설정된 값에 의거하여, 분할 영역 중에서 성긴 영역을 특정한다(스텝 S302).

구체적으로는, 해석부(130)는, 분할 영역 내에 포함되는 처리 출력의 수를 기준으로 성긴 영역을 특정한다. 예를 들면, 도 16에 나타내는 예에서는, 대용 시료 처리 출력 공간(611)에 포함되는 분할 영역 중, 처리 출력을 나타내는 점이 존재하지 않는 사선을 친 분할 영역이 성긴 영역으로서 특정된다.

또한, 성긴 영역의 수가 많을 경우, 해석부(130)는, 일부의 성긴 영역을 선택해도 된다. 선택 방법으로서는, 랜덤으로 선택하는 방법, 또는 목표로 하는 대용 시료의 처리 출력이 포함되는 분할 영역의 근방에 존재하는 분할 영역을 선택하는 방법 등을 생각할 수 있다. 후자의 선택 방법을 채용했을 경우, 목표 처리 조건(150)의 예측 정밀도를 향상시킬 수 있는 가능성이 있다.

또한, 다른 방법으로서는, 해석부(130)는, 처리 출력의 수가 적은 순으로 소정의 수의 분할 영역을 성긴 영역으로서 특정한다.

또한, 성긴 영역의 특정 기준 및 특정 방법은 일례이고 이것에 한정되지 않는다.

다음으로, 해석부(130)는, 성긴 영역으로부터 임의의 처리 출력을 결정한다(스텝 S303). 예를 들면, 성긴 영역으로부터 랜덤으로 결정하는 방법, 또는, 성긴 영역 내의 상대적인 위치로부터 결정하는 방법을 생각할 수 있다.

다음으로, 해석부(130)는, 학습 처리 종별란(1703)에 설정된 값 및 대용 시료 DB(131)에 의거하여, 학습 처리를 실행하고(스텝 S304), 처리 출력-처리 조건 모델(140)을 생성한다.

또한, 기존의 처리 출력-처리 조건 모델(140)이 존재할 경우, 스텝 S304의 처리를 생략해도 된다.

또한, 해석부(130)는, 생성된 처리 출력-처리 조건 모델(140)의 정밀도를 구하고, 당해 정밀도가 역치보다 작을 경우, 재차 학습 처리를 실행하게 해도 된다. 예를 들면, 해석부(130)는, 교차 검증을 행해서, 검증 오차가 역치보다 큰지의 여부를 판정함에 의해, 처리 출력-처리 조건 모델(140)의 정밀도를 평가한다.

다음으로, 해석부(130)는, 스텝 S303에 있어서 결정된 처리 출력 및 처리 출력-처리 조건 모델(140)에 의거하여, 입력 처리 조건(100)을 산출한다(스텝 S305).

다음으로, 해석부(130)는, 입력 처리 조건(100)을 처리 장치(20)에 입력한다(스텝 S306).

다음으로, 해석부(130)는, 처리 장치(20)로부터 대용 시료의 처리 출력을 취득한다(스텝 S307).

다음으로, 해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)를 갱신한다(스텝 S308). 구체적으로는, 해석부(130)는, 입력 처리 조건(100) 및 수신한 대용 시료의 처리 출력을 대응지어 대용 시료 DB(131)에 등록한다.

다음으로, 해석부(130)는, DB 기준란(1701)에 설정된 값에 의거하여, 대용 시료 DB(131)가 기준을 만족하고 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S309). 스텝 S309의 기준은, 스텝 S205의 기준과 마찬가지인 기준을 적용할 수 있다.

대용 시료 DB(131)가 기준을 만족하고 있지 않다고 판정된 경우, 해석부(130)는, 스텝 S301로 돌아가, 마찬가지인 연산 처리를 실행한다.

대용 시료 DB(131)가 기준을 만족하고 있다고 판정된 경우, 해석부(130)는, 대용 시료 DB(131)의 갱신 처리를 종료한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 해석 시스템(40)은, 실제 시료로부터 학습용의 데이터를 취득하고, 학습을 행할 필요가 없다. 즉, 해석 시스템(40)은, 실제 시료의 목표 처리 출력(101)으로부터 실제 시료의 목표 처리 조건(150)을 산출할 수 있다. 본 실시예에서는, 실제 시료보다 염가이고 또한 계측이 용이하게 할 수 있는 대용 시료를 사용해서 학습용의 데이터를 수집하고, 취득한 데이터를 사용해서 학습 처리를 실행함에 의해 고속이고 또한 저액으로 실제 시료의 처리 조건을 구할 수 있다. 즉, 프로세스 개발의 비용을 억제하고, 고정밀도의 처리 조건을 구할 수 있다.

또한, 대용 시료의 처리 출력에 포함되는 요소의 수는, 실제 시료의 처리 출력에 포함되는 요소의 수 이하여도 되기 때문에, 계측 시간 및 해석 시간 등을 짧게 할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시형태를 기술한다.

우선, 도 1에 나타낸 해석 시스템(40) 내의 실제 시료-대용 시료 모델에 대해 보충하면, 동일한 처리 조건에 대한 실제 시료 출력과 대용 시료 출력의 DB가 있을 경우는, 그 DB를 모델 DB(132)에 보존하고, 해석부(130)에 입력해서 해석부(130)가 갖는 해석 방법에 의해 상관을 학습할 수 있다. 이 결과를 모델 DB(132)에 보존함으로써, 실제 시료-대용 시료 관계 모델을 보존할 수 있다.

또한, 실제 시료-대용 시료 관계 모델이, 정량적인 관계가 아닌 정성적인 대응 관계인 경우에도, 목표 대용 시료 출력을 결정하는 것은 가능하다. 예를 들면, 대용 시료 출력의 변수 A와, 실제 시료 출력의 변수 B에 대해, B가 클수록 A도 크다는 정성적인 실제 시료-대용 시료 관계 모델이 있을 경우를 고려한다. 또한, B가 취할 수 있는 최대값인 B^＊를 목표 실제 시료 출력으로 할 경우를 고려한다. 이 때, 목표 실제 시료 출력에 대응하는 대용 시료 출력은, A가 취할 수 있는 최대값 A^＊라고 결정할 수 있다.

그리고, 목표의 실제 시료 출력을 주는 처리 조건을 출력에 있어서, 구해진 목표의 대용 시료 출력을 주는 처리 조건으로 되는 해를, 해석으로 얻어진 대용 시료에 대한 시료 출력-처리 조건 모델을 사용해서 추정한다. 또한, 시료 출력-처리 조건 모델을 사용하지 않고, 구해진 목표의 대용 시료 출력에 가장 가까운 대용 시료 출력을 갖는 데이터를, 모델 DB(132)에 보존된 대용 시료 데이터베이스로부터 참조하여, 그 데이터가 갖는 처리 조건을 해로서 출력해도 된다. 이상으로부터, 실제 시료의 수가 한정되어 있고, 실제 시료를 사용한 조건 탐색을 충분히 행할 수 없는 경우에 있어서, 대용 시료 DB, 및 사전에 판명하고 있는 실제 시료-대용 시료 관계 모델을 사용함으로써, 목표의 처리 조건을 탐색할 수 있다.

또한, 도 15에서 설명한 추가 처리 조건 결정 수순에 있어서, 모든 성긴 영역 중에서, 얻어지는 목표 대용 시료 출력의 좌표가 포함되는 성긴 영역 혹은 그 좌표 근방의 성긴 영역을 지정하는 것도 가능하다. 이렇게 성긴 영역을 지정함으로써, 목표 대용 시료 출력 부근의 데이터를 집중적으로 증가시켜, 목표의 실제 시료 처리 조건의 예측 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, DB의 기준의 일례를 설명한다. 얻어지는 목표 대용 시료 출력의 데이터 점이나 그 근방 데이터가 DB에 포함되어 있을 경우에, 기준을 만족하고 있다고 판정할 수 있다. 이 기준에 의해, 목표 대용 시료 출력 부근의 데이터를 포함하는 DB를 구축할 수 있다.

또한, 도 8a, 도 8b, 도 10a, 및 도 10b에서는, 대용 시료를 플라스마에 폭로(暴露)했을 때의 피에칭막의 가공 특성을 사용해서 설명을 행했다. 대용 시료는, 허트의 개구부 근방에 있어서의 매체의 특성을 계측할 수 있다. 그 방법은, 허트 내외의 각 대상막이 가공된 모습, 즉 허트 외부의 에칭량(o), 허트 내부의 에칭량(i), 허트 내부의 에칭량의 감쇠의 특징적 길이(d), 또는 허트의 안쪽으로부터 개구부를 향하는 피에칭막의 두께의 감쇠의 특징적 길이(d)를 계측하는 것이다.

따라서, 처리실 내 또는 허트 개구부 근방에 있어서의 매체는, 플라스마 이외에도, 부식 가스, 라디칼을 포함하는 가스, 가공 대상막과 반응하는 미스트, 에어로졸 등이 있다.

또한, 매체가 플라스마인 경우에는, 대용 시료의 표면에는 시스가 형성되기 때문에, 플라스마 중의 양 이온이 대용 시료 표면에 입사할 때에는, 웨이퍼에 대해 수직 방향으로 가속되어 입사한다. 따라서, 허트의 밖에서는, 플라스마로부터의 양 이온, 라디칼 및 플라스마 생성용의 원료 가스가 입사한다. 그에 반해, 허트 내의 공극에는, 양 이온의 입사는 억제되고, 플라스마 생성용의 원료 가스 및 라디칼만이 확산한다. 그 때문에, 허트의 내외의 에칭량을 계측함으로써, 플라스마의 특성을 계측할 수 있다.

단, 대용 시료의 표면을 따르는 형상으로 시스는 형성되기 때문에, 덮개(허트 커버)의 개구부 주변에서는, 시스가 변형되기 때문에 주의가 필요하다. 이 시스의 변형에 대해서는, 도 24를 사용해서 후술한다. 또한, 덮개는 본원 명세서 중에 있어서 허트 커버라고도 한다.

도 18은, 촬상 소자(2610)로부터, 렌즈(2620), 허트 커버(2700), 및 웨이퍼(2000)에 걸친 파선은 막두께 계측에 사용하는 간섭광의 광로의 개요이다. 웨이퍼(2000)의 표면 상에 파선으로 그려진 원의 부분이 관측 영역으로 된다. 렌즈(2620)의 초점 거리, 및 촬상 소자(2610)의 면적을 변경함으로써, 관측 영역의 면적을 변경하는 것이 가능하다.

관측 영역을, 허트 커버 이상으로 넓게 함으로써, 허트 커버 이외의 장소에 있어서의 피에칭막의 두께를 계측할 수 있다.

또한, 웨이퍼(2000) 상에는 허트 커버를 복수 설치하는 것이 가능하고, 그에 따라 허트 커버 내부 및 허트 커버 외부의 피에칭막의 두께에 대해, 웨이퍼 면 내에서의 분포를 계측할 수 있다.

웨이퍼(2000)의 표면에는, 도 8b 및 도 10b와 마찬가지로, 하지막 및 피에칭막이 적층되어 있다.

피에칭막에 광을 조사함으로써, 피에칭막으로부터 방사되는 간섭광을 계측함으로써, 피에칭막의 두께를 계측할 수 있다.

피에칭막에 조사하는 광에는, 처리실의 외부에 광원을 설치하는 방법, 및 처리실(2001)의 내부에서 발생하는 광을 사용할 수 있다. 처리실 내에서 발생하는 광에는, 플라스마 처리 중에 발생하는 플라스마광을 사용할 수 있다. 또한, 외부의 광원을 사용하는 방법에 대해서는, 도 21 및 도 22에서 설명한다.

광원으로서 플라스마광 등의 광대역 광을 사용할 경우, 간섭광으로부터 막두께를 계측하기 위해서는, 분광 계측을 할 필요가 있다. 광학 필터(2630)에 의해, 카메라에 입사하는 파장을 한정함으로써, 분광 계측을 할 수 있다. 광학 필터(2630)로서 밴드패스 필터, 또는 로우패스 필터 및 하이패스 필터를 조합함으로써, 카메라에 입사하는 광의 대역을 한정할 수 있다.

렌즈(2620)의 변경이나, 광학 필터(2630) 내지 촬상 소자(2610) 사이에 렌즈를 추가함으로써, 보다 광각에서의 계측을 가능하게 함으로써, 관측 영역을 확대하는 것이 가능하다. 관측 영역을 넓게 할수록, 보다 넓은 범위에서의 분포 계측이 가능해진다.

단, 광각에서의 계측에서는, 광학 필터(2630)를 간섭광이 통과할 때에, 간섭광의 광로의 중심축으로부터 광로가 멀어짐에 따라, 광학 필터(2630)에 대한 입사 각도가 감소한다. 다층막이 적층된 밴드패스 필터는, 입사각이 90°로부터 감소함에 따라 통과 광의 파장이 시프트하고, 투과 효율이 더 저하하기 때문에, 주의가 필요하다. 관측 영역 내의 각소(各所)로부터의 간섭광이 광학 필터(2630)를 통과할 때의 각도를 어림잡고, 광학 필터(2630)의 투과 파장의 입사 각도 의존성을 사용해서, 실제의 투과 파장을 계산함으로써, 고정밀도이고 또한 넓은 관측 영역에 있어서의 피에칭막의 두께를 계측할 수 있다.

또한, 광각에서의 계측에서는, 피에칭막에 입사하는 광원으로부터의 광에 대해서도, 피에칭막에 대해 경사져 입사하기 때문에, 입사 각도에 따라, 피에칭막 내의 광로가 변화된다. 그 때문에, 관측 영역의 각소로부터의 간섭광 강도도, 피에칭막에 대한 광원으로부터의 광의 입사 각도 의존성을 갖는다. 따라서, 피에칭막에의 광이 입사했을 때 발생하는 간섭광 강도의 각도 의존성을 어림잡아, 계측 대상으로 되는 파장의 광의 간섭 강도를 계산함으로써, 고정밀도이고 또한 넓은 관측 영역에 있어서의 피에칭막의 두께를 계측할 수 있다.

상기 광학 필터(2630)에 대한 광의 입사 각도 의존성, 및 피에칭막에 대한 광의 입사 각도 의존성을 어림잡고, 그것을 사용하는 대신, 피에칭막의 막두께 변화 시의 실제의 간섭광 강도 분포를 계측하고, 그 때의 각 계측 위치에 있어서의 간섭광 강도의 경시 변화 데이터를, 데이터베이스로 해서 사용함으로써, 피에칭막의 두께를 계측하는 방법이 있다. 간섭광의 계측 위치 및 계측 시간에 대해, 실제의 막두께를 관련지어 둠으로써, 데이터베이스 취득 시와 동일 막종(膜種)의 피에칭막의 막두께를 계측했을 때의 간섭광과 데이터베이스를 비교함으로써, 피에칭막의 막두께 분포를 고정밀도로 계측할 수 있다.

촬상 소자(2610)의 각 소자에 입사하는 광을 분광할 수 있는 하이퍼 스펙트럼 카메라를 사용함으로써, 광학 필터(2630)를 사용할 필요가 없어진다. 또한, 광원으로서 광대역 광을 사용함으로써, 다파장에 걸친 분광 계측 결과를 취득할 수 있기 때문에, 막두께 계측의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 피에칭막, 및 그 전후의 적층막 또는 공간의 굴절률과 소실 계수의 관계로부터, 간섭광을 계측 가능한 파장은 한정될 경우가 있지만, 복수의 파장을 계측함으로써, 막두께 계측 가능한 파장을 사용할 수 있다.

또한, 파장을 간이하게 선택해서 간섭막을 계측하는 방법으로서는, 필터 휠(필터 체인저)에 투과 파장의 서로 다른 필터를 세트해 두고, 필터를 선택하는 것이 가능하다.

A-A'와 평행으로 되는, 즉 허트 커버의 개구부로부터 안쪽을 향하는 축 방향을 X축으로 하면, 허트 커버 내의 피에칭막의 막두께 분포의 X축 방향 분포를 계측함으로써, 개구부 근방에 있어서의, 피에칭막을 가공하는 플라스마 등의 매체의 특성을 평가할 수 있다.

또한, 허트 커버 개구부 근방의 피에칭막을 가공하는 플라스마 등의 특성이 균일한 경우에 있어서는, 허트의 양 사이드로부터 떨어진 위치에서는, 임의의 위치에서, 피에칭막 두께의 X축 방향 분포의 절대값은 마찬가지인 값으로 된다. 즉, 허트의 중앙부에 있어서, 임의의 위치에 있어서 축 방향 분포를 계측할 수 있다.

또한, 허트 커버의 공극이 있는 범위 내이면 임의의 위치에서, X축 방향 분포의 계측 및 특성 평가가 가능하다. 따라서, 1축을 계측하면 충분한 경우에는, 라인 스캔 타입의 카메라를 사용하는 것이 가능하다.

상기 카메라를 사용한 방식에서는, 촬상 소자의 화소수를 상한으로 해서, 관측 영역 내에 있어서 매우 다점에서의 대용 시료 출력을 취득할 수 있다.

도 19에서는, 렌즈(2620)로부터 촬상 소자(2610)까지의 광로를 텔레센트릭으로 하는 렌즈(2620)를 사용하고 있다. 광학 필터(2630)를 텔레센트릭 광로부에 설치함으로써, 간섭광의 광학 필터(2630)에의 입사 각도를 수직으로 할 수 있다. 이에 의해, 광학 필터(2630)에 간섭광이 경사져 입사했을 때 발생하는 투과 파장의 시프트 및 감쇠를 회피할 수 있다. 또한, 촬상 소자와 마찬가지인 사이즈로 되는 작은 광학 필터(2630)를 사용할 수 있다.

도 20에서는, 렌즈(2620)로부터 웨이퍼를 향하는 광로를 텔레센트릭으로 하는 렌즈(2620)를 사용하고 있다. 광학 필터(2630)를 텔레센트릭 광로부에 설치함으로써, 간섭광의 광학 필터(2630)에의 입사 각도를 수직으로 할 수 있다. 이에 의해, 광학 필터(2630)에 간섭광이 경사져 입사했을 때 발생하는 투과 파장의 시프트 및 감쇠를 회피할 수 있다. 또한, 렌즈(2620)는, 카메라 내에 탑재되어 있는 렌즈에 추가 렌즈를 추가한 구성으로 할 수 있다. 또한, 카메라 내부의 렌즈를 목적의 광로를 얻기 위한 렌즈로 교환하는 방법, 또는 추가 렌즈만을 사용해서 목적의 광로를 얻을 수 있다.

도 21에서는, 렌즈(2620)의 전후의 광로를 텔레센트릭으로 하는 렌즈(2620)를 사용하고 있다. 또한, 렌즈(2620)로부터 웨이퍼를 향하는 광로에 하프 미러(2640)를 설치하고, 하프 미러(2640)에 광원(2650)으로부터의 광을 입사시키고 있다. 이 구성에 의해, 광원(2650)으로부터의 광은 하프 미러(2640)로부터 웨이퍼에 수직을 향해 관측 영역에 있어서 간섭광을 발생시킨다. 관측 영역으로부터의 간섭광은 다시 하프 미러(2640)로 되돌아가고, 하프 미러(2640)를 투과한 광을 카메라로 계측할 수 있다.

또한, 도 21의 방식에서는, 광원의 광과 간섭광의 광로가, 카메라(2600) 내지 웨이퍼(2000) 사이에서 동축으로 되어 있기 때문에, 렌즈(2620)로부터 웨이퍼(2000)의 광로를 광각으로 했을 경우에는, 광로가 광각으로 될수록 카메라로 계측 가능한 간섭광, 및 관측 범위가 대폭으로 감소하는 것에 주의가 필요하다.

하프 미러(2640)의 위치는 렌즈(2620)로부터 촬상 소자 측에 설치할 수도 있다. 그 경우에는, 촬상 소자와 마찬가지인 사이즈로 되는 작은 하프 미러(2640)를 사용할 수 있다.

광원(2650)의 파장 대역, 및 하프 미러(2640)의 투과와 반사의 파장 대역은, 광학 필터(2630)의 투과 대역과 동일 정도, 또는 넓게 할 필요가 있다. 또한, 상술한 하이퍼 스펙트럼 카메라 등을 사용함으로써, 다파장의 동시 분광 계측을 행할 경우에는, 광원(2650)을 광대역 광원으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 하프 미러의 투과와 반사의 파장 대역은, 광원(2650)의 대역과 동일 정도, 또는 넓게 하는 것이 바람직하다.

광원(2650)으로서는, LED, Xe 램프, 할로겐 램프, 중수소 램프, 형광등, 레이저를 사용할 수 있다. 단, 레이저 등의 협대역 광원을 사용할 경우에는, 광학 필터(2630), 하프 미러(2640)의 투과 파장과 레이저의 파장역을 맞출 필요가 있다.

광원(2650)으로부터의 광은 렌즈, 미러 등을 사용하고, 텔레센트릭 광으로서 하프 미러(2640)에 입사시키는 것이 바람직하다. 또한, 광원(2650)을 다수의 광원으로 구성함으로써, 광량 증가 및 파장 대역의 확대를 할 수 있다.

도 22에서는, 광원으로서 조명(2651)을 사용하고 있다. 조명(2651)은 다수의 광원으로 구성된 것, 또는 면발광형의 광원이고, 웨이퍼(2000) 전체에 광을 조사할 수 있다.

조명(2651)의 중앙부에는, 카메라(2600)에 간섭광을 도입하기 위한 구멍, 또는 창이 설치되어 있다. 조명(2651)으로부터의 광은, 다수의 광원 또는 발광면으로부터, 웨이퍼를 향해 등방적으로 방사된다. 그 때문에, 관측 영역 전체로부터의 간섭광을 카메라(2600)에 도입할 수 있다. 또한, 렌즈(2620)를 변경함으로써, 관측 영역의 사이즈를 변경했을 경우에도, 관측 영역 전체로부터의 간섭광을 계측하는 것이 가능해진다. 도 22 중의 화살표, 그것에 계속되는 파선 및 실선은, 조명(2651)으로부터의 방사광, 및 카메라(2600)에 도입되는 간섭광의 광로의 예이다. 광로 및 광학 필터(2630)에 대해서는, 도 18 및 도 19의 구성을 사용할 수 있다.

도 23은, 복수의 파장을 선택적으로 투과시키는 멀티 광학 필터(2631)이다. 투과 파장이 서로 다른 광학 필터(2630)를 복수 나열함으로써, 복수의 파장을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 허트 커버의 개구부로부터 안쪽을 대향하는 축 방향 분포의 계측은, 허트 커버 내부에 있어서 임의의 위치에서 계측이 가능하다. 따라서, 멀티 광학 필터(2631)의 동일 파장만을 투과시키는 방향의 축을 X축으로 하면, 멀티 광학 필터(2631) 및 허트 커버 내부의 X축을 동(同) 방향으로 함으로써, 복수의 파장을 사용한 계측이 가능하다.

도 21, 도 20, 및 도 18과 같이, 렌즈(2620)에 의해 웨이퍼(2000)를 향하는 광로를 확대할 경우에는, 큰 필터를 설치할 수 있기 때문에, 보다 다수의 투과 파장을 취한 멀티 광학 필터(2631)를 설치할 수 있다. 단, 상술한 바와 같이, 광로가 광각이 될 경우에는, 필터 및 웨이퍼에 대한 광의 입사 각도를 고려할 필요가 있다.

도 24는, 도 18의 허트 커버의 양단을 개방하고, 중앙부에 칸막이를 설치한 허트 커버(2700)이다. 이에 의해, 좌우 2개소의 개구부 근방에 있어서의, 피에칭막을 가공하는 플라스마 등의 매체의 특성을 평가할 수 있다.

또한, 허트 내부의 감쇠의 특징적 길이(d)가, 허트 개구부로부터 칸막이까지의 길이보다 짧은 경우에는, 칸막이를 없애도 된다.

플라스마에 의해 대용 시료를 폭로할 경우에는, 허트의 존재에 의해 발생하는 시스의 변형의 영향을 고려할 필요가 있다. 시스는 플라스마 밀도 및 웨이퍼에 인가되는 바이어스 출력에 의존하는 두께(ds)를 갖고 있고, 허트의 형상을 따라 도 24의 파선으로 나타낸 바와 같이 시스가 형성된다. 이 시스는 허트 커버를 따라 변형되어 있기 때문에, 허트의 개구부 근방에서는, 허트 커버 하의 피에칭막을 향해, 양 이온이 경사져 가속 입사한다.

따라서, 양 이온이 입사하는 허트의 개구부 근방과, 양 이온의 입사가 없는 허트의 내부에서는, 피에칭막을 가공하는 현상이 서로 다르다.

따라서, 허트 내부의 에칭량(i), 허트 내부의 에칭량의 감쇠의 특징적 길이(d)는, 허트의 개구부 근방과, 허트의 내부로 나눈 값을 계측하는 것이 바람직하다.

허트의 개구부 근방과 허트의 내부의 위치로서는, 허트 개구부로부터 X축 방향으로, 적어도 허트 커버 내의 공극의 높이의 2배 진행한 위치로 하는 것이 바람직하다. 개구부 근방의 피에칭막의 축 방향 분포가 복잡해져, 감쇠의 특징적 길이의 계측이 곤란했을 경우에도, 허트의 내부의 계측값을 취득할 수 있다.

도 25는, 웨이퍼 전체를 덮은 허트 커버(2700)이다. 허트의 개구부를 허트 커버 상부의 구멍으로서 복수 설치함으로써, 피에칭막을 가공하는 플라스마 등의 매체의 특성에 대해, 웨이퍼 면 내의 분포를 취득하는 것이 가능하다. 도 26에서는, 허트 내부에 개구부로부터 일정한 반경을 취한 공극을 갖도록, 허트 커버에 의해 공극이 칸막이되어 있고, 이에 의해, 각 개구부 부근의 매체의 특성을 취득할 수 있다.

또한, 허트 커버의 상부에 구멍을 설치함에 의해, 상술한 시스의 변형에 의한 영향을 억제하는 것이 가능해진다. 도 26에서는, 구멍의 주변 모두가 허트 커버로 되어 있기 때문에, 구멍의 직경을 작게 함으로써, 시스의 변형을 억제할 수 있다. 구멍의 직경을 시스 두께의 2배 미만으로 함으로써, 파선으로 나타낸 바와 같이, 구멍의 좌우로부터 중앙을 향해 시스가 변형되지만 중앙부에서 시스가 중첩됨으로써, 시스의 변형이 완화된다. 구멍의 직경을 시스 두께의 1배 이하로 함으로써, 시스의 변형을 더 억제할 수 있다.

허트 내부의 감쇠의 특징적 길이(d)가, 허트 개구부로부터 칸막이까지의 길이보다 짧은 경우에는, 허트를 지탱하는 몇 점의 지주를 남기거나, 또는 허트 커버의 최외주 부분을 받침으로서 남기고, 그 이외의 부분의 칸막이를 없애도 된다.

도 26은, 도 25에서 설명한 허트 커버의 최외주 부분의 칸막이를 남긴 허트 커버(2700)이다.

도 27은, 허트 커버 내의 공극, 허트 커버마다의 칸막이 부분을 방사상으로 함으로써, 피에칭막을 가공하는 플라스마 등의 매체의 특성의 둘레 방향 분포를 계측할 수 있는 허트 커버(2700)이다.

도 27에서는, 개구부를 직선 형상으로 하고 있지만, 이것을 원호 형상으로 함으로써 보다 정확한 둘레 방향 분포를 계측할 수 있다.

또한, 개구부의 반경 방향의 위치를 변경함으로써, 원하는 위치의 둘레 방향 분포를 계측할 수 있다.

또한, 원주 형상의 칸막이 및, 각 공극에 개구부를 설치함으로써, 복수의 직경 방향 위치에서의 둘레 방향 분포를 계측할 수 있다.

도 28은, X축 방향으로 공극을 마련한 허트 커버(2700)이다. X축에 대해 수직인 방향을 Y축 방향이라 하면, 도 28의 구성을 사용함으로써, 피에칭막을 가공하는 플라스마 등의 매체의 특성의 Y축 방향 분포를 계측할 수 있다.

또한, 도 28에서는, 개구부의 폭을 넓힘으로써, 개구 부분으로 되는, 즉 허트 외부의 에칭량(o)을 취득할 수 있다. 또한, 개구부의 폭을 넓힘으로써, 개구부에 있어서의, 피에칭막을 가공하는 플라스마 등의 매체에 의한 피에칭막의 가공량을 취득할 수 있다.

개구 부분의 피에칭막의 가공 특성에 대한, 허트 커버와 주변 매체의 반응의 영향을 억제할 필요가 있기 때문에, 개구부 부분의 크기는, 적어도 허트 커버 이상으로 할 필요가 있다.

개구 부분, 즉 허트 외부에 있어서의, 플라스마에 의한 피에칭량을 계측할 경우에는, 허트 커버의 형상을 따라 형성되는 시스의 변형의 영향을 피하기 위해, 적어도 시스 두께의 3배 이상으로 할 필요가 있다.

개구 부분의 피에칭막의 가공 특성에 대한, 허트 커버와 주변 매체의 반응의 영향을, 더 억제하기 위해서는, 개구부 부분의 크기는, 허트 커버의 2배 이상, 또는 시스 두께의 10배 이상, 또한 1㎠ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

상기에서 설명한 개구 부분은, 도 25, 도 26, 도 27의 일부에 마련할 수 있다. 또한, 도 25, 도 26, 도 27에 도시한 개구부의 사이즈를 확대함으로써, 개구부의 특성을 계측할 수 있다.

도 29는, 웨이퍼 전체를 덮는 허트 커버에, 공극과 개구부를 하나씩 마련한 허트 커버(2700)이다. 이들 공극 및 개구부를 갖는 부분을 계측부(2701)로 한다.

우선, 허트 커버(2700)와 계측부(2701)를 일체로서 구성했을 경우에 대해 설명한다.

허트 커버 내부의 대부분의 영역은, 피에칭막과 허트 커버의 접촉을 피하기 위해 공극을 갖고 있다. 한편, 계측부와 허트 커버 사이에 칸막이를 설치함으로써, 계측부 이외의 허트 커버 내의 공극에 있어서의 피에칭막의 가공을 막고 있다.

상기 구성에 의해, 이 대용 시료를 계측에서 사용한 후에, 허트 커버(2700)를 회전시킴으로써, 계측부를 피에칭막이 사용되고 있지 않은 부분으로 이동함으로써, 재차 계측이 가능해진다. 따라서, 피에칭막 부착의 웨이퍼 1매를 사용해서, 복수회의 계측을 할 수 있다.

허트 커버(2700)의 회전 시에는, 계측부(2701)를 둘러싸는 칸막이의 바닥면과 피에칭막이 접촉하게 된다. 이 접촉에 의한 피에칭막 표면에의 대미지를 피하기 위해서는, 칸막이를 회전시킬 때, 일단 허트 커버를 들어 올리고 나서 회전 시키면 된다.

허트 커버를 슬라이딩시키면서 회전시킬 경우에는, 칸막이를 허트 커버의 상면에 고정, 또는 상면으로부터 연장하고, 칸막이가 피에칭막에 접촉하지 않는 길이로 할 수 있다. 단, 이 경우에는 계측부(2701)의 주변에 있어서, 칸막이의 외측부분에도 약간 피에칭막이 가공될 경우가 있기 때문에, 반복 계측을 할 수 있는 횟수가 감소하는 것에 주의가 필요하다. 칸막이의 외부 부분의 가공을 가능한 한 억제하기 위해서는, 칸막이 바로 아래에 있어서의 칸막이와 피에칭막의 공간을 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 또한, 칸막이 하면에 피에칭막과의 접촉부로 되는 미소 부분 또는 도트를 마련하여, 피에칭막과의 접촉 면적을 한정함으로써, 칸막이가 피에칭막에 접촉하는 것을 기인으로 하는 계측 결과에의 요란(擾亂)을 억제할 수 있다.

또한, 칸막이 하면에 저마찰 재료 또는 마찰을 저감하는 코팅을 실시함으로써, 접촉 부분에 의한 피에칭막에의 대미지를 억제할 수 있다. 저마찰 재료나 코팅의 사이즈를 작게 함으로써, 매체와의 반응을 억제하는 것이 가능하다. 단, 매체 및 칸막이 하면에 실시된 재질의 조합에 따라서는, 계측 결과에의 요란이 커질 가능성이 있기 때문에 주의가 필요하다.

다음으로, 허트 커버(2700)와 계측부(2701)를 분리 가능하게 한 구성에 대해 설명한다. 칸막이의 중앙 부분에 있어서, 허트 커버(2700)와 계측부(2701)를 분리한 구성으로 함으로써, 계측부(2701)의 개구부의 면적, 형상, 위치, 개수, 더욱이는, 공극의 안길이, 폭이 서로 다른 계측부(2701)와 교환할 수 있다.

도 29의 대용 시료를 감압 하에서 사용할 경우에는, 계측부(2701) 이외의 허트 커버 내의 공극에 기체가 잔존함으로써, 처리실 내에 잔존 기체가 방출된 경우에는, 처리실 내에 원하는 플라스마 등의 매질을 생성했을 때 있어서의, 목적으로 되는 피에칭막의 가공 특성을 계측할 수 없다. 또한, 잔존 기체에 의한 압력이 발생하고, 그에 따라 대용 시료 자체가 파괴될 가능성이 있다. 이것을 막기 위해, 허트 커버(2700)의 일부에 배기 구멍(2702)을 마련하고 있다.

단, 배기 구멍의 주변의 피에칭막은, 계측 중에 있어서 가공이 진행되기 때문에, 그 부분은 계측부로서 사용할 수 없게 된다. 따라서, 배기 구멍의 면적은 수십㎟ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 배기 구멍(2702)을 허트 커버(2700)와 계측부(2701)의 칸막이부에 마련하고, 계측부의 공극과, 계측부 이외의 공극을 접속함으로써, 개구부로부터 잔존 기체를 배기할 수 있다.

도 30은, 도 29의 개구부와 계측부의 위치를 개별적으로 설치한 허트 커버(2700)이다. 개구부의 길이와, 허트 커버 하부의 공극의 X축 방향 길이의 합계가 웨이퍼 반경을 초과할 경우에 있어서, 도 30의 구성을 사용할 수 있다. 또한, 개구부의 직경 방향 분포를 계측할 수 있다. 또한, 허트 내부의 감쇠의 특징적 길이(d)가 긴 경우에 있어서도 계측을 할 수 있다.

도 31은, 도 29에 있어서 설명한 허트 커버의 회전을, 자동으로 행할 수 있는 허트 커버(2700) 및 회전 기구이다. 도 31에서는, 허트 커버는, 허트 커버(2700)와 외주 지지부(2703)(또는 회전 가이드부라 함)의 2개로 구성된다. 허트 커버의 최외주부의 공극 측에는, 치차(齒車)가 마련되어 있고, 이것을 치차 등의 회전 동력 전달 부품(2710)을 사용해서 구동함으로써, 허트 커버가 회전할 수 있다.

회전 기구로서는, 상기 치차 부분을 마찰 계수가 큰 재료 또는 부품으로 하고, 회전 동력 전달 부품(2710)을 사용해서 허트 커버를 회전시킬 수도 있다.

회전 동력 전달 부품(2710)은, 회전 제어 시스템(2711)에 의해, 그 회전량, 회전 속도, 회전 개시 및 정지의 타이밍이 제어된다. 회전 제어 시스템(2711)은, 회전 제어 기판, 메모리, 연산 장치, 전원을 구비하고 있다. 또한, 전원을 2차 전지로 하고, 이것을 충전하기 위한 접점, 또는 무선 급전용 코일을 구비할 수 있다. 또한, 메모리 내부에 보존된 제어 기판의 제어 프로그램의 다시 쓰기, 회전 제어 시에 취득한, 회전량, 회전 속도, 회전 개시 및 정지 타이밍 등의 로그 정보 취득, 회전 개시 및 정지 신호를 수신하기 위한, 무선 통신부를 구비할 수 있다.

회전 제어 시스템(2711) 및 회전 동력 전달 부품(2710)은, 외주 지지부(2703)의 연장 부분에 고정되어 있고, 이에 의해, 허트 커버(2700)만을 회전시킬 수 있다.

또한, 회전 제어 시스템(2711)을 사용하지 않고, 허트 입구 개폐 부품(2712)을 수동으로 회전시켜도 된다. 그 경우에는, 회전 동력 전달 부품(2710)의 중앙부를 드라이버 등을 사용해서 허트 커버(2700)를 회전시킬 수 있다. 또한, 회전 동력 전달 부품(2710)의 중앙부에 손잡이를 설치해둠으로써, 이것을 수동으로 돌림으로써 허트 커버(2700)를 회전시킬 수 있다.

또한, 외주 지지부(2703)를, 도 29 및 도 30의 허트 커버(2700)의 외주에 설치함으로써, 허트 커버(2700)의 회전을 원활하게 할 수 있다.

도 32는, 허트 입구 개폐 부품(2712)을 회전시킴으로써, 허트 커버에 복수 설치된 계측용의 공극의 개구부를 개폐함으로써, 복수회의 계측을 가능하게 하는 허트 커버(2700) 및 회전 기구이다.

회전 동력 전달 부품(2710) 및 회전 제어 시스템(2711)을 사용함으로써, 허트 입구 개폐 부품(2712)이 회전된다. 또한, 회전 제어 시스템(2711)을 사용하지 않고, 허트 입구 개폐 부품(2712)을 수동으로 회전시켜서도 된다. 회전 동력 전달 부품(2710)에 의한 허트 입구 개폐 부품(2712)의 회전 기구에는, 치차 또는 마찰 계수가 큰 재료 혹은 부품을 사용해서, 허트 커버(2700)를 회전시킬 수 있다.

또한, 도 32의 구성에서는, 계측 부분의 양측의 칸막이에 구멍을 마련하고 각 공극을 접속함으로써, 허트 개구부가 개방되어 있는 계측부의 공극으로부터, 각 공극 내부의 잔존 기체를 배기할 수 있다. 또한, 어느 공극에 배기 구멍을 마련하고, 계측 부분의 양측의 칸막이에 구멍을 더 마련하고 각 공극을 접속함으로써, 각 공극 내부의 잔존 기체를 배기 구멍으로부터 배기해도 된다.

또한, 상기까지의 설명에서는, 주로 시료에 홈 또는 구멍의 가공, 시료 표면의 연삭, 시료 표면에 적층된 막의 연삭을 사용해서 설명을 행했지만, 시료 상에 막이나 구조물을 퇴적시킬 경우에도, 퇴적막의 두께나 퇴적막 구조의 정보를 시료 출력 및 대용 시료 출력으로 함으로써, 마찬가지인 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 또한, 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 구성을 상세히 설명한 것이고, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해, 다른 구성에 추가, 삭제, 치환하는 것이 가능하다.

또한, 상기 각 구성, 기능, 처리부, 처리 수단 등은, 그들의 일부 또는 전부를, 예를 들면 집적 회로로 설계하는 등에 의해 하드웨어로 실현해도 된다. 또한, 본 발명은, 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드에 의해서도 실현할 수 있다. 이 경우, 프로그램 코드를 기록한 기억 매체를 컴퓨터에 제공하고, 그 컴퓨터가 구비하는 프로세서가 기억 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독한다. 이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 상술한 실시예의 기능을 실현하게 되고, 그 프로그램 코드 자체, 및 그것을 기억한 기억 매체는 본 발명을 구성하게 된다. 이러한 프로그램 코드를 공급하기 위한 기억 매체로서는, 예를 들면, 플렉서블 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 하드디스크, SSD(Solid State Drive), 광 디스크, 광자기 디스크, CD-R, 자기 테이프, 불휘발성의 메모리 카드, ROM 등이 사용된다.

또한, 본 실시예에 기재된 기능을 실현하는 프로그램 코드는, 예를 들면, 어셈블러, C/C＋＋, perl, Shell, PHP, Java(등록상표) 등의 광범위한 프로그램 또는 스크립트 언어로 실장할 수 있다.

또한, 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를, 네트워크를 통해 배신(配信)함에 의해, 그것을 컴퓨터의 하드디스크나 메모리 등의 기억 수단 또는 CD-RＷ, CD-R 등의 기억 매체에 저장하고, 컴퓨터가 구비하는 프로세서가 당해 기억 수단이나 당해 기억 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독해서 실행하게 해도 된다.

상술한 실시예에 있어서, 제어선이나 정보선은, 설명상 필요하다고 생각되는 것을 나타내고 있고, 제품상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있다고는 한정할 수 없다. 모든 구성이 상호 접속되어 있어도 된다.

10 대용 시료용 단말 20 처리 장치
30 계측 장치 40 해석 시스템
50 실제 시료용 단말 100 입력 처리 조건
101 목표 처리 출력 110 처리 조건 입력부
111 처리부 120 계측부
130 해석부 131 대용 시료 DB
132 모델 DB 140 처리 조건 모델
141 대용 시료 모델 150 목표 처리 조건
200 계산기 201 연산 장치
202 주기억 장치 203 부기억 장치
204 네트워크 인터페이스 601 실제 시료 처리 출력 공간
602 실제 시료 처리 조건 공간 611 대용 시료 처리 출력 공간
612 대용 시료 처리 조건 공간 1101 광원
1102 검출기 2000 웨이퍼
2001 처리실 2600 카메라
2610 촬상 소자 2620 렌즈
2630 광학 필터 2631 멀티 광학 필터
2640 하프 미러 2650 광원
2651 조명 2700 허트 커버
2701 계측부 2702 배기 구멍
2703 외주 지지부 2710 회전 동력 전달부
2711 회전 제어 시스템 2712 허트 입구 개폐 부품

Claims (20)

1. 시료에 대해 행해지는 처리의 제어 파라미터를 결정하는 계산기로서,
   상기 계산기는,
   상기 처리가 행해진, 제조에 사용되는 제1 시료를 계측함에 의해 얻어지는 제1 처리 출력과, 상기 처리가 행해진, 상기 제1 시료보다 계측이 용이한 제2 시료를 계측함에 의해 얻어지는 제2 처리 출력과의 사이의 상관 관계를 나타내는 제1 모델, 및 상기 제2 시료에 대해 행해진 상기 처리의 제어 파라미터와, 상기 제2 처리 출력과의 사이의 상관 관계를 나타내는 제2 모델을 저장하는 기억부와,
   목표로 되는 상기 제1 처리 출력인 목표 처리 출력, 상기 제1 모델, 및 상기 제2 모델에 의거하여, 상기 제1 시료에 대해 행해지는 상기 처리의 목표 제어 파라미터를 산출하는 해석부를 구비하는 것을 특징으로 하는 계산기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 계산기는,
   상기 제2 시료에 대해 행해진 상기 처리의 제어 파라미터 및 상기 제2 처리 출력이 대응지어진 데이터를 저장하는 데이터베이스에 액세스 가능하고,
   상기 데이터베이스를 사용한 학습 처리를 실행함에 의해 상기 제2 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 계산기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 계산기는,
   상기 제1 모델에 의거하여, 상기 목표 처리 출력에 대응하는 상기 제2 처리 출력을 산출하고,
   상기 제2 모델에 의거하여, 상기 목표 처리 출력에 대응하는 제2 처리 출력이 얻어지는 추정 제어 파라미터를 산출하고,
   상기 추정 제어 파라미터를 상기 목표 제어 파라미터로서 출력하는 것을 특징으로 하는 계산기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 계산기에는, 상기 처리를 행하는 처리 장치가 접속되고,
   상기 제2 처리 출력은, 복수의 요소의 계측값을 포함하고,
   상기 계산기는,
   상기 데이터베이스를 참조해서, 상기 복수의 요소의 각각을 축으로 하는 공간에 있어서의 상기 제2 처리 출력의 분포를 해석하고,
   상기 해석의 결과에 의거하여, 추가 대상의 제2 처리 출력을 결정하고,
   상기 추가 대상의 제2 처리 출력 및 상기 제2 모델을 사용해서, 상기 제2 시료에 대해 행해지는 상기 처리의 신규 제어 파라미터를 산출하고,
   상기 신규 제어 파라미터를 상기 처리 장치에 입력하고,
   상기 신규 제어 파라미터에 의거하여 상기 처리를 행한 상기 처리 장치로부터 신규 제2 처리 출력을 취득하고,
   상기 신규 제어 파라미터 및 상기 신규 제2 처리 출력을 대응지어 상기 데이터베이스에 등록하는 것을 특징으로 하는 계산기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 시료 및 상기 제2 시료는, 기하학 구조 및 물성 중 적어도 어느 하나의 상관을 갖는 것을 특징으로 하는 계산기.
6. 계산기가 실행하는, 시료에 대해 행해지는 처리의 제어 파라미터의 결정 방법으로서,
   상기 계산기는, 연산 장치, 상기 연산 장치에 접속되는 기억 장치, 및 상기 연산 장치에 접속되고, 외부 장치와 접속하는 인터페이스를 갖고,
   상기 기억 장치는, 상기 처리가 행해진, 제조에 사용되는 제1 시료를 계측함에 의해 얻어지는 제1 처리 출력과, 상기 처리가 행해진, 상기 제1 시료보다 계측이 용이한 제2 시료를 계측함에 의해 얻어지는 제2 처리 출력과의 사이의 상관 관계를 나타내는 제1 모델을 저장하고,
   상기 처리의 제어 파라미터의 결정 방법은,
   상기 연산 장치가, 학습 처리를 실행함에 의해, 상기 제2 시료에 대해 행해진 상기 처리의 제어 파라미터와, 상기 제2 처리 출력과의 사이의 상관 관계를 나타내는 제2 모델을 생성하고, 상기 제2 모델을 상기 기억 장치에 저장하는 제1 스텝과,
   상기 연산 장치가, 목표로 되는 상기 제1 처리 출력인 목표 처리 출력, 상기 제1 모델, 및 상기 제2 모델에 의거하여, 상기 제1 시료에 대해 행해지는 상기 처리의 목표 제어 파라미터를 산출하는 제2 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리의 제어 파라미터의 결정 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 연산 장치는, 상기 제2 시료에 대해 행해진 상기 처리의 제어 파라미터 및 상기 제2 처리 출력이 대응지어진 데이터를 저장하는 데이터베이스에 액세스 가능하고,
   상기 제1 스텝에서는, 상기 연산 장치가, 상기 데이터베이스를 사용한 학습 처리를 실행함에 의해 상기 제2 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 처리의 제어 파라미터의 결정 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 스텝은,
   상기 연산 장치가, 상기 제1 모델에 의거하여, 상기 목표 처리 출력에 대응하는 상기 제2 처리 출력을 산출하는 스텝과,
   상기 연산 장치가, 상기 제2 모델에 의거하여, 상기 목표 처리 출력에 대응하는 제2 처리 출력이 얻어질 가능성이 있는 제어 파라미터인 추정 제어 파라미터를 산출하는 스텝과,
   상기 연산 장치가, 상기 추정 제어 파라미터를 상기 목표 제어 파라미터로서 출력하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리의 제어 파라미터의 결정 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 계산기에는, 상기 처리를 행하는 처리 장치가 접속되고,
   상기 제2 처리 출력은, 복수의 요소의 계측값을 포함하고,
   상기 처리의 제어 파라미터의 결정 방법은,
   상기 연산 장치가, 상기 데이터베이스를 참조해서, 상기 복수의 요소의 각각 을 축으로 하는 공간에 있어서의 상기 제2 처리 출력의 분포를 해석하는 스텝과,
   상기 연산 장치가, 상기 해석의 결과에 의거하여, 추가 대상의 제2 처리 출력을 결정하는 스텝과,
   상기 연산 장치가, 상기 추가 대상의 제2 처리 출력 및 상기 제2 모델을 사용해서, 상기 제2 시료에 대해 행해지는 상기 처리의 신규 제어 파라미터를 산출하는 스텝과,
   상기 연산 장치가, 상기 신규 제어 파라미터를 상기 처리 장치에 입력하는 스텝과,
   상기 연산 장치가, 상기 신규 제어 파라미터에 의거하여 상기 처리를 행한 상기 처리 장치로부터 신규 제2 처리 출력을 취득하는 스텝과,
   상기 연산 장치가, 상기 신규 제어 파라미터 및 상기 신규 제2 처리 출력을 대응지어 상기 데이터베이스에 등록하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리의 제어 파라미터의 결정 방법.
10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 시료 및 상기 제2 시료는, 기하학 구조 및 물성 중 적어도 어느 하나의 상관을 갖는 것을 특징으로 하는 처리의 제어 파라미터의 결정 방법.
11. 반도체 시료의 가공 상태를 모의(模擬)하고, 계측 장치에 의해 계측되는 대용(代用) 시료로서,
    시료면에서 볼 때 제1 높이에 형성된 제1 표면과,
    상기 제1 높이보다 높은 제2 높이에 형성된 제2 표면을 갖고,
    상기 제1 표면은, 상기 제2 표면이 상기 제1 표면보다 상방에 존재하는 것에 의한 영향을 받은 상기 반도체 시료의 가공이 처리되고,
    상기 계측 장치에 의해, 상기 제1 표면에 있어서의 상기 처리된 영역이 계측되는 것을 특징으로 하는 대용 시료.
12. 제11항에 있어서,
    상기 대용 시료에 있어서의 상기 제2 표면에 광을 투과시키고, 상기 투과된 광에 의해 상기 처리된 영역이 계측되는 것을 특징으로 하는 대용 시료.
13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 표면은, 상기 제2 표면에 형성된 구멍을 통해 상기 반도체 시료의 가공이 처리되는 것을 특징으로 하는 대용 시료.
14. 제13항에 있어서,
    상기 구멍은 복수 형성되고,
    상기 제2 표면에 형성된 각각의 구멍을 통해 상기 반도체 시료의 가공이 각각의 영역에 있어서 처리되는 것을 특징으로 하는 대용 시료.
15. 제11항에 기재된 대용 시료를 계측하는 계측 시스템에 있어서,
    복수의 광원 또는 면발광하는 광원과,
    상기 복수의 광원 또는 면발광하는 광원의 광을 투과하는 창을 갖는 처리실과,
    상기 처리실의 내측에 설치된 대용 시료에 대해 상기 광이 조사(照射)되고, 상기 대용 시료로부터의 광을 검지하는 센서와,
    상기 제1 표면에 있어서의 상기 처리된 영역에 상기 광을 조사하는 조사부와,
    상기 대용 시료로부터의 광을 검지하는 센서에 의거하여 상기 처리된 영역의 계측을 행하는 계측부를 갖는 것을 특징으로 하는 계측 시스템.
16. 제15항에 있어서,
    상기 대용 시료에 있어서의 상기 제2 표면에 광을 투과시키고, 상기 투과된 광에 의해 상기 처리된 영역을 계측하는 것을 특징으로 하는 계측 시스템.
17. 제15항에 있어서,
    상기 센서는 분광 기능을 갖거나, 또는 상기 대용 시료로부터의 광을 분광하는 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 계측 시스템.
18. 제11항에 기재된 대용 시료를 계측하는 계측 방법에 있어서,
    복수의 광원 또는 면발광하는 광원으로부터 발광하는 발광 스텝과,
    창을 갖는 처리실에 대해, 상기 발광 스텝의 광을 투과시키는 창 투과 스텝과,
    상기 처리실의 내측에 설치된 대용 시료에 대해, 상기 광이 조사된 것에 기인하는 광을 검지하는 검지 스텝과,
    상기 제1 표면에 있어서의 상기 처리된 영역에 상기 광을 조사하는 조사 스텝과,
    상기 조사 스텝 및 상기 검지 스텝에 의해, 상기 처리된 영역의 계측을 행하는 계측 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 대용 시료에 있어서의 상기 제2 표면에 광을 투과시키는 시료 투과 스텝을 포함하고,
    상기 계측 스텝은, 상기 제2 표면을 투과한 광에 의해 상기 처리된 영역을 계측하는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
20. 제18항에 있어서,
    상기 대용 시료에 대해, 상기 광이 조사된 것에 기인하는 광을 분광하는 분광 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 계측 방법.

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