TW201513209A - 分析方法及半導體蝕刻裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種分析利用電漿加工晶圓之蝕刻裝置之資料之方法，自構成電漿之發光資料之多數之波長及時間中特定出用於蝕刻處理之控制之波長及時間。 本發明之分析方法係取得電漿發光資料，該電漿發光資料表示於不同之複數蝕刻處理條件下所計測之在蝕刻處理時獲得之不同波長及時間下之發光強度，針對電漿發光資料之複數之不同波長及時間，評估蝕刻處理條件之變化與相應波長及相應時間下之發光強度之變化的關係，並且基於評估結果特定出用於蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間。

Description

分析方法及半導體蝕刻裝置
本發明係關於一種分析使用電漿加工半導體之晶圓之蝕刻裝置之資料的方法及半導體蝕刻裝置。
為獲得形成於晶圓上之半導體裝置等之微細形狀，使物質處於游離之狀態(電漿狀態)，並且藉由該物質之作用(於晶圓表面之反應)而進行除去晶圓上之物質之蝕刻處理。
由於電漿之游離現象伴隨發光現象，故而可於使用電漿進行處理之蝕刻裝置搭載分光器(OES：Optical Emission Spectroscopy)而監測電漿所產生之光。以下，將分光器所計測之資料稱為OES資料。對於蝕刻裝置應用有如下之控制技術：計測OES資料並根據計測結果而調整蝕刻處理條件，藉此使蝕刻處理結果穩定化。
OES資料包含複數之波長及時間下之發光強度之值。於蝕刻處理條件之調整時，必須自該OES資料中選擇波長或時間。此處，自複數之波長或時間中選擇適當之組合成為課題。作為選擇用於控制之波長之方法，已知有專利文獻1中記載之方法。於專利文獻1(日本專利特願2011-50577號公報)中記載有利用窗率而選擇電漿發光之波長並預測蝕刻處理結果之方法、及根據預測結果而調整蝕刻處理條件之方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3732768號公報
然而，專利文獻1所示之方法未考慮於調整蝕刻處理條件之情形時OES資料會變動。因此，根據所選擇之波長或時間，於調整蝕刻處理條件之情形時OES資料會變動，而無法恰當地調整蝕刻處理條件成為課題。
因此，本發明之課題在於考慮蝕刻處理條件調整時之OES資料之變動，選擇可使蝕刻處理結果穩定化之波長或時間。
為達成上述目的，本發明之分析方法之特徵在於：其係於使用電漿將半導體晶圓進行蝕刻處理之半導體蝕刻處理中，特定出用於蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間者，且包括：取得電漿發光資料之步驟，該電漿發光資料表示於不同之複數蝕刻處理條件下所計測之在蝕刻處理時獲得之不同波長及時間下之發光強度；第1評估步驟，其係針對上述電漿發光資料之複數之不同波長及時間，評估蝕刻處理條件之變化與相應波長及相應時間下之發光強度之變化的關係；及特定步驟，其係基於上述第1評估步驟之結果，特定出用於上述蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間。
又，本發明之分析方法之特徵在於：包括第2評估步驟，該第2評估步驟係評估上述電漿發光資料之複數之波長及時間下之發光強度與蝕刻處理結果之關係，且於上述特定步驟中，根據上述第1評估步驟及上述第2評估步驟之結果，特定出用於上述蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間。
根據本發明，考慮因蝕刻處理條件之變化而引起之OES資料之變 動後，可選擇用於蝕刻處理之控制之波長及時間，而可實現蝕刻處理結果之穩定化。
1‧‧‧蝕刻裝置
10‧‧‧蝕刻部
11‧‧‧電漿加工部
12‧‧‧分光器(OES)
13‧‧‧控制部
14‧‧‧IF部
20‧‧‧分析部
21‧‧‧運算部
22‧‧‧記憶部
23‧‧‧量產資料記憶區域
23a‧‧‧量產資料表格
23b‧‧‧晶圓ID欄
23c‧‧‧蝕刻處理結果欄
24‧‧‧實驗資料記憶區域
24a‧‧‧實驗資料表格
24b‧‧‧晶圓ID欄
24c‧‧‧蝕刻處理條件(氣體流量)欄
24d‧‧‧蝕刻處理結果欄
25‧‧‧OES資料記憶區域
25a‧‧‧OES資料表格
25b‧‧‧晶圓ID欄
25c‧‧‧發光強度欄
26‧‧‧條件結果資料記憶區域
26a‧‧‧條件結果資料表格
26b‧‧‧條件ID欄
26c‧‧‧波長欄
26d‧‧‧時間欄
26e‧‧‧蝕刻處理條件欄
26f‧‧‧評估值1欄
26g‧‧‧評估值2欄
26h‧‧‧合計值欄
26i‧‧‧最小合計值欄
27‧‧‧評估值1計算資料記憶區域
27a‧‧‧評估值1計算資料表格
27b‧‧‧發光強度平均值欄
27c‧‧‧蝕刻處理結果欄
28‧‧‧評估值2計算資料記憶區域
28a‧‧‧評估值2計算資料表格
28b‧‧‧發光強度平均值欄
28c‧‧‧蝕刻處理條件欄
30‧‧‧輸入部
31‧‧‧輸出部
32‧‧‧通訊IF部
33‧‧‧匯流排
111‧‧‧腔室
112a‧‧‧電極
112b‧‧‧電極
113‧‧‧氣體
114‧‧‧晶圓
115‧‧‧窗
116‧‧‧光
117‧‧‧氣體供給器
210‧‧‧IF部
D101‧‧‧條件ID欄
D102‧‧‧波長欄
D103‧‧‧時間欄
D104‧‧‧蝕刻處理條件欄
D105‧‧‧運算執行
D201‧‧‧條件ID欄
D202‧‧‧波長欄
D203‧‧‧時間欄
D204‧‧‧蝕刻處理條件欄
D205‧‧‧評估值1欄
D206‧‧‧評估值2欄
D207‧‧‧合計值欄
ei‧‧‧發光強度
pv‧‧‧蝕刻處理結果之預測值
圖1係表示本發明之一實施形態之蝕刻裝置之構成之構成圖。
圖2係表示本發明之一實施形態之蝕刻部之構成之構成圖。
圖3係說明OES資料之例之圖。
圖4係說明調整蝕刻處理條件之控制之例之圖。
圖5係表示本發明之一實施形態之量產資料之表格例之圖。
圖6係表示本發明之一實施形態之實驗資料之表格例之圖。
圖7係表示本發明之一實施形態之OES資料之表格例之圖。
圖8係表示本發明之一實施形態之條件結果資料之表格例之圖。
圖9係表示本發明之一實施形態之評估值1計算資料之表格例之圖。
圖10係表示本發明之一實施形態之評估值2計算資料之表格例之圖。
圖11係表示本發明之一實施形態之分析部之分析處理流程之圖。
圖12係表示本發明之一實施形態之顯示畫面之圖。
圖13(a)、(b)係本發明之一實施形態之評估值1之計算處理之說明圖。
圖14(a)、(b)係本發明之一實施形態之評估值2之計算處理之說明圖。
圖15係表示本發明之一實施形態之顯示畫面之圖。
以下，基於圖式說明本發明之實施形態。再者，於用以說明實施形態之所有圖中，對相同之構件原則上附加相同之符號，並且省略其重複說明。
[蝕刻裝置]
於本發明中，如圖1之蝕刻裝置之構成圖所示，蝕刻裝置1包含蝕刻部10、分析部20、輸入部30、輸出部31及通訊IF部32，且該等經由匯流排33而相互連接。
蝕刻部10包含電漿加工部11、分光器(OES)12、控制部13及IF部14，電漿加工部11係產生電漿而加工晶圓，分光器(OES)12係於進行蝕刻處理之期間取得作為電漿之發光資料之OES資料。OES資料經由IF部14而儲存於分析部20所包含之記憶部22中。控制部13係控制利用電漿加工部11進行之處理。利用後述之圖2說明蝕刻部10之詳情。
分析部20進行依照特定出用於控制之波長及時間之分析方法的處理。其包含：運算部21，其對資料進行分析處理；記憶部22，其記憶未調整蝕刻處理條件而進行蝕刻處理時之資料即量產資料、變更蝕刻處理條件而進行蝕刻處理時之資料即實驗資料、蝕刻處理中所獲得之分光器(OES)之計測值即OES資料、及表示運算部21之處理之條件及結果之資料；及IF部210；運算部21進行如下之處理：使用量產資料及OES資料而評估發光強度與蝕刻處理結果之關係、尤其是蝕刻處理結果之預測誤差，且使用實驗資料及OES資料而評估蝕刻處理條件與發光強度之關係、尤其是發光強度之預測誤差，並基於上述2種評估而特定出用於控制之波長及時間。於圖9中說明運算部21所進行之分析處理之詳情。
輸入部30受理藉由使用者操作而進行之資訊輸入，例如為滑鼠或鍵盤等。輸出部31為對使用者輸出資訊之顯示器或印表機等。通訊IF部32為用以經由匯流排33或外部網路等而與其他裝置(亦可與計測蝕刻處理結果之檢查裝置等連接)或系統(亦可與既有之生產管理系統等連接)連接並進行資訊收發之介面。匯流排33將各部(10、20、30、31、32)連結。各部之IF部(14、29等)為用以經由匯流排33進行資訊收 發之介面。再者，亦可設為使分析部20獨立作為分析裝置且經由IF部而連接於包含蝕刻部之蝕刻裝置之形態。
[蝕刻部]
蝕刻部10包含電漿加工部11、分光器(OES)12、控制部13及IF部14，如圖2所示，電漿加工部11包含腔室111、電極112a及112b、窗115及氣體供給器117。藉由來自控制部13之指示，電漿加工部11將晶圓114收納於腔室111之內部，且自氣體供給器117供給蝕刻氣體，使藉由利用電極112a及112b施加電壓而電漿化之氣體113碰撞晶圓114，藉此將晶圓114進行加工。氣體113包含自氣體供給器117供給之蝕刻氣體中所含之元素或在加工過程中自晶圓114產生之元素，且產生與氣體中所含之元素相應之波長之光116。所產生之光穿過窗115而由分光器(OES)12計測。控制部13除對電漿加工部11進行指示以外亦進行如下之處理：將後述之蝕刻處理條件調整處理中示出之藉由分光器(OES)所計測之OES資料作為輸入而調整蝕刻處理條件。
蝕刻處理結束後，將經處理之晶圓114搬送至另一裝置(計測裝置等)，又，將新的另一晶圓114收納於蝕刻部10，進行蝕刻處理。對於經處理之晶圓114，藉由另一裝置(計測裝置等)計測作為蝕刻處理之結果所得之形狀之尺寸等。
[OES資料]
於圖3中表示藉由分光器(OES)12所計測之OES資料之例。OES資料具有所要計測之波長及距蝕刻開始之時間之二維要素，且表示針對各波長、各時間分別計測之發光強度之值。將針對各波長、各時間分別計測之發光強度之值與經計測該OES資料之晶圓之ID一併儲存於後述之OES資料記憶區域25中。
[蝕刻處理條件調整處理]
於圖4中表示藉由控制部13進行之蝕刻處理條件調整處理之例。 蝕刻處理條件調整處理為於蝕刻處理時進行之處理，可針對要進行處理之每一晶圓進行調整。控制部13若自操作員被指示進行蝕刻處理條件之調整，則算出自OES資料中預先規定之波長、時間下之發光強度之值、或預先規定之波長及時間之區間中之發光強度之平均值(S101)。
繼而，控制部13將發光強度作為輸入而進行蝕刻處理結果之預測(S102)。將於S102中進行之蝕刻處理結果之預測處理之例表示於A101。A102為蝕刻處理結果、及預先規定之波長及時間下之發光強度之值或預先規定之波長及時間之區間中之發光強度之平均值，每1點表示1片晶圓。可知發光強度與蝕刻處理結果之間有關聯。A103為根據A102製成之近似線，例如以距各點之距離之平方和成為最小之方式繪製直線。於S102之處理中，利用A103之近似線，如圖中之虛線所示，根據發光強度(ei)算出蝕刻處理結果之預測值(pv)。再者，以下，時間係指時間或時間之區間。
進而，控制部13算出蝕刻處理結果之目標值與蝕刻處理結果之預測值(pv)之差量(S103)，且根據該差量算出蝕刻處理條件之調整值，例如為自氣體供給器117供給之蝕刻氣體之流量(氣體流量)(S104)。控制部13於蝕刻處理條件調整處理結束後，在該調整後之蝕刻處理條件下進行蝕刻處理。
[分析部]
如圖1所示，分析部20包含運算部21、記憶部22及IF部210，記憶部22包含量產資料記憶區域23、實驗資料記憶區域24、OES資料記憶區域25及條件結果資料記憶區域26。
於量產資料記憶區域23中，儲存特定出未調整蝕刻處理條件而進行蝕刻處理時之晶圓之ID的資訊、及特定出蝕刻處理結果之資訊。
圖5係表示作為量產資料記憶區域23之例之量產資料表格23a。此 表格具有晶圓ID欄23b、蝕刻處理結果欄23c等各欄位。
於晶圓ID欄23b中儲存特定出晶圓114之資訊。儲存於晶圓ID欄23b之值係與後述之OES資料表格25a之晶圓ID欄25b中所儲存之值對應，且將蝕刻各個晶圓時所得之OES資料與蝕刻處理結果對應。於蝕刻處理結果欄23c中，儲存特定出蝕刻處理結果之良否之資訊中之以數值表示之資訊。例如，儲存蝕刻處理後利用連接於蝕刻裝置1之計測裝置等計測晶圓ID欄23b中特定出之晶圓114之表面形狀所得之結果。將每一晶圓之表面形狀之尺寸資訊經由通訊IF部32而儲存於量產資料記憶區域23中。尺寸資訊只要與另外規定之目標值接近即可。又，除尺寸資訊以外，亦可於晶圓上計測電流值並予以儲存。
於實驗資料記憶區域24中，儲存特定出變更實驗等蝕刻處理條件而進行蝕刻處理時之晶圓之ID的資訊、特定出蝕刻處理條件之資訊及特定出蝕刻處理結果之資訊。
圖6係表示作為實驗資料記憶區域24之例之實驗資料表格24a。此表格具有晶圓ID欄24b、蝕刻處理條件(氣體流量)欄24c、蝕刻處理結果欄24d等各欄位。
於晶圓ID欄24b中，儲存特定出晶圓114之資訊。儲存於晶圓ID欄24b之值係與後述之OES資料表格25a之晶圓ID欄25b中所儲存之值對應，且將蝕刻各個晶圓時所得之OES資料、進行蝕刻處理時之蝕刻處理條件及蝕刻處理結果對應。於蝕刻處理條件(氣體流量)欄24c中，儲存特定出進行蝕刻處理時之蝕刻處理條件之資訊。此處所儲存之蝕刻處理條件為於設計者之實驗中所變更之蝕刻處理條件，主要儲存自氣體供給器117供給之蝕刻氣體之流量(氣體流量)之值。但，亦可儲存氣體流量以外之蝕刻處理條件，例如為產生電漿時之電壓值等。
於蝕刻處理結果欄24d中，儲存特定出蝕刻處理結果之良否之資 訊中之以數值表示之資訊。例如，儲存蝕刻處理後利用連接於蝕刻裝置之計測裝置等計測晶圓ID欄24b中特定出之晶圓114之表面形狀所得之結果。將每一晶圓之表面形狀之尺寸資訊經由通訊IF部32而儲存於實驗資料記憶區域24中。
圖7係表示作為OES資料記憶區域25之例之OES資料表格25a。此表格具有晶圓ID欄25b、發光強度欄25c等各欄位。再者，此表格僅存在經計測OES資料之晶圓之個數。
於晶圓ID欄25b中儲存特定出晶圓114之資訊。儲存於晶圓ID欄25b之值係與上述量產資料表格23a之晶圓ID欄23b及實驗資料表格24a之晶圓ID欄24b中所儲存之值對應。
於發光強度欄25c中，儲存針對各波長、各時間分別計測之發光強度之值。
圖8係表示作為條件結果資料記憶區域26之例之條件結果資料表格26a。此表格具有條件ID欄26b、波長欄26c、時間欄26d、蝕刻處理條件欄26e、評估值1欄26f、評估值2欄26g、合計值欄26h及最小合計值欄26i等各欄位。
於條件ID欄26b中，儲存特定出儲存於條件結果資料表格26a之各列中之資料與後述之圖10之畫面中所輸入之資料之對應關係的資訊。於波長欄26c中，儲存特定出於圖4所示之蝕刻處理條件之調整處理中計算發光強度之波長之候補的資訊。於時間欄26d中，儲存特定出於圖4所示之蝕刻處理條件之調整處理中計算發光強度之時間之候補的資訊。於蝕刻處理條件欄26e中，儲存特定出於圖4所示之蝕刻處理條件之調整處理中進行調整之蝕刻處理條件的資訊。
於評估值1欄26f中，儲存進行如下評估所得之值，即，使用在儲存於波長欄26c中之波長及儲存於時間欄26d中之時間下獲得之發光強度，根據發光強度之值與蝕刻處理結果之值之關係，評估調整儲存於 蝕刻處理條件欄26e中之蝕刻處理條件之情形之良否。於評估值2欄26g中，儲存進行如下評估所得之值，即，使用在儲存於波長欄26c中之波長及儲存於時間欄26d中之時間下獲得之發光強度，根據蝕刻處理條件之值與發光強度之值之關係，評估調整儲存於蝕刻處理條件欄26e中之蝕刻處理條件之情形之良否。於合計值欄26h中，儲存評估值1欄中所儲存之值與評估值2欄中所儲存之值之和。於最小合計值26i中，在儲存於合計值欄26h中之值最小之列儲存「○」。
圖9係表示作為評估值1計算資料記憶區域27之例之評估值1計算資料表格27a。此表格具有發光強度平均值欄27b、蝕刻處理結果欄27c等各欄位。於發光強度平均值欄27b中，儲存藉由後述之分析處理將儲存於OES資料表格25a之發光強度欄25c中之值平均化所得之值。
於蝕刻處理結果欄27c中，儲存藉由後述之分析處理而儲存於量產資料表格23a之蝕刻處理結果欄23c中之值。圖10係表示作為評估值2計算資料記憶區域28之例之評估值2計算資料表格28a。此表格具有發光強度平均值欄28b、蝕刻處理條件(氣體流量)欄28c等各欄位。
於發光強度平均值欄28b中，儲存藉由後述之分析處理將儲存於OES資料表格25a之發光強度欄25c中之值平均化所得之值。
於蝕刻處理條件(氣體流量)欄28c中，儲存藉由後述之分析處理而儲存於實驗資料表格24a之蝕刻處理條件(氣體流量)欄24c中之值。
[分析部20之分析處理]
圖11係表示分析部20之主要利用運算部21所進行之分析處理。S201等處理表示利用分析部20所進行之分析處理。此分析處理係於將蝕刻處理條件調整處理導入至蝕刻裝置之設計者在決定蝕刻處理條件調整處理中應使用何種波長、時間之時候使用。若設計者於圖12所示之顯示畫面中輸入要進行評估之波長、時間及蝕刻處理條件並指示執行運算，則分析部20執行分析處理並輸出適合於蝕刻處理條件調整處 理之波長、時間。該處理為導入1個程序時進行1次之處理。一旦決定應使用之波長、時間，則於進行該程序之情形時使用所決定之波長、時間對各晶圓實施圖4所示之處理即可。
於圖12之條件ID欄D101中，輸入特定出用於蝕刻處理條件調整處理之波長或時間、蝕刻處理條件之資訊。若儲存於條件ID欄D101中之值與儲存於條件結果資料表格26a之條件ID欄26b中之值相同，則表示各列為對應關係。
於波長欄D102中，輸入特定出用於蝕刻處理條件調整處理之波長之候補之資訊。於時間欄D103中，輸入特定出用於蝕刻處理條件調整處理之時間之候補之資訊。於蝕刻處理條件欄D104中，輸入特定出用於蝕刻處理條件調整處理之蝕刻處理條件之候補之資訊。
再者，關於輸入至波長欄D102之波長，可輸入預先規定之波長(例如：201、211等以等間隔規定之波長)。又，關於輸入至時間欄D103之時間，可自動輸入預先規定之時間(例如：1-10、11-20等以等間隔規定之時間)。
若設計者按下運算執行D105，則執行利用分析部20所進行之分析處理。使用圖11說明分析處理。
(S201)
運算部21將輸入至條件ID欄D101、波長欄D102、時間欄D103及蝕刻處理條件欄D104中之資訊分別儲存於條件結果資料表格26a之條件ID欄26b、波長欄26c、時間欄26d及蝕刻處理條件欄26e中。
運算部21針對條件結果資料表格26a之各列中所儲存之波長、時間及蝕刻處理條件之組合，自上方之列起依序執行後續之S202至S205之處理。S202至S205中，將成為處理之對象之列稱為相應列。
(S202)
運算部21算出發光強度之平均值。運算部21取得波長欄26c之相 應列中所儲存之波長候補之值及時間候補之值。繼而，針對量產資料表格23a之晶圓ID欄23b之各行，特定出由儲存於晶圓ID欄23b中之值所指定之OES資料表格25a，且算出由上述波長候補及上述時間候補所指定之發光強度欄25c中所儲存之值之平均值。例如，於波長候補為201、時間為1-10之情形時，算出位於波長為201之行且時間為1至10之列之發光強度欄25c中所儲存之值之平均值。將所算出之平均值與蝕刻處理結果欄23c中所儲存之值保持行之對應關係地分別儲存於評估值1計算資料表格27a之發光強度欄27b及蝕刻處理結果欄27c中。
進而，運算部21針對實驗資料表格24a之晶圓ID欄24b之各行，特定出由儲存於晶圓ID欄24b中之值所指定之OES資料表格25a，且算出由上述波長候補及上述時間候補所指定之發光強度欄25c中所儲存之值之平均值。將所算出之平均值與蝕刻處理條件(氣體流量)欄24c中所儲存之值保持行之對應關係地分別儲存於評估值2計算資料表格28a之發光強度欄28b及蝕刻處理條件(氣體流量)欄28c中。
(S203)
運算部21算出評估值1之值並將其儲存於評估值1欄26f之相應列。
運算部21使用評估值1計算資料表格27a中所儲存之值，利用以下之式(1)~式(5)算出利用發光強度預測蝕刻處理結果時之預測誤差(e11)、及利用發光強度預測蝕刻處理結果之函數之斜率(a11)。
上述式中，x1i表示發光強度平均值欄27b之第i行中所儲存之值。y1i表示蝕刻處理結果欄27c之第i行中所儲存之值。n表示評估值1計算資料表格27a之行數。Σ符號表示針對評估值1計算資料表格27a之所有行求和。
使用圖13說明所算出之值之意義。圖13係表示發光強度平均值欄27b中所儲存之值與蝕刻處理結果欄27c中所儲存之值之散佈圖。圖13(a)之A201等各點表示評估值1計算資料表格27a之各行中所儲存之值，且係取發光強度平均值欄27b中所儲存之值為橫軸，取蝕刻處理結果27c中所儲存之值為縱軸之點。A202所示之直線係表示距各點之距離之平方和之平均值成為最小之直線。
利用式(4)所算出之斜率(a11)係表示A202所示之直線之斜率。又，利用式(5)所算出之預測誤差(e11)係表示各點與直線之距離之和。
圖13(a)及圖13(b)係取各個不同波長及時間下之發光強度之平均值之散佈圖。因此，於各點，蝕刻處理結果之值相同而發光強度之值不同。
若針對圖13(a)所示之資料及圖13(b)所示之資料分別算出預測誤差(e11)，則圖13(a)所示之資料之預測誤差(e11)更小。圖13(a)所示之資 料之點更靠近直線而分佈，可知圖13(a)所示之發光強度平均值更適於在上述蝕刻處理結果預測值計算處理(S102)中進行之蝕刻處理結果之預測。藉由選擇預測誤差(e11)較小之波長及時間，可選擇出適於蝕刻處理結果預測值計算處理之波長及時間。
所算出之預測誤差(e11)作為評估相應列之波長候補及時間候補之好壞之資訊而儲存於評估值1欄26f之相應列中。
再者，即便為此處所算出之預測誤差以外之值，只要為表示利用發光強度預測蝕刻處理結果時之預測結果之偏差之值，則亦可使用其他值。例如，亦可為發光強度平均值與蝕刻處理結果之間之相關係數等。
(S204)
運算部21算出評估值2之值並將其儲存於評估值2欄26g之相應列中。
運算部21使用評估值2計算資料表格28a中所儲存之值，利用以下之式(6)~式(10)算出利用蝕刻處理條件(氣體流量)預測發光強度時之預測誤差(e21)。
上述式中，x2i表示於蝕刻處理條件(氣體流量)欄28b之第i行中所儲存之值。y2i表示發光強度平均值欄28e之第i行中所儲存之值。m表示評估值2計算資料表格28a之行數。Σ符號表示針對評估值2計算資料表格28a之所有行求和。
利用圖14說明所算出之值之意義。圖14係表示蝕刻處理條件(氣體流量)欄28c中所儲存之值及發光強度平均值欄28b中所儲存之值之散佈圖。
圖14(a)之A301等各點表示評估值2計算資料表格28a之各行中所儲存之值，且係取蝕刻處理條件欄28c中所儲存之值為橫軸，取發光強度平均值欄28b中所儲存之值為縱軸之點。A302所示之直線係表示距各點之距離成為最小之直線。
利用式(10)所算出之預測誤差(e21)係表示各點與直線之距離之平方和之平均值。圖14(a)及圖14(b)係取各個不同波長及時間下之發光強度之平均值之散佈圖。因此，於各點，蝕刻處理條件(氣體流量)之值相同而發光強度之值不同。
若針對圖14(a)所示之資料及圖14(b)所示之資料分別算出預測誤差(e21)，則圖14(a)所示之資料之預測誤差(e21)更小。關於圖14(b)所示之資料，若蝕刻處理條件(氣體流量)變大或變小，則發光強度平均值之偏差變大。若利用此種發光強度平均值，則於蝕刻處理條件(氣體流量)之調整時，在發光強度之上述蝕刻處理結果預測值計算處理 (S102)中蝕刻處理結果之預測誤差變大。因此，藉由選擇預測誤差(e21)較小之波長及時間、即於蝕刻處理條件(氣體流量)變更時之發光強度平均值之偏差較小之波長及時間，可選擇出適於蝕刻處理結果預測值計算處理之波長及時間。
所算出之預測誤差(e21)對蝕刻處理結果之預測誤差之貢獻度可以預測誤差(e21)與上述斜率(a11)之乘積而計算。將預測誤差(e21)與上述斜率(a11)之乘積作為評估相應列之波長候補及時間候補之好壞之資訊而儲存於評估值2欄26g之相應列中。
再者，即便為此處所算出之預測誤差以外之值，只要為表示蝕刻處理條件變化時之相應波長及相應時間下之發光強度平均值之偏差之大小的值，則亦可使用其他值。例如，亦可為蝕刻處理條件(氣體流量)與發光強度平均值之間之相關係數等。
(S205)
運算裝置21將評估值1欄26f之相應列中所儲存之值與評估值2欄26g之相應列中所儲存之值之和儲存於合計值欄26h之相應列中。
(S206)
運算裝置21執行S202至S206之處理直至針對條件結果資料表格26a之所有列儲存合計值欄26h之值為止。
(S207)
運算裝置21特定出儲存於合計值欄26h中之值最小之列。以下，將特定出之列稱為相應列。於相應列中儲存「○」，並向設計者提示出相應列中所儲存之值及散佈圖。
於圖15中表示運算裝置21向設計者提示出之輸出畫面。於圖15之條件ID欄D201、波長欄D202、時間欄D203、蝕刻處理條件欄D204、評估值1欄D205、評估值2欄D206、合計值欄D207中，分別顯示有儲存於條件結果資料表格26a之條件ID欄26b、波長欄26c、時間 欄26d、蝕刻處理條件欄26e、評估值1欄26f、評估值2欄26g、合計值欄26h之相應列中之值。
又，於D208，顯示使用如下之值製作圖13所示之發光強度平均值與蝕刻處理結果之散佈圖而成者，上述值為波長欄26c及時間欄26d之相應列中所儲存之波長及時間之值、與量產資料表格23a及OES資料表格25a中所儲存之值。於D209，顯示使用如下之值製作圖14所示之蝕刻處理條件(氣體流量)與發光強度平均值之散佈圖而成者，上述值為波長欄26c及時間欄26d之相應列中所儲存之波長及時間之值、與實驗資料表格24a及OES資料表格25a中所儲存之值。
設計者藉由觀看圖15所示之輸出畫面，而即便於已調整蝕刻處理條件之情形時亦可掌握蝕刻處理結果之預測誤差較小之波長及時間，且可容易地掌握何種波長及時間適合於控制。
再者，於蝕刻處理條件欄D104之各列輸入有不同之蝕刻處理條件之情形時，針對各個蝕刻處理條件計算評估值合計值，並且針對各個蝕刻處理條件輸出評估值合計值較小之波長及時間之組合。又，亦可針對各個蝕刻處理條件計算評估值合計值，且輸出評估值合計值最小之波長、時間及蝕刻處理條件之組合。
如以上所說明，藉由使用本實施形態之蝕刻裝置1(分析部20)所執行之分析方法，可取得電漿發光資料(實驗資料)，該資料表示於氣體流量等不同之複數蝕刻處理條件下所計測之在蝕刻處理時獲得之不同波長及時間下之發光強度，針對電漿發光資料之複數之不同波長及時間，評估蝕刻處理條件之變化與相應波長及相應時間下之發光強度之變化的關係，且基於其結果特定出用於蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間。即，即便於已調整氣體流量等蝕刻處理條件之情形時，亦可自多數之波長或時間之候補中容易地掌握蝕刻處理結果之預測誤差較小之波長及時間、即適於調整蝕刻處理條件之控制之 波長及時間。
以上，已基於實施形態具體地說明了本發明，但本發明並不限定於上述實施形態，在不脫離其主旨之範圍內可進行各種變更。
1‧‧‧蝕刻裝置
10‧‧‧蝕刻部
11‧‧‧電漿加工部
12‧‧‧分光器(OES)
13‧‧‧控制部
14‧‧‧IF部
20‧‧‧分析部
21‧‧‧運算部
22‧‧‧記憶部
23‧‧‧量產資料記憶區域
24‧‧‧實驗資料記憶區域
25‧‧‧OES資料記憶區域
26‧‧‧條件結果資料記憶區域
27‧‧‧評估值1計算資料記憶區域
28‧‧‧評估值2計算資料記憶區域
30‧‧‧輸入部
31‧‧‧輸出部
32‧‧‧通訊IF部
33‧‧‧匯流排
210‧‧‧IF部

Claims (14)

  1. 一種分析方法，其特徵在於：其係於使用電漿將半導體晶圓進行蝕刻處理之半導體蝕刻處理中，特定出用於蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間者，且包括：取得電漿發光資料之步驟，該電漿發光資料表示於不同之複數蝕刻處理條件下所計測之在蝕刻處理時獲得之不同波長及時間下之發光強度；第1評估步驟，其係針對上述電漿發光資料之複數之不同波長及時間，評估蝕刻處理條件之變化與相應波長及相應時間下之發光強度之變化的關係；及特定步驟，其係基於上述第1評估步驟之結果，特定出用於上述蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間。
  2. 如請求項1之分析方法，其中於上述第1評估步驟中，針對電漿發光資料之複數之不同波長及時間，使用預測誤差或相關係數而評估蝕刻處理條件之變化與相應波長及相應時間下之發光強度之變化的關係。
  3. 如請求項1之分析方法，其進而包括第2評估步驟，該第2評估步驟係評估上述電漿發光資料之複數之波長及時間下之發光強度與蝕刻處理結果之關係；且於上述特定步驟中，根據上述第1評估步驟與上述第2評估步驟之結果，特定出用於上述蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間。
  4. 如請求項3之分析方法，其中於上述第2評估步驟中，使用預測誤差或相關係數而評估上述電漿發光資料之複數之波長及時間下之發光強度與蝕刻處理結果之關係。
  5. 如請求項4之分析方法，其中於上述特定步驟中，以使用有上述第1評估步驟之預測誤差或相關係數、及上述第2評估步驟之預測誤差或相關係數之函數成為最小之方式特定出電漿發光資料之波長及時間。
  6. 如請求項4之分析方法，其係以上述第1評估步驟之預測誤差與上述第2評估步驟之預測誤差乘以如下之係數所得之乘積的合計成為最小之方式特定出電漿發光資料之波長及時間，該係數表示上述電漿發光資料之複數之波長及時間下之發光強度與蝕刻處理結果之關係。
  7. 一種分析方法，其特徵在於：利用使用如請求項1至6中任一項之分析方法而特定出之波長及時間下之電漿發光資料之發光強度與蝕刻處理結果之關係，以成為蝕刻處理結果之目標值之方式算出上述蝕刻處理條件之調整值。
  8. 一種半導體蝕刻裝置，其特徵在於包含：電漿加工部，其使用電漿將半導體晶圓進行蝕刻處理；分光器，其計測蝕刻處理中之電漿之發光；及分析部，其包含記憶部及運算部；且上述記憶部記憶電漿發光資料，該電漿發光資料表示於不同之複數蝕刻處理條件下所計測之在蝕刻處理時獲得之不同波長及時間下之發光強度；上述運算部針對上述電漿發光資料之複數之不同波長及時間，評估蝕刻處理條件之變化與相應波長及相應時間下之發光強度之變化的關係，且基於上述評估結果(第1評估結果)，進行特定出用於上述蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間的運算。
  9. 如請求項8之半導體蝕刻裝置，其中上述運算部針對電漿發光資 料之複數之不同波長及時間，使用預測誤差或相關係數而評估蝕刻處理條件之變化與相應波長及相應時間下之發光強度之變化的關係。
  10. 如請求項8之半導體蝕刻裝置，其中上述運算部評估上述電漿發光資料之複數之波長及時間下之發光強度與蝕刻處理結果之關係，且根據該評估結果(第2評估結果)與上述第1評估結果，特定出用於上述蝕刻處理條件之調整之電漿發光資料之波長及時間。
  11. 如請求項10之半導體蝕刻裝置，其使用預測誤差或相關係數而評估上述電漿發光資料之複數之波長及時間下之發光強度與蝕刻處理結果之關係。
  12. 如請求項11之半導體蝕刻裝置，其中於上述特定步驟中，以使用有上述第1評估結果之預測誤差或相關係數、及上述第2評估結果之預測誤差或相關係數之函數成為最小之方式特定出電漿發光資料之波長及時間。
  13. 如請求項11之半導體蝕刻裝置，其以上述第1評估結果之預測誤差與上述第2評估結果之預測誤差乘以如下之係數所得之乘積的合計成為最小之方式特定出電漿發光資料之波長及時間，該係數表示上述電漿發光資料之複數之波長及時間下之發光強度與蝕刻處理結果之關係。
  14. 如請求項8至13中任一項之半導體蝕刻裝置，其中上述運算部利用具有特定出之波長及時間之電漿發光資料之發光強度與蝕刻處理結果之關係，以成為蝕刻處理結果之目標值之方式算出上述蝕刻處理條件之調整值，上述電漿加工部基於上述調整值於蝕刻處理條件下進行加工。
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