TW201727739A - 電漿處理裝置及其資料解析裝置 - Google Patents

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Abstract

可以實現一種特定電漿處理之監視或控制所用的發光波長和時間區間，並呈穩定的電漿處理。針對顯示使電漿產生並將試料進行電漿處理時的電漿之發光的時間序列資料，藉由解析裝置，來製作電漿處理區間中的複數個要素之發光波長和複數個時間區間的組合，且針對各自的波長和各時間區間的組合，算出該製作成之各自的波長和各時間區間的組合中的發光強度之平均值、和將試料進行電漿處理後的次數之相關，選擇該相關最大之特定要素所發出的光之波長和特定的時間區間的組合，作為電漿處理之監視或控制所用的波長和時間區間的組合。

Description

電漿處理裝置及其資料解析裝置
本發明係關於一種使用電漿來加工半導體之晶圓等試料的電漿處理裝置及其資料解析裝置，尤其是關於一種在試料之電漿處理時解析資料且利用該資料將試料進行電漿處理的技術。
為了能獲得試料上所形成的半導體裝置等的細微形狀，而進行以下的電漿處理：將腔室(chamber)內的物質形成已電離的狀態(電漿狀態)，且利用該物質之作用(晶圓表面的反應)除去晶圓上的物質。
因電漿之電離現象係伴隨發光現象，故而在利用電漿進行處理的電漿處理裝置中，係可以搭載分光器，來監控電漿所發出的光。以下，係將分光器所測量到的資料，稱為OES資料(OES：Optical Emission Spectroscopy：光放射光譜)。
在針對多數個晶圓進行相同的電漿處理的情況下，為了能使各自的處理之結果成為一定，而使用OES資料或如電壓值之監控電漿處理的資料，以進行電漿處理 之監視或控制。
在專利文獻1中，已有記載以下的方法：用電漿處理裝置來取得電漿放電呈穩定之穩定放電區域中的匹配箱(matching box)之電壓值等的時間序列資料，且使用取得之時間序列資料所指定的時間區間中的值之差分或標準偏差，以監視電漿處理且檢測異常。
在專利文獻2中，已有記載以下的方法：為了進行反映出裝置之製程狀態的電漿處理，而使用電漿處理時的OES資料，以Run-to-Run控制(批次控制)電漿處理。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開2007-214254號公報
專利文獻2：日本特許5596832號公報
在電漿處理中，係在每次重複晶圓的電漿處理時，在進行電漿處理的腔室內部之壁面上所附著的反應生成物之狀態或零件之消耗情形都會隨時間經過起變化。只要可以從OES資料中測量反應生成物之附著或零件之消耗的老化變動，就能夠配合反應生成物之附著狀態或零件之消耗狀態而適當地管理、或控制裝置。
OES資料，為如後述般地針對每一發光之波長和時間的組合而測量到發光強度之龐大的資料。OES資料的值，係依發光之波長而異，又隨著電漿處理中的時間之經過起變化。為此，期望從成為多數個發光之波長和時間區間的組合之龐大的資料當中，特定電漿處理之監視或控制所用的最佳之波長和時間區間的組合。
專利文獻1所揭示的方法，係收集一個資料收集時間的時間序列資料，且評估該資料是否未超過規定值。專利文獻1，並未談及到以下的方法：從取得之龐大的時間序列資料當中，決定算出差分或標準偏差的最佳之資料、即成為異常檢測之對象的最佳之時間區間。
又，專利文獻2所揭示的方法，也未提供以下的方法：從龐大的OES資料當中，特定電漿處理之控制所用的最佳之資料(發光波長和時間區間)。
本發明之課題係在於提供一種特定電漿處理之控制所用的最佳之資料(發光波長和時間區間)的資料解析裝置、以及利用該資料以實現呈穩定之電漿處理的電漿處理裝置。
為了解決上述課題，依據本發明之代表例，資料解析裝置之特徵為：從使電漿產生並將晶圓進行電漿處理時之使其產生的電漿之發光波長帶(wavelength band)當中，製作波長和時間區間的組合，且針對該製作 成之各自的波長和時間區間的組合，針對每一批次計算晶圓的處理次數和發光強度之間的相關，且從波長和時間區間的組合當中選擇針對每一批次計算出的相關較高者，作為電漿處理之監視或控制所用的波長和時間區間。
依據本發明，可以在短時間內從龐大的OES資料當中，特定電漿處理之監視或控制所用的特定之波長和特定之時間區間的組合，且可以實現電漿處理結果的穩定性。
1‧‧‧電漿處理裝置
10‧‧‧電漿處理部
11‧‧‧電漿加工部
12‧‧‧分光器
13‧‧‧控制部
14‧‧‧記憶體
20‧‧‧解析裝置(資料解析裝置、解析部)
21‧‧‧運算部
22‧‧‧記憶部
23‧‧‧晶圓處理次數資料記憶區域
24‧‧‧OES資料記憶區域
25‧‧‧要素波長資料記憶區域
26‧‧‧相關資料記憶區域
27‧‧‧詳細解析資料記憶區域
28‧‧‧運算程式
30‧‧‧輸入部
31‧‧‧輸出部
32‧‧‧通信IF部(通信介面部)
33‧‧‧匯流排
110‧‧‧IF部(介面部)
111‧‧‧腔室
112a、112b‧‧‧電極
113‧‧‧電漿(氣體)
114‧‧‧晶圓
115‧‧‧視窗
116‧‧‧光
117‧‧‧氣體供給器
118‧‧‧電源單元
210‧‧‧IF部(介面部)
131‧‧‧Run-to-Run控制單元
132‧‧‧電漿監視單元
第1圖係顯示本發明之第1實施例之具備資料解析裝置的電漿處理裝置之構成的方塊圖。
第2圖係顯示第1圖的電漿處理裝置之電漿處理部之構成例的方塊圖。
第3A圖係說明第1實施例中之電漿處理區間和時間區間的示意圖。
第3B圖係基於OES資料來說明電漿發光強度和波長帶、以及電漿處理的時間關係之例的圖表(graph)。
第4圖係顯示由第1圖的資料解析裝置之記憶部所保持的晶圓處理次數資料之表格(table)例的示意圖。
第5圖係顯示由第1圖之記憶部所保持的OES資料 之表格例的表格。
第6圖係顯示由第1圖之記憶部所保持的波長ID資料之表格例的表格。
第7圖係顯示由第1圖之記憶部所保持的相關資料之表格例的表格。
第8圖係顯示第1實施例的電漿處理區間內之複數個時間區間中的OES資料、及相關之例的示意圖。
第9圖係顯示第1實施例中之藉由資料解析裝置之運算部而致使的解析處理之流程圖。
第10圖係在第1圖的輸入部中顯示有解析對象波長輸入部和解析執行鍵的畫面之前視圖。
第11圖係顯示在第9圖之解析處理中所保存的中間資料之表格例的表格。
第12圖係顯示第9圖之解析處理中之說明相關的方向之算出處理的晶圓總處理次數和發光強度平均之關係的散布圖。
第13圖係顯示在第1圖之輸出部中藉由資料解析裝置而致使的解析結果的畫面之前視圖。
第14圖係顯示在第9圖之詳細解析處理途中所保存的詳細解析中間資料之表格例的表格。
第15A圖係顯示在第1圖之輸出部中藉由資料解析裝置而致使的詳細解析處之結果的畫面之前視圖。
第15B圖係顯示解析處理之結果、第1圖之記憶部所保持的詳細解析資料之表格例的表格。
第16圖係說明本發明之第2實施例的電漿處理之時間區間的示意圖。
第17A圖係顯示本發明之第3實施例的電漿處理裝置之構成的方塊圖。
第17B圖係說明第3實施例中之基於相關資料的電漿處理之控制的示意圖。
依據本發明之代表性的實施形態，是一種具有資料解析裝置的電漿處理裝置，其取得用來顯示電漿處理時所得的複數個要素之波長及時間上之發光強度的電漿發光資料(OES資料)、和晶圓之處理次數的資料，且針對由電漿發光資料之不同的波長和不同的時間區間所構成的複數個組合，評估各自之波長和時間區間的組合中之發光強度的平均值與晶圓處理次數之相關的高度，且特定相關較高的電漿發光資料之波長和時間區間的組合。或是，又在資料解析裝置中，進行以下的處理：從將晶圓進行電漿處理時的電漿之發光波長帶當中，製作各要素之波長和複數個時間區間的組合，且針對該製作成之各自的組合，針對每一批次計算晶圓之處理次數與發光強度之間的相關，且從此等的組合當中選擇針對每一批次進行計算而得的相關較高者，作為電漿處理之監視或控制所用的「特定之波長和特定之時間區間」。
另外，在本發明中，係將電漿中所含的各元素或化合 物定義為要素(element)，且將此等當中的特定之要素和該要素所發出的光之波長的組合定義為「波長ID」。
以下，基於圖式說明本發明之實施形態。另外，原則上是在用來說明實施形態的同一構件上附記同一符號，且省略其重複說明。
〔實施例1〕
一邊參照第1圖至第15B圖，一邊針對本發明之第1實施例之具備有資料解析裝置的電漿處理裝置加以詳細說明。
〔電漿處理裝置〕
如第1圖之構成圖所示，電漿處理裝置1，係具有電漿處理部10、資料解析裝置20、輸入部30、輸出部31及通信介面部(通信IF部)32，而此等係透過匯流排33而相互地連接。
電漿處理部10，係具備電漿加工部11、分光器12、控制部13及記憶部14，且透過介面部(IF部)110而連接於匯流排33。電漿加工部11，係使電漿產生於其腔室內以加工(蝕刻處理)晶圓。分光器12，係在晶圓之蝕刻處理所進行的期間取得作為電漿之發光資料的OES資料。該分光器12，係具有作為製程監控器(process monitor)的功能，用來針對每一波長分解來自依蝕刻處理之製程而變化的電漿之光，且取得各波長之強 度的資料。OES資料係經由IF部110而儲存於資料解析裝置20所具有的記憶部22。控制部13，係控制電漿加工部11上的處理。在記憶部14，係保持有用來執行電漿處理的程式或處理配方(treatment recipe)等的資料。電漿處理部10的詳細將在後述的第2圖中加以說明。
資料解析裝置20，係進行特定電漿處理之監視或控制所用的波長和時間區間的組合之資料的解析處理。資料解析裝置20，係具備解析資料的運算部21、記憶部22及介面部(IF部)210。
記憶部22，係具備：晶圓處理次數資料記憶區域23，其是儲存晶圓的處理次數；及OES資料記憶區域24，其是儲存在蝕刻處理中所得的分光器之測量值(OES資料)；及要素波長資料記憶區域25，其是儲存要素所發出的光之波長(「要素之波長」)的資訊作為波長ID；及相關資料記憶區域26，其是儲存運算部21所進行的解析處理之結果的資料；及詳細解析資料記憶區域27，其是儲存運算部21所進行的詳細解析處理之結果的資料；以及運算程式28。
運算部21，係使用儲存於記憶部22之晶圓處理次數資料記憶區域23中的晶圓處理次數資料、儲存於OES資料記憶區域24中的OES資料、以及儲存於要素波長資料記憶區域25中的波長ID，並執行運算程式28，藉此針對每一波長和時間區間的組合依次評估發光強度和晶圓處理次數的相關，且進行特定電漿處理之監視或控制所 用的波長和時間區間之組合的處理。有關運算部21執行運算程式28而進行的解析處理之詳細，將於後述。
輸入部30，例如是滑鼠或鍵盤等，用來受理藉由使用者操作而得的資訊輸入。輸出部31，為對使用者輸出資訊的顯示器或印表機等。另外，輸入部30和輸出部31，也可以構成使用者介面的輸出入部之方式構成為一體。通信IF部32，為透過匯流排33或外部網路等來與其他的裝置或系統(也能夠與既有的生產管理系統等連接)連接且進行資訊收發的介面。匯流排33，係連結各部(10、20、30、31、32)。各部的IF部(110、210等)，為透過匯流排33而進行資訊收發的介面。另外，也可使解析裝置20獨立作為解析裝置，並形成透過IF部210而連接於由電漿處理部10所構成的電漿處理裝置的形態。
〔電漿處理部〕
如第2圖所示，電漿處理部10之電漿加工部11，係具備：腔室111，其是用真空排氣手段(省略圖示)將內部排氣成真空；及一對電極112a及112b；及視窗115，其是從外側觀察腔室111之內部；以及氣體供給器117，其是在已被排氣成真空的腔室111之內部供應用來將晶圓114進行電漿處理的處理氣體。藉由電源單元118將高頻電力施加至一對電極112a及112b，且將高頻偏壓電力施加至電極112b，藉此使電漿113產生於已被真空排氣且 供給有處理氣體的腔室111之內部。
亦即，電漿加工部11，係依來自控制部13的指示，在將晶圓114載置於腔室111內之試料台且將腔室111之內部進行真空排氣後的狀態下，從氣體供給器117供給處理氣體，且將高頻電力施加至電極112a及112b，藉此在電極112a與112b之間使處理氣體電漿化。使已電漿化的氣體113撞擊晶圓114，藉此加工晶圓114。
已電漿化的氣體113，係包含從氣體供給器117所供給來的處理氣體中所含之Cl(氯)、Ar(氬)等的要素、或從晶圓114在加工的過程中所產生的Si(矽)、Al(鋁)等多種類的要素，且使產生與此等已電漿化的氣體113中所含之多種類的要素相應之波長的光116。所產生的光116係通過視窗115並由分光器12所測量、所監控，且經由IF部110、210而儲存於解析裝置20的記憶部22之OES資料記憶區域24。
在電漿處理結束後，處理過的晶圓114係從腔室111取出並搬運至其他的裝置(測量裝置等)，再將新的其他晶圓114搬運至電漿處理部10之腔室111內，且進行電漿處理。
電漿處理部10，係在針對複數個晶圓進行該電漿處理之後，進行調整腔室111之內部狀態的調整處理。例如，供給與晶圓之電漿處理不同的處理氣體，且藉由電漿化進行除去附著於腔室內部之壁面的反應生成物的清潔作業(cleaning)等作為調整處理。之後，又針對其 他的複數個晶圓進行電漿處理。如此，雖然電漿處理部10，係反覆執行腔室111之內部的調整處理和電漿處理，但是以下係將在調整處理與調整處理的期間被電漿處理過的晶圓之群組(group)稱為批次(lot)。在後述的解析裝置中，係針對該每一批次進行解析處理。
另外，在此雖然是以將高頻電力施加至電極112a及112b並進行電漿處理的方式為例進行了說明，但是也可為藉由將微波導入腔室內而使電漿產生的電漿處理方式等的其他電漿處理之方式。
〔時間區間〕
第3A圖係說明本發明之實施例1中的電漿處理區間及時間區間。
在第3A圖中，橫軸係顯示時間，縱軸係顯示電漿的發光強度。在「電漿處理區間」，將處理氣體供應至腔室且將高頻電力施加至電極，藉此將處理氣體電漿化，且以批次單位處理晶圓。伴隨一個批次的晶圓之電漿處理的結束，而停止處理氣體之供給或高頻電力之施加。另外，在本實施例中，雖然是將從開始對腔室供給處理氣體之後至結束的時間作為「電漿處理區間」，但是也可使用有關其他電漿處理的資訊來決定「電漿處理區間」。例如，也可將電流的值為固定的區間作為「電漿處理區間」。
又，在本實施例中，係將「電漿處理區間」內部分割成複數個「時間區間」，例如A、B、或是A、 B、C的「時間區間」。藉此，各批次的晶圓單位之電漿處理中的「時間區間」和電漿之發光強度的解析處理就能賦予對應關係。
〔OES資料〕
第3B圖係顯示波形信號301之時間推移作為由分光器12所測量到之包含Si、Al等多數個要素的電漿發光之OES資料之例。第3B圖係基於OES資料來說明電漿發光強度和波長帶、以及電漿處理的時間關係之例的圖表，其中X軸係顯示各要素所發出的光之波長，Y軸係顯示時間，Z軸係顯示電漿之發光強度。Y軸的時間，例如是相當於第n片的晶圓之處理中的「時間區間」1-100。
如第3B圖所示，電漿發光之波長帶和強度，係隨著電漿處理之時間的經過起變化。OES資料之波形信號301，係具有波長和時間之二次元的要件，且表示針對各波長、各時間分別測量到之發光強度的值。針對各波長、各時間分別測量到之發光強度的值，係與OES資料之ID一起儲存於後述的OES資料記憶區域24。
〔解析裝置〕
在第1圖所示的記憶部22之晶圓處理次數資料記憶區域23，係儲存有特定已進行電漿處理之次數的資訊、和特定OES資料之ID的資訊。
第4圖係顯示作為晶圓處理次數資料記憶區域23之 例的晶圓處理次數資料表格23a。本表格，係具有批次處理次數欄23b、批次內晶圓處理次數欄23c、晶圓總處理次數欄23d及OES資料ID欄23e等的各欄位。
在批次處理次數欄23b，係儲存有特定批次之處理次數的資訊。批次，為如前面所述般在調整腔室111內部之狀態的調整處理之期間被電漿處理的晶圓之群組。在批次1與2之間，進行清潔處理。
在批次內晶圓處理次數欄23c，係儲存有特定同一批次內之將晶圓進行電漿處理後的次數之資訊。
在晶圓總處理次數23d，係儲存有特定將晶圓進行電漿處理後的次數之資訊。
在OES資料ID欄23e，係儲存有特定後述的OES資料記憶區域24之OES資料表格24a的資訊、p101、p102、-。OES資料IDp101，係顯示例如第3圖之第1片晶圓之處理中的「時間區間」1之波長和發光強度的資料。
第5圖係顯示作為OES資料記憶區域24之例的OES資料表格24a。本表格，係具有OES資料ID欄24b、波長欄24c、電漿處理區間欄24d及發光強度欄24e等的各欄位。依據此例，電漿處理區間係被分割成1-100。在此例中，雖然電漿處理區間之分割數成為100，但是此數目係可以在適於解析處理之範圍內，適當地增減。另外，本表格係僅存在測量到OES資料的晶圓之數目。
在OES資料ID欄24b，係儲存有用來使OES資料表格24a和晶圓處理次數資料表格23a賦予對應關係的資訊。儲存於晶圓ID欄24b的值，係與儲存於前述晶圓處理次數資料表格23a之OES資料ID欄23e的值、p101、P102、-賦予對應關係。
在發光強度欄24e，係儲存有針對波長欄24c之各波長、電漿處理區間欄24d之各時間分別測量到之發光強度的值。
第6圖係顯示作為要素波長資料記憶區域25之例的要素波長資料表格25a。本表格，係具有波長ID欄25b、要素欄25c及波長欄25d等的各欄位。
在波長ID欄25b，係儲存有特定要素和波長的組合之波長ID的資訊。在要素欄25c，係儲存有特定電漿中所含的要素之候補的資訊。在波長欄25d，係儲存有特定要素所發出的光之波長(單位nm)的資訊。
例如，即便是相同的要素Si，仍能獲得波長251nm和波長288nm之二種類的光之時間分解發光光譜，但是此等的光譜係被區分作為波長ID1、ID2的資料。
第7圖係顯示作為相關資料記憶區域26之例的相關資料表格26a。本表格，係具有波長ID欄26b、要素欄26c、波長欄26d、時間區間欄26e、決定係數平均欄26f、相關的方向欄26g、相關方向之一致欄26h、決定係數最大欄26i及採用候補欄26j等的各欄位。
在各欄位，係儲存有後述的解析處理之資 訊。
在波長ID欄26b及要素欄26c，係儲存有特定發出在波長欄26d所特定之波長的要素之資訊。
在波長欄26d，係儲存有特定電漿處理之監視或控制所用的波長之候補的資訊。為了後述之說明起見，將儲存於此的資訊稱為波長WL。
在時間區間欄26e，係儲存有特定電漿處理之監視或控制所用的時間區間之候補的資訊。在後述之說明中，將儲存於此的資訊稱為時間區間WLT。
在後述之解析處理中，係使用儲存於波長欄26d、時間區間欄26e的值，且在儲存於OES資料記憶區域24的第6圖所示之OES資料表格24a中的波長欄24c之波長WL和電漿處理區間欄24d之時間區間WLT中的發光強度之平均值、與晶圓處理次數之間進行評估相關的高度的處理。
在決定係數平均欄26f，係儲存有特定以在波長欄26d及時間區間欄26e所儲存的值如上述般地算出的發光強度平均值與晶圓處理次數之相關的高度之資訊。例如，儲存有作為相關係數之自乘的決定係數。有關該決定係數(r2或R2)之算出方法，將在後面詳細敘述。
在相關的方向欄26g，係儲存有特定以在波長欄26d及時間區間欄26e所儲存的值如上述般地算出的發光強度平均值是按照晶圓處理次數而增加或減少(顯示正的相關、或顯示負的相關)的資訊。例如，在增加的情況 下係儲存有顯示增加的「+」之記號，而在減少的情況下係儲存有顯示減少的「-」之記號。
在相關方向之一致欄26h，係儲存有特定儲存於相關的方向欄26g的資訊在要素間是否一致的資訊。有關本欄，係針對儲存於要素欄26c的每一要素儲存有相同的值。例如，針對在要素欄26c儲存有相同的值之波長欄26d的各波長，在儲存於相關的方向欄26g的資訊全部一致的情況、或是相同的值之比例比預定的臨限值更大的情況下係儲存有「○」之記號，而在除此以外的情況下係儲存有「×」之記號。
在決定係數最大欄26i，係儲存有以下的資訊：儲存有在相關方向之一致欄26h顯示一致之「○」的波長ID當中，顯示儲存於決定係數平均欄26f的決定係數平均之值最大的波長的資訊。例如，在最大之列上係儲存有「○」之記號。
在採用候補欄26j，係儲存有以下的資訊：儲存有在相關方向之一致欄26h顯示一致之「○」的波長ID當中，顯示儲存於決定係數平均欄26f的值為既定的臨限值、作為一例0.88以上之較大的波長的資訊。例如，在決定係數最大之波長ID的列係儲存有「◎」之記號，而在除此以外的決定係數較大之波長I的列係儲存有「○」之記號。此係因依某些的狀況，而有可能不使用決定係數最大值的波長ID，而是使用超過臨限值之次佳的波長ID之故。
OES資料的值，係依發光的要素所發出的光之波長而異，又會隨著電漿處理中的時間之經過起變化。為此，期望從由多數個要素之波長和時間區間所構成之龐大數的組合當中，特定電漿處理之監視或控制所用的波長和時間區間之最佳的組合。
第8圖係顯示本發明的電漿處理區間內之複數個時間區間中的OES資料、及相關之例的示意圖。在此例中，係分別算出電漿處理區間內的二個時間區間A、B中的發光強度之平均值，且針對每一批次算出發光強度之平均值與晶圓處理次數之間的相關的高度和相關的方向。在相同之要素Si和波長251nm的組合中，時間區間A的決定係數(R2)之平均值係成為0.70，而時間區間B的決定係數之平均值係成為0.97。假設時間區間B的決定係數之平均值更大，又，該時間區間B的決定係數之平均值，係超過臨限值。在此情況下，將時間區間B之波長和時間區間的組合，用在電漿處理之監視或控制中。
在第8圖之例中，假定將二個時間區間A、B歸納作為單一的時間區間的情況，該區間的發光強度平均值與晶圓處理次數之間的相關的高度，係比時間區間B單獨的情況更低，且不適於用在電漿處理之監視或控制中。
另外，成為解析處理之對象的電漿處理區間內，亦可分割成三個以上的時間區間。
〔解析裝置20的解析處理〕
本實施例之解析裝置20的解析處理，係在將半導體晶圓進行電漿處理的電漿處理裝置中，從龐大的電漿發光資料(OES資料)當中，特定電漿處理之監視或控制所用的最佳之波長及時間區間的解析處理。
本解析處理，係為了決定以下之情況的監視或控制之條件而被利用：在裝置管理者用電漿處理裝置將複數個晶圓進行電漿處理之後，用該電漿處理裝置進行相同規格之晶圓處理。
本實施例的解析處理，係藉由運算程式28，進行以下的處理：第1處理，其是針對電漿中所含的複數個要素所發出的光之每一波長，算出電漿處理之複數個時間區間中的發光強度之平均值，且針對每一批次算出發光強度之平均值與晶圓處理次數之間的相關的高度和相關的方向；及第2處理，其是從針對每一批次算出的前述相關的高度之資訊中，針對電漿中所含之要素所發出的光之每一波長，特定相關的高度變成最大的時間區間；及第3處理，其是針對電漿中所含之每一要素，判定該要素所發出的光之波長中的相關的方向之一致；以及第4處理，其是使用前述相關的方向之一致的判定結果、和前述相關的高度之資訊，特定相關的方向一致、且相關的高度變成最大的要素之波長和時間區間的組合，作為相關關係較高的組合，換言之，作為電漿處理之監視或控制所用的要素之波長和時間區間。
以下，使用第9圖至第15B圖具體地說明在本實施例的解析裝置20中所執行的解析處理之流程、即藉由運算程式28而執行的解析處理。
當啟動解析裝置20時，能顯示如第10圖所示的輸出入部之顯示畫面D100。操作者，係在解析裝置20中執行解析處理時，在第10圖所示的顯示畫面D100上輸入用來進行解析處理的條件。在顯示畫面D100上，儲存於要素波長資料表格25a之要素欄25c的資訊是與波長ID一起顯示於D101，儲存於波長欄25d的資訊是與波長ID一起顯示於D102。在該顯示畫面D100上，操作者是在解析對象欄D103對解析對象之波長加入檢查(check)，且指示解析執行。
亦即，操作者，係在顯示畫面D100上的解析對象欄D103對解析對象之波長ID加入檢查，更進一步在時間區間欄D104針對每一波長ID，輸入以時間ID所定義的複數個時間區間。例如，當設定操作者將時間區間分割成幾個時，就會自動地生成、顯示時間區間欄D104的時間ID和所對應的時間區間。操作者係顯示該時間ID，並輸入時間區間。更且，當操作者點選解析執行鍵D105並指示解析執行時，解析裝置20就執行解析處理，且輸出適於電漿處理之監視或控制的波長和時間區間的組合。
另外，操作者並非是在解析對象欄D103選擇波長，而是也可形成全部自動選擇要素所發出的光之波長的構成。
解析裝置20係伴隨解析處理之開始，將從顯示畫面D100輸入的解析對象之波長群、即波長ID(波長和其要素)和時間區間的資訊，儲存於第7圖所示相關資料表格26a(S101)。
其次，針對在S101所製作成的每一解析對象之波長ID，製作與電漿處理區間內之複數個時間區間的組合(S102)，且針對每一批次算出針對波長和時間區間的組合顯示晶圓處理次數與發光強度之間的相關的高度之資訊(決定係數)(S103)。又，針對每一批次算出針對波長和時間區間的組合顯示晶圓處理次數與發光強度之間的相關的方向之資訊(單迴歸係數)(S104)。將所算出的決定係數在批次間進行平均(S105)，將單迴歸係數在批次間進行平均(S106)。算出該決定係數和單迴歸係數之批次間平均且針對全部的時間區間進行判定相關的方向之處理(S107)，針對解析對象之波長，特定相關最大的時間區間(決定係數最大的時間區間)，且儲存於相關資料表格26a。
針對全部的解析對象之波長進行該S102至S108的處理，藉此特定決定係數變成最大的時間區間(S109)。又，該時間區間中之決定係數的值和相關的方向是儲存於相關資料表格26a。
其次，使用所算出之相關的方向，針對每一要素比較要素所發出的光之波長中的相關的方向並判定相關的方向(正負)之一致(S110)，且針對相關的方向之 呈一致的要素，提示相關最高、即決定係數變成最大之波長和時間區間的組合(S111)。
其次，只要有來自操作者的指示，就實施針對所提示的波長將時間區間進行細分割並計算相關的詳細解析(S112)，將實施後的結果儲存於詳細解析資料表格27a(S113)，且顯示詳細解析的結果(S114)，並結束處理。在未實施詳細解析的情況下，係將在(S111)所得的決定係數變成最大之波長和時間區間的組合儲存於詳細解析資料表格27a，且結束處理。
以下，依順序說明第9圖之各個處理的詳細。
(S101)：運算部21，係將在S100之第10圖所示的顯示畫面D100上對解析對象D103加入檢查的波長D102和其要素D101，儲存於相關資料表26a之要素欄26c及波長欄26d。
在S102至S109中，係針對儲存於相關資料表格26a之各列的波長及要素進行處理。在說明中，係將處理對象的列稱為第i列(i=1、2…)，將成為處理對象的波長稱為第i列之波長。處理係從第1列依順序進行。
(S102)：運算部21，係針對第i列之要素和波長，製作複數個與被指定之時間區間的組合，且在後述的中間資料表格210a之波長ID欄210b、要素欄210c、波長欄210d、時間區間欄210e分別儲存資訊。
第11圖係顯示在S102至S108之計算中所利 用的中間資料表格210a。中間資料表格210a，係具有波長ID欄210b、要素欄210c、波長欄210d、時間區間欄210e、每一批次之決定係數欄210f、決定係數平均欄210g、決定係數平均最大欄210h、每一批次之迴歸式斜率欄210i、斜率平均欄210j及相關的方向欄210k等的各欄位。
各欄位的值，係以S102至S109的解析處理來儲存值。
在S102中，運算部21，係將第i列之要素和波長儲存於要素欄210c和波長欄210d，且將指定電漿處理之時間的時間區間之預定的候補儲存於時間區間欄210e之各列。例如，儲存有電漿處理之前半部和後半部的時間區間(第11圖中的1-50、51-100)。在S103至S107之處理中，係針對儲存於中間資料表格210a之各列的時間區間進行處理。在說明中，係將處理對象的列稱為第j列(j=1、2…)，將成為處理對象的時間區間稱為第j列之時間區間。處理，係從第1列依順序進行。
(S103)：運算部21，係針對第i列之波長和第j列之時間區間的組合，算出作為顯示每一次之相關的高度之值的決定係數。
運算部21，係針對每一晶圓處理次數資料表格23a之批次處理次數欄23b的值，算出批次內晶圓處理次數與發光強度之間的相關係數，且將作為相關係數之自乘的決定係數儲存於每一批次之決定係數欄210f。發光強度之 值，係在以儲存於OES資料ID欄23e的值所特定的OES資料表格24a中，使用與第i列之波長和第j列之時間區間的組合相符的發光強度之平均值。另外，發光強度之平均值，也可使用與第i列之波長和第j列之時間區間的組合相符的發光強度之平均值，除以其他波長之發光強度而得的值。
運算部21，係將例如使用以下之公式(1)至公式(4)所算出的值r2(或R2)，儲存於決定係數平均欄210g。
在上述的公式中，xi係顯示儲存於晶圓處理次數資料表格23a之批次內晶圓處理次數欄23c的值。yi係顯示在以儲存於OES資料ID欄23e之值所特定的OES資料表格24a中，與第i列之波長和第j列之時間區間的組合相符的發光強度之平均值。n係顯示成為現在計算之對象的批次處理次數欄23b中的批次內晶圓處理次數欄23c及OES資料ID欄23e之資料數(行數)。Σ記號，係顯示針對成為現在計算之對象的批次處理次數欄23b之全部的資料進行計算。
在前面所示的第8圖之例中，時間區間A之決定係數R2是變成0.70，時間區間B之決定係數R2是變成0.97，且晶圓的處理次數與發光強度之間的相關，是決定係數R2較大的時間區間B比時間區間A更高。因而，在電漿處理區間之中，較佳是將時間區間A排除在外，而僅將時間區間B的相關資料用在電漿處理之監視或控制中。
另外，批次內晶圓處理次數和發光強度之決定係數的值，也可取代相關係數之自乘，而從將批次內晶圓處理次數作為說明變數並將發光強度作為目的變數的二次函數或三次函數之自乘誤差中算出。
又，也可替換xi和yi來計算。亦即，也可將yi作為儲存於晶圓處理次數表格23a之批次內晶圓處理次數欄23c的值；將xi作為在以儲存於OES資料ID欄23e的值所特定的OES資料表格24a中，與第i列之波長和第j列之時間區間的組合相符的發光強度之平均值。
又，也可使用晶圓總處理次數的值，取代批次內晶圓處理次數。
(S104)：運算部21，係針對第i列之波長和第j列之時間區間的組合，算出作為顯示每一批次之相關的方向之值的迴歸式的斜率。
運算部21，係與在S103的處理同樣，針對每一晶圓處理次數資料表格23a之批次處理次數欄23b的值，製作將批次內晶圓處理次數作為說明變數並將發光強度作為目的變數的單迴歸之迴歸式，且將該一次的係數(顯示斜率的係數)儲存於每一批次之迴歸式斜率欄210i。與S103同樣，發光強度的值，係使用在以儲存於OES資料ID欄23e的值所特定的OES資料表格24a中，與第i列之波長和第j列之時間區間的組合相符的發光強度之平均值。
運算部21，係將使用前述公式(1)、公式(3)及以下之公式(5)所算出的值a1儲存於迴歸式斜率平均欄210j。
在第12圖中記載針對每一批次求得的迴歸式之示意圖。第12圖為將晶圓總處理片數和發光強度平均作為軸的散布圖，其中A101為描繪晶圓總處理次數和發光強度平均之值的點。A102為從各批次中之各點離開的距離之自乘和變成最小的直線。針對每一批次製作A102之迴歸式，且斜率的值儲存於每一批次之迴歸式斜率欄210i。另外，A103、A104係顯示清潔作業或老化試驗(aging)。即便是在清潔作業或老化試驗時，仍可取得如第12圖所示之波長ID對應的發光強度平均之資料，且利用於控制或監視中。又，即便是在灰化處理(ashing process)中仍可進行同樣的計算。
(S105)：運算部21，係針對第i列之波長和第j列之時間區間的組合，算出決定係數之平均值。亦即，算出儲存於中間資料表格210a之每一批次之決定係數欄210f之第j列的值之平均值，且儲存於決定係數平均欄210g之第j列。
(S106)：運算部21，係針對第i列之波長和第j列之時間區間的組合，算出迴歸式斜率之平均值。亦即，算出儲存於中間資料表格210a之每一批次之迴歸式斜率欄210i之第j列的值之平均值，且儲存於斜率平均欄210j之第j列。又，只要斜率平均欄210j之值是正 的，就會有正的相關、即隨著批次內晶圓處理次數增加會使發光強度平均值的值增加，並將「+」之記號儲存於相關的方向欄210k之第j列。只要斜率平均欄210j之值是負的，就會具有負的相關、即隨著批次內晶圓處理次數增加會使發光強度平均值的值減少，並將「-」之記號儲存於相關的方向欄210k之第j列。
(S107)：運算部21，係在針對中間資料表格210a之全部的列進行算出決定係數平均的處理的情況下，前進至下一個處理S108。在未針對全部的列進行處理的情況下，則設為j=j+1並回到處理S103。
(S108)：在針對中間資料表格210a之全部的列進行算出決定係數平均的處理的情況下，運算部21，係執行處理S108。
運算部21，係在決定係數平均欄210g之各列當中，特定所儲存的決定係數平均變成最大的列，且對決定係數平均最大欄210h之該列輸入「○」。又，將儲存於中間資料表格210a的時間區間欄210e之該列的值，儲存於相關資料表格26a之時間區間欄26e的第i列，將儲存於決定係數平均欄210g之該列的值儲存於決定係數平均欄26f之第i列，將儲存於相關的方向欄210k之該列的值儲存於相關的方向欄26g之第i列。
(S109)：運算部21，係在針對相關資料表格26a之全部的列(全部的波長)進行算出決定係數平均的處理的情況下，前進至下一個處理S110。在未針對全 部的列進行處理的情況下，係設為i=i+1並回到處理S102。
(S110)：在針對相關資料表格26a之全部的列進行算出決定係數平均的處理的情況下，運算部21，係執行處理S110。
運算部21，係針對儲存於相關資料表格26a之要素欄26c的各要素，比較顯示要素之發光的波長中之相關的方向。具體而言，運算部21，係針對儲存於要素欄26c的要素為相同的波長，在儲存於相關的方向欄26g的資訊全部一致的情況下，會在相關方向之一致欄26h的該要素之列儲存顯示一致的記號「○」。又，在不一致的情況下儲存顯示不一致的記號「×」。另外，即便要素為相同的波長中之相關的方向全部不一致，仍能以預定的臨限值以上之比例，在相關的方向一致的情況時，判定為一致。針對儲存於要素欄26c的全部要素進行該每一要素的相關方向之一致的評估。
在顯示要素之發光的每一波長中，只要相關的方向一致，就可以視為腔室111內部的要素之增加或減少，是與各自的波長中之發光強度的增加或減少息息相關。藉由監控腔室111內部的要素之增加或減少之影響所呈現的波長之發光，就可以配合構成電漿的要素之狀態而適當地進行裝置的清潔、或氣體供給量之調整等。因而，如此在要素所發出的光之波長中相關的方向為一致的要素之波長，係可謂適於裝置之監視或控制。
(S111)：運算部21，係特定相關的方向一致的要素之波長當中決定係數最大的波長，且顯示給操作者。
運算部21，係在相關資料表格24a中，從相關方向之一致欄26h顯示一致的「○」之列當中，特定決定係數平均欄26f之值最大的列(亦即，波長和時間區間的組合)，且對決定係數最大欄26i之該列輸入顯示決定係數最大的記號「○」。
更且，運算部21，係將決定係數變成最大的波長和時間區間及要素之資訊顯示給操作者。
在第13圖所示的輸出畫面D200，係分別顯示有在相關資料表26a中決定係數變成最大的波長和時間區間及要素之資訊。
在波長ID欄係顯示有波長ID，而在要素欄D201，係顯示有在OES資料表格26a中，相關的方向一致的要素之波長當中，決定係數變成最大的波長之要素。亦即，顯示在決定係數最大欄26i儲存有「○」的列之要素的資訊。以下，將在決定係數最大欄26i儲存有「○」的列之要素稱為該要素。又，將要素欄26c為該要素的列(複數個列)稱為該要素之列。
在波長欄D202，係顯示有儲存於OES資料表格26a之波長欄26d的該要素之列的資訊。在時間區間欄D203，係顯示有儲存於OES資料表格26a之時間區間欄26e的該要素之列的資訊。在決定係數平均欄D204，係顯 示有儲存於OES資料表格26a之決定係數平均欄26f的該要素之列的資訊。在相關的方向欄D205，係顯示有儲存於OES資料表格26a之相關的方向欄26g的該要素之列的資訊。在相關方向之一致欄D206，係顯示有儲存於OES資料表格26a之相關方向之一致欄26h的該要素之列的資訊。在決定係數最大欄D207，係顯示有儲存於OES資料表格26a之決定係數最大欄26i的該要素之列的資訊。
又，在D208係顯示有描繪出決定係數變成最大之波長和時間區間的組合中的發光強度之平均值和晶圓總處理次數的散布圖。
藉由D201至D208之顯示，操作者就可以輕易地掌握按照晶圓之處理次數而隨時間經過起變化的電漿發光之波長和時間區間的組合、以及發光隨時間經過起變化的要素。操作者，係對在此所特定之波長和時間區間的組合中的發光強度平均設置臨限值並監視電漿處理，藉此可以使電漿處理穩定化。又，按照發光強度平均和目標值(發光目標值)之差分而調整氣體113之量的調整，就可以使電漿處理穩定化。
在D209，係顯示有確認時間區間之詳細解析之可否的畫面。操作者，係在針對決定係數最大之波長和時間區間的組合，進行更細的時間區間之解析的情況下，按下顯示於D210的Yes鍵，而在結束解析的情況下按下顯示於D211所示的No鍵。在Yes鍵D210被按下的情況 下，運算部21，係前進至S112之處理，在Yes鍵D213被按下的情況下，係監視所選出的組合，在No鍵D214被按下的情況下，並不進行監視，而是將顯示於D208的決定係數變成最大之波長和時間區間的組合之資料，儲存於詳細解析資料記憶區域27之詳細解析資料表格27a，且結束處理。
(S112)：在Yes鍵D213被按下的情況下，運算部21，係針對決定係數最大之波長和時間區間的組合，進行詳細解析時間區間的處理。
運算部21，係製作時間區間所取得的組合，且儲存於詳細處理中間資料表格211a之時間區間欄211e。第14圖所示的詳細處理中間資料表格211a，為供時間區間之詳細解析所用的資料表格，且具有波長ID欄211b、要素欄211c、波長欄211d、時間區間欄211e、每一批次之決定係數欄211f、決定係數平均欄211g及決定係數平均最大欄211h等的各欄位。
運算部21，係在決定係數最大之相關資料表格24a中，儲存決定係數為最大的要素和波長之資訊。亦即，儲存要素欄26c和波長欄26d當中被儲存於決定係數最大欄26i中具有「○」之列的值。
運算部21，係在時間區間欄211e，如同前面所述般，儲存時間區間所取得的組合。
更且，運算部21，係在每一批次之決定係數欄211f，與S103之處理同樣，儲存在各列中所儲存之波長 和時間區間的組合中的發光強度之平均值、和批次內晶圓處理次數的決定係數。
更且，運算部21，係將儲存於每一批次之決定係數欄211f的值之各列的平均值，儲存於決定係數平均欄211g之該列。
更且，運算部21，係特定儲存於決定係數平均欄211g的值當中儲存有最大之值的列，且在決定係數平均最大欄211h之該列儲存顯示最大的「○」。
雖然有時在OES資料中包含有發光強度因擾動而變化的時間區間，但是藉由如此地評估各式各樣的時間區間，且運算部21特定相關較高(決定係數較大)之波長和時間區間的組合，就可以將發光強度因擾動而變化的時間區間排除在外。因擾動而引起的發光強度之變化，係造成監視或控制錯誤的主要原因，故而可以藉由刪除OES資料因擾動而變化的時間區間來特定更適於監視或控制之波長和時間區間的組合。另外，當然，詳細解析的時間區間，係能對電漿處理區間之全長，以成為某程度之長度以上、例如1/10以上的方式所設定。
(S113)：運算部21，係將詳細解析後的結果，儲存於詳細解析資料記憶區域27之詳細解析資料表格27a。
第15B圖係顯示記錄有解析處理之結果的詳細解析資料表格27a之例。本表格，係具有波長ID欄27b、要素欄27c、波長欄27d、時間區間欄27e及決定係數平均欄 27g等的各欄位。在各欄位，係儲存有解析處理的資訊。
在波長欄27d，係儲存有特定電漿處理之監視或控制所用的波長之候補的資訊。在時間區間欄27e，係儲存有特定電漿處理之監視或控制所用的時間區間之候補的資訊。
儲存於波長欄27d、時間區間欄27e的值，係顯示算出與晶圓處理次數之相關時的發光之波長和時間區間。
在決定係數平均欄27g，係儲存有以儲存於波長欄27d及時間區間欄27e之值所算出之特定發光強度平均值和晶圓處理次數之相關的高度之資訊。例如，儲存有作為相關係數之自乘的決定係數r2(或R2)。
亦即，運算部21，係將儲存於詳細處理中間資料表格211a之要素欄211c及波長欄211d的資訊，分別儲存於詳細解析資料表格27a之要素欄27c和波長欄27d。
又，運算部21，係將儲存於詳細處理中間資料表格211a之時間區間欄211e和決定係數平均欄211g的資訊當中儲存於決定係數平均最大欄211h的資訊(決定係數)變成最大之列的資訊，儲存於詳細解析資料表格27a之時間區間欄27e和決定係數平均欄27g。
(S114)：運算部21，係將詳細解析後的結果，顯示給操作者。
在第15A圖所示的輸出畫面D300，係分別顯示有在詳細處理資料表格27a中所儲存之決定係數變成最大的波 長ID=2、即要素和波長、以及時間區間47-97和決定係數平均的資訊。
在波長ID欄、要素欄D301、波長欄D302、時間區間欄D303、決定係數平均欄D304，係分別顯示有在詳細處理資料表格27a之波長ID欄27b、要素欄27c、波長欄27d、時間區間欄27e、決定係數平均欄27g中所儲存的資訊。
又，在D305，係顯示有描繪出決定係數變成最大之波長和時間區間的組合中的發光強度之平均值和晶圓總處理次數的散布圖。在D306-D308，係顯示有操作者可以決定是否採用顯示於散布圖的組合、在此是指波長ID=2、時間區間47-97之組合的輸入鍵。之所以要讓操作者判定採否，係因也可能有因未被提供至解析裝置20的資訊等，而期望不採用時間區間47-97之組合的情況所致。在操作者已採用顯示於第15A圖之畫面的組合的情況，就在第15B圖的詳細解析資料表格27a記錄有該資訊。在操作者未採用該組合的情況，就使決定係數變成最大的其他組合、例如第13圖所示的波長ID=2、時間區間51-100之組合記錄於第15B圖的詳細解析資料表格27a。
操作者，係藉由確認第15A圖所示的輸出畫面D300，而可以掌握按照晶圓之處理次數隨時間經過起變化的電漿發光之波長和時間區間的最佳之組合，且決定是否採用對此進行監視或控制。更且，因能藉由詳細解析將發光強度因擾動而變化的時間區間排除在外，故而可以 特定更適於監視或控制之波長和時間區間的組合。
如以上說明般，藉由使用本實施形態的電漿處理裝置之解析裝置所執行的資料解析裝置，就可以從波長或時間區間之組合當中，輕易地掌握顯示重複進行電漿處理時所產生之老化變動的波長和時間區間，作為電漿處理之監視或控制所用的波長和時間區間。
〔實施例2〕
其次，一邊參照第16圖一邊就本發明之實施例2加以說明。在本實施例中，係在成為資料解析處理之對象的「電漿處理區間」當中的「穩定區間」，設定複數個「時間區間」。有關電漿處理裝置1之解析裝置的其他構成或資料解析處理的方法，由於是與實施例1相同，所以省略其說明。
在「電漿處理區間」之開始時間點，將處理氣體供給至腔室且在電極間施加高頻電力，藉此將處理氣體電漿化，且以批次單位處理晶圓。伴隨晶圓之電漿處理的結束，能停止處理氣體之供給或高頻電力之施加。即便是在「電漿處理區間」，在上升區間的電漿之發光強度仍會大幅地變動(急速地增大)，之後，處理氣體之供給或高頻電力、換言之電漿之發光強度會移行至大致平坦的穩定狀態。在本實施例中，係將供給至腔室的電力或氣體之狀態變成大致固定的狀態、即電漿之發光強度呈穩定的狀態之區間，定義為「穩定區間」，進而將該「穩定區間」 內部分割成複數個「時間區間」、例如A、B、C，且將該「穩定區間」內部所被分割出的時間區間作為資料解析處理的對象。藉此，能使批次單位的晶圓處理和「時間區間」、和電漿之發光強度的解析處理賦予對應關係。
在實施例2中，第5圖所示的OES資料記憶區域24之OES資料表格24a的構成是與實施例的構成有若干不同。亦即，第5圖所示的表格之電漿處理區間欄24d是改變成「穩定區間」，而該「穩定區間」之分割數例如是變成100。因而，操作者在第10圖所示的顯示畫面D100上輸入的時間區間、例如A、B、C，也是將該「穩定區間」之1-100的時間區間作為對象。當操作者點選解析執行鍵D105並指示解析執行時，就與實施例1同樣，解析裝置20係執行解析處理，且輸出適於電漿處理之監視或控制的波長和時間區間的組合。
另外，從「上升區間」移行至「穩定區間」的判定，係可以例如將發光強度之監控值的變化、或電漿電源之電性參數的變動作為基礎，而以解析裝置進行。當與實施例1比較時，雖然需要偵測、判定移行至「穩定區間」的手段，但是可以藉由在「穩定區間」內設定複數個「時間區間」，在擾動較少的區域，掌握波長ID和時間區間的組合且相關更大的組合。與實施例1同樣，可以將在解析裝置所得的組合之資料，用於電漿處理之監視或控制中，藉此實現呈穩定的電漿處理或監視。
另外，在此雖然是以將高頻電力施加至電極 並進行電漿處理的方式為例進行了說明，但是也可為藉由將微波導入腔室內而使電漿產生的電漿處理方式等的其他電漿處理之方式。
〔實施例3〕
其次，一邊參照第17A圖、第17B圖一邊就本發明之實施例3加以說明。在本實施例中，係以實施例1或實施例2所得的相關較大之波長ID和時間區間的組合之解析資料為基礎，藉由電漿處理裝置進行晶圓之電漿處理或監視。
第17A圖係顯示實施例3之具有Run-to-Run控制單元的電漿處理裝置之構成的方塊圖。另外，有關Run-to-Run控制單元之詳細，係援用專利文獻2的記載。
控制部13，係具備用來執行電漿處理的Run-to-Run控制單元131及電漿監視單元132。在記憶體及資料庫14，係保持有控制模型之資料、控制配方或係數之資料、詳細解析資料表格27a(第15B圖)之波長ID和時間區間的組合之資料、發光目標值、每一批次之迴歸式斜率資料(第15B圖之決定係數平均)、以及臨限值等的資訊。分光器12係具有作為監視電漿之發光狀態的製程監控器的功能，而氣體供給器(流量控制器)117或電源單元(電漿生成用高頻電源、試料台偏壓電源)118係具有作為控制構成電漿處理條件之參數的致動器的功能。在致動器，也包含有控制腔室111內之真空壓力的壓力控制用 閥。Run-to-Run控制單元131及電漿監視單元，例如能藉由在電腦上動作的程式來實現。該電腦之CPU，係將微處理器構成為主體，且執行儲存於記憶體之進行Run-to-Run控制的程式或電漿監視控制。在電漿處理裝置中，係使用作為晶圓之處理條件的配方，並以波長ID之發光強度一致於發光目標值、換言之一致於斜率資料的方式，一邊控制配方，一邊進行電漿處理。作為控制配方者，例如作為變更配方，是包含有處理氣體之種類和流量、處理壓力、電漿生成用電力、高頻偏壓電力，而作為決定配方之變更量的係數，是包含有處理時間等的複數個參數。電漿處理室內的環境，是依反應生成物對電漿處理室內壁之沉積、電漿處理室內的零件之溫度變化、電漿處理室內的零件之消耗等，而與晶圓之處理片數一起變化。因此，藉由Run-to-Run控制程式，能以一邊監視電漿處理狀態，一邊使電漿之狀態在每一晶圓上與發光目標值一致的方式，一邊修正配方一邊完成處理。
另外，在此雖然是以將高頻電力施加至電極並進行電漿處理的方式為例進行了說明，但是也可為藉由將微波導入腔室內而使電漿產生的電漿處理方式等的其他電漿處理之方式。
處理對象的晶圓，係被搬入腔室111內，且使用基於配方的電漿處理條件執行電漿蝕刻處理。在電漿蝕刻處理完成之後，晶圓，係被搬出，而下一個晶圓被搬入腔室111內並進行電漿蝕刻處理。
用來進行Run-to-Run控制的操作變數是被預先決定且儲存於記憶體。在此，係採用表示對迴歸直線之合適情形的相關係數(R2)較大的第15B圖之決定係數平均值、例如時間區間45-97。又，在進行每一晶圓處理之Run-to-Run控制時，有必要針對每一晶圓測量蝕刻結果。於是，以在製程監控值與電漿處理結果之間具有較高之相關關係的波長ID和時間區間的組合中之電漿發光強度的值，來代替電漿處理結果。事先決定波長ID和時間區間的組合中之電漿發光強度的值，作為Run-to-Run控制中的製程監控值之目標值(發光目標值)且儲存於記憶體。在各晶圓之電漿處理中，當將時間區間設為1-100時，藉由製程監控器而進行控制的對象，就會將波長ID=2(Si,288)、時間區間45-97中的電漿之發光強度作為操作變數。換言之，時間區間1-44及時間區間98-100中的電漿處理，係成為藉由製程監控器所進行控制、監視的對象外。
第17B圖為實施例3中之基於相關資料而進行電漿處理之控制的示意圖。在第17B圖中，在時間區間45-97內，將現在的晶圓處理次數設為i，將發光強度平均設為發光i時，下一個晶圓處理次數i+1時的發光目標值(發光i+1)，係成為(發光i+斜率平均)±α。
其中，α為控制上的容許值。
例如，在所監控的電漿發光強度之值比發光目標值更小的情況下，係控制電漿生成用電源或氣體供給器，並以 下一個晶圓處理時的電漿發光強度變高，且成為發光目標值的方式進行調整。
針對各批次的各晶圓之每一處理取得如上述所決定的製程監控器之值、即時間區間45-97中的波長ID=2(Si,288)之電漿的發光強度，且以相對於預先設定的發光目標值成為容許範圍的方式，用微處理器計算下次的修正量，且在與下一個晶圓的配方之操作變數對應的參數加上該修正量且儲存於記憶體。
Run-to-Run控制程式，係將修正後的配方之資訊送至作為致動器的氣體供給器等，且按照修正後的配方，執行下一個晶圓之蝕刻處理。
又，在發光強度平均之發光i變成控制上的容許值α之範圍外的情況下，係藉由電漿監視程式，使其發出警報。
如此地以指定之次數重複進行每一批次之處理之後，完成腔室111之清潔處理、或是老化試驗之處理。
另外，即便是在時間區間45-97之範圍外，在存在有滿足藉由實施例1之方法所採用的既定條件之「波長ID和時間區間的組合之資料」的情況下，仍是使用該資料進行Run-to-Run控制。針對沒有此種資料的時間區間，也可按照需要，適當地藉由其他的資料或參數進行Run-to-Run控制。
依據本實施例，由於是將針對每一批次所計算而得的相關較高的要素之波長和時間區間的組合，用於 電漿處理之監視或控制，所以可以配合反應生成物之附著狀態或零件之消耗狀態，而適當地進行電漿處理、或是發出警報。
以上，雖然已基於實施形態具體地說明本發明，但是本發明並非被限定於前述實施形態，而是在未脫離其要旨的範圍內皆能夠進行各種變更。

Claims (12)

  1. 一種使用電漿處理試料之電漿處理方法，其特徵為具有：於對應於前述電漿之要素的發光之各波長，針對分割前述處理的時間而區分的各時間區間，求出對應於前述要素的發光的波長之發光強度和前述試料的處理片數之相關資料的步驟，把前述求得的相關資料作為指標而特定出對應於前述要素的發光之波長和前述時間區間的組合的步驟，以及根據前述被特定的對應於前述要素的發光的波長和前述時間區間的組合，進行批次(Run-to-Run)控制的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電漿處理方法，其中，把前述試料之特定片數的處理作為一單位的每一批次求出前述相關資料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電漿處理方法，其中，前述相關資料，包含對應於前述要素的發光的波長的發光強度和前述試料的處理片數之相關方向的資料，由前述要素之中特定出前述相關方向一致的要素。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的電漿處理方法，其中，從前述時間區間中，將前述發光強度因擾動而變化的時間區間排除在外，求出前述相關資料。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的電漿處理方法，其中，前述發光強度為前述時間區間之前述發光強度的平均值。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的電漿處理方法，其中，前述時間區間，是分割前述電漿的發光強度為安定的狀態之安定區間而被區分的時間區間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的電漿處理方法，其中，在前述發光強度的平均值超過閾值的場合，發出警報。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的電漿處理方法，其中，進而具有以使前述被特定的對應於前述要素的發光的波長與前述時間區間之組合之波長的發光強度的平均值，和預先決定的發光強度的目標值之差分成為特定的差分以下的方式，驅動控制構成電漿處理條件的參數之致動器的步驟。
  9. 一種解析由試料被電漿處理的電漿處理裝置所得到的電漿的發光資料之資料解析方法，其特徵為：於對應於解析對象之前述電漿的要素的發光之各波長，對於分割前述電漿處理的時間而區分的各時間區間，求出對應於前述要素的發光的波長之發光強度和前述試料 的處理片數之相關資料的步驟，把前述被求出的相關資料作為指標，特定對應於前述要素的發光的波長和前述時間區間的組合的步驟。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的資料解析方法，其中，前述相關資料，係將前述試料的特定片數的電漿處理作為一單位的每一批次求出。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的資料解析方法，其中，前述相關資料，包含對應於前述要素的發光的波長的發光強度和前述試料的處理片數之相關方向的資料，由前述要素之中特定出前述相關的方向一致的要素。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的資料解析方法，其中，前述發光強度為前述時間區間之前述發光強度的平均值。
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