TWI408758B - Method for judging the state of etching - Google Patents

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Description

蝕刻處理狀態之判斷方法、系統
本發明關於依據監控蝕刻裝置中之電漿發光獲得的發光光譜分布，進行蝕刻處理狀態(異常、正常)之判斷的技術。
欲獲得形成於晶圓上之半導體裝置等之微細形狀，利用電漿使物質電離，藉由該物質之作用(晶圓表面之反應)進行除去晶圓上之物質的蝕刻處理。電離之物質有各種，晶圓上之物質亦對應於製品機能而有各種各樣。另外，欲於晶圓上形成形狀，塗敷有機系列物質之阻劑，藉由微影成像技術形成形狀之後，進行蝕刻處理。另外，欲獲得特定形狀，亦導入調節反應速度之物質，在進行蝕刻處理的腔室容器內存在多種多樣之物質之反應。
電漿之電離現象伴隨著發光現象，在使用電漿進行處理之蝕刻裝置搭載發光分光器(OES，Optical Emission Spectroscopy)可以監控電漿之產生之狀態。
藉由監控該電漿之發光現象，可以確認蝕刻處理之性能。
專利文獻1揭示：指定多數物質，或於資料庫準備各種物質發出之光的波長與強度資料，針對產生峰值之物質予以界定的方法。特別揭示藉由學習功能在分析時提升物質之界定精確度的方法。
專利文獻1：特開平8-62141號公報
但是，於專利文獻1，峰值之波長係事先定亦為對於物質之波長。亦即，在物質所發出之光之波長之中判斷峰值是否存在的方法，因此，在準備之物質所發出光之波長以外的波長即使存在峰值之情況下，亦無法將其檢測出。因此，無法正確判斷蝕刻處理之異常/正常。
本發明目的在於，不假設物質之情況下，藉由簡易方法，可由蝕刻處理時之發光光譜分布，來檢測出蝕刻處理之狀態(異常/正常)。
為達成上述目的，本發明之蝕刻處理狀態之判斷方法，其特徵為具有：光譜資料取得步驟，用於取得監控多數晶圓之蝕刻處理中之發光而獲得的發光光譜分布；峰值檢測步驟，由蝕刻處理中之特定時點的上述發光光譜分布，來檢測出峰值，算出峰值特徵量；共通峰值界定步驟，由上述峰值檢測步驟檢測出之峰值之中，來界定晶圓間共通之峰值；及狀態檢測步驟，針對共通之峰值進行特徵量之比較，而檢測出蝕刻處理中之每一晶圓之狀態。
本發明之蝕刻處理狀態之判斷方法，亦可具有：光譜資料取得步驟，用於取得監控多數晶圓之蝕刻處理中之發光而獲得的發光光譜分布；峰值檢測步驟，由蝕刻處理中之特定時點的上述發光光譜分布，來檢測出峰值，算出峰值特徵量；及狀態檢測步驟，係以事先決定之基準晶圓之發光光譜分布作為基準，針對其他晶圓之發光光譜分布，依每一波長位置求出光譜比率，依特定寬度之每一波長位置，求出上述光譜比率之標準偏差，依特定寬度之每一波長位置，求出上述光譜比率之微分，依特定寬度之每一波長位置，求出以上述標準偏差除以上述微分之絕對值所得之誤差之指標，依據上述誤差之指標，檢測出上述其他晶圓相對於上述基準晶圓的狀態之變化。
以下參照圖面說明本發明之一實施形態。
首先，說明發光光譜分布。
圖1為發光分光器OES產生之發光光譜分布。取時間104為x軸，波長105為y軸而成之發光光譜分布，可以點映射(dot map)予以表現。
點映射101、102、103，係對多數晶圓描繪發光現象而成者。由某一時點之發光光譜分布111可知，在監控波長之中心附近呈大區域之凸狀，另外，於多數波長位置存在峰值。
另外，由沿著特定波長中之處理時間的發光強度輪廓121、122可知，隨著蝕刻處理之進行發光強度會變化，而且，於處理內容之變更時107，發光現象會變化。
藉由監控該電漿之發光現象，可以確認蝕刻處理之性能。成長於裝置之稼動時，判斷是否發生特定之反應，可以進行蝕刻處理之確認。另外，於量產時，藉由監控晶圓之連續處理之發光強度可以進行異常之檢測。另外，發光光譜分布被活用於終點檢測，可以判斷蝕刻處理之終了時點。特別是，發光光譜分布，可於正進行蝕刻處理之中同時並行監控蝕刻狀況，因此，發光狀態之有效判斷，甚而量產利用時可於晶圓處理之每一次自動執行發光狀態之判斷，此乃重要者。
另外，蝕刻之目的在於實現晶圓上之特定形狀，因此確定發光狀態與形狀、或蝕刻之反應速度(蝕刻速率)間之關係，藉由發光資料可以預測蝕刻處理結果乃極為重要者。
圖2為本發明之一實施形態之蝕刻製程判斷系統之構成圖。
蝕刻製程判斷系統，係具備：蝕刻裝置201，資料庫(DB)223，OES資料解析系統224，及檢測裝置221。之構成圖。彼等藉由網路被連接。
於蝕刻裝置201設置腔室202，於腔室202內進行蝕刻。晶圓205係被電極203、206挾持而配置。於電極203、206間產生電漿，而蝕刻晶圓205之表面。
電漿會伴隨發光，藉由分光器(OES)210，依據光212之波長別來檢測發光強度。分光器(OES)210，係通過窗211取得腔室202內部之光。
分光器(OES)210及裝置控制器/外部通信裝置208，係介由網路222連接於資料庫DB223，OES資料(表示發光光譜分布的資料)或蝕刻處理相關之資料係被儲存於資料庫DB223。
檢測裝置221，係計測蝕刻前/後之晶圓之圖案之線寬或膜厚。檢測裝置221，係連接於網路222，將檢測結果儲存於資料庫DB223。
OES資料解析系統224，係對DB223儲存之OES資料、蝕刻處理相關之資料及檢測結果進行解析，判斷蝕刻之異常/正常。
OES資料解析系統224，係藉由泛用之電腦來實現，具備：運算裝置之CPU(中央處理單元)225，RAM(隨機存取記憶體)226，HDD(硬碟驅動器)等之補助記憶裝置(未圖示)，接受操作者之輸入值或指令的輸入裝置228，液晶顯示器等之顯示裝置229，及外部間之通信介面227。後述之圖3所示各要素及功能，係藉由CPU225執行被載入主記憶體226之特定程式來實現。該程式亦可事先記憶於補助記憶裝置，或介由網路由外部裝置讀出予以執行。
圖3為本系統之OES資料解析系統224之功能構成圖。
OES資料解析系統224，作為其功能部而具有：OES資料取得部311，檢測結果取得部312，峰值特徵量檢測部321，峰值除去部322，大區域分布特徵量檢測部323，輪廓補正部324，峰值趨勢判斷部325，大區域特徵量趨勢判斷部326，多元迴歸分析部327，檢測結果預測部328，初期過程時序列峰值整列部331，穩定化指數算出部332，穩定化判斷部333，峰值延遲量算出部334，高寬比算出部341，及高寬比變動算出部342。
OES資料取得部311，係由資料庫DB223取得解析對象之晶圓之OES資料。
檢測結果取得部312，係由資料庫DB223取得解析對象之晶圓之檢測結果(圖案之形狀、蝕刻速率等)。
峰值特徵量檢測部321，係由發光光譜分布，自動檢測出峰值之同時，算出峰值特徵量。
峰值趨勢判斷部325，係由峰值特徵量檢測部321檢測出之峰值之中，抽出晶圓間共通之峰值(亦即，發光之原因物質相同之峰值)。依據共通之峰值特徵量，來判斷蝕刻處理之每一晶圓之狀態(異常/正常)。
峰值除去部322，係由基準之發光光譜分布，除去峰值特徵量檢測部321所檢測出之峰值，算出峰值除去後之發光光譜分布。
大區域分布特徵量檢測部323，係由峰值除去後之發光光譜分布，抽出多數個特定波長位置之強度，據以算出發光光譜分布之大區域變化的大區域分布特徵量。
大區域特徵量趨勢判斷部326，係比較大區域分布特徵量，而判斷蝕刻處理之每一晶圓之狀態(異常/正常)。
輪廓補正部324，係使用大區域分布特徵量，補正基準之發光光譜分布。具體言之為，首先，輪廓補正部324，係以事先決定之基準晶圓之發光光譜分布之大區域分布特徵量作為基準，針對其和補正對象的其他晶圓之發光光譜分布之大區域分布特徵量間之比率，於全波長區域(依特定之每一波長位置)予以算出。之後，針對補正對象晶圓之基準發光光譜分布，於全波長區域(依特定之每一波長位置)，乘上該比率。據以算出除去晶圓間差異的補正後之發光光譜分布。
高寬比算出部341，係算出多數晶圓之發光光譜分布間的高寬比。具體言之為，決定成為基準之發光光譜分布(例如發光強度之平均值最大的發光光譜分布)，於全波長區域(依特定之每一波長位置)，算出相對於成為基準之發光光譜分布的，其他晶圓之發光光譜分布的光譜比率。
高寬比變動算出部342，係依據高寬比算出部341算出之特定波長之高寬比，來判斷晶圓之蝕刻處理之異常/正常。具體言之為，高寬比變動算出部342，係依特定寬度之每一波長，求出高寬比之標準偏差，求出光譜比率之微分，求出以標準偏差除以上述微分之絕對值所得之變動之指標。針對變動之指標與特定值進行比較，來判斷其他晶圓相對於基準晶圓的狀態之變化，來判斷蝕刻處理之異常/正常。
多元迴歸分析部327，係求出峰值(峰值特徵量檢測部321算出之峰值特徵量)與檢測結果(檢測裝置221測定之圖案形狀(線寬、膜厚等)或蝕刻速率等)之關係模型。另外，多元迴歸分析部327，為界定對檢測結果帶來大影響的峰值，而減少關係模型中之峰值之項數，於模型中進行預測精確度評估。
檢測結果預測部328，係依據成為檢測結果預測對象的OES資料(發光光譜分布)，使用多元迴歸分析部327算出之關係模型，來預測檢測結果，判斷蝕刻處理之異常/正常。
初期過程時序列峰值整列部331，係使用藉由峰值特徵量檢測部321檢測出之峰值，將各晶圓之蝕刻之初期過程之各峰值特徵量(例如發光強度)以時序列方式予以並列。
穩定化指數算出部332，係算出穩定化指數。具體言之為，使各時點之峰值特徵量(例如發光強度)與初期過程終了時點之峰值特徵量的差，被時序列之峰值特徵量之標準偏差除算，二次方之後，算出各時點之峰值特徵量間之平均(針對1個晶圓，取全部峰值特徵量之總和，以峰值特徵量數予以除算)。
穩定化判斷部333，係依據穩定化指數來判斷穩定化實點。例如穩定化指數之平均為特定之值、或自由度較成為峰值數的卡方(chi-square，χ2 )值為小時，判斷蝕刻之初期過程達穩定。
峰值延遲量算出部334，係算出蝕刻初期過程中之峰值之反應開始之延遲量。例如首先，於各峰值假設時序列之最大值為1、最小值為0，使峰值特徵量規格化。之後，針對基準晶圓之規格化峰值特徵量，在偏移其他晶圓之規格化峰值特徵量之時間之同時，算出其他晶圓之同一波長位置的規格化峰值特徵量之差之二次方。另外，使基準之規格化峰值特徵量與偏移其他晶圓之時間而成之規格化峰值特徵量，在時間呈重疊之範圍內，使峰值特徵量之差之二次方依時間予以平均，使該差之二次方之時間平均成為最小時之時間之偏移量延遲、或變快而求出延遲量，依據延遲量之大小，來判斷蝕刻處理之異常/正常。
以下說明判斷蝕刻處理之異常/正常之處理流程。
本實施形態中，作為判斷蝕刻處理之異常/正常之方法有第1~第3模態。可依據操作者之指示決定以何種模態進行。
(第1模態)
於第1模態，係由OES資料之發光光譜分布，自動檢測出峰值，藉由晶圓間共通之峰值特徵量之差，來判斷蝕刻處理之異常/正常。
首先，說明檢測峰值特徵量之方法。
又，以下處理，係對應於處理內容使如圖3所示任一功能部被進行，但為簡化說明而以CPU255為主體予以記載。
圖4為依據發光光譜分布401的峰值檢測方法之說明圖。
CPU255，係藉由沿著波長進行發光強度之掃描411，檢測出強度急速變大。因此，沿著強度之變化412，檢測出強度之變化急速上升之部分421、422、423、424、425、426之波長，另外，檢測出強度之變化急速下降之部分431、432、433、434、435、436之波長，據以檢測出峰值。
圖5為峰值檢測方法。本方法中，首先，CPU255，係檢測出上升與下降引起之變化，進行峰值檢測處理501。之後，進行藉由形狀來判斷是否為峰值之峰值判斷處理511。
於峰值檢測處理501，CPU255，係沿著波長進行強度504之掃描，檢測出急速之上升5051，接著，檢測出急速之下降5052之後，檢測出平坦化5053。接著，檢測出該部分作為峰值候補。急速之上升5051之開始與平坦化5053之開始之間隔成為峰值區間503。
CPU255，係針對峰值檢測處理501獲得之峰值候補，進行峰值判斷處理511。
具體言之為，CPU255，係設定最大強度與左端部間之強度差為左側高度5131，與右端部間之強度差為右側高度5132，另外，設定成為最大強度之波長與左端部波長間之差為左側寬度5133，與右端部波長間之差為右側寬度5134。針對右、左，分別精高度除以寬度，算出高寬比AR。另外，左端部為急速之上升5051之開始位置，右端部為平坦化5053之開始位置。
CPU255，在獲得之高寬比與高度同時滿足特定下限值之情況下(514)，判斷以該峰值候補作為峰值。判斷時只需以右與左之高寬比及高度分別算出平均即可。
被檢測出之峰值，不僅具有強度之最大值，亦具有寬度與高度，因而定義為峰值特徵量。
圖6為峰值特徵量之定義說明圖。作為峰值特徵量被定義之值，例如有：峰值中之短波長側之上升位置之波長(稱為「左端部波長」)WLeft-Bottom ；左端部波長WLeft-Bottom 對應之發光強度MLeft-Bottom ；發光光譜分布強度成為最大的波長WTop ；強度最大波長WTop 對應之發光光譜分布強度MTop ；峰值中之長波長側之上升位置之波長(稱為「右側端部波長」)WRight-Bottom ；右側端部波長WRight-Bottom 對應之發光光譜分布強度MRight-Bottom ；發光光譜分布強度之最大值MTop 與左側端部波長之發光光譜分布強度MLeft-Bottom 之差(稱為「左側峰值差」)MLeft-H ；發光光譜分布強度之最大值MTop 與右側端部波長之發光光譜分布強度MRight-Bottom 之差(稱為「右側峰值差」)MRight-H ；左側峰值差MLeft-H 與右側峰值差MRight-H 之平均MAVE-H ；使左側峰值差MLeft-H ，被強度最大波長WTop 與左側端部波長WLeft-Bottom 之差WLeft-W 除算而算出之高寬比(稱為「左側高寬比」)Left_AR；使右側峰值差MRight-H ，被強度最大波長WTop 與右側端部波長WRight-Bottom 之差WRight-W 除算而求出之高寬比(稱為「右側高寬比」)Right_AR；以及左側高寬比Left_AR與右側高寬比Right_AR之平均AVE_AR。
參照圖6，關於波長601，左端611、最大強度波長612、右端613為特徵量。關於強度，最大強度621成為特徵量。關於形狀，左側高度631、右側高度632、左側寬度641、右側寬度642，以及左側高寬比651、右側高寬比652成為特徵量。關於峰值之銳利度、大小，高寬比平均661，高度平均662成為特徵量。
以下參照圖7、8說明大區域分布特徵量之檢測方法。如圖7之圖表701所示，峰值被檢測出時，由基準之發光光譜分布除去彼等峰值，而成為峰值除去例711。藉由該除去峰值的發光光譜分布(峰值除去後分布)之變化，定義全體發光光譜分布之特徵而成者為大區域分布特徵量712。
峰值除去後分布，其變化呈平穩，因而以連續線分予以定義，因此，大區域分布特徵量，係以波長與強度之組合為節點，藉由連結節點間之連續線分來表現。
CPU255，係以例如節點之X座標之波長位置，適當設定為200、300、400(nm)等，取得峰值除去後分布中之強度，可以算出大區域分布特徵量。
另外，抽出峰值除去後分布中之有變化部分，作為大區域分布特徵量予以檢測亦可。
圖8為該情況下之大區域分布特徵量之檢測方法之例。
CPU255，係由基準之發光光譜分布801求出峰值除去後分布802。之後，使峰值除去後分布802平滑化而得平滑化分布803。另外，於波長方向進行微分而算出微分分布804。在該微分分布804之強度成為0的波長8051、8052，判斷斜率8053、8054之大小，斜率大於特定臨限值(事先決定之臨限值)時設定該處之波長存在特徵量(節)。
於圖8之例中，連續線分之節(以波長位置與強度之組合予以定義)8061、8062、8063、8064、8065成為大區域分布特徵量806。
大區域分布特徵量之算出方法，可由操作者之指示變更。
以上，說明峰值特徵量及大區域分布特徵量之檢測方法。
圖9為第1模態中之蝕刻處理之異常/正常判斷處理之流程圖。
於第1模態中，包含並非每次稼動時產生之蝕刻之現象本身之經時變動，而是發光監控方式本身關連之經時變動的補正處理(稱為輪廓補正)；及藉由多元迴歸分析算出發光光譜分布之峰值與檢測結果之關係，由預測對象之OES資料來預測檢測結果的處理。
開始，CPU255，係依據介由輸入裝置228由操作者輸入之輸入值，設定峰值及大區域分布特徵量之檢測用參數(步驟S101)。
具體言之為，CPU255，係設定如圖5(A)所示之，急速之上升5051之判斷用臨限值，急速之下降5052之判斷用臨限值，平坦化5053之判斷用臨限值，高寬比AR之下限值，高度H之下限值等，作為峰值之檢測用參數(步驟S101)。
另外，CPU255，係設定成為連續線分之節點的多數波長位置，作為大區域分布特徵量之檢測用參數。另外，包含波長位置自動檢測時，係設定平滑化移動平均數、微分分布之斜率之判斷用臨限值。
另外，CPU255，亦設定峰值及大區域分布特徵量之檢測範圍。在峰值及大區域分布特徵量之檢測處理中，CPU255，係於該設定範圍進行峰值之檢測及大區域分布特徵量之檢測。
CPU255，亦可設定峰值及大區域分布特徵量之管理值(關於強度之上限、下限、目標值與峰值或大區域分布特徵量之節點之波長範圍)，用於藉由峰值及大區域分布特徵量，來判斷異常/正常。設定該管理值時，CPU255，係藉由比較被檢測出之峰值特徵量或大區域分布特徵量與管理值，來判斷蝕刻處理之異常/正常。
接著，CPU255，係依據操作者之輸入值，來設定成為峰值及大區域分布特徵量之檢測對象的多數晶圓(步驟S102)。
通常，晶圓係依據每一批次(多數晶圓之單位)稼動，因此，CPU255設定批次之識別子。
另外，於蝕刻處理中，以一次稼動進行多數積層膜時，經由多數步驟來進行處理。其中，CPU255係設定蝕刻處理之步驟。
另外，以可以取代時點，而設定使蝕刻處理時間中之平均、最小、或最大之發光光譜分布成為對象。此情況下，CPU255係將蝕刻處理時間中獲得之平均、最小、或最大之發光光譜分布，設為自S103起之處理對象。
另外，CPU255，亦設定非基於蝕刻現象本身的經時變動之補正(輪廓補正)之要否。
接著，CPU255由資料庫223讀取滿足步驟S102設定之條件的OES資料之發光光譜分布，開始峰值及大區域分布特徵量之檢測處理(步驟S103以後)。
首先，CPU255判斷輪廓補正之要否(步驟S103)，必要時，實施輪廓補正(步驟S104)。
圖10為輪廓(profile)補正方法。
如圖10所示發光光譜分布1001，係發光分光器之電漿觀測用窗(參照圖2之窗211)被附著物質而呈模糊，被觀測之發光強度降低之例。發光強度較強的分布1002，係模糊較少之例，發光強度較弱之分布1003，係模糊較多之例。
首先，CPU255，係於上述方法，檢測出峰值之後，算出峰值除去後分布1012(步驟S1041)。
另外，CPU255，係於上述方法，算出大區域分布特徵量(步驟S1042)。之後，依大區域分布特徵量之每一線分區間，藉由比率進行分布之壓縮(步驟S1043)，算出輪廓補正分布1032。
具體言之為，CPU255，係算出線分區間之中成為基準大區域分布特徵量之強度，及成為變形對象的大區域分布特徵量之強度(以下式(2))。依據彼等比率實施基準之發光光譜分布之變形(以下式(3))，進行分布之壓縮。
其中，mag為發光強度，wlen為波長，i#為波長對應之指標，seg#為線分區間對應之指標。Right、left為運算，用於算出線分區間之右、左端部之波長對應之指標。變數之右上附加之字BASE意味著成為基準之發光光譜分布，sample意味著成為變形對象之發光光譜分布，右下之elim意味著峰值除去分布，deform意味著補正後分布。
藉由輪廓補正，可針對蝕刻處理本來之微妙發光之差異於晶圓間進行評估。進行輪廓補正時，CPU255，係對補正後之發光光譜分布進行以下處理(S105~S112)。
之後，CPU255，係於上述方法，針對各晶圓檢測出峰值，算出峰值特徵量或大區域分布特徵量(步驟S105~S107)。
之後，CPU255，係使算出之峰值特徵量及大區域分布特徵量，於晶圓間進行統計，而判斷異常/正常(步驟S108)。
CPU255，係算出峰值及大區域分布特徵量之發光強度之平均、最小、最大、標準偏差等統計量。但是，晶圓間之峰值或大區域分布之節點之波長位置僅有些許之差異、或峰值無法檢測出之情況有可能存在。因此，CPU255，係進行界定處理間共通之峰值(亦即發光原因物質相同的峰值)之處理。
圖11為該峰值之同一性之判斷方法之說明圖。圖11為針對某一晶圓之峰值A1101，判斷其他晶圓之峰值B1111是否一致之例。
CPU255，係依據以下式(4)及式(5)來判斷。具體言之為，CPU255，當峰值B之最大強度波長TopB1113位於峰值A之左右端部之波長LeftA1102、RightA1104之範圍時，判斷為同一。
CPU255，進行上述判斷之後，係依據以下式(6)~(9)來判斷，再度調整成為基準之峰值A1101之範圍。此乃為判斷是否與其他晶圓之峰值一致，而更限定峰值範圍者。
[數3]
LeftB >LeftA ：new Left is LeftB (6)otherwise ：new Left is LeftA (7)RightA >RightB ：new Right is RightB (8)otherwise ：new Right is RightA (9)
CPU255，亦可針對大區域分布特徵量，對各節點設定左右寬度，而同樣進行一致/不一致之判斷。
另外，CPU255，係調查於步驟S101設定之參數中，是否被設定用於判斷蝕刻之異常/正常的管理值(波長與強度之範圍)。被設定管理值時，依據每一晶圓，判斷以管理值界定之波長範圍內存在的峰值之強度是否超出管理值之強度範圍。超出時判斷為異常。
特別是，該管理值亦可如下決定。亦即，由過去稼動之同一程序(recipe(氣體流量或電漿產生用之電氣條件、壓力、溫度等蝕刻處理條件))/晶圓構造中之OES資料，算出峰值特徵量，由發光強度之平均與晶圓間變動，例如藉由3σ範圍來決定管理值(波長範圍與該波長範圍之峰值強度之上限、下限、目標)。或者，藉由實驗計畫法，設定數種類之蝕刻處理條件，算出平均與每一實驗之發光強度之變化而設定管理值。
於步驟S101未設定管理值時，CPU255，係針對檢測出之共通之峰值，藉由峰值特徵量或大區域分布特徵量(例如使用強度)之晶圓間平均與標準偏差，算出各晶圓之變動率(與假設分布之平均間誤差之量之產生機率)。藉由該變動率是否超出特定值來判斷蝕刻處理之異常/正常。
或者，CPU255，係藉由交叉確認，針對1個晶圓之峰值強度，藉由統計其他晶圓之峰值而成之平均、標準偏差進行比較，藉由是否超出例如3×標準偏差之特定值，來判斷蝕刻處理之異常/正常亦可。
CPU255，判斷後係將該結果顯示於顯示裝置229(步驟S109)。
圖12為顯示之例。
CPU255，係將檢測出之峰值於現場以時序列方式一每一晶圓、每一峰值予以顯示(參照畫面區域1200A、1200B)。另外，顯示檢測用之發光光譜分布(參照畫面區域1200C)。另外，顯示判斷結果(參照畫面區域1200D)。
具體言之為，於畫面區域1200A顯示，橫軸取時間1202、1212、1222，縱軸取強度1203、1213、1223而成之圖表。圖表係依據晶圓1201、1211、1221顯示。於各圖表顯示各峰值(peak#1、peak#2、peak#3、peak#4)之經時變化1204~1207、1214~1217、1224~1227。
於畫面區域1200B顯示，橫軸取時間1242、1252、1262、1272，縱軸取強度1243、1253、1263、1273而成之圖表。圖表係依據每一峰值1241、1251、1271顯示。於各圖表顯示各晶圓(wafer#1、wafer#2、wafer#3、wafer#4)中之峰值之經時變化1204、1214、1224；1205、1215、1225；1206、1216、1226；1207、1217、1227)。
CPU225係接受，操作者介由輸入裝置228顯示於畫面區域1200C之發光光譜分布之指定(以晶圓識別子指定)。將指定之發光光譜分布予以顯示。
於畫面區域1200D顯示，係針對各晶圓1291之共通之峰值，將峰值波長1293，與上述方法(例如是否超出管理值之判斷方法)所算出之蝕刻處理之異常/正常之顯示資訊1294予以顯示。於圖12之例，「NG」表示超出管理值，「OK」表示管理值之範圍。
另外，CPU255，係依據判斷為異常的峰值數，算出蝕刻處理之總合判斷結果1295，予以顯示。例如即使有1個「NG」之情況下亦將總合判斷結果1295設為「異常」予以顯示，幾個「NG」之情況下設為「異常」，可依據處理對象晶圓適當設定。
之後，CPU255，係藉由多元迴歸分析進行檢測之峰值特徵量與檢測結果之關係模型化(圖9之步驟S111)。
具體言之為，CPU255，係對晶圓設定對應關係，以檢測裝置221之檢測結果之茲了(例如線關、膜厚)作為輸出資料y予以設定，以峰值特徵量作為輸入資料x予以設定。
另外，依據晶圓亦有無法檢測出峰值之情況，針對未能檢測出峰值之峰值，不將其設為輸入資料。另外，針對晶圓間峰值發光強度完全無變化之峰值，亦不將其設為輸入資料。
之後，CPU255執行多元迴歸分析。具體言之為，模型設為以下式(10)時，其係數ai(I=0~n，n為輸入資料項目數)之推斷成為以下式(11)。
[數4]
y =a 0 +a 1 x 1 +…+a n x n =a T x (10)a =(X T X )-1 X T y (11)
其中，X為樣本數nsample ×(n+1)之輸入資料行列，y為nsample 輸出向量。
之後，CPU255取得操作者指定之檢測結果之預測對象之OES資料之發光光譜分布，檢測峰值，依據模型式(10)推斷檢測結果。
另外，使用該多元迴歸分析，CPU255於蝕刻之稼動處理中，藉由取得處理中之晶圓之發光光譜分布，監控發光之同時，致處理後之檢測為止，可以預測檢測結果。
本發明之峰值特徵量檢測方法中，可以一次檢測超出20~30之峰值數。可以判斷其中那一峰值對檢測結果之影響較大一事，對於蝕刻之異常/正常判斷乃重要者。
CPU255，係判斷多元迴歸分析中相對於輸入x之輸出y的必要性。亦即，進行檢測係數ai是否為0。於多元迴歸分析，係數能取得之值之分布，係設為對應於t分布。CPU255，係以下式(12)為模型，藉由以下式(13)~(19)可以算出其之t統計量。之後，進行依據t分布算出之t統計量之產生機率之判斷。
[數5]
y =a 0 +a 1 x 1 +…+a n x n =a 0 +a T x (12)
其中，i#、j#、k#為指標。式(18)之輸出y之附加字“*“表示實績值(畫面設定之值)，“^“表示推斷值(由式(12)算出之值)。
CPU255，係針對各輸入x，消除t統計量之較大值，重複進行多元迴歸分析，評估各模型之標準誤差σ2* (以下式(20)。如此則，例如以標準誤差最小時之峰值組合設為最能表現最佳蝕刻之檢測結果，可以限定對檢測結果之推斷有效的峰值。亦即，減少被導入關係模型的峰值特徵量之數，減少項數，儘可能以較少峰值特徵量亦能界定成為充分良好之預測精確度的峰值特徵量。
CPU255，將計算處理結束之結果(多元迴歸分析之關係模型、檢測結果之預測值)顯示於畫面(步驟S112)。
另外，CPU，可依據檢測結果之預測值是否超出事先設定之臨限值範圍內，而判斷蝕刻處理之異常/正常，將該結果顯示。
以上說明第1模態之蝕刻處理之異常/正常之判斷處理之流程。
(第2模態)
以下說明利用發光光譜分布之比(光譜比)，檢測晶圓間之蝕刻處理之經時變化，判斷蝕刻處理之異常/正常之方法。
本發明關於，不僅是蝕刻本身之經時變動，發光分光器之發光監控方式等其他原因有關的經時變動存在時，檢測出蝕刻本身之經時變動之方法。本方法稱為「光譜比判斷法」。
圖13為利用光譜比的判斷處理之流程圖。
首先，CPU255，係依據操作者之輸入值，設定光譜比判斷用參數(步驟S201)。本方法中，限定平滑化及波長帶域範圍來算出標準偏差，因此CPU255係設定平滑化用之移動平均數及標準偏差算出用之樣本數。另外，設定評估對象之波長帶域(最小波長、最大波長)亦可。
另外，CPU255，係設定判斷用臨限值。本臨限值可為，使用過去之同一程序之晶圓間之時序列變動，進行光譜比判斷而被準備者。
之後，CPU255，係和上述步驟S102之處理同樣，依據操作者之輸入值，設定成為光譜比判斷對象之晶圓(步驟S202)。
之後，CPU255，係由資料庫DB223讀取滿足步驟S202設定之條件的OES資料之發光光譜分布，進行步驟S103以後之處理。
首先，CPU255，係對各晶圓，檢測出光譜比誤差變動(標準偏差)(步驟S203~S205)。
圖14為算出光譜比誤差變動來判斷異常/正常之方法之。
首先，CPU255，係以某一發光光譜分布為基準，對其他發光光譜分布1401，分別取比率，算出光譜比1411((以下式(21))。於圖14，係以具有最大強度之發光光譜分布為基準取比率。
之後，CPU255，係藉由移動平均進行光譜比之平滑化1421(以下式(22))。
其中，i#為波長相關之指標。range NMA HALF 為單側移動平均數1422。Ratio之右上之附加字MA表示移動平均。MA(i#、N、data)，係以位置i#為中心，於單側N算出變數data之移動平均之手續。
之後，CPU255，係算出光譜比誤差標準偏差。首先，算出光譜比及其移動平均之誤差，於單側range Nsigma HALF 之範圍算出各波長位置之標準偏差1431。
[數8]
e ratio [i #]=ratio [i #]-ratio MA [i #] (23)
其中，stdev data[i#]係使data於指標i#範圍內取標準偏差之運算。
需要注意者為，於該計算，光譜比之斜率，於原因1433之中，並非變動而是斜率大之情況下，光譜比誤差標準偏差亦成為大之值。
藉由補正斜率可以僅檢測出變動大的波長位置。具體言之為，CPU255係依據以下式(25)、(26)算出斜率△予以平滑化，藉由式(27)算出斜率補正後之光譜比誤差標準偏差σcorrectratio1411。
之後，CPU255，在該算出之光譜比誤差標準偏差σcorrectratio1411超出事先設定之臨限值(下限值)σLCL ratio 1442時，判斷於該波長晶圓間之處理存在偏差，或者存在異常(以下式(28))。
CPU255，最後係顯示光譜比顯示畫面，於該畫面顯示判斷結果與圖14中顯示之各種圖表。
另外，CPU255，在S203之處理前，檢測出發光光譜分布之峰值，而進行僅除去到達發光監控之最大強度部分(超出尺度，over scale)之峰值之處理亦可。於S203以後之處理，則依據超出尺度除去後之發光光譜分布，續行算出光譜比等之處理亦可。
(第3模態)
以下為評估蝕刻之初期過程，判斷蝕刻處理之異常/正常的方法。圖15為該方法之流程。其中，針對蝕刻開始時之不穩定狀態達到穩定為止之時間予以分析的穩定化指數之算出，及針對其他晶圓對於某一晶圓之蝕刻處理之上升(反應之延遲)加以分析的延遲量之算出，藉由上述算出來進行初期過程之分析。
CPU255，係和上述步驟S101同樣，依據操作者之輸入值，設定峰值檢測用參數(步驟S301)。
另外，CPU255，為界定成為對象之OES資料之發光光譜分布，而設定批次、晶圓、步驟(步驟S302)。
具體言之為，CPU255，係依據操作者之輸入值，來設定：為決定現場(In-Situ)時序列中之初期過程之時間範圍，自蝕刻處理開始起被考慮為初期過程結束的時點，或者為決定作為初期過程之分析對象之時間範圍的時點。另外，設定延遲量算出用參數、比較範圍之開始/結束時點，延遲評估範圍(延遲側、超前側)、比較範圍之資料之時間刻度寬度。彼等參數之意義，係表示於各峰值之延遲量算出處理(步驟S308)之說明之中。
CPU255，係取得對象之OES資料之後，針對初期過程之各時點，針對各晶圓之發光光譜分布檢測峰值(步驟S303~S307)。
圖16為檢測出之峰值以現場時序列並列之圖表。
於2片晶圓間之處理可以確認，如峰值1602與峰值1612所示存在上升時期之差1621，或如峰值1602與峰值1603所示存在強度與變化之大小之差。
CPU255，係算出各時點之穩定化指數，或算出各峰值之延遲量(步驟S308)。
首先，說明算出穩定化指數之方法。
圖17為穩定化指數之考慮方式。如圖16所示，晶圓間峰值之上升存在差之情況下，任一峰值其之強度亦收斂於某一值。因此，CPU255，係以峰值強度收斂之初期過程之終了時點(換言之，峰值強度之變化成為特定範圍內之時點)，設為基準1702。算出各時點之強度之差(大小1703)。另外，於各峰值，強度與其變化之大小不同，因此為能反映勸峰值，CPU255針對多數峰值1712、1713之強度之變化予以規格化1714。
於規格化時，有於多數峰值使強度變化之最大、最小值成為一致的方法，但是，若欲評估對於變動之變化之大小，可以例如變動依據正規分布時作為統計上之正規化資料予以處理。針對變動，可以利用各時點相對於初期過程結束時點之強度之差(大小)之變動。
稱此種穩定化表現之指標為穩定化指標，可以下式定義。
其中，i#及k#為表示時點之指標，j#為表示峰值之指標。Npeak 為檢測出之峰值之總數。#end為表示終了時點之指標之編號。
係於指標k#範圍內算出資料d之標準偏差的運算。
依據本式，假設峰值之強度mag依照正規分布時，穩定化指數Stabilityinitial 會依循於自由度峰值數Npeak 之卡方分布，因此藉由設定危險率，藉由卡方可以檢測穩定化。
圖18為以4片晶圓為對象之穩定化指數1801之算出結果。CPU255，係以欲每一時間1802算出穩定化指數1801。
於圖18之例，穩定化指數之現場時序列之變化1803，係漸漸變小，在大約3秒之時點1804呈穩定。
CPU255，係對設定之危險率(例如5%)、自由度(晶圓片數15)之卡方值1805進行比較，可以判斷穩定之時點(於圖18之例為4秒之時點)。
CPU255，可以藉由穩定之時點是否慢於事先設定之時期，而判斷蝕刻處理之異常/正常。
另外，在各晶圓無法檢測出之峰值特徵量存在時，CPU255，可以藉由時序列前/後之峰值特徵量之平均值等，進行無法檢測出時點之峰值特徵量之補正(資料過濾)，或針對全部晶圓進行該被檢測出峰值特徵量的波長之峰值特徵量之忽視處理。
以下說明延遲量算出方法。
圖19為某一峰值中之各晶圓之峰值強度變化1901。又，橫軸為時間，縱軸為強度。於圖19之例可以確認，峰值強度變化1904，沿著時間1902變慢。但是，於晶圓間，強度1903之方向存在差異。亦即，不僅延遲，變化之斜率亦不同。
圖20為求出延遲量之方法之說明圖。
首先，CPU255，係取得對象之峰值強度變化之資料(步驟S401)。於圖20，表示成為基準的峰值強度變化2002與算出延遲的峰值強度變化2003。
峰值強度變化，依時點而有無法檢測出峰值、存在缺損值之情況。
因此，CPU255，係藉由資料填補(步驟S402)，藉由內插值2014進行缺損值之補正，獲得強度變化2012、2013。另外，在各晶圓無法檢測出之峰值特徵量存在時，CPU255，係針對全部晶圓進行該被檢測出峰值特徵量的波長之某依峰值特徵量之忽視處理亦可。
之後，CPU255，進行資料之規格化，如強度變化2022、2023使最小值設為0、最大值設1，而調整強度範圍(步驟S403)。
CPU255，進行比較範圍之資料之調整(步驟S404)。具體言之為，藉由事先設定之開始時點2032、終了時點2033，來限定比較範圍2034，為算出細微之延遲量，以細微之時間刻度2035進行強度之補正。
之後，CPU255，係針對2個峰值強度變化之差異予以定量化，算出變動量(步驟S405)。具體言之為，CPU255，係針對算出延遲量的強度變化2043，算出在超前方向與延遲方向偏移之強度變化2044、2045。
之後，CPU255，係算出與基準分布2042之插，藉由積分進行定量化(步驟S406)。於圖20之例，變動量成為區域2046、2047、2048之部分。
之後，CPU255，係算出變動量成為最小的位置，設為延遲量(延遲探索(步驟S407))。變動量，係在重疊差之積分而成之時間範圍取平均之分布之差之量(差二次方平均)2052。該變動量最小之位置係成為延遲量2053。
藉由上述可以算出延遲量。
CPU255，係藉由延遲量是否超出事先設定之量，而判斷蝕刻處理之異常/正常。
最後，CPU255，係於顯示裝置229，將穩定化指數算出結果、峰值延遲量算出結果、蝕刻處理之異常/正常判斷結果，依每一晶圓，依每一峰值進行清單顯示而顯示成為初期過程分析結果畫面(圖15之步驟S309)。另外，圖20顯示之計算過程之圖表，可以依序或同時顯示。
以上說明本發明之一實施形態之蝕刻處理之狀態判斷系統。
依據上述實施形態，可以在不預設物質之情況下，由蝕刻處理時之發光光譜分布，自動檢測峰值，檢測出晶圓間之狀態之差異，判斷異常之有無。
另外，不僅峰值，亦可算出涵蓋波長之大區域發光光譜分布，而利用作為判斷。
另外，蝕刻多數晶圓時發光狀態亦隨之變化，此乃因為腔室內之電漿相關的蝕刻反應物質之構成(量之比率或混入物質)於每次稼動時會變化。但是，例如腔室內部觀察用窗之物質之附著等之，和發光分光器之發光監控方式本身相關的每次稼動時產生之經時變動亦存在。依據本實施形態，可以對和該蝕刻反應無關的變動進行補正，於晶圓間進行發光光譜分布之比較。
另外，依據本實施形態，欲實現晶圓上之特定形狀時，可以決定自動檢測出之發光光譜分布之峰值與形狀，或者蝕刻速率之關係，由發光光譜分布資料來預測晶圓上之形狀或者蝕刻速率。
另外，依據本實施形態，檢測蝕刻處理中之異常時，特別是可以檢測出和蝕刻反應之穩定化有關的蝕刻初期階段之晶圓間之差異。另外，可使發光之峰值達穩定化為止之時間、及反應達正常化為止之上升之延遲定量化，可以自動比較晶圓間之差異。
如此則，在裝置之稼動時，可以事先評估過去同一裝置之稼動之OES資料，藉由OES資料之取得可判斷是否發生特定反應，可使裝置之稼動效率化。
量產時可於晶圓稼動之每一次取得OES資料，稼動之每一次可進行異常檢測，另外，可以自動檢測峰值，可以自動監控各峰值之強度變化。可藉由峰值來預測檢測結果，因此不進行實際上之檢測亦可獲得檢測結果，可檢測出製品品質之異常，另外，可以依據峰值之經時變動，進行蝕刻程序之補正。
另外，維修時可以或用OES資料確認裝置性能，因此可減少裝置性能確認測試項目、或可確認習知無法確認之功能、性能。
本發明之蝕刻之異常/正常判斷方法之處理，可以適用於製程並非蝕刻、或製程之對象並非晶圓或半導體裝置，至少具備取得發光光譜分布之手段，發光光譜分布依每一製程對象不同時，進行異常/正常判斷方法之製造方法。
(發明效果)
依據本發明，可以在不預設物質之情況下，由蝕刻處理時之發光光譜分布，來檢測出蝕刻處理之狀態(異常/正常)。
101、102、103．．．點映射
111．．．發光光譜分布
201．．．蝕刻裝置
202．．．腔室
203、206．．．電極
205．．．晶圓
204．．．電漿
207．．．排氣系列
208．．．裝置控制器/外部通信裝置
209．．．氣體供給系列
210．．．分光器(OES)
211．．．窗
212．．．光
221．．．檢測裝置
222．．．網路
223．．．資料庫DB
224．．．OES資料解析系統
225．．．CPU
226．．．記憶體
227．．．I/F
228．．．輸入裝置
229．．．顯示裝置
311．．．OES資料取得部
312．．．檢測結果取得部
321．．．峰值特徵量檢測部
322．．．峰值除去部
323．．．大區域分布特徵量檢測部
324．．．輪廓補正部
325．．．峰值趨勢判斷部
326．．．大區域特徵量趨勢判斷部
327．．．多元迴歸分析部
328．．．檢測結果預測部
331．．．初期過程時序列峰值整列部
332．．．穩定化指數算出部
333．．．穩定化判斷部
334．．．峰值延遲量算出部
341．．．高寬比算出部
342．．．高寬比變動算出部
401．．．發光光譜分布
402．．．波長
411．．．沿著波長之發光強度之掃描
412．．．變化
501．．．峰值檢測處理
511．．．峰值判斷處理
5021．．．急速上升之檢測(峰值區間開始)
5022．．．急速下降(峰值終了模態之設定)
5023．．．平坦化(峰值區間終了)
5051．．．急速之上升
5052．．．急速之下降
5053．．．平坦化
503．．．峰值區間
5131．．．左側高度
5132．．．右側高度
5133．．．左側寬度
5134．．．右側寬度
712．．．大區域分布特徵量
圖1為發光分光器OES產生之發光光譜分布之說明圖。
圖2為蝕刻處理之狀態判斷系統之構成圖。
圖3為OES資料解析系統之功能方塊圖。
圖4為峰值檢測方法之說明圖。
圖5為峰值檢測方法之說明圖。
圖6為峰值特徵量之定義說明圖。
圖7為大區域分布特徵量之檢測方法之說明圖。
圖8為大區域分布特徵量之檢測方法之說明圖。
圖9為異常/正常判斷方法之說明圖。
圖10為輪廓(profile)補正方法之說明圖。
圖11為共通之峰值之檢測方法之說明圖。
圖12為顯示畫面之例。
圖13為利用光譜比的異常/正常之判斷方法之說明圖。
圖14為藉由光譜比誤差變動來判斷異常/正常之方法之說明圖。
圖15為初期過程中之異常/正常判斷方法之說明圖。
圖16為檢測峰值之In-Situ時系列圖。
圖17為穩定化指數之說明圖。
圖18為穩定化指數之算出結果之例。
圖19為晶圓間之峰值強度變化之In-Situ時系列圖。
圖20為求出延遲量之方法之說明圖。

Claims (9)

  1. 一種蝕刻處理狀態之判斷方法，其特徵為具有：光譜資料取得步驟，用於取得監控多數晶圓之蝕刻處理中之發光而獲得的發光光譜分布；峰值檢測步驟，由蝕刻處理中之特定時點的上述發光光譜分布，來檢測出峰值，算出峰值特徵量；共通峰值界定步驟，由上述峰值檢測步驟檢測出之峰值之中，來界定晶圓間共通之峰值；及狀態檢測步驟，針對共通之峰值進行特徵量之比較，而檢測出蝕刻處理中之每一晶圓之狀態；上述峰值檢測步驟，係由上述發光光譜分布之中，抽出強度之急速上升與下降所界定之峰值候補，另外，算出以下：峰值中之短波長側之上升位置之波長(稱為「左側上升波長」)WLeft-Bottom 所對應之發光光譜分布強度MLeft-Bottom ；發光光譜分布強度成為最大的波長WTop 所對應之發光光譜分布強度MTop ；峰值中之長波長側之上升位置之波長(稱為「右側上升波長」)WRight-Bottom 所對應之發光光譜分布強度MRight-Bottom ；發光光譜分布強度之最大值MTop 與上述左側上升波長之發光光譜分布強度MLeft-Bottom 之差(稱為「左側峰值差」)MLeft-H ； 發光光譜分布強度之最大值MTop 與上述右側上升波長之發光光譜分布強度MRight-Bottom 之差(稱為「右側峰值差」)MRight-H ；上述左側峰值差MLeft-H 與上述右側峰值差MRight-H 之平均MAVE-H ；使上述左側峰值差MLeft-H ，被發光光譜分布強度為最大的波長WTop 與上述左側上升波長WLeft-Bottom 之差WLeft-W 除算而求出之高寬比(稱為「左側高寬比」)Left_AR；使上述右側峰值差MRight-H ，被發光光譜分布強度為最大的波長WTop 與上述右側上升波長WRight-Bottom 之差WRight-W 除算而求出之高寬比(稱為「右側高寬比」)Right_AR；以及上述左側高寬比Left_AR與上述右側高寬比Right_AR之平均AVE_AR；平均AVE_AR及平均MAVE-H ，係分別以特定值以上之峰值候補作為峰值予以檢測。
  2. 如申請專利範圍第1項之蝕刻處理狀態之判斷方法，其中上述峰值特徵量，係包含以下之其中至少1種：峰值中之短波長側之上升位置之波長(稱為「左側上升波長」)WLeft-Bottom 所對應之發光光譜分布強度MLeft-Bottom ；發光光譜分布強度成為最大的波長WTop 所對應之發 光光譜分布強度MTop ；峰值中之長波長側之上升位置之波長(稱為「右側上升波長」)WRight-Bottom 所對應之發光光譜分布強度MRight-Bottom ；發光光譜分布強度之最大值MTop 與上述左側上升波長之發光光譜分布強度MLeft-Bottom 之差(稱為「左側峰值差」)MLeft-H ；發光光譜分布強度之最大值MTop 與上述右側上升波長之發光光譜分布強度MRight-Bottom 之差(稱為「右側峰值差」)MRight-H ；上述左側峰值差MLeft-H 與上述右側峰值差MRight-H 之平均MAVE-H ；使上述左側峰值差MLeft-H ，被發光光譜分布強度為最大的波長WTop 與上述左側上升波長WLeft-Bottom 之差WLeft-W 除算而求出之高寬比(稱為「左側高寬比」)Left_AR；使上述右側峰值差MRight-H ，被發光光譜分布強度為最大的波長WTop 與上述右側上升波長WRight-Bottom 之差WRight-W 除算而求出之高寬比(稱為「右側高寬比」)Right_AR；以及上述左側高寬比Left_AR與上述右側高寬比Right_AR之平均AVE_AR；平均AVE_AR及平均MAVE-H ，係分別以特定值以上之峰值候補作為峰值予以檢測。
  3. 如申請專利範圍第1項之蝕刻處理狀態之判斷方法，其中具有：峰值除去步驟，係由原來之發光光譜分布，除去上述峰值檢測步驟檢測出之峰值，算出峰值除去後之發光光譜分布；大區域分布特徵量算出步驟，係由上述峰值除去後之發光光譜分布，求出多數個特定波長位置之強度，據以求出表示上述發光光譜分布之大區域變化的大區域分布特徵量；及狀態檢測步驟，係比較上述大區域分布特徵量，來檢測蝕刻處理中之每一晶圓之狀態。
  4. 一種蝕刻處理狀態之判斷方法，其特徵為具有：光譜資料取得步驟，用於取得監控多數晶圓之蝕刻處理中之發光而獲得的發光光譜分布；峰值檢測步驟，由蝕刻處理中之特定時點的上述發光光譜分布，來檢測出峰值，算出峰值特徵量；共通峰值界定步驟，由上述峰值檢測步驟檢測出之峰值之中，來界定晶圓間共通之峰值；及狀態檢測步驟，針對共通之峰值進行特徵量之比較，而檢測出蝕刻處理中之每一晶圓之狀態；具有：峰值除去步驟，係由原來之發光光譜分布，除去上述峰值檢測步驟檢測出之峰值，算出峰值除去後之發光光譜 分布；大區域分布特徵量算出步驟，係由上述峰值除去後之發光光譜分布，求出多數個特定波長位置之強度，據以求出表示上述發光光譜分布之大區域變化的大區域分布特徵量；及補正步驟，使相對於事先決定之成為基準的晶圓之大區域分布特徵量，的其他晶圓之大區域分布特徵量的比率，依每一波長位置予以求出，使該比率和上述其他晶圓之原來之發光光譜分布，依每一波長位置相乘，據以求出晶圓間差異被除去之補正後之發光光譜分布；上述狀態檢測步驟，係比較上述補正步驟求出的補正後之發光光譜分布中之峰值之峰值特徵量，而檢測蝕刻處理中之晶圓間之狀態差異。
  5. 一種蝕刻處理狀態之判斷方法，其特徵為具有：光譜資料取得步驟，用於取得監控多數晶圓之蝕刻處理中之發光而獲得的發光光譜分布；峰值檢測步驟，由蝕刻處理中之特定時點的上述發光光譜分布，來檢測出峰值，算出峰值特徵量；共通峰值界定步驟，由上述峰值檢測步驟檢測出之峰值之中，來界定晶圓間共通之峰值；及狀態檢測步驟，針對共通之峰值進行特徵量之比較，而檢測出蝕刻處理中之每一晶圓之狀態；另外，進行以下步驟： 關於多數晶圓，取得發光光譜分布之同時，取得該發光光譜分布被監控的用於表示晶圓之表面形狀或蝕刻速率之資料的步驟；關係模型算出步驟，藉由多元迴歸分析(multiple regression analysis)來求出上述晶圓之表面形狀或蝕刻速率、與上述晶圓之發光光譜分布之峰值特徵量間的關係模型；取得監控預測對象晶圓之發光而得之發光光譜分布的步驟；由上述預測對象晶圓之發光光譜分布，而求出峰值特徵量的步驟；及使用上述預測對象晶圓之發光光譜分布之峰值特徵量，由上述關係模型，來推斷上述預測對象晶圓之表面形狀或蝕刻速率的步驟。
  6. 一種蝕刻處理狀態之判斷方法，其特徵為具有：光譜資料取得步驟，用於取得監控多數晶圓之蝕刻處理中之發光而獲得的發光光譜分布；峰值檢測步驟，由蝕刻處理中之特定時點的上述發光光譜分布，來檢測出峰值，算出峰值特徵量；共通峰值界定步驟，由上述峰值檢測步驟檢測出之峰值之中，來界定晶圓間共通之峰值；及狀態檢測步驟，針對共通之峰值進行特徵量之比較，而檢測出蝕刻處理中之每一晶圓之狀態；上述關係模型算出步驟， 係進行由上述峰值檢測步驟檢測出之峰值特徵量之中，減少被導入上述關係模型的峰值特徵量之數的處理。
  7. 一種蝕刻處理狀態之判斷方法，其特徵為具有：光譜資料取得步驟，用於取得監控多數晶圓之蝕刻處理中之發光而獲得的發光光譜分布；峰值檢測步驟，由蝕刻處理中之特定時點的上述發光光譜分布，來檢測出峰值，算出峰值特徵量；共通峰值界定步驟，由上述峰值檢測步驟檢測出之峰值之中，來界定晶圓間共通之峰值；及狀態檢測步驟，針對共通之峰值進行特徵量之比較，而檢測出蝕刻處理中之每一晶圓之狀態；另外，具有：取得自蝕刻處理開始至特定之初期過程終了時點為止的，時間刻度之各時點中之發光光譜分布的步驟；將上述峰值檢測步驟檢測出之峰值特徵量，以時序列方式予以並排的步驟；針對各峰值特徵量，使用時序列之最大值與最小值，使峰值特徵量規格化的步驟；使各時點之峰值特徵量與初期過程終了時點之峰值特徵量的差，被時序列之峰值特徵量之標準偏差除算、二次方之後，於各時點求出峰值特徵量間之平均、求出穩定化指數的步驟；及穩定化判斷步驟，在晶圓間之穩定化指數之平均為特定之值、或自由度較成為峰值數的卡方值為小時，判斷蝕 刻之初期過程達穩定。
  8. 一種蝕刻處理狀態之判斷方法，其特徵為具有：光譜資料取得步驟，用於取得監控多數晶圓之蝕刻處理中之發光而獲得的發光光譜分布；峰值檢測步驟，由蝕刻處理中之特定時點的上述發光光譜分布，來檢測出峰值，算出峰值特徵量；共通峰值界定步驟，由上述峰值檢測步驟檢測出之峰值之中，來界定晶圓間共通之峰值；及狀態檢測步驟，針對共通之峰值進行特徵量之比較，而檢測出蝕刻處理中之每一晶圓之狀態；另外，具有：取得自蝕刻處理開始至特定之初期過程終了時點為止的，時間刻度之各時點中之發光光譜分布的步驟；將上述峰值檢測步驟檢測出之峰值特徵量，以時序列方式予以並排的步驟；針對各峰值特徵量，使用時序列之最大值與最小值，使峰值特徵量成為規格化的步驟；針對成為基準的某一晶圓之規格化特徵量，在偏移其他晶圓之規格化峰值特徵量之時間之同時，求出其他晶圓之同一波長位置的規格化峰值特徵量之差之二次方，基準之規格化峰值特徵量與偏移其他晶圓之時間而成之規格化峰值特徵量，在時間重疊之範圍內，使峰值特徵量之差之二次方依據時間予以平均，使該差之二次方之時間平均成為最小時之時間之偏移 量延遲、或變快，而求出延遲量，依據延遲量之大小，來進行蝕刻處理之狀態檢測的步驟。
  9. 一種蝕刻處理狀態之判斷方法，其特徵為具有：光譜資料取得步驟，用於取得監控多數晶圓之蝕刻處理中之發光而獲得的發光光譜分布；峰值檢測步驟，由蝕刻處理中之特定時點的上述發光光譜分布，來檢測出峰值，算出峰值特徵量；及狀態檢測步驟，係以事先決定之基準晶圓之發光光譜分布作為基準，針對其他晶圓之發光光譜分布，依每一波長位置求出光譜比率，依特定寬度之每一波長位置，求出上述光譜比率之標準偏差，依特定寬度之每一波長位置，求出上述光譜比率之微分，依特定寬度之每一波長位置，求出以上述標準偏差除以上述微分之絕對值所得之變動之指標，依據上述變動之指標，檢測出上述其他晶圓相對於上述基準晶圓的狀態之變化。
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