TWI517246B - Analytical methods, analytical devices and etching processing systems - Google Patents
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Description
本發明係關於一種在使用電漿加工半導體之晶圓之蝕刻裝置中自電漿蝕刻處理(以下，稱為蝕刻處理)期間計測之發光資料中選定影響蝕刻處理結果之波長之方法。
為獲得形成於晶圓上之半導體裝置等之微細形狀，進行利用電漿而將物質電離並藉由該物質之作用(晶圓表面之反應)而去除晶圓上之物質之蝕刻處理。所要電離之物質各種各樣，晶圓上之物質亦根據製品功能而多種多樣。
進而，為在晶圓上形成形狀，塗佈有機系物質之光阻劑而藉由光微影術形成形狀後進行蝕刻處理。又，為獲得特定之形狀，亦導入用以調節反應之速度之物質。於進行蝕刻處理之腔室容器內多種多樣之物質相互反應。
由於基於電漿之電離現象伴有發光現象，故而於利用電漿進行處理之蝕刻裝置搭載分光器(OES：Optical Emission Spectroscopy)，而可監測電漿之產生狀態。
以下，將由分光器計測到之資料稱為OES資料。
OES資料具有波長與時間之二維之要素，且具有針對各波長、各時間分別計測之發光強度之值。
由於OES資料之發光強度之值根據蝕刻處理之狀態而變化，故而進行使用OES資料之蝕刻處理之控制。
作為控制之例，列舉於OES資料中特定波長之值超過閾值之情形時使蝕刻處理結束或使投入之氣體之量減少等者。
作為自OES資料中特定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(日本專利特開平9-306894號公報)中為如下方法：分析伴隨使用電漿裝置進行之電漿處理而產生之發光，根據特定之波長之發光強度之經時性變化，於電漿處理之執行之前，預先自動地設定最適於終點之檢測之波長。具體而言，表示將藉由強度差檢測電路而檢測到之差分具有最大值之波長決定為最佳波長。
[專利文獻1]日本專利特開平9-306894號公報
近年來，作為蝕刻處理對象之半導體晶圓之圖案之微細化進展，對蝕刻處理要求較高之精度。
電漿中所含之物質之狀態係與蝕刻處理之結果有較強之關係。因此，為以高精度進行蝕刻處理，重要的是觀察蝕刻處理中之腔室內之電漿之發光，根據觀察到之發光狀態來特定表示電漿中所含之物質之發光之波長。使用電漿中所含之物質發出之光之資訊(發光強度之值或變化量)，監測蝕刻狀態，對處理進行監視、控制，藉此而可使蝕刻處理之精度提高。
作為檢測蝕刻處理中使蝕刻結束之時點即終點之方法，有專利文獻1之方法。然而，於專利文獻1所記載之方法中，由於係評估特定之2個時點之發光強度而選擇波長，故而於在蝕刻處理之控制中使用該2個時點以外之時點(例如蝕刻處理之中間時點)之發光強度之情形
時，有無法選擇有效之波長之問題。
又，有難以判斷已選擇之波長之發光強度是否為由電漿中所含之物質所引起者之問題。
因此，本發明之目的在於提供一種自觀察蝕刻中之發光之OES資料中特定表示電漿中所含之物質之發光而進行蝕刻處理之監測、監視、控制之OES資料之分析方法、分析程式、分析裝置及分析系統。
為達成上述目的，本發明之代表性形態之特徵為，其係具備對OES資料進行運算之分析部之蝕刻裝置等，且具有以下所示之構成。
本發明之特徵為包括如下步驟：計測半導體晶圓蝕刻處理中之腔室內之發光；針對每一波長而求出計測到之上述腔室內之發光之發光強度隨時間而變化之時間序列變化；比較與預先經特定之物質發光之波長對應之上述時間序列變化；及使用比較之結果而特定表示上述腔室內之電漿中所含之物質之發光之波長。
根據本發明，可自OES資料之複數個波長中特定表示腔室內之電漿中所含之物質發出之光之波長。
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‧‧‧物質波長對應表記憶區域
23a‧‧‧物質波長對應表表格
23b‧‧‧物質欄
23c‧‧‧波長欄
24‧‧‧OES資料記憶區域
24a‧‧‧OES資料表格
24b‧‧‧波長欄
24c‧‧‧時間欄
24d‧‧‧發光強度欄
25‧‧‧同一物質間關聯資訊記憶區域
25a‧‧‧同一物質間關聯資訊表格
25b‧‧‧物質欄
25c‧‧‧波長欄(行方向)
25d‧‧‧波長欄(列方向)
25e‧‧‧發光強度關聯1欄
26‧‧‧周邊波長間關聯資訊記憶區域
26a‧‧‧周邊波長間關聯資訊表格
26b‧‧‧物質欄
26c‧‧‧波長欄
26d‧‧‧周邊波長欄
26e‧‧‧發光強度關聯2欄
27‧‧‧閾值資訊記憶區域
27a‧‧‧閾值資訊表格
27b‧‧‧閾值1欄
27c‧‧‧閾值2欄
27d‧‧‧閾值3欄
28‧‧‧推薦波長資訊記憶區域
28a‧‧‧推薦波長資訊表格
28b‧‧‧物質欄
28c‧‧‧波長欄
28d‧‧‧推薦波長欄
29‧‧‧發光強度平均資訊記憶區域
29a‧‧‧發光強度平均資訊表格
29b‧‧‧周邊波長欄
29c‧‧‧時間欄
29d‧‧‧發光強度平均欄
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
r1‧‧‧相關係數
S101‧‧‧步驟
S102‧‧‧步驟
S103‧‧‧步驟
S104‧‧‧步驟
S105‧‧‧步驟
S106‧‧‧步驟
S107‧‧‧步驟
S108‧‧‧步驟
S109‧‧‧步驟
S110‧‧‧步驟
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係說明特定之波長之OES資料之時間序列變化之例的圖。
圖5係表示物質波長對應表之表格例之圖。
圖6係表示OES資料之表格例之圖。
圖7係表示同一物質間關聯資訊之表格例之圖。
圖8係表示周邊波長間關聯資訊之表格例之圖。
圖9係表示閾值資訊之表格例之圖。
圖10係表示推薦波長資訊之表格例之圖。
圖11係表示發光強度平均資訊之表格例之圖。
圖12係表示本發明之一實施形態之分析裝置之處理流程的圖。
圖13係表示於波長間之時間序列變化中有關聯之情形之例的圖。
圖14係表示於波長間之時間序列變化中無關聯之情形之例的圖。
圖15係表示本發明之一實施形態之顯示畫面之圖。
圖16係表示本發明之一實施形態之顯示畫面之圖。
以下，根據圖式來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，對於同一構件原則上標附同一符號，並省略其重複之說明。
於本發明中，如圖1之蝕刻裝置之構成圖所示般，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(interface，介面)部32，且其等經由匯流排33相互連接。
蝕刻部10包括電漿加工部11、分光器(OES)12、控制部13、及IF部14，電漿加工部11使電漿產生而加工晶圓，分光器(OES)12於進行蝕刻處理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存儲於分析部20所具有之記憶部22。控制部13控制電漿加工部11中之處理。於下述圖2中說明蝕刻部10之詳情。
分析部20包含：運算部21，其將收集到之OES資料進行運算處理；記憶部22，其記憶OES資料、表示各物質發出之光之波長之資料、及運算處理之結果；以及IF部210；且運算部21進行如下處理，
即，自OES資料取得複數個發光強度之時間序列資料，計算已取得之時間序列資料間之相關係數等類似度，根據類似度之大小來特定蝕刻處理之監測、監視、控制中應加以利用之波長。於圖13中說明運算部21進行之運算處理之詳情。
輸入部30係受理藉由使用者操作而實現之資訊輸入之例如滑鼠或鍵盤等。輸出部31係對使用者輸出資訊之顯示器或印表機等。通訊IF部32係用以經由匯流排33或外部網路等與其他裝置或系統(亦可與現有生產管理系統等連接)連接而進行資訊收發之介面。匯流排33連結各部(10、20、30、31、32)。各部之IF部(14、29等)係用以經由匯流排33進行資訊收發之介面。再者，分析部20亦可設為作為分析裝置連接於蝕刻裝置1之外部之狀態。
蝕刻部10包括電漿加工部11、分光器(OES)12、控制部13、及IF部14，電漿加工部11包括腔室111、電極112a及112b、窗115、以及氣體供給器117。根據來自控制部13之指示，電漿加工部11將晶圓114收納於腔室111之內部，自氣體供給器117供給蝕刻氣體，使藉由使用電極112a及112b施加電壓而電漿化之氣體113碰撞晶圓114，藉此而加工晶圓114。氣體113包含自氣體供給器117供給之蝕刻氣體中所含之物質或於加工之過程中自晶圓114產生之物質，且使與氣體中所含之物質相應之波長之光116產生。產生之光通過窗115由分光器(OES)12計測。
於圖3中表示由分光器(OES)12計測到之OES資料之例。OES資料具有波長與時間之二維之要素，表示針對各波長、各時間分別計測到之發光強度之值。圖4表示特定之波長之發光強度之時間序列變化。如圖4所示，發光強度之值隨時間而變化。該時間序列變化之軌跡根
據波長而不同。
如圖1所示，分析部20包括運算部21、記憶部22、及IF部210，記憶部22包括物質波長對應表記憶區域23、OES資料記憶區域24、同一物質間關聯資訊記憶區域25、周邊波長間關聯資訊記憶區域26、閾值資訊記憶區域27、及推薦波長資訊記憶區域28。
於物質波長對應表記憶區域23，存儲針對有包含於氣體113之可能性之物質而特定該物質發出之光116之波長之資訊。上述物質係單一元素或進行複數種元素之結合而成者，各物質發出之光之波長為事先經計測並特定者。再者，此處所記述之物質並非始終包含於氣體113。又，關於各物質發出之光之波長，即便蝕刻裝置1之條件不同，只要為同一物質，則亦相同。
圖5表示作為物質波長對應表記憶區域23之一實施形態之物質波長對應表表格23a。本表格具有物質欄23b、波長欄23c等各欄位。
於物質欄23b，存儲特定有包含於氣體113之可能性之物質之資訊。
於波長欄23c，存儲特定物質欄23b中經特定之物質發出之光之波長之資訊。波長欄23c中所要特定之波長與1個或複數個物質建立對應關係。
再者，OES資料中存儲於波長欄23c之波長之發光強度之值，並不限於根據與物質欄23b建立對應關係(存儲於同一列)之物質之發光來決定。因此，於進行電漿加工部11之監測、監視、控制方面，必須特定存儲於波長欄23c之波長中根據與物質欄23b建立對應關係之物質之發光而被決定發光強度之值的波長。
於OES資料記憶區域24，存儲特定由分光器(OES)12計測到之OES資料之資訊。
圖6表示作為OES資料記憶區域24之一實施形態之OES資料表格24a。本表格具有波長欄24b、時間欄24c、發光強度欄24d等各欄位。
於波長欄24b，存儲特定計測到之OES資料之波長之資訊。於波長欄24b，存在存儲有與上述物質波長對應表表格23a之波長欄23c中所存儲之值相同之值之行。
於時間欄24c，存儲特定計測到之OES資料之時間之資訊。
於發光強度欄24d，存儲波長欄24b中經特定之波長及時間欄24c中經特定之時間的特定OES資料之發光強度之資訊。
於同一物質間關聯資訊記憶區域25中，存儲如下之計算結果，即：針對OES資料記憶區域24中所記憶之OES資料中相當於物質波長對應表記憶區域23中所記憶之波長者，而計算發光強度之時間序列資料之類似度即相關係數所得之結果。
圖7表示作為同一物質間關聯資訊記憶區域25之一實施形態之同一物質間關聯資訊表格25a。本表格具有物質欄25b、波長欄(行方向)25c、波長欄(列方向)25d、發光強度關聯1欄25e等各欄位。
物質欄25b存儲發出根據存儲於波長欄(行方向)25c及波長欄(列方向)25d之值而特定之波長之光的物質之名稱。
波長欄(行方向)25c存儲特定根據存儲於物質欄25b之值而特定之物質於物質波長對應表表格23a中建立對應關係之波長之資訊。
波長欄(列方向)25d與波長欄(行方向)25c同樣，存儲特定根據存儲於物質欄25b之值而特定之物質於物質波長對應表表格23a中建立對應關係之波長之資訊。
發光強度關聯1欄25e存儲相關係數之資訊，該相關係數係特定作為由存儲於波長欄(行方向)25c之值所特定之波長之發光強度之時間序列變化、與由存儲於波長欄(列方向)25d之值所特定之波長之發光強度之時間序列變化之類似度。再者，上述發光強度之時間序列變化
為OES資料表格24a中特定之值。
於周邊波長間關聯資訊記憶區域26中，存儲如下之計算結果，即：針對OES資料記憶區域24中所記憶之OES資料中相當於物質波長對應表記憶區域23中所記憶之波長者，而計算發光強度之時間序列資料之類似度即相關係數所得之結果。
圖8表示作為周邊波長間關聯資訊記憶區域26之一實施形態之周邊波長間關聯資訊表格26a。本表格具有物質欄26a、波長欄26c、周邊波長欄26d、發光強度關聯2欄26e等各欄位。
物質欄26b存儲與存儲於物質波長對應表表格23a之物質欄23b之值對應的物質名稱。
波長欄26c存儲與存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之值對應的波長之值。
周邊波長欄26d存儲表示以由存儲於波長欄26c之值特定之波長為基準的波長之周邊範圍之資訊。於圖8之例中，於周邊波長欄26d中存儲有從自存儲於波長欄26c之值減去50之值至自存儲於波長欄26c之值加上50之值，但亦可為50以外之值，或減去之值與加上之值亦可為不同之值。
發光強度關聯2欄26e存儲相關係數之資訊，該相關係數係特定由存儲於波長欄26c之值所特定之波長之發光強度之時間序列變化、與由存儲於周邊波長欄26d之值所特定之波長之範圍中平均之發光強度之時間序列變化之類似度。再者，上述發光強度之時間序列變化為OES資料表格24a中特定之值。上述平均之發光強度之時間序列變化為下述發光強度平均資訊表格29a中特定之值。
於閾值資訊記憶區域27，存儲用以選擇適合於蝕刻部10之監測、監視、控制中利用之波長之條件。
圖9表示作為閾值資訊記憶區域27之一實施形態之閾值資訊表格
27a。本表格具有閾值1欄27b、閾值2欄27c、閾值3欄27d等各欄位。
閾值1欄27b存儲用以於同一物質間關聯資訊表格25a之發光強度關聯1欄25e中特定存儲有較大之相關係數之記憶格之資訊。
閾值2欄27c存儲用以使用存儲於同一物質間關聯資訊表格25a之資訊而特定應設為推薦波長之波長之資訊。
閾值3欄27d存儲用以使用存儲於周邊波長間關聯資訊表格26a之資訊而特定應設為推薦波長之波長之資訊。
推薦波長資訊記憶區域28記憶特定記憶於物質波長對應表記憶區域23之波長中於蝕刻部10之監測、監視、控制中利用之波長之資訊。
圖10表示作為推薦波長資訊記憶區域28之一實施形態之推薦波長資訊表格28a。本表格具有物質欄28a、波長欄28c、推薦波長欄28d等各欄位。
物質欄28b存儲與存儲於物質波長對應表表格23a之物質欄23b之值對應之物質名稱。
波長欄28c存儲與存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之值對應之波長之值。
推薦波長欄28d存儲特定由存儲於波長欄28c之值特定之波長為適合對蝕刻部10之監測、監視、控制之利用之波長者之資訊。
發光強度平均資訊記憶區域29存儲特定將記憶於OES資料記憶區域24之OES資料於特定之波長區間中平均所得之值之資訊。
圖11表示作為發光強度平均資訊記憶區域29之一實施形態之發光強度平均資訊表格29a。本表格具有周邊波長欄29b、時間欄29c、發光強度平均欄29d等各欄位。
周邊波長欄29b存儲特定算出由存儲於發光強度平均欄29d之值特定之發光強度平均所得之波長之周邊範圍之資訊。
時間欄29c存儲特定由存儲於發光強度平均欄29d之值特定之發光強度平均被計測到之時間之資訊。
於發光強度平均欄29d，存儲特定將存儲於OES資料表格24a之發光強度欄24d之值於由存儲於周邊波長欄29b之值特定之範圍中平均化所得之結果之資訊。
圖12表示分析部20之主要利用運算部21之分析處理(S101等表示處理步驟)。使用圖12，說明分析處理。
運算部21係若利用蝕刻部10之蝕刻處理結束或被輸入基於使用者之分析處理之執行命令，則執行圖12所示之分析處理。於分析處理執行之階段，於物質波長對應表表格23a、OES資料表格24a、閾值資訊表格27a分別存儲有值。於物質波長對應表表格23a存儲有過去之實驗中計測到之值，於OES資料表格24a存儲有由分光器(OES)12計測到之值，於閾值資訊表格27a存儲有由設計者決定之值。
於S101中，運算部21於各資料表格中存儲計算上所需之資料。
首先，運算部21將物質波長對應表表格23a之物質欄23b中所存儲之值存儲至周邊波長間關聯資訊表格26a之物質欄26b，將物質波長對應表表格23a之波長欄23c中所存儲之值存儲至波長欄26c。
又，運算部21將物質波長對應表表格23a之物質欄23b中所存儲之值存儲至推薦波長資料表格28a之物質欄28b，將物質波長對應表表格23a之波長欄23c中所存儲之值存儲至波長欄28c。
進而，運算部21將OES資料表格24a之時間欄24c中所存儲之值存儲至發光強度平均資訊表格29a之時間欄29c。
於S101結束時，運算部於表示物質波長對應表表格23a之列編號之值i中存儲1。
於S102中，運算部21將OES資料表格24a之資訊作為輸入，算出同一物質間之發光強度之時間序列資料之關聯，將算出之關聯存儲至同一物質關聯資訊表格25a。
首先，運算部21抹除同一物質間關聯資訊表格25a之全部資料。
其次，將存儲於物質波長對應表表格23a之物質欄23b之第i列之值(物質i)讀入，並存儲至同一物質間關聯資訊表格25a之物質欄25b。
又，運算部21將物質波長對應表表格23a之物質欄23b自第1列至最終列進行掃描，對於存儲有與物質i為相同之值之列，將存儲於波長欄23c之該列之值存儲至波長欄(行方向)25c之最終行及波長欄(列方向)25d之最終列。再者，於最終行中已存儲有值之情形時對最終行追加1行，於該行中存儲值。又，於最終列中已存儲有值之情形亦同樣，對最終列追加1列，於該列中存儲值。藉由該處理，於同一物質間關聯資訊表格25a之波長欄(行方向)25c及波長欄(列方向)25d存儲有特定與物質i對應之波長之值。
進而，運算部21於發光強度關聯1欄25e中存儲值。若將波長欄(行方向)25c之行編號設為j，將波長欄(列方向)之列編號設為k，則存儲於發光強度關聯1欄25e之k列j行之值(r1)由下述式(1)算出。
式(1)中之各符號之含義如下所述。
p表示OES資料表格24a之波長欄24b中存儲有與波長欄(行方
向)25c之j行中所存儲之值相同之值的行之編號。
q表示OES資料表格24a之波長欄24b中存儲有與波長欄(列方向)25d之k列中所存儲之值相同之值的行之編號。
xlp表示OES資料表格24a之發光強度欄24d中所存儲之值中的存儲於l列p行之值。
xmp表示OES資料表格24a之發光強度欄24d中所存儲之值中的存儲於m列p行之值。
xlq表示OES資料表格24a之發光強度欄24d中所存儲之值中的存儲於l列q行之值。
xmq表示OES資料表格24a之發光強度欄24d中所存儲之值中的存儲於m列q行之值。
n表示OES資料表格24a之發光強度欄24d之列數。
r1係由式(1)所計算之值(相關係數)，表示存儲於發光強度欄24d之p行之值與存儲於發光強度欄24d之q行之值的時間序列變化之類似度之大小。
於圖13中表示將發光強度之時間序列變化圖表化而成者與由該兩條曲線表示之時間序列變化間之相關係數r1之值。可知兩條曲線之時間序列變化類似，相關係數r1亦較大。
再者，於式(1)中係使用相關係數，但亦可使用其以外之評估類似度之指標。
運算部21對於發光強度關聯1欄25e之列及行之全部之組合，使用式(1)而算出相關係數，並存儲已算出之值。
於S103中，運算部21將OES資料表格24a之資訊作為輸入，算出第i列之波長之周邊之波長之發光強度之平均值，並存儲至發光強度平均資訊表格29a。
首先，運算部21讀入存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列之值，而決定以讀入之值為基準之波長之周邊範圍。於本實施例中，將自讀入之值減去50所得之值作為範圍之最小值，將自讀入之值加上50所得之值作為範圍之最大值。
運算部21將已決定之範圍以「範圍之最小值~範圍之最大值」之形式存儲至周邊波長間關聯資訊表格26d之周邊波長欄26d之第i列與推薦波長資訊資料表格29a之周邊波長欄29b。
繼而，運算部21針對自OES資料圖像24a之發光強度欄24d之第1列至最終列，由下述式(2)算出周邊波長之發光強度之平均值，將已算出之值(Aveo)存儲至發光強度平均資訊表格29a之發光強度平均欄29d。
式(2)中之各符號之含義如下所述。
o表示OES資料表格24a之發光強度欄24d之列編號。
xos表示OES資料表格24a之發光強度欄24d中所存儲之值中的存儲於o列s行之值。
λs表示OES資料表格24a之波長欄24b中所存儲之值中的存儲於s行
之值。
λmin表示上述範圍之最小值。
λmax表示上述範圍之最大值。
λi表示存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列之值。
u表示OES資料表格24a之波長欄24c之行數。
Aveo表示存儲於發光強度平均資訊表格29a之發光強度平均欄29d之o列之值。
式(2)係指針對包含於周邊波長間關聯資訊表格26d之周邊波長欄26d之第i列中所存儲之值之範圍中且不與物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列中所存儲之值一致的波長算出發光強度之平均。再者，此處係將與存儲於第i列之值一致之波長之發光強度自平均值之計算中排除，但亦可使其包含在內。
於S104中，運算部21自存儲於OES資料表格24a之發光強度欄24d之資訊與存儲於發光強度平均資訊表格29a之發光強度平均欄29d之資訊，算出發光強度之時間序列資料之關聯，將已算出之值存儲至周邊波長間關聯資訊表格26a之發光強度關聯2欄26e。
運算部21於發光強度關聯2欄26e之第i列中存儲由下述式(3)算出之值(r2)。
式(3)中之各符號之含義如下所述。
p表示OES資料表格24a之波長欄24b中存儲有與波長欄23c之j列中所存儲之值相同之值的行之編號。
xlp表示OES資料表格24a之發光強度欄24d中所存儲之值中的存儲於l列p行之值。
y1表示發光強度平均資訊表格29a之發光強度欄29d中所存儲之值中的存儲於1列之值。
n表示OES資料表格24a之發光強度欄24d之列數。
r2係由式(3)所計算之值(相關係數)，表示存儲於OES資料表格24a之發光強度欄24d之p行之值與存儲於發光強度欄24d之q行之值之時間序列變化的類似度之大小。
再者，於式(3)中係使用相關係數，但亦可使用其以外之評估類似度之指標。
於S105中，運算部21使用存儲於同一物質間關聯資訊表格25a之資訊，判定由存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列之值特定之波長是否為可於蝕刻部10之監測、監視、控制中利用之波長。
運算部21將存儲於同一物質間關聯資訊表格25a之發光強度關聯1欄25e之值作為輸入，使用下述式(4)算出存儲於發光強度關聯1欄25e之值為存儲於閾值資訊表格27a之閾值1欄27b之值以上的比例(R1)。
[數4]
式(4)中之各符號之含義如下所述。
v表示同一物質間關聯資訊表格25a之波長欄(列方向)25d中存儲有與波長欄23c之i列中所存儲之值相同之值的列之編號。
w係指定同一物質間關聯資訊表格25a之發光強度關聯1欄25e之行編號之值。
a表示同一物質間關聯資訊表格25a之發光強度關聯1欄25e之行數。
zvw表示同一物質間關聯資訊表格25a之發光強度關聯1欄25e中所存儲之值中存儲於v列w行之值。
Th1係閾值資訊表格27a之閾值1欄27b中所存儲之值。
λv表示同一物質間關聯資訊表格25a之波長欄(列方向)25d中所存儲之值中存儲於v列之值。
λw表示同一物質間關聯資訊表格25a之波長欄(行方向)25c中所存儲之值中存儲於w行之值。
R1係由式(4)所計算之值，表示由存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列之值所特定之波長之發光強度之相關係數為閾值
1欄27b中特定之值以上者的比例。R1之值較大表示與同一物質建立對應關係之波長之發光強度進行類似之時間序列變化。進行類似之時間序列變化之理由研判是由該建立對應關係之物質之量之增減等所引起(若物質之量增加，則與該物質建立對應關係之波長之發光強度會根據物質之量之增加量而變大)。研判藉由將此種波長之發光強度用於蝕刻部10之監測、監視、控制，可把握氣體113中所含之物質之量等，從而可適當地監測、監視、控制蝕刻部10。
基於上述想法，繼而，運算部21比較R1與存儲於閾值2欄27c之值，若R1為存儲於閾值2欄27c之值以上，則判定由存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列之值所特定之波長為可於蝕刻部10之監測、監視、控制中利用之波長，並進行至S106之處理。
若R1小於存儲於閾值2欄27c之值，則運算部21進行至S107之處理。
於S106中，運算部21於推薦波長資訊表格28a之推薦波長欄28d之i列中存儲表示判定為可於蝕刻部10之監測、監視、控制中利用之波長之「推薦1」之值。
於S107中，運算部21使用存儲於同一物質間關聯資訊表格25a之資訊，判定由存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列之值所特定之波長是否為可於蝕刻部10之監測、監視、控制中利用之波長。
運算部21比較存儲於周邊波長間關聯資訊表格26a之發光強度關聯2欄26e之值與存儲於閾值資訊表格27a之閾值3欄27d之值，若存儲於發光強度關聯2欄26e之值小於存儲於閾值3欄27d之值，則判定由存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列之值所特定之波長
為可於蝕刻部10之監測、監視、控制中利用之波長，並進行至S108之處理。
在存儲於周邊波長間關聯資訊表格26a之發光強度關聯2欄26e之值較小之情形時，表示如圖14所示般由存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列之值特定之波長之發光強度之時間序列變化與周邊之波長之發光強度之平均之時間序列變化之間的類似度較小。於該情形時，認為該波長之發光強度係起因於該建立對應關係之物質之量或溫度等而增減者。認為藉由將那般之波長之發光強度用於蝕刻部10之監測、監視、控制，可把握氣體113中所含之物質之量或溫度等，從而可適當地監測、監視、控制蝕刻部10。
若存儲於發光強度關聯2欄26e之值為存儲於閾值3欄27d之值以上，則運算部21進行至S109之處理。
於S108中，運算部21於推薦波長資訊表格28a之推薦波長欄28d之i列中存儲表示判定為可於蝕刻部10之監測、監視、控制中利用之波長之「推薦2」。再者，於已存儲有「推薦1」之值之情形時，一併記載「推薦1」與「推薦2」。
於S109中，運算部21於執行S106或S108之處理之情形時，進行對使用者提示可於蝕刻部10之監測、監視、控制中利用之波長之處理。
於推薦波長資訊表格28a之推薦波長欄28d之i列中存儲有「推薦1」之值之情形時，運算部21對輸出部31顯示例如圖15所示般之資訊。
運算部21判定為表示腔室內之電漿中所含之物質發出之光之波長，表示推薦用於裝置控制及品質分析之波長(存儲於物質波長對應
表表格23a之波長欄23c之第i列之值)與該波長被建立對應關係之物質之名稱(存儲於物質波長對應表表格23a之物質欄23b之第i列之值)。
又，運算部21顯示作為推薦之波長之發光強度之時間序列變化與和起因於與作為推薦之波長為同一物質引起之波長之發光強度之時間序列變化之關聯係數(存儲於同一物質間關聯資訊表格25a之發光強度關聯1欄25e之值)。
進而，運算部21將作為推薦之波長之發光強度之時間序列變化和起因於與作為推薦之波長為同一物質引起之波長之發光強度之時間序列變化(存儲於OES資料表格24a之發光強度欄24d之值)以曲線之形式顯示。
於推薦波長資訊表格28a之推薦波長欄28d之i列中存儲有「推薦2」之值之情形時，運算部21對輸出部31顯示例如圖16所示般之資訊。
運算部21顯示作為推薦之波長(存儲於物質波長對應表表格23a之波長欄23c之第i列之值)與該波長被建立對應關係之物質之名稱(存儲於物質波長對應表表格23a之物質欄23b之第i列之值)。
又，運算部21顯示作為推薦之波長之發光強度之時間序列變化與作為推薦之波長之周邊波長之發光強度平均之時間序列變化的相關係數(存儲於周邊波長間相關係數表格26a之發光強度關聯2欄26e之值)。
進而，運算部21將作為推薦之波長之發光強度之時間序列變化(存儲於OES資料表格24a之發光強度欄24d之值)和起因於與作為推薦之波長為同一物質之波長之發光強度之時間序列變化(存儲於發光強度平均資訊表格29a之發光強度平均欄29d之值)以曲線之形式顯示。
於S110中，運算部21於到達物質波長對應表表格23a之波長欄23c
之最終列之情形時結束處理，於未到達最終列之情形時，對i加上1，對物質波長對應表表格23a之波長欄23c之下一列執行計算。
如以上所說明般，在本實施形態之蝕刻裝置1(分析部20)中，可將分光器(OES)計測到之資料與各個物質發出之光之波長之資訊等作為輸入資訊，而提示可適當地把握氣體113之特性(氣體113中所含之物質之量或溫度等)之波長。蝕刻裝置1之控制部13藉由將所提示之波長之發光強度作為輸入，適當地控制供給至腔室111之氣體之量或溫度、電壓等，可更高效地進行蝕刻處理。
又，由於可自具有大量候補之OES資料之波長中自動地選定於監測、監視、控制中利用之波長，故而可削減耗費大量步驟數之蝕刻資料之分析，從而可有效地進行蝕刻之監測、監視、控制。
以上，雖基於實施形態而具體地說明本發明，但本發明並非限定於上述實施形態者，於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‧‧‧物質波長對應表記憶區域
24‧‧‧OES資料記憶區域
25‧‧‧同一物質間關聯資訊記憶區域
26‧‧‧周邊波長間關聯資訊記憶區域
27‧‧‧閾值資訊記憶區域
28‧‧‧推薦波長資訊記憶區域
29‧‧‧發光強度平均資訊記憶區域
30‧‧‧輸入部
31‧‧‧輸出部
32‧‧‧通訊IF部
33‧‧‧匯流排
210‧‧‧IF部
Claims (6)
- 一種分析方法，其特徵為包括如下步驟：計測於半導體晶圓之蝕刻處理中之腔室內之發光；針對預先特定出之物質所發光之複數之波長的每一波長，求出上述所計測之發光的發光強度隨時間變化之第1時間序列變化；針對位於自預先特定出之物質所發光之波長起預定之距離的周邊波長之每一波長，求出上述所計測之發光的發光強度隨時間變化之第2時間序列變化；針對每個上述預先特定出之物質，算出表示上述第1時間序列變化之波長間之相關的第1相關值；針對每個波長，算出表示上述第1時間序列變化與上述第2時間序列變化之間之相關的第2相關值；及使用上述第1相關值或上述第2相關值，來特定出上述腔室內之電漿中所含之物質發出之光之波長。
- 如請求項1之分析方法，其中上述周邊波長之發光強度之時間序列變化係自上述預先特定出之物質所發光之波長到位在特定距離之波長為止之發光強度之平均值之時間序列變化。
- 一種分析裝置，其特徵為包括如下機構：接收於半導體晶圓之蝕刻處理中所計測之腔室內之發光之值之機構；針對預先特定出之物質所發光之複數之波長的每一波長，求出上述所接受之發光的發光強度隨時間變化之第1時間序列變化之機構； 針對位於自預先特定出之物質所發光之波長起預定之距離的周邊波長之每一波長，求出所接收之發光的發光強度隨時間變化之第2時間序列變化之機構；針對每個上述預先特定出之物質，算出表示上述第1時間序列變化之波長間之相關的第1相關值算出之機構；針對每個波長，算出表示上述第1時間序列變化與上述第2時間序列變化之間之相關的第2相關值之機構；及使用上述第1相關值或上述第2相關值，來特定出上述腔室內之電漿中所含之物質發出之光之波長之機構。
- 如請求項3之分析裝置，其中上述周邊波長之發光強度之時間序列變化係自上述預先特定出之物質所發光之波長到位在特定距離之波長為止之發光強度之平均值之時間序列變化。
- 一種蝕刻處理系統，其係包含：對半導體晶圓進行蝕刻處理之蝕刻裝置及分析上述蝕刻處理之狀態的分析裝置者，上述蝕刻裝置包括：在腔室內對上述半導體晶圓進行蝕刻處理之機構、及計測上述腔室內之發光強度之機構；該蝕刻處理系統之特徵在於：上述分析裝置包含：接收於上述半導體晶圓之蝕刻處理中所計測之腔室內之發光之值之機構；針對預先特定出之物質所發光之複數之波長的每一波長，求出上述所接收之發光的發光強度隨時間變化之第1時間序列變化之機構；針對位於自預先特定出之物質所發光之波長起預定之距離的周邊波長之每一波長，求出所接收之發光的發光強度隨時間變 化之第2時間序列變化之機構；針對每個上述預先特定出之物質，算出表示上述第1時間序列變化之波長間之相關的第1相關值之機構；針對每個波長，算出表示上述第1時間序列變化與上述第2時間序列變化之間之相關的第2相關值之機構；及使用上述第1相關值或上述第2相關值，來特定出上述腔室內之電漿中所含之物質發出之光之波長之機構。
- 如請求項5之蝕刻處理系統，其中在上述周邊波長之發光強度之時間序列變化係自上述預先特定出之物質所發光之波長到位在特定距離之波長為止之發光強度之平均值之時間序列變化。
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