TWI773529B - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents

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Abstract

設計成即使半導體晶圓表面的微細形狀有不均的情形下，仍能精度良好地檢測並處理被處理膜的厚度。 一種電漿處理裝置，具備檢測在真空處理室的內部受到處理的被處理材的被處理膜的狀態之處理狀態檢測單元，將處理狀態檢測單元構成為具備：發光檢測部，檢測電漿的發光；演算部，求出電漿的發光的微分波形資料；資料庫部，記憶著複數個微分波形圖樣資料；膜厚算出部，基於藉由演算部求出的微分波形資料與資料庫部中記憶的複數個微分波形圖樣資料之差而賦予權重，而算出在被處理材正受到處理的被處理膜的膜厚的推定值；及終點判定部，基於藉由膜厚算出部算出的被處理膜的膜厚的推定值，判定電漿處理的終點。

Description

電漿處理裝置及電漿處理方法
本發明係半導體積體電路的製造等中的被處理材的處理裝置及處理方法，特別有關適合藉由運用電漿放電之蝕刻處理而正確地檢測設於基板上的各種層的蝕刻量而加工成期望的膜厚及蝕刻深度之電漿處理裝置及電漿處理方法。
半導體元件的製造中，對於形成於半導體晶圓的表面上之各式各樣的材料的層及特別是介電材料的層之除去或圖樣形成，係廣泛使用運用乾蝕刻裝置之加工。 此乾蝕刻裝置中，使被導入真空處理室內的處理氣體電漿化而做成離子或自由基，使此離子或自由基和形成於半導體晶圓的表面的層反應，藉此進行半導體晶圓的蝕刻加工。 此蝕刻加工中重要之處在於，在這樣的層的加工中正確地檢測蝕刻終點，亦即用來將蝕刻加工在期望的膜厚及蝕刻深度停止。 半導體晶圓的乾蝕刻處理中，電漿光中的特定波長的發光強度，會伴隨特定的膜的蝕刻進展而變化。鑑此，作為半導體晶圓的蝕刻終點判定方法的一種，習知有在乾蝕刻處理中檢測來自電漿的特定波長的發光強度的變化，基於此檢測結果而檢測特定的膜的蝕刻終點之方法。 作為這樣的技術的例子，以往已知有日本特開2007-234666號公報(專利文獻1)記載者。此習知技術中，記載一種基於蝕刻中的來自半導體晶圓的反射光量的時間變化而實施終點判定之方法。 此外，前述的來自半導體晶圓的反射光量，也會因加工中的層以外的層的膜厚而變化，因此作為在這樣的條件下仍精度良好地檢測終點之方法，以往已知有日本特開2016-184638號公報(專利文獻2)記載者。此習知技術中，揭示一種當位於被處理膜的下方的層的膜厚(基底膜厚)相異的情形下之高精度的膜厚推定方法。 專利文獻1中，揭示藉由檢測求出干涉光的時間變化的特徵性的舉止而予以資料庫化，而比較該資料庫與檢測到的干涉波形，藉此進行蝕刻的結束判定之方法。資料庫，是當將半導體晶圓等被處理材予以電漿蝕刻時，設定示意相對於樣本用的被處理材(樣本用半導體晶圓)的蝕刻量之干涉光的波長相依性之標準圖樣，藉此作成。 專利文獻2中，記載準備基底膜厚相異的干涉光譜圖樣(干涉圖樣)作為資料庫，而作成藉由2個資料庫的合成而生成之資料庫，比較該合成的資料庫與檢測到的干涉圖樣，藉此算出各時刻的膜厚推定值，判定終點。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2007-234666號公報 [專利文獻2]日本特開2016-184638號公報
[發明所欲解決之問題] 然而，上述的習知技術中，當不只是基底膜厚，還在半導體晶圓表面的微細形狀發生各式各樣的不均，如遮罩膜厚的不均、遮罩的寛度的不均、被處理膜的半導體晶圓上的每一位置的膜厚的不均等的情形下，無法實現高精度的膜厚推定。 例如，設想基底膜厚與遮罩膜厚相異，被處理對象的半導體晶圓的微細形狀為基底膜厚略厚，遮罩膜厚略厚的情形。在此情形下，必須準備基底膜厚厚的情形、薄的情形、遮罩膜厚厚的情形、薄的情形這4種從半導體晶圓得到的干涉光譜圖樣的資料庫，而將它們適當地合成，但專利文獻1及2的任一者皆未揭示這樣的方法。 本發明之目的，在於考慮上述習知技術的問題點，提供一種即使在半導體晶圓表面的微細形狀(例如基底膜厚與遮罩膜厚)發生了2種以上的不均的情形下，仍能精密地檢測或是控制被處理膜的剩餘膜厚之電漿處理裝置及電漿處理方法。 [解決問題之技術手段] 本發明，為達成上述目的，係一種電漿處理裝置，具備：真空處理室，在將內部排氣成真空的狀態下使電漿產生而處理被處理材；處理狀態檢測單元，檢測在此真空處理室的內部受到處理的被處理材的被處理膜的狀態；及控制部，控制真空處理室與處理狀態檢測單元；其中，處理狀態檢測單元，構成為具備：發光檢測部，檢測在真空處理室的內部產生的電漿發光；演算部，求出藉由此發光檢測部檢測出的電漿發光的微分波形資料；資料庫部，事先記憶著複數個微分波形圖樣資料；膜厚算出部，基於藉由演算部求出的微分波形資料與資料庫部中記憶的複數個微分波形圖樣資料之差而賦予權重，而算出在被處理材正受到處理的被處理膜的膜厚的推定值；及終點判定部，基於藉由此膜厚算出部算出的被處理膜的膜厚的推定值，判定電漿處理的終點。 此外，本發明，為達成上述目的，係運用電漿處理裝置之電漿處理方法，該電漿處理裝置是在將真空處理室的內部排氣成真空的狀態下使電漿產生而處理形成於被處理材的被處理膜，設計成，以發光檢測部檢測在真空處理室的內部產生的電漿的發光，以演算部求出藉由發光檢測部檢測出的電漿的發光的微分波形資料，以膜厚算出部基於藉由演算部求出的微分波形資料與資料庫部中記憶的複數個微分波形圖樣資料之差而賦予權重，而算出在被處理材正受到處理的被處理膜的膜厚的推定值，基於藉由膜厚算出部算出的被處理膜的膜厚的推定值，以終點判定部判定前述電漿處理的終點。 又，本發明，為達成上述目的，係運用電漿處理裝置之電漿處理方法，該電漿處理裝置是在將真空處理室的內部排氣成真空的狀態下使電漿產生而處理形成於被處理材的被處理膜，設計成，以發光檢測部檢測在真空處理室的內部產生的電漿的發光，以演算部求出藉由發光檢測部檢測出的電漿的發光的微分波形資料，以膜厚算出部基於藉由演算部求出的微分波形資料與資料庫部中記憶的複數個微分波形圖樣資料之差而賦予權重，而算出在被處理材正受到處理的被處理膜的膜厚的推定值，處理被處理膜，直到藉由膜厚算出部算出的膜厚的推定值已到達事先設定好的剩餘膜厚，當藉由膜厚算出部算出的膜厚的推定值已到達事先設定好的剩餘膜厚的情形下，進一步將被處理膜處理恰好藉由追加處理時間算出器求出的為了從事先設定好的剩餘膜厚到達目標的膜厚所必要之處理時間。 [發明之效果] 按照本發明，即使在半導體晶圓的微細形狀發生了各式各樣的不均的情形下，仍能精度良好地檢測被處理膜的處理量或是剩餘膜厚。 此外，按照本發明，對於晶圓間、批次間等中的各種構造不均可實現高精度的膜厚推定及終點判定，能夠提升元件製造的良率。
本發明，係在電漿處理裝置裝備蝕刻量測定單元，該蝕刻量測定單元其資料庫具備各種膜厚/構造的複數個干涉光譜，藉由此蝕刻量測定單元，基於蝕刻中的干涉光譜與各資料庫之距離將資料庫的膜厚混合，而決定膜厚推定值，藉此對於基底膜厚以外的膜厚/構造的不均亦可實現高精度的膜厚推定。 本發明中推定膜厚的具體的手續如以下所示。 (a)準備各種膜厚/構造引起的干涉光譜圖樣相異之複數個資料庫。 (b)遵照晶圓處理中的干涉光譜的圖樣與資料庫的干涉光譜的圖樣之差而算出加權，運用加權與資料庫的膜厚值而算出膜厚推定值。 (c)運用推定膜厚判定到達目標。 此處，若要更具體地說明算出膜厚推定值，係運用事先收集好的干涉光譜與膜厚的資料，將干涉光譜的波長域最佳化。具體而言，將同一膜厚下的干涉光譜的不均較大的波長域剔除，藉由資料庫間的相互膜厚推定來評估精度。若精度良好，則將該波長域運用於膜厚推定。 本發明中，係一種電漿處理裝置及電漿處理方法，其中，運用將處理中的實際干涉光圖樣根據與該實際圖樣之差的值予以加權而成之3個以上的合成用干涉光圖樣，將從合成用干涉光圖樣分別算出的膜厚遵照權重而合成，藉此便能檢測處理中的膜厚。 此外，本發明係有關一種電漿處理裝置及電漿處理方法，設計成考量半導體晶圓表面的微細形狀相異而事先登錄從複數個半導體晶圓得到的干涉光的微分波形圖樣資料庫，於蝕刻處理中針對從半導體晶圓的表面得到的干涉光的複數個波長的各者求出時間微分，求出干涉光的波形的微分值的圖樣，而針對各個微分波形圖樣資料庫算出基於該圖樣與複數個微分波形圖樣資料庫的圖樣之差之權重。 運用此權重，計算從各個微分波形圖樣資料庫計算出的膜厚的加權和，藉此便能運用和被處理對象的半導體晶圓之微細形狀較類似的圖樣資料庫，精度良好地檢測被處理膜的剩餘膜厚。 以下，基於圖面詳細說明本發明之實施形態。用來說明本實施形態之所有圖中，具有同一機能之物標註同一符號，原則上省略其反覆說明。 惟，本發明並非受到以下所示實施形態的記載內容限定解釋。所屬技術領域者自當容易理解，在不脫離本發明的思想或是主旨的範圍，得變更其具體的構成。 [實施例1] 以下利用圖1至圖5，說明本發明之具備檢測蝕刻量(此處為實際的處理材的蝕刻深度及膜厚)的手段之半導體晶圓的電漿處理裝置的全體構成。 本發明的實施形態之電漿處理裝置如圖1所示。電漿處理裝置1，具備真空處理室2與蝕刻量測定單元8及控制部30。 真空處理室2，具備在內部載置半導體晶圓等的被處理材4之試料台5、與檢測在內部產生的電漿3的發光之受光器7、與傳送在受光器7受光的電漿3的發光之光纖71、與對被處理材4照射光之光源22。真空處理室2中，還具備將氣體導入至內部之氣體導入手段、或將內部排氣成真空之真空排氣手段、供給電力之電力供給手段等，惟為簡化說明，省略該些圖示。 蝕刻量測定單元8，具備分光器9、第1數位濾波器10、微分器11、第2數位濾波器12、個別膜厚算出器13、微分波形圖樣資料庫集合14、微分波形圖樣資料庫15、算出被處理膜的膜厚210之加權膜厚算出器16、加權膜厚算出器16的計算所使用之膜厚算出配方17、迴歸分析器18、基於迴歸分析器18的結果而判定蝕刻的結束之終點判定器19、顯示終點判定器19的判定結果之顯示器20、將膜厚算出配方17的值予以最佳化之配方最佳化器21。 另，圖1中的蝕刻量測定單元8，係示意機能性的構成，除顯示器20與分光器9外之蝕刻量測定單元8的實際的構成，能夠藉由CPU、或保持蝕刻深度及膜厚檢測處理程式或干涉光6的微分波形圖樣資料庫等各種資料之由ROM或檢測資料保持用的RAM及外部記憶裝置等所成之記憶裝置、資料的輸出入裝置、及通訊控制裝置而構成。 控制部30，接受來自蝕刻量測定單元8的訊號或來自外部的訊號，而控制連接至真空處理室2之未圖示的氣體導入手段、或真空排氣手段、電力供給手段等。 從省略圖示的氣體導入手段被導入至被真空處理室2的內部之蝕刻氣體，藉由從省略圖示的電力供給手段供給的微波電力等而分解而成為電漿3，藉由此電漿3蝕刻試料台5上的半導體晶圓等的被處理材4。 電漿3的發光，直接地或如干涉光6般在半導體晶圓等的被處理材4反射後，其一部分在受光器7受光，從真空處理室2通過光纖71被導入至分光器9。在分光器9，入射的電漿發光被分光而將光強度變換成數位訊號。另，亦可設計成取代電漿3的發光而從光源22對被處理材4照射光，將其反射光藉由分光器9計測。 圖2A示意蝕刻對象亦即被處理材4表面的微細形狀。半導體晶圓等的被處理材4，是在矽基板200之上層積例如由多晶矽等所構成的被處理膜202與由氧化膜等所構成的基底膜203而形成。此外，在被處理膜202之上，形成有由阻劑等所構成的遮罩201的圖樣。 圖2B為正在蝕刻被處理膜202時的模型圖。入射至被處理材4的電漿光204，會在被處理材4的表面反射，其中存在著首先在遮罩201表面之反射光205、與在遮罩201與被處理膜202的交界之反射光206。此外，在未被遮罩201覆蓋而被處理膜202露出的部分，存在著在被處理膜202表面之反射光207、在被處理膜202與基底膜203的交界之反射光208、在基底膜203與矽基板200的交界之反射光209。 在該些反射光之間會發生光路差，因此會形成干涉光。隨著蝕刻的進展，被處理膜202的膜的厚度會減少，因此各反射光的光路差會變化而在每一波長產生周期相異的干涉現象。該些多波長的干涉光6當中的在受光器7受光的多波長的干涉光6，透過光纖71被導向蝕刻量測定單元8的分光器9，基於其狀態而進行被處理膜202的蝕刻量的測定或製程(此處為蝕刻)的終點判定之處理。 圖2B中，作為膜厚檢測的對象之膜厚係為被處理膜202的膜厚210。然而，在受光器7受光而藉由分光器9計測到的多波長的干涉光6，也會因為遮罩膜厚211、基底膜厚212、被處理膜區域213與遮罩區域214的面積比、被處理膜的膜厚210的在半導體晶圓上的每一位置的不均這些半導體晶圓微細形狀的不均而變動。該些不均，成為被處理膜的膜厚210的檢測的誤差因素。 分光器9攝入的有關被處理材4的多波長的干涉光6，會成為和各個波長每一者的發光強度相應之電流檢測訊號而被變換成電壓訊號。藉由分光器9而被輸出作為在任意的取樣時刻i得到的取樣訊號之複數個特定波長的訊號，係作為時間序列資料yij而暫且被收納在未圖示的RAM等的記憶裝置。此處j示意波長。 接著，從分光器9被輸出而暫且被收納於RAM等的記憶裝置之時間序列資料yij，係被傳送至第1數位濾波器10，除去成為噪訊成分的規定頻率以上的波形而受到平滑化處理，作為平滑化時間序列資料Yij，被暫且收納於未圖示的RAM等的記憶裝置。 被暫且收納於此RAM等的記憶裝置之平滑化時間序列資料Yij，被發送至微分器11，算出規定的取樣時刻i的微分值(1次微分值或2次微分值)的時間序列資料dij，而被收納於未圖示的RAM等的記憶裝置。被暫且收納於此RAM等的記憶裝置之微分值的時間序列資料dij，被發送至第2數位濾波器12而再度受到平滑化處理，作為平滑化微分係數時間序列資料Dij被收納於未圖示的RAM等的記憶裝置。 此處，說明平滑化微分係數時間序列資料Di的算出。作為第1數位濾波器10，例如運用2階巴特沃斯(Butterworth)型的低通濾波器。藉由2階巴特沃斯型的低通濾波器，平滑化時間序列資料Yi藉由式(1)而被求出。
Figure 02_image001
此處，係數a，b會因取樣頻率及截止頻率而數值不同。此外，數位濾波器的係數值為例如a2=-1.143、a3=0.4128、b1=0.067455、b2=-0.013491、b3=0.067455(取樣頻率10Hz、截止頻率1Hz)。 微分係數的時間序列資料di，是藉由微分器11而運用5點的時間序列資料Yi之多項式擬合平滑化微分法，由式(2)依以下方式被算出。
Figure 02_image003
此處有關權重係數ω，係ω -2=2、ω -1=-1、ω 0=-2、ω 1=-1、ω 2=2。 運用前述微分係數的時間序列資料di，平滑化微分係數時間序列資料Di，藉由例如2階巴特沃斯型低通濾波器作為第2數位濾波器12而由式(3)依以下方式被算出。
Figure 02_image005
將此計算依每一波長j執行，便能得到平滑化微分係數時間序列資料Dij。又，把將平滑化微分係數時間序列資料Dij除以平滑化時間序列資料Yij而成之值訂為Dij而在後續的計算中運用。另，亦可直接運用平滑化微分係數時間序列資料Dij。 另一方面，微分波形圖樣資料庫集合14，係保持3個以上的微分波形圖樣資料庫15。微分波形圖樣資料庫15中，事先存儲有將針對用來製造半導體元件的處理對象亦即被處理材4及其表面的膜構造其材料、形狀、構成為同等的測試用的被處理材以和該被處理材4同等的條件做蝕刻處理的情形下得到的干涉光圖樣的資料P(m)sj。 微分波形圖樣資料庫15，存儲有複數個在相異的複數個測試用的被處理材計測出之資料。m示意資料庫的ID，s示意自處理開始計數之取樣時的經過時間、j示意發光波長。干涉光圖樣的資料P(m)sj，包含和被處理膜的相異的剩餘膜厚或是示意它的資料的值相對應之來自被處理膜的干涉光的強度的圖樣。 另，當蝕刻亦朝橫方向進展的情形下，亦可包含示意被處理膜區域213的寬度或遮罩區域214的寬度之參數來取代剩餘膜厚。此微分波形圖樣資料庫15，被存儲於蝕刻量測定單元8內部的省略圖示的RAM或是ROM等的記憶體元件、或硬碟、DVD碟片等的記憶裝置。 被存儲於微分波形圖樣資料庫集合14之微分波形圖樣資料庫15，是從由於製造上的不均等等而有遮罩201厚者及薄者這樣稍微相異的微細形狀的被處理材所得到的資料。此外，亦可準備微細形狀各有稍微相異的測試用的被處理材，來作成微分波形圖樣資料庫15。 個別膜厚算出器13，為從前述的微分波形圖樣資料庫15抽出被處理膜的剩餘膜厚與干涉光的圖樣的資料P(m)sj之處理。例如，針對上述的微分波形圖樣資料庫15各者，亦可抽出s成為規定的經過時間以上之資料、與和該時間相對應的剩餘膜厚之資料。 此外，針對上述的微分波形圖樣資料庫15各者，亦可與和規定的經過時間相對應的干涉光的實際圖樣Dij比較，而檢測圖樣差最小的經過時間與該時的膜厚值。亦即，亦可算出被存儲於微分波形圖樣資料庫15之圖樣的資料P(m)sj當中與實際圖樣Dij之差，求出差值最小的圖樣的資料，而抽出和該圖樣的資料相對應的剩餘膜厚。 依此方式抽出的干涉光的圖樣的資料稱為Q(m)sj。此資料中，在該經過時間之剩餘膜厚係被建立對應。將此被建立對應的剩餘膜厚稱為r(m)s。 加權膜厚算出器16中，運用對每一資料庫抽出的干涉光的圖樣的資料Q(m)sj與剩餘膜厚的資料r(m)s，算出在時刻i之瞬時膜厚值Zi的值。為了算出瞬時膜厚值Zi，此處係作成圖3A所示矩陣R：301及圖3B所示矩陣Q：302。 圖3A的矩陣R：301，為將r(m)s從m=1依序朝行方向結合而成之矩陣。以下將第u行的元素以Ru表示。圖3B的矩陣Q：302，為將Q(m)sj從m=1依序朝行方向結合而成之矩陣。以下將第u行v列的元素以Quv表示。Ru與Quv，各自和同一資料庫的同一經過時間建立對應。此外，以下使用N作為各自的行數。 瞬時膜厚值Zi的值，藉由以下的式(4)及式(5)被計算。
Figure 02_image007
上述為矩陣的演算式，A、W各自為以下的矩陣。T表示轉置。 A：用於修正之N行N列的矩陣。各元素，亦可為W的元素的和的倒數亦即N行N列的對角矩陣。此外，亦可像核脊迴歸(Kernel Ridge Regression)這樣為(K-λI)的反矩陣。此處，K為第u行v列的元素以下記的式(5)表示之成為kuv的N行N列的矩陣。λ為任意的係數，I為元素為1之N行N列的對角矩陣。
Figure 02_image009
上述的式(5)中，取j的總和之波長域與係數σ，是藉由膜厚算出配方17中存儲的值而被指定。exp為自然對數底的指數函數。 W：示意各元素遵照在時刻i的平滑化微分值時間序列資料Dij與各資料庫之圖樣差的權重。例如，第u個的元素Wu如以下的式(6)般，藉由隨著圖樣差的大小而單調減少之函數而被算出其值。
Figure 02_image011
上述的式(6)中，取j的總和之波長域與係數σ，是如同式(5)般藉由膜厚算出配方17中存儲的值而被指定。 藉由運用上述的式(6)，在時刻i的被處理材4的微分波形圖樣，與各資料庫的微分波形圖樣更類似者會成為較大的值，不類似者則得到較小的權重。藉由將這樣的權重運用於式(4)，瞬時膜厚值Zi，便從微分波形圖樣為類似的資料庫的剩餘膜厚而被算出。 例如，如圖4所示，當已得到被處理材4的微分波形圖樣410與各資料庫的微分波形圖樣401~403的情形下，對DB1的微分波形圖樣401與DB2的微分波形圖樣402賦予較大的權重，對DB3的微分波形圖樣403賦予較小的權重，藉此便會從微分波形圖樣較接近的DB1的微分波形圖樣401與DB2的微分波形圖樣402而算出瞬時膜厚值Zi。 若被處理材4的表面上的微細形狀類似則干涉光的微分波形圖樣亦會取得類似的圖樣，因此能夠藉此運用表面上的微細形狀和被處理材4類似之資料庫，而算出瞬時膜厚值Zi。另，權重Wu的計算式不限定於式(6)，只要是當圖樣差較大時會被計算較小的權重之函數即可。 檢測在該取樣時刻的瞬時膜厚值作為Zi，將瞬時膜厚值Zi的值存儲於蝕刻量測定單元8內的記憶裝置內作為時間序列的資料。 膜厚算出配方17，為指定前述的式(5)式(6)中取和的波長的範圍、與式內的係數σ之資料。此可由設計者決定，亦可藉由後述的配方最佳化器21設定。 迴歸分析器18中，係接收來自加權膜厚算出器16的輸出、或是讀出記憶裝置中存儲的該取樣時刻i的瞬時膜厚Zi的資料，並且從記憶裝置讀出時刻i以前的瞬時膜厚值，進行運用它們之迴歸分析，從迴歸直線近似之結果算出時刻i的膜厚值。 亦即，藉由迴歸分析器18求出1次迴歸直線Y=Xa･t+Xb(Y：剩餘膜量、t：蝕刻時間、Xa：絕對值為蝕刻速度、Xb：初始膜厚)，從此迴歸直線算出取樣時刻i的膜厚Yi(計算膜厚)的值。另，當被處理膜的期望的剩餘膜厚，比微分波形圖樣資料庫15中的剩餘膜厚還小的情形下，亦可不進行瞬時膜厚Zi的計算而僅運用1次迴歸直線來算出時刻i的膜厚值。 接著，示意得到的計算膜厚Yi的值之資料被發送至終點判定器19，在終點判定器19比較膜厚Yi的值與蝕刻處理的目標之膜厚(目標膜厚)值，當判定膜厚Yi為目標膜厚值以下的情形下，訂為被處理材4的被蝕刻膜的蝕刻量已到達目標，其結果被顯示於顯示器20。 其後，停止電漿形成部的電場或磁場之產生，電漿3消失而被處理材4的蝕刻處理結束，再變更蝕刻處理用的氣體或壓力等的處理條件而進行被蝕刻膜的處理。 配方最佳化器21，為進行設定前述的膜厚算出配方17之處理者。此作為被處理材4的電漿處理開始之前的前處理而實施。配方最佳化器21，從微分波形圖樣資料庫15的各自的資料庫，抽出被指定的剩餘膜厚(例如目標膜厚)下的微分波形圖樣。被抽出的DB1的微分波形圖樣501與DB2的微分波形圖樣502與DB3的微分波形圖樣503即圖5A。 將此抽出的微分波形圖樣的各波長下的強度的不均亦即標準差510，如圖5B所示般算出。此不均較大的波長，料想會由於電漿或腔室的狀態等的剩餘膜厚以外的因素而強度變化，因此剔除，藉此能夠提升精度。 是故，圖5B中，是以如511般標準差較大的波長從式(4)式(5)的取和的波長剔除，而僅使用512的波長域來計算瞬時膜厚Zi之方式，將波長域存儲於膜厚算出配方17。 另，剔除的波長域，可如全波長當中的不均的上位10%的波長、20%的波長這樣決定相對的大小，亦可對不均訂定閾值。另，當資料庫的微分波形圖樣被分成複數個群組的情形下，亦可算出每一群組的標準差，而使用其平均。 又，配方最佳化器21，為了決定剔除的波長域的比例，係抽出微分波形圖樣資料庫15的1個資料庫(DBp)，而使用剩餘的微分波形圖樣資料庫15，運用式(4)進行算出瞬時膜厚之處理。 針對複數個波長域的候選，例如剔除上位10%的不均的情形、剔除上位20%的不均的情形下的各者，係算出DBp的時刻s下的瞬時膜厚Zs，計算與膜厚r(m)s之差分，而選擇差分較小的波長域作為最佳的波長域。 另，亦可針對式(5)式(6)的係數σ也設定複數個係數σ，算出瞬時膜厚Zs，而針對波長域與係數σ之組合，進行辨明差分較小的組合之處理。依此方式辨明的波長域及係數σ，被存儲於膜厚算出配方17。 本實施例中，藉由運用式(6)，以複數個資料庫當中與從被處理材4得到的微分波形圖樣之差分小的複數個資料庫的加權和，算出膜厚。從微細形狀接近的被處理材，會得到較類似的微分波形圖樣，因此即使被處理材4的微細形狀不均的情形下，仍可運用微細形狀類似的被處理材的資料庫，精度良好地進行終點判定。 接著，運用圖6的流程圖，說明藉由圖1的蝕刻量測定單元8，於進行蝕刻處理時算出被處理膜的剩餘膜厚或是蝕刻量之手續。圖6為圖1所示實施例之電漿處理裝置的檢測剩餘膜厚蝕刻量的動作的流程示意流程圖。主要示意蝕刻量測定單元8的動作的流程。處理從步驟S601開始。 本實施例中，在被處理材4的處理之前，進行被處理膜的目標的剩餘膜厚的值、與其檢測或是判定所使用的複數個微分波形圖樣資料庫之設定(步驟S602)。 微分波形圖樣資料庫中，會運用針對複數個被處理材收集干涉光圖樣的資料而成之資料P(m)sj，其中該干涉光圖樣的資料係將針對用來製造半導體元件的處理對象亦即被處理材4及其表面的膜構造其材料、形狀、構成為同等的測試用的被處理材以和該被處理材4同等的條件做蝕刻處理的情形下得到。 接著，進行將瞬時膜厚的算出所使用之波長域及係數予以最佳化之處理(步驟S603)。針對本處理，在後述的圖7的流程圖說明之。此外，亦可不執行本處理，而使用事先指定好的波長域及係數。 接著，在真空處理室2內形成電漿3而開始被處理材4的被蝕刻膜之處理，於該蝕刻處理中每隔規定的取樣間隔(例如0.1~0.5秒)檢測從被蝕刻膜得到的干涉光(步驟S604)。此時，隨著蝕刻處理的開始而發出取樣開始命令。 處理中隨著蝕刻的進展而變化之多波長的干涉光的強度，會被傳達至蝕刻量測定單元8的分光器9，藉由該光檢測器而依每一規定的頻率檢測並輸出作為和光的強度相應之電壓的光檢測訊號。 分光器9的光檢測訊號受到數位變換，而取得取樣訊號yij作為和任意的時刻建立對應之資料訊號。接著，來自分光器9的多波長輸出訊號yij藉由第1段的第1數位濾波器10而被平滑化，算出任意的時刻的時間序列資料Yij(步驟S605)。 接著，時間序列資料Yij被傳達至微分器11，藉由多項式擬合平滑化微分法算出時間序列的微分係數dij(步驟S606)。亦即，藉由多項式擬合平滑化微分法檢測訊號波形的微分係數di。 微分係數dij被傳達至第2段的第2數位濾波器12，算出平滑化微分係數時間序列資料Dij(步驟S607)。得到的平滑化微分係數時間序列資料Dij，被除以平滑化時間序列資料Yij，傳達至個別膜厚算出器13。 另，此處雖使用平滑化微分係數時間序列資料Dij，但亦可使用Yij本身、或是對Yij運用最小平方法算出之值等，只要是反映出被處理材4的差別之時間序列資料則可運用任何的值。 個別膜厚算出器13中，針對微分波形圖樣資料庫集合14中的複數個微分波形圖樣資料庫15的各者，抽出被處理膜的剩餘膜厚與干涉光的圖樣的資料Q(m)sj(步驟S608)。 例如，針對上述的微分波形圖樣資料庫15各者，抽出s成為規定的經過時間以上之資料、與和該時間相對應的剩餘膜厚之資料。 或，亦可求出從本蝕刻處理開始起算的經過時間，而在從該經過時間起規定的範圍(例：±10秒等)抽出有經過時間s之資料、與和該時間相對應的剩餘膜厚之資料。 或，亦可針對上述的微分波形圖樣資料庫15各者，與和規定的經過時間相對應的干涉光的實際圖樣Dij比較，抽出圖樣差最小的經過時間與該時的剩餘膜厚。 接著，在加權膜厚算出器16，運用對每一資料庫抽出的干涉光的圖樣的資料Q(m)sj與剩餘膜厚的資料r(m)s，算出在時刻i的瞬時膜厚值Zi的值(步驟S609)。 為了算出瞬時膜厚值Zi，作成將從各微分波形圖樣資料庫15抽出的圖樣結合資料Q(m)sj而成之矩陣Q，及結合同樣地抽出的剩餘膜厚Ru而成之矩陣R。 瞬時膜厚值Zi的值，是藉由將Q、R及在時刻i的平滑化微分值時間序列資料Dij代入前述的式(4)式(5)及式(6)而被算出。另，式(5)式(6)中取總和的波長域及係數σ，是使用事先訂定好的值、或是藉由後述的圖7所示流程而訂定的值。 接著，迴歸分析器18，運用算出的瞬時膜厚值Zi、與記憶裝置中存儲的該取樣時刻i的瞬時膜厚Zi，求出1次迴歸直線，遵照該1次迴歸直線而算出計算膜厚(步驟S610)。 又，比較目前的被處理膜的計算膜厚與步驟S302中設定的目標剩餘膜厚，若判定為目標剩餘膜厚以下，則判定已到達目標，而對電漿處理裝置1發送令蝕刻處理結束之訊號(步驟S611)。當判定尚未到達的情形下，返回步驟S305的處理。若判定已到達，則最後進行取樣結束之設定(步驟S612)。 接著，運用圖7的流程圖，說明和圖6的S603相對應之藉由圖1的蝕刻量測定單元8進行的進行配方最佳化處理時的手續。處理從步驟S701開始。 首先，配方最佳化器21，決定比較微分波形圖樣的剩餘膜厚(基準膜厚)。此例如亦可為目標剩餘膜厚(步驟S702)。 接著，各微分波形圖樣資料庫15中，抽出基準膜厚下的微分波形的圖樣的資料P(m)sj(步驟S703)。 接著，使用抽出的圖樣的資料P(m)sj，算出每一波長j的P(m)sj的標準差(步驟S704)。 接著，從標準差相對較大的波長依序剔除，將剩下的波長域訂為欲利用的波長域的候選(步驟S705)。此處，係以剔除10%的情形、剔除20%的情形這樣的方式作成複數個候選。 接著，作成複數個式(5)及式(6)的係數σ的候選(步驟S706)。 然後，抽出微分波形圖樣資料庫15的1個資料庫，使用剩餘的微分波形圖樣資料庫15而運用式(4)算出瞬時膜厚，進行算出與剩餘膜厚的資料r(m)s之誤差之處理(步驟S707)。此處理針對波長域與係數σ之組合而進行，辨明誤差小之組合。 依前述方式，辨明的波長域及係數σ，被存儲於膜厚算出配方17(步驟S708)。 藉由以上而處理結束(S709)。 運用圖8說明本實施例的效果。此處，舉出檢測來自被處理材4的反射光而得到的微分波形圖樣810、與2個微分波形圖樣資料庫15為例。圖8中的DB4的微分波形圖樣811，測定微分波形圖樣資料庫15而得之測試用半導體晶圓(測試用的被處理材)的被處理膜區域213比起被處理材4較小，為遮罩膜厚211厚的情形。DB5的微分波形圖樣812，測定微分波形圖樣資料庫15而得之測試用半導體晶圓的被處理膜區域213和被處理材4為同程度，為有關遮罩膜厚211亦為同程度的情形。 此外，圖8的波長域802中，訂為主要測定被處理膜202的干涉光的時間變化。波長域801中，訂為不僅測定被處理膜202的干涉光的時間變化，而是測定與比被處理膜還薄的遮罩201的干涉光的時間變化之和。 此處，設想比較DB4的微分波形圖樣811與被處理材4的微分波形圖樣810，而將兩者的差較小時的膜厚用於瞬時膜厚計算之情形。首先，DB4中，被處理材4的被處理膜區域213小，因此測定到的被處理膜202的干涉光的時間變化小，波長域802中的微分波形圖樣的振幅會比被處理材4還小。因此，若使用DB4的微分波形圖樣811，則示意被處理膜202的干涉光之微分波形圖樣的大小不一致，微分波形圖樣的差的計算精度會降低。 此外，也會讓遮罩膜厚211的干涉光的時間變化(波長域801)的差較小之微分波形圖樣被選上，因此當遮罩膜厚211厚度接近的情形下，亦即DB4中蝕刻更為進展的狀態(被處理膜202薄的情形)之微分波形圖樣811會被選擇，瞬時膜厚計算會發生誤差。 像這樣，若使用被處理材4上的微細形狀相異的測試用半導體晶圓的微分波形圖樣資料庫15，可知剩餘膜厚的計算精度會降低。另一方面，微細形狀類似的被處理材4中，如DB5的微分波形圖樣812般，微分波形圖樣的差會變小。 因此，使用微分波形圖樣的差來將微分波形圖樣資料庫15加權，藉此即使被處理材4的微細形狀不均的情形下，在各自的被處理材4，仍能運用藉由微細形狀類似的測試用半導體晶圓測定出的微分波形圖樣資料庫15，精度良好地檢測膜厚。 按照本實施例，對於在晶圓間、批次間等的各種構造不均可實現高精度的膜厚推定及終點判定，能夠提升元件製造的良率。 [實施例2] 本實施例中，設想使用過去的量產工程中，將針對表面的膜構造其材料、形狀、構成和被處理材4同等之複數個被處理材(晶圓)以和該被處理材4同等的條件做蝕刻處理時得到的資料，來準備相當於實施例1中說明的微分波形圖樣資料庫15及微分波形圖樣資料庫集合14之資料庫及其集合之情形。 本實施例中，對於針對表面的膜構造其材料、形狀、構成和被處理材4同等的200片的晶圓，設定被處理膜的目標剩餘膜厚(此處訂為140nm)而做蝕刻處理。然後，使用藉由此蝕刻處理得到的干涉光圖樣之資料P(m)sj、與和各干涉光圖樣的資料P(m)sj相對應的被處理膜的膜厚值之資料，作成包含該200片的晶圓的微分波形圖樣資料庫151之微分波形圖樣資料庫集合141。 該200片的晶圓上的被處理膜，預定被蝕刻處理至事先設定好的目標的剩餘膜厚(140nm)。但，實際上由於蝕刻處理室內環境的經時變化或被處理材表面的微細形狀的差別，對於各晶圓上的被處理膜之蝕刻處理條件會變化，蝕刻處理後的被處理膜的剩餘膜厚在每一晶圓會不均。亦即，會混雜以比目標還薄的剩餘膜厚結束蝕刻處理之晶圓、與以比目標還厚的剩餘膜厚結束蝕刻處理之晶圓。 圖9的圖表900，是將被存儲於運用從該200片的晶圓得到的資料而作成的微分波形圖樣資料庫集合141之和各膜厚建立對應的干涉光圖樣資料P(m)sj的數量，依照蝕刻處理後的剩餘膜厚為相同膜厚之每一晶圓將凡例圖樣統一而以堆疊直條形式示意。 干涉光圖樣資料P(m)sj的資料數，在資料901所示剩餘膜厚(被處理膜的膜厚)145nm以前係存在和全晶圓片數同數量的200資料，但若剩餘膜厚(被處理膜的膜厚)變得比144nm還少則可知會逐漸減少。當資料902所示目標的剩餘膜厚為140nm的情形下，資料數只存在108。料想在將實際的製品晶圓做蝕刻處理之量產工程中，也會有像這樣目標的剩餘膜厚附近的資料數減少的狀況。 將這樣的狀況套入實施例1中說明的圖8的圖表來思考。例如，料會和DB5：812相對應的晶圓會以比目標還厚的剩餘膜厚結束蝕刻，而目標的剩餘膜厚中不存在DB5的干涉光圖樣資料。這樣的情形下，DB4：811中會選擇蝕刻更為進展的狀態(被處理膜202較薄的情形)的干涉光圖樣，瞬時膜厚值Zi的計算會發生誤差。 像這樣，實施例1中說明的微分波形圖樣資料庫集合14中包含的一部分或全部的微分波形圖樣資料庫15中，料想會由於和目標的剩餘膜厚相對應的干涉圖樣的資料P(m)sj不存在，而判定蝕刻處理的終點之精度劣化。 本實施例中，敘述一種即使如上述像和目標的剩餘膜厚附近的膜厚相對應的干涉光圖樣資料不足，仍高精度地判定蝕刻處理的終點之方法。 實施例2之電漿處理裝置110如圖10所示。與圖1所示實施例1之電漿處理裝置1之差別，在於蝕刻量測定單元81除了上述的微分波形圖樣資料庫151與微分波形圖樣資料庫集合141外，還具有膜厚推定終點判定器119來取代終點判定器19、用來存儲處理中的過去時刻的計算膜厚值的資料之記憶部40、及追加處理時間算出器23。其他構成和圖1所示實施例1之電漿處理裝置1為同等的構成，發揮同等的作用，故省略詳細的說明。 實施例2之電漿處理裝置110中，如同實施例1般運用從式(4)式(5)及式(6)算出瞬時膜厚值Zi的方法，實施蝕刻處理直到到達可得到容許範圍內的精度之規定的剩餘膜厚，於偵測到達該規定剩餘膜厚後，運用從在過去時刻檢測出的剩餘膜厚資料而算出之蝕刻速率，算出到達目標的剩餘膜厚所必要的追加蝕刻時間，而將蝕刻處理繼續恰好該算出時間後，結束蝕刻處理。 圖11為圖10所示實施例2之電漿處理裝置110的檢測被處理膜的剩餘膜厚或是蝕刻量，而判定蝕刻處理的終點的動作的流程示意流程圖。主要示意蝕刻量測定單元81的動作的流程。處理從步驟S1301開始。 本實施例中於被處理材4的處理之前，進行被處理膜的目標的剩餘膜厚(蝕刻的終點的剩餘膜厚)的值之設定、與結束運用前述的式(4)式(5)及式(6)而算出瞬時膜厚值Zi之剩餘膜厚(膜厚推定的終點的剩餘膜厚)的值之設定、與運用前述的式(4)式(5)及式(6)而算出瞬時膜厚值Zi所使用的複數個微分波形圖樣資料庫之設定、與從記憶裝置中存儲的蝕刻處理中的各時刻的計算膜厚值的資料當中抽出時刻範圍作為步驟S1312中為了求出1次迴歸直線而使用的計算膜厚值的資料之設定(步驟S1302)。但，蝕刻的終點的剩餘膜厚，為比膜厚推定的終點的剩餘膜厚還薄的膜厚。 本實施例中的膜厚推定的終點的剩餘膜厚，是設定成瞬時膜厚值Zi的算出精度成為容許範圍內的剩餘膜厚範圍當中的最薄的膜厚。本實施例中將該膜厚訂為144nm，而將膜厚推定的終點的剩餘膜厚值設定成144nm。 此外，本實施例中的蝕刻終點的剩餘膜厚值，設定成和圖9的圖表900所示資料902相當之140nm。此外，從記憶裝置中存儲的蝕刻處理中的各時刻的計算膜厚值的資料當中抽出作為用來在步驟S1312中求出1次迴歸直線所使用的計算膜厚值的資料之時刻範圍，為從到達膜厚推定的終點時回溯而訂為5.0秒前至到達膜厚推定的終點時為止之5.0秒間。 微分波形圖樣資料庫151中，使用將針對表面的膜構造其材料、形狀、構成和被處理材4為同等的3片以上的複數個晶圓以和該被處理材4同等的條件做蝕刻處理的情形下得到的干涉光圖樣之資料P(m)sj及和各干涉光圖樣資料P(m)sj相對應之膜厚值資料。 接著，進行配方最佳化之實施，亦即將瞬時膜厚的算出所使用之波長域及係數予以最佳化之處理(步驟S1303)。針對本處理，係和實施例1中圖7的流程圖中說明的處理相同。此外，亦可不執行本處理，而使用事先指定好的波長域及係數。 接著，在真空處理室2內形成電漿3而開始被處理材4的被蝕刻膜之處理，於該蝕刻處理中每隔規定的取樣間隔(例如0.1~0.5秒)藉由受光器7檢測從被處理膜得到的干涉光(步驟S1304)。此時，隨著蝕刻處理的開始而發出取樣開始命令。 處理中隨著蝕刻的進展而變化之多波長的干涉光的強度，會被傳達至蝕刻量測定單元81的分光器9，藉由此分光器9而依每一規定的頻率檢測並輸出作為和光的強度相應之電壓的光檢測訊號。 分光器9的光檢測訊號受到數位變換，而取得取樣訊號yij作為和任意的時刻建立對應之資料訊號。接著，來自分光器9的多波長輸出訊號yij藉由第1數位濾波器10而被平滑化，算出任意的時刻的時間序列資料Yij(步驟S1305)。 接著，時間序列資料Yij被傳達至微分器11，藉由多項式擬合平滑化微分法算出時間序列的微分係數dij(步驟S1306)。亦即，藉由多項式擬合平滑化微分法檢測訊號波形的微分係數di。 微分係數dij被傳達至第2數位濾波器12，算出平滑化微分係數時間序列資料Dij(步驟S1307)。得到的平滑化微分係數時間序列資料Dij，被除以平滑化時間序列資料Yij，傳達至個別膜厚算出器13。 另，此處雖使用平滑化微分係數時間序列資料Dij，但亦可使用Yij本身、或是對Yij運用最小平方法算出之值等，只要是反映出處理室內的環境的差別之時間序列資料則可運用任何的值。 個別膜厚算出器13中，針對微分波形圖樣資料庫集合141中的複數個微分波形圖樣資料庫151的各者，抽出被處理膜的剩餘膜厚與干涉光的圖樣的資料Q(m)sj(步驟S1308)。 接著，在加權膜厚算出器16，運用對每一資料庫抽出的干涉光的圖樣的資料Q(m)sj與剩餘膜厚的資料r(m)s，算出在時刻i的瞬時膜厚值Zi的值(步驟S1309)。 為了算出瞬時膜厚值Zi，作成將從各微分波形圖樣資料庫151抽出的圖樣結合資料Q(m)sj而成之矩陣Q，及結合同樣地抽出的剩餘膜厚Ru而成之矩陣R。 瞬時膜厚值Zi的值，是藉由將Q、R及在時刻i的平滑化微分值時間序列資料Dij代入前述的式(4)式(5)及式(6)而被算出。另，式(5)式(6)中取總和的波長域及係數σ，是使用事先訂定好的值、或是藉由後述的圖7所示流程而訂定的值。 接著，迴歸分析器18，運用算出的瞬時膜厚值Zi、與記憶裝置中存儲的該取樣時刻i的瞬時膜厚Zi，求出1次迴歸直線，遵照該1次迴歸直線而算出計算膜厚(步驟S1310)。 接著，在膜厚推定終點判定器119，比較步驟S1310中算出的目前的被處理膜的計算膜厚與步驟S1302中設定的膜厚推定的終點的剩餘膜厚(步驟S1311)，若判定為膜厚推定的終點的剩餘膜厚以下，則判定已到達膜厚推定的終點(步驟S1311中Yes)，進入步驟S1312。當判定尚未到達的情形下(步驟S1311中No)，返回步驟S1305的處理。 接著，將步驟S1312的細節示於圖12。一旦進入步驟S1312，則追加處理時間算出器23，從記憶部40中存儲的處理中的過去時刻的計算膜厚值的資料當中，選擇步驟S1302中設定的時刻範圍內的複數時刻的計算膜厚值的資料(S3121)，使用選擇的計算膜厚值時間序列資料，求出1次迴歸直線：Y=Xc･t+Xd(Y：剩餘膜厚、t：蝕刻時間、Xc：絕對值為蝕刻速度、Xd：初始膜厚)(步驟S3122)。但，本步驟S3122中求出的1次迴歸直線，和步驟S1310中求出的1次迴歸直線為不同的另一迴歸直線。藉由本步驟S3122，算出蝕刻速率(S3123)。又，算出步驟S1311中判定為膜厚推定的終點的目前的被處理膜的計算膜厚與蝕刻終點的剩餘膜厚之差作為剩餘蝕刻量(S3124)，將該剩餘蝕刻量除以該蝕刻速率，藉此算出到達蝕刻終點的剩餘膜厚所必要的追加處理時間(S3125)。 然後，進入步驟S1313而從判定膜厚推定的終點的時刻起將蝕刻處理繼續恰好步驟S1312中算出的追加處理時間(S1313中No)，一旦經過了算出的追加處理時間(S1313中Yes)，則對電漿處理裝置1發送令蝕刻處理結束之訊號。最後進行取樣結束之設定，結束處理(步驟S1314)。 利用以上的實施形態實施了蝕刻終點判定之結果如圖13所示。圖13的圖表1400中，1401示意已處理的晶圓的處理後的剩餘膜厚，圖13的圖表全體示意處理後的剩餘膜厚的不均。處理後的剩餘膜厚在所有的晶圓皆為目標的剩餘膜厚140nm鄰近，誤差亦成為±1.0nm以下，可知能夠實現高加工精度下的蝕刻處理。 由此結果明白，按照本實施例1，即使不存在被存儲於微分波形圖樣資料庫集合141中包含的一部分或全部的微分波形圖樣資料庫151之和目標的剩餘膜厚相對應的干涉光圖樣的資料P(m)sj的情形下，仍能精度良好地判定蝕刻的終點。 [實施例3] 本實施例中，說明將膜厚推定的終點的剩餘膜厚，設定成實施例2中說明的微分波形圖樣資料庫集合141內的所有微分波形圖樣資料庫151共通具有的剩餘膜厚範圍當中的最薄的膜厚之情形。有關此以外的條件係和實施例2之電漿處理裝置110為同等的構成，發揮同等的作用，故省略詳細的說明。 本實施例中，將微分波形圖樣資料庫集合141中包含的微分波形圖樣資料庫151共通具有的剩餘膜厚範圍當中的最薄的膜厚，訂為和圖9的圖表900中的資料901相當之145nm。鑑此，將實施例2中說明的圖11的步驟S1302中的膜厚推定的終點的剩餘膜厚值設定成145nm，遵照圖11所示流程，在檢測到剩餘膜厚145nm以前運用前述的式(4)式(5)及式(6)進行剩餘膜厚之算出，於檢測膜厚推定的終點後以恰好步驟S1312中算出的時間追加進行蝕刻處理，而進行蝕刻處理的終點判定。 其結果，得到和實施例2同樣的蝕刻終點判定精度。是故明白，按照本實施例之方法，即使不存在被存儲於微分波形圖樣資料庫集合141中包含的一部分或全部的微分波形圖樣資料庫151之和目標的剩餘膜厚相對應的干涉光圖樣的資料P(m)sj的情形下，仍能精度良好地判定蝕刻的終點。 以上雖已基於實施例具體地說明了由本發明者創作之發明，但本發明不限定於前述實施例，在不脫離其主旨之範圍當然可做種種變更。例如，上述實施例是為了便於說明本發明而詳加說明，並非限定於一定要具備所說明之所有構成。此外，針對各實施例的構成的一部分，可追加其他構成、刪除、置換。
1,110:電漿處理裝置 2:真空處理室 3:電漿 4:被處理材 5:試料台 6:干涉光 7:受光器 8,81:蝕刻量測定單元 9:分光器 10:第1數位濾波器 11:微分器 12:第2數位濾波器 13:個別膜厚算出器 14,141:微分波形圖樣資料庫集合 15,151:微分波形圖樣資料庫 16:加權膜厚算出器 17:膜厚算出配方 18:迴歸分析器 19:終點判定器 20:顯示器 21:配方最佳化器 22:光源 23:追加處理時間算出器 40:記憶部 119:膜厚推定終點判定器
[圖1]本發明的實施例1之電漿處理裝置的概略的構成示意方塊圖。 [圖2A]本發明的實施例1被處理材的截面圖，示意處理前的狀態。 [圖2B]本發明的實施例1被處理材的截面圖，示意處理中的狀態。 [圖3A]本發明的實施例1之計算所使用的矩陣資料的說明圖。 [圖3B]本發明的實施例1之計算所使用的矩陣資料的說明圖。 [圖4]本發明的實施例1之計算所使用的微分波形圖樣示意圖表。 [圖5A]本發明的實施例1之從計算所使用的資料庫抽出的微分波形圖樣的不均示意圖表。 [圖5B]本發明的實施例1之基於從計算所使用的資料庫抽出的微分波形圖樣的不均而求出的標準差示意圖表。 [圖6]本發明的實施例1之算出蝕刻處理中的被處理膜的剩餘膜厚或是蝕刻量之手續示意流程圖。 [圖7]圖6的流程圖的步驟S603中的配方最佳化的詳細的手續示意流程圖。 [圖8]說明本發明的實施例1之蝕刻處理的效果之檢測來自被處理晶圓的反射光而得到的微分波形圖樣與資料庫中存儲的微分波形圖樣示意圖表，係示意將微分波形圖樣資料庫做加權，藉此即使當被處理材的微細形狀不均的情形下，仍能運用在微細形狀類似的測試用半導體晶圓測定出的微分波形圖樣資料庫，精度良好地檢測膜厚。 [圖9]本發明的實施例2之微分波形圖樣資料庫集合14中存儲的和各膜厚建立對應的干涉光圖樣資料的數量說明圖。 [圖10]本發明的實施例2之電漿處理裝置的概略的構成示意方塊圖。 [圖11]本發明的實施例2之處理手續示意流程圖。 [圖12]圖11中的流程圖的步驟S1312的詳細的手續示意流程圖。 [圖13]本發明的實施例2的效果之說明圖，係每一處理晶圓的處理後剩餘膜厚的不均示意圖表。
1:電漿處理裝置 2:真空處理室 3:電漿 4:被處理材 5:試料台 6:干涉光 7:受光器 8:蝕刻量測定單元 9:分光器 10:第1數位濾波器 11:微分器 12:第2數位濾波器 13:個別膜厚算出器 14:微分波形圖樣資料庫集合 15:微分波形圖樣資料庫 16:加權膜厚算出器 17:膜厚算出配方 18:迴歸分析器 19:終點判定器 20:顯示器 21:配方最佳化器 22:光源 30:控制部 71:光纖

Claims (15)

  1. 一種電漿處理裝置，其特徵為，具備： 真空處理室，在將內部排氣成真空的狀態下使電漿產生而處理被處理材； 處理狀態檢測單元，檢測在前述真空處理室的內部受到處理的前述被處理材的被處理膜的狀態；及 控制部，控制前述真空處理室與前述處理狀態檢測單元；其中， 前述處理狀態檢測單元，具備： 發光檢測部，檢測在前述真空處理室的內部產生的前述電漿的發光； 演算部，求出藉由前述發光檢測部檢測出的前述電漿的發光的微分波形資料； 資料庫部，事先記憶著複數個微分波形圖樣資料； 膜厚算出部，基於藉由前述演算部求出的前述微分波形資料與前述資料庫部中記憶的複數個前述微分波形圖樣資料之差而賦予權重，而算出在前述被處理材正受到處理的前述被處理膜的膜厚的推定值；及 終點判定部，基於藉由前述膜厚算出部算出的前述被處理膜的前述膜厚的推定值，判定運用前述電漿之處理的終點。
  2. 如請求項1所述之電漿處理裝置，其中， 前述被處理材的前述被處理膜為複數個層層積而形成，前述資料庫部針對前述複數個層被層積而形成的前述被處理膜，記憶著前述複數個層的各自的膜厚及構造的差別所引起的干涉光譜圖樣相異的複數個資料庫。
  3. 如請求項1所述之電漿處理裝置，其中， 前述膜厚算出部，運用前述資料庫部中記憶的前述複數個微分波形圖樣資料當中，和指定的基準膜厚相對應的複數個微分波形圖樣資料的剔除各波長下的強度的不均亦即標準差較大的部分而成之波長範圍的複數個微分波形圖樣資料，算出前述被處理膜的膜厚的前述推定值。
  4. 如請求項1所述之電漿處理裝置，其中， 前述膜厚算出部，基於藉由前述演算部求出的前述電漿的發光的前述微分波形資料與前述資料庫部中記憶著的前述微分波形圖樣資料之差而算出加權，運用前述算出的前述加權與前述資料庫部中記憶著的前述微分波形圖樣資料，算出前述被處理膜的前述膜厚的推定值。
  5. 如請求項4所述之電漿處理裝置，其中， 前述膜厚算出部，作為基於藉由前述演算部求出的前述電漿的發光的前述微分波形資料與前述資料庫部中記憶著的前述微分波形圖樣資料之差之前述加權，係以某一時刻下的藉由前述演算部求出的前述電漿的發光的前述微分波形資料和各資料庫的前述微分波形圖樣資料較類似者訂為較大的值，前述微分波形資料和前述微分波形圖樣資料不類似者訂為較小的值。
  6. 如請求項1所述之電漿處理裝置，其中， 具有：光源，用來對前述被處理材投射光， 前述發光檢測部，檢測從前述光源投射至前述被處理材的光的反射光。
  7. 一種電漿處理方法，係運用電漿處理裝置之電漿處理方法，該電漿處理裝置是在將真空處理室的內部排氣成真空的狀態下使電漿產生而處理形成於被處理材的被處理膜，其特徵為， 以發光檢測部檢測在真空處理室的內部產生的前述電漿的發光， 以演算部求出藉由前述發光檢測部檢測出的前述電漿的發光的微分波形資料， 基於藉由前述演算部求出的前述微分波形資料與資料庫部中記憶的複數個微分波形圖樣資料之差而賦予權重，而以膜厚算出部算出在前述被處理材正受到處理的前述被處理膜的膜厚的推定值， 基於藉由前述膜厚算出部算出的前述被處理膜的前述膜厚的推定值，以終點判定部判定運用前述電漿之處理的終點。
  8. 如請求項7所述之電漿處理方法，其中， 藉由前述膜厚算出部算出前述被處理膜的膜厚的推定值，是運用前述資料庫部中記憶的膜厚及構造的差別而引起之干涉光譜圖樣相異的複數個資料庫而算出。
  9. 如請求項7所述之電漿處理方法，其中， 藉由前述膜厚算出部算出前述被處理膜的膜厚的推定值，是運用前述資料庫部中記憶的複數個前述微分波形圖樣資料當中，和指定的基準膜厚相對應的複數個微分波形圖樣資料的剔除各波長下的強度的不均亦即標準差較大的部分而成之波長範圍的複數個微分波形圖樣資料而進行。
  10. 如請求項7所述之電漿處理方法，其中， 算出前述被處理膜的膜厚的推定值，是基於藉由前述演算部求出的前述電漿的發光的前述微分波形資料與前述資料庫部中記憶著的前述微分波形圖樣資料之差而算出加權，運用前述算出的前述加權與前述資料庫部中記憶著的前述微分波形圖樣資料，算出前述被處理膜的膜厚的推定值。
  11. 如請求項10所述之電漿處理方法，其中， 算出前述被處理膜的膜厚的推定值時，作為基於藉由前述演算部求出的前述電漿的發光的前述微分波形資料與前述資料庫部中記憶著的前述微分波形圖樣資料之差而算出之前述加權，係以某一時刻下的藉由前述演算部求出的前述電漿的發光的前述微分波形資料和各資料庫的前述微分波形圖樣資料較類似者訂為較大的值，前述微分波形資料和前述微分波形圖樣資料不類似者訂為較小的值。
  12. 如請求項7所述之電漿處理方法，其中， 前述發光檢測部，檢測從用來對前述被處理材投射光之光源投射至前述被處理材的光的反射光。
  13. 一種電漿處理方法，係運用電漿處理裝置之電漿處理方法，該電漿處理裝置是在將真空處理室的內部排氣成真空的狀態下使電漿產生而處理形成於被處理材的被處理膜，其特徵為， 以發光檢測部檢測在前述真空處理室的內部產生的前述電漿的發光， 以演算部求出藉由前述發光檢測部檢測出的前述電漿的發光的微分波形資料， 基於藉由前述演算部求出的前述微分波形資料與資料庫部中記憶的複數個微分波形圖樣資料之差而賦予權重，而以膜厚算出部算出在前述被處理材正受到處理的前述被處理膜的膜厚的推定值， 處理前述被處理膜，直到藉由前述膜厚算出部算出的前述膜厚的推定值已到達事先設定好的剩餘膜厚， 當藉由前述膜厚算出部算出的前述膜厚的推定值已到達事先設定好的剩餘膜厚的情形下，進一步將前述被處理膜處理恰好藉由追加處理時間算出器求出的從前述事先設定好的剩餘膜厚到達目標的膜厚所必要之處理時間。
  14. 如請求項13所述之電漿處理方法，其中， 具備運用事先收集的干涉光譜與膜厚的資料，指定算出藉由前述演算部求出的前述微分波形資料與資料庫部中記憶的複數個微分波形圖樣資料之差的波長域之步驟，該步驟中，剔除同一膜厚下的前述干涉光譜的不均較大的波長域，藉此指定前述波長域。
  15. 如請求項13所述之電漿處理方法，其中， 前述追加處理時間算出器中，從藉由前述膜厚算出部算出的複數個時刻下的前述膜厚的推定值來算出蝕刻速率，從前述算出的蝕刻速率與前述事先設定好的剩餘膜厚來求出為了到達前述目標的膜厚所必要之處理時間。
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