WO2007037012A1

WO2007037012A1 - チャンバーマッチング方法、半導体プロセス支援装置、メンテナンス方法、メンテナンス支援装置

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Publication number: WO2007037012A1
Application number: PCT/JP2005/017994
Authority: WO
Inventors: Keizo Yamada
Original assignee: Topcon Corporation
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-05

Abstract

　本発明の課題は、微細化が進んだ半導体基板を処理するための半導体プロセス処理装置のチャンバーマッチングを良好に実施することを可能とするチャンバーマッチング方法を提供することにある。　本発明のチャンバーマッチング方法は、予め同等に処理された複数の所定の半導体基板を複数の半導体プロセス処理装置のそれぞれに導入して同一のプロセス処理条件で処理させる第１ステップと、前記複数の半導体プロセス処理装置によって処理された複数の半導体基板のそれぞれに電子ビームを照射し、前記半導体基板のプロセス評価量として前記電子ビームの照射により誘起された基板電流を測定する第２ステップと、前記複数の半導体プロセス処理装置の特性が互いに整合するように、前記プロセス評価量の測定値に基づき前記複数の半導体プロセス処理装置に適用されるプロセス処理条件を変更する第３ステップと、を含む。

Description

明細書

チャンバ一マッチング方法、半導体プロセス支援装置、メンテナンス方法、メンテナンス支援装置

技術分野

[0001] 本発明は、半導体プロセス処理装置の機差による影響を解消するためのチャンバ一マッチング方法、半導体プロセス支援装置、メンテナンス方法、メンテナンス支援装置に関し、半導体プロセス処理装置の処理特性のばらつきを抑えて、半導体プロセス処理装置の互換性を向上させるための技術に関する。

背景技術

[0002] 半導体製造工場では、研究開発段階における試作と異なり、同じ特性のデバイスが大量に生産される。そのため、各工程では、同一処理を目的とする多数の半導体プロセス処理装置を並列運転させることにより、処理能力を高めている。

[0003] しかし、一般には、半導体プロセス処理装置は手作りで製造されるため、装置間にいわゆる機差（固体差による処理特性の差）が存在し、同一メーカーの同一機種であつても各装置の特性は厳密には異なる。そのため、半導体プロセス処理装置ごと〖こ処理結果は異なり、半導体プロセス処理装置の機差は、デバイス特性のバラツキの原因となり、歩留まりに甚大な悪影響を与える。

[0004] そこで、従来、半導体プロセス処理装置の機差によるデバイス特性のバラツキを防止するための方法の一つとして、個々の半導体プロセス処理装置の特性に応じて装置ごとにレシピを変更することが行われている。このようにレシピを変更することによつて複数台の半導体プロセス処理装置の処理特性を互いに整合させることを、一般に、チャンバ一マッチングと呼んでいる。そのような対策の有効性についての評価は、処理されたデバイス構造を FIB断面解析装置等により解析するか、完成したデバイスの電気特性をテスタで測定することによって行われる。

[0005] また、半導体プロセス処理装置の処理能力は経年変化するため、上述のように、装置の機差をレシピの変更や装置の組み合わせ等により機差を調整したとしても、その後の装置の経年変化によって新たな機差が生じる。そこで、そのような経年変化に対応するために予防的メンテナンスが行われている。例えば、半導体プロセス処理装置の一種であるエッチング装置などでは 200時間ごとに装置をダウン状態に移行させて予防的メンテナンスが行われて、る。

[0006] さらに、予防的メンテナンスを行うことにより半導体プロセス処理装置の特性が基本変化し、製品の歩留りを低下させる場合がある。そこで、メンテナンス後の半導体プロセス処理装置を用ヽて処理されたデバイスの断面構造を解析することによりメンテナンスの良否判定を行ヽ、メンテナンスによって半導体プロセス処理装置の基本特性が変化してヽな、かどうかを確認して、る。

特許文献 1 :特開 2005— 064128号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力し、近年のデバイスサイズの微細化により、従来の FIBや SEM等を用いても、デバイス構造を解析することが困難になり、上述のチャンバ一マッチングを実施するために必要なデバイス構造の解析情報がほとんど得られなくなつてきた。

[0008] 例えば、ホールが正常に形成されているかどうか確認するためには、一般には高性能 FIB等の従来の解析装置を用いてその断面構造を観察するが、ホールサイズが 6 5應と小さくなると、その解析装置のァライメント精度の制限により正確にホール中心を位置出してホール径を測定することが困難になる。また、ホール底にある数 nmの膜の残渣も定量的に正確に把握する必要があるが、それも従来の解析装置では検出が困難な量である。

[0009] このように、上述の FIBや SEM等の従来の解析装置を用いた方法では、チャンバ一マッチングを実施するために必要な定量指標が得られないため、十分なチャンバ一マッチングを実施することが出来ないという問題がある。そのため、現状では微細化が進んだデバイスを処理する半導体プロセス処理装置に関しては有効なチャンバ一マッチングを実施することができないので、その代わりの対策として、処理に使用すべき半導体プロセス処理装置を指定するいわゆる"号機指定"と呼ばれる方法がとられる場合がある力この方法によれば、指定された半導体プロセス処理装置以外の装置の稼働率が低下し、生産効率の低下を招く。 [0010] また、プロセス処理装置の特性が所望の特性力も乖離すると言う意味では、同様の問題として、半導体プロセス処理装置のメンテナンスの良否判断に関する問題がある。即ち、前述のように、半導体プロセス処理装置は経年変化を起こすので、適切なタイミングで予防的メンテナンスを実施する必要がある力 FIBや SEM等の従来の解析装置を用いても、そのメンテナンスのためのプロセスの結果として得られるデバイス構造が微小すぎて、デバイス構造を解析することができない。従って、予防的メンテナンスを行っても、このメンテナンスによって半導体プロセス処理装置の基本特性が変化していないかどうかを有効に確認することができず、メンテナンスの良否判定を行うことができな、と!/、う問題がある。

[0011] そのため、現状では、予防的メンテナンスの良否判定はデバイスが完成した後にテスタを用いた電気的テストによって行っており、全てのプロセスが終了した後でなければ、メンテナンス後の半導体プロセス処理装置の状態を評価することができない。従つて、通常、半導体の全プロセスは数ケ月のときを要するので、メンテナンスが不十分な半導体プロセス処理装置を用いてデバイスの製造が続けられると、本来の歩留りが得られず、大きな損失をもたらすことにもなる。

[0012] 以上より、本発明は、微細化が進んだデバイスのプロセスに使用される複数台の半導体プロセス処理装置の処理特性を有効に整合させることができるチャンバ一マッチング方法を提供することを目的とする。

[0013] また、本発明、微細化が進んだデバイスのプロセスに使用される複数台の半導体プロセス処理装置の処理特性を的確に把握することを可能とするメンテナンス支援装置を提供することを目的とする。

[0014] また、本発明は、微細化が進んだデバイスのプロセス処理に使用される半導体プロセス処理装置のメンテナンスの要否を的確に判定することを可能とするメンテナンス方法を提供することを目的とする。

[0015] また、本発明は、微細化が進んだデバイスのプロセス処理に使用される半導体プロセス処理装置のメンテナンスの良否を的確に判定することを可能とするメンテナンス方法を提供することを目的とする。

[0016] また、本発明は、微細化が進んだデバイスのプロセス処理に使用される半導体プロセス処理装置のメンテナンスを支援するメンテナンス支援装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0017] 本発明に係るチャンバ一マッチング方法は、予め同等に処理された複数の所定の半導体基板を複数の半導体プロセス処理装置のそれぞれに導入して同一のプロセス処理条件で処理させる第 1ステップと、前記複数の半導体プロセス処理装置によつて処理された複数の半導体基板のそれぞれに電子ビームを照射し、前記半導体基板のプロセス評価量として前記電子ビームの照射により誘起された基板電流を測定する第 2ステップと、前記複数の半導体プロセス処理装置の処理特性が互いに整合するように、前記プロセス評価量の測定値に基づき前記複数の半導体プロセス処理装置に適用されるプロセス処理条件を変更する第 3ステップと、を含む。

[0018] この構成によれば、複数の半導体プロセス処理装置によって同一プロセス条件下でそれぞれ処理された各半導体基板には電子ビームが照射され、この電子ビームの照射によって半導体基板に誘起された基板電流をプロセス評価量として測定される。ここで、半導体プロセス処理装置にそれぞれ導入される前の初期状態では、複数の所定の半導体基板は互いに同等であり、且つ、複数の半導体プロセス処理装置において適用されるプロセス処理条件は同一である。このため、複数の半導体プロセス処理装置の処理によって上記複数の所定の半導体基板上に形成された各微細構造には、各半導体プロセス処理装置に固有の特性が反映され、各半導体プロセス処理装置に応じて微細構造の形成状態が異なる。そこで、上記プロセス評価量の測定結果に基づき、各半導体プロセス処理装置に適用するプロセス処理条件を適切に修正変更することにより、各半導体基板に形成される微細構造の形成状態を互いに整合させることが可能〖こなる。従って、微細化が進んだデバイスのプロセスに使用される各半導体プロセス処理装置間に特性差が存在しても (即ち機差が存在しても）、各半導体プロセス処理装置の処理特性を有効に整合させることが可能になる。

[0019] 本発明に係る半導体プロセス支援装置は、複数の半導体プロセス処理装置によつてそれぞれ処理された複数の半導体基板に電子ビームを照射し、前記電子ビームの照射により誘起された基板電流を測定することにより前記複数の半導体基板に形成された各微細構造を解析する解析装置と、前記解析装置による解析結果を蓄積する情報蓄積手段と、前記データベースに蓄積された前記解析結果を統計処理する情報処理手段と、前記情報処理部により統計処理された前記解析結果を前記半導体プロセス処理装置に対応づけて比較表示する情報表示手段とを備える。

[0020] この構成によれば、半導体プロセス処理装置によって処理された半導体基板は、電子ビームの照射によって誘起される基板電流を利用する解析装置によって解析され、この解析結果は、情報蓄積手段に蓄積されると共に情報処理手段によって統計処理される。この統計処理結果は、半導体プロセス処理装置と対応づけられて情報表示手段により比較表示される。従って、この比較表示の内容から、微細化が進んだデバイスのプロセスに使用される各半導体プロセス処理装置の状態を的確に把握することが可能になる。

[0021] 本発明に係るメンテナンス方法は、メンテナンスの対象である半導体プロセス処理装置に所定の半導体基板を導入し、該半導体基板を所定のプロセス処理条件で前記半導体プロセス処理装置に処理させる第 1ステップと、前記半導体プロセス処理装置によって処理された前記半導体基板に電子ビームを照射し、前記電子ビームの照射により誘起された基板電流を測定することにより前記半導体基板に形成された微細構造を解析する第 2ステップと、前記解析の結果に基づき前記半導体プロセス処理装置のメンテナンスの要否を判定する第 3ステップと、を含む。

[0022] この構成によれば、半導体プロセス処理装置によって処理された半導体基板は、電子ビームの照射によって誘起される基板電流を利用する解析装置によって解析され、この基板電流を利用した解析結果は、情報蓄積手段に蓄積されると共に情報処理手段によって統計処理される。この統計処理結果は、半導体プロセス処理装置と対応づけられて情報表示手段により比較表示される。従って、この比較表示の内容から、微細化が進んだデバイスのプロセスに使用される各半導体プロセス処理装置の要否を的確に把握することが可能になる。

[0023] 本発明に係るメンテナンス方法は、半導体プロセス処理装置をメンテナンスする第 1ステップと、メンテナンス後の前記半導体プロセス処理装置にメンテナンス用の所定の半導体基板を導入し、該半導体基板を所定のプロセス処理条件で前記半導体プロセス処理装置に処理させる第 2ステップと、前記半導体プロセス処理装置によって処理された前記半導体基板に電子ビームを照射し、前記電子ビームの照射により誘起された基板電流を測定することにより前記半導体基板に形成された微細構造を解析する第 3ステップと、前記解析の結果を所定の管理値と比較することにより前記半導体プロセス処理装置のメンテナンスの良否を判定する第 4ステップと、を含む。

[0024] この構成によれば、半導体プロセス処理装置によって処理された半導体基板上の微細構造は、電子ビームの照射によって誘起される基板電流を利用して解析される。この基板電流を利用した解析結果は、所定の管理値と比較され、例えば解析結果が管理範囲内にない場合にはメンテナンスが必要であると判定される。従って、この判定結果から、微細化が進んだデバイスのプロセスに使用される各半導体プロセス処理装置のメンテナンスの良否を的確に把握することが可能になる。

[0025] 本発明に係るメンテナンス支援装置は、電子ビームの照射により誘起される基板電流を利用してメンテナンス後の半導体プロセス処理装置の特性を評価する評価装置と、前記評価装置によって得られた前記半導体プロセス処理装置の特性に関する評価結果を蓄積するデータベースと、前記半導体基板のプロセスに関与する各種の半導体プロセス処理装置を管理するホストコンピュータと通信するための通信手段とを備え、前記評価装置は、前記データベースに蓄積された評価結果を、前記通信手段を介して前記ホストコンピュータにアップロードするように構成される。

[0026] この構成によれば、微細化が進んだデバイスのプロセスに使用される半導体プロセス処理装置のメンテナンス後の特性がデータベースとして保存され、必要に応じてホストコンピュータにアップロードされる。従って、各半導体プロセス処理装置のメンテナンスの状態を適切に管理することが可能になる。

発明の効果

[0027] 本発明によるチャンバ一マッチング方法によれば、電子ビームの照射によって誘起される基板電流を利用した解析手法を導入したので、微細化が進んだデバイスのプロセスに使用される複数台の半導体プロセス処理装置の特性差を定量的に評価することができ、それら装置の処理特性を有効に整合させることができる。

[0028] 本発明のメンテナンス支援装置によれば、電子ビームの照射によって誘起される基板電流を利用した解析手法を導入したので、微細化が進んだデバイスのプロセスに使用される複数台の半導体プロセス処理装置の処理特性を的確に把握することができる。

[0029] また、本発明のメンテナンス方法によれば、電子ビームの照射によって誘起される基板電流を利用した解析手法を導入したので、微細化が進んだデバイスのプロセス処理に使用される半導体プロセス処理装置のメンテナンスの要否を的確に判定することができる。

[0030] また、本発明のメンテナンス方法によれば、電子ビームの照射によって誘起される基板電流を利用した解析手法を導入したので、微細化が進んだデバイスのプロセス処理に使用される半導体プロセス処理装置のメンテナンスの良否を的確に判定することができる。

[0031] また、本発明のメンテナンス支援装置によれば、電子ビームの照射によって誘起される基板電流を利用した評価手法を導入したので、微細化が進んだデバイスのプロセス処理に使用される半導体プロセス処理装置のメンテナンスを支援することができる。

なお、電子ビームの照射によって生じる二次電子や X線あるいは熱や温度などの変化を基板電流と同時に使用しても良い事は明白である。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]本発明の実施形態で使用する半導体分析装置の構成を示す図である。

[図 2]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングで使用されるウェハー（半導体基板)の第 1構成例を説明するための図である。

[図 3]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングで使用されるウェハー（半導体基板)の第 2構成例を説明するための図である。

[図 4]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングで使用されるウェハー（半導体基板)の第 3構成例を説明するための図である。

[図 5]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングの手順を説明するための図である。

[図 6]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングで使用されるレシピの一例を示す図である。

[図 7]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングにおいて測定されたプロセス評価量の測定値の等高線図である。

[図 8]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングにおいて測定されたプロセス評価量の測定値の分布 (標準のレシピ使用）を示す図である。

[図 9]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングにおいて測定されたプロセス評価量の測定値の分布 (エッチング時間を変更）を示す図である。

[図 10]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングにおいて測定されたプロセス評価量の測定値の分布（プラズマパワーとエッチング時間を変更）を示す図である。

圆 11]本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチングにおいて測定されたプロセス評価量の測定値の分布 (プラズマパワーと基板温度とエッチング時間を変更)を示す図である。

圆 12]本発明の第 2実施形態に係るメンテナンス方法で使用されるウェハー（半導体基板)の構成例を説明するための図である。本発明の第 5実施形態に係る電流測定装置を示す図である。

圆 13]本発明の第 2実施形態に係るメンテナンス方法 (メンテナンスの要否の判定方法)を説明するための図である。

圆 14]本発明の第 2実施形態に係るメンテナンス方法 (メンテナンスの要否の判定方法）にお、て得られるプロセス評価量の測定値の経時変化を示す図である。

圆 15]本発明の第 2実施形態に係るメンテナンス方法 (メンテナンスの良否の判定方法)を説明するための図である。

圆 16]本発明の第 2実施形態に係るメンテナンス方法 (メンテナンスの良否の判定方法）にお、て判別の基準とされる標準的な測定値の分布を示す図である。

圆 17]本発明の第 2実施形態に係るメンテナンス方法 (メンテナンスの良否の判定方法）にお、て判別の基準とされる標準的な測定値の分と実際の測定値の分布を示す図である。

圆 18]本発明の第 2実施形態に係るメンテナンス方法 (メンテナンスの良否の判定方法）における判定基準の一例を示す図である。

[図 19]本発明の第 2実施形態に係るメンテナンス方法 (メンテナンスの良否の判定方法）によって得られる情報をトラッキングするためのトラッキング装置の構成例を示す図である。

[図 20]本発明の第 2実施形態に係るトラッキング装置を利用したメンテナンスの要否の判定例を説明するための図である。

[図 21]本発明の第 2実施形態に係るメンテナンス方法 (メンテナンスの良否の判定方法）によって得られる情報を管理してメンテナンスを支援するためのメンテナンス支援装置の構成を示す図である。

符号の説明

[0033] 1, 2, 3 ウェハー（半導体基板）

A, B, C チャンバ一（半導体プロセス処理装置）

AA, BB, CC プロセス評価量の測定値の分布

S1〜S5, S121〜S125, S141〜S146 ステップ

発明を実施するための最良の形態

[0034] 本発明の各実施形態を説明する前に、本発明の各実施形態において使用する半導体分析装置について説明しておく。

図 1に、本発明の各実施形態において使用する半導体分析装置の構成を概略的に示す。この半導体分析装置の基本原理は、例えば前述の特開 2005— 064128号公報に開示された半導体評価装置と同様であり、電子ビームの照射によってウェハ一（半導体基板）に誘起された基板電流を測定することにより、ウェハー上に形成された微細構造を定量的に分析するものである。

[0035] 同図に示すように、この半導体分析装置は、ウェハー（半導体基板） 140を収容する真空チャンバ一 100と、真空チャンバ一 100の上部に配置された電子銃 110と、真空チャンバ一 100の内部に配置されたトレイ 101及び XYステージ 102と、上記トレィ 101を介してウェハー 140に電気的に接続された電流計 130とから構成される。

[0036] 上記トレィ 101にはウェハー 140が載置され、このウェハー 140の表面に電子銃 1 10から電子ビーム EBが照射されるように、トレイ 101と電子銃 110との位置関係が設定されている。トレイ 101は XYステージ 102上に取り付けられており、 XYステージ 10 2によりトレイ 101の位置を移動させることにより、ウェハー 140に対する電子ビーム E Bの照射位置を調整することが可能となって、る。電子ビーム照射位置を正確にするために、光や二次電子を利用する事もある。その場合には、光あるいは二次電子による画像を取り込み、パターンマッチングなどを行うことにより、電子ビーム位置を決定する。

[0037] 電子銃 110は電子ビーム源 111を備え、電子ビーム源 111には高圧電源 120が接続されている。また、電子銃 110には、上記電子ビーム源 111からの電子流の放出方向に沿って、コンデンサレンズ 112、ァパチヤ一 113、対物レンズ 114がこの順に配置されている。さらに、本半導体分析装置は、図示しないが、電流計 130で測定された電流値をデジタル信号に AZD変換する AZD変換器と、 A,D変換されたデジタル信号を演算処理するためのコンピュータを備えている。このコンピュータは、本装置の各部の動作を制御するための処理も実行する。

[0038] 次に、本半導体分析装置の動作原理を説明する。

ウェハー 140に一定量の電子ビーム EBを照射すると、ウェハー 140に基板電流が誘起される。この基板電流の量はウェハー 140に到達する電子ビームの量に依存し、この電子ビームの量は、電子ビーム EBの照射位置におけるウェハー 140上の微細構造の形成状態に応じたものとなる。例えば、微細構造をなすポリシリコンの膜厚が大き、部位では電子ビームの通過量が減少するため、基板に到達する電子ビームの量が少なくなる結果、この電子ビームによって誘起される基板電流が少なくなる。これに対し、微細構造の膜厚が小さい部位では、電子ビームの通過量が増加するため、基板に到達する電子ビームの量が多くなる結果、この電子ビームによって誘起される基板電流が多くなる。

[0039] このように、ウェハー 140に到達した電子ビームは基板電流を誘起する力この基板電流量は、ウェハー 140に到達した電子ビーム量に応じたものとなり、ウェハー 14 0に到達する電子ビーム量はウェハー 140上の微細構造の影響を受ける。従って、ウェハー 140に到達した電子ビームによって誘起される基板電流量には微細構造の形成状態が反映され、この基板電流からウェハー 140上に形成された微細構造の形成状態を知ることが可能となる。

[0040] なお、ウェハーに照射される電子ビーム EBの量は、電流に換算すると約 1 Op Aの極めて微弱な電流量に相当し、環境変化の影響を受けて変動しやすい。このため、測定された基板電流値そのものを最終的な測定値として出力するのではなぐ電子ビーム EBの照射量に対する基板電流量の比率、即ち、基板電流量を電子ビームの照射量で規格ィ匕した値を最終的な測定値として出力する。

以上で、各実施形態で使用される半導体分析装置を説明した。

[0041] [第 1実施形態]

以下、図面を参照して、本発明の第 1実施形態に係るチャンバ一マッチング方法を説明する。本実施形態では、半導体プロセス処理装置の一種であるエッチング装置を例とし、そのチャンバ一マッチングの方法を説明する。

[0042] 一般に、 1台のエッチング装置は 2台あるいは 3台のチャンバ一を備えており、かつ

、量産工場ではそのようなエッチング装置が複数台配備されているのが通例であり、これらエッチング装置の個々のチャンバ一は独立に稼動可能になっている。例えば、メモリーの標準的な工場には、コンタクトホールのエッチングのために少なくとも 6台のエッチング装置が設置されており、各エッチング装置は 3台のチャンバ一を備えている。

[0043] 本実施形態では、チャンバ一マッチングとは、各エッチング装置に適用されるレシピを変更することによって、チャンバ一を単位として各エッチング装置の処理特性を相互に整合させることを意味する。上述の例では、 18台のチャンバ一の個々の処理特性を互いに整合させることがチャンバ一マッチングをとることになる。

[0044] エッチング装置間の処理特性の差に起因する現象としては、マイクロローデイング効果と呼ばれる加工対象の粗密の度合いによってエッチング速度が変化する現象や、チャンバ一の中央部と周辺部とでエッチングレートに差が生じる現象や、エッチング装置の出入口の方向に沿ってエッチングレートが変化するの現象など、ろ、ろ知られている。

[0045] 本実施形態では、チャンバ一マッチングを正確に実施するために、上述の現象が現れやすい構造（レイアウトパターン）を有した評価用のウェハーを、チャンバ一マツチングの対象となる複数のエッチング装置それぞれにつ、て準備し、これら複数の半導体プロセス処理装置で処理された各ウェハーの測定値を比較する。

[0046] 図 2に、本実施形態において使用する評価用ウェハーの第 1構成例を示す。同図に示すように、 1枚の評価用ウェハー WF1内には同一レイアウトパターンを持つ複数のチップと呼ばれる領域が形成されている。この例では、マイクロローデイング効果を顕在化させるために、 1つのチップの中に、ホール密度の高い領域とホール密度の低、領域とを含むレイアウトパターンが存在し、必要に応じてホールサイズも異なったものが設定されている。

[0047] 以上のような評価用のレイアウトパターンをシリコン酸化膜や低誘電率薄膜等のェツチング対象となる膜の上のレジストに形成し、上記レイアウトパターンを有するレジストが形成されたウェハーを少なくともチャンバ一の数だけ用意する。チャンバ一間の特性差を厳密に比較するためには、複数の評価用のウェハーの初期状態が厳密に等しい必要がある。これらの評価用のウェハーの状態はその後に行われるプロセスの初期状態を規定するので、レジストのレイアウトパターンやその下地の構造が厳密に同じ形状を持つように十分に注意して準備する。このように、予め同様に処理されて同様の構造を有する複数の評価用のウェハー (所定の半導体基板)を準備する

[0048] 図 3に、評価用ウェハーの第 2構成例を示す。この例では、実際の製品ウェハーを評価用ウェハーとして使用し、製品チップのパターンを評価用のレイアウトパターンとして利用する。例えば、メモリー製品のように、同一レイアウトパターンを有する製品が定常的に同じ頻度で生産されており、そのチップの中にチャンバ一マッチングの評価用レイアウトパターンとして利用できるパターンが含まれている場合は、そのチップの中の特定の場所を選択して評価してもよ、。

[0049] 通常、製品ウェハーは下地に拡散領域やトランジスタなどの複雑な構造を含むので、初期状態が全く同じ複数のウェハーを入手することは困難である。そこで、製品ウェハーを用いる場合には、その量産時に、その一部を評価用ウェハーとして大量に作成しておき、真空中あるいは不活性ガスなどの容器中に保管しておき、チャンバ一マッチングの際に取り出して使用すればよい。 [0050] 図 4に、評価用ウェハーの第 3構成例を示す。この例でも、製品ウェハーを評価用ウェハーとして使用する。ただし、この例では、スクライブラインあるいはチップ内部に配置された TEG (テストパターンが配置されたモニタ用チップ）に、チャンバ一マッチングに必要とされる上述の評価用のレイアウトパターンを配置する。製品ウェハーは種々の変動の影響を受けやすいので、同一時期に作られた複数の製品ウェハーを評価用ウェハーとして利用することが望ましい。 TEGの構造としては、測定結果が下地の影響を受けな、ような構造を採用することが望まし、。

[0051] 図 5に、本実施形態によるチャンバ一マッチング方法の前半の段階であるチャンバ一間の特性差を測定する手順 (ステップ S1〜S4)と、この手順に関連する要素を示す。この例では、 3つのチャンバ一 A, B, Cについてチャンバ一マッチングを実施する。

先ず、上述の評価用ウェハー (または評価用レイアウトパターンを有する製品用ゥェハー）を、少なくともチャンバ一マッチングの対象となるチャンバ一の台数分だけ準備する（ステップ Sl)。この例では、チャンバ一は 3台であるから、 3枚のチャンバ一マツチング用の評価用ウェハー 1, 2, 3を準備する。エッチング装置をチャンバ一マツチングの対象とする場合、評価用ウェハー 1, 2, 3は、レジストパターンつきのウェハ一であり、上述したように、予め同様に処理されて同様の構造を有している。

[0052] 続いて、評価用ウェハー 1, 2, 3をエッチング装置のチャンバ一 A, B, Cに導入し、それぞれ同一レシピ（即ち同一のプロセス処理条件）を用いて、このエッチング装置にプロセス処理を行わせる（ステップ S2)。この例では、 3つのエッチングチャンバ一 A, B, Cにより同一レシピを用いてそれぞれ上記 3枚の評価用ウェハー 1, 2, 3にプロセス処理を施す。なお、現状のプロセス処理装置の特性差を知るだけであれば、現行のプロセスレシピを用いてもょ、。

[0053] 次に、チャンバ一 A, B, Cによってエッチング処理が終了した 3枚の評価用ウェハ一 1, 2, 3を、必要に応じて、レジストを剥離し、洗浄した後、電子ビームによって誘起される基板電流を利用した前述の半導体分析装置（図 1)に導入し、各評価用ゥェハーに対して同一の測定条件で種々のプロセス評価量を測定する (ステップ S3)。即ち、エッチング処理された評価用ウェハー 1, 2, 3のそれぞれに対して電子ビームを照射し、この電子ビームの照射によって各評価用ウェハーに誘起された基板電流を、プロセス評価量として測定する。

[0054] ここで、上述のプロセス評価量の代表例としては、ホールの位置、ホールトップ径、ホールボトム径、ホール傾斜角、基板電流量、ホールボトム残渣量、ホール歪量、基板電流の時間推移などがある。上記プロセス評価装置による測定位置は、各チップについて同一である。例えば、 1枚のウェハーの中に 100個のチップがあって、 1つのチップの中に評価用レイアウトパターンが 1箇所設けられて!/、る場合、 1枚のウェハ一当たり 100箇所で上記プロセス評価装置を用いた測定を行う。この測定結果は、チャンバ一マッチングを行うための基礎データとされる。このデータからウェハー面内のプロセス分布の様子やレイアウト粗密による各チャンバ一の特性差を定量ィ匕することがでさる。

[0055] 次に、図示しないコンピュータにより、上記半導体分析装置で測定された各プロセス評価量を演算処理して、 3つのチャンバ一 A, B, Cについて、上記半導体分析装置により測定された各プロセス評価量の分布 AA, BB, CCを得る（ステップ S4)。これら分布 AA, BB, CCには、上記チャンバ一 A, B, Cの固有の特性が反映されており、この分布の違いから、チャンバ一 A, B, C間の特性差を把握することができる。この例では、上記プロセス評価装置の測定結果を演算処理して分布として表示して、るが、上記プロセス評価装置の測定結果力各チャンバ一間の特性差を把握することも可能である。

以上により、本実施形態によるチャンバ一マッチング方法の前半の段階であるチヤンバ一間の特性差を測定する手順について説明した。

[0056] 図 6に、エッチング処理に使用されるレシピの一例を示す。この例では、エッチング装置を制御するためのプロセスレシピの内容として、プロセスに利用するガス流量比、チャンバ一の背圧 (真空度）、チャンバ一内で発生させる RFプラズマのパワー、基板温度、およびエッチング時間等のパラメータが規定されている。プロセス処理装置の処理内容によっては、他のパラメータがレシピに列挙される場合もある。

[0057] 次に、本実施形態によるチャンバ一マッチング方法の後半の段階であるプロセス処理条件の変更手順について説明する。この段階では、上述の前半の段階で得られた上記プロセス評価量の測定値に基、て、複数のエッチング装置のチャンバ一 A, B, Cの特性が互いに整合するように、複数のチャンバ一 A, B, Cに適用される各プロセス処理条件を変更する。

[0058] 図 7ないし図 11に、上述の図 5に示す手順において半導体分析装置によって得られたプロセス評価量の測定値の処理結果を示す。これらの処理結果は、コンピュータ等の表示装置に表示される。

[0059] 図 7は、上述のプロセス評価量の測定値の分布を等高線図として表したものであり、上述の図 6に示すレシピを用いてチャンバ一 A, B, Cにより評価用ウェハーをエツチング処理した場合のプロセス評価量のウェハー面内での分布である。この例では、概略的には何れのチャンバ一につ、てもエッチング量は同心円状の分布を示すが、同一のレシピを用いても、分布の中心位置に偏りがあり、チャンバ一マッチングがとられた状態にはな、ことが分かる。プロセス評価量の測定値を演算処理するコンビユータの画面上には、各チャンバ一の特性を互いに比較しやすいように、各チャンバ一に対応する上記等高線図が同一画面上に表示される。

[0060] 図 8は、上述の図 5に示す手順で得られたプロセス評価量の測定値の頻度図（ヒストグラム）を表したものであり、上述の図 6に示すレシピを用いてチャンバ一 A, B, こより評価用ウェハーをエッチング処理した場合のものである。この例では、エッチング時間が 60秒に設定されている。この頻度図は、各チャンバ一の特性を定量的に表しており、上記プロセス評価量の測定値を演算処理するコンピュータ画面上に表示される。

[0061] 図 8から理解されるように、各チャンバ一は同じ初期状態の評価用ウェハーを同じレシピで処理したにもかかわらず、中心値も分布形状も異なっている。このような測定結果を示すチャンバ一 A, B, Cは特性差を有し、チャンバ一マッチングの状態にはない。この状態で各エッチング装置を稼動させれば、最終的に製造される製品ゥェハーは、非常に幅の広い特性分布を持つことになり、その分布が管理値を超えれば、不良品が多発することになる。

[0062] そこで、良品を得るため、チャンバ一 A, B, Cの各処理特性が互いに整合するように（即ち、チャンバ一 A, B, Cによる各処理結果が互いに同等になるように)プロセス条件を変更する。いま、チャンバ一 Aを使用して生産されたデバイスの歩留まりが高いことが知られているとすれば、他のチャンバ一 B, Cによる分布の中心値をチャンバ一 Aの分布の中心値に合わせることによりチャンバ一マッチングを取ることができる。

[0063] ここで、多くの化学反応プロセスは時間に関して反応量は比例関係がある。つまり、エッチングの時間を変えても、プロセス分布は同じ状態に維持されると考えられる。そこで、分布の中心値を合わせる方法として、エッチング時間をチャンバ一ごとに調節して分布の中心値を合わせる方法がある。図 8に示す例では、分布の中心値が合う前の初期のチャンバ一 A, B, Cについて、分布の中心値はそれぞれ 100, 80、 110 であるが、チャンバ一 B, Cの中心値をチャンバ一 Aの中心値 100に合わせるために、その比率に応じてエッチング時間を変更する。例えば、初期の設定値に対して理想とされる値を比率から自動計算する。この例では、変更後のレシピでは、チャンバ一 A, B, Cのそれぞれについてエッチング時間が 60秒、 72. 5秒、 54秒に変更されている。

[0064] 図 9に、上述のようにエッチング時間を変更した場合のプロセス評価量の頻度図を示す。この図から分力るように、エッチング時間を変更した後のチャンバ一 B, Cについて測定されたプロセス評価量の分布の中心値は、チャンバ一 Aについて測定されたプロセス評価量の測定値の中心値と一致して、る。このようにプロセス評価量の測定値の分布や頻度を参照してレシピの一部を適宜変更し、分布や頻度の中心値を合わせることにより、チャンバ一間の特性差を改善することができ、チャンバ一マッチングをとることができる。この結果、 3つのチャンバ一 A, B, Cのトータルプロセスのばらっきを小さくすることができ、歩留まりを向上させることができる。

[0065] 図 10に、エッチングの面内分布に影響を与えるプラズマパワーを変更した場合のプロセス評価量の頻度図を示す。プラズマのパワーを変えると、プラズマを発生させている電極面力シリコンウェハーへのプラズマ強度分布が変化する。そのため、プラズマパワーを適切に調整すると、エッチング装置の面内分布を変えることが出来る

[0066] ただし、プラズマパワーを変更するとエッチングの速度も同時に変化するので、それを補うようにエッチング時間を変更して中心値が所望の値に維持されるようにする。図 10に示す例では、チャンバ一 A, B, Cのプラズマパワー AP, BP, CPに対し、エッチング時間として 60秒、 80秒、 50秒をそれぞれ設定している。このようにプラズマパヮ一とエッチング時間との組み合わせを最適化することにより、初期のチャンバ一マツチング状態よりも上記プロセス評価量の測定値の分布そのものをお互いに一致させ、かつ、その中心値も一致させることができる。

[0067] 上述の分布と中心値を一致させることができれば、チャンバ一マッチングを行わない場合に比較して、 3つのエッチング装置 A, B, Cでそれぞれ処理された製品のばらつきは非常に小さくなり、何れのエッチング装置を使用しても、歩留まりを向上させることが可能となる。また、いわゆる号機指定を行う必要がなくなるため、各エッチング装置の稼働率を向上させることもできる。

[0068] 図 11に、上述のエッチング時間とプラズマパワーにカ卩え、基板温度を変更した場合のプロセス評価量の頻度図を示す。基板温度は化学反応速度を決定する主要因子である。エッチング装置では高いスループットが重要なので、エッチング装置に外部力もウェハーが導入されるとすぐにエッチングが開始される。そのため、外気温とプロセスチャンバ一の温度差があまりに大きいと、シリコンウェハーの温度が均一になる前にプロセスが開始されてしまい、ウェハーの場所によって異なった化学反応速度を起こすこととなる。このような場合、基板温度を可能な限り室温に近づけると、エツチング分布を小さくすることが出来る。装置ごとに熱抵抗がことなるので、異なった基板温度が一番小さなプロセス分布が実現できる。

[0069] 図 11に示す例では、プラズマパワー、基板温度、エッチング時間の組み合わせをエッチング装置ごとに変更することで、上記プロセス評価量の頻度分布をより急峻にし、かつ、その中心値を合わせることに成功している。もちろん他のエッチングパラメータを変更してチャンバ一マッチングを行ってもょ、。

このように本実施形態によれば、半導体プロセス処理装置の特性を反映するプロセス評価量を確認しながら、チャンバ一マッチングを定量的かつ容易に実施することができる。

[0070] [第 2実施形態]

本発明の第 2実施形態として、本発明を半導体プロセス処理装置のメンテナンスに適用する場合を説明する。本実施形態では、チャンバ一マッチングの状態が維持されて、るかどうかを確認して、メンテナンスの要否を判定する。

[0071] プロセス処理装置の中でも、特にエッチング装置は、エッチング装置を構成する部材自体を削りながら、あるいはポリマー等を堆積しながら運用されるため、運用日数の経過に伴って、エッチング装置の特性が変化しやすい。その変化をモニターするのがデイリーモニターであり、デイリーモニターは、エッチング装置の特性を用意に把握できるようなデイリーモニター用のウェハーを利用して行われる。このデイリーモ- ターの結果に基づ、て、装置の調整などの必要なメンテナンスが行われる。

[0072] 図 12は、デイリーモニター用ウェハーを示している。この例では、各チップ領域に、エッチングによりモニター用のホールを形成するために使用されるパターンがレジストで形成されている。このパターンには、ホールの密度が高い領域（ホールが密に配置された領域）と、ホール密度が低い領域 (ホールが疎に配置された領域）とがある。

[0073] 図 13に、デイリーモニターの手順を示す。

先ず、エッチング装置に上述のデイリーモニター用ウェハーを導入し、このエツチング装置を運転状態とする (ステップ S121)。次に、予め決められたエッチングレシピを用いて、デイリーモニターのための確認エッチングを行う（ステップ S122)。エツチングされたウェハーは測定に不要なポリマーを除去するために必要に応じて乾式あるいは湿式洗浄され、その後、前述の半導体分析装置を用いて基板電流を測定することによりプロセス評価量を測定する (ステップ S 123)。これにより、ホールの形成状態を示す基板電流値の分布、ホールサイズの分布、ホール歪の分布など、各種のエツチング評価量が測定される。

[0074] データベースには、あらかじめ、エッチング装置が正常状態にある時に処理されたデイリーモニター用ウェハーの測定結果が管理値として記録されている。その管理値と、現在の状態のエッチング装置によりエッチングして得られたデイリーモニター用ゥェハーの測定値を比較し、エッチング装置の現在の状態が正常か否か、即ちメンテナンスが必要力否かを判定する (ステップ S 124)。この判定の結果、測定値が管理値から乖離しており、メンテナンスが必要と判断された場合、メンテナンスを必要とする旨の情報を発信し、メンテナンスの実施を促す (ステップ S 125)。 [0075] 図 14は、プロセス評価量の測定値をデイリーでモニターした結果を示し、上記測定値の経時変化を示している。この例では、 6日目に測定値が管理値よりも低い値を示しているので、この時点で装置状態は正常ではない。そこで、メンテナンスが必要であると判断し、メンテナンスの実施を促す。このような経時変化のモニターを全てのプロセス評価量について行う。また、管理値は、各プロセス評価値ごとに適切に設定される。

[0076] 図 15は、メンテナンスが正常に行われたかどうか、即ちメンテナンスの良否を判定するための方法を示している。

先ず、エッチング装置は通常運転された状態とされ (ステップ S141)、この状態で定期的なメンテナンスが行われ (ステップ S142)、その後、上述のデイリーモニターにより確認エッチングが行われる（ステップ S 143)。そして、確認エッチングされたゥェハーのプロセス評価量を前述の半導体分析装置を用いて測定する (ステップ S 144) 。この測定値は前述の管理値と比較され、この比較結果力メンテナンスの良否、即ちメンテナンスが正常に行われたかどうかが判断される (ステップ S 145)。ここで、デイリ一モニターによりプロセス評価量の測定値が管理値から乖離し、装置状態に異常が発見された場合、メンテナンスが不良と判断され、メンテナンスがやり直される (ステップ S 142)。

[0077] エッチング装置のメンテナンスでは、種々の電極の交換、チャンバ一内部の掃除、 0リング等の交換、流量計の交換、ウェハーホルダーの交換等、装置の状態に応じて種々の保守作業が実施される。メンテナンスの目的は、プロセス処理装置の状態を異常状態から正常状態に戻すことである。

[0078] 上述のように、本実施形態では、メンテナンスが終了した後に、メンテナンス確認用のウェハーをエッチング装置に導入し、あら力じめ決められたメンテナンス確認用のプロセスレシピにてエッチングを行う。エッチング後、必要に応じて洗浄プロセスを経た後、前述の半導体分析装置による測定に供せられ、プロセス評価量が測定される。そして、エッチング装置の状態が正常かどうかは、エッチング装置の性能を調べるための上述のメンテナンス確認ウェハーを用いて実際にエッチングを実行し、その結果が正常時と同じであることが確認出来ればよい。その結果が正常状態時と一致していれば、メンテナンスは成功したと判断され、エッチング装置は通常運転を «I続する。一方、その結果が正常値と異なる場合には、メンテナンスは成功していないと判断され、再度、エッチング装置のメンテナンスが実施される。例えば異常の原因としては電極の取り付け方が不備で傾いていたと力、ステージが傾いていたと力、あるいは納品された電極などの平面度や平行度が不足して、たとか、配線が適切でな力つたなどがある。その場合にはその不具合を修正したメンテナンスを行う。このようなサイクルを繰り返して、最終的にエッチング装置を正常状態に復帰させる。

[0079] 図 16に示すように、上述のデータベースには、エッチング装置が正常に動作していたときの前述の半導体分析装置による種々の測定値が記録されている。図 16に示した例は、前述の半導体分析装置による測定値の一例であり、その測定値の分布を示して、る。メンテナンスされたエッチング装置によってエッチングされたウェハーを前述の半導体分析装置で測定し、その測定値を管理値として使用される標準の測定値 (正常値）と比較する。図 16に示したように、データベースに記録されているデータはコンピュータ画面上にグラフあるいは表の形式で表示される。

[0080] 図 17に示すように、ユーザーが容易にエッチング装置の状態を確認できるように、正常状態と比較されるべきメンテナンス後の装置の測定値の頻度は、管理値として使用される標準の測定値 (正常値)の頻度と共に画面に表示される。エッチング装置の台数が複数の場合には、全てのエッチング装置にっ、て頻度を同時に表示する力あるいは表示すべき装置を選択して比較表示させることができる。この例では、頻度とともに、分布の中心値や、分布の大きさを示す標準偏差などの統計値が表示されている。

[0081] 図 18は、管理値の例を示している。この管理値は標準ウェハーを用いて取得することが望ましいが、メモリーなどのように、ほとんど同じ構造ものが大量且つ安定的に生産されている場合には、量産用ウェハーを用いることができる。例えば、エッチングの程度はホールの疎密によって異なり、ホールの場所によっては同一の管理値を使用できないことがある。そこで、ホールの疎密またはホールの場所に応じて適切な管理値を設定する。

[0082] 図 19は、エッチング装置の状態を管理するためのプロセス評価量の測定値をトラッキングするトラッキング装置の構成を示す。

エッチング装置等のプロセス処理装置はメンテナンスを行っても老朽ィ匕は避けられない。従って、通常のメンテナンスを行った後の装置の状態を全て記録し、過去のメンテナンスの履歴をトラッキング可能な状態にしておくことが非常に重要である。

[0083] 図 19に示す装置は、前述の半導体分析装置などの測定装置からエッチング装置などの半導体プロセス処理装置の状態情報を入力するデータベース 181と、データベース 181に蓄積された状態情報をトレースするための解析処理を行う解析装置 18 2と、トレースされた状態情報を表示する表示装置 183とを備える。

[0084] データベース 181には、メンテナンス確認用のウェハーを用いて測定されたエッチング装置等のプロセス装置の状態情報が格納される。プロセス処理装置が複数台ある場合には、それぞれの装置の状態情報をトラッキングすることが可能なように、各装置状態情報には識別用の IDがつけられてデータベース 181に格納される。

[0085] 図 20は、メンテナンスの状態情報である前述の半導体分析装置による測定値とメンテナンス回数との関係をグラフに表示したものである。同図に示されるように、エッチング装置等のプロセス処理装置は、電極交換やチャンバ一内清掃などの通常メンテナンスを繰り返しても、老朽ィ匕により装置状態は初期状態には戻らない。図 20に示す例では、 6回目のメンテナンスで、装置の状態が管理値の下限を超えている。この管理値の下限は、通常のメンテナンスでは、装置が正常状態に戻らない限界値を示し、この場合には装置のオーバーホールが必要となる。

[0086] 図 21は、上述のプロセス評価量の測定値を管理してメンテナンスを支援するためのメンテナンス支援装置の構成を示す。同図において、ホストコンピュータ 201は、ェ場を管理する上位のホストコンピュータであり、工場全体を管理する管理棟などに配置されている。測定装置 202は、前述の電子ビームによって誘起された基板電流を利用してプロセス評価量を測定する半導体分析装置であり、工場の各現場に設置されている。データベース 203は、評価装置 202によって得られた各プロセス処理装置の状態情報 (即ち、プロセス評価量の測定値)を格納するデータベースであり、上述の測定装置 202に備えられている。このメンテナンス支援装置では、測定装置 202により測定された上述のプロセス評価量の測定値 (各プロセス処理装置の状態に関する情報）を、必要に応じて、工場を管理する上位のホストコンピュータにアップロードする。これにより、各半導体プロセス処理装置を制御する。

[0087] 通常、測定装置 202によって測定された各種のプロセス処理装置の状態情報 (即ちプロセス評価量の測定値）は、測定装置 202が備えるローカルなデータベース 20 3に蓄積される力必要に応じて通信回線を介してホストコンピュータ 201にアップ口ードされる。

[0088] 上述の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

プロセス評価装置の評価結果は、画面に定量的に表示され、誰でも確認することができる。そして、その評価結果を用いて容易にチャンバ一マッチングを実現できる。上述のチャンバ一マッチングによれば、生産性が向上し、マッチングの程度が高いほど、歩留りが向上する。号機間差 (機差)が消滅するので号機指定が無くなり、工場の実行稼働率が向上する。

[0089] 半導体プロセス処理装置間の特性差を確認するための専用の評価用ウェハーを用いるので、非常に精度良くチャンバ一マッチングを行うことができる。

半導体プロセス処理装置のメンテナンスの要否を定量的に判定できるので、容易且つ安全に装置のメンテナンスを行うことができる。また、メンテナンスされた半導体プロセス処理装置のチャンバ一のマッチング状態も良好に維持することができる。メンテナンスの不良を防止することができるので、装置の実効稼働率を向上させることがでさる。

[0090] メンテナンスの良否を的確に判定できるので、製品ウェハーに先行して投入されるダミーウェハーの枚数などを最適化することが可能になり、メンテナンス対象の半導体プロセス処理装置をより早く立ち上げることができる。

半導体プロセス処理装置の全体的な劣化の程度も定量的に把握することができるので、オーバーホール等が必要であるかどうかも容易に判断することができる。

メンテナンスのための専用のウェハーを用いるので、非常に精度良くメンテナンスの良否を判定することができる。

[0091] なお、上述の実施形態では、エッチングの場合を例として説明したが、洗浄、インプランテーシヨン、めっき、 CVD、熱処理、スパッターなど全てのプロセス処理装置について本発明を適用できることは言うまでもない。

産業上の利用可能性

本発明は、半導体デバイス又はその製造工程での分析、製造、測定又は評価などに用いられる装置、並びに半導体デバイス製造方法に有用である。例えば、ウェハ一などの半導体基板に電子ビーム又はイオンビームを照射する手法を用いる分析技術、測定技術、評価技術、検査技術、および半導体デバイス製造装置および方法の分野において、本発明を利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 予め同等に処理された複数の所定の半導体基板を複数の半導体プロセス処理装置のそれぞれに導入して同一のプロセス処理条件で処理させる第 1ステップと、前記複数の半導体プロセス処理装置によって処理された複数の半導体基板のそれぞれに電子ビームを照射し、前記半導体基板のプロセス評価量として前記電子ビームの照射により誘起された基板電流を測定する第 2ステップと、

前記複数の半導体プロセス処理装置の処理特性が互いに整合するように、前記プロセス評価量の測定値に基づき前記複数の半導体プロセス処理装置に適用されるプロセス処理条件を変更する第 3ステップと、

を含むチャンバ一マッチング方法。

[2] 前記複数の所定の半導体基板は、前記複数の半導体プロセス処理装置が処理すべき工程の直前の工程まで予め同等に処理され、前記複数の半導体基板のそれぞれには、プロセス評価用の同一のレイアウトパターンが形成されていることを特徴とする請求項 1記載のチャンバ一マッチング方法。

[3] 前記レイアウトパターンは、ホール密度の高!、領域と、ホール密度の低、領域とを含むことを特徴とする請求項 2記載のチャンバ一マッチング方法。

[4] 前記第 3ステップでは、前記プロセス処理条件としてエッチング時間を変更することを特徴とする請求項 1記載のチャンバ一マッチング方法。

[5] 前記第 3ステップでは、前記プロセス処理条件として基板温度を変更することを特徴とする請求項 1記載のチャンバ一マッチング方法。

[6] 前記第 3ステップでは、前記プロセス処理条件としてプラズマパワーを変更することを特徴とする請求項 1記載のチャンバ一マッチング方法。

[7] 複数の半導体プロセス処理装置によってそれぞれ処理された複数の半導体基板に電子ビームを照射し、前記電子ビームの照射により誘起された基板電流を測定することにより前記複数の半導体基板に形成された各微細構造を解析する解析装置と前記解析装置による解析結果を蓄積する情報蓄積手段と、

前記データベースに蓄積された前記解析結果を統計処理する情報処理手段と、前記情報処理部により統計処理された前記解析結果を前記半導体プロセス処理装置に対応づけて比較表示する情報表示手段と

を備えた半導体プロセス支援装置。

[8] 前記情報表示手段は、前記複数の半導体プロセス処理装置に適用されたプロセス処理条件を前記解析結果と共に表示することを特徴とする請求項 7記載の半導体プロセス支援装置。

[9] 前記表示手段は、前記解析結果のヒストグラムを所定の標準ヒストグラムと比較表示することを特徴とする請求項 7記載の半導体プロセス支援装置。

[10] 前記表示手段は、前記解析結果として得られるプロセス評価量の測定値の分布をプロセス処理条件と共に表示することを特徴とする請求項 7記載の半導体プロセス支援装置。

[11] メンテナンスの対象である半導体プロセス処理装置に所定の半導体基板を導入し、該半導体基板を所定のプロセス処理条件で前記半導体プロセス処理装置に処理させる第 1ステップと、

前記半導体プロセス処理装置によって処理された前記半導体基板に電子ビームを照射し、前記電子ビームの照射により誘起された基板電流を測定することにより前記半導体基板に形成された微細構造を解析する第 2ステップと、

前記解析の結果に基づき前記半導体プロセス処理装置のメンテナンスの要否を判定する第 3ステップと、

を含むメンテナンス方法。

[12] 前記第 2ステップにおける解析の結果を日時の関数として表示するステップを更に含むことを特徴とする請求項 11記載のメンテナンス方法。

[13] 半導体プロセス処理装置をメンテナンスする第 1ステップと、

メンテナンス後の前記半導体プロセス処理装置にメンテナンス用の所定の半導体基板を導入し、該半導体基板を所定のプロセス処理条件で前記半導体プロセス処理装置に処理させる第 2ステップと、

前記半導体プロセス処理装置によって処理された前記半導体基板に電子ビームを照射し、前記電子ビームの照射により誘起された基板電流を測定することにより前記半導体基板に形成された微細構造を解析する第 3ステップと、

前記解析の結果を所定の管理値と比較することにより前記半導体プロセス処理装置のメンテナンスの良否を判定する第 4ステップと、

を含むメンテナンス方法。

[14] 前記解析の結果の結果を所定の管理値と比較表示するステップを更に含む請求項 13記載のメンテナンス方法。

[15] 前記管理値は、前記半導体基板上のレイアウトパターンごとに設けられたことを特徴とする請求項 13記載のメンテナンス方法。

[16] 前記管理値は、前記半導体基板上の場所ごとに設けられたことを特徴とする請求項 13記載のメンテナンス方法。

[17] 前記半導体プロセス処理装置のメンテナンス後に、前記解析結果をデータベースに蓄積し、該データベースを参照して前記半導体プロセス処理装置のメンテナンスに関する情報をトラッキングするステップを更に含むことを特徴とする請求項 13記載のメンテナンス方法。

[18] 前記トラッキングにより得られた情報を日時の関数として表示することを特徴とする請求項 17のメンテナンス方法。

[19] 電子ビームの照射により誘起される基板電流を利用してメンテナンス後の半導体プロセス処理装置の特性を評価する評価装置と、

前記評価装置によって得られた前記半導体プロセス処理装置の特性に関する評価結果を蓄積するデータベースと、

前記半導体基板のプロセスに関与する各種の半導体プロセス処理装置を管理するホストコンピュータと通信するための通信手段と

を備え、

前記評価装置は、前記データベースに蓄積された評価結果を、前記通信手段を介して前記ホストコンピュータにアップロードするように構成されたメンテナンス支援装置