专利名称：蚀刻装置、分析装置、蚀刻处理方法、以及蚀刻处理程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及在蚀刻装置、以及对蚀刻装置中的等离子体的发光进行监视的分析装置中，对蚀刻处理中的发光强度的波形进行分类，来选定对蚀刻处理结果有影响的波形的方法，特别涉及根据波形“形状”的类似性对波长进行分类，来选定代表性的波长的方法，或者定量地判定变化小的波形的方法。
背景技术：
为了得到晶片上形成的半导体装置等微细形状，进行利用等离子体使物质电离， 并通过该物质的作用(晶片表面上的反应)去除晶片上的物质的蚀刻处理。电离的物质有各种各样，晶片上的物质根据产品功能也多种多样。进而，为了在晶片上形成形状，涂覆有机类物质的抗蚀剂并通过平板印刷形成形状之后进行蚀刻处理。另外，为了得到规定的形状还导入用于调节反应的速度的物质。在进行蚀刻处理的腔容器内，多种多样的物质相互反应。由于等离子体引起的电离现象伴随发光现象，所以在利用等离子体来进行处理的蚀刻装置中，搭载发光分光器(0ES ；Optical Emission Spectroscopy)后，能够监视等离子体的产生状态。以往，作为从该OES数据取出对反应有影响的物质、发光的变化的方法，有日本特开平6-224098号公报(专利文献1)、日本特开2001-60585号公报(专利文献2)、日本特开2001-244254号公报(专利文献3)、日本特开2003-17471号公报(专利文献4)、日本特开2005-340547号公报(专利文献5)、日本特开平9-306894号公报(专利文献6)、日本特表2001-52U80号公报(专利文献7)记载的方法。在专利文献1中，示出了取得来自腔内的等离子体的发光谱(0EQ，根据与物质对应的谱线的信息以实际时间确定腔内的物质，来判别其相对浓度等级的方法。在专利文献2中，示出了通过使用发光波形的相关系数进行主要成分分析，并对所参照的主要成分和在制造执行时得到的主要成分进行比较来确定对工艺、腔的状况有影响的主要成分，来进行检测例如终点这样的控制的方法。在专利文献3中，示出了与专利文献2同样地，使用发光波形的相关系数进行主要成分分析，并对所参照的主要成分和制造执行时的主要成分进行比较的方法。示出了并非直接监视等离子体的发光谱，而将以等离子体发光为光源的晶片表面的反射发光强度作为对象，来控制膜厚的方法。在专利文献4中，示出了通过对OES这样的处理中的工艺量的监视结果和工艺处理结果的关系进行模型化，并求出最佳的配方来控制等离子体处理的方法。特别，记载了对 OES数据进行主要成分分析而取出成为变化大的波形的波长。在专利文献5中，示出了特别为了终点检测，预先在数据库中准备波形变化的图案，并在蚀刻处理中与特定的图案一致时，根据该图案来探测终点的方法。根据上升、下降、 平坦这3个种类，进而针对其变化的每个程度，详细设定图案。
在专利文献6中，示出了与等离子体处理装置连接，使等离子体发光分光并按照波形对强度的时间变化进行检测/分析而自动地决定最佳的波长的方法。在专利文献7中，示出了根据处理时间监视P个放射波长的各强度，生成在放射波长之间存在的相关关系，与以前的等离子体处理进行比较来检测状态的方法。专利文献1 日本特开平6-224098号公报专利文献2 日本特开2001-60585号公报专利文献3 日本特开2001-244254号公报专利文献4 日本特开2003-17471号公报专利文献5 日本特开2005-340547号公报专利文献6 日本特开平9-306894号公报专利文献7 日本特表2001-52U80号公报但是，在专利文献1记载的方法中，虽然可以根据起因于同一物质的发光的峰值来限定发光波长，但无法对与物质对应的谱线的设定信息以外的波长下的发光进行分类。 另外，关于波形，没有记载评价其变化的共通性的方法，无法实现基于反应的波长的分类。另外，在专利文献2记载的方法中，虽然可以通过对利用主要成分分析得到的主要成分进行评价来评价共通地变化的全部波长区域中的发光强度变化(相当于波形)，但无法对波长间的波形的部分性的差异进行评价来分类波长。另外，在专利文献3记载的方法中，也与专利文献2记载的方法同样地，无法对波长进行分类。另外，在专利文献4记载的方法中，仅记载了通过主要成分分析取出成为变化大的波形的波长的技术，而没有公开对多个波形进行分类这样的技术。另外，在专利文献5记载的方法中，必须在变化图案的分类中预先登记图案，所以无法对根据蚀刻处理内容而各种各样地变化的波形进行分类。另外，在专利文献6记载的方法中，对等离子体发光的发光强度的时间变化进行分析，对等离子体处理的终点之前的时刻下的发光强度的等级与终点之后的时刻下的发光强度的等级的差分进行检测，但据此仅能够评价基于2个强度差的波形变化，所以无法充分地对各种各样地变化方法不同的波形进行分类。另外，在专利文献7记载的方法中，生成在放射波长间存在的相关关系，根据该相关的主要成分的主要成分矢量间的角度来检测蚀刻处理的终点，但主要成分是将多个波长下的共通的变化汇总而得到的结果，而即使检查了该矢量间的角度，也仅发现多个波长下的共通的变化，而无法从各种各样地变化的波形发现代表性的波长。

发明内容
本发明的目的在于提供一种蚀刻装置、分析装置、蚀刻处理方法、以及蚀刻处理程序，无需设定物质、化学反应的信息，而可以从大量的波长下的波形选定代表性的少数的波长，可以削减花费大量工时的蚀刻数据的解析，高效地进行蚀刻的监视/测定的设定。本发明的上述以及其他目的和新的特征根据本说明书的记述以及附图将更加明确。如果简单说明在本申请中公开的发明中的代表性的发明的概要，则如下所述。
即，在代表性的发明的概要中，计算机系统具备发光强度波形取得单元，取得过去实施的1次以上的蚀刻处理中的等离子体发光数据中的、多个沿着蚀刻处理时间轴的发光强度波形；波形变化有无判定单元，判定在由所述发光强度波形取得单元取得的多个所述发光强度波形中有无变化；波形相关矩阵计算单元，计算由所述波形变化有无判定单元判定为有变化的所述发光强度波形间的相关矩阵；波形分类单元，将由所述波形相关矩阵计算单元计算出的相关矩阵的各列、或者各行作为与所述发光强度波形对应的矢量，基于所述矢量的值，评价所述发光强度波形间的类似性，将所述发光强度波形分类为组；以及代表波形选定单元，从由所述波形分类单元分类了的所述组中选定代表性的发光强度波形， 将所选定的所述代表性的发光强度波形确定为对蚀刻性能或者晶片上的蚀刻处理结果有影响的发光强度波形，将得到了该发光强度波形的波长决定为应监视的发光波长，并将其显示于所述终端。如果简单说明通过在本申请中公开的发明中的代表性的发明得到的效果，则如下所述。即，通过代表性的发明得到的效果在于，无需设定物质、化学反应的信息，而可以自动地选定应监视/测定的发光波长，可以削减花费大量的工时的蚀刻数据的解析，而高效地进行蚀刻的监视/测定的设定，可以判定异常/正常。另外，可以防止物质、化学反应的登记遗漏、或者由于人工判断引起的现象的判断间差异这样的错误。


图1是示出通过本发明的一个实施方式的蚀刻装置中使用的发光分光器OES得到的谱以及波形的一个例子的图。图2是用于说明与本发明的一个实施方式的蚀刻装置中使用的发光强度的相关关系相关的原因的说明图。图3是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中使用的波形和其主要成分分析结果的一个例子的图。图4是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置的结构的结构图。图5是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置的蚀刻处理控制的系统结构的结构图。图6是用于说明本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的波形的相关关系的说明图。图7是用于说明本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的簇分析的概要的说明图。图8是用于说明本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的簇分析的计算法的概要的说明图。图9是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的15个波长的波形的一个例子的图。图10是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的15个波长的相关矩阵的一个例子的图。图11是示出基于本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的15个波长的波形的相关矩阵的簇分析结果的一个例子的图。
图12是示出根据本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的15个波长的波形的组的相关矩阵的一个例子的图。图13是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的所选定的3个波长的波形的图。图14是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的同一波长下的8次的蚀刻处理的波形的一个例子的图。图15是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的同一波长下的8个波形的相关矩阵的一个例子的图。图16是示出基于本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的同一波长下的8个波形的相关矩阵的簇分析结果的一个例子的图。图17是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的同一波长下的波形的强度判定基准的一个例子的图。图18是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的每个蚀刻处理的发光强度、 波形的相关系数、CD偏置的变化的一个例子的图。图19是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的包含偏差的波形的一个例子的图。图20是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的包含偏差的波形相对于发光强度的直方图的一个例子的图。图21是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的包含偏差的波形的一个例子的图。图22是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的包含偏差的波形相对于发光强度的直方图的一个例子的图。图23是用于说明本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的包含偏差的波形的偏差范围的说明图。图M是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的包含偏差的波形的偏度、峰度、变化指数的一个例子的图。图25是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置的蚀刻处理方法的流程图。图沈是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置的蚀刻处理方法的流程图。
具体实施例方式以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。另外，在用于说明实施方式的所有图中，对同一部件原则上附加同一符号，省略其反复的说明。首先，说明本发明的概要。在本发明中，蚀刻装置搭载分光器(0EQ，具备针对每个蚀刻处理取得OES数据的单元。发光分光器与存储装置、数据库连接，具备向存储装置、数据库保存OES数据的单元。 具备从OES数据取得多个波形，对波形进行分类，求出代表波形来监视蚀刻的单元；进而判定异常/正常的单元；对蚀刻处理结果进行解析/评价的单元；以及调整蚀刻处理条件的单元，为此，具备从存储装置、数据库取得OES数据的单元。另外，这些各单元既可以在与蚀刻装置连接的分析装置中具备，也可以是通过分析装置观察蚀刻处理那样的结构。
另外，为了判定蚀刻的异常/正常，具备设定判定基准的单元；以及用于将判定结果保存到存储装置、数据库中、或者对用户显示/通知的单元。另外，为了将蚀刻处理结果和OES数据的发光强度、波形的相关系数对应起来，具备将蚀刻处理结果保存到存储装置、数据库中的单元；以及从存储装置、数据库取得蚀刻处理结果的单元，并具备求出发光强度、波形的相关系数与蚀刻处理结果的关系的单元； 以及根据发光强度、波形的相关系数推测/预测蚀刻处理结果的单元。为了调整蚀刻处理条件，具备设定作为目标的蚀刻处理结果的单元，并具备根据实际的蚀刻处理结果与目标的误差来计算蚀刻处理条件(蚀刻时间、气体流量、压力、电压、温度)的调整量的单元，并具备对蚀刻装置设定所求出的条件的单元。在本发明中，首先，从OES数据取得波形，通过计算/评价相对发光强度的偏差的变化量的大小的功能，来发现波形有无变化、或者变化大的波形。另外，通过具有从1次以上的蚀刻处理中的OES数据取得多个波形，计算波形的相关矩阵，求出每个波形的相关系数矢量，根据各波形的相关系数矢量对波形进行分类的功能；以及根据每个分类的相关系数矢量求出代表波形的功能，无需特别利用物质与发光波长的关系、化学反应关系的信息，而可以自动地求出应监视/测定的发光波长。另外，通过将蚀刻处理结果与所选定的波形的发光强度的关系对应起来的功能， 求出蚀刻的异常/正常的基准，判定异常/正常，并且对蚀刻处理进行解析/评价，进而调整蚀刻处理条件来控制蚀刻处理结果。另外，通过以某蚀刻处理中的波形为基准而求出与其他蚀刻处理中的波形的相关系数并与蚀刻处理结果对应起来的功能，求出蚀刻的异常/正常的基准，判定异常/正常， 并且对蚀刻处理进行解析/评价，进而调整蚀刻处理条件来控制蚀刻处理结果。通过用公式对相关系数与蚀刻处理结果的关系进行模型化的功能，可以推测/预测蚀刻处理结果。以下，说明本发明中的上述各单元以及上述各功能的具体的实施方式。首先，根据图1 图3，说明本发明的一个实施方式的蚀刻装置中使用的基本技术以及基本处理。图1是示出通过本发明的一个实施方式的蚀刻装置中使用的发光分光器 OES得到的谱以及波形的一个例子的图、图2是用于说明与本发明的一个实施方式的蚀刻装置中使用的发光强度的相关关系相关的原因的说明图、图3是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中使用的波形和其主要成分分析结果的一个例子的图。首先，图1示出通过发光分光器OES得到的发光数据的一个例子。如图1所示，以时间104为χ轴、以波长105为y轴的发光强度谱分布可以表现为位图。位图101、102、103描绘出针对多个晶片的发光现象。通过某时刻处的发光强度的发光谱分布111，可知在监视波长的中心附近广域地成为凸状，并且，在多个波长位置处存在峰值。另外，可知特定的波长下的沿着处理时间的发光强度变化，即通过波形121、122而随着蚀刻的处理进展，发光强度变化，并且在蚀刻处理内容的变更时刻107处发光现象变化。通过监视由于该等离子体引起的发光现象，可以确认蚀刻处理的性能。例如，在蚀刻装置的起动时，判断是否引起规定的反应来确认蚀刻处理。另外，在量产中，作为通过在晶片的连续加工中监视发光而探测异常，并且判定蚀刻的处理结束时刻的终点检测，活用发光数据。
特别，对于发光数据，由于可以在进行蚀刻处理的过程中同时并行地监视蚀刻状况，所以可以高效地判定发光状态，进而为了在量产中利用而每当晶片加工时可以自动地判定发光状态是重要的。为了进行这样的判定，对在谱中产生了峰值的部位的波长和其强度进行解析。其原因为根据腔内的物质，在特定的波长下，观察发光。但是，由于如发光谱分布111所示， 观察几十个峰值，所以难以确定对蚀刻处理产生大影响的物质。因此，必须确定对蚀刻性能有影响的物质，为了判定而尽可能限定应监视的波长。蚀刻是基于物质性的反应的、化学性的反应。在该反应中，某物质(分子构成)变化为其他物质(分子构成)，在它们的变化中自然存在高的相关。对于基于该反应的发光强度的相关的原因，如图2所示。在图2中，在1次系201中，物质[A]被分解为[B]、[C]，并且，反应的过程用式202 来定义。在2次系203中，2个物质[A]成为[C]，反应过程成为式204。即使在多个物质成为[C]的高次系205中，反应过程也成为式206。S卩，物质的增减的关系在各反应中可以在1个物质中进行说明。例如，在[物质1] 变化为[物质2]和[物质3]的反应211中，以如果物质1(231)减少，则与其对应地物质 2 (23 、物质3 (23 增加的方式，在波形间存在相关关系。因此，例如，可以以使应监视的物质仅成为[物质1]的方式，限定发光的波长。进而，在发光的谱中存在与物质的重复相关的特征。例如，以在波长334.6[nm]、 336. 3 [nm] ,436. 8 [nm] ,440. 1 [nm] ,777. 0 [nm]下产生氟化硅SiF的谱线的方式，1个种类的物质在多个波长下发光。因此，在这些波长下的波形间，根据该物质的状态，也存在相关关系。因此，如果根据这样的波形的相关，来监视与代表反应的物质对应的发光的波长， 则可以高效地限定波长。另外，主要成分分析是指通过多个数据项目之间的数据的相关矩阵，将各个数据项目同时变化、或者独立地变化这样的组合，根据变化的大小，分解为主要成分的分析方法。将数据项目间的变化的组合求出为主要成分(固有矢量)。将变化的大小、或者主要成分相对整体的变化所占的比例求出为贡献率。图3示出波形和其主要成分分析结果(直至第3主要成分)的一个例子。根据波形的曲线可知在波形(1)311、波形(2) 312、波形(7) 317的组、波形(3) 313、波形0)314的组、波形(5) 315、波形(6)316的组中类似。如果研究通过主要成分的各波形中的正负来分类，则在第1主要成分中，可以分成波形(1)311、波形(2) 312、波形(5) 315、波形(6) 316、波形(7)317的组、和波形(3)313、 波形(4)314的组。其可以分类为上升和下降的波形的组合。但是，根据第2主要成分，分成波形 (1)311、波形0)312的组、和波形(5) 315、波形(6) 316、波形(7)317的组。其原因为根据图3的321所示的部分处的变化，通过贡献率13%的变化的共通性来分类。因此，可知即使研究通过第1主要成分的固有矢量的大小来判断，由于波形(1)311和波形0)312是非常接近的值，所以在变化中共通性也高，但对于与波形(幻315、 波形(6)316、波形(7)317的关系，无法数值地判断。在主要成分分析中，可以对大的变化进行分类，但难以定量地分类更细致的变化， 即无法活用于自动分类。因此，在本实施方式中，首先，在OES数据的多个波形中，判定各波形有无变化，对于存在变化的多个波形，根据相关矩阵对类似的波形进行分类而求出代表性的波形，监视蚀刻处理，从而特别地可以完成下列工作判定蚀刻的异常、或者正常；对蚀刻处理结果进行解析/评价；进而可以进行用于提高蚀刻处理结果的精度的条件调整。另外，蚀刻处理结果是指对蚀刻处理后的晶片进行检查而定量化了的结果，是各种尺寸、性状、个数、或者关于蚀刻处理前后的差的定量值。另外，为了判定在各波形中有无变化，评价相对偏差的变化的大小。由此，可以定量地判定包含偏差的波形有无变化。接下来，根据图4以及图5，说明本发明的一个实施方式的蚀刻装置的结构以及动作。图4是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置的结构的结构图、图5是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置的蚀刻处理控制的系统结构的结构图。在图4中，蚀刻装置401包括腔402、电极403、晶片405、电极406、排气系统407、 气体供给系统408、装置控制器·外部通信装置409、分光器(0EQ410、计算机系统即计算机·存储装置411、终端即画面·用户接口 412，在腔402中设置窗421，而使由等离子体产生的光422入射到分光器(0EQ 410。另外，蚀刻装置401经由网络432，与检查装置431、数据库(DB) 433、计算机系统即 OES数据解析系统434连接。在蚀刻装置401中，设置腔402，在该腔402内进行蚀刻。晶片405以被电极403、 406夹住的方式配置，通过在该电极403、406之间产生等离子体404而对晶片405表面进行蚀刻。另外，关于等离子体404的产生，未必一定利用电极。蚀刻所需的气体材料从气体供给系统408导入，蚀刻反应后的气体从排气系统407排气。等离子体404伴随发光，针对该光通过分光器(0EQ 410按照光422的波长对发光强度进行探测。通过窗421取得腔402内部的光。分光器(0EQ410以及装置控制器 外部通信装置409与蚀刻装置401中设置的计算机·存储装置411连接，通过计算机·存储装置411对谱、波形进行计算处理，监视蚀刻处理。在计算机 存储装置411中可以保存多个OES数据。根据监视结果判定蚀刻的异常/正常，进而调整蚀刻处理条件。计算机 存储装置411与画面 用户接口 412和连接， 经由画面·用户接口 412，用户进行计算处理所需的设定，并且确认计算处理结果。另外，也可以构成为使分光器(0ES)410、计算机 存储装置411、画面 用户接口 412成为独立的分析装置来对等离子体的发光进行观察。分光器(0EQ410以及装置控制器·外部通信装置409经由网络432与数据库 (DB)433连接，可以将OES数据、与蚀刻处理条件、动工经历相关的数据保存到数据库433 中。另外，对蚀刻前/后的线宽、⑶(LSI芯片内的最小栅极尺寸)、膜厚这样的蚀刻处理结果进行测量的检查装置431也同样地与网络432连接，检查结果保存到数据库433中。通过OES数据解析系统434对数据库433中保存的OES数据、与蚀刻处理相关的数据以及检查结果进行解析/评价。另外，通过由蚀刻装置401的装置控制器·外部通信装置409在蚀刻装置401中取得数据库433中保存的检查结果，可以反映检查结果而在计算机·存储装置411中调整蚀刻条件。另外，图5示出蚀刻处理控制的系统结构，通过图5所示的各功能511 528，实施各种异常·判定处理。另外，在蚀刻装置401中搭载的计算机·存储装置411、和OES数据解析系统434 中，各功能511 528是共通的。另外，对于利用功能511 528实现的各处理，也可以是仅计算机·存储装置411 的处理、仅OES数据解析系统434的处理。为了在蚀刻装置401中对OES数据的波形进行分类并判定蚀刻的异常/正常，首先，通过发光强度波形取得单元即按批量晶片阶段的OES数据检索/取得功能511取得成为分类的对象的波形，通过波形变化有无判定单元即波形变化有无判定功能521去除没有变化的波形，通过波形相关矩阵计算单元即波形相关矩阵计算功能522求出相关矩阵，通过波形分类单元即波形分类功能523对波形进行分类。通过代表波形选定单元即代表波形选定功能5M确定波形，将得到了该波形的波长作为应监视的波长，进行蚀刻处理而监视该波长下的发光强度。根据发光强度的大小，通过异常/正常判定功能527判定异常/正常。另外，批量是将多个晶片集中而连续地进行蚀刻处理的单位。阶段意味着在同一腔中在多个条件下连续地处理1个晶片时的某1个条件下的处理的单位。另外，为了与蚀刻处理结果对应起来判定蚀刻的异常/正常，首先，通过按批量晶片阶段的OES数据检索/取得功能511取得成为分类的对象的波形，通过波形变化有无判定功能521去除没有变化的波形，通过波形相关矩阵计算功能522求出相关矩阵，通过波形分类功能523对波形进行分类，通过代表波形选定功能5M选定波形。进而，由检查装置431测量出的蚀刻处理结果保存到数据库433中，通过按批量晶片阶段的检查结果检索/取得功能512，取得与之前分类的波形的批量晶片阶段对应的蚀刻处理结果。将蚀刻处理结果的优劣和所选定的波形的波长下的发光强度对应起来、或者通过回归分析功能525对蚀刻处理结果与发光强度的关系进行解析/评价。确定异常/正常的判定基准，根据在蚀刻处理时选定的波长的发光强度，通过异常/正常判定功能527判定异常/正常。对目标的蚀刻处理结果与实际的蚀刻处理结果的误差进行评价，参照所监视的波长的发光强度，通过蚀刻条件调整功能5 调整该蚀刻处理实施时的蚀刻处理条件，从而可以控制蚀刻处理结果。在1个波长中，为了通过多个蚀刻处理中的波形的相关系数来监视蚀刻处理，通过按批量晶片阶段的OES数据检索/取得功能511取得成为对象的波形，通过波形相关矩阵计算功能522以某一次的波形为基准而求出与其他波形的相关系数即可。另外，从按批量晶片阶段的检查结果检索/取得功能512取得与成为对象的波形对应的蚀刻处理结果，将蚀刻处理结果的优劣和所求出的相关系数对应起来、或者通过回归分析功能525求出蚀刻处理结果与相关系数的关系，确定异常/正常的判定基准，根据在刻处理时选定的波长的发光强度，通过异常/正常判定功能527判定异常/正常。对目标的蚀刻处理结果与实际的蚀刻处理结果的误差进行评价，参照所监视的波长的波形中的相关系数，通过蚀刻条件调整功能5 调整该蚀刻处理的实施时的蚀刻处理条件，从而可以控制蚀刻处理结果。进而，根据由回归分析功能525求出的蚀刻处理结果与相关系数的关系，通过蚀刻处理结果预测功能526，可以根据在蚀刻处理时得到的波形与作为基准的波形的相关系数，推测蚀刻处理结果。接下来，根据图6 图13，说明对本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的多个波长下的波形进行分类，根据代表性的波形求出波长的方法。图6是用于说明本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的波形的相关关系的说明图、图7是用于说明本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的簇分析的概要的说明图、图8是用于说明本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的簇分析的计算法的概要的说明图、图9是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的15个波长的波形的一个例子的图、图10是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的15个波长的相关矩阵的一个例子的图、图11是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的基于15个波长的波形的相关矩阵的簇分析结果的一个例子的图、图12是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的15个波长的波形的按组的相关矩阵的一个例子的图、图 13是示出本发明的一个实施方式的蚀刻装置中的所选定的3个波长的波形的图。将针对多个蚀刻处理中的OES数据中的、多个波长下的波形，使用各波形间的相关矩阵对波形进行分类，并选定代表波形的方法称为波形相关簇分析。对该波形进行分类是指，将波形的“形状”类似的部分集中为同一组、即簇。波形是表示沿着时间轴的强度的“线”，所以形状的类似可以通过相关系数来评价。图6示出4个波形的曲线。在图6中，以时间[秒]601为χ轴、以发光的强度602 为y轴，而描绘出4个波形。如果关注强度的大小，则波形A611、波形B612、波形C613接近，但如果基于化学反应的共变的特征，则形状类似的波形A611和波形D614应成为共通的组。根据相关系数，相对波形A611，波形B612成为“_1”、波形C613成为“0”、波形D614 成为“ 1 ”。即，如果相关系数接近“ 1 ”则波形类似。相反，如果远离“ 1 ”，则不与该波形类似。相对波形A611的与其他波形的相关关系可以表示为矢量621。对于波形B612、波形C613、波形D614，也可以同样地表述为矢量622、矢量623、矢量624。如果对波形A611和波形D614的矢量621、矢量6 进行比较，则它们是一致的。另一方面，波形B612、波形C613的矢量622、矢量623不会成为分别接近的值。因此，如果使用该矢量，则可以对各种波形的类似进行定量化，可以数值地分类波形。将该矢量称为波形相关矢量。波形相关矢量是排列与各波形的相关系数而得到的，所以可以通过计算图6所示的矩阵631那样的相关矩阵来求出。该相关矩阵R可以根据每个采样时刻的发光强度数据(数据数η、波形数m) Xij，通过以下的式⑴ ⑷计算。R= [p J...⑴

权利要求
1.一种蚀刻装置，具备腔，用于进行等离子体蚀刻处理； 电极，用于生成等离子体； 气体供给/排气系统；分光器，用于对所述等离子体的发光进行监视；以及计算机系统，对由所述分光器监视的信号进行处理，并将其处理结果显示于终端， 所述蚀刻装置的特征在于所述计算机系统具备发光强度波形取得单元，取得过去实施的1次以上的蚀刻处理中的等离子体发光数据中的、多个沿着蚀刻处理时间轴的发光强度波形；波形变化有无判定单元，判定在由所述发光强度波形取得单元取得的多个所述发光强度波形中有无变化；波形相关矩阵计算单元，计算由所述波形变化有无判定单元判定为有变化的所述发光强度波形间的相关矩阵；波形分类单元，将由所述波形相关矩阵计算单元计算出的相关矩阵的各列、或者各行作为与所述发光强度波形对应的矢量，基于所述矢量的值，评价所述发光强度波形间的类似性，将所述发光强度波形分类为组；以及代表波形选定单元，从由所述波形分类单元分类了的所述组中选定代表性的发光强度波形，将所选定的所述代表性的发光强度波形确定为对蚀刻性能或者晶片上的蚀刻处理结果有影响的发光强度波形，将得到了该发光强度波形的波长决定为应监视的发光波长，并将其显示于所述终端。
2.根据权利要求1所述的蚀刻装置，其特征在于由所述发光强度波形取得单元取得的发光强度波形是任意指定的多个波长下的发光强度波形。
3.根据权利要求1所述的蚀刻装置，其特征在于由所述发光强度波形取得单元取得的发光强度波形是在发光谱上成为峰值的波长下的波形。
4.根据权利要求1所述的蚀刻装置，其特征在于由所述发光强度波形取得单元取得的发光强度波形是多个蚀刻处理中的同一波长下的发光强度波形。
5.根据权利要求1所述的蚀刻装置，其特征在于所述波形分类单元利用簇分析、 k-means法、或者自组织化映射，基于所述矢量的值，评价所述发光强度波形间的类似性。
6.根据权利要求1所述的蚀刻装置，其特征在于所述波形变化有无判定单元关于所述发光强度波形的强度，求出偏度、峰度、以及针对所述强度的偏差的强度变化范围的值， 基于所求出的所述偏度、所述峰度、针对所述强度的偏差的强度变化范围的值，判定在蚀刻处理中在强度上是否有变化。
7.根据权利要求6所述的蚀刻装置，其特征在于所述偏差是指所述发光强度波形的连续的强度的差的二乘平均的平方， 所述强度变化范围是指所述发光强度波形的强度的最大值与最小值之差， 所述针对偏差的强度变化范围的值是指将所述强度变化范围除以所述偏差，并取2的平方根而得到的值。
8.根据权利要求6所述的蚀刻装置，其特征在于所述波形变化有无判定单元在所述偏度是-1. 0至1. 0的值、所述峰度是-1. 0至1. 0的值、所述针对偏差的强度变化范围的值是4至8时，判定为所述发光强度波形是白色噪声、 且在强度上没有变化。
9.一种分析装置，具备分光器，用于对等离子体的发光进行监视；以及计算机系统，对由所述分光器监视的信号进行处理，并将其处理结果显示于终端， 所述分析装置的特征在于所述计算机系统具备发光强度波形取得单元，取得过去实施的1次以上的蚀刻处理中的等离子体发光数据中的、多个沿着蚀刻处理时间轴的发光强度波形；波形变化有无判定单元，判定在由所述发光强度波形取得单元取得的多个所述发光强度波形中有无变化；波形相关矩阵计算单元，计算由所述波形变化有无判定单元判定为有变化的所述发光强度波形间的相关矩阵；波形分类单元，将由所述波形相关矩阵计算单元计算出的相关矩阵的各列、或者各行作为与所述发光强度波形对应的矢量，基于所述矢量的值，评价所述发光强度波形间的类似性，将所述发光强度波形分类为组；以及代表波形选定单元，从由所述波形分类单元分类了的所述组中选定代表性的发光强度波形，将所选定出的所述代表性的发光强度波形确定为对蚀刻性能或者晶片上的蚀刻处理结果有影响的发光强度波形，将得到了该发光强度波形的波长决定为应监视的发光波长， 并将其显示于所述终端。
10.一种蚀刻处理方法，其特征在于通过控制蚀刻装置或者所述蚀刻装置的分析装置的计算机系统， 取得过去实施的1次以上的蚀刻处理中的等离子体发光数据中的、多个沿着蚀刻处理时间轴的发光强度波形，判定在所取得的多个所述发光强度波形中有无变化， 计算判定为有变化的所述发光强度波形间的相关矩阵，将所述相关矩阵的各列、或者各行作为与所述发光强度波形对应的矢量，基于所述矢量的值评价所述发光强度波形间的类似性，将所述发光强度波形分类为组，从由所述波形分类单元分类了的所述组中选定代表性的发光强度波形，将所选定出的所述代表性的发光强度波形的波长下的发光强度与蚀刻处理结果的关系对应起来，在以后的蚀刻处理实施时，根据蚀刻处理中的发光强度数据，监视所述代表性的发光强度波形的波长下的发光强度。
11.一种蚀刻处理方法，其特征在于通过控制蚀刻装置或者所述蚀刻装置的分析装置的计算机系统， 针对过去实施的多个蚀刻处理，取得蚀刻处理结果、和蚀刻处理中的等离子体发光数据中的同一波长下的沿着蚀刻处理时间轴的发光强度波形，求出某1个蚀刻处理中的所述发光强度波形与剩余所有蚀刻处理中的所述发光强度波形的相关系数，将所述发光强度波形的相关系数与蚀刻处理结果的关系对应起来，在蚀刻处理实施时基于所述发光强度波形的相关系数的值，监视晶片上的蚀刻处理。
12.根据权利要求11所述的蚀刻处理方法，其特征在于通过所述计算机系统，在基于所述相关系数的值的所述晶片上的所述蚀刻处理的监视中，通过代数式对所述发光强度波形的所述相关系数与蚀刻处理结果的关系进行模型化，使用通过所述蚀刻处理得到的所述发光强度波形的相关系数来推测蚀刻处理结果。
13.一种蚀刻处理程序，其特征在于为了进行蚀刻处理而使计算机系统作为如下单元而发挥功能 发光强度波形取得单元，取得过去实施的1次以上的蚀刻处理中的等离子体发光数据中的、多个沿着蚀刻处理时间轴的发光强度波形；波形变化有无判定单元，判定在由所述发光强度波形取得单元取得的多个所述发光强度波形中有无变化；波形相关矩阵计算单元，计算由所述波形变化有无判定单元判定为有变化的所述发光强度波形间的相关矩阵；波形分类单元，将由所述波形相关矩阵计算单元计算出的相关矩阵的各列、或者各行作为与所述发光强度波形对应的矢量，基于所述矢量的值评价所述发光强度波形间的类似性，将所述发光强度波形分类为组；以及代表波形选定单元，从由所述波形分类单元分类了的所述组中选定代表性的发光强度波形，将所选定出的所述代表性的发光强度波形确定为对蚀刻性能或者晶片上的蚀刻处理结果有影响的发光强度波形，将得到了该发光强度波形的波长决定为应监视的发光波长， 并将其显示于所述终端。
全文摘要
本发明提供一种无需设定物质、化学反应的信息，而可以从大量的波长下的波形，选定代表性的少数的波长，可以削减花费大量的工时的蚀刻数据的解析，而高效地进行蚀刻的监视/测定的设定的蚀刻装置。在蚀刻装置中，具备按批量晶片阶段的OES数据检索/取得功能(511)，取得多个沿着蚀刻处理时间轴的发光强度波形；波形变化有无判定功能(521)，判定在多个发光强度波形中有无变化；波形相关矩阵计算功能(522)，计算发光强度波形间的相关矩阵；波形分类功能(523)，将发光强度波形分类为组；代表波形选定功能(524)，从组选定代表性的发光强度波形。
文档编号G01N21/71GK102282654SQ200980154428
公开日2011年12月14日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年3月17日
发明者井上智己, 森泽利浩, 白石大辅 申请人:株式会社日立高新技术