專(zhuān)利名稱(chēng)：等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體處理裝置的監(jiān)視方法和等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工序中使用了各種處理裝置。在半導(dǎo)體晶片和玻璃基板等的被處理體的成膜工序和蝕刻工序中廣泛使用了等離子體處理裝置等處理裝置。各種處理裝置分別對(duì)被處理體具有固有的處理特性。因此，通過(guò)監(jiān)視每個(gè)裝置的處理特性或預(yù)測(cè)處理特性等來(lái)進(jìn)行晶片的最佳處理。
例如，在特開(kāi)平6-132251號(hào)公報(bào)中提出了等離子體蝕刻裝置的蝕刻監(jiān)視。在這種情況下，提前調(diào)查蝕刻的處理結(jié)果(均勻性、尺寸精度、形狀、與基底膜的選擇性等)、等離子體的分光分析結(jié)果和處理?xiàng)l件(壓力、氣體流量、偏壓等)的改變狀況等的關(guān)系，并將其存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)庫(kù)。由此，可間接監(jiān)視處理結(jié)果，而不直接檢查晶片。在所監(jiān)視的處理結(jié)果相對(duì)檢查條件為不合格的情況下，將該信息送到蝕刻裝置后修正處理?xiàng)l件，或在中止處理的同時(shí)，將該內(nèi)容向管理者通報(bào)。
另外，在特開(kāi)平10-125660號(hào)公報(bào)中提出了等離子體裝置的處理監(jiān)視方法。這時(shí)，在處理前，使用試用晶片生成與反映等離子體狀態(tài)的電信號(hào)和室內(nèi)的等離子體狀態(tài)(處理特性)相關(guān)聯(lián)的模式，并將實(shí)際處理晶片時(shí)所得到的電信號(hào)的檢測(cè)值代入模式，而預(yù)測(cè)、診斷實(shí)際的等離子體狀態(tài)。
另外，在特開(kāi)平11-87323號(hào)公報(bào)中提出了使用半導(dǎo)體晶片處理系統(tǒng)的多個(gè)參數(shù)來(lái)監(jiān)視處理的方法和裝置。這時(shí)，分析多個(gè)處理參數(shù)，并使這些參數(shù)在統(tǒng)計(jì)上相關(guān)，而檢測(cè)出處理特性和系統(tǒng)特性的變化。作為多個(gè)處理參數(shù)，使用發(fā)光、環(huán)境參數(shù)(反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力和溫度等)、RF功率參數(shù)(反射功率、調(diào)諧電壓等)、系統(tǒng)參數(shù)(特定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制電壓)。
任何一個(gè)公報(bào)中所記載的技術(shù)都是使處理?xiàng)l件的改變等和晶片的處理結(jié)果在統(tǒng)計(jì)上相關(guān)，檢查處理結(jié)果的好壞、預(yù)測(cè)等離子體狀態(tài)或間接把握蝕刻的終點(diǎn)等的處理特性和腔室內(nèi)的污染等的系統(tǒng)特性變化的技術(shù)。在這些技術(shù)中，不能直接監(jiān)視與晶片的處理直接相關(guān)的腔室內(nèi)氣體壓力及處理氣體流量等的可控制的各種控制參數(shù)和與裝置狀態(tài)相關(guān)的高頻功率電壓等的各種裝置狀態(tài)參數(shù)的隨時(shí)間改變的值。假定在這些參數(shù)的其中之一中存在除正常值之外的異常值，不能個(gè)別把握該異常，進(jìn)而不能直接獲知處理時(shí)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。另外，存在不能特定控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)的其中哪一個(gè)的參數(shù)發(fā)生了異常，且查明其原因需要時(shí)間的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問(wèn)題而做出，其目的是提供一種等離子體處理裝置、等離子體處理裝置的監(jiān)視方法和等離子體處理方法，可在直接實(shí)時(shí)監(jiān)視各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的變化的同時(shí)，可特定在哪一個(gè)控制參數(shù)和/或裝置狀態(tài)參數(shù)中發(fā)生了變化。
本發(fā)明提供了一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括檢測(cè)使用高頻功率反映處理被處理體時(shí)的等離子體狀態(tài)的等離子體反映參數(shù)的單元；設(shè)定控制上述等離子體狀態(tài)用的多個(gè)控制參數(shù)的單元；存儲(chǔ)根據(jù)上述等離子體反映參數(shù)，預(yù)測(cè)上述多個(gè)控制參數(shù)和/或多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的模式的單元；使用上述模式，通過(guò)將處理被處理體時(shí)所得到的上述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于上述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元。
根據(jù)本發(fā)明，可在直接實(shí)時(shí)監(jiān)視各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的變化的同時(shí)，可特定在哪一個(gè)控制參數(shù)和/或裝置狀態(tài)參數(shù)中發(fā)生了變化。
優(yōu)選，還包括觀測(cè)各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元；比較由上述預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)與由上述觀測(cè)單元觀測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元。更優(yōu)選，將報(bào)知異常的單元連接到上述比較單元。
此外，優(yōu)選，還包括用于求出上述模式的多變量分析單元。例如，上述多變量分析單元具有使用部分最小二乘法的單元。
此外，優(yōu)選，上述等離子體反映參數(shù)是基于由上述高頻功率產(chǎn)生的等離子體的電子數(shù)據(jù)和/或光學(xué)數(shù)據(jù)。
或者，本發(fā)明提供了一種監(jiān)視等離子體處理裝置的方法，該等離子體處理裝置包括檢測(cè)使用高頻功率反映處理被處理體時(shí)的等離子體狀態(tài)的等離子體反映參數(shù)的單元；設(shè)定控制上述等離子體狀態(tài)用的多個(gè)控制參數(shù)的單元；存儲(chǔ)根據(jù)上述等離子體反映參數(shù)，預(yù)測(cè)上述多個(gè)控制參數(shù)和/或多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的模式的單元；使用上述模式，通過(guò)將處理被處理體時(shí)所得到的上述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于上述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元，其特征在于，包括下列工序檢測(cè)使用高頻功率處理被處理體時(shí)的等離子體反映參數(shù)的工序；將上述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于上述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序。
此外，優(yōu)選，上述等離子體處理裝置包括觀測(cè)各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元，還包括工序觀測(cè)各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序；比較所預(yù)測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)與所觀測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序。更優(yōu)選，根據(jù)上述比較工序的結(jié)果而報(bào)知異常的工序。
或者，本發(fā)明提供了一種使用等離子體處理裝置來(lái)等離子體處理被處理體的方法，上述等離子體處理裝置包括檢測(cè)使用高頻功率反映處理被處理體時(shí)的等離子體狀態(tài)的等離子體反映參數(shù)的單元；設(shè)定控制上述等離子體狀態(tài)用的多個(gè)控制參數(shù)的單元；存儲(chǔ)根據(jù)上述等離子體反映參數(shù)，預(yù)測(cè)上述多個(gè)控制參數(shù)和/或多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的模式的單元；使用上述模式，通過(guò)將處理被處理體時(shí)所得到的上述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于上述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元，其特征在于，包括下列工序檢測(cè)使用高頻功率處理被處理體時(shí)的等離子體反映參數(shù)的工序；將上述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于上述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序。


圖1是表示本發(fā)明的等離子體處理裝置的一實(shí)施方式的構(gòu)成圖。
圖2是表示圖1所示的等離子體處理裝置的多變量分析單元的一例的框圖。
圖3(a)是示意地表示描繪由用于多變量分析的說(shuō)明變量(電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù))構(gòu)成的X行列式的各分量的狀態(tài)的坐標(biāo)空間。
圖3(b)是示意地表示描繪由目的變量(控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù))構(gòu)成的Y行列式的各分量的狀態(tài)的坐標(biāo)空間。
圖4(a)和圖4(b)分別是表示圖3(a)和圖3(b)所示的說(shuō)明變量、目的變量的第一PLS主要分量的坐標(biāo)空間。
圖5是示意地表示描繪由圖4(a)和圖4(b)的第一PLS主要分量得到的說(shuō)明變量和目的變量的值(score)的狀態(tài)的坐標(biāo)平面。
圖6是表示PLS法的算法的向量維數(shù)的圖。
圖7是相比較地表示使用了模式的高頻功率的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖8是相比較地表示使用了模式的處理室內(nèi)的壓力預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖9是相比較地表示使用了模式的上下電極間的間隙預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖10是相比較地表示使用了模式的Ar流量的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖11是相比較地表示使用了模式的CO流量的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖12是相比較地表示使用了模式的C4F8預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖13是相比較地表示使用了模式的O2流量的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖14是相比較地表示使用了模式的高頻電壓的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖15是相比較地表示使用了模式的APC散度的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖16是相比較地表示使用了模式的匹配器的可變電容電容值的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖17是相比較地表示使用了模式的匹配器的其他可變電容電容值的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的曲線。
圖18(a)和圖18(b)是表示模式的預(yù)測(cè)精度的曲線和一覽表。
圖19是表示高頻功率的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖20是表示處理室內(nèi)的壓力的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖21是表示電極間距離的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖22是表示Ar氣流量的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖23是表示O2氣流量的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖24是表示CO氣流量的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖25是表示C4F8氣處理室內(nèi)的壓力的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖26是表示高頻電壓的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖27是表示APC散度的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖28是表示可變電容的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
圖29是表示可變電容的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系的曲線。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)圖1到圖18所示的實(shí)施方式說(shuō)明本發(fā)明。
首先，說(shuō)明本實(shí)施方式的等離子體處理裝置。例如如圖1所示，本實(shí)施方式的等離子體處理裝置包括鋁制處理室1、經(jīng)絕緣材料2A支撐配置在該處理室1內(nèi)的下部電極2的可升降的鋁制支撐體3、配置在該支撐體3的上方且供給處理氣體并兼為上部電極的噴頭(shower head)(下面，根據(jù)需要還稱(chēng)為“上部電極”)4。
將上述處理室1的上部形成為小直徑的上室1A，將處理室1的下部形成為大直徑的下室1B。由偶極磁石5包圍上室1A。通過(guò)在由環(huán)狀磁性體構(gòu)成的箱體內(nèi)容納多個(gè)各向異性的分割(segment)柱狀磁石形成該偶極磁石5。由此，在上室1A內(nèi)形成整體向一個(gè)方向的相同水平磁場(chǎng)。在下室1B的上部形成搬入晶片W用的出入口。在該出入口中安裝閥門(mén)6。另外，經(jīng)匹配器7A將高頻電源7連接到下部電極2。該高頻電源7對(duì)下部電極2施加13.56MHz的高頻功率P。由此，在上室1A內(nèi)，在下部電極2和上部電極4之間形成垂直方向的電場(chǎng)。經(jīng)過(guò)在高頻電源7和匹配器7A間連接的功率計(jì)7B檢測(cè)出該高頻功率P。該高頻功率P是可控參數(shù)。在本實(shí)施方式中，將高頻功率P與后述的氣體流量、電極間距離等的可控參數(shù)一起定義為控制參數(shù)。
另外，在上述匹配器7A的下部電極2側(cè)(高頻電壓的輸出側(cè))安裝電子計(jì)測(cè)器(例如VI探針)7C。通過(guò)該電子計(jì)測(cè)器7C，根據(jù)向下部電極2施加的高頻功率P檢測(cè)出在上室1A內(nèi)產(chǎn)生的等離子體基波和高次諧波的高頻電壓V，高頻電流I來(lái)作為電氣數(shù)據(jù)。這些電氣數(shù)據(jù)與后述的光學(xué)數(shù)據(jù)一起，是反映等離子體狀態(tài)的可監(jiān)視參數(shù)。在本實(shí)施方式中，將所述電氣數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)定義為等離子體反映參數(shù)。
另外，上述匹配器7A內(nèi)置有例如兩個(gè)可變電容C1、C2、電容C和線圈L，并經(jīng)可變電容C1、C2取阻抗匹配。匹配狀態(tài)下的可變電容C1、C2的各電容值和由上述匹配器7A內(nèi)的測(cè)量器(圖中未示)測(cè)量的高頻電壓Vpp與后述的APC(Auto pressure controller)散度等一起，是表示處理時(shí)的裝置狀態(tài)的參數(shù)。在本實(shí)施方式中，分別將可變電容C1、C2的各電容值、高頻電壓Vpp和APC的散度分別定義為裝置狀態(tài)參數(shù)。
在上述下部電極2的上面配置靜電卡盤(pán)(chuck)8。將直流電源9連接到該靜電卡盤(pán)8的電極板8A上。因此，通過(guò)在高真空下從直流電源9向電極板8A施加高壓，而通過(guò)靜電卡盤(pán)8靜電吸附晶片W。在該下部電極2的外周配置聚焦環(huán)10。由此，在上室1A內(nèi)生成的等離子體被集中到晶片W中。另外，使安裝在支撐體3的上部的排氣環(huán)11位于聚焦環(huán)10的下側(cè)。在排氣環(huán)11中通過(guò)整個(gè)圓周在圓周方向等間隔形成多個(gè)孔。經(jīng)這些孔，向下室1B排出上室1A內(nèi)的氣體。
上述支撐體3可經(jīng)絲杠機(jī)構(gòu)12和波紋管13在上室1A和下室1B內(nèi)升降。因此，在將晶片W供給下部電極2上的情況下，經(jīng)支撐體3將下部電極2下降到下室1B，并打開(kāi)閥門(mén)6，經(jīng)圖中沒(méi)有示出的搬送機(jī)構(gòu)將晶片W供給下部電極2上。下部電極2和上部電極4間的電極間距離為可設(shè)定為規(guī)定值的參數(shù)，如上所述，設(shè)為控制參數(shù)。另外，在支撐體3的內(nèi)部形成連接到冷媒配管14的冷媒流路3A。經(jīng)冷媒配管14，在冷媒流路3A內(nèi)循環(huán)冷媒。由此，將晶片W調(diào)整為規(guī)定溫度。進(jìn)一步，在支撐體3、絕緣材料2A、下部電極2和靜電卡盤(pán)8上分別形成氣體流路3B。由此，可從氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)15經(jīng)氣體管道15A以規(guī)定的壓力將He氣供給靜電卡盤(pán)8和晶片W間的間隙來(lái)作為后方(backside)氣體。經(jīng)He氣可提高靜電卡盤(pán)8和晶片W間的熱傳導(dǎo)性。另外，附圖標(biāo)記16是波紋管外殼。
在上述噴頭4的上面形成氣體導(dǎo)入部4A。經(jīng)管道17將處理氣體供給系統(tǒng)18連接到該氣體導(dǎo)入部4A中。處理氣體供給系統(tǒng)18包括Ar氣供給源18A、CO氣供給源18B、C4F8氣供給源18C和O2氣供給源18D。這些氣體供給源18A、18B、18C、18D經(jīng)閥門(mén)18E、18F、18G、18H和質(zhì)量流(mass flow)控制器18I、18J、18K、18L分別以規(guī)定的設(shè)定流量將各種氣體供給噴頭4。由此，可在噴頭4的內(nèi)部調(diào)整具有規(guī)定配合比的混合氣體。各氣體流量是可以通過(guò)各個(gè)質(zhì)量流控制器18I、18J、18K、18L檢測(cè)和控制的參數(shù)，如上所述，設(shè)定為控制參數(shù)。
在上述噴頭4的下面通過(guò)整個(gè)面均勻配置多個(gè)孔4B。經(jīng)這些孔4B，從噴頭4向上室1A內(nèi)供給混合氣體來(lái)作為處理氣體。另外，將排氣管1C連接到下室1B的下部的排氣孔。經(jīng)連接到該排氣管1C的由真空泵等構(gòu)成的排氣系統(tǒng)19排出處理室1內(nèi)的氣體，而保持為規(guī)定的氣體壓力。在排氣管1C中設(shè)置APC閥門(mén)1D?？筛鶕?jù)處理室1內(nèi)的氣體壓力來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)APC閥門(mén)1D的散度。雖然該散度是表示裝置狀態(tài)的裝置狀態(tài)參數(shù)，但是是不可控制的參數(shù)。
另外，在上述噴頭4上設(shè)置檢測(cè)處理室1內(nèi)的等離子體發(fā)光的分光器(下面，稱(chēng)為“光學(xué)計(jì)測(cè)器”)20。根據(jù)與由該光學(xué)計(jì)測(cè)器20得到的特定波長(zhǎng)有關(guān)的光學(xué)數(shù)據(jù)，監(jiān)視等離子體狀態(tài)，并檢測(cè)出等離子體處理的終點(diǎn)。該光學(xué)數(shù)據(jù)和基于高頻功率P產(chǎn)生的等離子體的電子數(shù)據(jù)一起構(gòu)成了反映等離子體狀態(tài)的等離子體反映參數(shù)。
另外，例如如圖2所示，上述等離子體處理裝置包括多變量分析單元100。例如如該圖所示，該多變量分析單元100包括存儲(chǔ)多變量分析程序的多變量分析程序存儲(chǔ)單元101、電子計(jì)測(cè)器7C、間斷取樣來(lái)自光學(xué)計(jì)測(cè)器20和參數(shù)計(jì)測(cè)器21的各個(gè)信號(hào)的電信號(hào)取樣單元102、光學(xué)信號(hào)取樣單元103和參數(shù)信號(hào)取樣單元104、存儲(chǔ)根據(jù)多個(gè)等離子體反映參數(shù)(電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù))預(yù)測(cè)多個(gè)控制參數(shù)和/或與裝置狀態(tài)相關(guān)的多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的模式的模式存儲(chǔ)單元105、經(jīng)模式算出多個(gè)控制參數(shù)和/或裝置狀態(tài)參數(shù)的運(yùn)算單元106、根據(jù)來(lái)自運(yùn)算單元106的運(yùn)算信號(hào)預(yù)測(cè)、診斷、控制控制參數(shù)和/或裝置狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)·診斷·控制單元107。另外，分別將控制等離子體處理裝置的控制裝置22、警報(bào)器23和顯示裝置24連接到多變量分析單元100中。控制裝置22例如根據(jù)來(lái)自預(yù)測(cè)·診斷·控制單元107的信號(hào)，繼續(xù)或中斷晶片W的處理。警報(bào)器23和顯示裝置24如后所述根據(jù)來(lái)自預(yù)測(cè)·診斷·控制單元107的信號(hào)報(bào)告控制參數(shù)和/或裝置狀態(tài)參數(shù)的異常。另外，圖2所示的參數(shù)計(jì)測(cè)器21表示為將流量檢測(cè)器等的多個(gè)控制參數(shù)的計(jì)測(cè)器集中為一個(gè)。
本實(shí)施方式使用作為多變量分析的一例的部分最小二乘法(下面，稱(chēng)為“PLS(Partial Least Squares)法”)。PLS法用作將多個(gè)等離子體反映參數(shù)(電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù))作為說(shuō)明變量，將多個(gè)控制參數(shù)和多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)作為目的變量，而生成與兩者相關(guān)的模式的方法。多個(gè)說(shuō)明變量例如構(gòu)成行列式X，多個(gè)目的變量構(gòu)成行列式Y(jié)。由于電子信號(hào)和光學(xué)信號(hào)共同是反映等離子體狀態(tài)的信號(hào)，所以在多變量分析中用線性式表示這些數(shù)據(jù)。運(yùn)算單元106使用PLS法，算出基于說(shuō)明變量和目的變量的模式。如上所述，模式存儲(chǔ)單元105存儲(chǔ)所算出的模式。
如上這樣，在通過(guò)PLS法求出上述模式的情況下，預(yù)先通過(guò)使用了晶片試用組(training set)的實(shí)驗(yàn)，來(lái)計(jì)測(cè)多個(gè)說(shuō)明變量和多個(gè)目的變量。因此，例如準(zhǔn)備18個(gè)晶片(TH-OX Si)來(lái)作為試用組。另外TH-OX Si是形成了熱氧化膜的晶片。這時(shí)，可使用實(shí)驗(yàn)規(guī)劃法，來(lái)有效地設(shè)定各參數(shù)數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，例如對(duì)每個(gè)試用晶片以標(biāo)準(zhǔn)值為中心在規(guī)定范圍內(nèi)分配為目的變量的控制參數(shù)，來(lái)蝕刻處理試用晶片。并且在蝕刻處理時(shí)，對(duì)各試用晶片平均多次計(jì)測(cè)為說(shuō)明變量的電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)。經(jīng)運(yùn)算單元106，算出多個(gè)電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)的平均值。并且，使用這些平均值來(lái)作為等離子體反映參數(shù)。這里，假定進(jìn)行蝕刻處理時(shí)控制參數(shù)的最大限度的改變范圍，并在該假定范圍內(nèi)分配控制參數(shù)。本實(shí)施方式中，將高頻功率、處理室1內(nèi)的壓力、上下兩電極2、4間的間隙尺寸和各處理氣體(Ar氣、CO氣、C4F8氣和O2氣)的流量用作控制參數(shù)。各控制參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值因蝕刻對(duì)象而各不相司。
例如，在進(jìn)行上述各試用晶片的蝕刻處理時(shí)，各控制參數(shù)以下列表1所示的標(biāo)準(zhǔn)值為中心，在下列表1所示的等級(jí)1和等級(jí)2的范圍內(nèi)對(duì)每個(gè)試用晶片進(jìn)行分配。并且，在處理各試用晶片期間，通過(guò)電子計(jì)測(cè)器7C，計(jì)測(cè)基于等離子體的高頻功率(從基波到4倍波)V、高頻電流(從基波到4倍波)I等來(lái)作為電子數(shù)據(jù)，通過(guò)光學(xué)計(jì)測(cè)器20，計(jì)測(cè)例如200～950nm波長(zhǎng)范圍的光譜強(qiáng)度來(lái)作為光學(xué)數(shù)據(jù)。將這些電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)用作等離子體反映參數(shù)。另外，同時(shí)使用各參數(shù)計(jì)測(cè)器21計(jì)測(cè)下述表1所述的各控制參數(shù)的實(shí)測(cè)值、及可變電容C1、C2的電容值、高次諧波電壓Vpp、APC散度等的裝置狀態(tài)的實(shí)測(cè)值。
表1

在處理試用晶片時(shí)，將上述各控制參數(shù)設(shè)定為熱氧化膜的標(biāo)準(zhǔn)值，并在該標(biāo)準(zhǔn)值下預(yù)先處理5個(gè)試用晶片，來(lái)實(shí)現(xiàn)等離子體處理裝置的穩(wěn)定化。接著，進(jìn)行18個(gè)等離子體晶片的蝕刻處理。這時(shí)，如下列表2所示，在等級(jí)1和等級(jí)2的范圍內(nèi)對(duì)每個(gè)試用晶片改變(分配)上述各控制參數(shù)。對(duì)于各試用晶片，在通過(guò)各個(gè)計(jì)測(cè)器得到了多個(gè)電子數(shù)據(jù)和多個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)后，算出各試用晶片的電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)的各平均值和多個(gè)控制參數(shù)的實(shí)測(cè)值和多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的實(shí)測(cè)值的各平均值。將這些平均值用作說(shuō)明變量和目的變量。另外，在下述表2中，符號(hào)L1～L18表示試用晶片的序號(hào)。
表2

接著，概述基于使用了上述各說(shuō)明變量和各目的變量的PLS法的模式的構(gòu)筑方法。另外，例如在JOURNAL OF CHEMOMETRICS，VOL.2(PP.211-228)(1998)中公開(kāi)了PLS法的細(xì)節(jié)。在PLS法中，將與各試用晶片有關(guān)的電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)作為說(shuō)明變量，將多個(gè)控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)作為目的變量，而求出下述①的關(guān)系式(遞歸式)。在下述①的遞歸式中，X表示多個(gè)試用晶片的說(shuō)明變量的行列式，Y表示多個(gè)試用晶片的目的變量的行列式。另外，B為遞歸行列式，E為誤差行列式。
Y＝BX+E......①根據(jù)PLS法，即使各個(gè)行列式X、Y分別含有多個(gè)說(shuō)明變量和目的變量，若分別具有少量的說(shuō)明變量和目的變量的實(shí)測(cè)值，則可求得X和Y的關(guān)系式。而且，即使是通過(guò)少量的實(shí)測(cè)值得到的關(guān)系式其穩(wěn)定性和可靠性也很高是PLS法的特征。
每次使用PLS法時(shí)，對(duì)各試用晶片調(diào)查說(shuō)明變量和與此對(duì)應(yīng)的目的變量有無(wú)相關(guān)關(guān)系。例如，如圖3(a)所示，對(duì)于X行列式中的各試用晶片的各說(shuō)明變量在構(gòu)成各個(gè)坐標(biāo)軸的X-空間內(nèi)描繪各說(shuō)明變量的值。另外，如圖3(b)所示，對(duì)于Y行列式中的各試用晶片的各目的變量在構(gòu)成各個(gè)坐標(biāo)軸的Y-空間內(nèi)描繪各目的變量的值。并且，對(duì)于X-空間內(nèi)的各描繪形成群和Y-空間內(nèi)的各描繪形成群進(jìn)行PLS主分量分析。由此，作為說(shuō)明變量的第一PLS主分量分析，得到圖4(a)所示的直線(新坐標(biāo)軸)。另外，作為目的變量的第一PLS主分量，得到圖4(b)所示的直線(新坐標(biāo)軸)。
從圖4(a)和圖4(b)所示的結(jié)果中求出各說(shuō)明變量間和各目的變量間的相關(guān)關(guān)系。圖4的i表示是第i試用晶片。并且，在各變量的第一PLS主分量的直線上，各說(shuō)明變量和各目的變量的描繪分別投影，對(duì)應(yīng)于各說(shuō)明變量和各目的變量的值被求出。
接著，如圖5所示，生成表示說(shuō)明變量值的t1坐標(biāo)軸和表示目的變量值的u1坐標(biāo)軸，描繪彼此對(duì)應(yīng)的說(shuō)明變量的值和目的變量的值。如圖5所示，識(shí)別出說(shuō)明變量的值和目的變量的值為正關(guān)系。即，判斷目的變量的值遞歸于說(shuō)明變量的值。這里，若使用最小二乘法求出遞歸直線，則可得到斜率為1的遞歸直線(ui1＝ti1+hi)。另外，u、t和h的后綴‘i’表示第i試用晶片，u和t的后綴‘1’表示第一PLS主分量的值。
若使用負(fù)載(loading)行列式和值(score)行列式，則由下列②式和③式表示X行列式和Y行列式。另外，在下述各式中，指數(shù)‘T’表示轉(zhuǎn)置行列式，T和U表示值行列式，P和C表示負(fù)載行列式、F和G表示誤差行列式。
X＝TPT+F......②Y＝UCT+G......③但是，如上所述，X行列式的值T和Y行列式的值U之間的相關(guān)關(guān)系為U＝T+H。因此，③式可使用X行列式的值T來(lái)表示為④式。G’為誤差行列式。
Y＝TCT+G’......④在本實(shí)施方式中，在多變量分析程序存儲(chǔ)單元101中存儲(chǔ)PLS法用的程序，在運(yùn)算單元106中根據(jù)該程序的順序來(lái)處理說(shuō)明變量和目的變量而求出上述①式。由模式存儲(chǔ)單元105來(lái)存儲(chǔ)其結(jié)果。在求出上述①式后，可將為等離子體反映參數(shù)的多個(gè)電子數(shù)據(jù)和多個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)作為說(shuō)明變量應(yīng)用于X行列式，而預(yù)測(cè)作為目的變量的多個(gè)控制參數(shù)和多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)。并且，這些預(yù)測(cè)值的可靠性很高。
在PLS法中，由ti表示對(duì)于將目的變量加到說(shuō)明變量的XTY行列式對(duì)應(yīng)于第i固有值的第iPLS主分量。并且，若使用該第iPLS主分量的值ti和負(fù)載pi，則由下述⑤式表示行列式X。另一方面，若使用該第iPLS主分量的值行列式ti和負(fù)載ci，則由下述⑥式表示行列式Y(jié)。這里，Xi+1、Yi+1是X、Y的誤差行列式。另外XT行列式是X的轉(zhuǎn)置行列式。下面，指數(shù)符號(hào)T表示轉(zhuǎn)置行列式。
X＝t1P1+t2P2+t3P3+...+tipi+Xi+1....⑤Y＝t1c1+t2c2+t3c3+...+tici+Yi+1....⑥PLS法是以很少的計(jì)算量算出使上述⑤、⑥相關(guān)時(shí)的多個(gè)固有值和各個(gè)固有向量的方法，以下列順序?qū)嵤㏄LS法。
即，作為第一階段，進(jìn)行行列式X、Y的中心化(centering)和比例轉(zhuǎn)換(scaling)操作。并且，設(shè)定i＝1。設(shè)x1＝X、Y1＝Y(jié)。另外，設(shè)定行列式Y(jié)1的第一列作為u1。另外，所謂中心化是指從各列的各個(gè)值中減去各列的平均值的操作。所謂比例轉(zhuǎn)換，是指將各列的各個(gè)值除以各列的標(biāo)準(zhǔn)偏差的操作。
在第二階段，在求出wi＝XiTui/(uiTui)后，標(biāo)準(zhǔn)化wi的行列式，求出ti＝Xiwi。另外，對(duì)于行列式Y(jié)進(jìn)行同樣的處理，求出ci＝Y(jié)iTti/(tiTti)后，標(biāo)準(zhǔn)化ci的行列式，求出ui＝Y(jié)ici/(ciTci)。
在第三階段，求出X負(fù)載(負(fù)荷量)pi＝XiTti/(tiTti)和Y負(fù)載量qi＝Y(jié)iTui/(uiTui)。并且求出使u遞歸于t的bi＝uiTti/(tiTti)。接著，求出誤差行列式Xi＝Xi-tipiT和誤差行列式Y(jié)i＝Y(jié)i-biticiT。
并且，增加i，設(shè)定為i＝i+1，重復(fù)從第二階段開(kāi)始的處理。根據(jù)PLS法的程序，重復(fù)該一系列處理，直到滿足規(guī)定的停止條件或誤差行列式Xi+1收斂為0。由此，求出誤差行列式的最大固有值和該固有向量。PLS法中，使誤差行列式Xi+1滿足停止條件或收斂為0加速，僅重復(fù)10次左右的計(jì)算就可使誤差行列式滿足停止條件或收斂為0，通常，通過(guò)重復(fù)4～5次的計(jì)算，就使誤差行列式滿足停止條件或收斂為0。使用由該計(jì)算處理求得的最大固有值和其固有向量，求出XTY行列式的第一PLS主分量，由此，可知道X行列式和Y行列式的最大相關(guān)關(guān)系?？扇鐖D6那樣表示上述算法的向量的維數(shù)。這里，N表示試用晶片數(shù)目，K表示說(shuō)明變量的數(shù)目，M表示目的變量的數(shù)目。
通過(guò)PLS法求出遞歸行列式B后，在模式存儲(chǔ)單元105中存儲(chǔ)各試用晶片的說(shuō)明變量、即多個(gè)電子數(shù)據(jù)和多個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)，并代入取入運(yùn)算單元106中的上述①式。由此，算出處理各試用晶片時(shí)的目的變量、即多個(gè)控制參數(shù)和多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)值。這些預(yù)測(cè)值表示晶片W處理時(shí)的控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)的期望值。由圖7～圖17的左半部分(在橫軸中由L表示的部分)表示這些預(yù)測(cè)值。在這些圖中，預(yù)測(cè)值和觀測(cè)值(實(shí)測(cè)值)一起表示。這些實(shí)測(cè)值是每個(gè)試用晶片的由各個(gè)計(jì)測(cè)器(功率計(jì)7B等)計(jì)測(cè)控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)的平均值。根據(jù)這些圖，判斷為對(duì)于求出模式時(shí)所用的控制參數(shù)，預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值非常一致。這是因?yàn)槭褂脤?duì)應(yīng)于這些控制參數(shù)的等離子體反映參數(shù)來(lái)構(gòu)筑模式。即，所謂預(yù)測(cè)值是指控制參數(shù)的設(shè)定值(期望值)。
接著，說(shuō)明使用測(cè)試晶片(TH-OX Si)預(yù)測(cè)控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)的情況。這里，蝕刻處理20個(gè)測(cè)試晶片，使用在規(guī)定時(shí)間所計(jì)測(cè)的電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)。
首先，如下表3所示，將多個(gè)控制參數(shù)設(shè)定為處理?xiàng)l件的標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)等離子體處理裝置，將5個(gè)裸露(bare)硅晶片作為虛擬晶片而裝載到處理室1內(nèi)，而穩(wěn)定等離子體處理裝置。
表3

具體的，在將處理室1內(nèi)的上下電極2、4的間隙設(shè)為27mm后，開(kāi)始等離子體處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。在支撐體3經(jīng)絲杠機(jī)構(gòu)12下降到處理室1的下室1B的同時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)6，從出入口搬入虛擬晶片而裝載在下部電極2上。在搬入晶片W后，閥門(mén)6關(guān)閉，同時(shí)排氣系統(tǒng)19動(dòng)作，而將處理室1內(nèi)維持在規(guī)定的真空度。通過(guò)排氣，APC閥門(mén)1D的散度根據(jù)排氣量來(lái)自動(dòng)調(diào)整。這時(shí)，從氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)15中供給He氣來(lái)作為后方(back)氣體，提高了晶片W和下部電極2之間，具體的為靜電卡盤(pán)8和晶片W之間的熱傳導(dǎo)性，提高了晶片W的冷卻效果。
并且，分別以200sccm、50sccm、10sccm和4sccm的流量從處理氣體供給系統(tǒng)18供給Ar氣、CO氣、C4H8氣和O2氣。這時(shí)，將處理室1內(nèi)的處理氣體的壓力設(shè)定為40mTorr，APC閥門(mén)1D的散度根據(jù)處理氣體供給量和排氣量來(lái)自動(dòng)調(diào)整。在該狀態(tài)下，若從高頻電源7施加1500W的高頻功率，會(huì)與偶極磁石5相互作用，產(chǎn)生磁控管放電，并生成處理氣體的等離子體。由于最先裝載裸露硅晶片，所以不進(jìn)行蝕刻處理。在對(duì)裸露硅晶片進(jìn)行了規(guī)定時(shí)間(例如1分鐘)的處理動(dòng)作后，通過(guò)與晶片搬入時(shí)相反的操作，從處理室1內(nèi)搬出晶片W。以同一條件裝載、處理、卸載直到后續(xù)的5個(gè)虛擬晶片完成。
通過(guò)虛擬晶片處理而穩(wěn)定等離子體處理裝置后，處理測(cè)試晶片。對(duì)于最初的測(cè)試晶片(作為晶片為6個(gè))將控制參數(shù)原樣設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)行蝕刻處理。在處理過(guò)程中，經(jīng)電子計(jì)測(cè)器7C和光學(xué)計(jì)測(cè)器20，分別多次計(jì)測(cè)電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)。由圖中沒(méi)有示出的存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)這些計(jì)測(cè)值。并且根據(jù)這些計(jì)測(cè)值，用運(yùn)算單元106算出各平均值。在處理第二測(cè)試晶片時(shí)，將高頻功率從1500W變?yōu)?480W，其他控制參數(shù)原樣設(shè)為上述標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)行蝕刻處理。在處理過(guò)程中，與最初的測(cè)試晶片同樣，計(jì)測(cè)電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)，并算出各自的平均值。在處理第八個(gè)以下的測(cè)試晶片時(shí)，如表3所示那樣分配(改變)各控制參數(shù)，并對(duì)各測(cè)試晶片進(jìn)行蝕刻處理。在對(duì)各測(cè)試晶片進(jìn)行蝕刻處理的過(guò)程中，計(jì)測(cè)電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)，并算出各自的平均值。
每次處理各測(cè)試晶片時(shí)，多變量分析單元100的運(yùn)算單元106將電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)的各平均值代入從模式存儲(chǔ)單元105取入的模式，并對(duì)每個(gè)測(cè)試晶片算出多個(gè)控制參數(shù)和多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)值。預(yù)測(cè)·診斷·控制單元107根據(jù)來(lái)自運(yùn)算單元106的信號(hào)，將所算出的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值一起顯示到顯示裝置24中。圖7～圖17的右半部分(橫軸中由Test表示的部分)為處理所有測(cè)試晶片，并一起顯示各個(gè)測(cè)試晶片的多個(gè)控制參數(shù)和多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的情況。從這些圖中可以看出，若將控制參數(shù)分配(變?yōu)?為大或小的其中之一，由此預(yù)測(cè)值也向同一方向改變，故可預(yù)測(cè)控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)。
圖19～圖29表示各控制參數(shù)或裝置狀態(tài)參數(shù)的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的相關(guān)關(guān)系。在這些圖中，可判斷出實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的斜率為大致1的直線關(guān)系，可進(jìn)行高精度地預(yù)測(cè)。各圖中所示的式子是實(shí)測(cè)值為X，預(yù)測(cè)值為Y時(shí)的近似式。另外，多變量分析單元100的預(yù)測(cè)·診斷·控制單元107比較預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值，而可定量把握實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值(期待值)的偏差(差)。若預(yù)先設(shè)定該差的允許值，則預(yù)測(cè)·診斷·控制單元107可診斷出多個(gè)控制參數(shù)和多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的其中之一存在異常，并可經(jīng)警報(bào)器25報(bào)知該異常。在該情況下，可經(jīng)裝置控制裝置22停止等離子體處理裝置。因此，由于通?？稍谡顟B(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)等離子體處理裝置，所以可提高有效利用率和生產(chǎn)率而不產(chǎn)生處理不良。
上述實(shí)施方式雖然使用電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)兩者來(lái)預(yù)測(cè)控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)，但是也可僅用電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)的其中之一來(lái)預(yù)測(cè)控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)。與上述實(shí)施方式的結(jié)果相比較，圖18表示在與上述各實(shí)施方式同樣的條件下，僅使用電子數(shù)據(jù)的情況和僅使用光學(xué)數(shù)據(jù)的情況下的控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果(預(yù)測(cè)精度)。所謂預(yù)測(cè)精度是指以百分比表示的將預(yù)測(cè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)條件(中心化條件)的預(yù)測(cè)值的值。如圖18所示，在僅使用電子數(shù)據(jù)的情況下，判斷為高頻功率Vpp、C1、C2等的與高頻功率相關(guān)的控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)精度高。另一方面，在僅使用光學(xué)數(shù)據(jù)的情況下，判斷為電極間距離、各氣體的流量、APC散度等的與高頻功率關(guān)系之外的處理?xiàng)l件相關(guān)的控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)值高。另外，如圖18所示，與使用電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)兩者的情況下，控制參數(shù)的預(yù)測(cè)精度為6.64％以下，裝置狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)精度為1.17％以下，與其相對(duì)，僅使用電子數(shù)據(jù)的情況下分別為22.72％以下、5.39％以下，僅使用光學(xué)數(shù)據(jù)的情況下分別為12.07％以下、1.86％以下，即，判斷為使用電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)兩者的情況下預(yù)測(cè)精度相當(dāng)高。
如上所說(shuō)明的，根據(jù)本實(shí)施方式，經(jīng)根據(jù)使用高頻功率處理晶片時(shí)的多個(gè)等離子體反映參數(shù)預(yù)測(cè)多個(gè)控制參數(shù)和/或多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的模式來(lái)監(jiān)視等離子體處理裝置時(shí)，由于將處理晶片時(shí)所得到的等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于模式后求出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)，所以可直接實(shí)時(shí)監(jiān)視各個(gè)控制參數(shù)和/或各個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的變化，同時(shí)，可特定哪一個(gè)控制參數(shù)、裝置狀態(tài)參數(shù)發(fā)生了改變。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于比較處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的其中之一的預(yù)測(cè)值和與其對(duì)應(yīng)的觀測(cè)值(實(shí)測(cè)值)，所以可定量把握實(shí)測(cè)值與期待值(預(yù)測(cè)值)的偏差。另外，根據(jù)上述比較結(jié)果報(bào)知等離子體的狀態(tài)產(chǎn)生變化的參數(shù)異常，而可馬上得知晶片處理時(shí)的裝置狀態(tài)異常，可把握該異常的原因。因此，可實(shí)時(shí)監(jiān)視等離子體處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，可提高有效利用率和生產(chǎn)率而不產(chǎn)生處理不良。另外，模式可使用多變量分析尤其是PLS法來(lái)構(gòu)筑，所以即使為少量的電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)也可生成預(yù)測(cè)精度高的模式。另外，由于PLS法通過(guò)取入目的變量來(lái)構(gòu)成模式，所以可更高精度地預(yù)測(cè)作為目的變量的控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)。
另外，在上述實(shí)施方式中，每次構(gòu)筑模式時(shí)，雖然使用高頻功率、處理氣體流量、電極間的間隙和處理室內(nèi)的壓力來(lái)作為目的變量的控制參數(shù)，但是若為可控參數(shù)，則目的變量的控制參數(shù)并不限于這些。另外，雖然使用可變電容電容值、高頻電壓、APC散度等作為裝置狀態(tài)參數(shù)，但是若為表示裝置狀態(tài)的可計(jì)測(cè)的參數(shù)，則裝置狀態(tài)參數(shù)并不限于這些。另外，雖然使用基于等離子體的電子數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)作為反映等離子體狀態(tài)的等離子體反映參數(shù)，但是若為反映等離子體狀態(tài)的參數(shù)，則等離子體反映參數(shù)并不限于這些。另外，雖然使用基波和高次諧波(到4倍波)的高頻電壓、高頻電流來(lái)作為電子數(shù)據(jù)，但是電子數(shù)據(jù)并不限于這些。另外，在本實(shí)施方式中，雖然對(duì)每個(gè)晶片求出等離子體反映參數(shù)的各數(shù)據(jù)的平均值，使用該平均值來(lái)預(yù)測(cè)每一晶片的控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)，但是也可使用一個(gè)晶片處理過(guò)程中的實(shí)時(shí)的等離子體反映參數(shù)來(lái)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)控制參數(shù)和裝置狀態(tài)參數(shù)。另外，在上述實(shí)施方式中，雖然使用了磁場(chǎng)平行平板型等離子體處理裝置，但是并不限于此。本發(fā)明可適用于具有等離子體反映參數(shù)和控制參數(shù)和/或裝置狀態(tài)參數(shù)的各種裝置。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括檢測(cè)反映使用高頻功率處理被處理體時(shí)的等離子體狀態(tài)的等離子體反映參數(shù)的單元；設(shè)定控制所述等離子體狀態(tài)用的多個(gè)控制參數(shù)的單元；存儲(chǔ)根據(jù)所述等離子體反映參數(shù)預(yù)測(cè)所述多個(gè)控制參數(shù)和/或多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的模式的單元；使用所述模式，通過(guò)將處理被處理體時(shí)所得到的所述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于所述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包括觀測(cè)各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元；比較由所述預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)與由所述觀測(cè)單元觀測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，將報(bào)知異常的單元連接到所述比較單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括求出所述模式用的多變量分析單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述多變量分析單元具有使用部分最小二乘法的單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述等離子體反映參數(shù)是基于由所述高頻功率產(chǎn)生的等離子體的電子數(shù)據(jù)和/或光學(xué)數(shù)據(jù)。
7.一種監(jiān)視等離子體處理裝置的方法，該等離子體處理裝置包括檢測(cè)反映使用高頻功率處理被處理體時(shí)的等離子體狀態(tài)的等離子體反映參數(shù)的單元；設(shè)定控制所述等離子體狀態(tài)用的多個(gè)控制參數(shù)的單元；存儲(chǔ)根據(jù)所述等離子體反映參數(shù)預(yù)測(cè)所述多個(gè)控制參數(shù)和/或多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的模式的單元；和使用所述模式，通過(guò)將處理被處理體時(shí)所得到的所述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于所述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元，其特征在于，包括下列工序檢測(cè)使用高頻功率處理被處理體時(shí)的等離子體反映參數(shù)的工序；將所述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于所述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述等離子體處理裝置包括觀測(cè)各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元，還包括下列工序觀測(cè)各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序；比較所預(yù)測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)與所觀測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括根據(jù)所述比較工序的結(jié)果而報(bào)知異常的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，使用多變量分析求出所述模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，使用部分最小二乘法求出所述模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述等離子體反映參數(shù)是基于由所述高頻功率產(chǎn)生的等離子體的電子數(shù)據(jù)和/或光學(xué)數(shù)據(jù)。
13.一種使用等離子體處理裝置來(lái)等離子體處理被處理體的方法，所述等離子體處理裝置包括檢測(cè)反映使用高頻功率處理被處理體時(shí)的等離子體狀態(tài)的等離子體反映參數(shù)的單元；設(shè)定控制所述等離子體狀態(tài)用的多個(gè)控制參數(shù)的單元；存儲(chǔ)根據(jù)所述等離子體反映參數(shù)，預(yù)測(cè)所述多個(gè)控制參數(shù)和/或多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的模式的單元；和使用所述模式，通過(guò)將處理被處理體時(shí)所得到的所述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于所述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元，其特征在于，包括下列工序檢測(cè)使用高頻功率處理被處理體時(shí)的等離子體反映參數(shù)的工序；將所述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于所述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述等離子體處理裝置包括觀測(cè)各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元，還包括下列工序觀測(cè)各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序；比較所預(yù)測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)與所觀測(cè)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的工序。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括根據(jù)所述比較工序的結(jié)果而報(bào)知異常的工序。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，使用多變量分析求出所述模式。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，使用部分最小二乘法求出所述模式。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述等離子體反映參數(shù)是基于由所述高頻功率產(chǎn)生的等離子體的電子數(shù)據(jù)和/或光學(xué)數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括檢測(cè)反映使用高頻功率處理被處理體時(shí)的等離子體狀態(tài)的等離子體反映參數(shù)的單元；設(shè)定控制所述等離子體狀態(tài)用的多個(gè)控制參數(shù)的單元；存儲(chǔ)根據(jù)所述等離子體反映參數(shù)預(yù)測(cè)所述多個(gè)控制參數(shù)和/或多個(gè)裝置狀態(tài)參數(shù)的模式的單元；使用所述模式，通過(guò)將處理被處理體時(shí)所得到的所述等離子體反映參數(shù)應(yīng)用于所述模式而預(yù)測(cè)出處理時(shí)的各控制參數(shù)和/或各裝置狀態(tài)參數(shù)的單元。
文檔編號(hào)H01J37/32GK1608315SQ0282617
公開(kāi)日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者王斌 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社