等离子处理装置以及方法对配置于真空容器内部的处理室内的处理对象的晶片使用在该处理室内形成的等离子进行处理，在该等离子处理装置以及方法中，在所述处理对象的晶片的处理中的给定的多个时刻从所述晶片表面接受多个波长的光，在使用将表示该接受到多个波长的光的强度的信息和表示预先取得的所述多个波长的光的强度的数据进行比较的结果来检测所述处理对象的晶片的处理中的处理的量的情况下，基于表示预先在多个晶片各自的所述处理中取得的来自各个该晶片的表面的光的所述多个波长的光的强度的数据，将各晶片彼此之间的相似度数值化，将对应于被数值化的所述相似度而选择的至少1个数据和表示在所述处理对象的晶片的处理中得到的所述多个波长的光的强度的数据进行比较，来检测所述处理的量。来检测所述处理的量。来检测所述处理的量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子处理装置以及等离子处理方法
[0001]本专利技术涉及等离子处理装置或等离子处理方法。
技术介绍
[0002]在半导体器件的制造中，进行以下的工序：在半导体晶片的表面上形成起到种种功能的电路的作为一个整体的组件、将多个组件相互连接的布线。通过重复进行包含预先形成于在半导体晶片等基板状的样品表面的导体、或者半导体或绝缘体的种种材料的膜层的形成、和这些膜层的不需要的部分的除去等处理，来进行这些组件、布线的形成。在这样的不需要的部分的除去的处理，广泛使用利用了等离子的干式蚀刻的处理(工艺)。
[0003]在这样的利用了等离子的蚀刻(也称作等离子蚀刻)中，对处理装置的真空容器内部所具备的处理室内导入处理用的气体，并对处理室内供给基于从高频电源供给的高频电力的高频电场，将导入的气体的原子或分子激发使其电离或解离从而等离子化，使样品表面暴露于等离子从而与其接触，来引发并进行等离子中的粒子与处理对象的膜层的反应。这时，通过等离子中的离子等带电粒子所引起的溅射等物理的反应、自由基(具有反应活性的粒子、活性种)所引起的化学的反应等，来进行处理对象的膜层的各向异性或各向同性的蚀刻。在晶片表面上适当选择运用这样的各自具有不同特性的处理，来形成具有发挥上述种种功能的电路的构造的组件、布线。
[0004]在等离子蚀刻的加工形状与设计不同的情况下，所形成的各种组件有可能不能实现其功能。因此，提出许多对蚀刻处理进行监视/稳定化的工艺监控技术。例如，通过测量来自处理中的晶片的反射光来测定成膜于晶片上的膜的膜厚、形成于晶片上的槽、孔的深度的工艺监控被称作膜厚/深度监控，能利用在蚀刻处理的终点判定等中。
[0005]在专利文献1中记载了利用该膜厚/深度监控的加工精度高精度化方法。在该方法中，使用以等离子光为光源的膜厚/深度监控来探测即将完全除去处理对象的膜前这一时机，将该蚀刻处理结束。之后，通过选择性地切换进行蚀刻的条件来对处理对象部分和处理非对象部分进行蚀刻处理，将整体的处理时间抑制得短，且没有晶片面内的处理偏差，实现了处理对象膜完全的除去。
[0006]此外在专利文献2中记载了膜厚/深度监控的膜厚、深度的测定精度的高精度化技术。在该方法中，作为对晶片进行照射的光源，取代等离子光而使用外部光源。由此，光源的光量变动变小，实现了高精度的膜厚/深度的测定。这些膜厚/深度监控预先取得来自在蚀刻中得到的晶片的反射光的模式(pattern)作为数据库(称作DB)，通过将蚀刻中测定的晶片的反射光与DB进行比较，来估计该晶片的加工状态。因此，在DB取得时的晶片的器件构造和评价对象的晶片的器件构造不同的情况下，在DB的反射光模式和评价对象的反射光模式中引起不一致，有不能实现正确的膜厚/深度测定的问题。
[0007]针对该问题，在专利文献3中公开了与上述那样的晶片间的器件构造偏差对应的膜厚/深度的测量方法。在该现有技术中，在蚀刻对象膜的基底膜的膜厚按每个晶片不同的情况下，预先取得基底膜厚的情况和薄的情况的晶片反射光模式作为DB，通过使用这2个
DB，来对种种基底膜的膜厚的晶片实现正确的膜厚/深度的测定。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：JP特开平11
‑
260799号公报
[0011]专利文献2：JP特表2004
‑
507070号公报
[0012]专利文献3：JP特开2014
‑
195005号公报
技术实现思路
[0013]专利技术要解决的课题
[0014]但在专利文献3的现有技术中，有如下所示的课题。
[0015]即，在专利文献3中，在晶片上表面的膜的构造为已知的情况下，使用将蚀刻对象膜的基底膜的厚度各自不同的多个晶片的反射光所引起的干涉光的强度的波长作为参数的模式的数据，作为数据库(DB)，但在晶片的膜构造为未知的情况下，不能实现正确的膜厚/深度的测定。
[0016]例如，在多个晶片之间膜构造的蚀刻对象膜以外的膜的厚度、形状中存在偏差的情况下，对具有与这样的晶片同等的膜构造的多个试验用的晶片预先进行处理，得到反射光的干涉光的数据作为基准数据，从这些数据中针对半导体器件的制造中所用的晶片的处理中的处理的深度、剩余膜厚度，适当选择多个数据，作为利用于终点的判定的DB。
[0017]另一方面，在晶片的膜的构造为未知的情况下，难以基于晶片间的构造的差异选择合适的数据。例如，在使用任意选择的多个数据来进行处理中的剩余膜厚度、处理的深度的检测的情况下，在具有与对应的膜构造不同的构造的晶片中，精度显著降低。
[0018]因此，存在若不预先取得与所产生的晶片的膜构造的形状、尺寸、材质等的偏差的全部对应的反射光的干涉光的强度的数据，就不能使用具有这样的数据的DB以高的精度检测剩余膜厚度、处理深度这样的问题。作为这样的膜构造的偏差，不仅包含蚀刻对象膜的基底膜的厚度，还包含构成膜构造的掩模层的厚度、宽度等尺寸、蚀刻对象膜的下层的膜的形状、尺寸、槽、沟槽的宽度、间距、蚀刻对象的膜的周围的膜层的形状、尺寸等构造，包含给蚀刻对象膜的剩余膜厚度、深度与来自晶片的反射光的干涉光的强度的关系带来变动的全部要因。
[0019]此外，存在根据晶片上的反射光的检测位置、范围，引发反射光的膜的构造不同的情况，这时，也与上述同样地，在具有不同于与DB中所含的反射光的干涉光的数据对应的膜构造的膜构造的晶片的处理中，存在不能使用来自该晶片的反射光实现高的精度的剩余膜厚度、处理的深度的检测的问题。此外，在多个晶片各自中蚀刻对象膜与周边材料的蚀刻处理的选择比发生偏差的情况下，在反射光所引起的干涉光的强度中也会产生偏差。在不使用与具有这样的选择比的偏差的多个膜构造对应的反射光的数据的情况下，与上述同样，会有损处理中的剩余膜厚度、处理的深度的检测的精度。
[0020]进而，在为了得到来自晶片的反射光而从配置于处理容器的外部的光源对晶片照射光的情况下，在有光源的光谱的偏差、处理中形成于处理容器内的等离子光的强度的伴随时间的经过的变化的情况下，也会出现与上述同样的问题。该问题的原因不仅在于晶片表面的膜，也在于使光变动的膜，难以预先取得这样的变动的模式。因此，即使预先实际处
理晶片来取得反射光的数据，也由于光的变动与多个晶片各自之间相关较小，因此不能合适地选择反射光所涉及的数据，有损与这些变动对应地检测剩余膜厚度、处理深度的精度。
[0021]如以上叙述的那样，在现有技术中，在无法充分得到晶片上的膜构造、检测到反射光的位置、范围、蚀刻对象与其他材料的选择比的偏差、光源的光谱、等离子光时间变化的变动的大小的信息的情况下，不能从与这些偏差/变动对应的晶片表面合适地选择反射光的数据，会出现有损使用晶片的处理中的该反射光检测剩余膜厚度、处理深度等处理的量的精度的问题。
[0022]本专利技术的目的在于，提供能以高的精度检测晶片处理中的处理对象的膜层的剩余膜厚度等处理的量的等离子处理装置或等离子处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种等离子处理装置，对配置于真空容器内部的处理室内的处理对象的晶片使用在该处理室内形成的等离子进行处理，所述等离子处理装置的特征在于，具备：受光器，其在所述处理对象的晶片的处理中的给定的多个时刻从所述晶片表面接受多个波长的光；和检测器，其使用将表示所接受的所述多个波长的光的强度的数据和表示预先取得的所述多个波长的光的强度的比较数据进行比较的结果，来检测所述处理对象的晶片的处理中的处理的量，所述检测器基于表示预先在多个晶片各自的所述处理中取得的来自各个该晶片的表面的光的所述多个波长的光的强度的数据，将各晶片彼此之间的相似度数值化，基于被数值化的所述相似度选择至少1个数据并将其作为比较数据，将该比较数据和表示在所述处理对象的晶片的处理中得到的所述多个波长的光的强度的数据进行比较，来检测所述处理的量。2.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，所述检测器根据表示预先在所述多个晶片各自的所述处理中取得的所述多个波长的光的强度的多个数据，将各波长下的各个膜厚的光谱的值与所述光谱的平均值的差作为误差，来将所述相似度数值化，将所述误差的总和成为最大的晶片、成为最小的晶片以及将它们之间的差实质地等分的晶片的光谱的模式作为数据库，基于所述数据库来选择作为所述比较数据的数据。3.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，所述等离子处理装置将表示预先在所述多个晶片各自的所述处理中取得的所述多个波长的光的强度的多个数据的该光的强度与这些光的强度的平均值的差或该差的平方的值用作表示所述相似度的指标。4.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，所述等离子处理装置将对表示预先在所述多个晶片各自的所述处理中取得的所述多个波长的光的强度的多个数据进行主分量分析而得到的主分量值用作表示所述相似度的指标。5.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，所述等离子处理装置将作为对表示预先在所述多个晶片各自的所述处理中取得的所述多个波长的光的强度的多个数据实施降维手法的结果而得到的降维分量的值用作表示所述相似度的指标。6.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，关于从表示预先在所述多个晶片各自的所述处理中取得的所述多个波长的光的强度的多个数据选择的至少1个数据，该至少1个数据与其他数据之间的相似度处于预先确定的给定的容...
【专利技术属性】
技术研发人员：江藤宗一郎，冈本翔，中元茂，臼井建人，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。