JP2003519920A - ドライエッチャーの現場制御 - Google Patents

ドライエッチャーの現場制御

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JP2003519920A JP2001550800A JP2001550800A JP2003519920A JP 2003519920 A JP2003519920 A JP 2003519920A JP 2001550800 A JP2001550800 A JP 2001550800A JP 2001550800 A JP2001550800 A JP 2001550800A JP 2003519920 A JP2003519920 A JP 2003519920A
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Abstract

(57)【要約】 この方法はウェハの表面不均一性を測定するステップを含む。エッチング処理ツールの現在の状態が判断される。ウェハの表面不均一性が処理ツールの現在の状態と比較される。ウェハの表面不均一性と処理ツールの現在の状態との比較に基づいて、処理ツールの動作パラメータが調整される。このシステムは、処理ツール、複数の測定装置、および処理コントローラを含む。処理ツールはウェハのエッチング処理に適合している。複数の測定装置はウェハの表面不均一性を測定し、処理ツールの現在の状態を判断する。処理コントローラはウェハの表面不均一性と処理ツールの現在の状態とを比較し、その比較に基づいて処理ツールの動作パラメータを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は一般に半導体処理に関し、より特定的にはエッチング処理ツールの
フィードフォワード制御のための方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
製造業における技術の爆発的進展は、数多くの新しく革新的な製造方法をもた
らしてきた。今日の製造方法、特に半導体製造方法は、有用な半導体装置を生産
するため正確に実行されなければならない数多くの工程を必要とする。適切な製
造制御を維持するため、数々の入力が工程を微調整するために一般に用いられる
。
【０００３】 半導体装置の製造は、半導体原材料からパッケージされた半導体装置を作り出
すために、数々の別個の処理工程を要する。半導体材料の初期成長から、半導体
結晶の個々のウェハへの切断、製造段階（エッチング、ドーピング、イオン注入
など）を経て、完成装置のパッケージングおよび最終検査に至るさまざまな工程
は、互いに著しく異なり、異なる制御方式を含む異なる製造場所でその工程がた
やすく実行できるというところまで特化されている。
【０００４】 半導体装置の製造に影響を及ぼす要因に、ウェハごとのばらつき、製造装置ツ
ールの始動による影響、および製造チャンバのメモリへの影響が含まれる。この
ような要因により悪影響を受ける処理工程の１つに、半導体ウェハのエッチング
処理が挙げられる。
【０００５】 エッチング処理は、ウェハの表面にさまざまな回路形状を作り出すために、フ
ォトリソグラフィ、堆積など他の半導体処理手法とともに用いられてもよいこと
は、当業者には理解されるであろう。一般に、エッチング処理はウェハの少なく
とも一部をエッチング剤に晒すステップを含む。たとえば、フォトレジストなど
選択的にパターン化された保護コーティングの使用によって、および１回または
それ以上のエッチング処理を行なうことによって、特徴がウェハの表面上に規定
されるであろう。保護コーティングはウェハの表面の一部をエッチング剤に晒す
ためにパターン化されている。晒された部分はエッチング処理中除去され、ウェ
ハの表面上に所望の回路形状を作り出す。
【０００６】 図１はウェハ１０の断面図を示す。この例示的な実施例では、ウェハ１０は基
板１２と、阻止層１４と、エッチング層１６とを含む。任意の数の処理変数の結
果、ウェハ１０のエッチング層１６が不均一となる場合がある（たとえば、その
厚さが層全体にわたって変動する、その表面が平坦でない、または波打っている
など）ことは、当業者には理解されるであろう。処理中、任意の数の表面トポグ
ラフィーがウェハに現われる場合もあるが、化学的機械的研磨作業がエッチング
層１６の表面１７に対して実行された後は、ウェハ１０は一般に中心から端にか
けて不均一性を示す。たとえば、図１に示すように、エッチング層１６の厚さは
ウェハ１０の中心から外端に向けて徐々に増加しているかも知れない。これは通
常、中心が薄い不均一性と呼ばれる。エッチング層１６の中心が薄い不均一性の
ために、エッチング処理の間、ウェハ１０の中心に位置するエッチング層１６の
部分は、ウェハ１０の外端に位置するエッチング層１６の部分よりも早く除去さ
れてしまうであろう。
【０００７】 図２では、ウェハ１０をタイミングのあったエッチング処理に選択的に晒すこ
とにより、溝１８が形成され得る。エッチング処理の持続時間がとりわけエッチ
ング層１６の厚さによって変化する場合があることは、当業者には理解されるで
あろう。一般に、エッチング処理の持続時間は、近似値に基づいた技術設計決定
であり、これはエッチング層１６の不均一性、およびエッチング層１６のウェハ
カバレッジ、エッチング処理の不均一性などその他の処理変数を適切に勘案して
いない場合もある。この実施例では、エッチング層１６の中心が薄い不均一性の
ため、阻止層１４の一部がエッチング処理中に除去されるおそれがある。エッチ
ング層１６が完全に除去された後もエッチング処理が継続される程度は、オーバ
ーエッチングと呼ばれる。オーバーエッチングの量は、距離「ｘ」により図示さ
れている。
【０００８】 図３は、ウェハ２０の別の断面図を示す。ウェハ２０は、基板１２と、阻止層
１４と、エッチング層１６とを含んでいてもよい。ここでも、製造中にさまざま
な表面トポグラフィーがウェハ２０に現われる場合があるが、ウェハは一般に中
心から端にかけて不均一性を示す。この例示的な実施例では、エッチング層１６
の厚さは、ウェハ２０の中心から外端にかけて徐々に減少しているかも知れず、
これは通常、中心が厚い不均一性と呼ばれる。エッチング層１６の中心が厚い不
均一性のため、エッチング処理中、ウェハ２０の端に位置するエッチング層１６
の部分は、ウェハ２０の中心に位置するエッチング層１６の部分より早く除去さ
れてしまうであろう。
【０００９】 図４では、ウェハ２０をタイミングのあったエッチング処理に選択的に晒すこ
とにより、溝１８が形成され得る。ここでも、エッチング処理の持続時間は近似
値に基づいた技術設計決定であろう。この実施例では、エッチング層１６の中心
が厚い不均一性のため、エッチング層１６の一部が溝１８から除去されないおそ
れがある。エッチング層１６が完全には除去されない程度は、不完全エッチング
と呼ばれる。不完全エッチングの量は、距離「ｙ」により図示されている。
【００１０】 残念なことに、起こり得る不均一性およびその他の処理変数のため、さまざま
なエッチング処理に対し持続時間を判断することは極めて難しい。たとえば、エ
ッチング処理の持続時間は、ウェハの不均一性およびその他の処理変数を適切に
勘案したものでなければならない。そのような処理変数の１つに、エッチング処
理ツールのエッチング速度不均一性が含まれる。たとえば、エッチング処理中、
ウェハの表面全体にわたったエッチング速度が不均一である場合がある。一実施
例では、ウェハの表面不均一性（たとえば、中心が薄い、中心が厚いなど）のた
め、エッチング処理の不均一性がウェハの極度のオーバーエッチング、または不
完全エッチングをもたらす場合がある。たとえば、ウェハの表面トポグラフィー
が中心で薄くなっており、エッチング速度が中心で速くなっている場合、ウェハ
の中心はひどくオーバーエッチングされる場合がある。
【００１１】 一実施例では、ウェハの中心が薄い表面不均一性に対し、ウェハの外端が十分
にエッチングされることを保証するため、ウェハの中心におけるある程度のオー
バーエッチングが必要となる場合がある。またこれに代えて、ウェハの中心が厚
い表面不均一性に対し、ウェハの中心が十分にエッチングされることを保証する
ため、ウェハの外端におけるある程度のオーバーエッチングが必要となる場合が
ある。
【００１２】 一般に、ウェハを処理する際、オーバーエッチングおよび不完全エッチングを
最小限に抑えることが望ましい。たとえば、下にある層が通常、オーバーエッチ
ング中に薄くなり、生産歩留まりの減少をもたらす場合があるため、不必要にオ
ーバーエッチングすることは望ましくないであろう。また、ウェハの不完全エッ
チングも生産歩留まりの減少をもたらすであろう。
【００１３】 この発明は、上述の問題の１つまたはそれ以上を克服し、または少なくともそ
の影響を低減させることを目的としている。
【００１４】
【発明の開示】
この発明の１つの局面では、ある方法が提供される。この方法は、ウェハの表
面不均一性を測定するステップを含む。エッチング処理ツールの現在の状態が判
断される。ウェハの表面不均一性が処理ツールの現在の状態と比較される。処理
ツールの動作パラメータが、ウェハの表面不均一性と処理ツールの現在の状態と
の比較に基づいて調整される。
【００１５】 この発明のもう１つの局面では、あるシステムが提供される。このシステムは
、処理ツールと、複数の測定装置と、処理コントローラとを含む。処理ツールは
ウェハのエッチング処理に適合している。複数の測定装置はウェハの表面不均一
性を測定し、処理ツールの現在の状態を判断する。処理コントローラはウェハの
表面不均一性と処理ツールの現在の状態とを比較し、この比較に基づき処理ツー
ルの動作パラメータを調整する。
【００１６】 この発明は、添付図面とともに以下の説明を参照することにより、最もよく理
解されるであろう。図面では、同じ参照番号は同じ要素を示す。
【００１７】 この発明はさまざまな変更および代替的形態の余地がある一方、その特定の実
施例が例として図面に示されており、ここに詳しく説明される。しかし、ここに
おける特定の実施例の説明は、開示された特定の形態にこの発明を限定する意図
はなく、逆に、この発明は、特許請求の範囲により定義されたこの発明の精神お
よび範囲内に収まる変更、同等物、および代替物をすべて包含するものであるこ
とが理解されるべきである。
【００１８】
【発明を実行するための形態】
この発明の例示的な実施例を以下に説明する。わかりやすくするため、実際の
実施の特徴がすべてこの明細書で説明されているわけではない。そのような実際
の実施例の開発において、システムに関連した、および事業に関連した制約の遵
守といった開発者の特定の目標を達成するために、実施に特有の決定が多数下さ
れなければならず、これが実施により異なるであろうということは、もちろん理
解されるであろう。さらに、そのような開発努力は複雑で時間がかかる場合があ
るにもかかわらず、この開示の恩恵を有する当業者にとっては日常的な業務とな
るであろうということも、理解されるであろう。
【００１９】 図４は、例示的な処理ツール５０を示す。処理ツール５０は、半導体ウェハ５
２を機能する半導体装置に製造する複雑な製造工程の一部として用いられるであ
ろう。処理ツール５０は処理コントローラ５４により制御されてもよく、これは
複数の制御信号を制御線５６にのせて処理ツール５０へ送ってもよい。処理コン
トローラ５４はさまざまな装置を含み得る。たとえば、一実施例では、処理コン
トローラ５４は、処理ツール５０の内部に埋込まれたコントローラで、製造業者
により提供されたプロトコルおよびインターフェイスを用いて処理ツール５０と
通信してもよい。またこれに代えて、別の実施例では、処理コントローラ５０は
より大きなコントローラ網に接続され、先進的プロセス制御（ＡＰＣ）フレーム
ワークインターフェイスを通して処理ツール５０と通信してもよい。たとえば、
処理ツール５０は、さまざまな動作データを処理ツールから検索する装置インタ
ーフェイス（図示せず）に結合され、このデータを先進的プロセス制御（ＡＰＣ
）フレームワークに伝達して、処理ツール５０が不良動作を経験しているかどう
かを判断してもよい。装置インターフェイスも、処理ツール５０制御用のＡＰＣ
フレームワークから制御信号を受信してもよい。たとえば、ＡＰＣフレームワー
クからの制御信号は、ＡＰＣフレームワークにより受取られた処理データに基づ
いて処理ツール５０のさまざまな動作パラメータを調整するために用いられても
よい。処理データは、処理ツール５０、データベース、ユーザ入力、ＡＰＣフレ
ームワークに同様に接続されている他の処理ツールなど任意の数の源により生成
され得る。
【００２０】 半導体ウェハ５２は一般にバッチ単位で処理され、これは普通、ロットまたは
バッチ処理と呼ばれている。たとえば、１ロットのウェハ５２が２５枚のウェハ
５２を含む場合がある。１ロット内のウェハ５２は通常、製造工程をともに進む
。これは、ウェハ５２をほぼ同じ製造条件下に置き、結果としてもたらされる半
導体装置がほぼ同じ性能特性（たとえば速度、電力など）を有するようにするた
めである。一般に、処理ツール５０が許せば、１ロットのウェハ５２は同時に処
理され、そのロット内のウェハ５２はほぼ同じ製造条件下に置かれる。しかし、
エッチング処理ツールなどのさまざまな処理ツール５０が、ウェハ５２を個々に
処理する場合がある。たとえば、１ロット内のウェハ５２をすべて同時に処理す
る代わりに、各ウェハ５２が連続して個々に処理される。
【００２１】 図５は、例示的な処理ツール５０の断面図を示す。この例示的な実施例では、
処理ツール５０は、半導体ウェハ５２上に形成されたさまざまな処理層をエッチ
ングするために用いられる平面プラズマエッチャーである。たとえば、図６は、
ウェハ５２の例示的な断面図である。ウェハ５２が、基板５８と、特定の処理ご
とに変わる任意の数の処理層６０とを含む場合があることは、当業者には理解さ
れるであろう。この例示的な実施例では、処理層６０は阻止層６２とエッチング
層６４とを含む。阻止層６２およびエッチング層６４は、ポリシリコン、窒化シ
リコン、二酸化シリコン、金属などのさまざまな材料から構成されてもよい。図
示されてはいないが、ウェハ５２の表面５１（たとえばこの例ではエッチング層
６４の表面６５）が不均一である場合がある。たとえば、ウェハ５２は、中心が
薄い不均一性、中心が厚い不均一性などのような中心から端にかけてのばらつき
を示す場合がある。さらに、以下に説明されるように、処理ツール５０の動作パ
ラメータは、ウェハ５２の表面不均一性およびその他の処理変数を勘案するため
に調整される場合がある。
【００２２】 図５に戻ると、処理ツール５０がこの発明を例示するための平面プラズマエッ
チャーとして図示されているが、処理ツール５０は、単一または複数のウェハエ
ッチングチャンバ、円筒状プラズマエッチャー、六極管プラズマエッチャー、イ
オンミリングエッチャー、ウェットエッチャーなどのさまざまなエッチング装置
を含んでいてもよい。さらに、処理ツール５０の詳細は、この発明を不必要に不
明瞭にすることを避けるため簡略化されている。この例示的な実施例では、処理
ツール５０は反応チャンバ６６、パレット６８、電極７０、および終点検出器７
２を含んでいる。
【００２３】 反応チャンバ６６は真空システム開口部７４とガス供給開口部７６とを含んで
いてもよい。真空システム開口部７４は真空ポンプ（図示せず）に接続され、こ
れが反応チャンバ６６の内部に真空環境を作り出すために用いられてもよい。ガ
ス供給開口部７６はガス供給源（図示せず）に接続され、これが１つまたはそれ
以上の化学的エッチング剤（たとえば反応性ガス）を反応チャンバ６６へ通すた
めに使われてもよい。通常、ウェハ５２は処理ツール５０の反応チャンバ６６へ
装填され、パレット６８上に配置される。反応チャンバ６６が一旦密閉されると
、真空環境が作り出され、反応チャンバ６６は反応性ガス（たとえばＣＦ4）で
充填される。電極７０は電源（図示せず）から励起（energize）されてもよく、
無線周波数（ＲＦ）界が反応チャンバ６６内部に設定されてもよい。ＲＦ界は反
応性ガス混合物を励起してプラズマ状態にする。一旦励起されると、プラズマは
ウェハ５２の露出した部分をエッチングし、エッチング処理の持続時間は設計選
択により異なる。以下に説明するように、処理コントローラ５４は、ウェハ５２
の表面不均一性およびその他の処理変数を勘案するために、処理ツール５０のさ
まざまな動作パラメータを調節してもよい。
【００２４】 この実施例では、パレット６８は電気的に接地され、ＲＦ界が電極７０とパレ
ット６８との間に設定されている。この構成において、ウェハ５２はプラズマ界
に配置されている。さらに、ウェハ５２の表面全体にわたってより均一なエッチ
ング速度を保証するため、パレット６８はエッチング処理中回転してもよい。
【００２５】 終点検出器７２は、エッチング処理の状態をモニタするために用いられてもよ
い。たとえば、一実施例では、終点検出器７２は発光分光法（ＯＥＳ）を用いて
プラズマの内容の濃度レベルを受動的に測定する。濃度レベルを測定しながら、
終点検出器７２は対応する濃度信号を生成し、これが処理コントローラ５４に送
信されてもよい。
【００２６】 ウェハ５２がエッチングされている際、エッチング層６４の露出部分が除去さ
れ、エッチング層の反応生成物がプラズマと混合する場合があるということは、
当業者には理解されるであろう。たとえば、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を反応
性ガス六フッ化炭素（Ｃ2Ｆ6）でエッチングする際、エッチング層の反応生成物
は四フッ化シリコン（ＳｉＦ4）となる場合がある。ウェハ５２のエッチング層
６４が一旦ほぼ完全に除去されると、エッチング層６４からのエッチング処理へ
の供給は減少し、エッチング層反応生成物（たとえばＳｉＦ4）の濃度レベルが
減少する。終点検出器７２はエッチング層反応生成物の減少をモニタし、濃度レ
ベルが減少して一旦しきい値を超えると、処理コントローラ５４はエッチング層
６４が十分にエッチングされたと判断してもよい。同様に、終点検出器７２は、
阻止層の反応生成物がプラズマに含まれているかどうかをモニタしてもよい。た
とえば、エッチング層６４が一旦完全に除去され阻止層６２が露出すると、プラ
ズマが阻止層６２の露出部分をエッチングし始める場合がある。これが起こると
、阻止層の反応生成物がプラズマに導入される場合がある。この実施例では、終
点検出器７２は阻止層反応生成物の増加をモニタしてもよく、濃度レベルが増加
して一旦しきい値を超えると、処理コントローラ５４はエッチング層６４が十分
にエッチングされたと判断してもよい。
【００２７】 終点制御を用いる典型的なエッチング処理では、エッチング処理全体は特化さ
れた工程と見なされてもよい。たとえば、例示的な一実施例では、エッチング処
理はメインエッチング、終点エッチング、およびオーバーエッチングを含んでい
てもよい。この例では、メインエッチングの間、ウェハ５２はプラズマの内容の
濃度レベルをモニタせずにエッチングされてもよく、露出されたエッチング層６
４の相当部分が除去されてもよい。メインエッチングの持続時間は特定の処理に
より変わる場合があるが、一例では、メインエッチングは３０秒続く。
【００２８】 メインエッチングが一旦完了すると、終点エッチングを始めることができる。
上述のように、終点検出器７２がプラズマの内容の濃度レベルをモニタし、処理
コントローラ５４が終点エッチングの完了時点を判断してもよい。ここでも、終
点検出器７２はエッチング層反応生成物、阻止層反応生成物、またはその他のプ
ラズマの関連要素の濃度レベルを測定してもよい。通常、終点エッチングの一部
分の間に、処理コントローラ５４は関連反応生成物の基準線濃度レベルを判断す
る。この基準線濃度レベルから、処理コントローラ５４は反応生成物の濃度レベ
ルの増加または減少を観察し、終点エッチングの完了時点を判断してもよい。一
実施例において、終点エッチングは１０〜２５秒続いてもよい。もちろん、終点
エッチングの完了時点を判断するためにさまざまな制御アルゴリズムが終点検出
器７２および処理コントローラ５４と組合せて用いられてもよいことは、当業者
には理解されるであろう。
【００２９】 終点エッチングが完了したと処理コントローラ５４が一旦判断すると、オーバ
ーエッチングが始まるであろう。これはウェハ５２が十分にエッチングされるこ
とを保証する。エッチング処理のためのオーバーエッチング時間は設計選択によ
り異なる場合があり、一実施例では、オーバーエッチング時間は７秒である。上
述の特化された工程（たとえばメインエッチング、終点エッチング、およびオー
バーエッチング）は連続するエッチング処理の一部であり、この特化された工程
がエッチング処理全体の制御を簡略化するため個々のものとして見なされてもよ
いことは、当業者には理解されるであろう。さらに、望ましい場合には、エッチ
ング処理はさらなる工程にさらに細分化されてもよく、または、エッチング処理
は全体でひとつのものとして見なされ、制御されてもよい。
【００３０】 図７は、この発明の例示的な一実施例のフローチャートによる描写を示す。ブ
ロック７８において、処理されるべきウェハ５２の特性が判断される。上述した
ように、図６に示されたウェハ５２の表面５１は、中心が薄い不均一性、中心が
厚い不均一性などの任意の数の表面トポグラフィーを示す場合がある。ウェハ５
２の表面トポグラフィーがさまざまな周知の手法を用いて判断されてもよいこと
は、当業者には理解されるであろう。たとえば、一実施例において、透明な処理
層６０（たとえば酸化物、ポリシリコン、窒化シリコンなど）では、ウェハ５２
の表面不均一性は楕円偏光法またはレーザ干渉法を用いて判断されてもよい。金
属のような不透明の処理層６０では、他の測定手法が用いられてもよい。たとえ
ば、処理層６０のシート抵抗を測定するために４点プローブが用いられてもよく
、このデータから、処理層６０の厚さがウェハ全体のさまざまな場所で判断され
てもよい。
【００３１】 一実施例では、モニタウェハ（図示せず）が１ロットの製品ウェハ５２に含ま
れていてもよい。モニタウェハはそのロットの製品ウェハ５２とともに製造工程
を進んで、ほぼ同じ製造条件を経験してもよい。製品ウェハ５２を扱う代わりに
、上述の測定方法をモニタウェハに対して行ってもよく、その測定値は製品ウェ
ハ５２の代表的標本として用いられてもよい。別の実施例では、モニタウェハ５
２のさまざまな断面図が、たとえば走査電子顕微鏡を用いて測定され、製品ウェ
ハ５２のエッチング層６４の不均一性を判断してもよい。一旦判断されると、ウ
ェハ５２の不均一性データは処理コントローラに送られてもよい。
【００３２】 不均一性に加え、処理コントローラ５４は、処理ツール５０の制御中、ウェハ
５２のその他のさまざまな処理特性を考慮してもよい。たとえば、上述したよう
に、ウェハ５２のエッチング層６４が一部分だけエッチング処理に晒されてもよ
い。マスク層（図示せず）がウェハ５２の表面上に選択的にパターン化されても
よく、エッチング処理中、エッチング層６４の一部のみが露出され除去されても
よいことは、当業者には理解されるであろう。エッチング処理に有効に晒される
エッチング層６４の割合（すなわち有効露出）は、処理ツール５０の最適動作パ
ラメータに影響を及ぼす場合がある。たとえば、エッチング処理に対する有効露
出が８０％のウェハ５２ではエッチングに６０秒かかる場合、有効露出が５０％
のウェハでは特定の処理次第でエッチングにたった５０秒しかかからない場合が
ある。またこれに代えて、他の処理において、有効露出の減少が最適エッチング
時間を増加させる場合がある。さらに、エッチングされる材料、ウェハサイズ、
処理技術など、製品ごとのその他の違いが、処理コントローラ５４によって考慮
されてもよい。
【００３３】 ブロック８０において、処理ツール５０の現在の状態が判断されてもよい。一
実施例では、処理ツール５０のエッチング速度は、ウェハ５２の表面全体にわた
って完全に均一でないかも知れない。たとえば、一実施例において、ウェハ５２
の処理前の表面特性がほぼ均一であっても、引続いて起こるウェハ５２の処理後
の表面特性は中心が薄い、中心が厚い、などであり得る。さらに、処理ツール５
０の処理プロファイル（たとえば中心が速い、中心が遅いなど）は予測できない
かも知れず、処理工程間で変わるかも知れない。
【００３４】 処理ツール５０の現在の状態（たとえば中心が遅い、中心が速いなど）を判断
するために、さまざまな方法が用いられ得る。一実施例では、処理ツール５０は
周知の処理前特性を有するモニタウェハ（図示せず）を処理するであろう。一旦
処理されてから、モニタウェハの処理後特性を測定し、このデータから、処理ツ
ール５０の現在の状態を判断してもよい。別の実施例では、製品ウェハの処理前
特性とその処理後特性とを比較して、処理ツール５０の現在の状態を判断しても
よい。上述の処理プロファイルに加え、温度、平均エッチング速度、圧力、反応
性ガス濃度などのその他の変数をモニタして、処理ツール５０の現在の状態を判
断してもよい。さらに、さまざまな処理変数をさまざまな測定アルゴリズムを用
いてモニタしてもよく、選択された方法が特定の処理および処理ツール５０次第
で異なる場合があることは、当業者には理解されるであろう。
【００３５】 ブロック８２において、処理コントローラ５４はウェハ５２の特性と処理ツー
ル５０の現在の状態とを比較してもよい。たとえば、一実施例では、処理コント
ローラ５４は、処理ツール５０の処理プロファイルをウェハ５２の表面不均一性
と比較してもよい。比較結果次第で、処理ツール５０の動作パラメータに調整が
行なわれてもよい。
【００３６】 ウェハ５２をオーバーエッチングするとその下にある阻止層６２を薄くする場
合があり、これが生産歩留りの低下をもたらすおそれがあることは、当業者には
理解されるであろう。しかし、ウェハ５２の不均一性が大きい場合、ウェハ５２
をエッチングする際、ウェハ５２のある部分では阻止層６２により早く到達する
一方、ウェハ５２のその他の部分は依然としてエッチング層６４に部分的に覆わ
れている場合がある。これが起こると、ウェハ５２の不均一性およびその他の処
理特性に対する処理を調整せずに上述の終点制御方法を用いると、エッチング層
６４の一部が不適切にエッチングされる（たとえばオーバーエッチング、不完全
エッチングなど）ことになる場合がある。またこれに代えて、処理ツール５０の
処理プロファイルがウェハ５２の表面不均一性の反対である場合、処理ツール５
０の動作パラメータに著しい調整を加えなくてもよい。たとえば、処理プロファ
イルが中心で速く、ウェハ５２の表面不均一性が中心で厚くなっている場合、こ
の違いは互いを十分に打ち消し合うことができるので、処理ツール５０の動作パ
ラメータを調整せずにエッチング層６４がエッチングされてもよい。またこれに
代えて、処理プロファイルとウェハ５２の表面不均一性が同様であれば、処理ツ
ール５０の動作パラメータへのより著しい調整が必要となるであろう。たとえば
、処理ツール５０を調整しなければ、終点が早まって判断され、ウェハ５２の一
部が不適切にエッチングされるおそれがある。
【００３７】 ブロック８４において、処理コントローラ６４は、ウェハ５２の特性と処理ツ
ール５０の現在の状態との比較に基づき、処理ツール５０の動作パラメータを調
整するかどうかを決定してもよい。処理ツール５０の現在の状態がウェハ５２を
十分にエッチングするには不適切であると判断された場合、ブロック８６におい
て、処理ツール５０の適切な動作パラメータを調整することができる。
【００３８】 処理コントローラ５４は、処理ツール５０の異なるさまざまな動作パラメータ
を調整することにより、エッチング処理を操作してもよい。一実施例では、処理
コントローラ５４はエッチング処理の終点エッチングを調整してもよい。たとえ
ば、処理コントローラ５４は、終点エッチングの完了時点を判断するしきい値濃
度レベルを調整することにより、終点エッチング時間を調整してもよい。エッチ
ング層反応生成物をモニタする際、終点しきい値濃度レベルを下げることにより
エッチング処理を延長してもよい。またこれに代えて、終点しきい値濃度レベル
を上げると、エッチング処理が短縮されるであろう。同様に、阻止層反応生成物
をモニタする際、終点しきい値濃度レベルを上げることによりエッチング処理を
延長できる。またこれに代えて、阻止層反応生成物では、終点しきい値濃度レベ
ルを下げるとエッチング処理が短縮される。一般に、ウェハ５２の不均一性が著
しい場合、ウェハ５２全体が十分にエッチングされることを保証するため、エッ
チング処理の持続時間が長くされるであろう。しかし、上述のように、処理ツー
ル５０の処理プロファイルが、処理ツール５０の動作パラメータへの必要な調整
に影響を及ぼす場合がある。
【００３９】 エッチング処理の終点エッチングを操作することに加え、処理ツール５０のオ
ーバーエッチング時間も処理コントローラ５４によって調整され得る。同様に、
ウェハ５２の不均一性が著しい場合、ウェハ５２全体が十分にエッチングされる
ことを保証するため、オーバーエッチングの持続時間が長くされ得る。またこれ
に代えて、処理ツール５０の処理プロファイルとウェハ５２の不均一性とが互い
を打ち消し合う場合、オーバーエッチングの持続時間は短くするかまたはそのま
ま変えなくてもよい。
【００４０】 処理ツール５０のその他の動作パラメータは、エッチング処理の持続時間に影
響を及ぼさずに調整され得る。たとえば、処理ツール５０のエッチング速度は、
反応チャンバ６６内部の圧力を変えたり、電極７０への電力を増加させたり、反
応性ガスの流れを増加させるなどによって増加させることができる。ここでも、
ウェハ５２の不均一性が著しい場合、ウェハ５２全体が十分にエッチングされる
ことを保証するため、処理ツール５０のエッチング速度を速くする場合がある。
同様に、処理ツール５０の処理プロファイルとウェハ５２の不均一性とが互いに
打ち消し合う場合、処理ツール５０のエッチング速度を減じるかまたはそのまま
変えなくてもよい。またこれに代えて、処理ツール５０の動作パラメータへの調
整が必要でなければ、ブロック８８において、ウェハ５２は処理ツール５０の現
在の状態を用いて加工されてもよい。
【００４１】 ここに開示された特定の実施例は単に例示的なものであって、この発明は、こ
この教示の恩恵を有する当業者には明らかな、異なるものの同等の方法で変更お
よび実行されてもよい。さらに、特許請求の範囲に記載の内容以外は、ここに示
された構成または設計の詳細に対する限定は意図されていない。したがって、上
に開示された特定の実施例は変更または修正されてもよく、このような変更態様
はすべてこの発明の範囲および精神に包含されると見なされることは明らかであ
る。よって、ここで求められる保護は特許請求の範囲に記載されるとおりである
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 半導体ウェハの断面図である。
【図２】 溝が配置された図１の半導体ウェハの断面図である。
【図３】 半導体ウェハの断面図である。
【図４】 溝が配置された図３の半導体ウェハの断面図である。
【図５】 半導体装置を製造するために用いられる処理ツールの簡略化され
たブロック図である。
【図６】 エッチング処理ツールの例示的な一実施例の断面図である。
【図７】 半導体ウェハの断面図である。
【図８】 この発明によって教示される方法のフローチャート表示を示す図
である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年３月２２日（２００２．３．２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA01 BA04 CB15 DA01 DA02 DB01

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウェハの表面不均一性を測定するステップと、 エッチング処理ツールの現在の状態を判断するステップと、 前記ウェハの前記表面不均一性を前記処理ツールの前記現在の状態と比較する
    ステップと、 前記ウェハの前記表面不均一性と前記処理ツールの前記現在の状態との前記比
    較に基づき、前記処理ツールの動作パラメータを調整するステップとを含む、方
    法。
  2. 【請求項２】 前記ウェハの少なくとも１つの処理特性を判断するステップ
    と、 前記ウェハの前記少なくとも１つの処理特性を前記処理ツールの前記現在の状
    態と比較するステップと、 前記ウェハの前記少なくとも１つの処理特性と前記処理ツールの前記現在の状
    態との前記比較に基づき、前記処理ツールの前記動作パラメータを調整するステ
    ップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記処理ツールの現在の状態を判断するステップは、前記処
    理ツールのエッチング速度処理プロファイルを判断するステップを含む、請求項
    １に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記処理ツールの動作パラメータを調整するステップは、エ
    ッチング処理の持続時間を減少させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 エッチング処理の持続時間を減少させるステップは、 終点しきい値濃度レベルを上げるステップと、 エッチング層反応生成物を測定するステップと、 前記測定されたエッチング層反応生成物を前記上げられた終点しきい値濃度レ
    ベルを用いてモニタするステップとを含む、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 エッチング処理の持続時間を減少させるステップは、 終点しきい値濃度レベルを下げるステップと、 阻止層反応生成物を測定するステップと、 前記測定された阻止層反応生成物を前記下げられた終点しきい値濃度レベルを
    用いてモニタするステップとを含む、請求項４に記載の方法。
  7. 【請求項７】 エッチング処理の持続時間を減少させるステップはオーバー
    エッチング処理時間を増加させるステップを含む、請求項４に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記処理ツールの動作パラメータを調整するステップはエッ
    チング処理の持続時間を増加させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 エッチング処理の持続時間を増加させるステップは、 終点しきい値濃度レベルを下げるステップと、 エッチング層反応生成物を測定するステップと、 前記測定されたエッチング層反応生成物を前記下げられた終点しきい値濃度レ
    ベルを用いてモニタするステップとを含む、請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 エッチング処理の持続時間を増加させるステップは、 終点しきい値濃度レベルを上げるステップと、 阻止層反応生成物を測定するステップと、 前記測定された阻止層反応生成物を前記上げられた終点しきい値濃度レベルを
    用いてモニタするステップとを含む、請求項８に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記処理ツールの動作パラメータを調整するステップは、
    前記処理ツールの前記現在の状態を用いて前記ウェハを処理するステップを含む
    、請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 エッチング処理ツールの現在の状態を判断するステップは
    、 モニタウェハの複数の処理前特性を測定するステップと、 前記処理ツールを用いて前記モニタウェハを処理するステップと、 前記モニタウェハの複数の処理後特性を測定するステップと、 前記モニタウェハの前記処理前特性と前記処理後特性とを比較するステップと
    を含む、請求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 ウェハのエッチング処理に適合する処理ツールと、 前記ウェハの表面不均一性を測定し、前記処理ツールの現在の状態を判断する
    ための複数の測定装置と、 前記ウェハの前記表面不均一性と前記処理ツールの前記現在の状態とを比較し
    、前記比較に基づき前記処理ツールの動作パラメータを調整するための処理コン
    トローラとを含むシステム。
  14. 【請求項１４】 前記処理コントローラは、前記ウェハの少なくとも１つの
    処理特性を受取り、前記少なくとも１つの処理特性を前記処理ツールの前記現在
    の状態と比較し、前記比較に基づいて前記処理ツールの前記動作パラメータを調
    整するよう適合されている、請求項１３に記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記処理コントローラは、終点しきい値濃度レベルを下げ
    、測定されたエッチング層反応生成物を表わす信号を受取り、前記エッチング層
    反応生成物を前記下げられた終点しきい値濃度レベルを用いてモニタするよう適
    合されている、請求項１３に記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記処理コントローラは、終点しきい値濃度レベルを上げ
    、測定された阻止層反応生成物を表わす信号を受取り、前記阻止層反応生成物を
    前記上げられた終点しきい値濃度レベルを用いてモニタするよう適合されている
    、請求項１３に記載のシステム。
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