(57)【要約】【課題】部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数の装置間において、複数の処理条件に対して校正可能な装置及びその校正方法を提供する。【解決手段】プラズマ発生条件の１つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させ、プラズマの状態を把握できる装置センサのデータを把握し（Ｓ１２〜Ｓ１５）、装置センサのデータを別の装置と比較してオフセット値を把握し（Ｓ１６）、オフセット値に基づきプラズマ生成条件を調整する（Ｓ１７）校正方法。又それを実現する装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、前記真空容器内にプラズマ用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスの圧力を制御する圧力制御手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスにプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ処理される被処理物を前記真空容器内に載置する載置手段と、前記載置手段に載置される被処理物に高周波バイアスを印加するための電力を供給する高周波電源と、これら各手段を制御する制御装置とを具備するプラズマ処理装置において、
前記制御装置は、
プラズマ発生条件の１つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させていき、プラズマ状態を把握できる装置センサのデータを把握する第１の把握手段と、
前記装置センサのデータを別の同一構造のプラズマ処理装置と比較しどれだけシフトしているか把握する第２の把握手段と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の把握手段が把握する前記プラズマ状態を把握できる装置センサのデータは、前記装置センサのデータの極大値、極小値、変曲点または装置センサのデータが飽和する点を把握したものであり、
前記第２の把握手段は、その把握した点を用い基準として変化させた装置パラメータとそれに対して変化させた装置パラメータの２つを軸とする散布図を装置パラメータごとに作成し、装置パラメータごとの散布図を別の同一構造のプラズマ処理装置と比較し、各装置パラメータがどれだけシフトしているか把握したものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
比較する前記装置パラメータが２種類以上であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１において、
基準として変化させる前記１つの装置パラメータは、基準となる測定器を用いて予め校正されたものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記高周波電源のピーク間電圧Ｖｐｐを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記高周波電源の高周波電流を含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、プラズマからの発光量を含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
真空容器と、前記真空容器内にプラズマ用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスの圧力を制御する圧力制御手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスにプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ処理される被処理物を前記真空容器内に載置する載置手段と、前記載置手段に載置された被処理物に高周波バイアスを印加するための電力を供給する高周波電源と、これら各手段を制御する制御装置とを具備するプラズマ処理装置の校正方法において、
プラズマ発生条件の１つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させていき、プラズマの状態を把握できる装置センサのデータを把握する第１の工程と、
前記装置センサのデータを初期または定期的に測定しデータベースとして保持する第２の工程と、
前記装置センサのデータを別の同一構造のプラズマ処理装置と比較しどれだけシフトしているか把握する第３の工程と、
その把握されたシフト分に基づきプラズマ生成条件を調整する第４の工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１の工程で把握する、前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記装置センサのデータの極大値、極小値、変曲点または装置センサのデータが飽和する点を把握したものであり、
前記第３の工程は、その把握した点を用い基準として変化させた装置パラメータとそれに対して変化させた装置パラメータの２つを軸とする散布図を装置パラメータごとに作成し、装置パラメータごとの散布図を別の同一構造のプラズマ処理装置と比較し、各装置パラメータがどれだけシフトしているか把握する工程であることを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
【請求項１０】
請求項９において、
比較する前記装置パラメータが２種類以上であることを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
【請求項１１】
請求項８において、
基準として変化させる前記１つの装置パラメータは、基準となる測定器を用いて予め校正されたものであることを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
【請求項１２】
請求項８において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記高周波電源のピーク間電圧Ｖｐｐを含むことを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
【請求項１３】
請求項８において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記高周波電源の高周波電流を含むことを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
【請求項１４】
請求項８において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、プラズマからの発光量を含むことを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大口径基板表面の微細加工に好適なプラズマ処理装置及びその校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置の製造装置、特にドライエッチング装置等のプラズマ処理装置は、高周波またはマイクロ波によって発生させたプラズマを用いて半導体基板の処理を行っている。半導体装置に形成されるパターンの微細化に伴い、これまで許容されていたような処理時のプラズマのわずかなずれであっても、半導体装置の性能に無視できないばらつきが発生する恐れがある。そのため性能のばらつきの少ない半導体装置を安定に製造するために、このプラズマを更に安定的に制御することが要求されている。
【０００３】
ドライエッチング処理による半導体装置の性能の変動要因には、エッチングによる加工線幅のばらつきなどに起因するチップ内のばらつき、プラズマ中のラジカルやイオンの分布のばらつきなどに起因する半導体基板内のばらつき、基板処理を重ねる事によるドライエッチング処理装置内部の壁面状態の変化などに起因する経時変化、さらにプラズマ処理装置個々の部品のばらつきに起因する装置間機差などがある。
【０００４】
チップ内のばらつきや半導体基板内のばらつきを抑えるために、一般的なプラズマ処理装置においては、プラズマを発生させるための高周波またはマイクロ波のパワー、処理室内の圧力、処理室へ導入するガス流量、半導体基板を載せる試料台へ印加する高周波バイアスパワー等の装置パラメータを変化させ、所望のエッチング形状がチップ内や半導体基板内で均一に得られるよう処理条件の最適化が行われる。
【０００５】
しかしプラズマ処理装置では、半導体基板の処理枚数を重ねるにつれ、装置内壁面の状態がエッチングによる表面荒れや内壁の厚さの変化、または反応生成物の内壁表面への付着により経時変化してしまう。経時変化により、最適化された処理条件であってもエッチング形状に変化が生じてくる。そのため、処理枚数や処理時間を管理し、消耗品の交換や装置内壁部品の洗浄がおこなわれる。しかし、消耗品の交換や洗浄は内壁状態をわずかにでも変えてしまうため、半導体装置の性能に許しがたいばらつきが発生する場合がある。そのため、経時変化や消耗品の交換、洗浄などによる内壁状態の変化に対して処理条件の校正を行う必要がある。
【０００６】
また半導体装置の生産においては、１つの生産ラインを最小限の規模で構築し、所望の製品の出来栄えとなるよう製造プロセスの最適化が行われる。その後、量産状況に応じて各工程の製造装置を複数台導入する事が行われる。しかし、量産拡大時に導入される他のエッチング装置に最適化された処理条件をそのまま移管したとしても、装置間機差によりエッチング形状にばらつきが発生し、半導体装置性能にばらつきが発生してしまうことがあり不十分である。そのため、エッチング形状にばらつきが発生しないよう、プラズマ処理装置特性の装置間のばらつきを校正する必要がある。
【０００７】
プラズマ処理装置間の校正技術の背景技術として、特開２００９−２９５６５８号公報（特許文献１）がある。この公報には、「半導体装置を製造する半導体製造装置の校正方法において、基準となる半導体製造装置を用いて、中心条件から複数のパラメータを振り、プラズマ状態を把握できる装置センサのデータを取得し、この取得したデータを用いて校正すべきパラメータを特定して、基準となる半導体製造装置の特定したパラメータを自動的に校正したり、又は基準となる半導体製造装置とは異なる半導体製造装置の特定したパラメータを自動的に校正する。これにより、複数の半導体製造装置の校正に要する時間を短縮でき、また半導体製造装置内のプラズマの管理を行うために安定した半導体装置を製造することができる。」と記載されている。
【０００８】
また背景技術として、特開２００５−１１８５８号公報（特許文献２）がある。この公報には、「μ波パワーを変化させたときのプラズマにかかるバイアス用の高周波信号のピーク間電圧Ｖｐｐを測定するＶｐｐ測定回路を有し、μ波パワー依存性におけるＶｐｐ特性を予め把握しておき、このＶｐｐ特性に基づき、半導体装置の処理枚数を重ねてもＶｐｐが安定した領域にあるようにμ波電源制御回路にμ波パワー値を設定し、このμ波電源制御回路により、μ波電源を制御して、μ波パワー設定値を出力し、ウエハ処理枚数を重ねてもプロセス変動が起きにくくする。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２９５６５８号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では複数のプロセスに対しての機差の低減について十分に配慮されていなかった。すなわち、複数のパラメータを変化させある特定の中心条件に対して機差を抑えるよう校正パラメータを決定する。しかしながら中心条件とは異なるプロセスに対しては校正パラメータが必ずしも適切ではない可能性があるため、機差抑制が困難である。
【００１１】
また、特許文献２ではマイクロ波パワー以外を原因とする経時変化や機差の低減について十分に配慮されていなかった。すなわち、Ｖｐｐ特性はマイクロ波パワー以外のパラメータによっても変化するため、Ｖｐｐ特性をマイクロ波パワーのみによって校正したとしても、十分に機差を抑制することは困難である。
【００１２】
本発明の目的は、部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数のプラズマ処理装置間において、複数のプロセスの処理条件に対して校正可能なプラズマ処理装置及びその校正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、真空容器と、前記真空容器内にプラズマ用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスの圧力を制御する圧力制御手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスにプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ処理される被処理物を前記真空容器内に載置する載置手段と、前記載置手段に載置される被処理物に高周波バイアスを印加するための電力を供給する高周波電源と、これら各手段を制御する制御装置とを具備するプラズマ処理装置において、
前記制御装置は、
プラズマ発生条件の１つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させていき、プラズマ状態を把握できる装置センサのデータを把握する第１の把握手段と、
前記装置センサのデータを別の同一構造のプラズマ処理装置と比較しどれだけシフトしているか把握する第２の把握手段と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置とする。
【００１４】
また、真空容器と、前記真空容器内にプラズマ用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスの圧力を制御する圧力制御手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスにプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ処理される被処理物を前記真空容器内に載置する載置手段と、前記載置手段に載置された被処理物に高周波バイアスを印加するための電力を供給する高周波電源と、これら各手段を制御する制御装置とを具備するプラズマ処理装置の校正方法において、
プラズマ発生条件の１つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させていき、プラズマの状態を把握できる装置センサのデータを把握する第１の工程と、
前記装置センサのデータを初期または定期的に測定しデータベースとして保持する第２の工程と、
前記装置センサのデータを別の同一構造のプラズマ処理装置と比較しどれだけシフトしているか把握する第３の工程と、
その把握されたシフト分に基づきプラズマ生成条件を調整する第４の工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数のプラズマ処理装置間において、複数のプロセスの処理条件に対して校正可能なプラズマ処理装置及びその校正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の校正方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の全体構成概略縦断面図である。
【図３】図２に示すプラズマ処理装置において、マイクロ波パワーを順次変化させていった場合の高周波電力のピーク間電圧Ｖｐｐの変化、Ｖｐｐ特性を測定した例である。
【図４】図３に示すＶｐｐ特性の１次微分を求め、変曲点を求める処理を説明した図である。
【図５】基準となる、或いは校正対象のプラズマ処理装置において、コイル電流およびマイクロ波パワーを順次変化させ、変曲点が現れる点を求めて作成したフィンガープリントを表す図である。
【図６】基準装置および校正対象の２台の装置のフィンガープリントの比較を表す図である。
【図７】校正対象の装置に校正を行った、基準装置および校正対象の２台の装置のフィンガープリントを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
発明者等は、部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数のプラズマ処理装置間において、複数のプロセスの処理条件に対して校正可能とするための手段について検討した結果、数値制御可能な高周波電源のピーク間電圧Ｖｐｐや電流、プラズマからの発光量、処理室内の圧力、処理室へ導入するガス供給流量、プラズマ生成用の高周波電源のパワー（マイクロ波パワー）、試料の温度を制御する温調器設定温度等をプロセスの処理条件に応じて１つずつ比較し校正し、制御すれば良いことが分かった。本発明はこの新たな知見に基づく。
【００１８】
各装置構成部品のパラメータを装置校正部品固有のプラズマ状態に与える影響をもとに比較し校正するため、装置構成部品のばらつきによるプラズマ性能差を低減することから、複数のプロセス条件に対してエッチング処理形状の経時変化や装置間差を低減でき、半導体装置のばらつきを抑制することが可能となる。
上に記した以外の課題、校正及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の第１の実施例について図面を用いて説明する。
【００２０】
本実施では、複数の半導体装置を製造する複数のプラズマ処理装置およびそのプラズマ処理装置の校正方法について説明する。プラズマ処理装置が複数台（例えば２台）あったとし、ここで、そのうち１台を基準装置Ａ、もう１台を機差の校正を行う対象の装置Ｂとする。装置Ａ,Ｂ間には各装置構成部品の性能ばらつきによる機差又は、長期使用による経時変化が存在するものとする。基準装置Ａには量産開始前に、所望のエッチング結果となるように、装置パラメータの最適化を行うのに使用した装置が考えられる。
図１は本実施例において、半導体装置を製造するプラズマ処理装置の校正方法を示すフローチャートである。図１のフローチャートは、プラズマ処理装置の校正方法に関わるが、本実施例を説明するのに十分なプラズマ処理装置の校正方法に関わるもののみを示している。
【００２１】
はじめに基準となる装置Ａおよび校正対象の装置Ｂの装置パラメータのうち、測定器により校正可能な装置パラメータの校正を各装置において行う（ステップＳ１１）。この校正した装置パラメータを用いて、以下のステップにおいてプラズマ状態を把握するためのデータを取得する。校正可能な装置パラメータには、プラズマを発生させるための高周波やマイクロ波のパワー、処理する試料基板にバイアスを印加するための高周波電源の出力が上げられる。これらのパラメータはパワーメータと呼ばれる測定器および疑似抵抗負荷を用いて出力を測定することができ、校正が可能である。なお、ステップＳ１１は必須ではないが、このステップを実行することにより、プラズマ処理装置の、より高精度の校正が可能となる。
【００２２】
次に基準装置Ａにおいて、装置パラメータの内の一つ以外の条件はすべて固定し、その固定していないパラメータ（以下、対象パラメータ）を順次変化させていった場合の各設定値に対して、測定器によって校正したパラメータを基準となるパラメータ（以下、基準パラメータ）として順次変化させ、プラズマを発生させた際の装置センサのデータを取得する（ステップＳ１２）。装置センサのデータとしては、高周波バイアスを印加するための高周波電源のピーク間電圧Ｖｐｐや高周波電流値、またはプラズマからの発光を分光器で計測した値などである。これを基準パラメータ以外のすべての装置パラメータを対象パラメータとして行う。
【００２３】
次に、基準装置Ａで得られた装置センサのデータを用いて、各対象パラメータのプラズマへの影響を数値化する（ステップＳ１３）。対象パラメータの各設定値に対して、基準となる装置パラメータを順次変化させることにより、対象パラメータの設定値ごとに装置センサのデータの曲線を得ることができる。その曲線の１次微分または２次微分を数値微分により計算することで、曲線の極大・極小・変曲点やセンサの出力が飽和する点といった、対象パラメータの各設定値におけるプラズマが特徴的な変化をしめす点を基準パラメータの値により数値化することができる。基準パラメータの値を対象パラメータの各設定値と一対一で対応させることで、対象パラメータと基準パラメータとを軸とする２次元の散布図を作成する事が出来る。この２次元の散布図は各装置パラメータのプラズマに対する固有の影響を表しており、各装置パラメータのフィンガープリントと定義する。装置センサのデータの曲線に極大となる点等の特徴的な点が現れない装置パラメータの場合には、装置センサのデータにしきい値を設定し、そのしきい値を超える、またはしきい値よりも下がる基準パラメータの値を対象パラメータの各設定値と対応させればよい。
【００２４】
また多くの場合、装置センサのデータには雑音が含まれる。そのため、元の曲線をローパスフィルタに通してから数値微分を行うか、平滑化微分法を用いて数値微分を行う事で、雑音の影響を低減し極大となる点等の特徴的な点を得ることが出来る。
【００２５】
次に装置Ｂにおいても、装置パラメータの内の一つ以外の条件はすべて固定し、その固定していないパラメータを対象パラメータとして順次変化させていった場合の各設定値に対して、基準パラメータを順次変化させ、プラズマを発生させた際の装置センサのデータを取得する。これを、基準パラメータ以外のすべての装置パラメータを対象パラメータとして行う（ステップＳ１４）。そして、基準装置Ａで用いたのと同様の方法により各装置パラメータのフィンガープリントを算出する（ステップＳ１５）。
【００２６】
次に基準装置Ａと装置Ｂの各装置パラメータのフィンガープリントを比較する。(ステップＳ１６)。比較には各装置パラメータの基準装置Ａと装置Ｂの２つのフィンガープリントの相互相関関数を用いる。相互相関関数を用いて、２つのフィンガープリントの曲線間の距離を、相互相関化数が最大となるときの装置パラメータの差に対応させて算出する。距離の絶対値がしきい値以下ならばフィンガープリントが同等であるとみなし校正を終了し、装置Ｂにおいても量産を開始する。
【００２７】
フィンガープリントに相違がある装置パラメータがあれば、フィンガープリント間の距離を装置パラメータのオフセット値ＥＢと定義し機差の校正を行う（ステップＳ１７）。校正はこのオフセット値ＥＢを用いて、基準装置Ａで最適化されたパラメータＳＡを装置Ｂに設定した際に、自動的に装置Ｂにおいて、装置Ｂでの実際のパラメータＳＢを
ＳＢ＝ＳＡ−ＥＢ 
と変換することで行う。この校正を行う事により、基準装置Ａおよび装置Ｂのプラズマの変化の特性を合わせることができ、エッチング処理形状の経時変化や装置間差を低減することできる。その後、再度ステップＳ１４に戻り、オフセット値による校正を行った状態で、装置Ｂのフィンガープリント作成のためのデータを取得する。なお、オフセット値は公知の方法で求めることができる。例えば、それぞれ基点を有するデータシートを左右に移動・回転して目視により重ね合わせ、基点位置の差をオフセット値として用いることができる。また、公知の画像認識により自動でオフセット値を算出することもできる。
【００２８】
複数の装置パラメータについて同時にオフセット値を計算し校正を行い、再度装置Ｂのフィンガープリントの作成を行う事ができる。しかし校正は、フィンガープリント間の距離がしきい値以上となる全装置パラメータに対して同時に行う必要は無く、オフセット値が相対的に多きいなどの基準により１つ又は２つ以上を選んで校正を行い、ステップＳ１４に戻ってもよい。
【００２９】
また、装置Ｂの機差が大きくなりプラズマの特性が変化し、フィンガープリントの曲線の形状が大きく異なる場合がありうる。曲線の形状が大きく異なる場合はオフセット値を用いた機差の校正を行うことは出来ず、エンジニアによるメンテナンスや機差の要因調査が必要となる。フィンガープリントの形状が異なる場合、相互相関関数の値が小さくなるため、相互相関関数の最大値が設定したしきい値以下ならば、曲線の形状が相違していると判定し、エンジニアによるメンテナンスや機差の要因調査を行う。
【００３０】
さらに、オフセット値による校正を行い、フィンガープリントを再度取得するという繰り返しを何度も行っても、全装置パラメータのフィンガープリント間の距離がしきい値以下にならない場合もありうる。その場合は、オフセット値で校正できる部分以外に機差の要因があると考えられる。そのためステップＳ１６の比較の繰り返し回数に規定回数を設定し、比較回数が規定回数以上となる場合も、エンジニアによるメンテナンスや機差の要因調査を行う。
【００３１】
また、各対象パラメータの設定値を最大設定値で割るにことより無次元化した上で、装置の複数のフィンガープリントを合わせて一つのフィンガープリントとすることが出来る。それにより、一つにしたフィンガープリントの曲線間の距離を計算し、その距離を元の各対象パラメータの次元に戻すことでオフセット値を求めることが出来る。複数の装置パラメータにより作成されたフィンガープリントを比較し、装置オフセットを決定することにより、複数の装置パラメータに依存する経時変化、装置間差をより高精度に補正することが可能となり、処理の再現性を向上させることが可能となる。
【００３２】
図２は本実施例に係るプラズマ処理装置の全体構成の概略を示す縦断面図である。真空容器１０１の上部に、真空容器１０１内にエッチングガスを導入するためのシャワープレート１０２、誘電体窓１０３を設置し、密封することにより処理室１０４を形成する。
【００３３】
シャワープレート１０２にはエッチングガスを流すためのガス供給装置１０５が接続される。また、真空容器１０１には真空排気口１０６を介し真空排気装置（図示省略）が接続されている。
【００３４】
プラズマを生成するための電力（マイクロ波パワー）を処理室１０４に伝送するため、誘電体窓１０３の上方には電磁波を放射する導波管１０７（またはアンテナ）が設けられる。導波管１０７（またはアンテナ）へ伝送される電磁波は電磁波発生用電源１０９から２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振させる。処理室１０４の外周部には、磁場を形成する磁場発生コイル１１０が設けてあり、電磁波発生用電源１０９より発振された電力は、形成された磁場との電子サイクロトロン共鳴により、処理室１０４内にプラズマを生成する。なお、符号１０８は空洞共振器である。
【００３５】
真空容器１０１にはプラズマの発光状態を観測するための観測窓１２４、この観測窓より光を導くための光ファイバ１２５、プラズマの発光スペクトルを観測するため分光器１２６が備えられている。
【００３６】
また、シャワープレート１０２に対向して真空容器１０１の下部にはウエハ載置用電極１１１が設けられる。ウエハ載置用電極１１１は電極表面が溶射膜（図示省略）で被覆されており、高周波フィルター１１５を介して静電吸着用直流電源１１６が接続されている。さらに、ウエハ載置用電極１１１には、マッチング回路１１３を介して高周波電源（高周波バイアス電源）１１４が接続される。またウエハ載置用電極１１１には、印加される高周波電力のピーク間電圧Ｖｐｐを測定するピーク間電圧測定回路１１７および高周波電流を測定する高周波電流測定回路１１８が接続されている。冷媒用流路１１９を有し、温調器１２０に接続されているとともに、ヒーター１２１を有し、ヒーター制御器１２２に接続されている。またウエハ載置用電極１１１には温度センサ１２３が設置され、その信号はヒーター制御器１２２に伝送され、ウエハ（被処理物）１１２の温度を所望の温度になるように、ヒーター１２１の出力および冷媒の温度を制御する温調器１２０の設定温度を制御する。
【００３７】
処理室１０４内に搬送されたウエハ１１２は、静電吸着用直流電源１１６から印加される直流電圧の静電気力でウエハ載置用電極１１１上に吸着、温度調節され、ガス供給装置１０５よって所望のエッチングガスを供給した後、処理室１０４内を所定の圧力とし、処理室１０４内にプラズマを発生させる。
【００３８】
ウエハ載置用電極１１１に接続された高周波電源（高周波バイアス電源）１１４から高周波電力を印加することにより、一般的に自己バイアスとよばれる負の電圧がウエハ載置用電極１１１上に発生し、その自己バイアスによってイオンが加速され、プラズマからウエハへイオンを引き込み、ウエハ１１２がエッチング処理される。
【００３９】
制御装置１２７はこれら装置を各処理条件にあわせ制御し、かつ制御装置１２７が各種装置センサよりデータを受け取りフィンガープリントの算出およびオフセット値を用いた校正を行う。警告器１２８はステップＳ１６において、フィンガープリントの曲線形状が異なる、またはフィンガープリントの比較回数が規定回数以上となった場合に、制御装置１２７より信号を受け取り、フィンガープリントを用いた校正が行えないことをエンジニアや装置使用者に対し警告する。
【００４０】
フィンガープリントの例として、基準パラメータをプラズマを生成するための電磁波発生用電源１０９のパワー（マイクロ波パワー）、フィンガープリント作成対象の装置パラメータを磁場発生コイル１１０の電流（以下、コイル電流）、取得する装置センサのデータをピーク間電圧測定回路１１７で測定されたピーク間電圧Ｖｐｐとした場合を考える。その他、図２の装置において対象パラメータとなる装置パラメータとしては、処理室１０４内の圧力、ガス供給装置１０５のガス供給流量、高周波電源１１４のパワー、温調器１２０の設定温度などがある。
【００４１】
図３は基準パラメータであるマイクロ波パワーを順に変化させＶｐｐを測定した例である。図３の場合、極大となる点があることがわかる。
【００４２】
図４は図３の曲線の平滑化微分法により１次微分を計算したものである。図４で０となる点４１は、図３の極大となる点であり、１次微分を求める事で極大となる点を求めることができる。この様な測定および計算を各コイル電流に対して行う。図５はそのようにして求めたフィンガープリントである。
【００４３】
図６は、コイル電流に機差がある場合の基準装置Ａと校正対象の装置Ｂのフィンガープリントを比較したものである。２つの曲線の距離６１を計算し、その距離をオフセット値とする。
【００４４】
図７は、装置Ｂに図６で求めたオフセット値を用いて装置Ｂを校正した場合のフィンガープリントを比較した例である。オフセット値を用いて校正を行う事により、機差を低減する事ができる。上記手法を複数のプロセスに適用することにより、複数のプロセスの処理条件に対してプロセス処理装置の校正が可能となる。なお、装置Ａとして部品交換前の装置、装置Ｂとして部品交換後の装置とすることにより、部品交換後の装置を部品交換前の装置に対して校正することができる。また、装置Ａとして装置導入時、装置Ｂとして経時変化した装置とすることにより、経時変化した装置を導入時の装置に対して校正することができる。
【００４５】
装置を構成する各装置パラメータを対象パラメータとし、その各設定値に対し基準パラメータを順次変化させて、各装置センサのデータの曲線の極大・極小・変曲点などを求める計算を手動で行ったとすれば膨大な手間がかかる。そのため装置にフィンガープリントを自動で測定・計算する機能を具備させ、自動的にパラメータを順次変化させ、Ｖｐｐやプラズマの発光スペクトルなど測定することによりを収集しデータベースとして保持しておく。
【００４６】
本実施例に係るプラズマ処理装置の制御装置１２７は、測定器（例えばピーク間電圧測定器１１７や分光器１２６）から信号を受け取り、上記フィンガープリントを自動に取得するためのプログラムが具備されており、取得したフィンガープリントを格納する記憶媒体を有する。更に得られたフィンガープリントを基準となるフィンガープリントと比較し自動的にその差を極小とするようにオフセット値を算出する公知のアルゴリズムを有する。更に算出されたオフセット値は各装置構成機器のパラメータに格納され、装置間での各装置構成機器の差を狭小となるように制御する。これらフィンガープリントを基準としてオフセット値を求め校正を行うことにより装置間でのプラズマの基本的な特性値の差、およびガス、ラジカル密度等のばらつきが低減されるため、エッチング処理性能に関する装置間差を低減し、半導体装置の性能ばらつきを抑制することが可能となる。
【００４７】
本実施例によれば、部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数のプラズマ処理装置間において、複数のプロセスの処理条件に対して校正可能なプラズマ処理装置及びその校正方法を提供することができる。
【００４８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。  例えば、誘導結合型プラズマ処理装置（ＩＣＰ）、容量結合型プラズマ処理装置（ＣＣＰ）などの他のプラズマ処理装置に対しても適用可能である。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細にしたものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００４９】
４１…極大となる点が現れるマイクロ波パワー、６１…２曲線間の距離、１０１…真空容器、１０２…シャワープレート、１０３…誘電体窓、１０４…処理室、１０５…ガス供給装置、１０６…真空排気口、１０７…導波管、１０８…空洞共振器、１０９…電磁波発生用電源、１１０…磁場発生コイル、１１１…ウエハ載置用電極、１１２…ウエハ（被処理物）、１１３…マッチング回路、１１４…高周波電源（高周波バイアス電源）、１１５…高周波フィルター、１１６…静電吸着用直流電源、１１７…ピーク間電圧測定回路、１１８…高周波電流測定回路、１１９…冷媒用流路、１２０…温調器、１２１…ヒーター、１２２…ヒーター制御器、１２３…温度センサ、１２４…観測窓、１２５…光ファイバ、１２６…分光器、１２７…制御装置、１２８…警告器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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