(57)【要約】【課題】信頼性を有して工程特性を評価できるプラズマチャンバのモニタリング装置及びその方法を提供する。【解決手段】ウィンドウを有するプラズマチャンバ内に生成されるプラズマの光学的特性を所定の測定波長帯域で測定（Ｓ１０）し、前記測定された光学的特性から工程状態指数を抽出（Ｓ３０）した後、前記抽出された工程状態指数を分析（Ｓ５０）して、前記プラズマチャンバの状態を判断するステップを含む。ここで、前記プラズマの光学的特性は、前記ウィンドウを通過する光の透過率が波長に対して実質的に依存性を有しない波長帯域で測定される。このような方法によると、時間の経過によって増加する前記ウィンドウの汚染の程度に影響されず、信頼性を有してプラズマチャンバの工程状態を評価することができる。【選択図】図２
2008282809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウィンドウを有するプラズマチャンバ内に生成されるプラズマの光学的特性を所定の測定波長帯域で測定するステップと、
前記測定された光学的特性から工程状態指数を抽出するステップと、
前記抽出された工程状態指数を分析して、前記プラズマチャンバの状態を判断するステップと、を含み、
前記プラズマの光学的特性は、前記ウィンドウを通過する光の透過率が波長に対して実質的に依存性を有しない波長帯域で測定されることを特徴とするプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項２】
前記プラズマの光学的特性は、波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率の変化が１％から２０％以内である波長帯域で測定されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項３】
前記プラズマの光学的特性を測定するステップは、前記プラズマチャンバから放出される９００ｎｍから１７００ｎｍの波長帯域の光を測定するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項４】
前記プラズマの光学的特性を測定するステップは、６００ｎｍから３０００ｎｍの波長帯域で前記プラズマチャンバから放出される光の分光特性を測定するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項５】
前記測定波長帯域は、波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率変化が前記ウィンドウに蒸着される副産物の厚さに実質的に無関係な波長帯域であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項６】
前記工程状態指数を抽出するステップは、前記光学的特性のデータと波長による加重値データを内積するステップを含み、前記波長による加重値データは主成分分析法または多変量分析法を通じて得られることを特徴とする請求項１に記載のプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項７】
前記工程状態指数を抽出するステップは、前記光学的特性のデータと波長による加重値データを内積するステップの前に、前記測定波長帯域で測定された光強度を所定の基準波長の測定された光強度に対する比率で正規化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項８】
前記プラズマチャンバの状態を判断するステップは、前記抽出された工程状態指数を前記工程状態指数の時間的変化を表現する工程状態傾向データと比べて、前記プラズマチャンバの状態を判断するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項９】
前記プラズマチャンバの状態を判断するステップは、前記抽出された工程状態指数と前記工程状態傾向データとの差が所定の臨界値以上である場合、工程エラー発生信号を作業者に発送するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項１０】
前記プラズマチャンバの状態を判断するステップは、工程条件の変化と前記工程状態指数の変化との関係を規定する条件‐結果データを利用して、工程条件の変化による工程状態指数の変化を無視するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のプラズマチャンバのモニタリング方法。
【請求項１１】
ウィンドウを有するプラズマチャンバから放出される光を所定の測定波長帯域で測定する測定部と、
前記測定された光学的特性から工程状態指数を抽出するＰＳＩ抽出部と、
前記工程状態指数を分析して前記プラズマチャンバの状態を判断する状態判断部と、を含み、
前記測定部は、前記ウィンドウを通過する光の透過率が波長に対して実質的に依存性を有しない波長帯域の光を測定することを特徴とするプラズマチャンバのモニタリング装置。
【請求項１２】
前記測定波長帯域は、波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率の変化が１％から２０%％以内の波長帯域であることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマチャンバのモニタリング装置。
【請求項１３】
前記測定波長帯域は９００ｎｍから１７００ｎｍの波長帯域であることを特徴とする請求項１２に記載のプラズマチャンバのモニタリング装置。
【請求項１４】
前記測定波長帯域は６００ｎｍから３０００ｎｍの波長帯域であることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマチャンバのモニタリング装置。
【請求項１５】
前記測定波長帯域は、波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率変化が前記ウィンドウに蒸着される副産物の厚さに実質的に無関係な波長帯域であることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマチャンバのモニタリング装置。
【請求項１６】
前記ＰＳＩ抽出部は、前記測定波長帯域で測定された光強度を所定の基準波長の測定された光強度に対する比率で変換する第１処理部を含むことを特徴とする請求項１１に記載のプラズマチャンバのモニタリング装置。
【請求項１７】
前記ＰＳＩ抽出部は、前記測定波長帯域で測定された光強度を波長‐加重値データと内積する第２処理部をさらに含み、前記波長‐加重値データは、波長によって異なる加重値を前記測定された光強度に与えるように主成分分析法または多変量分析法を通じて得られることを特徴とする請求項１６に記載のプラズマチャンバのモニタリング装置。
【請求項１８】
前記状態判断部は、前記抽出された工程状態指数を前記工程状態指数の時間的変化を表現する工程状態傾向データと比べて前記プラズマチャンバの状態を判断するように構成されることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマチャンバのモニタリング装置。
【請求項１９】
前記抽出された工程状態指数と前記工程状態傾向データとの差が所定の臨界値以上である場合、工程エラー発生信号を作業者に発送するユーザインタフェースをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載のプラズマチャンバのモニタリング装置。
【請求項２０】
前記状態判断部は、工程条件の変化と前記工程状態指数の変化との関係を規定する条件−結果データを利用して工程条件の変化による工程状態指数の変化を無視するように構成されることを特徴とする請求項１９に記載のプラズマチャンバのモニタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマチャンバの状態をモニタリングする、プラズマチャンバのモニタリング装置及びモニタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマは、半導体または液晶表示装置を製造するためのエッチング、蒸着及びスパッタリング工程で使用される。具体的に、プラズマは、高周波電圧または高周波電流の形態で伝達される電力を利用して所定の真空容器（即ち、プラズマチャンバ）内に生成され、前記工程では前記プラズマ内に含まれるイオンの物理的または化学的特性が利用される。
【０００３】
一方、集積度または性能に係わる技術的要求を満たすため、より高い水準の技術が前記それぞれの工程に適用されている。しかし、工程の再現性または製品性能の再現性は工程条件に係わる微細な変化にも大きく影響を受けるので、その工程条件に係わる微細な変化をモニタリングすることが必要である。
【０００４】
しかしながら、工程の再現性に影響を与える工程条件は非常に多様であるため、工程の再現性は、それぞれの工程条件をモニタリングする方法では容易に判断されることができない。例えば、ガスフロー（ｇａｓ  ｆｌｏｗ）、意図されない変動（ｕｎｉｎｔｅｎｔｉｏｎａｌ  ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）、チャンバメモリ効果（ｃｈａｍｂｅｒ  ｍｅｍｏｒｙ  ｅｆｆｅｃｔ）、アーク発生（ａｒｃｉｎｇ）及びプラズマの不安定性（ｐｌａｓｍａ  ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ）などが工程の再現性及び製品性能の再現性に影響を与えるが、このような様々な項目を全て精密に測定することは難しく、測定結果から工程の結果の変動を見越すことは難しい。
【０００５】
もちろん、工程の状態は、プラズマを利用する工程の工程特性がプラズマの状態に敏感だということを利用して、モニタリングされることができる。例えば、エッチング中断点は前記プラズマの光学的特性の変化に対する測定により決まる。具体的に、エッチングされる膜が除去されてその下部膜が露出される場合、チャンバ内部のガス組成及び圧力が変わるので、プラズマから放出される特定波長の光の強度が変わり得る。前記エッチング中断点は、かかる光の強度の変化をセンシングすることで決まる。しかし、このような方法は特定波長の光の強度変化を利用するので、ただエッチング中断点の決定には利用できるが、その工程が再現性を有して進行されたかに対する十分な情報を提供することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、信頼性を有する工程特性の評価方法として、透過率が波長に対して実質的に依存性を有しない波長帯域の光を測定するステップを含むプラズマチャンバのモニタリング方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、信頼性を有して工程特性を評価できる装置として、透過率が波長に対して実質的に依存性を有しない波長帯域の光を分析するプラズマチャンバのモニタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、透過率が波長に対して実質的に依存性を有しない波長帯域の光を測定するステップを含むプラズマチャンバのモニタリング方法を提供する。前記方法は、ウィンドウを有するプラズマチャンバ内に生成されるプラズマの光学的特性を所定の測定波長帯域で測定するステップと、前記測定された光学的特性から工程状態指数を抽出するステップと、前記抽出された工程状態指数を分析して、前記プラズマチャンバの状態を判断するステップと、を含む。ここで、前記プラズマの光学的特性は、前記ウィンドウを通過する光の透過率が波長に対して実質的に依存性を有しない波長帯域で測定される。
【０００８】
本発明の一態様によれば、前記プラズマの光学的特性は、波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率の変化が１％から２０％以内である波長帯域で測定されることができる。例えば、前記プラズマの光学的特性を測定するステップは、前記プラズマチャンバから放出される９００ｎｍから１７００ｎｍの波長帯域の光を測定するステップを含むことができる。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、前記プラズマの光学的特性を測定するステップは、６００ｎｍから３０００ｎｍの波長帯域で前記プラズマチャンバから放出される光の分光特性（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）を測定するステップを含むことができる。
【００１０】
本発明における前記測定波長帯域は、波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率変化が前記ウィンドウに蒸着される副産物の厚さに実質的に無関係な波長帯域であり得る。
前記工程状態指数を抽出するステップは、前記光学的特性のデータと波長による加重値データ（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｗｅｉｇｈｔ  ｄａｔａ）を内積（ｉｎｔｅｒｐｒｏｄｕｃｔ）するステップを含むことができる。ここで、前記波長による加重値データは主成分分析法または多変量分析法を通じて得られることができる。これに加えて、前記工程状態指数を抽出するステップは、前記光学的特性のデータと波長による加重値データを内積するステップの前に、前記測定波長帯域で測定された光強度を所定の基準波長の測定された光強度に対する比率で正規化（ｎｏｒｍａｌｉｚｅ）するステップをさらに含むことができる。
【００１１】
前記プラズマチャンバの状態を判断するステップは、前記抽出された工程状態指数を前記工程状態指数の時間的変化を表現する工程状態傾向データと比べて、前記プラズマチャンバの状態を判断するステップを含むことができる。これに加えて、前記プラズマチャンバの状態を判断するステップは、前記抽出された工程状態指数と前記工程状態傾向データとの差が所定の臨界値以上である場合、工程エラー発生信号を作業者に発送するステップをさらに含むことができる。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、前記プラズマチャンバの状態を判断するステップは、工程条件の変化と前記工程状態指数の変化との関係を規定する条件‐結果データを利用して、工程条件の変化による工程状態指数の変化を無視するステップをさらに含むことができる。
【００１３】
上記目的を達成すべく、本発明は、透過率が波長に対して実質的に依存性を有しない波長帯域の光を分析するプラズマチャンバのモニタリング装置を提供する。前記装置は、ウィンドウを有するプラズマチャンバから放出される光を所定の測定波長帯域で測定する測定部と、前記測定された光学的特性から工程状態指数を抽出するＰＳＩ抽出部と、前記工程状態指数を分析して前記プラズマチャンバの状態を判断する状態判断部と、を含む。ここで、前記測定部は、前記ウィンドウを通過する光の透過率が波長に対して実質的に依存性を有しない波長帯域の光を測定するように構成される。
【００１４】
本発明の一態様によれば、前記測定波長帯域は、波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率の変化が１％から２０%％以内の波長帯域であり得る。例えば、前記測定波長帯域は９００ｎｍから１７００ｎｍの波長帯域であり得る。本発明の他の態様によれば、前記測定波長帯域は６００ｎｍから３０００ｎｍの波長帯域であり得る。
【００１５】
前記測定波長帯域は、波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率変化が前記ウィンドウに蒸着される副産物の厚さに実質的に無関係な波長帯域であり得る。
前記ＰＳＩ抽出部は、前記測定波長帯域で測定された光強度を所定の基準波長の測定された光強度に対する比率で変換する第１処理部を含むことができる。これに加えて、前記ＰＳＩ抽出部は、前記測定波長帯域で測定された光強度を波長‐加重値データ（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｗｅｉｇｈｔ  ｄａｔａ）と内積（ｉｎｎｅｒ  ｐｒｏｄｕｃｔ）する第２処理部をさらに含むことができる。前記波長‐加重値データは、波長によって異なる加重値を前記測定された光強度に与えるように主成分分析法または多変量分析法を通じて得られることができる。
【００１６】
前記状態判断部は、前記抽出された工程状態指数を前記工程状態指数の時間的変化を表現する工程状態傾向データと比べて前記プラズマチャンバの状態を判断するように構成される。
これに加えて、前記装置は、前記抽出された工程状態指数と前記工程状態傾向データとの差が所定の臨界値以上である場合、工程エラー発生信号を作業者に発送するユーザインタフェースをさらに含むことができる。
【００１７】
前記状態判断部は、工程条件の変化と前記工程状態指数の変化との関係を規定する条件−結果データを利用して工程条件の変化による工程状態指数の変化を無視するように構成されることができる。
（発明の効果）
【００１８】
本発明によれば、透過率が波長に対する依存性を有しない波長帯域でプラズマチャンバから放出される光を測定して、プラズマチャンバの工程状態を判断する。透過率が波長に対する依存性を有しない場合、測定される光の強度は時間の経過によって減少しても、その減少率は波長に関係なく実質的に同一である。その結果、時間の経過によってウィンドウの汚染が増加しても、プラズマチャンバの工程状態を信頼性を持って評価することができる。
【００１９】
さらに、本発明の一態様によれば、透過率が波長に対する依存性を有しない波長帯域で測定されたスペクトルを正規化した後、正規化されたスペクトルを利用してプラズマチャンバの工程状態を評価する。上述したように、透過率が波長に対する依存性を有しない波長帯域の場合、測定された光の強度減少率は波長に関係なく実質的に同一であるので、時間の経過による光の強度の減少効果は、（後の図８で図示するように、）正規化されたスペクトルに含まれない。その結果、プラズマチャンバの工程状態を、時間の経過によるウィンドウの汚染程度の変化に関係なく信頼性を持って評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
上述の本発明の目的、他の目的、特徴及び利点は添付の図面に係わる以下の好ましい実施の形態を通じて容易に理解されるであろう。しかし、本発明はここで説明される実施の形態に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。むしろ、ここで紹介される実施の形態は開示された内容が徹底且つ完全になるように、そして当業者に本発明の思想が十分伝わるようにするために提供される。
【００２１】
（一実施形態）
図１は、本発明の一実施形態によるプラズマチャンバのモニタリング装置の構成を示す説明図である。
図１を参照すれば、本実施形態によるプラズマチャンバのモニタリング装置は、プラズマ９９が生成されるプラズマチャンバ１００、プラズマチャンバ１００から放出される光ＰＬの光学的特性を測定する測定部２００、及び前記測定された光学的特性から前記プラズマチャンバの状態を決定する分析部３００を具備する。プラズマ９９は半導体基板１２０がローディングされたウェハチャック１１０上に生成され、プラズマ９９から放出される光ＰＬはプラズマチャンバ１００の一側壁に形成されたウィンドウ１３０を通して測定部２００で測定される。ウィンドウ１３０は、石英またはサファイヤなどのような透明な物質からなることができる。
【００２２】
一方、本実施形態によるプラズマチャンバ１００は、半導体ウェハ１２０をエッチングするためのエッチングチャンバであり得るが、それに限定されるのではなく、蒸着またはスパッタリング工程のためのチャンバのうち一つであり得る。また、本実施形態によるプラズマチャンバ１００は、半導体装置の製造のためのチャンバに限定されるのではなく、液晶表示装置の製造のような様々な産業分野で使用されるプラズマチャンバのうち一つでもあり得る。
【００２３】
分析部３００は、測定部２００で測定された光学的特性から工程状態指数（ＰＳＩ：Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｉｎｄｅｘ）を抽出するＰＳＩ抽出部（ＰＳＩ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｐａｒｔ）３１０及び前記ＰＳＩを分析してプラズマチャンバ１００で行われる工程の状態を判断する状態判断部（ｓｔａｔｕｓ  ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｐａｒｔ）３２０を含むことができる。これに加えて、分析部３００は、ＰＳＩデータ及び前記工程状態の判断のために準備された他の様々なデータを格納する記憶装置３３０をさらに具備することができる。ＰＳＩ抽出部３１０及び状態判断部３２０は、電子回路によりハードウェア的に具現されるか、またはコンピュータ内でローディングされたプログラムによりソフトウエア的に具現されることができる。ＰＳＩ抽出部３１０、状態判断部３２０及び記憶装置３３０は、データの交換が可能であるように、互いに電気的に連結される。ＰＳＩ抽出部３１０が前記ＰＳＩデータを抽出する方法及び状態判断部３２０がプラズマチャンバ１００で行われる工程の状態を判断する方法に対するより詳細な過程は、下記で図２を参照して説明する。
【００２４】
一方、状態判断部３２０は、工程状態の欠陷が発見される場合、作業者に警報信号を伝達するためのユーザインタフェース４００をさらに具備することができる。また、測定部２００は、ウィンドウ１３０を通過する光の透過率が波長に対する依存性を有しない波長帯域（以下、測定波長帯域）を測定できる光学センサ（図示せず）を具備する。
【００２５】
図２は、本発明の一実施形態によるプラズマチャンバのモニタリング方法を説明するためのフローチャートである。
図２を参照すれば、本実施形態によるプラズマチャンバのモニタリング方法は、プラズマチャンバ１００から放出される光ＰＬの光学的特性を所定の「測定波長帯域」で測定するステップＳ１０を含む。前記測定波長帯域で測定された光の光学的特性は、所定の記憶装置（例えば、図１の３３０）にスペクトルデータＤ１０として格納される。
【００２６】
前記測定波長帯域は、ウィンドウ１３０を通過する光ＰＬの透過率（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）が波長に対する依存性を有しない波長帯域であり得る。より具体的に、前記測定波長帯域は、波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率変化が１％から２０％以内の波長帯域であり得る。前記測定される光の強度はウィンドウ１３０を通過する光の透過率に比例するということから、前記光の強度の変化は下記で前記光の透過率の変化と同一の意味で使われることができる。
【００２７】
次いで、スペクトルデータＤ１０を正規化（ｎｏｒｍａｌｉｚｅ）して（Ｓ２０）、正規化されたスペクトルデータＤ２０を準備する。正規化されたスペクトルデータＤ２０は、所定の基準波長で測定された光の強度に対する比率でスペクトルデータＤ１０を表現するように準備され、記憶装置３３０に格納されることができる。以後詳細に説明される図８は、正規化されたスペクトルデータＤ２０の一例を示すグラフである。スペクトルデータＤ１０の正規化過程Ｓ２０は、ＰＳＩ抽出部３１０で行われることができる。
【００２８】
次いで、正規化されたスペクトルデータＤ２０を利用して工程状態指数ＰＳＩを抽出することで、測定された光学的特性に相応するＰＳＩデータＤ３０を準備する（Ｓ３０）。ＰＳＩデータＤ３０は、正規化されたスペクトルデータＤ２０と所定の加重値データＤ２５との内積（ｉｎｎｅｒ  ｐｒｏｄｕｃｔ）により得ることができる。加重値データＤ２５は、波長によって異なる加重値を前記測定された光強度に与えるためのデータであって、所定の統計的分析方法（Ｓ４０）を通じて準備することができる。例えば、加重値データＤ２５は、該当工程に支配的な影響（ｄｏｍｉｎａｎｔ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ）を与える波長の光強度がもっと大きい加重値を有するように準備され、主成分分析法（ＰＣＡ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）または多変量分析法（ＭＰＣＡ：Ｍｕｌｔｉｗａｙ  Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）のような分析法を通じて得ることができる。正規化されたスペクトルデータＤ２０を利用してＰＳＩを抽出する過程Ｓ３０はＰＳＩ抽出部３１０で行われることができる。
【００２９】
ＰＳＩデータＤ３０を利用して前記プラズマチャンバの状態を分析する（Ｓ５０）。前記プラズマチャンバの状態分析Ｓ５０は所定のＰＳＩ傾向データ（ＰＳＩ  ｔｒｅｎｄ  ｄａｔａ）Ｄ４０及び所定の条件‐結果データＤ５０を利用して、プラズマチャンバ１００の測定された状態がＰＳＩの傾向から離脱したかを評価するステップを含むことができる。例えば、ＰＳＩデータＤ３０とＰＳＩ傾向データＤ４０との差が所定の臨界値以上である場合、プラズマチャンバ１００で行われる工程が再現性を有することができない工程条件下で行われたと評価されることができる。この場合、所定のユーザインタフェース（例えば、図１の４００）を介して、工程欠陷が発生したと警報を発することができる（Ｓ６０）。
【００３０】
一方、ＰＳＩ傾向データＤ４０は互いに異なる測定結果から得られるＰＳＩデータＤ３０が累積した結果であり得る。また、前記条件‐結果データＤ５０は、工程条件の変化とＰＳＩデータＤ３０との相関関係を規定する経験的または理論的データであることができ、ＰＳＩデータＤ３０とＰＳＩ傾向データＤ４０との差が工程条件の変化の結果であるかを判断するために利用される。
【００３１】
具体的に、前記条件‐結果データＤ５０から、ＰＳＩデータＤ３０とＰＳＩ傾向データＤ４０の間の差が工程条件の変化の結果であると解釈される場合、前記プラズマチャンバの状態分析Ｓ５０は前記該当ＰＳＩデータＤ３０をＰＳＩ傾向からの離脱と評価しない。例えば、前記条件‐結果データＤ５０は、酸素を使用するエッチング工程で酸素流量の変化とパターン線幅の変化との関係に関する経験的データであり得る。この時、ＰＳＩの値の変化が酸素の流量の意図された変化の結果である場合、そのようなＰＳＩの値の変化はエッチング工程での欠陷（ｆａｕｌｔ）と無関係である。したがって、このような場合は傾向からの離脱と評価されない。
【００３２】
このように前記条件‐結果データＤ５０を利用して工程状態を評価する場合、必要ない警報による工程進行の遅延を予防することができる。前記プラズマチャンバの状態分析Ｓ５０及び前記警報の発生の判断Ｓ６０は状態判断部３２０で行われることができる。
【００３３】
（実験）
図３Ａ及び図３Ｂは、可視光線帯域の光の透過率特性を示す実験グラフである。具体的に、図３Ａ及び図３Ｂは、時間による透過率の減少及びこのような透過率減少の波長依存性を説明するためのグラフであって、図３Ｂは、図３Ａに図示された初期状態の分光特性が時間の経過によってどのように変化するかを示す。横軸は光の波長を示し、縦軸は測定された光の強度を示す。
【００３４】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すれば、前記ウィンドウを通過する光ＰＬの強度はいくつかの波長でピーク（ｐｅａｋ）を有するが、時間の経過によって、このようなピークの大きさは減少した。このような光の強度の減少は、工程の間発生する副産物（例えば、ポリマー性物質）が前記ウィンドウに付着した結果と解釈することができる。
【００３５】
2008282809.tif 000003
【００３６】
図４は、可視光線帯域の光の透過率特性を示す他の実験グラフである。具体的に、図４も、時間による透過率の減少及びこのような透過率減少の波長依存性を示す。この実験には２６３ｎｍ及び３８７ｎｍの波長を有する光の透過率が時間によってどのように変化するかを測定した。横軸は測定日付を示し、縦軸は測定された光の強度の相対的大きさを示す。
【００３７】
図４を参照すれば、２６３ｎｍの波長を有する光の場合、１０月２３日に測定された光の強度は１０月１３日に測定された光の強度に比べて約５０％程度減少した。３８７ｎｍの波長を有する光の場合、同じく強度の減少はあったが、その減少率は約３０％程度である。この実験から、２６３ｎｍの波長を有する光に比べて、３８７ｎｍの波長を有する光の透過率減少が小さいことが分かる。即ち、可視光線帯域の波長の場合、光の透過率は波長によって異なるだけでなく、光の透過率は１０日間で約３０〜５０％程度減少することが分かる。
【００３８】
少なくとも可視光線帯域の光に対して有効であると知られている下記のコーシー（Ｃａｕｃｈｙ）方程式により、このような波長による透過率の変化を説明できる。コーシー方程式によれば、屈折率と波長の関係は下記のように表現されることができる。
【００３９】
【数１】
2008282809.tif 000004
【００４０】
（ここで、ｎは屈折率であり、Ａは屈折係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）、Ｂは分散係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）であり、λは波長である。
上記の式から、波長による屈折率の変化は下記の式のように波長が増加するほど減少する。
【００４１】
【数２】
2008282809.tif 000005
【００４２】
一方、ウィンドウ１３０を通過する光の透過率は、知られているように屈折率の関数であるので、屈折率の変化は波長の増加によって減少するという上記のコーシー方程式の結論から、透過率の変化も波長の増加によって減少することが分かる。図３Ａ、図３Ｂ及び図４の実験結果はこのような結論から説明されることができる。
【００４３】
図５は、前記ウィンドウを通過する光の透過率と光の波長との関係を示す実験グラフである。実験はウィンドウに蒸着される副産物の厚さが異なる二つの条件下で実施された。図５の曲線Ｃ１は、ウィンドウに副産物が殆ど蒸着されない場合に測定された実験結果であり、曲線Ｃ２は、ウィンドウに副産物が許容限界厚さの水準に蒸着された場合に測定された実験結果である。図５において、横軸は光の波長を示し、縦軸は光の透過率を示す。
【００４４】
図５の曲線Ｃ１を参照すれば、２００ｎｍから５００ｎｍの波長帯域で、ウィンドウを通過する光の透過率が急激に変化したが、約５００ｎｍ以上の波長帯域では前記透過率の変化は減少した。
図５の曲線Ｃ２を参照すれば、前記透過率は約２００ｎｍから９００ｎｍの波長帯域では急激に変化したが、約９００ｎｍ以上の波長帯域では無視できるほど緩やかに変化した。
【００４５】
図５の実験結果によって、約９００ｎｍから１７００ｎｍの波長帯域の光は、（ウィンドウを通過する光の透過率が波長に対する依存性を有しないことを要求する）前記測定波長帯域に対する要求条件を満たすことが分かる。したがって、前記測定波長帯域は約９００ｎｍから１７００ｎｍであることが好ましい。
【００４６】
一方、前記ウィンドウの物質、各工程の条件、使用されるプラズマチャンバの構成などの変化によって、上述した要求条件を満たす波長帯域は多少変更され得ることは自明である。このような側面から、前記測定波長帯域は約６００ｎｍから３０００ｎｍでもあり得る。
【００４７】
さらに、発明者によって実験されていない波長帯域でも、上述した要求条件を満たす波長帯域が存在することができ、したがって前記測定波長帯域は９００ｎｍから１７００ｎｍの範囲または６００ｎｍから３０００ｎｍの範囲に限定されるのではない。即ち、図３Ａ、図３Ｂ、図４及び図５によれば、２００ｎｍから５００ｎｍの波長帯域は前記測定波長帯域に含まれないことが自明であるが、実験されていない紫外線帯域、遠赤外線及び赤外線などの他の波長帯域にも、前記ウィンドウを通過する光の透過率が波長に対する依存性を有しない波長帯域が存在することができる。上述した要求条件を満たしさえすれば、このような波長帯域も前記測定波長帯域として選択されることができる。
【００４８】
図６は、本実施形態による測定波長帯域の光の透過率特性を示す実験グラフである。具体的に、図６は、前記測定波長帯域の光の透過率が時間によってどのように変化するかを測定した実験グラフである。図６の実験では、９６６ｎｍ、１０６６ｎｍ、１０９９ｎｍ、１５０５ｎｍ及び１６７３ｎｍの波長を有する光が使用された。図６において、横軸は測定日付を示し、縦軸は測定された光の強度の相対的大きさを示す。
【００４９】
図６を参照すれば、波長に係わらず、時間の経過によって光の強度は減少した。しかし、前記光の強度の測定された減少率は１３日間で約１５％程度であった。図４に示すように、２６３ｎｍ及び３８７ｎｍの波長の場合、前記減少率が１０日間約５０％であったことを考慮すると、前記測定波長帯域の光の場合、時間の経過による強度の減少率がずっと小さいことが分かる。
【００５０】
さらに、前記測定波長帯域の光の場合、光の強度の減少率は波長にかかわらず実質的に同一であった。即ち、時間の経過による光の強度の減少様相において、９６６ｎｍの波長を有する光は１６７３ｎｍの波長を有する光と実質的に同一であった。一方、上述したように、光の強度が時間によって変化することは前記ウィンドウに付着する副産物の増加に起因するということから、前記測定波長帯域の光は前記ウィンドウに付着する副産物の厚さにかかわらず一定の減少率を有することが分かる。即ち、前記測定波長帯域は波長による前記ウィンドウを通過する光の透過率減少が前記ウィンドウに付着する副産物の厚さに実質的に無関係な波長帯域であり得る。
【００５１】
図７は、本実施形態による測定波長帯域の光の透過率特性を示す他の実験グラフである。具体的に、図７は、前記測定波長帯域の光の強度の変化様相が波長に関係ないことを示す実験グラフである。この実験では、９００ｎｍから１７００ｎｍの波長帯域の光が互いに異なる日付（１２月１０日、１５日及び２０日）に測定された。
【００５２】
図７を参照すれば、測定されたスペクトルの強度は、図６で説明したように、時間の経過によって減少した。しかし、スペクトルの形態は日付にかかわらずほとんど類似することが分かる。即ち、波長帯域が９００ｎｍから１７００ｎｍである光の透過率は時間による若干の依存性を有するが、少なくとも波長に対する依存性を有しない。したがって、少なくとも９００ｎｍから１７００ｎｍの光は測定波長帯域のための上述した要求条件を満たすことが分かる。
【００５３】
図８は、測定波長帯域の光を使用することで得られる本実施形態の効果を示すグラフである。具体的に、図８は、図７に図示の測定されたスペクトルを１２月７日に測定されたスペクトルの１５０５ｎｍで測定された光強度を基準に正規化した結果を示すグラフである。
【００５４】
図８を参照すれば、互いに異なる日付に測定されたスペクトルを正規化する場合、それぞれの正規化されたスペクトルのプロファイルは、互いに区分できないほど一致した。
ＰＳＩデータＤ３０は、図２を参照して説明したように、正規化されたスペクトルデータＤ２０から得られるということから、正規化されたスペクトルの一致は、本実施形態によるＰＳＩデータＤ３０を信頼できるようにする。その結果、前記プラズマチャンバの工程状態を正確に判断することができる。
【００５５】
このような技術的効果が得られるのは、透過率が波長に対する依存性を有しない波長帯域（即ち、前記測定波長帯域）でプラズマチャンバから放出される光を測定したからである。尚、時間による透過率の減少効果を除去するために測定されたスペクトルを正規化したからである。
【００５６】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態によるプラズマチャンバのモニタリング装置の構成を示す説明図。
【図２】本発明の一実施形態によるプラズマチャンバのモニタリング方法を説明するためのフローチャート。
【図３Ａ】可視光線帯域の光の透過率特性を示す実験によるグラフ。
【図３Ｂ】可視光線帯域の光の透過率特性を示す実験によるグラフ。
【図４】可視光線帯域の光の透過率特性を示す他の実験によるグラフ。
【図５】ウィンドウを通過する光の透過率と光の波長との関係を示す実験によるグラフ。
【図６】本発明の一実施形態による測定波長帯域の光の透過率特性を示す実験によるグラフ。
【図７】本発明の一実施形態による測定波長帯域の光の透過率特性を示す実験によるグラフ。
【図８】測定波長帯域の光を使用することにより得られる本発明の一実施形態の効果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５８】
９９：プラズマ、１００：プラズマチャンバ、１１０：ウェハチャック、１２０：半導体基板、１３０：ウィンドウ、２００：測定部、３００：分析部、３１０：ＰＳＩ抽出部、３２０：状態判断部、３３０：記憶装置、４００：ユーザインタフェース、ＰＬ：光
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図８】
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