(57)【要約】【課題】生産性の高い処理方法および処理装置を提供する。【解決手段】コントローラ１００は、カセットＣに収容されたウェハを連続的にプロセスチャンバ４にてエッチング処理する。コントローラ１００は、形状測定ユニット１２による測定結果から、プロセスチャンバ４における処理の良／不良を判定する。コントローラ１００は、所定回数連続して不良と判定したときに連続処理を停止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を連続的に処理する処理工程と、
前記処理工程で処理された被処理体についてその処理状態を検査する検査工程と、
前記検査工程における検査結果に基づいて、処理状態の良／不良を判定する処理状態判定工程と、
前記処理状態判定工程において不良と判定されたときに、不良の判定が連続しているかどうかを判定する連続性判定工程と、
前記連続性判定工程において不良の判定が連続していると判定されたときに、前記処理工程における被処理体への連続的な処理を停止するよう処理を制御する処理制御工程と、
を備える、ことを特徴とする処理方法。
【請求項２】
さらに、前記処理制御工程の前に、処理済みの被処理体を再検査する再検査工程と、
前記再検査工程における検査結果に基づいて、前記検査工程の検査状態を判定する検査状態判定工程と、
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
さらに、前記処理制御工程の前に、前記処理状態判別工程において判定された不良のレベルを判定する不良レベル判定工程を備え、
前記不良レベル判定工程において不良が所定のレベルに達したと判定されたときに、前記処理工程における被処理体への連続的な処理を停止する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の処理方法。
【請求項４】
前記連続性判定工程において不良の判定が連続していると判定されたときに、前記処理制御工程に対する外部からの指示を待つために、一旦前記処理工程における被処理体への連続的な処理を停止し、
前記処理制御工程では、前記外部からの指示に従って、連続的な処理を停止する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項５】
被処理体を連続的に処理する処理部と、
前記処理部が処理した被処理体についてその処理状態を検査する検査部と、
前記検査部による検査結果に基づいて、処理状態の良／不良を判定する処理状態判定部と、
前記処理状態判定部により不良と判定されたときに、不良の判定が連続しているかどうかを判定する連続性判定部と、
前記連続性判定部により不良の判定が連続していると判定されたときに、前記処理部の被処理体への連続的な処理を停止するよう処理を制御する処理制御部と、
を備える、ことを特徴とする処理装置。
【請求項６】
さらに、前記処理制御部による制御の前に、処理済みの被処理体を再検査する再検査部と、
前記再検査部による検査結果に基づいて、前記検査部の検査状態を判定する検査状態判定手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項５に記載の処理装置。
【請求項７】
さらに、前記処理制御部による制御の前に、前記処理状態判別手段により判定された不良のレベルを判定する不良レベル判定手段を備え、
前記不良レベル判定手段により不良が所定のレベルに達したと判定されたときに、前記処理部による被処理体への連続的な処理を停止する、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の処理装置。
【請求項８】
前記連続性判定部により不良の判定が連続していると判定されたときに、前記処理制御部に対する外部からの指示を待つために、一旦前記処理部における被処理体への連続的な処理を停止し、
前記処理制御部は、前記外部からの指示に従って、連続的な処理を停止する、ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ等を用いて処理を制御する処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置、液晶表示装置等の電子デバイスの製造には、成膜装置等の種々の処理装置が用いられている。処理装置は、半導体基板等の被処理体を連続的に処理し、その処理は種々のセンサを用いて制御されている。
【０００３】
例えば、プラズマエッチング装置では、プラズマ中の発光強度を検出するセンサを用いて、エッチング処理のエンドポイントを判別する手法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。また、エッチング処理後においては、例えば、形成されたパターンの形状を測定するセンサからの形状情報に基づき、所定形状のパターンが形成されていない場合には、異常状態にあると判別して、動作を停止するなど処理を制御する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３６６４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、各種処理装置は、センサからの情報に基づいて制御されている。しかし、実際の処理雰囲気下では、センサが検出する情報にはある程度の「ゆらぎ」が存在する。このため、センサの検出精度は必ずしも完璧ではなく、検出された情報がエラー情報である場合がある。
【０００６】
例えば、プラズマ雰囲気中において、高周波電力パワーのわずかな変動、処理ガスの流量や処理圧力の変動、プラズマに起因する基板温度の上昇等により、内部環境は絶えず「ゆらいでいる」。この「ゆらぎ」により、プラズマの発光強度の変化を監視していても正確なエンドポイントが検出されない場合がある。
【０００７】
このようなエラー情報が処理の制御に用いられると、上記エッチング装置においてはパターン形状の異常等をもたらし、例えば、異常が許容範囲内に無い場合、形状測定センサによって異常状態と判別される。このとき、１回でも異常と判別されると、処理装置の動作を停止した上で、作業員が検査等を行う。
【０００８】
しかし、元々この異常処理は、偶発的な「ゆらぎ」に基づく検出エラーから発生したものである。このため、このような処理の異常が連続する可能性は低く、処理を継続させても正常に動作可能であり、また、点検等を行っても故障等は発見されない。従って、このような場合に処理装置の動作を停止させることは非常に非効率的である。
【０００９】
例えば、プラズマ処理は真空容器内で行うが、処理装置を停止させた場合には、真空容器を一旦大気雰囲気としてから作業し、その後再び真空雰囲気に戻す必要があるなど、復旧までに非常に時間がかかる。しかも、センサ或いは装置の故障ではないため、検査等のための停止時間、手間等は全くの無駄であり、かつ、多大な生産ロスを生む。特に、短期間に、多品種少量生産が求められる生産者にとっては、無駄な停止時間はスループットの低下を招くため、できるだけ避けたいものである。
【００１０】
また、「ゆらぎ」によるセンサの検出エラーの他にも、装置に実際に故障等が発生していないのに異常な処理を行う場合がある。例えば、大気の温度等の環境の変化により、同一のレシピで処理を行っても異常な処理が行われる場合がある。この場合にも、同様に処理が異常であると判別された時点で処理は停止される。
【００１１】
しかし、このような異常は、通常連続性が低く、外部から装置パラメータやレシピを変更することより回復対処可能である。従って、このような処理異常が一度発生しただけで処理を停止することは無駄である。
【００１２】
このように、従来の処理装置には、一度でも異常な処理が検出された場合に動作が停止されるため、連続性のない処理異常や外部から対処可能な処理異常が発生した場合にも処理を停止するため、装置の十分に高い生産性が実現されないおそれがあった。
【００１３】
上記事情を鑑みて、本発明は、生産性の高い処理方法および処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る処理方法は、
被処理体を連続的に処理する処理工程と、
前記処理工程で処理された被処理体についてその処理状態を検査する検査工程と、
前記検査工程における検査結果に基づいて、処理状態の良／不良を判定する処理状態判定工程と、
前記処理状態判定工程において不良と判定されたときに、不良の判定が連続しているかどうかを判定する連続性判定工程と、
前記連続性判定工程において不良の判定が連続していると判定されたときに、前記処理工程における被処理体への連続的な処理を停止するよう処理を制御する処理制御工程と、
を備える。
【００１５】
上記処理方法は、さらに、前記処理制御工程の前に、処理済みの被処理体を再検査する再検査工程と、
前記再検査工程における検査結果に基づいて、前記検査工程の検査状態を判定する検査状態判定工程と、
を備えてもよい。
【００１６】
上記処理方法は、さらに、前記処理制御工程の前に、前記処理状態判別工程において判定された不良のレベルを判定する不良レベル判定工程を備えてもよく、
前記不良レベル判定工程において不良が所定のレベルに達したと判定されたときに、前記処理工程における被処理体への連続的な処理を停止するようにしてもよい。
【００１７】
上記処理方法において、前記連続性判定工程において不良の判定が連続していると判定されたときに、前記処理制御工程に対する外部からの指示を待つために、一旦前記処理工程における被処理体への連続的な処理を停止してもよく、
前記処理制御工程では、前記外部からの指示に従って、連続的な処理を停止するようにしてもよい。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る処理装置は、
被処理体を連続的に処理する処理部と、
前記処理部が処理した被処理体についてその処理状態を検査する検査部と、
前記検査部による検査結果に基づいて、処理状態の良／不良を判定する処理状態判定部と、
前記処理状態判定部により不良と判定されたときに、不良の判定が連続しているかどうかを判定する連続性判定部と、
前記連続性判定部により不良の判定が連続していると判定されたときに、前記処理部の被処理体への連続的な処理を停止するよう処理を制御する処理制御部と、
を備える。
【００１９】
上記処理装置は、さらに、前記処理制御部による制御の前に、処理済みの被処理体を再検査する再検査部と、
前記再検査部による検査結果に基づいて、前記検査部の検査状態を判定する検査状態判定手段と、
を備えてもよい。
【００２０】
上記処理装置は、さらに、前記処理制御部による制御の前に、前記処理状態判別手段により判定された不良のレベルを判定する不良レベル判定手段を備えてもよく、
前記不良レベル判定手段により不良が所定のレベルに達したと判定されたときに、前記処理部による被処理体への連続的な処理を停止するようにしてもよい。
【００２１】
前記連続性判定部により不良の判定が連続していると判定されたときに、前記処理制御部に対する外部からの指示を待つために、一旦前記処理部における被処理体への連続的な処理を停止してもよく、
前記処理制御部は、前記外部からの指示に従って、連続的な処理を停止するようにしてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる処理方法および処理装置について、以下図面を参照して説明する。本実施の形態では、半導体ウェハ（以下、ウェハＷ）にドライエッチング処理を施すエッチング装置を例として説明する。
【００２３】
本実施の形態に係る処理装置の構成を、図１に示す。図１に示すように、処理装置１は、モジュール２と、搬送チャンバ３と、を備える。
処理装置１の全体の動作は、コントローラ１００によって制御される。
【００２４】
モジュール２は、ウェハＷをエッチング処理するプロセスチャンバ４と、プロセスチャンバ４への搬送空間を構成するロードロック室５と、を備える。
【００２５】
プロセスチャンバ４とロードロック室５との間はゲートバルブＧＶによって隔てられている。ロードロック室５の内部には、プロセスチャンバ４との間でウェハＷの受け渡しを行う、例えば、スカラ型シングルピックタイプの第１搬送機構６が設けられている。また、ロードロック室５の内部には、未処理の、および、処理済みのウェハＷがそれぞれ一旦保持される第１および第２のバッファ７、８が設けられている。
【００２６】
図２に、プロセスチャンバ４の構成を示す。図２に示すように、プロセスチャンバ４は、略円筒状の処理容器２１を備える。処理容器２１は、例えば、表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムから構成されている。また、処理容器２１は接地されている。
【００２７】
処理容器２１の底部には排気口２２が設けられている。排気口２２は、図示しない排気装置に接続され、処理容器２１内を所定の真空雰囲気に排気する。
【００２８】
処理容器２１の側壁にはゲート２３が設けられている。ゲート２３は、ゲートバルブＧＶによって気密に開閉され、ゲートバルブＧＶの開放状態で、処理容器２１と隣接するロードロック室５との間でのウェハＷが搬送される。
【００２９】
処理容器２１の内部中央には、アルミニウム等の導電性材料から構成される、円盤状のサセプタ２４が配置されている。サセプタ２４は、第１の整合器２５を介して第１の高周波電源２６に接続され、高周波電力を印加可能に構成されている。下部電極としてのサセプタ２４に所定の周波数を印加することにより、エッチング活性種を効率的に集められるなどの効果が得られる。
【００３０】
サセプタ２４の上には静電チャック２７が配置されている。静電チャック２７は、直流電源２８に接続された円盤状の金属薄板が、セラミック等の絶縁材料に被覆されて構成されている。静電チャック２７の上にはウェハＷが載置され、直流電源２８からの直流電圧の印加に応じて、ウェハＷは静電気力によって静電チャック２７に吸着される。
【００３１】
また、サセプタ２４の上面の周縁には、静電チャック２７の外周を包囲するように、シリコン、石英等から構成されるフォーカスリング２９が設けられている。フォーカスリング２９は導電材料や絶縁材料から構成され、ウェハＷに反応性イオンを均一にかつ効果的に入射させる。
【００３２】
サセプタ２４は、略円柱状のサセプタ支持台３０上に支持されている。サセプタ支持台３０は、処理容器２１の底部を貫通するシャフト３１に固定されている。シャフト３１は、図示しない昇降機構に接続され、サセプタ２４等とともに昇降可能に構成されている。
【００３３】
また、サセプタ支持台３０の底部と、処理容器２１の底部と、は、伸縮自在なベローズ３２によって接続されており、サセプタ支持台３０の昇降動作時にも、処理容器２１内部の気密性が保持される構成となっている。
【００３４】
サセプタ支持台３０の内部には、冷媒流路３３が設けられている。冷媒流路３３には冷媒が循環して通流され、サセプタ支持台３０およびその周辺は所定の温度に維持される。
また、ウェハＷの受け渡し用のリフトピン（図示せず）が、サセプタ２４及び静電チャック２７を貫通して昇降可能に設けられている。
【００３５】
処理容器２１の天井部には、シャワーヘッド３４が設けられている。シャワーヘッド３４は、絶縁体３５によって処理容器２１から絶縁されている。シャワーヘッド３４は、バルブＶおよびマスフローコントローラ（ＭＦＣ）を介してガス源３６に接続されている。シャワーヘッド３４には、ガス源３６から、フルオロカーボンガス（ＣｘＦｙ）と不活性ガス（Ａｒ等）、及び酸素などの添加ガスを含んだ混合ガス（エッチングガス）が所定の流量で供給される。なお、フルオロカーボンガスと不活性ガスと添加ガスとを個別に供給するようにしてもよい。
【００３６】
シャワーヘッド３４には、電極板３７が取り付けられている。電極板３７は、円板状に構成され、アルミニウム等から構成される。電極板３７は、シャワーヘッド３４内部の中空と連通する多数のガス孔３７ａを有する。シャワーヘッド３４に供給されたガスは、中空で拡散された後、多数のガス孔３７ａから処理容器２１内に均一に供給される。
【００３７】
電極板３７は、第２の整合器３８を介して第２の高周波電源３９に接続され、高周波電力が印加可能に構成されている。電極板３７は、下部電極を構成するサセプタ２４と略平行に対向するように配置され、いわゆる平行平板型プラズマ生成機構の上部電極を構成する。
【００３８】
処理時には、例えば、処理容器２１内を処理用ガスで所定の真空度を維持した状態で、サセプタ２４に２ＭＨｚの第１の高周波電力が印加され、電極板３７に６０ＭＨｚの高周波電力が印加される。このとき、電極板３７への高周波電力の印加により、サセプタ２４と電極板３７との間に処理用ガスのプラズマが生成する。また、サセプタ２４への高周波電力の印加により、サセプタ２４上のウエハＷに対して、プラズマ中のイオン等の粒子が引き込まれ、反応性イオンエッチングが行われる。
【００３９】
処理容器２１の側壁には、石英などの光透過性材料から構成される窓４０が設けられている。窓４０の外方には、終点検出部４１が設けられている。終点検出部４１は、処理容器２１内で発生したプラズマの発光を窓４０を介して受け取り、その発光強度からエッチングの終点を検出する。
【００４０】
終点検出部４１は、集光レンズ４２と、分光器４３と、検出器４４と、判定部４５と、を備える。
【００４１】
集光レンズ４２は、窓４０の近傍に配置され、チャンバの内部から発光されたプラズマ発光光を集め、光ファイバ４６に導く。
分光器４３は、光ファイバ４６の一端に接続され、これを通過した発光光を所定の波長スペクトルに分光する。
検出器４４は、光電変換器等から構成され、分光器４３によって分光された反射光を検出し、アナログ信号として出力する。検出器４４から出力された信号は、図示しない増幅器によって増幅された後、図示しないＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。
判定部４５は、所定波長域光の強度をモニタしてその変化を捉え、必要に応じて適当な演算を行ない、エッチングの終点を判定する。
【００４２】
ここで、上記構成のプロセスチャンバ４における処理について説明する。まず、ウェハＷがゲート２３から処理容器２１内部に搬入され、サセプタ２４上に載置される。ウェハＷは、静電チャック２７への直流電圧の印加により固定される。ウェハＷの搬入後、ゲートバルブＧＶが閉鎖され、処理容器２１内は所定の真空度（プロセス圧力）まで減圧される。
【００４３】
次いで、シャワーヘッド３４からエッチングガスが、所定の流量で処理容器２１内に導入される。また、このとき、電極板３７及びサセプタ２４にそれぞれ高周波電力が印加される。これにより、処理容器２１内にエッチングガスのプラズマが生成し、ウェハＷの表面近傍にエッチング活性種が集まる。フルオロカーボンのイオンやラジカルといったエッチング活性種が、ウェハＷ表面のマスクされたシリコン酸化膜をエッチングする。
【００４４】
エッチングは、主に、シリコン酸化物がフルオロカーボンと反応して、シリコンフッ化物、一酸化炭素等として除去されることによって進行する。終点検出部４１は、エッチング時のこれらの反応生成物の発光強度をモニタし、エッチングの終点を検出する。
【００４５】
終点検出部４１は、例えば、一酸化炭素の発光強度をモニタしている。エッチングが終点に達し、反応生成物である一酸化炭素が発生しなくなると、その発光強度は減少する。終点検出部４１は、この減少を捉えて、エッチングの終点を検出する。
【００４６】
終点検出部４１がエッチングの終点を検出すると、コントローラ１００は、高周波電力の印加を停止し、エッチングガスの供給を停止する。次いで、窒素などの不活性ガスでパージしながら、処理容器２１内の圧力を元に戻し、静電チャック２７への直流電圧の印加を停止し、ウェハＷの固定を解除する。その後、ゲートバルブＧＶが開放され、ウェハＷは搬出される。以上で、プロセスチャンバ４における処理は終了する。
【００４７】
図１に戻り、搬送チャンバ３は矩形状に構成され、その一側面に、複数、例えば、２つのモジュール２が取り付けられている。各モジュール２においては、上記処理がそれぞれ並行して行われる。モジュール２は、ロードロック室５のプロセスチャンバ４と反対側の一端にてゲートバルブＧＶを介して接続されている。このように、モジュール２は、搬送チャンバ３に対して着脱可能に取り付けられている。
【００４８】
搬送チャンバ３の他側面には、図示しない窓が設けられ、その近傍にはカセットステージ９が設けられている。カセットステージ９には、複数枚の、例えば、２５枚のウェハＷを収容可能なカセットＣが複数載置される。カセットＣには、未処理の、又は、処理済みのウェハＷが収容される。
【００４９】
ここで、カセットＣに収容されたウェハＷの表面には、例えば、図３に示すような、シリコン酸化膜等の絶縁膜Ｌが形成され、その上にパターニングされたレジストＲが形成されている。レジストＲは、所定のパターン（例えば、グレーチング形状）で形成されている。プロセスチャンバ４においては、レジストＲをマスクとして、絶縁膜Ｌのエッチングが行われる。
【００５０】
図１に戻り、搬送チャンバ３の内部には、ウェハＷを搬送するための、例えば、スカラ型デュアルアームタイプの第２搬送機構１０が設けられている。第２搬送機構１０は、搬送チャンバ３の長手方向に移動可能に設けられている。
【００５１】
搬送チャンバ３の一端部には、プリアラインメントステージ１１が設けられている。プリアライメントステージ１１において、処理前のウェハＷはプリアラインメントされる。
【００５２】
搬送チャンバ３の内部は、例えば、大気圧下に設定され、清浄空気、窒素ガス等のダウンフローが形成されている。
【００５３】
搬送チャンバ３の他端部には、形状測定ユニット１２が設けられている。形状測定ユニット１２において、ウェハＷの表面状態が測定され、ウェハＷ表面の形状に関する情報が取得される。
【００５４】
形状測定ユニット１２では、エリプソメトリ法を用いた光学的手法によって、ウェハＷの表面形状を測定する。図４に、形状測定ユニット１２の概略構成をしめす。
【００５５】
図４に示すように、形状測定ユニット１２は、一般的なエリプソメータの構成を有し、光源５１と、偏光子５２と、補償板５３と、検光子５４と、検出器５５と、を備える。
【００５６】
光源５１は、単色平行光、例えば、ヘリウム−ネオンレーザ光をウェハＷの表面に対して所定の角度で入射させる。なお、超高圧水銀灯またはキセノンランプを光源として、コリメータおよびフィルタを通して、単色平行光を得るようにしてもよい。
【００５７】
偏光子５２は、光源５１から出射された平行光束を完全直線偏光とする。偏光子５２を通過した直線偏光は、ウェハＷの表面に照射される。ウェハＷの表面において反射された光は、その偏光状態が変化し、一般に楕円偏光となる。
【００５８】
補償板５３は、１／４波長板等から構成され、ウェハＷから反射される光の光路上に配置される。補償板５３は、これを通る楕円偏光を直線偏光に変換する。
検光子５４は、補償板５３を通った直線偏光を消光する。
検出器５５は、フォトダイオード等から構成され、検光子５４を通過した光を検出する。
【００５９】
検出器５５は、図示しない増幅器、Ａ／Ｄコンバータ等を介してコントローラ１００に接続される。検出器が検出した検出信号（出力信号）は、デジタル化されて、コントローラ１００に送られる。
【００６０】
コントローラ１００は、エリプソメトリ法に基づき、反射光における偏光状態の変化から、ウェハＷの表面形状についての光学的情報を取得する。コントローラ１００は、受け取った測定結果に基づいて、後述するように、処理装置１の連続処理動作を制御する。
【００６１】
以下、上記のように構成された処理装置１の動作について説明する。なお、以下に示す動作は一例であり、同様の結果が得られるものであればどのようなものであってもよい。
【００６２】
図６に、本実施の形態にかかる処理装置１の処理動作のフローを示す。
まず、第２搬送機構１０が、カセットステージ９上に載置されたカセットＣから、未処理のウェハＷを一枚取り出し、搬送チャンバ３内に搬入する。第２搬送機構１０は、ウェハＷを、プリアライメントステージ１１にてプリアラインメントした後、ロードロック室５内の第１バッファ７に保持させる。
【００６３】
第２搬送機構１０が退出した後、ロードロック室５と搬送チャンバ３とを隔てるゲートバルブＧＶが閉鎖され、ロードロック室５内は、所定の減圧雰囲気とされる。その後、ロードロック室５とプロセスチャンバ４とを隔てるゲートバルブＧＶが開放された後、第１搬送機構６が第１のバッファ７に保持されたウェハＷをプロセスチャンバ４内に搬入する（ステップＳ１１）。第１搬送機構６の退出後、ゲートバルブＧＶは閉鎖される。
【００６４】
プロセスチャンバ４内において、上述したように、ウェハＷの表面の絶縁膜のエッチングが行われる（ステップＳ１２）。エッチング処理の終了後、ゲートバルブＧＶが開放され、第１搬送機構６がプロセスチャンバ４からウェハＷを搬出し、ロードロック室５の第２のバッファ８に保持させる。プロセスチャンバ４と隔てるゲートバルブＧＶの閉鎖後、ロードロック室５内が常圧程度に戻された後、搬送チャンバ３とを隔てるゲートバルブＧＶが開放される。
【００６５】
次いで、第２搬送機構１０が第２のバッファ８に保持されたウェハＷを搬送チャンバ３に搬出し、形状測定ユニット１２内の所定の位置に配置する。形状測定ユニット１２において、上述したようにエリプソメトリ法により、ウェハＷの表面形状が測定される（ステップＳ１３）。測定の後、ウェハＷは、第２搬送機構１０によって、カセットステージ９上のカセットＣに収容される（ステップＳ１４）。
【００６６】
コントローラ１００は、形状測定ユニット１２から測定結果（光学的情報）を受け取り、ウェハＷの良／不良を判別する（ステップＳ１５）。コントローラ１００は、例えば、以下のように、内部あるいは外部のメモリ等に格納されたライブラリを参照して判別する。
【００６７】
ライブラリには、表面形状が示す光学的情報に対応する、例えば、図５に示すような断面形状（プロファイル）データが格納されている。エリプソメトリ法によれば、微細な形状変化を高精度に検出することが可能であり、所定の表面形状と、それが示す光学的情報とは、ほぼ、１対１に対応する。従って、種々の光学的情報に対応する断面形状データのライブラリを、図５に示すように構築しておくことにより、測定されたウェハＷの表面形状を知ることができる。
【００６８】
コントローラ１００は、例えば、ウェハＷが良品として許容される形状データが格納された基準ライブラリを備え、測定された形状データを基準ライブラリのデータと照合する。測定された形状が基準ライブラリのデータと一致するものがない場合（許容範囲内に無い場合）、ウェハＷは不良であると判別される。
【００６９】
勿論、形状測定ユニット１２から送られた光学的情報が、ライブラリの形状データと一致するものが無い場合（実際の形状が予想される形状と大きく異なっている場合など）にも、不良と判別される。
【００７０】
不良と判定したとき、さらにコントローラ１００は、不良の判定がｎ回連続したものかどうかを判定する（ステップＳ１６）。ここで、ｎは２以上の整数であり、従って、一度だけ不良と判定した場合には、コントローラ１００は処理を停止しない。コントローラ１００は、例えば、連続して不良と判定するごとにこれをカウントする。ここで、例えば、コントローラ１００は、カセットＣ毎に連続回数をカウントする。
【００７１】
コントローラ１００は、不良の判定がｎ回連続していなければステップＳ１１に戻って、処理を継続する。逆に、コントローラ１００は、不良の判定がｎ回連続していると判定したときに処理を停止する。このとき、コントローラ１００は、カウントした値をリセットする。処理の停止の後、不良の具合に応じてプロセスチャンバ４のみ又は装置全体が大気雰囲気に戻され、作業員によって、装置の点検、修理等が行われる。
【００７２】
このように、本実施の形態では、コントローラ１００は、一度不良と判定されただけでは停止せず、不良判定が連続した場合にのみ、処理を停止する。従って、終点検出器４１、形状測定ユニット１２等のセンサが、測定環境の「ゆらぎ」によってエラーの測定をすることにより、連続性の低い異常処理が行われた場合に、処理が停止されることは避けられ、生産性の向上が図れる。
【００７３】
処理を停止して点検等を行うには、内部雰囲気を大気雰囲気とし、再び、真空雰囲気に戻すなど、多くの時間と手間を要する。しかし、上記のような連続性の低い異常処理が発生した場合に、処理を停止することは非効率的であり、また、点検等を行っても異常が故障等を原因とするものではなく、全く無駄となる。
【００７４】
また、大気の温度等の環境の変化により、同一のレシピで処理を行っても異常な処理が行われる場合にも同様のことがいえる。このような異常処理は、通常連続する可能性が低く、外部から対処可能であり、処理を停止して時間と手間のかかる点検作業を行うことは、非効率的であり、また、無駄である。
【００７５】
勿論、実際に内部に故障等が発生している場合には、不良の判定が連続することとなり、処理は停止される。この場合の損失は、ｎ枚のウェハＷ及びこれらの処理に要する時間だけである。
【００７６】
このように、処理異常が発生したときに、その連続性を確認した上で処理を停止する本実施の形態によれば、検査等のための無駄な停止時間と手間とを排除することができ、高い生産性の実現が可能となる。
【００７７】
上記実施の形態において、下記変形例１〜４に示すような変形も可能である。（変形例１）
上記実施の形態では、ｎ回連続して異常と判別されたときに、処理を停止するものとした。しかし、処理の停止の前に、さらに、形状測定ユニット１２による測定が正常であるかを確認するようにしてもよい。図７に、この場合の動作フローの一例を示す。
【００７８】
図７に示すように、ステップＳ１６にて不良がｎ回連続していると判定されたとき、不良と判別されていない処理済みウェハＷについて、再測定を行う。すなわち、まず、（ｎ＋１）個以上前に処理し、良と判定されたウェハＷを搬送チャンバ３内に再び搬入する（ステップＳ１７）。搬入されたウェハＷについて、形状測定ユニット１２によって再び表面形状の測定が行われる（ステップＳ１８）。測定の後、ウェハＷは、搬送チャンバ３から搬出され、カセットＣに収容される（ステップＳ１９）。
【００７９】
コントローラ１００は、再測定に基づいてウェハＷの良／不良を判定する（ステップＳ２０）。その後、処理は停止される。
【００８０】
ここで、再測定において良と判定したとき、形状測定ユニット１２の測定が正常に行われていることが確認される。これにより、作業員は、プロセスチャンバ４において何らかの異常が発生している可能性があると考えることができ、形状測定ユニット１２の点検を省いて作業することができる。
【００８１】
一方で、不良と判定したとき、先ほどとは異なる判定結果が得られていることから、形状測定ユニット１２に何らかの異常が発生している可能性が考えられる。この場合、作業員は、装置内の真空雰囲気を解除せず、まず、装置の外部に取り付けられた形状測定ユニット１２を点検する。点検により形状測定ユニット１２に異常が発見された場合には、これを修理、交換等すればよい。このように、装置の外部において作業が終了するため、簡単に、短時間での復旧が可能となり、生産性の向上が図れる。
【００８２】
（変形例２）
上記実施の形態では、ｎ回連続して不良と判定されたときに処理が停止されるものとした。しかし、重い不良が検出された時点で、ｎ回連続するのを待つことなく処理を停止するようにしてもよい。
【００８３】
この場合の動作フローの一例を図８に示す。
図８に示すように、コントローラ１００は、ステップＳ１５にて不良と判定されたとき、不良のレベルが所定レベル以上であるかを判定する（ステップＳ１５ａ）。コントローラ１００は、例えば、形状測定ユニット１２の測定に基づいてライブラリから読み出された形状と、予め設定された基準形状と、を、例えば、重畳させて比較する。コントローラ１００は、測定形状が基準形状からどの程度外れているかを判定する。測定形状が基準形状から、所定レベル以上外れているとき、コントローラ１００は、ｎ回不良判定が連続していなくとも、即時に処理を停止する。
【００８４】
「ゆらぎ」等による検出エラーに基づく不良は、通常、軽いものと予想される。このことから、上記のように、不良の軽重を判定し、軽い不良のときには処理を継続し、重い不良のときに処理を停止することにより、深刻となり得る異常に迅速に対応することができる。
【００８５】
（変形例３）
上記実施の形態では、不良判定が連続した場合に処理を停止するものとしたが、処理を止めることなく、プロセスチャンバ４における処理条件を変更するようにしてもよい。
【００８６】
この場合の動作フローの一例を図９に示す。図９に示すように、ステップＳ１６にてｎ回連続して不良と判定したとき、コントローラ１００は、プロセスチャンバ４における処理条件を変更する（ステップＳ１７ａ）。処理条件の変更は、例えば、プロセス温度、印加パワー、ガス流量等の装置パラメータやレシピの変更によって行われる。例えば、コントローラ１００が、異常発生時に装置パラメータを最適化するプログラムを設けるようにしてもよい。
【００８７】
このようなプロセス変更は、例えば、一旦停止した装置の立上げの際に有効である。すなわち、装置の立上げ時に、装置の設置環境（温度等）によって、同一のレシピで処理を行っても同一の結果が得られず、このため、異常な処理が行われる場合がある。このような場合に、処理を止めることなく、プロセス条件を変更することにより、装置の稼働を停止するという無駄を排除して対処することが可能となる。
【００８８】
（変形例４）
上記実施の形態では、処理装置１の何らかの異常を検出するものとした。しかし、その前の工程、すなわち、レジストマスクの形成工程における異常を検出する構成も可能である。
【００８９】
この場合のフローの一例を図１０に示す。図１０において、ステップＳ３１〜Ｓ３４までは、上記ステップＳ１１〜Ｓ１４と同じである。ステップＳ３５において、ウェハＷが不良であると判別されたとき、搬送チャンバ３内に新たに未処理のウェハＷが搬入される（ステップＳ３６）。次いで、通常の処理と異なり、ウェハＷは形状測定ユニット１２に送られ、測定される（ステップＳ３７）。
【００９０】
コントローラ１００は、処理前のウェハＷの表面形状についても、図５に示すようなライブラリを有しており、ライブラリを参照して形状測定ユニット１２から得られた光学的情報から表面形状情報を得る。コントローラ１００は、上述した処理後のウェハＷに対してするのと同様にして、良／不良の判別を行う（ステップＳ３８）。
【００９１】
搬入されたウェハＷが良品と判別された場合、次いで、ステップＳ３５における不良の判定がｎ回連続しているかどうかを、上記と同様に判別する（ステップＳ３９）。この場合、搬入されたウェハＷには異常がなく、従って、前の工程（レジストマスクの形成）における異常発生の可能性は排除される。従って、今回の異常は、エッチング工程において発生していることが考えられ、上記と同様に、その異常発生の連続回数を判別する。異常がｎ回連続していない場合には、ステップＳ３２に戻って処理を継続し、ｎ回連続していない場合には、ウェハＷを搬出して（ステップＳ４０）、処理を停止する。
【００９２】
一方、ステップＳ３８において、ウェハＷが不良と判別された場合には、ウェハＷを搬出して（ステップＳ４０）、処理を停止する。この場合、前の工程において異常が発生していることが考えられ、処理の継続は無駄である。
【００９３】
このように、処理後だけでなく、処理前のウェハＷについても、その良／不良を判別することにより、異常の発生時点をより特定でき、効率的な復旧作業等による生産性の向上が可能となる。
【００９４】
また、上記変形例１〜４を組み合わせてもよい。
【００９５】
また、上記実施の形態及び変形例１〜４に示す処理動作を、作業員が選択指示するようにしてもよい。例えば、作業員は、処理の開始時に、回数ｎを入力し、また、上記実施の形態および変形例１〜４に示すような動作のいずれかを選択入力し、或いは、コントローラ１００は、ｎ回連続して不良と判定したときに、一旦処理を止め、作業員にアラームを発し、作業員による動作の選択入力を待つようにしてもよい。
【００９６】
さらにまた、上記実施の形態において、終点検出器４１による測定（終点検出）についても、形状測定ユニット１２におけるのと同様の処理を行うようにしてもよい。例えば、変形例４において、終点検出器４１が、何回試行しても所定波長域光を観測できないなど、終点を検出できない場合には、不良（あるいは異常）の判定をし、これがｎ回連続した場合に、形状測定ユニット１２に処理前のウェハＷを送り、良／不良の判定をするようにしてもよい。この場合にも、処理装置１の異常であるのか、処理されるウェハＷの問題であるのか、をより限定できる。
【００９７】
上記実施の形態では、光学的手法により、終点検出およびウェハＷの表面測定を行うものとした。しかし、測定方法は、上記例に限られない。例えば、処理に応じて、ウェハＷの良／不良をＳＥＭや電気的手法によって判別するようにしてもよい。
【００９８】
上記実施の形態では、コントローラ１００が、ライブラリを参照して取得した光学的情報に対応する形状データを読み出すものとした。しかし、このような解析動作を独立に行う、ＣＰＵ、メモリ等を備えた制御部を、形状測定ユニット１２とコントローラ１００との間に設けるようにしてもよい。
【００９９】
また、上記実施の形態では、エッチング装置を例として説明した。しかし、エッチング装置に限らず、成膜装置、アニール装置、熱処理装置、拡散装置、露光前後処理装置等、いかなる装置にも本発明は適用可能である。
【０１００】
以下、本発明を熱酸化装置に適用した例について説明する。熱酸化装置を構成する処理装置１の構成を図１１に示す。理解を容易なものとするため、図１１において、図１と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０１】
図に示す処理装置１は、搬送チャンバ３に複数のプロセスチャンバ４がクラスタリングされた構成を有する。なお、図に示す構成において、カセットＣは、気密に減圧可能なカセットチャンバ１３に収容されている。また、プロセスチャンバ４内では、熱酸化により、ウェハＷの表面にシリコン酸化膜が形成される。
【０１０２】
搬送チャンバ３には、プロセスチャンバ４にて成膜された膜の厚さを測定する膜厚測定ユニット１４が設けられている。膜厚測定ユニット１４は、例えば、図１２に示すように、搬送チャンバ３の天井上の、搬送機構１５によって所定の測定位置に保持されたウェハＷに投光し、または、ウェハＷから受光可能な位置に配置されている。
【０１０３】
膜厚測定ユニット１４の構成を図１３に示す、図１３に示すように、膜厚測定ユニット１４は、光源６０と、レンズ６１と、ビームスプリッタ６２と、分光器６３と、検出器６４と、算出部６５と、を備える。
【０１０４】
光源６０は、所定波長域光を発振する。
レンズ６１は、光源６０からウェハＷに至る光路上に設けられている。光源６０からの光は、レンズ６１を通過することにより、平行光または集光光とされ、ウェハＷの表面所定位置に照射される。
【０１０５】
照射された光は、ウェハＷの表面で反射され、レンズ６１によって集光される。この反射光は、酸化膜の表面より反射された光と、酸化膜の下方界面より反射された光と、の干渉光から構成される。
【０１０６】
ビームスプリッタ６２は、レンズ６１を通過した反射光の光路上に設けられている。反射光は、ビームスプリッタ６２によって分割され、光ファイバ６６に導かれる。
分光器６３は、光ファイバ６６の一端に接続され、これを通過した反射光を、所定の波長スペクトルに分光する。
検出器６４は、光電変換器等から構成され、分光器６３によって分光された反射光を検出し、アナログ信号として出力する。検出器６４から出力された信号は、図示しない増幅器によって増幅された後、図示しないＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。
【０１０７】
算出部６５は、この干渉した反射光を示すデジタル信号を入力とし、これに基づいて膜厚を求める。算出部６５は、この信号を所定の波形解析方法（例えば、最大エントロピー法）を用いて、干渉波形の周波数解析を行う。算出部６５は、干渉波の周波数分布に基づいて膜厚を算出する。
【０１０８】
コントローラ１００は、例えば、測定された膜厚と所定値との差分をとり、差分が所定範囲内にあるかどうかを判別する。差分が所定範囲内にある場合、ウェハＷは良と判定され、所定範囲外にある場合には不良と判定される。コントローラ１００は、良と判定したとき、処理を継続する。
【０１０９】
上記構成の熱酸化装置についても、上記実施の形態および変形例１〜４に示すように動作させることにより、生産性の高い処理が可能となる。
【０１１０】
上記例ではウェハＷを処理する場合について説明したが、液晶表示基板等の他のいかなる物品を処理する場合にも適用可能である。
また、勿論、本発明は、処理状態の検査を行いつつ、連続的に処理を行うすべての処理装置に適用可能である。
【０１１１】
本発明に係る処理方法は、専用のシステムを構成することなく、通常のコンピュータを用いて実現することができる。例えば、コンピュータに上述の動作を実行するためのプログラムを格納した媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）から該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行することができる。インストールによって、当該プログラムは、コンピュータ内のハードディスク等の媒体に格納されて、実行に供される。
【０１１２】
また、コンピュータにプログラムを供給するための媒体は、狭義の記憶媒体に限らず、通信回線、通信ネットワーク及び通信システムのように、一時的且つ流動的にプログラム等の情報を保持する通信媒体等を含む広義の記憶媒体であってもよい。
【０１１３】
例えば、インターネット等の通信ネットワーク上に設けたＦＴＰ（File Transfer Protocol）サーバに当該プログラムを登録し、ＦＴＰクライアントにネットワークを介して配信してもよく、通信ネットワークの電子掲示板（ＢＢＳ：Bulletin Board System）等に該プログラムを登録し、これをネットワークを介して配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、ＯＳ（Operating System）の制御下において実行することにより、上述の処理を達成することができる。さらに、通信ネットワークを介してプログラムを転送しながら起動実行することによっても、上述の処理を達成することができる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、生産性の高い処理方法および処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る処理装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示すプロセスチャンバの構成を示す図である。
【図３】ウェハ表面の様子を示す図である。
【図４】表面形状測定ユニットの構成を示す図である。
【図５】ライブラリの構成例を示す図である。
【図６】動作フローを示す図である。
【図７】動作フローの変形例を示す図である。
【図８】動作フローの変形例を示す図である。
【図９】動作フローの変形例を示す図である。
【図１０】動作フローの変形例を示す図である。
【図１１】熱酸化装置の構成を示す図である。
【図１２】熱酸化装置の側断面を示す図である。
【図１３】膜厚測定ユニットの構成を示す図である。
【符号の説明】
１  処理装置
２  モジュール
３  搬送チャンバ
４  プロセスチャンバ
１２  形状測定ユニット
【図１】
2004200323.tif 000003
【図２】
2004200323.tif 000004
【図３】
2004200323.tif 000005
【図４】
2004200323.tif 000006
【図５】
2004200323.tif 000007
【図６】
2004200323.tif 000008
【図７】
2004200323.tif 000009
【図８】
2004200323.tif 000010
【図９】
2004200323.tif 000011
【図１０】
2004200323.tif 000012
【図１１】
2004200323.tif 000013
【図１２】
2004200323.tif 000014
【図１３】
2004200323.tif 000015