【手続補正書】
【提出日】平成15年6月25日(2003.6.25)
【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】
【請求項１】
チャンバ内に発生させたプラズマを使用して被処理基板に処理を施す半導体製造工程の製造条件を設定する方法であって、
前記プラズマに励起光を照射して蛍光を発生させる工程と、
前記蛍光を分光する工程と、
分光された前記蛍光の各波長の蛍光強度を算出する工程と、
前記製造条件である複数のパラメータの値を増減変化させたときに当該パラメータの増減変化に伴って前記蛍光強度が変化する前記各波長の中から、少なくとも二以上の波長を対応波長として前記各パラメータごとに選択する工程と、
前記パラメータの値と、前記各対応波長の前記蛍光強度に基づく値との関係を示す基準蛍光データを前記各パラメータごとに作成する工程と、
前記パラメータの許容範囲に対応した、前記各対応波長の前記蛍光強度に基づく範囲である許容蛍光範囲を前記各パラメータごとに決定する工程と、
前記被処理基板に前記処理を施す際に得られる前記蛍光の前記各対応波長の蛍光強度である処理中蛍光強度を算出する工程と、
前記基準蛍光データに基づいて、前記処理中蛍光強度に応じた候補パラメータを前記各パラメータの中から選定する工程と、
前記処理中蛍光強度に基づく値が前記許容蛍光範囲を越えたときに、当該処理中蛍光強度に基づく値が前記許容蛍光範囲内になるまで前記候補パラメータの値を調整する工程と、
を備えることを特徴とする半導体製造条件設定方法。
【請求項２】
前記パラメータは、前記プラズマを生成するための高周波電力、前記プラズマを生成するための周波数、前記プラズマ内に含まれるイオン又はラジカルを前記被処理基板方向へ誘導するためのバイアス電圧、前記チャンバ内に流入するガスの流量、前記チャンバ内の圧力、前記プラズマを高密度に維持するための磁界の強さ、又は前記チャンバ内の温度のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の半導体製造条件設定方法。
【請求項３】
チャンバ内に発生させたプラズマを使用して被処理基板に処理を施す半導体製造工程の製造条件を設定する装置であって、
励起光を出力する励起光発生手段と、
前記励起光の照射により前記プラズマ内の粒子から放出する蛍光を分光する分光手段と、
前記蛍光の分光方向に分解能を有し、分光された前記蛍光の各波長成分を受光するとともに当該蛍光の各波長の強度に応じた電気信号を出力する光検出手段と、
前記光検出手段から出力された電気信号に基づいて、前記蛍光の各波長の蛍光強度を算出する蛍光強度算出手段と、
前記製造条件である複数のパラメータの値を増減変化させたときに当該パラメータの増減変化に伴って前記蛍光強度が変化する前記各波長の中から、少なくとも二以上の波長を対応波長として前記各パラメータごとに選択する対応波長選択手段と、
前記パラメータの値と、前記各対応波長の前記蛍光強度に基づく値との関係を示す基準蛍光データを前記各パラメータごとに作成する基準蛍光データ作成手段と、
前記パラメータの許容範囲に対応した、前記各対応波長の蛍光強度に基づく範囲である許容蛍光範囲を前記各パラメータごとに決定する許容蛍光範囲決定手段と、
前記被処理基板に前記処理を施す際に得られる前記蛍光の前記各対応波長の蛍光強度である処理中蛍光強度を算出する処理中蛍光強度算出手段と、
前記基準蛍光データに基づいて、前記処理中蛍光強度に応じた候補パラメータを前記各パラメータの中から選定する候補パラメータ選定手段と、
を備えることを特徴とする半導体製造条件設定装置。
【請求項４】
制御信号を受信することにより前記候補パラメータの値を制御するパラメータ値制御手段と、
前記処理中蛍光強度に基づく値が前記許容蛍光範囲を越えたときに、当該処理中蛍光強度に基づく値が前記許容蛍光範囲内になるまで前記パラメータ値制御手段に前記制御信号を送信するパラメータ値設定手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項３記載の半導体製造条件設定装置。
【請求項５】
前記パラメータは、前記プラズマを生成するための高周波電力、前記プラズマを生成するための周波数、前記プラズマ内に含まれるイオン又はラジカルを前記被処理基板方向へ誘導するためのバイアス電圧、前記チャンバ内に流入するガスの流量、前記チャンバ内の圧力、前記プラズマを高密度に維持するための磁界の強さ、又は前記チャンバ内の温度のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項３記載の半導体製造条件設定装置。
【請求項６】
前記励起光をパルス励起光にするパルスタイミング信号を前記励起光発生手段に送信すると共に、前記パルスタイミング信号に同期して、一のパルス励起光が出力された後所定の受光停止時間が経過した時刻から次のパルス励起光が出力される以前の時刻までの所定時間を指示する第一の受光タイミング信号を生成するタイミング信号生成手段を備え、
前記光検出手段は、前記第一の受光タイミング信号に基づいて、前記所定時間だけ、受光可能状態になることを特徴とする請求項３記載の半導体製造条件設定装置。
【請求項７】
前記タイミング信号生成手段は、前記励起光発生手段が前記励起光の出力停止状態にあるときに、前記所定時間と同時間を指示する第二の受光タイミング信号を更に生成し、
前記光検出手段は、前記第一の受光タイミング信号に基づいて前記所定時間だけ、第一受光可能状態になると共に、前記第二の受光タイミング信号に基づいて前記所定時間と同時間だけ、第二受光可能状態になり、
前記蛍光強度算出手段は、前記第一受光可能状態にある前記光検出手段から出力された電気信号と前記第二受光可能状態にある前記光検出手段から出力された電気信号との差に基づいて、前記蛍光強度を算出することを特徴とする請求項６記載の半導体製造条件設定装置。
【請求項８】
チャンバ内にプラズマを発生させ、当該プラズマを使用して被処理基板に処理を施すことにより半導体基板を製造する半導体製造装置において、
請求項３〜請求項７の何れか一項記載の半導体製造条件設定装置を備え、
前記チャンバは、当該チャンバ内に前記励起光を入射するための入射窓と、当該チャンバ内の前記プラズマの発光及び前記蛍光を外部へ放出させるための監視窓とを有し、
前記半導体製造条件設定装置の前記分光手段は、前記監視窓を通過した前記プラズマ光及び前記蛍光が入射する位置に配置されていることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項９】
前記入射窓又は前記監視窓のうち少なくとも一方は、曇り止め手段を備えていることを特徴とする請求項８記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
前記曇り止め手段は、前記監視窓を加熱するヒータであることを特徴とする請求項９記載の半導体製造装置。
【請求項１１】
請求項８〜請求項１０の何れか一項記載の半導体製造装置により前記処理を施されたことを特徴とする半導体基板。
【請求項１２】
プラズマを使用して被処理基板に処理を施す工程の条件を設定する方法であって、
前記プラズマに励起光を照射して蛍光を発生させる工程と、
前記蛍光を分光する工程と、
分光された前記蛍光の各波長の蛍光強度を算出する工程と、
前記条件である複数のパラメータの値を増減変化させたときに当該パラメータの増減変化に伴って前記蛍光強度が変化する前記各波長の中から、少なくとも二以上の波長を対応波長として前記各パラメータごとに選択する工程と、
前記パラメータの値と、前記各対応波長の前記蛍光強度に基づく値との関係を示す基準蛍光データを前記各パラメータごとに作成する工程と、
前記パラメータの許容範囲に対応した、前記各対応波長の前記蛍光強度に基づく範囲である許容蛍光範囲を前記各パラメータごとに決定する工程と、
前記被処理基板に前記処理を施す際に得られる前記蛍光の前記各対応波長の蛍光強度である処理中蛍光強度を算出する工程と、
前記基準蛍光データに基づいて、前記処理中蛍光強度に応じた候補パラメータを前記各パラメータの中から選定する工程と、
前記処理中蛍光強度に基づく値が前記許容蛍光範囲を越えたときに、当該処理中蛍光強度に基づく値が前記許容蛍光範囲内になるまで前記候補パラメータの値を調整する工程と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理における条件設定方法。
【請求項１３】
プラズマを使用して被処理基板に処理を施す工程の条件を設定する装置であって、
励起光を出力する励起光発生手段と、
前記励起光の照射により前記プラズマ内の粒子から放出する蛍光を分光する分光手段と、
前記蛍光の分光方向に分解能を有し、分光された前記蛍光の各波長成分を受光するとともに当該蛍光の各波長の強度に応じた電気信号を出力する光検出手段と、
前記光検出手段から出力された電気信号に基づいて、前記蛍光の各波長の蛍光強度を算出する蛍光強度算出手段と、
前記条件である複数のパラメータの値を増減変化させたときに当該パラメータの増減変化に伴って前記蛍光強度が変化する前記各波長の中から、少なくとも二以上の波長を対応波長として前記各パラメータごとに選択する対応波長選択手段と、
前記パラメータの値と、前記各対応波長の前記蛍光強度に基づく値との関係を示す基準蛍光データを前記各パラメータごとに作成する基準蛍光データ作成手段と、
前記パラメータの許容範囲に対応した、前記各対応波長の蛍光強度に基づく範囲である許容蛍光範囲を前記各パラメータごとに決定する許容蛍光範囲決定手段と、
前記被処理基板に前記処理を施す際に得られる前記蛍光の前記各対応波長の蛍光強度である処理中蛍光強度を算出する処理中蛍光強度算出手段と、
前記基準蛍光データに基づいて、前記処理中蛍光強度に応じた候補パラメータを前記各パラメータの中から選定する候補パラメータ選定手段と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理における条件設定装置。