(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に設けられた電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させて，そのプラズマにより基板に対して所定の処理を施すプラズマ処理方法であって，
複数の基板種別に対応して設定される基板種別データと前記基板をプラズマ処理する際に光学データ検出手段により検出される光学データとの相関関係を多変量解析により求める解析工程と，
前記解析工程で求めた相関関係を利用して，ある基板のプラズマ処理を開始したときに前記光学データ検出手段から検出される光学データから基板種別データを算出し，算出した基板種別データに基づいてその基板の種別を判定する判定工程と，
予めデータ記憶手段に前記各基板種別にそれぞれ関連づけられて記憶されたプラズマ処理の終点を検出するための各設定データから，前記判定工程で判定した前記基板種別に対応する設定データを選択する選択工程と，
前記選択工程で選択した設定データに基づいて前記プラズマ処理の終点検出を行う終点検出工程と，
前記終点検出工程で検出された終点でプラズマ処理を終了する終了工程と，
を有すること特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
前記光学データ検出手段は，前記基板上に光を照射する光源と，光源からの照射光が前記基板上から反射して得られる反射光の光スペクトルデータを検出する光検出手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記基板種別を判定するための光学データは，前記基板のプラズマ処理を開始した直後の所定時点で前記光学データ検出手段により検出される光スペクトルデータであることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記基板種別は，プラズマ処理の対象となる被処理膜上に形成されるマスクの種類によって分けられ，
前記終点検出工程は，前記基板を処理しながら，所定のタイミングで前記光学データ検出手段により検出される光スペクトルデータに基づいてその基板上の被処理膜の膜厚を検出し，検出した膜厚が所定の膜厚になった時点をプラズマ処理の終点とすることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記各設定データは，前記各基板種別に適した終点検出方法と終点検出レシピのいずれか一方又はこれらの組合せを設定するためのデータであり，
前記終点検出方法は，前記基板に光を照射したときに前記基板から反射して得られる反射光の光スペクトルデータにより検出される膜厚に基づいて終点を検出する方法，又はプラズマ発光の光スペクトルデータの変化に基づいて終点を検出する方法であり，
前記終点検出レシピは，前記終点検出に用いる光スペクトルデータの波長領域，又は前記基板に照射する光源の種類であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記解析工程では，前記多変量解析として部分最小二乗法を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
処理室内に設けられた電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させて，そのプラズマにより基板に対して所定の処理を施すプラズマ処理方法であって，
前記基板上の被処理膜上に形成されたマスクパターンの種類によって分けられる複数の基板種別に対応して設定される基板種別データと前記基板をプラズマ処理する際に光学データ検出手段により検出される光学データとの相関関係を多変量解析により求める解析工程と，
前記解析工程で求めた相関関係を利用して，ある基板のプラズマ処理を開始したときに前記光学データ検出手段から検出される光学データから基板種別データを算出し，算出した基板種別データに基づいてその基板の種別を判定する判定工程と，
予めデータ記憶手段に前記各基板種別にそれぞれ関連づけられて記憶されたプラズマ処理の終点を検出するための各レシピ設定データから，前記判定工程で判定した前記基板種別に対応するレシピ設定データを選択する選択工程と，
前記選択工程で選択したレシピ設定データに基づいて前記プラズマ処理の終点検出を行う終点検出工程と，
前記終点検出工程で検出された終点でプラズマ処理を終了する終了工程と，
を有すること特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項８】
前記光学データ検出手段は，前記基板上に光を照射する光源と，光源からの照射光が前記基板上から反射して得られる反射光の光スペクトルデータを検出する光検出手段とを備えることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理方法。
【請求項９】
前記基板種別は，前記基板上のマスクに形成された開口部の開口率に応じて分けたことを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】
前記各レシピ設定データは，前記光学データと膜厚との対応関係を表す複数の膜厚データであり，
前記選択工程は，前記判定工程で判定した前記基板種別に対応する膜厚データを選択し，
前記終点検出工程は，前記基板を処理しながら，所定のタイミングで前記光学データ検出手段により検出される光スペクトルデータから，前記選択工程で選択された膜厚データを利用してその基板上の被処理膜の膜厚を検出し，検出した膜厚が所定の膜厚になった時点をプラズマ処理の終点とすることを特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
処理室内に設けられた電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させて，そのプラズマにより基板に対して所定の処理を施すプラズマ処理方法であって，
前記基板上の被処理膜上に形成されたマスクの材質の種類によって分けられる複数の基板種別に対応して設定される基板種別データと前記基板をプラズマ処理する際に光学データ検出手段により検出される光学データとの相関関係を多変量解析により求める解析工程と，
前記解析工程で求めた相関関係を利用して，ある基板のプラズマ処理を開始したときに前記光学データ検出手段から検出される光学データから基板種別データを算出し，算出した基板種別データに基づいてその基板の種別を判定する判定工程と，
予めデータ記憶手段に前記各基板種別にそれぞれ関連づけられて記憶されたプラズマ処理の終点を検出するための各検出方法設定データから，前記判定工程で判定した前記基板種別に対応する検出方法設定データを選択する選択工程と，
前記選択工程で選択した検出方法設定データに基づいて前記プラズマ処理の終点検出を行う終点検出工程と，
前記終点検出工程で検出された終点でプラズマ処理を終了する終了工程と，
を有すること特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１２】
前記光学データ検出手段は，前記基板上に光を照射する光源と，光源からの照射光が前記基板上から反射して得られる反射光の光スペクトルデータを検出する光検出手段とを備えることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１３】
前記基板種別は，前記基板上のマスクがハードマスクかフォトレジストマスクかによって分けたことを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１４】
前記ハードマスクが形成された基板の種別に対する検出方法設定データは，前記光源から前記ハードマスクで反射する波長の単一の照射光を前記基板に照射して得られる前記基板からの反射光の光スペクトルデータに基づいて前記被処理膜の膜厚を検出し，検出された膜厚に基づいて終点を検出する検出方法を実行するための設定データであり，
前記フォトレジストマスクが形成された基板の種別に対する検出方法設定データは，前記光源から前記フォトレジストマスクを透過する波長の照射光と反射する波長の照射光を前記基板に照射して得られる前記基板からの反射光の光スペクトルデータに基づいて前記被処理膜の膜厚を検出し，検出された膜厚に基づいて終点を検出する検出方法を実行するための設定データであることを特徴とする請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１５】
処理室内に設けられた電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させて，そのプラズマにより基板に対して所定の処理を施すプラズマ処理装置であって，
前記基板をプラズマ処理する際に光学データを検出するための光学データ検出手段と，
複数の基板種別に対応して設定される基板種別データと前記光学データ検出手段により検出される光学データとの相関関係を示す相関関係データと，前記各基板種別にそれぞれ関連づけられたプラズマ処理の終点を検出するための各設定データとを記憶するデータ記憶手段と，
前記処理室内で基板をプラズマ処理する際には，前記データ記憶手段に記憶された相関関係データを利用して，プラズマ処理を開始したときに前記光学データ検出手段から検出される光学データから基板種別データを算出し，算出した基板種別データに基づいて前記基板種別を判定し，判定した前記基板種別に対応する終点検出設定データを，前記データ記憶手段に記憶された各終点検出設定データから選択し，選択した終点検出設定データに基づいて前記プラズマ処理の終点検出を行う制御部と，
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１６】
前記光学データ検出手段は，前記基板上に光を照射する光源と，光源からの照射光が前記基板上から反射して得られる反射光の光スペクトルデータを検出する光検出手段とを備えることを特徴とする請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記基板種別を判定するための光学データは，前記基板のプラズマ処理を開始した直後の所定時点で前記光学データ検出手段により検出される光スペクトルデータであることを特徴とする請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】
前記基板種別は，プラズマ処理の対象となる被処理膜上に形成されるマスクの種類によって分けられ，
前記基板のプラズマ処理の終点検出を行う際には，前記基板を処理しながら，所定のタイミングで前記光学データ検出手段により検出される光スペクトルデータに基づいてその基板上の被処理膜の膜厚を検出し，検出した膜厚が所定の膜厚になった時点をプラズマ処理の終点とすることを特徴とする請求項１７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記各設定データは，前記各基板種別に適した終点検出方法と終点検出レシピのいずれか一方又はこれらの組合せを設定するためのデータであり，
前記終点検出方法は，前記基板に光を照射したときに前記基板から反射して得られる反射光の光スペクトルデータにより検出される膜厚に基づいて終点を検出する方法，又はプラズマ発光の光スペクトルデータの変化に基づいて終点を検出する方法であり，
前記終点検出レシピは，前記終点検出に用いる光スペクトルデータの波長領域，又は前記基板に照射する光源の種類であることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項２０】
前記基板種別データと前記光学データとの相関関係データは，前記基板種別データと前記光学データを多変量解析することによって求められたものであることを特徴とする請求項１５〜１９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２１】
前記多変量解析では，部分最小二乗法を用いることを特徴とする請求項２０に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，例えば半導体ウエハ，液晶基板などの基板に対してプラズマ用いた処理を行うプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを用いた基板の処理（例えばエッチング処理，成膜処理など）は，従来から半導体製造工程あるいはＬＣＤ基板製造工程に広く適用されている。このようなプラズマ処理に用いられるプラズマ処理装置としては，例えば処理室内に互いに平行に配設された上部電極と下部電極を備え，下部電極に基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」とも称する）を載置し，上部電極と下部電極間に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させ，例えばパターニングされたマスクを用いて被エッチング膜をエッチングする。
【０００３】
このようなプラズマエッチング処理では，この処理を実行して得られる光学データに基づいて処理の終点を検出するものが知られている。例えばエッチングによって発生したガスの発光スペクトルを光学データとして検出して，特定波長が変化した時点をエッチングの終点として検出するものが広く知られている。また，基板に特定波長の光を照射したときに，被エッチング膜とマスクとの境界面やマスク表面から反射する反射光の干渉光（干渉波）を光学データとして検出して，この干渉光に基づいてエッチング量や膜厚を算出し，所望のエッチング量又は膜厚になった時点をエッチングの終点として検出するものも提案されている（例えば特許文献１，２参照）。特許文献２にはマスクの光透過率を考慮して，光源から波長の異なる２種類の光をウエハに照射することにより，光透過率の高いマスクでもエッチング量を算出できるようにしたものが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２００１−２１７２２７号公報
【特許文献２】特開平２００４−３６３３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，近年の半導体デバイスの多様化により，例えばマスクパターンの種類（開口率）が異なるウエハを同じ処理室内でプラズマ処理する場合も増えてきている。
【０００６】
しかしながら，このようなウエハにプラズマ処理する場合，従来はマスクパターンの種類に拘らずプラズマ処理の終点検出を行っていたので，マスクの材質の種類が同じでもマスクパターンの種類によっては終点にずれが生じ，正確に終点を検出できないことが，本発明者らの実験によって明らかになった。すなわち，マスクパターンの種類が異なると，プラズマ処理で得られる光学データの特性も異なるため，そのような光学データに基づいてプラズマ処理の終点を検出すると，マスクパターンの種類ごとに終点にずれが生じてしまい，正確に終点を検出できない場合があることがわかった。
【０００７】
この場合，マスクパターンの種類が異なるウエハごと，すなわちウエハの種別ごとにオペレータがプラズマ処理装置の終点検出方法などを変えて処理を実行すればよいとも考えられるが，ウエハの処理を行うごとにそのウエハの種別を確認して，その都度終点検出方法などを変えるのでは，手間がかかり，またスループットも低下してしまう。これは必ずしもマスクパターンの種類が異なる場合には限られず，例えばマスクの材質の種類や被エッチング膜の膜質の種類が異なる場合などについても同様の問題がある。
【０００８】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，基板の種別を自動的に判定し，判定された基板の種別に応じた終点検出設定を自動的に選択することができ，これによって基板の種別に拘らず正確な終点検出を行うことができるプラズマ処理方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，処理室内に設けられた電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させて，そのプラズマにより基板に対して所定の処理を施すプラズマ処理方法であって，複数の基板種別に対応して設定される基板種別データと前記基板をプラズマ処理する際に光学データ検出手段により検出される光学データとの相関関係を多変量解析により求める解析工程と，前記解析工程で求めた相関関係を利用して，ある基板のプラズマ処理を開始したときに前記光学データ検出手段から検出される光学データから基板種別データを算出し，算出した基板種別データに基づいてその基板の種別を判定する判定工程と，予めデータ記憶手段に前記各基板種別にそれぞれ関連づけられて記憶されたプラズマ処理の終点を検出するための各設定データから，前記判定工程で判定した前記基板種別に対応する設定データを選択する選択工程と，前記選択工程で選択した設定データに基づいて前記プラズマ処理の終点検出を行う終点検出工程と，前記終点検出工程で検出された終点でプラズマ処理を終了する終了工程とを有すること特徴とするプラズマ処理方法が提供される。
【００１０】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に設けられた電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させて，そのプラズマにより基板に対して所定の処理を施すプラズマ処理装置であって，前記基板をプラズマ処理する際に光学データを検出するための光学データ検出手段と，複数の基板種別に対応して設定される基板種別データと前記光学データ検出手段により検出される光学データとの相関関係を示す相関関係データと，前記各基板種別にそれぞれ関連づけられたプラズマ処理の終点を検出するための各設定データとを記憶するデータ記憶手段と，前記処理室内で基板をプラズマ処理する際には，前記データ記憶手段に記憶された相関関係データを利用して，プラズマ処理を開始したときに前記光学データ検出手段から検出される光学データから基板種別データを算出し，算出した基板種別データに基づいて前記基板種別を判定し，判定した前記基板種別に対応する終点検出設定データを，前記データ記憶手段に記憶された各終点検出設定データから選択し，選択した終点検出設定データに基づいて前記プラズマ処理の終点検出を行う制御部とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
【００１１】
このような本発明にかかる方法又は装置によれば，基板のプラズマ処理を開始したときにその基板の種別を自動的に判定し，判定された基板の種別に応じた終点検出設定を自動的に選択することができる。これにより，基板の種別に拘らず正確な終点検出を行うことができる。
【００１２】
また，上記光学データ検出手段は，例えば前記基板上に光を照射する光源と，光源からの照射光が前記基板上から反射して得られる反射光の光スペクトルデータを検出する光検出手段とを備える。基板の種別が異なると基板から反射して得られる反射光の光スペクトルデータの特性が異なるため，例えばこのような光スペクトルデータを利用することによって基板の種別を判定することができる。
【００１３】
また，上記基板種別を判定するための光学データは，前記基板のプラズマ処理を開始した直後の所定時点で前記光学データ検出手段により検出される光スペクトルデータであることが好ましい。これにより，プラズマ処理開始直後の早期の段階で基板の種別を判定することができる。
【００１４】
また，上記基板種別は，例えばプラズマ処理の対象となる被処理膜上に形成されるマスクの種類（例えばマスクの材質の種類やマスクパターンの種類）によって分けられ，その場合の終点検出工程としては，例えば前記基板を処理しながら，所定のタイミングで前記光学データ検出手段により検出される光スペクトルデータに基づいてその基板上の被処理膜の膜厚を検出し，検出した膜厚が所定の膜厚になった時点をプラズマ処理の終点とするものである。基板上の被処理膜の膜厚が変化すると，光スペクトルデータの特性も変化するので，光スペクトルデータに基づいて膜厚を検出することができる。これによれば，光スペクトルデータに基づいて，基板の種別のみならず，被処理膜の膜厚も検出することができる。
【００１５】
また，上記各設定データは，例えば前記各基板種別に適した終点検出方法と終点検出レシピのいずれか一方又はこれらの組合せを設定するためのデータである。この場合，終点検出方法は，例えば前記基板に光を照射したときに前記基板から反射して得られる反射光の光スペクトルデータにより検出される膜厚に基づいて終点を検出する方法，又はプラズマ発光の光スペクトルデータの変化に基づいて終点を検出する方法であり，終点検出レシピは，例えば前記終点検出に用いる光スペクトルデータの波長領域，又は前記基板に照射する光源の種類である。また，上記解析工程では，前記多変量解析として例えば部分最小二乗法を用いる。
【００１６】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に設けられた電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させて，そのプラズマにより基板に対して所定の処理を施すプラズマ処理方法であって，前記基板上の被処理膜上に形成されたマスクパターンの種類によって分けられる複数の基板種別に対応して設定される基板種別データと前記基板をプラズマ処理する際に光学データ検出手段により検出される光学データとの相関関係を多変量解析により求める解析工程と，前記解析工程で求めた相関関係を利用して，ある基板のプラズマ処理を開始したときに前記光学データ検出手段から検出される光学データから基板種別データを算出し，算出した基板種別データに基づいてその基板の種別を判定する判定工程と，予めデータ記憶手段に前記各基板種別にそれぞれ関連づけられて記憶されたプラズマ処理の終点を検出するための各レシピ設定データから，前記判定工程で判定した前記基板種別に対応するレシピ設定データを選択する選択工程と，前記選択工程で選択したレシピ設定データに基づいて前記プラズマ処理の終点検出を行う終点検出工程と，前記終点検出工程で検出された終点でプラズマ処理を終了する終了工程と，を有すること特徴とするプラズマ処理方法が提供される。
【００１７】
また，上記光学データ検出手段は，例えば前記基板上に光を照射する光源と，光源からの照射光が前記基板上から反射して得られる反射光の光スペクトルデータを検出する光検出手段とを備える。また，上記基板種別は，例えば前記基板上のマスクに形成された開口部の開口率に応じて分けるようにしてもよい。
【００１８】
この場合，前記各レシピ設定データは，前記光学データと膜厚との対応関係を表す複数の膜厚データとし，前記選択工程は，前記判定工程で判定した前記基板種別に対応する膜厚データを選択し，前記終点検出工程は，前記基板を処理しながら，所定のタイミングで前記光学データ検出手段により検出される光スペクトルデータから，前記選択工程で選択された膜厚データを利用してその基板上の被処理膜の膜厚を検出し，検出した膜厚が所定の膜厚になった時点をプラズマ処理の終点とするようにしてもよい。
【００１９】
このような基板上のマスクパターンの種類（例えば所定領域内の開口率）が異なると，基板から反射して得られる光スペクトルデータの特性も変わる。このため，そのような光スペクトルデータを利用して終点検出を行う場合には，マスクパターンの種類に応じた終点検出を行うことにより，マスクパターンの種類に拘わらず正確に終点検出を行うことができる。
【００２０】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に設けられた電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させて，そのプラズマにより基板に対して所定の処理を施すプラズマ処理方法であって，前記基板上の被処理膜上に形成されたマスクの材質の種類によって分けられる複数の基板種別に対応して設定される基板種別データと前記基板をプラズマ処理する際に光学データ検出手段により検出される光学データとの相関関係を多変量解析により求める解析工程と，前記解析工程で求めた相関関係を利用して，ある基板のプラズマ処理を開始したときに前記光学データ検出手段から検出される光学データから基板種別データを算出し，算出した基板種別データに基づいてその基板の種別を判定する判定工程と，予めデータ記憶手段に前記各基板種別にそれぞれ関連づけられて記憶されたプラズマ処理の終点を検出するための各検出方法設定データから，前記判定工程で判定した前記基板種別に対応する検出方法設定データを選択する選択工程と，前記選択工程で選択した検出方法設定データに基づいて前記プラズマ処理の終点検出を行う終点検出工程と，前記終点検出工程で検出された終点でプラズマ処理を終了する終了工程とを有すること特徴とするプラズマ処理方法が提供される。
【００２１】
また，上記光学データ検出手段は，例えば前記基板上に光を照射する光源と，光源からの照射光が前記基板上から反射して得られる反射光の光スペクトルデータを検出する光検出手段とを備える。
【００２２】
上記基板種別は，例えば前記基板上のマスクがハードマスクかフォトレジストマスクかによって分けるようにしてもよい。この場合，前記ハードマスクが形成された基板の種別に対する検出方法設定データは，前記光源から前記ハードマスクで反射する波長の単一の照射光を前記基板に照射して得られる前記基板からの反射光の光スペクトルデータに基づいて前記被処理膜の膜厚を検出し，検出された膜厚に基づいて終点を検出する検出方法を実行するための設定データとし，前記フォトレジストマスクが形成された基板の種別に対する検出方法設定データは，前記光源から前記フォトレジストマスクを透過する波長の照射光と反射する波長の照射光を前記基板に照射して得られる前記基板からの反射光の光スペクトルデータに基づいて前記被処理膜の膜厚を検出し，検出された膜厚に基づいて終点を検出する検出方法を実行するための設定データとすることが好ましい。
【００２３】
このような基板上のマスクの材質の種類（例えばマスクの透過率）が異なると，基板から反射して得られる光スペクトルデータの特性も変わる。このため，そのような光スペクトルデータを利用して終点検出を行う場合には，マスクの材質の種類に応じた終点検出を行うことにより，マスクの材質の種類に拘わらず正確に終点検出を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば，基板の種別を自動的に判定し，判定された基板の種別に応じた終点検出設定を自動的に選択することができる。これにより，基板の種別に応じた終点検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
（第１実施形態）
先ず，本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の概略構成を図面を参照しながら説明する。図１は，本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成例を示す断面図である。ここでは，プラズマ処理装置の一例として，平行平板型のプラズマエッチング装置を例に挙げて説明する。
【００２７】
プラズマ処理装置１００は，例えば表面が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムから成る円筒形状に成形された処理容器を有する処理室１０２を備える。この処理室１０２は接地されている。処理室１０２内の底部にはセラミックなどの絶縁板１０３を介して，ウエハＷを載置するための略円柱状のサセプタ支持台１０４が設けられている。このサセプタ支持台１０４の上には，下部電極を構成するサセプタ１０５が設けられている。このサセプタ１０５にはハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１０６が接続されている。
【００２８】
サセプタ支持台１０４の内部には，温度調節媒体室１０７が設けられている。そして，導入管１０８を介して温度調節媒体室１０７に温度調節媒体が導入，循環され，排出管１０９から排出される。このような温度調節媒体の循環により，サセプタ１０５を所望の温度に制御できるようになっている。
【００２９】
サセプタ１０５は，その上側中央部が凸状の円板状に成形され，その上にウエハＷと略同形の静電チャック１１１が設けられている。静電チャック１１１は，絶縁材の間に電極１１２が介在された構成となっている。静電チャック１１１は，電極１１２に接続された直流電源１１３から例えば１．５ｋＶの直流電圧が印加される。これによって，ウエハＷが静電チャック１１１に静電吸着される。
【００３０】
そして，絶縁板１０３，サセプタ支持台１０４，サセプタ１０５，および静電チャック１１１には，被処理体であるウエハＷの裏面に，伝熱媒体（例えばＨｅガスなどのバックサイドガス）を供給するためのガス通路１１４が形成されている。この伝熱媒体を介してサセプタ１０５とウエハＷとの間の熱伝達がなされ，ウエハＷが所定の温度に維持される。
【００３１】
サセプタ１０５の上端周縁部には，静電チャック１１１上に載置されたウエハＷを囲むように，環状のフォーカスリング１１５が配置されている。このフォーカスリング１１５は，セラミックスもしくは石英などの絶縁性材料，または導電性材料によって構成されている。フォーカスリング１１５が配置されることによって，エッチングの均一性が向上する。
【００３２】
また，サセプタ１０５の上方には，このサセプタ１０５と平行に対向して上部電極１２１が設けられている。この上部電極１２１は，絶縁材１２２を介して，処理室１０２の内部に支持されている。上部電極１２１は，サセプタ１０５との対向面を構成し多数の吐出孔１２３を有する電極板１２４と，この電極板１２４を支持する電極支持体１２５とによって構成されている。電極板１２４は例えば石英から成り，電極支持体１２５は例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムなどの導電性材料から成る。なお，サセプタ１０５と上部電極１２１との間隔は，調節可能とされている。
【００３３】
上部電極１２１における電極支持体１２５の中央には，ガス導入口１２６が設けられている。このガス導入口１２６には，ガス供給管１２７が接続されている。さらにこのガス供給管１２７には，バルブ１２８およびマスフローコントローラ１２９を介して，処理ガス供給源１３０が接続されている。
【００３４】
この処理ガス供給源１３０から，プラズマエッチングのためのエッチングガスが供給されるようになっている。なお，図１にはガス供給管１２７，バルブ１２８，マスフローコントローラ１２９，および処理ガス供給源１３０等から成る処理ガス供給系を１つのみ示しているが，プラズマ処理装置１００は，複数の処理ガス供給系を備えている。例えば，ＣＦ４，Ｏ２，Ｎ２，ＣＨＦ３等のエッチングガスが，それぞれ独立に流量制御され，処理室１０２内に供給される。
【００３５】
処理室１０２の底部には排気管１３１が接続されており，この排気管１３１には排気装置１３５が接続されている。排気装置１３５は，ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており，処理室１０２内を所定の減圧雰囲気（例えば０．６７Ｐａ以下）に調整する。また，処理室１０２の側壁にはゲートバルブ１３２が設けられている。このゲートバルブ１３２が開くことによって，処理室１０２内へのウエハＷの搬入，および，処理室１０２内からのウエハＷの搬出が可能となる。なお，ウエハＷの搬送には例えば，ウエハカセットが用いられる。
【００３６】
上部電極１２１には，第１の高周波電源１４０が接続されており，その給電線には第１の整合器１４１が介挿されている。また，上部電極１２１にはローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４２が接続されている。この第１の高周波電源１４０は，５０〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有する電力を出力することが可能である。このように高い周波数の電力を上部電極１２１に印加することにより，処理室１０２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができ，従来と比べて低圧条件下のプラズマ処理が可能となる。第１の高周波電源１４０の出力電力の周波数は，５０〜８０ＭＨｚが好ましく，典型的には図示した６０ＭＨｚまたはその近傍の周波数に調整される。
【００３７】
下部電極としてのサセプタ１０５には，第２の高周波電源１５０が接続されており，その給電線には第２の整合器１５１が介挿されている。この第２の高周波電源１５０は数百ｋＨｚ〜十数ＭＨｚの範囲の周波数を有する電力を出力することが可能である。このような範囲の周波数の電力をサセプタ１０５に印加することにより，被処理体であるウエハＷに対してダメージを与えることなく適切なイオン作用を与えることができる。第２の高周波電源１５０の出力電力の周波数は，典型的には図示した２ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚ等に調整される。
【００３８】
（光学データ検出手段の構成例）
本実施形態にかかるプラズマ処理装置１００は，光学データを検出する光学データ検出手段の１例としての光学計測器を備えている。図２は光学計測器の構成例を示すブロック図である。ここでの光学計測器２００は，ウエハ上に光を照射したときにウエハから反射して得られる反射光の例えば光スペクトルデータなどの光学データを検出するものである。
【００３９】
具体的には光学計測器２００は図２に示すように集光レンズ２０２，光ファイバ２０４，光源２０６，ポリクロメータ（光検出部）２０８を備える。光源２０６は，例えばキセノンランプ，タングステンランプ，各種レーザ，あるいはこれらの組み合わせによって構成されており，所定波長の光を出射したり，波長の異なる複数の光を照射したりすることができる。
【００４０】
上部電極１２１には，筒状の観察部１６０が設けられている。この観察部１６０の上端には，例えば石英ガラスによって構成された窓部１６２が設けられている。観察部１６０は，窓部１６２に対向して設けられた集光レンズ２０２および光ファイバ２０４によって，光源２０６およびポリクロメータ２０８に光学的に接続されている。
【００４１】
光源２０６から出射された光は，光ファイバ２０４，観察部１６０をそれぞれ介してウエハＷに照射される。光源２０６からの光がウエハＷの高低差のある複数の箇所で反射すると，これら複数の反射光は相互に干渉し合い，その反射光（干渉光）は光ファイバ２０４を介してポリクロメータ２０８に入射されて検出される。
【００４２】
例えば図３に示すようにウエハＷ上に被処理膜としての被エッチング膜Ｅと，この被エッチング膜Ｅにホールを形成するための所定の開口部を有するマスクＭとが形成されている場合を考える。ウエハＷをエッチングすると，被エッチング膜Ｅの露出部分（マスクＭの開口部の部分）だけが徐々にエッチングされて，ホールＨが形成されていく。このとき，光源２０６からの光ＬａがウエハＷに照射されると，マスクＭと被エッチング膜Ｅとの境界面で反射するとともに，被エッチング膜Ｅの露出面（ホールＨの底面）で反射する。これら反射光Ｌａ１，Ｌａ２は相互に干渉し合い，その反射光（干渉光）はポリクロメータ２０８により検出される。
【００４３】
こうして，ポリクロメータ２０８で検出された反射光（干渉光）は，光学データ（例えば光スペクトルデータ）として制御部３００に入力される。制御部３００では，この光学データをウエハ種別の判定，ウエハ上に形成される被エッチング膜などの膜厚検出，エッチングの終点検出などに利用する。制御部３００における具体的な処理についての詳細は後述する。
【００４４】
なお，光学データとしてはウエハをプラズマ処理する際にプラズマから得られる光スペクトルデータであってもよい。これによれば，プラズマ発光の光スペクトルデータを用いて被エッチング膜の膜厚検出を行うことができる。この場合には，光学計測器はプラズマ発光の光スペクトルデータについても検出できるように構成してもよい。
【００４５】
（制御部の構成例）
ここで，上記制御部の構成例を図面を参照しながら説明する。図４はプラズマ処理装置の制御部の構成例を示すブロック図である。図４に示すように制御部３００は各種処理を実行するためのプログラムを記憶するプログラム記憶手段３１０と，プログラム記憶手段３１０に記憶されたプログラムに基づいて各部を制御して処理を実行する演算手段３２０と，各種処理を実行する際に設定される設定データやプログラムに基づく処理によって得られた結果データをなどを記憶するデータ記憶手段３３０と，光学計測器２００からの光学データの入力など各種データの入出力を行う入出力手段３４０，プラズマ処理装置１００の各部を制御するための各種コントローラ３５０を備える。
【００４６】
上記演算手段３２０は例えばマイクロプロセッサなどで構成してもよい。上記プログラム記憶手段３１０，データ記憶手段３２０はそれぞれメモリやハードディスクなどの記憶媒体で構成してもよい。
【００４７】
プログラム記憶手段３１０は，例えば部分最小二乗法などの多変量解析によりウエハ種別データと光学データとの相関関係を求めるための多変量解析プログラムの他，ウエハに施すエッチングなどのプラズマ処理を行うためのプログラム，ウエハ種別に応じてプラズマ処理の終点を検出するための終点検出処理など各種の処理を実行するためのプログラムなどを記憶する。
【００４８】
データ記憶手段３３０は，ウエハ種別データと光学データとの相関関係を求めるための解析用データ３３２，解析用データ３３２を多変量解析した結果である相関関係データ３３４，ウエハ種別に応じて終点検出設定データを選択するための終点検出用選択データ３３６などを記憶する。
【００４９】
解析用データ３３２は，例えば図５に示すように解析用に用意されたウエハ（例えばＷ１〜Ｗ６）と，各ウエハ種別（例えばＡ，Ｂ）と，各ウエハ種別に対応して設定されるウエハ種別データ（例えば０，１）と，そのウエハを処理したときに得られる光学データ（例えば光スペクトルデータ）とにより構成される。なお，解析用データ３３２の構成は，図５に示すものに限られるものではない。
【００５０】
ここでいうウエハ種別は，例えばエッチングの対象となる被エッチング膜上に形成されるマスクの種類（例えばマスクの材質の種類，マスクパターンの種類）によって分けられる。また，ウエハ種別は，被エッチング膜の膜質の種類などによって分けてもよく，これらの種類の２以上の組合せによって分けるようにしてもよい。
【００５１】
ウエハ種別をマスクパターンの種類で分ける場合としては，例えばマスクにおける所定領域の開口率が異なるマスクパターンごとに分ける場合が挙げられる。ウエハ種別を被エッチング膜の膜質の種類で分ける場合としては，例えば酸化膜とポリシリコン膜などで分ける場合が挙げられる。
【００５２】
ウエハ種別をマスクの材質の種類で分ける場合としては，例えばハードマスクとフォトレジストマスクなどで分ける場合が挙げられる。ハードマスクは例えばＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４などにより構成され，フォトレジストマスクは例えばＫｒｆ，Ａｒｆ，ｉ線などの感光性材料から構成されるので，これらマスクの材質ごとに細かく分けるようにしてもよい。
【００５３】
このようにマスクや被エッチング膜などの種類が異なるウエハでは，それらのウエハから反射する光スペクトルの特性も異なるので，そのような光スペクトルをそのまま終点検出などで利用すると，検出される終点にずれが生じる場合がある。このため，本発明では後述するようにウエハ種別を判定して，ウエハ種別ごとに適切な終点検出を行う。例えば図５に示す場合はウエハ種別が２種類の場合なので，それぞれのウエハ種別をＡ，Ｂとしている。
【００５４】
解析用に用意するウエハＷ１〜Ｗ６は，既にウエハ種別がわかっているウエハであり，各ウエハ種別（例えばＡ，Ｂ）ごとに異なる数値を割り当てる。この数値は自由に割り当てることができるが，ここでは例えば０から初めて正の整数を順番に割り当てている。１から割り当ててもよい。このウエハ種別ごとに割り当てる数値のデータをウエハ種別データと称している。例えば図５に示すウエハ種別は２種類であるので（種別Ａ，Ｂ），各ウエハ種別に対応するウエハ種別データを０，１とする。
【００５５】
ここでいう光学データは，例えばウエハ上に光を照射して得られるウエハからの反射光についての所定の波長領域（波長帯）におけるスペクトル強度のデータ（光スペクトルデータ）である。具体的には所定波長領域内で所定間隔ごとに１〜Ｋまでの波長の光スペクトル強度を用いる。例えば１９５〜９５５ｎｍの範囲において５ｎｍ間隔の１５３波長の光スペクトル強度を用いる。各波長の光スペクトル強度は，例えば１枚のウエハをエッチングしたときに，そのエッチング開始から数秒（例えば３秒）後のものを使用する。
【００５６】
終点検出用選択データ３３６は，例えば図６に示すようにウエハ種別（例えばＡ，Ｂ）と各ウエハ種別にそれぞれ関連づけられた終点検出設定データ（例えばＤａ，Ｄｂ）とからなる。終点検出設定データは，終点検出に必要な設定データである。終点検出設定データとしては，例えば終点検出方法，終点検出レシピ，これら方法とレシピの組合せなどが挙げられる。
【００５７】
このように，ウエハ種別ごとに最適な終点検出設定データを定めて，予め終点検出用選択データ３３６として記憶しておき，後述するようにウエハ種別が判定されたときにそのウエハ種別に対応する終点検出設定データを選択することで，各ウエハ種別に応じた最適な終点検出を行うことができる。
【００５８】
終点検出方法としては，例えばウエハに光を照射したときにウエハから反射して得られる反射光の光スペクトルデータにより検出される膜厚に基づいて終点を検出する方法，プラズマ発光の光スペクトルデータの変化に基づいて終点を検出する方法などがある。終点検出レシピとしては，例えば終点検出に用いる光スペクトルデータの波長領域（波長帯），ウエハに照射する光源の種類などが挙げられる。
【００５９】
また，複数の膜厚とそのときにウエハから反射されるべき光スペクトルデータとの対応関係を表す膜厚データを用いて，ウエハを処理したときに得られる光スペクトルデータから検出した膜厚に基づいて終点検出を行う場合には，ウエハ種別ごとに膜厚データを終点検出レシピとして記憶しておき，ウエハ種別に応じて膜厚データを選択するようにしてもよい。
【００６０】
このような制御部３００では，ウエハ種別を判定するために用いるウエハ種別データと光学データとの相関関係データ（モデル）を，多変量解析を利用した解析処理によって予め作成する。具体的には光学データを説明変量（説明変数）とし，ウエハ種別データを被説明変量（目的変量，目的変数）とする下記（１−１）の関係式（回帰式などの予測式，モデル）を多変量解析プログラムを用いて求める。下記回帰式（１−１）において，Ｘは説明変量の行列を意味し，Ｙは被説明変量の行列を意味する。また，Ｂは説明変量の係数（重み）からなる回帰行列であり，Ｅは残差行列である。
【００６１】
Ｙ＝ＢＸ＋Ｅ・・・（１−１）
【００６２】
例えば図５に示す光スペクトルデータを用いてＸを表すと，下記数式（１−２）に示すようになり，図５に示すウエハ種別データを用いてＹを表すと下記数式（１−３）に示すようになる。なお，下記数式（１−２）において例えばλａ１１〜λａ１Ｋは，ウエハ種別がＹａのウエハを処理した場合に得られる光スペクトルデータであり，１〜Ｋまでの各波長の光スペクトル強度の値に相当する。
【００６３】
0004640828.tif 000002
【００６４】
0004640828.tif 000003
【００６５】
本実施形態において上記（１−１）を求める際には，例えばＪＯＵＲＮＡＬＯＦ
ＣＨＥＭＯＭＥＴＲＩＣＳ，ＶＯＬ．２（ＰＰ２１１−２２８）（１９９８）に掲載されているＰＬＳ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅｓ）法を用いている。このＰＬＳ法は，行列Ｘ，Ｙそれぞれに多数の説明変量及び被説明変量があってもそれぞれの少数の実測値があればＸとＹの関係式を求めることができる。しかも，少ない実測値で得られた関係式であっても安定性及び信頼性の高いものであることもＰＬＳ法の特徴である。
【００６６】
プログラム記憶手段３１０には，多変量解析プログラムとして例えばＰＬＳ法用のプログラムが記憶され，演算手段３２０においてウエハ種別データ及び光学データをプログラムの手順に従って処理し，上記回帰式（１−１）を求め，この結果を相関関係データとしてデータ記憶手段３３０に記憶する。従って，上記回帰式（１−１）を求めれば，後は光学データを説明変量として行列Ｘに当てはめることによってウエハ種別データを算出することができる。しかも算出されたウエハ種別データは信頼性の高いものになる。
【００６７】
例えば，ＸＴＹ行列に対してｉ番目の固有値に対応する第ｉ主成分はｔｉで表される。行列Ｘはこの第ｉ主成分の得点ｔｉとベクトルｐｉを用いると下記（１−４）式で表され，行列Ｙはこの第ｉ主成分の得点ｔｉとベクトルｃｉを用いると下記（１−５）式で表される。なお，下記（１−４）式，（１−５）式において，Ｘｉ＋１，Ｙｉ＋１はＸ，Ｙの残差行列であり，ＸＴは行列Ｘの転置行列である。以下では指数Ｔは転置行列を意味する。
【００６８】
Ｘ＝ｔ１ｐ１＋ｔ２ｐ２＋ｔ３ｐ３＋・・＋ｔｉｐｉ＋Ｘｉ＋１・・・（１−４）
【００６９】
Ｙ＝ｔ１ｃ１＋ｔ２ｃ２＋ｔ３ｃ３＋・・＋ｔｉｃｉ＋Ｙｉ＋１・・・（１−５）
【００７０】
而して，第１実施形態で用いられるＰＬＳ法は，上記（１−４）式，（１−５）式を相関させた場合の複数の固有値及びそれぞれの固有ベクトルを少ない計算量で算出する方法である。
【００７１】
ＰＬＳ法は以下の手順で実施される。先ず第１段階では，行列Ｘ，Ｙのセンタリング及びスケーリングの操作を行う。そして，ｉ＝１を設定し，Ｘ１＝Ｘ，Ｙ１＝Ｙとする。また，ｕ１として行列Ｙ１の第１列を設定する。尚，センタリングとは各行の個々の値からそれぞれの行の平均値を差し引く操作であり，スケーリングとは各行の個々の値をそれぞれの行の標準偏差で除する操作（処理）である。
【００７２】
第２段階では，ｗｉ＝ＸｉＴｕｉ／（ｕｉＴｕｉ）を求めた後，ｗｉの行列式を正規化し，ｔｉ＝Ｘｉｗｉを求める。また，行列Ｙについても同様の処理を行って，ｃｉ＝ＹｉＴｔｉ／（ｔｉＴｔｉ）を求めた後，ｃｉの行列式を正規化し，ｕｉ＝Ｙｉｃｉ／（ｃｉＴｃｉ）を求める。
【００７３】
第３段階ではＸローディング（負荷量）ｐｉ＝ＸｉＴｔｉ／（ｔｉＴｔｉ），Ｙ負荷量ｑｉ＝ＹｉＴｕｉ／（ｕｉＴｕｉ）を求める。そして，ｕをｔに回帰させたｂｉ＝ｕｉＴｔｉ／（ｔｉＴｔｉ）を求める。次いで，残差行列Ｘｉ＝Ｘｉ−ｔｉｐｉＴ，残差行列Ｙｉ＝Ｙｉ−ｂｉｔｉｃｉＴを求める。そして，ｉをインクリメントしてｉ＝ｉ＋１を設定し，第２段階からの処理を繰返す。これら一連の処理をＰＬＳ法のプログラムに従って所定の停止条件を満たすまで，あるいは残差行列Ｘｉ＋１がゼロに収束するまで繰り返し，残差行列の最大固有値及びその固有ベクトルを求める。
【００７４】
ＰＬＳ法は残差行列Ｘｉ＋１の停止条件またはゼロへの収束が速く，１０回程度の計算の繰返すだけで残差行列が停止条件またはゼロに収束する。一般的には４〜５回の計算の繰り返しで残差行列が停止条件またはゼロへの収束する。この計算処理によって求められた最大固有値及びその固有ベクトルを用いてＸＴＹ行列の第１主成分を求め，Ｘ行列とＹ行列の最大の相関関係を知ることができる。
【００７５】
（プラズマ処理装置の動作）
次に，上記プラズマ処理装置１００の動作を説明する。本実施形態ではまず解析用ウエハ（テストウエハ）をプラズマエッチング処理することによって解析用データ３３２を取得し，この解析用データ３３２を用いて多変量解析を行うことによってウエハ種別データと光学データとの相関関係（回帰式（１−１））を求める。そして，ウエハ種別の判定を伴うウエハ処理（例えば製品用ウエハの処理）を行う。この段階ではウエハ処理開始後の所定の時点における光学データを検出し，この光学データを回帰式（１−１）に当てはめることによってウエハ種別データを算出し，算出されたウエハ種別データからウエハ種別を判定する。
【００７６】
ここで，プラズマ処理装置１００が行う解析用ウエハ又はそれ以外のウエハ（例えば製品用ウエハ）のプラズマエッチング処理の具体例を説明する。ここでは，ウエハ上に図３に示すような被エッチング膜Ｅとしてポリシリコン膜とマスクＭが形成されている場合のプラズマエッチング処理について説明する。
【００７７】
先ず，サセプタ１０５上のウエハに対して，少なくともＣＦ４とＯ２を含む混合ガスを用いて被エッチング膜Ｅの露出面の自然酸化膜を除去するエッチング処理を行う（ブレークスルーエッチング工程）。
【００７８】
ブレークスルーエッチングを行う際の条件としては，例えば処理室１０２内の圧力を１０ｍＴｏｒｒ，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を１４０ｍｍ，ＣＦ４／Ｏ２のガス流量比（ＣＦ４のガス流量／Ｏ２のガス流量）を１３４ｓｃｃｍ／２６ｓｃｃｍとする。また，ウエハを吸着するために静電チャック１１０に印加する電圧を２．５ｋＶ，ウエハＷの裏面冷却ガス圧力をセンタ，エッジともに３ｍＴｏｒｒとする。また，処理室１０２内の設定温度については下部電極を７５℃，上部電極を８０℃，側壁部を６０℃とする。
【００７９】
ブレークスルーエッチング工程では，サセプタ１０５と上部電極１２１にそれぞれ高い高周波電力を印加する。例えば上部電極１２１に印加する高周波電力を６５０Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を２２０Ｗとする。これにより，被エッチング膜Ｅの露出面の自然酸化膜が除去される。
【００８０】
次いで，マスクＭの開口部において，深さ方向へ被エッチング膜Ｅをエッチングするメインエッチング工程を行う。このメインエッチング工程では，少なくともＨＢｒとＯ２を含む混合ガスを処理ガスとして用いて，マスクＭの開口部において，被エッチング膜Ｅを深さ方向へ削る。被エッチング膜Ｅは，例えば元の膜厚の８５％の深さまでエッチングされる。
【００８１】
メインエッチングを行う際の条件としては，例えば処理室１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を１４０ｍｍ，ＨＢｒ／Ｏ２のガス流量比（ＨＢｒのガス流量／Ｏ２のガス流量）を４００ｓｃｃｍ／１ｓｃｃｍとする。また，ウエハを吸着するために静電チャック１１０に印加する電圧を２．５ｋＶ，ウエハＷの裏面冷却ガス圧力をセンタ，エッジともに３ｍＴｏｒｒとする。また，処理室１０２内の設定温度については下部電極を７５℃，上部電極を８０℃，側壁部を６０℃とする。
【００８２】
メインエッチング工程では，サセプタ１０５と上部電極１２１にそれぞれ比較的高い高周波電力を印加する。例えば上部電極１２１に印加する高周波電力を２００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１００Ｗとする。これによって，マスクＭの開口部に露出する被エッチング膜Ｅが選択的にエッチング除去され，被エッチング膜ＥにホールＨが形成される。
【００８３】
このようなプラズマエッチング処理の際に，光学計測器２００により，光源からの光を照射したときにウエハから反射して得られる反射光を光学データ（例えば光スペクトルデータ）として検出する。
【００８４】
例えば解析用ウエハについては，処理室１０２内で処理可能なすべてのウエハ種別についての解析用ウエハを用意して上記プラズマエッチング処理を実行してそれぞれの光学データを取得し，各ウエハ種別ごとにウエハ種別データを設定して，ウエハ種別データと光学データを解析用データ３３２としてデータ記憶手段３３０に記憶する。解析用データはウエハ種別ごとに複数枚分のデータがあることが好ましい。解析用データの数が多いほど，モデルの信頼性は向上する。
【００８５】
（解析処理の具体例）
次に，解析用データ３３２を利用してウエハ種別データと光学データとの相関関係を求めるための解析処理の具体例について説明する。図７は解析処理の具体例を示すフローチャートである。ステップＳ１１０にて解析処理に用いるウエハ種別データと光学データを取得する。具体的には例えばデータ記憶手段３３０に記憶された解析用データ３３２からウエハ種別データと光学データを取得する。
【００８６】
次いで，ステップＳ１２０にてウエハ種別データと光学データとの相関関係を求める。すなわちウエハ種別データと光学データに基づいて上記ＰＬＳ法による多変量解析を行って，これらの相関関係（例えば回帰式（１−１））を求め，その相関関係データ３３４をデータ記憶手段３３０に記憶する。
【００８７】
（解析結果を用いて行うウエハ処理の具体例）
次に，解析処理の結果を用いて行うウエハ処理の具体例について図面を参照しながら説明する。図８は本実施形態にかかるウエハ処理の具体例を示すフローチャートである。ここでは，例えば解析用ウエハ以外のウエハ（製品用ウエハなど）に対してプラズマエッチング処理を行う。このウエハ処理ではエッチング開始直後に相関関係データ３３４を用いてウエハ種別を判定した上で，ウエハ種別に応じた終点検出設定データを選択し，その終点検出設定データに基づいてエッチングの終点検出を行う。
【００８８】
具体的には図８に示すように，先ずステップＳ２１０にてウエハに対するプラズマエッチング処理を開始し，ステップＳ２２０にて終点検出設定データ選択処理を行う。この場合のプラズマエッチング処理は上記の場合と同様である。
【００８９】
ステップＳ２２０の終点検出設定データ選択処理は例えば図９に示すように実行される。すなわち，先ずステップＳ２２１にてエッチング開始したとき，例えばエッチング開始から数秒（例えば３秒）後の光学データを光学計測器２００により取得する。
【００９０】
次いでステップＳ２２２にて，データ記憶手段３３０からの相関関係データ３３４を利用して，取得した光学データからウエハ種別データを算出する。具体的には光学データを相関関係データ３３４である回帰式（１−１）に当てはめてウエハ種別データを算出する。
【００９１】
例えばウエハＷ１１〜Ｗ１６をエッチングした場合，エッチング開始から３秒後の光学データである光スペクトルデータは図１１に示すようになる。図１１は横軸に波長をとり，縦軸に各波長の光強度を反射率で表したものをとっている。図１１に示す波長領域の光スペクトルデータでは，ほぼ２種類の曲線群，すなわちウエハＷ１１〜Ｗ１３の曲線群とウエハＷ１４〜Ｗ１６の曲線群に分けられる。
【００９２】
続いてステップＳ２２３にて，算出されたウエハ種別データからウエハ種別（Ａ，Ｂ）を判定する。算出されたウエハ種別データが，例えば図５に示す解析用データ３３２で予め設定したウエハ種別データ０に近い場合はウエハ種別をＡと判定し，ウエハ種別データ１に近い場合はウエハ種別をＢと判定する。
【００９３】
例えば上記ウエハＷ１１〜Ｗ１６の光スペクトルデータを回帰式（１−１）に当てはめて算出したウエハ種別データをプロットしたものを図１２に示す。図１２によれば，ウエハ種別データについても，上記光スペクトルデータの曲線群に対応してほぼ２種類のデータ群，すなわちウエハＷ１１〜Ｗ１３のデータ群とウエハＷ１４〜Ｗ１６のデータ群に分けられていることがわかる。ウエハＷ１１〜Ｗ１３のデータ群は１に近い値であり，ウエハＷ１４〜Ｗ１６のデータ群は０に近い値である。従って，算出されたウエハ種別データが例えば０と１の中間値である０．５を閾値として，この閾値以下の場合はウエハ種別をＡと判定し，この閾値を超える場合はウエハ種別をＢと判定する。
【００９４】
次いでステップＳ２２４にて，判定されたウエハ種別に対応する終点検出設定データを選択する。具体的にはデータ記憶手段３３０の終点検出用選択データ３３６から，判定されたウエハ種別に対応する終点検出設定データを選択する。例えば図６に示す終点検出用選択データ３３６であれば，ウエハ種別がＡの場合は終点検出設定データＤａを選択し，ウエハ種別がＢの場合は終点検出設定データＤｂを選択する。
【００９５】
次に図８に示すステップＳ２３０の処理に移る。ステップＳ２３０では，選択された終点検出設定データ（例えば終点検出レシピ）に基づく終点検出処理を実行する。この終点検出処理の具体例を図１０に示す。この例は光スペクトルデータに基づいて得られる被エッチング膜の膜厚に基づいて終点を検出するものである。この場合，図６に示す終点検出設定データＤａ，Ｄｂは例えば光スペクトルデータから膜厚を検出するための方法やレシピである。
【００９６】
終点検出処理では，例えば図１０に示すようにウエハ処理を実行している間に，ステップＳ２３１にて光学計測器２００から光スペクトルデータを取得し，ステップＳ２３２にて被エッチング膜の膜厚を検出する。この場合，例えばウエハ種別がＡの場合には光スペクトルデータから終点検出設定データＤａを用いて膜厚を検出して，ウエハ種別がＢの場合には光スペクトルデータから終点検出設定データＤｂを用いて膜厚を検出する。これにより，ウエハ種別に拘わらず正確に膜厚を検出することができる。
【００９７】
次に，ステップＳ２３３にて，検出された膜厚がエッチング終点の膜厚（予め設定された目標の膜厚）か否かを判断する。ステップＳ２３３にて，エッチング終点の膜厚でないと判断した場合は，ステップS２３４にて所定のサンプリング時間経過したか否か判断し，サンプリング時間経過したと判断すると，ステップＳ２３１の処理に戻り光学データを取得する。こうして，所定のサンプリング時間ごとに光学データを取得して被エッチング膜の膜厚を検出し，検出された膜厚がエッチング終点の膜厚になったか判断する。そして，ステップＳ２３３にて検出した膜厚が目標の膜厚になったと判断した場合は，図８に示す処理に戻り，ステップＳ２４０にてエッチングを終了する。
【００９８】
次に，種別Ａ，Ｂのウエハに対してプラズマエッチング処理を行った場合の実験結果について図面を参照しながら説明する。図１３はウエハ種別に拘わらず同じ終点検出設定データ（ここでは終点検出に用いる光スペクトルデータの波長領域（波長帯））に基づいて終点検出を行った場合であり，図１４はウエハ種別を判定して選択した終点検出設定データに基づいて終点検出を行った場合である。ここでは，種別Ａのウエハ９枚と種別Ｂのウエハ６枚についてそれぞれプラズマエッチング処理を行って終点検出を行い，検出した終点で処理を終了した場合のエッチング時間を検出した。ウエハ種別Ａ，Ｂはそれぞれ，ウエハ上のマスクパターンの開口率が異なるものである。なお，ウエハ種別Ａ，Ｂはウエハ上に形成された被エッチング膜の材質及びマスクの材質は同じである。
【００９９】
このような実験結果によれば，ウエハ種別に拘わらず同じ終点検出設定データ（波長領域）を用いた場合（図１３）には，ウエハ種別Ａのエッチング時間データ群とウエハ種別Ｂのエッチング時間データ群との間にずれが生じている。これに対して，ウエハ種別に応じて選択した終点検出設定データ（波長領域）を用いた場合（図１４）には，ウエハ種別Ａのエッチング時間データ群とウエハ種別Ｂのエッチング時間データ群との間にはほとんどずれが生じていない。これによれば，ウエハ種別に応じて選択した終点検出設定データを用いることにより，エッチング時間のずれをなくすことができることがわかる。このように，本実施形態ではウエハ種別に応じて終点検出設定データを選択することができるので，ウエハ種別に応じた終点検出を行うことができるので，ウエハ種別に拘らず正確な終点検出を行うことができる。
【０１００】
（第２実施形態）
次に，本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。第２実施形態で使用するプラズマ処理装置１００，光学計測器２００の構成についてはそれぞれ，図１，図２に示すものと同様であるため，その詳細な説明を省略する。第２実施形態では，ウエハ種別を被エッチング膜上に形成されるマスクパターンの種類で分けた場合に，マスクパターンの種類ごとに最適な終点検出レシピ（例えば膜厚データ）を用いる場合を例に挙げて説明する。
【０１０１】
（ウエハ種別と終点検出設定データ）
マスクパターンの種類によっては，正確なエッチング終点を検出できない場合があるので，本実施形態ではマスクパターンの種類が異なるウエハの種別を判定して，マスクパターンの種類に応じた終点検出方法を終点検出設定データとして選択することによって，マスクパターンの種類に拘わらず正確なエッチング終点を検出できるようにする。
【０１０２】
この場合の終点検出用選択データ３３６は，図１５に示すようになる。ここでのウエハ種別は例えばマスクパターンにおける所定領域の開口率によって分け，２種類のマスクパターン（例えば第１マスクパターン，第２マスクパターン）がある場合には，第１マスクパターンのウエハの種別をＡ，第２マスクパターンのウエハの種別をＢとする。また，ウエハ種別Ａに対応する終点検出設定データは終点検出レシピＲａ，ウエハ種別Ｂに対応する終点検出設定データは終点検出レシピＲｂとする。
【０１０３】
このような種別Ａ，Ｂのウエハ上には，例えば図３に示すように被エッチング膜Ｅと，この被エッチング膜Ｅにホールを形成するための所定の開口部を有するマスクＭとが形成されている。種別Ａのウエハの被エッチング膜Ｅは例えばポリシリコン膜で構成され，マスクＭの種類は例えば酸化ケイ素材（ＳｉＯ２）などのハードマスクで構成される。被エッチング膜Ｅ，ハードマスクＭとしてはこれに限られるものではなく，マスクＭは例えば窒化ケイ素材（Ｓｉ３Ｎ４）などのハードマスクでもよく，またフォトレジスト材（感光性材料）で構成されるフォトレジストマスクで構成してもよい。そして，種別ＡのウエハのマスクＭは，第１マスクパターンでパターニングされている。これに対して，種別ＢのウエハのマスクＭは，上記第１マスクパターンとは開口率の異なる第２マスクパターンでパターニングされている。
【０１０４】
（終点検出方法）
次に，本実施形態にかかるエッチングの終点検出方法について説明する。ここでは種別Ａ，Ｂのウエハともに同様の終点検出方法を実行する。具体的には図３に示すように光源２０６から単一の光ＬａをウエハＷに向けて照射する。すると，照射光ＬａはマスクＭと被エッチング膜Ｅとの境界面で反射したり，被エッチング膜Ｅの露出面（ホールＨの底面）で反射したりする。これら反射光は相互に干渉し合い，その干渉光はポリクロメータ２０８により検出される。ポリクロメータ２０８で検出された干渉光は，光学データ（光スペクトルデータ）として制御部３００に入力される。
【０１０５】
この光スペクトルデータは，上述したように各波長の光強度からなるので，被エッチング膜Ｅがエッチングされて膜厚が変化すると，各波長の光強度が変化するため，光スペクトルデータの特性も変化する。このため，予め膜厚と光スペクトルデータとの対応関係を表す膜厚データを作成しておけば，この膜厚データを利用することにより，ウエハをエッチングしながら，所定のサンプリングタイミングごとにポリクロメータ２０８によって検出される光スペクトルデータから被エッチング膜Ｅの膜厚をリアルタイムで取得することができる。
【０１０６】
被エッチング膜Ｅの膜厚を取得する際は，例えばポリクロメータ２０８によって検出される光スペクトルデータと膜厚データにおける光スペクトルデータのフィッティングを行い，最もフィッティングがよい膜厚データにおける光スペクトルデータに対応する膜厚を被エッチング膜Ｅの膜厚として取得する。こうして，被エッチング膜Ｅの膜厚を監視し，所定の膜厚になった時点でエッチングを終了する。
【０１０７】
また，光スペクトルデータにおける各波長の光強度は，マスクパターンの種類（開口率）によって異なるので，光スペクトルデータの特性も異なる。そこで，本実施形態では，ウエハ種別Ａ，Ｂに対応した２種類の膜厚データをそれぞれ終点検出レシピＲａ，Ｒｂとして作成しておき，ウエハ種別Ａについては終点検出レシピＲａの膜厚データを利用し，ウエハ種別Ｂについては終点検出レシピＲｂの膜厚データを利用して膜厚を取得できるようにする。
【０１０８】
具体的には本実施形態にかかる種別Ａ，Ｂのウエハと同様のウエハを用意し，そのウエハに対してプラズマエッチング処理を施して，光スペクトルデータを取得しながら被エッチング膜Ｅの膜厚（例えば露出部分の膜厚）を計測することにより，膜厚と光スペクトルデータとの対応関係を表す２種類の膜厚データをそれぞれ作成する。そして，これら２種類の膜厚データをそれぞれ終点検出レシピＲａ，Ｒｂとしてウエハ種別Ａ，Ｂに対応させた終点検出用選択データ３３６をデータ記憶手段３３０に記憶しておく。
【０１０９】
これら終点検出レシピＲａ，Ｒｂについての膜厚データの具体例をそれぞれ図１６（Ａ），（Ｂ）に示す。膜厚データは例えば図１６（Ａ），（Ｂ）に示すように膜厚検出に用いる所定間隔の膜厚（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，…）と，この膜厚のときに得られるべき光スペクトルデータとにより構成される。この場合の光スペクトルデータは所定の波長領域（波長帯）における各波長の発光強度である。この光スペクトルデータの波長領域はウエハ種別に応じて変えるようにしてもよい。ウエハ種別に応じて最も特性の違いが現れる波長領域，例えば発光強度の変化の大きい波長領域を設定することにより，より正確に終点検出を行うことができる。なお，このような光スペクトルデータの波長領域を終点検出レシピＲａ，Ｒｂとしてもよい。
【０１１０】
（プラズマ処理装置の動作例）
次に，第２実施形態にかかるプラズマ処理装置１００の動作例について説明する。第２実施形態にかかるプラズマ処理装置１００についても，第１実施形態の場合と同様に，予めウエハ種別データと光学データとの相関関係を求めておく。具体的には例えば図５に示すような解析用データ３３２を取得し，図７に示すような解析処理により解析用データ３３２を用いて多変量解析を行う。これにより，ウエハ種別データと光学データとの相関関係（回帰式（１−１））を求めて，その解析結果として得られる相関関係データ３３４をデータ記憶手段３３０に記憶する。
【０１１１】
次に，ウエハ種別の判定を伴うウエハ処理（例えば製品ウエハの処理）を行う。このウエハ処理では図８に示すように，エッチング開始後に相関関係データ３３４を用いてウエハ種別を判定した上で，ウエハ種別に応じた終点検出設定データを選択し，その終点検出設定データに基づいてエッチングの終点検出を行う。本実施形態では，ウエハ種別をＡと判定した場合には終点検出レシピＲａを終点検出設定データとして選択し，終点検出レシピＲａの膜厚データに基づいて被エッチング膜の膜厚を検出しながら終点検出を行う。また，ウエハ種別をＢと判定した場合には終点検出レシピＲｂを終点検出設定データとして選択し，終点検出レシピＲｂの膜厚データに基づいて被エッチング膜の膜厚を検出しながら終点検出を行う。そして，エッチングの終点検出が検出されると，エッチングを終了する。
【０１１２】
これにより，マスクパターンの種類で分けたウエハ種別を自動的に判定し，判定されたウエハ種別に応じた終点検出レシピを自動的に選択することができ，これによってマスクパターンの種類に拘らず正確な終点検出を行うことができる。
【０１１３】
（第３実施形態）
次に，本発明の第３実施形態について図面を参照しながら説明する。第３実施形態で使用するプラズマ処理装置１００，光学計測器２００の構成についてはそれぞれ，図１，図２に示すものと同様であるため，その詳細な説明を省略する。第３実施形態ではウエハ種別を被エッチング膜上に形成されるマスクの材質の種類で分けた場合に，マスクの材質の種類ごとに最適な終点検出方法を用いる場合を例に挙げて説明する。
【０１１４】
（ウエハ種別と終点検出設定データ）
マスクの材質の種類（例えばハードマスクとフォトレジストマスク）によっては，正確なエッチング終点を検出できない場合があるので，本実施形態ではマスクの材質の種類が異なるウエハの種別を判定して，マスクの材質の種類に応じた終点検出方法を終点検出設定データとして選択することによって，マスクの材質の種類に拘わらず正確なエッチング終点を検出できるようにする。
【０１１５】
この場合の終点検出用選択データ３３６は，図１７に示すようになる。ここでのウエハ種別は光の透過率で分ける。例えばハードマスクとフォトレジストマスクで分け，ハードマスクが形成されているウエハの種別をＡ，フォトレジストマスクが形成されているウエハの種別をＢとする。また，ウエハ種別Ａに対応する終点検出設定データは方法Ｑａ，ウエハ種別Ｂに対応する終点検出設定データは方法Ｑｂとする。
【０１１６】
このような種別Ａのウエハ上には，例えば図１８（Ａ）に示すように被エッチング膜Ｅと，この被エッチング膜Ｅにホールを形成するための所定の開口部を有するハードマスクＭａとが形成されている。種別Ａのウエハの被エッチング膜Ｅは例えばポリシリコン膜で構成され，ハードマスクＭａは例えば酸化ケイ素材（ＳｉＯ２）で構成される。被エッチング膜Ｅ，ハードマスクＭａとしてはこれに限られるものではなく，ハードマスクＭａは例えば窒化ケイ素材（Ｓｉ３Ｎ４）などで構成してもよい。
【０１１７】
これに対して，種別Ｂのウエハ上には，例えば図１９（Ａ）に示すように被エッチング膜Ｅと，この被エッチング膜Ｅにホールを形成するための所定の開口部を有するハードマスクＭａとが形成されている。種別Ｂのウエハの被エッチング膜Ｅは例えば種別Ａのウエハと同様のポリシリコン膜で構成され，フォトレジストマスクＭｂは例えばｉ線などのフォトレジスト材（感光性材料）で構成される。被エッチング膜Ｅ，フォトレジストマスクＭｂとしてはこれに限られるものではなく，フォトレジストマスクＭｂは例えば例えばＫｒｆ，Ａｒｆなどの感光性材料で構成してもよい。
【０１１８】
（終点検出方法）
次に，第３実施形態にかかるエッチングの終点検出方法Ｑａ，Ｑｂについて説明する。先ず，終点検出方法Ｑａについて説明する。ハードマスクＭａが形成された種別Ａのウエハは，例えば図１８（Ａ）に示す状態からさらにエッチングが進むと，図１８（Ｂ）に示すように被エッチング膜Ｅの露出部分（マスクＭａの開口部の部分）だけが徐々にエッチングされて，ホールＨが形成されていく。この場合のエッチングは例えば処理ガスとしてＨＢｒガスとＯ２ガスの混合ガスを用いる。
【０１１９】
この場合，光源２０６から単一の光ＬａをウエハＷに向けて照射する。すると，照射光ＬａはハードマスクＭａを透過してハードマスクＭａと被エッチング膜Ｅとの境界面で反射するとともに，被エッチング膜Ｅの露出面（ホールＨの底面）で反射する。これら反射光Ｌａ１１，Ｌａ１２は相互に干渉し合い，その干渉光はポリクロメータ２０８により検出される。ポリクロメータ２０８で検出された干渉光Ｌａｉは，光学データ（光スペクトルデータ）として制御部３００に入力される。
【０１２０】
こうして，ポリクロメータ２０８によって検出された干渉光Ｌａｉの光強度（光スペクトルデータの各波長の光強度）は，例えば図１８（Ａ）に示す状態から図１８（Ｂ）に示す状態へと，ホールＨが深くなるに連れて周期的に増減する。そこで，制御部３００は，ポリクロメータ２０８によって検出された干渉光Ｌａｉの光強度を例えば所定のサンプリングタイミングごとに取り込んで，その干渉光Ｌａｉの光強度変化によって得られる被エッチング膜Ｅのエッチング量（例えばホールＨの深さｈ１２）に基づいて被エッチング膜Ｅの膜厚（エッチング残膜量）をリアルタイムに算出することができる。そして，被エッチング膜Ｅが所定の膜厚になった時点でエッチングを終了する。
【０１２１】
なお，終点検出方法Ｑａでは，光源２０６からの照射光ＬａがハードマスクＭａを透過するので，エッチングによってハードマスクｈ１１の表面が削れても，そのことが被エッチング膜Ｅの膜厚の算出に影響を及ぼすことはない。
【０１２２】
次に，終点検出方法Ｑｂについて説明する。フォトレジストマスクＭｂが形成された種別Ｂのウエハにおいても，例えば図１９（Ａ）に示す状態からさらにエッチングが進むと，図１９（Ｂ）に示すように被エッチング膜Ｅの露出部分（マスクＭｂの開口部の部分）だけが徐々にエッチングされて，ホールＨが形成されていく。この場合のエッチングも種別Ａのウエハの場合と同様の条件で例えば処理ガスとしてＨＢｒガスとＯ２ガスの混合ガスを用いる。
【０１２３】
種別Ｂのウエハでは，上記終点検出方法Ｑａのように光源２０６からの単一の照射光Ｌａだけでは被エッチング膜Ｅの膜厚を検出できない場合がある。例えば光源２０６からの照射光Ｌａの波長において大きい吸収係数を有するフォトレジストマスクＭｂの場合には，ハードマスクＭａの場合と異なり，照射光ＬａがフォトレジストマスクＭｂを透過しないため，フォトレジストマスクＭｂと被エッチング膜Ｅとの境界面からの反射光が得られなくなる。このため，光源２０６から単一の照射光Ｌａを照射しても被エッチング膜Ｅの膜厚を検出することができない。そこで，種別Ｂのウエハについては，光源２０６から波長の異なる複数の光（例えば照射光Ｌａ，Ｌｂ）をウエハに向けて照射する終点検出方法Ｑｂを実行する。
【０１２４】
具体的には，光源２０６から波長が異なる２つの光（第１照射光Ｌａ，第２照射光Ｌｂ）をウエハＷに向けて照射する。例えば照射光Ｌａの波長は２６１ｎｍとし，照射光Ｌｂの波長は３８７ｎｍとする。照射光Ｌａの波長２６１ｎｍは，フォトレジストマスクＭｂの光吸収帯に含まれるので，照射光ＬａはフォトレジストマスクＭｂを透過できず，フォトレジストマスクＭｂの上面で反射するとともに，被エッチング膜Ｅの露出面（ホールＨの底面）で反射する。これらの反射光Ｌａ２１，Ｌａ２２は相互に干渉し合い，その第１干渉光Ｌａｉはポリクロメータ２０８により検出される。ポリクロメータ２０８で検出された第１干渉光Ｌａｉは，第１光学データ（第１光スペクトルデータ）として制御部３００に入力される。
【０１２５】
一方，照射光Ｌｂは，照射光Ｌａの波長２６１ｎｍよりも長い波長３８７ｎｍであるため，フォトレジストマスクＭｂを透過して，フォトレジストマスクＭｂと被エッチング膜Ｅの境界面で反射するとともに，フォトレジストマスクＭｂの上面で反射する。これらの反射光Ｌｂ２１，Ｌｂ２２は相互に干渉し合い，その第２干渉光Ｌｂｉはポリクロメータ２０８により検出される。ポリクロメータ２０８で検出された第２干渉光Ｌｂｉは，第２光学データ（第２光スペクトルデータ）として制御部３００に入力される。
【０１２６】
こうして，ポリクロメータ２０８によって検出された干渉光Ｌａｉ，Ｌｂｉの光強度（光スペクトルデータの各波長の光強度）は，例えば図１９（Ａ）に示す状態から図１９（Ｂ）に示す状態へと，ホールＨが深くなるに連れて周期的に増減する。そこで，制御部３００は，ポリクロメータ２０８によって検出された干渉光Ｌａｉ，Ｌｂｉの光強度を例えば所定のサンプリングタイミングごとに取り込んで，その干渉光Ｌａｉ，Ｌｂｉの光強度変化に基づいて被エッチング膜Ｅの膜厚（例えばホールＨの深さ）をリアルタイムに算出する。
【０１２７】
具体的には，第１干渉光Ｌａｉの光強度の変化から求めたホールＨの底面位置（フォトレジストマスクＭｂの上面とホールＨの底面との高低差）に，第２干渉光Ｌｂｉの光強度の変化から求めたフォトレジストマスクＭｂのエッチング量（削れ量ｈ２１）を加算することによって得られる被エッチング膜Ｅのエッチング量（ホールＨの絶対的な深さ寸法ｈ２２）に基づいて被エッチング膜Ｅの膜厚（エッチング残膜量）を算出することができる。そして，被エッチング膜Ｅが所定の膜厚になった時点でエッチングを終了する。
【０１２８】
なお，終点検出方法Ｑｂでは，光源２０６からの照射光Ｌａ，ＬｂはともにフォトレジストマスクＭｂの上面で反射する光があるので，これらの反射光を用いて被エッチング膜Ｅの膜厚を検出することにより，エッチングによってフォトレジストマスクＭｂの表面が削れて，表面の位置がずれても，そのことが被エッチング膜Ｅの膜厚の算出に影響を及ぼすことはない。
【０１２９】
（プラズマ処理装置の動作例）
次に，第３実施形態にかかるプラズマ処理装置１００の動作例について説明する。第３実施形態にかかるプラズマ処理装置１００についても，第１実施形態の場合と同様に，予めウエハ種別データと光学データとの相関関係を求める。具体的には例えば図５に示すような解析用データ３３２を取得し，図７に示すような解析処理により解析用データ３３２を用いて多変量解析を行う。これにより，ウエハ種別データと光学データとの相関関係（回帰式（１−１））を求めて，その解析結果として得られる相関関係データ３３４をデータ記憶手段３３０に記憶する。
【０１３０】
次に，ウエハ種別の判定を伴うウエハ処理（例えば製品ウエハの処理）を行う。このウエハ処理では図８に示すように，エッチング開始後に相関関係データ３３４を用いてウエハ種別を判定した上で，ウエハ種別に応じた終点検出設定データを選択し，その終点検出設定データに基づいてエッチングの終点検出を行う。本実施形態では，ウエハ種別をＡと判定した場合には終点検出方法Ｑａを終点検出設定データとして選択し，終点検出方法Ｑａによって終点検出を行う。また，ウエハ種別をＢと判定した場合には終点検出方法Ｑｂを終点検出設定データとして選択し，終点検出方法Ｑｂによって終点検出を行う。そして，エッチングの終点検出が検出されると，エッチングを終了する。
【０１３１】
これにより，マスクの材質の種類で分けたウエハ種別を自動的に判定し，判定されたウエハ種別に応じた終点検出方法を自動的に選択することができ，これによってマスクの材質の種類に拘らず正確な終点検出を行うことができる。
【０１３２】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３３】
例えば上記実施形態ではプラズマ処理として，ウエハに対してエッチングを行う場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，ウエハに対して成膜などの他のプラズマ処理を行う場合にも本発明を適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明は，プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】同実施形態における光学計測器の概略構成例を示すブロック図である。
【図３】ウエハからの反射光を説明するための図。
【図４】同実施形態における制御部の概略構成例を示すブロック図である。
【図５】同実施形態における解析用データの具体例を示す図である。
【図６】同実施形態における終点検出用選択データの具体例を示す図である。
【図７】同実施形態における解析処理の具体例を示すフローチャートである。
【図８】同実施形態におけるウエハ処理の具体例を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す終点検出設定データ選択処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１０】図８に示す終点検出処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１１】２種類の種別のウエハについてプラズマ処理を開始したときの光スペクトルデータの具体例を示す図である。
【図１２】図１１に示す各光スペクトルデータから算出したウエハ種別データをそれぞれプロットした図である。
【図１３】ウエハ種別に拘わらず同じ終点検出設定データに基づいて終点検出を行った場合のエッチング時間をプロットした図である。
【図１４】ウエハ種別を判定して選択した終点検出設定データに基づいて終点検出を行った場合のエッチング時間をプロットした図である。
【図１５】本発明の第２実施形態における終点検出用選択データの具体例を示す図である。
【図１６】図１５に示す各レシピの具体例を示す図であって，同図（Ａ）はレシピＲａの膜厚データの具体例を示す図であり，同図（Ｂ）はレシピＲｂの膜厚データの具体例を示す図である。
【図１７】本発明の第３実施形態における終点検出用選択データの具体例を示す図である。
【図１８】ハードマスクが形成された種別Ａのウエハについての終点検出方法Ｑａを説明するための作用説明図である。
【図１９】フォトレジストマスクが形成された種別Ｂのウエハについての終点検出方法Ｑｂを説明するための作用説明図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１００      プラズマ処理装置
１０２      処理室
１０３      絶縁板
１０４      サセプタ支持台
１０５      サセプタ
１０７      温度調節媒体室
１０８      導入管
１０９      排出管
１１０      静電チャック
１１１      静電チャック
１１２      電極
１１３      直流電源
１１４      ガス通路
１１５      フォーカスリング
１２１      上部電極
１２２      絶縁材
１２３      吐出孔
１２４      電極板
１２５      電極支持体
１２６      ガス導入口
１２７      ガス供給管
１２８      バルブ
１２９      マスフローコントローラ
１３０      処理ガス供給源
１３１      排気管
１３２      ゲートバルブ
１３５      排気装置
１４０      高周波電源
１４１      整合器
１５０      高周波電源
１５１      整合器
１６０      観察部
１６２      窓部
２００      光学計測器
２０２      集光レンズ
２０４      光ファイバ
２０６      光源
２０８      ポリクロメータ
３００      制御部
３１０      プログラム記憶手段
３２０      演算手段
３３０      データ記憶手段
３３２      解析用データ
３３４      相関関係データ
３３６      終点検出用選択データ
３４０      入出力手段
３５０      各種コントローラ
【図１】
0004640828.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0004640828.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
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