JP2003100708A

JP2003100708A - 終点判別方法、半導体処理装置および半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2003100708A
Application number: JP2001297351A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hanazaki; 稔花崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-04
Also published as: US20030056899A1

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置が形成される半導体基板に対する
処理において、半導体装置の歩留りを向上させることが
可能な終点判別方法を提供する。【解決手段】複数の半導体チップが形成されるべき半
導体基板に対する処理の終点判別方法であって、半導体
基板に対する処理が実施されている際に、半導体基板に
おいて複数の半導体チップが形成されるべき表面に光を
照射する照射工程（Ｓ３３０）と、半導体基板の表面に
照射された光のうち、複数の半導体チップが形成される
べき領域からそれぞれ反射された複数の反射光を検出す
る反射光検出工程（Ｓ３３０）と、複数の反射光を検出
することにより得られる情報に基づいて、複数の半導体
チップが形成されるべき領域に対する処理のそれぞれに
ついて上記処理が完了する時点である複数の終点を検出
する判別工程（Ｓ３４０）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、終点判別方法、
半導体処理装置および半導体装置の製造方法に関し、よ
り特定的には、半導体基板に対する処理において、半導
体基板上に形成される半導体チップ毎に処理の終点を検
出することが可能な終点判別方法、この終点判別方法を
実施する半導体処理装置およびこの終点判別方法を用い
た半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程では、プラ
ズマエッチング装置などプラズマを利用した半導体処理
装置が用いられている。以下、エッチング装置を例に説
明する。このようなエッチング装置においては、エッチ
ング処理が完了する時点（エッチングの対象となってい
る層がエッチング処理により完全に除去された時点）で
ある終点を検出する必要がある。この終点検出の方法と
して、従来エッチング処理に用いられるプラズマの発光
分光を利用した方法が知られている。このプラズマの発
光分光を利用した終点検出方法では、エッチング処理に
より生成されるエッチング反応性生物などの活性種（ラ
ジカル・イオン等）のうち特定の活性種を選択し、この
選択された活性種の発光スペクトルの発光強度を測定す
ることにより、処理の終点を検出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したプラ
ズマの発光分光を利用した終点検出方法には、以下のよ
うな問題があった。すなわち、エッチングにより半導体
基板表面で発生したエッチング反応生成物は、エッチン
グ処理を行っているチャンバ全体に広がるので、従来の
プラズマの発光分光を利用した終点検出方法では、いわ
ば半導体基板の表面全体での終点の平均値を検出するこ
とになっていた。

【０００４】一方、エッチング処理に用いるプラズマの
均一性が悪い場合や、反応ガスの流れやエッチング反応
生成物の排気が不均一になっている場合、半導体基板表
面におけるエッチング処理の均一性が劣化する。このよ
うな場合、上述した従来の終点検出方法を用いてエッチ
ング処理を終了させると、半導体基板の表面において、
局所的にエッチングが不充分な領域（アンダーエッチン
グ領域）や、エッチングが過剰に行われた領域（オーバ
ーエッチング領域）が形成されることになる。この結
果、半導体基板の表面に形成される半導体チップの構造
に欠陥が生じることにより半導体チップの歩留りが低下
するという問題が発生する。

【０００５】また、従来は１枚の半導体基板の表面に
は、１種類の半導体チップが複数形成される場合が多か
った。しかし、今後は１枚の半導体基板表面に種類や大
きさの異なる半導体装置としての半導体チップを混在さ
せた状態で半導体基板を処理するという生産方法が広く
採用されていくことが予想される。このように、複数の
種類の半導体チップが表面に形成された半導体基板に対
してエッチング処理を行う場合、半導体チップの種類に
よりエッチングを完了するまでの時間が異なる（終点が
異なる）場合がある。一方、従来のプラズマの発光分光
を利用した終点検出方法は、上述のように半導体基板の
表面全体での終点の平均値を検出している。このため、
上述した従来の終点検出方法を用いると、半導体チップ
の種類によってはエッチングが不充分になる、あるいは
過剰にエッチングされてしまうといった不良の発生率が
ますます大きくなるので、半導体チップの歩留りがいっ
そう低下する恐れがある。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、この発明の目的は、半導体
装置が形成される半導体基板に対する処理において、半
導体装置の歩留りを向上させることが可能な終点判別方
法、この終点判別方法を実施する半導体処理装置および
この終点判別方法を用いた半導体装置の製造方法を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の１の局面にお
ける終点判別方法は、複数の半導体チップが形成される
べき半導体基板に対する処理の終点判別方法であって、
半導体基板に対する処理が実施されている際に、半導体
基板において複数の半導体チップが形成されるべき表面
に光を照射する照射工程と、半導体基板の表面に照射さ
れた光のうち、複数の半導体チップが形成されるべき領
域からそれぞれ反射された複数の反射光を検出する反射
光検出工程と、複数の反射光を検出することにより得ら
れる情報に基づいて、複数の半導体チップが形成される
べき領域に対する処理のそれぞれについて上記処理が完
了する時点である複数の終点を検出する判別工程とを備
える。

【０００８】このようにすれば、半導体基板の表面にお
いて複数の半導体チップが形成されるべき領域のそれぞ
れについて、処理が完了する時点である終点を個別に検
出することができる。このため、それぞれの領域の状態
を正確に把握することができるので、半導体基板に形成
された複数の半導体チップの歩留りが最も高くなるよう
に、処理の終了タイミングを設定することが可能にな
る。したがって、半導体基板に形成される複数の半導体
チップの歩留りを向上させることが可能になる。

【０００９】上記１の局面における終点判別方法では、
上記情報が複数の反射光の強度情報であってもよい。

【００１０】ここで、上記処理により半導体基板の表面
が改質あるいは除去されるというように状態が変化する
場合、半導体基板の表面における光の反射率は変化す
る。このため、処理が完了して半導体基板の表面の状態
が変化すると、反射光の強度が変化する。したがって、
反射光の強度情報により、半導体基板の表面において複
数の半導体チップが形成されるべき領域で処理が完了し
たかどうかを容易に判別できる。

【００１１】上記１の局面における終点判別方法では、
半導体基板上に形成されるある特定の半導体チップにつ
いて良品が得られる確率と、半導体チップが形成される
べき領域について上記終点以後に処理を続けた過剰処理
時間との相関関係を求める工程と、複数の半導体チップ
が形成されるべき複数の領域について、複数の終点から
複数の終点以後の時点まで処理を続けた場合の複数の過
剰処理時間を導出する工程と、複数の過剰処理時間と相
関関係とに基づいて決定される評価値が最大となる時点
を処理の終了時点として決定する決定工程とを備えてい
てもよい。

【００１２】この場合、上記複数の過剰処理時間と相関
関係とから、複数の半導体チップのそれぞれについて良
品が得られる確率を個別に導出できる。そして、上記評
価値に、この各半導体チップごとの良品が得られる確率
を反映させることにより、半導体基板に形成される複数
の半導体チップについて、その良品率（歩留り）を最大
化するように、処理の終了時点を決定できる。この結
果、半導体チップの歩留りを向上させることができる。

【００１３】上記１の局面における終点判別方法では、
決定工程において、評価値は複数の過剰処理時間と相関
関係とから求められる複数の半導体チップのそれぞれに
ついての良品が得られる確率を合計した値であってもよ
い。

【００１４】この場合、複数の半導体チップの良品が得
られる確率が合計で最も大きくなった場合、評価値が最
も大きくなる。すなわち、評価値が最大となるタイミン
グを処理の終了時点として決定することにより、半導体
チップの歩留りを向上させることができる。

【００１５】上記１の局面における終点判別方法では、
複数の半導体チップは複数のタイプの半導体チップを含
んでいてもよく、判別工程は、複数のタイプの半導体チ
ップが形成されるべき複数の領域に対する処理のそれぞ
れについて、処理が完了する時点である複数の終点を検
出することを含んでいてもよい。上記１の局面における
終点判別方法は、半導体基板上に形成される半導体チッ
プのタイプごとに、当該タイプの半導体チップの良品が
得られる確率と、当該タイプの半導体チップが形成され
るべき領域について処理が完了する時点以後に処理を続
けた過剰処理時間との相関関係を求める工程と、複数の
タイプの半導体チップが形成されるべき複数の領域のそ
れぞれについて、当該領域についての終点からこの終点
以後の時点まで処理を続けた場合の当該領域における過
剰処理時間を導出する工程と、複数のタイプの半導体チ
ップが形成されるべき複数の領域のそれぞれについて、
当該領域における過剰処理時間と、当該領域に形成され
る半導体チップのタイプごとに求められた相関関係とに
基づいて、当該領域に形成される半導体チップについて
の良品が得られる確率の値を求める工程と、複数のタイ
プの半導体チップについて良品が得られる確率の値の合
計が最大となる時点を処理の終了時点として決定する決
定工程とを備えていてもよい。

【００１６】この場合、半導体基板の表面にタイプの異
なる複数種類の半導体チップを形成するような際に、本
発明による終点判別方法を適用できる。すなわち、半導
体チップの異なった複数のタイプ（たとえば第１および
第２のタイプ）のそれぞれについて、個別に相関関数
（第１および第２の相関関数）を求めることにより、タ
イプの異なる半導体チップ別に良品が得られる確率をよ
り正確に導出できる。そして、複数のタイプの半導体チ
ップについての上記確率の合計が最大となる時点で処理
を終了することにより、半導体基板に形成された複数の
タイプの半導体チップのトータル歩留りを向上させるこ
とができる。

【００１７】上記１の局面における終点判別方法では、
複数の半導体チップは複数のタイプの半導体チップを含
んでいてもよく、判別工程は、複数のタイプの半導体チ
ップが形成されるべき複数の領域に対する処理のそれぞ
れについて、処理が完了する時点である複数の終点を検
出することを含んでいてもよい。上記１の局面における
終点判別方法は、半導体基板上に形成される半導体チッ
プのタイプごとに、それぞれの優先度を示す係数を設定
する工程と、半導体基板上に形成される半導体チップの
タイプごとに、当該タイプの半導体チップの良品が得ら
れる確率と、当該タイプの半導体チップが形成されるべ
き領域について処理が完了する時点以後に処理を続けた
過剰処理時間との相関関係を求める工程と、複数のタイ
プの半導体チップが形成されるべき複数の領域のそれぞ
れについて、当該領域についての終点から終点以後の時
点まで処理を続けた場合の当該領域における過剰処理時
間を導出する工程と、複数のタイプの半導体チップが形
成されるべき複数の領域のそれぞれについて、当該領域
における過剰処理時間と、当該領域に形成される半導体
チップのタイプごとに求められた相関関係とに基づい
て、当該領域に形成される半導体チップについての良品
が得られる確率の値を求める工程と、複数のタイプの半
導体チップについて良品が得られる確率の値と半導体チ
ップのタイプごとに設定された係数とに基づいて導出さ
れる優先度評価値が最大となる時点を処理の終了時点と
して決定する決定工程とを備えていてもよい。

【００１８】この場合、半導体チップのタイプ別に、そ
れぞれの優先度を示す係数（第１および第２の係数とい
った複数の係数）を設定することで、優先度評価値（優
先度を考慮した評価値）にそれぞれの半導体チップの優
先度を反映させることができる。たとえば、単位数量当
たりの利益額が大きなタイプの半導体チップ（第１のタ
イプの半導体チップ）については、係数として相対的に
大きな値を設定する。このような係数を反映した優先度
評価値を用いることにより、半導体チップのタイプ別に
重みをつけた条件下で、半導体基板から得られる半導体
チップの歩留りを向上させることが可能になる。

【００１９】上記１の局面における終点判別方法では、
優先度評価値が、複数のタイプの半導体チップのそれぞ
れについて良品が得られる確率の値に当該半導体チップ
のタイプごとに設定された係数をかけることにより得ら
れる値を、複数のタイプの半導体チップについて合計し
たものであってもよい。

【００２０】ここで、たとえば単位数量の当たりの利益
額が大きなタイプの半導体チップ（第１のタイプの半導
体チップ）については、上述のように係数として相対的
に大きな値を設定する。このようにすれば、利益額の大
きな半導体チップについて良品を得られる確率の大小
が、優先度評価値の値へ相対的に大きな影響を与えるこ
とになる。すなわち、他の利益額の小さな半導体チップ
（第２のタイプの半導体チップ）よりも、利益額の大き
な半導体チップ（第１のタイプの半導体チップ）の上記
確率の値を大きくすることが、優先度評価値の値をより
効果的に大きくすることになる。このため、第２のタイ
プの半導体チップの上記確率がある程度小さくなって
も、第１のタイプの半導体チップの上記確率を大きくす
る方が、優先度評価値の値を大きくできる。したがっ
て、優先度評価値が最大になる条件では、利益額の大き
な半導体チップの良品が得られる確率が確実に大きくな
っている。この結果、利益額の大きな半導体チップの歩
留りをより確実に向上させることができる。

【００２１】上記１の局面における終点判別方法では、
半導体基板の表面において、複数の半導体チップが形成
されるべき領域と複数の半導体チップが形成されるべき
領域以外の領域とにおいて光の反射率が異なることに基
づいて、半導体基板における複数の半導体チップが形成
されるべき領域の位置を識別する工程を備えていてもよ
い。

【００２２】ここで、半導体基板の表面において、半導
体チップが形成されるべき領域は、一般に能動素子など
が形成されていないダイシングライン（半導体チップが
形成されるべき領域以外の領域）などにより囲まれてい
る。このような半導体チップとダイシングラインとは、
その構造が全くことなることから、光を照射した場合の
反射率も異なっている。このため、光の反射率の差異に
基づいて、半導体チップが形成されるべき領域と、半導
体チップが形成されるべき領域以外の領域とを容易に識
別できる。したがって、半導体チップが形成されるべき
領域を特定できるので、この半導体チップが形成される
べき領域ごとに終点を検出することが可能になる。

【００２３】上記１の局面における終点判別方法では、
半導体基板の表面において、複数の半導体チップが形成
されるべき領域と、複数の半導体チップが形成されるべ
き領域以外の領域とにおいて、光の反射率が異なること
に基づいて、半導体基板における複数の半導体チップが
形成されるべき領域のそれぞれの外周形状を識別する工
程と、複数の半導体チップが形成されるべき領域のそれ
ぞれの外周形状と半導体チップの品種に応じた外周形状
基準データとを対比することにより、複数の半導体チッ
プの品種を特定する工程とを備えていてもよい。

【００２４】この場合、反射光検出工程と基本的に同様
の工程を実施することで、半導体基板の表面に形成され
る複数の半導体チップのそれぞれの品種を識別すること
ができる。

【００２５】上記１の局面における終点判別方法では、
反射光検出工程において、複数の反射光を検出するため
に複数の光電変換素子を用いてもよい。

【００２６】この場合、たとえば複数の反射光を検出す
るため、複数の光電変換素子としてＣＣＤ（charge-cou
pled device：電荷結合素子）アレイなどを用いれば、
複数の反射光を一度に検出することができる。

【００２７】また、ＣＣＤアレイを構成する光電変換素
子としてのＣＣＤセルが充分小さければ、半導体チップ
が形成されるべき領域からの反射光と、半導体チップが
形成されるべき領域以外の領域からの反射光とがそれぞ
れ別々のＣＣＤセルに入射することになるので、このＣ
ＣＤセルからの出力信号により、半導体チップが形成さ
れるべき領域とそ例外の領域とを容易に識別することが
できる。

【００２８】上記１の局面における終点判別方法では、
照射工程において半導体基板の表面に照射される光は単
色光であってもよい。

【００２９】この場合、反射光検出工程における反射光
の検出精度を良好に保つことができる。このため、終点
の判別を精度よく行うことができる。

【００３０】上記１の局面における終点判別方法では、
照射工程において半導体基板の表面に光を照射する投光
部材は光の波長を変更する手段を含んでいてもよい。

【００３１】この場合、投光部材を交換しなくても、半
導体基板の表面状態や処理の種類に適合するように光の
波長を変更することが可能になる。したがって、終点の
判別を精度よく行うことができる。

【００３２】上記１の局面における終点判別方法では、
投光部材は複数の波長の光を放射する光源を含んでいて
もよく、光の波長を変更する手段は、光源から放射され
る光のうち任意の波長の光を透過させるフィルタ部材を
含んでいてもよい。

【００３３】この場合、光源としてハロゲンランプなど
比較的安価な装置を用いることができるので、投光部材
の製造コストを低減できる。したがって、本発明による
終点判別方法を実施するためのコストを抑制できる。

【００３４】上記１の局面における終点判別方法では、
上記処理がプラズマを用いた処理であってもよい。

【００３５】ここで、半導体処理装置としてプラズマエ
ッチング装置などプラズマを用いた装置が広く用いられ
ている。このようなプラズマを用いた装置では、終点判
別方法としてプラズマの発光分光を利用していた。しか
し、半導体基板の表面におけるエッチングなどの処理の
条件がばらついた場合、このようなプラズマの発光分光
によっては正確に終点を検出することが難しかった。一
方、本発明による終点判別方法を適用すれば、半導体基
板の表面におけるプラズマを用いた処理の条件がばらつ
いても、半導体チップが形成されるべき領域それぞれか
らの反射光を検出しているので、上記領域それぞれの終
点を正確に判別することができる。

【００３６】上記１の局面における終点判別方法では、
半導体基板に照射される光の波長がプラズマからの発光
において相対的に発光強度の大きな発光成分の波長とは
異なることが好ましい。

【００３７】この場合、半導体基板に照射される光の波
長と、プラズマからの発光において発光強度の大きな成
分の波長とは異なる。このため、半導体基板の表面で反
射された反射光を検出する際に、プラズマからの発光が
ノイズとして検出されることを抑制できる。この結果、
反射光の検出を高精度で行うことができる。したがっ
て、終点を高い精度で検出できる。

【００３８】この発明の他の局面における半導体装置の
製造方法は、上記１の局面における終点判別方法を用い
る。

【００３９】この場合、半導体基板の表面において半導
体装置としての半導体チップが形成される領域ごとにエ
ッチングなどの処理の終点を検出することができる。こ
のため、処理が不充分、あるいは過剰に行われることに
よる半導体チップの不良の発生を抑制できる。したがっ
て、半導体装置の歩留りを向上させることができる。

【００４０】この発明の別の局面における半導体処理装
置は、複数の半導体チップが形成されるべき半導体基板
に対する処理を行う半導体処理装置であって、半導体基
板に対する処理が実施されている際に、半導体基板にお
いて複数の半導体チップが形成されるべき表面に光を照
射する照射手段と、半導体基板の表面に照射された光の
うち、複数の半導体チップが形成されるべき領域からそ
れぞれ反射された複数の反射光を検出する反射光検出手
段と、複数の反射光を検出することにより得られる情報
に基づいて、複数の半導体チップが形成されるべき領域
に対する処理のそれぞれについて処理が完了する時点で
ある複数の終点を検出する判別手段とを備える。

【００４１】このようにすれば、半導体基板の表面にお
いて複数の半導体チップが形成されるべき領域のそれぞ
れについて、処理が完了する時点である終点を個別に検
出することができる。このため、それぞれの領域の状態
を正確に把握することができるので、半導体基板に形成
された複数の半導体チップの歩留りが最も高くなるよう
に、処理の終了タイミングを設定することが可能にな
る。したがって、半導体基板に形成される複数の半導体
チップの歩留りを向上させることが可能になる。

【００４２】上記別の局面における半導体処理装置は、
半導体基板上に形成されるある特定の半導体チップにつ
いて良品が得られる確率と、半導体チップが形成される
べき領域について終点以後に処理を続けた過剰処理時間
との相関関係を記憶する記憶手段と、複数の半導体チッ
プが形成されるべき複数の領域について、複数の終点か
ら複数の終点以後の時点まで処理を続けた場合の複数の
過剰処理時間を導出する手段と、複数の過剰処理時間と
記憶手段に記憶された相関関係とに基づいて決定される
評価値が最大となる時点を処理の終了時点として決定す
る決定手段とを備えていてもよい。

【００４３】この場合、上記複数の過剰処理時間と相関
関係とから、複数の半導体チップのそれぞれについて良
品が得られる確率を個別に導出できる。そして、上記評
価値に、この各半導体チップそれぞれについての良品が
得られる確率を反映させることにより、半導体基板に形
成される複数の半導体チップについて、その良品率を最
大化するように処理の終了時点を決定できる。この結
果、半導体チップの歩留りを向上させることができる。

【００４４】上記別の局面における半導体処理装置で
は、決定手段において、評価値は、複数の過剰処理時間
と相関関係とから求められる複数の半導体チップのそれ
ぞれについての良品が得られる確率を合計した値であっ
てもよい。

【００４５】この場合、複数の半導体チップの良品が得
られる確率が合計で最も大きくなった場合、評価値が最
も大きくなる。すなわち、評価値が最大となるタイミン
グを処理の終了時点として決定することにより、半導体
チップの歩留りを向上させることができる。

【００４６】上記別の局面における半導体処理装置で
は、複数の半導体チップは複数のタイプの半導体チップ
を含んでいてもよく、判別手段は、複数のタイプの半導
体チップが形成されるべき複数の領域に対する処理のそ
れぞれについて、処理が完了する時点である複数の終点
を検出することを含んでいてもよい。上記別の局面にお
ける半導体処理装置は、半導体基板上に形成される半導
体チップのタイプごとに設定され、それぞれの優先度を
示す複数の係数と、半導体基板上に形成される半導体チ
ップのタイプごとに求められ、当該タイプの半導体チッ
プの良品が得られる確率と、当該タイプの半導体チップ
が形成されるべき領域について処理が完了する時点以後
に処理を続けた過剰処理時間との相関関係とを記憶する
記憶手段と、複数のタイプの半導体チップが形成される
べき複数の領域のそれぞれについて、当該領域について
の終点から終点以後の時点まで処理を続けた場合の当該
領域における過剰処理時間を導出する手段と、複数のタ
イプの半導体チップが形成されるべき複数の領域のそれ
ぞれについて、当該領域における過剰処理時間と、当該
領域に形成される半導体チップのタイプごとに求められ
た相関関係とに基づいて、当該領域に形成される半導体
チップについての良品が得られる確率の値を求める手段
と、複数のタイプの半導体チップについて良品が得られ
る確率の値と半導体チップのタイプごとに設定された係
数とに基づいて導出される優先度評価値が最大となる時
点を処理の終了時点として決定する決定手段とを備えて
いてもよい。

【００４７】この場合、半導体チップのタイプ別に、そ
れぞれの優先度を示す複数の係数（たとえば、第１〜第
４のタイプの半導体チップがある場合、それぞれのタイ
プに対応した第１〜第４の係数）を設定することで、優
先度評価値（優先度を考慮した評価値）にそれぞれの半
導体チップの優先度を反映させることができる。たとえ
ば、単位数量当たりの利益額が大きなタイプの半導体チ
ップ（第１のタイプの半導体チップ）については、係数
として相対的に大きな値を設定する。このような係数を
反映した優先度評価値を用いることにより、半導体チッ
プのタイプ別に重みをつけた条件下で、半導体チップの
歩留りを向上させることが可能になる。

【００４８】上記別の局面における半導体処理装置で
は、照射手段が半導体基板の表面に単色光を照射しても
よい。

【００４９】この場合、反射光検出手段における反射光
の検出精度を良好に保つことができる。このため、終点
の判別を精度よく行うことができる。

【００５０】上記別の局面における半導体処理装置で
は、照射手段が半導体基板の表面に照射する光の波長を
変更する手段を含んでいてもよい。

【００５１】この場合、照射手段を構成する光源を交換
しなくても、半導体基板の表面状態や処理の種類に適合
するように光の波長を変更することが可能になる。した
がって、終点の判別を精度よく行うことができる。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一ま
たは相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は
繰返さない。

【００５３】（実施の形態１）図１は、本発明による半
導体処理装置の実施の形態１を示す模式図である。図１
に示した半導体処理装置はエッチング装置である。図２
は、図１に示した半導体処理装置におけるエッチング終
点判別手段を構成する投光部の拡大模式図である。図３
は、図１に示した半導体処理装置におけるエッチング終
点判別手段を構成する受光部の拡大模式図である。図１
〜３を参照して、本発明による半導体処理装置としての
エッチング装置を説明する。

【００５４】図１を参照して、エッチング装置は、いわ
ゆる平行平板型の電極構造を有するエッチング装置であ
る。エッチング装置は、真空チャンバ１２と、この真空
チャンバ１２の内部において半導体基板としてのウェハ
１を保持すると同時に一方の電極となる下部電極２と、
下部電極２と対向するように真空チャンバ１２の上壁面
に設置された上部電極６とを備える。下部電極２には、
インピーダンス整合器４を介して高周波電源５が接続さ
れている。一方、上部電極６は接地されている。なお、
上部電極６は真空チャンバ１２と同電位になっている。

【００５５】被エッチング処理物であるウェハ１は、高
周波電力が印加される下部電極２の上に載置されてい
る。下部電極２へと印加される高周波電力は、高周波電
源５からインピーダンス整合器４を介して下部電極２へ
と供給されている。この高周波電力の供給系は、絶縁物
３によって真空チャンバ１２と絶縁されている。

【００５６】真空チャンバ１２には、プラズマを形成す
るために用いる原料ガス（反応性ガス）を導入するガス
導入部１３が接続されている。また、真空チャンバ１２
には、未反応のガスや反応性生物などを真空チャンバ１
２の外部へと排気するための排気口１４が設置されてい
る。また、真空チャンバ１２には、真空チャンバ１２の
内部の真空度を計測するための真空計１５が設置されて
いる。

【００５７】真空チャンバ１２の内部においては、下部
電極２と上部電極６との間に高周波電圧が印加されるこ
とにより、プラズマ１１が発生する。ガス導入部１３か
ら真空チャンバ１２の内部へと供給される反応性ガス
は、プラズマ１１中で分解、解離することにより活性種
や反応性のイオンとなる。そして、これら活性種などに
よってウェハ１上に形成されたエッチング対象の膜をエ
ッチングする。エッチングに伴ってウェハ１から発生す
る反応生成物は、未反応のガスとともに排気口１４から
真空チャンバ１２の外部へと排気される。

【００５８】なお、排気口１４はポンプなどを含むガス
排気系（図示せず）に接続されている。ガス排気系の途
中には、真空チャンバ１２の内部の圧力を制御するため
の圧力制御機構（図示せず）が設置されている。真空計
１５からの出力データに基づいて上記圧力制御機構を動
作させることにより、真空チャンバ１２の内部のガス圧
力は所定の値となるように制御されている。

【００５９】真空チャンバ１２の上壁には、エッチング
終点判別手段のための窓が形成されている。具体的に
は、真空チャンバ１２の上壁の一方端部には投光部用窓
８が形成され、一方端部と反対側に位置する他方端部に
は受光部用窓１０が形成されている。投光部用窓８上に
位置する部分には、投光部７が設置されている。投光部
７から出射された照射光１６は、ウェハ１の表面に照射
される。ウェハ１の表面において照射光１６が反射した
反射光１７は、受光部用窓１０を介して受光部９に到達
する。

【００６０】図１に示した投光部７および受光部９を用
いたエッチングの終点検出方法は、具体的に以下のよう
なものである。すなわち、ウェハ１の表面層に対するエ
ッチングが進行することにより被エッチング層（被エッ
チング物）が除去されると、その被エッチング物の下側
に位置する構成材料（以下、下地ともいう）が表出す
る。すると、投光部７から出射された単色光である照射
光１６が反射される面（ウェハ１の表面）を構成する材
料が被エッチング物から下地へと変化する。このため、
照射光１６がウェハ１の表面で反射される際の反射率が
変化する。この結果、投光部９へと入射する反射光１７
の強度が変化することになる。

【００６１】そして、ウェハ１からの反射光１７を、受
光部９の内部に配置された複数の光電変換素子（図示せ
ず）を用いて検出する。このとき、ウェハ１の表面にお
けるそれぞれのチップの位置を予め検出しておけば、そ
のチップが存在する位置からの反射光１７の強度をモニ
タリングすることにより、当該チップにおけるエッチン
グの終点を検出することができる。このようにして、ウ
ェハ１上に形成された複数のチップのそれぞれについ
て、エッチング処理の終点判別を行なうことが可能にな
る。

【００６２】照射手段としての投光部７の構成として
は、たとえば、図２に示すような構成とすることができ
る。図２を参照して、投光部７は、所定の波長の光を発
生させる光源２１、光源２１を駆動するための駆動回路
２０、光源２１から出射された光の出射方向を任意の方
向へ変更する（光の出射方向にある程度の分布を持たせ
る）ことにより光を広げるためのビームエキスパンダ２
２および投光レンズ系２３を備える。駆動回路２０は信
号線１８を介してエッチング装置の判別手段としての制
御部へと接続されている。

【００６３】光源２１において発生させる光の波長とし
ては、被エッチング物での反射率（Ｓ）と、その被エッ
チング物の下側に位置する下地の反射率（Ｎ）の比（Ｓ
／Ｎ）が大きくなるような波長を選択することが好まし
い。たとえば、被エッチング物がアルミ合金膜であり、
下地がシリコン酸化膜である場合、光源２１としては、
比較的安価で高出力な光を得ることができる赤色半導体
レーザ素子などを用いることができる。なお、ビームエ
キスパンダ２２および投光レンズ系２３を用いて光源２
１から出射された光の出射方向を任意の立体角に広げた
後、光源２１から出射される光はウェハ１へと照射され
る。

【００６４】また、反射光検出手段としての受光部９の
構成は、たとえば図３に示すような構成とすることがで
きる。受光部９は、受光レンズ系２４と受光素子２５と
信号増幅回路２６とを備える。信号増幅回路２６は、受
光素子２５に接続されるとともに、信号線１９によりエ
ッチング装置の制御部へと接続されている。受光素子２
５の前面に受光レンズ系２４が配置されている。

【００６５】ウェハ１からの反射光１７は、図３に示す
ように受光レンズ系２４を通して受光素子２５へと照射
される。受光素子２５としては、たとえば多数の素子と
してのＣＣＤ（charge-coupled device：電荷結合素
子）セルで構成されるＣＣＤアレイなどを用いることが
できる。このように、平面的な受光素子２５を用いるこ
とにより、上述のようにウェハ１の表面における複数の
チップのそれぞれについて反射光の強度の変化を容易に
検出することができる。

【００６６】上記のような構成を有するエッチング装置
においては、上述のようにウェハ１での各チップそれぞ
れについてエッチング処理中の反射光１７を検出するこ
とができる。そして、この反射光１７の強度の変化か
ら、各チップごとのエッチング終点判別を行なうことが
できる。

【００６７】従来のエッチング終点判別方法は、エッチ
ング処理中のプラズマの発光分光を利用していた。この
ような従来のエッチング終点判別方法では、ウェハ１全
体からの反応生成物によるプラズマの発光の変化を検出
することになる。このため、ウェハ１全体の平均として
の終点判別を行なうことになり、ウェハ１中において局
所的なエッチング速度の変化が起きている場合には、ウ
ェハ１に形成されるチップによってはエッチング過剰
（オーバーエッチング）やエッチング不足（アンダーエ
ッチング）が発生することになっていた。したがって、
ウェハ１上に形成されているチップの歩留りが低下する
ことになっていた。

【００６８】一方、本発明によるエッチング装置のよう
に、ウェハ１上に形成されたチップのそれぞれについて
エッチングの終点判別を行なえば、ウェハ１において局
所的なエッチング速度の変化が起きているような場合、
チップごとにそれぞれエッチングの終点をリアルタイム
でモニタリングすることができる。そして、後述するよ
うにチップの歩留りが最も高くなるような（良品が得ら
れる確率が最も高くなるような）タイミングでエッチン
グ処理を終了するというような制御を行なうことが可能
になる。この結果、ウェハ１上に形成されるチップの歩
留りを従来よりも向上させることが可能になる。

【００６９】また、近年、１つのウェハ１上に異なる種
類の半導体チップを混在して製造するといったことが行
なわれてきている。このような場合、チップの種類が異
なると、最適なエッチングの終点時間もそれぞれ異なる
ことになる。しかし、従来のプラズマの発光分光を利用
したエッチング終点判別方法では、数種類の異なるチッ
プについてのエッチング終了時間の平均時間でエッチン
グを終了させることになっていた。このため、異なる種
類のチップのいずれについても適切なエッチング処理を
行なうことが難しい場合があった。

【００７０】一方、本発明によるエッチング装置によれ
ば、複数の種類のチップに対して、利益率、単位数量当
たりの利益額その他の評価指標に基づいてチップの種類
ごとに適切な重み付けを行なうことにより、複数の種類
のチップが混在してウェハ１上に形成される場合に、最
も優先度の高い（あるいは利益率の大きい）チップの歩
留りを相対的に高くするようなタイミングでエッチング
処理を終了するといった制御が可能になる。詳細は後述
する。

【００７１】なお、上述した本発明によるエッチング終
点判別手段は、図１に示したような容量結合方式で平行
平板電極を有するエッチング装置において適用可能であ
るが、他の半導体処理装置であっても、処理の進行に伴
って被処理物の表面における光の反射率が変化するよう
な半導体処理装置であれば適用可能である。たとえば、
エッチング装置では、誘導結合方式（ＩＣＰ方式）のエ
ッチング装置や電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）方式
のエッチング装置に対して、本発明によるエッチング終
点判別手段を適用することができる。

【００７２】また、図１に示したエッチング装置は、プ
ラズマ生成用の電源しとて高周波（ＲＦ）電源を用いて
いるが、プラズマ１１を生成するための電源としてマイ
クロ波など他の周波数の電源を用いてもよい。また、プ
ラズマ１１の均一性に大きな影響を及ぼすガス導入部１
３の設置位置について、図１に示したエッチング装置で
は真空チャンバ１２の側壁にガス導入部１３を設けてい
るが、側壁以外の位置にガス導入部１３を設けてもよ
い。たとえば、ガス導入部１３を上部電極６に設けても
よい。

【００７３】また、ウェハ１としてはシリコン基板を用
いることができるが、他の材料からなる基板、たとえば
ＧａＡｓ基板やＩｎＰ基板などを用いてもよい。これら
の基板に対しても、本発明によるエッチング終点判別手
段を適用することができる。

【００７４】図４は、本発明によるエッチング装置の実
施の形態１の第１の変形例を示す模式図である。図４は
図１に対応する。図４を参照して、本発明によるエッチ
ング装置の実施の形態１の第１の変形例を説明する。

【００７５】図４を参照して、エッチング装置は、基本
的には図１〜３に示したエッチング装置と同様の構造を
備えるが、投光部７の構成が異なる。すなわち、図４に
示したエッチング装置では、投光部７において図２に示
したようなビームエキスパンダ２２などの照射光の立体
角を広げる機構が設置されていない。そのため、投光部
７からはほとんどその出射方向が特定方向にそろった線
状のビームが照射されることになる。しかし、図４に示
したエッチング装置においては、矢印２９に示すように
投光部７を動かすことにより、照射光がウェハ１の表面
を走査している。なお、投光部７を動かすための走査機
構は特に図示してはいないが、モータやシリンダなどを
用いた一般的な走査機構を用いることができる。

【００７６】図５は、本発明によるエッチング装置の実
施の形態１の第２の変形例を説明するための模式図であ
る。図５は、図２に対応し、投光部を示している。図５
を参照して、本発明によるエッチング装置の実施の形態
１の第２の変形例を説明する。

【００７７】図５を参照して、エッチング装置の投光部
７においては、特定の波長の光を放射する光源ではな
く、さまざまな波長の光を放出する光源としてのハロゲ
ンランプ２７が用いられている。ハロゲンランプ２７の
ような白色光源から出射した光がフィルタ部材としての
フィルタ２８（バンドパスフィルタ）を通過するよう
に、フィルタ２８が設置されている。フィルタ２８はハ
ロゲンランプ２８からの光のうち、任意の波長の光を透
過させる。このフィルタ２８を設置することにより、所
定の波長の光のみが投光部７から出射する。そして、こ
のフィルタ２８を交換することにより、投光部７から出
射する光の波長を任意に変更することができる。

【００７８】また、ハロゲンランプ２７に代えて、他の
光源を用いてもよい。他の光源としては複数の波長の光
を放射する光源を用いてもよい。このように、必要な波
長に合わせて、光源とフィルタ２８との組合せを適宜変
更することにより、所定の波長の光を投光部７から放射
することが可能になる。このようにすれば、複数の被エ
ッチング物と下地との組合せに対して、処理ごとに投光
部７を交換するといった手間を省くことができる。この
結果、エッチング処理における能率（生産性）を向上さ
せることができる。

【００７９】なお、図５においてはさまざまな波長の光
を放出する光源とフィルタ２８との組合せによって任意
の波長の光を取出す構成を示したが、光源２１として光
の波長を変更する手段としてのエキシマレーザやＡｒイ
オンレーザなどの波長を変えることが可能なレーザ（波
長可変レーザ）を用いてもよい。このような場合、図５
に示した投光部７による効果と同様の効果を得ることが
できる。

【００８０】図６は、本発明によるエッチング装置の実
施の形態１の第３の変形例を示す模式図である。図６は
図１に対応する。図６を参照して、本発明によるエッチ
ング装置の実施の形態１の第３の変形例を説明する。

【００８１】図６を参照して、エッチング装置は基本的
には図１〜３に示したエッチング装置と同様の構造を備
えるが、投光部の構成が異なっている。すなわち、図６
に示したエッチング装置では、投光部７は真空チャンバ
１２からある程度離れた位置に設置され、光ファイバ３
２が接続されている。この投光部７から出射された照射
光は光ファイバ３２を介して真空チャンバ１２の内部へ
と照射されている。この場合、図１〜３に示したエッチ
ング装置と同様の効果を得ることができると同時に、エ
ッチング装置における投光部７の配置の自由度を大きく
することができる。

【００８２】なお、図６においては、投光部７に光ファ
イバ３２を接続した構成を示しているが、受光部９を真
空チャンバ１２から離れた位置に配置するとともに、ウ
ェハ１から反射した反射光１７をこの受光部９へと導く
ために光ファイバなどを受光部９に接続した構成として
もよい。この場合、受光部９の配置の自由度を大きくす
ることができる。

【００８３】図７は、本発明によるエッチング装置の実
施の形態１の第４の変形例を説明するための模式図であ
る。図７は図１に対応する。図７を参照して、本発明に
よるエッチング装置の実施の形態１の第４の変形例を説
明する。

【００８４】図７を参照して、エッチング装置は基本的
には図１〜３に示したエッチング装置と同様の構造を備
えるが、投光部用窓８および受光部用窓１０が設置され
た部分の構造が異なる。すなわち、真空チャンバ１２の
上壁には、凹部３３、３４が形成され、この凹部３３、
３４の底部に投光部用窓８および受光部用窓１０がそれ
ぞれ設置されている。

【００８５】ここで、エッチング処理を続けると、投光
部用窓８および受光部用窓１０は、プラズマ１１やエッ
チングに起因する反応生成物などがその表面に付着す
る。このため、投光部用窓８および受光部用窓１０には
徐々に曇りが生じる。投光部用窓８および受光部用窓１
０が曇ると、ウェハ１に照射される照射光１６および受
光部９に入射する反射光１７の光量が減少することにな
る。この結果、終点判別の精度が劣化する場合があっ
た。

【００８６】しかし、図７に示すように、真空チャンバ
１２の上壁に凹部３３、３４を設けて、その底部に投光
部用窓８および受光部用窓１０を配置すれば、この投光
部用窓８および受光部用窓１０とプラズマ１１との間の
距離を充分大きくすることができる。この結果、上述の
ように投光部用窓８および受光部用窓１０がプラズマな
どによって曇るといった問題の発生を抑制できる。

【００８７】また、投光部用窓８および受光部用窓１０
が設置された部分の構造としては、図７に示したような
単純な凹構造としてもよいが、より複雑な構造としてプ
ラズマ１１が投光部用窓８および受光部用窓１０へと到
達することを抑制するような構造（いわゆるラビリンス
構造）としてもよい。なお、エッチング処理の間に投光
部用窓８および受光部用窓１０のプラズマクリーニング
処理を実施してもよい。

【００８８】上述のように、エッチング装置において本
発明による終点判別手段を適用した場合を説明したが、
本発明はエッチング装置に限らずアッシング装置や薄膜
形成装置、イオン注入装置、スパッタリング装置などに
対しても適用することができる。また、いわゆるドライ
処理を行なう装置のみではなく、薬液などを用いたウェ
ット処理装置に対しても適用することができる。

【００８９】（実施の形態２）図８は、本発明による半
導体処理装置の実施の形態２を示す模式図である。図８
に示した半導体処理装置はイオン注入装置である。図９
は、図８に示した半導体処理装置の試料室の拡大断面模
式図である。図８および９を参照して、本発明による半
導体処理装置の実施の形態２を説明する。

【００９０】図８および９を参照して、半導体処理装置
としてのイオン注入装置は高圧電源４０、イオン引出電
極４１、質量分析マグネット４２、可変スリット４３、
加速管４４、Ｙ走査電極４５、Ｘ走査電極４６および試
料室４８を備える。イオン引出電極４１から放出された
イオンビームは、質量分析マグネット４２を通過した
後、可変スリット４３を通過する。この可変スリット４
３を通過したイオンビームは、加速管４４において所定
のエネルギーレベルにまで加速される。その後、Ｙ走査
電極４５およびＸ走査電極４６によって、イオンビーム
４７はその進行方向に対して垂直方向に広がるように走
査される。

【００９１】試料室４８には、イオンビーム４７が照射
される領域に試料台４９が設置されている。試料台４９
上にはウェハ１が配置されている。矢印３５に示すよう
に、Ｙ走査電極４５およびＸ走査電極４６によってイオ
ンビーム４７は走査されている。このため、ウェハ１の
全面にイオンビーム４７が照射されることになる。

【００９２】試料室４８には、図１に示したエッチング
装置などと同様に投光部用窓８および受光部用窓１０が
配置されている。投光部用窓８上には投光部７が配置さ
れている。また、受光部用窓１０上には受光部９が配置
されている。投光部７は、ウェハ１の表面の全面に対し
て照射光を照射することができるように、矢印３６に示
すように動作可能になっている。また、受光部９も、同
様に矢印３７に示すように、ウェハ１の全面から反射す
る反射光を受光することができるように動作可能になっ
ている。

【００９３】このようなイオン注入装置においても、本
発明の実施の形態１において示した本発明による終点判
別手段を適用することができる。すなわち、ウェハ１に
イオンビーム４７が照射されると、ウェハ１にイオンが
注入される。そして、このイオンが注入されるウェハ１
表面からの深さおよびイオンの注入量によりウェハ１の
表面物性が変化する。この表面物性の変化に伴って、ウ
ェハ１の表面における光の反射率が変化する。このた
め、ウェハ１の表面の光の反射率の変動をモニタリング
することにより、イオン注入電荷量（イオン注入量）の
判別や注入特性の検査をリアルタイムで行なうことが可
能になる。

【００９４】一方、従来のイオンビームの電流測定によ
る注入電荷量の判別方法では、たとえば同一電荷を有す
る別のイオンがウェハ１へと注入された場合、そのよう
な別のイオンが注入されたという誤注入を検出、防止す
ることが難しい。しかし、所定のイオンとは別のイオン
が注入された場合にウェハ１の表面物性が所定の変化と
は異なる変化をすることにより、その表面での光の反射
率が所定の値とは異なる値に変化する場合がある。その
ため、本発明のように、イオン注入を行なっているウェ
ハ１の表面での光の反射率をリアルタイムで測定すれ
ば、誤ったイオンが注入された場合に、反射率の変化に
よりイオンの誤注入を容易に検出することができる。

【００９５】なお、図９に示した装置では、上述のよう
にイオンビーム４７が照射された状態で、そのイオンビ
ーム４７が照射されたウェハ１の領域に投光部７から照
射光１６を照射し、その照射光がウェハ１の表面から反
射する反射光１７を受光部９によって検出することによ
り、イオン注入量の終点判別を行なっている。しかし、
イオン注入量の終点判別以外の用途において本発明を適
用する場合には、ウェハ１にイオン注入を行なった後、
別の装置や位置でウェハ１の表面における光の反射率の
測定を行なってもよい。

【００９６】（実施の形態３）上述した本発明の実施の
形態１および２においては、ウェハ１からの反射光を受
光部９の内部のＣＣＤなどの受光素子で受光し、そのデ
ータに基づいてウェハ１上のそれぞれのチップのエッチ
ングの終点判別などを行なう装置構成を示した。この場
合、反射光においてウェハ１上に形成されたそれぞれの
チップからの反射光成分を識別する必要がある。以下に
おいては、ウェハ１からの反射光を受光素子で受光し、
その出力データから、ウェハ１上に形成されたそれぞれ
のチップからの反射光成分（信号）を認識する方法につ
いて説明する。

【００９７】一般に、ウェハ１上に複数のチップを形成
する場合には、ウェハ１に対する成膜やエッチング処理
などの工程（いわゆる前工程）を行なった後、ウェハ１
をチップごとに分離するダイシング工程が実施される。
このため、通常、ウェハ１上には、露光段階から予めダ
イシングソーでカットする位置をダイシングラインとし
て設けている。したがって、このダイシングラインで囲
まれた部分を予め個々のチップが形成される領域（チッ
プ領域）であると認識させることにより、以後このチッ
プ領域からの反射光を識別することができる。そして、
このそれぞれのチップ領域からの反射光をもとにして終
点判別処理を行なえば、各チップ領域こどの終点判別を
行なうことができる。以下、ダイシングラインで囲まれ
た部分をチップ領域として認識する工程について説明す
る。

【００９８】図１０は、本発明による終点判別方法にお
けるチップ領域識別方法のフローチャートを示す図であ
る。図１１は、ウェハの表面を示す平面模式図である。

【００９９】図１０を参照して、チップ領域識別方法に
おいては、まず測定対象であるウェハ１の表面へ放射光
を投光部から照射するとともに、ウェハ１表面において
反射した反射光を受光部において検出する工程（Ｓ１１
０）を実施する。このとき、図１１に示すように、ウェ
ハ１の表面にはダイシングライン３１（ダイシングライ
ン領域ともいう）によって囲まれたチップ領域３０がマ
トリックス状に配置された状態になっている。ここで、
たとえばライン５７に添って反射光の強度を測定する
と、チップ領域３０から反射する反射光の強度は相対的
に高く、ダイシングライン３１から反射する反射光の強
度は相対的に低くなっている。これは、ダイシングライ
ン３１（半導体チップとしてのチップ領域３０が形成さ
れるべき領域以外の領域）とチップ領域３０（半導体チ
ップが形成されるべき領域）とはその表面状態が異なる
ため、光の反射率が異なるためである。

【０１００】次に、検出した反射光の強度のレベル判定
を行なう工程（Ｓ１２０）を実施する。すなわち、上述
のようにチップ領域３０とダイシングライン３１とのそ
れぞれの領域からの反射光の強度には差があるため、反
射光の強度についての適切な判定レベルを設定すれば、
その判定レベルよりも低い反射光強度である部分はダイ
シングライン３１であると判断することができる。この
結果、ダイシングライン領域（ダイシングライン３１）
を検出する工程（Ｓ１３０）を実施することができる。

【０１０１】そして、このダイシングライン３１に囲ま
れた部分がチップ領域３０であるため、このダイシング
ライン３１に囲まれた部分をチップ領域として検出する
工程（Ｓ１４０）を実施することができる。以下、図１
２を参照して、より詳しく説明する。図１２は、図１０
に示したチップ領域識別方法を説明するための模式図で
ある。

【０１０２】図１２には、受光部９に設置された受光素
子であるＣＣＤアレイ６０の一部分が示されている。図
１２を参照して、ＣＣＤアレイ６０においては、光電変
換素子である複数のＣＣＤセルがマトリックス状に配置
されている。そして、反射光を検出する工程（Ｓ１１
０）において、ウェハ１からの反射光がＣＣＤアレイ６
０に入射した場合、図１２に示すように、ダイシングラ
イン３１からの反射光が入射したＣＣＤセル６１には、
相対的に強度の低い反射光が入射することになる。一
方、チップ領域からの反射光が入射したＣＣＤセル６２
には、相対的に高い強度の反射光が入射することになっ
ている。

【０１０３】そして、反射光強度のレベル判定を行なう
工程（Ｓ１２０）において、制御装置からＣＣＤアレイ
６０のそれぞれのＣＣＤセルについての出力信号を読出
す命令信号が送られてくると、それぞれのＣＣＤセルの
出力信号が制御部へと順次伝送される。

【０１０４】このＣＣＤセルからの出力信号に基づい
て、ダイシングライン領域およびチップ領域を検出す
る。たとえば図中の反射光測定ライン６３に沿ったＣＣ
Ｄセルからの信号を図１２の右側の領域に示す。図１２
からもわかるように、チップ部（チップ領域）からの反
射光の強度は相対的に高いため、このチップ領域からの
反射光を受光したＣＣＤセルからの出力信号はそのレベ
ルが相対的に高くなっている。一方、ダイシングライン
３１からの反射光を受光したＣＣＤセル６１ａからの出
力信号（読出信号）のレベルは相対的に低くなってい
る。また、ダイシングライン３１からの反射光が入射し
たＣＣＤセル６１ａ、６１ｂにおいて、ダイシングライ
ン３１からの反射光の受光領域の面積が相対的に大きい
ＣＣＤセル６１ａからの読出信号レベルは、ダイシング
ライン３１からの反射光の受光領域の面積が相対的に小
さいＣＣＤセル６１ｂからの読出信号レベルよりもさら
に低くなっていることがわかる。

【０１０５】そして、この読出信号について判定レベル
６４を設定する。この判定レベル６４よりも低い読出信
号レベルのＣＣＤセルに対応するウェハ１上の領域（Ｃ
ＣＤセル６１ａ、６１ｂに反射光が入射しているウェハ
１上の領域）を、ダイシングライン領域を検出する工程
（Ｓ１３０）において、ダイシングライン３１であると
判定する。そして、チップ領域を検出する工程（Ｓ１４
０）において、ダイシングライン３１によって囲まれた
領域をチップ領域であると判定することができる。

【０１０６】ここで、ウェハ１上におけるチップ領域の
配置が同じウェハを複数枚処理する場合、このようなチ
ップ領域の判定は、そのようなウェハの種類ごとに、そ
れぞれエッチング処理前に１回行なえばよい。そして、
その後はチップ領域のパターンを処理装置において記憶
しておけば、次のエッチング処理からはチップ位置判定
を特に行なう必要はない。

【０１０７】このようにすれば、ウェハ１の上における
チップ領域を認識することができる。この結果、ウェハ
１のそれぞれのチップ領域からの反射光の強度の変化を
識別できるので、その反射光の強度の変化からチップ領
域ごとの終点判別を行なうことができる。

【０１０８】なお、上述の受光素子としてはＣＣＤを用
いたが、他の光電気変換素子（たとえばＣＭＯＳ素子）
を用いても同様の手法によりチップ位置の判定を行なう
ことができる。また、受光素子として複数のセンサ（Ｃ
ＣＤセル）からなる固体撮像素子を用いたが、受光素子
として他の素子、たとえば光電子増倍管や他の真空撮像
管を用いてもよい。

【０１０９】上述の光電子増倍管などを用いてダイシン
グラインの判定を行なうには、まず、受光部９において
ウェハ全面からの反射光を検出できるように、受光部９
を機械的あるいは電気的にウェハ１に対して走査するこ
とにより、ウェハ１からの反射光の分布を測定する。も
ちろん、単一セルの固体撮像素子を内蔵した受光部９を
機械的あるいは電気的にウェハ１に対して移動させるこ
とによって走査し、反射光の分布を測定してもよい。

【０１１０】また、上述の例ではダイシングライン３１
での光の反射率がチップ領域の光の反射率よりも低い場
合を用いて説明したが、ウェハ１に照射する光の波長に
よってはダイシングライン３１からの反射光の強度がチ
ップ領域からの反射光の強度より強くなる場合もある。
この場合、反射光強度の判定レベルを超えた強度を示す
領域をダイシングライン領域として判定すれば、上述の
場合と同様にダイシングライン３１およびそのダイシン
グライン３１に囲まれたチップ領域３０を識別すること
ができる。この結果、上述の方法と同様の効果を得るこ
とができる。

【０１１１】また、受光部９においては、受光素子２５
の前面にフィルタを設置することにより、このフィルタ
を用いてプラズマや周囲からの光学的ノイズを低減して
もよい。この場合、受光素子２５における感度（Ｓ／Ｎ
比）を向上させることができる。この結果、より精度よ
くダイシングライン３１およびチップ領域３０を検出す
ることができる。なお、この実施の形態３で説明したチ
ップ領域３０の識別方法は、後述する本発明による終点
判別方法（本願の実施の形態５および６参照）において
実際の終点判別を行う工程の前に実施してもよい。

【０１１２】（実施の形態４）既に述べたように、本発
明によるエッチング処理などのプラズマ処理の終点判別
方法においては、被処理材であるウェハの表面に外部か
ら光を照射して、その光がウェハ表面において反射した
反射光を検出することによりウェハ表面の変化を検出し
てプラズマ処理の終点判別を行なっている。このため、
ウェハ表面に照射される光の波長と、プラズマ処理に用
いられるプラズマの発光波長とが重複していると、ウェ
ハ表面からの反射光の検出精度が低下することになる。
この場合、終点判別を精度よく行なうことが困難にな
る。したがって、本発明による終点判別方法において
は、プラズマの発光波長とは異なる波長領域の光をウェ
ハへ照射する光として用いることが好ましい。以下、ウ
ェハへ照射する光の波長（照射波長）を決定する方法に
ついて説明する。

【０１１３】図１３は、本発明によるプラズマ処理の終
点判別方法に用いる照射波長を決定する方法のフローチ
ャートを示す図である。図１３を参照して、本発明にお
いて、ウェハの表面へと照射される光の波長を決定する
方法を説明する。

【０１１４】図１３を参照して、まず、エッチング処理
などの所定のプラズマ処理（プラズマプロセス）でのプ
ラズマの発光スペクトルを測定する工程（Ｓ２１０）を
実施する。その結果、図１４に示すように、プラズマの
発光スペクトルデータを得ることができる。図１４は、
プラズマ処理でのプラズマの発光スペクトルのグラフを
示す図である。図１４は、アルミニウム合金膜をプラズ
マエッチングする際のプラズマの発光スペクトルを示し
ている。図１４に示したデータの測定条件は、以下のよ
うなものである。ここで、プラズマはマグネトロン放電
によって形成されている。エッチングに用いた反応性ガ
スは、塩素ガスと三塩化ホウ素ガスとの混合ガスであ
る。塩素ガスの流量は０．０８リットル／分（８０ｓｃ
ｃｍ）、三塩化ホウ素ガスの流量としては０．０２リッ
トル／分（２０ｓｃｃｍ）という値を用いた。また、電
極に供給した高周波電力は４００Ｗであり、また、測定
時の真空チャンバ内の真空度は１５ｍＴｏｒｒとした。
また、印加した磁場の強度は１５０Ｇとした。

【０１１５】図１４を参照して、横軸はプラズマ発光の
光の波長（単位：ｎｍ）、縦軸は発光強度（単位：任意
単位（ａ．ｕ．））である。図４からもわかるように、
上述の条件におけるエッチング処理でのプラズマの発光
スペクトルにおいては、７３０ｎｍから８６０ｎｍとい
う波長領域に、主に塩素ラジカルの発光スペクトルのピ
ークが多数見られる。

【０１１６】しかし、５８０ｎｍから７３０ｎｍという
波長領域には、顕著な発光強度のピークは見られない。
したがって、この顕著な発光強度のピークが見られない
波長領域（５８０ｎｍ〜７３０ｎｍ）のいずれかの波長
の光を、ウェハの表面へと照射する光の波長として用い
ることが好ましい。つまり、図１３に示すように、図１
４のようなプラズマの発光スペクトルを測定する工程
（Ｓ２１０）を実施した後、プラズマからの発光のう
ち、発光強度の大きな波長と重ならない波長領域から照
射波長を選択する工程（Ｓ２２０）を実施する。

【０１１７】ここでは、上述のプラズマからの発光にお
いて相対的に発光強度の大きな発光成分の波長と重なら
ない波長領域として５８０ｎｍ〜７３０ｎｍという波長
領域が該当する。そして、被エッチング対象物であるア
ルミニウム合金膜は、可視光領域の光の反射率が平均９
０％以上である。このため、被エッチング対象物での光
の反射率を考慮すると、ウェハの表面へと照射する光と
しては、波長が６７０ｎｍの赤色半導体レーザ光を用い
ることができる。なお、ウェハの表面へ照射する光の波
長は、プラズマ処理の条件や被エッチング対象物に応じ
て適宜選択することができる。

【０１１８】このようにすれば、アルミニウム合金膜を
エッチングするプラズマ処理において、プラズマからの
発光に影響されることなく、安定してアルミ合金膜のエ
ッチングの終点判別を行なうことができる。

【０１１９】また、照射光の光源としては、上述の波長
領域（５８０ｎｍ〜７３０ｎｍ）に位置する波長の光を
放出できる光源であれば、他の光源を用いることもでき
る。たとえば、波長が６３２．８ｎｍのＨｅ−Ｎｅレー
ザなどを光源として用いることもできる。

【０１２０】また、プラズマの発光成分と干渉しない光
であれば、他の波長の光を照射光として用いることがで
きる。たとえば、図１４に示したような波長領域（５８
０ｎｍ〜８８０ｎｍ）以外の波長領域の光であってプラ
ズマの発光成分と干渉しない波長の光を照射光として用
いることができる。また、照射光の波長の選択範囲とし
ては、図１４に示したような波長領域（５８０ｎｍ〜８
８０ｎｍ）に限定する必要はなく、他の波長領域から照
射光の波長を選択してもよい。このように、終点判別に
用いる照射光の光源の波長または波長幅が、プラズマ処
理の際のプラズマの発光成分の波長と重ならないように
すれば、ウェハからの反射光を利用して精度よく終点判
別を行なうことが可能になる。なお、この実施の形態４
で説明した照射光の波長の決定方法は、後述する本発明
による終点判別方法（本願の実施の形態５および６参
照）において実際の終点判別を行う工程の前に実施する
ことが好ましい。

【０１２１】（実施の形態５）以下、本発明によるプラ
ズマ処理の終点判別方法において、ウェハ上に形成され
るチップの歩留りが最大になるようなタイミングでプラ
ズマ処理を終了させる方法について説明する。なお、以
下においては、プラズマ処理の例としてウェハ上に記憶
素子などの半導体装置を形成する工程（半導体装置の製
造工程）においてウェハにエッチング処理を行なった場
合について説明する。

【０１２２】エッチング処理を行なう場合、エッチング
処理時間とウェハ上に形成されるチップについて良品が
得られる確率との間にはある種の相関関係があることを
発明者は見出した。これは、以下のように説明される。

【０１２３】図１５は、エッチング処理時間がエッチン
グ終点時間（ジャストエッチ時間）に比べて短い場合の
ウェハ上の状況を示す断面模式図である。図１６は、エ
ッチング処理時間がエッチング終点時間（ジャストエッ
チ時間）とほぼ等しい場合のウェハの断面模式図であ
る。図１７は、エッチング処理時間がエッチング終点時
間よりも長い場合のウェハの断面模式図である。

【０１２４】図１５〜１７を参照して、ウェハとしての
シリコン基板５３の表面上にシリコン酸化膜５２が形成
されている。シリコン酸化膜５２上には、被エッチング
対象物であるアルミ合金膜５１が形成されている。アル
ミ合金膜５１上には、エッチングのマスクとして用いら
れ、所定のパターンを有するレジスト５０が配置されて
いる。

【０１２５】図１５のように、エッチング処理時間がエ
ッチング終点時間に比べて短い場合、被エッチング対象
物であるアルミ合金膜５１はレジスト５０の下に位置す
る領域以外にも延在するように残存している。このた
め、アルミ合金膜５１はレジスト５０下に位置する領域
同士が上述の残存したアルミ合金膜５１の部分によって
つながった状態になっている。ここで、たとえばレジス
ト５０下に位置するアルミ合金膜５１の部分が電極とし
て形成されている場合、この電極間は短絡された状態に
なる。この結果、図１５のようにアルミ合金膜５１から
なる電極が短絡した半導体素子としてのチップはもはや
正常な動作を行なうことが困難になる。つまり、良品を
得られる確率が低くなる。

【０１２６】次に、図１６のように、エッチング処理時
間がエッチング終点時間とほぼ等しい場合、レジスト５
０下に位置する領域以外の領域では、アルミ合金膜５１
がエッチングによりほぼ完全に除去されている。このた
め、レジスト５０下に位置するアルミ合金膜５１の部分
の間には、アルミ合金膜５１の他の部分が残存していな
いので、このレジスト５０下に位置するアルミ合金膜５
１の部分は互いに分離された状態になっている。この場
合、このアルミ合金膜５１を電極などに用いたチップの
構造は設計した構造とほぼ等しくなっているので、この
ようなチップは正常に動作する可能性が高い。すなわ
ち、良品を得られる確率を高くすることができる。

【０１２７】また、図１７のように、エッチング処理時
間がエッチング終点時間よりも長い場合には、エッチン
グ終点時間を超えてさらにエッチング処理が続行される
ことになる。すると、図１７に示すように、アルミ合金
膜５１の側壁が長時間プラズマにさらされる。このた
め、アルミ合金膜５１の側壁が横方向にエッチングさ
れ、いわゆる肩欠け部（サイドエッチ部５５）が形成さ
れる。また、同様の理由により、アルミ合金膜５１の下
部にサイドエッチ部５４が形成されている。また、プラ
ズマが被エッチング対象物としてのアルミ合金膜５１の
下地膜であるシリコン酸化膜５２に長時間接触すること
になるので、このプラズマによりシリコン酸化膜５２の
表面が削れた領域（酸化膜削れ部５６）が形成される。
そして、エッチング時間の長さによっては、最終的にシ
リコン酸化膜５２を貫通するような開口部が形成される
場合もある。

【０１２８】絶縁膜としてのシリコン酸化膜５２を貫通
するような開口部の形成は、このシリコン酸化膜による
絶縁の信頼性を劣化させることになる。また、サイドエ
ッチ部５４、５５は、アルミ合金膜５１の横方向の寸法
を設計値よりも小さくする。この結果、電気信号などを
伝送するための導電線としてこのアルミ合金膜５１を用
いる場合、信号伝達特性などが劣化することになる。そ
して、サイドエッチ部５４、５５の大きさによっては、
アルミ合金膜５１が局所的に断線することになる。この
ような場合、チップはもはや正常に動作することができ
なくなる。つまり、良品を得られる確率が低下する。

【０１２９】上述のように、エッチング処理時間と良品
を得られる確率（歩留り）との間には、ある種の相関関
係がある。図１８は、エッチング時間とチップの歩留り
との関係を表現したグラフを示す図である。図１８を参
照して、横軸はエッチング時間（ｔ）であり、縦軸は歩
留り（良品を得られる確率）である。すると、エッチン
グ終点時間よりもエッチング処理時間が短い領域では、
既に述べたように歩留りが相対的に低くなる。そして、
エッチング時間（エッチング処理時間）がエッチング終
点時間とほぼ等しいような領域では、歩留りが相対的に
高くなり、さらにエッチング処理時間が長くなると、図
１７に示したようなサイドエッチ部５４、５５などが発
生することにより、再びチップの歩留りは低下する。以
下、図１８に示したようなエッチング時間と歩留りとの
関係を示す関数を歩留り−エッチング時間関数σ（ｔ）
と呼ぶ。

【０１３０】なお、通常ウェハ上に形成されたそれぞれ
のチップにおけるエッチング速度にはばらつきがある。
また、同じチップの内部においても、エッチングによっ
て形成されるパターンの密度やエッチングによって形成
されるホールパターンなどの大きさ（直径）、あるいは
エッチングによって除去される層の厚さなどさまざまな
要因により、エッチング速度は局所的に異なった値を示
す場合がある。このため、実際にエッチング処理を行な
う時間は、予想されるエッチング終点時間よりも長めに
設定される。

【０１３１】上述のような歩留り−エッチング時間関数
σ（ｔ）を利用した本発明によるエッチング処理の終点
判別方法を、以下説明する。図１９は、本発明によるエ
ッチング装置において、チップの歩留りが最大となるよ
うにエッチング処理の終点判別を行なう終点判別方法を
説明するためのフローチャートを示す図である。また、
図２０は、図１９に示した終点判別方法を実施する本発
明によるエッチング装置の構成を示すブロック図であ
る。図１９および２０を参照して、本発明による終点判
別方法を説明する。なお、以下においては、エッチング
装置においてウェハの表面上に形成されたアルミ合金膜
をエッチングする場合について説明する。

【０１３２】図１９および２０を参照して、エッチング
装置６９は、エッチング処理を行なう処理部６８と、終
点判別を行なうための測定部６６と、測定部６６および
処理部６８を制御するための制御部６５と、この制御部
６５において用いるデータを保持するための記憶手段と
してのメモリ６７とを備える。過剰処理時間を導出する
手段および決定手段に対応する制御部６５において、図
１９に示すような終点判別の工程が実施される。また、
具体的なエッチング装置の装置構成としては、本発明の
実施の形態１に示したエッチング装置の構成を用いるこ
とができる。

【０１３３】図２０に示したようなエッチング装置にお
いて、図１９に示した終点判別方法を実施する。具体的
には、図１９を参照して、まずエッチング装置６９にお
いて、相関関係としての処理対象チップ領域での歩留り
−エッチング時間関数σ（ｔ）を測定する工程（Ｓ３１
０）を実施する。具体的には、当該エッチング装置６９
において、エッチング時間を様々に変化させてエッチン
グ処理を複数回行ない、エッチング時間毎の、チップ領
域での良品が得られる確率の値を求めた。

【０１３４】次に、上述した工程（Ｓ３１０）において
測定した歩留り−エッチング時間関数σ（ｔ）をメモリ
６７に記憶させる工程（Ｓ３２０）を実施する。

【０１３５】次に、実際にウェハ上に形成されたアルミ
合金膜をエッチングするエッチング処理を実施する工程
（Ｓ３３０）を行なう。このエッチング処理において
は、本発明によるエッチング装置の実施の形態１などで
説明したように、測定部６６に含まれる投光部７などを
用いてウェハの表面に単色光の光を照射する照射工程を
実施する。投光部７としては、照射する光の波長を変更
する手段を含むことが好ましい。そして、その光がウェ
ハ表面において反射した反射光を測定部６６に含まれる
受光部９において検出する反射光検出工程を実施する。

【０１３６】このとき、既に説明したように、ウェハの
表面におけるそれぞれのチップ領域からの反射光を受光
部９において識別しているので、それぞれのチップ領域
からの反射光のデータ（反射光の強度の変化）に基づい
て、当該チップにおいて被エッチング対象物であるアル
ミ合金膜がエッチングにより完全に除去されたかどうか
（エッチングが終了したかどうか）を容易に判別するこ
とができる。具体的には、アルミ合金膜がエッチングに
より除去されている間は、当該チップ領域からの反射光
の強度はほぼ一定である。

【０１３７】しかし、次第にチップにおいてアルミ合金
膜のエッチングが終了した部分（エッチングによりアル
ミ合金膜がほぼ除去され、アルミ合金膜の下に位置する
下地膜の表面が露出してきた部分）が生じる。これまで
アルミ合金膜の表面において反射していた光の強度と、
下地膜の表面で反射した反射光の強度とは異なる（下地
膜の表面で反射した光の強度は、アルミ合金膜の表面で
反射した反射光の強度よりも低くなっている）。したが
って、このようなエッチングが終了した部分が生じてく
ると、そのチップ領域からの反射光の強度が徐々に低下
し始める。そして、当該チップの表面においてアルミ合
金膜のエッチングがほぼ終了すると、当該チップからの
反射光の強度は急激に低下してほぼ一定値を示すことに
なる。

【０１３８】このような反射光の強度の変化を受光部に
おいて測定することにより、各チップ領域（チップとも
いう）ごとにエッチング処理の終点を判別する工程（Ｓ
３４０）を行なう。上述の判別工程としての各チップ領
域ごとにエッチング処理の終点（エッチング処理が完了
する時点）を判別する工程（Ｓ３４０）を、図２１を用
いてより詳しく説明する。図２１は、各チップ領域ごと
にエッチング処理の終点を判別する工程（Ｓ３４０）を
説明するための模式図である。図２１には、チップ領域
３０ａ〜３０ｃのそれぞれについて、反射光の強度情報
としての反射光量とエッチング時間との関係を示すグラ
フが表示されている。それぞれのグラフについて、縦軸
は反射光量、横軸はエッチング時間をそれぞれ示してい
る。

【０１３９】図２１を参照して、ウェハ１の表面には、
ダイシングライン３１によって囲まれ、マトリクス状に
配置された複数のチップ領域が形成されている。この複
数のチップ領域のうち、チップ領域３０ａ〜３０ｃに着
目して、以下説明する。ウェハ１の周辺部に位置するチ
ップ領域３０ａでは、このチップ領域３０ａが位置する
部分のエッチング速度が他の領域よりも相対的に遅くな
っている。このため、図２１に示すように、チップ領域
３０ａではエッチング開始からエッチングが終了するま
での時間が長くなっている。すなわち、チップ領域３０
ａについては、エッチング処理を開始した時点からエン
ドポイント（ＥＰ）が検出される時点ｔａまでの間の時
間は長くなっている。

【０１４０】また、ウェハ１においてチップ領域３０ａ
よりも内周側に位置するチップ領域３０ｂについては、
チップ領域３０ａよりもエッチング速度が若干速くなっ
ている。このため、チップ領域３０ａよりもエッチング
処理を開始した時点からエンドポイントが検出される時
点ｔｂまでの間の時間は短くなっている。

【０１４１】また、ウェハ１のほぼ中央部に位置するチ
ップ領域３０ｃについては、エッチング速度がチップ領
域３０ａ、３０ｂよりも相対的に速くなっている。この
ため、エッチング処理を開始した時点からエンドポイン
トが検出される時点ｔｃまでの間の時間はチップ領域３
０ａ、３０ｂの当該時間よりも短くなっている。

【０１４２】なお、上記のような反射光の変化は、ウェ
ハ１全体の反射光においても同様に発生する。しかし、
チップ領域３０ａ〜３０ｃの面積は、ウェハ１の上部表
面の面積に比べてはるかに小さい。したがって、チップ
領域３０ａ〜３０ｃのそれぞれにおいて、プラズマ密度
やラジカル密度、反応ガスの流れなどエッチングに影響
を及ぼす因子については、それぞれのチップ領域３０ａ
〜３０ｃごとにほぼ一定となっているとみなすことがで
きる。つまり、チップ領域３０ａ〜３０ｃについて、そ
のチップ領域内でのエッチングの均一性は、ウェハ１全
体についてのエッチングの均一性と比べると非常に高く
なっている。したがって、図２１に示すように反射光量
の変化は非常に急峻であり、チップ領域ごとのエンドポ
イント（エッチングの終点）を精度よく求めることがで
きる（図２１に示したように、反射光量が急激に低下し
て一定値を示す変曲点がエンドポイント（エッチングの
終点）であると考えられる）。

【０１４３】なお、エンドポイントを検出した時点以降
は、それぞれのチップ領域はオーバーエッチングを受け
ていると考えられる。つまり、チップ領域３０ａ〜３０
ｃのそれぞれについて、時点ｔａ〜ｔｃ以降のエッチン
グを受けている時間は過剰処理時間としてのオーバーエ
ッチング時間である。以下、図２２を参照して説明す
る。図２２は、チップ領域ごとのオーバーエッチング時
間を説明するためのグラフを示す図である。

【０１４４】図２２を参照して、エッチングを行なって
いる時間のうち、エンドポイント後のある時点ｔを考え
る。そして、チップ領域３０ａについては、時点ｔａか
ら時点ｔまでの間の時間ｔ３がオーバーエッチング時間
である。また、同様に、チップ領域３０ｂについては、
時点ｔｂから時点ｔまでの間の時間ｔ２がオーバーエッ
チング時間である。また、チップ領域３０ｃについて
は、時点ｔｃから時点ｔまでの間の時間ｔ１がオーバー
エッチング時間である。

【０１４５】次に、図１９に示すように、各チップ領域
ごとの歩留り（良品を得られる確率）を予測する工程
（Ｓ３５０）を実施する。具体的には、各チップ領域に
ついて、上述のオーバーエッチング時間ｔｘを導出する
工程を実施する。そして、このオーバーエッチング時間
ｔｘと歩留り（良品を得られる確率）との関係を示す歩
留り−オーバーエッチング時間関数（相関関係）を、図
１８に示した歩留り−エッチング時間関数σ（ｔ）から
求めておく。具体的には、図１８にて、エッチング時間
（ｔ）で表わされた横軸において、エッチングが終了し
た時点を０としてそのエッチングが終了した時点以降の
時間をオーバーエッチング時間ｔｘとする。そして、こ
の歩留り−オーバーエッチング時間関数を用いて、ある
時点における、各チップ領域それぞれについてのオーバ
ーエッチング時間ｔｘに対応する歩留りσ（ｔｘ）を予
測する。なお、ここでｘは１〜ｎの整数であり、ｎはウ
ェハ１上に形成されるチップ領域の総数である。このよ
うなチップ領域ごとの歩留りを求める工程を、チップ領
域３０ａ〜３０ｃを用いて説明する。

【０１４６】図２２に示すように、チップ領域３０ａ〜
３０ｃのそれぞれのオーバーエッチング時間はそれぞれ
ｔ３〜ｔ１である。そして、このようにある時点ｔにお
けるオーバーエッチング時間ｔ１〜ｔ３のデータを、上
述の歩留り−オーバーエッチング時間関数σ（ｔ）（相
関関数ともいう）に適用することにより、図２３に示す
ように、それぞれのチップ領域３０ａ〜３０ｃにおける
歩留り（良品が得られる確率）σ（ｔ３）〜σ（ｔ１）
を得ることができる。図２３は、歩留り−オーバーエッ
チング時間関数を用いてオーバーエッチング時間からそ
れぞれのチップ領域３０ａ〜３０ｃの歩留りを予測する
方法を説明するためのグラフを示す図である。このよう
にして求められたそれぞれのチップ領域３０ａ〜３０ｃ
についての予測歩留りの値σ（ｔ３）〜σ（ｔ１）は、
時点ｔにおけるチップ領域３０ａ〜３０ｃの歩留りの予
測値を示している。

【０１４７】次に、工程（Ｓ３５０）においては、これ
らの予測歩留りの値の和である評価値としてのΣσ（ｔ
ｘ）（ただし、ｘ＝１〜３）を求める。この結果、時点
ｔにおけるチップ領域３０ａ〜３０ｃの全歩留りの評価
値を得ることができる。なお、上記の方法は、チップ領
域の数が３より多い場合にも、同様に適用できる。すな
わち、ｎ個のチップ領域それぞれについて、オーバーエ
ッチング時間を求め、このオーバーエッチング時間から
図２３に示した歩留り−オーバーエッチング時間関数を
用いて各チップ領域ごとの予測歩留りの値を求める。そ
して、これらの予測歩留りの値の和であるΣσ（ｔｘ）
（ただし、ｘ＝１〜ｎ）を求める。

【０１４８】なお、実際のエッチング処理においては、
エッチング速度が相対的に速いチップ領域において、最
初にエッチングが終了した（エンドポイントが検出され
た）時点で、チップ全体の歩留りの評価値であるΣσ
（ｔｘ）は０から増加し始める。そして、ある時間がた
った段階で上記評価値は最大値を示し、さらに時間が経
過すると低下し始めることになる。

【０１４９】そして、上述のように全チップについての
歩留りの合計値（評価値）を求めた後、決定工程として
の、歩留りの合計値が最大になったかどうかを検証する
工程（Ｓ３６０）を実施する。このように、全チップに
ついての歩留りの合計値が最大になった時点ｔが、当該
プロセス条件におけるそのウェハでの最大歩留りが得ら
れるエッチング終了時点である。したがって、この時点
でエッチング処理を終了させることにより、当該プロセ
ス条件での最大歩留りを実現することが可能となる。す
なわち、全チップについての歩留りの合計が最大になっ
た場合には、エッチング処理を終了する工程（Ｓ３７
０）を実施する。一方、上記全チップについての歩留り
の合計が最大になっていない場合には、再度、工程（Ｓ
３４０）以下の工程を繰返す。

【０１５０】このように、図１９に示した終点検出方法
を用いれば、たとえばエッチングなどのプロセス条件を
変更したためにプラズマの諸特性が変化することに伴っ
て、エッチングの均一性やエッチング時間が変化した場
合、その変化後の条件での最大歩留りが得られるタイミ
ングでエッチング処理を終了することが可能となる。こ
の結果、同一のウェハから良品として得ることができる
チップの数を増大させることができる。したがって、チ
ップの生産性を向上させることができる。

【０１５１】なお、上述のチップとは異なる品種のチッ
プを製造するためのウェハについても、図１８あるいは
図２３に示したような歩留りとエッチング時間（オーバ
ーエッチング時間）との関係を測定した相関関数を予め
準備し、エッチング装置６９のメモリ６７に記憶させて
おけば、同様の方法で上記他の品種のチップを製造する
ためのウェハについてもエッチング処理における歩留り
を最大にすることができる。この結果、チップの生産性
を同様に向上させることができる。

【０１５２】また、上述の例では、各チップ領域ごとの
歩留りを予測する際にオーバーエッチング時間ｔｘを用
いたが、このオーバーエッチング時間ｔｘに代えて、チ
ップ領域のエッチング時間を用いてチップごとの歩留り
を求めてもよい。この場合にも、同様の効果を得ること
ができる。

【０１５３】（実施の形態６）図２４は、本発明による
エッチング装置において行なう終点判別方法の実施の形
態６を説明するためのフローチャートを示す図である。
図２４を参照して、本発明によるエッチング装置におけ
る終点判別方法の実施の形態６を説明する。なお、図２
４に示した終点判別方法は、本発明の実施の形態５に示
した終点判別方法と同様に図２０に示したエッチング装
置６９において実施可能である。図２４に示した終点判
別方法は、図２０に示した第１および第２の過剰処理時
間を導出する手段、第１および第２の半導体チップにつ
いての良品が得られる確率の値を求める手段および決定
手段に対応する制御部６５において行なわれる。また、
具体的なエッチング装置の装置構成としては、本発明の
実施の形態１に示したエッチング装置の構成を用いるこ
とができる。

【０１５４】図２４に示した終点判別方法では、本発明
の実施の形態５のように１つのウェハの上に１種類のチ
ップが形成されていた場合とは異なり、１つのウェハ内
に異なる品種のチップが形成される場合に適用される。
このように、１つのウェハ内に異なる品種のチップ（第
１および第２のタイプの半導体チップ）が形成される場
合、そのチップ領域の品種ごとにエッチング速度や、歩
留り−オーバーエッチング時間の相関曲線が異なる。ま
た、異なる品種間において、利益率や販売単価の差など
に伴って優先度が異なる場合もある。一例として、以下
においては、１つのウェハ内に２種類のチップが混在す
る例を用いて説明する。

【０１５５】図２４を参照して、まず異なる種類のチッ
プ（チップ品種Ａ、チップ品種Ｂ）ごとに、第１および
第２の相関関係としての歩留り−エッチング時間関数σ
_a（ｔ）、σ_b（ｔ）を測定する工程（Ｓ４１０）を実施
する。第１および第２の相関関係を求める工程としての
工程（Ｓ４１０）では、図１９に示した工程（Ｓ３１
０）と同様の工程をチップ品種Ａ、品種Ｂに対してそれ
ぞれ行なうことにより、歩留り−エッチング時間関数σ
_a（ｔ）、σ_b（ｔ）を得る。

【０１５６】次に、歩留り−エッチング時間関数σ
_a（ｔ）、σ_b（ｔ）をメモリに記憶させる工程（Ｓ４２
０）を実施する。この工程は図１９における工程（Ｓ３
２０）に対応する。

【０１５７】次に、当該エッチング装置においてエッチ
ング処理を実施する工程（Ｓ４３０）を行なう。この工
程（Ｓ４３０）は、図１９における工程（Ｓ３３０）に
対応する。このエッチング処理においては、本発明によ
るエッチング装置の実施の形態１などで説明したよう
に、測定部６６に含まれる投光部７などを用いてウェハ
の表面に単色光の光を照射する照射工程を実施する。投
光部７としては、照射する光の波長を変更する手段を含
むことが好ましい。そして、その光がウェハ表面におい
て反射した反射光を測定部６６に含まれる受光部９にお
いて検出する反射光検出工程を実施する。

【０１５８】次に、各チップごとにエッチング処理の終
点判別を行なう工程（Ｓ４４０）を実施する。この工程
（Ｓ４４０）は、図１９における工程（Ｓ３４０）と同
様の処理を行なう。ここでは、チップ品種Ａのチップ領
域について第１の過剰処理時間としてのオーバーエッチ
ング時間を求めるとともに、チップ品種Ｂのチップ領域
について第２の過剰処理時間としてのオーバーエッチン
グ時間を求める。

【０１５９】次に、第１および第２の半導体チップにつ
いて良品が得られる確率の値を求める工程として、各チ
ップごとの歩留りを予測する工程（Ｓ４５０）を実施す
る。この工程は、図１９における工程（Ｓ３５０）に対
応する。ただし、図２４に示した終点検出方法では、ウ
ェハ上にチップ品種Ａとチップ品種Ｂという２種類のチ
ップが形成される。そのため、各チップの品種に応じ
て、各チップ領域ごとにオーバーエッチング時間と歩留
り−オーバーエッチング時間関数（相関曲線）とに基づ
いて、各チップ領域ごとの歩留りを予測する。なお、歩
留り−オーバーエッチング時間関数は、上述の歩留り−
エッチング時間関数σ_a（ｔ）、σ_b（ｔ）から、図１９
に示した工程の場合と同様に求めることができる。

【０１６０】ここで、チップ品種Ａの優先度がチップ品
種Ｂに比べてｋ倍であると想定した上で、この優先度を
加味した全てのチップ領域についての評価値を導出す
る。つまり、チップ品種Ａについての第１の係数をｋ、
チップ品種Ｂについての第２の係数を１と設定して、評
価値＝Σｋσ_a（ｔｘ１）＋Σσ_b（ｔｘ２）と表わされ
る評価値を用いる。なお、ここでｘ１＝１〜ｎａ、ｘ２
＝１〜ｎｂ、ｎａ、ｎｂは、それぞれウェハにおいてチ
ップ品種Ａ、チップ品種Ｂのそれぞれに対応するチップ
領域の数を示している。なお、チップ品種Ｂについての
第２の係数をｍとして、評価値＝Σｋσ_a（ｔｘ１）＋
Σｍσ_b（ｔｘ２）と表される評価値を用いてもよい。

【０１６１】このような評価値を算出した上で、決定工
程として、その評価値が最大になったかどうかを検証す
る工程（Ｓ４６０）を実施する。そして、この評価値が
最大になった場合には、エッチング処理を終了する工程
（Ｓ４７０）を実施する。また、評価値が最大になって
いない場合には、再び工程（Ｓ４４０）以下の工程を繰
返す。

【０１６２】このように、優先度（係数ｋ）を考慮した
評価値を用いてエッチングの終了時点を決定することに
より、異なるチップ品種Ａ、品種Ｂの優先度を考慮した
上で歩留りを極大化することができる。

【０１６３】なお、チップ品種Ａ、Ｂの間の優先度の差
を特に設定しない場合には、上記の評価値を算出する式
においてｋ＝１と設定すればよい。また、チップ品種が
２種類以上の場合においても、同様の手法で評価値を算
出した上で、エッチング処理の終点を決定することがで
きる。すなわち、３種類以上チップ品種がある場合も、
品種ごとに歩留り−オーバーエッチング時間関数を予め
求めておき、チップ領域の品種に応じて歩留り（良品を
得られる確率）を算出する。そして、それぞれのチップ
領域の歩留りに、優先度を示す係数をかけた値を合計す
ることにより、評価値を導出することができる。そし
て、その評価値が最大になるタイミングでエッチング処
理を終了すれば、チップ品種ごとの優先度を考慮した上
で、ウェハから得られるチップの歩留りを極大化させる
ことができる。

【０１６４】なお、図２４に示した終点判別方法におい
ては、ウェハ上におけるチップ領域について、どのチッ
プ領域がどの品種に該当するかを予め認識しておく必要
がある。このようなウェハ上のチップ領域の品種および
位置をエッチング装置の制御部に認識させる方法として
は、たとえば以下のような手法を用いることができる。

【０１６５】図２５は、図２４に示した終点判別方法を
実施するエッチング装置の構成を示すブロック図であ
る。図２５を参照して、エッチング装置は図２０に示し
た本発明によるエッチング装置の実施の形態５と同様の
構成であるが、制御部６５に接続された入力部７０を備
えている。そして、この入力部７０に備えつけられたＣ
ＲＴなどに、本発明の実施の形態３に示した手法を用い
て認識したウェハ内のチップ領域の位置を表示する。そ
の上で、予めわかっているウェハ内のチップ領域の配置
とそのＣＲＴなどに表示されたウェハ内のチップ領域の
配置とをオペレータが照合する。そして、この入力部７
０に含まれる入力装置、たとえばキーボードもしくは表
示部に備えつけられたタッチパネルなどを用いて、オペ
レータがそれぞれのチップの品種および位置を特定する
情報を入力するといった手法を用いることができる。

【０１６６】また、エッチング装置において、ウェハ上
に形成された異なるチップ品種に対応するチップ領域に
ついてそれぞれ該当するチップ品種を特定する方法とし
ては、以下に説明するようにチップ領域の位置情報およ
びサイズ情報に基づいて自動認識を行なってもよい。図
２６は、チップ領域の品種および位置を自動認識する工
程を説明するためのフローチャートを示す図である。

【０１６７】図２６を参照して、まず、ウェハ内でのチ
ップ領域の位置およびサイズを検出する工程（Ｓ５１
０）を実施する。この工程（Ｓ５１０）においては、本
発明の実施の形態３で説明したチップ領域の判別方法と
同様の手法を用いることができる。すなわち、チップ領
域とダイシングラインとの光の反射率が異なることに基
づいて、ウェハ内に形成されたダイシングラインを検出
することにより、そのダイシングラインによって囲まれ
た領域をチップ領域として認識する。そして、ウェハ内
におけるそのチップ領域の相対的な位置および外周形状
・大きさを検出することにより、半導体チップが形成さ
れるべき領域のそれぞれの外周形状を識別する工程とし
ての工程（Ｓ５１０）を実施することができる。ここで
は、まずそれぞれのチップ領域の位置が特定される。

【０１６８】次に、予め装置に入力され、メモリなどに
記憶されていた半導体チップ領域のサイズと外周形状と
の基準データである外周形状基準データとしてのチップ
サイズ基準データと、検出したチップ領域のサイズおよ
び形状データ（チップサイズデータ）とを対比する工程
（Ｓ５２０）を実施する。ここで、チップ品種ごとにチ
ップサイズおよび外周形状が異なるような場合には、そ
のサイズや外周形状から当該チップ領域の品種を特定す
ることができる。

【０１６９】この後、チップ領域の品種と位置とを認識
し、メモリなどに記憶する工程（Ｓ５３０）を実施す
る。

【０１７０】なお、チップ領域のサイズを検出する方法
としては、測定しているウェハの直径と、受光部のＣＣ
Ｄセルの数との対応関係から、検出されたチップ領域の
サイズを算出するといった手法を用いることができる。

【０１７１】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。

【０１７２】

【発明の効果】このように、本発明によれば、ウェハ上
に形成されるチップ領域ごとにエッチング処理などの終
点を個別に検出できるので、チップ領域ごとの良品を得
られる確率を求めることができる。このため、ウェハに
形成される半導体チップ全体の歩留りを極大化させるよ
うに、処理時間を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体処理装置の実施の形態１
を示す模式図である。

【図２】図１に示した半導体処理装置におけるエッチ
ング終点判別手段を構成する投光部の拡大模式図であ
る。

【図３】図１に示した半導体処理装置におけるエッチ
ング終点判別手段を構成する受光部の拡大模式図であ
る。

【図４】本発明によるエッチング装置の実施の形態１
の第１の変形例を示す模式図である。

【図５】本発明によるエッチング装置の実施の形態１
の第２の変形例を説明するための模式図である。

【図６】本発明によるエッチング装置の実施の形態１
の第３の変形例を示す模式図である。

【図７】本発明によるエッチング装置の実施の形態１
の第４の変形例を説明するための模式図である。

【図８】本発明による半導体処理装置の実施の形態２
を示す模式図である。

【図９】図８に示した半導体処理装置の試料室の拡大
断面模式図である。

【図１０】本発明による終点判別方法におけるチップ
領域識別方法のフローチャートを示す図である。

【図１１】ウェハの表面を示す平面模式図である。

【図１２】図１０に示したチップ領域識別方法を説明
するための模式図である。

【図１３】本発明によるプラズマ処理の終点判別方法
に用いる照射波長を決定する方法のフローチャートを示
す図である。

【図１４】プラズマ処理でのプラズマの発光スペクト
ルのグラフを示す図である。

【図１５】エッチング処理時間がエッチング終点時間
（ジャストエッチ時間）に比べて短い場合のウェハ上の
状況を示す断面模式図である。

【図１６】エッチング処理時間がエッチング終点時間
（ジャストエッチ時間）とほぼ等しい場合のウェハの断
面模式図である。

【図１７】エッチング処理時間がエッチング終点時間
よりも長い場合のウェハの断面模式図である。

【図１８】エッチング時間とチップの歩留りとの関係
を表現したグラフを示す図である。

【図１９】本発明によるエッチング装置において、チ
ップの歩留りが最大となるようにエッチング処理の終点
判別を行なう終点判別方法を説明するためのフローチャ
ートを示す図である。

【図２０】図１９に示した終点判別方法を実施する本
発明によるエッチング装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２１】各チップ領域ごとにエッチング処理の終点
を判別する工程（Ｓ３４０）を説明するための模式図で
ある。

【図２２】チップ領域ごとのオーバーエッチング時間
を説明するためのグラフを示す図である。

【図２３】歩留り−オーバーエッチング時間関数を用
いてオーバーエッチング時間からそれぞれのチップ領域
３０ａ〜３０ｃの歩留りを予測する方法を説明するため
のグラフを示す図である。

【図２４】本発明によるエッチング装置において行な
う終点判別方法の実施の形態６を説明するためのフロー
チャートを示す図である。

【図２５】図２４に示した終点判別方法を実施するエ
ッチング装置の構成を示すブロック図である。

【図２６】チップ領域の品種および位置を自動認識す
る工程を説明するためのフローチャートを示す図であ
る。

【符号の説明】

１ウェハ、２下部電極、３絶縁物、４インピー
ダンス整合器、５高周波電源、６上部電極、７投
光部、８投光部用窓、９受光部、１０受光部用
窓、１１プラズマ、１２真空チャンバ、１３ガス
導入部、１４排気口、１５真空計、１６照射光、
１７反射光、１８，１９信号線、２０駆動回路、２
１光源、２２ビームエキスパンダ、２３投光レン
ズ系、２４受光レンズ系、２５受光素子、２６信
号増幅回路、２７ハロゲンランプ、２８フィルタ、
２９，３５〜３７矢印、３０ａ〜３０ｃチップ領
域、３１ダイシングライン、３２光ファイバ、３
３，３４凹部、４０電圧電源、４１イオン引出電
極、４２質量分析マグネット、４３可変スリット、
４４加速管、４５Ｙ走査電極、４６Ｘ走査電極、
４７イオンビーム、４８試料室、４９試料台、５
０レジスト、５１アルミ合金膜、５２シリコン酸
化膜、５３シリコン基板、５４，５５サイドエッチ
部、５６酸化膜削れ部、５７ライン、６０ＣＣＤ
アレイ、６１，６２ＣＣＤセル、６３反射光測定ライ
ン、６４判定レベル、６５制御部、６６測定部、
６７メモリ、６８処理部、６９エッチング装置、
７０入力部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の半導体チップが形成されるべき半
導体基板に対する処理の終点判別方法であって、前記半導体基板に対する処理が実施されている際に、前
記半導体基板において前記複数の半導体チップが形成さ
れるべき表面に光を照射する照射工程と、前記半導体基板の表面に照射された光のうち、前記複数
の半導体チップが形成されるべき領域からそれぞれ反射
された複数の反射光を検出する反射光検出工程と、前記複数の反射光を検出することにより得られる情報に
基づいて、前記複数の半導体チップが形成されるべき領
域に対する処理のそれぞれについて前記処理が完了する
時点である複数の終点を検出する判別工程とを備える、
終点判別方法。
【請求項２】前記情報は、前記複数の反射光の強度情
報である、請求項１に記載の終点判別方法。
【請求項３】前記半導体基板上に形成されるある特定
の半導体チップについて良品が得られる確率と、前記半
導体チップが形成されるべき領域について前記終点以後
に前記処理を続けた過剰処理時間との相関関係を求める
工程と、前記複数の半導体チップが形成されるべき複数の領域に
ついて、前記複数の終点から前記複数の終点以後の時点
まで処理を続けた場合の複数の過剰処理時間を導出する
工程と、前記複数の過剰処理時間と前記相関関係とに基づいて決
定される評価値が最大となる前記時点を前記処理の終了
時点として決定する決定工程とを備える、請求項１また
は２に記載の終点判別方法。
【請求項４】前記決定工程では、前記評価値は前記複
数の過剰処理時間と前記相関関係とから求められる複数
の半導体チップのそれぞれについての良品が得られる確
率を合計した値である、請求項３に記載の終点判別方
法。
【請求項５】前記複数の半導体チップは複数のタイプ
の半導体チップを含み、前記判別工程は、前記複数のタイプの半導体チップが形
成されるべき複数の領域に対する処理のそれぞれについ
て、前記処理が完了する時点である複数の終点を検出す
ることを含み、前記半導体基板上に形成される前記半導体チップのタイ
プごとに、当該タイプの半導体チップの良品が得られる
確率と、前記当該タイプの半導体チップが形成されるべ
き領域について前記処理が完了する時点以後に前記処理
を続けた過剰処理時間との相関関係を求める工程と、前記複数のタイプの半導体チップが形成されるべき複数
の領域のそれぞれについて、当該領域についての前記終
点から前記終点以後の時点まで処理を続けた場合の当該
領域における過剰処理時間を導出する工程と、前記複数のタイプの半導体チップが形成されるべき複数
の領域のそれぞれについて、当該領域における前記過剰
処理時間と、当該領域に形成される半導体チップのタイ
プごとに求められた前記相関関係とに基づいて、当該領
域に形成される半導体チップについての良品が得られる
確率の値を求める工程と、前記複数のタイプの半導体チップについて良品が得られ
る前記確率の値の合計が最大となる前記時点を前記処理
の終了時点として決定する決定工程とを備える、請求項
１または２に記載の終点判別方法。
【請求項６】前記複数の半導体チップは複数のタイプ
の半導体チップを含み、前記判別工程は、前記複数のタイプの半導体チップが形
成されるべき複数の領域に対する処理のそれぞれについ
て、前記処理が完了する時点である複数の終点を検出す
ることを含み、前記半導体基板上に形成される前記半導体チップのタイ
プごとに、それぞれの優先度を示す係数を設定する工程
と、前記半導体基板上に形成される前記半導体チップのタイ
プごとに、当該タイプの半導体チップの良品が得られる
確率と、前記当該タイプの半導体チップが形成されるべ
き領域について前記処理が完了する時点以後に前記処理
を続けた過剰処理時間との相関関係を求める工程と、前記複数のタイプの半導体チップが形成されるべき複数
の領域のそれぞれについて、当該領域についての前記終
点から前記終点以後の時点まで処理を続けた場合の当該
領域における過剰処理時間を導出する工程と、前記複数のタイプの半導体チップが形成されるべき複数
の領域のそれぞれについて、当該領域における前記過剰
処理時間と、当該領域に形成される半導体チップのタイ
プごとに求められた前記相関関係とに基づいて、当該領
域に形成される半導体チップについての良品が得られる
確率の値を求める工程と、前記複数のタイプの半導体チップについて良品が得られ
る確率の値と前記半導体チップのタイプごとに設定され
た係数とに基づいて導出される優先度評価値が最大とな
る前記時点を前記処理の終了時点として決定する決定工
程とを備える、請求項１または２に記載の終点判別方
法。
【請求項７】前記優先度評価値は、前記複数のタイプ
の半導体チップのそれぞれについて良品が得られる前記
確率の値に当該半導体チップのタイプごとに設定された
前記係数をかけることにより得られる値を、前記複数の
タイプの半導体チップについて合計したものである、請
求項６に記載の終点判別方法。
【請求項８】前記半導体基板の表面では、前記複数の
半導体チップが形成されるべき領域と、前記複数の半導
体チップが形成されるべき領域以外の領域とにおいて、
光の反射率が異なることに基づいて、前記半導体基板に
おける前記複数の半導体チップが形成されるべき領域の
位置を識別する工程を備える、請求項１〜７のいずれか
１項に記載の終点判別方法。
【請求項９】前記半導体基板の表面では、前記複数の
半導体チップが形成されるべき領域と、前記複数の半導
体チップが形成されるべき領域以外の領域とにおいて、
光の反射率が異なることに基づいて、前記半導体基板に
おける前記複数の半導体チップが形成されるべき領域の
それぞれの外周形状を識別する工程と、前記複数の半導体チップが形成されるべき領域のそれぞ
れの外周形状と、半導体チップの品種に応じた外周形状
基準データとを対比することにより、前記複数の半導体
チップの品種を特定する工程とを備える、請求項１〜８
のいずれか１項に記載の終点判別方法。
【請求項１０】前記反射光検出工程では、前記複数の
反射光を検出するために複数の光電変換素子を用いる、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の終点判別方法。
【請求項１１】前記照射工程において、前記半導体基
板の前記表面に照射される光は単色光である、請求項１
〜１０のいずれか１項に記載の終点判別方法。
【請求項１２】前記照射工程において前記半導体基板
の前記表面に光を照射する投光部材は、前記光の波長を
変更する手段を含む、請求項１１に記載の終点判別方
法。
【請求項１３】前記投光部材は、複数の波長の光を放
射する光源を含み、前記光の波長を変更する手段は、前記光源から放射され
る光のうち、任意の波長の光を透過させるフィルタ部材
を含む、請求項１２に記載の終点判別方法。
【請求項１４】前記処理はプラズマを用いた処理であ
る、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の終点判別方
法。
【請求項１５】前記半導体基板に照射される光の波長
は、前記プラズマからの発光において相対的に発光強度
の大きな発光成分の波長とは異なる、請求項１４に記載
の終点判別方法。
【請求項１６】請求項１〜１５のいずれか１項に記載
の終点判別方法を用いた半導体装置の製造方法。
【請求項１７】複数の半導体チップが形成されるべき
半導体基板に対する処理を行う半導体処理装置であっ
て、前記半導体基板に対する処理が実施されている際に、前
記半導体基板において前記複数の半導体チップが形成さ
れるべき表面に光を照射する照射手段と、前記半導体基板の表面に照射された光のうち、前記複数
の半導体チップが形成されるべき領域からそれぞれ反射
された複数の反射光を検出する反射光検出手段と、前記複数の反射光を検出することにより得られる情報に
基づいて、前記複数の半導体チップが形成されるべき領
域に対する処理のそれぞれについて前記処理が完了する
時点である複数の終点を検出する判別手段とを備える、
半導体処理装置。
【請求項１８】前記半導体基板上に形成されるある特
定の半導体チップについて良品が得られる確率と、前記
半導体チップが形成されるべき領域について前記終点以
後に前記処理を続けた過剰処理時間との相関関係を記憶
する記憶手段と、前記複数の半導体チップが形成されるべき複数の領域に
ついて、前記複数の終点から前記複数の終点以後の時点
まで処理を続けた場合の複数の過剰処理時間を導出する
手段と、前記複数の過剰処理時間と前記記憶手段に記憶された前
記相関関係とに基づいて決定される評価値が最大となる
前記時点を前記処理の終了時点として決定する決定手段
とを備える、請求項１７に記載の半導体処理装置。
【請求項１９】前記決定手段では、前記評価値は前記
複数の過剰処理時間と前記相関関係とから求められる複
数の半導体チップのそれぞれについての良品が得られる
確率を合計した値である、請求項１８に記載の半導体処
理装置。
【請求項２０】前記複数の半導体チップは複数のタイ
プの半導体チップを含み、前記判別手段は、前記複数のタイプの半導体チップが形
成されるべき複数の領域に対する処理のそれぞれについ
て、前記処理が完了する時点である複数の終点を検出す
ることを含み、前記半導体基板上に形成される前記半導体チップのタイ
プごとに設定され、それぞれの優先度を示す複数の係数
と、前記半導体基板上に形成される前記半導体チップの
タイプごとに求められ、当該タイプの半導体チップの良
品が得られる確率と、前記当該タイプの半導体チップが
形成されるべき領域について前記処理が完了する時点以
後に前記処理を続けた過剰処理時間との相関関係とを記
憶する記憶手段と、前記複数のタイプの半導体チップが形成されるべき複数
の領域のそれぞれについて、当該領域についての前記終
点から前記終点以後の時点まで処理を続けた場合の当該
領域における過剰処理時間を導出する手段と、前記複数のタイプの半導体チップが形成されるべき複数
の領域のそれぞれについて、当該領域における前記過剰
処理時間と、当該領域に形成される半導体チップのタイ
プごとに求められた前記相関関係とに基づいて、当該領
域に形成される半導体チップについての良品が得られる
確率の値を求める手段と、前記複数のタイプの半導体チップについて良品が得られ
る確率の値と前記半導体チップのタイプごとに設定され
た係数とに基づいて導出される優先度評価値が最大とな
る前記時点を前記処理の終了時点として決定する決定手
段とを備える、請求項１７に記載の半導体処理装置。
【請求項２１】前記照射手段は、前記半導体基板の前
記表面に単色光を照射する、請求項１７〜２０のいずれ
か１項に記載の半導体処理装置。
【請求項２２】前記照射手段は、前記半導体基板の前
記表面に照射する光の波長を変更する手段を含む、請求
項１７〜２１のいずれか１項に記載の半導体処理装置。