处理方法和处理系统的制作方法

专利名称：处理方法和处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理方法和处理系统，特别是涉及用散射测量法非破 坏地正确评价预定处理后的被处理体的表面构造，并且根据该评价的 表面构造控制处理条件的处理方法和处理系统。
技术背景随着半导体集成电路小型化的发展，现在产生了更微细地形成晶 片表面的电路图案的需要。为了形成这种微细的电路图案，在制造阶 段，需要正确地评价晶片表面的构造，例如蚀刻处理后的晶片表面的 构造等。至今，为了评价蚀刻处理后的晶片表面的构造，主要采取用扫描 型电子显微镜(SEM:Scanning Electron Microscope)观察劈幵的晶片截 面，拍摄照片的方法。但是，在该方法中，存在着为了形成作为观察 对象的晶片截面，必须破坏晶片本身那样的缺点。因此，本发明者，为了非破坏地评价蚀刻处理后的晶片表面的构 造，考虑能否将至今用于评价在晶片表面上形成的抗蚀剂图案等的反 射率测定法(Reflectmetry)、椭圆偏光(Ellipsometry)法等的散射测 量(Scatterometry)法应用于评价该蚀刻处理后的晶片表面的构造(例 如，请参照专利文献1)。[专利文献l]:日本特开2002-260994号专利公报(第4-5页、第 5-8图)。但是，蚀刻处理后的晶片表面由于形状和组成是多种多样的不要 部位，例如，附着在表面上的聚合物、反应生成物、在晶片W的表面 区域中形成的损伤层、在抗蚀剂的表面区域中形成的变质层和硬化层 等，不能够确定它的光学常数n值(折射率)和k值(吸收系数)。用散射测量法评价这种不能够确定光学常数的晶片W的表面构造 是困难的。再有，关于评价晶片的表面构造的具体方法和根据该评价的处理 条件的具体控制方法还处于未开发的状态。发明内容本发明就是鉴于上述问题提出的，本发明的目的是提供能够用散 射-测量法非破坏地正确评价预定处理后的被处理体的表面构造的处理 方法和处理系统。本发明的目的是提供能够用散射测量法评价被处理体的表面构造 的具体处理方法和处理系统，根据用散射浙J量法评价的被处理体的表 面构造，控制预定条件的处理方法和处理系统。为了达到上述目的，与本发明的第1观点有关的处理方法具有对被处理体实施预定处理的处理步骤；除去通过上述预定处理在被处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去步骤；和评价通过上述不要部位除去步骤除去不要部位的被处理体的表面构造的表面构造评价步 骤(构造评价步骤)。也可以进一步具有根据由上述表面构造评价步骤评价的被处理体 的表面构造，控制上述预定处理的处理条件的参数中的至少一个的控 制步骤。再有，上述预定处理也可以是将抗蚀剂作为掩模对上述被处理体 进行蚀刻，在该被处理体的表面上形成预定图案的蚀刻处理。进一步，上述不要部位除去步骤也可以是在上述蚀刻处理中除去 在上述抗蚀剂上形成的变质层和/或硬化层的步骤。再有，上述不要部位除去步骤也可以是在上述蚀刻处理中除去在 上述预定图案的表面区域中形成的损伤层的步骤。进一步，上述不要部位除去步骤也可以是在上述蚀刻处理中除去 附着在上述被处理体的表面上的聚合物的步骤。再有，上述不要部位除去步骤也可以是通过上述蚀刻处理除去截 面形状发生变化的抗蚀剂的步骤。此外，上述不要部位除去步骤也可 以是通过上述蚀刻处理除去堆积在被处理体的表面上的反应生成物的 步骤。进而，上述表面构造评价步骤也可以是用散射测量(Scatterometry) 法计测由上述不要部位除去步骤除去不要部位后的被处理体的预定物 理量，从该经过计测的预定物理量，推定上述被处理体的表面构造的 步骤。为了达到上述目的，与本发明的第2观点有关的处理方法的特征 是具有对被处理体实施预定处理的处理步骤；除去通过上述预定处理 在被处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去步骤；和评价通过上述不要部位除去步骤除去不要部位后的被处理体的第1表面构造的 表面构造评价步骤(构造评价步骤)的处理方法，在实施上述预定处 理的处理步骤之后，进行上述第1表面构造评价步骤；当上述第l表 面构造评价步骤中的评价为不良好时，进行上述不要部位除去步骤， 对除去上述不要部位后的上述被处理体进行第2表面构造评价步骤。也可以进一步具有在上述第2表面构造评价步骤中，将上述第1 表面构造评价步骤时用的数据切换成根据上述除去不要部位后的形状 的数据的数据切换步骤。为了达到上述目的，与本发明的第3观点有关的处理系统具有对 被处理体实施预定处理的处理装置；除去在实施了上述预定处理的被 处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去装置；评价通过上述不 要部位除去步骤除去不要部位后的被处理体的表面构造的表面构造评 价装置(构造评价装置)；将上述被处理体搬入搬出上述各装置的搬 送装置；和控制上述处理装置、上述不要部位除去装置、上述表面构 造评价装置和上述搬送装置的控制装置。为了达到上述目的，与本发明的第4观点有关的处理系统具有对 被处理体实施预定处理，并且通过该预定处理除去在该被处理体表面 上生成的不要部位的处理装置；评价由上述处理装置除去不要部位后 的被处理体的表面构造的表面构造评价装置(构造评价装置) ，将上 述被处理体搬入搬出上述各装置的搬送装置；和控制上述处理装置、上述表面构造评价装置和上述搬送装置的控制装置。实施上述预定处理的处理装置也可以是等离子体蚀刻装置。再有，除去上述不要部位的不要部位除去装置也可以是湿处理装 置。此外，除去上述不要部位的不要部位除去装置也可以是干处理装 置。进一步，评价上述被处理体的表面构造的表面构造评价装置也可以用散射测量(Scatterometry)法进行评价。再有，上述控制装置也可以根据上述表面构造评价装置评价的被 处理体的表面构造控制上述预定处理的处理条件的参数中的至少1个。进一步，上述控制装置，也可以监视上述表面构造评价装置中的 评价操作，当判断该评价操作不良好时，将判断为不良好的被处理体 搬入上述不要部位除去装置除去不要部位，并再次搬入上述表面构造 评价装置评价表面构造，从而进行控制。再有，当上述表面构造评价装置中的评价在预定期间内不导出最 佳解时，上述控制装置也可以判断评价操作是不良好的。进一步，当上述表面构造评价装置中的评价不从储存库中导出最 佳解时，上述控制装置也可以判断评价操作是不良好的。再有，上述控制装置，当作出上述不良好的判断时，也可以除去 该被处理体，停止对被处理体进行各装置内的处理或操作。为了达到上述目的，根据别的观点的本发明的处理方法，具有对 被处理体实施蚀刻处理的蚀刻步骤；用散射测量法测定经过上述蚀刻 步骤处理的被处理体的表面构造的尺寸的表面构造测定步骤(构造测 定步骤)；和将由上述表面构造测定步骤测定的表面构造尺寸与预先 设定的允许值比较，根据该比较结果决定继续或中断上述蚀刻处理的 步骤。此外，在"被处理体的表面构造"中也包含三维的表面构造。上述表面构造测定步骤也可以测定被处理体的表面构造的至少二 维方向的尺寸。上述表面构造测定步骤也可以测定被处理体的表面构造的深度方 向和水平方向的尺寸。上述蚀刻步骤和上述表面构造测定步骤也可以是用具有比成为制 品的被处理体更单纯的构造的试验用被处理体进行的。为了达到上述目的，根据别的观点的本发明的处理系统具有对被 处理体实施蚀刻处理的蚀刻处理装置；用散射测量法测定经过蚀刻处理的被处理体的表面构造尺寸的表面构造测定装置(构造测定装置)； 和将上述表面构造的测定尺寸与预先设定的允许值比较，根据该比较 结果决定继续或中断上述蚀刻处理装置中的蚀刻处理的控制装置。上述表面构造测定装置也可以测定被处理体的表面构造的至少二 维方向的尺寸。再有，上述表面构造测定装置也可以测定被处理体的 表面构造的深度方向和水平方向的尺寸。上述表面构造测定装置也可以测定用具有比成为制品的被处理体 更单纯的构造的试验用被处理体，测定上述表面构造的尺寸。为了达到上述目的，根据别的观点的本发明的处理方法具有用散 射测量法测定蚀刻处理前的被处理体的表面构造尺寸的表面构造测定 步骤(构造测定步骤)；为了根据上述表面构造尺寸的测定结果，使 蚀刻处理后的被处理体的表面构造成为所要的尺寸，而设定蚀刻处理 时的处理条件的处理条件设定步骤；和此后，在上述设定的处理条件 中蚀刻处理被处理体的蚀刻步骤。预先求得与蚀刻处理时的处理条件和由蚀刻处理导致的被处理体 的表面抅造的削去量的相关数据，上述处理条件设定步骤也可以根据 上述表面构造尺寸的测定结果和上述相关数据，设定上述处理条件。上述处理条件设定步骤也可以以使上述蚀刻处理后的表面构造的 至少二维方向的尺寸成为所要的尺寸的方式来设定上述处理条件。上述处理条件设定步骤也可以设定上述蚀刻处理时的多个处理条件。上述处理条件设定步骤也可以以根据上述表面构造尺寸的测定结 果，使蚀刻处理后的表面构造中的深度方向的尺寸成为所要的尺寸的 方式来设定蚀刻处理时间；以根据上述设定的蚀刻处理时间，使蚀刻 处理后的表面构造中的水平方向的尺寸成为所要的尺寸的方式来设定 蚀刻气体的供给流量。为了达到上述目的，根据别的观点的本发明的处理系统具有对被 处理体实施蚀刻处理的蚀刻处理装置；用散射测量法测定蚀刻处理前 的被处理体的表面构造尺寸的表面构造测定装置(构造测定装置)； 和以根据上述表面构造尺寸的测定结果，使蚀刻处理后的被处理体的表面构造成为所要的尺寸的方式来设定蚀刻处理时的处理条件的控制 装置。将与上述蚀刻处理时的处理条件和由蚀刻处理被导致的处理体的 表面构造的削去量的相关数据存储在上述控制装置中；上述控制装置 也可以根据上述表面构造尺寸的测定结果和上述相关数据设定上述处 理条件。上述控制装置也可以以使上述蚀刻处理后的表面构造的至少二维 方向的尺寸成为所要的尺寸的方式来设定上述处理条件。上述控制装置也可以设定上述蚀刻处理时的多个处理条件。 上述控制装置也可以以根据上述表面构造尺寸的测定结果，使蚀 刻处理后的表面构造中的深度方向的尺寸成为所要的尺寸的方式来设 定蚀刻处理时间；为了根据上述设定的蚀刻处理时间，使蚀刻处理后 的表面构造中的水平方向的尺寸成为所要的尺寸而设定蚀刻气体的供 给流量。根据本发明，能够提供用散射测量法非破坏地正确评价预定处理 后的被处理体的表面构造的处理方法和处理系统。再有，根据本发明，能够提供根据用散射测量法评价的被处理体 的表面构造控制预定条件的处理方法和处理系统。


图1是表示与本发明的第1和第3实施方式有关的处理装置的构成的图。图2是表示与本发明的实施方式有关的减压处理装置的构成的图。 图3是表示与本发明的实施方式有关的液体处理装置的构成的图。 图4是表示与本发明的第1和第3实施方式有关的构造判别装置 的构成的图。图5是表示与本发明的第1和第3实施方式有关的储存库存储单 元存储的矩阵状地配置并登录在储存库中的构造参数的图。图6是表示与本发明的第1和第3实施方式有关的储存库存储单 元存储的登录在储存库中的各波长中的相位差的余弦cosA的曲线、和 表示在各波长中的振幅位移的正切tan甲的曲线的图。图7是与本发明的第1和第3实施方式有关的解析单元对算出的 相位差△和振幅的位移甲与储存库实施图案匹配的操作的说明图。图8是与本发明的第1和第3实施方式有关的解析单元校正构造参数、推定并判别晶片w的表面构造的操作的说明图。图9是表示与本发明的第1实施方式有关的处理操作的操作程序图。图IO是表示与本发明的第1实施方式有关的处理操作的各步骤中 的晶片构造的截面图。图11是表示与本发明的第2实施方式有关的处理系统的构成的图。图12是表示与本发明的第2和第4实施方式有关的构造判别装置 的构成的图。图13是表示与本发明的第2实施方式有关的处理操作的操作程序图。图14是表示与本发明的第2实施方式有关的处理操作的各步骤中 的晶片构造的截面图。图15是表示与本发明的第3实施方式有关的处理操作的操作程序图。图16是表示与本发明的第3实施方式有关的处理操作的各步骤中 的晶片构造的截面图。图17是表示与本发明的第4实施方式有关的处理系统的构成的图。图18是表示与本发明的第4实施方式有关的处理操作的操作程序图。图19是表示与本发明的第4实施方式有关的处理操作的操作程序图。图20是表示与本发明的第4实施方式有关的处理操作的各步骤中 的晶片构造的截面图。图21是表示与本发明的第5和第6实施方式有关的处理系统的构 成的图。图22是与本发明的第5实施方式有关的处理的操作程序图。13图23是表示蚀刻处理前后的试验晶片表面的图案构造的纵截面图。图24是表示与蚀刻处理条件和根据蚀刻处理的削除量相关的数据 的表。图25是表示与本发明的第6实施方式有关的处理的操作程序图。 图26是表示蚀刻处理前后的试验晶片表面的图案构造的纵截面图。标号说明W晶片；l处理系统;5Si02层；6抗蚀剂层；7接触孔; 8聚合物；IO减压处理装置；20液体处理装置；30构造判别装置；40 系统控制装置;2处理系统;9变质硬化层；A损伤层；14方法存储单 元；80构造判别装置；3处理系统；4处理系统。
具体实施方式
(第1实施方式) 下面参照

与本发明的第1实施方式有关的处理装置1。 处理系统l，如图1所示，由减压处理装置IO、液体处理装置20 (使用液体对晶片W进行处理的装置)、构造判别装置30、系统控制 装置40、载置收藏多个晶片W的盒，构成晶片W的搬入搬出单元的 装载端口50、将晶片W搬送到减压处理装置10等的搬送机构60、和 进行晶片W的位置重合的对准单元70构成。处理系统l，对作为被处理体的晶片W实施蚀刻处理，用椭圆偏 光(Ellipsometry)法判别(评价)该蚀刻处理后的晶片W的表面构造。 此外，晶片W，如图10所示，例如由硅构成，在该表面区域中形成 Si02层5，进一步，在晶片W的Si02层5上形成预定图案的抗蚀剂 层6。减压处理装置10，如图2所示，具有上下平行对置的电极，是所 谓的平行平板型等离子体处理装置，概略地由大致圆筒状的腔室11、 作为下部电极起作用的支持器12和上部电极13构成。减压处理装置 10，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W进行蚀 刻处理。腔室ll由铝等导电性材料构成，在其表面上，实施防蚀铝处理等 阳极氧化处理。再有，使腔室ll接地。腔室11在其底部具有排气口 111，具有真空泵的排气装置112与 该排气口 111连接。排气装置112能够将腔室11内真空排气到预定的减压气氛，例如0.01Pa以下的压力。腔室11在其侧壁上具有搬入搬出口 113。搬入搬出口 113具有可 以开闭的闸式阀114，通过开放闸式阀114，可以搬入搬出晶片W。再有，在腔室ll内的底部中央，设置大致圆柱状的支持器支持台 121，进一步，通过绝缘体122在该支持器支持台121上设置作为晶片 载置台起作用的后述的支持器12。支持器支持台121具有与设置在腔 室11下方的升降机构123连接，可以与支持器12—起升降的构成。支持器12的上部中央形成凸状的圆板形，其上设置与晶片W大 致同型的图中未画出的静电吸盘。当在该静电吸盘上加上直流电压时， 由于库仑力将载置的晶片W静电吸附在支持器12上。通过图中未画出的匹配器，第1高频电源124与支持器12连接。 第1高频电源124在支持器12上加上高频(0.1 13MHz)电压。通过 加上这种高频电压，能够得到减少对晶片W的损伤等的效果。与支持器12对置地设置上部电极13，上部电极13由电极板131 和电极支持体132构成，经过绝缘材料133，支持在腔室11的上部。电极板131例如由铝等构成，在它的大致整个面上具有许多气孔 131a。电极支持体132通过螺钉等与电极板131电连接，由导电性材料 构成。再有，电极支持体132具有气体导入管134，通过阀门135、流 量控制装置136等，从气体供给源137向该气体导入管134供给由 C4F8、氩和氧组成的蚀刻气体。电极支持体132，在其内部，具有与 电极板131的多个气孔131a连接的中空的扩散单元B2a。使从气体供 给源137经过气体导入管134供给的蚀刻气体经过扩散单元132a的扩 散供给至气孔131a。因此，从多个气孔131a将蚀刻气体均匀地供给晶 片W的整个面。由铝等的导电性材料油成的馈电棒138与上部电极13连接，馈电 棒138，经过图中未画出的匹配器，与第2高频电源139连接。第2高频电源139向上部电极13供给高频(13 150MHz)功率。因此，在 上部电极13和作为下部电极的支持器12之间，生成高密度的等离子_液体处理装置20是旋转器型处理装置，如图3所示，概略地由大 致圆筒状的腔室21、设置在腔室21内的旋转吸盘22、马达23、将聚 合物除去液和抗蚀剂层除去液供给至晶片W的表面的第1药液供给单 元24、和将用于冲洗洗净的纯净水或异丙醇(IPA)供给至晶片W的 第2药液供给单元25构成。液体处理装置20除去附着在晶片W的表 面上的聚合物8和抗蚀剂层6等的不要部位，并且冲洗洗净除去了聚 合物8和抗蚀剂层6的晶片W,旋转干燥经过冲洗洗净的晶片W。在腔室21的上方，设置与第1药液供给单元24连接，将例如氢 氟酸(HF)、硫酸(H2S04)组成的聚合物除去液和抗蚀剂层除去液. 喷射到晶片W的表面上的第1药液喷射喷嘴211、和与第2药液供给 单元25连接，将用于冲洗洗净的纯净水等喷到晶片W的表面上的第2 药液喷射喷嘴212。再有，在腔室21的下方，设置排出喷射到腔室21 内的药液、纯净水等的排液口213。旋转吸盘22真空吸附载置的晶片W，马达23使真空吸附在旋转 吸盘22上的晶片W高速旋转。用马达23使晶片W高速旋转，利用 由旋转产生的离心力，不需要多遍就使喷出的药液、纯净水等广布在 晶片W的表面上。再有，通过使晶片W更高速旋转，旋转干燥冲洗 洗净后的晶片W。构造判别装置30,如图4所示，由将偏振光照射在晶片W上，并 且接受从晶片W反射的偏振光的光学单元31和从反射光判别晶片W 的表面构造的构造判别单元32构成，用椭圆偏光法判别晶片W的表 面构造。所谓的椭圆偏光法就是将偏振光照射在晶片W上，从照射在该晶 片W上的直线偏振光和从晶片W反射的偏振光的相位差△和振幅的 位移甲判别晶片W的表面构造的判别方法。该相位偏离△和振幅的位 移^由下式定义。[公式1]A = -約)础光-"印-,)入力光(Wp是p成分波的相位，Ws是s成分波的相位。) r公式21'= (l反.衬光Zl入w光)P， =(,反射光〃入射光>(Ip是p成分波的强度，Is是s成分波的强度，Rp是p成分波的反射 率，Rs是s成分波的反射率。)光学单元31由载置台311、发光器312、偏振元件313、检测光元 件314、和受光器315构成，将偏振光照射在晶片W上，并且接受从 晶片W反射的偏振光。载置台311具有可以载置晶片W的构成，并且具有用图中未画出 的驱动机构可以沿XY方向移动的构成。发光器312由氙气灯等构成，向晶片W发出白色光，偏振元件313 将从发光器312发出的白色光变换成直线偏振光，将变换得到的直线 偏振光照射在晶片W上。检则光元件314在从晶片W反射的椭圆偏振光中只使预定偏振角 度的偏振光成分透过。受光器315，例如，由CCD (Charge Coupled Device (电荷耦合器件))照相机等构成，接受透过检测光元件314 的偏振光，将接受到的偏振光变换成电信号，将变换得到的电信号供 给至构造判别单元32。构造判别单元32由储存库存储单元321、解析单元322构成，从 照射在该晶片W上的偏振光和从晶片W反射的偏振光的相位差△和 振幅的位移甲推定晶片W的表面构造。储存库存储单元321由硬盘驱动器等、可以改写的存储媒体构成， 存储与表示晶片W的表面构造的多个构造参数、相位差分布和振幅的 位移分布对应地登录的储存库。储存库，如图5所示，将多个构造参数配置成矩阵状地进行登录。 再有，储存库登录表示预先算出配置成矩阵状的构造参数和如图6所 示具有该构造参数的晶片W的表面构造的、各波长X中的相位差的余 弦cosA (相位差分布)的曲线，和表示在各波长入中的振幅位移的正 切tanT (振幅的位移分布)的曲线。解析单元322由CPU、 RAM、 ROM等构成。解析单元322根据 从光学单元31供给的电信号对在反射光的各波长X中的相位Wp的反 射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光进行解析。再有， 解析单元322使用公式1和公式2，从照射在晶片W上的光的各波长 X中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强度Ip的入射光、Is的入射 光，和在经过解析的反射光的各波长人中的相位Wp的反射光、Ws的 反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相位差△和振幅的位移甲， 求得相位差分布和振幅的位移分布。解析单元322，如图7所示，对该求得的相位差分布和振幅的位移 分布与登录在储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹 配，从储存库检索与该求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相 位差分布和振幅的位移分布。解析单元322，按照求得的相位差分布和振幅的位移分布与从储存 库检索的相位差分布和振幅的位移分布的近似比例，用内插法，校正 与该检索的相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数，从该经过 校正的构造参数推定晶片W的表面构造。当进行更详细的说明时，如图8所示，解析单元322，从储存库检 索4个与求得的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振 幅的位移分布，按照求得的相位差分布和振幅的位移分布与检索得到 的相位差分布和振幅的位移分布的近似比例，合成与该检索得到的4 个相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数，从合成得到的构造 参数推定晶片W的表面构造。图1所示的系统控制装置40由CPU、 RAM、 ROM等构成。系统 控制装置40，通过控制搬送机构60从装载端口 50搬出晶片W，将该 搬出的晶片W搬送到对准单元70和减压处理装置10等。系统控制装 置40在各装置10 30中实施了预定处理后，将晶片W搬入装载端口 50。其次，我们参照图9所示的操作程序图和图IO所示的各步骤中的 晶片W的截面图，以判别在晶片W上形成多个接触孔，形成接触孔 的晶片W的表面构造的情形为例，说明该处理系统1的处理操作。首先，将晶片W搬送到图中未画出的氧化装置中。氧化装置实施氧化处理在晶片W的表面区域中形成Si02层5。接着，将形成Si02层5后的晶片W搬送到图中未画出的抗蚀剂 涂敷装置中。抗蚀剂涂敷装置在Si02层5上涂敷抗蚀剂。接着，将涂 敷了抗蚀剂的晶片W搬送到图中未画出的曝光装置中。曝光装置对涂 敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施曝光处理。接着，将实施了曝光处理 的晶片W搬送到图中未画出的显影装置中。显影装置对涂敷在晶片W 表面上的抗蚀剂实施显影处理，形成图10 (a)所示的用于形成接触孔 的抗蚀剂图案。此后，从显影装置搬出在表面上形成了抗蚀剂图案的晶片Wo系统控制装置40，通过控制搬送机构60将收藏在装载端口 50中 晶片W搬送到对准单元70，对准单元70进行晶片W的位置重合。其 次，开放搬入搬出口 113的闸式阀114，系统控制装置40将从显影装 置搬出的晶片W搬入到减压处理装置IO的腔室11内，将搬入的晶片 W载置在支持器12上。此后，系统控制装置40使搬送机构60从腔室 11内退出，关闭闸式阀114。减压处理装置IO通过驱动升降机构123， 使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121 —起上升到预定位置。 减压处理装置IO用排气装置112，将腔室11内真空排气到预定的减压 气氛，例如0.01Pa以下的压力。减压处理装置10将直流电压加到设置 在支持器12上的静电吸盘上，将晶片W静电吸附在支持器12上。减压处理装置IO开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元 132a对从气体供给源137供给的由C4F8、氩和氧组成的蚀刻气体进行 扩散后，将该蚀刻气体从气孔131a导入腔室11内。减压处理装置10， 通过在支持器12上加上0.1 13MHz的高频电压，在上部电极13上加 上13 150MHz的高频电压，在支持器12和上部电极13之间生成高密 度的等离子体气体。减压处理装置10用生成的等离子体气体，将抗蚀 剂图案作为掩模选择地对晶片W的表面进行蚀刻(步骤S101)。通过 该蚀刻处理，在晶片W的Si02层5上形成图10 (b)所示的接触孔7， 并且在抗蚀剂层6和接触孔7的表面上附着聚合物8。减压处理装置10，当结束蚀刻处理时，停止将高频电压加到支持 器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减压处理装置10，停止将直流电压加到支持器12，并且使腔室11内回 到常压的气氛。进一步，减压处理装置IO通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121 —起下降到预定位置。 系统控制装置40幵放闸式阀114，从减压处理装置IO搬出附着了聚合 物8的晶片W，搬出后，关闭闸式阀114。系统控制装置40将从减压 处理装置10搬出的晶片W搬入到液体处理装置20的腔室21中，并 将搬入的晶片W载置在旋转吸盘22上。液体处理装置20将载置的晶片W真空吸附在旋转吸盘22上，通 过马达23使真空吸附的晶片W旋转。液体处理装置20将从第1药液 供给单元24供给的，例如氢氟酸(HF)、硫酸(H2S04)组成的聚合 物除去液和抗蚀剂层除去液从第1药液喷射喷嘴211喷到正在由马达 23进行旋转的晶片W的表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转 产生的离心力，不需要多遍就使喷出的聚合物除去液和抗蚀剂层除去 液广布在晶片W的表面上，如图10 (c)所示，除去晶片W表面的聚 合物8和抗蚀剂层6 (步骤S102)。液体处理装置20将从第2药液供给单元25供给的纯净水或IPA 液，从第2药液喷射喷嘴212喷到正在由马达23进行旋转的晶片W的 表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不需要多 遍就使喷出的纯净水或IPA液广布在晶片W的表面上，冲洗洗净除去 了聚合物8和抗蚀剂层6的晶片W的表面。液体处理装置20，通过由 马达23更高速地旋转晶片W,旋转干燥经过冲洗洗净后的晶片W。 系统控制装置40将除去了聚合物8和抗蚀剂层6的晶片W搬入构造 判别装置30，将搬入的晶片W载置在构造判别装置30的载置台311 上。光学单元31从发光器312向晶片W发射白色光，偏振元件313 将发射的白色光变换成直线偏振光，将变换得到的直线偏振光照射在 晶片W上(步骤S103)。光学单元31在受光器315中接受在晶片W 反射的透过光检测元件314的偏振光，将接受的偏振光变换成电信号， 将变换得到的电信号供给至构造判别单元32。构造判别单元32根据供给的电信号对在反射光的各波长X中的相 位Wp的反射光、Ws的反射-光和强度Ip的反射光、Is的反射光进行解析。再有，构造判别单元32用公式1和公式2，从照射在晶片W上的光的各波长人中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强度Ip的入射光、 Is的入射光，和经过解析的反射光的各波长X中的相位Wp的反射光、 Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相位差△和振幅的 位移W,求得相位差分布和振幅的位移分布(步骤S104)。构造判别单元32对求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在 储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从储存库 检索与该算出的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振 幅的位移分布(步骤S105)。构造判别单元32，从储存库检索4个与该求得的相位差分布和振 幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，按照求得的相位 差分布和振幅的位移分布与检索得到的相位差分布和振幅的位移分布 的近似比例，合成与该检索得到的4个相位差分布和振幅的位移分布 对应的构造参数，从合成得到的构造参数推定晶片W的表面构造(步 骤S106)。根据上述处理操作，因为除去了形状和组成不明的聚合物8，所以 处理系统1能够确定在晶片W的表面中的光学常数n值(折射率)和 k值(吸收系数)，用椭圆偏光法非破坏地正确判别晶片W的表面构 造。(第2实施方式)下面我们参照

与本发明的第2实施方式有关的处理系统 2。此外，省略关于与上述第l实施方式有关的处理系统l相同的构成 的说明。处理系统2，如图11所示，由减压处理装置10、方法存储单元14、 构造判别装置80、系统控制装置40、装载端口50、搬送机构60、和 对准单元70构成，对作为处理基体的晶片W实施蚀刻处理，用反射 率测定法(Reflectmetry)判别该蚀刻处理后的晶片W的表面构造。减压处理装置IO，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择 地对晶片W进行蚀刻处理。再有，减压处理装置IO用就地灰化处理 除去在蚀刻处理中在抗蚀剂层上形成的变质层和/或硬化层(变质硬化21层)和在接触孔的底面区域中形成的损伤层等不要部位。此外，减压处理装置10用CF4作为蚀刻气体，02作为灰化气体。这里，将由于蚀刻处理中的等离子体的热和离子的入射能量等、 使形状和组成变质的抗蚀剂层称为变质层，将由于蚀刻处理中的等离 子体的热和离子的入射能量等而硬化的抗蚀剂层称为硬化层，将由于 蚀刻处理中的等离子体的热和离子的入射能量等，使形状和组成变质的晶片w表面称为损伤层。再有，在就地灰化处理中，不除去全部抗蚀剂层，只除去由蚀刻处理在抗蚀剂层上形成的变质硬化层，残留抗 蚀剂层是根据下列的理由。g卩，近年来，因为伴随着半导体集成电路 的高集成化，要求高错层差、高反射的半导体基片上的平板印刷(lithography)技术，需要使用2层或3层重叠的抗蚀剂层，进行微细 图案的加工，所以残留抗蚀剂层。此外，例如在日本特开平5-160014 号专利公报等中记载了相关技术。流量控制装置136由CPU、 R0M等构成，内部具有与由RAM等 构成的图中未画出的存储器相同、图中未画出的时钟电路。流量控制 装置136，根据由图中未画出的输入单元指示的晶片W的表面构造， 从方法存储单元14选择最佳的方法，将登录在选出的最佳的方法中的 蚀刻条件(例如Gr)存储在存储器中，(初期)设定蚀刻条件。再有， 流量控制装置136将表示由输入单元指示的晶片W的表面构造的构造 参数和(初期)设定的蚀刻条件(Gr)供给后述的系统控制装置40。流量控制装置136，通过用时钟电路调整阀门135的开放时间，向 腔室ll内供给设定流量的蚀刻气体。再有，流量控制装置136，当从 系统控制装置40供给蚀刻条件(例如，Gr+AG)时，将存储在存储器 中的蚀刻条件从(Gr)改写成(Gr+AG)，设定并变更蚀刻条件。方法存储单元14由硬盘驱动器等，可以改写的存储媒体构成，存 储多个登录由供给腔室11内的气体流量G构成的蚀刻条件的方法。构造判别装置80，如图12所示，由将光照射在晶片W上、并且 接受来自晶片W的反射光的光学单元81和从反射光判别晶片W的表 面构造的构造判别单元82构成，用反射率测定法判别晶片W的表面 构造。 '所谓反射率测定法就是将光照射在晶片W上，从照射在晶片W上 的光强度和从晶片W反射的光强度之比(反射率)判别晶片W的表 面构造的判别方法。光学单元81由载置台811、发光器812、反射镜813、透镜814、 和受光器815构成，将光照射在晶片W上，并且接受来自晶片W的 反射光。载置台811具有可以载置晶片W的构成，并且具有可通过图中未 画出的驱动机构沿X Y方向移动的构成。发光器812对地面水平地发出照射晶片W的白色光。反射镜813 由玻璃等构成，反射从发光器812对地面水平地发出的白色光，使反 射的白色光照射在处于垂直下方向的晶片W上。透镜814由玻璃等构 成，将从反射镜813入射的白色光集中在载置在载置台811上晶片W 的表面上。受光器815接受来自晶片W的反射光，将接受的反射光变换成电 信号，将变换得到的电信号供给至构造判别单元82。构造判别单元82由CPU、 RAM、 ROM等构成。从照射在晶片W 上的光强度和从晶片W反射的光强度之比(反射率)推定晶片W的 表面构造。再有，构造判别单元82将能够用反射率作为变数通过多重 回归分析算出构造参数的预定的多重回归式存储在ROM中。构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各 波长人中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射 在晶片W上的光的各波长人中的强度I的反射光，和经过解析的反射 光的各波长X中的强度I的反射光，算出反射率(=1的反射光/I的入射 光)。构造判别单元82用算出的反射率(=1的反射光/1的入射光)和存 储在ROM中的预定的多重回归式进行多重回归分析算出构造参数，从 算出的构造参数推定晶片W的表面构造。构造判别单元82将算出的 构造参数供给系统控制装置40。将表示在减压处理装置10中指示的晶片W的表面构造的构造参 数和(初期)设定的蚀刻条件供给至系统控制装置40，将所供给的构 造参数和蚀刻条件存储在存储器中。系统控制装置40比较存储在存储器中的构造参数和从构造判别单 元82供给的构造参数，根据该比较结果，对存储在存储器中的蚀刻条件进行校正。系统控制装置40，通过将经过校正的蚀刻条件供给至减 压处理装置10，将蚀刻条件反馈给减压处理装置10。例如，当在晶片W上形成多个接触孔时，系统控制装置40，通过 比较存储在存储器中的构造参数和从构造判别单元82供给的构造参 数，比较在减压处理装置10中指示的接触孔的深度等和实际形成的接 触孔的深度等。系统控制装置40，当实际形成的接触孔的深度比指示的接触孔的 深度浅吋，增加供给至腔室ll的气体流量，将(初期)设定的蚀刻条 件Gr校正为Gr+AG。系统控制装置40将经过校正的蚀刻条件(Gr+AG) 供给至减压处理装置10。其次，我们参照图13所示的操作程序图和图14所示的各步骤中 的晶片W的截面图，以在晶片W上形成多个接触孔，判别形成接触 孔的晶片W的表面构造，反馈蚀刻条件的情形为例，说明该处理系统 2的处理操作。首先，将晶片W搬送到图中未画出的氧化装置中。氧化装置实施 氧化处理后在晶片W的表面区域中形成Si02层5。接着，将形成有Si02层5的晶片W搬送到图中未画出的抗蚀剂 涂敷装置中。抗蚀剂涂敷装置在Si02层5上涂敷抗蚀剂。接着，将涂 敷了抗蚀剂的晶片W搬送到图中未画出的曝光装置中。曝光装置对涂 敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施曝光处理。接着，将实施了曝光处理 的晶片W搬送到图中未画出的显影装置中。显影装置对涂敷在晶片W 表面上的抗蚀剂实施显影处理，形成图14 (a)所示的用于形成接触孔 的抗蚀剂图案。此后，从显影装置搬出在表面上形成了抗蚀剂图案的 晶片W。系统控制装置40控制搬送机构60并将收藏在装载端口 50中的晶 片W搬送到对准单元70，对准单元70进行晶片W的位置重合。其次， 开放搬入搬出口 113的闸式阔114，系统控制装置40将从显影装置搬 出的晶片W搬入到减压处理装置10的腔室11内，将搬入的晶片W载 置在支持器12上。此后，系统控制装置40使搬送机构60从腔室11内退出，关闭闸式阀U4。减压处理装置IO通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121 —起上升到预定位置。 减压处理装置IO用排气装置112，将腔室11内真空排气到预定的减压 气氛，例如0.01Pa以下的压力。减压处理装置IO将直流电压加到设置 在支持器12上的静电吸盘上，将晶片W静电吸附在支持器12上。减压处理装置10，根据具有从输入单元指示的多个用于形成接触 孔的抗蚀剂图案的晶片W的表面构造从方法存储单元14选择最佳的 方法，将登录在选出的最佳的方法中的蚀刻条件(Gr)存储在存储器 中，(初期)设定蚀刻条件(步骤S201)。减压处理装置10，将表示从输入单元指示的晶片W的表面构造的 构造参数和设定的蚀刻条件(Gr)供给至系统控制装置40。系统控制 装置40将供给的构造参数和(初期)设定的蚀刻条件存储在存储器中。减压处理装置10，在设定的蚀刻条件(Gr)下，幵放气体导入管 134的阀门135，在由扩散单元132a对从气体供给源137供给的由CF4 组成的蚀刻气体进行扩散后，将该蚀刻气体从气孔131a导入腔室11 内。减压处理装置10，通过在支持器12和上部电极13上加上高频电 压，在支持器12和上部电极13之间生成高密度的等离子体气体。减 压处理装置IO用生成的等离子体气体，将抗蚀剂图案作为掩模选择地 对晶片W的表面进行蚀刻(步骤S202)。通过该蚀刻处理，在晶片W 的Si〇2层5上形成图14 (b)所示的接触孔7,并且在抗蚀剂层6中 形成变质硬化层9，在接触孔7的底面区域中形成损伤层A。减压处理装置10，当结束蚀刻处理时停止将高频电压加到支持器 12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减压 处理装置IO使腔室11内成为就地灰化气氛。减压处理装置10开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元 132a对从气体供给源137供给的由02组成的灰化气体进行扩散后， 将该灰化气体从气孔131a导入腔室U内。减压处理装置IO，通过在 支持器12和上部电极13上加上高频电压，在支持器12和上部电极13 之间生成高密度的等离子体气体。减压处理装置IO用生成的等离子体 气体，对晶片W实施就地灰化处理，如图14 (c)所示，除去在抗蚀剂层6中形成的变质硬化层9和在接触孔7的底面区域中形成损伤层A(步骤S203)。液体处理装置10，当结束就地灰化处理时，停止将高频电压加到 支持器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有， 减压处理装置10停止将直流电压加到支持器12，并且使腔室11内回 到常压的气氛。进一步，减压处理装置IO通过驱动升降机构123，使 载置晶片W的支持器12与支持器支持台121 —起下降到预定位置。 系统控制装置40开放闸式阀114，从减压处理装置10搬出除去变质硬 化层9和损伤层A的晶片W，搬出后，关闭闸式阀U4。系统控制装 置40，将从减压处理装置10搬出的晶片W搬入构造判别装置80，将 搬入的晶片W载置在载置台811上。光学单元81，从发光器812对地面水平地发出白色光，在反射镜 813上将白色光反射到垂直下方向，使反射的白色光，经过透镜814 照射在晶片W上(步骤S204)。光学单元81接受来自晶片W的反射 光，将接受的反射光变换成电信号，将变换得到的电信号供给构造判 别单元82。构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各 波长人中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射 在晶片W上的光的各波长X中的强度I的反射光，和经过解析的反射 光的各波长人中的强度I的反射光，算出反射率(=1的反射光/I的入射 光)(步骤S205)。构造判别单元82用算出的反射率(=1的反射光/1的入射光)和存 储在ROM中的预定的多重回归式进行多重回归分析算出构造参数(步 骤S206)。构造判别单元82从算出的构造参数推定形成有多个接触孔7的晶 片W的表面构造(步骤S207)。构造判别单元82将算出的构造参数 供给至系统控制装置40。系统控制装置40，通过比较存储在存储器中的构造参数和从构造 判别单元82供给的构造参数，比较在减压处理装置10中指示的接触 孔的深度等和实际形成的接触孔的深度等(步骤S208)。系统控制装置40，当实际形成的接触孔7的深度比指示的接触孔 的深度浅时，增加供给腔室11的气体流量，将(初期)设定的蚀刻条件Gr校正为Gr+AG (步骤S209)。系统控制装置40将经过校正的蚀 刻条件(Gr+AG)供给至减压处理装置10，将蚀刻条件反馈到减压处 理装置IO。减压处理装置IO，当从系统控制装置40供给蚀刻条件(Gr+/\G) 时、将存储在存储器中的蚀刻条件从(Gr)改写成(Gr+AG)，设定 并变更蚀刻条件(步骤S210)。根据上述处理操作，因为除去了形状和组成不明的变质硬化层9 和损伤层A，所以处理系统2能够确定在晶片W的表面中的光学常数 n值(折射率)和k值(吸收系数)，用反射率测定法非破坏地正确判 别晶片W的表面构造。再有，处理系统2，从用反射率测定法正确判别的晶片W的表面 构造，校正供给至减压处理装置10的蚀刻条件，反馈蚀刻条件，由此， 能够对晶片W实施正确并且均匀的蚀刻处理。 (第3实施方式)下面我们参照

与本发明的第3实施方式有关的处理系统 3。此外，省略关于与上述第1和第2实施方式有关的处理系统1相同 的构成的说明。处理系统3，与图l所示的处理系统l相同，由减压处理装置IO、 液体处理装置20、构造判别装置30、系统控制装置40、装载端口50、 搬送机构60、和对准单元70构成，对作为处理基体的晶片W实施蚀 刻处理，用椭圆偏光法判别该蚀刻处理后的晶片W的表面构造。减压处理装置IO，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择 地对晶片W进行蚀刻处理。再有，减压处理装置IO用就地灰化处理 除去附着在晶片W的表面上聚合物等的不要部位。此外，减压处理装 置10用由C4F8、氩和氧组成的混合气体作为蚀刻气体，02作为灰化 气体。液体处理装置20除去由于抗蚀处理使形状、组成发生显著变化的 抗蚀剂层等的不要部位，并且冲洗洗净除去了抗蚀剂层6的晶片W， 旋转干燥经过冲洗洗净的晶片W。构造判别装置30由光学单元31和构造判别单元32构成，用椭圆偏光法判别晶片W的表面构造。光学单元31由载置台311、发光器 312、偏振元件313、检测光元件314、和受光器315构成，将偏振光 照射在晶片W上，并且接受从晶片W反射的偏振光。构造判别单元32由储存库存储单元321、解析单元322构成，从 照射在该晶片W上的偏振光和从晶片W反射的偏振光的相位差△和 振幅的位移甲推定晶片W的表面构造。储存库存储单元321存储与表示将抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻， 在除去聚合物8后，除去抗蚀剂层6前形成的和预测的晶片W的表面 构造的构造参数、和关于该表面构造预先算出的相位差分布和振幅的 位移分布对应地登录的第1储存库。再有，储存库存储单元321存储与表示将抗蚀剂图案作为掩模进 行蚀刻，在除去聚合物8和抗蚀剂层6后形成的和预测的晶片W的表 面构造的构造参数、和关于该表面构造预先算出的相位差分布和振幅 的位移分布对应地登录的第2储存库。解析单元322，根据来自系统控制装置40的指示，切换使用的储 存库。解析单元322，根据从光学单元31供给的电信号对在反射光的 各波长、中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is 的反射光进行解析。再有，解析单元322用公式1和公式2，从照射在 晶片W上的光的各波长人中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强 度Ip的入射光、Is的入射光，和经过解析的反射光的各波长X中的相 位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相 位差A和振幅的位移甲，求得相位差分布和振幅的位移分布。解析单元322，对该求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在 第1和第2储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配， 从第1储存库检索与该求得相位差分布和振幅的位移分布近似的相位 差分布和振幅的位移分布，判别是否可以评价晶片W的表面构造。解析单元322，从第1储存库检索与求得的相位差分布和振幅的位 移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，并从与该检索的相位差 分布和振幅的位移分布对应的构造参数推定晶片W的表面构造。另一方面，解析单元322，当例如由于抗蚀处理使抗蚀剂层6的形 状、组成发生显著变化，不能够从第1储存库检索与求得的相位差分 布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布时，判别不 能够评价晶片W的表面构造(评价为不良好)，并将这个情况通知系统控制装置40。系统控制装置40在减压处理装置10中对晶片W实施蚀刻处理和 就地灰化处理，通过控制搬送机构60从减压处理装置10搬出晶片W， 将该搬出的晶片W搬送到构造判别装置30，并且将构造判别装置30 使用的储存库设定为第1储存库。当系统控制装置40从解析单元322得到不能够评价的通知时，中 断后续的对晶片W的处理。系统控制装置40通过控制搬送机构60从 构造判别装置30搬出晶片W，将该搬出的晶片W搬送到液体处理装 置20。系统控制装置40，当在液体处理装置20中除去抗蚀剂层6时， 从液体处理装置20搬出晶片W，再次将该搬出的晶片W搬入构造判 别装置30，并且将构造判别装置30使用的储存库设定为第2储存库。其次，参照图15所示的操作程序图和图16所示的各步骤中的晶 片W的截面图，以在晶片W上形成多个接触孔7，判别形成接触孔7 的晶片W的表面构造的情形为例，说明该处理系统3的处理操作。首先，将晶片W搬送到图中未画出的氧化装置中。氧化装置实施 氧化处理后在晶片W的表面区域中形成Si02层5。接着，将形成Si02层5的晶片W搬送到图中未画出的抗蚀剂涂 敷装置中。抗蚀剂涂敷装置在Si02层5上涂敷抗蚀剂。接着，将涂敷 了抗蚀剂的晶片W搬送到图中未画出的曝光装置中。曝光装置对涂敷 在晶片W表面上的抗蚀剂实施曝光处理。接着，将实施了曝光处理的 晶片W搬送到图中未画出的显影装置中。显影装置对涂敷在晶片W表 面上的抗蚀剂实施显影处理，形成图16 (a)所示的用于形成接触孔的 抗蚀剂图案。此后，从显影装置搬出在表面上形成了抗蚀剂图案的晶 片W。系统控制装置40，通过控制搬送机构60将收藏在装载端口 50中 晶片W搬送到对准单元70，对准单元70进行晶片W的位置重合。其 次，开放搬入搬出口 113的闸式阀114，系统控制装置40将从显影装置搬出的晶片W搬入到减压处理装置10的腔室11内，将搬入的晶片W载置在支持器12上。此后，系统控制装置40使搬送机构60从腔室 11内退出，关闭闸式阀114。减压处理装置IO通过驱动升降机构123， 使载置有晶片W的支持器12与支持器支持台121 —起上升到预定位 置。减压处理装置IO用排气装置112，将腔室11内真空排气到预定的 减压气氛，例如0.01Pa以下的压力为止。减压处理装置10将直流电压 加到设置在支持器12上的静电吸盘上，将晶片W静电吸附在支持器 12上。减压处理装置10开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元 132a对从气体供给源137供给的由C4F8、氩和氧组成的蚀刻气体进行 扩散后，将该蚀刻气体从气孔131a导入腔室11内。减压处理装置10， 通过在支持器12上加上0.1 13MHz的高频电压，在上部电极13上加 上13 150MHz的高频电压，在支持器12和上部电极13之间生成高密 度的等离子体气体。减压处理装置IO用生成的等离子体气体，将抗蚀 剂图案作为掩模选择地对晶片W的表面进行蚀刻(步骤S301)。通过 该蚀刻处理，在晶片W的Si02层5上形成图16 (b)所示的接触孔7， 并且在抗蚀剂层6和接触孔7的表面上附着聚合物。减压处理装置IO，当结束蚀刻处理时，停止将高频电压加到支持 器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减 压处理装置10使腔室11内成为就地灰化的气氛。减压处理装置10开放气体导入管134的阀门135，在由扩散单元 132a对从气体供给源137供给的由02组成的灰化气体进行扩散后， 将该灰化气体从气孔131a导入腔室11内。减压处理装置10，通过在 支持器12和上部电极13上加上高频电压，从而在支持器12和上部电 极13之间生成高密度的等离子体气体。减压处理装置10用生成的等 离子体气体，对晶片W实施就地灰化处理，如图16 (c)所示，除去 附着在抗蚀剂层6和接触孔7的表面上的聚合物8 (步骤S302)。当减压处理装置10结束就地灰化处理时，停止将高频电压加到支 持器12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有， 减压处理装置10停止将直流电压加到支持器12，并且使腔室11内回 到常压的气氛。进一步，减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121 —起下降到预定位置。系统控制装置40开放闸式阀114，将聚合物8附着的晶片W从减压处 理装置10搬出，搬出后，关闭闸式阀114。系统控制装置40将从减压 处理装置10搬出的晶片W除去聚合物8后搬送到构造判别单元30， 将搬送的晶片W载置在构造判别单元30的载置台311上，并将构造 判别单元30使用的储存库设定为第一储存库(步骤S303)。光学单元31从发光器312向晶片W发射白色光，在偏振元件313 中将发射的白色光变换成直线偏振光，将变换得到的直线偏振光照射 在晶片W上(步骤S304)。光学单元31在受光器315中接受在晶片 W上反射的、透过光检测元件314的偏振光，将接受的偏振光变换成 电信号，将变换得到的电信号供给构造判别单元32。构造判别单元32根据供给的电信号对在反射光的各波长人中的相 位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光进行解 析。再有，构造判别单元32用公式l和公式2，从照射在晶片W上的 光的各波长入中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强度Ip的入射光、 Is的入射光，以及经过解析的反射光的各波长入中的相位Wp的反射 光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相位差A和振 幅的位移中，求得相位差分布和振幅的位移分布(步骤S305)。构造判别单元32对求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在 第1储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从第1 储存库检索与该算出的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分 布和振幅的位移分布，判别是否可以评价晶片W的表面构造(步骤 S306)。构造判别单元32，从第1储存库检索与该求得的相位差分布和振 幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布(步骤S306中 "是")，从与该检测出的相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参 数推定晶片W的表面构造(步骤S307)。另一方面，当构造判别单元32例如由于抗蚀处理使抗蚀剂层6的 形状、组成发生显著变化，不能够从第1储存库检索与求得的相位差 分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布时(步骤 S306中"否")，判别不能够评价晶片W的表面构造，并将这个情况通知系统控制装置40。当系统控制装置40从构造判别单元32得到不能够评价的通知时，通过控制搬送机构60从构造判别装置30搬出晶片 W，将该搬出的晶片W搬入到液体处理装置20，将该搬入的晶片W 载置在旋转吸盘22上。液体处理装置20将载置的晶片W真空吸附在旋转吸盘22上，通 过马达23使真空吸附的晶片W旋转。液体处理装置20将从第1药液 供给单元24供给的、例如由氢氟酸(HF)、硫酸(H2S04)组成的抗 蚀剂层除去液从第1药液喷射喷嘴211喷到正在由马达23进行旋转的 晶片W的表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力， 不需要多遍就使喷出的抗蚀剂层除去液广布在晶片W的表面上，如图 16 (d)所示，除去晶片W表面的抗蚀剂层6 (步骤S308)。液体处理装置20将从第2药液供给单元25供给的纯净水或IPA 液，从第2药液喷射喷嘴212喷到正在由马达23进行旋转的晶片W的 表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不需要多 遍就使喷出的纯净水或IPA液广布在晶片W的表面上，冲洗洗净除去 了抗蚀剂层6的晶片W的表面。液体处理装置20，通过由马达23更 高速地旋转晶片W，旋转干燥经过沖洗洗净后的晶片W。系统控制装 置40将除去了抗蚀剂层6的晶片W搬入构造判别装置30，将搬入的 晶片W载置在构造判别装置30的载置台311上，并且将构造判别装 置30使用的储存库设定为第2储存库(步骤S309)。光学单元31从发光器312向晶片W发射白色光，在偏振元件313 中将发射的白色光变换成直线偏振光，将变换得到的直线偏振光照射 在晶片W上(步骤S310)。光学单元31在受光器315中接受在晶片 W上反射的、透过光检测元件314的偏振光，将接受的偏振光变换成 电信号，将变换得到的电信号供给到构造判别单元32。构造判别单元32根据供给的电信号对在反射光的各波长入中的相 位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光进行解 析。再有，构造判别单元32用公式l和公式2，从照射在晶片W上的 光的各波长人中的相位Wp的入射光、Ws的入射光和强度Ip的入射光、 Is的入射光，以及经过解析的反射光的各波长X中的相位Wp的反射光、Ws的反射光和强度Ip的反射光、Is的反射光算出相位差A和振幅的位移甲，求得相位差分布和振幅的位移分布(步骤S311)。构造判别单元32对求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在 第1储存库中的各相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从第2储存库检索与该算出的相位差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布(步骤S312)。再有，构造判别单元32，从与该检索得到的相位差分布和振幅的 位移分布对应的构造参数，推定晶片W的表面构造(步骤S307)。根据上述处理操作，因为除去了形状和组成不明的聚合物8，所以 处理系统3能够确定晶片W的表面中的光学常数n值(折射率)和k 值(吸收系数)，用椭圆偏光法非破坏地正确判别晶片W的表面构造。再有，处理系统3，因为不是每次除去抗蚀剂层6后判别晶片W 的表面构造，当涂敷在晶片W上的抗蚀剂层6的形状、组成的变化显 著时等，只当在涂敷抗蚀剂层6的状态中不能够确定晶片W的表面构 造时，除去抗蚀剂层6后判别晶片W的表面构造，所以能够达到提高 整个处理的生产率的目的。 (第4实施方式)下面参照

与本发明的第4实施方式有关的处理系统4。此 外，省咯关于与上述第l、第2和第3实施方式有关的处理系统1、 2 和3相同的构成的说明。处理系统4，如图17所示，由减压处理装置10、方法存储单元14、 液体处理装置20、构造判别装置80、系统控制装置40、装载端口50、 搬送机抅60、和对准单元70构成，对作为处理基体的晶片W实施蚀 刻处理，用反射率测定法判别该蚀刻处理后的晶片W的表面构造。减压处理装置IO，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择 地对晶片W进行蚀刻处理。再有，减压处理装置IO用由C4F8、氩和 氧的混合气体作为蚀刻气体。液体处理装置20除去附着在晶片W的表面上的聚合物8等不要 部位，并且冲洗洗净除去了聚合物8的晶片W，旋转干燥经过冲洗洗 净的晶片W。构造判别装置80由光学单元81和构造判别单元82构成，用反射率测定法判别晶片W的表面构造。光学单元81由载置台811、发光器 812、偏振元件813、透镜814、和受光器815构成，将光照射在晶片 W上，并且接受来自晶片W的反射光。构造判别单元82，与来自系统控制装置40的指示对应，切换使用 的多重回归式。构造判别单元82，从照射在晶片W上的光的强度和从 晶片W反射的光的强度之比(反射率)推定晶片W的表面构造。再 有，构造判别单元82，将能够用反射率作为变数通过多重回归分析算 出构造参数的预定的多重回归式存储在ROM中。在该多重回归式中，存在着在算出蚀刻处理后，晶片处理前的晶 片W (表面上附着聚合物的晶片W)的构造参数的第1多重回归式、 和算出在蚀刻处理及晶片处理后的晶片W (除去了聚合物的晶片W) 的构造参数的第2多重回归式。构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各 波长入中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射 在晶片W上的光的各波长X中的强度I的反射光，以及经过解析的反 射光的各波长X中的强度I的反射光，算出反射率(=1的反射光/1的 入射光)。构造判别单元82用算出的反射率(=1的反射光/I的入射光)和存 储在ROM中的第1多重回归式进行多重回归分析。构造判别单元82， 当能够通过多重回归分析在预定期间内算出构造参数时，从该算出的 构造参数推定晶片W的表面构造。构造判别单元82将算出的构造参 数供给至系统控制装置40。另一方面，当构造判别单元82由于例如通过蚀刻处理而附着在晶 片W表面上的聚合物，不能够通过多重回归分析在预定期间内算出构 造参数吋，判别不能够评价晶片W的表面构造(评价为不良好)，并 将这个情况通知系统控制装置40。系统控制装置40在减压处理装置10中对晶片W实施蚀刻处理， 通过控制搬送机构60从减压处理装置10搬出晶片W，将该搬出的晶 片W搬送到构造判别装置80,并且将构造判别装置80使用的多重回 归式设定为第1多重回归式。系统控制装置40当从构造判别单元82得到不能够评价的通知时，中断后续的对晶片W的处理。系统控制装置40通过控制搬送机构60 从构造判别装置80搬出晶片W，将该搬出的晶片W搬送到液体处理 装置20。系统控制装置40，当在液体处理装置20中除去抗蚀剂层6 时，从液体处理装置20搬出晶片W，再次将该搬出的晶片W搬入构 造判别装置80，并且将构造判别装置80使用的多重回归式设定为第2 多重回归式。系统控制装置40，根据在构造判别装置80中评价的表面构造，设 定并变更减压处理装置10的蚀刻条件，再次开始后续的对晶片W的 处理。其次，参照图18和图19所示的操作程序图和图20所示的各步骤 中的晶片W的截面图，以在晶片W上形成多个接触孔7，判别形成有 接触孔7的晶片W的表面构造，反馈蚀刻条件的情形为例，说明该处 理系统4的处理操作。首先，将晶片W搬送到图中未画出的氧化装置中。氧化装置实施 氧化处理后在晶片W的表面区域中形成Si02层5。接着，将表面区域中形成有Si02层5的晶片W搬送到图中未画 出的抗蚀剂涂敷装置中。抗蚀剂涂敷装置在Si02层5上涂敷抗蚀剂。 接着，将涂敷了抗蚀剂的晶片W搬送到图中未画出的曝光装置中。曝 光装置对涂敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施曝光处理。接着，将实施 了曝光处理的晶片W搬送到图中未画出的显影装置中。显影装置对涂 敷在晶片W表面上的抗蚀剂实施显影处理，形成图20 (a)所示的用 于形成接触孔的抗蚀剂图案。此后，从显影装置搬出在表面上形成了 抗蚀剂图案的晶片W。系统控制装置40，通过控制搬送机构60将收藏在装载端口 50中 晶片W搬送到对准单元70,对准单元70进行晶片W的位置重合。其 次，开放搬入搬出口 113的闸式阀114，系统控制装置40将从显影装 置搬出的晶片W搬入到减压处理装置10的腔室11内，将搬入的晶片 W载置在支持器]2上。此后，系统控制装置40使搬送机构60从腔室 11内退出，关闭闸式阀114。减压处理装置IO通过驱动升降机构123， 使载置晶片W的支持器12与支持器支持台121 —起上升到预定位置。减压处理装置IO用排气装置112，将腔室11内真空排气到预定的减压气氛，例如O.OlPa以下的压力。减压处理装置IO将直流电压加到设置 在支持器12上的静电吸盘上，将晶片W静电吸附在支持器12上。减压处理装置10，根据备有由输入单元指示的多个接触孔的晶片 W的表面构造，从方法存储单元14选择最佳的方法，将登录在选出的 最佳的方法中的蚀刻条件(Gr)存储在存储器中，(初期)设定蚀刻 条件(歩骤S401)。减压处理装置10将表示由输入单元指示的晶片W的表面构造的 构造参数和设定的蚀刻条件(Gr)供给至系统控制装置40。系统控制 装置4G将所供给的构造参数和(初期)设定的蚀刻条件存储在存储器 中。减压处理装置10，在设定的蚀刻条件(Gr)下，开放气体导入管 134的阀门135，在由扩散单元132a对从气体供给源137供给的由 C4F8、氩和氧组成的混合气体进行扩散后，将该混合气体从气孔131a 导入腔室11内。减压处理装置10，通过在支持器12和上部电极13 上加上高频电压，在支持器12和上部电极13之间生成高密度的等离 子体气体。减压处理装置10用生成的等离子体气体，将抗蚀剂图案作 为掩模选择地对晶片W的表面进行蚀刻(步骤S402)。通过该蚀刻处 理，在晶片W的Si02层5上形成图20 (b)所示的接触孔7，并且在 抗蚀剂层6接触孔7的表面上附着聚合物8。减压处理装置10，当结束蚀刻处理时停止将高频电压加到支持器 12和上部电极13，并且关闭气体导入管134的阀门135。再有，减压 处理装置10停止将直流电压加到支持器12上，并且使腔室11回到常 压的气氛。进一步，减压处理装置10通过驱动升降机构123，使载置 晶片W的支持器12与支持器支持台121 —起下降到预定位置。系统 控制装置40开放闸式阀114，从减压处理装置10搬出附着聚合物8 的晶片W，搬出后，关闭闸式阀114。系统控制装置40，将从减压处 理装置10搬出的晶片W搬入构造判别装置80，将搬入的晶片W载置 在载置台811上，并且将构造判别装置80使用的多重回归式设定为第 1多重回归式.(步骤S403)。光学单元81，从发光器812对地面水平地发出白色光，在反射镜813上将白色光反射到垂直下方向，使反射的白色光，经过透镜814 照射在晶片W上(步骤S404)。光学单元81接受来自晶片W的反射 光，将接受的反射光变换成电信号，将变换得到的电信号供给构造判 别单元82。构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各 波长X中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射 在晶片W上的光的各波长人中的强度I的反射光、经过解析的反射光 的各波长X中的强度I的反射光，算出反射率I的反射光/I的入射 光)(步骤S405)。构造判别单元82用算出的反射率(=1的反射光/I的入射光)和基 于系统控制装置40的指示设定的第1多重回归式进行多重回归分析 (步骤S406)。构造判别单元82，当能够通过多重回归分析在预定期间内算出构 造参数时(步骤S407中"是")，从该算出的构造参数推定晶片W的 表面构造(步调S501)。构造判别单元82将算出的构造参数供给至系 统控制装置40。系统控制装置40，通过比较存储在存储器中的构造参数和从构造 判别单元82供给的构造参数，比较在减压处理装置10中指示的接触 孔的深度等和实际形成的接触孔的深度等(步骤S502)。当实际形成的接触孔7的深度比所指示的接触孔的深度浅时，系 统控制装置40增加供给腔室11的气体流量，将(初期)设定的蚀刻 条件Gr校正为Gr+AG (步骤S503)。系统控制装置40将经过校正的 蚀刻条件(Gr+AG)供给减压处理装置10，将蚀刻条件反馈到减压处 理装置10。当从系统控制装置40供给蚀刻条件(Gr+AG)时，减压处理装置 IO将存储在存储器中的蚀刻条件从(Gr)改写为(Gr+AG)，设定并 变更蚀刻条件(步骤S504)。另一方面，构造判别单元82，当例如由于抗蚀处理使抗蚀剂层的 形状、组成发生显著变化，不能够用多重回归分析在预定期间内算出 构造参数时(步骤S407中"否")时，判别不能够评价晶片W的表面构造，并将这个情况通知系统控制装置40。系统控制装置40当从构造判别单元82得到不能够评价的通知时，中断对后续的晶片W的处理。 另外，系统控制装置40，通过控制搬送机构60从构造判别装置80搬 出晶片W，将该搬出的晶片W搬入到液体处理装置20，将该搬入的 晶片W载置在旋转吸盘22上。液体处理装置20将载置的晶片W真空吸附在旋转吸盘22上，通 过马达23使真空吸附的晶片W旋转。液体处理装置20将从第1药液 供给单元24供给的、例如由氢氟酸(HF)、硫酸(H2S04)组成的聚 合物除去液从第1药液喷射喷嘴211喷到正在由马达23进行旋转的晶 片W的表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不 需要多遍就使喷出的聚合物除去液广布在晶片W的表面上，如图20 (c)所示，除去附着在晶片W表面上的聚合物8 (步骤S408)。液体处理装置20将从第2药液供给单元25供给的纯净水或IPA 液，从第2药液喷射喷嘴212喷到正在由马达23进行旋转的晶片W的 表面上。液体处理装置20，通过利用由旋转产生的离心力，不需要多 遍就使喷出的纯净水或IPA液广布在晶片W的表面上，冲洗洗净除去 了聚合物8的晶片W的表面。液体处理装置20，通过由马达23更高 速地旋转晶片W，旋转干燥经过冲洗洗净后的晶片W。系统控制装置 40将除去了聚合物8的晶片W搬入构造判别装置80，将搬入的晶片 W载置在构造判别装置80的载置台81上，并且将构造判别装置80使 用的多重回归式设定为第2多重回归式(步骤S409)。光学单元81，从发光器812对地面水平地发出白色光，在反射镜 813上将白色光反射到垂直下方向，使反射的白色光，经过透镜814 照射在晶片W上(步骤S410)。光学单元81接受来自晶片W的反射 光，将接受的反射光变换成电信号，将变换得到的电信号供给构造判 别单元82。构造判别单元82根据从光学单元81供给的电信号对反射光的各 波长人中的强度I的反射光进行解析。再有，构造判别单元82从照射 在晶片W上的光的各波长人中的强度I的反射光、经过解析的反射光 的各波长X中的强度I的反射光，算出反射率(=1的反射光/I的入射光) (步骤S411)。构造判别单元82用算出的反射率(=1的反射光/I的入射光)和根 据系统控制装置40的指示设定的第2多重回归式进行多重回归分析，算出构造参数(步骤S412)。构造判别单元82从算出的构造参数推定形成有多个接触孔7的晶 片W的表面构造(步骤S501)。构造判别单元82将算出的构造参数 供给系统控制装置40。系统控制装置40，通过比较存储在存储器中的构造参数和从构造 判别单元82供给的构造参数，比较在减压处理装置10中指示的接触 孔的深度等和实际形成的接触孔7的深度等(步骤S502)。系统控制装置40，当实际形成的接触孔7的深度比所指示的接触 孔的深度浅时，增加供给腔室11的气体流量，将(初期)设定的蚀刻 条件Gr校正为Gr+AG'(步骤S503)。系统控制装置40将经过校正 的蚀刻条件(Gr+AG')供给减压处理装置10，将蚀刻条件反馈到减 压处理装置10。减压处理装置10，当从系统控制装置40供给蚀刻条件(Gr+AG') 时，将存储在存储器中的蚀刻条件从(Gr)改写成(Gr+AG')，设 定并变更蚀刻条件(步骤S504)。再有，系统控制装置40，设定并变 更蚀刻条件，再次开始后续的对晶片W的处理。根据上述处理操作，因为除去了形状和组成不明的聚合物8，所以 处理系统4能够确定在晶片W的表面中的光学常数n值(折射率)和 k值(吸收系数)，用反射率测定法非破坏地正确判别晶片W的表面 构造。再有，处理系统4从用反射率测定法正确判别的晶片W的表面构 造，校正供给减压处理装置10的蚀刻条件，反馈蚀刻条件，由此，能 够对晶片W实施正确并且均匀的蚀刻处理。进一步，处理系统4因为不是每次除去聚合物8后判别晶片W的 表面构造，而是只当在附着聚合物8的状态中不能够确定晶片W的表 面构造吋，除去聚合物8后判别晶片W的表面构造，所以能够达到提 高整个处理的生产率的目的。39再有，处理系统4，当在附着有聚合物8的状态中不能够确定晶片 W的表面构造时，通过中断后续的对晶片W的处理，能够以高的成品率制造晶片w。此外，本发明不限于上述实施方式，可以进行种种变形和应用。 下面，我们说明可以应用于本发明的上述实施方式的变形方式。在上述第l、第2、第3和第4实施方式中，处理系统l、 2、 3和 4评价蚀刻处理后的晶片W的表面构造(形状)。但是，本发明不限 定于此，处理系统l、 2、 3和4也可以评价离子注入后的晶片W的表 面构造(离子浓度)。再有，在上述第l、第2、第3和第4实施方式中，构造判别单元 30和80判别形成了多个接触孔的晶片W的表面构造。但是，本发明 不限定于此，构造判别单元30和80也可以评价备有STI (Shallow Trench Isolation (浅沟隔离))的晶片W和经过栅蚀刻的晶片W的表 面构造。进一步，在上述第1、第2、第3和第4实施方式中，在发光器312 和812中使用氤灯。但是，本发明不限定于此，如果是氘灯等、发射 白色光的灯则可以是任意的。再有，在上述第1和第3实施方式中的散射测量法是椭圆偏光法， 在上述第2和第4实施方式中的散射测量法是反射率测定法。但是， 本发明不限定于此，散射测量法如果能够从通过将光照射在晶片W上 得到的反射光的相位、强度等判别晶片W的表面构造，则可以是任意 的。进一步，在上述第1和第3实施方式中，解析单元322，对求得 的相位差分布和振幅的位移分布进行图案匹配，校正从储存库检索的 相位差分布和振幅的位移分布，从经过校正的构造参数推定晶片W的 表面构造。但是，本发明不限定于此，解析单元322也可以对求得的 相位差分布和振幅的位移分布与登录在储存库中的相位差分布和振幅 的位移分布进行图案匹配，从储存库检索与该求得的相位差分布和振 幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，当与检索到的相 位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数处于预定的收敛范围 (GOF)时，可从该构造参数推测晶片W的构造参数。再有，解析单元322也可以对算出的相位差△和振幅的位移T进行多重回归分析算 出构造参数，从算出的构造参数推定晶片W的表面构造。再有，在上述第2和第4实施方式中，构造判别单元82，对算出的反射率进行多重回归分析算出构造参数，从算出的构造参数推定晶片W的表面构造。但是，本发明不限定于此，构造判别单元82也可 以对求得的相位差分布和振幅的位移分布与登录在储存库中的相位差 分布和振幅的位移分布进行图案匹配，从储存库检索与该求得的相位 差分布和振幅的位移分布近似的相位差分布和振幅的位移分布，当与 检索到的相位差分布和振幅的位移分布对应的构造参数处于预定的收 敛范围(GOF)日寸，从该构造参数推测晶片W的构造参数。再有，构 造判别单元82，也可以从算出的反射率求得反射率分布，对反射率分 布进行图案匹配，校正从储存库检索的反射率分布，从经过校正的构 造参数推定晶片W的表面构造。进一步，在上述第2和第4实施方式中，蚀刻条件的参数为蚀刻 气体的流量。但是，本发明不限定于此，作为蚀刻条件的参数，也可 以用腔室11内的压力、第1和第2高频电源的功率和频率、气体种类、 支持器12的温度、和支持器12与上部电极13的间隔等。再有，在上述第1实施方式中，处理系统1只判别晶片W的表面 构造。但是，本发明不限定于此，处理系统1也可以根据所判别的晶 片W的表面构造，校正腔室ll内的压力、蚀刻气体的流量等的蚀刻 条件，将该经过校正的蚀刻条件反馈到减压处理装置10。进一步，在上述第1实施方式中，液体处理装置20除去晶片W表 面上的聚合物8和抗蚀剂层6。但是，本发明不限定于此，液体处理装 置20也可以只除去附着在晶片W上的聚合物8。再有，在上述第2实施方式中，减压处理装置10只除去在抗蚀剂 层6的表面区域中形成的变质硬化层9和在接触孔7的底面区域中形 成的损伤层A。但是，本发明不限定于此，减压处理装置10也可以与 变质硬化层9和损伤层A —起除去抗蚀剂层6。进一步，在上述第2实施方式中，减压处理装置10通过灰化处理 除去在抗蚀剂层6上形成的变质硬化层9和在接触孔7的底面区域中 形成的损伤层A。但是，本发明不限定于此，也可以用CF4和02的混合气体对变质硬化层9和损伤层A实施轻蚀刻处理，除去变质硬化 层9和损伤层A。再有，在上述第2、第3和第4实施方式中，用同一减压处理装置 IO对晶片W实施蚀刻处理和灰化处理。但是，本发明不限定于此，也 可以在减压处理装置10中对晶片W实施蚀刻处理，在与减压处理装 置10不同的别的减压处理装置中对晶片W实施灰化处理。 (第5实施方式)下面我们参照

与本发明的第5实施方式有关的处理系统处理系统5例如具有与上述处理系统2相同的构成，例如如图21 所示，备有作为蚀刻处理装置的减压处理装置10、作为表面构造测定 装置(构造测定装置)的构造判别装置80、作为控制装置的系统控制 装置4G、装载端口50、搬送机构60、和对准单元70。处理系统5对 作为被处理体的晶片实施蚀刻处理，用反射率测定法测定在该蚀刻处 理后的晶片W表面上形成的图案构造(晶片W的表面构造)的尺寸。减压处理装置IO，在减压的气氛下，将抗蚀剂图案作为掩模选择 地对晶片W进行蚀刻处理。此外，减压处理装置10用由C4F8、氩和 氧的混合气体作为蚀刻气体。构造判别装置80备有测定单元350和计算单元351，例如能够用 反射率测定法测定在晶片W表面上形成的图案构造的尺寸。测定单元 350例如具有与上述光学单元81相同的构成，例如备有载置台811、 发光器812、反射镜813、透镜814、和受光器815等，能够将光照射 在晶片W上，并且接受来自晶片W的反射光。计算单元351例如具有CPU、 HD、存储器等，例如根据来自测定 单元350的反射光信息，算出晶片表面的图案构造的尺寸，例如图案 的实际的沟的深度和线宽等。系统控制装置40备有方法存储单元352、装置参数控制单元353、 计算单元354、存储单元355等。在存储单元355中，例如对于晶片处 理的每个方法，存储蚀刻处理后的晶片表面的图案构造的尺寸的允许 值。例如在系统控制装置40的存储单元355中，存储蚀刻处理后的晶片表面的图案构造的深度方向的预定尺寸和水平方向的预定尺寸的允 许值。在方法存储单元352中，存储多个蚀刻处理所必需的装置参数， 例如处理气体的气体流量、高频电源的功率值等的方法。装置参数控制单元353将存储在方法存储单元352中的装置参数 发送给流量控制装置136和高频电源124、 139等，能够变更各装置参 数的设定。系统控制装置40的计算单元354比较由构造判别装置80算出的 晶片表面的图案构造的尺寸和存储在存储单元355中的的允许值，能 够根据该比较结果决定继续或中断减压处理装置10中的蚀刻处理。系 统控制装置40例如能够在设置在处理系统5中的图中未画出的显示单 元中显示出继续时的继续消息和中断时的错误消息。此外，省略关于与上述第2实施方式有关的处理系统2相同的构 成的说明。其次，我们说明在该处理系统5中进行的处理。图22是这种处理 的操作程序图。首先，例如，如图23 (a)所示，将在晶片表面上只形 成被蚀刻膜卯0和图案化成线状的抗蚀剂膜901的单纯构造的试验晶 片T收藏在装载端口50中。接着，由搬送机构60将试验晶片T搬送 到对准单元70，进行位置重合后，搬送到减压处理装置IO。在与上述 实施方式相同的预定蚀刻处理条件下对搬入到减压处理装置10内的试 验晶片T进行蚀刻处理(图22中的S601)。通过该蚀刻处理如图23 (b)所示削除被蚀刻膜900和抗蚀剂膜901。由搬送机构60将在减压处理装置10中结束蚀刻处理的试验晶片T 搬送到构造判别装置80，由测定单元350和计算单元351测定蚀刻处 理后的试验晶片T的图案构造的尺寸，例如被蚀刻膜900的深度方向 的深度尺寸H和被蚀刻膜900与抗蚀剂膜901的线宽D的二维方向的 尺寸(图22中的S602)。预先在系统控制装置40的存储单元355中设定例如被蚀刻膜900 的深度尺寸H的允许值HM和被蚀刻膜900的线宽D的允許値Dm。从 构造判别装置80将深度尺寸H和线宽D的测定结果输出到系统控制 装置40，在系统控制装置40的计算单元354中，比较输出的深度尺寸H和线宽D与各允許僮Hm、 DM (图22中的S603)。在系统控制装 置40的计算单元354中，例如当深度尺寸H或线宽D中的任何一个 超过允许值时，决定中断减压处理装置IO中的蚀刻处理，显示出错误 信息。另一方面，在系统控制装置40的计算单元354中，例如当深度 尺寸H或线宽D中的任何一个都没有超过允许值时，决定继续减压处 理装置10中的蚀刻处理，显示出该继续信息(图22中的S604)。由搬送机构60将在构造判别装置80中测定了晶片表面的图案构 造的尺寸的试验晶片T回收到装载端口 50。根据第5实施方式，能够用反射率测定法同时测定晶片表面的图 案构造的深度方向的尺寸和水平方向的尺寸。因此，与顺序地测定2 个方向的尺寸的现有技术比较，能够迅速地测定图案构造。再有，能 够不破坏晶片W地测定晶片表面的图案构造的尺寸。可是，如果如现有技术那样用扫描型电子显微镜通过从平面看到 的晶片W的照片掌握晶片表面的图案构造，则例如当被蚀刻膜的线宽 随着向下移动而变宽，被蚀刻膜的上端部的线宽比其它部分宽时，因 为将该变宽了的部分作为线宽进行掌握，所以不能够测定被蚀刻膜的 所要位置的线宽。如果根据本发明，则因为用反射率测定法，所以与 被蚀刻膜的形状变动无关，总是能够测定被蚀刻膜的所要位置的线宽。 从而，能够正确地测定晶片表面的图案构造的尺寸。再有，因为比较上述正确地测定晶片表面的图案构造的尺寸和预 先设定的允许值，根据该比较结果决定继续或中断蚀刻处理，所以能 够自动地判断减压处理装置10中的蚀刻处理是否适当，自动地管理减 压处理装置IO。因此，能够防止由人管理时发生的人为的错误。再有，如果根据这种实施方式，则在蚀刻处理后的晶片表面的图 案构造的尺寸测定中，因为用具有比通常的制品晶片更单纯的晶片构 造的试验晶片T，所以能够用更便宜的晶片测定晶片表面的图案构造的尺寸。在这种第5实施方式中，用反射率测定法测定晶片表面的图案构 造的尺寸，但是也可以用其它的散射测量法，例如椭圆偏光法测定晶 片表面的图案构造的尺寸。再有，在上述实施方式中，形成试验晶片T 的表面的线状图案，但是也可以形成接触孔等的其它图案构造，测定该图案构造的尺寸。在上述实施方式中，测定试验晶片T的表面深度 方向和水平方向的二维方向的尺寸，但是也可以测定三维方向的尺寸。 例如，当在试验晶片T的表面上形成接触孔时，也可以测定接触孔的 深度和纵横直径的长度。在上述第5实施方式中，只是测定试验晶片T的图案构造的尺寸， 决定继续或中断蚀刻处理，但是当试验晶片T的的图案构造的尺寸在 允许值外时，根据该尺寸测定值，例如对腔室ll内的压力、蚀刻时间、 蚀刻气体流量等的蚀刻处理条件进行校正，也可以将该经过校正的蚀刻处理条件反馈到减压处理装置10。 (第6实施方式)下面我们参照

与本发明的第6实施方式有关的处理系统6。处理系统6例如具有与图21所示的处理系统5相同的构成，备有 作为蚀刻处理装置的减压处理装置10、作为表面构造测定装置(构造 测定装置)的构造判别装置80、作为控制装置的系统控制装置40、装 载端口50、搬送机构60、和对准单元70。处理系统6例如能够用反射 率测定方法测定对作为被处理体的晶片W的表面进行蚀刻处理前的图 案构造(表面构造)的尺寸。减压处理装置IO能够例如在减压的气氛下，在预定的设定时间， 将抗蚀剂图案作为掩模选择地对晶片W进行蚀刻处理。例如能够经过 流量控制装置136等以预定流量将作为蚀刻气体的氧气供给减压处理 装置10的腔室11内。构造判别装置80备有测定单元350和计算单元351，例如能够用 反射率测定法测定在晶片W表面的图案构造的尺寸。测定单元350例 如具有与上述光学单元81相同的构成，例如备有载置台811、发光器 812、反射镜813、透镜814、和受光器815等，能够将光照射在晶片 W上，并且接受来自晶片W的反射光。在方法存储单元352中，存储多个蚀刻处理所必需的装置参数(处 理条件)，例如处理气体的气体流量、高频电源的功率值等的方法。装置参数控制单元353将存储在方法存储单元352中的装置参数 发送给流量控制装置136和高频电源124、 139等，能够设定各装置的 参数。计算单元351例如具有CPU、 HD、存储器等，例如根据来自测定 单元350的反射光信息，算出晶片W表面的图案构造的尺寸，例如晶 片表面的实际的沟的深度和线宽等。系统控制装置40例如备有方法存储单元352、装置参数控制单元 353、计算单元354、存储单元355等。例如将与多个蚀刻处理条件和 由蚀刻处理产生的晶片W表面的图案构造的削除量相关的参数存储在 系统控制装置40的存储单元355中。例如将与图24 (a)所示的蚀刻 处理时间和由蚀刻处理产生的深度方向的削除量相关的数据和与图24 (b)所示的蚀刻处理时间、蚀刻气体的供给流量和由蚀刻处理产生的 线宽削除量相关的数据存储在系统控制装置40的存储单元355中。系统控制装置40的计算单元354，能够根据例如在构造判别装置 80中在蚀刻处理前测定的晶片W表面的图案构造的深度尺寸和线宽及 存储在存储单元355中的上述相关数据，使蚀刻处理后的深度尺寸和 线宽成为所要的尺寸，而决定蚀刻处理条件。系统控制装置40的计算 单元354例如能够将预先设定在方法存储单元352中的初期蚀刻处理 时间和蚀刻气体的供给流量等的蚀刻处理条件设定并变更为上述决定 的处理条件。此外，省略关于与上述第2实施方式有关的处理系统2相同的构 成的说明。其次，我们说明在该处理系统6中进行的处理。图25是这种处理 的操作程序图。首先，结束抗蚀剂图案的显影处理，例如，将如图26 (a)所示、形成被蚀刻膜卯0和经过图案化的抗蚀剂膜901的晶片W 收藏在装载端口 50中。接着，由搬送机构60将晶片W搬送到对准单 元70，进行位置重合后，搬送到构造判别装置80。将晶片W搬送到 构造判别装置80，由测定单元350和计算单元351测定晶片W表面的 图案构造，例如抗蚀剂膜901的线宽和深度方向的尺寸(图25中S701 )。将由构造判别装置80测定的测定结果输出到系统控制装置40。在 系统控制装置40的计算单元354中，根据该输出的测定结果和存储在存储单元355中的相关数据，以使蚀刻处理后的晶片W的表面的图案构造成为所要的尺寸的方式决定蚀刻条件(图25中S702)。例如，为 了当抗蚀剂膜901的线宽的测定结果为100腿时，被蚀刻膜900的深 度方向的目标削除量实现200nm，从与图24 (a)的蚀刻时间和深度削 除量的相关数据，决定蚀刻处理时间为40sec。进一步，为了实现目标 线宽削除量为40nm (目标线宽削除量=测定线宽(100nm)-目标线宽 (60nm))，从与图24 (b)的蚀刻时间和气体流量的相关数据，决 定蚀刻气体的供给流量为38cm3/min。若决定蚀刻处理时间和蚀刻气体 的供给流量，则变更在系统控制装置40中的蚀刻处理条件的设定(图 25中S703)。将在构造判别装置80中测定了表面的图案构造的尺寸的晶片W， 例如由搬送机构60搬送到减压处理装置10。在新设定的蚀刻处理条件 下对搬送到减压处理装置10的晶片W实施蚀刻处理(图25中S704)。 通过该蚀刻处理，如图26 (b)所示，将被蚀刻膜900和抗蚀剂膜901 削除到所要的尺寸。由搬送机构60将在减压处理装置10中结束了蚀刻处理的晶片W 回收到装载端口 50。根据第6实施方式,在蚀刻处理前测定晶片W的图案构造的尺寸， 根据该尺寸的测定结果和预先求得的相关数据，设定用于成为目标尺 寸的最佳的蚀刻处理条件。所以，即便假定在蚀刻处理前的阶段中在 抗蚀剂图案中存在着尺寸误差，也能够在蚀刻处理时修正该误差。再有，因为用反射率测定法测定晶片表面的图案构造的尺寸，所 以能够不破坏晶片W地迅速测定该晶片表面的图案构造的尺寸。因为在系统控制装置40中能够根据晶片W表面的图案构造的测 定结果和相关数据决定最佳的蚀刻处理条件，设定并变更蚀刻处理条 件，所以能够自动地进行蚀刻处理条件的最佳化。结果，能够以高的 生产能力进行晶片W的高精度的加工处理。在第6实施方式中，用反射率测定法测定晶片W表面的图案构造 的尺寸，但是也可以用其它的散射测量 去，例如椭圆偏光法测定晶片 表面的图案构造的尺寸。再有，在该实施方式中，根据晶片表面的图 案构造的测定结果变更蚀刻处理时间和蚀刻气体的供给流量，但是例如也可以变更腔室11内的压力、第1和第2高频电源的功率和频率、 气体种类、支持器12的温度、和支持器12与上部电极13的间隔等的 其它蚀刻处理条件。再有，上述第6实施方式是关于抗蚀剂图案形成后的蚀刻处理的。但是本发明能够适用于例如在半导体装置的制造步骤中进行的其它蚀 刻处理，例如抗蚀剂膜的下层的硬掩模的蚀刻处理、剥离除去硬掩模 时的蚀刻处理、除去多晶硅膜时的^l刻处理等。此外，以上的第5和第6实施方式也表示本发明的一个例子，本 发明不限于这些例子，可以采取种种不同的样态。例如上述实施方式 是处理晶片W的处理系统，但是本发明也能够适用于晶片以外的被处 理体，例如FPD (平面面板显示器)、处理光掩模用的掩模分度镜等 的其它基片的处理系统。
权利要求
1.一种处理系统，其特征在于具有对被处理体实施预定处理的处理装置；除去在实施了所述预定处理的被处理体表面上生成的不要部位的不要部位除去装置；评价通过所述不要部位除去步骤除去了不要部位的被处理体的表面构造的表面构造评价装置；将所述被处理体搬入搬出所述各装置的搬送装置；和控制所述处理装置、所述不要部位除去装置、所述表面评价装置和所述搬送装置的控制装置，所述控制装置，监视所述表面构造评价装置中的评价操作，当判断该评价操作为不良好时，将判断为不良好的被处理体搬入所述不要部位除去装置后除去不要部位，并再次搬入所述表面构造评价装置评价表面构造，从而进行控制，实施所述预定处理的处理装置是等离子体蚀刻装置，除去所述不要部位的不要部位除去装置是湿处理装置。
2. 根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于 所述控制装置根据所述表面构造评价装置评价的被处理体的表面构造控制所述预定处理的处理条件的参数中的至少1个。
3. 根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于当所述表面构造评价装置中的评价在预定期间内不导出最佳解 时，所述控制装置判断评价操作是不良好的。
4. 根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于当所述表面构造评价装置中的评价不从储存库中导出最佳解时， 所述控制装置判断评价操作是不良好的。
5. 根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于所述控制装置，当作出所述不良好的判断时，停止各装置内对除 所述被处理体外的被处理体进行的处理或操作。
6. —种处理系统，其特征在于具有，对被处理体实施预定处理，并且通过该预定处理除去在该被处理 体表面上生成的不要部位的处理装置；评价由所述处理装置除去不要部位的被处理体的表面构造的表面 构造评价装置；将所述被处理体搬入搬出所述各装置的搬送装置；和控制所述处理装置、所述表面评价装置和所述搬送装置的控制装置，所述控制装置，监视所述表面构造评价装置中的评价操作，当判 断该评价操作为不良好时，将判断为不良好的被处理体搬入所述不要 部位除去装置后除去不要部位，并再次搬入所述表面构造评价装置评 价表面构造，从而进行控制，实施所述预定处理的处理装置是等离子体蚀刻装置， 除去所述不要部位的不要部位除去装置是湿处理装置。
7. 根据权利要求1或6所述的处理系统，其特征在于 评价所述被处理体的表面构造的表面构造评价装置用散射测量法进行评价。
8. —种处理方法，其特征在于具有， 对被处理体实施蚀刻处理的蚀刻步骤；用散射测量法测定经过所述蚀刻步骤处理的被处理体的表面构造 的尺寸的表面构造测定步骤；和将由所述表面构造测定步骤测定的表面构造尺寸与预先设定的允 许值进行比较，根据该比较结果决定继续或中断所述蚀刻处理的步骤，所述表面构造测定步骤测定被处理体的表面构造的至少深度方向 和水平方向的尺寸。
9. 根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于 所述蚀刻步骤和所述表面构造测定步骤是用具有比成为制品的被处理休更单纯的构造的试验用被处理体进行的。
10. —种处理系统，其特征在于具有， 对被处理体实施蚀刻处理的蚀刻处理装置；用散射测量法测定经过蚀刻处理的被处理体的表面构造尺寸的表 面构造测定装置；和将所述表面构造的测定尺寸与预先设定的允许值比较，根据该比 较结果决定继续或中断所述蚀刻处理装置中的蚀刻处理的控制装置，所述表面构造测定装置测定被处理体的表面构造的至少深度方向 和水平方向的尺寸。
11. 根据权利要求IO所述的处理系统，其特征在于所述表面构造测定装置测定用具有比成为制品的被处理体更单纯 的构造的试验用被处理体，测定所述表面构造的尺寸。
12. —种处理方法，其特征在于具有，用散射测量法测定蚀刻处理前的被处理体的表面构造尺寸的表面 构造测定步骤；根据所述表面构造尺寸的测定结果，设定蚀刻处理时的处理条件， 从而使蚀刻处理后的被处理体的表面构造为所要的尺寸的处理条件设 定步骤；和此后，在所述设定的处理条件下蚀刻处理被处理体的蚀刻步骤， 所述处理条件设定步骤设定所述蚀刻处理时的多个处理条件， 所述处理条件设定步骤根据所述表面构造尺寸的测定结果，设定蚀刻处理时间使蚀刻处理后的表面构造中的深度方向的尺寸为所要的尺寸；根据所述设定的蚀刻处理时间，设定蚀刻气体的供给流量使蚀刻 处理后的表面构造中的水平方向的尺寸为所要的尺寸。
13. 根据权利要求12所述的处理方法，其特征在于 预先求得与蚀刻处理时的处理条件和基于蚀刻处理被处理体的表面构造的削去量的相关数据；所述处理条件设定步骤根据所述表面构造尺寸的测定结果和所述 相关数据，设定所述处理条件。
14. 根据权利要求12所述的处理方法，其特征在于 所述处理条件设定步骤，设定所述处理条件使所述蚀刻处理后的表面构造的至少二维方向的尺寸为所要的尺寸。
15. —种处理系统，其特征在于具有， 对被处理体实施蚀刻处理的蚀刻处理装置；用散射测量法测定蚀刻处理前的被处理体的表面构造尺寸的表面 构造测定装置；和根据所述表面构造尺寸的测定结果，设定蚀刻处理时的处理条件 使蚀刻处理后的被处理体的表面构造为所要的尺寸的控制装置，所述控制装置设定所述蚀刻处理时的多个处理条件，所述控制装置根据所述表面构造尺寸的测定结果，设定蚀刻处理 时间使蚀刻处理后的表面构造中的深度方向的尺寸为所要的尺寸；根据所述设定的蚀刻处理时间，设定蚀刻气体的供给流量使蚀刻 处理后的表面构造中的水平方向的尺寸为所要的尺寸。
16. 根据权利要求15所述的处理系统，其特征在于 将与所述蚀刻处理时的处理条件和基于蚀刻处理的被处理体的表面构造的削去量的相关数据存储在所述控制装置中；所述控制装置根据所述表面构造尺寸的测定结果和所述相关数据 设定所述处理条件。
17. 根据权利要求15所述的处理系统，其特征在于所述控制装置设定所述处理条件使所述蚀刻处理后的表面构造的 至少二维方向的尺寸为所要的尺寸。
全文摘要
本发明提供能够用散射测量法非破坏地正确评价预定处理后的被处理体的表面构造的处理方法和处理系统。处理系统(1)备有减压处理装置(10)、液体处理装置(20)、构造判别装置(30)和系统控制装置(40)。减压处理装置(10)将抗蚀剂图案作为掩模对晶片实施蚀刻处理。通过该蚀刻处理在晶片表面上附着聚合物等的不要部位。液体处理装置(20)除去附着在晶片表面上的不要部位。构造判别装置(30)用椭圆偏光等的散射测量法判别除去不要部位的晶片的表面构造。
文档编号H01L21/66GK101256945SQ20081008785
公开日2008年9月3日 申请日期2004年6月21日 优先权日2003年6月20日
发明者大野刚, 守屋真知, 斋田喜孝, 菊池俊彦 申请人:东京毅力科创株式会社