CN111801774A - 蚀刻处理装置、蚀刻处理方法及检测器 - Google Patents

蚀刻处理装置、蚀刻处理方法及检测器 Download PDF

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Abstract

在蚀刻处理中的晶片的膜厚/深度测定中，由于光源的光量波动、光通过的区域的空气的波动等而在检测光量中产生变动，膜厚/深度的测定精度下降，因此，根据在蚀刻处理中的各时刻测定的分光光谱而算出任意的波长的总光量或平均光量，算出使用比当前时刻靠前测定出的总光量或平均光量而推断的当前时刻的推断总光量或推断平均光量，算出当前时刻的总光量与推断总光量之比或者平均光量与推断平均光量之比，即变化率，使用算出的变化率来修正当前时刻的各波长的光量，使用修正后的各波长的光量来实施膜厚/深度测定。

Description

蚀刻处理装置、蚀刻处理方法及检测器
技术领域
本发明涉及蚀刻处理装置、蚀刻处理方法及检测器。
背景技术
在半导体器件的制造中，在晶片的表面上形成各种组件、将各种组件相互连接的布线等。这能够通过反复进行导体、半导体、绝缘体等各种材料的成膜与不需要的部分的去除而形成。作为不需要的部分的去除工艺，使用了等离子体的干蚀刻(等离子体蚀刻)被广泛使用。
在等离子体蚀刻中，利用高频电源等对导入到蚀刻处理装置的处理室内的气体进行等离子体化，将晶片暴露于等离子体化了的气体，由此进行蚀刻处理。此时，通过基于等离子体中的离子的溅射、基于自由基的化学反应等而进行各向异性或各向同性的蚀刻，通过分开使用它们，在晶片表面上形成各种构造的组件、布线等。
在通过等离子体蚀刻而得到的加工形状与设计形状不同的情况下，所形成的各种组件可能无法发挥其功能。对此，为了检测加工形状，提出了多个对蚀刻处理进行监视使其稳定化的工艺监控技术。例如，已知有被称为膜厚/深度监控器的工艺监控器。该工艺监控器通过对从处理中的晶片反射的反射光进行测量，来测定在晶片上成膜的膜的膜厚、形成在晶片上的槽或孔的深度，用于蚀刻处理的终点判定等。
在专利文献1中记载了使用该膜厚/深度监控器的加工精度高精度化技术。根据专利文献1的技术，使用以等离子体光作为光源的膜厚/深度监控器，对处理对象的膜将要被完全去除之前进行检测，结束该蚀刻处理。之后，切换为高精度地对处理对象部分与处理非对象部分选择性进行蚀刻的条件而进行蚀刻处理，由此，在将整体的处理时间抑制得较短的同时，能够抑制晶片面内的处理偏差，实现处理对象膜的完全去除。
在专利文献2中记载了膜厚/深度监控器的膜厚、深度的测定精度的高精度化技术。根据专利文献2的技术，作为向晶片照射的光源，代替等离子体光而使用外部光源。由此，光源的光量变动变小，能够实现高精度的膜厚/深度的测定。
然而，伴随着半导体器件的高功能化，构造的微细化、布局的复杂化不断推进，尤其是在尖端器件的蚀刻工艺中要求更高精度的加工。在尖端器件的蚀刻中，存在蚀刻处理的区域少(低开口率)的情况和蚀刻速度低(低蚀刻速率)的情况。在这些处理工序的终点判定中，作为用于终点判定的指标的各波长的光量时间变化(干涉信号)变小。对此，为了实现高精度的终点判定，需要降低作为时间方向的光量波动的噪声。
作为识别为光量波动噪声之一的现象，在蚀刻中，测定光量有时呈阶梯状变化。上述现象通过作为光源的等离子体光或外部光的光量变化而产生。
在专利文献3、4中，记载了去除该阶梯状的噪声的方法。例如在专利文献3的方法中，将在蚀刻中的各时刻测定的分光光谱与1时刻前进行比较，在整个波长下光量变化为同一方向且该变化量超过阈值的情况下，判断为产生了光量变动的噪声，实施光量修正。
光量的修正是通过在检测出噪声产生时算出其变化倍率并用当前时刻以后的测定数据除以该变化倍率而实施的。由此，实现了终点判定的高精度化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-260799号公报
专利文献2：日本特表2004-507070号公报
专利文献3：日本特开2007-234666号公报
专利文献4：日本特开2008-218898号公报
专利文献5：日本特开平5-255850号公报
专利文献6：日本特开平8-236592号公报
发明内容
发明要解决的课题
另一方面，膜厚/深度测定中的干涉信号的噪声不仅存在阶梯状的光量变化(称为阶梯状的噪声)的情况，也存在脉冲状的光量变化(称为脉冲状的噪声)的情况。作为脉冲状的噪声的产生原因之一，具有要测定的晶片反射光通过的区域的空气的波动。尤其是在进行晶片的处理的真空腔室被加热到高温的情况下，在腔室附近与光检测器之间的空气中产生温度梯度，由于该高温、低温的空气对流而在检测的光量中发生变动。
如专利文献5、6所公开的那样，已经知晓该脉冲状的噪声。图1示出产生了脉冲状噪声的情况下的干涉信号的例子。在图中，针对在蚀刻中测定的分光光谱数据中的3个波长(λ1、λ2、λ3)，示出这些光量的时间变化(干涉信号)。在上述干涉信号中，在时刻20sec附近产生脉冲状的光量变动噪声，该光量变动噪声使膜厚/深度测定的精度下降。
图2示出使用专利文献3的方法去除了该光量变动噪声的干涉信号。根据该图2可知，时刻20sec的光量变动噪声被降低，但无法完全去除。这样，在使用无法完全去除噪声的干涉信号的情况下，无法实现准确的膜厚/深度测定。
另外，即便在阶梯状的光量变动噪声中，在其变化量较小的情况下，在现有技术中也不可能去除光量变动噪声。图3示出产生了小变动的阶梯状噪声的干涉信号的例子。在图3中，在时刻15sec至20sec附近产生较小的阶梯状噪声，在波长λ2及λ3中，是难以与伴随着晶片蚀刻的光量变化加以区别的状态。
图4示出使用专利文献3的方法针对该光量变动噪声进行了光量变动噪声的去除的干涉信号。在明确观测到光量变动量噪声的波长λ1的干涉信号中去除了噪声，但作为噪声去除的副作用，产生在波长λ2的干涉信号中光量以右肩上升的方式变化且在波长λ3的干涉信号中光量以右肩下降的方式变化的修正失真。
这是因为，不区分伴随着晶片蚀刻的光量变化与阶梯状的光量变动噪声，将它们合在一起的光量变化检测为噪声而进行了修正。因此，即便在阶梯状的噪声中，在以往的光量变动噪声的修正技术中也难以实现准确的光量变动噪声的修正。
如以上所述，为了实现高精度的膜厚/深度测定，必须从干涉信号准确地去除光量变动噪声。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够通过从干涉信号去除光量变动噪声而实施高精度的膜厚/深度的监控的蚀刻处理装置、蚀刻处理及检测器。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，代表性的本发明的蚀刻处理装置通过如下实现：
该蚀刻处理装置具备：
受光器，其在蚀刻处理中，接受从处理对象射出的多个波长的光，分别输出与接受的光的强度相应的信号；
膜厚决定部，其基于从所述受光器输出的信号，决定所述处理对象的膜厚；以及
判定器，其通过比较所述膜厚决定部所决定的所述处理对象的膜厚与阈值，来判定所述蚀刻处理的终点，
所述膜厚决定部基于算出光量值和参照光量值来求出变化率，该算出光量值是对规定的取样时间的各时刻中的来自所述受光器的各波长的信号进行平滑化运算而得到的值，该参照光量值是根据所述取样时间以前的参照时间内的所述算出光量值而决定的值，
基于所述取样时间的各时刻中的来自所述受光器的信号以及所述变化率，按照各波长求出修正光量值，
进而基于所述修正光量值，决定所述取样时间内的所述处理对象的膜厚。
代表性的本发明的蚀刻处理方法通过如下实现：
该蚀刻处理方法具备：
第一工序，在该第一工序中，在蚀刻处理中，接受从处理对象射出的多个波长的光，分别输出与接受的光的强度相应的信号；
第二工序，在该第二工序中，基于输出的所述信号，决定所述处理对象的膜厚；以及
第三工序，在该第三工序中，通过对决定出的所述处理对象的膜厚与阈值进行比较，来判定所述蚀刻处理的终点，
在所述第二工序中，基于算出光量值和参照光量值来求出变化率，该算出光量值是对规定的取样时间的各时刻中的各波长的所述信号进行平滑化运算而得到的值，该参照光量值是根据所述取样时间以前的参照时间内的所述算出光量值而决定的值，
基于所述取样时间的各时刻中的所述信号和所述变化率，按照各波长求出修正光量值，
进而基于所述修正光量值，决定所述取样时间内的所述处理对象的膜厚。
代表性的对本发明的膜厚进行检测的检测器通过如下实现：
该检测器具备：
受光器，其在蚀刻处理中，接受从处理对象射出的多个波长的光，分别输出与接受的光的强度相应的信号；以及
膜厚决定部，其基于从所述受光器输出的信号，决定所述处理对象的膜厚；
所述膜厚决定部基于算出光量值和参照光量值来求出变化率，该算出光量值是对规定的取样时间的各时刻中的来自所述受光器的各波长的信号进行平滑化运算而得到的值，该参照光量值是根据所述取样时间以前的参照时间内的所述算出光量值而决定的值，
基于所述取样时间的各时刻中的来自所述受光器的信号以及所述变化率，按照各波长求出修正光量值，
进而基于所述修正光量值，决定所述取样时间内的所述处理对象的膜厚。
发明效果
根据本发明，能够通过从干涉信号去除光量变动噪声而实施高精度的膜厚/深度的监控。
上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明而变得清楚。
附图说明
图1是示出包括脉冲状光量变动噪声的干涉信号的一例的图。
图2是示出使用现有技术针对包含脉冲状光量变动噪声的干涉信号进行了光量变动噪声的去除而得到的结果的一例的图。
图3是示出包含阶梯状光量变动噪声的干涉信号的一例的图。
图4是示出使用现有技术针对包含阶梯状光量变动噪声的干涉信号进行了光量变动噪声的去除而得到的结果的一例的图。
图5是示出本实施方式的使用等离子体的蚀刻处理装置的一例的概要图。
图6A是示出执行膜厚/深度测定的处理方法的装置的一例的框图。
图6B是示出执行干涉信号的光量变动修正的处理方法的装置的一例的框图。
图7A是示出包含短时间宽度的脉冲状光量变动噪声的干涉信号的经时变化的图表。
图7B是示出使用了该干涉信号的算出光量、推断算出光量、变化率的计算结果的经时变化的图表。
图7C是示出实施了光量变动修正的情况下的使用了该变化率的各波长的修正光量的计算结果的图。
图7D是示出使用了预先获取到的各波长的光量一阶微分值与膜厚/深度的关系的膜厚深度测定的图。
图7E是示出不实施光量变动修正的情况下的使用了各波长的光量一阶微分值与膜厚/深度的关系的膜厚深度测定的图。
图8A是示出实施了光量变动修正的情况下的使用了预先获取到的各波长的光量与膜厚/深度的关系的膜厚/深度测定结果的图。
图8B是示出不实施光量变动修正的情况下的使用了预先获取到的各波长的光量与膜厚/深度的关系的膜厚/深度测定结果的图。
图9A是示出包含长时间宽度的脉冲状光量变动噪声的干涉信号的经时变化的图表。
图9B是示出使用了该干涉信号的算出光量、推断算出光量、变化率的经时变化的图表。
图9C是示出使用了该变化率的各波长的修正光量的经时变化的图表。
图9D是示出使用了各波长的修正光量的膜厚/深度测定结果的图。
图10A是示出存在伴随着晶片蚀刻的整个波长的光量变化、且包括干涉信号的情况下的光量的经时变化的图表，该干涉信号包含短时间宽度的脉冲状光量变动噪声。
图10B是示出使用了该干涉信号的算出光量、推断算出光量、变化率的计算结果的经时变化的图表。
图10C是示出使用了该变化率的各波长的修正光量的经时变化的图表。
图10D是示出使用了各波长的修正光量的膜厚/深度测定结果的图。
图11A是示出包含阶梯状光量变动噪声的干涉信号的经时变化的图表。
图11B是示出使用了该干涉信号的算出光量、推断算出光量、变化率的计算结果的经时变化的图表。
图11C是示出使用了该变化率的各波长的修正光量的经时变化的图表。
图11D是示出使用了各波长的修正光量的膜厚/深度测定结果的图。
图12A是示出根据各波长的光量的平均而计算出的算出光量及推断算出光量、变化率的经时变化的图表。
图12B是示出在根据各波长的光量的加权累计或加权平均对算出光量进行计算的情况下使用的各波长的权重值(权重系数)和所使用的波长的数量之间的关系的图表。
图12C是示出根据各波长的光量的加权累计而计算出的算出光量及推断算出光量、变化率的经时变化的图。
图12D是示出根据各波长的光量的加权平均而计算出的算出光量及推断算出光量、变化率的计算结果的图。
图13A是示出使用了规定的波长范围的算出光量、推断算出光量、变化率的经时变化的图表。
图13B是示出使用了根据该变化率而计算出的各波长的修正光量的膜厚/深度测定结果的图。
图13C是示出使用了选择出的少数个波长的算出光量、推断算出光量、变化率的经时变化的图。
图13D是示出使用了根据该变化率而计算出的各波长的修正光量的膜厚/深度测定结果的图。
图13E是示出使用了选择出的单一波长的算出光量、推断算出光量、变化率的经时变化的图表。
图13F是示出使用了根据该变化率而计算出的各波长的修正光量的膜厚/深度测定结果的图。
图14A是示出使用了不进行暗电流电平的去除的各波长的光量的算出光量、推断算出光量、变化率的经时变化的图。
图14B是示出使用了根据该变化率而计算出的各波长的修正光量的膜厚/深度测定结果的图。
图15A是使用一次直线近似并根据过去的算出光量而示出推断算出光量、变化率的经时变化的图。
图15B是示出使用了根据该变化率而计算出的各波长的修正光量的膜厚/深度测定结果的图。
图16A是示出将在推断算出光量的计算中使用的算出光量的时间设为当前时间点的1时刻前至15sec前的情况下的膜厚/深度的测定结果的图。
图16B是示出将在推断算出光量的计算中使用的算出光量的时间设为当前时间点的1时刻前至10sec前的情况下的膜厚/深度的测定结果的图。
图16C是示出将在推断算出光量的计算中使用的算出光量的时间设为当前时间点的1时刻前至5sec前的情况下的膜厚/深度的测定结果的图。
图16D是示出将在推断算出光量的计算中使用的算出光量的时间变更为当前时间点的1时刻前至3sec前的情况下的膜厚/深度的测定结果的图。
图17A是示出存在伴随着晶片蚀刻的整个波长的光量变化且包含短时间宽度的脉冲状光量变动噪声的干涉信号的经时变化的图表。
图17B是示出根据该干涉信号计算出的算出光量、根据过去特定时刻的算出光量计算出的推断算出光量、以及变化率的经时变化的图表。
图17C是示出使用了该变化率的各波长的修正光量的经时变化的图表。
图17D是示出使用了各波长的修正光量的膜厚/深度测定结果的图。
具体实施方式
作为本发明的实施方式，参照附图来说明能够实施膜厚/深度测定方法的蚀刻处理装置。以下，在说明了进行蚀刻处理的具备膜厚/深度测定装置的作为半导体制造装置的蚀刻处理装置的结构的基础上，对该蚀刻处理装置中的蚀刻处理中的膜厚/深度测定方法进行说明。
需要说明的是，在附图中的图表中示出数值的光量的单位例如是分光器的计数值。
[实施方式]
图5示出在本实施方式中使用的蚀刻处理装置的概要剖视图。蚀刻处理装置1具备真空处理室(也仅称为处理室)10。在真空处理室10的内部，从省略了图示的气体导入装置导入的蚀刻气体通过使用处理部11(简略图示)产生的高频电力或微波而激励、分解，成为等离子体12，利用该等离子体12，对设置于试料台14的半导体晶片等处理对象16进行蚀刻处理(等离子体处理)。
向真空处理室10内的气体的导入、等离子体12的生成及控制、通过未图示的高频电源等进行的向处理对象的电压施加等通过控制部40的控制来进行，为了实现所希望的蚀刻处理，实施各设备之间的同步/定时调整。
在将等离子体12脉冲化的情况下，也通过控制部40来进行脉冲化的控制。具体而言，等离子体12通过基于控制部40的控制的高频电源等的电压施加、微波照射等的调制而被脉冲化。另外，通过对蚀刻气体的导入进行时间调制，也实施等离子体的脉冲化。
蚀刻处理装置1具备对形成在处理对象16的表面上的膜的厚度(称为膜厚)、微细构造的深度(称为深度)进行测定的测定装置。该测定装置具有光源部18和检测器DET。检测器DET具有检测部(受光器)28和膜厚/深度算出部(膜厚决定部)30。
从光源部18射出的光经由光纤等及导入透镜20向处理室10内导入，通过了导入透镜20的照射光22被照射到处理对象16，并被处理对象16的表面反射。
需要说明的是，光源部18使用紫外到红外的宽频波长的连续光(连续光谱光)，但在使用特定波长的光来实施膜厚/深度测定的情况下，可以使用特定波长的光源。
从处理对象16反射的反射光24由检测透镜26聚光，经由光纤等向检测部28导入。检测部28由分光器构成，对导入的光进行分光，检测各波长的光量。在使用特定波长进行膜厚/深度测定的情况下，检测部28不限于分光器，也可以使用光电探测器等。
此时，若向检测部28导入的光仅为所希望的特定波长，则可以直接使用光电探测器，在导入宽频波长的连续光的情况下，可以在光电探测器前段设置利用单色仪等仅选择特定波长的机构。
在图5中，向处理室10导入光的导入透镜20与检测反射光的检测透镜26设置在不同的位置。在该结构的情况下，为了最有效地检测反射光24，期望相互倾斜地设置，使得导入透镜20的光轴与检测透镜26的主光线轴以处理对象16作为反射面而一致。
导入透镜20与检测透镜26的结构不限于图5，作为完全同轴结构，也可以使导入透镜20和检测透镜26以一个元件共用。在该情况下，期望共用透镜的光轴采用如下结构：设为与处理对象16垂直的方向，能够检测由垂直照射光产生的垂直反射光。
另外，在图5中，作为一组测定系统，记载了光源部18的导入系统和反射光24的检测系统，但在处理对象16的多个位置处测定膜厚/深度的情况下，可以设定多组测定系统。
此外，在图5中，针对作为光源而从外部的光源部18入射了光的情况进行了说明，但作为光源，也能够使用等离子体12的光。在该情况下，也可以不使用光源部18。在将等离子体12用作光源的情况下，从等离子体12放出的光被处理对象16反射，与使用光源部18的情况同样，也利用分光器来检测反射光24。
检测部28的数据被输入到膜厚/深度算出部30来决定膜厚/深度。图6A示出膜厚/深度算出部30的功能块的结构。在规定的取样时间的期间，从检测部28输入到膜厚/深度算出部30的各波长的光量的时间序列数据D0由后述的光量变动修正器110处理。
作为该处理结果而输出的信号D1通过第一数字滤波器100进行平滑化处理，作为第一平滑化时间序列数据D2被供给到微分器102。在微分器102中，例如使用S-G法(Savitzky-Golay method)，算出作为微分系数值(一阶微分值或二阶微分值)的微分时间序列数据D3。微分时间序列数据D3被供给到第二数字滤波器104。在第二数字滤波器104中，对微分时间序列数据D3进行平滑化处理，求出第二平滑化时间序列数据D4。第二平滑化时间序列数据D4被供给到微分比较器106。
接着，对各数据D2、D3、D4的算出进行说明。作为第一数字滤波器100，例如使用二阶巴特沃斯(Butterworth)型的低通滤波器。利用二阶巴特沃斯型的低通滤波器，通过下式来求出第一平滑化时间序列数据D2。
D2(i)＝b1·D1(i)+b2·D1(i-1)+b3·D1(i-2)-[a2·D2(i-1)+a3·D2(i-2)]
这里，Dk(i)表示各数据Dk的时刻i的数据，系数b、a的数值根据取样频率及截止频率而不同。另外，数字滤波器的系数值例如为a2＝-1.143、a3＝0.4128、b1＝0.067455、b2＝-0.013491、b3＝0.067455(取样频率10Hz、截止频率1Hz)。
利用微分器102，使用例如5点的时间序列数据D2的多项式自适应平滑化微分法，如以下那样算出微分系数值的时间序列数据D3。
[数学式1]
Figure BDA0002391477470000111
这里，关于权重系数w，在一阶微分计算中，例如使用w-2＝-2、w-1＝-1、w0＝0、w1＝1、w2＝2。另外，在二阶微分计算中，例如使用w-2＝2、w-1＝-1、w0＝-2、w1＝-1、w2＝2。
作为使用了所述微系数值的时间序列数据D3的第二平滑化时间序列数据D4的算出中的第二数字滤波器104，例如利用二阶巴特沃斯型低通滤波器如以下那样算出。
D4(i)＝b1·D3(i)+b2·D3(i-1)+b3·D3(i-2)-[a2·D4(i-1)+a3·D4(i-2)]
输入到微分比较器106的第二平滑化时间序列数据D4按照各波长而具有包括不同周期和振幅的成分的微分波形图案。对此，对该导出的微分波形图案与微分波形图案数据库108进行比较(对照)，该微分波形图案数据库108将预先已获取到的膜厚/深度与微分波形图案建立了关联。
更具体而言，微分比较器106从微分波形图案数据库108中确定与算出的第二平滑化时间序列数据D4的微分波形图案最接近的微分波形图案，将与该最接近的微分波形图案建立对应而存储的膜厚/深度决定为处理对象的膜厚/深度。决定出的膜厚/深度被供给到膜厚/深度算出部30的外部，显示于例如未图示的监控器，或者存储于存储器。
另外，决定出的膜厚/深度被送至控制部40(图5)。作为判定器的控制部40对决定出的膜厚/深度与存储的阈值进行比较，当判断为到达蚀刻处理的终点时，使蚀刻处理装置1的蚀刻处理停止。
在图6A的膜厚/深度算出部30中，是预先获取各波长相对于处理对象的膜厚的光量变化的一阶微分值或二阶微分值的情况。即，按照针对各检测结果的时刻的各波长而获取光量的一阶微分值或二阶微分值，通过对这些值与预先获取的数据进行比较来确定该时刻的膜厚。但是，确定膜厚/深度的方法不限于此。
例如也可以预先获取处理对象的膜厚/深度与各波长的反射率的数据，使用检测结果和照射到的外部光的各波长的光量来算出各波长的反射率，对算出的各波长的反射率与预先获取的反射率的数据进行比较，由此来确定该测定中的膜厚/深度。
另外，也可以预先获取处理对象的膜厚/深度与各波长的光量数据，根据检测结果来获取各波长的光量，对该光量与预先获取的光量数据进行比较，由此来确定该时刻的膜厚。
此外，也可以预先获取按照光量将处理对象的膜厚和各波长的光量变化的一阶微分值或二阶微分值标准化而得到的一阶微分标准化值或二阶微分标准化值的数据，根据检测结果获取各波长的光量变化的一阶微分标准化值或二阶微分标准化值，对这些值与预先获取的数据进行比较，由此确定该时刻的膜厚。
这里，以下针对在从检测部28输入到膜厚/深度算出部30的各波长的光量的时间序列数据D0中包含有光量变动噪声的情况下的修正进行说明。
去除光量变动噪声的原理如下。在多个波长的光量中，包括基于来自处理对象的反射而产生的干涉成分、以及在整个波长中通用的光量变动噪声成分。干涉成分在波长之间不同步(相位、频率、振幅不同)，因此，例如能够通过总光量算出而抵消。
其结果是，根据总光量的时间序列数据，来观测在整个波长中通用的光量变动噪声。对此，对根据过去总光量数据算出的当前时间点的推断总光量(称为推断算出光量)与测定总光量(称为算出光量)之比进行计算，来作为变化率。能够使用该变化率进行光量变动的修正。以下，对光量变动噪声的去除具体进行说明。
首先，图6B示出光量变动修正器110的功能块的结构。如上所述，在规定的取样时间的期间，根据从检测部28输入的各波长的光量的时间序列数据D0，在算出光量计算部202中计算该时刻的算出光量。
对于算出光量的计算方法，使用特定波长的光量的累计(总计)、平均、使用了设定于各波长的权重系数的加权累计、加权平均等。将通过这些计算方法来处理光量的过程称为平滑化运算。作为特定波长，使用所观测的整个波长、指定的波长范围的整个波长、任意选择出的多个或一个波长。用于计算的各波长的光量也可以使用测定光量本身。
但是，考虑到由于光量变动噪声而使除了分光器的暗电流电平(在不存在光输入的状态下从分光器输出的信号电平，也称为暗电流噪声)之外的测定光量发生倍率变动时，使用从测定光量减去暗电流电平而得到的光量值能够实现高精度的光量修正，因此是优选的。
不限于此，也能够使用如下值：使用各波长的光量时间序列数据而附加了LPF(LowPass Filter，低通滤波器)的光量值；该时刻与1时刻前的光量差、光量变化率；使用之前数时刻算出的平均光量变化(微分值)；以该时刻的光量标准化的标准化值。
通过这些方法而算出的算出光量D0-1被供给到推断算出光量计算部204，算出推断算出光量。将该推断算出光量设为参照光量值。在推断算出光量计算部204中，通过未图示的存储部而存储有当前及过去的算出光量，在推断算出光量计算部204中，使用过去的算出光量来计算推断算出光量。
在推断算出光量的计算方法中，使用过去算出光量的平均值、通过多项式近似而算出的当前时刻(取样时间)的算出光量值、附加了LPF(去除了高频成分)的算出光量值。对于在这些计算中使用的算出光量的过去时间(设为取样时间以前的参照时间)，使用取样时间紧前面的特定时间(过去数秒等)、从特定时刻到紧前面时刻的全部时刻(从蚀刻刚开始后到紧前面时刻等)、特定时刻或特定时间(从蚀刻开始5秒后或蚀刻刚开始后到10秒等)。参照时间可以与取样时间连续，也可以与取样时间不连续，能够在光量变动修正器110中任意地选择。
当以过去算出光量的平均值为例时，加长用于平均化的时间相当于延长移动平均范围，因此，相当于随着延长平均化时间而使从算出光量的时间序列数据中去除的变动的截止频率下降。即，通过调整平均化时间，能够调整将由此计算的推断算出光量的时间变化抑制到哪里。
使用过去特定时刻至紧前面时刻的平均的情况相当于较强地施加LPF。另外，使用过去特定时刻或特定时间的情况相当于随着该时间变短而残留高频变动成分。另一方面，在不使用平均值而使用多项式近似的情况下，随着多项式的次数上升而LPF的截止频率变高。可以根据想要去除的光量变动噪声的频率而分开使用它们。
通过这些方法而算出的推断算出光量D0-2及当前时刻的算出光量D0-1被供给到变化率计算部206，对变化率D0-3进行计算。在变化率的计算方法中，使用用算出光量除以推断算出光量的方法[在各时刻，(D0-3)＝(D0-1)/(D0-2)]。
但是，在作为各波长的光量而使用上述的光量变化率、平均光量变化的标准化值的情况下，使用从算出光量减去推断算出光量的方法。
算出的变化率D0-3被供给到各波长修正光量计算部208，用当前时刻的各波长的测定光量或者去除了暗电流电平的测定光量除以变化率D0-3，计算各波长的修正光量(修正光量值)。计算出的各波长的修正光量D1从光量变动修正器110输出，进而被供给到第一数字滤波器100，用于膜厚/深度数据的算出。
(实施例1)
使用图7A～7E对使用了上述等离子体处理装置的膜厚/深度的测定动作及其结果进行说明。图7A中示出通过蚀刻中的分光测量而获取的各波长的光量变化的一例，在本例中，在时刻20sec附近，产生了半值宽度0.2sec左右的光量变动噪声。
针对在这样的观测光量中存在光量变动的情况，在本实施例中也不会受到光量变动的影响，能够实施高精度的膜厚/深度测定。晶片反射光的分光测量、测定信号的信号处理及它们的动作控制全部通过图5中的控制部40及膜厚/深度算出部30来进行。
在本实施例中，设为如下结构：作为进行晶片照射的光源而使用白色LED，将波长250nm～950nm分割为2000波长来测量晶片反射光。测定的取样速度为0.1sec，在蚀刻时间30sec进行了膜厚推断。晶片的初始膜厚为100nm，30sec蚀刻后的膜厚为0nm。
在图7A中，针对波长λ1、λ2、λ3而示出在各时刻测量的各波长的光量。图7B的实线示出由图6B的算出光量计算部202使用所观测的各波长的光量而计算的各时刻的算出光量。
这里，算出光量的算出是通过所观测的整个波长的合计而计算的。另外，各波长的光量使用从测定光量去除了分光器的暗电流电平而得到的结果。能够确认在算出光量的时间变化中观测到光量变动噪声，几乎未观测到各波长的与晶片蚀刻相伴的光量变化。
图7B的短虚线示出由图6B的推断算出光量计算部204使用该算出光量而计算的各时刻的推断算出光量。这里，推断算出光量的算出是通过计算从时刻0sec到紧前面时刻为止的平均值而进行的。在推断算出光量中几乎未观测到在算出光量中观测到的光量变动噪声，推断出算出光量大致固定这样的不存在光量变动噪声的状态的算出光量。
图7B的长虚线示出由图6B的变化率计算部206计算变化率而得到的结果。这里，变化率是通过用各时刻的算出光量除以推断算出光量而算出的。变化率在未产生光量变动的部分大致为1，但在产生光量变动的时刻成为1以外。
图7C示出由图6B的各波长修正光量计算部208计算各波长的修正光量而得到的结果。在图中，仅针对波长λ1、λ2、λ3而示出。可知从各波长的光量变动去除了光量变动噪声，仅观测到与晶片蚀刻相伴的各波长固有的光量变动。
比较图7A与图7C可清楚，各波长的信号波形中的周期及振幅在修正前与修正后几乎不改变，能够根据该特性，高精度地测定膜厚/深度。因此，可确认能够通过本实施方式来去除光量变动噪声。
图7D示出使用通过上述方法算出的各波长的修正光量进行膜厚/深度的测定而得到的结果。图中的实线是各时刻中确定的测定膜厚，短虚线是真的膜厚，长虚线是测定膜厚与真的膜厚的误差。
这里，通过使用预先获取到的修正光量的一阶微分值与膜厚/深度建立了关联的数据库，对算出的修正光量的一阶微分值与数据库进行比较，来进行膜厚/深度的确定。各时刻的测定膜厚与真的膜厚一致，该误差在各时刻为零。
因此，通过使用本实施方式，可确认即便在去除了光量变动噪声的情况下，也能够在蚀刻中的所有时刻实现准确的膜厚推断。
(比较例)
作为参考，图7E示出不通过图6A的光量变动修正器110而实施了膜厚测定所得到的结果。根据图7E可知，在产生光量变动噪声的时刻20sec附近，在测定膜厚与真的膜厚产生了偏离，无法实现准确的膜厚测定。
根据该结果，比较图7E与图7D可清楚，通过使用本实施例，可确认即便在产生了在现有方法中无法进行准确的膜厚测定的光量变动噪声的情况下，也能够实现准确的膜厚测定。
(变形例)
这里，在本实施方式中，作为膜厚/深度的特定方法而使用了修正光量的一阶微分值。但是，除此以外也能够使用如下方法：使用修正光量本身的方法；使用按照光源光量将修正光量标准化而算出的反射率的方法；使用按照该时刻的修正光量将修正光量的一阶微分值或二阶微分值标准化的标准化一阶微分值或标准化二阶微分值的方法。
在本实施方式中，如图7C所示，能够去除光量变动噪声，仅残留各波长的与晶片蚀刻相伴的光量变动，因此，即便在使用以上的膜厚/深度的确定方法中的任一方法的情况下，也能够实现准确的膜厚测定。
作为例子，图8A示出使用了修正光量本身的情况下的膜厚推断结果。图8B示出不通过图6A的光量变动修正器110而实施膜厚测定所得到的结果。
根据图8B可知，在产生光量变动噪声的时刻20sec附近产生测定膜厚误差，无法实现准确的膜厚测定。另一方面，根据图8A，未产生测定膜厚误差。
根据这些结果，可确认通过使用本实施例的光量变动噪声的修正，即便在基于使用了修正光量本身的方法而进行的膜厚/深度测定中，也能够实现准确的膜厚测定。
需要说明的是，在本实施例中使用的光源、分光测定、测定条件、晶片条件是一例，可清楚针对除此以外的结构、条件也能够应用本发明。
(实施例2)
在本实施例中，针对在光量变动噪声的时间宽度比图7A长的情况下使用本实施方式进行膜厚/深度测定而得到的结果进行叙述。关于除此以外的条件，与实施例1相同。
图9A示出在本实施例中使用的蚀刻中的各波长的光量变化。在本实施例的观测光量中，在时刻20sec附近存在半值宽度5sec左右的光量变动噪声。图9B示出使用上述信号对算出光量、推断算出光量、变化率进行计算而得到的结果。
与实施例1同样地，可确认能够通过本实施方式的计算处理来算出光量变动噪声的变化率。图9C示出使用算出的变化率来计算各波长的修正光量而得到的结果。虽然推断算出光量平缓地变化，但能够确认通过本实施例的光量修正从各波长的测定光量去除了光量变动噪声。
图9D示出使用该修正光量实施膜厚测定而得到的结果。由于推断算出光量平缓地变化，因此，各波长的光量成为些许右肩上升，但各波长的信号波形的周期及振幅在修正前与修正后几乎不改变。因此，在本实施例中也与实施例1同样地能够进行准确的膜厚测定，可确认即便在光量变动的时刻宽度较宽的情况下，也能够通过使用本实施方式来修正光量变动噪声，能够实现准确的膜厚推断。
(实施例3)
在本实施例中，叙述如下结果：针对在与晶片蚀刻相伴的全部光量变化的工艺中产生了图7A的光量变动噪声的情况，使用本实施方式进行膜厚/深度测定而得到的结果。关于除此以外的条件，与实施例1相同。
图10A示出在本实施例中使用的蚀刻中的各波长的光量变化。本实施例的观测光量随着蚀刻进行而在整个波长中光量下降，在时刻20sec附近存在半值宽度0.2sec左右的光量变动噪声。
图10B示出使用上述信号对算出光量、推断算出光量、变化率进行计算而得到的结果。与实施例1同样地，可确认能够通过本实施方式的计算处理来算出光量变动噪声的变化率。
这里，在推断算出光量中使用了过去所有时刻的平均值，因此，与晶片蚀刻相伴的整个波长的光量变动也作为光量变动的一部分而捕捉，由此，在算出的变化率中也观测到些许与蚀刻相伴的光量变化。
图10C示出使用算出的变化率对各波长的修正光量进行计算而得到的结果。由于变化率平缓地减少，因此，各波长的光量成为些许右肩下降，但各波长的信号波形的周期及振幅在修正前与修正后几乎不改变。因此，能够确认通过本实施例的光量修正，从各波长的测定光量去除了光量变动噪声。
图10D示出使用该修正光量实施膜厚测定而得到的结果。能够与其他实施例同样地进行准确的膜厚测定，可确认通过使用本实施例，即便在存在与蚀刻相伴的整个波长的光量变动的情况下，也能够在残留该光量变动的状态下对光量变动噪声进行修正，能够实现准确的膜厚推断。
(实施例4)
在本实施例中，叙述如下结果：针对产生了阶梯状的光量变动噪声的情况，使用本实施方式进行膜厚/深度测定而得到的结果。关于除此以外的条件，与实施例1相同。
图11A示出在本实施例中使用的蚀刻中的各波长的光量变化。在本实施例的观测光量中，在时刻15sec至20sec的期间存在阶梯状的光量变动噪声。图11B示出使用上述信号对算出光量、推断算出光量、变化率进行计算而得到的结果。可确认能够通过本实施方式的计算而算出光量变动噪声的变化率。
图11C示出使用算出的变化率对各波长的修正光量进行计算而得到的结果。由于变化率在15sec以后平缓地增大，因此，各波长的光量在15sec以后变得些许上升，但各波长的信号波形的周期及振幅在修正前与修正后几乎不改变。因此，能够确认通过本实施例的光量修正，从各波长的测定光量去除了光量变动噪声。
图11D示出使用该修正光量实施膜厚测定而得到的结果。能够与其他实施例同样地进行准确的膜厚测定，可确认通过使用本实施例，即便在存在阶梯状的光量变动的情况下，也能够修正光量变动噪声，能够实现准确的膜厚推断。
(实施例5)
在本实施例中，叙述如下结果：针对在算出光量的算出中使用了各波长光量的平均、加权累计、加权平均的情况，使用本实施方式进行膜厚/深度测定而得到的结果。关于除此以外的条件，与实施例1相同。
图12A示出通过使用实施例1的图7A的测定光量数据来计算整个波长的光量平均值作为算出光量并算出推断算出光量、变化率而得到的结果。可确认在算出光量的计算中使用了平均值的情况下，在变化率中也观测到光量变动噪声，该值与实施例1的图7B相同。因此，可清楚在使用本方法的情况下，也能够实施准确的膜厚测定。
另外，图12C示出在算出光量的算出中使用了加权累计的情况下的算出光量、推断算出光量、变化率。这里，在各波长的权重中，使用了图12B所示的与波长编号建立了对应的权重系数。
在本实施例中，该权重值为测定开始时的各波长的光量的倒数。可确认即便在算出光量的计算中使用了加权累计的情况下，在变化率中也观测到光量变动噪声，该值与实施例1的图7B所示的值相同。因此，可清楚在使用了本方法的情况下，也能够实施准确的膜厚测定。
此外，图12D示出在算出光量的算出中使用了加权平均的情况下的算出光量、推断算出光量、变化率。这里，在各波长的权重中使用了图12B所示的关系。可确认即便在算出光量的计算中使用了加权累计的情况下，在变化率中也观测到光量变动噪声，该值与实施例1的图7B所示的值相同。因此，可清楚在使用了本方法的情况下，也能够实施准确的膜厚测定。
根据以上的结果，可确认即便通过在算出光量的计算中使用了平均、加权累计、加权平均的本实施例，也能够修正光量变动噪声，能够实现准确的膜厚推断。
本实施例的算出光量的计算方法不限于应用于实施例1，在应用于本说明书所记载的其他实施例及未记载的类似的实施方式的情况下也能够得到同样的效果。
(实施例6)
在本实施例中，针对在将在算出光量的算出中使用的波长设为特性波长范围、选择少数波长、单一波长的情况下使用本实施方式进行膜厚/深度测定而得到的结果进行叙述。关于除此以外的条件，与实施例1相同。
图13A示出使用实施例1的图7A的测定光量数据、并使用波长范围250nm至500nm的光而算出了算出光量、推断算出光量、变化率的结果。可确认即便在算出光量的计算中使用了特定波长范围的情况下，在变化率中也观测到光量变动噪声，其值与实施例1的图7B所示的值大致相同。
图13B示出使用该变化率而算出各波长的修正光量并实施膜厚测定所得到的结果。可确认膜厚推断误差在所有时刻为零，即便通过使用本方法，也能够进行准确的膜厚推断。在上述的波长范围以外也能够选择任意的波长范围。
图13C示出使用波长250nm、450nm、650nm、850nm这四个波长而计算了算出光量、推断算出光量、变化率所得到的结果。在算出光量的计算中使用了选择少数波长的情况下，波长数量较少，因此，在变化率中观测到些许用于计算的波长的因蚀刻引起的光量变化，但与实施例1的图7B大致同样地观测到光量变动噪声。除了上述波长以外，也能够选择任意的波长及/或波长的数量。
图13D示出使用该变化率算出各波长的修正光量、并实施膜厚测定而得到的结果。可确认膜厚推断误差在所有时刻为零，即便通过使用本方法，也能够进行准确的膜厚推断。
图13E示出仅使用因蚀刻引起的光量变化较小的波长950nm(单一波长)来计算算出光量、推断算出光量、变化率而得到的结果。在变化率中观测到用于计算的波长的因蚀刻引起的光量变化，但与实施例1的图7B所示的图表大致同样地观测到光量变动噪声。
图13F示出使用该变化率而算出各波长的修正光量并实施膜厚测定所得到的结果。可知膜厚推断误差在光量变动产生时刻20sec为零，能够通过本方法去除光量变动噪声，实现准确的膜厚测定。
另一方面，在其他时刻，产生最大0.6nm以下的膜厚测定误差，这是因为，在变化率中观测到选择出的波长的因蚀刻引起的光量变动，产生由于以该变化率算出修正光量而引起的修正光量失真。
这样，通过减少在算出光量的计算中使用的波长数量而产生膜厚测定误差，因此，期望所使用的波长数量较多，但所产生的膜厚测定误差远小于未使用本实施方式的实施例1的图7D。
因此，即便在所使用的波长数量较少的情况下，使用本实施方式对于膜厚测定的高精度化也是有效的，可以根据所要求的膜厚测定精度而减少所使用的波长数量来使用。
本实施例的算出光量的计算方法不限于应用于实施例1，在应用于本说明书所记载的其他实施例及未记载的类似的实施方式的情况下也能够得到同样的效果。
(实施例7)
在本实施例中，针对如下结果叙述：在作为在算出光量的算出中使用的各波长的光量而使用了测定光量本身、与1时刻前的变化率(或者一阶微分值的以该测定光量标准化的标准化值)的情况下，使用本实施方式进行膜厚/深度测定而得到的结果。关于除此以外的条件，与实施例1相同。
图14A示出使用实施例1的图7A的测定光量数据，根据各波长的测定光量本身(不去除暗电流电平的光量)算出了算出光量、推断算出光量、变化率而得到的结果。能够确认在本方法中，在变化率中也观测到光量变动噪声，该值与实施例1的图7B所示的值相同。
图14B示出使用该变化率算出各波长的修正光量并实施膜厚测定而得到的结果。能够确认虽然在光量变动的发生时刻20sec产生些许的膜厚测定误差，但能够大致准确地实现膜厚测定。
因为暗电流电平是不通过光量变动噪声而从各波长的光量变动的成分，所以该膜厚测定误差是因无法准确地算出变化率而引起的误差。但是，与实施例1的图7D相比，膜厚测定误差大幅降低，在膜厚测定中无需充分的精度，在以简易的数据处理结构实现本实施方式的情况下，本实施例是合适的。
本实施例的算出光量的计算方法不限于应用于实施例1，在应用于本说明书所记载的其他实施例及未记载的类似的实施方式的情况下也能够得到同样的效果。
(实施例8)
在本实施例中，针对在推断算出光量的算出中使用多项式近似进行本实施方式的膜厚/深度测定而得到的结果进行叙述。关于除此以外的条件，与实施例1相同。
图15A示出通过使用实施例1的图7A的测定光量数据对算出光量进行一次直线近似而算出推断算出光量、变化率所得到的结果。作为具体的计算方法，例如在本实施例中，利用一次函数对时刻0sec至紧前面时刻的所有算出光量的时间变化进行拟合，使用该拟合函数，按照推断当前时刻的算出光量的方法计算出推断算出光量。
在使用了本计算方法的情况下，也在算出的变化率中观测到与实施例1的图7D同等的光量变动。图15B示出使用本变化率计算各波长的修正光量并进行膜厚测定而得到的结果。可确认测定膜厚误差在所有时刻为零，即便通过使用本计算方法也能够修正光量变动噪声，能够实现准确的膜厚测定。
本实施例的算出光量的计算方法不限于应用于实施例1，在应用于本说明书所记载的其他实施例及未记载的类似的实施方式的情况下也能够得到同样的效果。
(实施例9)
在本实施例中，针对将在推断算出光量的算出中使用的算出光量的时间(参照时间)从紧前面变更到特定范围的时刻的情况进行叙述。关于除此以外的条件，与实施例1相同。
图16A、16B、16C、16D分别示出使用实施例1的图7A的测定光量数据，将在推断算出光量的计算中使用的算出光量的时间从紧前面变更为15sec间、10sec间、5sec间、3sec间的情况下的膜厚测定结果。
可确认在使用了过去15sec间的情况下，与实施例1的图7D所示的图表同样地能够实现准确的膜厚测定，即便在缩短了所使用的过去时间范围的情况下，也能够通过本实施方式来实现准确的膜厚测定。
另一方面，可知与将过去时间范围缩短为10sec间、5sec间、3sec间相应地使膜厚测定误差变大。这示出，通过缩短所使用的过去时间范围，从而根据算出光量计算推断算出光量时的高频变动去除(与LPF同样)效果下降。
因此，本实施方式的计算方法中的所使用的过去时间范围最好较长，但在无法确保充分的过去时间范围的情况下，与不使用本实施方式的实施例1的图7E的膜厚测定结果相比，也能够大幅改善精度。
本实施例的算出光量的计算方法不限于应用于实施例1，在应用于本说明书所记载的其他实施例及未记载的类似的实施方式的情况下，也能够得到同样的效果。
(实施例10)
在本实施例中，针对将在推断算出光量的算出中使用的算出光量的时间固定为特定的时间的情况进行叙述。关于除此以外的条件，与实施例1相同，关于测定信号，使用了实施例2的因蚀刻而引起整个波长的光量减少的例子。
图17A示出与实施例2同样的整个波长的光量减少的信号，图17B示出使用该信号、在将在推断算出光量的计算中使用的算出光量固定为时刻0sec至5sec的情况下计算的推断算出光量及变化率。
在本方法中推断光量始终为固定值，因此，在变化率中除了观测到光量变动噪声以外，还观测到因蚀刻引起的整个波长的光量变化。图17C使用本变化率计算各波长的修正光量而得到的结果。
在变化率中也包括因蚀刻引起的光量变化，因此，可知除了去除光量变动噪声以外，也从修正光量去除了在整个波长中通用的因蚀刻引起的光量变化。图17D示出使用了该修正光量的膜厚测定结果。可知测定膜厚误差在所有时刻为零，能够实现准确的膜厚测定。
在本实施例的情况下，即便去除因蚀刻引起的光量变化，也能够实现准确的膜厚测定，但在基于该因蚀刻引起的光量变化来实施膜厚测定的情况下，不应该去除该光量变化，而期望通过使用实施例3的计算方法，以残留因蚀刻引起的光量变化的方式实施光量变动噪声的修正。
另一方面，在也可以去除因蚀刻引起的光量变化的情况下，本方法在能够通过参照过去较短的时刻来准确地去除光量变动噪声这一点非常有用。能够任意选择算出光量的时间。
本实施例的算出光量的计算方法不限于应用于实施例1，在应用于本说明书所记载的其他实施例及未记载的类似的实施方式的情况下，也能够得到同样的效果。
使用了各波长的光量的算出光量的计算只要是在算出光量中难以观测到因处理对象的蚀刻进展而引起的各波长的光量变化的计算，就是优选的，例如能够合计多个波长的光量。另外，可以对多个波长的光量进行平均，也可以进行使用了预先设定的各波长的权重系数的加权累计或加权平均。
作为在算出光量的计算中使用的特定波长，可以使用所测定的整个波长，并且也可以使用特定波长范围的整个波长、在特定波长范围内选择出的多个波长。随着用于计算的波长数量下降，在算出光量中观测到用于计算的各波长的因晶片蚀刻进展而引起的光量变化，通过上述光量变动修正，在各波长的光量变化中产生失真。
但是，由于该光量变化小于各波长的光量变化(信号强度)，因此，通过上述光量变动修正，不会完全去除因晶片蚀刻进展而引起的各波长的光量变化。因此，若通过上述光量变动修正而产生的光量变化的失真在能够容许的范围内，则用于计算的波长数量也可以较少。另外，在特定波长中因晶片蚀刻进展而引起的光量变化大致为零的情况下，也可以使用该特定波长内的一个波长或少数波长。
在算出光量的计算中使用的各波长的光量期望是与向检测器入射的入射光量成比例的观测值，例如也可以使用从测定光量减去分光器的暗电流电平而得到的光量值。在暗电流电平远小于测定光量的情况下，也可以使用测定光量本身。
根据当前时刻以前的算出光量的推断算出光量的计算，例如可以是过去算出光量的平均，也可以是通过多项式近似而推断的当前时刻的算出光量。
在平均或多项式近似中使用的过去算出光量的范围也可以是从当前时刻其特定范围内的过去时间，例如，也可以使用从任意决定的过去特定时刻到比当前时刻靠前1时刻的全部的过去时间。另外，如上所述，不需要一定要随着时间经过而变更在推断算出光量的计算中使用的过去时间，也可以始终固定过去特定时间(参照时间)而使用。当固定过去特定时间时，推断算出光量始终成为固定。
在推断算出光量的算出中存在上述的各种方法，但无论是哪种方法，都从过去算出光量的时间变化中去除高频成分(高速的算出光量变化)，对不存在算出光量的情况下的当前时刻的算出光量进行计算来作为推断算出光量。因此，针对用于计算的基于过去时间的光量变动修正的影响相当于光量变动的截止频率变化的情况。
使用了算出光量和推断算出光量的变化率的计算通过用算出光量除以推断算出光量来实施。
使用了变化率的各波长的修正光量的计算通过用各波长的光量除以变化率来实施。
使用了通过这些方法获取的各波长的修正光量的处理对象晶片的膜厚/深度的特定方法，可以通过对各波长的修正光量与预先获取的各波长的光量和膜厚/深度建立了关联的数据进行比较来进行。
在预先获取将处理对象的膜厚/深度与各波长的光量建立了关联的数据库的情况下，可以通过对各波长的修正光量与预先获取的数据库进行比较来确定该时刻的膜厚/深度。
在预先获取将处理对象的膜厚/深度与各波长的反射率建立了关联的数据库的情况下，可以使用各波长的修正光量和照射的外部光的各波长的光量来算出各波长的反射率，对算出的各波长的反射率与预先获取的数据库进行比较，由此确定该测定中的膜厚/深度。
在预先获取将处理对象的膜厚/深度与各波长的光量变化的一阶微分值或二阶微分值建立了关联的数据库的情况下，可以获取各波长的修正光量的一阶微分值或二阶微分值，对其与预先获取的数据库进行比较，由此确定该时刻的膜厚/深度。
在预先获取将处理对象的膜厚/深度与各波长的光量变化的一阶微分值或二阶微分值的以光量标准化的标准化值建立了关联的数据库的情况下，可以获取各波长的修正光量的一阶微分值或二阶微分值，对其与预先获取的数据库进行比较，由此确定该时刻的膜厚/深度。
需要说明的是，本发明不限定于上述的实施方式，也包括各种变形例。例如，上述的实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细说明的实施方式，不一定限定于具备所说明的全部结构。另外，能够将某一实施方式中的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，另外，也能够对某一实施方式的结构追加其他实施方式的结构。另外，关于各实施方式中的结构的一部分，也能够进行其他结构的追加、删除、置换。
附图标记说明：
1：蚀刻处理装置，10：处理室，12：等离子体，14：试料台，16：处理对象，18：光源部，20：导入透镜，22：照射光，24：反射光，26：检测透镜，28：检测部，30：膜厚/深度算出部，40：控制部，100：第一数字滤波器，102：微分器，104：第二数字滤波器，106：微分比较器，108：微分波形图案数据库，110：光量变动修正器，202：算出光量计算部，204：推断算出光量计算部，206：变化率计算部，208：各波长修正光量计算部。

Claims (15)

1.一种蚀刻处理装置，具备：
受光器，其在蚀刻处理中，接受从处理对象射出的多个波长的光，分别输出与接受的光的强度相应的信号；
膜厚决定部，其基于从所述受光器输出的信号，决定所述处理对象的膜厚；以及
判定器，其通过比较所述膜厚决定部所决定的所述处理对象的膜厚与阈值，来判定所述蚀刻处理的终点，
所述膜厚决定部基于算出光量值和参照光量值来求出变化率，该算出光量值是对规定的取样时间的各时刻中的来自所述受光器的各波长的信号进行平滑化运算而得到的值，该参照光量值是根据所述取样时间以前的参照时间内的所述算出光量值而决定的值，
基于所述取样时间的各时刻中的来自所述受光器的信号以及所述变化率，按照各波长求出修正光量值，
进而基于所述修正光量值，决定所述取样时间内的所述处理对象的膜厚。
2.根据权利要求1所述的蚀刻处理装置，其中，
所述膜厚决定部通过对来自所述受光器的各波长的信号进行总计、平均、加权累计或加权平均来进行所述平滑化运算，求出所述算出光量值。
3.根据权利要求1或2所述的蚀刻处理装置，其中，
所述膜厚决定部将对所述算出光量值进行了平均化的光量值、通过对所述算出光量值进行多项式近似而得到的所述取样时间内的光量值、或者从所述算出光量值去除高频成分而得到的光量值决定为所述参照光量值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
所述膜厚决定部求出所述修正光量值的微分波形图案，将所述修正光量值的微分波形图案与将光量值的微分波形图案和膜厚预先建立了对应的数据库进行对照，由此来决定所述处理对象的膜厚。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
所述膜厚决定部能够变更为了求出所述算出光量值而使用的光的波长的数量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
所述膜厚决定部在所述受光器的输出中去除暗电流噪声。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
所述膜厚决定部在所述受光器的输出中不去除暗电流噪声。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
所述算出光量值固定或者逐渐减少。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
所述膜厚决定部去除来自所述受光器的信号所包含的脉冲状的噪声成分或阶梯状的噪声成分。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
所述膜厚决定部能够变更所述参照时间的定时和长度中的至少一方。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
所述膜厚决定部固定所述参照时间。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
所述受光器接受从光源部射出并被所述处理对象反射的光。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的蚀刻处理装置，其中，
该蚀刻处理装置具有处理部，该处理部使真空容器内部产生等离子体，对所述处理对象进行蚀刻处理，
所述受光器接受从所述等离子体射出并被所述处理对象反射的光。
14.一种蚀刻处理方法，具备：
第一工序，在该第一工序中，在蚀刻处理中，接受从处理对象射出的多个波长的光，分别输出与接受的光的强度相应的信号；
第二工序，在该第二工序中，基于输出的所述信号，决定所述处理对象的膜厚；以及
第三工序，在该第三工序中，通过对决定出的所述处理对象的膜厚与阈值进行比较，来判定所述蚀刻处理的终点，
在所述第二工序中，基于算出光量值和参照光量值来求出变化率，该算出光量值是对规定的取样时间的各时刻中的各波长的所述信号进行平滑化运算而得到的值，该参照光量值是根据所述取样时间以前的参照时间内的所述算出光量值而决定的值，
基于所述取样时间的各时刻中的所述信号和所述变化率，按照各波长求出修正光量值，
进而基于所述修正光量值，决定所述取样时间内的所述处理对象的膜厚。
15.一种检测器，具备：
受光器，其在蚀刻处理中，接受从处理对象射出的多个波长的光，分别输出与接受的光的强度相应的信号；以及
膜厚决定部，其基于从所述受光器输出的信号，决定所述处理对象的膜厚；
所述膜厚决定部基于算出光量值和参照光量值来求出变化率，该算出光量值是对规定的取样时间的各时刻中的来自所述受光器的各波长的信号进行平滑化运算而得到的值，该参照光量值是根据所述取样时间以前的参照时间内的所述算出光量值而决定的值，
基于所述取样时间的各时刻中的来自所述受光器的信号以及所述变化率，按照各波长求出修正光量值，
进而基于所述修正光量值，决定所述取样时间内的所述处理对象的膜厚。
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