CN114360993A - 等离子处理装置以及等离子处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供等离子处理装置以及等离子处理方法。即使是在半导体晶片表面的微细形状中发生偏差的情况，也能精度良好地检测被处理膜的厚度。在具备检测在真空处理室的内部中被处理的被处理件的被处理膜的状态的处理状态检测组件的等离子处理装置中，具备如下要素而构成处理状态检测组件：检测等离子的发光的发光检测部；求取等离子的发光的微分波形数据的运算部；存储多个微分波形图案数据的数据库部；赋予基于运算部中求得的微分波形数据与存储于数据库部的多个微分波形图案数据的差的权重来算出在被处理件被处理的被处理膜的膜厚的估计值的膜厚算出部；和基于由膜厚算出部算出的被处理膜的膜厚的估计值来判定等离子处理的终点的终点判定部。

Description

等离子处理装置以及等离子处理方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路的制造等中的被处理件的处理装置以及处理方法，特别涉及适于正确地检测通过利用了等离子放电的蚀刻处理设于基板上的各种层的蚀刻量并加工成所期望的膜厚以及蚀刻深度的等离子处理装置以及等离子处理方法。
背景技术
在半导体器件的制造中，在形成于半导体晶片的表面上的种种材料的层以及特别是电介质材料的层的除去或图案形成中，广泛使用利用了干式蚀刻装置的加工。
在该干式蚀刻装置中，使导入真空处理室内的处理气体等离子化来做出离子、自由基，通过使该离子、自由基与半导体晶片的表面的形成的层反应来进行半导体晶片的蚀刻加工。
在该蚀刻加工中，重要的是，在这样的层的加工中正确地检测用于在所期望的膜厚以及蚀刻深度停止蚀刻加工的蚀刻终点。
在半导体晶片的干式蚀刻处理中，等离子光中的特定波长的发光强度伴随特定的膜的蚀刻进展而变化。因此，作为半导体晶片的蚀刻终点判定方法之一，过去以来有如下方法：在干式蚀刻处理中检测来自等离子的特定波长的发光强度的变化，基于该检测结果来检测特定的膜的蚀刻终点。
作为这样的技术的示例，过去以来已知JP特开2007-234666号公报(专利文献1)记载的方案。在该现有技术中，记载了基于蚀刻中的来自半导体晶片的反射光量的时间变化来实施终点判定的方法。
另外，前述的来自半导体晶片的反射光量由于还根据加工中的层以外的层的膜厚而变化，因此，作为在这样的条件下也精度良好地检测终点的方法，过去以来，已知记载于JP特开2016-184638号公报(专利文献2)的方案。在该现有技术中，公开了位于被处理膜之下的层的膜厚(基底膜厚)不同的情况下的高精度的膜厚估计方法。
在专利文献1中公开了如下方法：通过检测求取干涉光的时间变化的特征性的行为并将其数据库化，通过该数据库与检测的干涉波形的比较来进行蚀刻的结束判定。在对半导体晶片等被处理件进行等离子蚀刻时，设定表示相对于采样用的被处理件(采样用半导体晶片)的蚀刻量的干涉光的波长依赖性的标准图案，由此作成数据库。
在专利文献2中记载了：准备基底膜厚不同的干涉谱图案(干涉图案)作为数据库，作成通过2个数据库的合成而生成的数据库，通过比较该合成的数据库和检测到的干涉图案来算出各时刻的膜厚估计值，判定终点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2007-234666号公报
专利文献2：JP特开2016-184638号公报
但在上述的现有技术中，在不仅有基底膜厚的偏差、还有掩模膜厚的偏差、掩模的宽度的偏差、被处理膜的半导体晶片上的每个位置的膜厚的偏差等在半导体晶片表面的微细形状中出现种种偏差的情况下，不能实现高精度的膜厚估计。
例如考虑基底膜厚和掩模膜厚不同，被处理对象的半导体晶片的微细形状是基底膜厚稍微厚、掩模膜厚稍微厚的情况。在该情况下，需要准备能从基底膜厚为厚的情况、薄的情况、掩模膜厚为厚的情况、薄的情况的4个半导体晶片得到的干涉谱图案的数据库，将它们合适地进行合成，但专利文献1以及2的任一者中都未公开这样的方法。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述现有技术的问题点，提供等离子处理装置以及等离子处理方法，即使是在半导体晶片表面的微细形状(例如基底膜厚和掩模膜厚)中出现2种以上的偏差的情况，也能精密地检测或控制被处理膜的剩余膜厚。
本发明为了达成上述目的，等离子处理装置具备：在将内部排气成真空的状态下使等离子产生来对被处理件进行处理的真空处理室；检测在所述真空处理室的内部被处理的所述被处理件的被处理膜的状态的处理状态检测组件；和控制所述真空处理室和所述处理状态检测组件的控制部，在所述等离子处理装置中，所述处理状态检测组件具备：检测在所述真空处理室的内部产生的所述等离子的发光的发光检测部；求取由所述发光检测部检测到的所述等离子的发光的微分波形数据的运算部；预先存储多个微分波形图案数据的数据库部；赋予基于由所述运算部求得的所述微分波形数据与存储于所述数据库部的多个所述微分波形图案数据的差的权重来算出在所述被处理件中被处理的所述被处理膜的膜厚的估计值的膜厚算出部；和基于由所述膜厚算出部算出的所述被处理膜的所述膜厚的估计值来判定利用了所述等离子的处理的终点的终点判定部。
另外，本发明为了达成上述目的，等离子处理方法利用了在将真空处理室的内部排气成真空的状态下使等离子产生来对形成于被处理件的被处理膜进行处理的等离子处理装置，由发光检测部检测在真空处理室的内部产生的所述等离子的发光，由运算部求取由所述发光检测部检测到的所述等离子的发光的微分波形数据，由膜厚算出部赋予基于存储于所述运算部中求得的所述微分波形数据与存储于数据库部的多个微分波形图案数据的差的权重来算出在所述被处理件中被处理的所述被处理膜的膜厚的估计值，由终点判定部基于由所述膜厚算出部算出的所述被处理膜的所述膜厚的估计值来判定利用了所述等离子的处理的终点。
进而，本发明为了达成上述目的，等离子处理方法利用了在将真空处理室的内部排气成真空的状态下使等离子产生来对形成于被处理件的被处理膜进行处理的等离子处理装置，由发光检测部检测在所述真空处理室的内部产生的所述等离子的发光，由运算部求取由所述发光检测部检测到的所述等离子的发光的微分波形数据，由膜厚算出部赋予基于由所述运算部求得的所述微分波形数据与存储于数据库部的多个微分波形图案数据的差的权重来算出在所述被处理件中被处理的所述被处理膜的膜厚的估计值，直到由所述膜厚算出部算出的所述膜厚的估计值达到预先设定的剩余膜厚为止，对所述被处理膜进行处理，在由所述膜厚算出部算出的所述膜厚的估计值达到预先设定的剩余膜厚的情况下，对所述被处理膜进一步处理由追加处理时间算出器求得的为了从预先设定的所述剩余膜厚达到目标的膜厚所需的处理时间。
发明的效果
根据本发明，即使是在半导体晶片的微细形状中出现种种偏差的情况，也能精度良好地检测被处理膜的处理量或剩余膜厚。
另外，根据本发明，能相对于晶片间、批次间等的各种结构偏差实现高精度的膜厚估计以及终点判定，能提升器件制造的成品率。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1所涉及的等离子处理装置的概略的结构的框图。
图2A是本发明的实施例1所涉及的被处理件的截面图，表示处理前的状态。
图2B是本发明的实施例1所涉及的被处理件的截面图，表示处理中的状态。
图3A是本发明的实施例1所涉及的计算中所用的矩阵数据的说明图。
图3B是本发明的实施例1所涉及的计算中所用的矩阵数据的说明图。
图4是表示本发明的实施例1所涉及的计算中所用的微分波形图案的图表(graph)。
图5A是表示从本发明的实施例1所涉及的计算中所用的数据库提取的微分波形图案的偏差的图表。
图5B是表示根据从本发明的实施例1所涉及的计算中所用的数据库提取的微分波形图案的偏差求取的标准偏差的图表。
图6是表示算出本发明的实施例1所涉及的蚀刻处理中的被处理膜的剩余膜厚或蚀刻量的次序的流程图。
图7是表示图6的流程图的步骤S603中的配方最佳化的详细的次序的流程图。
图8是说明本发明的实施例1所涉及的蚀刻处理的效果的表示检测来自被处理晶片的反射光而得到的微分波形图案和存放于数据库的微分波形图案的图表，其表示：通过对微分波形图案数据库进行加权，即使是被处理件的微细形状偏离的情况，也能使用以微细形状类似的测试用半导体晶片测定的微分波形图案数据库来精度良好地检测膜厚。
图9是说明与存放于本发明的实施例2所涉及的微分波形图案数据库集合14的各膜厚建立对应的干涉光图案数据的数量的图。
图10是表示本发明的实施例2所涉及的等离子处理装置的概略的结构的框图。
图11是表示本发明的实施例2所涉及的处理次序的流程图。
图12是表示图11中的流程图的步骤S1312的详细的次序的流程图。
图13是本发明的实施例2的效果所涉及的说明图，是表示每个处理晶片的处理后残膜厚的偏差的图表。
附图标记的说明
1、110 等离子处理装置
2 真空处理室
3 等离子
4 被处理件
5 样品台
6 干涉光
7 受光器
8、81 蚀刻量测定组件
9 分光器
10 第1数字滤波器
11 微分器
12 第2数字滤波器
13 单独膜厚算出器
14、141 微分波形图案数据库集合
15、151 微分波形图案数据库
16 加权膜厚算出器
17 膜厚算出配方
18 回归分析器
19 终点判定器
20 显示器
21 配方最佳化器
22 光源
23 追加处理时间算出器
40 存储部
119 膜厚估计终点判定器
具体实施方式
本发明中，在等离子处理装置装备了在数据库中具备了各种膜厚、结构的多个干涉谱的蚀刻量测定组件，由该蚀刻量测定组件基于蚀刻中的干涉谱与各数据库的距离来将数据库的膜厚混合，来决定膜厚估计值，由此，对基底膜厚以外的膜厚、结构的偏差，也能实现高精度的膜厚估计。
以下示出本发明中估计膜厚的具体的次序。
(a)准备各种膜厚、结构所引起的干涉谱图案不同的多个数据库。
(b)算出遵循晶片处理中的干涉谱的图案与数据库的干涉谱的图案的差的加权，使用加权和数据库的膜厚值来算出膜厚估计值。
(c)使用估计膜厚来判定达到目标。
在此，若更具体说明对膜厚估计值进行算出，则是使用预先收集的干涉谱和膜厚的数据来将干涉谱的波长域最佳化。具体地，将相同膜厚下的干涉谱的偏差大的波长域除外，通过数据库间的相互膜厚估计来评价精度。若精度良好，则将该波长域用在膜厚估计中。
在本发明中，在等离子处理装置以及等离子处理方法中，使用将处理中的真实干涉光图案对应于与该真实图案的差的值而加权的3个以上的合成用干涉光图案，将从合成用干涉光图案分别算出的膜厚按照权重进行合成，由此能检测处理中的膜厚。
另外，本发明考虑半导体晶片表面的微细形状不同这点，登记从多个半导体晶片得到的干涉光的微分波形图案数据库，在蚀刻处理中对从半导体晶片的表面得到的干涉光的多个波长各自求取时间微分，求取干涉光的波形的微分值的图案，对各个微分波形图案数据库算出基于该图案与多个微分波形图案数据库的图案的差的权重。
本发明涉及等离子处理装置以及等离子处理方法，通过使用该权重来计算从各个微分波形图案数据库计算出的膜厚的加权和，能使用与被处理对象的半导体晶片的微细形状更类似的图案数据库来精度良好地检测被处理膜的剩余膜厚。
以下基于附图来详细说明本发明的实施方式。在用于说明本实施方式的全图中，对具有相同功能的要素标注相同的附图标记，原则上省略其重复的说明。
但是，本发明并不限定于以下所示的实施方式的记载内容来解释。只要是本领域技术人员，就容易理解能在不脱离本发明的思想或主旨的范围内变更其具体的结构。
【实施例1】
以下使用图1到图5来说明具备检测本发明的蚀刻量(这里是实际的处理件的蚀刻深度以及膜厚)的单元的半导体晶片的等离子处理装置的整体结构。
在图1示出本发明的实施方式所涉及的等离子处理装置。等离子处理装置1具备真空处理室2、蚀刻量测定组件8以及控制部30。
真空处理室2具备：在内部载置半导体晶片等被处理件4的样品台5；检测在内部产生的等离子3的发光的受光器7；传输在受光器7受光的等离子3的发光的光纤71；和对被处理件4照射光的光源22。在真空处理室2中还具备对内部导入气体的气体导入单元、将内部排气成真空的真空排气单元、供给电力的电力供给单元等，但为了简单说明而省略了它们的图示。
蚀刻量测定组件8具备：分光器9；第1数字滤波器10；微分器11；第2数字滤波器12；单独膜厚算出器13；微分波形图案数据库集合14；微分波形图案数据库15；算出被处理膜的膜厚210的加权膜厚算出器16；加权膜厚算出器16的计算中所用的膜厚算出配方17；回归分析器18；基于回归分析器18的结果来判定蚀刻的结束的终点判定器19；显示终点判定器19的判定结果的显示器20；将膜厚算出配方17的值最佳化的配方最佳化器21。
另外，图1中的蚀刻量测定组件8示出功能结构，除了显示器20和分光器9以外的蚀刻量测定组件8的实际的结构能由如下要素构成：CPU；由保持蚀刻深度以及膜厚检测处理程序、干涉光6的微分波形图案数据库等各种数据的ROM、检测数据保持用的RAM以及外部存储装置等构成的存储装置；数据的输入输出装置；以及通信控制装置。
控制部30接受来自蚀刻量测定组件8的信号、来自外部的信号，并控制与真空处理室2连接的未图示的气体导入单元、真空排气单元、电力供给单元等。
从省略图示的气体导入单元导入到真空处理室2的内部的蚀刻气体通过从省略图示的电力供给单元供给的微波电力等而分解，成为等离子3，通过该等离子3蚀刻样品台5上的半导体晶片等被处理件4。
等离子3的发光直接在受光器7受光或如干涉光6那样在半导体晶片等被处理件4反射后将其一部分在受光器7受光，并从真空处理室2经过光纤71导入分光器9。在分光器9中，入射的等离子发光被分光，并将光强度变换成数字信号。另外，电可以取代等离子3的发光从光源22对被处理件4照射光，并在分光器9测量其反射光。
图2A表示作为蚀刻对象的被处理件4表面的微细形状。在硅基板200上例如层叠由多晶硅等构成的被处理膜202和由氧化膜等构成的基底膜203来形成半导体晶片等被处理件4。另外，在被处理膜202上形成由抗蚀剂等构成的掩模201的图案。
图2B是正对被处理膜202进行蚀刻时的示意图。入射到被处理件4的等离子光204在被处理件4的表面进行反射，但是，其中，首先存在掩模201表面处的反射光205和掩模201与被处理膜202的边界处的反射光206。另外，在未被掩模201覆盖而露出被处理膜202的部分，存在被处理膜202表面处的反射光207、被处理膜202与基底膜203的边界处的反射光208、和基底膜203与硅基板200的边界处的反射光209。
在这些反射光之间，由于出现光路差，因此形成干涉光。由于伴随蚀刻的进展，被处理膜202的膜的厚度减少，因此各反射光的光路差变化，产生按每个波长而周期不同的干涉现象。这些多波长的干涉光6当中的在受光器7受光的多波长的干涉光6经由光纤71被引导到蚀刻量测定组件8的分光器9，基于其状态来进行被处理膜202的蚀刻量的测定、工艺(这里是蚀刻)的终点判定的处理。
在图2B中，成为膜厚检测的对象的膜厚是被处理膜202的膜厚210。但在受光器7受光并在分光器9测量的多波长的干涉光6还根据掩模膜厚211、基底膜厚212、被处理膜区域213与掩模区域214的面积比、被处理膜的膜厚210的半导体晶片上的每个位置的偏差这样的半导体晶片微细形状的偏差而发生变动。这些偏差成为被处理膜的膜厚210的检测的误差要因。
分光器9所取入的与被处理件4相关的多波长的干涉光6成为与各个波长的每一者的发光强度相应的电流检测信号，被变换成电压信号。将作为由分光器9在任意的采样时刻i得到的采样信号而输出的多个特定波长的信号作为时间序列数据yij，暂时收纳在未图示的RAM等存储装置中。在此，j表示波长。
接下来，从分光器9输出并暂时收纳在RAM等存储装置的时间序列数据yij被传输到第1数字滤波器10，去除成为噪声分量的给定的频率以上的波形来进行平滑化处理，并作为平滑化时间序列数据Yij暂时收纳在未图示的RAM等存储装置。
暂时收纳于该RAM等存储装置的平滑化时间序列数据Yij被发送到微分器11，算出给定的采样时刻i的微分值(1次微分值或2次微分值)的时间序列数据dij，并收纳到未图示的RAM等存储装置。暂时收纳在该RAM等存储装置的微分值的时间序列数据dij被发送到第2数字滤波器12，并再度进行平滑化处理，并作为平滑化微分系数时间序列数据Dij收纳到未图示的RAM等存储装置。
在此说明平滑化微分系数时间序列数据Di的算出。作为第1数字滤波器10，例如使用2阶巴特沃斯型的低通滤波器。用2阶巴特沃斯型的低通滤波器，通过式(1)求取平滑化时间序列数据Yi。
【数学式1】
Yi＝b1·yi+b2·yi-1+b3·yi-2-[a2Yi-1+a3·Yi-2] …(1)
在此，系数a、b根据采样频率以及截止频率而数值不同。
另外，数字滤波器的系数值例如是a2＝-1.143、a3＝0.4128、b1＝0.067455、b2＝-0.013491、b3＝0.067455(采样频率10Hz、截止频率1Hz)。
由微分器11使用5点的时间序列数据Yi的多项式拟合平滑化微分法，根据式(2)如以下那样算出微分系数的时间序列数据di。
【数学式2】
Figure BDA0003261831170000101
在此，关于权重系数ω，ω-2＝2、ω-1＝-1、ω0＝-2、ω1＝-1、ω2＝2。
使用所述微分系数的时间序列数据di，作为第2数字滤波器12，通过2阶巴特沃斯型低通滤波器根据式(3)如以下那样算出平滑化微分系数时间序列数据Di。
【数学式3】
Di＝b1·di+b2·di-1+b3·di-2-[a2·Di-1+a3·Di-2]…(3)
对每个波长j执行该计算，能得到平滑化微分系数时间序列数据Dij。进而，将用平滑化微分系数时间序列数据Dij除以平滑化时间序列数据Yij而得到的值设为Dij，在以后的计算中使用。另外，也可以原样不变地使用平滑化微分系数时间序列数据Dij。
另一方面，微分波形图案数据库集合14保持3个以上的微分波形图案数据库15。在微分波形图案数据库15中，关于作为用于制造半导体器件的处理对象的被处理件4以及其表面的膜结构，预先存放在与该被处理件4同等的条件下对材料、形状、结构同等的测试用的被处理件进行蚀刻处理的情况下得到的干涉光图案的数据P(m)sj。
微分波形图案数据库15存放多个在不同的测试用的被处理件中测量的结果。m表示数据库的ID，s表示从处理开始起计数的采样时的经过时间，j表示发光波长。干涉光图案的数据P(m)sj包含与被处理膜的不同的剩余膜厚或表示其的数据的值对应的、来自被处理膜的干涉光的强度的图案。
另外，在蚀刻还向横向进展的情况下，也可以取代剩余膜厚而包含表示被处理膜区域213的宽度、掩模区域214的宽度的参数。该微分波形图案数据库15存放于蚀刻量测定组件8内部的省略了图示的RAM或ROM等存储器件、硬盘、DVD盘等存储装置。
存放于微分波形图案数据库集合14的微分波形图案数据库15是如由于制造上的偏差等而掩模201较厚或较薄那样从一点一点不同的微细形状的被处理件得到的。另外，也可以准备微细形状一点一点不同的测试用的被处理件来作成微分波形图案数据库15。
单独膜厚算出器13是从之前出现的微分波形图案数据库15提取被处理膜的剩余膜厚和干涉光的图案的数据P(m)sj的处理。例如，关于上述的微分波形图案数据库15的各自，可以提取s成为给定的经过时间以上的数据和与该时间对应的剩余膜厚的数据。
另外，关于上述的微分波形图案数据库15的各自，可以和与给定的经过时间对应的干涉光的真实图案Dij进行比较，检测图案差最小的经过时间和这时的膜厚值。即，也可以算出与存放于微分波形图案数据库15的图案的数据P(m)sj当中的真实图案Dij的差，求取差的值最小的图案的数据，提取与该图案的数据对应的剩余膜厚。
将如此地提取的干涉光的图案的数据称作Q(m)sj。将该经过时间中的剩余膜厚与该数据建立对应。将该建立了对应的剩余膜厚称作r(m)s。
在加权膜厚算出器16中，使用在每个数据库提取的干涉光的图案的数据Q(m)sj和剩余膜厚的数据r(m)s来算出时刻i的瞬时膜厚值Zi的值。为了算出瞬时膜厚值Zi，在此，作成图3A所示的矩阵R：301以及图3B所示的矩阵Q：302。
图3A的矩阵R：301是将r(m)s从m＝1起依次在行方向上结合的矩阵。以下，将第u行的要素用Ru表征。图3B的矩阵Q：302是将Q(m)sj从m＝1起依次在行方向上结合的矩阵。以下，将第u行v列的要素用Quv表征。Ru和Quv分别与相同数据库的相同经过时间建立对应。另外，以下作为各个行数而使用N。
通过以下的式(4)以及式(5)计算瞬时膜厚值Zi的值。
【数学式4】
Zi＝RT·A·W…(4)
上述是矩阵的运算式，A、W分别是以下的矩阵。T表征转置。
A：用于修正的N行N列的矩阵。各要素可以是作为W的要素的和的倒数的N行N列的对角矩阵。另外，也可以如核岭回归那样是(K-λI)的逆矩阵。在此，K是第u行v列的要素成为下述的式(5)表征的kuv的N行N列的矩阵。λ是任意的系数，I是要素为1的N行N列的对角矩阵。
【数学式5】
Figure BDA0003261831170000121
在上述的式(5)中，取j的总和的波长域和系数σ由存放于膜厚算出配方17的值指定。exp是自然对数的底的指数函数。
W：各要素表示遵循时刻i的平滑化微分值时间序列数据Dij与各数据库的图案差的权重。例如，第u个要素Wu如以下的式(6)那样，由遵循图案差的大小而单调减少的函数来算出值。
【数学式6】
Figure BDA0003261831170000122
在上述的式(6)中，取j的总和的波长域和系数σ与式(5)同样地由存放于膜厚算出配方17的值指定。
通过使用上述的式(6)，时刻i的被处理件4的微分波形图案和各数据库的微分波形图案更类似的情形得到大的值的权重，不类似的情形得到小的权重。通过将这样的权重用在式(4)中，根据微分波形图案类似的数据库的剩余膜厚来算出瞬时膜厚值Zi。
例如，如图4所示那样，在得到了被处理件4的微分波形图案410和各数据库的微分波形图案401～403的情况下，对DB1的微分波形图案401和DB2的微分波形图案402进行大的加权，对DB3的微分波形图案403进行小的加权，能通过微分波形图案更接近的DB1的微分波形图案401和DB2的微分波形图案402来算出瞬时膜厚值Zi。
由于若被处理件4的表面上的微细形状类似，则干涉光的微分波形图案也取类似的图案，因此，能使用表面上的微细形状与被处理件4类似的数据库来算出瞬时膜厚值Zi。另外，权重Wu的计算式并不限定于式(6)，只要是在图案差大时计算出小的权重的函数即可。
检测该采样时刻的瞬时膜厚值作为Zi，将瞬时膜厚值Zi的值作为时间序列的数据存放于蚀刻量测定组件8内的存储装置内。
膜厚算出配方17是指定之前出现的式(5)式(6)中取和的波长的范围和式内的系数σ的数据。这可以由设计者确定，也可以由后述的配方最佳化器21设定。
在回归分析器18中，接收来自加权膜厚算出器16的输出或者将存放于存储装置的该采样时刻i的瞬时膜厚Zi的数据读出，并从存储装置读出时刻i以前的瞬时膜厚值，进行利用了这些的回归分析，根据回归直线近似的结果来算出时刻i的膜厚值。
即，通过回归分析器18求取1次回归直线Y＝Xa·t+Xb(Y：残膜量、t：蚀刻时间、Xa：绝对值是蚀刻速度、Xb：初始膜厚)，根据该回归直线算出采样时刻i的膜厚Yi(计算膜厚)的值。另外，也可以在与处于微分波形图案数据库15中的剩余膜厚相比，被处理膜的所期望的剩余膜厚更小的情况下，不进行瞬时膜厚Zi的计算，仅使用1次回归直线来算出时刻i的膜厚值。
接下来，将表示得到的计算膜厚Yi的值的数据发送到终点判定器19，在终点判定器19中比较膜厚Yi的值和成为蚀刻处理的目标的膜厚(目标膜厚)值，在判定为膜厚Yi是目标膜厚值以下的情况下，设为被处理件4的被蚀刻膜的蚀刻量达到目标，在显示器20显示其结果。
之后，停止等离子形成部的电场或磁场的产生，等离子3消失，被处理件4的蚀刻处理结束，进而变更蚀刻处理用的气体、压力等处理的条件，来进行被蚀刻膜的处理。
配方最佳化器21进行设定前述的膜厚算出配方17的处理。这作为被处理件4的等离子处理开始前的前处理而实施。配方最佳化器21从微分波形图案数据库15的各个数据库提取所指定的剩余膜厚(例如目标膜厚)中的微分波形图案。提取的DB1的微分波形图案501、DB2的微分波形图案502和DB3的微分波形图案503是图5A。
如图5B所示那样算出该提取的微分波形图案的各波长下的强度的偏差即标准偏差510。该偏差大的波长由于设想会由于等离子、腔室的状态等与剩余膜厚不同的要因而强度发生变化，因此，通过将其除外，能提升精度。
因此，在图5B中，将511那样标准偏差大的波长从式(4)式(5)的取和的波长除外，在膜厚算出配方17中存放波长域，使得仅使用512的波长域来计算瞬时膜厚Zi。
另外，除外的波长域可以如全波长当中的偏差的上位10％的波长、20％的波长那样决定相对的大小，也可以对偏差确定阈值。另外，在将数据库的微分波形图案分成多个分组的情况下，也可以算出每个分组的标准偏差，使用其平均。
进而，配方最佳化器21为了决定进行除外的波长域的比例，挑选微分波形图案数据库15的1个数据库(DBp)，使用剩余的微分波形图案数据库15，使用式(4)来进行算出瞬时膜厚的处理。
分别针对将多个波长域的候补例如上位10％的偏差除外的情况、将上位20％的偏差除外的情况，算出DBp的时刻s的瞬时膜厚Zs，计算与膜厚r(m)s的差分，选择差分更小的波长域作为最佳的波长域。
另外，针对式(5)式(6)的系数σ，也可以设定多个系数σ并算出瞬时膜厚Zs，针对波长域与系数σ的组合进行确定差分小的组合的处理。将如此地确定的波长域以及系数σ存放于膜厚算出配方17。
在本实施例中，通过使用式(6)，以存在多个的数据库当中的与从被处理件4得到的微分波形图案的差分小的多个数据库的加权和来算出膜厚。由于能从微细形状接近的被处理件得到更类似的微分波形图案，因此即使被处理件4的微细形状发生偏差的情况，也能使用微细形状类似的被处理件的数据库来精度良好地进行终点判定。
接下来，使用图6的流程图来说明由图1的蚀刻量测定组件8在进行蚀刻处理时算出被处理膜的剩余膜厚或蚀刻量的次序。图6是表示检测图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置的剩余膜厚蚀刻量的动作的流程的流程图。主要示出蚀刻量测定组件8的动作的流程。处理从步骤S601开始。
在本实施例中，在被处理件4的处理之前，进行被处理膜的目标的剩余膜厚的值和其检测或判定中所用的多个微分波形图案数据库的设定(步骤S602)。
在微分波形图案数据库中使用针对多个被处理件收集了干涉光图案的数据而得到的数据P(m)sj，其中该干涉光图案的数据是针对作为用于制造半导体器件的处理对象的被处理件4以及其表面的膜结构，在与该被处理件4同等的条件下将材料、形状、结构同等的测试用的被处理件进行蚀刻处理的情况下得到的。
接下来，进行将瞬时膜厚的算出中使用的波长域以及系数最佳化的处理(步骤S603)。关于本处理，在后述的图7的流程图中进行说明。另外，也可以不执行本处理而使用预先指定的波长域以及系数。
接下来，在真空处理室2内形成等离子3来开始被处理件4的被蚀刻膜的处理，并在该蚀刻处理中每隔给定的采样间隔(例如0.1～0.5秒)检测从被蚀刻膜得到的干涉光(步骤S604)。这时，伴随蚀刻处理的开始而发出采样开始命令。
在处理中，将随着蚀刻的进展而变化的多波长的干涉光的强度传达到蚀刻量测定组件8的分光器9，由该光检测器按每个给定的频率检测为与光的强度相应的电压的光检测信号，并输出。
将分光器9的光检测信号进行数字变换，取得作为与任意的时刻建立对应的数据信号的采样信号yij。接下来，将来自分光器9的多波长输出信号yij通过第1级的第1数字滤波器10进行平滑化，算出任意的时刻的时间序列数据Yij(步骤S605)。
接下来，对微分器11传达时间序列数据Yij，通过多项式拟合平滑化微分法算出时间序列的微分系数dij(步骤S606)。即，通过多项式拟合平滑化微分法检测信号波形的微分系数di。
将微分系数dij传达到第2级的第2数字滤波器12，算出平滑化微分系数时间序列数据Dij(步骤S607)。将得到的平滑化微分系数时间序列数据Dij除以平滑化时间序列数据Yij，并传达到单独膜厚算出器13。
另外，在这里，使用平滑化微分系数时间序列数据Dij，但若是Yij自身、或对Yij用最小二乘法算出的值等反映了被处理件4的差异的时间序列数据，则可以使用任何值。
在单独膜厚算出器13中，对处于微分波形图案数据库集合14中的多个微分波形图案数据库15分别提取被处理膜的剩余膜厚和干涉光的图案的数据Q(m)sj(步骤S608)。
例如，对上述的微分波形图案数据库15的各自，提取s成为给定的经过时间以上的数据和与该时间对应的剩余膜厚的数据。
或者，也可以求取从本蚀刻处理的开始起的经过时间，提取在该经过时间起给定的范围(例：±10秒等)内有经过时间s的数据和与该时间对应的剩余膜厚的数据。
或者，也可以对上述的微分波形图案数据库15的各自比较与给定的经过时间对应的干涉光的真实图案Dij，提取图案差最小的经过时间和这时的剩余膜厚。
接着，在加权膜厚算出器16中，使用在每个数据库提取的干涉光的图案的数据Q(m)sj和剩余膜厚的数据r(m)s来算出时刻i的瞬时膜厚值Zi的值(步骤S609)。
为了瞬时膜厚值Zi算出，对于从各微分波形图案数据库15提取的图案，作成将数据Q(m)sj结合的矩阵Q、将同样地提取的剩余膜厚Ru结合的矩阵R。
通过将Q、R以及时刻i的平滑化微分值时间序列数据Dij代入前述的式(4)式(5)以及式(6)来算出瞬时膜厚值Zi的值。另外，式(5)式(6)中取总和的波长域以及系数σ使用预先确定的值、或者通过后述的图7所示的流程确定的值。
接下来，回归分析器18使用算出的瞬时膜厚值Zi和存放于存储装置的该采样时刻i的瞬时膜厚Zi来求取1次回归直线，根据该1次回归直线来算出计算膜厚(步骤S610)。
进而，将当前的被处理膜的计算膜厚与步骤S302中设定的目标残膜厚比较，若判定为目标残膜厚以下，则判定为达到目标，对等离子处理装置1发送使蚀刻处理结束的信号(步骤S611)。在判定为未达到的情况下，回到步骤S305的处理。若判定为达到，则最后进行采样结束的设定(步骤S612)。
接下来，使用图7的流程图，来说明进行与图6的S603对应的在图1的蚀刻量测定组件8进行的配方最佳化处理时的次序。处理从步骤S701开始。
首先，配方最佳化器21决定比较微分波形图案的剩余膜厚(基准膜厚)。这例如可以是目标残膜厚(步骤S702)
接下来，在各微分波形图案数据库15中，提取基准膜厚下的微分波形的图案的数据P(m)sj(步骤S703)。
接下来，使用所提取的图案的数据P(m)sj来算出每个波长j的P(m)sj的标准偏差(步骤S704)。
接下来，从标准偏差相对大的波长起依次进行除外，将剩余的波长域设为进行利用的波长域的候补(步骤S705)。在此，如将10％除外的情况、将20％除外的情况那样作成多个候补。
接下来，作成多个式(5)以及式(6)的系数σ的候补(步骤S706)。
然后，挑选微分波形图案数据库15的1个数据库，使用剩余的微分波形图案数据库15，使用式(4)来算出瞬时膜厚，进行算出与剩余膜厚的数据r(m)s的误差的处理(步骤S707)。对波长域与系数σ的组合进行该处理，确定误差小的组合。
如所述那样，将确定的波长域以及系数σ存放于膜厚算出配方17(步骤S708)。
通过以上，将处理结束(S709)。
使用图8来说明本实施例的效果。在此，作为例子，举出检测来自被处理件4的反射光得到的微分波形图案810和2个微分波形图案数据库15。图8中的DB4的微分波形图案811是如下情况：与被处理件4相比，测定了微分波形图案数据库15的测试用半导体晶片(测试用的被处理件)的被处理膜区域213更小，掩模膜厚211更厚。DB5的微分波形图案812是如下的情况：测定了微分波形图案数据库15的测试用半导体晶片的被处理膜区域213与被处理件4是同程度的，关于掩模膜厚211也是同程度的。
另外，对图8的波长域802主要测定被处理膜202的干涉光的时间变化。对波长域801不仅测定被处理膜202的干涉光的时间变化，还测定与比被处理膜薄的掩模201的干涉光的时间变化的和。
在此，考虑比较DB4的微分波形图案811和被处理件4的微分波形图案810并将两者的差小时的膜厚用在瞬时膜厚计算中的情况。首先，在DB4中，由于被处理件4的被处理膜区域213小，因此，所测定的被处理膜202的干涉光的时间变化小，波长域802中的微分波形图案的振幅变得比被处理件4小。因此，若使用DB4的微分波形图案811，则表示被处理膜202的干涉光的微分波形图案的大小不一致，微分波形图案的差的计算精度降低。
另外，由于还会选出掩模膜厚211的干涉光的时间变化(波长域801)的差小的微分波形图案，因此选择掩模膜厚211厚度接近的情况、即在DB4中蚀刻更为进展的状态(被处理膜202薄的情况)的微分波形图案811，在瞬时膜厚计算中出现误差。
如此地可知，若使用被处理件4上的微细形状不同的测试用半导体晶片的微分波形图案数据库15，剩余膜厚的计算精度就降低。另一方面，在微细形状类似的被处理件4中，如DB5的微分波形图案812那样，微分波形图案的差变小。
因此，通过使用微分波形图案的差对微分波形图案数据库15进行加权，即使是被处理件4的微细形状发生偏差的情况，也能在各个被处理件4中使用以微细形状类似的测试用半导体晶片测定的微分波形图案数据库15来精度良好地检测膜厚。
根据本实施例，能针对晶片间、批次间等中的各种结构偏差，实现高精度的膜厚估计以及终点判定，能提升器件制造的成品率。
【实施例2】
在本实施例中，设想如下情况：在过去的量产工序中，关于表面的膜结构，使用在与该被处理件4同等的条件下对材料、形状、结构与被处理件4同等的多个被处理件(晶片)进行蚀刻处理时得到的数据，来准备相当于实施例1中说明的微分波形图案数据库15以及微分波形图案数据库集合14的数据库以及其集合。
在本实施例中，针对关于表面的膜结构而材料、形状、结构与被处理件4同等的200片晶片，设定成被处理膜的目标剩余膜厚(在此设为140nm)并进行了蚀刻处理。然后，使用通过该蚀刻处理得到的干涉光图案的数据P(m)sj和与各干涉光图案的数据P(m)sj对应的被处理膜的膜厚值的数据来作成包含该200片晶片的微分波形图案数据库151的微分波形图案数据库集合141。
该200片晶片上的被处理膜预定要被蚀刻处理至预先设定的目标的剩余膜厚(140nm)。但实际上，由于蚀刻处理室内环境的随时间变化、被处理件表面的微细形状的差异而针对各晶片上的被处理膜的蚀刻处理条件发生变化，蚀刻处理后的被处理膜的剩余膜厚在每个晶片中发生偏差。即，以比目标薄的剩余膜厚结束蚀刻处理的晶片和以比目标厚的剩余膜厚结束蚀刻处理的晶片混合存在。
图9的图表900对每个蚀刻处理后的剩余膜厚相同的膜厚的晶片将凡例纹样统一，以堆叠条形式示出与存放于使用从该200片晶片得到的数据作成的微分波形图案数据库集合141的各膜厚建立对应的干涉光图案数据P(m)sj的数量。
可知，干涉光图案数据P(m)sj的数据数直到数据901所示的剩余膜厚(被处理膜的膜厚)145nm为止，存在与全晶片片数同数的200个数据，但若剩余膜厚(被处理膜的膜厚)变得比144nm少，则慢慢不断减少。在数据902所示的目标的剩余膜厚为140nm的情况下，数据数仅存在108。对实际的产品晶片进行蚀刻处理的量产工序中，也预想了目标的剩余膜厚附近的数据数如此地减少的状况。
尝试考虑将这样的状况应用到实施例1说明的图8的图表。例如，可以考虑，与DB5：812对应的晶片以比目标厚的剩余膜厚结束蚀刻，在目标的剩余膜厚下，不存在DB5的干涉光图案数据。在这样的情况下，在DB4：811中选择蚀刻更为进展的状态(被处理膜202薄的情况)的干涉光图案，在瞬时膜厚值Zi的计算中出现误差。
如此地，可以考虑，根据在实施例1说明的微分波形图案数据库集合14中所含的一部分或全部微分波形图案数据库15中，不存在与目标的剩余膜厚对应的干涉图案的数据P(m)sj，判定蚀刻处理的终点的精度发生劣化。
在本实施例中，叙述即使如上述那样在与目标的剩余膜厚附近的膜厚对应的干涉光图案数据中存在不足也高精度地判定蚀刻处理的终点的方法。
在图10示出实施例2所涉及的等离子处理装置110。与图1所示的实施例1所涉及的等离子处理装置1的相异点在于，在蚀刻量测定组件81中，除了上述的微分波形图案数据库151和微分波形图案数据库集合141之外，取代终点判定器19而具有膜厚估计终点判定器119、用于存放处理中的过去时刻的计算膜厚值的数据的存储部40、以及追加处理时间算出器23。由于其他结构是与图1所示的实施例1的等离子处理装置1同等的结构，起到同等的作用，因此省略详细的说明。
在实施例2的等离子处理装置110中，与实施例1同样地使用根据式(4)、式(5)以及式(6)算出瞬时膜厚值Zi的方法，实施蚀刻处理，直到达到能得到容许范围内的精度的给定的剩余膜厚为止，在探测达到该给定剩余膜厚后，使用根据在过去时刻检测到的剩余膜厚数据算出的蚀刻速率来算出达到目标的剩余膜厚所需的追加蚀刻时间，在将蚀刻处理持续该算出时间后，结束蚀刻处理。
图11是表示检测图10所示的实施例2所涉及的等离子处理装置110的被处理膜的剩余膜厚或蚀刻量、判定蚀刻处理的终点的动作的流程的流程图。主要示出蚀刻量测定组件81的动作的流程。处理从步骤S1301开始。
在本实施例中，在被处理件4的处理之前进行以下设定：被处理膜的目标的剩余膜厚(蚀刻的终点的剩余膜厚)的值的设定；将利用了前述的式(4)式(5)以及式(6)的瞬时膜厚值Zi的算出结束的剩余膜厚(膜厚估计的终点的剩余膜厚)的值的设定；利用了前述的式(4)式(5)以及式(6)的瞬时膜厚值Zi的算出中所用的多个微分波形图案数据库的设定；从存放于存储装置的蚀刻处理中的各时刻的计算膜厚值的数据中作为为了在步骤S1312中求取1次回归直线而使用的计算膜厚值的数据而提取的时刻范围的设定(步骤S1302)。其中，蚀刻的终点的剩余膜厚是比膜厚估计的终点的剩余膜厚薄的膜厚。
将本实施例中的膜厚估计的终点的剩余膜厚设定为瞬时膜厚值Zi的算出精度成为容许范围内的剩余膜厚范围当中的最薄的膜厚。在本实施例中，将该膜厚设为是144nm，将膜厚估计的终点的剩余膜厚值设定为144nm。
另外，将本实施例中的蚀刻终点的剩余膜厚值设定为相当于图9的图表900所示的数据902的140nm。另外，从存放于存储装置的蚀刻处理中的各时刻的计算膜厚值的数据中作为为了在步骤S1312中求取1次回归直线而使用的计算膜厚值的数据而提取的时刻范围设为从达到膜厚估计的终点时回溯的5.0秒前到膜厚估计的终点达到时为止的5.0秒钟。
在微分波形图案数据库151中，使用与将关于表面的膜结构而材料、形状、结构与被处理件4同等的3片以上多个晶片在与该被处理件4同等的条件下进行了蚀刻处理的情况下得到的干涉光图案的数据P(m)sj以及各干涉光图案数据P(m)sj对应的膜厚值数据。
接下来，实施将瞬时膜厚的算出中所用的波长域以及系数最佳化的处理即配方最佳化(步骤S1303)。关于本处理，与在实施例1中用图7的流程图说明的处理相同。另外，也可以不执行本处理，而是使用预先指定的波长域以及系数。
接下来，在真空处理室2内形成等离子3从而开始被处理件4的被蚀刻膜的处理，在该蚀刻处理中，在受光器7每隔给定的采样间隔(例如0.1～0.5秒)检测从被处理膜得到的干涉光(步骤S1304)。这时，伴随蚀刻处理的开始而发出采样开始命令。
在处理中，将随着蚀刻的进展而变化的多波长的干涉光的强度传达到蚀刻量测定组件81的分光器9，由该分光器9按每个给定的频率检测为与光的强度相应的电压的光检测信号，并输出。
将分光器9的光检测信号进行数字变换，取得作为与任意的时刻建立对应的数据信号的采样信号yij。接下来，将来自分光器9的多波长输出信号yij通过第1数字滤波器10进行平滑化，算出任意的时刻的时间序列数据Yij(步骤S1305)。
接下来，对微分器11传达时间序列数据Yij，通过多项式拟合平滑化微分法来算出时间序列的微分系数dij(步骤S1306)。即，通过多项式拟合平滑化微分法来检测信号波形的微分系数di。
将微分系数dij传递到第2数字滤波器12，算出平滑化微分系数时间序列数据Dij(步骤S1307)。将所得到的平滑化微分系数时间序列数据Dij除以平滑化时间序列数据Yij，并传达到单独膜厚算出器13。
另外，在这里使用平滑化微分系数时间序列数据Dij，但只要是Yij自身、或对Yij使用最小二乘法算出的值等反映了处理室内的气氛的差异的时间序列数据，则可以用任何值。
在单独膜厚算出器13中，对位于微分波形图案数据库集合141中的多个微分波形图案数据库151分别提取被处理膜的剩余膜厚和干涉光的图案的数据Q(m)sj(步骤S1308)。
接下来，在加权膜厚算出器16中，使用对每个数据库提取的干涉光的图案的数据Q(m)sj和剩余膜厚的数据r(m)s，来算出时刻i的瞬时膜厚值Zi的值(步骤S1309)。
为了算出瞬时膜厚值Zi，对于从各微分波形图案数据库151提取的图案，作成将数据Q(m)sj结合的矩阵Q、将同样地将提取的剩余膜厚Ru结合的矩阵R。
通过将Q、R以及时刻i的平滑化微分值时间序列数据Dij代入前述的式(4)式(5)以及式(6)来算出瞬时膜厚值Zi的值。另外，式(5)式(6)中取总和的波长域以及系数σ使用预先确定的值、或通过后述的图7所示的流程确定的值。
接下来，回归分析器18使用算出的瞬时膜厚值Zi和存放于存储装置的该采样时刻i的瞬时膜厚Zi来求取1次回归直线，按照该1次回归直线来算出计算膜厚(步骤S1310)。
接下来，在膜厚估计终点判定器119中，将步骤S1310中算出的当前的被处理膜的计算膜厚与步骤S1302中设定的膜厚估计的终点的剩余膜厚进行比较(步骤S1311)，若判定为膜厚估计的终点的剩余膜厚以下，则判定为达到膜厚估计的终点(步骤S1311“是”)，前进到步骤S1312。在判定为未达到的情况下(步骤S1311“否”)，回到步骤S1305的处理。
接下来，在图12示出步骤S1312的细节。若前进到步骤S1312，追加处理时间算出器23从存放于存储部40的处理中的过去时刻的计算膜厚值的数据中选择步骤S1302中设定的时刻范围内的多个时刻的计算膜厚值的数据(S3121)，使用所选择的计算膜厚值时间序列数据来求取1次回归直线：Y＝Xc·t+Xd(Y：剩余膜厚、t：蚀刻时间、Xc：绝对值是蚀刻速度、Xd：初始膜厚)(步骤S3122)。其中，本步骤S3122中求取的1次回归直线是与步骤S1310中求得的1次回归直线不同的其他回归直线。通过本步骤S3122算出蚀刻速率(S3123)。进而，算出步骤S1311中判定了膜厚估计的终点的当前的被处理膜的计算膜厚与蚀刻终点的剩余膜厚的差，作为剩余蚀刻量(S3124)，通过用该剩余蚀刻量除以该蚀刻速率，来算出达到蚀刻终点的剩余膜厚所需的追加处理时间(S3125)。
然后，前进到步骤S1313，从判定了膜厚估计的终点的时刻起，将蚀刻处理持续了步骤S1312中算出的追加处理时间(S1313“否”)，若经过了算出的追加处理时间(S1313“是”)，则将使蚀刻处理结束的信号发送到等离子处理装置1。最后进行采样结束的设定，结束处理(步骤S1314)。
使用以上的实施方式，在图13示出实施蚀刻终点判定的结果。在图13的图表1400中，1401表示处理过的晶片的处理后的剩余膜厚，用图13的图表整体表示处理后的剩余膜厚的偏差。处理后的剩余膜厚在全部晶片中都是目标的剩余膜厚140nm近旁，误差也成为±1.0nm以下，能实现高的加工精度下的蚀刻处理。
从该结果显而易见，根据本实施例，在存在与存放于微分波形图案数据库集合141中所含的一部分或全部的微分波形图案数据库151的目标的剩余膜厚对应的干涉光图案的数据P(m)sj的情况下，也能精度良好地判定蚀刻的终点。
【实施例3】
在本实施例中，叙述将膜厚估计的终点的剩余膜厚设定为位于实施例2说明的微分波形图案数据库集合141内的全部微分波形图案数据库151所共通具有的剩余膜厚范围当中的最薄的膜厚的情况。关于这以外的条件，由于是与实施例2的等离子处理装置110同等的结构，起到同等的作用，因此省略详细的说明。
在本实施例中，将微分波形图案数据库集合141中所含的微分波形图案数据库151所共通具有的剩余膜厚范围当中的最薄的膜厚设为相当于图9的图表900中的数据901的145nm。因此，将实施例2说明的图11的步骤S1302中的膜厚估计的终点的剩余膜厚值设定为145nm，按照图11所示的流程，直到检测剩余膜厚145nm为止，都使用前述的式(4)式(5)以及式(6)进行剩余膜厚的算出，在膜厚估计的终点检测后，追加进行步骤S1312中算出的时间的蚀刻处理，进行蚀刻处理的终点判定。
其结果，得到了与实施例2同样的蚀刻终点判定精度。因此，显而易见的是，通过本实施例的方法，即使是不存在与存放于微分波形图案数据库集合141中所含的一部分或全部的微分波形图案数据库151的目标的剩余膜厚对应的干涉光图案的数据P(m)sj的情况，也能精度良好地判定蚀刻的终点。
以上基于实施例具体说明了由本发明者做出的发明，但本发明并不限定于所述实施例，能在不脱离其要旨的范围内进行种种变更，这是不言自明的。例如，上述的实施例为了易于理解地说明本发明而详细进行了说明，但不一定限定于具备说明的全部结构。另外，关于各实施例的结构的一部分，能进行其他结构的追加、删除、置换。

Claims (15)

1.一种等离子处理装置，具备：
在将内部排气成真空的状态下使等离子产生来对被处理件进行处理的真空处理室；
检测在所述真空处理室的内部被处理的所述被处理件的被处理膜的状态的处理状态检测组件；和
控制所述真空处理室和所述处理状态检测组件的控制部，
所述等离子处理装置的特征在于，
所述处理状态检测组件具备：
检测在所述真空处理室的内部产生的所述等离子的发光的发光检测部；
求取由所述发光检测部检测到的所述等离子的发光的微分波形数据的运算部；
预先存储多个微分波形图案数据的数据库部；
赋予基于由所述运算部求得的所述微分波形数据与存储于所述数据库部的多个所述微分波形图案数据的差的权重来算出在所述被处理件中被处理的所述被处理膜的膜厚的估计值的膜厚算出部；和
基于由所述膜厚算出部算出的所述被处理膜的所述膜厚的估计值来判定利用了所述等离子的处理的终点的终点判定部。
2.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述被处理件的所述被处理膜层叠多个层而形成，所述数据库部针对层叠所述多个层形成的所述被处理膜存储由所述多个层各自的膜厚以及结构的差异引起的干涉谱图案不同的多个数据库。
3.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述膜厚算出部使用存储于所述数据库部的所述多个微分波形图案数据当中的将与指定的基准膜厚对应的多个微分波形图案数据的各波长下的强度的偏差即标准偏差大的部分除外的波长范围的多个微分波形图案数据，来算出所述被处理膜的膜厚的所述估计值。
4.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述膜厚算出部算出基于由所述运算部求得的所述等离子的发光的所述微分波形数据与存储于所述数据库部的所述微分波形图案数据的差的加权，使用算出的所述加权和存储于所述数据库部的所述微分波形图案数据来算出所述被处理膜的所述膜厚的估计值。
5.根据权利要求4所述的等离子处理装置，其特征在于，
作为基于由所述运算部求得的所述等离子的发光的所述微分波形数据与存储于所述数据库部的所述微分波形图案数据的差的所述加权，所述膜厚算出部将某时刻的由所述运算部求得的所述等离子的发光的所述微分波形数据和各数据库的所述微分波形图案数据更类似的加权设为大的值，将所述微分波形数据和所述微分波形图案数据不类似的加权设为小的值。
6.根据权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述等离子处理装置具有：用于对所述被处理件投射光的光源，
所述发光检测部检测从所述光源对所述被处理件投射的光的反射光。
7.一种等离子处理方法，利用了在将真空处理室的内部排气成真空的状态下使等离子产生来对形成于被处理件的被处理膜进行处理的等离子处理装置，
所述等离子处理方法的特征在于，
由发光检测部检测在真空处理室的内部产生的所述等离子的发光，
由运算部求取由所述发光检测部检测到的所述等离子的发光的微分波形数据，
由膜厚算出部赋予基于由所述运算部求得的所述微分波形数据与存储于数据库部的多个微分波形图案数据的差的权重来算出在所述被处理件中被处理的所述被处理膜的膜厚的估计值，
由终点判定部基于由所述膜厚算出部算出的所述被处理膜的所述膜厚的估计值来判定利用了所述等离子的处理的终点。
8.根据权利要求7所述的等离子处理方法，其特征在于，
由所述膜厚算出部算出所述被处理膜的膜厚的估计值是通过以下方式进行的：使用存储于所述数据库部的由膜厚以及结构的差异引起的干涉谱图案不同的多个数据库而进行算出。
9.根据权利要求7所述的等离子处理方法，其特征在于，
由所述膜厚算出部算出所述被处理膜的膜厚的估计值是使用存储于所述数据库部的多个所述微分波形图案数据当中的将与指定的基准膜厚对应的多个微分波形图案数据的各波长下的强度的偏差即标准偏差大的部分除外的波长范围的多个微分波形图案数据而进行的。
10.根据权利要求7所述的等离子处理方法，其特征在于，
算出所述被处理膜的膜厚的估计值是通过以下方式进行的：算出基于由所述运算部求得的所述等离子的发光的所述微分波形数据与存储于所述数据库部的所述微分波形图案数据的差的加权，使用算出的所述加权和存储于所述数据库部的所述微分波形图案数据来算出所述被处理膜的膜厚的估计值。
11.根据权利要求10所述的等离子处理方法，其特征在于，
在算出所述被处理膜的膜厚的估计值时，作为基于由所述运算部求得的所述等离子的发光的所述微分波形数据与存储于所述数据库部的所述微分波形图案数据的差而算出的所述加权，将某时刻的由所述运算部求得的所述等离子的发光的所述微分波形数据和各数据库的所述微分波形图案数据更类似的加权设为大的值，将所述微分波形数据和所述微分波形图案数据不类似的加权设为小的值。
12.根据权利要求7所述的等离子处理方法，其特征在于，
所述发光检测部检测从用于对所述被处理件投射光的光源对所述被处理件投射的光的反射光。
13.一种等离子处理方法，利用了在将真空处理室的内部排气成真空的状态下使等离子产生来对形成于被处理件的被处理膜进行处理的等离子处理装置，所述等离子处理方法的特征在于，
由发光检测部检测在所述真空处理室的内部产生的所述等离子的发光，
由运算部求取由所述发光检测部检测到的所述等离子的发光的微分波形数据，
由膜厚算出部赋予基于由所述运算部求得的所述微分波形数据与存储于数据库部的多个微分波形图案数据的差的权重来算出在所述被处理件中被处理的所述被处理膜的膜厚的估计值，
直到由所述膜厚算出部算出的所述膜厚的估计值达到预先设定的剩余膜厚为止，对所述被处理膜进行处理，
在由所述膜厚算出部算出的所述膜厚的估计值达到预先设定的剩余膜厚的情况下，对所述被处理膜进一步处理由追加处理时间算出器求得的为了从预先设定的所述剩余膜厚达到目标的膜厚所需的处理时间。
14.根据权利要求13所述的等离子处理方法，其特征在于，
具备如下步骤：
指定使用预先收集的干涉谱和膜厚的数据来算出由所述运算部求得的所述微分波形数据与存储于数据库部的多个微分波形图案数据的差的波长域，
在该步骤中，通过将相同膜厚下的所述干涉谱的偏差大的波长域除外，来指定所述波长域。
15.根据权利要求13所述的等离子处理方法，其特征在于，
在所述追加处理时间算出器中，根据由所述膜厚算出部算出的多个时刻的所述膜厚的估计值来算出蚀刻速率，根据算出的所述蚀刻速率和预先设定的所述剩余膜厚来求取为了达到所述目标的膜厚所需的处理时间。
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