JP2005217448A - Emission spectroscopic process apparatus and method for plasma process - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To sense a quick infinitesimal change of a separated spectrum with good reproducibility in a plasma process unit or the like. <P>SOLUTION: An emission spectroscopic process apparatus comprises a spectroscope 3 for spectrally separating an input light from the process unit, a photodetector 4 having a series of photodetecting elements each for detecting an amount of the separated input light at each wavelength, a first signal holding unit 10 for sequentially holding detecting signals of partial photodetecting elements adjacent in the series of photodetecting elements in a first period, an adder 11 for adding the detecting signals of the adjacent photodetecting elements of the photodetector including the detecting signals held by the adjacent partial photodetecting elements, and a second signal holding unit 12 for sequentially holding the added output of the adder, and further a signal process unit 9 for deciding a state of the process unit from an output of the second signal holding unit. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プラズマなどからの発光を分光し、波長に対応した各分光をそれぞれ受光素子で電気信号に変換し、その後、前記信号に信号処理を施して所望の検出出力を得る発光分光処理装置及びプラズマ処理方法に関する。   The present invention relates to an emission spectral processing apparatus that spectrally divides light emitted from plasma or the like, converts each spectrum corresponding to a wavelength into an electrical signal by a light receiving element, and then performs signal processing on the signal to obtain a desired detection output. And a plasma processing method.

プラズマなどからの発光を分光し、波長に対応した各分光をそれぞれ受光素子で電気信号に変換し、さらにこの変換した信号に信号処理を施し、所望の出力を得る発光分光処理装置が知られている。例えば特開2001−60585には、次のような主成分解析を用いたプロセスモニタ装置が示されている。   There is known an emission spectral processing apparatus that separates light emitted from plasma, etc., converts each spectrum corresponding to the wavelength into an electrical signal by a light receiving element, and further performs signal processing on the converted signal to obtain a desired output. Yes. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-60585 discloses a process monitor apparatus using the following principal component analysis.

すなわち、プラズマチャンバからの電磁放射を、光ファイバ等を介してスペクトロメータ及びプロセッサからなるプロセスモニタ装置に入力する。前記スペクトロメータはプラズマの電磁放射を波長に基づいて空間的に分離し(例えば、プリズムまたは回折格子を介して行い)、複数の空間的に分離した波長のスペクトルを例えば2048チャンネルのCCDアレーにより検出し、検出信号(即ち発光分光法(OES)信号)を発生する。発生したOES信号は(例えば、アナログ−デジタル変換器を介して)デジタル化し、次の処理のためプロセッサに出力する。このようにプラズマからの電磁放射はスペクトロメータにより測定され、2048チャンネルのOES信号の形態でプロセッサに供給される。   That is, the electromagnetic radiation from the plasma chamber is input to a process monitor device including a spectrometer and a processor via an optical fiber or the like. The spectrometer spatially separates the plasma electromagnetic radiation based on wavelength (eg, via a prism or diffraction grating) and detects multiple spatially separated wavelength spectra, eg, by a 2048 channel CCD array. Then, a detection signal (that is, an emission spectroscopy (OES) signal) is generated. The generated OES signal is digitized (eg, via an analog-to-digital converter) and output to the processor for further processing. Thus, the electromagnetic radiation from the plasma is measured by a spectrometer and supplied to the processor in the form of a 2048 channel OES signal.

プロセッサで実行される主成分解析処理の特定のタイプは、遠隔コンピュータシステム、製造実行システム等により選択される。スペクトロメータの代わりに、回折格子、プリズム、光学フィルタやその他の波長選択デバイスを複数の検出器(例えばフォトダイオード、フォトマルチプライヤーその他)と共に用い、プロセッサに複数の電磁放射波長に関する情報を提供しても良い。なお、プロセッサは制御バスを介してプラズマエッチングコントローラに結合される。   The particular type of principal component analysis process performed by the processor is selected by a remote computer system, a manufacturing execution system, or the like. Instead of spectrometers, diffraction gratings, prisms, optical filters and other wavelength selection devices are used with multiple detectors (eg photodiodes, photomultipliers etc.) to provide the processor with information about multiple electromagnetic radiation wavelengths Also good. Note that the processor is coupled to the plasma etch controller via a control bus.

分光された光を、簡便に各波長に対する光の振幅信号として得る手段として、CCDはよく用いられる。多数の受光素子を集積したCCDでは、感度を上げようとして小さい容量の受光素子を用いるとノイズが増加し、ノイズを下げようとして大きい容量の受光素子を用いると感度が下がる。たとえば、比較的高感度のCCD(例えばソニー製ILX511,2048画素CCDリニアセンサ)では、飽和光量を受光した場合の信号対ノイズ比(S/N比)は250程度であり、受光量が低下するとS/N比は受光量の1/2乗に比例して低下する。これはCCDのみに限らず、多数の受光素子を集積した光素子の共通の課題である。   A CCD is often used as a means for easily obtaining dispersed light as an amplitude signal of light for each wavelength. In a CCD in which a large number of light receiving elements are integrated, noise increases when a light receiving element with a small capacity is used to increase sensitivity, and sensitivity decreases when a light receiving element with a large capacity is used to reduce noise. For example, in a CCD with relatively high sensitivity (for example, ILX511, 2048 pixel CCD linear sensor manufactured by Sony), the signal-to-noise ratio (S / N ratio) when a saturated light amount is received is about 250, and the amount of received light decreases. The S / N ratio decreases in proportion to the square of the amount of received light. This is a common problem not only for CCDs but also for optical elements in which a large number of light receiving elements are integrated.

通常のイメージセンサでは、入射光量の変動に対して、画面全体の受光量の平均値あるいはピーク値を測定し、この測定値をもとにCCDの出力信号に対する増幅度あるいはCCDの蓄積時間を変化させるゲイン調整が行われる(例えば特開2000−324297、USP2001/0016053A1参照)。   A normal image sensor measures the average value or peak value of the amount of light received over the entire screen in response to fluctuations in the amount of incident light, and changes the degree of amplification of the CCD output signal or the CCD accumulation time based on this measured value. The gain is adjusted (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-324297, USP2001 / 0016053A1).

一方、プラズマ処理装置では、チャンバの経時的汚れなどにより入射光量が大幅(10倍程度以上)に変動する。この変動に対して蓄積時間を変化させて対応することはシステム全体のタイミングを大幅に変化させることになるため好ましくない。また、プラズマ処理装置におけるプラズマ発光などからの分光スペクトルは複数の鋭いピークの高輝度部分と波長に対し比較的なだらかに変化している低輝度部分とが混在している(例えば、USP6261470B1-Fig.17A,あるいは特開2001−60585−図3C参照)。CCDを用いてこのような分光スペクトルを受光する場合、鋭いピーク部分を飽和させないようにCCDの出力信号の増幅度を設定すると、低輝度部分のS/N比が大幅に低下する。   On the other hand, in the plasma processing apparatus, the amount of incident light fluctuates significantly (about 10 times or more) due to the contamination of the chamber over time. Responding to this variation by changing the accumulation time is not preferable because it significantly changes the timing of the entire system. In addition, a spectral spectrum from plasma emission or the like in a plasma processing apparatus is a mixture of a high-intensity part having a plurality of sharp peaks and a low-intensity part that changes relatively gently with respect to the wavelength (see, for example, US Pat. 17A, or Japanese Patent Laid-Open No. 2001-60585-FIG. 3C). When such a spectral spectrum is received using a CCD, the S / N ratio in the low-luminance portion is greatly reduced if the amplification level of the CCD output signal is set so as not to saturate the sharp peak portion.

逆に低輝度部に合わせて増幅すると、ピーク部が飽和する。 Conversely, when amplification is performed in accordance with the low luminance part, the peak part is saturated.

半導体製造装置の処理室から出射する分光スペクトルの時間的変化は処理室における処理内容の変化を示しており、その微少変化から処理状況を推定することが近年行われるようになってきた。しかし、分光スペクトルの検出手段としてCCDなどを用いた場合は、上記のようにS/N比の低い信号しか得ることができない。このため、同一波長の信号を多数回加算してノイズ除去を行なっているのが現状である。この方法では、例えば信号対ノイズ比を一桁上げようとすると、100回以上のサンプリングデータの加算を行う必要が有る。この処理には通常のCCDでは数秒から数十秒を要し、1秒程度未満好ましくは0.5秒以下の速い微小変化(10%程度以下の変化)を検知することは比較的困難である。特にプラズマなどの分光スペクトルの波長に対し比較的なだらかに変化している低輝度部分において、1秒程度未満の速い微小変化を再現性よく検知することはかなり困難である。   The temporal change in the spectral spectrum emitted from the processing chamber of the semiconductor manufacturing apparatus indicates the change in the processing content in the processing chamber, and in recent years, the processing status has been estimated from the slight change. However, when a CCD or the like is used as a means for detecting a spectral spectrum, only a signal having a low S / N ratio can be obtained as described above. For this reason, at present, noise removal is performed by adding signals of the same wavelength many times. In this method, for example, if the signal-to-noise ratio is to be increased by one digit, it is necessary to add sampling data 100 times or more. This process takes several seconds to several tens of seconds for a normal CCD, and it is relatively difficult to detect a fast minute change (change of about 10% or less) of less than about 1 second, preferably 0.5 seconds or less. . In particular, it is very difficult to detect a fast minute change of less than about 1 second with good reproducibility in a low-luminance portion that changes relatively relatively with respect to the wavelength of a spectral spectrum such as plasma.

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、分光スペクトルの速い微小変化を再現性よく検知することのできる発光分光処理装置及びそれを用いたプラズマ処理方法を提供する。   The present invention has been made in view of these problems, and provides an emission spectral processing apparatus capable of detecting a minute change in a spectral spectrum with high reproducibility and a plasma processing method using the same.

本発明の一例によれば、上記の課題を解決するために本願発明は次のような手段を採用した。   According to an example of the present invention, the present invention employs the following means in order to solve the above problems.

処理装置からの入力光を分光する分光器と、前記分光した入力光の光量を各波長毎に検出する一連の受光素子を備えた受光部と、一連の受光素子の内の隣接する一部の受光素子の検出信号をそれぞれ第1の周期で順次保持する第1の信号保持部と、前記保持した隣接する一部の受光素子の検出信号を含む前記受光部の隣接する受光素子の検出信号を加算する加算部と、該加算部の加算出力を順次保持する第2の信号保持部を備え、該第2の信号保持部の出力をもとに前記処理装置の状態を判定する信号処理部を備えた。   A spectroscope that splits input light from the processing device, a light receiving unit that includes a series of light receiving elements for detecting the light quantity of the split input light for each wavelength, and a part of a series of light receiving elements adjacent to each other A first signal holding unit that sequentially holds detection signals of the light receiving elements in a first period, and detection signals of adjacent light receiving elements of the light receiving unit including detection signals of the held adjacent light receiving elements. An adder for adding, and a second signal holding unit for sequentially holding the addition output of the adder, and a signal processing unit for determining the state of the processing device based on the output of the second signal holding unit Prepared.

さらに、本発明の他の一例においては、前記分光した入力光の光量を各波長毎に検出する一連の受光素子を備えた受光部と、予め設定された発光物質に固有な発光波長の組に対応する受光素子の検出信号を加算する加算部と、該加算部の加算出力を順次保持する第3の信号保持部を備え、該第3の信号保持部の出力をもとに前記処理装置の状態を判定する信号処理部を備えた。   Furthermore, in another example of the present invention, a set of a light receiving unit including a series of light receiving elements for detecting the amount of the input light separated for each wavelength, and a light emission wavelength specific to a preset light emitting substance. An adder for adding the detection signals of the corresponding light receiving elements, and a third signal holding unit for sequentially holding the addition output of the adder, and based on the output of the third signal holding unit, A signal processing unit for determining the state is provided.

本発明によれば、分光スペクトルに現れる速い微小変化を再現性よく検知することのできる発光分光処理装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an emission spectral processing apparatus capable of detecting a fast minute change appearing in a spectral spectrum with good reproducibility.

図1は、本発明の第1の実施形態を示す図である。図において、プラズマ処理装置1の処理室中で発生したプラズマ発光は、光ファイバ2及びスリットを経由して分光器3に入力される。分光器3は前記スリットを通った入力光を波長毎に異なる角度に分光する。分光された光は複数個(通常数百個ないしは数千個、以下の説明では2048個と仮定する)からなる一連の受光素子を内蔵したCCD(Charge Coupled Device)4に入力される。このようにして、CCD4中の特定位置の受光素子(検知器)は入射光中の特定波長成分のスペクトルの強さを検知することになる。   FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, plasma emission generated in the processing chamber of the plasma processing apparatus 1 is input to the spectroscope 3 via the optical fiber 2 and the slit. The spectroscope 3 splits the input light that has passed through the slit at different angles for each wavelength. The split light is input to a CCD (Charge Coupled Device) 4 including a series of light receiving elements (usually hundreds or thousands, assumed to be 2048 in the following description). In this way, the light receiving element (detector) at a specific position in the CCD 4 detects the intensity of the spectrum of the specific wavelength component in the incident light.

タイミング発生回路5は、CCDリセットタイミング信号及びCCD転送クロック信号を発生する。CCDリセットタイミング信号はCCD中に蓄積する電荷の蓄積時間を決め、CCD転送クロック信号はCCD4から時系列で出力される時系列信号の転送速度を決める。以下の説明では、これらの信号をまとめてCCD駆動信号6と呼ぶ。このCCD駆動信号6によりCCD4は駆動され、プラズマ発光中の光の波長分布が時系列信号として所定周期毎に出力される。次いでこの時系列信号は、オフセット調整や利得調整機能を有する増幅回路7に入力される。なお、従来のシステムでは、増幅回路7の出力は直接アナログ−デジタル変換器(以下AD変換器と略称する)8を経由してCPU等で構成される信号処理装置9に入力され、入力光の波長分布や所定波長毎の光強度の時間変化などが信号処理装置9中の表示器に表示される構成となっている。   The timing generation circuit 5 generates a CCD reset timing signal and a CCD transfer clock signal. The CCD reset timing signal determines the accumulation time of charges accumulated in the CCD, and the CCD transfer clock signal determines the transfer speed of the time series signal output from the CCD 4 in time series. In the following description, these signals are collectively referred to as a CCD drive signal 6. The CCD 4 is driven by the CCD driving signal 6, and the wavelength distribution of light during plasma emission is output as a time series signal at predetermined intervals. Next, this time-series signal is input to an amplifier circuit 7 having an offset adjustment and gain adjustment function. In the conventional system, the output of the amplifying circuit 7 is directly input to a signal processing device 9 composed of a CPU or the like via an analog-digital converter (hereinafter referred to as an AD converter) 8, The wavelength distribution, the time change of the light intensity for each predetermined wavelength, and the like are configured to be displayed on the display in the signal processing device 9.

これに対して本実施形態では、前記増幅回路7からの時系列の出力信号(隣接するCCDを順次繰り返し操作して得られる)は、異なるタイミングで複数個(n個、n≧2)の第1の信号保持回路10に蓄えられる。複数個の信号保持回路8の出力及び増幅回路7の出力は加算増幅回路11により加算され、所定タイミングにて第2の信号保持回路12に転送される。隣接する複数の異なるタイミング(隣接する複数の異なる波長)に対応した複数の信号は、このようにして加え合わされ、第2の信号保持回路12から出力され、AD変換器8でデジタル信号に変換した後、信号処理装置9に入力される。   On the other hand, in the present embodiment, a plurality of (n, n ≧ 2) first time series output signals (obtained by sequentially operating adjacent CCDs) from the amplifier circuit 7 are obtained. 1 is stored in the signal holding circuit 10. The outputs of the plurality of signal holding circuits 8 and the output of the amplifier circuit 7 are added by the addition amplifier circuit 11 and transferred to the second signal holding circuit 12 at a predetermined timing. A plurality of signals corresponding to a plurality of adjacent different timings (a plurality of adjacent different wavelengths) are added in this way, output from the second signal holding circuit 12, and converted into a digital signal by the AD converter 8. Thereafter, the signal is input to the signal processing device 9.

このように第1の加算増幅回路11により、n+1個(nは第1の信号保持回路の数)の信号を加算することにより、CCD4の出力信号のS/N比を(n+1)の1/2乗倍に改善するとともに、AD変換器8に入力するデータ量を1/(n+1)に低減することができる。この加算処理を、隣接する各CCD4毎(隣接するn+1個のCCD毎)に順次行うことにより、信号処理装置9へ入力されるノイズの影響を大幅に減少することができる。   In this way, by adding n + 1 (n is the number of first signal holding circuits) signals by the first addition amplifier circuit 11, the S / N ratio of the output signal of the CCD 4 is reduced to 1 / (n + 1). In addition to the improvement to the square factor, the amount of data input to the AD converter 8 can be reduced to 1 / (n + 1). By sequentially performing this addition process for each adjacent CCD 4 (for every n + 1 adjacent CCDs), the influence of noise input to the signal processing device 9 can be greatly reduced.

第1の信号保持回路10の数nが8、16、32、の場合のS/N比は、それぞれほぼ3、4倍、6倍に改善される。なお、8個の信号処理回路を標準の大きさの集積回路一個に集積した集積回路は既に市販さており、この部分の回路の大きさはあまり問題とはならない。   When the number n of the first signal holding circuits 10 is 8, 16, 32, the S / N ratio is improved to about 3, 4 times, and 6 times, respectively. An integrated circuit in which eight signal processing circuits are integrated in one standard-sized integrated circuit is already on the market, and the size of this portion of the circuit is not a problem.

なお、上記加算増幅回路11によるアナログ加算の処理によりデータ量が低減するため、高分解能(波長分解能)の入射光の分析はこのままでは困難になる。   Since the amount of data is reduced by the analog addition processing by the addition amplifier circuit 11, it is difficult to analyze the incident light with high resolution (wavelength resolution) as it is.

高分解能(波長分解能)をも必要とする場合には、増幅回路7からの出力と上記第2の信号保持回路12からの出力とをアナログ切替器13に入力し、高分解能(波長分解能)の分析を必要とするときは、アナログ切り替え回路13を信号処理装置9からの指令により増幅回路7側に切り替えて、増幅回路7からの出力をAD変換器8を通して直接信号処理装置9に入力するようにすれば良い。このように構成することにより、波長分解能は低いが、高S/N比(高分解能)のモードと、S/N比は低いが波長分解能が高いモードを、一つの装置で切り替えて使用することができる。   When high resolution (wavelength resolution) is also required, the output from the amplifier circuit 7 and the output from the second signal holding circuit 12 are input to the analog switch 13, and the high resolution (wavelength resolution) is obtained. When analysis is required, the analog switching circuit 13 is switched to the amplification circuit 7 side according to a command from the signal processing device 9, and the output from the amplification circuit 7 is directly input to the signal processing device 9 through the AD converter 8. You can do it. With this configuration, a single device switches between a mode with a low wavelength resolution but a high S / N ratio (high resolution) and a mode with a low S / N ratio but high wavelength resolution. Can do.

図2は、他の実施形態を示す図である。図1における第1の信号保持回路10に相当する部分を、n個(n≧2)の信号保持回路(10−11ないし10−1n)を備えた第1段の信号保持回路10Aと、m個(m≧2)の信号保持回路(10−21ないし10−2m)を備えた第2段の信号保持回路10Bを加算増幅回路11−1を介して縦続接続して構成している。このようにすることにより、(n+m)個の少ない信号保持回路で、S/N比を[(n+1)*(m+1)]の1/2乗倍に改善できる。たとえばn=8、m=8の場合、S/N比として9倍近くの改善が得られる。   FIG. 2 is a diagram showing another embodiment. A portion corresponding to the first signal holding circuit 10 in FIG. 1 is a first-stage signal holding circuit 10A including n (n ≧ 2) signal holding circuits (10-11 to 10-1n), m A second-stage signal holding circuit 10B having a number (m ≧ 2) of signal holding circuits (10-21 to 10-2m) is connected in cascade through an addition amplifier circuit 11-1. By doing so, the S / N ratio can be improved to [1/2] times ([n + 1) * (m + 1)] with (n + m) small signal holding circuits. For example, when n = 8 and m = 8, an improvement of nearly 9 times is obtained as the S / N ratio.

図3は、さらに他の実施形態を示す図である。この分光処理装置は、プラズマ処理装置1内の二つ処理室からの発光を同時に分析することができる。二つの処理室からの発光を同時に分析するために、光ファイバ2−1、2−2、光量調整器14−1、14−2、分光器3−1、3−2、CCD4−1、4−2、増幅回路7−1、7−2、第1の信号保持回路10−1、10−2、加算増幅回路11−1、11−2及び第2の信号保持回路12−1、12−2はそれぞれ2組が必要となる。一方、CCD駆動信号6は同じ信号を2つのCCD4−1、4−2に共通に加えることにより回路を簡単とすることができる。このため、タイミング発生回路5、AD変換器8は一つよい。   FIG. 3 is a diagram showing still another embodiment. This spectroscopic processing apparatus can simultaneously analyze light emission from two processing chambers in the plasma processing apparatus 1. In order to simultaneously analyze the light emission from the two processing chambers, the optical fibers 2-1 and 2-2, the light amount adjusters 14-1 and 14-2, the spectrometers 3-1 and 3-2, the CCDs 4-1 and 4 -2, amplifier circuits 7-1 and 7-2, first signal holding circuits 10-1 and 10-2, addition amplifier circuits 11-1 and 11-2, and second signal holding circuits 12-1 and 12- Two sets of 2 are required. On the other hand, the circuit for the CCD drive signal 6 can be simplified by adding the same signal to the two CCDs 4-1 and 4-2 in common. For this reason, one timing generation circuit 5 and one AD converter 8 are sufficient.

なお、二つの信号を一つのAD変換器8でデジタル化するためには、第2の信号保持回路12−1、12−2の出力を時分割多重化回路21で時系列に多重化した後、アナログ切替器13を経由してAD変換器8に入力するようにする。第2の信号保持回路12−1、12−2の出力を直接アナログ切替器13に入力し、信号処理装置9の指令により交互に選択してAD変換することにより、時分割多重化回路21を省くことも可能である。例えばn=16の場合、信号の量は、1/9に低下するため、交互にAD変換を行っても、従来の単一光入力の場合に比較してAD変換のスピードは、1/8で済む。   In order to digitize the two signals with one AD converter 8, the outputs of the second signal holding circuits 12-1 and 12-2 are multiplexed in time series by the time division multiplexing circuit 21. Then, the signal is input to the AD converter 8 via the analog switch 13. The outputs of the second signal holding circuits 12-1 and 12-2 are directly input to the analog switch 13, and are alternately selected according to a command from the signal processing device 9 and AD-converted, whereby the time division multiplexing circuit 21 is It can be omitted. For example, when n = 16, the amount of signal is reduced to 1/9. Therefore, even if AD conversion is performed alternately, the AD conversion speed is 1/8 as compared with the case of the conventional single optical input. Just do it.

また、プラズマ処理装置1内の4つの処理室からの発光を同時に分析することができる。この場合でも、単一光入力の場合に比較してAD変換のスピードを低下させられるため、低価格のAD変換器や低価格の信号処理装置を用いることができる。これが、加算増幅回路11あるいは11−1、11−2等を用いて複数の光入力の処理を同時に行う場合の大きな利点である。また、処理装置からの測定光と参照光とを用いこれらの光を異なるCCDで測定する場合、同一タイミングで前記CCDを駆動すると、二つのCCD間の対応波長におけるデータの採取時間の時間差を0とすることができ、各波長における測定光及び参照光を用いた演算を正確に行うことができる。特に、プラズマ光などのように頻繁に変動する光を測定光及び参照光とする場合には、前記複数のCCDを同一タイミングで駆動する利点は大きい。   Further, the light emission from the four processing chambers in the plasma processing apparatus 1 can be analyzed simultaneously. Even in this case, since the AD conversion speed can be reduced as compared with the case of a single optical input, a low-cost AD converter or a low-cost signal processing device can be used. This is a great advantage when a plurality of optical input processes are simultaneously performed using the summing amplifier circuit 11 or 11-1, 11-2. When the measurement light from the processing device and the reference light are measured by different CCDs, when the CCD is driven at the same timing, the time difference of the data collection time at the corresponding wavelength between the two CCDs is reduced to 0. And the calculation using the measurement light and the reference light at each wavelength can be accurately performed. In particular, when light that changes frequently, such as plasma light, is used as measurement light and reference light, the advantage of driving the plurality of CCDs at the same timing is great.

上述のように、複数個のCCDを同じタイミングで動作させる場合には、各CCDの蓄積時間が同一となり、複数のCCD毎の感度調整が困難となる。特に複数のCCDに入力する光のレベルが大幅に異なる場合は、図3に示すようにプラズマ処理装置1と光ファイバ2間、光ファイバ2中、あるいは光ファイバ2と分光器3との間に光量調整器14を設置するとともに、信号処理装置9からの指令を光量設定用DA変換器22を介してアナログ量に変換した後、光量制御器23を経由して、前記光量調整器14を制御すれば良い。なお、前記光量調整器14としては、印加電圧により光の透過光量が変化する液晶素子あるいは印加電圧により光の開口の大きさが変化する絞り機構等を用いることができる。   As described above, when a plurality of CCDs are operated at the same timing, the accumulation time of each CCD becomes the same, and it becomes difficult to adjust the sensitivity for each of the plurality of CCDs. In particular, when the levels of light input to a plurality of CCDs are significantly different, as shown in FIG. 3, between the plasma processing apparatus 1 and the optical fiber 2, in the optical fiber 2, or between the optical fiber 2 and the spectroscope 3. A light amount adjuster 14 is installed, and a command from the signal processing device 9 is converted into an analog amount via a light amount setting DA converter 22, and then the light amount adjuster 14 is controlled via a light amount controller 23. Just do it. The light amount adjuster 14 may be a liquid crystal element in which the amount of transmitted light varies depending on the applied voltage, or a diaphragm mechanism in which the size of the light aperture varies depending on the applied voltage.

以上、加算増幅回路11等を用いたアナログ加算によるS/N比の改善とデータ量の低減について説明した。   In the above, the improvement of the S / N ratio and the reduction of the data amount by analog addition using the addition amplifier circuit 11 and the like have been described.

S/N比の改善は、信号処理装置9におけるデジタル処理による改善を併用すると、さらに効果が増大する。以下に2個の光入力を処理する図3の分光処理装置を例に説明する。   The improvement of the S / N ratio is further enhanced when the improvement by the digital processing in the signal processing device 9 is used in combination. In the following, the spectral processing apparatus of FIG. 3 that processes two light inputs will be described as an example.

蓄積時間が25ミリ秒で、25ミリ秒毎に入力される同一チャンネル(同一波長)の信号128個に対し、隣接信号16個を加算増幅回路11で加算し、波長毎に128個のアナログ信号を得る。このアナログ信号をAD変換器8でデジタル信号に変換した後、信号処理装置9に入力する。信号処理装置9では、25ミリ秒ごとに入力された前記波長毎の信号を、隣接波長間とサンプリング毎とでそれぞれ16回加算する。これにより、波長毎に隣接16波長間平均処理を施した信号、及び16回サンプリング平均を施した信号を得ることができる。これらの信号をもとに所望の信号処理をおこない、0.5秒ごとにS/N比が大幅に向上した2つの処理室に対応した所望の信号を得る。さらに、この信号をもとに、プラズマ処理装置1の2つの処理室における処理の終点をそれぞれ独立に見出すことができる。   With an accumulation time of 25 milliseconds, 16 adjacent signals are added by the summing amplifier circuit 11 to 128 signals of the same channel (same wavelength) input every 25 milliseconds, and 128 analog signals for each wavelength are added. Get. The analog signal is converted into a digital signal by the AD converter 8 and then input to the signal processing device 9. In the signal processing device 9, the signal for each wavelength input every 25 milliseconds is added 16 times between adjacent wavelengths and for each sampling. Thereby, the signal which performed the average process between 16 adjacent wavelengths for every wavelength, and the signal which performed the sampling averaging 16 times can be obtained. Desired signal processing is performed based on these signals, and desired signals corresponding to two processing chambers having a significantly improved S / N ratio are obtained every 0.5 seconds. Furthermore, the end points of the processing in the two processing chambers of the plasma processing apparatus 1 can be found independently based on this signal.

この場合のS/N比の改善は、アナログ加算で約4倍、信号処理装置9中の波長加算で約4倍、および信号処理装置中のサンプリング点毎の加算で約4倍、すなわち4*4*4=約64倍の改善を得ることができる。   The improvement of the S / N ratio in this case is about 4 times by analog addition, about 4 times by wavelength addition in the signal processing device 9, and about 4 times by addition at every sampling point in the signal processing device, that is, 4 *. 4 * 4 = about 64 times improvement can be obtained.

CCD4のS/N比がフルスケールで250の場合、フルスケールの1/64の光信号のS/N比は、250/√64=約30に低下するが、上記の加算平均処理を行うことにより、30*64=1900程度にまで回復できる。フルスケールの1/64の暗い光の信号中の微小(例えば1%)な変動でも、その変動を20段階程度に分離することが可能になる。   When the S / N ratio of the CCD 4 is 250 at full scale, the S / N ratio of 1/64 of the full scale optical signal is reduced to 250 / √64 = about 30. Thus, it can be recovered to about 30 * 64 = 1900. Even a minute fluctuation (for example, 1%) in a dark light signal of 1/64 of full scale can be separated into about 20 stages.

以上はAD変換時の量子化ノイズを省いて説明したが、フルスケールの1/64程度の微小信号になるとノイズを無視することはできず、AD変換時のノイズ等により信号のS/N比は低下する。例えば、12ビットのAD変換器にてデジタル信号に変換する場合、量子化ノイズやその他の回路のノイズを含めるて、フルスケールの1/3000ないし1/2000程度ノイズが増加する。これを考慮すると、フルスケールの1/64の光信号のS/N比は上記値の半分以下に低下することになる。   In the above description, the quantization noise at the time of AD conversion is omitted. However, when the signal becomes a minute signal of about 1/64 of full scale, the noise cannot be ignored, and the S / N ratio of the signal due to noise at the time of AD conversion or the like. Will decline. For example, when converting to a digital signal by a 12-bit AD converter, the noise increases by about 1/3000 to 1/2000 of full scale including quantization noise and other circuit noise. In consideration of this, the S / N ratio of 1/64 of the full-scale optical signal is reduced to half or less of the above value.

図4は、さらに他の実施形態を示す図である。この分光処理装置はアナログ加算時の増幅度を波長毎に変化させるようにしたものである。これにより低輝度領域におけるAD変換時の量子化ノイズや回路系ノイズの影響を低減することができる。   FIG. 4 is a diagram showing still another embodiment. In this spectral processing apparatus, the degree of amplification at the time of analog addition is changed for each wavelength. This can reduce the influence of quantization noise and circuit system noise during AD conversion in the low luminance region.

信号処理装置9から加算増幅回路11の利得設定指令がタイミング発生回路5に入力されると、タイミング発生回路5は、CCDリセットタイミング信号の後、加算増幅回路11(1倍の利得に設定してある)の出力信号を第2の信号保持回路12に記憶させるタイミングで、利得設定用AD変換器15(サンプルホールド機能付が好ましい)の変換をスタートさせる(利得設定用AD変換器15は、8ビット以下(4ないしは5ビット程度)のデジタル信号に変換する低価格で小型のもので十分である)。タイミング発生回路5からの信号により波長に対応した番地がアドレス回路16に設定され、メモリ17中の対応する番地に利得設定用AD変換器15の出力(信号の大きさの情報)であるデジタル信号が記憶される。   When a gain setting command for the addition amplifier circuit 11 is input from the signal processing device 9 to the timing generation circuit 5, the timing generation circuit 5 sets the addition amplification circuit 11 (set to a gain of 1) after the CCD reset timing signal. The conversion of the gain setting AD converter 15 (preferably with a sample hold function) is started at the timing when the output signal of (there is) is stored in the second signal holding circuit 12 (the gain setting AD converter 15 is 8 A low-priced and small-sized digital signal that is converted into a digital signal of 4 bits or less (about 4 or 5 bits) is sufficient. The address corresponding to the wavelength is set in the address circuit 16 by the signal from the timing generation circuit 5, and the digital signal which is the output (signal magnitude information) of the gain setting AD converter 15 is stored in the corresponding address in the memory 17. Is memorized.

この動作がCCDの1蓄積時間に対し実施されると、2048/(n+1)個の波長に対するに信号の大きさの情報がメモリ17に蓄積される。つぎに、信号処理装置9から利得付データ出力指令がタイミング発生回路5に入力されると、加算増幅回路11の増幅度はCCDリセットタイミング信号のあと、メモリ17中の信号の大きさの情報に対応して設定される。このとき、前記加算増幅回路11の利得は、2048/(n+1)個の波長毎に利得設定回路18を経由して設定されることになる。   When this operation is performed for one accumulation time of the CCD, information on the signal magnitude is accumulated in the memory 17 for 2048 / (n + 1) wavelengths. Next, when a data output command with gain is input from the signal processing device 9 to the timing generation circuit 5, the amplification degree of the addition amplifier circuit 11 is converted to information on the magnitude of the signal in the memory 17 after the CCD reset timing signal. Set accordingly. At this time, the gain of the summing amplifier circuit 11 is set via the gain setting circuit 18 for every 2048 / (n + 1) wavelengths.

前記信号の大きさ情報と加算増幅回路11の利得との関係は以下のように設定するとよい。   The relationship between the signal magnitude information and the gain of the summing amplifier circuit 11 may be set as follows.

信号の大きさ情報(対フルスケール) 加算増幅回路11の利得
1)1/4から1・・・・・・・・・・・・・・・・・A倍
2)1/8から1/4未満・・・・・・・・・・・・・2A倍
3)1/16から1/8未満・・・・・・・・・・・・4A倍
4)1/32から1/16未満・・・・・・・・・・・8A倍
5)1/32未満・・・・・・・・・・・・・・・・・16A倍
なお、Aの値は通常1未満の値(例えば:1/(n+1)、但しnは第1の信号保持回路の数)とする。
Signal magnitude information (vs. full scale) Gain of summing amplifier 11 1) From 1/4 to 1 ... A times 2) 1/8 to 1 / Less than 4 ... 2A times 3) 1/16 to less than 1/8 ... 4A times 4) 1/32 to 1/16 Less than ...... 8A times 5) Less than 1/32 ... 16 times times A value is usually less than 1 (For example: 1 / (n + 1), where n is the number of first signal holding circuits).

プラズマ発光のスペクトル信号は、一回の試料処理中には通常大幅には変動しない。このため、試料処理の初期の段階の安定放電時に一回だけ前記加算増幅回路11の利得を設定すれば、通常問題にはならない。しかし、アナログ信号の微小な変動で、上位の量子化ビットが変化する領域も前記信号中に含まれる。このため加算増幅回路11の利得設定後、その波長における信号が一回の試料処理中に増加(一般には1.3倍程度以上)しても飽和しないように余裕をもたせて設定しておくとよい。   The spectral signal of the plasma emission usually does not fluctuate significantly during a single sample processing. For this reason, if the gain of the summing amplifier circuit 11 is set only once at the time of stable discharge in the initial stage of sample processing, it does not usually cause a problem. However, a region in which the upper quantization bit changes due to minute fluctuations in the analog signal is also included in the signal. For this reason, after setting the gain of the summing amplifier circuit 11, it is set with a margin so as not to saturate even if the signal at that wavelength increases (generally about 1.3 times or more) during one sample processing. Good.

なお、加算増幅回路11の利得設定データは、利得出力回路19及び第3の信号保持回路20でアナログ信号に変換し、第2の信号保持回路12の出力と同じタイミングで時系列でアナログ切換器13に出力されている。このため、前記利得設定データは、前記信号処理装置9の指令によりAD変換器8を介して読み取ることができる。前述のように、加算増幅回路11の利得の設定は、試料処理の初期の段階の安定放電時に一回だけ行えば良い。従って、前記利得データの読み取りも、試料処理の初期の段階の安定放電時に一回だけ行えば良い。   The gain setting data of the summing amplifier circuit 11 is converted into an analog signal by the gain output circuit 19 and the third signal holding circuit 20, and the analog switcher is time-sequentially at the same timing as the output of the second signal holding circuit 12. 13 is output. For this reason, the gain setting data can be read via the AD converter 8 according to a command from the signal processing device 9. As described above, the gain of the summing amplifier circuit 11 need only be set once during stable discharge in the initial stage of sample processing. Therefore, the gain data may be read only once during the stable discharge in the initial stage of sample processing.

信号処理装置9は、このようにして設定した一回の時系列利得設定データについて第3の信号保持回路20の出力と、一回の処理中の蓄積時間毎に時系列で出力される第2の信号保持回路12の出力データとを用いて同一波長間の演算を行うことにより、各波長毎の真の値をプラズマ処理中にわたり、継続して算出することができる。   The signal processing device 9 outputs the output of the third signal holding circuit 20 for the time series gain setting data set in this way and the second time series output for each accumulation time during one process. By calculating between the same wavelengths using the output data of the signal holding circuit 12, the true value for each wavelength can be continuously calculated during the plasma processing.

なお、一回の処理中の発光スペクトルの微小な時間的変化のみを検出対象とする場合には、信号処理装置9中での、利得設定データを用いた上記演算は必ずしも必須ではない。また、この例では、試料処理の初期の段階の安定放電時に一回だけ加算増幅回路11の利得を設定する場合を述べたが、試料処理の途中である波長のスペクトル強度が大幅に変化する場合には、試料処理の途中で、加算増幅回路11の利得の再設定を行うこともできる。   Note that when only a minute temporal change in the emission spectrum during one process is to be detected, the above calculation using the gain setting data in the signal processing device 9 is not necessarily essential. Further, in this example, the case where the gain of the addition amplifier circuit 11 is set only once at the time of stable discharge in the initial stage of the sample processing has been described. However, when the spectral intensity of the wavelength during the sample processing changes significantly. Alternatively, the gain of the summing amplifier circuit 11 can be reset during the sample processing.

図5は、さらに他の実施形態を示す図である。この分光処理装置は、前記の例とは異なり、異なる波長の信号を加算することなく増幅のみを施してAD変換する。なお、利得設定回路18により異なる波長毎に増幅回路7の利得を設定することにより、明るさの低い成分のS/N比を向上させられることはもちろんである。ただし、図4の場合に比べアナログ信号自身のS/Nが低いため、その効果は図4の場合に比べ少なくなる。   FIG. 5 is a diagram showing still another embodiment. Unlike the above example, this spectral processing apparatus performs AD conversion by performing only amplification without adding signals of different wavelengths. Of course, the S / N ratio of the low-brightness component can be improved by setting the gain of the amplifier circuit 7 for each different wavelength by the gain setting circuit 18. However, since the S / N of the analog signal itself is lower than in the case of FIG. 4, the effect is less than in the case of FIG.

以上、発光分光処理装置について述べてきた。この処理装置を用いると、プラズマ処理中の発光の微小且つ速い変化を早期に検知可能となる。たとえば、ゲート長0.1μm以下の半導体のゲートエッチング加工に用いるプラズマ処理装置においては、処理対象となる下地絶縁膜の厚さは数nmないし1nmと極めて薄い。このため、エッチング対象膜を全部エッチングしてしまう前の、前記膜を数nmないし数十nm残した状態でプラズマ処理ステップを終了させ、次いで下地との選択比が高い別の条件で次のプラズマ処理ステップをスタートさせる必要がある。   The emission spectral processing apparatus has been described above. When this processing apparatus is used, a minute and fast change in light emission during plasma processing can be detected at an early stage. For example, in a plasma processing apparatus used for gate etching processing of a semiconductor having a gate length of 0.1 μm or less, the thickness of a base insulating film to be processed is as extremely thin as several nm to 1 nm. For this reason, the plasma treatment step is completed with the film remaining several to several tens of nanometers before the etching target film is completely etched, and then the next plasma is processed under another condition having a high selectivity with the base. Processing steps need to be started.

前記エッチング対象膜の残膜量を処理中に計測するには、ウエハからの干渉光を観察する必要があるが、この方法では各波長毎の光の変化は0.1%ないし数%程度と少ない。これに対して、前記分光処理装置を用いる場合には信号のS/N比を大幅に改善することができ、かつ1秒以下の早い応答に対応してプラズマ処理ステップを停止することができるため、0.1μm以下のゲート長におけるエッチング加工が可能となる。   In order to measure the remaining film amount of the etching target film during the process, it is necessary to observe the interference light from the wafer. In this method, the change in light for each wavelength is about 0.1% to several%. Few. On the other hand, when the spectral processing apparatus is used, the S / N ratio of the signal can be greatly improved, and the plasma processing step can be stopped in response to an early response of 1 second or less. Etching can be performed at a gate length of 0.1 μm or less.

一方、数千枚のウエハを連続してエッチング処理する場合、その処理室の変化をみるには、波長の分解能を高くした状態で光量の変化をみる必要があるが、高速の応答性は必ずしも必要としない。このような用途の場合には、図3に示す増幅回路7の出力信号をアナログ切り替え器13で選択し、AD変換器8を経由して信号処理装置9に入力させる。すなわち、このような用途の場合は、波長の分解能が必要となるため、波長間の平均化は行わず、複数サンプリングデータ間の平均化を施す。これにより、信号の処理中におけるS/N比を改善することができる。   On the other hand, when thousands of wafers are continuously etched, in order to see changes in the processing chamber, it is necessary to see changes in the amount of light with a high wavelength resolution, but high-speed response is not always necessary. do not need. In such a case, the output signal of the amplifier circuit 7 shown in FIG. 3 is selected by the analog switch 13 and input to the signal processing device 9 via the AD converter 8. That is, in such an application, since wavelength resolution is required, averaging between wavelengths is not performed, but averaging between a plurality of sampling data is performed. As a result, the S / N ratio during signal processing can be improved.

例えば、エッチング中に、0.5秒毎且つ各波長毎に1回のデータを採取する操作を1分間行うと、各波長毎に120点のデ−タが採取できる。この採取データを波長ごとに平均化することにより、√120=10.9倍のS/N比の改善が可能となる。このように、波長分解能は必要としないが1秒以下の応答が必要な微小変化の検知と、波長分解能は必要となるが、数十秒の応答でよい微小変化の検知とを、図3に示す1台の装置でともに実施することができる。   For example, if an operation of collecting data once every 0.5 seconds and for each wavelength is performed for 1 minute during etching, 120 points of data can be collected for each wavelength. By averaging the collected data for each wavelength, the S / N ratio can be improved by √120 = 10.9 times. FIG. 3 shows detection of a minute change that does not require wavelength resolution but requires a response of 1 second or less, and detection of minute change that requires a wavelength resolution but requires a response of several tens of seconds. Both can be implemented with the single device shown.

また、1秒以下の高速応答が必要な発光成分の微小変化の検知、あるいは発光の各波長成分の微小な変化のモニタリングに対しても本発明は適用可能である。また、前記変化の変化量が所定値を越えた場合に、異常信号を発報し、注意表示を行い、あるいは次の処理を停止させることにより、プラズマ処理の異状を未然に防止することができる。   The present invention can also be applied to detection of a minute change of a light emitting component that requires a high-speed response of 1 second or less, or monitoring of a minute change of each wavelength component of light emission. Further, when the change amount of the change exceeds a predetermined value, an abnormal signal is issued, a warning is displayed, or the next process is stopped, so that abnormalities in the plasma process can be prevented in advance. .

以上説明したように、本実施形態によれば、プラズマ処理中の発光中の構成波長の微少な変化(10%未満)を1秒以下(好ましくは、0.5秒以下)のタイミングで高速かつ安定に処理することができる。また、プラズマ処理中の発光中の各波長毎のスペクトルの微少な変化を高速かつ安定に処理するモードと、プラズマ処理中の発光中の各波長毎のスペクトルの変化を隣接する各波長に対して高分解能で判定するモードとを、用途に応じてひとつの装置で切り替えて使用することができる。   As described above, according to the present embodiment, a minute change (less than 10%) of the component wavelength during light emission during plasma processing is performed at a high speed at a timing of 1 second or less (preferably 0.5 seconds or less). It can be processed stably. In addition, a mode for processing minute changes in the spectrum for each wavelength during light emission during plasma processing at high speed and stably, and a change in spectrum for each wavelength during light emission during plasma processing for each adjacent wavelength. The mode determined with high resolution can be switched and used with one device according to the application.

次に、CCDから得られる光信号のデジタル処理について説明する。まず、始めにプラズマエッチング処理時のプラズマ発光の特徴について説明すると、真空処理室でのプラズマエッチング処理では、処理ガス(反応性ガス)としてCl2、HBr、CF4、C58 ガスが用いられ、更にプラズマのイオン性を増すためAr ガスが用いられる。これらのガスはプラズマにより反応性の高いCl、Br、F原子(ラジカル)に分解される。これらのラジカルガスが被エッチング材であるシリコン(Si)、ポリシリコン(Si)、酸化膜(SiO2)、窒化膜(Si34)、BARC(Back Anti-Reflection Coating)、Pt、Fe、SBT(SrBi2Ta29)等と反応して反応生成物であるSiCl、SiCl2、SiF、SiBr、C2、Co、CN、PtCl、FeCl、TaCl 等を生成し、エッチングが進行する。被エッチング材がなくなると、すなわち、ッチングが終了すると、反応生成物は生成されなくなり、減少すると共に、ラジカルガスは増加する。 Next, digital processing of an optical signal obtained from the CCD will be described. First, the characteristics of plasma emission during the plasma etching process will be described. In the plasma etching process in the vacuum processing chamber, Cl 2 , HBr, CF 4 , and C 5 F 8 gases are used as process gases (reactive gases). In order to further increase the ionicity of the plasma, Ar gas is used. These gases are decomposed by plasma into highly reactive Cl, Br, and F atoms (radicals). These radical gases are etching materials such as silicon (Si), polysilicon (Si), oxide film (SiO 2 ), nitride film (Si 3 N 4 ), BARC (Back Anti-Reflection Coating), Pt, Fe, Etching proceeds by reacting with SBT (SrBi 2 Ta 2 O 9 ) or the like to produce reaction products such as SiCl, SiCl 2 , SiF, SiBr, C 2 , Co, CN, PtCl, FeCl, TaCl. When the material to be etched disappears, that is, when the etching is finished, the reaction product is not generated and decreases, and the radical gas increases.

従って、プラズマエッチング処理中の発光スペクトル強度は、次の(1)、(2)、(3)の3種類に分類される。   Therefore, the emission spectrum intensity during the plasma etching process is classified into the following three types (1), (2), and (3).

(1) 被エッチング材料のエッチング終了時点で減少する反応生成物によるスペクトル。 (1) A spectrum due to a reaction product that decreases at the end of etching of the material to be etched.

(2) エッチング終了時点で増加するラジカルによるスペクトル。 (2) A spectrum due to radicals increasing at the end of etching.

(3) エッチング反応に無関係なためエッチング終了前後で変化しない物質のスペクトル。 (3) A spectrum of a substance that is not related to the etching reaction and does not change before and after etching.

従来のプラズマ発光による終点判定では、前記発光スペクトルの内、特定のスペクトル波長の発光強度(例えば、反応生成物によるスペクトル)の時間変化を用いていた。しかしながら、前記したように、CCDからの発光スペクトル信号にはその信号強度に応じてノイズ成分が存在するため、発光スペクトル信号の微分波形を利用したエッチング終点検出においては、このノイズ成分が終点検出を困難にしていた。   In the conventional end point determination by plasma emission, the time change of the emission intensity (for example, the spectrum by the reaction product) of a specific spectrum wavelength in the emission spectrum is used. However, as described above, a noise component exists in the emission spectrum signal from the CCD according to the signal intensity. Therefore, in the etching end point detection using the differential waveform of the emission spectrum signal, this noise component detects the end point. It was difficult.

以下に、このノイズ成分を除去することができるようにした本発明の実施形態について、図6と図7を用いて説明する。まず、時刻tにおけるCCDからの波長λの発光スペクトル信号をAD変換器8によりデジタイズした信号が光信号成分i(λ、t)とノイズ成分δi(λ、t)とにより表わせるとする。ここでノイズ成分δi(λ、t)はCCDの電気的雑音や光の揺らぎ雑音である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention capable of removing this noise component will be described with reference to FIGS. First, it is assumed that a signal obtained by digitizing an emission spectrum signal of wavelength λ from the CCD at time t by the AD converter 8 can be represented by an optical signal component i (λ, t) and a noise component δi (λ, t). Here, the noise component δi (λ, t) is electrical noise of the CCD or light fluctuation noise.

この発光スペクトル信号i(λ、t)+δi(λ、t)を上記した信号処理装置9内のデジタイズデータ保持回路910に1時保存し、予め設定回路911に設定されている発光スペクトル分類用のマスク関数M(λ)を用い、これら発光スペクトル信号i(λ、t)+δi(λ、t)とマスク関数M(λ)を、演算回路912により、測定されたすべての波長λにわたり加算する。   This emission spectrum signal i (λ, t) + δi (λ, t) is stored in the digitized data holding circuit 910 in the signal processing device 9 for one hour, and is used for the emission spectrum classification set in the setting circuit 911 in advance. Using the mask function M (λ), the emission spectrum signal i (λ, t) + δi (λ, t) and the mask function M (λ) are added by the arithmetic circuit 912 over all the measured wavelengths λ.

この波長λについての積算ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]値は加算値保持回路913に蓄えられ、微分処理回路914により発光強度の時間微分値が求まる。この発光強度の時間微分値を用いて微分値判定回路915によりエッチング終点判定が行われる。   The integrated ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)] value for this wavelength λ is stored in the added value holding circuit 913, and the differential processing circuit 914 determines the time differential value of the emission intensity. An etching end point determination is performed by the differential value determination circuit 915 using the time differential value of the emission intensity.

このときの処理フローは図7に示す通りになる。   The processing flow at this time is as shown in FIG.

まず、処理800で被エッチング材や処理ガスなどのエッチング条件が入力され、処理801ではCCD波長に対するマスク関数M(λ)の設定が行われる。次に、処理802で、エッチングが開始されると共にCCDからの光信号のサンプリングが開始され、処理803で、CCDの各波長λに関する光信号i(λ、t)+δi(λ、t)が取得される。   First, in process 800, etching conditions such as a material to be etched and a process gas are input, and in process 801, a mask function M (λ) is set for the CCD wavelength. Next, in step 802, etching is started and sampling of the optical signal from the CCD is started. In step 803, optical signals i (λ, t) + δi (λ, t) for each wavelength λ of the CCD are acquired. Is done.

次いで、処理804で、この光信号とマスク関数M(λ)のすべての波長λにおける加算値ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]を算出し、処理805では、この加算値ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]を元に時刻tでの発光強度の時間微分値を求める。   Next, in process 804, an addition value ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)] at all wavelengths λ of the optical signal and the mask function M (λ) is calculated. In process 805, Based on this added value ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)], a time differential value of the light emission intensity at time t is obtained.

そして、処理806で、この時間微分値と予め設定されている微分判定値が比較され、再び光信号i(λ、t)+δi(λ、t)の取得処理803に戻るか、処理807で、エッチング処理終了及び光信号のサンプリング終了を設定するかが判定される。   In step 806, the time differential value is compared with a preset differential determination value, and the process returns to the optical signal i (λ, t) + δi (λ, t) acquisition processing 803 or in step 807. It is determined whether to set the end of the etching process and the end of the optical signal sampling.

ここで、この波長λについての積算ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]において、Σ[δi(λ、t)]はランダムノイズであり、このため、多くの波長λによる加算により積算値はゼロに近くなり、従って、この積算によりノイズが除去できることになる。   Here, in the integrated ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)] for this wavelength λ, Σ [δi (λ, t)] is a random noise, and therefore, many wavelengths Addition by λ brings the integrated value close to zero, and therefore noise can be removed by this integration.

次に、発光スペクトルの分類法について説明すると、CCDの波長λからの発光スペクトルがプラズマエッチング処理のエッチング終了前後で減少する光信号か、増加する光信号か、または変化しない光信号かを分類するには、以下の方法により決定することができる。   Next, a method for classifying the emission spectrum will be described. The emission spectrum from the wavelength λ of the CCD is classified into an optical signal that decreases before and after the etching of the plasma etching process, an optical signal that increases, or an optical signal that does not change. Can be determined by the following method.

(a) 予め反応性ガスや被エッチング材の反応生成物をスペクトルライブラリによりデータベースを作成しておき、そのデータベースより反応性ガスに属する波長はエッチング終了前後で増加する波長、また反応生成物に属する波長はエッチング終了前後で減少する波長、そして、他の波長は反応に無関係な時間変化のない波長と分類する。   (a) Create a database of reactive gases and reaction products of the material to be etched in advance using a spectral library, and the wavelength belonging to the reactive gas from the database will be a wavelength that increases before and after the etching, and also belongs to the reaction product. Wavelengths are classified as wavelengths that decrease before and after the end of etching, and other wavelengths are wavelengths that do not change with time regardless of the reaction.

このときのスペクトルライブラリについては、次の文献に記載されている。   The spectrum library at this time is described in the following document.

CRC Handbook of Chemistry and Physics,David R. Lide、 CRC Press,
R. W. B. Pearse and A. G. Gaydon,
“The Identification of Molecular Spectra"
John Wiley & Sons, Inc. 1976
(b) サンプルウェハ処理(同種の被エッチング材を含むウェハのエッチング処理)を行う。その処理時の発光スペクトルの時間変化に対して、全波長について微分処理を行いエッチング終了前後での1次微分値の値により分類する。微分処理法としては特開2000−228397記載の方法を用いることができる。すなわち、次の3種に分類する。
CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide, CRC Press,
RWB Pearse and AG Gaydon,
“The Identification of Molecular Spectra”
John Wiley & Sons, Inc. 1976
(b) Perform sample wafer processing (etching of a wafer containing the same kind of material to be etched). With respect to the time change of the emission spectrum at the time of the process, a differentiation process is performed for all wavelengths, and classification is performed according to the value of the first derivative value before and after the etching is completed. As the differential processing method, the method described in JP-A-2000-228397 can be used. That is, it is classified into the following three types.

i.
1次微分値が負の波長はエッチング終了前後で減少する波長(反応生成物によるもの)。
i.
A wavelength with a negative first-order differential value is a wavelength that decreases before and after etching (due to the reaction product).

ii.
1次微分値が正の波長はエッチング終了前後で増加する波長(ラジカルによるもの)。
ii.
A wavelength with a positive first-order differential value is a wavelength that increases before and after etching (due to radicals).

iii.
1次微分値がゼロの波長はエッチング終了前後で変化しない波長(反応に無関係なもの)。
iii.
The wavelength with zero first-order differential value is a wavelength that does not change before and after the etching is completed (irrelevant to the reaction).

(c) サンプルウェハ処理(同種の被エッチング材を含むウェハのエッチング処理)を行う。その処理時の全波長に関する発光スペクトルの時間変化に対して主成分分析を行い、各成分のスペクトルを求め、その各成分のスペクトルの値により分類する。   (c) Perform sample wafer processing (etching of wafers containing the same kind of material to be etched). The principal component analysis is performed on the temporal change of the emission spectrum for all wavelengths during the processing, the spectrum of each component is obtained, and the spectrum is classified according to the spectrum value of each component.

主成分分析については、次の文献に記載されており、その方法を用いることができる。   The principal component analysis is described in the following document, and the method can be used.

南 茂夫著
“科学計測のための波形データ処理"
CQ出版、 p220-226、 1986
K. Sasaki, S. Kawata,and S. Minami,
“Estimation of Component Spectral Curves
from Unknown Mixture Spectra"
Appl. Opt. Vol. 23, p1955-1959, 1984
この場合、主成分分析により求められた或る成分のスペクトルの値により分類する。例えば、この或る成分のスペクトルの値が負の波長は、エッチング終了前後で減少する波長(反応生成物によるもの)とし、スペクトルの値が正の波長は、エッチング終了前後で増加する波長(ラジカルによるもの)で、スペクトルの値がゼロの波長は、エッチング終了前後で変化しない波長(反応に無関係なもの)であると分類する。
Shigeo Minami “Waveform Data Processing for Scientific Measurement”
CQ Publishing, p220-226, 1986
K. Sasaki, S. Kawata, and S. Minami,
“Estimation of Component Spectral Curves
from Unknown Mixture Spectra "
Appl. Opt. Vol. 23, p1955-1959, 1984
In this case, classification is performed based on the spectrum value of a certain component obtained by principal component analysis. For example, a wavelength having a negative spectrum value of a certain component is a wavelength that decreases before and after etching (due to a reaction product), and a wavelength having a positive spectrum value is a wavelength that increases before and after etching (radical). Therefore, a wavelength having a spectrum value of zero is classified as a wavelength that does not change before and after the completion of etching (irrelevant to the reaction).

ただし、この方法では、或る成分のスペクトル値の正負の値に関しては、必ずしも正が反応生成物で負がラジカルとは限らない。   However, in this method, with respect to the positive or negative value of the spectrum value of a certain component, positive is not necessarily a reaction product and negative is not a radical.

上記の方法により3種に分類したグループに対して、グループを明記するため演算子M(λ)を導入する。例えば、エッチング前後で発光強度が増加する波長λはM(λ)=1、エッチング前後で発光強度が減少する波長λはM(λ)=−1、エッチング前後で発光強度が変化しない波長λはM(λ)=1とする。   An operator M (λ) is introduced to specify groups for the groups classified into three types by the above method. For example, the wavelength λ where the emission intensity increases before and after etching is M (λ) = 1, the wavelength λ where the emission intensity decreases before and after etching is M (λ) = − 1, and the wavelength λ where the emission intensity does not change before and after etching is Let M (λ) = 1.

本実施形態を適用してたBARC(Back Anti-Reflection Coating)エッチング処理した結果を図8と図9に示す。このときのエッチング処理ガスはHBr とCF4、O2、Ar の混合ガスである。 The results of the BARC (Back Anti-Reflection Coating) etching process to which this embodiment is applied are shown in FIGS. The etching process gas at this time is a mixed gas of HBr, CF 4 , O 2 , and Ar.

まず、図8はBARCエッチング終了前とエッチング終了後の発光スペクトルの1例で、このエッチングではBARC材の反応生成物であるCN、Co、C2 など多くの発光スペクトルがエッチング終了前後で減少し、OHやOの発光スペクトルが増加していることがわかる。この発光スペクトルの時間変化を微分処理することにより、発光スペクトルの時間変動の分類を行い、図に示すマスク関数M(λ)を決定した。 First, FIG. 8 shows an example of an emission spectrum before and after the completion of the BARC etching. In this etching, many emission spectra such as CN, Co, and C 2 which are reaction products of the BARC material decrease before and after the etching. It can be seen that the emission spectra of OH and O are increased. The time variation of the emission spectrum was differentiated to classify the time variation of the emission spectrum, and the mask function M (λ) shown in the figure was determined.

次に、図9は、マスク関数M(λ)を用い波長λについて求めた積算ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]を示したもので、図において、標準状態とは発光スペクトル強度の平均値が約1220カウントのものであり、発光量1/100減少とは発光スペクトル強度を絞り平均値が約12.2カウントのものである。この図から、発光量が1/100に減少した場合でも、本発明によればノイズ成分が十分に除去でき、発光強度の時間変化が正確に求められることが判る。   Next, FIG. 9 shows the integrated ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)] obtained for the wavelength λ using the mask function M (λ). Means that the average value of the emission spectrum intensity is about 1220 counts, and the reduction of the emission amount 1/100 means that the emission spectrum intensity is reduced and the average value is about 12.2 counts. From this figure, it can be seen that even when the amount of light emission is reduced to 1/100, the present invention can sufficiently remove the noise component and the temporal change in the light emission intensity can be accurately obtained.

次に、CCDからのノイズ成分δi(λ、t)が光信号成分i(λ)の強度に反比例する性質を考慮した場合の本発明の実施形態について説明すると、この実施形態で用いたCCD(ソニー製ILX511)のS/N比は、上述したように、約250√(i(λ)/4000)と表現でき、ノイズ成分は、δi(λ、t)=1/250*√(4000*i(λ、t))と表すことができる。例えば、ノイズはi(λ)=4000のときδi(λ、t)=16(S/N=250)であるが、i(λ)=10のときはδi(λ、t)=0.8(S/N=12.5)となる。   Next, an embodiment of the present invention in consideration of the property that the noise component δi (λ, t) from the CCD is inversely proportional to the intensity of the optical signal component i (λ) will be described. The CCD ( As described above, the S / N ratio of Sony ILX511) can be expressed as approximately 250√ (i (λ) / 4000), and the noise component is δi (λ, t) = 1/250 * √ (4000 * i (λ, t)). For example, the noise is δi (λ, t) = 16 (S / N = 250) when i (λ) = 4000, but δi (λ, t) = 0.8 when i (λ) = 10. (S / N = 12.5).

ここで、単純にλについての積算を行った場合、発光量のS/N比に対する寄与は無視できる。   Here, when the integration for λ is simply performed, the contribution of the light emission amount to the S / N ratio can be ignored.

これは、上記したλについての積算ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]に関して、ノイズ成分δi(λ、t)により規格化することにより可能になる。つまり図8のλについての積算処理804をΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]/[1/250*√(4000*i(λ、t))]とすれば良い。   This can be achieved by normalizing the integration ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)] for λ described above with the noise component δi (λ, t). That is, if the integration processing 804 for λ in FIG. 8 is ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)] / [1/250 * √ (4000 * i (λ, t))]. good.

従って、この実施形態による処理フローは図10に示すようになり、ここで、処理814が上記した規格化処理であり、他の処理は図8の実施形態の場合と同じである。   Therefore, the processing flow according to this embodiment is as shown in FIG. 10, where the processing 814 is the normalization processing described above, and the other processing is the same as in the embodiment of FIG.

次に、プラズマ発光に異常放電などの変動があった場合に、そのプラズマ発光変動を相殺することができるようにした本発明の実施形態について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described in which the plasma emission fluctuation can be offset when the plasma emission changes such as abnormal discharge.

まず、上記したマスク関数M(λ)値を、例えば、エッチング前後で発光強度が増加する波長λはマスク関数M(λ)=2、エッチング前後で発光強度が減少する波長λはマスク関数M(λ)=−2、エッチング前後で発光強度が変化しない波長λはマスク関数M(λ)=1と設定し、これにより、エッチング前後で発光強度が変化しない波長λを区別し、このエッチング前後で発光強度が変化しない波長λの光信号により、波長λについての積算ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]を規格化する。   First, the mask function M (λ) is set to the mask function M (λ) = 2 for the wavelength λ where the emission intensity increases before and after the etching, and the mask function M (λ for the wavelength λ where the emission intensity decreases before and after the etching. λ) = − 2, the wavelength λ at which the emission intensity does not change before and after the etching is set as a mask function M (λ) = 1, thereby distinguishing the wavelength λ at which the emission intensity does not change before and after the etching. The integrated ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)] for the wavelength λ is normalized by the optical signal of the wavelength λ whose emission intensity does not change.

すなわち、図11の処理フローに示すように、図8の処理フローにおける処理804に代えて処理824を設け、まず、A*ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]/ΣM(λ')[i(λ'、t)+δi(λ'、t)]を算出する。   That is, as shown in the process flow of FIG. 11, a process 824 is provided instead of the process 804 in the process flow of FIG. 8, and first, A * ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)] / ΣM (λ ′) [i (λ ′, t) + δi (λ ′, t)] is calculated.

ここで、ΣM(λ')[i(λ'、t)+δi(λ'、t)]は、エッチング前後で発光強度が変化しない波長λ'での積算値であり、係数Aは、プラズマエッチング処理開始後の適当な時刻t0 におけるA=ΣM(λ')[i(λ'、t)+δi(λ'、t)]/ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]の値である。 Here, ΣM (λ ′) [i (λ ′, t) + δi (λ ′, t)] is an integrated value at a wavelength λ ′ where the emission intensity does not change before and after etching, and the coefficient A is plasma etching. A = ΣM (λ ′) [i (λ ′, t) + δi (λ ′, t)] / ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t) at an appropriate time t 0 after the start of processing )] Value.

この規格化処理824によれば、プラズマ発光に異常放電などの変動があった場合の発光変動がキャンセルされ、従って、この実施形態によれば、正確で信頼性の高い終点判定を行うことができる。   According to this normalization process 824, the light emission fluctuation is canceled when there is a fluctuation such as abnormal discharge in the plasma light emission. Therefore, according to this embodiment, it is possible to perform an accurate and reliable end point determination. .

ここで、発光強度がエッチング前後で変化しない波長λが見つからなかった場合は、エッチング前後で発光強度が増加する波長λに関する積算値を規格化値として用いるようにしてもよく、これによっても同様の効果を得ることことができる。   Here, when a wavelength λ whose emission intensity does not change before and after the etching is not found, an integrated value for the wavelength λ at which the emission intensity increases before and after the etching may be used as a normalized value. An effect can be obtained.

この場合、A*ΣM(λ)[i(λ、t)+δi(λ、t)]/ΣM(λ')[i(λ'、t)+δi(λ'、t)]の積算における波長λ'の加算を、エッチング前後で発光強度が増加する波長λ'について行えば良い。   In this case, the wavelength λ in the integration of A * ΣM (λ) [i (λ, t) + δi (λ, t)] / ΣM (λ ′) [i (λ ′, t) + δi (λ ′, t)] “Addition” may be performed for a wavelength λ ′ at which emission intensity increases before and after etching.

本発明にかかる発光分光処理装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the emission spectral processing apparatus concerning this invention. 本発明にかかる発光分光処理装置の他の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows other one Embodiment of the emission spectral processing apparatus concerning this invention. 本発明にかかる発光分光処理装置の更に他の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows another one Embodiment of the emission spectral processing apparatus concerning this invention. 本発明にかかる発光分光処理装置の更に別の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows another one Embodiment of the emission spectroscopy processing apparatus concerning this invention. 本発明にかかる発光分光処理装置の更に他の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows another one Embodiment of the emission spectral processing apparatus concerning this invention. 本発明の一実施形態における信号処理装置部のブロック図である。It is a block diagram of the signal processing unit in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態におけるデジタル信号処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the digital signal processing in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における発光スペクトル波形とマスク関数の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the light emission spectrum waveform and mask function in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における発光強度の変化波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change waveform of the emitted light intensity in one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態におけるデジタル信号処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the digital signal processing in other one Embodiment of this invention. 本発明の更に他の一実施形態におけるデジタル信号処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the digital signal processing in other one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 プラズマ処理装置
2 光ファイバ
3 分光器
4 CCD
5 タイミング発生回路
6 CCD駆動信号
7 増幅回路
8 AD変換器
9 信号処理装置
10 第1の信号保持回路
11 加算増幅回路
12 第2の信号保持回路
13 アナログ切換器
14 光量調整器
15 利得設定用AD変換器
16 アドレス回路
17 メモリ
18 利得設定回路
19 利得出力回路
20 出力保持回路
21 時分割多重化回路
22 光量設定用AD変換器
23 光量制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus 2 Optical fiber 3 Spectrometer 4 CCD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Timing generation circuit 6 CCD drive signal 7 Amplification circuit 8 AD converter 9 Signal processing apparatus 10 1st signal holding circuit 11 Addition amplification circuit 12 2nd signal holding circuit 13 Analog switch 14 Light quantity adjuster 15 AD for gain setting Converter 16 Address circuit 17 Memory 18 Gain setting circuit 19 Gain output circuit 20 Output holding circuit 21 Time division multiplexing circuit 22 Light quantity setting AD converter 23 Light quantity control circuit

Claims (8)

処理装置からの入力光を分光する分光器と、
前記分光した入力光の光量を各波長毎に検出する一連の受光素子を備えた受光部と、
一連の受光素子の内の隣接する一部の受光素子の検出信号をそれぞれ第1の周期で順次保持する第1の信号保持部と、
前記保持した隣接する一部の受光素子の検出信号を含む前記受光部の隣接する受光素子の検出信号を加算する加算部と、
該加算部の加算出力を順次保持する第2の信号保持部と、
該第2の信号保持部の出力をもとに前記処理装置の状態を判定する信号処理部を備えたことを特徴とする発光分光処理装置。
A spectroscope that separates input light from the processing device;
A light receiving unit including a series of light receiving elements for detecting the light amount of the split input light for each wavelength;
A first signal holding unit for sequentially holding detection signals of a part of adjacent light receiving elements in a series of light receiving elements in a first period;
An addition unit for adding detection signals of adjacent light receiving elements of the light receiving unit including detection signals of the held adjacent partial light receiving elements;
A second signal holding unit for sequentially holding the addition output of the addition unit;
An emission spectral processing apparatus, comprising: a signal processing unit that determines a state of the processing device based on an output of the second signal holding unit.
請求項1の記載において、
前記第1の信号保持部は、一連の受光素子の内の隣接する一部の受光素子の検出信号をそれぞれ第1の周期で順次保持する第1段の信号保持部と、該保持部の加算出力を第1の周期よりも長い第2の周期で順次保持する第2段の信号保持部で構成したことを特徴とする発光分光処理装置。
In the description of claim 1,
The first signal holding unit includes a first stage signal holding unit that sequentially holds detection signals of a part of adjacent light receiving elements in a series of light receiving elements in a first period, and an addition of the holding unit An emission spectroscopic processing apparatus comprising a second-stage signal holding unit that sequentially holds an output in a second period longer than the first period.
請求項1ないし請求項2の何れか1の記載において、
前記信号処理部は、前記加算部出力及び前記受光部の隣接する各受光素子毎の検出信号の何れか一方を入力する選択手段を備えたことを特徴とする発光分光処理装置。
In any one of Claims 1 to 2,
The emission spectral processing apparatus according to claim 1, wherein the signal processing unit includes selection means for inputting one of the output from the addition unit and a detection signal for each light receiving element adjacent to the light receiving unit.
請求項1ないし請求項3の何れか1の記載において、
前記第1の信号保持部は、前記受光部の隣接する複数の受光素子毎に異なる比率で増幅した前記入力光の検出信号を保持することを特徴とする発光分光処理装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The emission signal processing apparatus according to claim 1, wherein the first signal holding unit holds a detection signal of the input light amplified at a different ratio for each of a plurality of light receiving elements adjacent to the light receiving unit.
請求項1ないし請求項3の何れか1の記載において、
前記処理装置はプラズマエッチング処理装置であり、前記発光分光処理装置は前記加算部の加算出力をもとに前記プラズマエッチング処理装置のエッチング処理を停止することを特徴とする発光分光処理装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The said processing apparatus is a plasma etching processing apparatus, The said emission spectral processing apparatus stops the etching process of the said plasma etching processing apparatus based on the addition output of the said addition part, The emission spectral processing apparatus characterized by the above-mentioned.
真空処理室からのプラズマ光を分光するステップと、所定周期で異なる波長成分からなる時系列アナログ電気信号に変換するステップと、異なる波長成分のアナログ信号間で加算するステップと、加算された複数の信号を上記所定周期毎にデジタル量に変換するステップと、変換された上記加算された複数の信号を複数の信号毎にさらに複数回デジタル的に加算するステップと、この信号をもとに所定プラズマ処理ステップの終了点を判別するステップと、所定プラズマ処理ステップを終了させるステップとを有することを特徴とする、発光分光処理装置を用いたプラズマ処理方法。   Separating the plasma light from the vacuum processing chamber, converting to a time-series analog electrical signal composed of different wavelength components at a predetermined period, adding between analog signals of different wavelength components, and adding a plurality of added A step of converting the signal into a digital quantity for each predetermined period, a step of digitally adding the converted plurality of added signals for each of a plurality of signals, and a predetermined plasma based on this signal A plasma processing method using an emission spectral processing apparatus, comprising: determining an end point of a processing step; and ending a predetermined plasma processing step. 真空処理室からのプラズマ光を分光するステップと、所定周期で異なる波長成分からなる時系列アナログ電気信号に変換するステップと、異なる波長成分のアナログ信号間で加算するステップと、加算された複数の信号を上記所定周期毎にデジタル量に変換するステップと、変換された上記加算された複数の信号を複数の信号毎にさらに複数回デジタル的に加算するステップと、上記デジタル的に加算された各波長毎の信号を予め設定されている物質に固有な発光波長に対応する波長に関して加算するステップと、この信号をもとに所定プラズマ処理ステップの終了点を判定するステップと、所定プラズマ処理ステップを終了させるステップとを有することを特徴とする、発光分光処理装置を用いたプラズマ処理方法。   Separating the plasma light from the vacuum processing chamber, converting to a time-series analog electrical signal having different wavelength components at a predetermined period, adding between analog signals of different wavelength components, and adding a plurality of added A step of converting a signal into a digital quantity at each predetermined period, a step of digitally adding the converted plurality of added signals for each of a plurality of signals, and each of the digitally added Adding a signal for each wavelength with respect to a wavelength corresponding to a light emission wavelength unique to a preset substance, determining an end point of a predetermined plasma processing step based on the signal, and a predetermined plasma processing step. And a step of terminating the plasma processing method using an emission spectral processing apparatus. 真空処理室からのプラズマ光を分光するステップと、所定周期で異なる波長成分からなる時系列アナログ電気信号に変換するステップと、異なる波長成分のアナログ信号間で加算するステップと、加算された複数の信号を上記所定周期毎にデジタル量に変換するステップと、変換された上記加算された複数の信号を複数の信号毎にさらに複数回デジタル的に加算するステップと、上記デジタル的に加算された各波長毎の信号を予め設定されている物質に固有な発光波長に対応する波長に関して加算するステップと、上記デジタル的に加算された各物質毎の信号を物質に対応して加算、あるいは減算、あるいは除算するステップと、この信号をもとに所定プラズマ処理ステップの終了点を判定するステップと、所定プラズマ処理ステップを終了させるステップとを有することを特徴とする、発光分光処理装置を用いたプラズマ処理方法。   Separating the plasma light from the vacuum processing chamber, converting to a time-series analog electrical signal having different wavelength components at a predetermined period, adding between analog signals of different wavelength components, and adding a plurality of added A step of converting a signal into a digital quantity at each predetermined period, a step of digitally adding the converted plurality of added signals for each of a plurality of signals, and each of the digitally added Adding a signal for each wavelength with respect to a wavelength corresponding to a light emission wavelength specific to a preset substance, and adding or subtracting the digitally added signal for each substance corresponding to the substance, or Dividing, determining the end point of the predetermined plasma processing step based on this signal, and ending the predetermined plasma processing step And having a step of plasma processing method using a light-emitting spectral processor.
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