JP2014195005A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】処理中に前記ウエハ表面から得られた複数の波長の干渉光の強度を検出し、前記処理中の任意の時刻に検出した前記複数の波長の干渉光の強度からそれらの時間微分の時系列データを検出し、前記複数の波長についての前記時系列データを用いて波長をパラメータとする実微分波形パターンデータを検出し、この実微分波形パターンデータと前記ウエハの処理の前に予め2つの異なる下地膜の厚さを有した膜構造の前記処理対象の膜の残り厚さと前記干渉光の波長をパラメータとする基本微分波形パターンデータを用いて作成した検出用微分波形パターンデータとを比較した結果を用いて前記任意の時刻の残り膜厚さを算出し、この残り膜厚さを用いて前記処理の目標への到達を判定する。
【選択図】図1
Description
ここで係数b、aはサンプリング周波数およびカットオフ周波数により数値が異なる。また、本実施例でのデジタルフィルタの係数値は例えば a2=-1.143、a3=0.4128、b1=0.067455、b2=-0.013491、b3=0.067455(サンプリング周波数10Hz、カットオフ周波数1Hz)が用いられる。2次微係数値の時系列データdiは微分器13により5点の時系列データYiの多項式適合平滑化微分法を用いて式(2)から以下のように算出される。
di = Σwj・Yi+j ・・・(2)
j=-2
ここで重み係数wに関して w−2=2、w−1=−1、w0=−2、w1=−1、w2=2である。
前記微係数値の時系列データdiを用いて平滑化微係数時系列データDiはデジタルフィルタ回路14としては、例えば2次バタワース型ローパスフィルタにより式(3)から以下のように算出される。
微分波形パターンデータベース1 16には、所定の膜厚さを有した下地の酸化膜上方に配置されたエッチング量測定の対象となる被処理膜であるポリシリコンのエッチング処理中の残り膜厚さの量(残膜量)に対する干渉光の強度の微分波形パターンデータ値P1sjが、ウエハ4の処理に先立って予め記憶されている。微分波形比較器1 15においては、ウエハ4の処理中に実際に得られた干渉光に係る微分波形データである実パターンと微分波形パターンデータベース1 16に記憶されていた微分波形パターンデータ値P1sjとが比較されて、両パターン同士の差の値が算出される。
適合パターンデータベース作成器20は、受信した適合係数α(t)の値と微分波形パターンデータ値P1sj及びP2sjとを用いて、適合パターンデータベース21を以下の式(5)で作成して記憶装置に出力して記憶させる。
次に、微分波形比較器3 22が、適合パターンデータベース21と実パターンとを比較し、任意の時刻におけるポリシリコン膜の残り膜厚(瞬時膜厚)を求め残膜厚さ時系列データ記録器23に格納する。回帰分析器24は、残膜厚さ時系列データ記録器23に記録された現時点(任意の時刻)と過去の複数の時刻での残り膜厚(瞬時膜厚)を用いて、回帰演算により現在の残り膜厚(計算膜厚)を算出する。
2…真空処理室
3…プラズマ
4…ウエハ
5…試料台
8…受光器
9…エッチング量検出装置
10…分光器
12…第1デジタルフィルタ
13…微分器
14…第2デジタルフィルタ
15…微分波形比較器1
16…微分波形パターンデータベース1
17…微分波形比較器2
18…微分波形パターンデータベース2
19…適合係数算出器
20…適合パターンデータベース作成器
21…適合パターンデータベース
22…微分波形比較器3
23…残膜厚さ時系列データ記録器
24…回帰分析器
25…終点判定器
26…表示器
201…ポリシリコン膜
202…酸化膜
203…基板
211…下地膜
212…下地膜。
Claims (8)
- 真空容器の内部の処理室内に載置されたウエハ上面に予め形成された膜構造に含まれる処理対象の膜を前記処理室内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理方法であって、
前記処理中に前記ウエハ表面から得られた複数の波長の干渉光の強度を検出するステップと、
前記処理中の任意の時刻に検出した前記複数の波長の干渉光の強度からそれらの時間微分の時系列データを検出するステップと、
前記複数の波長についての前記時系列データを用いて波長をパラメータとする実微分波形パターンデータを検出するステップと、
前記ウエハの処理の前に予め2つの異なる下地膜の厚さを有した膜構造の前記処理対象の膜の残り厚さと前記干渉光の波長をパラメータとする基本微分波形パターンデータを用いて作成した検出用微分波形パターンデータと前記実微分波形パターンデータとを比較した結果を用いて前記任意の時刻の残り膜厚さを算出するステップと、
前記残り膜厚さを用いて前記処理の目標への到達を判定するステップとを備えたプラズマ処理方法。
- 請求項1に記載のプラズマ処理方法であって、
前記処理中の複数の任意の時刻の各々において、前記2つの基本微分波形パターンデータを用いて前記検出用微分波形パターンデータを作成し、当該検出用微分波形パターンデータと各時刻の実微分波形パターンデータとを比較した結果を用いて前記各時刻の残り膜厚さを算出するプラズマ処理方法。
- 請求項1または2に記載のプラズマ処理方法であって、
前記2つの基本微分波形パターンデータ各々と前記実微分波形パターンデータとの最小の差分同士の比率を用いて前記2つの基本微分波形パターンデータを内挿して前記検出用微分波形パターンデータを作成するプラズマ処理方法。
- 請求項1または2に記載のプラズマ処理方法であって、
前記任意の時刻において、前記検出用微分波形パターンデータと前記実微分波形パターンデータとを比較しこれらの差が最小となる検出用微分波形パターンデータの残り厚さを前記任意の時刻の残り膜厚さとして記憶すると共に当該任意の時刻の残り膜厚さと予め記憶された前記処理中の前記任意の時刻より前の時刻における前記残り膜厚さとを用いて改めて前記任意の時刻の残り膜厚さを算出し、
前記改めて算出した前記残り膜厚さを用いて前記処理の目標への到達を判定するプラズマ処理方法。
- 真空容器の内部に配置された処理室と、この処理室内に配置されウエハがその上面に載置される試料台とを備え、前記ウエハの上面に予め形成された膜構造に含まれる処理対象の膜を前記処理室内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理中に前記ウエハ表面から得られた複数の波長の干渉光の強度を検出し、
前記処理中の任意の時刻に検出した前記複数の波長の干渉光の強度からそれらの時間微分の時系列データを検出し、前記複数の波長についての前記時系列データを用いて波長をパラメータとする実微分波形パターンデータを検出し、この実微分波形パターンデータと前記ウエハの処理の前に予め2つの異なる下地膜の厚さを有した膜構造の前記処理対象の膜の残り厚さと前記干渉光の波長をパラメータとする基本微分波形パターンデータを用いて作成した検出用微分波形パターンデータとを比較した結果を用いて前記任意の時刻の残り膜厚さを算出し、この残り膜厚さを用いて前記処理の目標への到達を判定するプラズマ処理装置。
- 請求項5に記載のプラズマ処理装置であって、
前記処理中の複数の任意の時刻の各々において、前記2つの基本微分波形パターンデータを用いて前記検出用微分波形パターンデータを作成し、当該検出用微分波形パターンデータと各時刻の実微分波形パターンデータとを比較した結果を用いて前記各時刻の残り膜厚さを算出するプラズマ処理装置。
- 請求項5または6に記載のプラズマ処理装置であって、
前記2つの基本微分波形パターンデータ各々と前記実微分波形パターンデータとの最小の差分同士の比率を用いて前記2つの基本微分波形パターンデータを内挿して前記検出用微分波形パターンデータを作成するプラズマ処理装置。
- 請求項5または6に記載のプラズマ処理装置であって、
前記任意の時刻において、前記検出用微分波形パターンデータと前記実微分波形パターンデータとを比較しこれらの差が最小となる検出用微分波形パターンデータの残り厚さを前記任意の時刻の残り膜厚さとして記憶すると共に当該任意の時刻の残り膜厚さと予め記憶された前記処理中の前記任意の時刻より前の時刻における前記残り膜厚さとを用いて改めて前記任意の時刻の残り膜厚さを算出し、前記改めて算出した前記残り膜厚さを用いて前記処理の目標への到達を判定するプラズマ処理装置。
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