JP6820902B2 - Plasma processing equipment, data processing equipment and data processing method - Google Patents

Plasma processing equipment, data processing equipment and data processing method Download PDF

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Description

本発明は、対象とされる系(装置、分析データ等)の一連の数値データにおけるデータ処理装置およびデータ処理方法に関する。 The present invention relates to a data processing device and a data processing method for a series of numerical data of a target system (device, analytical data, etc.).

対象とされる系において、一連の数値データをデータスムージング、データ予測する技術として、種々のモデルが提案されている。また、対象とされる系の状態を把握する目的で、データの変化点である極値(最大値、最小値)あるいは変曲点を検出するため、データの1次微分、2次微分等の微分処理が多用される。特に、ノイズ等を含む計測データ等の時系列データの場合は、高精度にデータスムージング処理、微分処理を行うことにより対象とされる系での変化点を検出し、対象とされる系の制御を行うことが重要な技術課題となっている。 Various models have been proposed as techniques for data smoothing and data prediction of a series of numerical data in the target system. In addition, for the purpose of grasping the state of the target system, in order to detect the extreme value (maximum value, minimum value) or inflection point that is the change point of the data, the first derivative, second derivative, etc. of the data Differentiation processing is often used. In particular, in the case of time-series data such as measurement data including noise, etc., the change point in the target system is detected by performing data smoothing processing and differential processing with high accuracy, and control of the target system is performed. Is an important technical issue.

従来のデータスムージング、データ予測する技術は、非特許文献1に記載されたようにカ−ブフィッティング法、移動平均法等がある。カーブフィッティング法には、特許文献1に記載されたように多項式適合法(Savitzky-Golay法)がある。また、デジタルフィルタとしては、バターワース型ローパスフィルタ等がある。さらに、移動平均法には、非特許文献2に記載されたように、指数平滑化法等がある。 Conventional data smoothing and data prediction techniques include a curve fitting method, a moving average method, and the like as described in Non-Patent Document 1. As a curve fitting method, there is a polynomial fitting method (Savitzky-Golay method) as described in Patent Document 1. Further, as a digital filter, there is a Butterworth type low-pass filter or the like. Further, the moving average method includes an exponential smoothing method and the like as described in Non-Patent Document 2.

非特許文献2には、1段指数平滑法(平滑化パラメータが1ケ)、2段指数平滑化法(平滑化パラメ−タが2ケ)が開示されており、需要供給予測等の経済関係の分野で利用されている。また、非特許文献3には、入力データ(特に逐次入力データ)に応じて平滑化係数が変化する、応答型1段指数平滑化法が開示されている。平滑化係数は、|相対誤差/絶対誤差|に応じて変化するケースとロジスティック関数に応じて変化するケースが記載されている。一般には、式(1)〜(4)に示す、平滑化係数を|相対誤差/絶対誤差|に応じて変化するケースを使用するケースが多い。 Non-Patent Document 2 discloses a one-step exponential smoothing method (one smoothing parameter) and a two-step exponential smoothing method (two smoothing parameters), and is related to economic relations such as supply and demand forecasting. It is used in the field of. Further, Non-Patent Document 3 discloses a response type one-stage exponential smoothing method in which a smoothing coefficient changes according to input data (particularly sequential input data). Cases in which the smoothing coefficient changes according to | relative error / absolute error | and cases in which the smoothing coefficient changes according to the logistic function are described. In general, there are many cases where the smoothing coefficient shown in Eqs. (1) to (4) changes according to | relative error / absolute error |.

データの平滑化:S1t+1 = α1t Y1t + (1 - α1t) S1t 式(1)
平滑化係数: α1t = |δαt/Δαt| 式(2)
相対誤差: δαt = A1(Y1t - S1t) + (1 - A1) δαt-1 式(3)
絶対誤差: Δαt = A1 |Y1t - S1t| + (1 - A1) Δαt-1 式(4)
ここで、入力データは、例えば、時系列データY1t:t=1、2、・・・とし、1期先の出力のデータの平滑化の予測値をSt+1とする。またA1は、任意の定数である。尚、各記号は、非特許文献3と異なるが、なるべく以下の実施例での記号と同一となるように記載した。
Data smoothing: S1 t + 1 = α1 t Y1 t + (1-α1 t ) S1 t Equation (1)
Smoothing coefficient: α1 t = | δα t / Δα t | Equation (2)
Relative error: δα t = A1 (Y1 t - S1 t) + (1 - A1) δα t-1 Equation (3)
Absolute error: Δα t = A1 | Y1 t --S1 t | + (1 --A1) Δα t-1 Equation (4)
Here, the input data is, for example, time series data Y1 t : t = 1, 2, ..., And the predicted value of smoothing of the output data one period ahead is S t + 1 . A1 is an arbitrary constant. Although each symbol is different from Non-Patent Document 3, it is described so as to be the same as the symbol in the following examples as much as possible.

従来のデータ微分処理する技術は、差分法が多用されることが多い。また、特許文献1、非特許文献4に記載されたように、多項式適合法(Savitzky-Golay法)が使用される場合もある。通常、多項式適合法(Savitzky-Golay法)は、複数の連続したデータを使用し、この連続データの期間の中心点での微分処理結果を導出する場合が多い。しかし、非特許文献4には、使用するデータの任意の点で、多項式適合法(Savitzky-Golay法)により、データスムージング処理および1次微分処理を行う方法が開示されている。 The finite difference method is often used in the conventional data differentiation processing technology. Further, as described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 4, the polynomial adaptation method (Savitzky-Golay method) may be used. Usually, the polynomial adaptation method (Savitzky-Golay method) uses a plurality of consecutive data and often derives the differential processing result at the center point of the period of the continuous data. However, Non-Patent Document 4 discloses a method of performing data smoothing processing and first-order differential processing by a polynomial matching method (Savitzky-Golay method) at any point of the data to be used.

ノイズ等を含む計測データ等の時系列データをデータスムージング処理し、1次微分処理、2次微分処理によりデータの変化点を検出し、対象とされる系を制御する例としては、特許文献2に「プラズマエッチング処理装置において、プラズマ発光からの分光強度信号データを移動平均処理によりデータスムージング処理し、1次微分値、2次微分値により、エッチング終点を判定する方法」が開示されている。また、非特許文献3には、1段指数平滑化法において、1期先予測値の誤差の総和を最小とすることにより、最適な平滑化パラメータを推定する方法が開示されている。 Patent Document 2 is an example of controlling a target system by performing data smoothing processing on time-series data such as measurement data including noise, detecting a change point of the data by primary differential processing, and secondary differential processing. Disclosed in "A method of smoothing spectral intensity signal data from plasma emission in a plasma etching processing apparatus by moving average processing and determining an etching end point based on a primary differential value and a secondary differential value". Further, Non-Patent Document 3 discloses a method of estimating the optimum smoothing parameter by minimizing the sum of the errors of the predicted values in the first period in the one-step exponential smoothing method.

特開2000−228397号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-228397 特開昭61-53728号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-53728

「データ処理の裏側」高橋和裕著、Journal of Surface Analysis Vol7.No 1(2000) p68-p77."The Behind the Scenes of Data Processing" by Kazuhiro Takahashi, Journal of Surface Analysis Vol7.No 1 (2000) p68-p77. 「時系列モデル入門」A.C.ハーベイ著、国友直人/山本拓訳、(1985)、p173、東京大学出版会、(原著:TIME SERIES MODELS by A.C.Harvey)"Introduction to Time Series Models" by A.C. Harvey, translated by Naoto Kunitomo / Taku Yamamoto, (1985), p173, University of Tokyo Press, (Original: TIME SERIES MODELS by A.C. Harvey) James W Taylor, Journal of Forecasting, 2004, (23), pp385-394.James W Taylor, Journal of Forecasting, 2004, (23), pp385-394. Peter A. Gorry, Anal. Chem. 1990, (62), pp570-573.Peter A. Gorry, Anal. Chem. 1990, (62), pp570-573.

計測データ等のように真の信号(シグナル)にノイズが加算されたデータよりノイズを除去するデータスムージング処理の場合、S/N比(シグナル/ノイズ比)を大きくすることが技術課題の1つである。データ微分処理の場合においてもS/N比(シグナル/ノイズ比)を大きくすることが技術課題の1つである。 In the case of data smoothing processing that removes noise from data in which noise is added to the true signal (signal) such as measurement data, increasing the S / N ratio (signal / noise ratio) is one of the technical issues. Is. Even in the case of data differentiation processing, increasing the S / N ratio (signal / noise ratio) is one of the technical issues.

例えば、特許文献1に記載されたように差分法によりデータ微分処理を行うとデータスムージング処理が十分でない場合、1次微分処理の出力結果は、ノイズが多く含まれ、スムーズ(平滑な)なデータでなく、S/N比(シグナル/ノイズ比)が小さくなる。上記データを使用して再度、差分法によりデータ微分処理を行うと、2次微分処理の出力結果は、更にノイズが増大し、スムーズなデータでなく、更にS/N比が小さくなる。即ち、データスムージング処理よりもデータ1次微分処理、更にデータ高次微分処理になる程、S/N比(シグナル/ノイズ比、以下、S/N比と称する)を大きくすることが難しい技術課題となる。 For example, if the data smoothing processing is not sufficient when the data differentiation processing is performed by the difference method as described in Patent Document 1, the output result of the first-order differentiation processing contains a lot of noise and is smooth (smooth) data. Instead, the S / N ratio (signal / noise ratio) becomes smaller. When the data differentiation processing is performed again by the difference method using the above data, the output result of the second-order differentiation processing further increases noise, is not smooth data, and further reduces the S / N ratio. That is, it is a technical problem that it is difficult to increase the S / N ratio (signal / noise ratio, hereinafter referred to as S / N ratio) as the data first-order differentiation processing and the data higher-order differentiation processing are performed rather than the data smoothing processing. It becomes.

データ処理には、全てのデータを取得した後、処理を行う方法(オフライン処理)とデータを取得しながら、処理を行う方法(オンライン処理、あるいは逐次データ処理)がある。オンライン処理の場合、データ処理結果をリアルタイムで利用して、例えば、プロセス処理装置の制御等に活用する場合が多い。このため、データ処理結果の遅延時間(真の処理結果との時間的なズレ量)が小さいことが技術課題の1つである。 Data processing includes a method of performing processing after acquiring all data (offline processing) and a method of performing processing while acquiring data (online processing or sequential data processing). In the case of online processing, the data processing result is often used in real time, for example, for controlling a process processing device. Therefore, one of the technical problems is that the delay time of the data processing result (the amount of time lag from the true processing result) is small.

差分法によるデータ微分処理で差分間隔を増加させると、1次微分処理の出力結果および2次微分処理の出力結果は、スムーズなデータとなり、S/N比は増大するが(但し、差分間隔には最適値がある)、時系列データ等のオンライン処理の場合、データ微分処理によるデータ遅延時間が増加するという課題がある。また、ローパスフィルタ等では、カットオフ周波数を減少させると、1次微分処理の出力データおよび2次微分処理の出力データは、スムーズなデータとなり、S/N比は増大するが(但し、カットオフ周波数には最適値がある)、上記と同様に、データ微分処理によるデータ遅延時間が増加するという課題がある。 If the difference interval is increased by the data differentiation process by the difference method, the output result of the first derivative process and the output result of the second derivative process will be smooth data, and the S / N ratio will increase (however, in the difference interval). Has an optimum value), and in the case of online processing of time-series data, there is a problem that the data delay time due to data differentiation processing increases. Further, in a low-pass filter or the like, when the cutoff frequency is reduced, the output data of the first-order differential processing and the output data of the second-order differential processing become smooth data, and the S / N ratio increases (however, the cutoff). There is an optimum value for the frequency), and there is a problem that the data delay time due to the data differentiation processing increases as described above.

また、多項式適合法(Savitzky-Golay法)によりデータ微分処理を行う場合、連続した複数のデータを必要とし、そのデータ期間の中心の時間での微分値を導出するのが、一般的である。このため、逐次データ処理の場合、少なくとも、最新データの時間から上記の中心のデータまでの時間差だけ原理的に時間遅延が発生するという課題がある。非特許文献4に記載の多項式適合法(Savitzky-Golay法)により最新のデータを取得した時点で微分値を導出した場合、通常の多項式適合法(Savitzky-Golay法)によりデータ中心点で微分値を導出した場合よりもデータ遅延時間は減少するが、その一方で、S/N比は減少する。 Further, when data differentiation processing is performed by the polynomial adaptation method (Savitzky-Golay method), it is common to require a plurality of consecutive data and derive a differential value at the time at the center of the data period. Therefore, in the case of sequential data processing, there is a problem that a time delay occurs in principle by at least the time difference from the time of the latest data to the data at the center. When the differential value is derived when the latest data is acquired by the polynomial matching method (Savitzky-Golay method) described in Non-Patent Document 4, the differential value at the data center point is derived by the ordinary polynomial matching method (Savitzky-Golay method). The data delay time is reduced as compared with the case where the above is derived, but on the other hand, the S / N ratio is reduced.

このため、使用するデータ数を増加すると、S/N比は増加して改善する。しかし、その一方で、多くのデータ数を使用することにより急激な変化に対する追随性(応答性)が劣化して使用するデータ数により応答性に限界が生じるという課題がある。具体的には、真のシグナルに含まれていた高周波成分が、データ処理後のシグナルでにおいて欠落するという課題である。 Therefore, as the number of data used increases, the S / N ratio increases and improves. However, on the other hand, there is a problem that the responsiveness to a sudden change deteriorates due to the use of a large number of data, and the responsiveness is limited depending on the number of data used. Specifically, there is a problem that the high frequency component contained in the true signal is missing in the signal after data processing.

Savitzky-Golay法は、複数のデータを2次曲線あるいは3次曲線にフィッティングするものである。このため、データ数を増加させると、フィッティング精度は向上する。しかし、データ数の期間により2次あるい3次曲線以上の変化には対応できないことが上記の高周波成分が欠落する理由である。 The Savitzky-Golay method fits a plurality of data into a quadratic curve or a cubic curve. Therefore, if the number of data is increased, the fitting accuracy is improved. However, the reason why the above-mentioned high-frequency component is missing is that it cannot cope with changes of quadratic or cubic curves or more depending on the period of the number of data.

さらにプラズマエッチング処理装置でのプラズマエッチングの終点判定方法として特許文献2に開示された方法があるが、この特許文献2に開示されたプラズマエッチングの終点判定方法に対して主に以下のような2つの課題がある。 Further, there is a method disclosed in Patent Document 2 as a method for determining the end point of plasma etching in a plasma etching processing apparatus, but the following 2 is mainly used for the method for determining the end point of plasma etching disclosed in Patent Document 2. There are two challenges.

現状の半導体デバイスは、高性能化および高集積化によりFin Field Effect Transistor(Fin FET)構造等の高段差構造を有している。また、通常のプラズマエッチングでは、疎部のパターンと密部のパターンとのエッチング性能差であるマイクロローディングが発生する。さらに被エッチング膜がウエハ面内で不均一の場合がある。 The current semiconductor device has a high step structure such as a FinField Effect Transistor (FinFET) structure due to high performance and high integration. Further, in normal plasma etching, microloading occurs, which is a difference in etching performance between the sparse portion pattern and the dense portion pattern. Further, the film to be etched may be non-uniform in the wafer surface.

これらのことから例えば、プラズマエッチングの終点判定に用いるプラズマ発光からの分光強度信号データの時系列データが2段で変化する場合がある。このようにプラズマ発光からの分光強度信号データの時系列データが2段で変化して1番目あるいは2番目の変化によりプラズマエッチングの終点判定を行う場合、1番目の変化と2番目の変化が短い期間で発生するため、データ処理が2回の変化に追従できずにプラズマエッチングの終点を検出できない。尚、ここでは、プラズマ発光からの分光強度信号データの時系列データが変化した時点をプラズマエッチングの終点としている。 From these facts, for example, the time series data of the spectral intensity signal data from the plasma emission used for determining the end point of the plasma etching may change in two stages. In this way, when the time series data of the spectral intensity signal data from plasma emission changes in two stages and the end point of plasma etching is determined by the first or second change, the first change and the second change are short. Since it occurs in a period, the data processing cannot follow the two changes and the end point of the plasma etching cannot be detected. Here, the time point at which the time series data of the spectral intensity signal data from the plasma emission changes is set as the end point of the plasma etching.

また、例えば、1次微分値あるいは2次微分値の遅延時間に対して短時間のプラズマエッチングにおいても1次微分値あるいは2次微分値を算出するデータ処理がプラズマ発光からの分光強度信号データの時系列データの変化に追従できない。つまり、プラズマエッチングの終点検出の応答性が不十分という課題がある。 Further, for example, even in plasma etching for a short time with respect to the delay time of the first-order differential value or the second-order differential value, the data processing for calculating the first-order differential value or the second-order differential value is the spectral intensity signal data from the plasma emission. Cannot follow changes in time series data. That is, there is a problem that the responsiveness of detecting the end point of plasma etching is insufficient.

次にプラズマエッチングのマスクパターンを大別すると、溝パターンと孔パターンがある。また、通常、孔パターンのウエハの開口率は、溝パターンのウエハの開口率より小さく、1%未満の開口率の場合もある。また、開口率が小さくなるに従ってプラズマ発光の分光強度の変化は小さくなる。 Next, the mask patterns for plasma etching are roughly classified into groove patterns and hole patterns. Further, usually, the aperture ratio of the wafer of the hole pattern is smaller than the aperture ratio of the wafer of the groove pattern, and the aperture ratio may be less than 1%. Further, as the aperture ratio becomes smaller, the change in the spectral intensity of plasma emission becomes smaller.

このため、例えば、1%未満の開口率のウエハの場合、プラズマ発光からの分光強度信号データの時系列データの変化が小さすぎるため、プラズマエッチングの終点検出が困難となる。つまり、低S/N比に対応できないという課題がある。尚、ここで開口率とはウエハ全体の面積に対する被エッチング面積の割合のことである。 Therefore, for example, in the case of a wafer having an aperture ratio of less than 1%, the change in the time series data of the spectral intensity signal data from the plasma emission is too small, and it becomes difficult to detect the end point of the plasma etching. In other words, there is a problem that it cannot cope with a low S / N ratio. Here, the aperture ratio is the ratio of the area to be etched to the area of the entire wafer.

非特許文献3には、入力データ(特に逐次入力データ)に応じて平滑化係数が変化する応答型1段指数平滑化法が開示されている。平滑化係数は、|相対誤差/絶対誤差|に応じて変化するケースとロジスティック関数に応じて変化するケースが記載されている。上記2ケースともに平滑化係数はデータ応答型だが、ベースは1段指数平滑化法なので、S/N比とデータ応答性を両立することが難しいという課題がある。 Non-Patent Document 3 discloses a responsive one-step exponential smoothing method in which the smoothing coefficient changes according to input data (particularly sequential input data). Cases in which the smoothing coefficient changes according to | relative error / absolute error | and cases in which the smoothing coefficient changes according to the logistic function are described. In both of the above two cases, the smoothing coefficient is a data response type, but since the base is a one-stage exponential smoothing method, there is a problem that it is difficult to achieve both an S / N ratio and data responsiveness.

また、ロジスティック関数を使用するケースは、平滑化係数の可動範囲に適した単に出力が0〜1となることが主な理由と推定され、平滑化係数と誤差との関係が十分には配慮されていなかった。このため、データスムージング処理のS/N比性能が必ずしも十分ではないという課題がある。さらにロジスティック関数には、複数のパラメータがあり、パラメータの設定が難しくて使い勝手が良くないという課題がある。 In addition, in the case of using the logistic function, it is presumed that the main reason is that the output suitable for the movable range of the smoothing coefficient is simply 0 to 1, and the relationship between the smoothing coefficient and the error is fully considered. I wasn't. Therefore, there is a problem that the S / N ratio performance of the data smoothing process is not always sufficient. Furthermore, the logistic function has a plurality of parameters, and there is a problem that it is difficult to set the parameters and it is not easy to use.

上述のようにデータスムージング処理、データ微分処理において、S/N比性能向上とデータ応答性能向上(遅延時間短縮)は、トレードオフ関係がある。データスム-ジング処理方法およびデータ微分処理方法では、データ処理の対象である入力データに応じて各データ処理方法のパラメータを最適化する必要がある。 As described above, in the data smoothing process and the data differentiation process, there is a trade-off relationship between the improvement of the S / N ratio performance and the improvement of the data response performance (reduction of the delay time). In the data smoothing processing method and the data differentiation processing method, it is necessary to optimize the parameters of each data processing method according to the input data to be processed.

従来は、データ処理のパラメータを順次変更してデータ処理を行い、各データスムージング処理波形、データ微分処理波形等のデータ処理波形、およびS/N比、遅延時間等の数値データを総合的に俯瞰して最適なパラメータを見出していた。しかしながら、上述の方法では、最適なパラメータを見出すのに長時間を要し、また、最適なパラメータを見出す時間短縮等には、データ処理の知識や経験が必要等の課題があった。 Conventionally, data processing is performed by sequentially changing data processing parameters, and a comprehensive bird's-eye view of each data smoothing processing waveform, data processing waveform such as data differential processing waveform, and numerical data such as S / N ratio and delay time. And found the optimum parameters. However, in the above method, it takes a long time to find the optimum parameter, and there is a problem that knowledge and experience of data processing are required to shorten the time to find the optimum parameter.

また、非特許文献3には、1段指数平滑化法において、1期先予測値の誤差の総和を最小とすることにより最適な平滑化パラメータを推定する方法が開示されている。しかし、この方法では、予測値の曲線のなめらかさについて配慮されていないため、変化点を検出する1次微分処理、2次微分処理において、ノイズが大きく、かつ、S/N比が良くないという課題があった。 Further, Non-Patent Document 3 discloses a method of estimating the optimum smoothing parameter by minimizing the sum of the errors of the predicted values in the first period in the one-step exponential smoothing method. However, in this method, since the smoothness of the curve of the predicted value is not taken into consideration, the noise is large and the S / N ratio is not good in the first-order differential processing and the second-order differential processing for detecting the change point. There was a challenge.

このため、本発明は、デ−タを処理するデータ処理装置を備えるプラズマ処理装置、デ−タを処理するデータ処理装置およびデータ処理方法において、高S/N比とデ−タ遅延時間の短縮やデータ応答性向上を両立できるプラズマ処理装置、データ処理装置およびデータ処理方法を提供する。また、入力データをデータスムージング処理、データ微分処理するのに最適なパラメータを簡便に自動で見出すことができるプラズマ処理装置、データ処理装置およびデータ処理方法を提供する。 Therefore, the present invention has a high S / N ratio and a reduction in data delay time in a plasma processing device including a data processing device for processing data, a data processing device for processing data, and a data processing method. And provide a plasma processing device, a data processing device, and a data processing method that can achieve both improvement in data responsiveness. Further, the present invention provides a plasma processing apparatus, a data processing apparatus, and a data processing method capable of easily and automatically finding the optimum parameters for data smoothing processing and data differentiation processing of input data.

本発明は、入力データと平滑化されたデータの予測値との誤差に応じて平滑化パラメータを変化させる応答型2段指数平滑法を用いてデータを処理するデータ処理方法において、入力データと平滑化されたデータの予測値との誤差をパラメータとした、確率密度関数(正規分布型関数、ガウス分布型関数)を用いて、平滑化パラメータの応答性係数を導出することを特徴とする。 The present invention is a data processing method for processing data using a responsive two-stage exponential smoothing method in which the smoothing parameter is changed according to an error between the input data and the predicted value of the smoothed data. It is characterized in that the responsiveness coefficient of the smoothing parameter is derived by using a probability density function (normal distribution type function, Gaussian distribution type function) with the error from the predicted value of the converted data as a parameter.

また、本発明は、入力データと平滑化されたデータの予測値との誤差に応じて平滑化パラメータを変化させる応答型2段指数平滑法を用いてデータを処理するデータ処理方法において、入力データと平滑化されたデータの予測値との誤差を指数荷重移動平均し、該指数荷重移動平均の係数が、平滑化データの傾きに応じて変化する、応答型加算係数を用いることを特徴とする。 Further, the present invention is a data processing method for processing data by using a response type two-stage exponential smoothing method in which a smoothing parameter is changed according to an error between an input data and a predicted value of the smoothed data. It is characterized by using an exponential load transfer average of the error between and the predicted value of the smoothed data, and using a responsive addition coefficient in which the coefficient of the exponential load transfer average changes according to the slope of the smoothed data. ..

また、本発明は、2段指数平滑法を用いてデータを処理するデータ処理方法において、連続した複数の入力データを用いて、後退型Savitzky-Golay法でデータスムージング処理を行った結果を、2段指数平滑化法のデータの平滑化の式の入力データとして用い、連続した複数の該データの平滑化の予測値を用いて、後退型Savitzky-Golay法で1次微分処理した結果を、2段指数平滑化の平滑化データの傾きの式に、データの平滑化の予測値の傾きの入力データとして用いることを特徴とする。 Further, according to the present invention, in a data processing method for processing data by using the two-stage exponential smoothing method, the result of performing data smoothing processing by the backward Savitzky-Golay method using a plurality of continuous input data is obtained in 2. The result of the first-order differential processing by the backward Savitzky-Golay method using the predicted values of the smoothing of a plurality of consecutive data used as the input data of the data smoothing formula of the step exponential smoothing method is 2 It is characterized in that it is used as input data of the slope of the predicted value of data smoothing in the formula of the slope of the smoothing data of the step exponential smoothing.

また、本発明は、試料をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、前記試料のプラズマ処理時の発光データを計測し、前記計測された発光データと平滑化された発光データの予測値との誤差に応じて平滑化パラメータを変化させる応答型2段指数平滑法を用いるとともに、入力データとデータの平滑化の予測値との誤差をパラメータとした、確率密度関数(正規分布型関数、ガウス分布型関数)により、平滑化パラメータの応答性係数を導出すること、あるいは入力データとデータの平滑化の予測値との誤差を指数荷重移動平均し、該指数荷重移動平均の係数が、平滑化データの傾きの予測値に応じて変化する、応答型加算係数を用いること、あるいは連続した複数の入力データを用いて、後退型Savitzky-Golay法でデータスムージング処理を行った結果を、2段指数平滑化法のデータの平滑化の式の入力データとして用い、更に連続した複数の該データの平滑化の予測値を用いて、後退型Savitzky-Golay法で1次微分処理した結果を、2段指数平滑化の平滑化データの傾きの式に、データの平滑化の予測値の傾きの入力データとして用いることの少なくとも1つを用いた、前記2段指数平滑法を活用して求められた、1次微分処理結果、あるいは2次微分処理結果の中で、少なくとも一つの処理結果に基づいて前記試料のプラズマ処理状態あるいは前記試料のプラズマ処理状態の変化を検出し、検出結果に応じて前記試料のプラズマ処理を制御することを特徴とする。 Further, the present invention measures the light emission data at the time of plasma processing of the sample in the plasma processing method for plasma processing the sample, and responds to the error between the measured light emission data and the predicted value of the smoothed light emission data. A probability density function (normal distribution type function, Gaussian distribution type function) that uses the response-type two-stage exponential smoothing method that changes the smoothing parameter and uses the error between the input data and the predicted value of data smoothing as a parameter. To derive the responsiveness coefficient of the smoothing parameter, or to average the error between the input data and the predicted value of smoothing of the data by exponential load transfer average, and the coefficient of the exponential load transfer average is the gradient of the smoothing data. The result of data smoothing by the backward Savitzky-Golay method using a responsive addition coefficient that changes according to the predicted value or using a plurality of continuous input data is obtained by the two-stage exponential smoothing method. The result of first-order differential processing by the receding Savitzky-Golay method using the input data of the data smoothing formula and the predicted values of the smoothing of a plurality of consecutive data is used for two-stage exponential smoothing. First-order differential processing obtained by utilizing the two-stage exponential smoothing method, which uses at least one of the smoothing data slope equations as input data for the slope of the predicted value of data smoothing. In the result or the second-order differential processing result, a change in the plasma processing state of the sample or the plasma processing state of the sample is detected based on at least one processing result, and the plasma processing of the sample is performed according to the detection result. It is characterized by controlling.

また、本発明は、処理されるデータを受け取るデータ入出力装置と、前記データ入出力装置データが受け取った前記データを記憶する記憶装置と、入力データと入力データの平滑化の予測値との誤差に応じて平滑化パラメータを変化させる応答型2段指数平滑法を用いるとともに、入力データとデータの平滑化の予測値との誤差をパラメータとした、確率密度関数(正規分布型関数、ガウス分布型関数)により、平滑化パラメータの応答性係数を導出すること、あるいは入力データとデータの平滑化の予測値との誤差を指数荷重移動平均し、該指数荷重移動平均の係数が、データの平滑化の傾きの予測値に応じて変化する、応答型加算係数を用いること、あるいは連続した複数の入力データを用いて、後退型Savitzky-Golay法でデータスムージング処理を行った結果を、2段指数平滑化法のデータの平滑化の式の入力データとして用い、更に連続した複数の該データの平滑化の予測値を用いて、後退型Savitzky-Golay法で1次微分処理した結果を、2段指数平滑化の平滑化データの傾きの式に、データの平滑化の予測値の傾きの入力データとして用いることの少なくとも1つを用いた、前記2段指数平滑法のデータ処理プログラムを記憶するデータ処理プログラム記憶装置と、前記データ処理プログラムに基づいてデータ処理を行うデータ演算処理装置とを備えたことを特徴とするデータ処理装置である。 Further, in the present invention, there is an error between the data input / output device that receives the data to be processed, the storage device that stores the data received by the data input / output device data, and the input data and the predicted value of smoothing of the input data. A probability density function (normal distribution type function, Gaussian distribution type) that uses a response-type two-stage exponential smoothing method that changes the smoothing parameter according to the error and uses the error between the input data and the predicted value of data smoothing as a parameter. By (function), the responsiveness coefficient of the smoothing parameter is derived, or the error between the input data and the predicted value of data smoothing is exponentially loaded with moving average, and the coefficient of the exponentially loaded moving average is the smoothing of the data. Two-step exponential smoothing is the result of data smoothing by the backward Savitzky-Golay method using a response-type addition coefficient that changes according to the predicted value of the slope of, or using a plurality of continuous input data. The result of first-order differential processing by the backward Savitzky-Golay method using the input data of the smoothing formula of the data of the conversion method and the predicted values of the smoothing of a plurality of consecutive data is used as a two-stage index. Data processing for storing the data processing program of the two-stage exponential smoothing method using at least one of the smoothing data slope equations used as input data for the slope of the predicted value of data smoothing. It is a data processing device including a program storage device and a data calculation processing device that performs data processing based on the data processing program.

また、本発明は、制御対象となる処理室と、前記処理室に関連するデータを取得する計測装置と、入力データと入力データの平滑化の予測値との誤差に応じて平滑化パラメータを変化させる応答型2段指数平滑法を用いるとともに、入力データとデータの平滑化の予測値との誤差をパラメータとした、確率密度関数(正規分布型関数、ガウス分布型関数)により、平滑化パラメータの応答性係数を導出すること、あるいは入力データとデータの平滑化の予測値との誤差を指数荷重移動平均し、該指数荷重移動平均の係数が、データの平滑化の傾きの予測値に応じて変化する、応答型加算係数を用いること、あるいは連続した複数の入力データを用いて、後退型Savitzky-Golay法でデータスムージング処理を行った結果を、2段指数平滑化法のデータの平滑化の式の入力データとして用い、更に連続した複数の該データの平滑化の予測値を用いて、後退型Savitzky-Golay法で1次微分処理した結果を、2段指数平滑化の平滑化データの傾きの式に、データの平滑化の予測値の傾きの入力データとして用いることの少なくとも1つを用いた、前記2段指数平滑法のデータ処理プログラムに基づいてデータ処理を行うデータ演算処理装置と、前記データ演算処理装置により求められたデータ処理結果を利用して、前記処理室の状態あるいは前記処理室の状態の変化を検出し、検出結果に応じて前記処理室を制御する制御装置とを備えることを特徴とする処理装置である。 Further, the present invention changes the smoothing parameter according to an error between the processing chamber to be controlled, the measuring device that acquires the data related to the processing chamber, and the input data and the predicted value of smoothing of the input data. In addition to using the response-type two-stage exponential smoothing method, the smoothing parameter is determined by the probability density function (normal distribution type function, Gaussian distribution type function) with the error between the input data and the predicted value of data smoothing as a parameter. Derivation of the responsiveness coefficient or exponential load transfer averaging of the error between the input data and the predicted value of data smoothing, and the coefficient of the exponential load moving average depends on the predicted value of the slope of data smoothing. The result of data smoothing by the backward Savitzky-Golay method using a variable, responsive addition coefficient, or using multiple consecutive input data, is used to smooth the data by the two-stage exponential smoothing method. The result of the first-order differential processing by the receding Savitzky-Golay method using the input data of the equation and the predicted values of smoothing of a plurality of consecutive data is the inclination of the smoothing data of the two-stage exponential smoothing. A data calculation processing device that performs data processing based on the data processing program of the two-stage exponential smoothing method using at least one of the input data of the gradient of the predicted value of data smoothing in the formula of It is provided with a control device that detects a change in the state of the processing chamber or the state of the processing chamber by using the data processing result obtained by the data calculation processing device and controls the processing chamber according to the detection result. It is a processing device characterized by this.

さらに、本発明は、試料台に載置された試料がプラズマ処理される処理室と、前記試料のプラズマ処理時の発光データを取得する計測装置と、前記計測装置により取得されたデータとデータの平滑化の予測値との誤差に応じて平滑化パラメータを変化させる応答型2段指数平滑法を用いるとともに、入力データとデータの平滑化の予測値との誤差をパラメータとした、確率密度関数(正規分布型関数、ガウス分布型関数)により、平滑化パラメータの応答性係数を導出すること、あるいは入力データと平滑化されたデータの予測値との誤差を指数荷重移動平均し、該指数荷重移動平均の係数が、平滑化データの傾きの予測値に応じて変化する、応答型加算係数を用いること、あるいは連続した複数の入力データを用いて、後退型Savitzky-Golay法でデータスムージング処理を行った結果を、2段指数平滑化法のデータの平滑化の式の入力データとして用い、更に連続した複数の該データの平滑化の予測値を用いて、後退型Savitzky-Golay法で1次微分処理した結果を、2段指数平滑化の平滑化データの傾きの式に、データの平滑化の予測値の傾きの入力データとして用いることの少なくとも1つを用いた、前記2段指数平滑法のデータ処理プログラムに基づいてデータ処理を行うデータ演算処理装置と、前記データ演算処理装置により求められたデータ処理結果を利用して、前記試料のプラズマ処理状態あるいは前記試料のプラズマ処理状態の変化を検出し、検出結果に応じて前記処理室を制御する制御装置とを備えることを特徴とする処理装置である。 Further, the present invention comprises a processing chamber in which a sample placed on a sample table is subjected to plasma processing, a measuring device for acquiring light emission data during plasma processing of the sample, and data and data acquired by the measuring device. A probability density function (a probability density function that uses a response-type two-stage exponential smoothing method that changes the smoothing parameter according to the error from the predicted smoothing value and uses the error between the input data and the predicted smoothing value as a parameter. Derivation of the responsiveness coefficient of the smoothing parameter by (normal distribution type function, Gaussian distribution type function), or exponential load transfer averaging of the error between the input data and the predicted value of the smoothed data, and the exponential load transfer Data smoothing is performed by the backward Savitzky-Golay method using a responsive addition coefficient in which the average coefficient changes according to the predicted value of the slope of the smoothed data, or using a plurality of consecutive input data. The result is used as the input data of the data smoothing formula of the two-stage exponential smoothing method, and further, using the predicted values of the smoothing of a plurality of consecutive data, the receding Savitzky-Golay method is used for the first-order differentiation. The two-stage exponential smoothing method, wherein the processed result is used as input data for the inclination of the predicted value of data smoothing in the expression for the slope of the smoothing data of the two-stage exponential smoothing. A change in the plasma processing state of the sample or the plasma processing state of the sample is detected by using the data processing device that performs data processing based on the data processing program and the data processing result obtained by the data calculation processing device. The processing device is provided with a control device that controls the processing chamber according to the detection result.

さらに本発明は、離散化され、連続した、複数の数値データを入力データとし、データスムージング処理、あるいはデータ微分処理を行い、少なくとも1つのパラメータを有する、データ処理方法において、入力データとデータスムージング処理結果との平均二乗誤差と、データスムージング処理結果の2次微分の二乗平均値に、任意の数値の係数を乗じたものを、加算した数値を、評価関数をとし、該評価関数を最小とすることを指標し、該データ処理のパラメータを導出することを特徴とする、データ処理方法である。 Further, the present invention is a data processing method in which a plurality of discrete, continuous, numerical data are used as input data, data smoothing processing or data differentiation processing is performed, and the data processing method has at least one parameter, and the input data and data smoothing processing are performed. The evaluation function is the value obtained by multiplying the average square error of the result and the square average value of the second-order differential of the data smoothing processing result by the coefficient of an arbitrary numerical value, and the evaluation function is minimized. This is a data processing method characterized by deriving the parameters of the data processing by indexing the fact.

本発明によれば、デ−タを処理するデータ処理装置を備えるプラズマ処理装置、デ−タを処理するデータ処理装置およびデータ処理方法において、データ処理結果のS/N比向上とデータ処理結果の応答性向上(デ−タ処理結果の遅延時間低減)を両立することができる。また、データ処理方法の最適パラメータを簡便かつ短時間に自動で見出すことができる。これにより、ユーザビリティが良い、データ処理装置、データ処理方法および処理室を制御する制御装置とを備えることを特徴とする処理装置を提供することができる。 According to the present invention, in a plasma processing device provided with a data processing device for processing data, a data processing device for processing data, and a data processing method, the S / N ratio of the data processing result is improved and the data processing result is improved. It is possible to achieve both improved responsiveness (reduction of delay time of data processing results). In addition, the optimum parameters of the data processing method can be easily and automatically found in a short time. As a result, it is possible to provide a processing device having good usability, including a data processing device, a data processing method, and a control device for controlling a processing room.

実施例1に係るデ−タ処理装置1の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the data processing apparatus 1 which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係るデータ処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the data processing which concerns on Example 1. FIG. 乱数データにおいて、平均値からの予測値のズレ量の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of the deviation amount of the predicted value from the mean value in random number data. 図3Aのデータにおいて、ズレ量/標準偏差σと応答係数Ftとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the deviation amount / standard deviation σ, and the response coefficient F t in the data of FIG. 3A. データ処理の入力となる信号出力の傾きの変化例を示す図である。It is a figure which shows the change example of the slope of the signal output which becomes the input of data processing. 実施例1に係る有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the magnetic field microwave plasma etching apparatus which concerns on Example 1. FIG. エッチング終点検出のための代表的なデータ処理のフロー図である。It is a flow chart of typical data processing for etching end point detection. 実施例1に係るデータ処理装置1において図2のデータ処理フローを用いて式(33)〜式(42)の応答型2段指数平滑化法(タイプIV)を用いた場合のデータ処理結果である。The data processing result when the response type two-stage exponential smoothing method (type IV) of equations (33) to (42) is used in the data processing apparatus 1 according to the first embodiment using the data processing flow of FIG. is there. 式(5)〜式(14)の応答型2段指数平滑化法(タイプI)にてN=0とした場合のデータ処理結果である。This is the data processing result when N = 0 in the response type two-stage exponential smoothing method (type I) of equations (5) to (14). 式(5)〜式(14)の応答型2段指数平滑化法(タイプI)にてN=1とした場合のデータ処理結果である。This is the data processing result when N = 1 in the response type two-stage exponential smoothing method (type I) of equations (5) to (14). 式(5)〜式(14)の応答型2段指数平滑化法(タイプI)にてN=5とした場合のデータ処理結果である。This is the data processing result when N = 5 in the response type two-stage exponential smoothing method (type I) of equations (5) to (14). タイプIの応答型2段指数平滑化法(N=0)の1つのパラメータを順次変化させた場合における、入力データ(Y1t)とデータスムージング処理結果(S1t)を示す(A)と、2次微分処理結果(B2t)を示す(B)とからなる図である。The input data (Y1 t ) and the data smoothing processing result (S1 t ) when one parameter of the type I responsive two-stage exponential smoothing method (N = 0) is sequentially changed are shown in (A). It is a figure which consists of (B) which shows the 2nd order differential processing result (B2 t ). 図11の場合において、平均二乗誤差であるE、2次微分の二乗平均であるDおよび評価関数であるWのパラメータ依存性を示した図である。In the case of FIG. 11, it is a figure which showed the parameter dependence of E which is a mean square error, D which is the root mean square of the second order differential, and W which is an evaluation function. 図12における、評価関数Wを用いて自動で導出した×印の位置のパラメータを使用した場合の、入力データ(Y1t)とデータスムージング処理結果(S1t)を示す(A)と、2次微分処理結果(B2t)を示す(B)とからなる図である。(A) showing the input data (Y1 t ) and the data smoothing processing result (S1 t ) when the parameter of the position marked with × automatically derived by using the evaluation function W in FIG. 12 is used, and the second order. It is a figure which consists of (B) which shows the differential processing result (B2 t ).

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1ないし図10を用いて本発明の第1の実施例に係るデータ処理装置を説明する。ここでは、有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置において、高精度のエッチング処理を目的としたプラズマ分光によるエッチング終点検出に本発明を適用した例について説明する。 First, the data processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. Here, an example in which the present invention is applied to etching end point detection by plasma spectroscopy for the purpose of high-precision etching processing in a magnetic field microwave plasma etching apparatus will be described.

図1に、第1の実施例のデ−タ処理装置1の構成図を示す。本実施例では、デ−タ処理装置1は、デ−タ入出力装置2、記憶装置であるデータ記憶装置3、データ処理プログラム記憶装置4、データ演算処理装置5で構成され、相互にデータ移動が可能なように接続されている。 FIG. 1 shows a configuration diagram of the data processing device 1 of the first embodiment. In this embodiment, the data processing device 1 is composed of a data input / output device 2, a data storage device 3 which is a storage device, a data processing program storage device 4, and a data calculation processing device 5, and data is transferred to each other. Is connected so that

また、必要に応じて上記に加え、データ表示装置(図示省略)が設けられる。データ処理装置1は、対象とする系6(装置、分析データ等)とデータを入出力することができる。これにより、対象とする系6を高精度に制御する。本実施例の場合、対象とする系6は、マイクロ波プラズマ処理装置である。また、データ処理装置1は、単独で使用しても良く、デ−タ解析等に利用することができる。 Further, in addition to the above, a data display device (not shown) is provided as needed. The data processing device 1 can input / output data to and from the target system 6 (device, analysis data, etc.). As a result, the target system 6 is controlled with high accuracy. In the case of this embodiment, the target system 6 is a microwave plasma processing apparatus. Further, the data processing device 1 may be used alone, and can be used for data analysis and the like.

データ入出力装置2は、処理データ、データ処理プログラムのパラメータ等を入出力することができる。データ入出力装置2は、対象とする系6等より一括あるいは逐次に処理するデータを受け取る。データ入出力装置2により受け取られたデータは、RAM等のデータ記憶装置3で記憶され、RAM等のデータ処理プログラム記憶装置4に記憶されたデータ処理プログラムに従ってデータ演算処理装置5によってデータスムージング処理、データ微分処理を行われる。データ演算処理装置5によるデータの演算後、データ入出力装置2によってデータスムージング処理結果データ、データ微分処理結果データを対象とする系6等に出力して対象とする系6の制御に利用する。 The data input / output device 2 can input / output processing data, parameters of a data processing program, and the like. The data input / output device 2 receives data to be processed collectively or sequentially from the target system 6 or the like. The data received by the data input / output device 2 is stored in the data storage device 3 such as RAM, and the data smoothing process is performed by the data calculation processing device 5 according to the data processing program stored in the data processing program storage device 4 such as RAM. Data differentiation processing is performed. After the data is calculated by the data calculation processing device 5, the data smoothing processing result data and the data differentiation processing result data are output to the target system 6 or the like by the data input / output device 2 and used for controlling the target system 6.

データ処理プログラムに記憶されているデータ処理方法の全体フロー図を図2に示す。一括あるいは逐次に処理するデータを受け取り、デ−タが入力される。入力データは、時系列データY1t:t=1、2、・・・とした。次に後述する方法により初期値を導出する。次に1回目の2段指数平滑化処理を行い、1回目出力のデータの平滑化の予測値S1tと平滑化されたデータの傾きの予測値B1tを得る。 FIG. 2 shows an overall flow diagram of the data processing method stored in the data processing program. Receives data to be processed collectively or sequentially, and data is input. The input data was time series data Y1 t : t = 1, 2, ... Next, the initial value is derived by the method described later. Next, the first two-stage exponential smoothing process is performed to obtain the predicted value S1 t for smoothing the data of the first output and the predicted value B1 t for the slope of the smoothed data.

この場合、下記式(5)〜式(14)に示されたタイプIの応答型2段指数平滑化処理法で処理した。 In this case, the treatment was carried out by the type I responsive two-stage exponential smoothing processing method shown in the following equations (5) to (14).

データの平滑化 :S1t = α1t Y1t + (1 - α1t) (S1t-1 + B1t-1) 式(5)
平滑化されたデータの傾き:B1t= γ1t (S1t - S1t-1) + (1 -γ1t) B1t-1 式(6)
平滑化係数: α1t = (Kα-Lα) Fα+ Lα 式(7)
応答係数: Fαt = (|δαt/Δαt|+φ)N 式(8)
相対誤差: δαt = A1(Y1t - S1t) + (1 - A1) δαt-1 式(9)
絶対誤差: Δαt = A1 |Y1t - S1t| + (1 - A1) Δαt-1 + φ 式(10)
平滑化係数: γ1t = (Kγ-Lγ) Fγ+ Lγ 式(11)
応答係数: Fγt = (|δγt/Δγt|+φ)N 式(12)
相対誤差: δγt =A2{(S1t - S1t-1)- B1t}+(1 - A2)δγt-1 式(13)
絶対誤差: Δγt =A2|(S1t - S1t-1)- B1t|+(1 - A2) Δγt-1+φ 式(14)
ここで、入力データは、例えば、時系列データY1t:t=1、2、・・・とし、出力のデータの平滑化の予測値S1tと平滑化されたデータの傾きの予測値B1tを逐次データ処理により得ることができる。また、Kα、Lα、Kγ、Lγ、N、A1、A2、φは、任意の定数である。但し、1> Kα> Lα>0、1>Kγ > Lγ>0、1>A1>0、1>A2>0である。φは、絶対誤差ΔαtおよびΔγt、または、応答係数FαtおよびFγtがゼロ値となるのを回避するためにある。また、通常の演算に影響が非常に少なくなるようにφとして極微小値が選択される。
Data smoothing: S1 t = α1 t Y1 t + (1-α1 t ) (S1 t-1 + B1 t-1 ) Equation (5)
Slope of smoothed data: B1 t = γ1 t (S1 t --S1 t -1 ) + (1 -γ1 t ) B1 t-1 Equation (6)
Smoothing coefficient: α1 t = (K α -L α ) F α + L α equation (7)
Response factor: F αt = (| δα t / Δα t | + φ) N (8)
Relative error: δα t = A1 (Y1 t - S1 t) + (1 - A1) δα t-1 Equation (9)
Absolute error: Δα t = A1 | Y1 t --S1 t | + (1 --A1) Δα t-1 + φ equation (10)
Smoothing coefficient: γ1 t = (K γ -L γ ) F γ + L γ equation (11)
Response factor: F γt = (| δγ t / Δγ t | + φ) N (12)
Relative error: δγ t = A2 {(S1 t - S1 t-1) - B1 t} + (1 - A2) δγ t-1 Equation (13)
Absolute error: Δγ t = A2 | (S1 t - S1 t-1) - B1 t | + (1 - A2) Δγ t-1 + φ Equation (14)
Here, the input data is, for example, time series data Y1 t : t = 1, 2, ..., And the predicted value S1 t for smoothing the output data and the predicted value B1 t for the slope of the smoothed data. Can be obtained by sequential data processing. In addition, K α , L α , K γ , L γ , N, A1, A2, and φ are arbitrary constants. However, 1> K α > L α > 0, 1> K γ > L γ > 0, 1>A1> 0, 1>A2> 0. φ is the absolute error [Delta] [alpha] t and [Delta] [gamma] t, or response factors F [alpha] t and F [gamma] t is in order to avoid a zero value. In addition, a very small value is selected as φ so that the influence on the normal calculation is very small.

式(8)、式(12)においてN=0の場合、応答係数Fα=1、Fγ=1となり、平滑化係数αt=Kα、γt=Kγとなって一定値となる。従って、N=0の場合は、通常の2段指数平滑化法となる。N=1の場合、各平滑化係数は、各相対誤差/絶対誤差に比例して、Kα〜Lα、Kγ〜Lγの範囲を変化する応答型2段指数平滑化法となる。同様にN=5の場合、各平滑化係数は、各相対誤差/絶対誤差の5乗に比例して、Kα〜Lα、Kγ〜Lγの範囲を変化する応答型2段指数平滑化法となる。 When N = 0 in Eqs. (8) and (12), the response coefficients F α = 1 and F γ = 1, and the smoothing coefficients α t = K α and γ t = K γ , which are constant values. .. Therefore, when N = 0, the usual two-stage exponential smoothing method is used. When N = 1, each smoothing coefficient is a response-type two-stage exponential smoothing method in which the range of K α to L α and K γ to L γ is changed in proportion to each relative error / absolute error. Similarly, when N = 5, each smoothing coefficient changes in the range of K α to L α and K γ to L γ in proportion to the fifth power of each relative error / absolute error. It becomes a conversion method.

応答型2段指数平滑化法は、各相対誤差/絶対誤差が小さい場合に各平滑化係数を小さくしてデータスムージング性能を向上させる。一方、各相対誤差/絶対誤差が大きい場合は、各平滑化係数を大きくしてデータ応答性能を向上させる。データスムージング性能とデータ応答性能は、トレードオフ関係にあり、両者のバランスは、上記N値で変化するため、入力データの特性に応じて、上記N値を選択する。 The responsive two-stage exponential smoothing method improves the data smoothing performance by reducing each smoothing coefficient when each relative error / absolute error is small. On the other hand, when each relative error / absolute error is large, each smoothing coefficient is increased to improve the data response performance. The data smoothing performance and the data response performance are in a trade-off relationship, and the balance between the two changes with the above N value. Therefore, the above N value is selected according to the characteristics of the input data.

次に前述の初期値の導出方法を説明する。一般に、2段指数平滑化処理における、データの平滑化の予測値S1の初期値および平滑化されたデータの傾きの予測値B1の初期値は、例えば、次の方法で導出される。データの平滑化の予測値S1の初期値は、S11=入力データY11(方法A1)、あるいはS11=初期N個の入力データの平均値({Y11+Y12+・・・+Y1N}/N)等(方法A2)で導出される。 Next, the above-mentioned method of deriving the initial value will be described. In general, the initial value of the predicted value S1 for data smoothing and the initial value of the predicted value B1 for the slope of the smoothed data in the two-stage exponential smoothing process are derived by, for example, the following method. The initial value of the predicted value S1 for data smoothing is S1 1 = input data Y1 1 (method A1), or S1 1 = average value of the initial N input data ({Y1 1 + Y1 2 + ... +) Derived by Y1 N } / N) etc. (method A2).

平滑化されたデータの傾きの予測値B1の初期値は、B11=Y12-Y11(方法B1)、B21={(Y12-Y11)+(Y14-Y13)}/2等(方法B2)で導出される。一般に2段指数平滑化処理は、データ処理の開始直後において誤差が大きいという課題があった。その原因の1つは、上記従来の導出方法による初期値が真の初期のデータの平滑化の予測値、真の初期の平滑化されたデータの傾きの予測値との誤差が大きいことにあった。 The initial value of the predicted value B1 of the slope of the smoothed data is B1 1 = Y1 2 -Y1 1 (method B1), B2 1 = {(Y1 2 -Y1 1 ) + (Y1 4 -Y1 3 )} / Derived by 2nd magnitude (method B2). In general, the two-stage exponential smoothing process has a problem that an error is large immediately after the start of data processing. One of the causes is that the initial value by the above-mentioned conventional derivation method has a large error between the predicted value of the true initial smoothing of the data and the predicted value of the slope of the true initial smoothed data. It was.

ここでは、所望のN個のデータ入力開始後初期のデータY1t(t=1、2、・・・、N)を用いて最小2乗法により多項式近似式を導出する。また、初期10個の等時間の間隔の時系列データを使用した。上記で導出された多項式近似式より入力データの直前t=0の仮想データであるデータの平滑化の予測値S10、平滑化されたデータの傾きの予測値B10を導出する。 Here, a polynomial approximation formula is derived by the least squares method using the initial data Y1 t (t = 1, 2, ..., N) after the start of inputting N desired data. We also used the initial 10 time-series data at equal-time intervals. From the polynomial approximation formula derived above, the predicted value S1 0 for smoothing the data, which is virtual data immediately before the input data t = 0, and the predicted value B1 0 for the slope of the smoothed data are derived.

ここでは、多項式近似式として直線1次式を使用し、データの平滑化の予測値S10、平滑化されたデータの傾きの予測値B10は、各々、式(15)、式(16)により導出される。
データの平滑化の予測値S10 = { 330 Y11 + 275 Y12 + 220 Y13 + 165 Y14
+ 110 Y15 + 55 Y16 + 0 Y17 - 55 Y18 - 110 Y19
- 165 Y110 } / 825 式(15)
平滑化されたデータの傾きの予測値B10 = { -45 Y11 - 35 Y12 - 25 Y13 - 15 Y14
- 5 Y15 + 5 Y16 + 15 Y17 + 25 Y18 + 35 Y19
+ 45 Y110 } / 825 式(16)

また、図2に記載された2回目の2段指数平滑化処理における、データの平滑化の予測値の初期値S21と平滑化されたデータの傾きの予測値の初期値B21は、各々、S21=S11、B21=0に設定している。上記の初期値設定方法は、データ入力開始後初期の入力データも誤差が少なく、高精度にデータスムージング処理、データ微分処理できるという効果がある。
Here, a linear linear equation is used as the polynomial approximation equation, and the predicted value S1 0 for smoothing the data and the predicted value B1 0 for the slope of the smoothed data are Eqs. (15) and (16), respectively. Derived by.
Predicted data smoothing value S1 0 = {330 Y1 1 + 275 Y1 2 + 220 Y1 3 + 165 Y1 4
+ 110 Y1 5 + 55 Y1 6 + 0 Y1 7 --55 Y1 8 --110 Y1 9
--165 Y1 10 } / 825 Equation (15)
Predicted slope of smoothed data B1 0 = {-45 Y1 1 --35 Y1 2 --25 Y1 3 --15 Y1 4
―― 5 Y1 5 + 5 Y1 6 + 15 Y1 7 + 25 Y1 8 + 35 Y1 9
+ 45 Y1 10 } / 825 Equation (16)

Further, in the second two-stage exponential smoothing process shown in FIG. 2, the initial value S2 1 of the predicted value of data smoothing and the initial value B2 1 of the predicted value of the slope of the smoothed data are respectively. , S2 1 = S1 1 and B2 1 = 0 are set. The above-mentioned initial value setting method has an effect that the initial input data after the start of data input also has a small error and can perform data smoothing processing and data differentiation processing with high accuracy.

ここでは、多項式近似式により入力データの直前t=0の仮想データであるデータの平滑化の予測値S10、平滑化されたデータの傾きの予測値B10を導出したが、t=1等、任意の時間の多項式近似式による各予測値を各初期値として使用しても良い。但し、この場合、t=0の仮想データを用いた場合よりも短時間ステップのデータスムージング処理、データ微分処理等には不利となる。 Here, the predicted value S1 0 for smoothing the data, which is virtual data immediately before the input data t = 0, and the predicted value B1 0 for the slope of the smoothed data are derived from the polynomial approximation formula, but t = 1 etc. , Each predicted value by the polynomial approximation formula of arbitrary time may be used as each initial value. However, in this case, it is disadvantageous for data smoothing processing, data differentiation processing, etc. in a shorter time step than when virtual data with t = 0 is used.

上述のように1回目の2段指数平滑化処理を行い、1回目出力のデータの平滑化の予測値S1tと平滑化されたデータの傾きの予測値B1tを得る。次に、1回目出力の平滑化されたデータの傾きの予測値B1tを2回目の入力データY2tとして下記式(17)及び式(18)による2回目の2段指数平滑化処理を行うことによって2回目出力のデータの平滑化の予測値S2tと平滑化されたデータの傾きの予測値B2tを得る。 As described above, the first two-stage exponential smoothing process is performed to obtain the predicted value S1 t for smoothing the data of the first output and the predicted value B1 t for the slope of the smoothed data. Next, the predicted value B1 t of the slope of the smoothed data of the first output is used as the second input data Y2 t , and the second two-stage exponential smoothing process is performed by the following equations (17) and (18). As a result, the predicted value S2 t for smoothing the data of the second output and the predicted value B2 t for the slope of the smoothed data are obtained.

データの平滑化 :S2t = α2 Y2t + (1 - α2) (S2t-1 + B2t-1) 式(17)
平滑化されたデータの傾き:B2t = γ2 (S2t - S2t-1) + (1 -γ2) B2t-1 式(18)
次にデータスムージング処理結果データS1t、デ−タ1次微分処理結果データS2t、データ2次微分処理結果データB2tは、一括あるいは逐次データとして出力される。ここで、2回目の2段指数平滑化における、データの平滑化の平滑化パラメータα2、平滑化され
たデータの傾きの平滑化パラメータγ2は、予め任意の定数に設定されている。但し、0<α2<1、0<γ2<1とする。1回目出力の平滑化されたデータの傾きの予測値B1tも1次微分処理結果に相当するため、これを使用しても良いが、データ結果のばらつきが大きいため、2回目の2段指数平滑化処理により、デ−タスム−ジング処理を行っている。
Data smoothing: S2 t = α2 Y2 t + (1-α2) (S2 t-1 + B2 t-1 ) Equation (17)
Slope of smoothed data: B2 t = γ2 (S2 t --S2 t-1 ) + (1 -γ2) B2 t-1 equation (18)
Next, the data smoothing processing result data S1 t , the data first-order differential processing result data S2 t , and the data second-order differential processing result data B2 t are output as batch or sequential data. Here, the smoothing parameter α2 for data smoothing and the smoothing parameter γ2 for the slope of the smoothed data in the second two-stage exponential smoothing are set to arbitrary constants in advance. However, 0 <α2 <1 and 0 <γ2 <1. Since the predicted value B1 t of the slope of the smoothed data of the first output also corresponds to the first-order differential processing result, this may be used, but since the data results vary widely, the second two-stage index A data smoothing process is performed by a smoothing process.

上述のタイプIの応答型2段指数平滑化法および2段指数平滑化処理を2回実施する方法によりデータスムージング処理結果、データ1次微分処理結果、データ2次微分処理結果等における、S/N比の増加と遅延時間の短縮を両立を大きく改善することができた。しかしながら、対象とする系の変化点を1次微分データや2次微分データにより検出し、対象とする装置を更に実時間に近く、更に高精度で制御する場合には、更に時間遅延の短縮や応答性の向上、更に高S/N比の両立等のデータ処理性能を向上を図ることにより対象とする装置の制御精度を向上することができる。 In the data smoothing processing result, the data first-order differential processing result, the data second-order differential processing result, etc. by the above-mentioned type I response type two-stage exponential smoothing method and the two-stage exponential smoothing processing performed twice, S / We were able to greatly improve both the increase in the N ratio and the reduction in the delay time. However, when the change point of the target system is detected by the first-order differential data or the second-order differential data and the target device is controlled closer to real time and with higher accuracy, the time delay can be further shortened. The control accuracy of the target device can be improved by improving the data processing performance such as improving the responsiveness and achieving both a high S / N ratio.

このため、図2の1回目の2段指数平滑化処理において、本実施例のタイプIIの場合は、下記式(19)〜式(24)を用いてデータ処理を行った。
データの平滑化 :S1t = α1t Y1t + (1 - α1t) (S1t-1 + B1t-1) 式(19)
平滑化されたデータの傾き:B1t = α1t (S1t - S1t-1) + (1 -α1t) B1t-1 式(20)
平滑化係数: α1t = (K - L) Ft+ L 式(21)
応答係数: Ft = 1 - Exp[-δαt 2/(2σt 2)] 式(22)
相対誤差: δαt = A1(Yt - S1t) + (1 - A1) δαt-1 式(23)
予測誤差分散: σt 2 = A1(Yt - S1t2 + (1 - A1)σt-1 2 式(24)
ここで、K、L、A1は、任意の定数である。但し、1> K> L>0、1>A1>0である。また、σtの初期値は、上述の初期値導出方法と同様に入力データにおいて、初期数点のデータを用いた多項式近似の結果と入力データとの誤差の標準偏差より算出した。また、応答係数Ftは、1から確率密度関数(正規分布型関数、ガウス分布型関数)を減算したものである。一般に、誤差は、正規分布となるケースが多い。このため、正規分布を表現する確率密度関数を利用した応答係数Ftとした。これにより誤差を最小化するのに適した平滑化係数をデータ変化に応じて設定することができる。
Therefore, in the first two-stage exponential smoothing process of FIG. 2, in the case of type II of this embodiment, data processing was performed using the following equations (19) to (24).
Data smoothing: S1 t = α1 t Y1 t + (1-α1 t ) (S1 t-1 + B1 t-1 ) Equation (19)
Slope of smoothed data: B1 t = α1 t (S1 t --S1 t -1 ) + (1 -α1 t ) B1 t-1 Equation (20)
Smoothing coefficient: α1 t = (K --L) F t + L equation (21)
Response coefficient: F t = 1 --Exp [-δα t 2 / (2σ t 2 )] Equation (22)
Relative error: δα t = A1 (Y t - S1 t) + (1 - A1) δα t-1 Equation (23)
Prediction error variance: σ t 2 = A1 (Y t --S1 t ) 2 + (1 --A1) σ t-1 2 equation (24)
Here, K, L, and A1 are arbitrary constants. However, 1>K>L> 0 and 1>A1> 0. Further, the initial value of σ t was calculated from the standard deviation of the error between the result of polynomial approximation using the data of several initial points and the input data in the input data in the same manner as the above-mentioned initial value derivation method. The response coefficient F t is obtained by subtracting the probability density function (normal distribution type function, Gaussian distribution type function) from 1. In general, the error often has a normal distribution. Therefore, the response coefficient F t using the probability density function that expresses the normal distribution is used. As a result, a smoothing coefficient suitable for minimizing the error can be set according to the data change.

図3Aに示すように例えば、平均0、標準偏差σ=1の正規分布に従う乱数データにおいて、予測値が最もおこり易い値、平均値からのズレ量を定義する。図3Bには、前記ズレ量/標準偏差σと応答係数Ftとの関係を示す。ここで、N=0、N=1、N=5は、式(5)から式(14)に示したタイプIの応答型2段指数平滑化法における応答係数である。1- PDFは、式(19)〜式(24)に示したタイプIIの確率密度関数を用いた応答型2段指数平滑化法における応答係数である。 As shown in FIG. 3A, for example, in random number data following a normal distribution with an average of 0 and a standard deviation of σ = 1, the value at which the predicted value is most likely to occur and the amount of deviation from the average value are defined. FIG. 3B shows the relationship between the deviation amount / standard deviation σ and the response coefficient F t . Here, N = 0, N = 1, and N = 5 are the response coefficients in the type I response type two-stage exponential smoothing method shown in equations (5) to (14). 1-PDF is the response coefficient in the response type two-stage exponential smoothing method using the type II probability density function shown in equations (19) to (24).

ここで、PDFは、確率密度関数(Probability Density Function)を示す。1-PDFは、N=5と類似の応答係数の特性を示すが、1-PDFは、N=5と比較してズレ量/標準偏差σ<約1の場合は、応答係数は大きく、ズレ量/標準偏差σ>約1の場合は、応答係数は小さい。この応答特性によりデータスムージング性能(S/N比)とデータ応答性(遅延時間の低減)の両立できる、データスムージング処理、データ微分処理ができるという効果がある。 Here, PDF shows a probability density function (Probability Density Function). 1-PDF shows characteristics of response coefficient similar to N = 5, but 1-PDF has a large response coefficient and deviation when the deviation amount / standard deviation σ <about 1 compared to N = 5. When the quantity / standard deviation σ> about 1, the response coefficient is small. Due to this response characteristic, there is an effect that data smoothing performance (S / N ratio) and data responsiveness (reduction of delay time) can be compatible, and data smoothing processing and data differentiation processing can be performed.

上述の1回目の2段指数平滑化処理において、本実施例のタイプIIIの場合、下記式(25)〜式(32)を用いてデータ処理を行った。
データの平滑化 :S1t = α1t Y1t + (1 - α1t) (S1t-1 + B1t-1) 式(25)
平滑化されたデータの傾き:B1t = α1t (S1t - S1t-1) + (1 -α1t) B1t-1 式(26)
平滑化係数: α1t = (K - L) Ft+ L 式(27)
応答係数: Ft = 1 - Exp[-δαt 2/(2σt 2)] 式(28)
相対誤差: δαt = A1t(Y1t - S1t) + (1 - A1t) δαt-1 式(29)
予測誤差分散: σt 2 = A1t(Y1t - S1t2 + (1 - A1tt-1 2 式(30)
応答型加算係数: A1t = MAX(A1、βtA1max) 式(31)
傾き係数 : βt = 1 - Exp[-Bt 2/(2 NN C)2] 式(32)
ここで、A1maxは、加算係数の上限値(0<A1max<1)であり、NNは感度係数で任意の定数である。またCは、上述の初期値導出方法と同様に入力データにおいて、初期数点のデータを用いた1次近似式の結果より算出した傾きである。タイプIIIは、タイプIIに応答型加算係数を導入したものであり、タイプIIIの式(25)〜式(30)は、タイプIIの式(19)〜式(24)とほぼ同じである。入力となる信号出力の傾きの変化の例を図4に示す。この場合には、初期値の算出期間での初期傾きCを基準として傾きが大きくなり、再び初期と同程度の傾きに変化する。
In the above-mentioned first two-stage exponential smoothing process, in the case of Type III of this example, data processing was performed using the following equations (25) to (32).
Data smoothing: S1 t = α1 t Y1 t + (1-α1 t ) (S1 t-1 + B1 t-1 ) Equation (25)
Slope of smoothed data: B1 t = α1 t (S1 t --S1 t -1 ) + (1 -α1 t ) B1 t-1 Equation (26)
Smoothing coefficient: α1 t = (K --L) F t + L equation (27)
Response coefficient: F t = 1 --Exp [-δα t 2 / (2σ t 2 )] Equation (28)
Relative error: δα t = A1 t (Y1 t - S1 t) + (1 - A1 t) δα t-1 Equation (29)
Prediction error variance: σ t 2 = A1 t (Y1 t --S1 t ) 2 + (1 --A1 t ) σ t-1 2 equation (30)
Response type addition coefficient: A1 t = MAX (A1, β t A1 max ) Equation (31)
Slope coefficient: β t = 1 --Exp [-B t 2 / (2 NN C) 2 ] Equation (32)
Here, A1 max is the upper limit of the addition coefficient (0 <A1 max <1), and NN is a sensitivity coefficient and is an arbitrary constant. Further, C is a slope calculated from the result of the first-order approximation formula using the data of several initial points in the input data as in the above-mentioned initial value derivation method. Type III is a type II with a response type addition coefficient introduced, and the formulas (25) to (30) of the type III are almost the same as the formulas (19) to (24) of the type II. FIG. 4 shows an example of a change in the slope of the input signal output. In this case, the slope increases with reference to the initial slope C in the calculation period of the initial value, and the slope changes to the same level as the initial slope again.

本実施例では、傾きの変化に応じて加算係数を変化させる。式(29)、式(30)より、加算係数A1tは、指数荷重平均処理の係数に相当する。従って、初期傾きに応じて指数荷重平均処理の係数を変化させる。つまり、初期傾きCと比較し、平滑化データの傾きB1tが大きくなった場合には、応答型加算係数A1tを小さくし、実効的に最新のデータの係数の比率が大きくなるようにして応答性を向上させる。応答型加算係数A1tは、まず式(32)により傾き係数βtを算出する。 In this embodiment, the addition coefficient is changed according to the change in inclination. From equations (29) and (30), the addition coefficient A1 t corresponds to the coefficient of exponential load averaging. Therefore, the coefficient of the exponential load averaging process is changed according to the initial slope. In other words, when the slope B1 t of the smoothed data becomes larger than the initial slope C, the response type addition coefficient A1 t is made smaller so that the ratio of the coefficients of the latest data is effectively increased. Improve responsiveness. For the response-type addition coefficient A1 t , the slope coefficient β t is first calculated by Eq. (32).

傾き係数βtは、前述の応答係数Ftと同様に確率密度関数(正規分布関数、ガウス型関数)を用いて算出している。応答型加算係数A1tは、式(31)により通常時に設定値A1を使用し、平滑化データの傾きが大きくなり、設定値A1よりもβtA1maxが大きくなった場合、この値を加算係数として使用する。但し、過度に応答性が良くなることを抑制するため、上限値A1maxを設定できる。 The slope coefficient β t is calculated using the probability density function (normal distribution function, Gaussian function) in the same manner as the response coefficient F t described above. For the response-type addition coefficient A1 t , the set value A1 is normally used according to equation (31), and when the slope of the smoothed data becomes large and β t A1 max becomes larger than the set value A1, this value is added. Used as a coefficient. However, the upper limit value A1 max can be set in order to prevent the responsiveness from becoming excessively improved.

応答型加算係数A1tの導入により平滑化されたデータの傾きが初期傾きと同程度の傾きの場合、加算係数を設定値に保つ。データの状態の変化を示す平滑化されたデータの傾きが大きくなった場合には、応答型加算係数A1tを大きくすることにより最新のデータの比重が大きくなるため、データ処理の応答性が更に向上するという効果がある。 If the slope of the data smoothed by the introduction of the responsive addition coefficient A1 t is the same as the initial slope, the addition coefficient is kept at the set value. When the slope of the smoothed data, which indicates a change in the data state, becomes large, the weight of the latest data increases by increasing the response-type addition coefficient A1 t , which further improves the responsiveness of data processing. It has the effect of improving.

上述の1回目の2段指数平滑化処理において、本実施例のタイプIVの場合は、下記式(33)〜式(42)を用いてデータ処理を行った。

データの平滑化 :S1t = α1t SGB0Dt + (1 - α1t) (S1t-1 + B1t-1) 式(33)
平滑化されたデータの傾き:B1t = α1t SGB1Dt + (1 -α1t) B1t-1 式(34)
SGB0Dt = (83Y1t + 54Y1t-1 + 30Y1t-2 + 11Y1t-3 - 3Y1t-4 - 12Y1t-5 -16Y1t-6
- 15Y1t-7 - 9Y1t-8 + 2Y1t-9 + 18Y1t-10 ) / 143 式(35)
SGB1Dt = (945S1t + 456S1t-1 + 67S1t-2 - 222S1t-3 - 411S1t-4 - 500S1t-5
- 489S1t-6 - 378S1t-7 - 167S1t-8 + 144S1t-9 + 555S1t-10) / 4290
式(36)
平滑化係数: α1t = (K - L) Ft+ L 式(37)
応答係数: Ft = 1 - Exp[-δαt 2/(2σt 2)] 式(38)
相対誤差: δαt = A1t(Yt - S1t) + (1 - A1t) δαt-1 式(39)
予測誤差分散: σt 2 = A1t(Yt - S1t2 + (1 - A1tt-1 2 式(40)
応答型加算係数: A1t = MAX(A1、βtA1max) 式(41)
傾き係数 : βt = 1 - Exp[-Bt 2/(2 NN C)2] 式(42)

ここで、SGB0Dtは、非特許文献3に記載の後退型Savitzky-Golay法により、連続した11項の入力データY1t〜Y1t-10を使用すると共に最新のデータY1tの時点におけるデータスムージング処理結果である。同様にSGB1Dtは、後退型Savitzky-Golay法により、連続した11項のデータの平滑化の予測値S1t〜S1t-10を使用すると共に最新のデータの平滑化の予測値S1tの時点における1次微分処理結果である。但し、非特許文献3には、一部誤記等があると思われ、修正し使用した。
In the above-mentioned first two-stage exponential smoothing process, in the case of Type IV of this example, data processing was performed using the following equations (33) to (42).

Data smoothing: S1 t = α1 t SGB0D t + (1-α1 t ) (S1 t-1 + B1 t-1 ) Equation (33)
Slope of smoothed data: B1 t = α1 t SGB1D t + (1 -α1 t ) B1 t-1 Equation (34)
SGB0D t = (83Y1 t + 54Y1 t-1 + 30Y1 t-2 + 11Y1 t-3 --3Y1 t-4 --12Y1 t-5 -16Y1 t-6
―― 15Y1 t-7 ―― 9Y1 t-8 + 2Y1 t-9 + 18Y1 t-10 ) / 143 Equation (35)
SGB1D t = (945S1 t + 456S1 t-1 + 67S1 t-2 --222S1 t-3 --411S1 t-4 --500S1 t-5
--489S1 t-6 --378S1 t-7 --167S1 t-8 + 144S1 t-9 + 555S1 t-10 ) / 4290
Equation (36)
Smoothing coefficient: α1 t = (K --L) F t + L equation (37)
Response coefficient: F t = 1 --Exp [-δα t 2 / (2σ t 2 )] Equation (38)
Relative error: δα t = A1 t (Y t - S1 t) + (1 - A1 t) δα t-1 Equation (39)
Prediction error variance: σ t 2 = A1 t (Y t --S1 t ) 2 + (1 --A1 t ) σ t-1 2 equation (40)
Response type addition coefficient: A1 t = MAX (A1, β t A1 max ) Equation (41)
Slope coefficient: β t = 1 --Exp [-B t 2 / (2 NN C) 2 ] Equation (42)

Here, SGB0D t uses the input data Y1 t to Y1 t-10 of 11 consecutive terms by the backward Savitzky-Golay method described in Non-Patent Document 3, and data smoothing at the time of the latest data Y1 t. This is the processing result. Similarly SGB1D t is the backward type Savitzky-Golay method, the time of the most recent predicted values S1 t of the smoothed data with using the predictive value S1 t ~S1 t-10 the smoothing data of consecutive 11 Section It is the result of the first-order differential processing in. However, Non-Patent Document 3 seems to have some errors and the like, and has been corrected and used.

式(33)、式(34)、式(37)〜式(42)は、前述のタイプIIIの式(25)〜式(32)と概ね同じである。2段指数平滑化法およびタイプIの応答型2段指数平滑化法の基本部分である式(5)、式(6)の意味は、各々、下記式(43)、式(44)である。
データの平滑化 :S1t = α1t (入力データ)t + (1 - α1t) (S1t-1 + B1t-1)
式(43)平滑化されたデータの傾き:B1t=γ1t(データの平滑化の予測値の傾き)t+(1 -γ1t)B1t-1
式(44)
タイプIVでは、式(43)の入力データの替わりに前処理として後退型Savitzky-Golay法を用いてデータスムージング処理した結果を用いている。また、式(44)の平滑化されたデータの予測値の傾きの替わりに前処理として後退型Savitzky-Golay法を用いて1次微分処理した結果を用いている。通常、多項式適合法(Savitzky-Golay法)は、複数の連続したデータを使用し、この連続データの期間の中心点でのデータ処理結果を導出する場合が多い。ここでは、これを中心型Savitzky-Golay法とする。これに対し、最新データの時点におけるデータ処理結果を導出する場合を後退型Savitzky-Golay法とする。
Equations (33), (34), and (37) to (42) are substantially the same as the above-mentioned Type III equations (25) to (32). The meanings of equations (5) and (6), which are the basic parts of the two-stage exponential smoothing method and the type I responsive two-stage exponential smoothing method, are the following equations (43) and (44), respectively. ..
Data smoothing: S1 t = α1 t (input data) t + (1-α1 t ) (S1 t-1 + B1 t-1 )
Equation (43) Slope of smoothed data: B1 t = γ1 t (Slope of predicted value of data smoothing) t + (1 -γ1 t ) B1 t-1
Equation (44)
In Type IV, the result of data smoothing processing using the backward Savitzky-Golay method is used as preprocessing instead of the input data of Eq. (43). In addition, instead of the slope of the predicted value of the smoothed data in Eq. (44), the result of first-order differential processing using the backward Savitzky-Golay method is used as preprocessing. Usually, the polynomial adaptation method (Savitzky-Golay method) uses a plurality of consecutive data and often derives the data processing result at the center point of the period of the continuous data. Here, this is referred to as the central Savitzky-Golay method. On the other hand, the case of deriving the data processing result at the time of the latest data is called the backward Savitzky-Golay method.

中心型Savitzky-Golay法の場合、連続データの中心点でのデータ処理結果を導出するため、データ処理に遅延時間が生じることは避けられない。Savitzky-Golay法は、使用するデータ数が多いほどS/N比は向上するが、中心型では、遅延時間が使用するデータ数とともに増加する。後退型Savitzky-Golay法の場合、最新データの時点におけるデータ処理結果を導出するので、データ処理の遅延はほとんどない。しかし、後退型は中心型よりも、S/N比は低下する。 In the case of the central Savitzky-Golay method, since the data processing result at the central point of continuous data is derived, it is inevitable that a delay time will occur in the data processing. In the Savitzky-Golay method, the S / N ratio improves as the number of data used increases, but in the central type, the delay time increases with the number of data used. In the case of the backward Savitzky-Golay method, since the data processing result at the time of the latest data is derived, there is almost no delay in data processing. However, the receding type has a lower S / N ratio than the central type.

検討の結果、中心型でデータ数5ケの場合と後退型でデータ数11ケの場合を比較した結果、ほぼ同程度のS/N比が得られると分かった。Savitzky-Golay法は、複数データを用
いて2次あるいは3次曲線に多項式近似するものであるため、データ数が増加すると、使用したデータ数の期間において3次以上の変化が生じる場合には対応できない。即ち、使用するデータ数が増加すると、高周波成分が欠落するリスクが生じる。
As a result of the examination, as a result of comparing the case of the central type with 5 data and the case of the backward type with 11 data, it was found that almost the same S / N ratio can be obtained. Since the Savitzky-Golay method is a polynomial approximation to a quadratic or cubic curve using multiple data, if the number of data increases, a change of the third order or higher occurs during the period of the number of data used. Can not. That is, as the number of data used increases, there is a risk that high frequency components will be lost.

以上を鑑みてタイプIVでは、式(33)の入力データに後退型Savitzky-Golay法データ数11ケのデータスムージング処理を使用し、式(34)のデータの平滑化の予測値の傾きに後退型Savitzky-Golay法データ数11ケのデータ1次微分処理値を使用した。このため、本実施例によれば、データ遅延時間を増加させず、また、データ処理の周波数特性を劣化を少なく抑えてデータスムージング処理、データ微分処理のS/N比を向上させる効果がある。タイプIVでは、後退型Savitzky-Golay法データ数11ケを使用したが、要求されるデータ処理性能に応じて他のデータ数を使用したり、あるいは中心型と後退型の中間等の時点でデータ処理を行うSavitzky-Golay法を使用しても良い。 In view of the above, in Type IV, the data smoothing process of 11 data of the backward Savitzky-Golay method data is used for the input data of the formula (33), and the slope of the predicted value of the smoothing of the data of the formula (34) is set back. Type Savitzky-Golay method Data of 11 data First-order differential processing values were used. Therefore, according to this embodiment, there is an effect that the data delay time is not increased, the frequency characteristic of the data processing is suppressed to a small extent, and the S / N ratio of the data smoothing processing and the data differentiation processing is improved. In Type IV, 11 pieces of backward Savitzky-Golay method data were used, but other data numbers may be used depending on the required data processing performance, or data may be used at some point between the central type and the backward type. The Savitzky-Golay method for processing may be used.

更にSavitzky-Golay法以外の前処理として入力データをデータスムージング処理した結果を式(43)の入力データとし、また、データの平滑化の予測値をデータ1次微分処理した結果を式(44)のデータの平滑化の予測値の傾きに使用しても良い。 Furthermore, the result of data smoothing processing of the input data as preprocessing other than the Savitzky-Golay method is used as the input data of Eq. (43), and the result of first-order differential processing of the predicted value of data smoothing is obtained by Eq. (44). It may be used for the slope of the predicted value of smoothing of the data of.

図5は、本発明の第1の実施例に係る有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置の縦断面図を示す。本実施例では、有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置が図1の対象とする系6(装置、分析データ等)に相当する。容器7、放電管8、石英板9及び石英窓10で区画された処理室11の内部を排気用開閉バルブ12を開とし、真空排気装置13により減圧する。エッチングガスは、マスフローコントロ−ラ(図示省略)を介してガス配管14を通り、石英板9と石英シャワープレート15の間を通過して石英シャワープレート15のガス孔から処理室11に導入される。処理室11に導入されたエッチングガスは、排気速度可変バルブ16により処理室11内の圧力を所望の圧力に調整される。 FIG. 5 shows a vertical cross-sectional view of the magnetic field microwave plasma etching apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the magnetic field microwave plasma etching apparatus corresponds to the target system 6 (device, analysis data, etc.) in FIG. The exhaust opening / closing valve 12 is opened inside the processing chamber 11 partitioned by the container 7, the discharge pipe 8, the quartz plate 9, and the quartz window 10, and the pressure is reduced by the vacuum exhaust device 13. The etching gas passes through the gas pipe 14 via a mass flow controller (not shown), passes between the quartz plate 9 and the quartz shower plate 15, and is introduced into the processing chamber 11 through the gas holes of the quartz shower plate 15. .. The etching gas introduced into the processing chamber 11 adjusts the pressure in the processing chamber 11 to a desired pressure by the exhaust speed variable valve 16.

また、処理室11は、コイル17、18とヨーク19により生成される磁場領域内にある。マグネトロン20から発振された、この場合周波数2.45GHzのマイクロ波は、アイソレータ(図示省略)、パワーモニタ(図示省略)、整合器21を経由して矩形導波管22
内を矩形TE10モードで伝播し、円矩形変換器23を経由して円形導波管24内を円形TE11モードで伝播する。その後、マイクロ波は、空洞共振器25に導入され、石英板9、石英シャワープレート15を透過して処理室11内に入射される。処理室11内には、導入される2.45GHzのマイクロ波と電子サイクロトロン共鳴を生じる磁束密度875Gaussの磁場領域が、処理室11の中心軸およびマイクロ波の導入方向に対し垂直に、また、処理室11の中心軸に対する断面方向に対して全面に形成されている。
Further, the processing chamber 11 is in a magnetic field region generated by the coils 17 and 18 and the yoke 19. Microwaves oscillated from the magnetron 20 in this case with a frequency of 2.45 GHz pass through an isolator (not shown), a power monitor (not shown), and a matching unit 21 to the rectangular waveguide 22.
It propagates in the rectangular TE10 mode, and propagates in the circular waveguide 24 via the circular rectangular converter 23 in the circular TE11 mode. After that, the microwave is introduced into the cavity resonator 25, passes through the quartz plate 9 and the quartz shower plate 15, and is incident on the processing chamber 11. In the processing chamber 11, a magnetic field region having a magnetic flux density of 875 Gauss that causes electron cyclotron resonance with the 2.45 GHz microwave introduced is perpendicular to the central axis of the processing chamber 11 and the microwave introduction direction, and in the processing chamber. It is formed on the entire surface in the cross-sectional direction with respect to the central axis of 11.

この2.45GHzのマイクロ波と875Gaussの磁場との相互作用により主に生成されたプラズマにより試料台であるウェハ載置用電極26に載置されたウェハ27がエッチング処理される。また、試料であるウェハ27のエッチング形状を制御するため、ウェハ載置用電極26には整合器(図示省略)を介して高周波電源28が接続され、高周波電圧を印加することが可能になっている。また、ウェハ載置用電極26には、チラーユニット(図示省略)が接続され、ウェハ27の温度を制御することができる。 The wafer 27 mounted on the wafer mounting electrode 26, which is a sample table, is etched by the plasma mainly generated by the interaction between the 2.45 GHz microwave and the 875 Gauss magnetic field. Further, in order to control the etching shape of the wafer 27 as a sample, a high frequency power supply 28 is connected to the wafer mounting electrode 26 via a matching device (not shown), and a high frequency voltage can be applied. There is. Further, a chiller unit (not shown) is connected to the wafer mounting electrode 26, and the temperature of the wafer 27 can be controlled.

処理室11、ウェハ27、ウェハ載置用電極26は、各々同軸に配置されている。また、エッチングガスを導入する石英シャワープレート15のガス孔領域、真空排気部である排気用開閉バルブ12、排気速度可変バルブ16、真空排気装置13も処理室11に対し各々同軸に配置されている。このため、ウェハ27上でのガス流れは同軸対称である。磁場を生成するコイル17、18、ヨーク19も処理室11に対して同軸に配置されているため、処理室11内の磁場プロファイル、磁束875Gaussの電子サイクロトロン共鳴領域は処理室11に対し同軸に形成される。また、円形導波管24、空洞共振器25も処理室11に対し同軸に配置されているため、処理室11に導入されるマイクロ波も処理室11に対し同軸に導入される。 The processing chamber 11, the wafer 27, and the wafer mounting electrode 26 are arranged coaxially with each other. Further, the gas hole region of the quartz shower plate 15 into which the etching gas is introduced, the exhaust opening / closing valve 12 which is a vacuum exhaust portion, the exhaust speed variable valve 16, and the vacuum exhaust device 13 are also arranged coaxially with the processing chamber 11. .. Therefore, the gas flow on the wafer 27 is coaxially symmetric. Since the coils 17, 18 and yoke 19 that generate the magnetic field are also arranged coaxially with respect to the processing chamber 11, the magnetic field profile in the processing chamber 11 and the electron cyclotron resonance region of the magnetic flux 875Gauss are formed coaxially with the processing chamber 11. Will be done. Further, since the circular waveguide 24 and the cavity resonator 25 are also arranged coaxially with the processing chamber 11, the microwave introduced into the processing chamber 11 is also introduced coaxially with the processing chamber 11.

磁場が処理室11に対し同軸に生成され、マイクロ波も処理室11に対し同軸に導入されるため、磁場とマイクロ波との相互作用によって形成されるプラズマは、処理室11に対し同軸に生成される。これにより、プラズマ中の電子やイオンは、ウェハ27に対し同軸に輸送される。また、エッチングガスの流れも処理室11に対し同軸であるため、プラズマにより生成されたラジカルやウェハ27のエッチングによる反応生成物もウェハ27に対し同軸に導入、排気される。従って、エッチングレートや材料選択比やエッチング形状等のエッチングプロセス処理性能をウェハ面内で均一性良くエッチング処理することができる。 Since the magnetic field is generated coaxially with the processing chamber 11 and the microwave is also introduced coaxially with the processing chamber 11, the plasma formed by the interaction between the magnetic field and the microwave is generated coaxially with the processing chamber 11. Will be done. As a result, the electrons and ions in the plasma are transported coaxially with the wafer 27. Further, since the flow of the etching gas is also coaxial with the processing chamber 11, radicals generated by plasma and reaction products obtained by etching the wafer 27 are introduced and exhausted coaxially with the wafer 27. Therefore, the etching process processing performance such as the etching rate, the material selection ratio, and the etching shape can be uniformly etched on the wafer surface.

処理室11で生成されたプラズマからであり処理室11側方からの発光は、石英窓10及び光ファイバー29を通過して分光器30に導入され、光強度の波長依存性の時系列データとして出力される。また、処理室11上方からのプラズマからの発光は、石英シャワープレート15、石英板9、空洞共振器25、円形導波管24、円矩形変換器23及び光ファイバー31を通過して分光器32に導入され、光強度の波長依存性の時系列データとして出力される。 The light emitted from the plasma generated in the processing chamber 11 and from the side of the processing chamber 11 is introduced into the spectroscope 30 through the quartz window 10 and the optical fiber 29, and is output as wavelength-dependent time-series data of the light intensity. Will be done. Further, the light emitted from the plasma from above the processing chamber 11 passes through the quartz shower plate 15, the quartz plate 9, the cavity resonator 25, the circular waveguide 24, the circular rectangular converter 23, and the optical fiber 31 to the spectroscope 32. It is introduced and output as wavelength-dependent time-series data of light intensity.

処理室11には、エッチングガスおよびウェハ27からのエッチング反応生成物が導入され、これらがマイクロ波と磁場の相互作用により、解離し、プラスマを生成する。このため、処理室11で生成されたプラズマからの発光には、エッチングガスおよびエッチング反応生成物の構成される原子、分子、ラジカルおよびこれらの反応物の情報が含まれている。 Etching gas and etching reaction products from the wafer 27 are introduced into the processing chamber 11, and these are dissociated by the interaction between the microwave and the magnetic field to generate a plasma. Therefore, the light emitted from the plasma generated in the processing chamber 11 includes information on the atoms, molecules, radicals, and the reactants constituting the etching gas and the etching reaction product.

例えば、パターンマスクの下方にpoly-Si膜とSiO2膜が配置されたSi基板の代表的なpoly-Siエッチングでは、下地SiO2と高選択比でPoly-Siエッチングすることが要求される。エッチングガスは、ハロゲン系ガスが使用され、エッチング反応生成物には、被エッチング材料であるSiとハロゲンが含まれる。エッチング反応生成物は、プラズマにより再解離されるため、プラズマからのSiに起因した波長288nmの発光の光強度を分光器30あるいは分光器32でモニタする。 For example, in a typical poly-Si etching of a Si substrate in which a poly-Si film and a SiO 2 film are arranged below a pattern mask, it is required to perform Poly-Si etching with a high selectivity with the underlying SiO 2. A halogen-based gas is used as the etching gas, and the etching reaction product contains Si and halogen, which are materials to be etched. Since the etching reaction product is re-dissociated by the plasma, the light intensity of the emission of 288 nm wavelength due to Si from the plasma is monitored by the spectroscope 30 or the spectroscope 32.

この場合、poly-Si膜のエッチングが終了し、下地SiO2が出現した場合、下地SiO2のエッチレートは小さいため、Siに起因した波長288nmのプラズマ発光強度が急激に減少し、遂には一定値に近づく。このプラズマ発光の変化をモニタしてエッチング処理の終点検出を行う。 In this case, when the etching of the poly-Si film is completed and the underlying SiO2 appears, the etching rate of the underlying SiO2 is small, so the plasma emission intensity at a wavelength of 288 nm due to Si sharply decreases and finally reaches a constant value. Get closer. The change in plasma emission is monitored to detect the end point of the etching process.

処理室11側方からのプラズマの発光には、エッチングガスとエッチング反応生成物の情報が含まれるが、処理室11上方からのプラズマの発光には、上記情報に加え、プラズマ光がウェハ27の膜構造および段差構造で干渉を生じるため、ウェハ27の膜構造および段差構造の情報も含んでいる。このプラズマの発光データを解析することによりエッチング中の膜厚、エッチング深さなどをモニタすることができる。本実施例では、簡単のために処理室11側方からのプラズマの発光データをエッチング終点モニタに使用した。 エッチング終点検出のための代表的なデータ処理フローを図6に示す。入力デ−タY1tは、エッチング中のプラズマ発光強度の変化を模擬した式(45)の評価関数で作成した。 The emission of plasma from the side of the processing chamber 11 includes information on the etching gas and the etching reaction product, but the emission of plasma from above the processing chamber 11 includes the plasma light of the wafer 27 in addition to the above information. Since interference occurs in the film structure and the step structure, information on the film structure and the step structure of the wafer 27 is also included. By analyzing the emission data of this plasma, it is possible to monitor the film thickness, etching depth, etc. during etching. In this embodiment, for the sake of simplicity, plasma emission data from the side of the processing chamber 11 was used for the etching end point monitor. A typical data processing flow for detecting the etching end point is shown in FIG. The input data Y1 t was created by the evaluation function of Eq. (45) simulating the change in plasma emission intensity during etching.

Y1t =H/[1+exp{ -A(t - T)}]+C t+D+F (R - 0.5) 式(45)
ここで、H、A、T、C、D、Fは、任意の定数、Rは0〜1の乱数である。上記評価関数を使用すれば、データスムージング処理、1次微分処理、2次微分処理の解析的な真値が既知であるため、種々のデータ処理方法において、真値との絶対誤差、データ処理に伴なう遅延時間、S/N比(シグナル/ノイズ比)等のデータ処理性能を比較、評価することができる。
Y1 t = H / [1 + exp {-A (t --T)}] + C t + D + F (R -0.5) Equation (45)
Here, H, A, T, C, D, and F are arbitrary constants, and R is a random number from 0 to 1. If the above evaluation function is used, the analytical true value of the data smoothing process, the primary differential processing, and the secondary differential processing is known. Therefore, in various data processing methods, the absolute error from the true value and the data processing can be used. Data processing performance such as the accompanying delay time and S / N ratio (signal / noise ratio) can be compared and evaluated.

図6に示すようにエッチング終点のための代表的なデータ処理フローは、図6(A)に示すような入力データ波形を図6(B)に示すようにデータスムージング処理を行った後、図6(C)に示すように1次微分処理、図6(D)に示すように2次微分処理を行う。ノイズが多く含まれる入力データは、データスムージング処理により変化点が明瞭となる。この変化点を1次微分処理ではピーク値の点(時間)として2次微分処理ではゼロクロスする点(時間)として検出する。ゼロクロスする点(時間)を基準にエッチング終点を判断し、エッチング装置を制御し、高精度のエッチング処理を行う。 As shown in FIG. 6, a typical data processing flow for the etching end point is shown in FIG. 6 after performing data smoothing processing on the input data waveform as shown in FIG. 6 (A) as shown in FIG. 6 (B). The first-order differential processing is performed as shown in 6 (C), and the second-order differential processing is performed as shown in FIG. 6 (D). For input data containing a lot of noise, the change point becomes clear by the data smoothing process. This change point is detected as a peak value point (time) in the first derivative processing and as a zero crossing point (time) in the second derivative processing. The etching end point is determined based on the zero crossing point (time), the etching apparatus is controlled, and high-precision etching processing is performed.

変化点は、1次微分処理のピーク、2次微分処理のゼロクロスによって順次、より明確により簡便に判断できるが、シグナル強度の絶対値は、順次小さくなる。このため、S/N比の高いデータ処理が重要となる。特に、被エッチング面積が小さい低開口率のマスクパターンのエッチングの場合は、エッチング終点前後のプラズマ発光強度の変化が小さいため、更に高S/N比のデータ処理が必要となる。 The change point can be determined more clearly and more easily by the peak of the first derivative processing and the zero cross of the second derivative process, but the absolute value of the signal intensity becomes smaller and smaller. Therefore, data processing with a high S / N ratio is important. In particular, in the case of etching a mask pattern having a small aperture ratio and a small area to be etched, the change in plasma emission intensity before and after the etching end point is small, so further data processing with a high S / N ratio is required.

一般にデータスムージング処理、データ微分処理では、S/N比が高くなると、遅延時間が長くなり、真値との絶対誤差が大きくなる。つまり、S/N比と遅延時間、絶対誤差は、トレードオフ関係となっており、S/N比、遅延時間、絶対誤差を同時に満足する、データスムージング処理、データ微分処理が必要である。 Generally, in data smoothing processing and data differentiation processing, the higher the S / N ratio, the longer the delay time and the larger the absolute error from the true value. That is, the S / N ratio, the delay time, and the absolute error are in a trade-off relationship, and data smoothing processing and data differentiation processing that simultaneously satisfy the S / N ratio, the delay time, and the absolute error are required.

本実施例では、図2のデータスムージング処理、データ微分処理フローを用いて図6のデータ処理を行う。また、図6の入力データは、図5の有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置におけるエッチング中のプラズマ発光をモニタする分光器30からの出力データに相当する。図5に示すように有磁場マイクロ波エッチング装置をシステムとして制御するシステム制御装置33(データ入出力装置、データ処理装置、データ表示装置等を含む)と本実施例のデータ処理装置1とが設けられている。データ処理装置1は、システム制御装置33の一部として、組み込まれても良い。 In this embodiment, the data processing of FIG. 6 is performed using the data smoothing process of FIG. 2 and the data differentiation processing flow. Further, the input data of FIG. 6 corresponds to the output data from the spectroscope 30 that monitors the plasma emission during etching in the magnetic field microwave plasma etching apparatus of FIG. As shown in FIG. 5, a system control device 33 (including a data input / output device, a data processing device, a data display device, etc.) that controls a magnetic field microwave etching device as a system and a data processing device 1 of the present embodiment are provided. Has been done. The data processing device 1 may be incorporated as a part of the system control device 33.

分光器30、分光器32からの出力データは、データ処理装置1に伝送される。データスムージング処理結果、データ1次微分結果、データ2次微分結果は、制御装置であるシステム制御装置33に伝送される。このデータスムージング処理結果、データ1次微分結果、データ2次微分結果に基づいてシステム制御装置33はエッチング終点判定を行い、有磁場マイクロ波エッチング装置をシステムとして制御する。エッチング終点判定では、主にプラズマ生成を制御するため、図5において、システム制御装置33は、マグネトロン20、高周波電源28への接続が図示されている。また、図5での図示は省略したが、システム制御装置33は、システムを構成する他の機器にも接続されている。 The output data from the spectroscope 30 and the spectroscope 32 is transmitted to the data processing device 1. The data smoothing processing result, the data first-order differentiation result, and the data second-order differentiation result are transmitted to the system control device 33, which is a control device. The system control device 33 determines the etching end point based on the data smoothing processing result, the data first-order differentiation result, and the data second-order differentiation result, and controls the magnetic field microwave etching device as a system. In FIG. 5, the system control device 33 is shown to be connected to the magnetron 20 and the high frequency power supply 28 in order to mainly control the plasma generation in the etching end point determination. Further, although not shown in FIG. 5, the system control device 33 is also connected to other devices constituting the system.

図7は、本発明の実施例のデータ処理装置1において、図2のデータ処理フローを用い、式(33)〜式(42)のタイプIVの応答型2段指数平滑化法を用いた場合のデータ処理結果である。図8は、式(5)〜式(14)のタイプIの応答型2段指数平滑化法において、N=0とした場合のデータ処理結果である。また、図9は、図8と同様でN=1とした場合のデータ処理結果である。図10は、図8と同様でN=5とした場合のデータ処理結果である。 FIG. 7 shows a case where the data processing apparatus 1 of the embodiment of the present invention uses the data processing flow of FIG. 2 and uses the responsive two-stage exponential smoothing method of type IV of equations (33) to (42). It is the data processing result of. FIG. 8 shows the data processing results when N = 0 in the type I responsive two-stage exponential smoothing method of equations (5) to (14). Further, FIG. 9 is a data processing result when N = 1 as in FIG. 8. FIG. 10 is the same as in FIG. 8 and shows the data processing result when N = 5.

図7〜図10において、(A)は、入力データ(Y1t)とデータスムジング処理結果(S1t)を示し、(B)は、1次微分処理結果(B1t)を示し、(C)は、1次微分スムージング処理結果(S2t)を示し、(D)は、2次微分処理結果(B2t)を示す。また、図7〜図10の入力データは、同一のものを使用した。 In FIGS. 7 to 10, (A) shows the input data (Y1 t ) and the data smoothing processing result (S1 t ), (B) shows the first-order differential processing result (B1 t ), and (C). ) Indicates the first-order differential smoothing processing result (S2 t ), and (D) indicates the second-order differential processing result (B2 t ). Further, the same input data in FIGS. 7 to 10 was used.

図7〜図10を比較すると、まず(A)のデータスムージング処理において、本発明のタイプIVの実施例である図7(A)は、タイプIの、図8(A)、図9(A)、図10(A)よりもデータスムージング処理結果が入力データの変化に追随しており、オーバーシュート等が少なく、さらに応答性が良く、誤差が小さいことが分かる。次に(C)の1次微分スムージング処理において、本発明のタイプIVの実施例である図7(C)は、タイプIの、図8(C)、図9(C)、図10(C)よりも1次微分のピークの時間が早く、また波形の半値幅も小さい。このため、データ処理の遅延時間が小さく、応答性が良いことが分かる。 Comparing FIGS. 7 to 10, first, in the data smoothing process of (A), FIG. 7 (A), which is an example of Type IV of the present invention, is of Type I, FIGS. 8 (A) and 9 (A). ), It can be seen that the data smoothing processing result follows the change of the input data as compared with FIG. 10A, has less overshoot and the like, has better responsiveness, and has a smaller error. Next, in the first-order differential smoothing process of (C), FIG. 7 (C), which is an example of Type IV of the present invention, shows Type I, FIGS. 8 (C), 9 (C), and 10 (C). ), The peak time of the first derivative is earlier, and the half width of the waveform is smaller. Therefore, it can be seen that the delay time of data processing is small and the responsiveness is good.

(D)の2次微分処理において、本発明のタイプIVの実施例である図7(D)は、タイプIの、図8(D)、図9(D)、図10(D)よりも、2次微分のゼロクロスの時間が
早く、また、2次微分波形の全体の幅も小さい。さらに波形もなめらかで、2次微分の信号強度も大きい。このため、データ処理の遅延時間が小さく、応答性が良く、S/N比も良いことが分かる。数値で比較すると、本発明のタイプIVの実施例である図7(D)、タイプI(N=0)の図8(D)、タイプI(N=1)の図9(D)、タイプI(N=5)の図10(D)の順で各々の2次微分波形のS/N比は、1862、68、621、957である。
In the second derivative processing of (D), FIG. 7 (D), which is an example of Type IV of the present invention, is more than that of Type I, FIGS. 8 (D), 9 (D), and 10 (D). The zero cross time of the second derivative is fast, and the overall width of the second derivative waveform is also small. Furthermore, the waveform is smooth and the signal strength of the second derivative is also large. Therefore, it can be seen that the delay time of data processing is small, the responsiveness is good, and the S / N ratio is also good. When compared numerically, FIG. 7 (D), which is an example of type IV of the present invention, FIG. 8 (D) of type I (N = 0), FIG. 9 (D) of type I (N = 1), type. The S / N ratios of the respective second derivative waveforms in the order of FIG. 10 (D) of I (N = 5) are 1862, 68, 621, and 957.

遅延時間は、2次微分波形のゼロクロス時間において、本発明の実施例である図7(D)は、タイプI(N=0)の図8(D)よりも3.9秒早く、タイプI(N=1)の図9(D)よりも1.6秒早く、タイプI(N=5)の図10(D)よりも0.9秒早く、遅延時間が短縮されている。このため、本発明の実施例では、遅延時間とS/N比がともに、タイプIよりも性能向上しており、遅延時間短縮(応答性向上)とS/N比向上を両立させる効果がある。 The delay time is 3.9 seconds earlier than that of FIG. 8 (D) of type I (N = 0) in FIG. 7 (D), which is an embodiment of the present invention, in the zero cross time of the second-order differential waveform. The delay time is shortened by 1.6 seconds earlier than FIG. 9 (D) of = 1) and 0.9 seconds earlier than FIG. 10 (D) of type I (N = 5). Therefore, in the embodiment of the present invention, both the delay time and the S / N ratio are improved as compared with the type I, and there is an effect of achieving both a reduction in the delay time (improvement in responsiveness) and an improvement in the S / N ratio. ..

従って、エッチング終点判定の基準となる1次微分のピークの点(時間)、2次微分のゼロクロスの点(時間)を明瞭に検出することができることが分かる。このため、本発明の実施例によれば、絶対値誤差が小さく、S/N比が高く、遅延時間が短い、データスムージング処理、データ微分処理をリアルタイムで逐次処理できるという効果がある。 Therefore, it can be seen that the peak point (time) of the first derivative, which is the reference for determining the etching end point, and the zero cross point (time) of the second derivative can be clearly detected. Therefore, according to the embodiment of the present invention, there are effects that the absolute value error is small, the S / N ratio is high, the delay time is short, and the data smoothing process and the data differential process can be sequentially processed in real time.

また、(B)1次微分処理において、本発明のタイプIVの実施例である図7(B)は、タイプIの、図8(B)、図9(B)、図10(B)よりも波形がなめらかである。これは、後退型Savitzky-Golay法による前処理の効果である。このため、図2の処理フローにおいて、2回目の入力データとなる、1回目の出力データ(S1t)、(B1t)がなめらかな波形であるため、2回目の2段指数平滑化の平滑化係数を大きくすることができる。これにより、2回目の出力である、1次微分スムージング結果(S2t)と2次微分処理結果(B2t)の遅延時間を短縮し、応答性を向上させることができる。 Further, in the (B) first-order differential processing, FIG. 7 (B), which is an example of the type IV of the present invention, is from FIGS. 8 (B), 9 (B), and 10 (B) of the type I. The waveform is smooth. This is the effect of pretreatment by the backward Savitzky-Golay method. Therefore, in the processing flow of FIG. 2, since the first output data (S1 t ) and (B1 t ), which are the second input data, have smooth waveforms, the smoothing of the second two-stage exponential smoothing is performed. The conversion factor can be increased. As a result, the delay time between the first-order differential smoothing result (S2 t ) and the second-order differential processing result (B2 t ), which are the second outputs, can be shortened and the responsiveness can be improved.

また、データスムージング処理結果およびデータ1次微分処理結果のみが必要な場合には、本実施例によれば、後退型Savitzky-Golay法による前処理の効果により1回目の2段指数平滑化処理によって1次微分のなめらかな波形が得られるため、2回目の2段指数平滑化処理を実施せずに1回目の出力データ(S1t)、(B1t)を用いても良い。この場合、データ処理プログラムが簡単となり、データ処理速度が向上するという効果がある。 Further, when only the data smoothing processing result and the data first-order differential processing result are required, according to this embodiment, the first two-stage exponential smoothing processing is performed by the effect of the preprocessing by the backward Savitzky-Golay method. Since a smooth waveform of the first derivative can be obtained, the first output data (S1 t ) and (B1 t ) may be used without performing the second two-stage exponential smoothing process. In this case, there is an effect that the data processing program becomes simple and the data processing speed is improved.

更に式(5)〜式(14)に示すタイプIの応答型2段指数平滑化法に後退型Savitzky-Golay法を適用した場合をタイプVとし、下記式(46)〜式(57)に示す。
データの平滑化 :S1t = α1t SGB0Dt + (1 - α1t) (S1t-1 + B1t-1) 式(46)
平滑化されたデータの傾き:B1t = γ1t SGB1Dt + (1 -γ1t) B1t-1 式(47)
SGB0Dt = (83Y1t + 54Y1t-1 + 30Y1t-2 + 11Y1t-3 - 3Y1t-4 - 12Y1t-5 -16Y1t-6
- 15Y1t-7 - 9Y1t-8 + 2Y1t-9 + 18Y1t-10 ) / 143 式(48)
SGB1Dt = (945S1t + 456S1t-1 + 67S1t-2 - 222S1t-3 - 411S1t-4 - 500S1t-5
- 489S1t-6 - 378S1t-7 - 167S1t-8 + 144S1t-9 + 555S1t-10) / 4290
式(49)
平滑化係数: α1t = (Kα-Lα) Fα+ Lα 式(50)
応答係数: Fαt = (|δαt/Δαt|+φ)N 式(51)
相対誤差: δαt = A1(Y1t - S1t) + (1 - A1) δαt-1 式(52)
絶対誤差: Δαt = A1 |Y1t - S1t| + (1 - A1) Δαt-1 + φ 式(53)
平滑化係数: γ1t = (Kγ-Lγ) Fγ+ Lγ 式(54)
応答係数: Fγt = (|δγt/Δγt|+φ)N 式(55)
相対誤差: δγt =A2{(S1t - S1t-1)- B1t}+(1 - A2)δγt-1 式(56)
絶対誤差: Δγt =A2|(S1t - S1t-1)- B1t|+(1 - A2) Δγt-1+φ 式(57)
タイプVの場合は、タイプIVよりも応答性等は劣るが、データ処理プログラムが簡単となると言う効果がある。要求されるデータ処理の性能に応じて必要なレベル、複雑さの方式を選択すれば良い。
Furthermore, the case where the receding Savitzky-Golay method is applied to the response-type two-stage exponential smoothing method of type I shown in equations (5) to (14) is defined as type V, and the following equations (46) to (57) are used. Shown.
Data smoothing: S1 t = α1 t SGB0D t + (1-α1 t ) (S1 t-1 + B1 t-1 ) Equation (46)
Slope of smoothed data: B1 t = γ1 t SGB1D t + (1 -γ1 t ) B1 t-1 Equation (47)
SGB0D t = (83Y1 t + 54Y1 t-1 + 30Y1 t-2 + 11Y1 t-3 --3Y1 t-4 --12Y1 t-5 -16Y1 t-6
―― 15Y1 t-7 ―― 9Y1 t-8 + 2Y1 t-9 + 18Y1 t-10 ) / 143 Equation (48)
SGB1D t = (945S1 t + 456S1 t-1 + 67S1 t-2 --222S1 t-3 --411S1 t-4 --500S1 t-5
--489S1 t-6 --378S1 t-7 --167S1 t-8 + 144S1 t-9 + 555S1 t-10 ) / 4290
Equation (49)
Smoothing coefficient: α1 t = (K α -L α ) F α + L α equation (50)
Response factor: F αt = (| δα t / Δα t | + φ) N Equation (51)
Relative error: δα t = A1 (Y1 t - S1 t) + (1 - A1) δα t-1 Equation (52)
Absolute error: Δα t = A1 | Y1 t --S1 t | + (1 --A1) Δα t-1 + φ equation (53)
Smoothing coefficient: γ1 t = (K γ -L γ ) F γ + L γ equation (54)
Response factor: F γt = (| δγ t / Δγ t | + φ) N Equation (55)
Relative error: δγ t = A2 {(S1 t - S1 t-1) - B1 t} + (1 - A2) δγ t-1 Equation (56)
Absolute error: Δγ t = A2 | (S1 t - S1 t-1) - B1 t | + (1 - A2) Δγ t-1 + φ Equation (57)
In the case of type V, the responsiveness is inferior to that of type IV, but there is an effect that the data processing program becomes simple. The required level and complexity method may be selected according to the required data processing performance.

更に式(19)〜式(24)に示すタイプIIの応答型2段指数平滑化法に後退型Savitzky-Golay法を適用した場合をタイプVIとし、下記式(58)〜式(65)に示す。
データの平滑化 :S1t = α1t SGB0Dt + (1 - α1t) (S1t-1 + B1t-1) 式(58)
平滑化されたデータの傾き:B1t = α1t SGB1Dt + (1 -α1t) B1t-1 式(59)
SGB0Dt = (83Y1t + 54Y1t-1 + 30Y1t-2 + 11Y1t-3 - 3Y1t-4 - 12Y1t-5 -16Y1t-6
- 15Y1t-7 - 9Y1t-8 + 2Y1t-9 + 18Y1t-10 ) / 143 式(60)
SGB1Dt = (945S1t + 456S1t-1 + 67S1t-2 - 222S1t-3 - 411S1t-4 - 500S1t-5
- 489S1t-6 - 378S1t-7 - 167S1t-8 + 144S1t-9 + 555S1t-10) / 4290
式(61)
平滑化係数: α1t = (K - L) Ft+ L 式(62)
応答係数: Ft = 1 - Exp[-δαt 2/(2σt 2)] 式(63)
相対誤差: δαt = A1(Y1t - S1t) + (1 - A1) δαt-1 式(64)
予測誤差分散: σt 2 = A1(Y1t - S1t2 + (1 - A1)σt-1 2 式(65)
タイプVIの場合もタイプIVよりも応答性等は劣るが、データ処理プログラムが簡単となると言う効果がある。また、タイプVにおいてN=0の場合は、平滑化係数が固定の2段指数平滑化法に後退型Savitzky-Golay法を適用した方式となり、最も簡単となる。要求されるデータ処理の性能に応じて必要なレベル、複雑さの方式を選択すれば良い。
Furthermore, the case where the receding Savitzky-Golay method is applied to the type II responsive two-stage exponential smoothing method shown in equations (19) to (24) is defined as type VI, and the following equations (58) to (65) are used. Shown.
Data smoothing: S1 t = α1 t SGB0D t + (1-α1 t ) (S1 t-1 + B1 t-1 ) Equation (58)
Slope of smoothed data: B1 t = α1 t SGB1D t + (1 -α1 t ) B1 t-1 Equation (59)
SGB0D t = (83Y1 t + 54Y1 t-1 + 30Y1 t-2 + 11Y1 t-3 --3Y1 t-4 --12Y1 t-5 -16Y1 t-6
―― 15Y1 t-7 ―― 9Y1 t-8 + 2Y1 t-9 + 18Y1 t-10 ) / 143 Equation (60)
SGB1D t = (945S1 t + 456S1 t-1 + 67S1 t-2 --222S1 t-3 --411S1 t-4 --500S1 t-5
--489S1 t-6 --378S1 t-7 --167S1 t-8 + 144S1 t-9 + 555S1 t-10 ) / 4290
Equation (61)
Smoothing coefficient: α1 t = (K --L) F t + L equation (62)
Response coefficient: F t = 1 --Exp [-δα t 2 / (2σ t 2 )] Equation (63)
Relative error: δα t = A1 (Y1 t - S1 t) + (1 - A1) δα t-1 Equation (64)
Prediction error variance: σ t 2 = A1 (Y1 t --S1 t ) 2 + (1 --A1) σ t-1 2 equation (65)
Type VI is also inferior to Type IV in responsiveness, but has the effect of simplifying the data processing program. When N = 0 in type V, the receding Savitzky-Golay method is applied to the two-stage exponential smoothing method with a fixed smoothing coefficient, which is the simplest. The required level and complexity method may be selected according to the required data processing performance.

タイプIIは、タイプIの応答型2段指数平滑化法に確率密度関数を用いたデータ応答型平滑化係数を導入したものである。また、タイプIIIは、タイプIIにデータ応答型加算係数を導入したものである。更にタイプIVは、タイプIIIに後退型Savitzky-Golay法の前処理を導入したものである。タイプVと同様に各々の改善要素である、確率密度関数を用いたデータ応答型平滑化係数、データ応答型加算係数を個別にタイプIの応答型2段指数平滑化法に適用しても良い。また、確率密度関数を用いたデータ応答型平滑化係数、データ応答型加算係数、後退型Savitzky-Golay法を適宜、組合わせてタイプIの応答型2段指数平滑化法に適用しても良い。前述と同様に要求されるデータ処理の性能に応じて必要なレベル、複雑さの方式を選択すれば良い。 Type II is a type I responsive two-stage exponential smoothing method in which a data responsive smoothing coefficient using a probability density function is introduced. Type III is a type II with a data response type addition coefficient introduced. In addition, Type IV is Type III with the introduction of pretreatment by the backward Savitzky-Golay method. Similar to type V, the data response type smoothing coefficient and the data response type addition coefficient using the probability density function, which are the improvement factors, may be individually applied to the type I response type two-stage exponential smoothing method. .. Further, the data response type smoothing coefficient using the probability density function, the data response type addition coefficient, and the backward Savitzky-Golay method may be appropriately combined and applied to the type I response type two-stage exponential smoothing method. .. As described above, the required level and complexity method may be selected according to the required data processing performance.

上述のようにデータスムージング処理、データ微分処理において、S/N比性能向上とデータ応答性能向上(遅延時間短縮)は、トレードオフ関係である。このため、上述したタイプIの応答型2段指数平滑化法、あるいは本実施例に記載したタイプII、タイプIII、タイプIV、タイプV、タイプVI等のデータスム-ジング処理方法およびデータ微分処理方法では、データ処理の対象である入力データに応じて各データ処理方法のパラメータを最適化する必要がある。 As described above, in the data smoothing process and the data differentiation process, the improvement of the S / N ratio performance and the improvement of the data response performance (reduction of the delay time) are in a trade-off relationship. Therefore, the above-mentioned type I responsive two-stage exponential smoothing method, or the data smoothing processing method and data differentiation processing method for type II, type III, type IV, type V, type VI, etc. described in this embodiment. Then, it is necessary to optimize the parameters of each data processing method according to the input data to be processed.

従来は、データ処理のパラメータを順次変更し、データ処理を行い、各データスムージング波形、データ微分波形、およびS/N比、遅延時間等の数値データを総合的に俯瞰し、最適なパラメータを見出していた。しかしながら、上述の方法では、最適なパラメータを見出すのに長時間を要し、また最適なパラメータを見出す時間短縮等には、データ処理の知識や経験が必要等の課題があった。 Conventionally, data processing parameters are sequentially changed, data processing is performed, and numerical data such as data smoothing waveforms, data differential waveforms, and S / N ratios and delay times are comprehensively viewed to find the optimum parameters. Was there. However, in the above method, it takes a long time to find the optimum parameter, and there is a problem that knowledge and experience of data processing are required to shorten the time to find the optimum parameter.

また、非特許文献3には、1段指数平滑化法において、1期先予測値の誤差の総和を最小とすることにより最適な平滑化パラメータを推定する方法が開示されている。しかし、この方法では、予測値の曲線のなめらかさについて配慮されていないため、変化点を検出する1次微分処理、2次微分処理において、ノイズが大きく、S/N比が良くないという課題があった。 Further, Non-Patent Document 3 discloses a method of estimating the optimum smoothing parameter by minimizing the sum of the errors of the predicted values in the first period in the one-step exponential smoothing method. However, since this method does not consider the smoothness of the curve of the predicted value, there is a problem that the noise is large and the S / N ratio is not good in the first-order differential processing and the second-order differential processing for detecting the change point. there were.

このため、入力データをデータスムージング処理、データ微分処理するのに最適なパラメータを簡便かつ短時間に自動で見出すことができる方法を以下に示す。 Therefore, a method that can easily and automatically find the optimum parameters for data smoothing processing and data differentiation processing of input data is shown below.

まず、下記式(66)の評価関数Wを使用する。 First, the evaluation function W of the following equation (66) is used.

評価関数W=平均二乗誤差(E)+係数λ×2次微分の二乗平均(D) 式(66)
ここで、平均二乗誤差であるEは、入力データとデータスムージング処理結果の平均二乗誤差であり、入力データに対する、データスムージング処理結果の適合度を評価する。2次微分の二乗平均であるDは、データスムージング処理波形の曲線のなめらかさを評価する。係数λは、任意の数値で、上記の入力データに対する適合度評価と曲線のなめらかさ評価の重要度の比率を調整する。
Evaluation function W = mean square error (E) + coefficient λ x root mean square (D) equation (66)
Here, E, which is the mean square error, is the mean square error of the input data and the data smoothing processing result, and evaluates the goodness of fit of the data smoothing processing result with respect to the input data. D, which is the root mean square of the second derivative, evaluates the smoothness of the curve of the data smoothing processing waveform. The coefficient λ is an arbitrary numerical value and adjusts the ratio of the importance of the goodness-of-fit evaluation and the smoothness evaluation of the curve to the above input data.

入力データに対するデータスムージング処理結果の適合度が大きいほど、オーバーシュート等が無く、かつ、データ処理の応答性が良く、かつ、データ処理の遅延時間が小さい。また、データスムージング処理波形がなめらかな曲線である程、データ1次微分処理波形、データ2次微分処理波形は、なめらかな曲線となる。その結果、データ1次微分処理とデータ2次微分処理の各々のS/N比が向上する。曲線のなめらかさは、データスムージング処理波形の2次微分の二乗平均Dで評価するが、ここでは差分法で2次微分を算出した。 The greater the goodness of fit of the data smoothing processing result with respect to the input data, the less overshoot and the like, the better the responsiveness of the data processing, and the smaller the delay time of the data processing. Further, the smoother the data smoothing processing waveform is, the smoother the data first-order differential processing waveform and the data second-order differential processing waveform are. As a result, the S / N ratios of the data first-order differential processing and the data second-order differentiation processing are improved. The smoothness of the curve is evaluated by the root mean square D of the second derivative of the data smoothing processed waveform. Here, the second derivative was calculated by the difference method.

2次微分の二乗平均Dは、直線に近づくほど、小さな値となる。従って、単に2次微分の二乗平均Dが小さいだけでなく、平均二乗誤差Eが小さい値であり、かつ、入力データに対するデータスムージング処理結果の適合度も良く両者が両立した場合、S/N比が良く、データ処理の応答性が良い(遅延時間が少ない)最適なデータ処理となる。本実施例で使用した評価関数Wを下記式(67)に示す。 The root mean square D of the second derivative becomes smaller as it approaches a straight line. Therefore, if not only the root mean square D of the second-order differential is small, but also the mean square error E is a small value, and the goodness of fit of the data smoothing processing result with respect to the input data is good, the S / N ratio is compatible. Is good, and the responsiveness of data processing is good (delay time is small), which is the optimum data processing. The evaluation function W used in this embodiment is shown in the following equation (67).

W=Σ(Y1t - S1t2 / N+λ×Σ{(S1t+1 - 2×S1t + S1t+1)/ΔT2 }2 / N
式(67)
ここで、Nはデータ数、ΔTは入力データのサンプリング時間(時間間隔)である。データスムージング処理、データ微分処理の最適パラメータは、評価関数Wが最小値となるように、最急降下法等の勾配法等を用いて導出する。評価関数Wの特性を2次元グラフで示すため、簡単なタイプIの応答型2段指数平滑化法の場合を例に図11〜図13を用いて説明する。但し、入力データは、図7〜図10で使用した入力データと類似しているが、違うデータを使用した。
W = Σ (Y1 t --S1 t ) 2 / N + λ × Σ {(S1 t + 1 --2 × S1 t + S1 t + 1 ) / ΔT 2 } 2 / N
Equation (67)
Here, N is the number of data, and ΔT is the sampling time (time interval) of the input data. The optimum parameters for the data smoothing process and the data differential process are derived by using a gradient method such as the steepest descent method so that the evaluation function W becomes the minimum value. In order to show the characteristics of the evaluation function W in a two-dimensional graph, the case of a simple type I responsive two-stage exponential smoothing method will be described with reference to FIGS. 11 to 13. However, the input data is similar to the input data used in FIGS. 7 to 10, but different data is used.

図11は、タイプIの応答型2段指数平滑化法の1つのパラメータを順次変化させた場合における、入力データ(Y1t)及びデータスムージング処理結果(S1t)を示す(A)と2次微分処理結果(B2t)を示す(B)とからなる図である。パラメータ1、2、3、4の順に数値は大きい。最も数値が大きいパラメータ4の場合、入力データ波形とデータスムジング波形はほぼ一致し、適合度が良いことがわかる。しかし、2次微分波形は、ゼロクロスの時間が早く、応答性は良いが、ノイズが多く、S/N比が良くないことが分かる。一方、数値が最も小さいパラメータ1の場合、入力波形に対してデータスムージイング波形はオーバーシュートがあり、適合度は良く無く、応答性が良くないことが分かる。また、2次微分波形は、ノイズが小さいが、信号強度も小さく、また、ゼロクロスの時間が遅く、遅延時間が大きいことが分かる。図11の場合、(B)の2次微分処理波形からは、S/N比と遅延時間を両立しているのは、パラメータ2の場合と判断できる。 FIG. 11 shows (A) and the second order showing the input data (Y1 t ) and the data smoothing processing result (S1 t ) when one parameter of the type I responsive two-stage exponential smoothing method is sequentially changed. It is a figure which consists of (B) which shows the differential processing result (B2 t ). The numerical values are larger in the order of parameters 1, 2, 3, and 4. In the case of the parameter 4 having the largest numerical value, the input data waveform and the data smoothing waveform almost match, and it can be seen that the goodness of fit is good. However, it can be seen that the second derivative waveform has a fast zero cross time and good responsiveness, but has a lot of noise and the S / N ratio is not good. On the other hand, in the case of the parameter 1 having the smallest numerical value, it can be seen that the data smoothing waveform has an overshoot with respect to the input waveform, the goodness of fit is not good, and the responsiveness is not good. Further, it can be seen that the second derivative waveform has a small noise, a small signal strength, a slow zero cross time, and a large delay time. In the case of FIG. 11, from the second derivative processing waveform of (B), it can be determined that the S / N ratio and the delay time are compatible with each other in the case of parameter 2.

図12は、図11の場合において、平均二乗誤差E、2次微分の二乗平均Dおよび評価関数Wのパラメータ依存性を示した図である。また、図11に対応するパラメータの位置を矢印で図示している。また、×印は、最急降下法等の勾配法等を用いて自動的に導出した評価関数Wが最小値となるパラメータの位置と評価関数Wの数値の位置を示したものである。図13は、図12における、評価関数Wを用いて自動で導出した×印の位置のパラメータを使用した場合の、入力データ(Y1t)及びデータスムージング処理結果(S1t)を示す(A)と2次微分処理結果(B2t)を示す(B)とからなる図である。 FIG. 12 is a diagram showing the parameter dependence of the mean square error E, the root mean square D of the second derivative, and the evaluation function W in the case of FIG. Further, the positions of the parameters corresponding to FIG. 11 are indicated by arrows. Further, the x mark indicates the position of the parameter whose minimum value is the evaluation function W automatically derived by using the gradient method such as the steepest descent method and the position of the numerical value of the evaluation function W. FIG. 13 shows the input data (Y1 t ) and the data smoothing processing result (S1 t ) when the parameter of the position marked with × automatically derived using the evaluation function W in FIG. 12 is used (A). It is a figure including (B) which shows the 2nd order differential processing result (B2 t ).

図12に示すようにパラメータの数値が増加するとともに平均二乗誤差Eは減少し、2次微分の二乗平均Dは増加することが分かる。この結果、評価関数Wは、最小値を有することが分かる。この結果、評価関数Wの最小値を求めることによりS/N比と応答性を両立するパラメータを見出すことができることが分かる。図11に示す定性的なデータ処理波形の特性のパラメータ依存性を図12において定量的に示している。 As shown in FIG. 12, it can be seen that the mean square error E decreases as the numerical value of the parameter increases, and the root mean square D of the second derivative increases. As a result, it can be seen that the evaluation function W has a minimum value. As a result, it can be seen that by finding the minimum value of the evaluation function W, it is possible to find a parameter that has both an S / N ratio and responsiveness. The parameter dependence of the characteristics of the qualitative data processing waveform shown in FIG. 11 is quantitatively shown in FIG.

図12に示す×印のパラメータの最適値は、パラメータ2とほぼ一致する。また、図13に示すデータスムジング処理波形及びデータ2次微分処理波形は、図12のパラメータ2のデータスムージング処理波形とデータ2次微分処理波形と各々ほぼ一致していることが分かる。 The optimum values of the parameters marked with x in FIG. 12 are substantially the same as those of parameter 2. Further, it can be seen that the data smoothing processed waveform and the data second-order differential processing waveform shown in FIG. 13 are substantially the same as the data smoothing processed waveform and the data second-order differential processing waveform of the parameter 2 of FIG.

本実施例では、説明の都合上、1つのパラメータを変化させた場合について説明したが、複数のパラメータを最急降下法等の勾配法等を用いて導出することができる。この場合、局所最小値(最適値)の有無等を配慮し、パラメータの初期値および探索範囲を検討する必要がある。また、実施例では、説明の都合上、簡単なタイプIの応答型2段指数平滑化法の場合について説明したが、上述のタイプII、タイプIII、タイプIV、タイプV、タイプVIのデータ処理方式、あるいは1段指数平滑化法(指数加重移動平均:EWMA)、応答型1段指数平滑化法、ローパスフィルタ、カルマンフィルタ等のその他のデータスムージング処理、あるいは差分法等によるデータ微分処処理においても同様に評価関数Wを最小化することによってS/N比と応答性を両立する最適なパラメータを簡便に見出すことができる。 In this embodiment, for convenience of explanation, a case where one parameter is changed has been described, but a plurality of parameters can be derived by using a gradient method such as the steepest descent method. In this case, it is necessary to consider the presence or absence of the local minimum value (optimal value) and the initial value of the parameter and the search range. Further, in the embodiment, for convenience of explanation, the case of the simple type I response type two-stage exponential smoothing method has been described, but the above-mentioned type II, type III, type IV, type V, and type VI data processing has been described. Also in the method, or other data smoothing processing such as 1-step exponential smoothing method (exponentially weighted moving average: EWMA), responsive 1-step exponential smoothing method, low-pass filter, Kalman filter, or data differential processing by difference method, etc. Similarly, by minimizing the evaluation function W, it is possible to easily find the optimum parameter that achieves both the S / N ratio and the responsiveness.

また、本実施例では、式(66)および式(67)の2次微分の二乗平均Dにデータスムージング処理結果の2次微分値を使用したが、1次微分処理結果あるいは2次微分処理結果の2次微分の二乗平均を用いても良い。この場合は、各々、1次微分波形の曲線のなめらかさ、2次微分波形の曲線のなめらかさを直接、評価することになる。この場合、データスムージング処理結果と比較して1次微分処理結果、2次微分処理結果は、順に、数値の絶対値が小さくなるため、式(66)および式(67)の係数λを大きくする等の調整が必要である。 Further, in this embodiment, the root mean square D of the second derivative of Eqs. (66) and (67) uses the second derivative value of the data smoothing processing result, but the first derivative processing result or the second derivative processing result. You may use the root mean square of the second derivative of. In this case, the smoothness of the curve of the first-order differential waveform and the smoothness of the curve of the second-order differential waveform are directly evaluated. In this case, since the absolute value of the numerical value of the first-order differential processing result and the second-order differential processing result becomes smaller in order as compared with the data smoothing processing result, the coefficients λ of the equations (66) and (67) are increased. Etc. need to be adjusted.

非特許文献3に記載された、式(1)〜式(4)に示す応答型1段指数平滑化法では、現在の時間tでの入力データY1tと現在時間tでのデータ平滑化の予測値S1tを用いて1期先の時間t+1でのデータ平滑化の予測値St+1を導出している。一方、タイプI〜タイプVIの実施例では、現在時間tでの入力データY1tと1期前の時間t-1でのデータ平滑化の予測値S1t-1を用いて現在の時間tでのデータ平滑化の予測値S1tを導出している。前者は、「1期先予測」、後者は「現在推定」と呼ぶことができる。タイプI〜タイプVIの実施例の場合でもS1t-1→S1t、S1t→S1t+1等の変換により「1期先予測」に変更しても良い。 In the response-type one-stage exponential smoothing method shown in equations (1) to (4) described in Non-Patent Document 3, the input data Y1 t at the current time t and the data smoothing at the current time t The predicted value S t + 1 for data smoothing at the time t + 1 one period ahead is derived using the predicted value S 1 t . On the other hand, in the example of type I~ type VI, using the prediction value S1 t-1 data smoothing the input data Y1 t and one period before the time t-1 of the current at time t at the current time t The predicted value S1 t of data smoothing is derived. The former can be called "one-term forecast" and the latter can be called "current estimation". Even in the case of the examples of Type I to Type VI, it may be changed to "1st period forecast" by conversion such as S1 t-1 → S1 t , S1 t → S1 t + 1 .

但し、一般に「現在推定」の方が「1期先予測」よりもデータ平滑化の予測値の精度が良い。また、非特許文献3には、「1期先予測」の1段指数平滑化法において、1期先予測値の誤差の総和を最小とすることにより最適な平滑化パラメータを推定する方法が開示されている。 However, in general, "current estimation" has better accuracy of data smoothing prediction value than "one period ahead prediction". Further, Non-Patent Document 3 discloses a method of estimating the optimum smoothing parameter by minimizing the sum of the errors of the one-term advance prediction values in the one-stage exponential smoothing method of "one-term advance prediction". Has been done.

「現在推定」の場合には、平滑化係数を1とすると、Y1t=S1tとなり、誤差あるいは平均2乗誤差がゼロとなるため、最急降下法等を用いて最適な平滑化パラメータと推定することができない。しかし、実施例で示したように「現在推定」であっても平均二乗誤差と曲線のなめらかさを考慮した式(66)の評価関数Wを用いることにより最適な平滑化パラメータを導出することができる。 In the case of "current estimation", if the smoothing coefficient is 1, Y1 t = S1 t , and the error or average squared error is zero. Therefore, it is estimated as the optimum smoothing parameter using the steepest descent method or the like. Can not do it. However, as shown in the example, even in the "current estimation", the optimum smoothing parameter can be derived by using the evaluation function W of the equation (66) considering the mean square error and the smoothness of the curve. it can.

本実施例によれば、入力データをデータスムージング処理、データ微分処理するのに最適なパラメータを短時間でデータ処理の知識や経験に頼ることなく、自動で見出すことができる効果がある。これにより、一般ユーザが使い勝手が良く、即ち、ユーザビリティが良い、データ処理装置、データ処理方法および処理室を制御する制御装置とを備える処理装置を提供することができる効果がある。 According to this embodiment, there is an effect that the optimum parameters for data smoothing processing and data differentiation processing of input data can be automatically found in a short time without relying on the knowledge and experience of data processing. This has the effect of providing a processing device that is easy for general users to use, that is, has good usability, and includes a data processing device, a data processing method, and a control device that controls a processing room.

以上、本発明は、特に短時間のエッチングプロセスや短時間での変化を伴うエッチングの終点検出等に有効である。半導体デバイスの高集積化、微細化に伴なって半導体エッチングでは、多層薄膜をエッチングする工程が増加しており、短時間のエッチングプロセス、短時間での変化を伴うエッチングステップでのエッチング終点検出が重要となっている。 As described above, the present invention is particularly effective for a short-time etching process and detection of the end point of etching accompanied by a change in a short time. With the increasing integration and miniaturization of semiconductor devices, the number of steps for etching a multilayer thin film is increasing in semiconductor etching, and it is possible to detect the etching end point in a short-time etching process and an etching step that involves a short-time change. It has become important.

この短時間プロセス及び短時間変化プロセス対応は、本発明によるS/N比向上と応答性向上の両立した総合性能の向上により、明瞭な1次微分波形、2次微分波形を検出することができるようになる。このことにより、高精度にエッチング終点判定が可能となり、これに基づきプラズマ処理室でのプロセスを制御することによって半導体ウェハを安定した性能で高精度に微細加工できるようになった。 This short-time process and short-time change process correspondence can detect clear first-order differential waveforms and second-order differential waveforms by improving the overall performance of both the improvement of S / N ratio and the improvement of responsiveness according to the present invention. Will be. As a result, the etching end point can be determined with high accuracy, and by controlling the process in the plasma processing chamber based on this, the semiconductor wafer can be finely processed with stable performance and with high accuracy.

以上、上述した実施例では、マイクロ波プラズマエッチング装置におけるエッチングの終点検出に適用して高精度にエッチングを行う場合について詳述したが、他のプラズマ生成方式(誘導結合型、平行平板型等)のエッチング装置および成膜装置、あるいは他の分野の処理装置およびその他の装置等においても装置等から得られる数値データを入力として本発明のデータ処理装置およびデータ処理方法を適用することによって装置の状態を監視し、状態の変化点を高精度に検出することができる。このため、対象とする装置を高精度に制御できるという効果がある。またその他の装置の制御においても、同様の作用効果がある。 In the above-described embodiment, the case where etching is performed with high accuracy by applying to the detection of the end point of etching in the microwave plasma etching apparatus has been described in detail, but other plasma generation methods (induction coupling type, parallel plate type, etc.) The state of the apparatus by applying the data processing apparatus and the data processing method of the present invention to the etching apparatus and the film forming apparatus of the above, or the processing apparatus and other apparatus in other fields by inputting the numerical data obtained from the apparatus and the like. Can be monitored and the change point of the state can be detected with high accuracy. Therefore, there is an effect that the target device can be controlled with high accuracy. Further, the same action and effect are obtained in the control of other devices.

また、需要供給予測等の経済や金融分野でも本発明のデータ処理装置およびデータ処理方法を適用することにより高精度にデータを分析することができるという効果がある。 Further, in the economic and financial fields such as demand supply forecasting, there is an effect that data can be analyzed with high accuracy by applying the data processing apparatus and data processing method of the present invention.

さらに本発明は、逐次デ−タ処理において、デ−タスム−ジング処理、デ−タ微分処理を高S/N比でデ−タ遅延が小さく、また、データ処理開始初期の期間も信頼性が高いデ−タ処理を行うことができる。 Further, according to the present invention, in the sequential data processing, the data processing and the data differential processing are performed with a high S / N ratio and a small data delay, and the initial period of data processing is also reliable. High data processing can be performed.

また、本発明は、データスムージング値、1次微分値、2次微分値が高いS/N比、短い遅延時間、あるいは、データ処理開始の初期も高い信頼性で逐次、リアルタイムに得られる。さらに、本発明は、このデータスムージング値、1次微分値、2次微分値を用いて対象とする系を高精度に制御することができる。 Further, the present invention can obtain a data smoothing value, a first-order differential value, a high S / N ratio with a second-order differential value, a short delay time, or even at the initial stage of data processing with high reliability in sequence in real time. Further, the present invention can control the target system with high accuracy by using the data smoothing value, the first derivative value, and the second derivative value.

なお、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications. For example, each of the above-described examples has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations. It is also possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

また、実施例1および実施例2において、「スムージング」と「平滑化」が混在しているが、実施例1および実施例2における、「スムージング」と「平滑化」は、同義語として使用している。 Further, in Examples 1 and 2, "smoothing" and "smoothing" are mixed, but "smoothing" and "smoothing" in Examples 1 and 2 are used as synonyms. ing.

1…デ−タ処理装置、2…データ入出力装置、3…データ記憶装置、4…データ処理プログラム記憶装置、5…データ演算処理装置、6…対象とする系、7…容器、8…放電管、9…石英板、10…石英窓、11…処理室、12…排気用開閉バルブ、13…真空排気装置、14…ガス配管、15…石英シャワープレート、16…排気速度可変バルブ、17…コイル、18…コイル、19…ヨーク、20…マグネトロン、21…整合器、22…矩形導波管、23…円矩形変換器、24…円形導波管、25…空洞共振器、26…ウェハ載置用電極、27…ウェハ、28…高周波電源、29…光ファイバー、30…分光器、31…光ファイバー、32…分光器、33…システム制御装置 1 ... Data processing device, 2 ... Data input / output device, 3 ... Data storage device, 4 ... Data processing program storage device, 5 ... Data calculation processing device, 6 ... Target system, 7 ... Container, 8 ... Discharge Tube, 9 ... Quartz plate, 10 ... Quartz window, 11 ... Processing chamber, 12 ... Exhaust opening / closing valve, 13 ... Vacuum exhaust device, 14 ... Gas piping, 15 ... Quartz shower plate, 16 ... Variable exhaust speed valve, 17 ... Coil, 18 ... Coil, 19 ... Yoke, 20 ... Magnetron, 21 ... Matcher, 22 ... Rectangular waveguide, 23 ... Circular transducer, 24 ... Circular waveguide, 25 ... Cavity resonator, 26 ... Wafer mounted Placement electrode, 27 ... wafer, 28 ... high frequency power supply, 29 ... optical fiber, 30 ... spectroscope, 31 ... optical fiber, 32 ... spectroscope, 33 ... system control device

Claims (2)

プラズマエッチング装置におけるプラズマの発光に関するデータに対して指数平滑法を用いて平滑化するデータ処理方法において、
複数の前記データと前記複数のデータに対し前記指数平滑化法により平滑化処理を行うことにより算出される前記複数のデータに対応する複数の予測値との平均二乗誤差と、前記複数の予測値の二次微分値の二乗平均値に係数を乗じたものとの和を最小にする前記指数平滑化法の平滑化パラメータを算出し、
前記算出した平滑化パラメータを用いて前記データに平滑化処理を行うことを特徴とするデータ処理方法。
In a data processing method for smoothing data related to plasma emission in a plasma etching apparatus using an exponential smoothing method.
The mean square error between the plurality of data and the plurality of predicted values corresponding to the plurality of data calculated by performing smoothing processing on the plurality of data by the exponential smoothing method, and the plurality of predicted values. Calculate the smoothing parameter of the exponential smoothing method that minimizes the sum of the squared mean value of the quadratic differential value of and the product of the coefficient.
A data processing method characterized in that smoothing processing is performed on the data using the calculated smoothing parameters.
請求項1に記載のデータ処理方法であって、
前記複数の予測値の二次微分値の二乗平均値に代えて、前記複数の予測値の一次微分値又は二次微分値のいずれか一方の二次微分値の二乗平均値を用いることを特徴とするデータ処理方法。
The data processing method according to claim 1.
Instead of the squared mean value of the second derivative values of the plurality of predicted values, the squared mean value of the second derivative value of either the first derivative value or the second derivative value of the plurality of predicted values is used. Data processing method.
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JPH0415882A (en) * 1990-05-09 1992-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Picture quality evaluation device
JPH0756608A (en) * 1993-08-17 1995-03-03 Kawasaki Steel Corp Signal processing method
JP3887238B2 (en) * 1998-12-01 2007-02-28 株式会社日立製作所 Insulating film etching method
JP2004110300A (en) * 2002-09-17 2004-04-08 Japan Research Institute Ltd Data estimating method, data estimating device, computer program, and recording medium
JP4362423B2 (en) * 2004-08-06 2009-11-11 株式会社クボタ Spectroscopic analyzer
JP5468535B2 (en) * 2010-12-24 2014-04-09 株式会社東芝 Anomaly detection apparatus, method, and program for causing computer to execute the method
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