JPS62234330A - 終点判定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は終点判定方法および装置に係り、特に連続して
エツチングの終点判定を行なうのに好適な終点判定方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の終点判定は、特開昭５９−２８３４０号公報に記
載のように、対象物のエツチングの進行とともに順次そ
の分光強度波形をディジタル値に変換して記憶しうるよ
うにしておき、エツチング前の低レベル平坦区間での上
記分光強度波形のディジタル値をアナログ値へ逆変換を
し、そのアナログ値をオフセット植として以後の分光強
度波形から差し引いて同波形のオフセット補正をし、そ
の補正後の分光強度波形についてピークを検出し、その
ピーク値を各対象物について一文値とするような利得で
以後の上記補正後の分光強度波形の利得調整をした後、
逐次、これをディジタル値に変換して記憶しつつ、エツ
チングの終点平坦部を判定し、第１０図に示すようなエ
ツチングプロセスの回数を負うごとに分光強度波形の信
号波形の低下を防ぎ、そのエツチング終点を検出してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、分光強度波形におけるエツチング開始
後の平坦部からエツチング終了時までの変化量の利得調
整については考慮されておらず、エツチングプロセスの
回数を負うごとに分光強度波形の信号振幅および変化量
の低下が進む中、信号振幅を一定値とするよう利得調整
を行なっており、これにより多少の変化量の増幅はある
ものの、その量は回数を負うごとに低下していき、精度
の良い終点判定が行なえないという問題があった。

本発明は、分光強度波形の信号振幅および変化量の調整
を行ない、処理回数が進んでも精度良く終点°押室を行
なうことのできる終点判定方法および装置を提供するこ
とにある。

〔間叩を解決するための手段〕

上記目的は、分光強度波形の信号振幅を所定値に増幅す
る第１の増幅器と、分光強度波形のエツチング開始後所
定時間経過したときの値を零レベルに合わせるオフセッ
トを行なうオフセット手段と、オフセット後の分光強度
波形の変化量を所定値に増幅する第２の増幅器と、第２
の増幅器により増幅された分光強度波形から終点を判定
するとともに、第１および第２の増幅器により増幅する
倍率を補正する［９処理手段とを設け、処理ごとに第１
および第２の増幅器による増幅の倍率を補正し、光から
電気量に変換された分光強度波形を所定値に増幅し、分
光強度波形のエツチング開始後所定時間経過したときの
値を零レベルにオフセットし、さらにオフセット後の分
光強度波形を増幅して、終点判定を行なうことにより達
成される。

〔作　　用〕

信号処理手段によって第１および第２の増幅器で増幅す
る倍率を処理ごとに補正し、第１の増幅器により入射光
を電気量に変換して表わした分光強度波形を所定値に増
幅し、オフセット手段により増幅した分光強度波形のエ
ツチング開始後所定時間経過したときの値を零レベルに
合わせ、第２の増幅器により、オフセット後の分光強度
波形を所定値に増幅して、信号処理手段により処理の終
点を判定することによって、処理回数が進んでも精度良
く終点判定を行なえる 〔実　施　例〕 以下、本発明の一実施例を第１図から第５図により説明
する。

第１図は終点判定装置の構成を示し、第１の増幅器であ
る光電変換増幅部１０にオフセット手段であるオフセッ
ト回路美が継なかり、さらに第２の増幅器である信号増
幅回路Ｉと、アナログ・ディジタル変換器（以下「Ａ／
Ｄ変換器」と呼ぶ）４０とを順に介して、信号処理手段
である例えばマイコノピユータ勇からは、光電変換増幅
器１０．オフセット回路（９）および信号増幅回路美に
おのおの信号線が継なかっている。５１はマイクロコン
ピュータ父から光電変換増幅部１０に送られる利得設定
信号（ディジタル値）、５２はマイクロコンピュータ関
からオフセット回路（９）に送られるオフセット設定信
号（ディジタル値）、閏はマイクロコンピュータ閏から
信号増幅回路Ｉに送られる利得設定信号（ディジタル値
）である。

光電変換増幅部ｌＯは、例えば第２図に示すようなもの
が考えられる。マイクロコノピユータ父から指定される
利得設定信号５１をディジタル・アナログ変換器（以下
ｒＤ／人変換器」と呼ぶ）１５１こよってアナログ量に
変換して電流増幅器１３　ｂに流し、発光ダイオード１
４　ａに流れる電流を設定する。

これによりホトカプラー１４ｊこよって、光学フィルタ
１１を通過した特定波長の光を例えば、ホトダイオード
やホトトランジスタ等の光検知器校で受光して、電流増
幅器１３　ａに流せば電流増幅器１３　ａから出力され
る光信号が所定の値に増幅されて出ていく。

また、光電変換増幅部１０は、例えば第３図に示すよう
なものが考えられる。マイクロコンピュータ団から指定
される利得設定信号をｒ’）／Ａ変換器１５によってア
ナログ量に変換して、直流−直流変換器１８に清し高電
圧にし光電子増倍管１７に印加する。これにより、分光
器１６を介して光電子増倍管１７に入力された特定波長
の光は、所定値の信号に調整されて電流増幅器１３　ｃ
に流れ、電流増幅器１３Ｃから出力される光信号が所定
の値に増幅されて出ていく。

オフセット回路加は、例えば第４図に示すようなものが
考えられる。マイクロコンピュータ（資）からのオフセ
ット設定信号５２をＤ／Ａ変換器ｎを介してアナログ量
に変換し、電流増幅器４に流す。

これにより、電流増幅器乙に入ってきた光信号はＤ／Ａ
変換器ｎからの信号が加算されて、オフセット量を調整
される。

信号増幅回路Ｉには、例えばマルチプライング形Ｄ／Ａ
変換器を用い、マイクロコンピユー９’Ａから指定され
る利得指定信号５３（ディジタル量）をマルチプライン
グ形Ｄ／Ａ変換器に入れることにより、入力した光信号
（アナログ１１）と利得指定信号が掛けられ、増幅され
た光信号が出力される。

上記構成により、まず、自動終点判定を行なうための所
定値および潤定箇所の設定を行なう。第５図に手動操作
により行なう設定の手順を示し、′！Ｅ６図に各段階で
の分光強度波形の状態を示す。

まず処理を行なおうとする試料のエツチングを開始し、
光電変換増幅部１０にてエツチング中の発光を採光し電
気量に変換して増幅せずにそのまま出力し、オフセット
回路（９）および信号増幅回路（９）においても何の操
作もせずにそのまま通し、Ａ／Ｄ変換器菊にてアナログ
量をディジタル量に変換してマイクロコンピュータ父に
記憶させる（これを第５図においてステップ１０１．第
６図において図（ア）に示す。）。

上記何も操作しない分光強度波形を基に、エツチングの
安定状態におけるピーク部Ａを決め、基準点この場合は
エツチング開始点からＡ点に達するまでの時間Ｔ１を求
める（これを第５図においてステップ１０２、第６図に
おいて図（イ）に示す。）。

次に、光電変換増幅部１０にて分光強度波形をＡ点の強
度が所定値３に達するまで増幅して、その時の倍率ｎを
求める（これを＠５図においてステップ１０３、第６図
において図（つ）に示す。）。

次に、増幅した分光強度波形において、エツチング中の
安定状態における点Ｂを決め、エツチング開始点からＢ
点に達するまでの時間Ｔ２を求める（これを第５図にお
いてステップ１０４、第６図において図（１）に示す。

）。なお、Ａ点とＢ点とは同一でもよい。

次に、オフセット回路加にてＢ点の強度が零レベルにな
るよう分光強度波形にオフセット量を加μする（これを
第５図においてステップ１０５、第６図において図（オ
）に示す。）。

次に、オフセット後の分光強度波形において、エツチン
グが終了して安定した状態のところで０点を決め、エツ
チング開始点から０点に達するまでの時間Ｔ３を求める
（これを第５図においてステップ１０６、第６図におい
て図（力）に示す。）。

次に、信号増幅回路菊にてオフセット後の分光強度波形
を０点の強度が所交値すに達するまで増幅して、その時
の倍率ｍを求める（これを第５図においてステップ１０
７、第６図において図（キ）に示す。）。

次に、上記オフセット後の増幅した分光強度波形を用い
て、従来から行なわれている一次微分または二次微分等
により偏曲点を求めてエツチングの終点を噴出するアル
ゴリズムに必要な値を設定する（これを第５図・こおい
てステップ１０８に示す。）。

以上で自動終点判定を行なうための値の設定が終了する
。次に自動終点判定な行なう場合の作用を説明する。第
７因に手順を示し、第８図に各段での分光強度波形の状
態な示す。

まず、試料のエツチングな開始し、充電変換増幅部ｌＯ
にてエツチング中の発光を採光し、電気量壷こ変換する
とともに、マイクロコンピュータ父からの利得設定信号
５１により倍率ｎで入力値を増幅する（これを第７図に
おいてステップ２０１、第８図螢こおいて図（ア）に示
す。）。

次に、エツチング開始時点から時間Ｔ１が経過した時点
すなわちＡ点の強度Ａ、をマイクロコンピュータ父に記
憶して、増幅の所定値ａと比較し次回のエツチングのと
きに増幅する倍率ｎを補正し、マイクロコンピュータ関
に記憶させておく（これを第７図においてステップ２０
２、第８図において図（イ）に示す。）。これは、第１
θ図に示すようにエツチングのプロセス回数を負うごと
に、信号振幅が小さくなるため倍率ｎを補正するもので
ある。なお、このときにはオフセット回路間および信号
増幅回路３０にまだ機能を動かせず、光電変換増幅部ｌ
Ｏにて出力した信号（アナログ値）をそのまま通し、Ａ
／Ｄ変換器荀にてディジタル値に変換してマイクロコン
ピュータ父に入力している。

また、Ａ点での利得の設定は上記で述べたように前回の
データをもとに行なう方法の他に、Ａ点の値をマイクロ
コンピュータ（資）に続込み所定値ａと比較し、直ちに
増幅する倍率ｎを補正して所定値ａとなるようにリアノ
ータイムで制御することもできろ。

次に、エツチング開始時点から時間Ｔ２が経過した時点
で、Ｂ点の強度をマイクロコンピュータ（資）に記憶し
、Ｂ点が零レベルφこなるようにオフセット回路（９）
にマイクロコンピュータ（資）からオフセット設定信号
を送り、Ｂ点をオフセットするとともに、信号増幅回路
（資）にマイクロコンピュータ閣から利得設定信号部な
送って、オフセット後に信号増幅回路（資）に入力され
る値をｍ倍に増幅する（これを第７図においてステップ
２０３、第８図において図（つ）に示す。）。

次に、公知である一次微分または二次微分等を用いて終
点位置を噴出する終点判定アルゴリズムにより終点の判
定に入る（これを第７図においてステップ２０４に示す
。）。終点判定が終われば次のステップに進むし、そう
でなければ終点判定アルゴリズムを繰り返えす（これを
第７図においてステップ２０５に示す。）。

次に、エツチング開始時点から時間Ｔ３が経過した時点
すなわち０点の強度Ｃ１をマイクロコンピュータ関に記
憶して、増幅の所定値すと比較し次回のエツチングのと
きに増幅する倍率ｍを補正し、マイクロコンピュータ父
に記憶させておく（これを第７図においてステップ２０
６、第８図において因（１）に示す。）。これは、第１
θ図に示すようにエツチングのプロセス回数を負うごと
に、変化量が小さくなるため倍率ｍを補正するものであ
る。

なお、時間Ｔ３の経過以前にエツチングが終了する場合
には、終了時あるいはその付近の強度なマイクロコンピ
ュータ父に記憶させて、同様の動作を行なわせる。

次に、エツチング処理をするものがまだあるかないか判
断し、あれば第７図においてステップ２０１の前に戻り
、なければエツチング処理を全て終了する（これを第７
図においてステップ２０７に示す。）。

第８図における図（オ）は、自動終点判定を行なう際の
分光強度波形を経時点に示したものである。

なお、第７図に示す自動終点判定のステップにおいて、
倍率ｎおよびｍの補正を行なうステップは、時間Ｔｌお
よびＴ３の時点の強度をマイクロコンピュータ父に記憶
しておけば、ステップ２０７でエツチングの繰返し処理
判定を行ない次のエツチングを開始するまでの間であれ
ばいつでも補正を行なうことができるので、特に第７図
に示すステップに従う必要はない。

以上、本−実施例によれば、光電変換増幅部１０にて分
光強度波形全体を増幅し、さらにオフセット回路」にて
分光強度波形のピーク部を基準にして、信号増幅回路間
にてオフセット後の波形を一定値に増幅しているので、
エツチング処理を何度繰り返えしても分光強度波形を一
定にでき、精度の良い終点判定な行なうことができると
いう°効果がある。

また、光電変換増幅部１０の増幅倍率ｎをエツチングの
処理二とに補正しているので、分光強度波形の増幅を信
号増幅回Ｒ１１３０だけに依存することがな（、信号増
幅回路間の増幅度を大きくしないですむので、オフセッ
ト回路美における調整量が多少変化してノイズ量が多少
増えても大きく増幅しないで、精度良く終点判定できる
。

また、分光強度波形においてエツチング開始後の平坦部
の強度とエツチングが終了したところの強度の差があま
りないような場合のものについては、光電変換増幅部１
０による増幅だけでは強度の差があまり表れないが、信
号増幅回路加を設けることで強度の差をはっきりさせる
ことができるので、精度良く終点判定な行なうことがで
きる。

さら湯こ、信号増幅回路加の増幅倍率ｍをエツチングの
処理ごとに補正しているので、分光強度波形におけるピ
ーク部であるエツチング中の強度とエツチングが終了し
たところの強度の差すなわち変化量が、毎回のエツチン
グ処理で徐々に減少していっても、毎回変化量を一定暑
こできるので、精度の良い終点判定を行なうことができ
る。

次に、本発明の他の実施例を第９図により説明する。本
図において′＠１図と同符号は同一部材を示し、本図が
第１図と異なる点は光電変換増幅部１０が複数個この場
合は２個設けられている点と、光電変換増幅部１０とオ
フセット回路Ｉとの間に信号切換回路ωを設けて、２個
ある光電変換増幅部１０を選餘可能にした点である。

上記構成により、それぞれの光電変換増幅部１０では波
長の異なる光を補え、これをマイクロコンピュータ父か
らの切換信号シによって信号切換回路ωを切換え、それ
ぞれの光電変換増幅部１０から送られてくる信号を選択
し、選択された信号はオフセット回路美、信号増幅回路
３０．　Ａ／Ｄ変換器菊さらにマイクロコンピュータ父
に順次送られる。

それぞれの回路での働きおよび作用は前記一実施例と同
様である。

以上、本他の実施例によれば、前記一実施例と同様の効
果があるとともに、１回のプロセス中で異なる材料を対
象とした複数回の終点判定を行なう必要がある場合、例
えば何層かに重ねられた異種材料をそれぞれエッチ・ン
グするような場合でも、材料によって異なる波長を検出
する場合に有効であり、マイクロコンピュータ関にはそ
れぞれの設定値を記憶させておくことで、簡単に異種材
料のエツチングの終点判定を行なうことができるという
効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、分光強度波形の信号振幅および変化量
の調整な行なうことができるので、処理回数が進んでも
終点判定を精度良く行なうことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である終点判定装置を示す構
成図、第２図および第３図は第１図の光電変換増幅部１
０の一例を示す回路図、第４図は第１図のオフセット回
路図の一例を示す回路図、第５図は設定値の決め方を示
−５−フローチャート、第６図は同手順における分光強
度波形を示す図、第７図は自動終点判定を行なう順を示
すフローチャート、第８図は同手順における分光強度波
形を示す図、第９図は本発明の他の実施例である終点判
定装置を示す構成図、第１０図は利得調整を行なである
。 １０・・・・・・光電変換増幅部、Ｉ・・・・・・オフ
セット回路、Ｉ・・・・・・信号増幅回路、旬・・・・
・・Ａ／Ｄ変換器、関・・・５０−−−−−マイ７０コ
ンヒー−７ ７〜セスのＣ［ ４７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エッチングの進行とともに前記エッチング中の入射
   光を電気量に変換し該電気量を所定値に増幅する工程と
   、前記増幅した電気量のエッチング開始後所定時間経過
   したとさの値をオフセットして零レベルに合わせ前記オ
   フセット以後の電気量をさらに増幅する工程と、前記増
   幅したオフセット以後の電気量により終点を判定する工
   程と、前記増幅したオフセット後の電気量を所定値と比
   較し次回のエッチング時に増幅させる倍率を補正する工
   程とを有することを特徴とする終点判定方法。 ２、エッチング中の入射光を電気量に変換し該電名量を
   増幅する第１の増幅器と、該増幅器により増幅された電
   気量にオフセット量を加算するオフセット手段と、該オ
   フセット手段によりオフセット量を加算された電気量を
   増幅する第２の増幅器と、増幅器により増幅された電気
   量をディジタル値に変更して記憶しエッチングの終点を
   判定するとともに、前記第１の増幅器および第２の増幅
   器に補正した倍率の信号を送り、また前記オフセット手
   段にオフセット量の信号を送る信号処理手段とから成る
   ことを特徴とする終点判定装置。