TWI564956B - And a method of operating the plasma processing apparatus and the plasma processing apparatus - Google Patents

And a method of operating the plasma processing apparatus and the plasma processing apparatus Download PDF

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Description

電漿處理裝置及電漿處理裝置之運轉方法
本發明，係有關於為了製造半導體積體電路等半導體裝置而對於半導體晶圓等之基板狀的樣品上之膜使用形成於真空容器內部的處理室內之電漿以進行處理之電漿處理裝置及電漿處理方法，尤其有關於對於使用電漿而對於處理對象之膜進行處理之終點進行檢測的電漿處理裝置及電漿處理裝置之運轉方法。
隨著半導體裝置之微細化，要求以下技術：可在蝕刻處理中高準確度對於被蝕刻材料的微弱之膜厚或反應生成物的產生量進行監視，在適當之時間點進行終點檢測(EPD：End Point Detection)。例如，作為半導體晶圓的蝕刻終點檢測方法之一個，自歷來，在乾式蝕刻處理中對於具有對應於作為電漿中之對象的反應生成物之特定的波長之發光的強度之變化進行檢測，基於此檢測的結果而對於特定的膜之蝕刻終點進行檢測的方法已被知悉。
在如此之技術方面係如下者：在半導體晶圓的乾式蝕刻處理中，電漿光之特定波長的發光強度隨著特 定的膜之蝕刻進行而變化，故高準確度對於該變化之量進行檢測從而對於處理的終點或加工之量、或處理對象之膜的殘留厚度進行檢測。在如此之檢測時，係要求對於因含於發光強度之資料中的雜訊所造成之檢測波形的滯動或變異性而起之誤檢測或檢測的準確度之降低進行抑制。
作為供以準確度佳地對於如此之發光強度的變化進行檢測之歷來的技術，係例如，揭露於日本發明專利公開昭和61-53728號公報(專利文獻1)或日本發明專利公開昭和63-200533號公報(專利文獻2)者已被知悉。在此專利文獻1方面係對於表示相對於所得之時間變化的發光強度之變化的資料而藉移動平均法，另外在專利文獻2方面係進行1次的最小2平方近似處理而進行含於該資料中之雜訊的減低。
此外，將在蝕刻時產生之反應生成物，從電漿處理裝置之真空容器內的處理室側方放射光(參考光)將通過處理室之該光以檢測器作光接收而對於反應生成物的量之大小或分布與該變化進行檢測者已被知悉。在此技術方面，係採取如根據所得之參考波形的時間變化率而推斷反應生成物之構成。
在另一方面，如此之技術，係開口率為大之情況下係參考波形的變化量為大故可容易檢知反應生成物，惟隨著開口率降低，參考波形的變化量變小，變化會埋沒於噪聲，反應生成物的檢知變難。所以，在專利文獻1方面，係揭露以下技術：將波形中之噪聲以數位濾波器 作降低，在使變化浮上後，對於變化進行檢測。在此現有技術方面，係在算出有關於發光之資料的時間變化率時，變成變化小的成分係被當作基線而消除，故僅可抽出變化之量為大並預測為對應於欲檢測之處理的變化之成分。
另一方面，如此等之現有技術，在藉形成於真空容器內的處理室之電漿的放電而實施之蝕刻處理中對於是否到達處理的終點的判定藉發光分光法而進行之蝕刻終點判定裝置，係每次對於晶圓進行處理時堆積物附著等使得檢測訊號變弱而終點之檢測或判定的準確度降低之問題已被知悉。對於如此之課題，如記載於日本發明專利公開昭和63-254732號公報(專利文獻3)者，為了進行穩定之蝕刻終點檢測而變更檢測訊號的增益值、偏移值從而修正檢測訊號者自歷來已被知悉。此外，如記載於日本發明專利平成4-57092號公報(專利文獻4)，為了進行穩定之蝕刻終點檢測，在無附加增益、偏移調整功能之下，將取進於光電轉換手段之檢測訊號調整為設定值從而進行修正者已被知悉。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本發明專利公開2000-228397公報
[專利文獻2]日本發明專利公開昭和63-200533號公報
[專利文獻3]日本發明專利公開昭和63-254732號公 報
[專利文獻4]日本發明專利平成4-57092號公報
在上述的現有技術方面，係針對以下部分考慮為不充分故產生了問題。亦即，在歷來之技術方面，係在處理對象之膜的蝕刻處理中將該處理一時中斷而對於蝕刻速度與殘膜厚進行檢測，基於該結果而求出進一步之蝕刻處理所需的時間，依此時間進行之後的蝕刻處理或終點之判定。
在如此之現有技術方面，係按樣品，在處理對象之膜厚方面具有變異性之情況下係因此變異性使得至是目標之殘留膜厚的值之處理所需的時間會變動，惟依此變動將剩餘之處理的時間予以增減而精密地使處理結束之情形變難，產生了加工後之殘膜厚產生變異而使良率降低這個問題。
此外，如上所述，在專利文獻1之技術中，係在算出有關於發光之資料的時間變化率時，變成變化小的成分係被當作基線而消除，故僅可抽出變化之量為大並預測為對應於欲檢測之處理的變化之成分，可準確度佳地對於處理的終點等之特徵性變化進行檢測。然而，形成於處理室內之電漿，係一般而言隨著在處理室內之處理的時間或隨此而產生之反應生成物附著或堆積於處理室內部之 量增加，該電位或發光的強度等之電漿的特性會變化。
在為如此之隨時間經過的電漿之特性的變化為緩慢者之情況下，係在歷來的技術方面難以將此充分消除基線成分。或者，在上述現有技術中並未考量有關於以下問題：欲將如此之緩慢的變化作消除時，變成使欲消除之雜訊的大小為在含有該緩慢的變化之量的程度上充分的大小，變得無法將本來欲檢測之伴隨時間變化的有關於發光之資料變化以在獲得充分之準確度的程度上夠大者之形式進行檢測，有損檢測的準確度，有損處理的良率。
本發明之目的，係在於提供將處理的良率予以提升之電漿處理裝置或電漿處理裝置之運轉方法。
上述目的，係藉IIR(無限脈衝響應)濾波器，根據發光的強度之訊號對於時間變化之基線成分一邊追隨該傾斜度的時間變化一邊進行檢測，將所檢測之基線的成分從發光的強度之訊號作消除從而將變化的成分作抽出以達成。
在本發明中，係藉此，即使在基線成分的傾斜度緩慢變化之情況下，仍變得可高準確度作追隨，僅抽出變化成分。然後，將從所推斷之波形將基線作消去，使得可僅抽出變化成分，可準確度佳地對於處理的終點之到 達檢測出特徵性變化。
101‧‧‧蝕刻裝置
102‧‧‧真空容器
103‧‧‧電漿
104‧‧‧晶圓
105‧‧‧樣品台
106‧‧‧放射光
107‧‧‧光纖
108‧‧‧分光器
109‧‧‧變化強調部
110‧‧‧終點判定器
111‧‧‧顯示器
[圖1]示意性對於本發明之實施例相關的電漿處理裝置之構成的概略進行繪示之圖。
[圖2]對於示於圖1之實施例中的變化強調部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
[圖3]對於示於圖1之實施例中的基線推斷部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
[圖4]對於示於圖1之實施例相關之檢測器的外插處理之流程進行繪示的流程圖。
[圖5]對於示於圖1之實施例相關之檢測器的終點之檢測的流程進行繪示之流程圖。
[圖6]對於藉示於圖1之實施例相關之檢測器而得之檢測的結果之例進行繪示的圖表。
[圖7]對於示於圖1之實施例的變化例相關之檢測器的變化強調部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
[圖8]對於示於圖1的實施例之別的變化例相關之檢測器的變化強調部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
[圖9]對於示於圖1的實施例之再別的變化例相關之檢測器的基線推斷部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
[圖10]對於將示於圖1之實施例的檢測器之輸出的外插次數N作為參數之變化進行繪示的圖表。
[圖11]對於將示於圖1之實施例的檢測器之輸出的O/P作為參數之變化進行繪示的圖表。
[圖12]對於示於圖1的實施例之再別的變化例相關之檢測器的變化強調部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
[圖13]對於使用在示於圖12之變化例的檢測器中之含有變化的波形而對於參數進行最佳化之流程進行繪示的流程圖。
[圖14]對於使用在示於圖12之變化例的檢測器中之不含變化的波形而對於參數進行最佳化之流程進行繪示的流程圖。
在以下，對於本發明之實施形態利用圖式而進行說明。
[實施例1]
以下，利用圖1~圖6，而說明本發明之實施例。本發明，係如下者：在利用電漿而對於半導體晶圓等之被處理材料進行蝕刻時，高準確度推斷表示對於從電漿的發光所檢測之光的強度之變化進行顯示的波形之長期的變化(具有長週期之變化、高準確度對於表示長波段的變化)之趨勢的資料或資訊(基線)，將所得之基線的值從上述波形作除去，從而對於表示急劇或大的變化之成分的資料或資訊進行檢測。
利用圖1，而對於本發明相關之具備蝕刻量(遮罩材料之殘存膜厚或矽的蝕刻深度)測定裝置的形成有半導體元件之半導體晶圓的蝕刻裝置之電漿處理裝置的全體構成進行說明。
本實施例之蝕刻裝置(電漿處理裝置)101，係具備配合內部的空間之形狀而形狀為圓筒形狀之真空容器102，對於是該內部的空間之具有圓筒形狀的處理室從省略了圖示之氣體導入手段所導入的蝕刻處理用之氣體藉微波電力等之電場或藉配置於真空容器之處理室外周的螺線管等之供於磁場形成的手段所供應之磁場被激發而於處理室內形成電漿103。在處理室的下部，係配置樣品台105，其係具有圓筒形狀，且實質上圓形的半導體晶圓等之基板狀的被處理材料之樣品(以下，晶圓)104被載置於具有該圓形之上表面，藉此電漿103而使預先形成於樣品台105上的晶圓104上表面之複數個薄膜的層被上下積層而構成之膜構造的處理對象之膜層被蝕刻處理。
本實施例之電漿處理裝置101，係在處理中對於採用了電漿之處理的狀態、尤其蝕刻之量(構成膜構造之上方的膜之遮罩材料的殘存膜厚或是處理對象之膜層的矽(多晶矽、Poly-Si)的蝕刻深度)進行檢測之檢測器112被連結而配置。此檢測器112，係具有：透過光纖107而與真空容器102或內部的處理室作連接並連結而接收來自處理室內之光的分光器108、利用從分光器108所輸出之既定的波長之前述光的強度而對於該光之強度的變 化進行檢測而輸出之變化強調部109、利用來自變化強調部109之輸出而對於採用了電漿之對象膜的處理是否到達終點進行判定之終點判定器110。
在本實施例中，係在晶圓104的處理中，來自分光器108所具有之測定用光源(例如鹵素光源)的多波長之放射光106，透過光纖107而被導入於真空容器102的處理室內，對於在蝕刻時產生的處理室內或電漿中之反應生成物被以垂直的入射角作照射。光纖107的處理室側之前端部，係與配置於真空容器之處理室的頂面或圓筒形狀之側壁的內面之開口或以面向此等內側的處理室之具有透光性的構材而構成之窗部作連結，光通過窗或開口而傳達於處理室的內部及外部之光纖107的前端之間。
從反應生成物所反射之光，係再度透過光纖107而被導入於檢測器112的分光器108，在檢測器方面，係基於根據從分光器108所得之既定的波長之光的強度之變化而檢測出之蝕刻處理的狀態而進行終點之到達的判定。在檢測器112的變化強調部109方面，係從因伴隨蝕刻處理之反應生成物的影響而產生發光的強度之變化的波長之時間波形將來自電漿或處理室內之光(發光)的強度之變化作抽出的部分。
在終點判定器110方面，係發光的強度展現特定的變化時判定為處理係到達終點者。採用對於如此之發光的變化之特定的變化進行了檢測之結果的處理之終點的判定，係可採用自歷來已被知悉的技術。在本實施例 中，係算出發光的強度之時間上的變化(相對於時間之變化的強度之發光的變化)表示極值之位置，亦即算出針對該時間之微分(時間微分)成為0之(通過零點)位置從而進行。與藉如此之處理而求得之晶圓的蝕刻量相關之資訊，係從檢測器112所輸出並藉電漿處理裝置101所具備之液晶或CRT的監視器等之顯示器111而顯示。
將本構成中之變化強調部109的詳細之方塊構成繪示於圖2。圖2，係對於示於圖1之實施例中的變化強調部之構成的概略進行繪示之方塊圖。在本圖中，在噪聲除去部201，係根據表示所輸入的發光之強度的變化之訊號的波形之中由於伴隨蝕刻而形成之反應生成物的影響使得在發光的強度方面產生變化之波長的時間波形(相對於時間的變化之強度的變化)，對於與此無相關之白噪聲的除去或減低之處理，按檢測的所預設之取樣的時間間隔而進行。
白噪聲的除去，係可採用藉數位濾波器之低通濾波器。然而，時間波形之變化的成分，係與基線相較下為高頻，故因有效除去此白噪聲之目的而將低通濾波器的截止頻率設定於基線的頻率附近時，變成將時間波形中的變化成分作除去，在之後的處理作為目標之表示蝕刻量的變化之發光的強度之特定的成分之抽出會變困難。
於是在本實施例中，在噪聲除去部201，係具備以下構成：採用是無限脈衝響應濾波器之卡爾曼濾波器(R.E.Kalman,“A new approach to linear filtering and prediction problems”Trans.ASME,J.Basic Eng.,vol.82 D,no.1,pp.34--45,1960.)，而減低與時間的變化無相關之白噪聲的成分。在本實施例中，係對於由於伴隨蝕刻之反應生成物的影響而發生發光強度之變化的波長之時間波形以狀態方程式Xt=H(Xt-1)+ut
作模型化。於此，Xt，係不含作為對象之時間波形中的白噪聲之成分。H係根據過去的狀態之狀態轉移矩陣。ut，係時間波形的時間變化成分。
此外，使實際所得之發光的強度之相對於時間的變化(時間變化)為Yt，將與不含白噪聲的成分之間的對應關係以Yt=CXt+vt
作模型化。Vt係稱作觀測噪聲項，為對於應除去的白噪聲作模型化之項。C係狀態變數之中(或其線形組合)之內，對於所觀測之成分進行特定的輸出矩陣。
將ut當作0平均的高斯分布，使表示按各時間的變異性之大小的共變異矩陣為Ru。同樣，將vt當作0平均的高斯分布，使vt的共變異矩陣為Rv。Ru與Rv，係採用預定之參數。Ru，係定義為如下矩陣：僅第1 列第1行具有以σs^2定義之值，其餘的要素係成為0。
σs^2/Rv越大，白噪聲除去量變越小，反之越小，白噪聲除去量變越大。對於不含白噪聲之時間波形的推斷值利用以下的方式而求出。
預測處理：Xt|(t-1)=H(Xt-1|t-1)、濾波處理：Xt|t=Xt|(t-1)+K(Yt-CXt|t-1)
於此，K係稱作卡爾曼增益，為對於將觀測訊號的資訊何種程度反饋於不含噪聲之時間波形的推斷值進行控制之變數。K能以K=Rxt|(t-1)CT(Rv+C Rxt|(t-1)CT)-1而求出。
於此，Rxt|(t-1)，係表示按各時刻的預測誤差，成為Rxt|(t-1)=H Rx(t-1)|(t-1)HT+Ru。再者，亦定於Rxt|t=(I-KC)Rxt|(t-1)。上述的流程，係適稱於全部的變數視為依高斯分布之隨機變數時的均方誤差最小化規範(MMSE)解。
在本實施例中，係使H的第1列為[2,-1]、第2列為[1,0]之2列2行的矩陣。此係適稱於噪聲除去後之波形能以根據過去2點之直線近似而預測為前提的情形。C，係採取[1,0]之1列2行，使得噪聲除去後之波形被作為通過所觀測之時間波形的正中央之訊號而推斷。
卡爾曼濾波器後的訊號，係施行利用了卡爾 曼平滑器之修正。卡爾曼平滑器，係指如利用比噪聲抑制對象的時間還早的時間之訊號而提高噪聲抑制性能之構成。在卡爾曼平滑器，係對於當下的訊號利用以下的流程而進行修正。
Rxt|Lt=Rxt|t-At(Rxt+1|t-Rxt+1|Lt)AtT
Xt|Lt=Xt|t+At(Xt+1|Lt-Xt+1|t)
At=Rxt|t CT Rxt+1|t-1於此，Lt=t+L，係當作利用於對於時間t的噪聲進行減低之對象的訊號之修正的複數個取樣時間之最大時間者的號碼(指標)。亦即，變成白噪聲的除去之處理後的時間波形被輸出之時間僅L程度延遲於時間的進行之方向。噪聲除去部201係輸出在卡爾曼平滑器作修正之訊號。
基線推斷部202，係接收來自噪聲除去部201的輸出而利用白噪聲被除去後之發光的強度之時間波形以對於不含伴隨反應生成物的產生之變化的成分(基線)進行檢測。本實施例之基線推斷部202，係成為基於卡爾曼濾波器之構成，將在對於來自過去的狀態之變動藉外插而進行推斷時使用的是過去之取樣時刻的時點之數的外插次數N，設定為大於噪聲除去部201的卡爾曼濾波器者之值(3以上)。
藉此，按時間更加強調而更明確抽出僅傾斜 度和緩變化之基線成分。即使為N=2之情況下，將Ru、觀測噪聲的分散參數Rv之比率，比作為噪聲除去201的1構成而示之卡爾曼濾波器，設定為小的值，使得可按時間強調而抽出傾斜度僅和緩變化之基線成分。
使用有限的外插次數N而進行基線的推斷，使得隨時間的經過而和緩變化之基線的值，係一邊追隨該變化之比例或變化率的時間上之變動一邊被以高準確度作檢測或推斷。此外，令使用於發光的強度之訊號的基線之檢測的外插次數N之大小大於使用於因反應生成物而起之發光的變化之成分的抽出之外插次數N，從而明確分開更長週期的基線之變化與因更短週期的反應生成物而起之發光的變化以進行檢測，使該檢測的準確度提升，使得能以高準確度進行後述之終點的判定等之電漿的形成或處理的條件之變化、調節這樣的電漿處理裝置101之動作的控制。
於圖10繪示以外插次數N作為參數而予以變化之情況下的從檢測器112所得的變化之推斷值的值之變化。圖10，係對於將示於圖1之實施例的檢測器之輸出的外插次數N作為參數之變化進行繪示的圖表。在本圖，係得知：緊接著100秒之後的變化成分隨著N的增大而更加明確地被檢測出。
將基線推斷部202之更詳細的構成繪示於圖3。圖3，係對於示於圖1之實施例中的基線推斷部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
如本圖所示，基線推斷部202，係對於接收噪聲被除去之噪聲除去波形而進行內分處理之結果根據外插係數而進行修正以輸出作為基線推斷值，同時將該基線推斷值記憶或儲存於基線的資料庫。首先，內分參數設定部307，係將狀態轉移時的噪聲之分散參數Ru、觀測噪聲的分散參數Rv，從設定檔作讀取，或使用在顯示於顯示器111上的畫面之採用PC的鍵盤或滑鼠等之輸出入手段者等的標準之使用者介面機構而進行設定。
然後，所讀取之Ru、Rv，係記憶在設定於在進行基線推斷部202的處理之電腦等的控制用之裝置上的記憶體或硬碟等之記憶區域內的內分參數資料庫306。在圖11，繪示Rv/Ru的比率之取log10的值(O/P)。得知：O/P變越大，緊接著100秒之後的變化被更明確地檢測出。
在外插係數算出部304，係在卡爾曼濾波器藉外插處理而對於基線進行推斷時，對於採用之過去的基線之點數(外插次數)從設定檔進行讀取或使用標準的使用者介面機構而進行設定。於此，使所設定之次數為N。在外插係數算出部304，係依外插次數N而從所算出或預先得到的複數個資料之中選擇外插係數G。
將推斷外插係數G之流程示於圖4。圖4，係對於示於圖1之實施例相關之檢測器的外插處理之流程進行繪示的流程圖。
利用上述的使用者介面，而設定外插次數N (步驟401，以下相同)。接著，根據所設定之外插次數N，用於算出外插係數G之1列2行的向量k被設定為(N+1,1)(402)。
接著，N列2行的矩陣H被設定為第2行全部成為1，第1行的第n列成為n(403)。接著，H的偽逆矩陣H以成為H+=HT(HHT)-1的方式而被算出(404)。
使N列N行的矩陣G之第1列為kH+。使其以外的列為0(405)。輸出所算出之矩陣G(406)。如此而求出之外插係數G，係成為供以求出在平方誤差最小化的觀點下成為最佳之從過去N點的基線推斷值求出接下來的點之基線推斷值的外插曲線之係數。
在外插係數算出部304，係將所求出之外插曲線的係數G，記憶在設定於上述的記憶區域內之外插係數資料庫303。在緩衝部301，係每次在不同的時刻接收從修正處理部308所輸出之在時刻t下的基線之推斷值xt|t，將此以FIFO(Fast In Fast Out)而發送至基線緩衝資料庫311而予以記憶於此。本實施例之基線緩衝資料庫311，係採取下者：具有可保持至少N點的基線推斷值之程度的記憶容量。
此外，緩衝部301，係利用記憶於基線緩衝資料庫311之過去N點的基線推斷值(xt|t,xt-1|t-1,...,xt-N+1|t-N+1)，而生成將此等之基線推斷值排列於各列之向量Xt-1|t-1。
在外插入處理部302，係算出對於Xt-1|t-1從 左乘上外插係數G之Xt|t-1=GXt-1|t-1(外插值)。Xt|t-1的第1列之值成為在第t點之基線的預測值。
在內分處理部305，係首先，從誤差預測部310作推斷之誤差預測值Vt|t-1，將內分用的矩陣K(內分量)以K=Vt|t-1CT(Vt|t-1+Ru)-1而算出並輸出。於此，C係採取如下之矩陣：1列N行的向量，第1行為1，其餘的行係成為0。
在修正處理部308，係根據內分處理部305作輸出之內分量K、噪聲除去波形yt，對於基線推斷值Xt|t，以Xt|t=Xt|t-1+K(yt-CXt|t-1)而求出。然後，輸出Xt|t的第1列。
在誤差更新部309，係根據誤差預測部310作輸出之Vt|t-1、內分處理部305作輸出之K，將誤差推斷值Vt|t，以Vt|t=(I-KC)Vt|t-1算出而輸出。在誤差預測310，係將誤差更新部309輸出之Vt|t換成Vt-1|t-1，根據外插處理部302輸出之外插係數G與儲存於內分參數306之內分參數Ru，以Vt|t-1=GVt-1|t-1GT+Ru求出Vt|t-1而輸出。
基線推斷部202，係將修正處理部308輸出之基線推斷值xt|t輸出至圖2的減法203而作結束。在減法部203，係輸出從表示噪聲被除去後之發光的強度之時間變化的訊號yt減去xt|t之訊號zt。xt|t為基線推斷值，故訊號zt係成為表示噪聲被減低後的訊號中之反應生成物產生所帶來的波形之變化的成分者，此係成為以更多的比 例包含週期短於基線之(波長長)變化的成分。
在噪聲除去部204，係依與噪聲除去部201同樣的處理，輸出將zt中的白噪聲消除之訊號(變化成分的噪聲除去波形)at。在差分處理部205，係以bt=at-at-1，算出at的一階差分值bt。所算出之值，係表示作為發光的強度之訊號的基線之成分被除去之變化的成分之差分值。
再者，在噪聲除去部206，係從bt如同在噪聲除去部201進行之處理，輸出將白噪聲作除去之訊號。此輸出之訊號，係基線的成分被除去之發光的強度之訊號的差分，並表示：隨著處理的進行之更短週期(波長之)的變化之處理對象之膜或電漿中之粒子或處理室內部的狀態之變化被強調的訊號。
此被作為採用變化強調部209之演算的結果之輸出而輸出。在變化強調部109中之除去全部的噪聲之部分方面採用卡爾曼濾波器，使得即使在基線具有緩慢的變動之情況下，仍可不強烈受到其影響而更明確地抽出變化的成分。
在圖5，記載進行本實施例中的終點之判定的處理之流程。圖5，係對於示於圖1之實施例相關之檢測器的終點之檢測的流程進行繪示之流程圖。
在本圖中，首先在變化強調部109的內部所使用之參數被設定為處理開始前(步驟501，以下相同)。此設定，係如同上述從設定檔作讀取，或使用在顯 示於顯示器111上的畫面之採用PC的鍵盤或滑鼠等之輸出入手段者等的標準之使用者介面機構而進行設定。
接著，開始按預設之時間的取樣間隔而對於表示發光的強度之訊號進行檢測之取樣(502)。每次檢測出新訊號，對於該訊號而執行變化強調處理(503)。
然後，實施終點判定的處理(504)，而在判定為終點之情況下取樣結束(505)。未判定為終點之情況下，係返回進行下個取樣之步驟，重複所得之訊號的變化強調之處理。
圖6為繪示依本實施例從含噪聲或向右下降之基線的時間波形將變化成分作抽出之結果者。圖6，係對於藉示於圖1之實施例相關之檢測器而得之檢測的結果之例進行繪示的圖表。
如此圖所示，在推斷為在作光接收而從分光器108輸出之訊號的波形方面存在90秒前後的變化之時區的變化，係根據來自變化強調部109之輸出係在110秒前後作為變化的成分作為大的值之增減而得。根據此圖，得知：依本實施例可明確地檢測出在原波形為不明瞭之變化的成分。
[變化例1]
將本發明之實施例的變化例相關之變化強調部109的方塊構成繪示於圖7。圖7，係對於示於圖1之實施例的變化例相關之檢測器的變化強調部之構成的概略 進行繪示之方塊圖。
本變化例，係如下者：不僅使用含有反應生成物產生所帶來之時間波形的變化之波形(輸入波形)，亦使用不含反應生成物產生所帶來之時間波形的變化之波長的波形(參考波形)，而進行更高準確度的變化之檢測。在示於圖7之變化強調部109，係輸入波形、參考波形的各者被輸入至噪聲除去部201，而噪聲成分被除去。
採用噪聲被除去後的輸入波形ct、參考波形dt，在除法部701，係算出et=ct/dt。來自除法部701之輸出et係輸入至噪聲除去部201。
輸出et，係成為基線被除去惟變化成分係未消而殘留之波形。其他的構成，係如同示於圖3之變化強調部109的構成。
[變化例2]
利用圖8而說明有關於上述實施例之別的變化例。圖8，係對於示於圖1之實施例的變化例相關之檢測器的變化強調部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
在本圖的變化強調部之構成，係與記載於圖7之構成作比較下，不同點在於採取以下構成：對於在噪聲除去部204後輸出之變化成分的噪聲被除去之訊號，再一次進行基線推斷後將該基線作除去。亦即，來自噪聲除去部204的輸出係再度輸入至基線推斷部202，將是由此所得之輸出的推斷值從來自噪聲除去部204的輸出作減算， 從而將變化的成分作為差分的值而算出。
來自減法部203的輸出係輸入至噪聲除去部206，噪聲從差分值被除去而從變化強調部109輸出。依如此之構成，不取單純之差分，而反覆進行上述基線推斷，使得可更高準確度地進行變化的成分之抽出。
[變化例3]
對於上述實施例之別的變化例利用圖9而進行說明。圖9，係對於示於圖1的實施例之再別的變化例相關之檢測器的基線推斷部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
示於本圖之本變化例的基線推斷部109，係將示於圖2之基線推斷部202的構成作簡略化而成為對於減低噪聲後之訊號進行直接外插而採取下個時刻之基線推斷值的構成。亦即，從接收來自噪聲被除去之噪聲除去部201的訊號之緩衝部301所輸出之修正值配列，係輸入至外插處理部302，利用從外插係數資料庫303所得之外插係數G而使外插值被算出。
從外插處理部302所輸出之外插值作為基線的推斷值而被從基線推斷部202輸出。依如此之構成，與第一實施例比較下，能以低處理量，推斷基線。
[變化例4]
對於上述實施例之別的變化例利用圖12至14 而進行說明。圖12，係對於示於圖1的實施例之再別的變化例相關之檢測器的變化強調部之構成的概略進行繪示之方塊圖。
示於本圖之構成，係在第一實施例中之變化強調部109，記憶或儲存於內分參數資料庫306與外插係數資料庫303之資料藉參數最佳化部1201而生成之點不同。參數最佳化部1201係根據含有變化之波形或不含變化之波形而推斷基線推斷部之參數。
此外，在本變化例，係成為在作為噪聲除去部201的除去之手段而採用卡爾曼濾波器之情況下次要地亦對於該卡爾曼濾波器的參數作最佳化之構成，亦可採取如採用被最佳化之卡爾曼濾波器的參數作為噪聲除去部201的參數之構成。
在圖13，對於根據含有變化之波形將參數最佳化時的處理流程圖進行繪示。圖13，係對於使用在示於圖12之變化例的檢測器中之含有變化的波形而對於參數進行最佳化之流程進行繪示的流程圖。
示於本圖之處理的流程，係以在噪聲除去部201的除去手段方面採用卡爾曼濾波器之情形作為前提。首先，在步驟1301(1301，以下相同)係預先設定噪聲除去部201的卡爾曼濾波器之參數作為各種的參數。在本變化例，係採用σs、Rv。
接著，對於含有變化之學習資料進行取樣(1302)。此係對於作為樣品而被處理之晶圓根據在蝕刻 處理中所得之發光進行檢測。接著，以手動對於所得的學習資料之中的包含反應生成物之變化的區間進行標籤化(1303)。
標籤化後，對於學習資料中之發生反應生成物的變化之前的時區(不含變化之區間)，實施採用了卡爾曼濾波器之噪聲除去，得到噪聲被減低之訊號(1304)，對於在步驟1304所得的噪聲被減低之訊號與減低前的學習資料之差分進行計算。
以所計算之差分的時間相關(與1點前的時刻之相關)取最小值的方式使σs變化(1305)。此係可採用準牛頓法等之自歷來已被知悉的技術。
接著，對於學習資料的全區間，利用所求得之σs，而進行採用了卡爾曼濾波器之噪聲的減低(1306)。接著，對於已標籤化的含有變化之區間的區間長(點數)進行計算(1307)。使所計算之點數的2分之1的值為基線推斷202的N。然後，依此N，算出外插係數。
在含有變化之區間，算出與前點之時間差分，使所算出之時間差分的最大值為a1(1308)。同樣在不含變化之區間，算出與前點之時間差分，使所算出之時間差分的最大值為a2(1309)。
將所算出之基線推斷202的卡爾曼濾波器之內分係數，以成為Rv/Ru=a1^2/a2^2的方式作設定(1310)。輸出所設定之內分係數、外插係數而結束處理 (1311)。
在圖14，對於根據不含變化之波形將參數最佳化時的處理流程圖進行繪示。圖14，係對於使用在示於圖12之變化例的檢測器中之不含變化的波形而對於參數進行最佳化之流程進行繪示的流程圖。
示於本圖之參數的最佳化之構成與示於圖13者的不同，係在於：不僅噪聲除去部201的卡爾曼濾波器用之參數σs、Rv，根據以模擬而生成之含有變化的波形而預先決定基線的N、a1(1401)。其他構成，係與示於圖13者同等，故省略記載。
202‧‧‧基線推斷部
301‧‧‧緩衝部
302‧‧‧外插入處理部
303‧‧‧外插係數資料庫
304‧‧‧外插係數算出部
305‧‧‧內分處理部
306‧‧‧內分參數資料庫
307‧‧‧內分參數設定部
308‧‧‧修正處理部
309‧‧‧誤差更新部
310‧‧‧誤差預測部
311‧‧‧基線緩衝資料庫

Claims (10)

  1. 一種電漿處理裝置，具備：配置於真空容器內部且利用形成於其內側的電漿以處理配置於內側的晶圓的處理室；檢測出前述處理中的任意時刻以前的複數個時刻下的前述發光的強度的檢測器；從表示前述檢測器所檢測出的前述發光的強度的訊號將雜訊成分除去的第1濾波器；從已除去前述雜訊成分的前述訊號將比該訊號的既定的週期長的週期的成分除去的第2濾波器；以及利用已除去比前述既定的週期長的週期的成分的訊號以判定往前述處理的既定目標的到達的判定器。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第2濾波器為無限脈衝響應濾波器。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，前述第1濾波器為無限脈衝響應濾波器。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，前述第1或第2濾波器中的至少一者為卡爾曼濾波器。
  5. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述第1濾波器為運用比前述第2濾波器大的外插次數的卡爾曼濾波器，前述第2濾波器為運用比前述第1濾波器小的外插次數的卡爾曼濾波器。
  6. 一種電漿處理裝置之運轉方法，該電漿處理裝置 具備配置於真空容器內部且利用形成於其內側的電漿以處理配置於內側的晶圓之處理室、及檢測出前述處理中的任意時刻以前的複數個時刻下的前述發光的強度的檢測器，並利用來自此檢測器之輸出而對於前述電漿的形成或處理配置在此處理室內之晶圓的條件進行調節，該電漿處理裝置之運轉方法係於前述檢測器檢測出在前述處理中之任意時刻以前之複數個時刻下的前述發光的強度之訊號，從已從表示前述發光的強度的訊號除去雜訊成分的訊號將比此訊號的既定的週期長的週期的成分除去，利用已除去比前述既定的週期長的週期的成分的訊號以判定往前述處理的既定目標的到達，利用該結果以對於前述電漿的形成或處理前述晶圓之條件進行調節。
  7. 如申請專利範圍第6項之電漿處理裝置之運轉方法，其中，從已除去前述雜訊成分的訊號利用無限脈衝響應濾波器檢測出比前述既定的週期長的週期的成分。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之電漿處理裝置之運轉方法，其中，從前述發光的強度的訊號利用無限脈衝響應濾波器將雜訊成分除去。
  9. 如申請專利範圍第6項之電漿處理裝置之運轉方法，其中，從已除去前述雜訊成分的訊號利用卡爾曼濾波器檢測出比前述既定的週期長的週期的成分。
  10. 如申請專利範圍第6項之電漿處理裝置之運轉方法，其中，從在前述處理中之任意時刻以前之複數個時刻 下的前述發光的強度之訊號利用採用第1外插次數的卡爾曼濾波器檢測出雜訊成分而將該雜訊成分除去後，從此已除去雜訊成分的訊號將比此訊號的既定的週期長的週期的成分利用採用比前述第1外插次數小的第2外插次數的卡爾曼濾波器除去。
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