JPH11149994A

JPH11149994A - プラズマ処理方法

Info

Publication number: JPH11149994A
Application number: JP10223687A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishihara; 博之石原; Gohei Kawamura; 剛平川村
Original assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd; Japan Science and Technology Corp
Current assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd; Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2018-07-23
Also published as: JP4143176B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマ処理の終点を迅速かつ正確に検出す
ることが可能なプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】エッチング装置１００の処理室１０２内
には，ウェハＷを載置したサセプタ１０８と上部電極１
１０が対向配置される。処理室１０２の側壁には，各々
上部電極１１０とサセプタ１０８に各高周波電力を印加
して，処理室１０２内にプラズマＰを励起する。プラズ
マＰのプラズマ光を検出窓１３０を介して光受容部１４
８で検出し，データをサンプリングする。演算制御器１
４６において，サンプリングデータをワイブル分布関数
に基づいてフィッティングし，さらに微分値を求める。
フィッティングデータの波形と微分値の波形からエッチ
ング処理の終点を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，プラズマ処理方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より，気密な処理室内に上部電極と
下部電極とを対向配置したプラズマ処理装置，例えばエ
ッチング装置が提案されている。かかる装置において被
処理体に対しエッチング処理を施す場合について説明す
ると，まず下部電極上に被処理体を載置し，処理室内に
所定の処理ガスを導入すると共に，真空引きにより処理
室内を所定の減圧雰囲気に維持する。次いで，上部電極
に対して所定のプラズマ生成用高周波電力を印加して，
処理室内にプラズマを励起させると共に，下部電極に対
して印加されるバイアス用高周波電力によって該プラズ
マを被処理体に引き込むことにより，所定のエッチング
処理が被処理体に施される構成となっている。

【０００３】また，上述したエッチング装置における処
理の終点検出について説明すると，まず処理室内で励起
されたプラズマのプラズマ光を，処理室壁部に設けられ
た検出窓を介して，処理室外部に配置された光受容部に
より検出し，そのプラズマ光の発光スペクトルから所定
のデータをサンプリングする。次いで，そのサンプリン
グデータは演算制御器に伝達される共に，サンプリング
データ中のノイズ成分を除去すべく，演算制御器におい
てサンプリングデータを所定量蓄えた後，それら複数の
サンプリングデータの平均値等から終点を求める構成と
なっている。従って，エッチング処理の進行に伴って変
化するプラズマのプラズマ光を直接測定して求められた
終点に基づいてエッチング処理を終了することにより，
被処理体に対して所定の処理が施される構成となってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで，最近の半導
体集積回路の超高集積化，超多層化傾向に伴って，コン
タクトホールなどの微細化も進展し，例えばＳＡＣ（セ
ルフアラインコンタクト）処理などにおいては，正確か
つ迅速に処理の終点を検出し，かかる終点に基づいて確
実に処理を停止させることが，技術的要求項目の１つと
して挙げられている。

【０００５】しかしながら，上述の如くサンプリングデ
ータ中のノイズ成分を除去すべく，そのサンプリングデ
ータを所定量蓄えた後，それら複数のサンプリングデー
タの平均値等から終点を求める場合には，その終点が検
出されるまでに時間がかかり，迅速に終点を検出するこ
とが困難である。その結果，終点が検出された際に，す
でに実際の終点が過ぎてしまっていることがあり，いわ
ゆるオーバーエッチングを引き起こし，被処理体に対し
て所望の処理を施すことができないことがある。また，
終点を迅速に検出するため，サンプリングデータの平均
値を求める際に用いるデータ数を減らした場合には，サ
ンプリングデータに含まれるノイズ成分の除去が不完全
になると共に，サンプリングデータが減少するため，正
確な終点を検出することができないことがある。

【０００６】本発明は，従来の技術が有する上記のよう
な問題点に鑑みて成されたものであり，プラズマ処理の
進行に応じて変化するプラズマのプラズマ光から，正確
かつ迅速にプラズマ処理の終点を予測し，検出すること
が可能な，新規かつ改良されたプラズマ処理方法を提供
することを目的としている。

【０００７】また，被処理体の膜厚がきわめて薄くなっ
た場合，エッチングの終点判断の遅れによるエッチング
の誤差は他の膜にも重大な影響を与えるおそれがある。
本発明は，正確かつ迅速にプラズマ処理の終点を検出す
ることにより，被処理体の膜厚がきわめて薄くなったと
きに適用することが好ましいプラズマ処理方法を提供す
ることを他の目的としている。

【０００８】なお，本明細書中において，フィッティン
グとは，あてはめを意味し，具体的には，選択された標
本分布関数とサンプリングデータとが最も近似するよう
に標本分布関数の係数を決定し，近似関数を得ることを
いう。また，終点予測プロフィルとは，実際のプラズマ
処理の終点に達する前に，予め終点を求めることが可能
な波形を表すものとする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は，処理室内にお
いて被処理体に対して所定のプラズマ処理を施すプラズ
マ処理装置の該プラズマ処理方法に適用されるものであ
る。そして，請求項１に記載の発明は，プラズマ処理の
進行に応じて変化する測定可能値をサンプリングするサ
ンプリング工程と，サンプリングデータをプラズマ処理
の種類に応じて予め各パラメータが設定された標本分布
関数に基づいてフィッティングし，終点予測プロフィル
を求めるフィッティング工程と，終点予測プロフィルに
基づいてプラズマ処理を終了すべき仮想終点を導出する
予測工程と，仮想終点に基づいてプラズマ処理を終了す
べきかを判定する終点判定工程とを含むことを特徴とし
ている。

【００１０】かかる構成によれば，サンプリング工程に
て，プラズマ処理の進行に応じて変化する測定可能値，
例えば請求項９に記載の発明のように，プラズマの発光
スペクトルをサンプリングして得られたサンプリングデ
ータに基づいて，実際の終点に達する前に仮想終点を求
めることができ，その仮想終点に基づいて，プラズマ処
理を終了すべきかを判定できる。したがって，終点を事
前にかつ迅速に求めることができる。また，フィッティ
ング工程にて，サンプリングデータを標本分布関数，例
えば請求項８に記載の発明のように，次の式（１）

【００１１】

【数１】

【００１２】で表されるワイブル分布関数や，次の式
（２）

【００１３】

【数２】

【００１４】で表される指数指数分布関数や，次の式
（３）

【００１５】

【数３】

【００１６】で表される２重指数（グンベル）分布関数
や，次の式（４）

【００１７】

【数４】

【００１８】で表されるバー分布関数や，次の式（５）

【００１９】

【数５】

【００２０】で表される冪乗ロジスティック分布関数
や，次の式（６）

【００２１】

【数６】

【００２２】で表される正規分布関数や，次の式（７）

【００２３】

【数７】

【００２４】で表されるガウス分布関数や，次の式
（８）

【００２５】

【数８】

【００２６】で表されるローレンツ分布関数や，次の式
（９）

【００２７】

【数９】

【００２８】で表されるボルツマン分布関数の中からプ
ラズマ処理の種類，例えば，ガス条件，圧力，エッチン
グ，成膜等の種類，に応じて選択した任意の関数に基づ
いてフィッティングすることのみで，そのサンプリング
データ中に含まれているノイズ成分を除去することがで
きるため，正確かつ迅速に終点検出を行うことをでき
る。なお，フィッティング処理は標本分布関数に限定さ
れるものではなく，請求項１０のように，任意の関数で
フィッティングすることが可能である。

【００２９】さらに，プラズマ処理の終点は，終点判定
工程にて終点予測プロフィルに基づいて判定されるた
め，実際の終点に到達する前に正確な終点を検出するこ
とができる。その結果，プラズマ処理を所定の終点で正
確かつ確実に停止させることができるため，被処理体に
対して所望の均一な処理を施すことができる。また，終
点判定工程を，例えば請求項３に記載の発明のように，
かかる仮想終点が予め設定された範囲に収束した場合に
終点と判定することにより，正確な終点を容易に検出す
ることができる。なお，請求項４に記載のように，仮想
終点に基づいてプラズマ処理を終了した後に，特殊終了
処理を行ってもよい。ここで，特殊終了処理には，例え
ば，（ａ）高周波電力の出力を半減し，仮想終点におい
て，高周波電力の出力を停止する処理，あるいは，
（ｂ）ただちに高周波電力の出力を停止する処理，等が
ある。

【００３０】また，終点判定工程は，請求項５に記載の
ように，プラズマ処理の終点に到達する時間Ｔ１を求め
る工程と，該時間Ｔ１と実際のプラズマ処理を行ってい
る時間Ｔ２とを比較する比較工程を含むようにしてもよ
い。この場合，時間Ｔ１を求める工程は，前記終点予測
プロフィルに基づいて求めてもよく，あるいは，前記近
似式を微分した式に基づいて求めてもよい。かかる微分
式からさらに容易にプラズマ処理の終点を検出すること
ができる。

【００３１】上述の時間Ｔ１と時間Ｔ２との比較工程
は，請求項６に記載のように，時間Ｔ１と時間Ｔ２とが
実質的に一致した場合に前記プラズマ処理が終点に到達
したと判断する工程を含むようにしてもよい。また，実
際にプラズマ処理の終点に到達してはいない場合であっ
ても，請求項７に記載のように，時間Ｔ１と時間Ｔ２と
の時間差に応じた処理終了工程を含むようにしてもよ
い。例えば，上述の（ａ）サンプリングやフィッティン
グ処理を中断して，時間Ｔ１と時間Ｔ２との時間差Ｔｄ
を求め，次いで，高周波電力の出力を半減し，時間差Ｔ
ｄが経過した後に高周波電力の出力を停止する工程，あ
るいは，（ｂ）時間Ｔ１と時間Ｔ２との時間差Ｔｄを求
め，時間差Ｔｄが所定値以下になったら，それ以降のサ
ンプリングやフィッティング処理を中断し，次いで，高
周波電力の出力を停止する工程，を含むようにしてもよ
い。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に，添付図面を参照しなが
ら，本発明にかかるプラズマ処理方法をエッチング装置
に適用した実施の一形態について詳細に説明する。ま
ず，かかるエッチング装置１００の装置構成について，
図１を参照しながら説明する。エッチング装置１００の
処理室１０２は，導電性材料から成る気密な処理容器１
０４内に形成され，この処理容器１０４自体は，接地線
１０６により接地されている。また，処理室１０２内に
は，導電性材料から成り下部電極を形成するサセプタ１
０８と，導電性材料から成る上部電極１１０とが対向配
置されている。

【００３３】かかるサセプタ１０８は，処理室１０２下
方に配置されると共に，そのサセプタ１０８上には，ウ
ェハＷを載置可能な載置面が形成されている。また，サ
セプタ１０８の裏面には，絶縁部材１１２が取り付けら
れると共に，この絶縁部材１１２には，不図示の昇降機
構に接続された昇降軸１１４が取り付けられている。従
って，サセプタ１０８は，昇降機構の作動により上下方
向（同図中の往復矢印方向）に移動自在に構成されてい
る。さらに，昇降軸１１４の周囲の絶縁部材１１２の裏
面と処理室１０２底面には，気密性材料から成るベロー
ズ１１６が取り付けられているため，サセプタ１０８の
上下動によっても処理室１０２内の気密性が損なわれな
い構成となっている。また，サセプタ１０８には，第１
整合器１１８を介して，バイアス用高周波電力を出力可
能な第１高周波電源１２０が接続されている。

【００３４】一方，上部電極１１０は，絶縁部材１２２
を介して処理室１０２の天井部に取り付けられる構成と
なっている。また，上部電極１１０内には，所定の空間
部１１０ａが形成されていると共に，この空間部１１０
ａには，不図示のガス供給源に接続されたガス供給管１
２４が連通するように接続されている。さらに，上部電
極１１０には，処理室１０２側面と空間部１１０ａ内と
を連通する多数のガス吐出孔１１０ｂが形成されてい
る。従って，ガス供給源から供給された所定の処理ガス
は，ガス供給管１２４を介して一旦空間部１１０ａ内に
蓄えられた後，ガス吐出孔１１０ｂから処理室１０２内
のウェハＷに対して，均一に吐出される構成となってい
る。また，上部電極１１０には，第２整合器１２６を介
して，プラズマ生成用高周波電力を出力可能な第２高周
波電源１２８が接続されている。

【００３５】また，処理室１０２の内部側壁には，不図
示の真空引き機構に接続された排気管１２９が連通する
ようにして接続されている。従って，その真空引き機構
の作動によって処理室１０２内の雰囲気を排気すること
により，処理室１０２内を所定の減圧雰囲気に維持する
ことができる。

【００３６】また，処理室１０２内に励起されたプラズ
マＰを検出可能な位置，例えば処理室１０２の側壁に
は，そのプラズマＰのプラズマ光を処理室１０２外部に
透過可能な検出窓１３０が設けられている。さらに，検
出窓１３０を介して処理室１０２内のプラズマＰのプラ
ズマ光を検出可能な位置には，光学レンズ１３２が配置
されている。さらにまた，その光学レンズ１３２の近傍
には，かかる光学レンズ１３２により集光されたプラズ
マ光を後述する分光器１３６に伝達可能な光ファイバ１
３４が配置されている。

【００３７】また，光ファイバ１３４の他方端には，プ
ラズマ光を所定の発光スペクトルに分光可能な分光器１
３６が接続されている。さらに，分光器１３６には，発
光スペクトルを電気的な信号に変換する光電変換器１３
８と，その信号を増幅するアンプ１４０と，かかる信号
から所定のデータをサンプリングするサンプリング装置
１４２と，およびアナログ信号であるサンプリングデー
タをデジタル信号化するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）
変換器１４４を介して，かかる信号からエッチング処理
の終点を検出することが可能な演算制御器１４６が接続
されている。従って，光学レンズ１３２と，光ファイバ
１３４と，分光器１３６と，光電変換器１３８と，アン
プ１４０と，サンプリング装置１４２と，Ａ／Ｄ変換器
１４４は，エッチング装置１００の光受容部１４８を構
成している。また，演算制御器１４６には，第１高周波
電源１２０と第２高周波電源１２８が接続されており，
それら第１高周波電源１２０と第２高周波電源１２８か
ら出力される各高周波電力は，演算制御器１４６により
制御される構成となっている。

【００３８】次に，上述したエッチング装置１００に適
用される本実施の形態にかかるエッチング処理の終点検
出方法について，図２に示したフローチャートを参照し
ながら詳細に説明する。なお，以下では，ウェハＷの表
面に形成された酸化膜（ＳｉＯ₂膜）に対して，エッチ
ング処理を施す場合を例に挙げて説明する。（１）まず，サセプタ１０８上にウェハＷを載置した
後，処理室１０２内に所定の処理ガス，例えばＣＦ₄を
供給し，かつ真空引きにより処理室１０２内を所定の減
圧雰囲気に維持すると共に，上部電極１１０とサセプタ
１０８に各々プラズマ生成用高周波電力とバイアス用高
周波電力を印加して，エッチング処理を開始する（ステ
ップＳ１００）。

【００３９】（２）次いで，処理室１０２内に励起さ
れたプラズマＰのプラズマ光を，検出窓１３０を介して
光受容部１４８により検出し，そのデータをサンプリン
グする（ステップＳ１０２）。この際，終点検出の精度
を向上させるため，プラズマ光の発光スペクトル，例え
ば２６３ｎｍの波長のＣＦ₂の発光スペクトルと，４４
０ｎｍの波長のＳｉＦの発光スペクトルの各発光強度の
比，すなわちＣＦ₂／ＳｉＦ比の値をサンプリングす
る。

【００４０】なお，サンプリングが開始されてからしば
らくの時間は，フィッティングすることはできても，そ
の結果を終点予想に使うことはできない。十分な情報が
集まらないうち，特に，プラズマ処理の進行の特徴的な
部分の情報が得られないうちに，後述するように仮想終
点を導出し，終点の判定を行うと，判定ミスが生じやす
い。このため，どの段階から終点予想を行うかは，前も
って演算制御器１４６に設定しておくか，あるいは，被
処理体の測定データの変化に基づいて，実際の処理中に
定めるように設定することが望ましい。どの段階から終
点予想を行うかを前もって演算制御器１４６に設定して
おく場合には，そのデータは，経験的知識，シミュレー
ション，あるいは実験データに基づいて得ることが可能
である。

【００４１】サンプリングデータを図示すると，例えば
図３に示したような波形となり，エッチング処理の進行
に伴って値が上昇すると共に，後述するエッチング処理
の終点付近で相対的に一定の値に収束することがわか
る。また，このサンプリングデータは，プラズマ光から
検出された生データであるため，ノイズ成分を多く含ん
だ波形が表されている。なお，同図中の縦軸は発光強度
（ＣＦ₂／ＳｉＦ）を表し，横軸は時間を表している。

【００４２】（３）次いで，演算制御器１４６にステ
ップＳ１０２でサンプリングされたサンプリングデータ
が入力されると，そのサンプリングデータ及び以前の複
数のサンプリングデータを標本分布関数，例えば上述し
た式（１）で表されるワイブル分布関数でフィッティン
グすることにより（ステップＳ１０４），ノイズ除去処
理をせずとも，ノイズ成分を含まないプロフィルが得ら
れる。図４は，図中のＦ点までにサンプリングされたデ
ータを使用してフィッティングした時の発光強度の波形
（フィッティングデータ）を示す。図中で点線で示され
た部分は，フィッティングにより求められた予測波形で
ある。なお，フィッティングは，上述のように，十分な
情報が集まった段階から開始するものとする。例えば図
４に示したような波形の場合では，最初の変極点が現れ
た後，例えば第２の変極点を通過した時点や，発光強度
が最初の変極点の数倍になった時点からフィッティング
を開始することが考えられる。

【００４３】また，サンプリングデータ，すなわち実測
データは，ウェハＷの被エッチング材である酸化膜がコ
ンタクトホールの形成によって減少すると，それに反比
例してかかる値は上昇する。そして，ウェハＷに所定の
コンタクトホールが形成されてその被エッチング材がな
くなると，かかる値は一定の値に収束する。これに対し
て，本実施の形態では，そのような一連の波形の変化を
演算処理のみにより予測的に求めることができる。すな
わち，サンプリングデータをワイブル分布関数で演算す
ることのみにより，図示の如く処理の終点に至るまでの
波形を得ることができる。従って，エッチング処理の終
点を，相対的に早い段階で予測することができるため，
正確かつ確実にエッチング処理を終了させることがで
き，いわゆるオーバーエッチングを防止することができ
る。図４に，終点と予測されたポイントを仮想終点とし
て示す。なお，同図中の縦軸は次の式（１０）で表され
る積分タイプのワイブル分布関数である。ここで，λ及
びγはワイブル分布関数の係数である。

【００４４】

【数１０】

【００４５】また，横軸は時間を表している。

【００４６】（４）次いで，上述したステップＳ１０
４で得られたフィッティングデータの微分値を求める
（ステップＳ１０６）。微分値を求めるために，式（１
０）を微分して以下の式（１１）を得る。この微分値を
図示すると，例えば図５に示したような波形となり，エ
ッチング処理の終点付近に変曲点が形成されるため，こ
の変曲点に基づいて，容易に終点を予測することができ
る。なお，同図中の縦軸は次の式（１１）

【００４７】

【数１１】

【００４８】で表される関数を表し，横軸は時間を表し
ている。発光強度データがフィッティングにより関数で
得られているので，数学的に微分するだけで容易に微分
波形を得ることができる。

【００４９】（５）次いで，上述したステップＳ１０
４とステップＳ１０６で得られた波形，すなわち，終点
予測プロフィルに基づいてエッチング処理の予測される
終点，すなわち，仮想終点を求める（ステップＳ１０
８）。すなわち，本実施の形態では，図６に示したよう
に，上述した微分値に基づく波形から求められる仮想終
点と，フィッティングデータに基づく波形から求められ
る仮想終点から，実際にエッチング処理を停止する終点
を判定するため，正確な終点予測を行うことができる。
なお，同図中の縦軸は，上述した式（１０）と式（１
１）で表される関数を表し，横軸は時間を表している。

【００５０】仮想終点は以下のように求める。サンプリ
ング対象である発光強度（ＣＦ₂／ＳｉＦ）は，エッチ
ング処理の終点に近づくと一定の値に収束する。従っ
て，図４に示した終点予測プロフィルの傾きが概ね水平
になる点や，図５に示した微分曲線が概ねゼロとなって
安定する点を仮想終点の目安とすることができる。

【００５１】（６）次いで，上述したステップＳ１０
８で求められたエッチング処理の終点に，実際の処理の
終点が到達したかどうかを判断する（ステップＳ１１
０）。すなわち，上述の如く検出された終点に到達する
時間（Ｔ_EP）と，実際に処理を行っている時間（Ｔ）と
を比較し，Ｔ＜Ｔ_EPが成立した場合には，エッチング処
理がまだ終点に達していないと判断する。また，Ｔ＝Ｔ
_EPが成立した場合には，エッチング処理が終点に到達し
たと判断する。

【００５２】（７）次いで，上述したステップＳ１１
０でエッチング処理が終点に達したと判断された場合に
は，演算制御器１４６により第１高周波電源１２０と第
２高周波電源１２８を制御し，上部電極１１０とサセプ
タ１０８に対する各高周波電力の出力を停止して処理を
終了する（ステップＳ１１２）。

【００５３】また，エッチング処理が終点に達していな
いと判断された場合には，再び上述したステップＳ１０
２〜ステップＳ１１０までの各工程を行い，さらにサン
プリングデータを増やして正確な終点を予測する。

【００５４】また，上述の判定によっては終点に達して
いないと判断した場合であっても，仮想終点を終点とみ
なして以下のようなエッチングの終了処理（特殊終了処
理）をしてもよい。（ａ）サンプリングやフィッティング処理を中断して，
仮想終点と現時点との時間差Ｔｄを求める。次いで高周
波電力の出力を半減し，時間差Ｔｄが経過した後に高周
波電力の出力を停止する。

【００５５】（ｂ）仮想終点と現時点との時間差Ｔｄを
求め，時間差Ｔｄが所定値以下になったら，それ以降の
サンプリングやフィッティング処理を中断する。次いで
高周波電力の出力を停止する。時間差Ｔｄが所定値以下
でない場合には，さらにフィッティング処理を行い，再
度判定を行って上記の処理を行う。本実施の形態にかか
る終点検出方法では，終点を予測できるので，エッチン
グ終了処理の前に電力値を半減する等の特殊な処理を行
うことが可能である。

【００５６】上述のエッチングの終了処理の例（ａ），
（ｂ）の処理は，仮想終点が所定の精度に達してから行
うことが望ましい。例えば，フィッティング処理ごとに
求めた仮想終点の時刻を演算制御器１４６の記憶装置に
記憶し，サンプリング毎の仮想終点の時間をＴ_EP1，Ｔ
_EP2，…とした場合，Ｔ_EPnの差分が小さくなれば，収束
してきていると推察できる。Ｔ_EPnの差分が所定値以下
に収束するようになったら，仮想終点を終点とみなす。
そして，この段階で，サンプリングやフィッティング処
理を中断する。

【００５７】データをサンプリングするサンプリング時
間を増加させるほど，終点の検出を正確に行うことがで
きる。すなわち，図７に示したように，０〜２８０秒間
サンプリングしたサンプリングデータに基づくフィッテ
ィングデータの波形よりも，０〜３６０秒間サンプリン
グしたサンプリングデータに基づくフィッティングデー
タの波形の方が，実測データに基づく波形に近い波形を
得ることができる。なお，同図中の縦軸は，上述した式
（１０）で表される関数を表し，横軸は時間を表してい
る。しかし，サンプリング期間を長くすると，終点を予
測できる時期が遅くなる。

【００５８】本実施の形態にかかるエッチング処理の終
点検出方法は，以上のように構成されており，プラズマ
光から得られたサンプリングデータを，ワイブル分布関
数でフィッティングすることにより，特にノイズ除去処
理をしなくても，ノイズ成分を含まないフィッティング
データに基づく波形，すなわち終点予測プロフィルを得
ることができる。その結果，迅速かつ正確に終点を予測
することができるため，いわゆるオーバーエッチングを
防止し，ウェハＷに対して所望の均一な処理を施すこと
ができる。

【００５９】以上，本発明の好適な実施の一形態につい
て，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかか
る構成に限定されるものではない。特許請求の範囲に記
載された技術的思想の範疇において，当業者であれば，
各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり，それ
ら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属
するものと了解される。

【００６０】例えば，上記実施の形態において，２種類
の発光スペクトルの発光強度の比の値をサンプリングす
ることによりサンプリングデータを得た構成を例に挙げ
て説明したが，本発明はかかる構成に限定されるもので
はなく，例えば１種類の発光スペクトルの発光強度のみ
から得たサンプリングデータであっても，本発明を実施
することができる。また，本発明は，プラズマ処理の進
行に応じて変化する測定可能値であればいかなる値であ
っても，プラズマ処理の終点を検出することができる。

【００６１】また，上記実施の形態において，標本分布
関数としてワイブル分布関数を例に挙げて説明したが，
本発明はかかる構成に限定されるものではなく，上述し
たように，そのワイブル分布関数に加えて，指数指数分
布関数と，２重指数（グンベル）分布関数と，バー分布
関数と，冪乗ロジスティック分布関数と，正規分布関数
と，ガウス分布関数と，ローレンツ分布関数と，ボルツ
マン分布関数などの標本分布関数の中からプラズマ処理
の種類に応じて選択された任意の関数を適用した場合で
も，本発明は実施可能である。

【００６２】また，上記実施の形態において，サンプリ
ングデータが標本分布関数により近似可能なプラズマ処
理に本発明を適用した例を示したが，本発明はかかる構
成に限定されるものではなく，他の関数によって近似可
能なサンプリングデータについては，当該関数を用いて
プラズマ処理の終点を検出することができる。

【００６３】さらに，上記実施の形態において，終点予
測プロフィルと微分信号の両方に基づいて仮想終点を求
める場合について説明したが，本発明はかかる場合に限
定されるものではなく，終点予測プロフィルと微分信号
のいずれか一方に基づいて仮想終点を求める場合でも，
本発明を適用することができる。

【００６４】さらに，上記実施の形態において，上部電
極とサセプタにそれぞれ高周波電力を印加した構成を例
に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定される
ものではなく，少なくとも上部電極と下部電極のいずれ
か一方に高周波電力が印加されるプラズマ処理装置であ
ればいかなる装置であっても，本発明は適用可能であ
る。また，誘導結合型プラズマ処理装置やマイクロ波型
プラズマ処理装置などのいかなる装置であっても本発明
を適用することが可能であり，また被処理体としては，
例えばＬＣＤ用ガラス基板を使用することもできる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば，実際にプラズマ処理の
進行に応じて変化する測定可能値，すなわちプラズマの
発光スペクトルからサンプリングされたサンプリングデ
ータを，標本分布関数に基づいてフィッティングするた
め，ノイズ除去処理をせずとも，ノイズ成分を含まない
終点予測プロフィルを得ることができる。また，その終
点予測プロフィルからプラズマ処理の終点が判定される
ため，かかる終点を正確かつ迅速に検出することがで
き，被処理体に対して所望の均一な処理を施すことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用可能なエッチング装置を示した概
略的な断面図である。

【図２】図１に示したエッチング装置に適用されるエッ
チング処理の終点検出方法を説明するための概略的な説
明図である。

【図３】図１に示したエッチング装置に適用されるエッ
チング処理の終点検出方法を説明するための概略的な説
明図である。

【図４】図１に示したエッチング装置に適用されるエッ
チング処理の終点検出方法を説明するための概略的な説
明図である。

【図５】図１に示したエッチング装置に適用されるエッ
チング処理の終点検出方法を説明するための概略的な説
明図である。

【図６】図１に示したエッチング装置に適用されるエッ
チング処理の終点検出方法を説明するための概略的な説
明図である。

【図７】図１に示したエッチング装置に適用されるエッ
チング処理の終点検出方法を説明するための概略的な説
明図である。

【符号の説明】

１００エッチング装置１０２処理室１０８サセプタ（下部電極）１１０上部電極１２０第１高周波電源１２８第２高周波電源１３０検出窓１４６演算制御器１４８光受容部ＰプラズマＷウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川村剛平山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１東京エレクトロン山梨株式会社山梨事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理室内において被処理体に対して所定
のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の該プラズマ処
理方法であって：前記プラズマ処理の進行に応じて変化
する測定可能値をサンプリングするサンプリング工程
と；前記サンプリングデータを前記プラズマ処理の種類
に応じて予め設定された標本分布関数に基づいてフィッ
ティングし，終点予測プロフィルを求めるフィッティン
グ工程と；前記終点予測プロフィルに基づいて前記プラ
ズマ処理を終了すべき仮想終点を導出する予測工程と；
前記仮想終点に基づいてプラズマ処理を終了すべきかを
判定する終点判定工程と；を含むことを特徴とする，プ
ラズマ処理方法。
【請求項２】前記予測工程は，前記終点予測プロフィ
ルを微分する微分工程を含むことを特徴とする，請求項
１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】前記終点判定工程は，前記仮想終点が予
め設定された範囲に収束した場合に，該仮想終点を終点
と判定する工程を含むことを特徴とする，請求項１又は
２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】前記終点判定工程は，前記仮想終点に基
づいてプラズマ処理を終了した後に，特殊終了処理を行
う工程を含むことを特徴とする，請求項１，２又は３の
いずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】前記終点判定工程は，前記プラズマ処理
の終点に到達する時間Ｔ１を求める工程と，該時間Ｔ１
と実際のプラズマ処理を行っている時間Ｔ２とを比較す
る比較工程を含むことを特徴とする，請求項１，２，３
又は４のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】前記終点判定工程は，前記時間Ｔ１と前
記時間Ｔ２とが実質的に一致した場合に前記プラズマ処
理が終点に到達したと判断する工程を含むことを特徴と
する，請求項５に記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】前記終点判定工程は，前記時間Ｔ１と前
記時間Ｔ２との時間差に応じた処理終了工程を含むこと
を特徴とする，請求項５又は６に記載のプラズマ処理方
法。
【請求項８】前記標本分布関数は，ワイブル分布関数
と，指数指数分布関数と，２重指数（グンベル）分布関
数と，バー分布関数と，冪乗ロジスティック分布関数
と，正規分布関数と，ガウス分布関数と，ローレンツ分
布関数と，ボルツマン分布関数の中から前記プラズマ処
理の種類に応じて選択された任意の関数であることを特
徴とする，請求項１，２，３，４，５，６又は７のいず
れかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項９】前記測定可能値は，前記プラズマ処理に
応じて変動するプラズマの発光スペクトルであることを
特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７又は８
のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】処理室内において被処理体に対して所定
のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置の該プラズマ処
理方法であって：前記プラズマ処理の進行に応じて変化
する測定可能値をサンプリングするサンプリング工程
と；前記サンプリングデータを前記プラズマ処理の種類
に応じて予め設定された関数に基づいてフィッティング
し，終点予測プロフィルを求めるフィッティング工程
と；前記終点予測プロフィルに基づいて前記プラズマ処
理を終了すべき仮想終点を導出する予測工程と；前記仮
想終点に基づいてプラズマ処理を終了すべきかを判定す
る終点判定工程と；を含むことを特徴とする，プラズマ
処理方法。