JPS6258635A - 被加工物の加工終了検出方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、被加工物の加工終了検出方法に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

被加工物の加工終了を検出器から得られる信号を利用し
て検出する例として、ドライエツチング装置のエツチン
グ終了検出がある。このような、エツチング終了検出の
検出手段としては、例えば、特開昭５７−５２４２１号
公報に記載のようなプラズマ発光強度の大きさを調べる
ことによりエツチング終了検出する方法や特開昭５６−
１１５５３６号公報、特開昭５７−５９３３２号公報に
記載のようなプラズマ発光強度の変化量つまりプラズマ
発光強度を時間で１次微分した値を調べることによりエ
ツチング終了検出をする方法や特開昭５８−７９７２２
号公報、特開昭５９−９４４２３号公報に記載のような
試料台と電極間のバイアス電圧やプラズマ発光強度の変
化Ｉの変化量を検出つまり各検出信号を時間で２次微分
した値を調べることによりエツチング終了検出をする方
法が知られている。しかし、特開昭５７−５２４２１号
公報に記載のような信号の大きさを調べる方法では、信
号に含まれる直流成分の変動や検出器から出力される信
号強度の強弱に大きく影響される。

特開昭５６−１１５５３６号公報、特開昭５７−５９３
３２号公報、特開昭５８−７９７２２号公報、特開昭５
９−９４４２３号公報に記載のような信号を時間で１次
微分や２次微分した値を調べる方法では、実際のエツチ
ング終了時刻に対し微分値にエツチング終了の特徴が表
われるまでに時間がかかり実際のエツチング終了時刻と
終了検出時刻に比較的大きなずれが生じる。また、検出
器から出力される信号強度の強弱により終了検出時刻が
変動し終了検出時刻の再現性が良くないという問題があ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、検出器から得られた信号波形の特徴を
極値点によって求めるよう１こすることで、検出器から
得られる信号の強弱の影響を抑制し被加工物の加工終了
検出を迅速に再現性良く求めることができる被加工物の
加工終了検出方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、被加工物の加工終了順の所定時刻を基準時刻
とするステップと、前記基準時刻ｉこおける信号強度を
基準強度としＨ記基準時刻後の信号強度と前記基準強度
との差を求めるステップと、前記信号強度差を前記基準
時刻からの経過時間で除算するステップと、前記除算の
商の値が極大値若しくは極小値となることを検出し検出
器から得られる信号の変化租の特徴を抽出するもので、
検出器から得られた信号波形の特徴を極値点によって求
めようとするものである。

〔発明の実施例〕

本発明を、まず、第１図〜第４図畳こより説明する。

第１図（ａ）は信号強度の時間経過を示す。第１図（ａ
）において、信号波形１は、全体的に時間の経過１こ従
って信号強度が減少する傾向を示し、時刻ｔ１に変曲点
２、時刻ｔ２に変曲点３となる。変曲点３が加工終了点
を示すものとする。ある時刻ｔ。

を基準時刻ｔＱ、基準時刻１（、における信号強度８０
を基準強度Ｓ８とする。基準時刻ｔ（１以後のある時刻
ｔにおける信号の強度をＳとし、信号強度Ｓと基準強度
８８の差を、基準時刻ｔｏからの経過時間で除算した商
の値を信号差分りとする。信号差分りは式１式％ （但し、Ｋｌは任意定数） 第１図（ｂ）は式（１）で表わされる信号差分りの基準
時刻ｔＯより後の変化を示す。信号差分波形４は変曲点
２となる時刻ｔｌの少し前に、マイナス側へ変化しはじ
め、加工終了点を示す変曲点３となる時刻ｔ２付近で極
値点５となる。したがって、この極値点５を生じた時刻
付近が、加工終了点となり、前記極値点５を検出するこ
とにより、加工終了を検出できる。また、ｌｌＴｌ記基
準時刻ｔｏを適切に設定することにより、変曲点３を生
じる時刻ｔ２以順に極小点５を生じさせることができ、
極値点５を検出するため暑こ生じる加工終了検出の遅れ
時間を見込んだ加工終了検出ができる。

式（１）で求める信号差分りの値のとりうる範囲が広い
ため、信号差分りの値を角度θに正規化することにより
範囲を限定することができる。角度θは式（２）で求め
られる。

但し、Ｋ２は任意 θ＝　ｔａｎ−”　（Ｋ２・Ｄ　）　　−（２１定数。

第１図（Ｃ）は式（２）で表わされる角度θの基準時刻
ｔＱより後の変化を示す。角度波形６は、加工終了点を
示す変曲点３となる時刻１．）付近で極値点７を生じる
。この極値点７を検出することにより、信号差分りによ
る加工終了検出法と同様に、加工終了検出を行なうこと
ができる。また、式（２１の任意定数Ｋｚの値かり、変
曲点２．変曲点３近傍の角度波形６を変化させ、角度波
形６の特徴を強調することができる。

次に、９Ｅ２図（ａ）は、時間の経過に伴ない信号強度
が増加する傾向を示す信号波形１′を示す。信号波形１
′の変曲点３′が加工終了点を示すものとする。ある時
刻１ｏ／を基ｔｖＡ時刻ｔ３、基準時刻１（、における
信号強度Ｓｏ′を基準強度３ｓ　ｌとし、式（１）によ
り信号差分波形を求めると第２図（ｂ）の信号差分波形
４′になり、信号波形１′の変曲点３′付近で極値点５
′を生じる。また、信号差分波形４′を、式（２）によ
り角度波形に正規化すると第２図（ｅ）の角度波形６′
となり、信号波形１′の変曲点３′付近で極値点７′を
生じる。前記極値点５′もしくは極値点７′を検出する
ことにより、同様に加工終了検出ができる。

次に、第３図（ａ）は、時間の経過冬こ伴ない信号強度
が減少する傾向を示す信号波形１′を示す。信号波形１
′は、変曲点２′と変曲点３′を有する。ある時刻ｔｏ
を基準時刻１　ｏ＃、基準時刻ｔＱにおける信号強度Ｓ
０１に適切なオフセット成分△Ｓを加えたものを基準強
度Ｓｓ′とする。式（１）により信号波形Ｉ′から信号
差分波形を求めると、第３図（ｂ）の信号差分波形４′
とな゛る。信号差分波形４＃は、信号波形１′の変曲点
２′付近で極値点Ｂ′、変曲点３′付近で極値点５′を
生じる。また、信号差分波形４′を式（２）により角度
波形に正規化すると第３図（Ｃ）の角度波形６′となり
、信号波形１′の変曲点２１付近で極値点９′、変曲点
３１付近で極値点−を生じる。したがって基準強度８８
′にオフセット成分△Ｓを含めることにより信号波形１
′に含まれる変曲点を全て検出可能となり、信号波形１
′の特徴を第１図、第２図の場合に比べより抽出するこ
とができる。

次に、第４図（ａ）は、時間の経過に伴ない信号強度が
減少する傾向を示す信号波形１′を示す。信号波形げは
、変曲点２＃と変曲点３＃を示し、剪もって信号波形１
＃が推定できるとする。推定加工終了時刻に適切な余液
時刻を加えた時刻を基準時刻ｔＯ′、加工終了時の推定
信号強度に適切な余裕値を加えた値を基準強度Ｓ８１と
する。式（１）により信号波形１′から信号分波形を求
めると第４図（ｂ）の信号差分波形４′となる。信号差
分波形４′は、信号波形１１１の変曲点２Ｉｖ付近で極
値点８＃を、また、変曲点３＃付近で極値点５１　を生
じる。また、信号差分波形４′を式（２）１こより角度
波形に正規化すると第４図＜ｃ＞の角度波形６′　とな
り、信号波形１′の変曲点付近で極値点９″、変更点３
＃付近で極値点７′　を生じる。基準時刻ｔｒおよび基
準強度Ｓｓ＃を推定することによっても第３図の場合と
同様暑二信号波形１＃に含まれる変曲点を全て検出でき
る。

以下、本発明の一実施例を第５図、第６図により説明す
る。

本発明の一実施例として、ドライエツチング装置１こお
けるエツチング終了検出がある。エツチングの終了を検
出する手段としては、プラズマの発光強度の変化を検出
する方法がある。第５図は、プラズマの発光強度を電気
的信号に変換する装置を示す。プラズマの光を光・電気
変換器１０により電気信号に変換し、面記電気信号を信
号変換器１１（例えば電流電圧変換器）により変換し、
信号増幅器校により必要な大きさに信号を増幅し、エツ
チング終了検出Ｗ１３へ取り込む。エツチング終了検出
器１３で、式（１）２式（２）に相当する演算を行ない
、エツチングの終了検出の判定を行なう。

第６図（ａ）は、信号増幅器１２からエツチング終了検
出器１３へ取り込まれる信号波水田の一例を示す。信号
波水加は、エツチングを開始すると急激に上昇し、その
後、はぼ一定の値となる。エツチングが終了に近づくと
急激に信号が小さくなり、エツチングが終了すると再び
一定の値となる。エツチングの終了は、信号が急激Ｉこ
小さくなる状態からほぼ一定の値になる状態に移り変わ
る時刻と推定される。肋記の状態遷移は、信号波水田の
変曲点２１付近となり、前記変曲点２１を検出すること
によりエツチングの終了検出ができる。

エツチング終了検出器１３は、信号波水加を読み込み、
ある時刻ｔを基準時刻ｔとし、朋記基準時刻ｔにおける
信号強度Ｓを基準強度Ｓとし、基準時刻以降の信号波形
を式（１）もしく１ま式（２）（こ相当する演算を行な
う。式（１）により信号差分を求めると第６図（ｂ）の
信号差分波形ことなり、信号波水加の変曲点ガ付近で極
値点るを示す。式（２）により角度波形を求めると第６
図（Ｃ）の角度波形冴となり、信号波形（９）の変曲点
］付近で極値点５を示す。

エツチング終了検出器１３は、前記極値点部もしくは極
値点５を検出すること暑こより、エツチングの終了を検
出することができる。

本実施例によれば、エツチング終了検出を、検出器から
得られた信号波形の特徴を極値点舎こよって求めること
ができるので下記の効果がある。

（１）極値点を求めるため、検出器から得られた信号の
振幅による影響を受けに失い。

（！１）極値点の検出暑こは、極値点を判定するための
判定時間がほとんど不要となるため、精度および再現性
が向上する。

（ｉｌｌ　）基準時刻を適切に設定することにより、エ
ツチング終了の直前に極値点を生じさせ、エツチング終
了検出の遅れ時間を見込んだエツチング終了検出ができ
る。

（１ｖ）極値点を求めるため、検出器から得られた信号
にノイズが含まれている場合でも、ノイズの影響を受け
４こ（い。特に＄４図で示した方法によれば、ノイズの
影響を小さ曵できる。

〔発明の効果〕

本発明は１以上説明したよ沖こ、検出器から得られた信
号波形の特徴を極値点によって求めることができるので
、検出器から得られる信号の強弱の影響を抑制できると
共に被加工物の加工終了検出を迅速に再現性良く求める
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（ａ）〜第４図（ａ）は、信号強度と時間との関
係模式図、Ｊ１図（ｂ）〜第４図（ｂ）は、第１図（ａ
）〜第４図（ａ）　ｌこおけるそれぞれの信号差分と時
間との関係模式図、第１図（Ｃ）〜第４図（ｅ）は、同
じく角度と時間との関係模式図、第５図は、本兄明を実
施した加工終了検出装置の構成図、第６図（ａ）は、第
５図の信号増幅器からエツチング終了検出器に取り込ま
れる信号波形の一例を示す信号強度と時間との関係模式
図、第６図（ｂ）は、第５図のエツチング終了検出器で
演算された第６図（ａ）における信号差分と時間との関
係模式図、第６図（Ｃ）は、同じ（角度と時間との関係
模式図である。 １０・・・・・・光・電気変換器、１１・・・・・・信
号変換器、認・・・・・・信号増幅器、１３・・−・・
エツチング終了検出器、２３、２５・・・・・・極値点
　　　　　　　　　　　　　７７．−１５、代理人　弁
理士　　小　川　勝　男　　　□第７口　　　　第２口 才３０　　　　　第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被加工物の加工終了前の所定時刻を基準時刻とする
   ステップと、前記基準時刻における信号強度を基準強度
   とし前記基準時刻後の信号強度と前記基準強度との差を
   求めるステップと、前記信号強度差を前記基準時刻から
   の経過時間で除算するステップと、前記除算の商の値が
   極大値若しくは極小値となることを検出して前記被加工
   物の加工終了を検出するステップとを有することを特徴
   とする被加工物の加工終了検出方法。