(57)【要約】【課題】プロセス固有の条件を考慮せずとも、また、観察項目としての波長の種類が多くても、正確かつシステマティックにエッチングの終点検出が可能な終点検出方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る終点検出方法は、エッチングの際に発生している光を波長ごとに分光し、当該分光した光の強度を当該波長ごとに取得する工程（Ｓ１）を備える。そして、反応ガスの発光に特有の波長、および、反応生成物の発光に特有の波長を含む複数の波長のうち、任意に選択された３種類以上の波長それぞれに対して、ステップＳ１で取得された光の強度を特定する工程（Ｓ２）を備える。そして、ステップＳ２で特定された３種類以上の波長それぞれの光の強度の変化から、当該波長ごとの終点要素を検出し、当該検出された終点要素から、多数決原理に基づいて一部の終点要素を除去し、残りの終点要素に基づいて終点を算出する工程（Ｓ３）を備える。【選択図】図６
2010093090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチングの終点を検出する終点検出方法であって、
（ａ）前記エッチングの際に発生している光を波長ごとに分光し、当該分光した光の強度を当該波長ごとに取得する工程と、
（ｂ）前記エッチングに用いられる反応ガスの発光に特有の波長、および／または、前記反応ガスとエッチング対象物との反応により生成される反応生成物の発光に特有の波長を含む複数の波長のうち、任意に選択された３種類以上の波長それぞれに対して、前記工程（ａ）で取得された光の強度を特定する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で特定された前記３種類以上の波長の光の強度に基づいて、前記終点を検出する工程とを備え、
前記工程（ｃ）は、
前記工程（ｂ）で特定された前記３種類以上の波長それぞれの光の強度の変化から、当該波長ごとの終点要素を検出し、当該検出された終点要素から、多数決原理に基づいて一部の終点要素を除去し、残りの終点要素に基づいて前記終点を算出する、
終点検出方法。
【請求項２】
エッチングの終点を検出する終点検出方法であって、
（ａ）前記エッチングの際に発生している光を波長ごとに分光し、当該分光した光の強度を当該波長ごとに取得する工程と、
（ｂ）前記エッチングに用いられる反応ガスの発光に特有の波長、および／または、前記反応ガスとエッチング対象物との反応により生成される反応生成物の発光に特有の波長を含む複数の波長のうち、任意に選択された３種類以上の波長それぞれに対して、前記工程（ａ）で取得された光の強度を特定する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で特定された前記３種類以上の波長の光の強度に基づいて、前記終点を検出する工程とを備え、
前記工程（ｃ）は、
前記工程（ｂ）で特定された前記３種類以上の波長の光の強度を、当該波長に対応する所定の重み付けを行って合成し、当該合成してなる合成強度の変化から、前記終点を検出する、
終点検出方法。
【請求項３】
（ｄ）前記工程（ｃ）前に、前記工程（ｂ）で特定された前記３種類以上の波長それぞれの光の強度の変化から、当該波長ごとの終点要素を検出し、当該検出された終点要素から、多数決原理に基づいて除去すべき一部の終点要素を特定する工程をさらに備え、
前記工程（ｃ）において、前記工程（ｄ）で特定された前記一部の終点要素に対応する波長の光の強度以外の光の強度を用いて、前記合成強度を作成する、
請求項２に記載の終点検出方法。
【請求項４】
エッチングの終点を検出する終点検出装置であって、
前記エッチングの際に発生している光を波長ごとに分光し、当該分光した光の強度を当該波長ごとに出力する分光手段と、
前記エッチングに用いられる反応ガスの発光に特有の波長、および／または、前記反応ガスとエッチング対象物との反応により生成される反応生成物の発光に特有の波長を含む複数の波長のうち、任意に選択された３種類以上の波長それぞれに対して、前記分光手段から出力された光の強度を出力する波長選択手段と、
前記波長選択手段で出力された前記３種類以上の波長の光の強度に基づいて、前記終点を検出する終点検出手段とを備え、
前記終点検出手段は、
前記波長選択手段で出力された前記３種類以上の波長それぞれの光の強度の変化から、当該波長ごとの終点要素を検出し、当該検出された終点要素から、多数決原理に基づいて一部の終点要素を除去し、残りの終点要素に基づいて前記終点を算出する、
終点検出装置。
【請求項５】
エッチングの終点を検出する終点検出装置であって、
前記エッチングの際に発生している光を波長ごとに分光し、当該分光した光の強度を当該波長ごとに出力する分光手段と、
前記エッチングに用いられる反応ガスの発光に特有の波長、および／または、前記反応ガスとエッチング対象物との反応により生成される反応生成物の発光に特有の波長を含む複数の波長のうち、任意に選択された３種類以上の波長それぞれに対して、前記分光手段で出力された光の強度を出力する波長選択手段と、
前記波長選択手段で出力された前記３種類以上の波長の光の強度に基づいて、前記終点を検出する終点検出手段とを備え、
前記終点検出手段は、
前記波長選択手段で出力された前記３種類以上の波長の光の強度を、当該波長に対応する所定の重み付けを行って合成し、当該合成してなる合成強度の変化から、前記終点を検出する、
終点検出装置。
【請求項６】
前記終点検出手段は、
前記波長選択手段で出力された前記３種類以上の波長それぞれの光の強度の変化から、当該波長ごとの終点要素を検出し、当該検出された終点要素から、多数決原理に基づいて除去すべき一部の終点要素を予め特定し、当該予め特定された一部の終点要素に対応する波長の光の強度以外の光の強度を用いて、前記合成強度を作成する、
請求項５に記載の終点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマエッチングなどのエッチングの際に発生する光から、当該エッチングの終点（終了時点）を検出するための終点検出装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の終点検出装置およびその方法では、反応生成物の発光強度の減少が停止するところを見て、エッチングを終了すべき時点（終点）を検出している。例えば、特許文献１に記載の終点検出装置は、プラズマ発光を複数の波長に分光する分光手段と、分光された光の強度を検出する検出手段とを備えている。この検出装置では、その実施例において、反応生成物に特有の３種類の波長の発光強度を観察して、エッチングの終点を判断している。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１４５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、反応生成物の発光に特有の波長について発光強度を観察することにより、終点検出する方法については示されているが、反応ガスの発光に特有の波長について発光強度を観察することを示唆するものではない。
【０００５】
また、３種類の波長の発光強度を観察して終点検出する条件は、個々のプロセスに固有の情報に基づいて予め決定されており、システマティックに決定されているものではない。このため、反応ガスやエッチング対象物が替わる度に、試行錯誤を繰り返して終点検出の条件を得なければならないという問題があった。特に、３種類以上の波長を観察項目とした場合には、この点でさらに困難度が増し、実際の運用が困難となる不具合があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、プロセス固有の条件を考慮せずとも、また、観察項目としての波長の種類が多くても、正確かつシステマティックにエッチングの終点検出が可能な終点検出装置およびその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る終点検出方法は、エッチングの終点を検出する終点検出方法であって、（ａ）前記エッチングの際に発生している光を波長ごとに分光し、当該分光した光の強度を当該波長ごとに取得する工程を備える。（ｂ）前記エッチングに用いられる反応ガスの発光に特有の波長、および／または、前記反応ガスとエッチング対象物との反応により生成される反応生成物の発光に特有の波長を含む複数の波長のうち、任意に選択された３種類以上の波長それぞれに対して、前記工程（ａ）で取得された光の強度を特定する工程を備える。（ｃ）前記工程（ｂ）で特定された前記３種類以上の波長の光の強度に基づいて、前記終点を検出する工程とを備える。前記工程（ｃ）は、前記工程（ｂ）で特定された前記３種類以上の波長それぞれの光の強度の変化から、当該波長ごとの終点要素を検出し、当該検出された終点要素から、多数決原理に基づいて一部の終点要素を除去し、残りの終点要素に基づいて前記終点を算出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の終点検出方法によれば、観察項目としての波長の種類を任意に選択することにより特定し、それら波長ごとの終点要素の中から適切な終点要素に基づいて終点を検出する。そのため、プロセス固有の条件を考慮せずとも、また、観察項目としての波長の種類が多くても、正確かつシステマティックにエッチングの終点を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜実施の形態１＞
本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法について説明する前に、従来の終点検出装置およびその方法について説明する。まず、エッチング対象物がＳｉ3Ｎ4であり、反応ガスがＣＦ4である場合を例にして、プラズマエッチングについて説明する。グロー放電を反応ガスＣＦ4に照射すると、反応ガスは活性ラジカル（Ｆ*）を発生する。この活性ラジカルが、式（１），式（２）のように、エッチング対象物の一部と化学反応すると、エッチング対象物の一部が気化して除去される。
ＣＦ4  →  ＣＦ2  ＋  ２Ｆ*  ・・・（１）
Ｓｉ3Ｎ4  ＋  １２Ｆ*  →  ３ＳｉＦ4↑  ＋  ２Ｎ2↑  ・・・（２）
【００１０】
プラズマエッチングの際、反応ガスは、活性ラジカルに特有の複数の波長において強い光を発生する。また、反応ガスとエッチング対象物との上述の化学反応により生成される反応生成物、例えば、Ｎ2も、特有の複数の波長において強い光を発生する。
【００１１】
図１１は、反応ガスに特有の波長の発光強度と、反応生成物に特有の波長の発光強度とを模式的に示した図である。エッチングが順調に進行している際は、反応ガスの活性ラジカルは生成されても、化学反応で消費されるため、発光強度は小さい。逆に、反応生成物は多く生成されるため、反応生成物の発光強度は大きい。
【００１２】
その後、エッチングが進行してエッチング対象が少なくなり、エッチングを終了すべき時点（終点）に近づくと、活性ラジカルの消費量が少なくなるため、反応ガスの活性ラジカルの発光強度が大きくなる。逆に、反応生成物の生成は少なくなるため、反応生成物の発光強度は小さくなる。以上のことから、エッチングの終点を検出するためには、反応ガスが発生する発光強度（活性ラジカルの発光強度）の増加が停止する時点、あるいは、反応生成物の減少が停止する時点を見ればよい。
【００１３】
しかしながら、従来の終点検出装置およびその方法では、発光強度を観察して終点検出する条件は、個々のプロセスに固有の情報に基づいて予め決定されており、システマティックに決定されているものではないという問題があった。
【００１４】
次に、このような問題を解決する本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法について説明する。図１は、本実施の形態に係る終点検出装置の例を示す図である。本実施の形態では、終点検出装置は、エッチングであるプラズマエッチングの終点を検出する。以下、簡単のため、プラズマエッチングをエッチングと省略して記すこともある。図１に示すように、終点検出装置は、ライトガイド３と、分光手段４と、制御手段５とを備える。
【００１５】
エッチング処理室１内では、プラズマエッチングが行われている。本実施の形態に係る終点検出装置は、エッチング処理室１内を観察窓２越しに、例えば、光ファイバで構成されるライトガイド３を用いて、上述のプラズマエッチングの際に発生している光の強度を観察する。ここでいうプラズマエッチングの際に発生している光は、プラズマエッチングに用いられる反応ガスの発光、および、反応ガスとエッチング対象物との反応により生成される反応生成物の発光の両方を含む。本実施の形態に係る終点検出装置は、プラズマエッチングの際に発生している光に基づいて、エッチング処理室１内で行われているプラズマエッチングの終点を検出する。
【００１６】
次に、その構成について詳しく説明する。プラズマエッチングの際に発生している光は、ライトガイド３を経て、測定光として分光手段４に入力される。分光手段４は、一定のサンプリング時間ごとに、入力された測定光を複数の波長の光に分解し、その強度を出力する。本実施の形態に係る分光手段４は、その強度として、図２〜図５の例に示すような分光された波長−強度データを、図２から図５の時系列順で出力する。分光手段４には、例えば、プリズムや回折格子を、レンズ系と組み合わせてなる一般的な分光器を用いてもよいし、コリメートミラーと回折格子とのみで構成され、レンズ系を不要とする分光器を用いてもよい。
【００１７】
分光手段４から出力された波長−強度の時系列データは、制御手段５に入力される。制御手段５としては、例えば、パソコンが該当する。制御手段５は、図示しない波長選択手段と、図示しない終点検出手段とを備える。つまり、本実施の形態に係る終点検出装置は、図示しない波長選択手段と、図示しない終点検出手段とを備える。制御手段５が備える波長選択手段は、予め指定された複数の波長のうち、任意に選択された３種類以上の波長それぞれに対して、分光手段４から出力された光の強度（図２〜図５に係る波長−強度データ）を出力する。制御手段５が備える終点検出手段は、上述の波長選択手段で出力された３種類以上の波長の光の強度に基づいて、計算を行い、終点を検出する。制御手段５は、終点を検出すると、終点検出信号６をエッチング装置に出力する。この終点検出信号６により、エッチングプロセスが終了することになる。
【００１８】
終点検出装置による工程を、図６および図７のフローチャートを用いて説明する。図６は、全体の動作フローチャートを示し、図７は、上述の終点検出手段の動作フローチャートを示す。図６に示すように、終点検出装置の工程は、大きく３つのステップに分かれている。ステップの開始時には、エッチングの際に発生している光（測定光）が入力される。
【００１９】
最初のステップでは、分光手段４は、エッチングの際に発生している光（測定光）を波長ごとに分光し、当該分光した光の強度を当該波長ごとに取得する（ステップＳ１）。本実施の形態では、時系列で変化する測定光を、一定時間ごとに波長−強度データに分解し、それらから時系列データを取得する。その結果、図２〜図５に示した波長−強度データが時系列で得られる。分光手段４は、得られた強度（波長−強度データ）を制御手段５の波長選択手段に出力する。
【００２０】
次に、制御手段５が備える波長選択手段は、予め指定された複数の波長のうち、任意に選択された３種類以上の波長それぞれに対して、分光手段４から出力された光の強度を出力する（ステップＳ２）。ここでいう、予め指定された複数の波長は、エッチングに用いられる反応ガスの発光に特有の波長、および／または、反応ガスとエッチング対象物との反応により生成される反応生成物の発光に特有の波長を含む。つまり、上述の波長選択手段は、エッチングに用いられる反応ガスの発光に特有の波長、および／または、反応ガスとエッチング対象物との反応により生成される反応生成物の発光に特有の波長を含む複数の波長のうち、任意に選択された３種類以上の波長それぞれに対して、分光手段４から出力された光の強度を出力する。
【００２１】
上述したＳｉ3Ｎ4がエッチング対象物であり、ＣＦ4が反応ガスである場合を例にして説明する。この場合、反応ガス（ＣＦ4）の発光に特有の波長（ｎｍ）は、例えば、623.9，634.8，641.4，677.4，683.4，685.4，685.6，687.0，690.2，691.0，696.6，703.7，712.8，720.2，733.2，739.9，742.6，755.2，757.3，760.7，775.5，780.0が該当する。また、反応生成物（Ｎ2）の発光に特有の波長（ｎｍ）は、例えば、281.4，282.0，295.3，296.2，297.7，310.4，311.7，313.6，315.9，326.8，328.5，330.9，333.9，335.0，337.1，350.0，353.7，357.7，364.2，367.2，371.1，375.5，380.5，385.8，389.5，394.3，399.8，405.9，409.5，414.2，420.0，427.0，434.5，575.5，580.4，585.4，590.6，595.9，601.4，607.0，632.3，639.5，646.9，654.5，662.4，670.5，678.9，716.5，727.3，738.7，750.4，762.6，775.3，789.6が該当する。
【００２２】
ここで従来技術と本実施の形態に係る終点検出装置とを比較する。従来技術では、強度が測定される波長の数は、反応生成物の発光に特有の波長の１〜２種程度であり、その選択については、実験を繰り返して正確に見極める必要があった。それに対して、本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法は、例えば、光量変化がある程度大きい３種類以上の波長を任意に選択することで、正しい終点を検出することができる。こうして、本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法は、プロセス固有の条件を考慮せずとも、また、観察項目としての波長の種類が多くても、正確かつシステマティックにエッチングの終点を検出することができる。
【００２３】
制御手段５が備える終点検出手段は、上述の波長選択手段で出力された３種類以上の波長の光の強度（波長−強度データ）に基づいて、終点を検出する（ステップＳ３）。ステップＳ３の後、終了する。図７は、この終点検出手段の動作、つまり、ステップＳ３の詳細を説明するフローチャートである。本実施の形態では、ステップＳ３は、ステップＳ３−１ａ〜ステップＳ３−１ｄからなる。まず、ステップＳ３の最初の工程では、上述の波長選択手段で特定された３種類以上の波長それぞれの光の強度（波長−強度データ）の時系列を、次に説明する時間−強度データに変換する（ステップＳ３−１ａ）。
【００２４】
図８は、反応生成物の波長−強度データの時系列から、ある波長について変換した時間−強度データを示す図である。この図において、強度が４００００近傍付近にある時間において、エッチングが行われている。上述したように、反応生成物の発光強度は、終点前になると下降し、終点においてその下降が停止する。
【００２５】
次に、終点検出手段は、図７に係るステップＳ３−１ａで得られた時間−強度データから、波長ごとの終点要素を検出する（ステップＳ３−１ｂ）。本実施の形態では、この終点要素は、一の波長に対して検出される終点に相当する。本ステップで検出される発行強度が、反応ガスの発光に特有の波長の発光強度ならば、終点前で発光強度が上昇する。一方、反応生成物の発光に特有の波長の発光強度ならば、図８で説明したように、終点前で発光強度が下降する。従って、強度データの時間変化を計算すれば、一の波長に対して検出される終点、つまり、終点要素が検出できる。例えば、過去の強度と現在の強度との差を計算し、その値があるしきい値以上になった終点を終点要素とすればよい。計測上のノイズを防ぐためには、強度差の計算に用いる２つの強度として、サンプリング時間より長い時間間隔をあけた２時点の強度の差を計算すればよい。
【００２６】
次に、ステップＳ３−１ｂで得られた終点要素から、誤計測であると思われる一部の終点要素を除去する（ステップＳ３−１ｃ）。ステップＳ２では、３つ以上の波長が選択されているため、ステップＳ３−１ｂでは、同数（３つ以上）の終点要素が検出されている。本ステップＳ３−１ｃでは、これらの終点要素の中から、誤計測であると思われる終点要素を選び出して、それら終点要素を除く。誤計測であると思われる終点要素の選出には、多数決原理を用いる。次に、この多数決原理について説明する。
【００２７】
例えば、３点の終点要素から１つの誤計測点を選出する場合は、３点の終点要素（終了時間）の平均を計算し、その平均から最も遠ざかっている点を１つ選択して、それを誤計測値とする。別の選出方法として、上述の平均の算出の代わりに、メディアン（中央値）を計算してもよい。こうして、この例では、残り２点が、確からしい終点要素の集合として選出される。
【００２８】
ステップＳ３−１ｃで除去される前の終点要素の数が３つより多い場合には、例えば、切り落とし平均（α−trimmed mean）の考え方を用いればよい。α-trimmed meanとは、次の（１）〜（４）の工程で行う。まず、（１）対象となる数値データの集合（個数をＮとする）を、その数値データの大きさ順に並べる。（２）”母数Ｎの一定割合α”＝Ｎαを計算する。（３）数値データの大きいものから順にＮα個をノイズとして除くとともに、数値データの小さいものから順にＮα個をノイズとして除く。（４）残った数値データの平均を計算する。
【００２９】
α-trimmed meanの（１）〜（３）は本ステップＳ３−１ｃに相当し、（４）は次で説明するステップＳ３−１ｄに相当する。例えば、α＝２５％とすれば、ステップＳ３−１ｂで得られた終点要素を順に並べて、上位２５％の終点要素と、下位２５％の終点要素をノイズとして除く。そして、ステップＳ３−１ｃでは、残り５０％の終点要素が、確からしい終点要素の集合として選出される。
【００３０】
ステップＳ３−１ｃの後、ステップＳ３−１ｃで選出された確からしい終点要素の集合に基づいて、図１に係るエッチング処理室１内のプラズマエッチングの終点を算出する（ステップＳ３−１ｄ）。最も簡単な例は、確からしい終点要素の平均値を、ステップＳ３−１ｄの終点とするものである。もちろん、平均値の代わりに、メディアンを計算してもよい。
【００３１】
また、ステップＳ３−１ｃとステップＳ３−１ｄとを同時に行う方法もある。すなわち、ノイズとなる終点要素の除去と、終点の算出とを同時に行う方法として、ＬＭｅｄＳ（Least Median of Squares：最小二乗メディアン）推定を適用してもよい。ＬＭｅｄＳ推定で得られた出力値は、出力値と元の数値データとの差の２乗に関するメディアンが最小値となる。こうして、ノイズとなる終点要素を除去して（ステップＳ３−１ｃ）、プラズマエッチングの終点を算出する（ステップＳ３−１ｄ）。
【００３２】
以上のように、上述の終点検出手段は、本実施の形態では、上述の波長選択手段で出力された３種類以上の波長それぞれの光の強度の変化から、当該波長ごとの終点要素を検出し、当該検出された終点要素から、多数決原理に基づいて一部の終点要素を除去し、残りの終点要素に基づいて終点を算出する。言うまでもなく、ステップＳ１〜ステップＳ３は、エッチングプロセス実行中にリアルタイムで計算する。そして、終点が算出されると、直ちに終点検出信号６が制御手段５から出力される。この終点検出信号６が、エッチング装置に入力されて、エッチングプロセスが終了する。
【００３３】
以上のような終点検出装置およびその方法によれば、観察項目としての波長の種類を任意に選択することにより特定し、その波長それぞれの終点要素の中から適切な終点要素に基づいて終点を検出する。そのため、プロセス固有の条件を考慮せずとも、また、観察項目としての波長の種類が多くても、正確かつシステマティックにエッチングの終点を検出することができる。
【００３４】
＜実施の形態２＞
本実施の形態に係る終点検出方法およびその方法において、ステップＳ１〜ステップＳ２の概略工程は、実施の形態１と同様であるため省略する。本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法は、実施の形態１と、ステップＳ２の後に行うステップＳ３の内容が異なる。
【００３５】
図９は、本実施の形態に係るステップＳ３の工程を示すフローチャートである。図に示すように、本実施の形態では、ステップＳ３は、ステップＳ３−２ａ〜ステップＳ３−２ｃからなる。このステップＳ３において、制御手段５が備える終点検出手段は、同制御手段５が備える波長選択手段で出力された３種類以上の波長の光の強度を、当該波長に対応する所定の重み付けを行って合成し、当該合成してなる合成強度の変化から、プラズマエッチングの終点を検出する。以下、このステップＳ３について説明する。
【００３６】
ステップＳ３の最初の工程では、上述の波長選択手段で特定された３種類以上の波長それぞれの光の強度（図２〜図５に係る波長−強度データ）の時系列を、時間−強度データに変換する（ステップＳ３−２ａ）。これは、実施の形態１のステップＳ３−１ａと同様である。
【００３７】
次に、３種類以上の波長それぞれに対して得られた時間−強度データ（光の強度）を、当該波長に対応する予め定められた所定の重み付けを行って合成し、１つの時間−強度データ（合成強度Ｇ（ｔ））を作成する（ステップＳ３−２ｂ）。本実施の形態では、波長それぞれに対して得られた時間−強度データから、ｙ1＝Ｆ1（ｔ），ｙ2＝Ｆ2（ｔ），…，ｙn＝Ｆn（ｔ）を取得する。ここで、ｙ1〜ｙnは強度、ｔは時間、ｎは上述の波長選択手段で特定された波長の数である。そして、これらから、１つの時間−強度データ（合成強度Ｇ（ｔ））を、式（３）により作成する。なお、β1〜βnは、波長に対応する予め定められた所定の重みを表す。
Ｇ（ｔ）＝β1Ｆ1（ｔ）＋β2Ｆ2（ｔ）＋…＋βnＦn（ｔ）  ・・・（３）
【００３８】
次に、こうして得られた１つの時間−強度データ（合成強度Ｇ（ｔ））から終点を検出し、出力する（ステップＳ３−２ｃ）。このステップＳ３−２ｃで終点を検出する方法は、本実施の形態では、実施の形態１のステップＳ３−１ｂで終点要素を検出した方法と同様である。
【００３９】
以上のような本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法によれば、ステップＳ３を行うことにより、発光強度のノイズの影響を小さくできるという効果がある。通常の時間−強度データには、多少のノイズが含まれる。実施の形態１のステップＳ３−１ｂのように、一の波長の発光強度から終点を検出する場合、過去の強度と減算の強度との差を計算するところで、ノイズが終点検出の妨げになる場合がある。このため、時間−強度データの一定時間の範囲で移動平均を取り、データの平滑化を行う場合があるが、この方法を用いると移動平均を取る時間（あるいはその時間の半分）だけ、終点の出力において遅延が生じる問題がある。終点検出は、リアルタイムで行わなければ、遅延の分だけオーバエッチングとなるため、なるべく遅延を少なくする必要がある。それに対して、本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法によれば、時間−強度データの平滑化を、時間軸ではなく波長空間上で行うことになるため、移動平均などを行わなくても、ノイズの影響を抑えることができる。その結果、時間の遅延を生じさせることなく、終点を検出できる。
【００４０】
＜実施の形態３＞
本実施の形態に係る終点検出方法およびその方法において、ステップＳ１〜ステップＳ２の概略工程は、実施の形態１と同様であるため省略する。本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法は、実施の形態１と、ステップＳ２の後に行うステップＳ３の内容が異なる。本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法は、実施の形態１に係るステップＳ３と、実施の形態２に係るステップＳ３とをうまく組み合わせたものである。
【００４１】
図１０は、本実施の形態に係るステップＳ３の工程を示すフローチャートである。図に示すように、本実施の形態では、ステップＳ３は、ステップＳ３−３ａ〜ステップＳ３−３ｅからなる。このステップＳ３において、制御手段５が備える終点検出手段は、同制御手段５が備える波長選択手段で出力された３種類以上の波長それぞれの光の強度の変化から、当該波長ごとの終点要素を検出し、当該検出された終点要素から、多数決原理に基づいて除去すべき一部の終点要素を予め特定する。そして、当該予め特定された一部の終点要素に対応する波長の光の強度以外の光の強度を用いて、実施の形態２で説明した合成強度を作成する。つまり、本実施の形態では、実施の形態２で説明した１つの時間−強度データ（合成強度Ｇ（ｔ））の元となる強度から、多数決原理を用いて誤計測と思われる波長の光の強度を前もって除く。以下、このステップＳ３について説明する。
【００４２】
ステップＳ３の最初の工程では、上述の波長選択手段で特定された３種類以上の波長それぞれの光の強度（図２〜図５に係る波長−強度データ）の時系列を、時間−強度データに変換する（ステップＳ３−３ａ）。これは、実施の形態１のステップＳ３−１ａと同様である。
【００４３】
次に、ステップＳ３−３ａで得られた時間−強度データから、波長ごとの終点要素を検出する（ステップＳ３−３ｂ）。これは、実施の形態１のステップＳ３−１ｂと同様である。それから、ステップＳ３−３ｂで得られた終点要素から誤計測であると思われる一部の終点要素を特定する（ステップＳ３−３ｃ）。これは、実施の形態１のステップＳ３−１ｃとほぼ同様である。それから、本実施の形態では、誤計測であると思われる上述の一部の終点要素を特定するだけでなく、当該特定された一部の終点要素に対応する波長を検出することが主眼となる。
【００４４】
次に、ステップＳ２で特定された３種類以上の波長の時間−強度データ（光の強度）から、ステップＳ３−３ｃで検出された一部の終点要素に対応する波長の時間−強度データを除去する。そして、残りの波長の時間−強度データを、当該波長に対応する所定の重み付けを行って合成し、１つの時間−強度データ（合成強度Ｇ（ｔ））を作成する（ステップＳ３−３ｄ）。この合成方法は、実施の形態２のステップＳ３−２ｂと同様である。最後に、こうして得られた１つの時間−強度データ（合成強度Ｇ（ｔ））から終点を検出し、出力する（ステップＳ３−３ｅ）。この検出方法は、実施の形態２のステップＳ３−２ｃと同様である。
【００４５】
以上のような本実施の形態に係る終点検出装置およびその方法によれば、実施の形態１の効果と、実施の形態２の効果とを併せ持つことができる。つまり、実施の形態１と同様、プロセス固有の条件を考慮せずとも、また、観察項目としての波長の種類が多くても、正確かつシステマティックにエッチングの終点を検出することができる。そして、実施の形態２と同様、発光強度のノイズの影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態１に係る終点検出装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る波長−強度データを示す図である。
【図３】実施の形態１に係る波長−強度データを示す図である。
【図４】実施の形態１に係る波長−強度データを示す図である。
【図５】実施の形態１に係る波長−強度データを示す図である。
【図６】実施の形態１に係る終点検出方法の工程を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係る終点検出方法のステップＳ３の工程を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１に係る時間−強度データを示す図である。
【図９】実施の形態２に係る終点検出方法のステップＳ３の工程を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係る終点検出方法のステップＳ３の工程を示すフローチャートである。
【図１１】反応ガスの発光強度と反応生成物の発光強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  エッチング処理室、２  観察窓、３  ライトガイド、４  分光手段、５  制御手段、６  終点検出信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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