(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体プラズマ処理チャンバ内でパルスプラズマが放出した光を受信する工程と、
前記受信した光を前記パルスプラズマのパルスレートよりも高いサンプリングレートでサンプリングする工程であって、前記サンプリングされた光は周期的振幅波形を有し、かつ前記サンプリングレートは前記周期的振幅波形の周波数よりも高い工程と、
多数のサンプリングされた前記周期的振幅波形を蓄積して、合成された周期的な平均的波形を作成する工程と、
前記平均的波形のパラメータをチャンバ制御ツールへ送信する工程であって、前記パラメータは、振幅、周期、勾配を含んでいる工程を含むパルスプラズマ監視方法。
【請求項２】
前記パラメータは、平均的波形のパラメータ又はサンプリングされた周期的振幅波形のそれぞれのパラメータの平均値である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
後続の多数のサンプリングされた波形のために平均的波形の作成を繰り返す工程と、パラメータの送信を繰り返す工程をさらに含み、パラメータを送信する工程は、パルスレートよりも低いレートでそれぞれの新たな平均的波形のパラメータを送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記光をサンプリングする工程が、前記振幅波形の周期よりも１００倍高いサンプリングレートで受信した光をサンプリングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記平均的波形を障害イベントに対して解析する工程と、障害イベントが判定された場合、前記チャンバ制御ツールに障害コードを送信する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
障害コードを送信する工程が、データパケットのコード及びタイムスタンプを送信することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
障害コードを送信する工程が、判定される障害イベントを引き起こした前記波形のパラメータを、障害イベントが判定される前及び後の波形のパラメータと共に送信することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記平均的波形を解析する工程が、前記平均的波形のパラメータを決定することと、前記パラメータを保存されたパラメータと比較することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記受信した光をサンプリングする工程は、前記光を電気信号に変換し、サンプル／ホールド回路を使用して前記電気信号をサンプリングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
半導体プラズマ処理チャンバ内のパルスプラズマによって放出された光を受信するための光検出器と、
前記受信した光を前記パルスプラズマのパルスレートよりも高いサンプリングレートでサンプリングするためのデジタイザであって、前記サンプリングされた光は周期的振幅波形を有し、前記サンプリングレートは前記周期的振幅波形の周波数よりも高いデジタイザと、
多数のサンプリングされた前記周期的振幅波形を蓄積して、合成された周期的な平均的波形を作成するための信号解析器と、
前記平均的波形のパラメータをチャンバ制御ツールに送信するための通信用インターフェースであって、前記パラメータは、振幅、周期、勾配を含んでいる通信用インターフェースを備えるパルスプラズマ監視装置。
【請求項１１】
前記パラメータは、前記蓄積された多数のサンプリングされた波形に対する平均的振幅を備える波形を備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記パラメータは、平均的波形のパラメータ又はサンプリングされた周期的振幅波形のそれぞれのパラメータの平均値である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記蓄積された波形を比較して、前記平均的波形を障害イベントに対して解析して、障害イベントが判定された場合、前記チャンバ制御ツールに障害コードを送信するための信号解析器をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記信号解析器は、障害コード及びタイムスタンプを備える、前記チャンバ制御ツールに送信するためのデータパケットを組み立てる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
前記データパケットがさらに、判定される障害イベントを引き起こした前記波形のパラメータを、障害イベントが判定される前及び後の波形のパラメータと共に備える、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は半導体ウェハ処理の分野に関し、より詳しくは、プラズマ応答の測定に関する。
【関連技術の説明】
【０００２】
半導体素子の製造において、ウェハ上の異なる層及び素子を形成するためのチャンバ内でプラズマ処理が用いられる。ウェハはその後ダイシングされて、個々の半導体チップが形成される。プラズマは、単一ガス又は混合ガス及び高電力のＲＦ（高周波）エネルギーを用いて生成される。
【０００３】
過去数十年間の半導体製造では、ＣＷモードで供給されたＲＦ電力を用いたプラズマエッチング処理が一般的に使用されてきたが、現在は、プラズマによるウェハへのダメージを削減し、かつエッチングプロファイルの制御を改善するために、エッチング処理チャンバ内でパルスプラズマがより頻繁に使用されている。パルスプラズマはまた、より正確に制御できるため、エッチング量のより正確な制御が可能となる。技術ノードが縮小し続けるため、これらの要素はより重要になっている。
【０００４】
プラズマをより正確に制御するために、プラズマは、プラズマチャンバの窓を通してその光学発光を観察することによってモニタリングされている。従来の光学発光分光法（ＯＥＳ）は、１００Ｈｚ〜１０ｓの範囲のサンプリング周波数でプラズマからの平均的な光学発光を測定する。このサンプルからの情報が収集され、グラフに表示することができる。光子検出器によって０．１秒等の一定期間の間、蓄積された多数のサンプルが、経時的にノイズを平均化することによって、より高い信号対ノイズ比を提供する。従来のＯＥＳ信号は、ガスが励起状態にある場合、特定の種類のプラズマガスの密度と相関している。従って、プラズマエッチング処理中に処理状態及び処理の進捗状況をモニタリングするために、従来のＯＥＳが一般的に使用されてきた。
【発明の概要】
【０００５】
パルスプラズマのモニタリングを、光学センサを用いて説明する。一実施例において、本発明は、半導体プラズマ処理チャンバ内でパルスプラズマが放出した光を受信することと、受信した光をパルスプラズマのパルスレートよりもはるかに高いサンプリングレートでサンプリングすることを含み、サンプリングされた光は周期振幅波形を有し、かつサンプリングレートは振幅波形の周期よりもはるかに高く、平均的波形を作成するために多数のサンプリングされた波形を蓄積することと、平均的波形の特徴をチャンバ制御ツールへ送信することと、を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の実施形態を、添付図面の各図において例として示すが、これらに限定されるものではない。
【図１】本発明の実施形態による、プラズマモニタリングセンサモジュールを備えたウェハ処理チャンバの模式図である。
【図２】本発明の実施形態による、光学固定具を備えた処理チャンバの光学プラズマモニターセンサー部のブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による、プラズマが放出する可能性のある光学波形の一例である。
【図４】本発明の実施形態による、光学センサを用いたプラズマのモニタリングのプロセスフロー図である。
【図５】本発明の実施形態による、光学センサからのプラズマパルス波形の解析のプロセスフロー図である。
【詳細な説明】
【０００７】
ＲＦプラズマ電源によって生成されたパルス信号に対するプラズマの応答は、プラズマに関する情報をさらに得るために高周波数でモニタリングされてもよい。この情報は、他の目的の中でも、処理の安定性の確保及びチャンバ同士のマッチングの改良のために使用されてもよい。各パルスサイクルの間のプラズマ放出は、数百ＫＨｚ又はＭＨｚまでのサンプリング周波数で高速光学センサを使用してモニタリングしてもよい。高速光学センサによって生成された波形は、ＲＦ電力の昇降中のパルス周波数、デューティサイクル、及び過渡挙動等のプラズマの動的応答に関する有用な情報を提供する。一連のプラズマ反応装置内のプラズマの状態のモニタリング、処理終了点の制御、校正の実施及びチャンバのマッチングの実施のために、これらの波形の解析を使用してもよい。
【０００８】
本明細書において、高速光検出器の使用によって時間領域におけるパルスプラズマの光応答を分析するための方法を説明する。高速光検出器は大量のデータを生成するため、このデータは、データを受信するとまずデータを解析し、障害を検出し、その後、製造チャンバ制御システムにデータの概要及び何らかの障害警報のみを送信することによって、半導体製造装置に対して有用となる。
【０００９】
いくつかの実施形態において、プラズマ光学発光信号がパルスプラズマのモニタリングに使用されている。センサモジュールは高速でモニタリングデータを収集し、かついかなる障害も検出する。センサモジュールは、熱ドリフト及びセンサ毎の差異によるパルス変動を削減するため、オンザフライの平均中心化及び／又は正規化を適用してもよい。障害検出コード（ＦＤＣ）が制御システム又は解析ツールへ送信される。さらに、モニタリング対象のパルスのパラメータがツールへ送信される。これらのパラメータは、報告期間、パルス周波数及び光信号から抽出したデューティサイクル値に対する平均的波形を含んでいてもよい。
【００１０】
パラメータは、パルスがサンプリングされるレートよりもはるかに低いレートで送信される。より低い送信レートは、他のチャンバのデータを収集、処理及び保存するレートを含んでいる。他の実施形態では、パルスプラズマのモニタリングに加えて、センサモジュールはプラズマがオン状態である一般的な検証も提供してもよい。
【００１１】
図１は、プラズマ処理チャンバ、モニタリング、及び制御システムの外観図である。プラズマチャンバ１１０は、キャリア１１４上に、シリコン基板等のウェハ１１２又は他のワークピースを備えている。チャンバはチャンバ内の気体環境を制御するための注入口１１６及び排気口１１８を備えている。ＲＦ電源１２０はプラズマ１２２を励起するために使用される。励起されたプラズマは光信号１２６を放出し、その一部はチャンバ内の窓１２４を通して送信される。この光はその後、光ファイバ１２８等の光キャリアを介してセンサモジュール１３０へ伝送される。
【００１２】
センサモジュールは光チャネル１２８を介して光信号を受信し、それを解析する。光信号の解析はその後、データ接続１４０を介してチャンバ制御ツール１４５へ送信される。制御ツールはデータに基づいて処理パラメータを決定し、あらゆる受信したＦＤＣに基づいてアクションを決定し、記録を保存する。制御ツールは、特定の実装に応じて、多数の異なる処理チャンバセンサモジュールに結合してもよい。制御ツールは、データ接続１５０を介してチャンバコントローラ１５５に結合されている。チャンバコントローラは、チャンバへの１つ以上の制御インターフェース１６０を介してあらゆる処理チャンバ調整を実施する。このループを介して、光学センサによってモニタリングされる状態を制御ツールで解析し、ツールコントローラによって補正又は調整することができる。それによる何らかの変更はシステムによって観測され、必要に応じて適切な調整が行われてもよい。
【００１３】
図２は、センサモジュールのブロック図である。センサモジュール１３０は、チャンバの窓に結合された光コネクタ１２８を介して光信号を受信する。光信号は光検出器１３２によって電圧に変換される。電圧は、受信した光波形のデジタル表示を作成するために、サンプル／ホールド回路又はアナログ／デジタル変換器１３４等のデジタイザに結合されている。デジタイザは、障害を検出し、波形パラメータを平均化するために信号解析器１３６に結合されている。この情報はその後、通信用インターフェース１３８によって、制御ツール１４５による処理に適した形態に変換される。一実施例では、データはパケット化され、イーサネット（登録商標）又はＥｔｈｅｒＣＡＴ等の、データパケットネットワークインターフェースを介して制御ツールに送信される。
【００１４】
センサモジュールはプラズマが放出した光を受信する。この光は２００ｎｍ〜１２００ｎｍ又はそれ以上の範囲内であってもよい。光検出器は、波長を所望の範囲内に限定するために光バンドパスフィルタを備えていてもよい。一定の波長を、特定のプラズマに合うように適合させてもよい。デジタイザは、変換された光信号を、ＲＦプラズマ電源の周波数よりも極めて高いレートでサンプリングする。現在のプラズマ処理チャンバでは、プラズマは０．０〜１０ｋＨｚのレートでパルスにしてもよい。センサモジュールのデジタイザは、光信号を、例えば１００倍高い又は数ＭＨｚまで等、はるかに高いレートでサンプリングしてもよい。このため、光検出器はＭＨｚのサンプリングレートに対して即時に応答するように選択される。同様に、デジタイザも十分高速のサンプリング回路を備えており、サンプリングの流れを信号解析器に供給する。
【００１５】
信号解析器１３６は、サンプルを受信し、それらをバッファ内に一時的に保存し、サンプルを蓄積する。信号解析器は１つの報告周期に収集した信号に対するデータを結合し、結合されたデータセットを制御ツールにはるかに低い報告レートで送信する。いくつかの実施形態において、データは１０Ｈｚ以下のレートで送信される。１秒に約１０回のレートは、制御ツールを処理チャンバ内の変化に応答可能とするのに十分適切である。
【００１６】
信号解析器はサンプルを収集し、波形の周期を決定するためにそれを解析する。サンプルはその後、それぞれの連続する波形に対して平均化されて、合成波形を蓄積する。プラズマがパルスにされるレートよりも約１０００倍遅いレートで報告が行われる場合、約１０００の波形を制御ツールへ送信される単一の合成波形を形成するために蓄積又は結合してもよい。１０００の波形を結合してもよいが、１００以下のみの結合で十分である可能性がある。これにより、合成波形に対する統計解析を実施し、障害検出を実施し、サンプルバッファをフラッシュし、通信用インターフェース１３８を介して制御ツールへ送信するためのデータパケットを組み立てるための十分な時間が得られる。
【００１７】
サンプルは、様々な異なる方法で蓄積してもよい。サンプルは波形の周期に基づいて相関され、その後、波形上の対応する点のすべてのサンプルを平均化して平均波形形状を形成してもよい。サンプルは、補間によって連続する波形としてチャート化してもよく、補間された波形はその後、平均化されていてもよい。補間の手法は、サンプリングレート又はプラズマのパルス周波数のドリフトを補正するために使用してもよい。特定の実装に応じて、様々な他の技術を代わりに使用してもよい。これらの又はあらゆる他の平均化もしくは他の統計的方法を使用して平均的波形を確立した後、信号解析器は平均的波形のパラメータを決定してもよい。これは、平均的波形の形成の一部として、又は平均的波形を決定した後に行ってもよい。パラメータは、振幅、最大値、最小値、周期、上り勾配及び下り勾配等の勾配等を含んでいてもよい。これらのパラメータは平均的波形のパラメータ又はサンプリングされた波形のそれぞれのパラメータの平均値であってもよい。
【００１８】
ＦＤＣについては、信号解析器が、コード等のエラーの記述を含む障害データパケットを生成してもよい。障害データパケットはまた、タイムスタンプ及びエラーを引き起こした波形の記述も含んでいてよい。障害データパケットはまた、あるいは代わりに、障害コードを引き起こした波形のサンプルも含んでいてよい。これにより制御ツールが障害を完全に解析して適切な是正処置を決定することが可能になる。いくつかの実施形態において、障害検出コード、問題のある波形、及び問題のある波形の前後５つの波形がデータパケットに送信される。
【００１９】
障害及び対応するＦＤＣは、いずれか１つのパルス周期内にパルスの何らかのパラメータの特定の偏差に基づいて事前に規定されていてもよい。これは未処理のパルスデータ又は間隔を報告する特定のデータに対して信号解析器が作成した複合データに基づいている。障害は、サイクルと最も新しく記録された単一周期の平均的な信号との間のあらゆる視覚的に明白な相違に基づいていてもよい。そのような相違は、２つの信号が同じグラフ上に重なる場合に観測される可能性がある。そのような相違はまた、最小値、最大値、及びサイクル時間等の信号のパラメータの抽出及びそれらのパラメータの比較によって検出されてもよい。そのような障害は、１サイクルの一部内の強度の変化を含んでいてもよい。他の障害は、サイクル内のいくつかのサンプルに対する高い信号を作成するアーク及び対応するパルスの歪みである可能性がある。
【００２０】
信号解析器は波形のパラメータをバッファ内に保存して、後の波形と比較して何らかの変化があるかどうかを判定してもよい。変化量は閾値と比較してもよい。閾値は変化量を評価するための基準として使用してもよい。変化が大きい場合は、対応するＦＤＣが生成されてもよい。さらにあるいは代わりに、信号解析器は、参照波形パラメータのセット又はパラメータに対する許容値の範囲のセットを保存して備えていてもよい。信号解析器はその後、受信した波形を基準と比較して、障害を宣言するかどうかを決定してもよい。
【００２１】
一実施形態において、問題のある波形及び問題のある波形の前後の５つの波形は、パルス波形エラーメッセージとして送信される。同じタイプの複数の障害は、各固有の障害のみに対して１つの障害コードを送信することによって集約してもよい。
【００２２】
報告されたデータ由来の障害は、間隔を報告する関連データから計算された単一周期の平均パルスからのいずれか１つのパルス周期内からのいくつかの測定の誤差として検出される障害と判定される。データ由来の障害は、温度感知障害及び脱落したデータによる障害等のハードウェアに関連する障害から切り離して考えてもよい。データ由来の障害は、サイクルと最も新しく記録された単一周期の平均的な信号とのあらゆる視覚的に明白な違いであると考えてもよい。周期は数十又は数百の波形に対応していてもよい。
【００２３】
一実施形態において、データ由来の障害及びその他のあらゆる障害は、各データ間隔が終了するまで報告されない。データ間隔が終了した後、データ由来の障害に関連付けられたフラグを設定して送信してもよい。データ送信を削減するために、複数のフラグを送信してもよいが、いずれかのデータ間隔で検出された第１の障害に関連付けられたデータのみを送信する。障害検出はまた、いずれか１つのデータ間隔内の第１の障害に限定されていてもよい。チャンバ制御ツールはその後、それぞれの報告された障害をどのように管理するかを決定してもよい。ツールは各障害の重要度も管理してもよい。
【００２４】
表の左側の欄に、ＦＤＣとして報告される可能性のある想定される障害のリストと、各障害に対してＦＤＣと共に波形が送信されるかどうかを示す。
【表１】
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【００２５】
図３は、パルスプラズマのエッチング処理チャンバの窓を通して高周波数光検出器によって観測される波形の一例である。図３において、光検出器は受信した振幅を電気信号に変換する。これらは、図３に示す波形を作成するために経時的にサンプリングされてもよい。波形３０２は、１〜１０キロヘルツの周期３０４と、この図ではピーク３０６で約０パーセントから最小値３０８でマイナス１．８パーセントに進むように示した振幅３１４とを有する。波形の周期よりもはるかに高いレートで波形３０２をサンプリングすることによって波形の詳細が得られる。これらは、最大値３０６、最小値３０８、周期３０４、勾配３１０の性質、及び最大値におけるオーバシュートのスパイク波形及び最小値におけるアンダシュートの詳細を含んでいる。
【００２６】
波形のこれらのパラメータは全て、いくつかの波形の上に蓄積されて制御ツールに送信されてもよい。図３の波形はプラズマパルス波形の２サイクルを示しているが、蓄積された、平均化された、又は平均的な波形が極めて類似しているように見える可能性がある。この場合、波形３０４の周期は約１０キロヘルツであってもよく、蓄積された波形の平均は、例えば、１秒間に毎回５又は１０回送信されてもよい。送信された波形データは、従って、パルスプラズマ波形の１０００ほどの個々のサイクルの平均を示していてもよい。
【００２７】
図４は、図２の光検出器１３０によって実行される動作のプロセスフロー図である。４０２において、プラズマ処理チャンバ内でパルスプラズマが放出した光を検出器で受信する。４０４において、この受信した光をサンプリングする。受信した光を、振幅波形の周期よりも１００倍以上のレートでサンプリングしてもよい。一定のサンプリングレートを特定の実装によって決めてもよい。図３の例示的な波形を考慮すると、波形の周期よりも５倍又は１０倍高いサンプリングレートは波形の多くの特徴を明らかにするであろう。しかし、精度を上げるために、はるかに高い波形サンプリングレートを使用してもよい。精度を上げることにより、より多くの障害状態を理解でき、かつプラズマ生成器の特徴をより明白に示すことができる。
【００２８】
４０６において、サンプルの波形が、平均的波形を形成するために蓄積される。この平均的波形は、障害イベントに対して及びそのパラメータを決定するために解析してもよい。決定できるパラメータは、その振幅、平均的波形の周期、平均的周期の勾配、平均的周期の最小値及び最大値ならびにそのオーバシュート及びそのアンダシュートを含んでいる。これらの特徴の全てが収集されて、制御ツールへ送信されてもよい。
【００２９】
特徴はまた、何らかの障害イベントがあるかどうかを判定するために使用してもよい。４０８において、平均的波形に障害イベントに対する解析を任意で行い、何らかの障害イベントが判定された場合は、障害コードをチャンバ制御ツールに送信する。障害イベントは、パラメータを保存されたパラメータのセットと比較して判定してもよい。保存されたパラメータのセットは、例えば、適切な又は正しい波形に対応するパラメータであってよい。あるいは、障害コードは新しい平均的な波形を以前の平均的波形と比較して生成してもよい。また、あるいは代わりに、個々のサンプリングされた波形に障害状態に対する評価を行ってもよい。その結果、波形の性質が経時的に変化している場合、これを認識して制御ツールにフラグで通知してもよい。
【００３０】
４１０において、平均的波形の特徴をチャンバ制御ツールに送信する。送信された特徴は、データパケットのコード及びタイムスタンプを含んでいてもよい。特徴は、判定された何らかの障害イベントを含んでいてもよい。特徴はまた、平均的波形のパラメータ及び平均的波形のサンプルを含んでいてもよい。従って、例えば、各波形に対する振幅データのセットを送信する代わりに、多数の波形を一緒に蓄積し、かつ振幅データの平均をとることによって、この平均的波形に対する振幅データを送信してもよい。平均的波形が１秒間に数回送信されれば、制御ツールはパルスプラズマの変化及びパラメータを評価するのに十分な情報を有するであろう。障害コードは、平均的波形の特定のパラメータと共に送信されてもよい。障害を引き起こす特定のリアルタイム波形も送信してよい。
【００３１】
一実施例において、検出器は正常に動作する一方で、平均的波形及び平均的波形のパラメータのみを送信する。障害イベントが検出されると、実際のリアルタイム波形も蓄積された平均的波形と共に送信してもよい。特定の波形に障害があることを検出した場合、その波形の前後の１つ以上の波形も送信してもよい。このデータ量は送信されたデータ量より多くてもよいが、このより詳細な情報は検出器に利用可能であり、障害の性質の解析を支援すると考えられる。検出器は波形のサンプリングを継続して、いくつかのサンプルの上にサンプルを蓄積し、その後、チャンバの稼働中にチャンバ制御ツールへ平均的波形の特徴を送信する。
【００３２】
センサは２つ以上のモードで動作してもよい。センサはパルスプラズマの検出及び解析に使用してもよい。センサはまた、プラズマがオン状態であるかどうかを判定するために使用してもよい。プラズマオン検出モードにおいて、センサはデータ間隔ごとにデータを報告するように構成されていてもよい。本明細書に説明するように、プラズマの光学発光信号がパルスプラズマのモニタリングに使用される。センサは、様々な異なる障害シナリオのいずれかに対する高速のデータ収集及び障害検出を提供する。同時に、データ収集及び障害検出は高速である一方で、蓄積されたデータはより低速でチャンバ制御ツール又は解析ツールへ送信される。パルスに関連する主要なパラメータ、平均的波形、及びＦＤＣインジケータが、はるかに低いサンプリングレート（〜１０Ｈｚ）でツールへ送信される。これは、他のデータがツールのために収集され、かつツールによって保存されたデータ量を削減するレートに、より酷似している。熱ドリフト及びセンサ毎の差異は、経時的に波形を平均化することによって処理される。
【００３３】
光検出器１３２及びデジタル／アナログ変換器１３４は、経時的に振幅サンプルのセットを返送する。波形を解析し、かつパルスを比較するために、パルスは振幅データから抽出される。これは様々な異なる方法のいずれかで実施することができる。一実施例において、変化率（一次微分すなわちｄｘ／ｄｙ）の手法を使用して、未処理の振幅データからパルス信号を抽出する。
【００３４】
図５は、例えば、単一１００ｍＳデータフレームの解析に使用できる手法の簡素化したプロセスフロー図である。そのような工程は受信した信号内の波形を検出して、周期・勾配・ピークを判定するために使用してもよい。まず５０２において、信号を受信する。これは、光検出器からの直接的な未処理の信号又は平均的な信号であってもよい。次に５０４において、信号の変化率（ｄｘ／ｄｙ）を計算する。これにより水平時間軸上の信号の勾配が得られる。５０６において、この微分信号を用いて、データフレームの期待サイクル数に基づいてピークが抽出される。期待サイクル数は、（１００ｍＳ／パルス周波数）と等しくてもよい。
【００３５】
その後、パルス信号の推定値を勾配及びピークの情報に基づいて作成してもよい。パルスを検出した後、期待デューティサイクル又は期待周期に合致する単一パルスを抽出してもよい。５０８において、所望のデューティサイクルに合致する単一パルスの検索を用いて、サンプリング周期の間、さらにパルスを検出してもよい。単一パルスの最初の検索によって、データフレーム内の潜在的に悪いパルスは無視される可能性がある。あるいは、全てのパルスに対して検索を実施することもできるが、これにより精度が下がる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、前縁及び後縁を検索してもよい。しかし、これは、図３に示すような複雑な波形パターンには困難である。そのような波形では前縁及び後縁の位置が良好又は正確に規定されない。従って、期待デューティサイクルと合致するパルスに合致させるほうが容易である可能性がある。パルスはまた、期待デューティサイクルに対して直前及び直後のパルスと比較してもよい。推定が終了した後、５１０において、デューティサイクル及び検出された未処理のパルスを信号解析のために返送する。これは、４０６における平均的波形の作成、４０８における障害イベントの判定、又は４１０における他のツールへの特徴の送信に使用してもよい。
【００３７】
本明細書に述べるように、パルス検出及びエラー検出は、デジタル／アナログ変換器からの未処理の高サンプリングレートのデータ又は平均的な信号に対して直接的に実施されてもよい。いくつかの実施形態において、デューティサイクルは、ＲＦパルス内の状態変化（正から負又は負から正）はセンサモジュールで受信されるＯＥＳ（光学発光分光法）信号に対して同様の状態変化を引き起こすと考えられるという事実に基づいて検出されてもよい。しかし、実際のパルスはノイズ内に埋もれているため、パルスの画像は推定技術を用いて抽出する。推定は、状態変化を抽出するための、時間に対するＯＥＳ信号の微分（ｄｘ／ｄｔ）を用いて実施される。微分信号は状態変化時にピークを示すはずである。
【００３８】
未処理の信号については、入力信号は光検出器及び変換器からの未処理の信号である。入力データを固定レート（例えば、１００ｍｓ）で受信すると仮定すると、固定データフレームの期待サイクル数（ｎ）が分かる。
【００３９】
パルスを検出するために、入力データフレームを微分して得られた信号を降順に保存する。期待サイクル数（ｎ）を用いて、状態変化閾値又は信号のピークから推定を行う。変化１を最大ハイ／ロー閾値と規定してもよい。変化２を最小ハイ／ロー閾値と規定してもよい。これらの閾値及び微分信号を用いて典型的なパルス列を作成してもよい。
【００４０】
微分信号が変化１よりも大きい場合は、パルス列は１である。微分信号が変化２に対する値よりも大きい場合は、信号は０である。信号がこれらの２つの変化の間である場合は、信号は以前の値のままである。このように、入力信号に基づいて典型的なパルス列を作成する。
【００４１】
デューティサイクルを抽出するために、期待デューティサイクルに合致する単一のパルスに対して検索を行う。そのようなパルスが１つ検出された後、検出されたパルスの実際のデューティサイクルを測定する。返送された値は、その単一パルスに対して測定されたデューティサイクルである。
【００４２】
あるいは、平均化された信号を使用してもよい。平均化された信号については、入力データフレーム内の単一パルスに対する検索を行う。この手法も、状態変化の原則上で機能する。入力信号は前記のように微分信号である。そして、この信号の絶対値を得る。検索されるパルスは１つだけであるため、その後、最大のポジティブピーク及び最大のネガティブピークに対する検索を行う。これら２つのピークの位置は、微分信号内で検出される。ピークは、それらがパルスを表すために十分離れていることを確認される。そうでなければ、２つの接近したピークが誤測の原因となる可能性がある。ピークが受け入れられた場合、デューティサイクルは、データフレーム内のサンプルの総数に対するピーク差を計算することによって計算される。状態変化の方向が分からないため、デューティサイクルに対する２つの可能な値が存在する。計算されたデューティサイクル及びその逆、すなわち１−計算されたデューティサイクルである。
【００４３】
本明細書において、多数の詳細を述べたが、本発明がこれらの特定の詳細が無くても実施されることは、当業者にとっては明らかであろう。いくつかの事例において、周知の方法及び装置を、本発明を不明瞭にしないために、詳細よりもむしろブロック図で示している。本明細書全文において「ある実施形態」又は「一実施形態」という記載は、実施形態に関連して説明した特定の特色、構造、機能又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全文中の様々な場所に現れる「ある実施形態において」又は「一実施形態において」という記載は、必ずしも本発明の同じ実施形態を意味するものではない。さらに、特定の特色、構造、機能又は特徴は、１つ以上の実施形態においてあらゆる適切な方法で組み合わされてもよい。例えば、第１の実施形態と第２の実施形態とを、２つの実施形態に関連する特定の特色、構造、機能又は特徴が相互排他的ではないあらゆる部分で組み合わせてもよい。
【００４４】
本発明の明細書及び添付の特許請求の範囲に用いられているように、単数形は、文脈において明らかに別様に示されていない限り、複数形も含むことを意図している。また、本明細書に用いられている「及び／又は」という用語が、関連する列挙された項目の１つ以上のあらゆる、及び全ての可能な組み合わせを意味し、かつ包含するということも理解されるであろう。
【００４５】
「結合された」及び「接続された」という用語は、それらの派生語と共に、本明細書において構成要素間の機能的又は構造的関係を説明するために用いられている可能性がある。これらの用語が互いに類義語であることを意図するものではないことは理解されるべきである。むしろ、特定の実施形態において、「接続された」という用語は２つ以上の要素が互いに対して直接的に物理的・光学的又は電気的に接触していることを示すために用いられている可能性がある。「結合された」という用語は２つ以上の要素が互いに対して直接的又は（それらの間に他の要素を介在させて）間接的に物理的・光学的又は電気的に接触していること、及び／又は２つ以上の要素が互いに対して協働又は（例えば、因果関係のように）作用することを意図して用いられている可能性がある。
【００４６】
以下の説明及び請求項において、「チップ」及び「ダイ」という用語は、コンピューティングデバイス内のパッケージング及び使用に適した、あらゆるタイプの小型電子部品装置、マイクロメカニック式装置、アナログ装置、又はハイブリッド小型装置を示すために、ほとんど同じ意味で用いられる。
【００４７】
上記の説明は例示を意図するものであり、限定するものではないことを理解すべきである。例えば、図の中のフロー図は本発明の特定の実施形態によって実施される動作の特定の順番を示しているが、そのような順番は要求されない（例えば、別の実施形態は、異なる順番で動作してもよく、特定の動作を組み合わせてもよく、特定の動作を重複してもよい等）ということを理解すべきである。また、上記の説明を読み、理解すれば、当業者であれば多くの他の実施形態も明らかになるであろう。本発明を特定の例示的な実施形態を参照しながら説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内で改良及び変更を行って実施できることが理解されるであろう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を、かかる特許請求の範囲が認められた均等物の完全な範囲と共に参照して決定されるべきである。
【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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