(57)【要約】      （修正有）【課題】基板のエッチングのエンドポイントを検出することの困難性を解消する基板エッチングシステムおよびその方法を提供する。【解決手段】エッチング制御モジュール３２０は、エッチングチャンバ内で基板のプラズマエッチングを選択的に開始する。フィルタリングモジュール３０８は、基板のプラズマエッチング中に、エンドポイント情報を含む信号を受信し、経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて信号を分解し、ＥＭＤの結果に基づいて、フィルタリング済み信号を生成する。エンドポイントモジュール３１２は、フィルタリング済み信号に基づいて、基板のプラズマエッチングのエンドポイントに達した時を示す。エッチング制御モジュール３２０は、基板のプラズマエッチングのエンドポイントに達した旨の示唆に応じて、基板のプラズマエッチングを終了する。【選択図】図３
2016213445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板エッチングシステムであって、
エッチングチャンバ内で基板のプラズマエッチングを選択的に開始するエッチング制御モジュールと、
前記基板の前記プラズマエッチング中に、
エンドポイント情報を含む信号を受信し、
経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて前記信号を分解し、
前記ＥＭＤの結果に基づいてフィルタリング済み信号を生成する、フィルタリングモジュールと、
前記フィルタリング済み信号に基づいて、前記基板の前記プラズマエッチングがエンドポイントに達した時を示すエンドポイントモジュールと、
を備え、
前記エッチング制御モジュールは、前記基板の前記プラズマエッチングが前記エンドポイントに達した旨の示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了する、基板エッチングシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、
前記ＥＭＤの前記結果は、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、ノイズ情報を含む１または複数の成分と、最終残差と、を含み、
前記フィルタリングモジュールは、エンドポイント情報を含む前記１または複数の成分と、前記最終残差とに基づき、ノイズ情報を含む前記１または複数の成分に依存せずに、前記フィルタリング済み信号を生成する、基板エッチングシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、さらに、
エンドポイント情報を含む第２の信号を受信し、エンドポイント情報を含まない第３の信号を受信し、前記第３の信号に対して前記第２の信号を正規化してエンドポイント情報を含む前記信号を生成し、エンドポイント情報を含む前記信号を前記フィルタリングモジュールに出力する正規化モジュールを備える、基板エッチングシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第３の信号を選択する、基板エッチングシステム。
【請求項５】
請求項３に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、閉じ込めリングが前記エッチングチャンバ内で移動している時、閉じ込めリングセンサによって生成された閉じ込めリング信号を前記第３の信号として選択する、基板エッチングシステム。
【請求項６】
請求項３に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、前記エッチングチャンバに電力を供給する電源が調整されている時、前記エッチングチャンバの電力を示す電力信号を前記第３の信号として選択する、基板エッチングシステム。
【請求項７】
請求項３に記載の基板エッチングシステムであって、さらに、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの光学特性に基づいて前記第２の信号を生成する第１の発光分光分析（ＯＥＳ）センサと、
前記エッチングチャンバ内の前記プラズマに依存せずに前記第３の信号を生成する第２のＯＥＳセンサと、
を備える、基板エッチングシステム。
【請求項８】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、さらに、
第２の信号の第１の部分を前記第２の信号の第２の部分に対して正規化してエンドポイント情報を含む前記信号を生成し、エンドポイント情報を含む前記信号を前記フィルタリングモジュールに出力する正規化モジュールを備え、
前記第２の信号の前記第１の部分は、エンドポイント情報を含み、
前記第２の信号の前記第２の部分は、エンドポイント情報を含まない、基板エッチングシステム。
【請求項９】
請求項８に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第２の信号の前記第２の部分を選択する、基板エッチングシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、
前記エンドポイントモジュールは、前記フィルタリング済み信号の変化が所定の値より大きくなった時に、前記基板の前記プラズマエッチングが前記エンドポイントに達したことを示唆する、基板エッチングシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、
前記エッチング制御モジュールは、
前記基板の前記プラズマエッチングを開始するために、ガス源を開くと共に、電源を作動させて電力を印加し、
前記基板の前記プラズマエッチングの前記エンドポイントに達した旨の示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了するために、前記ガス源を閉じると共に、前記電源を作動させる、基板エッチングシステム。
【請求項１２】
基板エッチング方法であって、
エッチングチャンバ内で基板のプラズマエッチングを選択的に開始する工程と、
前記基板の前記プラズマエッチング中に、
エンドポイント情報を含む信号を受信し、
経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて前記信号を分解し、
前記ＥＭＤの結果に基づいてフィルタリング済み信号を生成する工程と、
前記フィルタリング済み信号に基づいて、前記基板の前記プラズマエッチングがエンドポイントに達した時に示唆を生成する工程と、
前記基板の前記プラズマエッチングが前記エンドポイントに達した旨の前記示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了する工程と、
を備える、基板エッチング方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、
前記ＥＭＤの前記結果は、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、ノイズ情報を含む１または複数の成分と、最終残差と、を含み、前記方法は、さらに、
前記エンドポイント情報を含む前記１または複数の成分と、前記最終残差とに基づき、ノイズ情報を含む前記１または複数の成分に依存せずに、前記フィルタリング済み信号を生成する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
エンドポイント情報を含む第２の信号を受信する工程と、
エンドポイント情報を含まない第３の信号を受信する工程と、
前記第３の信号に対して前記第２の信号を正規化して、エンドポイントを含む前記信号を生成する工程と、
を備える、基板エッチング方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第３の信号を選択する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
閉じ込めリングが前記エッチングチャンバ内で移動している時、閉じ込めリングセンサによって生成された閉じ込めリング信号を前記第３の信号として選択する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記エッチングチャンバに電力を供給する電源が調整されている時、前記エッチングチャンバの電力を示す電力信号を前記第３の信号として選択する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
第１の発光分光分析（ＯＥＳ）センサを用いて、前記エッチングチャンバ内のプラズマの光学特性に基づいて前記第２の信号を生成する工程と、
第２のＯＥＳセンサを用いて、前記エッチングチャンバ内の前記プラズマに依存せずに前記第３の信号を生成する工程と、
を備える、基板エッチング方法。
【請求項１９】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
第２の信号の第１の部分を前記第２の信号の第２の部分に対して正規化して、エンドポイント情報を含む前記信号を生成する工程を備え、
前記第２の信号の前記第１の部分は、エンドポイント情報を含み、
前記第２の信号の前記第２の部分は、エンドポイント情報を含まない、基板エッチング方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第２の信号の前記第２の部分を選択する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項２１】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記フィルタリング済み信号の変化が所定の値より大きくなった時に、前記基板の前記プラズマエッチングの前記エンドポイントに達した旨の前記示唆を生成する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項２２】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記基板の前記プラズマエッチングを開始するために、ガス源を開くと共に、電源を作動させて電力を印加する工程と、
前記基板の前記プラズマエッチングの前記エンドポイントに達した旨の前記示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了するために、前記ガス源を閉じると共に、前記電源を作動させる工程と、
を備える、基板エッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理システムおよび方法に関し、特に、プラズマエッチングシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示するためのものである。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされえない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
【０００３】
プラズマ処理の進歩は、半導体業界の成長を促進した。プラズマ処理中、処理されているデバイスの高い歩留まりおよび信頼性を保証するために、診断ツールが利用されうる。発光分光分析（ＯＥＳ）が、処理パラメータの制御を維持するために、エッチャントおよびエッチング済み製品の気相監視用の診断ツールとして利用されうる。
【０００４】
プラズマは、複数の変数（構成ガス種、圧力、エネルギ密度、駆動電力などを含むが、これらに限定されない）の関数である発光スペクトル特性を有する。プラズマの発光スペクトルは、深紫外線（ＵＶ）から遠赤外線（ＩＲ）までの波長を含むがこれらに限定されず、分光計を用いて観察できる。
【０００５】
プラズマの光学的監視は、プラズマエッチングチャンバの石英の窓を通してコリメータを用いて発光スペクトルを収集することによって実行されうる。集光用光ファイバ束を介して伝達されたスペクトル情報は、分光計によって測定されうるプラズマ処理中の処理の監視および制御のための指針を提供するために、光学的監視からのスペクトル情報を用いて、構成種に関するかなりの量の情報が収集および分析されうる。
【発明の概要】
【０００６】
基板エッチングシステムが、エッチング制御モジュール、フィルタリングモジュール、および、エンドポイントモジュールを備える。エッチング制御モジュールは、エッチングチャンバ内で基板のプラズマエッチングを選択的に開始する。フィルタリングモジュールは、基板のプラズマエッチング中に：エンドポイント情報を含む信号を受信し；経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて信号を分解し；ＥＭＤの結果に基づいて、フィルタリング済み信号を生成する。エンドポイントモジュールは、フィルタリング済み信号に基づいて、基板のプラズマエッチングのエンドポイントに達した時を示す。エッチング制御モジュールは、基板のプラズマエッチングのエンドポイントに達した旨の示唆に応じて、基板のプラズマエッチングを終了する。
【０００７】
別の特徴において、ＥＭＤの結果は、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、ノイズ情報を含む１または複数の成分と、最終残差と、を含む。フィルタリングモジュールは、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、最終残差とに基づき、ノイズ情報を含む１または複数の成分に依存せずに、フィルタリング済み信号を生成する。
【０００８】
別の特徴において、正規化モジュールが、エンドポイント情報を含む第２の信号を受信し、エンドポイント情報を含まない第３の信号を受信し、第３の信号に対して第２の信号を正規化して、エンドポイント情報を含む信号を生成し、エンドポイント情報を含む信号をフィルタリングモジュールに出力する。
【０００９】
別の特徴において、正規化モジュールは、基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、第３の信号を選択する。
【００１０】
別の特徴において、正規化モジュールは、閉じ込めリングがエッチングチャンバ内で移動している時、閉じ込めリングセンサによって生成された閉じ込めリング信号を第３の信号として選択する。
【００１１】
別の特徴において、正規化モジュールは、エッチングチャンバに電力を供給する電源が調整されている時、エッチングチャンバの電力を示す電力信号を第３の信号として選択する。
【００１２】
別の特徴では、エッチングチャンバ内のプラズマの光学特性に基づいて第２の信号を生成する第１の発光分光分析（ＯＥＳ）センサ、および、エッチングチャンバ内のプラズマに依存せずに第３の信号を生成する第２のＯＥＳセンサが備えられる。
【００１３】
別の特徴において、正規化モジュールが、第２の信号の第１の部分を第２の信号の第２の部分に対して正規化して、エンドポイント情報を含む信号を生成し、エンドポイント情報を含む信号をフィルタリングモジュールに出力する。第２の信号の第１の部分は、エンドポイント情報を含み、第２の信号の第２の部分は、エンドポイント情報を含まない。
【００１４】
別の特徴において、正規化モジュールは、基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、第２の信号の第２の部分を選択する。
【００１５】
別の特徴において、エンドポイントモジュールは、フィルタリング済み信号の変化が所定の値より大きくなった時に、基板の前記プラズマエッチングのエンドポイントに達したことを示唆する。
【００１６】
別の特徴において、エッチング制御モジュールは：基板のプラズマエッチングを開始するために、ガス源を開くと共に、電源を作動させて電力を印加し；基板のプラズマエッチングのエンドポイントに達した旨の示唆に応じて、基板のプラズマエッチングを終了するために、ガス源を閉じると共に、電源を作動させる。
【００１７】
別の特徴において、基板エッチング方法が：エッチングチャンバ内で基板のプラズマエッチングを選択的に開始する工程と；基板のプラズマエッチング中に、エンドポイント情報を含む信号を受信し；経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて信号を分解し；ＥＭＤの結果に基づいて、フィルタリング済み信号を生成する工程と、を備える。基板エッチング方法は、さらに：フィルタリング済み信号に基づいて、基板のプラズマエッチングのエンドポイントに達した時に示唆を生成する工程と；基板のプラズマエッチングのエンドポイントに達した旨の示唆に応じて、基板のプラズマエッチングを終了する工程と、を備える。
【００１８】
別の特徴において、ＥＭＤの結果は、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、ノイズ情報を含む１または複数の成分と、最終残差と、を含み、基板エッチング方法は、さらに、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、最終残差とに基づき、ノイズ情報を含む１または複数の成分に依存せずに、前フィルタリング済み信号を生成する工程を備える。
【００１９】
別の特徴において、基板エッチング方法は、さらに：エンドポイント情報を含む第２の信号を受信する工程と；エンドポイント情報を含まない第３の信号を受信する工程と；第３の信号に対して第２の信号を正規化して、エンドポイント情報を含む信号を生成する工程と、を備える。
【００２０】
別の特徴において、基板エッチング方法は、さらに、基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、第３の信号を選択する工程を備える。
【００２１】
別の特徴において、基板エッチング方法は、さらに、閉じ込めリングがエッチングチャンバ内で移動している時、閉じ込めリングセンサによって生成された閉じ込めリング信号を第３の信号として選択する工程を備える。
【００２２】
別の特徴において、基板エッチング方法は、さらに、エッチングチャンバに電力を供給する電源が調整されている時、エッチングチャンバの電力を示す電力信号を第３の信号として選択する工程を備える。
【００２３】
別の特徴において、基板エッチング方法は、さらに：第１の発光分光分析（ＯＥＳ）センサを用いて、エッチングチャンバ内のプラズマの光学特性に基づいて第２の信号を生成する工程と；第２のＯＥＳセンサを用いて、エッチングチャンバ内のプラズマに依存せずに第３の信号を生成する工程と、を備える。
【００２４】
別の特徴において、基板エッチング方法は、さらに、第２の信号の第１の部分を第２の信号の第２の部分に対して正規化して、エンドポイント情報を含む信号を生成する工程を備える。第２の信号の第１の部分は、エンドポイント情報を含み、第２の信号の第２の部分は、エンドポイント情報を含まない。
【００２５】
別の特徴において、基板エッチング方法は、さらに、基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、第２の信号の第２の部分を選択する工程を備える。
【００２６】
別の特徴において、基板エッチング方法は、さらに、フィルタリング済み信号の変化が所定の値より大きくなった時に、基板のプラズマエッチングのエンドポイントに達した旨の示唆を生成する工程を備える。
【００２７】
別の特徴において、基板エッチング方法は、さらに：基板のプラズマエッチングを開始するために、ガス源を開くと共に、電源を作動させて電力を印加する工程と；基板のプラズマエッチングのエンドポイントに達した旨の示唆に応じて、基板のプラズマエッチングを終了するために、ガス源を閉じると共に、電源を作動させる工程と、を備える。
【００２８】
詳細な説明、特許請求の範囲、および、図面から、本開示を適用可能なさらなる領域が明らかになる。詳細な説明および具体的な例は、単に例示を目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本開示は、詳細な説明および以下に説明する添付図面から、より十分に理解できる。
【００３０】
【図１】高周波プラズマを用いてエッチングを実行するための基板処理システムの一例を示す図。
【００３１】
【図２】プラズマの光学監視のためのプラズマ処理システムの発光分光分析（ＯＥＳ）システムの一例を示す概略図。
【００３２】
【図３】システムコントローラの一例を示す機能ブロック図。
【００３３】
【図４】エンドポイント情報を含む第１の信号と、エンドポイント情報を含まない第２の信号と、第１および第２の信号を正規化することによって生成された正規化信号とを含むグラフ。
【００３４】
【図５】経験的モード分解を実行する方法の一例を示す図。
【００３５】
【図６】元の信号と、経験的モード分解で得られた元の信号の成分とを示すグラフ。
【００３６】
【図７】経験的モード分解の結果に基づいて、フィルタリングされた信号を生成する方法の一例を示す図。
【図８】経験的モード分解の結果に基づいて、フィルタリングされた信号を生成する方法の一例を示す図。
【００３７】
【図９Ａ】元の信号と、経験的モード分解で得られた元の信号の成分とを示すグラフ。
【図９Ｂ】元の信号と、経験的モード分解で得られた元の信号の成分とを示すグラフ。
【００３８】
【図１０】システムコントローラの一例を示す機能ブロック図。
【００３９】
図面において、同様および／または同一の要素を特定するために、同じ符号を用いる場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
一部の環境下では、基板のエッチングのエンドポイントを検出することが困難でありうる。例えば、エンドポイント検出は、基板のオープン領域が減少すると共に基板上の構造のアスペクト比が大きくなるにつれて、より困難になる。エンドポイント検出は、基板が上面および下面の両方に同じエンドポイント層を有する場合にも、より困難になりうる。
【００４１】
ウエハ処理は、複数のサイクルを含んでよく、各サイクルは、１期間中のエッチング工程および別の期間中の蒸着工程を含む。エンドポイント検出（各サイクルのエッチング期間中のみ）に利用可能な測定期間が短いことから、エンドポイント検出が困難でありうる。複雑なサブシステム（高周波（ＲＦ）電力パルス化サブシステムおよびガス圧パルス化サブシステムなど）も、エンドポイントの検出に用いられる信号に新たなタイプのノイズを導入しうる。
【００４２】
本開示によると、エンドポイント情報を含む信号が、経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて分解される。信号にＥＭＤを実行すると、エンドポイント情報を含む１または複数の信号成分、ノイズ情報を含む１または複数の信号成分、ならびに、最終残差が生成される。ノイズ情報を含む信号成分は取り除かれ、フィルタリング済みの信号が、エンドポイント情報を含む信号成分と最終残差とに基づいて生成される。したがって、フィルタリング済みの信号は、分解された信号よりも高い信号対ノイズ比を有する。したがって、エンドポイント検出は、フィルタリング済み信号に基づいて、より高い信頼性で実行されうる。
【００４３】
エンドポイント情報を含む信号は、正規化された信号であってよい。正規化された信号は、エンドポイント情報を含む或る信号を、エンドポイント情報を含まない別の信号に対して正規化することによって生成されてよい。エンドポイント情報を含まない別の信号は、エンドポイント情報を含む信号と類似したノイズ特性を含むという予測に基づいて選択されてよい。ＥＭＤの前の正規化は、フィルタリングされた信号の信号対ノイズ比をさらに高くする。
【００４４】
図１は、高周波（ＲＦ）プラズマを用いてエッチングを実行するための基板処理システム１００の一例を含む。図１の例は、プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）に関するが、他のタイプの処理チャンバが用いられてもよい。例えば、誘導結合プラズマ処理システム、遠隔プラズマ処理システムなどが用いられてもよい。基板処理システム１００は、処理チャンバ１０２の他の構成要素を収容すると共にＲＦプラズマを閉じ込める処理チャンバ１０２を備える。処理チャンバ１０２は、上側電極１０４および静電チャック（ＥＳＣ）１０６を備える。動作中、基板１０８が、ＥＳＣ１０６上に配置される。
【００４５】
単に例として、上側電極１０４は、処理ガスを導入して分散させるシャワーヘッド１０９を備えてよい。ＥＳＣ１０６は、下側電極として機能する導電性のベースプレート１１０を備える。ベースプレート１１０は、加熱プレート１１２を支持しており、加熱プレート１１２は、セラミックのマルチゾーン加熱プレートに対応してよい。熱抵抗層１１４が、加熱プレート１１２とベースプレート１１０との間に配置されてよい。ベースプレート１１０は、ベースプレート１１０に冷却材を流すための１または複数の冷却材流路１１６を備えてよい。
【００４６】
ＲＦ発生システム１２０が、ＲＦ電圧を生成して、上側電極１０４および下側電極（例えば、ＥＳＣ１０６のベースプレート１１０）の一方に出力する。上側電極１０４およびベースプレート１１０のもう一方は、ＤＣ接地、ＡＣ接地されるか、または、浮遊していてよい。単に例として、ＲＦ発生システム１２０は、整合／配電ネットワーク１２４によって上側電極１０４またはベースプレート１１０に供給されるＲＦ電圧を生成するＲＦ電圧発生器１２２を備えてよい。他の例において、プラズマは、誘導的にまたは遠隔で生成されてよい。
【００４７】
ガス供給システム１３０は、１または複数のガス源１３２−１、１３２−２、・・・、および、１３２−Ｎ（集合的に、ガス源１３２）を備えており、ここで、Ｎはゼロより大きい整数である。ガス源は、１または複数の前駆体およびそれらの混合物を供給する。ガス源は、パージガスを供給してもよい。気化した前駆体が用いられてもよい。ガス源１３２は、バルブ１３４−１、１３４−２、・・・、および、１３４−Ｎ（集合的に、バルブ１３４）ならびにマスフローコントローラ１３６−１、１３６−２、・・・、および、１３６−Ｎ（集合的に、マスフローコントローラ１３６）によってマニホルド１４０に接続されている。マニホルド１４０の出力は、処理チャンバ１０２に供給される。単に例として、マニホルド１４０の出力は、シャワーヘッド１０９に供給される。
【００４８】
温度コントローラ１４２が、加熱プレート１１２上に配置された複数の熱制御素子（ＴＣＥ：ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）１４４に接続されてよい。温度コントローラ１４２は、流路１１６を通る冷却材の流れを制御するための冷却材アセンブリ１４６と連通してよい。例えば、冷却材アセンブリ１４６は、冷却材ポンプおよび冷却材リザーバを備えてよい。温度コントローラ１４２は、冷却材アセンブリ１４６を制御することにより、流路１１６を通る冷却材の流れ、ひいては、ＥＳＣ１０６の冷却を制御する。
【００４９】
バルブ１５０およびポンプ１５２が、処理チャンバ１０２から反応物質を排出するために用いられてよい。システムコントローラ１６０が、基板処理システム１００の構成要素を制御するために用いられてよい。ロボット１７０が、ＥＳＣ１０６上へ基板を供給すると共に、ＥＳＣ１０６から基板を除去するために用いられてよい。例えば、ロボット１７０は、ＥＳＣ１０６およびロードロック１７２の間で基板を移送してよい。
【００５０】
図２は、処理チャンバ１０２内でのプラズマ２０４の光学的監視のための発光分光分析（ＯＥＳ）システムの一例を示す概略図である。エッチング、蒸着、および／または、その他の基板処理が、処理チャンバ１０２内で実行されうる。
【００５１】
一例において、処理チャンバ１０２は、任意選択的に閉じ込めリングアセンブリ２０８を備えるよう構成されてよい。処理チャンバ１０２は、直径方向の反対側に位置する２つの石英窓を備えてよく、それらを通して、プラズマ２０４が見えるようになりうる。例えば、処理チャンバ１０２は、照射側の第１の石英窓２１２と、集光側の第２の石英窓２１６と、を備えてよい。照射側は、第１の石英窓２１２を通して光を送る外部光源を備えるよう構成されうる処理チャンバ１０２の側であってよい。集光側は、プラズマに関連する発光スペクトルが第２の石英窓２１６を通して分光計２２０によって測定されうる処理チャンバ１０２の側であってよい。
【００５２】
複数のコリメートされた光学アセンブリ（第１のコリメータ２２４および第２のコリメータ２２８など）が、処理チャンバ１０２に石英窓２１２、２１４を結合するために用いられてよい。一例において、石英窓２１２は、第１のコリメータ２２４によって処理チャンバ１０２の照射側に結合されてよい。石英窓２１６は、第２のコリメータ２２８によって処理チャンバ１０２の集光側に結合されてよい。各石英窓に結合されたコリメート済み光学アセンブリは、光ファイバ結合のための所定の角度受容を有しうる集束光学系および／または発散光学系を備えるように構成されてよい。
【００５３】
照射側には、外部光源（フラッシュランプ２３２など）からの光信号が、第１の光ファイバ束２３６を介して処理チャンバ１０２に伝達されてよい。光ファイバ束２３６は、照射用光ファイバ束２３６と呼んでもよい。フラッシュランプ２３２は、例えば、キセノンフラッシュランプであってよい。フラッシュランプ２３２は、高光度短パルスの光線２４０を供給する。照射用光ファイバ束２３６は、第１の端部でフラッシュランプ２３２に結合されると共に、第２の端部で光カプラ２３８を介して石英窓２１２に結合されてよい。
【００５４】
照射用光ファイバ束２３６を介して処理チャンバ１０２に送られる光信号２４０は、コリメータ２２４を通してコリメートされてよい。光信号２４０の光度は、高い信号対ノイズ比を提供するために、プラズマ２０４の光度よりも数桁高くてよい。光信号２４０およびプラズマ２０４の発光スペクトルは、コリメータ２２８を通してコリメートされ、第２の光ファイバ束２５４を介して（マルチチャネル）分光計２２０の信号光度計２５０に送られてよい。光ファイバ束２５４は、集光用光ファイバ束２５４と呼んでもよい。
【００５５】
集光側で、収集用光ファイバ束２５４は、第１の端部で光カプラ２５８を介して石英窓２１６に結合されると共に、第２の端部で分光計２２０の信号光度計２５０に連結されてよい。処理チャンバ１０２からのプラズマ２０４の発光スペクトルおよび／または光信号２４０は、集光用光ファイバ束２５４を介して測定に向けて信号光度計２５０へ収集および伝達されてよい。信号光度計２５０は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）を備えてよい。信号光度計２５０は、フラッシュランプ２３２によってプラズマ２０４を通して伝達された光の光学特性を測定する。
【００５６】
フラッシュランプ２３２からの光信号２４０は、分光計２２０の参照光度計２６６によって測定されるように第３の光ファイバ束２６２を介して伝送されてもよい。光ファイバ束２６２は、参照用光ファイバ束２６２と呼んでもよい。参照光度計２６６は、例えば、ＣＣＤを備えてよい。参照光度計２６６は、プラズマ２０４の影響なしに、フラッシュランプ２３２によって出力された光の光学特性を測定する。
【００５７】
マルチチャネル分光計２２０を用いることにより、信号光度計２５０からの測定値が、参照光度計２６６からの測定値に対して正規化されてよい。しかしながら、信号光度計２５０の測定値は、後に詳述するように、別の適切なパラメータに対して正規化されてもよい。
【００５８】
図１に戻ると、基板処理システム１００は、複数のセンサ２８０を備える。センサ２８０は、信号光度計２５０および参照光度計２６６と、処理チャンバ１０２に関連するその他のセンサと、を含む。その他のセンサは、例えば、１または複数のガス圧センサ、１または複数の温度センサ、ＲＦ発生システム１２０に関連する１または複数の電気パラメータセンサ（例えば、電圧、電流、または、電力）、ならびに／もしくは、１または複数のその他のパラメータを含みうる。
【００５９】
以下で詳述するように、システムコントローラ１６０は、センサ２８０の内の１または複数からの信号に基づいて、エッチングのエンドポイントを検出する。例えば、システムコントローラ１６０は、信号光度計２５０からの信号に基づいて、エンドポイントを検出してよい。
【００６０】
しかしながら、一部の状況下では、エンドポイント検出がより困難になりうる。例えば、エンドポイント検出は、基板のオープン領域が減少するにつれて、および／または、基板アスペクト比が小さくなるにつれて、信号の大きさひいてはエンドポイントでの変化が小さくなりうるので、より困難になりうる。エンドポイント検出は、そのアスペクト比の上面および下面の両方に同じ層を有する基板スタックについても、より困難になりうる。例えば、より複雑な化学物質（例えば、同時エッチング／蒸着サイクル）、ＲＦパルス化、圧力パルス化などにより、さらなるノイズが、信号内に存在する場合もある。
【００６１】
システムコントローラ１６０は、エンドポイント検出情報を含む信号に対して経験的モード分解（ＥＭＤ）を実行することによって、信号対ノイズ比を改善させる。様々な実施形態において、信号は、信号対ノイズ比をさらに改善するために、ＥＭＤの前に正規化されてよい。システムコントローラ１６０は、ＥＭＤから得られた信号を用いて、より信頼性高くエンドポイントを検出できる。ＥＭＤによって信号から分離されたノイズが、１または複数の条件を診断するために用いられてもよい。
【００６２】
図３は、システムコントローラ１６０の一実施例の機能ブロック図を示す。システムコントローラ１６０は、エンドポイント情報を含まないが第１の信号と類似したノイズ特性を含む第２の信号に対して、エンドポイント情報を含む第１の信号を正規化する正規化モジュール３０４を備える。
【００６３】
正規化モジュール３０４は、例えば、参照光度計２６６からのＯＥＳ参照信号に基づいて、信号光度計２５０からのＯＥＳ信号を正規化してよい。単に例として、正規化モジュール３０４は、信号光度計２５０からのＯＥＳ信号の波長を、ＯＥＳ信号の波長と類似したノイズ特性を有すると予測される参照光度計２６６からのＯＥＳ参照信号の波長で割ったものと等しく、または、それに基づいて、正規化信号を設定してよい。あるいは、正規化モジュール３０４は、参照光度計２６６からのＯＥＳ参照信号の波長を、信号光度計２５０からのＯＥＳ信号の波長で割ったものと等しく、または、それに基づいて、正規化信号を設定してもよい。
【００６４】
例えば、図４において、トレース４０４は、ＯＥＳ信号の第１の波長（例えば、２２５ナノメートル（ｎｍ））を示し、トレース４０８は、ＯＥＳ参照信号の第２の波長（例えば、２０６ｎｍ）を示している。エッチングのエンドポイントは、ＯＥＳ信号の第１の波長に現れる１または複数の特性に基づいて検出されうる。以前の検査に基づいて、ＯＥＳ参照信号の第２の波長は、ＯＥＳ信号の第１の波長と類似したノイズ特性を有すると予測される。
【００６５】
トレース４１２は、正規化信号を表している。正規化信号は、トレース４０４をトレース４０８で割ったものに対応する。トレース４１２によって示されるように、トレース４０４および４０８におけるスパイク（突出）は、少なくとも部分的に互いに打ち消し合っている。この打ち消しにより、正規化信号を用いてエンドポイント検出の信頼性を高めることができる。
【００６６】
ＯＥＳ参照信号に対するＯＥＳ信号の正規化の例を記載したが、正規化は、エンドポイント情報を含む別の第１の信号、および／または、エンドポイント情報を含まないが第１の信号と類似したノイズ特性を含む別の第２の信号を用いてなされてもよい。正規化モジュール３０４は、１または複数の現行の動作パラメータに基づいて、エンドポイント情報を含む第１の信号およびエンドポイント情報を含まない第２の信号を選択してもよい。
【００６７】
例えば、ノイズが閉じ込めリングアセンブリ２０８の移動による場合、正規化モジュール３０４は、閉じ込めリング信号（閉じ込めリング位置信号など）に対するＯＥＳ信号の波長の比に基づいて、正規化信号を生成してもよい。閉じ込めリング位置は、閉じ込めリング位置センサを用いて測定されてよい。
【００６８】
別の例として、ノイズがＲＦ発生システム１２０の電力の調整による場合、正規化モジュール３０４は、反射（または供給）電力信号に対するＯＥＳ信号の波長の比に基づいて、正規化信号を生成してもよい。別の例として、エンドポイント情報を含む第１の信号は、エッチングのために印加されたバイアス電圧を含んでもよく、エンドポイント情報を含まない第２の信号は、ＥＳＣ１０６に印加された電力であってもよい。
【００６９】
上述のように、正規化モジュール３０４は、１または複数の現行の動作パラメータに基づいて、エンドポイント情報を含む第１の信号およびエンドポイント情報を含まない第２の信号を選択してもよい。正規化モジュール３０４は、１または複数の現行の動作パラメータに基づいて、第１および第２の信号の関連部分（例えば、波長）を選択してもよい。
【００７０】
２つの異なる信号の正規化について上述したが、正規化モジュール３０４は、様々な実施例において、同じ信号の２つの異なる部分を正規化してもよい。例えば、正規化モジュール３０４は、エンドポイント情報を含むＯＥＳ信号の第１の波長の、エンドポイント情報を含まないが第１の波長と類似したノイズ特性を含むＯＥＳ信号の第２の波長に対する比に基づいて、または、その比に等しくなるように、正規化信号を設定してよい。この例において、第２の波長は、第１の波長とは異なる。
【００７１】
エンドポイント情報を含む信号のノイズおよび／または不連続性を処理するために、１または複数のデジタルフィルタを利用できる。しかしながら、デジタルフィルタは、遅延および過渡伝播を導入する。また、デジタルフィルタでは、ユーザが、デジタルフィルタの特性（フィルタタイプ、カットオフ周波数など）を適切に選択する必要がある。したがって、特定の応用例に合わせてデジタルフィルタを適切に調整するためには、多大な知識／経験が、ユーザ側に必要とされる。
【００７２】
本開示によれば、フィルタリングモジュール３０８が、経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて正規化された信号をフィルタリングして、フィルタリング済みの信号を生成する。正規化された信号をフィルタリングする例を図示および説明しているが、正規化は省略されてもよく、フィルタリングモジュール３０８は、エンドポイント情報を含む第１の信号をフィルタリングして、フィルタリング済みの信号を生成してもよい。ＥＭＤの利用により、ユーザが応用例に合わせてデジタルフィルタを調整および／または選択する必要性がなくなる。
【００７３】
システムコントローラ１６０は、エンドポイントモジュール３１２および診断モジュール３１６を備える。エンドポイントモジュール３１２は、フィルタリングされた信号に基づいて、エッチングのエンドポイントに達した時を示唆する。エッチングが基板の停止層に到達した時に、エンドポイントに到達する。エンドポイントモジュール３１２は、例えば、フィルタリングされた信号が、正の傾きから負の傾きに変化した時、負の傾きから正の傾きに変化した時、少なくとも所定の量だけ変化した時、ならびに／まもしくは、１または複数のその他の所定の特性を含む時に、エンドポイントに達したと示唆してよい。エンドポイントへの到達を示すフィルタリング済み信号の特性は、応用例ごとに様々でありえ、エンドポイントモジュール３１２による利用に向けて設定されてよい。
【００７４】
ＥＭＤによって、１または複数のノイズ信号が、正規化された信号から抽出されて、フィルタリング済み信号が生成される。診断モジュール３１６は、ノイズ信号に基づいて、処理チャンバ１０２内の１または複数の条件の存在を診断してよい。
【００７５】
ＥＭＤは、線形信号および非線形信号に適用可能であり、非定常性を有する信号にも適用可能である。ＥＭＤを用いて、フィルタリングモジュール３０８は、正規化された信号を、２以上の異なるモードおよび最終残差に分解する。モードおよび最終残差をすべて合計すると、正規化信号になる。ＥＭＤの概念は、以下のように数式の形態で書くことができる：
Ｓ（ｔ）＝ｓｕｍ［Ｍｏｄｅｓ（ｔ）］＋Ｒ（ｔ），
ここで、Ｓ（ｔ）は、時刻ｔでの正規化信号であり、ｓｕｍ［］は、合計（加算）関数の利用を示し、Ｍｏｄｅｓ（ｔ）は、ＥＭＤを介して生成された全モードであり、Ｒ（ｔ）は、時刻ｔの最終残差である。
【００７６】
ＥＭＤは、ゼロ交差の数と最大値の数との間の差が１以下になり、対称性の基準が満たされるまで、信号の上側包絡線および下側包絡線の平均が信号から抽出される反復選別処理に基づく。これらの基準が満たされると、抽出された信号が１つのモードと見なされる。そして、そのモードが元々の信号から抽出され、残りの信号は、もはやゼロ公差を持たなくなるまで、上述したのと同じ方法で処理される。残りの信号は、ゼロ公差を全く含まない場合、最終残差であり、元々の信号のＤＣ成分に対応する。モードの数は、初期信号の組成に依存する。
【００７７】
図５は、正規化された信号にＥＭＤを実行する一例を示すフローチャートである。制御は、フィルタリングモジュール３０８が変数Ｉ＝１（モード１）を設定し、正規化信号が処理されるべき信号であるというインジケータを設定し、ＥＭＤの実行を開始する工程５０４で始まる。ＯＥＳ信号およびＯＥＳ参照信号が、所定のサンプリングレート（約０．１秒ごと（１０Ｈｅｒｔｓ（Ｈｚ）に対応する）など）でサンプリングされる。したがって、正規化信号は、所定のサンプリングレートで更新される。フィルタリングモジュール３０８は、エッチングの開始後に所定の期間が経過すると開始する。換言すると、正規化信号の所定の数のサンプルが取得されると、フィルタリングモジュール３０８が開始する。
【００７８】
工程５０８で、フィルタリングモジュール３０８は、処理される信号の最大値および最小値を特定する。フィルタリングモジュール３０８は、例えば、三次スプライン補間を用いて、工程５０８で、処理される信号の最大値に第１の曲線を当てはめる。したがって、この曲線は、処理される信号の包絡線の上限を規定する。フィルタリングモジュール３０８は、さらに、例えば、三次スプライン補間を用いて、工程５０８で、処理される信号の最小値に第２の曲線を当てはめる。この曲線は、処理される信号の包絡線の下限を規定する。工程５０８の第１の例では、正規化信号が、処理対象の信号である。
【００７９】
工程５１２で、フィルタリングモジュール３０８は、各サンプリング時刻で第１および第２の曲線を平均し、平均信号を生成する。工程５１６で、フィルタリングモジュール３０８は、処理される信号から平均信号を抽出する。換言すると、フィルタリングモジュール３０８は、処理される信号の複数のポイントから平均信号の複数のポイントをそれぞれ減算する。結果として得られる信号を詳細信号と呼ぶことにする。詳細信号の決定は、以下の式で表すことができる：
ｄ（ｔ）＝ＳＴＢＰ（ｔ）−ａｖｇ（ｔ），
ここで、ｄ（ｔ）は時刻ｔでの詳細信号であり、ＳＴＢＰ（ｔ）は時刻ｔの処理対象信号であり、ａｖｇ（ｔ）は時刻ｔでの平均信号である。処理対象信号は、工程５１６の最初の反復で正規化された信号である。後の反復中、詳細信号または残差信号が、以下に詳述するように、処理対象の信号になる。
【００８０】
工程５２０で、フィルタリングモジュール３０８は、（ｉ）詳細信号のゼロ交差の数および（ｉｉ）詳細信号の最大値の数の間の差が１以下であるか否かを判定する。工程５２０が偽である場合、フィルタリングモジュール３０８は、工程５２４で詳細信号を処理対象信号（ＳＴＢＰ：ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  ｂｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ）に設定し、制御は、工程５０８に戻り、工程５０８〜５１６で詳細信号を処理する。工程５２０が真である場合、制御は、工程５２８に進む。
【００８１】
工程５２８で、フィルタリングモジュール３０８は、詳細信号のゼロ交差の数がゼロより大きいか否かを判定する。工程５２８が真である場合、詳細信号は、工程５３２でｉ番目のモード（モードＩ）として格納される。また、工程５３２で、フィルタリングモジュール３０８は、処理される信号からｉ番目のモードを抽出して残差信号を生成し、残差信号を処理される信号に設定する。フィルタリングモジュール３０８は、さらに、工程５３２で変数Ｉをインクリメント（Ｉ＝Ｉ＋１）する。次いで、制御は、工程５０８に戻り、残差信号を処理して次のモードを決定する。残差信号の決定は、以下の式で表すことができる：
ｒ（ｔ）＝ＳＴＢＰ（ｔ）−モードＩ（ｔ），
ここでｒ（ｔ）は時刻ｔでの残差信号であり、ＳＴＢＰ（ｔ）は時刻ｔに処理される信号であり、モードＩ（ｔ）は時刻ｔでのｉ番目のモードである。工程５２８が偽であり、かつ、詳細信号がゼロ交差を全く含まない場合、制御は、工程５３６に進む。
【００８２】
工程５３６で、詳細信号がゼロ交差を全く含まない場合、フィルタリングモジュール３０８は、最終残差信号として詳細信号を設定する。フィルタリングモジュール３０８は、格納されたモード信号と最終残差信号に基づいて、工程５４０でフィルタリング済み信号を生成する。フィルタリング済み信号の生成方法の例については、後に詳述する。図５の例は工程５４０後に終了するものとして図示されているが、図５は、１つの制御ループのみを示したものであり、制御は工程５０４に戻る。
【００８３】
ＥＭＤを用いて、最初の格納済みモード（モード１）は、正規化された信号の最も速く最高の周波数変動に対応する。最後の格納済みモードは、正規化された信号の最も遅く最低の周波数変動に対応する。最終残差は、正規化された信号の純粋なＤＣまたは傾きに対応する。モードと最終残差とを合計して、正規化信号が生成される。ＥＭＤは、ノイズを含むモードから有用な（エンドポイント）情報を有するモードに正規化信号を分解することを可能にする。
【００８４】
図６は、ＥＭＤの利用前の元の信号６０４を含むグラフを示す。ＥＭＤを元の信号６０４に適用すると、以下が生成される：６０８で示すモード１および６１２で示すモード２；ならびに、工程６１６で示す最終残差。
【００８５】
一例として、ＥＭＤが更新されてよく、フィルタリング済み信号は、新しいポイントが受信されるたびに正規化信号のすべての以前のポイントに基づいて生成されてよい。例えば、上述のように、フィルタリングモジュール３０８は、エッチング開始後の所定の期間中（例えば、１０Ｈｚのサンプリング周波数での１５０ポイントに対応する１５秒）に、所定の数Ｘのデータポイントが受信されると、ＥＭＤの実行を開始できる。ＥＭＤで用いられるデータポイントの数およびフィルタリング済み信号の生成回数は、別のデータポイントが受信されるごとに１ずつ増加する。１５秒の所定の期間および１０Ｈｚの所定のサンプリング周波数の例では、フィルタリング済み信号の第１のポイントは、前の１５秒の所定の期間内のポイントに基づいて生成され、フィルタリング済み信号の第２のポイントは、前の１５．１秒の時間枠内のポイントに基づいて生成され、フィルタリング済み信号の第３のポイントは、前の１５．２秒の時間枠内のポイントに基づいて生成される、などである。
【００８６】
別の例において、ＥＭＤが実行されてれよく、フィルタリング済み信号は、正規化信号の新しいポイントが受信されるたびに移動する正規化信号の最新の受信ポイントの時間枠に基づいてよい。例えば、１５秒の所定の期間および１０Ｈｚの所定のサンプリング周波数の例では、フィルタリング済み信号の第１のポイントは、時刻０から１５秒の間のポイントに基づいて生成され、フィルタリング済み信号の第２のポイントは、０．１から１５．１秒の間のポイントに基づいて生成され、フィルタリング済み信号の第３のポイントは、０．２から１５．２秒の間のポイントに基づいて生成される、などである。
【００８７】
フィルタリング済み信号は、複数の方法で、モードおよび最終残差に基づいて生成されうる。図７は、フィルタリング済み信号を生成する方法の一例を示すフローチャートである。図７では、モードの各々が、個々に平均され、最終残差の平均と合計されて、フィルタリング済み信号の１つのポイントが生成される。これは、その対称性のためにノイズを打ち消し、ＤＣ成分の合計を維持する。この例は、（計算が）比較的速く、（エンドポイント情報を含めるために）どのモードを維持して（ノイズを含めるために）どのモードを排除するのかを選択する必要をなくす。しかしながら、正規化信号のすべての以前のポイントが利用されると、各新しいポイントを受信するにつれて、計算効率が低下し、計算量が増大する。この例では、遅延も、導入されうる。
【００８８】
制御は、フィルタリングモジュール３０８が正規化信号の新しいポイントを受信する工程７０４で始まってよい。工程７０８で、フィルタリングモジュール３０８は、上述のようにＥＭＤを実行して、正規化信号のモードおよび最終残差を生成する。
【００８９】
工程７１２で、フィルタリングモジュール３０８は、モード信号の各々の平均値を計算する。例えば、フィルタリングモジュール３０８は、第１のモード信号（モード１）の値の第１の平均値を計算し、第２のモード信号（モード２）の値の第２の平均値を計算する、などである。フィルタリングモジュール３０８は、工程７１２で、最終残差信号の値の平均値を計算してもよい。
【００９０】
工程７１６で、フィルタリングモジュール３０８は、それぞれのモード信号の平均値と最終残差信号の平均値との合計に等しく、または、合計に基づいて、フィルタリング済み信号を設定する。工程７２０で、エンドポイントモジュール３１２は、フィルタリング済み信号（例えば、時刻ｔでのフィルタリング済み信号の値ならびにフィルタリング済み信号の１または複数の以前の値）に基づいて、エッチングのエンドポイントに到達したか否かを判定する。工程７２０が偽である場合、エンドポイントモジュール３１２は、工程７２４でエンドポイントに到達していないことを示し、制御は工程７０４に戻る。工程７２０が真である場合、エンドポイントモジュール３１２は、工程７２８でエッチングのエンドポイントに到達したことを示し、制御は工程７３２に進む。例えば、エンドポイントモジュール３１２は、フィルタリング済み信号が正の傾きから負の傾きに変化した時、フィルタリングされた信号が負の傾きから正の傾きに変化した時、フィルタリング済み信号の傾きが所定の値より大きくなるかまたは所定の値より小さくなった時、ならびに／もしくは、１または複数のその他の適切な条件が満たされた時に、エッチングのエンドポイントに到達したことを示唆してよい。
【００９１】
工程７３２で、エッチング制御モジュール３２０（図３）が、処理チャンバ１０２内の基板のエッチングを終了する。例えば、エッチング制御モジュール３２０は、工程７３２で、処理チャンバ１０２への１または複数のエッチングガスの流れを停止してよい、処理チャンバ１０２への電力の印加を停止してよい、ならびに／もしくは、１または複数の動作を実行してよい。
【００９２】
図８は、フィルタリング済み信号を生成する方法の別の例を示すフローチャートである。図８では、ＥＭＤから結果として得られ、選択されたモードだけが、フィルタリング済み信号を生成するために用いられる。制御は、上述の工程７０４〜７０８に進む。工程８１２で、フィルタリングモジュール３０８は、時間にわたって、モードの内の選択されたモードと最終残差とを合計する。例えば、フィルタリングモジュール３０８は、エンドポイント情報を含むことが経験的にわかったモードを選択し、ノイズを含むことが経験的にわかったモードを選択しなくてよい。一例において、フィルタリングモジュール３０８は、最後のＸ個のモード（最終残差に最も近い）を選択し、最初のＹ個のモード（モード１〜モードＹ）を省略してよく、ここで、Ｘ＋Ｙはゼロより大きい整数であり、Ｘ＋Ｙ＝ＥＭＤから結果として得られたモードの総数、である。これは、以下のように数式の形態で書くことができる：
Ｓ（ｔ）＝ｓｕｍ（選択されたモード（ｔ））＋ＦＲ（ｔ），
ここで、Ｓ（ｔ）は、時刻ｔでの合計の結果であり、選択されたモード（ｔ）は、ＥＭＤから結果として得られたモードから選択されたモードの時刻ｔでの値であり、ＦＲ（ｔ）は、ＥＭＤから結果として得られた最終残差の時刻ｔでの値である。
【００９３】
工程８１６で、フィルタリングモジュール３０８は、合計に基づいてフィルタリング済み信号を生成する。例えば、フィルタリングモジュール３０８は、フィルタリング済み信号を合計に等しく設定してよい。別の例として、フィルタリングモジュール３０８は、以下に基づいて、または、以下に等しくなるように、フィルタリング済み信号を設定してもよい：
（α（Ｓ（ｔ）−ＰｒｅｖＳ（ｔ））＋β（Ｓ（ｔ）））／（α＋β），
ここで、αおよびβは所定の値であり、αおよびβの合計は１に等しく、Ｓ（ｔ）は、工程８１２で得られた時刻ｔでの合計であり、ＰｒｅｖＳ（ｔ）は、工程８１２の最後の反復中に決定された時刻ｔでの合計である。様々な実施例において、βは、αよりも大きくてよい。βが１に設定され、αが０に設定された場合、フィルタリングモジュール３０８は、工程８１２で得られた合計に等しく、または、その合計に基づいて、フィルタリング済み信号を設定してよい。制御は、上述の工程７２０〜７３２に進む。
【００９４】
図９は、ＥＭＤの利用前の元の信号９０４を含むグラフを示す。元の信号９０４は、およそ５０〜７０秒の時刻にノイズの増大を含む。
【００９５】
元の信号９０４にＥＭＤを適用することにより、６つのモードおよび最終残差を生成する。モード１は、トレース９０８によって示され、モード２は、トレース９１２によって示されている。図に示すように、モード１は、元の信号内のノイズを含み、モード２は、約５０〜７０秒の時刻の間のノイズの増大に対応するノイズを含む。モード２は、別の信号と相関されうる（正規化されうる）。しかしながら、モード１は、およそ５０〜７０秒の時刻の間を除けば一定である。したがって、モード１のノイズは一定であり、時間によって変化しないため、システムの自然ノイズと見なすことができる。
【００９６】
診断モジュール３１６は、モード２に基づいて、サブシステム（例えば、エッチングチャンバ）の挙動、チャンバ全体の挙動、基板の結果、および／または、１または複数のその他の条件の存在を診断してよい。図３の例は、１回のＥＭＤを用いて、診断モジュール３１６のためのノイズ信号およびエンドポイントモジュール３１２のためのフィルタリング済み信号の両方を生成するものとして図示されているが、２回のＥＭＤを実行する２つのフィルタリングモジュールが用いられてもよい。
【００９７】
図１０は、第２のフィルタリングモジュール１００４をさらに含むシステムコントローラ１６０の一例を示す概略図である。第２のフィルタリングモジュール１００４は、正規化信号にＥＭＤを実行し、エンドポイント情報を含むモードを除去し、ノイズ情報を含む（かつ、エンドポイント情報を含まない）ノイズ信号を診断モジュール３１６に提供する。フィルタリングモジュール３０８および第２のフィルタリングモジュール１００４によって実行されたＥＭＤは、同じまたは異なる所定の数のポイント、同じまたは異なる時間枠のサンプル、同じまたは異なるタイプの時間枠などに基づいて、同じまたは異なりうる。
【００９８】
診断モジュール３１６は、１または複数の所定の基準を満たすノイズ信号に基づいて、警告、障害、または、エラーのインジケータを出力してよい。単に例として、診断モジュール３１６は、警告、障害、または、エラーを示す所定のコードをメモリ内に設定してよい、ディスプレイ上に警告、障害、または、エラーを視覚的に示してよい、インジケータランプを点灯してよい、ならびに／もしくは、警告、障害、または、エラーの１または複数のインジケータを出力してよい。あるいは、診断モジュール３１６は、ノイズ信号が１または複数の所定の基準を満たした回数をカウント、追跡、または、監視してもよい。診断モジュール３０６は、１または複数の診断を実行する前にノイズ信号を処理してもよい。例えば、診断モジュール３１６は、ノイズ信号および結果として得られたフィルタリング済みのノイズ信号にフーリエ解析を実行してよい。
【００９９】
上述の記載は、本質的に例示に過ぎず、本開示、応用例、または、利用法を限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施されうる。したがって、本開示には特定の例が含まれるが、図面、明細書、および、以下の特許請求の範囲を研究すれば他の変形例が明らかになるため、本開示の真の範囲は、それらの例には限定されない。方法に含まれる１または複数の工程が、本開示の原理を改変することなく、異なる順序で（または同時に）実行されてもよいことを理解されたい。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして記載されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載された特徴の内の任意の１または複数の特徴を、他の実施形態のいずれかに実装することができる、および／または、組み合わせが明確に記載されていないとしても、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができる。換言すると、上述の実施形態は互いに排他的ではなく、１または複数の実施形態を互いに置き換えることは本開示の範囲内にある。
【０１００】
要素の間（例えば、モジュールの間、回路要素の間、半導体層の間）の空間的関係および機能的関係性が、「接続される」、「係合される」、「結合される」、「隣接する」、「近接する」、「の上部に」、「上方に」、「下方に」、および、「配置される」など、様々な用語を用いて記載されている。第１および第２の要素の間の関係性を本開示で記載する時に、「直接」であると明確に記載されていない限り、その関係性は、他に介在する要素が第１および第２の要素の間に存在しない直接的な関係性でありうるが、１または複数の介在する要素が第１および第２の要素の間に（空間的または機能的に）存在する間接的な関係性でもありうる。本明細書で用いられているように、「Ａ、Ｂ、および、Ｃの少なくとも１つ」という表現は、非排他的な論理和ＯＲを用いて、論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、および、Ｃの少なくとも１つ」という意味であると解釈されるべきではない。
【０１０１】
いくつかの実施例において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、基板処理装置を備えうる。これらのシステムは、基板（半導体ウエハなど）の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／または特定のシステムと接続または結合されたロードロックの内外への基板移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされてもよい。
【０１０２】
概して、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１または複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含みうる。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、基板に対するまたは半導体基板のための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義する。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、基板の１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
【０１０３】
コントローラは、いくつかの実施例において、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、もしくは、それらの組み合わせでシステムに結合されたコンピュータの一部であってもよいし、かかるコンピュータに接続されてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、基板処理のリモートアクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全部または一部であってもよい。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べうる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含みうる）を介してシステムに処理レシピを提供してよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備えてよく、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であってよいことを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散されてよい。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路である。
【０１０４】
限定はしないが、システムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層蒸着（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、基板の加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の処理システムを含みうる。
【０１０５】
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこから基板のコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信してもよい。
【０１０６】
本願では、以下の定義を含め、「モジュール」という用語は、回路という用語と交換可能である。「モジュール」という用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）；デジタル、アナログ、または、アナログ／デジタル混合ディスクリート回路；デジタル、アナログ、または、アナログ／デジタル混合集積回路；組み合わせ論理回路；フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）；コードを実行する（共有、専用、または、グループ）プロセッサ回路；プロセッサ回路によって実行されるコードを格納する（共有、専用、または、グループ）メモリ回路；記述された機能を提供するその他の適切なハードウェアコンポーネント；もしくは、システムオンチップなどの上記の一部または全部の組み合わせ、を指しうる、の一部でありうる、もしくは、を含みうる。
【０１０７】
本開示のいずれかのモジュールの機能が、複数のモジュール間に分散されてもよい。コードという用語は、上記で用いられているように、ソフトウェア、ファームウェア、および／または、マイクロコードを含んでよく、プログラム、ルーチン、関数、クラス、データ構造、および／または、オブジェクトを指しうる。共有プロセッサ回路という用語は、複数のモジュールからのコードの一部または全部を実行する単一のプロセッサ回路を含む。グループプロセッサ回路という用語は、さらなるプロセッサ回路と共に、１または複数のモジュールからのコードの一部または全部を実行するプロセッサ回路を含む。複数のプロセッサ回路とは、別個のダイ上の複数のプロセッサ回路、単一のダイ上の複数のプロセッサ回路、単一のプロセッサ回路の複数のコア、単一のプロセッサ回路の複数のスレッド、または、上記の組み合わせを含む。共有メモリ回路という用語は、複数のモジュールからのコードの一部または全部を格納する単一のメモリ回路を含む。グループメモリ回路という用語は、さらなるメモリと共に、１または複数のモジュールからのコードの一部または全部を格納するメモリ回路を含む。
【０１０８】
メモリ回路という用語は、コンピュータ読み取り可能な媒体という用語のサブセットである。コンピュータ読み取り可能な媒体という用語は、本明細書で用いられているように、（搬送波上などで）媒体を通して伝搬する一時的な電気または電磁信号を含まないため、有形かつ非一時的なものと見なされてよい。非一時的な有形のコンピュータ読み取り可能媒体の例は、不揮発性メモリ回路（フラッシュメモリ回路、消去可能プログラム可能リードオンリーメモリ、または、マスクリードオンリー回路など）、揮発性メモリ回路（スタティックランダムアクセスメモリ回路またはダイナミックランダムアクセスメモリ回路など）、磁気記憶媒体（アナログまたはデジタル磁気テープまたはハードディスクドライブなど）、ならびに、光学記憶媒体（ＣＤ、ＤＶＤ、または、ブルーレイディスクなど）を含むが、これらに限定されない。
【０１０９】
要素が明確に「ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ（ための手段）」という表現を用いて記載されていない限りは、もしくは、「ｏｐｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒ（ための動作）」または「ｓｔｅｐ  ｆｏｒ（ための工程）」という表現を用いた方法請求項の場合には、請求項に記載の要素は、米国特許法第１１２条（ｆ）の意義の範囲内でミーンズ・プラス・ファンクション要素であることを意図されていない。
【図１】
2016213445.tif 000003
【図２】
2016213445.tif 000004
【図３】
2016213445.tif 000005
【図５】
2016213445.tif 000006
【図６】
2016213445.tif 000007
【図７】
2016213445.tif 000008
【図８】
2016213445.tif 000009
【図９Ａ】
2016213445.tif 000010
【図１０】
2016213445.tif 000011
【図４】
2016213445.tif 000012
【図９Ｂ】
2016213445.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月12日(2016.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板エッチングシステムであって、
エッチングチャンバ内で基板のプラズマエッチングを選択的に開始するエッチング制御モジュールと、
前記基板の前記プラズマエッチング中に、
エンドポイント情報を含む信号を受信し、
経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて前記信号を分解し、
前記ＥＭＤの結果に基づいてフィルタリング済み信号を生成する、フィルタリングモジュールと、
前記フィルタリング済み信号に基づいて、前記基板の前記プラズマエッチングがエンドポイントに達した時を示すエンドポイントモジュールと、
を備え、
前記エッチング制御モジュールは、前記基板の前記プラズマエッチングが前記エンドポイントに達した旨の示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了する、基板エッチングシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、
前記ＥＭＤの前記結果は、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、ノイズ情報を含む１または複数の成分と、最終残差と、を含み、
前記フィルタリングモジュールは、エンドポイント情報を含む前記１または複数の成分と、前記最終残差とに基づき、ノイズ情報を含む前記１または複数の成分に依存せずに、前記フィルタリング済み信号を生成する、基板エッチングシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、さらに、
エンドポイント情報を含む第２の信号を受信し、エンドポイント情報を含まない第３の信号を受信し、前記第３の信号に対して前記第２の信号を正規化してエンドポイント情報を含む前記信号を生成し、エンドポイント情報を含む前記信号を前記フィルタリングモジュールに出力する正規化モジュールを備える、基板エッチングシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第３の信号を選択する、基板エッチングシステム。
【請求項５】
請求項３に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、閉じ込めリングが前記エッチングチャンバ内で移動している時、閉じ込めリングセンサによって生成された閉じ込めリング信号を前記第３の信号として選択する、基板エッチングシステム。
【請求項６】
請求項３に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、前記エッチングチャンバに電力を供給する電源が調整されている時、前記エッチングチャンバの電力を示す電力信号を前記第３の信号として選択する、基板エッチングシステム。
【請求項７】
請求項３に記載の基板エッチングシステムであって、さらに、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの光学特性に基づいて前記第２の信号を生成する第１の発光分光分析（ＯＥＳ）センサと、
前記エッチングチャンバ内の前記プラズマに依存せずに前記第３の信号を生成する第２のＯＥＳセンサと、
を備える、基板エッチングシステム。
【請求項８】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、さらに、
第２の信号の第１の部分を前記第２の信号の第２の部分に対して正規化してエンドポイント情報を含む前記信号を生成し、エンドポイント情報を含む前記信号を前記フィルタリングモジュールに出力する正規化モジュールを備え、
前記第２の信号の前記第１の部分は、エンドポイント情報を含み、
前記第２の信号の前記第２の部分は、エンドポイント情報を含まない、基板エッチングシステム。
【請求項９】
請求項８に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第２の信号の前記第２の部分を選択する、基板エッチングシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、
前記エンドポイントモジュールは、前記フィルタリング済み信号の変化が所定の値より大きくなった時に、前記基板の前記プラズマエッチングが前記エンドポイントに達したことを示唆する、基板エッチングシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載の基板エッチングシステムであって、
前記エッチング制御モジュールは、
前記基板の前記プラズマエッチングを開始するために、ガス源を開くと共に、電源を作動させて電力を印加し、
前記基板の前記プラズマエッチングの前記エンドポイントに達した旨の示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了するために、前記ガス源を閉じると共に、前記電源を停止させる、基板エッチングシステム。
【請求項１２】
基板エッチング方法であって、
基板エッチングシステムのエッチングチャンバ内で基板のプラズマエッチングを選択的に開始する工程と、
前記基板の前記プラズマエッチング中に、
エンドポイント情報を含む信号を受信し、
経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて前記信号を分解し、
前記ＥＭＤの結果に基づいてフィルタリング済み信号を生成する工程と、
前記フィルタリング済み信号に基づいて、前記基板の前記プラズマエッチングがエンドポイントに達した時に示唆を生成する工程と、
前記基板の前記プラズマエッチングが前記エンドポイントに達した旨の前記示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了する工程と、
を備える、基板エッチング方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、
前記ＥＭＤの前記結果は、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、ノイズ情報を含む１または複数の成分と、最終残差と、を含み、前記方法は、さらに、
前記エンドポイント情報を含む前記１または複数の成分と、前記最終残差とに基づき、ノイズ情報を含む前記１または複数の成分に依存せずに、前記フィルタリング済み信号を生成する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
エンドポイント情報を含む第２の信号を受信する工程と、
エンドポイント情報を含まない第３の信号を受信する工程と、
前記第３の信号に対して前記第２の信号を正規化して、エンドポイントを含む前記信号を生成する工程と、
を備える、基板エッチング方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第３の信号を選択する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
閉じ込めリングが前記エッチングチャンバ内で移動している時、閉じ込めリングセンサによって生成された閉じ込めリング信号を前記第３の信号として選択する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記エッチングチャンバに電力を供給する電源が調整されている時、前記エッチングチャンバの電力を示す電力信号を前記第３の信号として選択する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
第１の発光分光分析（ＯＥＳ）センサを用いて、前記エッチングチャンバ内のプラズマの光学特性に基づいて前記第２の信号を生成する工程と、
第２のＯＥＳセンサを用いて、前記エッチングチャンバ内の前記プラズマに依存せずに前記第３の信号を生成する工程と、
を備える、基板エッチング方法。
【請求項１９】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
第２の信号の第１の部分を前記第２の信号の第２の部分に対して正規化して、エンドポイント情報を含む前記信号を生成する工程を備え、
前記第２の信号の前記第１の部分は、エンドポイント情報を含み、
前記第２の信号の前記第２の部分は、エンドポイント情報を含まない、基板エッチング方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第２の信号の前記第２の部分を選択する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項２１】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記フィルタリング済み信号の変化が所定の値より大きくなった時に、前記基板の前記プラズマエッチングの前記エンドポイントに達した旨の前記示唆を生成する工程を備える、基板エッチング方法。
【請求項２２】
請求項１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記基板の前記プラズマエッチングを開始するために、ガス源を開くと共に、電源を作動させて電力を印加する工程と、
前記基板の前記プラズマエッチングの前記エンドポイントに達した旨の前記示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了するために、前記ガス源を閉じると共に、前記電源を停止させる工程と、
を備える、基板エッチング方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
複数のコリメートされた光学アセンブリ（第１のコリメータ２２４および第２のコリメータ２２８など）が、処理チャンバ１０２に石英窓２１２、２１６を結合するために用いられてよい。一例において、石英窓２１２は、第１のコリメータ２２４によって処理チャンバ１０２の照射側に結合されてよい。石英窓２１６は、第２のコリメータ２２８によって処理チャンバ１０２の集光側に結合されてよい。各石英窓に結合されたコリメート済み光学アセンブリは、光ファイバ結合のための所定の角度受容を有しうる集束光学系および／または発散光学系を備えるように構成されてよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
ＥＭＤは、ゼロ交差の数と最大値の数との間の差が１以下になり、対称性の基準が満たされるまで、信号の上側包絡線および下側包絡線の平均がその信号から抽出される反復選別処理に基づく。これらの基準が満たされると、抽出された信号が１つのモードと見なされる。そして、そのモードが元々の信号から抽出され、残りの信号は、もはやゼロ公差を持たなくなるまで、上述したのと同じ方法で処理される。残りの信号は、ゼロ公差を全く含まない場合、最終残差であり、元々の信号のＤＣ成分に対応する。モードの数は、初期信号の組成に依存する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
図９は、ＥＭＤの利用前の元の信号９０４を含むグラフを示す。元の信号９０４は、およそ５０〜６０秒の時刻にノイズの増大を含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
元の信号９０４にＥＭＤを適用することにより、６つのモードおよび最終残差を生成する。モード１は、トレース９０８によって示され、モード２は、トレース９１２によって示されている。図に示すように、モード１は、元の信号内のノイズを含み、モード２は、約５０〜６０秒の時刻の間のノイズの増大に対応するノイズを含む。モード２は、別の信号と相関されうる（正規化されうる）。しかしながら、モード１は、およそ５０〜６０秒の時刻の間を除けば一定である。したがって、モード１のノイズは一定であり、時間によって変化しないため、システムの自然ノイズと見なすことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
要素が明確に「ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ（ための手段）」という表現を用いて記載されていない限りは、もしくは、「ｏｐｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒ（ための動作）」または「ｓｔｅｐ  ｆｏｒ（ための工程）」という表現を用いた方法請求項の場合には、請求項に記載の要素は、米国特許法第１１２条（ｆ）の意義の範囲内でミーンズ・プラス・ファンクション要素であることを意図されていない。
本発明は、以下の適用例としても実現可能である。
［適用例１］
基板エッチングシステムであって、
エッチングチャンバ内で基板のプラズマエッチングを選択的に開始するエッチング制御モジュールと、
前記基板の前記プラズマエッチング中に、
エンドポイント情報を含む信号を受信し、
経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて前記信号を分解し、
前記ＥＭＤの結果に基づいてフィルタリング済み信号を生成する、フィルタリングモジュールと、
前記フィルタリング済み信号に基づいて、前記基板の前記プラズマエッチングがエンドポイントに達した時を示すエンドポイントモジュールと、
を備え、
前記エッチング制御モジュールは、前記基板の前記プラズマエッチングが前記エンドポイントに達した旨の示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了する、基板エッチングシステム。
［適用例２］
適用例１に記載の基板エッチングシステムであって、
前記ＥＭＤの前記結果は、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、ノイズ情報を含む１または複数の成分と、最終残差と、を含み、
前記フィルタリングモジュールは、エンドポイント情報を含む前記１または複数の成分と、前記最終残差とに基づき、ノイズ情報を含む前記１または複数の成分に依存せずに、前記フィルタリング済み信号を生成する、基板エッチングシステム。
［適用例３］
適用例１に記載の基板エッチングシステムであって、さらに、
エンドポイント情報を含む第２の信号を受信し、エンドポイント情報を含まない第３の信号を受信し、前記第３の信号に対して前記第２の信号を正規化してエンドポイント情報を含む前記信号を生成し、エンドポイント情報を含む前記信号を前記フィルタリングモジュールに出力する正規化モジュールを備える、基板エッチングシステム。
［適用例４］
適用例３に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第３の信号を選択する、基板エッチングシステム。
［適用例５］
適用例３に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、閉じ込めリングが前記エッチングチャンバ内で移動している時、閉じ込めリングセンサによって生成された閉じ込めリング信号を前記第３の信号として選択する、基板エッチングシステム。
［適用例６］
適用例３に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、前記エッチングチャンバに電力を供給する電源が調整されている時、前記エッチングチャンバの電力を示す電力信号を前記第３の信号として選択する、基板エッチングシステム。
［適用例７］
適用例３に記載の基板エッチングシステムであって、さらに、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの光学特性に基づいて前記第２の信号を生成する第１の発光分光分析（ＯＥＳ）センサと、
前記エッチングチャンバ内の前記プラズマに依存せずに前記第３の信号を生成する第２のＯＥＳセンサと、
を備える、基板エッチングシステム。
［適用例８］
適用例１に記載の基板エッチングシステムであって、さらに、
第２の信号の第１の部分を前記第２の信号の第２の部分に対して正規化してエンドポイント情報を含む前記信号を生成し、エンドポイント情報を含む前記信号を前記フィルタリングモジュールに出力する正規化モジュールを備え、
前記第２の信号の前記第１の部分は、エンドポイント情報を含み、
前記第２の信号の前記第２の部分は、エンドポイント情報を含まない、基板エッチングシステム。
［適用例９］
適用例８に記載の基板エッチングシステムであって、
前記正規化モジュールは、前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第２の信号の前記第２の部分を選択する、基板エッチングシステム。
［適用例１０］
適用例１に記載の基板エッチングシステムであって、
前記エンドポイントモジュールは、前記フィルタリング済み信号の変化が所定の値より大きくなった時に、前記基板の前記プラズマエッチングが前記エンドポイントに達したことを示唆する、基板エッチングシステム。
［適用例１１］
適用例１に記載の基板エッチングシステムであって、
前記エッチング制御モジュールは、
前記基板の前記プラズマエッチングを開始するために、ガス源を開くと共に、電源を作動させて電力を印加し、
前記基板の前記プラズマエッチングの前記エンドポイントに達した旨の示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了するために、前記ガス源を閉じると共に、前記電源を作動させる、基板エッチングシステム。
［適用例１２］
基板エッチング方法であって、
エッチングチャンバ内で基板のプラズマエッチングを選択的に開始する工程と、
前記基板の前記プラズマエッチング中に、
エンドポイント情報を含む信号を受信し、
経験的モード分解（ＥＭＤ）を用いて前記信号を分解し、
前記ＥＭＤの結果に基づいてフィルタリング済み信号を生成する工程と、
前記フィルタリング済み信号に基づいて、前記基板の前記プラズマエッチングがエンドポイントに達した時に示唆を生成する工程と、
前記基板の前記プラズマエッチングが前記エンドポイントに達した旨の前記示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了する工程と、
を備える、基板エッチング方法。
［適用例１３］
適用例１２に記載の基板エッチング方法であって、
前記ＥＭＤの前記結果は、エンドポイント情報を含む１または複数の成分と、ノイズ情報を含む１または複数の成分と、最終残差と、を含み、前記方法は、さらに、
前記エンドポイント情報を含む前記１または複数の成分と、前記最終残差とに基づき、ノイズ情報を含む前記１または複数の成分に依存せずに、前記フィルタリング済み信号を生成する工程を備える、基板エッチング方法。
［適用例１４］
適用例１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
エンドポイント情報を含む第２の信号を受信する工程と、
エンドポイント情報を含まない第３の信号を受信する工程と、
前記第３の信号に対して前記第２の信号を正規化して、エンドポイントを含む前記信号を生成する工程と、
を備える、基板エッチング方法。
［適用例１５］
適用例１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第３の信号を選択する工程を備える、基板エッチング方法。
［適用例１６］
適用例１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
閉じ込めリングが前記エッチングチャンバ内で移動している時、閉じ込めリングセンサによって生成された閉じ込めリング信号を前記第３の信号として選択する工程を備える、基板エッチング方法。
［適用例１７］
適用例１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記エッチングチャンバに電力を供給する電源が調整されている時、前記エッチングチャンバの電力を示す電力信号を前記第３の信号として選択する工程を備える、基板エッチング方法。
［適用例１８］
適用例１４に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
第１の発光分光分析（ＯＥＳ）センサを用いて、前記エッチングチャンバ内のプラズマの光学特性に基づいて前記第２の信号を生成する工程と、
第２のＯＥＳセンサを用いて、前記エッチングチャンバ内の前記プラズマに依存せずに前記第３の信号を生成する工程と、
を備える、基板エッチング方法。
［適用例１９］
適用例１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
第２の信号の第１の部分を前記第２の信号の第２の部分に対して正規化して、エンドポイント情報を含む前記信号を生成する工程を備え、
前記第２の信号の前記第１の部分は、エンドポイント情報を含み、
前記第２の信号の前記第２の部分は、エンドポイント情報を含まない、基板エッチング方法。
［適用例２０］
適用例１９に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記基板エッチングシステムの１または複数の動作パラメータに基づいて、前記第２の信号の前記第２の部分を選択する工程を備える、基板エッチング方法。
［適用例２１］
適用例１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記フィルタリング済み信号の変化が所定の値より大きくなった時に、前記基板の前記プラズマエッチングの前記エンドポイントに達した旨の前記示唆を生成する工程を備える、基板エッチング方法。
［適用例２２］
適用例１２に記載の基板エッチング方法であって、さらに、
前記基板の前記プラズマエッチングを開始するために、ガス源を開くと共に、電源を作動させて電力を印加する工程と、
前記基板の前記プラズマエッチングの前記エンドポイントに達した旨の前記示唆に応じて、前記基板の前記プラズマエッチングを終了するために、前記ガス源を閉じると共に、前記電源を作動させる工程と、
を備える、基板エッチング方法。
【外国語明細書】
2016213445000001.pdf