(57)【要約】【課題】プラズマ光の強度の実際の値と測定値とのずれを較正することができ、またプラズマの発生領域に対し、複数の位置のプラズマ光の強度を精度よく測定できるプラズマ測定装置を提供する。【解決手段】前記プラズマ測定装置は、プラズマが発光する光の強度を測定する受光手段と、前記受光手段で測定された前記プラズマが発光する光の強度を較正するための較正用光源と、一端側がプラズマ発光領域に向けて並べて配置され、他端側が前記受光手段に接続された測定用の光ファイバーと、他端側が前記較正用光源に接続された較正用の光ファイバーとを備えた光ファイバーユニットと、を有し、前記プラズマが発光する光は、前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射し、前記較正用光源が発光する光は、前記較正用の光ファイバー及び前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射することを特徴とする。【選択図】図２
2010262887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置で発生するプラズマが発光する光の強度を測定するプラズマ測定装置であって、
前記プラズマが発光する光の強度を測定する少なくとも１つの受光手段と、
前記受光手段で測定された前記プラズマが発光する光の強度を較正するための較正用光源と、
一端側がプラズマ発光領域に向けて配置され他端側が前記受光手段に接続された測定用の光ファイバーと、一端側がプラズマ発光領域に向けて前記測定用の光ファイバーの一端側と接して並べて配置され他端側が前記較正用光源に接続された較正用の光ファイバーとを備えた光ファイバーユニットと、を有し、
前記プラズマが発光する光は、前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射し、前記較正用光源が発光する光は、前記較正用の光ファイバー及び前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射することを特徴とするプラズマ測定装置。
【請求項２】
前記較正用光源が発光する一定光量の光を前記較正用の光ファイバー及び前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射させて光の強度を測定した測定値に基づいて、前記受光手段による前記測定用の光ファイバーを介した前記プラズマが発光する光の強度の測定値を較正することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ測定装置。
【請求項３】
前記プラズマが発光し前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射する光の波長と、前記較正用光源が発光し前記較正用の光ファイバー及び前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射する光の波長とを異なる波長とし、前記プラズマが発光する光の強度と前記較正用光源が発光する光の強度を同時に測定することを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ測定装置。
【請求項４】
前記較正用の光ファイバーは、前記測定用の光ファイバーに対し、開口数が大きいことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のプラズマ測定装置。
【請求項５】
前記光ファイバーユニットを前記プラズマが発生する方向に複数配置したことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のプラズマ測定装置。
【請求項６】
前記受光手段は、フォトトランジスター、フォトダイオード、ＣＣＤカメラ、ＰＭＴ（光電子増倍管）、分光器の何れかであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のプラズマ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置等に用いられるプラズマの状態を測定するプラズマ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラズマ処理技術は成膜、エッチング、洗浄等様々な処理に広く用いられている。プラズマ処理を行うプラズマ処理装置のプラズマが発生する領域は、量産化、生産性の向上等のために、対向電極の形状、配置を工夫するなどして様々な形態に構成される。
【０００３】
また、どの形態においても基材の大型化が図られるとそれに対応するため、装置の構成が大型化されてプラズマ発生領域が大型化される。
【０００４】
プラズマ処理を用いて、例えば均一な膜厚を形成する、所望の深さにエッチングするなど所望の処理結果を得るには、プラズマ状態を目的の状態に制御する必要があり、そのためにはプラズマ状態を正確に測定することが重要となる。
【０００５】
上述のように様々な形態に構成され、また大型化されたプラズマ発生領域に対しては、複数の位置を同時に精度よく測定することが望まれる。
【０００６】
上記プラズマ状態の測定に関し、プラズマ状態の複数の観測点の光を複数の光ファイバーを通して複数のフォトセンサに導き、プラズマ状態を測定するガスレーザー発信器のプラズマ監視装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、プラズマ状態の複数の観測点の光を複数の光ファイバーを通して１つのＣＣＤカメラに導き、プラズマ状態を測定するプラズマ測定部を備えたプラズマ処理装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１８１６２３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１は、一端側をプラズマ状態の近傍に配置した複数の光ファイバーと複数のフォトセンサを用い、プラズマ状態の分布を複数の観測点で測定するものである。また、フォトセンサが光ファイバーを介して間接的に観測点の光を受光する構成として、前記フォトセンサの配置位置の自由度を高めている。
【００１０】
特許文献２は、一端側をプラズマ状態の近傍に配置した複数の光ファイバーと１つのＣＣＤカメラを用い、プラズマ状態の分布を複数の観測点で測定するものである。また、ＣＣＤカメラが光ファイバーを介して間接的に観測点の光を受光する構成として、前記ＣＣＤカメラの配置位置の自由度を高めるとともに、受光を１つのＣＣＤカメラで行うことにより、装置の簡易化を図っている。
【００１１】
しかしながら、プラズマ状態の近傍に配置された光ファイバーの先端、即ち光が入射する入射部分には、プラズマ発生の時間経過に伴い、汚れ、劣化が生じる。この汚れ、劣化は、光ファイバーの入射部分に入射するプラズマが発光する光の強度を阻害する。このため、汚れ、劣化に伴い実際の光の強度と、光ファイバーを介して測定装置により測定された光の強度の測定値とにずれが生じ、測定の精度低下を招いた。特許文献１及び２は、このずれを較正することは困難であり、時間経過に伴う測定の精度低下を防ぐことは困難であった。
【００１２】
以下、プラズマが発光する光をプラズマ光ともいう。
【００１３】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、プラズマ光の強度の実際の値と測定値とのずれを較正することができ、またプラズマの発生領域に対し、複数の位置のプラズマ光の強度を精度よく測定できるプラズマ測定装置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】
【００１４】
上記目的は、下記の構成により達成される。
【００１５】
１．プラズマ処理装置で発生するプラズマが発光する光の強度を測定するプラズマ測定装置であって、
前記プラズマが発光する光の強度を測定する少なくとも１つの受光手段と、
前記受光手段で測定された前記プラズマが発光する光の強度を較正するための較正用光源と、
一端側がプラズマ発光領域に向けて配置され他端側が前記受光手段に接続された測定用の光ファイバーと、一端側がプラズマ発光領域に向けて前記測定用の光ファイバーの一端側と接して並べて配置され他端側が前記較正用光源に接続された較正用の光ファイバーとを備えた光ファイバーユニットと、を有し、
前記プラズマが発光する光は、前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射し、前記較正用光源が発光する光は、前記較正用の光ファイバー及び前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射することを特徴とするプラズマ測定装置。
【００１６】
２．前記較正用光源が発光する一定光量の光を前記較正用の光ファイバー及び前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射させて光の強度を測定した測定値に基づいて、前記受光手段による前記測定用の光ファイバーを介した前記プラズマが発光する光の強度の測定値を較正することを特徴とする前記１に記載のプラズマ測定装置。
【００１７】
３．前記プラズマが発光し前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射する光の波長と、前記較正用光源が発光し前記較正用の光ファイバー及び前記測定用の光ファイバーを介し前記受光手段に入射する光の波長とを異なる波長とし、前記プラズマが発光する光の強度と前記較正用光源が発光する光の強度を同時に測定することを特徴とする前記１または２に記載のプラズマ測定装置。
【００１８】
４．前記較正用の光ファイバーは、前記測定用の光ファイバーに対し、開口数が大きいことを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載のプラズマ測定装置。
【００１９】
５．前記光ファイバーユニットを前記プラズマが発生する方向に複数配置したことを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載のプラズマ測定装置。
【００２０】
６．前記受光手段は、フォトトランジスター、フォトダイオード、ＣＣＤカメラ、ＰＭＴ（光電子増倍管）、分光器の何れかであることを特徴とする前記１から５の何れか１項に記載のプラズマ測定装置。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように、プラズマが発光する光の強度を測定し、その測定を較正することにより、プラズマ光の強度の実際の値と測定とのずれを較正することができ、更にプラズマの発生領域に対し、複数の位置のプラズマ光の強度を精度よく得ることができる。
【００２２】
また、複数の光ファイバー用いることにより、プラズマの発生領域の全域に渡り測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】プラズマ処理装置の一例を示す概略図である。
【図２】プラズマ、光ファイバーユニット、ＣＣＤカメラ、較正用光源の配置、接続を示す模式図である。
【図３】測定光ファイバーと較正光ファイバーの一端側の配置例を示す図である。
【図４】光ファイバーユニットの一端側の汚れ膜の付着を示す図である。
【図５】プラズマ処理開始時の、プラズマ光測定及び較正光測定の測定位置と測定値のグラフである。
【図６】汚れ膜付着時の、プラズマ光測定及び較正光測定の測定位置と測定値の例を示すグラフである。
【図７】プラズマ光測定値に較正係数を乗じて導出された較正プラズマ光測定値のグラフである。
【図８】測定光ファイバーの先端と較正光ファイバーの先端とに段差を設けた例である。
【図９】段差を設けた場合の光ファイバーユニットの汚れ膜の付着を示す図である。
【図１０】測定光ファイバーと較正光ファイバーの一端側に角度を付けて配置した例である。
【図１１】プラズマ光測定と較正用光測定を同時に行う場合の構成例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明に係るプラズマ測定装置の実施の形態について図を参照して説明する。なお、本発明は、以下に限定されるものではない。
【００２５】
図１は、本発明に係るプラズマ測定装置を適用したプラズマ処理装置の一例を示す概略図である。
【００２６】
プラズマ処理装置１は、プラズマ処理部２０とプラズマ測定装置３０と制御部４０とを備えている。プラズマ測定装置３０は、複数の光ファイバーユニット３１、受光手段としてのＣＣＤカメラ３３、較正用光源３４、情報処理部３５を備える。受光手段は、ＣＣＤカメラ３３に限定されるものではなく、例えばフォトトランジスター、フォトダイオード等を用いることができる。
【００２７】
較正用光源３４は、ランプ、ＬＥＤ、レーザー等を用いることができる。図１は、ランプを用いた例である。
【００２８】
プラズマ処理部２０は、プラズマ測定装置３０を除くプラズマ処理装置の基本構成であり、周知のように対向電極、電源、電界制御回路、ガス供給装置等を備える。また、対向電極の配置やプラズマ状態となったガスの滞留または移動範囲を制限する構成によってプラズマ発生領域は様々な形態に形成されている。プラズマ処理は、成膜、エッチング、洗浄その他どんなプラズマ処理でもよい。またプラズマ発生部２１の形状は、円筒形、球形、円柱形、角形等が目的に応じ用いられる。図１では、円筒形としている。
【００２９】
図２は、プラズマ、光ファイバーユニット３１、ＣＣＤカメラ３３、較正用光源３４の配置、接続を示す模式図である。
【００３０】
光ファイバーユニット３１は、それぞれの一端側が接して並べて配置されたプラズマ光の強度の測定用の光ファイバー（測定光ファイバー）３１１と、プラズマ光の強度を測定した測定値の較正用の光ファイバー（較正光ファイバー）３１２を備えている。前述の一端側は、プラズマ発生領域の近傍に、その方向に向けて配置される。測定光ファイバー３１１の他端側はＣＣＤカメラ３３に接続され、較正光ファイバー３１２の他端側は較正用光源３４に接続される。
【００３１】
図３は、測定光ファイバー３１１と較正光ファイバー３１２の一端側の配置例を示す図である。
【００３２】
本実施の形態では、光ファイバーユニット３１を４組配置しているが、これに限定されるものではなく、プラズマ発生部２１の仕様、形状等により適宜選択される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、４組の光ファイバーユニット３１のそれぞれの一端側は、プラズマ発生領域の分布に沿って配置される。それぞれの測定光ファイバー３１１の他端側は、１つのＣＣＤカメラ３３に接続される。それぞれの較正光ファイバー３１２の他端側は較正用光源３４に接続される。
【００３４】
なお、較正用光源３４の発光強度は較正機器（不図示）により適宜較正され、一定光量に維持される。
【００３５】
次に、プラズマ光の強度の測定（プラズマ光測定）と、その較正について説明する。
【００３６】
プラズマ光測定において、発生したプラズマ光は測定光ファイバー３１１の一端側から入射し、測定光ファイバー３１１を伝わり、他端側から出射する。出射されたプラズマ光の発光強度は、ＣＣＤカメラ３３で測定される。
【００３７】
ＣＣＤカメラ３３で測定した測定値は、出力され情報処理装置３５に入力される。
【００３８】
測定光ファイバー３１１は、測定対象のプラズマ光のみを入射するようにするため、即ちプラズマ処理部２０の対向電極等の測定対象以外のものを視野に入れないようにするため、プラズマ発生領域に応じ、開口数Ｎ．Ａ（以下、Ｎ．Ａと称す）が小さい、即ち入射角が小さいことが好ましい。
【００３９】
このプラズマ光測定において、前述のようにプラズマ状態の近傍に配置された光ファイバーユニット３１の一端側の先端部分、即ち測定光ファイバー３１１の入射部分には、プラズマ発生の時間経過に伴い、汚れ、劣化が生じる。
【００４０】
この汚れ、劣化は、測定光ファイバー３１１に入射するプラズマ光強度を減少させる。従って、汚れ、劣化が生じる前と後ではプラズマ光の発光強度が同じであっても測定値に変動が生じることになり、精度の良い測定結果を得ることが困難となる。
【００４１】
これに対し本発明は、汚れ、劣化の影響による測定値の変動を較正することにより、精度のよい測定結果を得るものである。
【００４２】
プラズマ光測定の較正は、後述の較正用光を測定し、それに基づきプラズマ光の測定値を較正することで行われる。
【００４３】
較正用光の測定において、較正用光源３４が点灯されると較正用光源３４が発光した光（光源光という）は較正光ファイバー３１２の他端側から入射し、測定光ファイバー３１１の一端側に接して並べて配置された較正光ファイバー３１２の一端側から出射する。
【００４４】
出射した光源光の一部は回折し、測定光ファイバー３１１の一端側に入射する。この入射した光（較正用光という）は測定光ファイバー３１１を伝わり、他端側から出射する。出射された較正光の強度は、ＣＣＤカメラ３３で測定される。
【００４５】
ＣＣＤカメラ３３で測定した測定値は、出力され情報処理装置３５に入力される。
【００４６】
前述の光源光の一部が測定光ファイバー３１１の一端側に入射し易くするため、測定光ファイバー３１１のＮ．Ａより較正光ファイバー３１２のＮ．Ａが大きい、即ち入射角が大きいことが好ましい。これは較正光ファイバー３１２の一端側での、光源光の出射角が大きくなることを意味し、これにより測定光ファイバー３１１に入射する較正用光の光量を多くすることができる。
【００４７】
図３に測定光ファイバー３１１と較正光ファイバー３１２の一端側の配置例と前述の測定時及び較正時の状態を示す。図３（ａ）はプラズマ光測定の状態を示し、（ｂ）は較正時の状態を示す。
【００４８】
しかしながら、較正光ファイバー３１２の一端側、即ち較正光ファイバー３１２の出射部分には、測定光ファイバー３１１の一端側と同様にプラズマ発生の時間経過に伴い、汚れ、劣化が生じる。
【００４９】
以下、汚れを例にして説明する。
【００５０】
図４は、光ファイバーユニット３１の一端側の先端部分に汚れの膜（汚れ膜）が付着した状態を示す図である。図４（ａ）はプラズマ光測定の状態を示し、（ｂ）は較正時の状態を示す。
【００５１】
この汚れ膜は、較正光ファイバー３１２から出射する光源光の強度を減少させる。また、測定光ファイバー３１１一端側に入射する光源光の一部である較正光の強度も減少させる。即ち、較正光は、較正光ファイバー３１２及び測定光ファイバー３１１両方の汚れ膜の影響を受けることになる。
【００５２】
このため、較正に際してはこの汚れ膜の影響を考慮して行われる必要がある。
【００５３】
ここで、測定光ファイバー３１１及び較正光ファイバー３１２の一端側は接して並べて配置されているため、その汚れは略同一と見なすことができる。
【００５４】
次に、プラズマ光測定の較正方法について説明する。
【００５５】
まず、プラズマ処理開始時（測定開始初期時）の、測定光ファイバー３１１及び較正光ファイバー３１２の一端側に汚れ膜が付着していない状態で、プラズマ光測定、次にプラズマ発生を停止し較正用光測定が行われる。
【００５６】
図５は、プラズマ処理開始時の、プラズマ光測定及び較正光測定の測定位置（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と測定値のグラフである。図５（ａ）はプラズマ光測定を示し、（ｂ）は較正光測定を示す。
【００５７】
以下、プラズマ光測定での測定値をプラズマ光測定値、較正光測定での測定値を較正光測定値と称す。
【００５８】
プラズマ光測定に際し、汚れ膜の付着がない場合にはプラズマ光の強度は減少することなく測定光ファイバー３１１に入射し、ＣＣＤカメラ３３で測定される。従って、プラズマ分布が均一で良好な状態の時は、プラズマ光測定値レベルは測定位置での差がない、図５（ａ）に示すレベルとなる。プラズマ光測定値は、情報処理装置３５に入力される。
【００５９】
同様に、較正光測定に際し、汚れ膜の付着がない場合には光源光の強度は減少することなく較正光ファイバー３１２から出射し、また較正光も減少することなく測定光ファイバー３１１に入射し、ＣＣＤカメラ３３で測定される。従って、較正光測定値レベルは、測定位置での差がない、図５（ｂ）に示すレベルとなる。較正測定値は、情報処理装置３５に入力される。更に、この場合の較正光測定値はレベル１００％として記憶される。
【００６０】
上述のように、プラズマ処理開始時にはプラズマ光の強度は減少しないため、プラズマ光測定値は較正されることなく信号として情報処理装置３５より制御部４０に送られる。
【００６１】
制御部４０は、入力された信号に基づき必要に応じ、プラズマ処理部２０のプラズマ発生の制御を行う。この制御は、例えば、図５（ａ）において、測定位置でのプラズマ光測定値レベルに差がある場合等に行われる。
【００６２】
次に、プラズマ処理の任意の時間経過後に、プラズマ光測定、次にプラズマ発生を停止し較正用光測定が行われる。任意の時間は、予め設定してもよいし、随時としてもよい。装置、仕様により適宜設定される。
【００６３】
プラズマ処理の時間経過に伴い、前述のように測定光ファイバー３１１及び較正光ファイバー３１２の一端側に汚れ膜が付着し、前述のようなプラズマ光、光源光、較正用光の減少が生じる。
【００６４】
図６は、汚れ膜付着時の、プラズマ光測定及び較正光測定の測定位置（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と測定値の例を示すグラフである。図６（ａ）はプラズマ光測定を示し、（ｂ）は較正光測定を示す。
【００６５】
測定されたプラズマ光測定値及び較正光測定値は、情報処理装置３５に入力される。
【００６６】
図６において、較正光測定値が減少した測定位置Ａ、Ｄが、汚れ膜が付着した位置となる。従って、測定位置Ａ、Ｄでのプラズマ光測定値も、実際のプラズマ光の強度を反映していないことになり、較正が必要となる。
【００６７】
情報処理部３５で、測定位置Ａ、Ｄのプラズマ光測定値及び較正光測定値に基づき、測定位置Ａ、Ｄのプラズマ光測定値の較正が行われる。
【００６８】
測定位置Ａ、Ｄにおいて、較正用光は較正光ファイバー３１２からの出射時と測定光ファイバー３１１への入射時の２回汚れ膜を通過するため、二度強度が減少する。前述のように、測定光ファイバー３１１と較正光ファイバー３１２の汚れは、略同一と見なすことができるため、２回の汚れ膜通過時に際し、１回毎の強度の減少率は同一と見なすことができる。
【００６９】
これに対し、プラズマ光は測定光ファイバー３１１に入射時の１回汚れ膜を通過するため、強度の減少は一度である。
【００７０】
従って、較正光測定値を較正用光がプラズマ光と同じに汚れ膜１回通過、即ち強度の減少を１回に換算して、更にその換算に基づき、プラズマ光測定値をプラズマ光強度が汚れ膜で減少しない、実際のプラズマ光強度に較正した較正プラズマ光測定値の導出が行われる。
【００７１】
プラズマ処理開始時の較正光測定値を１として、汚れ膜１回通過での減少に換算した換算較正光測定値の割合をＸ１、汚れ膜２回通過で減少した較正光測定値の割合をＸ２とするとＸ１は数１式で導出される。
【００７２】
【数１】
2010262887.tif 000003
【００７３】
次に、実際のプラズマ光強度、即ち較正プラズマ光測定値は、汚れ膜を通過したプラズマ光測定値にＸ１の逆数を較正係数として乗じて、導出される。
【００７４】
表１に、図６を例にして、上述の較正光測定値（表１、測定値レベル）と換算較正光測定値（表１、換算測定値レベル）のレベル、及び較正係数を、汚れ膜を通過しない測定位置Ｂ、Ｃのレベルを１００％として示す。
【００７５】
【表１】
2010262887.tif 000004
【００７６】
図７は、プラズマ光測定値に表１に示す較正係数を乗じて導出された較正プラズマ光測定値、即ち実際のプラズマ光強度のグラフである。図７は、プラズマ分布が均一で良好であることを示している。
【００７７】
較正プラズマ光測定値は、信号として情報処理装置３５より制御部４０に送られる。
【００７８】
制御部４０は、入力された信号に基づき必要に応じ、プラズマ処理部２０のプラズマ発生の制御を行う。この制御は、例えば、図７において、測定位置での較正プラズマ光測定値レベルに差がある場合等に行われる。
【００７９】
上記のように、較正用光源の光を較正用光として用い、汚れ膜を通過した較正用光の強度の減少を測定し、その減少に基づきプラズマ光測定値を較正することにより、汚れ膜に影響されることなく、実際のプラズマ光強度を精度よく得ることができる。これは、プラズマ処理部２０のプラズマ発生の制御の精度向上に寄与することになる。
【００８０】
また、複数の光ファイバーユニット３１を用い、測定光ファイバー３１１を１つのＣＣＤカメラ３３に並べて、測定光ファイバー３１１からの光をＣＣＤカメラ３３に入射することで、測定点の配置の自由度を大きくすることができる。これにより、プラズマの発生領域の全域、例えばプラズマ発生領域が細長いような場合においても発生領域全域に渡り測定が可能になる。
【００８１】
上記較正は、測定光ファイバー３１１及び較正光ファイバー３１２の劣化、例えばクラック等の発生にも適用することができる。
【００８２】
また、較正光測定値の変動幅に限界を設定し、その限界値を閾値として、較正光測定値の変動幅が閾値を超えた場合には、測定光ファイバー３１１と較正光ファイバー３１２の一端側の清掃或いは交換を知らせる警報等を出力することが好ましい。これにより、プラズマ処理の不良を防ぐことができる。
【００８３】
図３に示す例では測定光ファイバー３１１と較正光ファイバー３１２の一端側を揃えた配置としたが、測定光ファイバー３１１の先端に対し、較正光ファイバー３１２の先端を他端側方向に段差を設けて配置してもよい。
【００８４】
図８は、測定光ファイバー３１１の先端と較正光ファイバー３１２の先端とに段差を設けた例である。この場合、較正光ファイバー３１２から出射された光源光の一部は測定光ファイバー３１１の側面（Ａ面）から入射し測定光ファイバー３１１の先端内面で反射する。そして、較正用光として測定光ファイバー３１１をＣＣＤカメラ３３方向に伝わる。
【００８５】
段差距離Ｌは、前述の先端内面で反射率向上、光源光の入射光量向上及び構成のし易さから０ｍｍ＜Ｌ≦３ｍｍが好ましい。また、光源光が入射するＡ面のクラッドは除去されるため、光源光の入射は阻害されない。
【００８６】
上記段差を設けることにより、揃える場合よりも較正光の光量を多く確保できるため、較正用光測定を容易とすることができる。
【００８７】
図９は、上記段差を設けた場合の光ファイバーユニット３１の一端側の先端部分に汚れの膜（汚れ膜）が付着した状態を示す図である。図９（ａ）はプラズマ光測定の状態を示し、（ｂ）は較正時の状態を示す。
【００８８】
また、図３に示す例では測定光ファイバー３１１と較正光ファイバー３１２の一端側を平行に配置したが、角度を付けて配置してもよい。図１０は測定光ファイバー３１１と較正光ファイバー３１２の一端側に角度θを付けて配置した例である。角度θは、較正光量確保の点から、０〜９０度の範囲が好ましい。較正光ファイバー３１２から出射された光源光が回折して、測定光ファイバー３１１に入射する較正用光の光量を多くすることができる。
【００８９】
上記説明では、まずプラズマ光測定を行い、次にプラズマ発生を停止し較正用光測定を行ったが、同時に行うこともできる。同時に行う場合には、プラズマ光測定と較正用光測定とを異なる波長で行うことで可能となる。
【００９０】
図１１に、同時に測定を行う場合の例を示す。プラズマと測定光ファイバー３１１の間にバンドパスフィルターＦＡを配置しプラズマ光の特定の波長、例えば６３３ｎｍの波長のみ測定光ファイバー３１１に入射するようにする。較正用光源３４と較正光ファイバー３１２の間にバンドパスフィルターＦＢを配置し光源光の特定の波長、例えば３３７ｎｍの波長のみ較正光ファイバー３１２に入射するようにする。この２波長の光を分光器ＢＫで分光し、それぞれの光強度をＣＣＤカメラ３３で同時に測定することにより、プラズマ光の強度及び較正用光の強度測定が行われる。これにより、較正時間の短縮を図ることができる。
【実施例】
【００９１】
図１に示すプラズマ処理装置１のプラズマ処理部２０とプラズマ測定装置３０を用いて、プラズマ光測定を行い評価した。測定光ファイバー３１１と較正光ファイバー３１２の配置は、図３に示す配置とした。なお、プラズマ発生は別途プラズマ光測定器を用い実際のプラズマ光強度（実プラズマ光強度）を一定の状態に管理した。
【００９２】
比較例として、プラズマ光測定値の較正がない場合の測定を行った。
【００９３】
（評価方法）
実施例では、プラズマ発生を継続し、汚れ膜付着前（プラズマ処理開始時）のプラズマ光測定値の許容範囲と、プラズマ発生継続での時間経過後の、汚れ膜付着時のプラズマ光測定値を較正した較正プラズマ光測定値とを比較し、較正プラズマ光測定値が許容範囲外となるまでの経過時間を測定した。その経過時間までを連続測定可能時間とした。
【００９４】
比較例として従来例を用い、プラズマ発生を継続し、汚れ膜付着前（プラズマ処理開始時）のプラズマ光測定値の許容範囲と、プラズマ発生継続での時間経過後の、汚れ付着時のプラズマ光測定値を較正しないで比較し、プラズマ光測定値が許容範囲外となるまでの経過時間を測定した。その経過時間までを連続測定可能時間とした。
【００９５】
（結果）
表２に、実施例、比較例の結果を示す。
【００９６】
【表２】
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【００９７】
実施例では、比較例に対してプラズマ光の測定可能時間が大幅に長くなっている。このように、本発明に係るプラズマ測定装置では、従来に対しプラズマ光強度を精度よく、長い時間測定することが可能となる。これは、プラズマ発生を長い時間制御可能とするため、プラズマ処理時間を従来より長くすることができる。
【００９８】
また、比較例では、時間の経過により汚れ膜付着の膜厚が変化するため取得時間の異なるプラズマ光測定値の比較は困難であり、このため実際のプラズマ発光強度の比較は困難である。
【００９９】
これに対し、実施例では、時間の経過により汚れ膜付着の膜厚の変化に基づきプラズマ光測定値を較正し、較正プラズマ光測定値を導出するため、取得時間の異なるプラズマ測定値の比較が可能であり、このため実際のプラズマ発光強度の比較も可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１  プラズマ処理装置
２０  プラズマ処理部
２１  プラズマ発生部
３０  プラズマ測定装置
３１  光ファイバーユニット
３１１  測定光ファイバー
３１２  較正光ファイバー
３３  ＣＣＤカメラ
３４  較正用光源
４０  制御部
【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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