(57)【要約】【課題】高い精度で処理を行うことができるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】プラズマ処理装置であって、プラズマ形成手段（１０２、１１５、１１６等）と、ウエハ１１０を載せる載置台１１１と、載置台１１１に高周波電力を供給するバイアス電源１１７と、バイアス電源１１７と載置台１１１との間を流れる正及び負の電流量及びその電流量比を検出する検出部１０８とを備え、その比に応じてプラズマの形成やウエハ１１０のプラズマ処理条件を調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気される処理室を内部に有する処理容器と、前記処理室内に電界を供給して前記処理室内に供給された処理ガスを用いてプラズマを形成する手段と、前記処理室内に配置されウエハが載せられる載置台と、前記載置台の内部に配置された電極に高周波電力を供給するバイアス電源と、前記バイアス電源と前記載置台との間を流れる正及び負の電流の量を検出する検出部であって前記プラズマ中の電子に起因する部分が除かれた前記負の電流量（Ｉ−）と前記正の電流量（Ｉ＋）との比を検出する検出部とを備え、
前記比に応じて前記プラズマの形成または前記ウエハ上に配置された処理対象の膜の前記プラズマを用いた処理の条件を調節することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
排気される処理室を内部に有する処理容器と、前記処理室内に電界を供給して前記処理室内に供給された処理ガスを用いてプラズマを形成する手段と、前記処理室内に配置されウエハが載せられる載置台と、前記載置台の内部に配置された電極に高周波電力を供給するバイアス電源と、前記バイアス電源と前記載置台との間を流れる正及び負の電流量とを検出する検出部であって前記負の電流量（Ｉ−）と前記正の電流量（Ｉ＋）との比を検出する検出部とを備え、
（Ｉ−／Ｉ＋）比が１未満の範囲における値に応じて前記プラズマの形成または前記ウエハ上に配置された処理対象の膜の前記プラズマを用いた処理の条件を調節することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、
前記検出部は、前記プラズマ中の負のイオンに起因する前記負の電流量と前記プラズマ中の正のイオンに起因する前記正の電流量との比を検出することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置であって、
前記検出部は所定の値より低い周波数の前記負の電流量と前記正の電流量との比を検出することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマ処理装置であって、
前記検出部は、少なくとも抵抗またはコイルとコンデンサとを含む素子が電気的に接続され前記負又は正の電流量を出力する積分回路を有したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマ処理装置であって、
前記積分回路が前記正及び負の電流量の（Ｉ−／Ｉ＋）比が１未満となる遮断周波数を有したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載のプラズマ処理装置であって、
予め実施された別のウエハの処理中に検出された前記電流量を用いて、前記遮断周波数が得られる前記素子の定数が設定されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記プラズマを用いた処理の条件は、オーバーエッチングの処理時間であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記比の変化に基づいて、プラズマを用いた処理の終点検出を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
プラズマ発光を用いた終点判定において、前記比の積算値に設けた閾値が終点検出の判定開始の基準として用いられることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等を製造するため半導体ウエハ等の基板状の試料を真空容器内部の処理室内に配置しこの処理室内に形成したプラズマを用いてエッチング処理するプラズマ処理装置に係り、特に、処理室内に配置されその上に試料が載せられてこれを支持し処理中に高周波電力が供給される電極を内部に備えたプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体集積回路の高集積化及び高速化に伴い、ゲート電極の更なる微細化が要求されている。しかし、わずかなゲート電極の寸法の変動がソース／ドレイン電流やスタンバイ時のリーク電流値を大きく変動させるため、ゲート電極の寸法（ＣＤ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を含む処理対象の試料（以下、半導体ウエハまたはウエハ）表面のエッチング対象の膜を所期の形状に高精度に且つ安定して加工できることが重要となる。
【０００３】
加工の形状を安定にするために、エッチング処理が行われる処理室の内部に配置される部材の表面の状態について、時間的にも複数の部材間においても変動を小さくすること、さらには処理対象の膜の処理の終点を高精度に検出することが求められている。しかし、エッチング処理中には処理室の内部部材の表面には当該処理中に生じた反応生成物が付着してしまう、或いは処理室の内部の部材の表面の組成が変化してしまい、エッチング処理室の表面の状態は処理の進行或いは処理の枚数の増大に伴って変化する。このような変化が生じた場合、例え同じ条件で処理室内にプラズマを生成しても、処理室の表面におけるラジカルの再結合確率が変化するため、プラズマ中のラジカルの密度が変化してしまい処理の速度等特性が変化してしまい、加工して得られる形状が処理を開始した初期のものから変化してしまうことになる。
【０００４】
このような課題に対して、アルミ製の部材を使ったエッチング処理装置において、ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の変動や処理中に生じる生成物がウエハ表面に付着してこれを汚染してしまう、所謂異物は、アルミ部材から生じるフッ化アルミと関連することが従来より知られており、このようなことは、例えば、Ｐｌａｓｍａ  Ｓｏｕｒｃｅｓ  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  １６  （２００７）  ７１１〜７１５（非特許文献１）に開示されている。
【０００５】
さらに、アルミ製の部材の消耗は他の材質と比較して早いため、アルミ製の部材の交換周期は相対的に短い。交換周期が短い程、処理を実施していない時間が増大することになるので、プラズマ処理装置が単位時間当たりに処理するウエハの枚数は低減してしまう。
【０００６】
これに対して、プラズマに対してより消耗の少ないイットリア等のセラミクス材料を処理室の内部の表面を構成する部材として適用することが行われている。このような消耗量の小さなセラミクスを用いることにより消耗の低減だけでなくＣＤ変動の低減も得られるという効果があったが、イットリア表面の組成状態変化とウエハのエッチング反応生成物の堆積に起因すると推定される長期的なＣＤ値の変動が生じることが判明している。
【０００７】
すなわち、非常に大きな枚数のウエハを処理する場合には、この処理の間に処理室内部の表面の状態を一定に維持することは困難である。このことから、表面の状態が変化してもＣＤ値を一定に保つためプラズマの特性等の処理の条件を制御することが考えられている。例えば、エッチング処理中のプラズマからの発光の強度の変化を検出し、これから予測されるＣＤ変動量に基づいて処理室内の圧力、ガスの組成や流量／速度、電界や磁界の強度や分布等、所謂レシピを変更し、ＣＤ値の変動を抑制する技術が、特開２００４−２４１５００号公報（特許文献１）にＡＰＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌ）として開示されている。
【０００８】
また、特開２００４−２９６６１２号公報（特許文献２）には、処理室内部に配置された電極がプラズマを介して構成される回路におけるプラズマのインピーダンス（プラズマインピーダンス）を検出するモニタとネットワークアナライザとを用いてプラズマインピーダンスを高精度に検出し、所期のプラズマインピーダンスになるように高周波電力・圧力・ガス比等のプラズマの形成の条件を調節することで処理の再現性を高くすることが開示されている。さらに、特開平１１−５４４８６号公報（特許文献３）には、加工の形状を一定に保つために、エッチングの終点の判定を高精度に行うため、プラズマからの発光やプラズマインピーダンスを検出した結果を用いてその変化からエッチング処理の終点を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２４１５００号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６６１２号公報
【特許文献３】特開平１１−５４４８６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｐｌａｓｍａ  Ｓｏｕｒｃｅｓ  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  １６  （２００７）  ７１１〜７１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の従来技術では、次の点についての考慮が不十分であったため今後の装置に対して問題が生じる恐れがある。
【００１２】
すなわち、特許文献１に示される装置では、ＣＤ値またはその変動の量を推定するためプラズマからの発光を検出しているが、プラズマからの発光の透過率が低い材料、例えばイットリア等を処理室内部の壁面の材料として用いた場合、受光される発光の光路上にこのような壁面があると十分な強度の光を得ることが困難となり、検出の精度が低下してしまう。さらには、処理室内部のプラズマに面した部分の表面に処理中に生じた反応生成物であって光の吸収率あるいは反射率が高い物質が付着しこれの堆積の量がウエハの処理の枚数の増大に伴って大きくなってしまう場合や処理室材料の光の吸収率あるいは反射率といった物性に経時変化が生じる場合には、受光した光の強度が変動してしまい十分な発光強度を得ることや精度の良い判定をすることが困難となってしまい、今後必要とされる精度の高い処理を行うことができなくなるという問題について上記従来技術では考慮されていなかった。また、上記従来技術は、発光を行うものは処理室内のプラズマの許容遷移の原子や分子に限定されるため、禁制遷移の原子種や分子種の量や分布の変化を検出することは困難であった。今後必要とされる高い精度の処理を行うためにはこれらも考慮すべき対象となることが予想される。
【００１３】
さらには、原子や分子からの発光はこれらが主に電子のエネルギーを貰って上準位に励起された後に或る遷移確率で当該上準位から下準位へ脱励起することにより発せられる。従って、プラズマ中に存在する高エネルギーを持つ電子の密度が小さい場合や遷移の確率が低い場合、さらには、求められる加工の精度が高くなりエッチングして得る溝や孔の寸法や上記ＣＤ値が小さくなり一枚のウエハ上面に対する処理対象の膜がプラズマや処理室内に面して臨んでいる表面の面積の割合（例えば開口率）が小さい場合には、プラズマ中の上記物質の量が少ないのでこれらからの発光の強度自体が小さくその検出が困難となってしまう。
【００１４】
このため、エッチング対象の膜の物質の種類や当該物質と物理的あるいは化学的に反応してエッチングするために処理室内に導入されるガスの当該導入の条件により、発光強度を十分に得られない場合が生じてしまっていた。このような場合には、特許文献３に開示の終点判定の技術では今後必要とされる高精度な終点判定を達成できないという問題について、上記従来技術では考慮されていなかった。
【００１５】
また、特許文献２に開示されるプラズマインピーダンスモニタやネットワークアナライザは、装置の構成部品数が多く、量産前にプロセス条件に対応したインピーダンスの基準となるデータを取得する必要があるため装置へこれらを搭載してその量産の動作に合わせて動作させるには、作業の量や時間が掛かってしまうという問題が危惧される。
【００１６】
本発明は、高い精度で処理を行うことができるプラズマ処理装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、高い精度で処理の終点を判定できるプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成と処理手順を採用する。
【００１８】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、例えば、排気される処理室を内部に有する処理容器と、前記処理室内に電界を供給して前記処理室内に供給された処理ガスを用いてプラズマを形成する手段と、前記処理室内に配置されウエハが載せられる載置台と、前記載置台の内部に配置された電極に高周波電力を供給するバイアス電源と、前記バイアス電源と前記載置台との間を流れる正及び負の電流の量を検出する検出部であって前記プラズマ中の電子に起因する部分が除かれた前記負の電流量と前記正の電流量との比を検出する検出部とを備え、
前記比に応じて前記プラズマの形成または前記ウエハ上に配置された処理対象の膜の前記プラズマを用いた処理の条件を調節することを特徴とするプラズマ処理装置とする。
【００１９】
また、前記プラズマ処理装置であって、
前記比の変化に基づいて、プラズマを用いた処理の終点検出を行うことを特徴とするプラズマ処理装置とする。
【００２０】
また、排気される処理室を内部に有する処理容器と、前記処理室内に電界を供給して前記処理室内に供給された処理ガスを用いてプラズマを形成する手段と、前記処理室内に配置されウエハが載せられる載置台と、前記載置台の内部に配置された電極に高周波電力を供給するバイアス電源と、前記バイアス電源と前記載置台との間を流れる正及び負の電流量とを検出する検出部であって前記負の電流量（Ｉ−）と前記正の電流量（Ｉ＋）との比を検出する検出部とを備え、
（Ｉ−／Ｉ＋）比が１未満の範囲における値に応じて前記プラズマの形成または前記ウエハ上に配置された処理対象の膜の前記プラズマを用いた処理の条件を調節することを特徴とするプラズマ処理装置とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、処理室内のプラズマ中の正及び負のイオンの量の変化を検出した結果に基づいて、プラズマの形成や処理条件を調節するため、ウエハの処理精度が向上する。また、上記変化の検出の結果に基づいてエッチングの終点の判定を行なうので判定の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に説明する縦断面図である。
【図２】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置における電流検出器により検出される電流の値の時間の変化に対する変化を波形として示すグラフである。
【図３】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置における電流検出器の構成の概略を示す回路図である。
【図４】図３に示す実施例に係るプラズマ処理装置における電流検出器の回路の電気的な周波数特性を示すグラフである。
【図５】Ｃｌ２プラズマ条件でプラズマエッチングを行った場合における電流比のパワー依存性（６００Ｗから１１００Ｗまで１００Ｗ毎）を示す図である。
【図６】図３に示す電流検出器の回路を構成する素子の定数を設定する流れを示すフローチャートである。
【図７】ＳＦ６／Ｏ２／Ａｒ＝２００／１０／５ｃｃ条件下でプラズマエッチングを行った場合における正負電流比のカットオフ周波数依存性を示す図である。
【図８】図１に示す実施例において複数枚のウエハを処理する場合の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】製品ウエハのエッチング処理後のＣＤの処理枚数依存性及びｉｎ−ｓｉｔｕ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ中の正負電流比（出力Ａ ３０４と出力Ｂ ３０５の比）と処理枚数の関係を示す図である。
【図１０】式（１）で予測されるＣＤを基に製品エッチング中のオーバーエッチング時間を制御して約１万枚の量産処理を行ったＣＤの処理枚数依存性を示す図である。
【図１１】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置を用いたエッチング処理中に得られた正負電流比及び処理対象膜の残り膜厚さの変化を示すグラフである。
【図１２】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の電流検出器の出力を用いて終点の判定を行った膜構造の断面を示す図（ＳＥＭ像）である。
【図１３】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の電流検出器の出力の積算値及び発光の強度の時間の変化に対する変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。
【実施例１】
【００２４】
以下、本発明の実施例を図１乃至１０を用いて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に説明する縦断面図である。本実施例では、真空容器内に配置され円筒形を有したその内部が所定の真空度まで減圧される処理室を有し、この処理室内に配置された試料台の上面に載せられた処理対象の試料である半導体ウエハ（以下、ウエハ）の上面に予め形成されて配置された上下に複数層を為して積層された膜構造の処理対象の膜を、当該処理室の試料台上方の空間に処理用のガスを導入するとともにこの空間に真空容器外部から供給した電界または磁界により前記ガスの粒子を励起して形成したプラズマを用いてエッチング処理するエッチング処理装置の例を示している。
【００２６】
本実施例に係るプラズマ処理装置の１つであるエッチング処理装置１００は、真空容器１０１の内部に円筒形を有した処理室１０３を有し、この処理室１０３内には、その上面に処理対象のウエハ１１０が載置される載置台１１１が配置されている。さらに、真空容器１０１の円筒形の上部には、処理室１０３の天井面を構成する天板１１３が配置され、天板１１３の外周縁部下面と処理室１０３の円筒形部分の上端部との間が接してこれらの間に配置されたシール部材により当該処理室１０３内部と外部の大気との間が気密に封止される。
【００２７】
また、後述するマイクロ波が透過して処理室１０３内に導入される石英製等の誘電体製の天板１１３下方の処理室１０３側には、下方の載置台１１１のウエハ１１０の載置面に対向して処理室１０３に面したシャワープレート１１４がその間に隙間を開けて配置されている。シャワープレート１１４の中央部の載置台１１１の載置面に対向してこれに投影さえる領域には処理用のガスが内側を通って処理室１０３内に上方から流入する複数の導入孔がシャワープレート１１４を上下に貫通して配置されている。
【００２８】
真空容器１０１には天板１１３とシャワープレート１１４との間の隙間と連通されてこの隙間内に供給される処理用ガスの供給経路でのガスの供給を調節するガス供給装置１１２が連結されている。また、真空容器１０１の処理室１０３の上方には、処理室１０３内に電界及び磁界を供給してプラズマを形成する手段が配置されている。
【００２９】
プラズマ形成手段は、上下方向および左右（水平）方向に延在した管路であってその内部で電界が伝播する導波管１０２と、この導波管１０２の上下方向の部分の下端と連結された円筒形の内部の空間を有してこの内部に導入された導波管１０２からの電界が特定のモードを有して励振される空洞部１０４と、導波管１０２の上端部に配置され電界（本実施例ではマイクロ波の電界）を発振して形成するマグネトロン１１６と、真空容器１０１の処理室１０３と、空洞部１０４、導波管１０２の上下方向に延在する部分の外周には処理室１０３内に磁界を供給するための磁界発生手段であるソレノイドコイル１１５が配置されている。
【００３０】
処理室１０３の下部に配置された載置台１１１の内部には金属等導電性の材料から構成された電極が配置されており、この電極は処理中にウエハの上面にバイアス電位を形成してプラズマ中のイオン等の荷電粒子を誘引するための高周波電力を供給するバイアス電源１１７とケーブル等の配線により電気的に接続されて高周波電力が印加される。このケーブルによる高周波電力の供給経路上には、ケーブル内を流れる電流を検知するカレントモニタ１１８が接続されており、このカレントモニタ１１８とバイアス電源１１７との間にはマッチングボックス１１９が接続されている。また、カレントモニタ１１８は電流検出器１０８と電気的に接続され、カレントモニタ１１８から出力されて送信された信号が用いられて電流検出器１０８において電流の量が検出される。
【００３１】
また、本実施例の処理室１０３の載置台１１１の側方には内部の排気用の開口を挟んで排気チャンバ１０６が連通されて配置されている。排気チャンバ１０６は図上左右方向に流れて流入した処理室１０３内部の反応生成物等のプラズマ内の粒子やガスの粒子が一端滞留した後、排気チャンバ１０６の下方であって真空容器１０１の底面に配置された真空排気バルブ１２０が開閉する排気口１０７を通して流出する空間である。排気口１０７は、その下方に配置されたターボ分子ポンプ等の真空ポンプと連結されて配置されている。
【００３２】
図２は、図１に示す実施例に係る電流検出器により検出される電流の値の時間の変化に対する変化を波形として示すグラフである。本図は、処理室１０３内に複数の物質から構成された処理用ガスを供給してウエハ１１０を処理した際のカレントモニタ１１８から出力された信号に基づいて電流検出器１０８から出力された信号をグラフとして示したものである。本実施例は、処理ガスを構成する複数のガス種とその単位時間当たりの流量はＳＦ６／Ｏ２／Ａｒ＝２００／１０／５ｃｃとして供給した例であり、図２はエッチング処理を行った場合における電流検出器１０８から出力された信号を時間の変化に対する電流の値の変化として示したものである。
【００３３】
この図において、電流検出器１０８から得られる電流の内、正の値を示している電流はプラズマ中のガス等の粒子が励起されて生じた正のイオンに起因する電流であり、負の値を示す電流は同じく電子に起因する電流と負イオンに起因する電流とが合わさったものである。そして、プラズマは一般的に電気的中性を有する特性があるため、図２における電流が正の値を示す時間での値の総和（正の値を示している電流の値を時間で積分した値）２０１は負の電流の総和２０２に一致する。
【００３４】
一方で、電子とイオンとの間の質量の差異による移動の容易さ（速度、温度や平均自由工程の大きさ等）の違いから、正の電流の極大値の絶対値よりも電子に起因する電流の極値（極小値）の絶対値の方が大きいことがわかる。すなわち、電子に起因する電流は瞬時に流れ、イオンに起因する電流はゆっくり流れることを意味している。このことから、電流の時間変化の波形を周波数毎に分析した場合に、電子に起因する電流は相対的に高い周波数の成分となり、イオンに起因する電流は低い周波数の成分として分けられることになる。
【００３５】
図３は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置における電流検出器の構成の概略を示す回路図である。本図の電流検出器１０８は、大きく分けてカレントモニタ１１８の一端子に並列に接続された２つの電気的な回路３０１Ａ，３０１Ｂから構成されており、本実施例ではこれらの各々が電気的に直列に接続されたダイオードおよび抵抗と、一端側が接地され他端側が抵抗の一方の端子側と接続されたコンデンサとを有した所謂積分回路を構成している。
【００３６】
このような電流検出器１０８では、カレントモニタ１１８で検知され出力された電流を示す信号は、前記端子に電気的に並列に接続された回路３０１Ａ，３０１Ｂ各々に入力され、各々の回路の順方向シングルダイオード３０２と逆方向シングルダイオード３０３とに並列に入力される。さらに、これらのシングルダイオードの他端の各々に接続された抵抗とコンデンサとを有した各々の積分回路を通して、各コンデンサの両端子間に流れる電流としての出力Ａ ３０４（正電流）と出力Ｂ ３０５（負電流）とが回路３０１Ａ，３０１Ｂから出力される。
【００３７】
図４を用いて、電流検出器１０８の回路の電気的な周波数特性について説明する。図４は、図３に示す電流検出器の電気的な周波数特性を示すグラフである。
【００３８】
本図において、横軸の周波数の変化に対して電流の値が変化する周波数特性を表わす２つの線が示されており、線４０１は図３の出力Ａの周波数特性を示し、線４０２は図３の出力Ｂの周波数特性を示している。線４０１は、６０００ｋＨｚ前後までは電流の値の変動が相対的に小さく６０００ｋＨｚ以上で徐々に値が低下している一方で、線４０２は、２０００ｋＨｚを超えた帯域まで周波数が増大するに伴って急激に値が低下した後は周波数が増大するにつれて０に漸減する特性を示している。
【００３９】
本例では、相対的にフラットな周波数特性を示す線４０１と相対的に低い周波数領域の電流がより大きく流れるローパスフィルタとして動作する周波数特性を示す線４０２とを示したが、様々な周波数特性を持つ回路を電流検出器１０８に用いても良い。例えば、本実施例の積分回路を構成する抵抗（Ｒ）の抵抗値、コンデンサ（Ｃ）の容量やダイオードの電流特性といった素子の定数を複数の組合せのうち所望の結果が得られるようなものにすることよって、実現できる。
【００４０】
本実施例の電流検出器１０８は、出力Ａ ３０４として７０００ＫＨｚまで相対的に変化が小さいフラットな周波数特性の波形を示す線４０１に係る電流を、出力Ｂ ３０５として０ｋＨｚの近傍から２０００ｋＨｚまで急激に低下した後８０００ＫＨｚに向かって徐々に感度が低下する周波数特性の波形を示す線４０２に係る電流を検出した。出力Ｂ ３０５の負の電流値には、ローパスフィルタとして働く回路３０１Ｂが有する周波数特性により、電子よりも負イオンに起因する電流の成分が多く含まれる。
【００４１】
上記出力Ａ ３０４，Ｂ ３０５の信号を用いて、負電流と正電流の比あるいは是等の差からプラズマ中の正イオンと負イオンのバランスの変化を検出することが可能になる。以後、このような負電流と正電流の比のことを正負電流比（Ｉ−／Ｉ＋）と呼ぶ。本実施例の正負電流比が比較する正電流と負電流とは、出力Ａ ３０４、出力Ｂ ３０５からの出力される電流の値を共通の時間で時間積分したもの、或いは共通の時間で時間平均したものである。
【００４２】
図５は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置において所定の条件でプラズマエッチングを実施した際の、供給される電界の強度（パワー）をパラメータとする時間の変化に対する正負電流比（Ｉ−／Ｉ＋）の変化を示すグラフである。
【００４３】
本例では、Ｃｌ２を処理用ガスとして用いてプラズマを形成しエッチング処理を行った場合におけるパワーの変化（６００Ｗから１１００Ｗまで１００Ｗ毎）に対する電流比の変化を示している。この図に示すように、投入されるパワーの増加に伴って正負電流比が増加することが判る。
【００４４】
これは、投入されるパワーが増加するにつれて、導入されるＣｌ２分子の乖離する割合が増大し、負イオン（Ｃｌ−）の個数が増大した為であると考えられる。本発明の発明者らは、このような周波数特性が各々異なる回路を用いて正負のイオンの比率の変化を検出できる知見を得て、これを利用してプラズマを用いた処理の進捗の度合いや終点、或いはプラズマの形成や処理の条件の変更を判定すること想起して本発明を想到した。
【００４５】
電流検出器１０８に用いられる積分回路の素子の定数を設定する例を図６を用いて説明する。図６は、図３に示す電流検出器の回路を構成する素子の定数を設定する流れを示すフローチャートである。
【００４６】
この図３において、抵抗（Ｒ）とコンデンサ（Ｃ）とが接続された積算回路の各素子はその定数が可変に調節可能に構成されている。例えば、抵抗は可変抵抗素子でありコンデンサは可変容量コンデンサ（バリアブルコンデンサ）である。このような回路３０１Ａ，３０１Ｂを備えた電流検出器１０８を有するプラズマ処理装置１００を用いて、予め処理室１０３内の載置台１１１上に載せられたウエハ１１０を処理室１０３内にプラズマを形成して処理する。
【００４７】
この際のウエハ１１０は、半導体デバイスを製造する為のエッチング処理が後に実施されるウエハ１１０と同じ外形状を有しその表面に同じ材料、厚さと上下方向の配置を有した膜構造が形成された、所謂同じ仕様のものである。さらに、処理用ガスの物質、組成、流量速度、処理室内の圧力、電界や磁界の強度や分布等の処理の条件も同じにされている。
【００４８】
このようなウエハ１１０の予めの処理中に、回路３０１Ａ，３０１Ｂの各積算回路を構成する素子の定数、例えば抵抗値と容量とを変更しつつ電流検出器１０８からの出力を用いて正負電流比（Ｉ−／Ｉ＋）の情報を信号データとして検出し、図示しない半導体メモリやハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録装置に記録する。記録さされたデータから各回路３０１Ａ，３０１Ｂの素子の定数から定まるカットオフ周波数の変化に対する正負電流比の変化のデータを取得する（Ｓ６０１）。
【００４９】
図７は、図６に示す動作の流れに沿って図１に示す実施例の電流検出器により検出された正負電流比の値のカットオフ周波数の変化に対する変化を示すグラフである。本例では、図５の例と同じ流量速度ＳＦ６／Ｏ２／Ａｒ＝２００／１０／５ｃｃという条件で形成したプラズマを用いてウエハ１１０をエッチング処理した際における正負電流比の変化を示している。
【００５０】
電流検出器１０８の回路は回路３０１Ａ，３０１Ｂを用いたものである。回路３０１Ａからの出力Ａ ３０４及び回路３０１Ｂの出力Ｂ ３０５を出力する積算回路は、上記の条件を使用している。特に、本例では回路３０１Ｂの積分回路を構成する可変抵抗の抵抗値と可変容量コンデンサの容量とを変更することで、負電流を出力する回路３０１Ｂのカットオフ周波数を変化させた。なお、カットオフ周波数ＦＣと抵坑値Ｒとコンデンサの容量ＣにはＲＣ＝１／２πＦＣの関係がある。
【００５１】
また、図７は、図６のステップＳ６０１において記録装置に記録されたデータからカットオフ周波数の変化に対する電流検出器１０８からの出力に基づいて得られた正負電流比の変化を示している。本図に示される通り、カットオフ周波数が０の近傍では正負電流比は１であって、この０近傍から２５０ｋＨｚ前後の周波数までの範囲においては正負電流比は変化がないか実質的にそれと見做せる程度に小さく変化しているに過ぎず、実質的に正負電流比は１と見做せる範囲であると言える。
【００５２】
一方、カットオフ周波数が２５０ＫＨｚ以上になると正負電流比は急激に小さくなって３００ｋＨｚ近傍まで低減された後に０．３乃至０．４の間の値となって再度変化が小さなものとなり実質的に一定の値になった見做せる変化となっている。このような変化を生じたのは、回路３０１Ｂから出力される負の電流に含まれる電子に起因する電流の相対的に高周波の成分がローパスフィルタとして動作する回路３０１Ｂの積分回路を通して低減され、負のイオンに起因する低い周波数の負の電流が回路３０１Ｂからの出力の主な成分になった為と考えられる。
【００５３】
このことから、本発明の発明者らは、少なくとも負の電流の値を出力する回路３０１Ｂにおける素子の定数を適切に選択して当該回路のカットオフ周波数を、回路３０１Ｂの出力に含まれるプラズマ中の電子に起因する成分が十分に低減されてプラズマ中の正負のイオンの比率の変化とプラズマの特性の変化との相関を精度良く検出できる範囲に設定することが可能であるという知見を得た。特に、このような範囲とすることで、電流検出器１０８から出力される正負電流の比を１未満の値になる範囲にすることが出来る。
【００５４】
本実施例では、上記のカットオフ周波数を２５０ＫＨｚ以上に設定した。一方、この値以下の周波数では正負電流比１未満の所望の値することができない。また、電子に起因する電流の成分は可能な限り取り除かれることが望ましいことを考えると、電流検出器１０８の回路の定数は、そのカットオフ周波数が当該周波数の増大に伴って正負電流比が急激に減少した後に再度一定になったかそれと見做せる程度に小さくなった範囲となるようにすることが好ましい。
【００５５】
本実施例では、上記回路の可変抵抗の抵抗値および可変容量コンデンサの容量を含む素子の定数を、これらから得られるカットオフ周波数が３５０ＫＨｚ以上になるようなものを選択してこれに設定した。このように、電流検出器１０８の回路の定数を適切に設定することで正イオンと負イオンとの各々に起因した電流比を高いＳＮ比で取得することができる（Ｓ６０２）。なお、バイアス電源１１７の周波数やプラズマによる処理の条件毎に適切なカットオフ周波数が異なる場合には、各々に応じて図６のフローに沿って適切な回路の素子の定数及びこれらにより決まるカットオフ周波数を選択、設定することが望ましい。
【００５６】
また、本実施例で用いられた回路はダイオードおよび抵抗とコンデンサとを用いた積分回路のみであって、これらの素子の定数を予め行われた処理中に検出された電流の値に応じて適切に選択して設定したが、これら以外の回路を用いる場合にも、回路の周波数特性を適切に設定して高い精度で正イオンと負イオンとの各々に起因した電流比を得ることも可能である。例えば、ダイオード回路とＬＣ回路を用いる積算回路や、より安定した積分波形を得られるオペアンプを用いた回路等を用いることができる。
【００５７】
また、積分回路として可変リアクタンスＬや可変コンデンサＣを備えたＬＣ回路を用いることができる。さらにまた、本実施例のプラズマ処理装置はマイクロ波を用いてプラズマを形成する構成であるが、プラズマを形成する手段は上記の構成のみに限るものでは無く、例えば誘導コイルを用いた誘導プラズマや上下に対向させた電極の間にプラズマを形成する所謂平行平板によりプラズマを形成するエッチング処理装置においても、上記実施例の電流検出器１０８によって正負電流比を高精度に検出することが出来る。
【００５８】
上記に説明した正負電流比を検出した結果を用いてウエハのエッチング処理のＣＤ値を調節する例を、図８乃至１０を用いて説明する。図８は、図１に示す実施例において複数枚のウエハを処理する場合の動作の流れを示すフローチャートである。本図においては、約１万２５枚のウエハ処理を行った例を示している。
【００５９】
本図において、本実施例のプラズマ処理装置１００は、通常２５枚を一纏まりとしたロット各々毎にその処理の開始前に処理室１０３内にプラズマを形成して処理室１０３内に配置された部材の表面をプラズマに馴染ませて長期間処理が実施されてプラズマが形成されている状態に近づけるエージング処理を実施している。すなわち、ロット前エージングステップＳ８０１を実施する。
【００６０】
この後に、各ロットに属する各ウエハ１１０の処理を開始するとともに、所定のウエハ枚数毎にプラズマを用いて処理室１０３の内表面に付着した生成物等の付着物を取り除くｉｎ−ｓｉｔｕ  ＣｌｅａｎｉｎｇステップＳ８０２を実施する。本実施例では、製品用のウエハ１１０のエッチング処理ステップＳ８０３の開始前にｉｎ−ｓｉｔｕ  ＣｌｅａｎｉｎｇステップＳ８０２を実施する。
【００６１】
さらに、このようなクリーニングとウエハの処理との各々をロット内の全てのウエハ枚数（２５回）繰り返し行い、さらに、これを４０１ロット処理した結果を図９に示す。本例でのウエハ１１０の構造は、上方からＳｉＮ／Ｐｏｌｙ−Ｓｉ／ＳｉＯ２の順で積層された膜構造であり、ＳｉＮハードマスクを用いてＰｏｌｙ−Ｓｉをエッチングするものである。また、処理後に得られる形状のＣＤ値の目標を２２ｎｍとした。
【００６２】
Ｉｎ−ｓｉｔｕ  ＣｌｅａｎｉｎｇステップＳ８０２の条件は、ＳＦ６／Ａｒガスを用いてバイアス電力３０Ｗを用いた。上記のエッチングは複数ステップで構成されており、１ステップ目のメインエッチング条件は、処理ガスとしてＣｌ２／Ｏ２を導入しバイアス電力１００Ｗを印加する、２ステップ目のオーバーエッチング条件は、処理ガスとしてＨＢｒ／Ｏ２を導入しバイアス電力３０Ｗを印加するものである。
【００６３】
図９は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置を用いて図８に示すフローに沿って複数のウエハをエッチングした場合の処理枚数の増大に伴なうエッチング処理後のＣＤ値及びｉｎ−ｓｉｔｕ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ中の正負電流比の変化を示すグラフである。正負電流比は、図６，図７に示した例に沿って素子の定数及びカットオフ周波数に設定された電流検出器１０８の回路３０１Ａ，３０１Ｂ各々の出力Ａ ３０４と出力Ｂ ３０５の比である。
【００６４】
このｉｎ−ｓｉｔｕ  ＣｌｅａｎｉｎｇステップＳ８０２中の正負電流比を用いた理由として、エッチング処理中よりも寧ろＣｌｅａｎｉｎｇステップＳ８０２中の処理においてはＣＤ値の変動の要因となる処理室１０３の内壁面の状態がより明瞭に反映して正負電流比が変化する場合があるからである。正負電流比は、ｉｎ―ｓｉｔｕ  ＣｌｅａｎｉｎｇステップＳ８０２中の全処理時間を平均した値を示している。ＣＤ値及び正負電流比は４ロット（１００枚）毎に最初の１枚のものを示している。
【００６５】
その結果、ｉｎ−ｓｉｔｕ  ＣｌｅａｎｉｎｇステップＳ８０２中の正負電流比（Ｉ−／Ｉ＋）とＣＤ値には相関があり、ＣＤ値は正負電流比（Ｉ−／Ｉ＋）と以下の関係で表わされる。
【００６６】
ＣＤ  ＝  ２０．０×（Ｉ−／Ｉ＋）＋１５．９  （１）
この式（１）からウエハのエッチング処理後のＣＤをｉｎ−ｓｉｔｕ  ＣｌｅａｎｉｎｇステップＳ８０２中の正負電流比を用いて予測することができる。本実施例では、この予測値を基にｉｎ−ｓｉｔｕ  ＣｌｅａｎｉｎｇステップＳ８０２の後のウエハ１１０のエッチング処理の条件を変更して、ＣＤ変動を抑制することができる。
【００６７】
ＣＤを制御するための処理の条件としては、例えば、上記エッチング処理の２ステップ目のオーバーエッチングの処理時間が挙げられる。本実施例におけるエッチング処理では、オーバーエッチング時間１秒につきＣＤが０．３ｎｍ小さくなることが判っており、（１）式で示されるＣＤ値と目標とするＣＤ値２２ｎｍとの間の差に０．３の逆数をかけた値だけオーバーエッチング時間の秒数に加えてＣＤ値を調節する。
【００６８】
なお、上記のＣＤ値の予測値やエッチング処理の条件の調節は、図示しない制御部により実施される。制御部は、プラズマ処理装置１００に搭載されていても、通信手段により通信可能に接続されてプラズマ処理装置１００が設置された建屋等の箇所から離間した位置に配置されていても良い。また、制御部は、内部と外部との間で信号を発信、受信する通信インターフェースとＭＰＵ等の演算器と半導体メモリやハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記憶装置とを有してこれらが通信手段により通信可能に接続されている。このような制御部は、図１のプラズマ処理装置を含めて複数の装置と通信可能に配置されてこれらの動作を調節するとともに、これらが設置されている建屋の動作を制御するホストコンピュータが兼ねていても良い。
【００６９】
図１０は、図１に示した実施例に係るプラズマ処理装置において式（１）で予測されるＣＤ値に基づいてエッチング処理の条件を調節した場合に得られたウエハの処理の枚数の増大に対する処理後のＣＤ値の変化を示すグラフである。本例では、エッチング処理中のオーバーエッチング時間を調節して約１万２５枚の量産処理を行ったＣＤ値を処理の枚数を横軸にして示している。
【００７０】
この図に示す通り、１００２５枚のウエハを処理する間でのＣＤ値の変動は±０．３ｎｍとなり、図９に示した例と比較して、±２．０ｎｍのＣＤ値の変動から低減されていることが分かった。本実施例では、電流検出器１０８から検出される正負電流比に基づいて予測したＣＤを基にプロセス処理条件であるオーバーエッチングの処理時間を制御して、ＣＤの長期安定化を図った。しかし、ＣＤを制御するための方法はオーバーエッチングの処理時間でなくても良い。例えば、メインエッチングにおいてガス比又はＲＦバイアス又は圧力によってもＣＤを制御可能であり、これらを制御ノブとして使っても良い。また、ｉｎ−ｓｉｔｕ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ中の正負電流比をモニタしたが、Ａｇｉｎｇやダミーウエハ処理中や製品ウエハ処理中に計測した正負電流比を基に、プロセス処理条件を動的に変化させても良い。
【００７１】
上記の実施例では、ＳｉＮ／Ｐｏｌｙ−Ｓｉ／ＳｉＯ２の膜構造をゲート加工するエッチング処理のＣＤ値を長期間または複数枚の処理の間で安定させる技術を説明した。上記の技術は、ハードマスク加工工程等他のエッチング工程に適用することもできる。
【００７２】
例えば、ハードマスクを加工する工程では、フォトレジストやＢＡＲＣ（ＢｏｔｔｏｍＡｎｔｉＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＣｏａｔｉｎｇ）やＡＣＬ（ＡｍｏｒｐｈｕｓＣａｒｂｏｎＬａｙｅｒ）のような有機膜を用いて処理対象としての絶縁膜をエッチング処理する。このフォトレジストをトリミングする処理の時間とＣＤ値の変化の関係やＢＡＲＣやＡＣＬのオーバーエッチングする時間とＣＤ値の変化の関係は、予め実験や複数枚のウエハを実際に処理してＣＤ値を検出することで得ることができる。そこで、得られた関係を用いて、上記実施例の電流検出器１０８を用いて検出した正負電流比に基づいて予測されたＣＤ値と目標のＣＤ値との間の差の値からフォトレジストのトリミング処理やＢＡＲＣやＡＣＬのオーバーエッチングの時間といったエッチング処理の条件を調節しても良い。
【００７３】
以上本実施例によれば、処理室内のプラズマ中の正及び負のイオンの量の変化を検出した結果に基づいてプラズマの形成や処理条件を調節することにより、高い精度で処理を行うことができるプラズマ処理装置を提供することができる。
【実施例２】
【００７４】
次に、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置における電流検出器からの出力から検出された正負電流比に基づいて、エッチング処理の終点を判定する例を、図１１，１２を用いて説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。
【００７５】
本例では、エッチング処理の終点を判定するウエハとして、ＳｉＮハードマスク／Ｐｏｌｙ−Ｓｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉの膜構造を表面に有するウエハを用いた。このような複数のウエハに対して、処理室１０３内に処理ガスとしてＣＦ４／Ｏ２／Ａｒを各々１５０／３／４０ｃｃの流量速度で導入し、バイアス電力として１００Ｗを印加して約２２０秒間のエッチング処理を行った。
【００７６】
このような処理中に、電流検出器１０８から検出される正負の電流の電流比とその変化を検出した。また、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ（初期膜厚９０ｎｍ）の残り膜厚さを干渉光を用いて処理中に検出する膜厚モニタを用いて、エッチング処理中の残り膜厚さの変化を検出した。
【００７７】
図１１は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置を用いたエッチング処理中に得られた正負電流比及び処理対象膜の残り膜厚さの変化を示すグラフである。本図は、エッチング処理に要する約２２０秒間において、時間の変化に伴なう電流検出器１０８から検出された正負電流比とＰｏｌｙ−Ｓｉの残り膜厚さの出力とを示したものである。
【００７８】
本図において、Ｐｏｌｙ−Ｓｉの残り膜厚さは、約９０秒で０ｎｍとなったことが判る。一方で、正負電流比も８０秒前後まで殆ど変化せず終点前後の９０秒付近で急激な正負電流比の変化を示すことが判った。
【００７９】
これは、Ｐｏｌｙ−Ｓｉの終点前後では反応する膜の材料、物質が変化することから、プラズマ中におけるラジカルやイオンの種類と各々の生成量または消費量が変化し、これらによる反応生成物の量が大きく変化することに起因する。このようなプラズマ中の物質の量、分布の変動により、プラズマ中における正負イオンの量や密度のバランスを示す正負電流比に大きな変化として顕れると考えられる。このような知見から、正負電流比を検出することによりエッチング処理の終点の判定が可能であることが判った。本実施例のプラズマ処理装置では、終点の判定（検出）の後は、エッチングを終了する、或いはガスの種類、流量、圧力等の処理の条件を変えてオーバーエッチングするといった、エッチングの処理の条件が変更される。
【００８０】
終点の判定を行う詳細な技術としては、正負電流値の所定の値を閾値として用いこの閾値を超えたこと或いはこれから低下したことを検出した時点を終点の到達と判定するものや、正負電流値の出力の信号を１次差分、２次差分して得られた極値（ゼロクロスしたこと）を検出するものを用いることができる。本実施例では、正負電流比の閾値を０．３３に設定し、電流検出器１０８からの出力から得られた正負電流比と閾値との比較に基づいてエッチングの終点の判定を行った。
【００８１】
図１２は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の電流検出器の出力を用いて終点の判定を行った膜構造の断面を示す図である。正負電流比に基づいたエッチングの終点の判定の結果を得られた膜構造の断面をＳＥＭ像として示したものである。この図に示すように、本実施例のプラズマ処理装置の終点の判定によれば、下地酸化膜の抜けがなくＰｏｌｙ−Ｓｉを適切にその最下部までエッチング処理できていることが判る。
【００８２】
本実施例では、上からＳｉＮハードマスク／Ｐｏｌｙ−Ｓｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉの順に層が配置された膜構造を持つウエハの処理についての終点判定の例を示したが、被エッチング材料がこの例に限定されるわけではなく、またＳｉＮ（下地ＳｉＯ２）においても終点判定が可能である。このように、本実施例に係る終点の判定の技術は、処理対象の膜の終点の前後にプラズマ中の正負イオンの量のバランスに起因して正負の電流比が変化することが検出できるエッチング工程に適用できる。 
以上本実施例によれば、処理室内のプラズマ中の正及び負のイオンの量の変化を検出した結果に基づいてエッチングの終点の判定を行なうことにより、高い精度で処理の終点を判定できるプラズマ処理装置を提供することができる。
【実施例３】
【００８３】
次に、発光を用いた終点の判定において上記実施例において説明した正負電流比の検出の結果を用いて、この終点の判定を実行しない時間（デッドタイム）を検出して、安定に終点の判定を行うものについて、図１３を用いて説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。図１３は、本発明の別の実施例に係るプラズマ処理装置の電流検出器の出力の積算値及び発光の強度の時間の変化に対する変化を示すグラフである。本図では、プラズマ中のＦの発光強度と電流検出器１０８からの出力で得られた正負電流比の積算値の時間変化を示している。
【００８４】
本例では、図１に示すプラズマ処理装置を用いて所定の膜構造をその表面に備えるウエハを処理した際に得られた結果を示している。当該処理対象の膜構造は膜厚２０ｎｍのＰｏｌｙ−Ｓｉベタ（下敷ＳｉＯ２）であり、これをＣＦ４／Ｏ２ガスを導入して、バイアス電力１００Ｗの条件で１５秒間エッチングした。
【００８５】
図１３は、そのときのＦ（フッ素）による発光の強度の変化と電流検出器１０８により測定した正負電流比の積算値を示すものである。この図において、正負電流比積算（Ｉ−／Ｉ＋）の値は、開始０秒からその後の時間（秒）まで０．５秒ピッチで得られた値を積算（時間で積分）して得られた値である。
【００８６】
本例では、Ｆの発光強度は、プラズマを形成後約３秒まで急な上昇（初期変動）を示した後に１２秒付近で特徴的な値の変動を示しており、この変動が得られた時点をＰｏｌｙ−Ｓｉ膜の終点として検出された。本例では、終点の判定する基準として、ある閾値を超えたときにエッチングの終点として用いている。
【００８７】
例えば、３万カウントの閾値を超えたときをエッチングの終点とすれば、３〜５秒付近と１２秒付近の２箇所が存在する。これらのうちで、１２秒前後の特徴的な変動を検出した結果を正しく用いて判定するため、デットタイムと呼ばれる判定除外時間をユーザーが設けて誤判定を防ぐことが出来る。本例の場合、デットタイムを約９秒前後に設定することが好適である。
【００８８】
ところで、固定したデットタイムを用いると、量産中にエッチングレートが変動して最適なデットタイムが変動してしまう場合には、誤判定を生じる虞が有る。そこで、本例では正負電流比の積算値に閾値を設け、閾値を超えた場合に判定を開始する。
【００８９】
図１３では、電流比の積算値が閾値５．１を超えたときに判定を開始する。このような最適なデッドタイムの変動は、終点の時間を決めるエッチングレートがイオン密度やそのバランスの影響を受けて変化することに起因する。よって、デットタイムを設けるよりも正負電流比の積算値に閾値を設けることで、これを超えた場合に判定を開始することにより、より安定した終点の判定が行える。
【００９０】
例えば、エッチングレートが早くなるに従って終点時間が早くなった場合にも、正負電流比の積算値を用いた判定開始時間の決定法により、判定のための発光の検出を当該終点の時刻も早い時間帯に開始することが可能となる。なお、上記の実施例では、正負電流比として（Ｉ−／Ｉ＋）の積算値を用いたが、正負電流比として（Ｉ＋／Ｉ−）の積算値を用いてもよい。これは、エッチングレートと相関の強いイオンの正負がガス種や反応生成物によって変わるためである。
【００９１】
以上本実施例によれば、正負電流比の積算値に閾値を設け、これを超えた場合に終点検出の判定を開始することにより、高い精度で処理の終点を判定できるプラズマ処理装置を提供することができる。
【００９２】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１００…プラズマ処理装置（エッチング処理装置）、１０１…真空容器、１０２…導波管、１０３…処理室、１０４…空洞部、１０６…排気チャンバ、１０７…排気口、１０８…電流検出器、１１０…ウエハ、１１１…載置台、１１２…ガス供給装置、１１３…天板、１１４…シャワープレート、１１５…ソレノドコイル、１１６…マグネトロン、１１７…バイアス電源、１１８…カレントモニタ、１１９…マッチングボックス、１２０…真空排気バルブ、２０１…正電流の総和、２０２…負電流の総和、３０１Ａ…電流検出器の回路Ａ、３０１Ｂ…電流検出器の回路Ｂ、３０２…順方向シングルダイオード、３０３…逆方向シングルダイオード、３０４…出力Ａ、３０５…出力Ｂ、４０１…出力Ａの周波数特性(フラットな周波数特性)を示す線、４０２…出力Ｂの周波数特性(低周波数領域のみを通すローパスフィルタとして働く周波数特性)を示す線、Ｓ６０１…正負電流比とカットオフ周波数の依存性を取得するステップ、Ｓ６０２…電子電流の含まれないカットオフ周波数及びＲＣ積算回路の決定ステップ、Ｓ８０１…ロット前エージングステップ、Ｓ８０２…ｉｎ−ｓｉｔｕ  Ｃｌｅａｎｉｎｇステップ、Ｓ８０３…製品エッチングステップ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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