(57)【要約】【課題】チャンバへの入力高周波信号と反射波であるチャンバからの出力高周波信号の差分とを用いて高調波の異なる次数間で演算することで、チャンバ内のプラズマ状態を詳細にモニタリングするプラズマ状態検出装置等を提供する。【解決手段】プラズマ加工に使用される入力高周波信号を入力すると共に、被加工物から反射される出力高周波信号を入力し、入力された前記入力高周波信号及び出力高周波信号に基づいて、プラズマの状態を検出するプラズマ状態検出装置１５において、前記入力高周波と前記出力高周波との差分を高調波次数ごとに演算する入出力差分器２２と、前記入出力差分器２２が演算した前記差分を用いて、異なる前記高調波次数間で演算処理を行う次数間演算器２５と、前記次数間演算器２５の演算結果に基づいて、前記プラズマの状態を判定する状態判別部２６とを備える。【選択図】図２
2015195085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ加工に使用される入力高周波信号を入力すると共に、被加工物から反射される出力高周波信号を入力し、入力された前記入力高周波信号及び出力高周波信号に基づいて、プラズマの状態を検出するプラズマ状態検出装置において、
前記入力高周波と前記出力高周波との差分を高調波次数ごとに演算する差分演算手段と、
前記差分演算手段が演算した前記差分を用いて、異なる前記高調波次数間で演算処理を行う次数間演算手段と、
前記次数間演算手段の演算結果に基づいて、前記プラズマの状態を判定する状態判定手段とを備えることを特徴とするプラズマ状態検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ状態検出装置において、
前記状態判定手段が判定した結果に基づいて、前記プラズマを生成するためのパラメータを制御する制御手段を備えることを特徴とするプラズマ状態検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプラズマ状態検出装置において、
前記制御手段により制御されるパラメータが、ＲＦ（Radio  Frequency）パワー、ガスの流量及び圧力のうちの一又は複数であることを特徴とするプラズマ状態検出装置。
【請求項４】
プラズマ加工に使用される入力高周波信号を入力すると共に、被加工物から反射される出力高周波信号を入力し、入力された前記入力高周波信号及び出力高周波信号に基づいて、プラズマの状態を検出するプラズマ状態検出方法において、
コンピュータが、
前記入力高周波と前記出力高周波との差分を高調波次数ごとに演算する差分演算ステップと、
前記差分演算ステップで演算された前記差分を用いて、異なる前記高調波次数間で演算処理を行う次数間演算ステップと、
前記次数間演算ステップの演算結果に基づいて、前記プラズマの状態を判定する状態判定ステップとを実行することを特徴とするプラズマ状態検出方法。
【請求項５】
プラズマ加工に使用される入力高周波信号を入力すると共に、被加工物から反射される出力高周波信号を入力し、入力された前記入力高周波信号及び出力高周波信号に基づいて、プラズマの状態を検出するようにコンピュータを機能させるプラズマ状態検出プログラムにおいて、
前記入力高周波と前記出力高周波との差分を高調波次数ごとに演算する差分演算手段、
前記差分演算手段が演算した前記差分を用いて、異なる前記高調波次数間で演算処理を行う次数間演算手段、
前記次数間演算手段の演算結果に基づいて、前記プラズマの状態を判定する状態判定手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプラズマ状態検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ加工に使用される入力信号と出力信号との高調波差分に基づいて、プラズマの状態を検出するプラズマ状態検出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触でプラズマを発生するチャンバ内の状態を測定する技術として、特許文献１並びに非特許文献１及び２に示す技術が開示されている。特許文献１に示す技術は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサ１４、２４と、複数のミキサ１４、２４に共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源１２と、複数のミキサ１４、２４に共通の補正信号入力を与えたときの、複数のミキサ１４、２４の出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定部５４と、複数のミキサ１４、２４に周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、複数のミキサの出力の比を測定するインピーダンス測定部６２と、誤差測定部５４の測定結果に基づき、インピーダンス測定部６２の測定結果を補正する誤差補正部５６とを備え、プラズマが発生するプラズマチャンバ６内の電極６ａに与えられる進行波と、進行波がプラズマチャンバ６から反射された反射波とを被測定信号入力とするものである。
【０００３】
非特許文献１、２に示す技術は、位相差を含めたチャンバへの入射波とチャンバからの反射波とを取得することで、特性インピーダンスの変化を計測し、状態をモニタリングするものである。
【０００４】
また、非特許文献３には、チャンバへの入射波とチャンバからの反射波の高調波の差分が、特定の次数においてガスの種類やＲＦパワーの変動に応じた変化を示すことが開示されている。
【０００５】
また、プラズマの異常を検出し、正常なプラズマ放電を生成するためのパラメータを制御する技術として、特許文献２に示す技術が開示されている。特許文献２に示す技術は、変調用発振器１１からの電圧に基づいて、高周波電源３から出力パワーが変化する高周波電圧がプラズマ発生部５に印加され、プラズマ放電が生成され、このプラズマ放電に起因して生ずる高周波信号は、センサーユニット６で検出された後、スペクトル検出部１で特定の高調波スペクトルが検出され、この高調波スペクトルのうちで、変調用発振器１１からの電圧の変化に対して変化率の大きい信号が検出されたとき、プラズマ放電異常の初期状態を示す信号が制御回路３１に送られ、制御回路３１では、送られた信号に基づいて、正常なプラズマ放電を生成するためのプラズマ生成パラメータを設定してメモリに記憶すると共に、正常なプラズマ放電を生成するように、ＲＦ出力パワー制御部３３、電極間ギャップ制御部３４及びガス流量制御部３５を制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２５１０７１号公報
【特許文献２】特開平９−２６６０９７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】本村大成、”プロセスプラズマにおけるリアルタイム高精度インピーダンス測定法”、革新的プラズマ科学の新潮流、化学工業、日本、２０１２年１２月号
【非特許文献２】本村大成，笠島悠司，上杉文彦，栗田裕之，木村直也、”プロセスプラズマ放電中におけるリアルタイム高精度プラズマインピーダンス測定法の開発”、第７３回応用物理学会秋季学術講演会、２０１２年９月
【非特許文献３】Yumeto Yoshida, Woon Choi, and Hajime Tomokage, "PE-CVD process evaluation using a cross domain analyser", JSEM2013-16th Korea-Japan Joint Symposium on Electric Materials, Korea, 2013, p.80-83
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発明者らは、プラズマの発生条件に応じて高調波の次数ごとに特有の変化が現れることを実証した。すなわち、所定条件の下でプラズマを発生した場合に、特定の次数の高調波について、チャンバへの入力波とチャンバからの出力波の差動に特有な変化が見られた。
【０００９】
特許文献１並びに非特許文献１及び２に示す技術は、プラズマが発生するチャンバ内の電極に与えられる進行波と、進行波がチャンバから反射された反射波とを被測定信号として利用し、その差動によりプラズマの状態を判定することができるものの、上述したように特定の高調波信号を利用して、高調波相関によるプラズマ状態判定ができるものではない。
【００１０】
また、特許文献２に示す技術は、プラズマの状態に応じてプラズマ生成のパラメータ制御ができるものの、プラズマ状態の変化を測定するセンサは、進行波と反射波との差分に基づいて検知するものではなく、プラズマの状態測定の精度の観点から十分な技術ではない。
【００１１】
本発明は、チャンバへの入力高周波信号と反射波であるチャンバからの出力高周波信号の差分とを用いて高調波における異なる次数間での相関演算を行うことで、チャンバ内のプラズマ状態を詳細にモニタリングするプラズマ状態検出装置等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るプラズマ状態検出装置は、プラズマ加工に使用される入力高周波信号を入力すると共に、被加工物から反射される出力高周波信号を入力し、入力された前記入力高周波信号及び出力高周波信号に基づいて、プラズマの状態を検出するプラズマ状態検出装置において、前記入力高周波と前記出力高周波との差分を高調波次数ごとに演算する差分演算手段と、前記差分演算手段が演算した前記差分を用いて、異なる前記高調波次数間で演算処理を行う次数間演算手段と、前記次数間演算手段の演算結果に基づいて、前記プラズマの状態を判定する状態判定手段とを備えるものである。
【００１３】
このように、本発明に係るプラズマ状態検出装置は、プラズマが発生しているチャンバの入力高周波と出力高周波との差分を高調波次数ごとの演算手段を利用し、その差分を用いて異なる高調波次数間で演算処理を行い、求めた演算結果に基づいてプラズマの状態を判定するため、プラズマ状態の変化に応じた高調波の次数ごとの特徴的な変化を利用して、プラズマの状態を正確且つ緻密に判定することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、異なる高調波次数間での演算では、高調波次数ごとの特徴的な変化を捉えた演算処理を行うことで、その変化を演算により早期に顕在化することが可能となり、プラズマ状態の変化をいち早く検知することができるという効果を奏する。
【００１５】
本発明に係るプラズマ状態検出装置は、前記状態判定手段が判定した結果に基づいて、前記プラズマを生成するためのパラメータを制御する制御手段を備えるものである。
【００１６】
このように、本発明に係るプラズマ状態検出装置は、状態判定手段が判定したプラズマ状態に応じて、プラズマを生成するためのパラメータを制御するため、プラズマの状態を安定化させることができるという効果を奏する。
【００１７】
本発明に係るプラズマ状態検出装置は、前記制御手段により制御されるパラメータが、ＲＦ（Radio  Frequency）パワー、ガスの流量及び圧力のうちの一又は複数とするものである。
【００１８】
このように、本発明に係るプラズマ状態検出装置は、ＲＦ（Radio  Frequency）パワー、ガスの流量及び圧力のうちの一又は複数のパラメータをプラズマ状態に応じて制御するため、チャンバ内の状態を制御することでプラズマ状態を安定化させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係るプラズマ状態検出装置を含むプラズマ処理システムのシステム構成図である。
【図２】第１の実施形態に係るプラズマ状態検出装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係るプラズマ処理システムにおける入力高周波信号と出力高周波信号を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係るプラズマ状態検出装置を含むプラズマ処理システムのシステム構成図である。
【図５】実施例に係る実験装置の構成図である。
【図６】ＲＦパワーに対する入力波と出力波との差分の変化を示す図である。
【図７】ガス流量に対する入力波と出力波との差分の変化を示す図である。
【図８】ガス圧力に対する入力波と出力波との差分の変化を示す図である。
【図９】特定の次数間の演算に基づく強調された変化を示す第１の図である。
【図１０】特定の次数間の演算に基づく強調された変化を示す第２の図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
【００２１】
（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係るプラズマ状態検出装置について、図１ないし図３を用いて説明する。本実施形態に係るプラズマ状態検出装置は、例えば、半導体の製造において一般的に利用されているプラズマＣＶＤ等の装置におけるチャンバ内のプラズマ状態を検出するものである。プラズマＣＶＤ等の装置において、プラズマの状態が異常になると被加工物である半導体素子への処理に影響が出てしまい、歩留まりが悪くなってしまう。本実施形態に係るプラズマ状態検出装置は、プラズマ状態の異常を早期に且つ詳細に分析可能とすることで、プラズマの生成状態を安定化するものである。
【００２２】
図１は、本実施形態に係るプラズマ状態検出装置を含むプラズマ処理システムのシステム構成図である。図１において、プラズマ処理システム１は、例えば、半導体基板等の被加工物が投入され、当該被加工物に対してプラズマを用いた加工を施すためのチャンバ１１と、当該チャンバ１１に入力される高周波信号（以下、入力高周波信号という）とチャンバ１１内の被加工物から発射される高調波信号（以下、出力高周波信号という）とのインピーダンスマッチングを行う整合器１２と、入力高周波信号と出力高周波信号とを分け、それぞれの信号をプラズマ状態検出装置１５に出力する方向性結合器１３と、例えば１３．５６ＭＨｚの入力高周波信号を励起する高周波電源１４とを備える。なお、高周波電源１４が励起する高周波の周波数は任意に設定することが可能である。
【００２３】
チャンバ１１内では、高周波電源１４で励起された高周波により、投入されたガス（例えば、Ａｒガス、ＣＨ４ガス、ＣＨ４＋Ｎ４ガス等）がプラズマ状態となり、成膜等の処理が行われる。このときにチャンバ１１に入力される入力高周波信号と、チャンバ１１から反射されて出力される出力高周波信号との差動からプラズマの状態を検出することができる。入力高周波信号は、プラズマ状態検出装置１５のＣＨ１端子１５ａに入力され、出力高周波信号は、プラズマ状態検出装置１５のＣＨ２端子１５ｂに入力される。プラズマ状態検出装置１５は、入力された入力高周波信号及び出力高周波信号に基づいて、演算処理を行ってプラズマの状態を判定する。
【００２４】
図２は、本実施形態に係るプラズマ状態検出装置の構成を示す機能ブロック図である。プラズマ状態検出装置１５は、ＣＨ１端子１５ａからの入力高周波信号及びＣＨ２端子１５ｂからの出力高周波信号を入力する入力部２１と、入力された入力高周波信号及び出力高周波信号の差分を演算する入出力差分器２２と、演算した差分情報を格納する差分情報格納部２３と、特徴的な変化や相関性を有する高調波の次数に関する情報を格納する次数情報格納部２４と、入出力差分器２２による演算がなされた後に、差分情報格納部２３に格納されている差分情報を利用すると共に、次数情報格納部２４に格納された次数情報を参照し、次数間の差分情報を用いた演算処理を行う次数間演算器２５と、次数間演算器２５の演算結果に基づいて、プラズマの状態を判別する状態判別部２６と、判別された状態をモニタや紙媒体等に出力する出力部２７を備える。
【００２５】
なお、次数情報格納部２４の参照については、図２に示すように、入出力差分器２２及び次数間演算器２５により読み出されて演算に利用されてもよいし、入出力差分器２２及び次数間演算器２５は測定で得られた全ての次数について演算を行い、状態判別部２６が次数情報格納部２４の情報を参照し、特徴的な次数のみを選択的に抽出して判別処理を行うようにしてもよい。
【００２６】
入出力差分器２２及び次数間演算器２５の処理について、図３を用いてさらに詳細に説明する。図３は、本実施形態に係るプラズマ処理システムにおける入力高周波信号と出力高周波信号を示す図である。図３（Ａ）は、入力高周波信号の高調波成分を次数ごとに示した図であり、図３（Ｂ）は、出力高周波信号の高調波成分を次数ごとに示した図である。入出力差分器２２は、図３（Ａ）の入力高周波信号と図３（Ｂ）の出力高周波信号との差分を演算する。各次数ごとの周波数成分をＰｎとすると、その差分は
【００２７】
【数１】
2015195085.tif 000003
【００２８】
となり、高調波における各次数ごとの差分が得られる。すなわち、入力高周波信号と出力高周波信号との差分が高調波の次数ごとに得られるため、その差分に基づいてチャンバ１１内のプラズマ状態を推定することができる。本実施形態においては、さらに、高調波の異なる次数間で演算を行うことで、より詳細にプラズマ状態を判別する。
【００２９】
次数間演算２５は、式（１）で得られたδｎについて、次数間での演算を行う。演算の一例として、次数間で逆特性を示すような場合、以下のような演算を行うことで変化をより特徴付けることが可能となる。
【００３０】
【数２】
2015195085.tif 000004
【００３１】
また、例えば、同様に逆特性を示すような場合、以下のような加算演算を行うことで変化のない一定の値を得る。
【００３２】
【数３】
2015195085.tif 000005
【００３３】
このように、特徴的な変化がある高調波を利用して演算を行い、その結果に基づいて状態判別部２６がプラズマの状態を判別する。具体的には、プラズマの状態について、定常状態であるか又は非定常状態であるかの判別や、正常状態であるか又は異常状態であるかの判別等を行う。また、（２）式や（３）式の演算を行うことで、定常／非定常、正常／異常の判別をいち早く行うことができると共に、定常状態から非定常状態に遷移する予兆や正常状態から異常状態に遷移する予兆を知ることができ、変化の推移と共にモニタリングして、安定したプラズマ状態を維持することができる高性能なプラズマ処理システムを構築することができる。
【００３４】
（本発明の第２の実施形態）
本実施形態に係るプラズマ状態検出装置について、図４を用いて説明する。本実施形態において、前記第１の実施形態と重複する説明は省略する。
【００３５】
図４は、本実施形態に係るプラズマ状態検出装置を含むプラズマ処理システムのシステム構成図である。図４において、図１の場合と異なるのは、チャンバ１１のパラメータや高周波電源１４のパラメータを制御するためのパラメータ制御部４１を備えることである。パラメータ制御部４１は、上記第１の実施形態で示した処理を行うことで得られたプラズマ状態に基づいて、チャンバ１１へのＲＦ（Radio  Frequency）パワー、ガスの流量及び圧力のうちの一又は複数のパラメータを制御して調整する。
【００３６】
状態判別部２６は、上記Δの変化に基づいてプラズマの状態を判別し、判別結果に基づいて、パラメータ制御部４１がプラズマの状態が安定化するようにパラメータ制御を行う。このとき、Δの変化に応じてパラメータ制御部４１がどのパラメータをどのように制御するかといった基本情報が必要となる。この基本情報は、新たな構成要素としてプラズマ状態検出装置１５が記憶部を有するようにしてもよいし、次数情報格納部２４に格納しておいてもよい。
【００３７】
なお、パラメータ制御部４１は、図４に示すようにプラズマ状態検出装置１５に含まれて一体的な構成としてもよいし、プラズマ状態検出装置１５とは別体のパラメータ制御装置として備えてもよい。
【００３８】
このように、本実施形態に係るプラズマ状態検出装置は、プラズマを生成するためのパラメータを制御するため、プラズマの状態を安定化させることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明に係るプラズマ状態検出装置を用いた実施例を説明する。本発明に係るプラズマ状態検出装置を用い、以下の条件で測定を行った。図５は、本実施例に係る実験装置の構成図である。実験では、ＣＶＤ装置におけるプラズマ状態を上述したプラズマ処理システムで測定した。投入するガスはＣＨ４、Ｎ２及びＡｒとした。また、マスフローコントローラを用いて、それぞれのガス流量及びガス圧を制御した。さらに、ＲＦ電源は１３．５６ＭＨｚとし、そのパワーを制御した。このような実験条件の下で、プラズマ状態検出１５により第２１次までの高調波スペクトルを測定し、入力高周波信号（入射波）に対する出力高周波信号（反射波）の差分の変化を測定した。
【００４０】
図６は、Ａｒ、ＣＨ４及びＣＨ４＋Ｎ２ガスにおけるＲＦパワーに対する入力波と出力波との差分の変化を示す図である。図６（Ａ）はＡｒガス、図６（Ｂ）はＣＨ４ガス、図６（Ｃ）はＣＨ４＋Ｎ２ガスにおける結果である。図６（Ａ）に示すように、Ａｒプラズマでは、特に第１７次と第２１次の高調波にＲＦパワーの大きさに対する変化が見られた。また、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ＣＨ４プラズマやＣＨ４＋Ｎ２プラズマでは、第１２次、第１３次及び第２１次の高調波にＲＦパワーの大きさに対する変化が見られた。
【００４１】
図７は、Ａｒ、ＣＨ４及びＣＨ４＋Ｎ２ガスにおけるガス流量に対する入力波と出力波との差分の変化を示す図である。図７（Ａ）はＡｒガス、図７（Ｂ）はＣＨ４ガス、図７（Ｃ）はＣＨ４＋Ｎ２ガスにおける結果である。図７（Ａ）に示すように、Ａｒプラズマでは、特に第１１次、第１２次、第１５次及び第２１次の高調波にガス流量に対する変化が見られた。図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ＣＨ４プラズマやＣＨ４＋Ｎ２プラズマでは、第１２次、第１３次、第１４次及び第２１次の高調波にガス流量に対する変化が見られた。なお、ＣＨ４ガス及びＣＨ４＋Ｎ２ガスにおいては、ガス流量１６〜２１ｓｃｃｍでマッチング整合度が合わないという不具合が発生した。
【００４２】
図８は、Ａｒ、ＣＨ４及びＣＨ４＋Ｎ２ガスにおけるガス圧力に対する入力波と出力波との差分の変化を示す図である。図８（Ａ）はＡｒガス、図８（Ｂ）はＣＨ４ガス、図８（Ｃ）はＣＨ４＋Ｎ２ガスにおける結果である。図８（Ａ）に示すように、Ａｒプラズマでは、特に第１１次、第１２次及び第２１次の高調波にガス圧力に対する変化が見られた。図８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ＣＨ４プラズマやＣＨ４＋Ｎ２プラズマでは、第１２次、第１３次及び第２１次の高調波にガス圧力に対する変化が見られた。
【００４３】
このように、ガスの種類に応じて、ＲＦパワー、ガス流量、ガス圧力の変化に対して特定の次数の高調波が変化することが新たに明らかとなった。すなわち、特定の次数の高調波の変化とチャンバ内のプラズマの変化には相関関係があることが明らかとなった。
【００４４】
本発明に係るプラズマ状態検出装置は、上記のような変化の相関関係を利用して特定の次数間で高調波の変化を用いた演算をすることで、プラズマ状態の変化を強調してモニタリングできるようにしている。例えば、図６（Ａ）のＡｒプラズマのＲＦパワーに対する入力波と出力波との差分のデータに注目した場合、第１７次と第２１次の高調波の差分がＲＦパワーの増加に伴って減少している。すなわち、第１７次の差分と第２１次の差分とを乗算することで図９に示すように、その変化を強調することができる。
【００４５】
このように変化が協調されることで、プラズマの状態が変化したこと（この場合、チャンバに付加されるＲＦパワーに変化があったと推定される）を早期に検知し、それに応じた対応をすることでプラズマの状態を安定化させることが可能となる。
【００４６】
また、例えば、図６（Ｂ）、（Ｃ）のＣＨ４プラズマ、ＣＨ４＋Ｎ２プラズマのＲＦパワーに対する入力波と出力波との差分のデータに注目した場合、第１２次の高調波の差分はＲＦパワーの増加に伴って増加し、第２１次の高調波の差分はＲＦパワーの増加に伴って減少している。すなわち、第１２次の差分と第２１次の差分の絶対値とを乗算することで図１０に示すように、その変化を強調することができる。
【００４７】
このように変化が協調されることで、上記同様にプラズマの状態が変化したこと（この場合も、チャンバに付加されるＲＦパワーに変化があったと推定される）を早期に検知し、それに応じた対応をすることでプラズマの状態を安定化させることが可能となる。
【００４８】
また、例えば、図８（Ｃ）のＣＨ４＋Ｎ２プラズマのガス圧力に対する入力波と出力波との差分のデータに注目した場合、第１３次の高調波の変化と第２１次の高調波の変化とは逆の挙動を示している。また、第１３次と第１２次とは同じ挙動で変化している。この３つの次数の特性を利用した演算を行うことで、変化を協調することができると共に、より精度の高い状態判定が可能となる。
【００４９】
すなわち、特徴的な変化を示す第１２次、第１３次及び第２１次のデータのうち、第１３次と第２１次のデータを用いて加算処理を行う。第１３次と第２１次のデータは逆特性を示しているため、演算結果は一定（ある程度の範囲内での微小な変化）を示す。また、同時に第１２次と第１３次のデータを用いて乗算処理を行う。第１２次と第１３次のデータは同様の特性を示しているため、その変化は強調される。そして、この２つの演算結果をどちらも満たす場合（すなわち、第１３次と第２１次のデータの加算値が一定、且つ、第１２次と第１３次のデータの乗算値が大きく変化している場合）に、プラズマの状態がガス圧力に関して異常であると判断する。
【００５０】
このように、３以上の複数の次数間の演算を利用することで、誤検知を抑制して高精度なプラズマ状態検出が可能となる。なお、誤検知も含めてできるだけ多くのアラートを出力したい場合は、上記２つの演算結果のどちらか一方を満たすときにプラズマ異常のアラートを出力するようにしてもよい。
【００５１】
上記実施例は、ある一つの環境下での測定結果であるが、ＣＶＤ装置やチャンバの特性、処理対象物、処理対象物の処理状態等の環境に応じて、特徴的な変化を示す高調波の次数が異なる場合も有り得る。そのための対策として、予め初期値としてのデータを収集し、その初期値を図２の次数情報格納部２４に格納するようにしてもよい。また、環境によっては特徴的な変化の態様が異なる場合も有り得る。例えば、あるＣＶＤ装置では、ＡｒプラズマのＲＦパワーを変化させたときに、第１２次と第１３次の入力波と出力波との差分が減少する場合もあれば、第１２次は減少し第１３次は増加するといった場合も有り得る。その場合は、ＣＶＤ装置ごとに次数間演算器２５の演算処理が異なるものとなるため、得られた初期値に基づく演算式を利用者が任意に登録できる構成とすることもできる。
【００５２】
以上のように、本発明に係るプラズマ状態検出装置においては、プラズマの状態に応じて特徴的な変化を示す高調波の異なる次数間で演算を行うことで、プラズマの状態を強調してモニタリングすることができると共に、プラズマの異常を正確且つ早急に検知してプラズマ状態を安定化させることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  プラズマ処理システム
１１  チャンバ
１２  整合器
１３  方向性結合器
１４  高周波電源
１５  プラズマ状態検出装置
１５ａ  ＣＨ１端子
１５ｂ  ＣＨ２端子
２１  入力部
２２  入出力差分器
２３  差分情報格納部
２４  次数情報格納部
２５  次数間演算器
２６  状態判別部
２７  出力部
４１  パラメータ制御部
【図１】
2015195085.tif 000006
【図２】
2015195085.tif 000007
【図３】
2015195085.tif 000008
【図４】
2015195085.tif 000009
【図９】
2015195085.tif 000010
【図１０】
2015195085.tif 000011
【図５】
2015195085.tif 000012
【図６】
2015195085.tif 000013
【図７】
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【図８】
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