(57)【要約】【課題】プラズマ処理の際にプラズマリーク発生を正確かつ迅速に検出する。【解決手段】処理容器１内に処理ガスを導入するとともに処理容器１内にある被処理体を設置する電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを形成し，被処理体の処理面に対して所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置１００において，プラズマ処理装置１００の状態に関連する装置状態パラメータのデータをパラメータ計測器２１で測定し，光学的データを光学計測器２０で測定し，電気的データを電気計測器７Ｃで測定し，プラズマリーク判定手段２０６により上記データに変動が生じた場合に，その変動に基づいてプラズマリークが発生したと判定する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置のプラズマリーク監視方法において，
前記プラズマ処理装置の状態に関連する装置状態パラメータのデータを測定し，測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出することを特徴とするプラズマリーク監視方法。
【請求項２】
高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置のプラズマリーク監視方法において，
前記プラズマからの所定の波長における発光強度よりなる光学的データ，前記プラズマに基づく基本波および高調波に関する電気的データのいずれかを測定し，測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出することを特徴とするプラズマリーク監視方法。
【請求項３】
高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置のプラズマリーク監視方法において，
前記プラズマ処理装置の状態に関連する装置状態パラメータのデータ，前記プラズマからの所定の波長における発光強度よりなる光学的データ，前記プラズマに基づく基本波および高調波に関する電気的データの少なくとも２種類のデータを測定し，測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出することを特徴とするプラズマリーク監視方法。
【請求項４】
前記プラズマリークの検出は，測定したデータに変動があった場合に，その変動に基づいてプラズマリークが発生したと判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプラズマリーク監視方法。
【請求項５】
高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，
前記プラズマ処理装置の状態に関連する装置状態パラメータのデータを測定する手段と，
検出したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出する手段と，
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，
前記プラズマからの所定の波長における発光強度よりなる光学的データ，前記プラズマに基づく基本波および高調波に関する電気的データのいずれかを測定する手段と，
測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出する手段と，
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，
前記プラズマ処理装置の状態に関連する装置状態パラメータのデータ，前記プラズマからの所定の波長における発光強度よりなる光学的データ，前記プラズマに基づく基本波および高調波に関する電気的データの少なくとも２種類のデータを測定する手段と，
測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出する手段と，
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記プラズマリークの検出は，測定したデータに変動があった場合に，その変動に基づいてプラズマリークが発生したと判定することを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において，
前記プラズマ処理を行う際に，前記プラズマ処理装置の状態に関連する装置状態パラメータのデータを測定し，測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１０】
高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において，
前記プラズマ処理を行う際に，前記プラズマからの所定の波長における発光強度よりなる光学的データ，前記プラズマに基づく基本波および高調波に関する電気的データのいずれかを測定し，測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１１】
高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において，
前記プラズマ処理を行う際に，前記プラズマ処理装置の状態に関連する装置状態パラメータのデータ，前記プラズマからの所定の波長における発光強度よりなる光学的データ，前記プラズマに基づく基本波および高調波に関する電気的データの少なくとも２種類のデータを測定し，測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１２】
前記プラズマリークの検出は，測定したデータに変動があった場合に，その変動に基づいてプラズマリークが発生したと判定することを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマリーク監視方法およびプラズマ処理装置にかかり，特にプラズマ処理中にプラズマリークが発生した場合に，迅速かつ確実に検知することが可能なプラズマリーク監視方法およびプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程においては，多種類の製造装置や検査装置が，様々な条件で用いられている。特に半導体装置の高集積化，高密度化に伴い，プラズマ処理装置においては，処理容器内の処理ガスを比較的高圧にして，さらに印加する高周波電力を高くし，励起されるプラズマの密度を高密度化して処理を行う場合がある。
【０００３】
このような高密度のプラズマによる処理を行う場合，例えば，被処理体の載置台を兼ねた下部電極周囲に設けられる排気リング等，プラズマ処理装置内の部品の取りつけ具合が悪いと，プラズマが被処理体の上部に効率よく閉じ込められずに，例えば排気リングの下部など他の部分に漏れ出す，いわゆるプラズマリークを起こすことがある。プラズマリークが起こると，同一の処理条件で処理を行っても被処理体の処理が適切に行われず，半導体製造時の歩留まりを低下させるなどの問題が生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが，従来のプラズマ処理装置においては，プラズマリークを正確に検出できる手段がなく，被処理体の処理状態に異常があっても，その原因がプラズマリークであるか否かを特定することが困難であり，プラズマ処理装置の状態や，処理条件の調整が適切に行えない等の問題があった。
【０００５】
本発明は，従来のプラズマリーク監視方法およびプラズマ処理装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，プラズマリークを正確かつ確実に検出することの可能な，新規かつ改良されたプラズマリーク監視方法，プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置のプラズマリーク監視方法において，前記プラズマ処理装置の状態に関連する装置状態パラメータのデータを測定し，測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出することを特徴とするプラズマリーク監視方法が提供される。
【０００７】
上記装置状態パラメータとしては例えば高周波電圧Ｖｐｐ，電源側の内部抵抗と負荷側の抵抗を等しくさせるためのバリアブルコンデンサＣ１，Ｃ２のポジション，自動圧力制御装置（ＡＰＣ）の制御弁の角度などがある。これらの装置状態パラメータのデータは，プラズマリークが発生した場合には発生しない場合と比較して値が変動する（ずれを生じる）ことが，実験を重ねることにより判明した。従って，本発明では装置状態パラメータのデータのずれを利用してプラズマリークを検出することにより，迅速かつ確実にプラズマリークを検出することができる。
【０００８】
また，上記装置状態パラメータの代りに，プラズマからの所定の波長における発光強度よりなる光学的データ，あるいはプラズマに基づく基本波および高調波に関する電気的データのいずれかを検出し，検出したデータを監視して，プラズマ処理中のプラズマリークを検出するようにしてもよい。上記光学的データ，上記電気的データについてもプラズマリークが発生した場合には発生しない場合と比較して値が変動することが，実験を重ねることにより判明した。従って，本発明のように上記光学的データ，上記電気的データのずれを利用してもプラズマリークを検出することにより，迅速かつ確実にプラズマリークを検出することができる。
【０００９】
また，上記装置状態パラメータのデータ，上記光学的データ，上記電気的データのうちいずれか少なくとも２種類のデータを組み合わせてプラズマ処理中のプラズマリークを検出するようにしてもよい。プラズマリーク以外の異常でもデータの値に大きな変動が生ずる場合もあるので，２種類以上のデータを組み合わせることで，より正確にプラズマリーク発生を判定することが可能である。
【００１０】
上記課題を解決するため，本発明の第２の観点によれば，処理容器内に処理ガスを導入するとともに処理容器内にある被処理体を設置する電極に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを形成し，被処理体の処理面に対して所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，プラズマ処理装置の状態に関連する装置状態パラメータのデータを測定する手段と，測定した装置状態パラメータによりプラズマ処理中のプラズマリーク発生を検出する手段とを備えるプラズマ処理装置が提供される。このようなプラズマ処理装置により上記監視方法が実現される。
【００１１】
また，上記装置状態パラメータの代りに，プラズマからの所定の波長における発光強度よりなる光学的データ，またはプラズマに基づく基本波および高調波に関する電気的データのいずれかを測定する手段と，それぞれのデータよりプラズマ処理中のプラズマリーク発生を検出する手段とを備えるようにしてもよい。
【００１２】
また，上記装置状態パラメータのデータ，上記光学的データ，上記電気的データのうち少なくとも２種類を測定する手段を有し，測定されたデータによりプラズマ処理中のプラズマリーク発生を検出する手段を備えるようにしてもい。かかる構成によれば，プラズマリークの発生を確実に検出して，プラズマ処理の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００１３】
上記課題を解決するため，本発明の第３の観点によれば，高周波電力を印加して気密な処理装置内にプラズマを発生させることにより被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において，前記プラズマ処理を行う際に，前記プラズマ処理装置の状態に関連する装置状態パラメータのデータを測定し，測定したデータを監視することにより，前記プラズマ処理中のプラズマリークを検出することを特徴とするプラズマ処理方法が提供される。これによれば，プラズマ処理の際に，プラズマリークの発生を検出することができるので，被処理体のプラズマ処理を適切に行うことができ，半導体製造時の歩留まりを低下させることができる。
【００１４】
また，プラズマ処理方法は，上記装置状態パラメータの代りに，プラズマからの所定の波長における発光強度よりなる光学的データ，あるいはプラズマに基づく基本波および高調波に関する電気的データのいずれかを検出し，検出したデータを監視して，プラズマ処理中のプラズマリークを検出するようにしてもよい。これによっても，プラズマ処理の際にプラズマリークの発生を検出することができるので，被処理体のプラズマ処理を適切に行うことができる。
【００１５】
また，上記装置状態パラメータのデータ，上記光学的データ，上記電気的データのうちいずれか少なくとも２種類のデータを組み合わせてプラズマ処理中のプラズマリークを検出するようにしてもよい。２種類以上のデータを組み合わせることで，より正確にプラズマリーク発生を判定することができるので，被処理体のプラズマ処理をより適切に行うことができる。
【００１６】
上記プラズマリークの検出は，測定したデータに変動があった場合に，その変動に基づいてプラズマリークが発生したと判定するようにしてもよい。具体的には例えば上記データについて予め設定した所定の値を超える変動が生じた場合にプラズマリークが発生したと判定するようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかるプラズマリーク監視方法およびプラズマ処理装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
図１は，本発明の１実施の形態にかかるプラズマ処理装置１００として，平行平板型のプラズマエッチング装置の構成を示す概略断面図である。図１に示すように，プラズマ処理装置１００は，アルミニウム製の処理室１と，処理室１内に配置された下部電極２を，絶縁材２Ａを介して支持する昇降可能なアルミニウム製の支持体３と，支持体３の上方に配置されプロセスガスを供給しかつ上部電極を兼ねるシャワーヘッド（以下上部電極ともいう）４とを備えている。
【００１９】
上部電極４と処理室１との間には絶縁体４Ｃが介装され電気的に絶縁されている。また，上部電極４には，整合器５Ａを介して第１高周波電源５が接続され，この第１高周波電源５から上部電極４に対して例えば３０ＭＨｚ以上，好ましくは６０ＭＨｚの第１高周波電力が供給される。この第１高周波電力Ｐは，高周波電源５と整合器５Ａ間に接続された電力計５Ｂを介して測定する。
【００２０】
処理室１は，上部が小径の上室１Ａとして形成され，下部が大径の下室１Ｂとして形成されている。上室１Ａには，ウエハＷを搬出入するための出入り口が形成され，この出入口にはゲートバルブ６が取り付けられている。また，下部電極２には，整合器７Ａを介して第２高周波電源７が接続され，この第２高周波電源７から下部電極２に対して１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力Ｐを印加し，上部電極４との間で垂直方向の電界を形成する。この第２高周波電力Ｐは，第２高周波電源７と整合器７Ａ間に接続された電力計７Ｂを介して測定する。
【００２１】
また，上記整合器５Ａ，７Ａの電極４，２側には電気計測器（例えばＶＩプローブ）５Ｃ，７Ｃが取り付けられ，この電気計測器５Ｃ，７Ｃを介して電極４，２に印加される各高周波電力Ｐにより上室１Ａ内に発生するプラズマに基づく基本波および高調波の高周波電圧Ｖ，高周波電流Ｉ，インピーダンスＺを測定する。この高周波電圧Ｖ，高周波電流Ｉは，高周波電力Ｐ，インピーダンスＺと共に電気的データとしてプラズマリーク発生を検出するために用いられる。これらの電気的パラメータは，電気計測器５Ｃ，７Ｃの両方から検出してもよく，またいずれか一方から検出してもよい。
【００２２】
さらに，上記整合器５Ａ，７Ａは，例えば２個の可変コンデンサＣ１，Ｃ２，コンデンサＣおよびコイルＬを内蔵し，可変コンデンサＣ１，Ｃ２を介してインピーダンス整合をとっている。可変コンデンサＣ１，Ｃ２の検出値としては，具体的には電源側の内部抵抗（ケーブル側）と負荷側（処理室側）の抵抗を等しくさせるためのバリアブルコンデンサの位置の値（ポジション）を検出する。整合状態での可変コンデンサＣ１，Ｃ２のポジション，上記整合器５Ａ，７Ａ内の測定器（図示せず）により測定される高周波電圧Ｖｐｐは，後述する自動圧力制御装置（ＡＰＣ；Ａｕｔｏ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｏｒｏｌｌｅｒ）の制御弁の開度（ＡＰＣ角度）などとともに，以下装置状態パラメータと称するパラメータを構成する。この装置状態パラメータもプラズマリーク発生を検出するために用いられる。
【００２３】
下部電極２の上面には，静電チャック８が配置され，この静電チャック８の電極板８Ａには直流電源９が接続されている。従って，高真空下で直流電源９から電極板８Ａに高電圧を印加することにより，静電チャック８によってウエハＷを静電吸着する。下部電極２の外周にはフォーカスリング１０が配置され，上室１Ａ内で生成したプラズマをウエハＷに集める。またフォーカスリング１０の下側には支持体３の上部に取り付けられた排気リング１１が設置されている。排気リング１１には複数の孔が全周にわたって周方向等間隔に形成され，これらの孔を介して上室１Ａ内のガスを下室１Ｂへ排気する。
【００２４】
支持体３はボールネジ機構１２およびベローズ１３を介して上室１Ａと下室１Ｂ間で昇降可能になっている。従って，下部電極２と，上部電極４との間の電極間距離は，所定の値に設定可能である。
【００２５】
支持体３の内部には冷媒配管１４に接続された冷媒流路３Ａが形成され，冷媒配管１４を介して冷媒流路３Ａ内で冷媒を循環させ，ウエハＷを所定の温度に調整する。さらに，支持体３，絶縁材２Ａ，下部電極２および静電チャック８にはそれぞれガス流路３Ｂが形成され，ガス導入機構１５からガス配管１５Ａを介して静電チャック８とウエハＷ間の細隙にＨｅガスを所定の圧力でバックサイドガスとして供給し，Ｈｅガスを介して静電チャック８とウエハＷとの間の熱伝導性を高めている。なお，排気リング１１の下部には，ベローズカバー１６が設けられている。
【００２６】
シャワーヘッド４の上面には，ガス導入部４Ａが形成され，ガス導入部４Ａには配管１７を介してプロセスガス供給系１８が接続されている。プロセスガス供給系１８は，Ａｒガス供給源１８Ａ，ＣＯガス供給源１８Ｂ，Ｃ５Ｆ８ガス供給源１８Ｃ，およびＯ２ガス供給源１８Ｄを有している。これらのガス供給源１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄは，バルブ１８Ｅ，１８Ｆ，１８Ｇ，１８Ｈおよびマスフローコントローラ１８Ｉ，１８Ｊ，１８Ｋ，１８Ｌを介してそれぞれのガスを所定の設定流量でシャワーヘッド４へ供給し，その内部で所定の配合比を持った混合ガスとして調整する。各ガス流量はそれぞれのマスフローコントローラ１８Ｉ，１８Ｊ，１８Ｋ，１８Ｌによって検出可能である。
【００２７】
シャワーヘッド４の下面には複数の孔４Ｂが全面に亘って均等に配置され，これらの孔４Ｂを介してシャワーヘッド４から上室１Ａ内へ混合ガスをプロセスガスとして供給する。また，下室１Ｂの下部の排気孔には排気管１Ｃが接続され，この排気管１Ｃに接続された真空ポンプ等からなる排気系１９を介して処理室１内を排気して所定のガス圧を保持している。排気管１ＣにはＡＰＣバルブ１Ｄが設けられ，処理室１内のガス圧に即して開度が自動的に調節される。この開度（以下ＡＰＣ角度という）は上述したように装置状態を示す装置状態パラメータを構成し，制御できないパラメータである。本実施形態では，装置状態パラメータを上述のＡＰＣ角度などの複数の装置状態データで構成しているが，これらの装置状態パラメータのうち少なくとも１種類の装置状態データで構成してもよい。
【００２８】
また，上室１Ａの側壁には，処理室１内の発光を検出するための検出窓２８が設けられ，そのすぐ外側には処理室１内のプラズマ発光を検出する分光器（以下光学計測器と称す）２０が設けられている。この光学計測器２０によって得られる特定波長に関する光学的データに基づいてプラズマ状態を監視し，プラズマ処理の終点を検出している。この光学的データも，プラズマリーク検出に用いられる。
【００２９】
図２は，プラズマ処理装置１００のプラズマリーク検出手段２００の１例を示すブロック図である。図２に示すように，上記プラズマ処理装置１００は，プラズマリーク検出手段２００を備えている。プラズマリーク検出手段２００は，例えば，上記電気的データを計測する電気計測器７Ｃ，光学的データを計測する光学計測器２０および装置状態パラメータを計測するパラメータ計測器２１からの信号を間欠的にサンプリングする電気的信号サンプリング手段２０２，光学的信号サンプリング手段２０３およびパラメータ信号サンプリング手段２０４と，上記サンプリングされた各データを用いて，プラズマリーク発生の有無を判定するプラズマリーク判定手段２０６とを備えている。
【００３０】
またプラズマリーク検出手段２００には，警報器２３および表示装置２４がそれぞれ接続されている。警報器２３および表示装置２４は，プラズマリーク判定手段２０６がプラズマリーク発生を確認するとその異常を報知する。
【００３１】
次に，上記装置状態パラメータから，プラズマリーク発生を検知する例について説明する。図３，図４は，装置状態パラメータの測定例を示す図である。図３（ａ）は装置状態パラメータの１つである高周波電圧Ｖｐｐ，図３（ｂ）は可変コンデンサＣ２の値を示すＣ２位置，図４（ａ）はＡＰＣ角度，図４（ｂ）は可変コンデンサＣ１の値を示すＣ１位置を，横軸に処理時間をとって，ウエハ番号１から２５までの２５枚の処理時の値を重ねて表した。このときのエッチング処理条件は，処理容器１内の圧力が２５ｍＴ，印加した高周波電力は，上部電極４側に３３００Ｗ，下部電極２側に３８００Ｗ，処理ガスの流量は，Ｃ５Ｆ８／Ａｒ／Ｏ２＝２９／７５０／４７ｓｃｃｍ，上部電極４および処理容器１側壁の温度が６０℃，下部電極２が２０℃である。このエッチング処理条件によりエッチングを行ったところ，２４枚目のウエハの処理時にプラズマリークが発生した。そこで，以下に各パラメータの値を検討する。
【００３２】
図３，図４においては，２４番のウエハの処理時に，高周波電圧Ｖｐｐ，Ｃ２位置，ＡＰＣ角度では，他の２４枚のウエハ処理時の値よりも明らかに高い値，Ｃ１位置は，明らかに低い値となっている。従って，装置状態パラメータを構成する各装置状態データである高周波電圧Ｖｐｐ，コンデンサＣ１，Ｃ２のポジション，ＡＰＣ角度を測定し，他のウエハ処理時に比べて明らかに異なる値を示した場合，プラズマリークが発生したと判断できることがわかる。
【００３３】
具体的には，例えば，各測定値の標準偏差をσとして±２σを超える変動があった場合にプラズマリーク発生と判断するように予めプラズマリーク判定手段２０６にプログラムし，表示装置２４および警報２３により報知させることができる。この判定は，高周波電圧Ｖｐｐ，コンデンサＣ１，Ｃ２のポジション，ＡＰＣ角度のいずれかの測定値について上記所定の範囲を超えた場合に異常と判定されてもよいし，例えばいずれか少なくとも２つ，あるいはそれ以上の値が上記所定の範囲を超えた場合に異常と判定されるようにしてもよい。
【００３４】
次に光学的データから，プラズマリーク発生を検知する例について説明する。図５は，光学的データの測定例を示す図である。図５（ａ）は波長２２６ｎｍ，図５（ｂ）は波長２６０ｎｍ，図５（ｃ）は波長４４０ｎｍにおいて，処理容器内に生成されたプラズマからの発光強度を測定したものである。横軸はウエハの番号を表す。このときのエッチング処理条件は，処理容器１内の圧力が２５ｍＴ，印加した高周波電力は，上部電極４側に３３００Ｗ，下部電極２側に３８００Ｗ，処理ガスの流量は，Ｃ５Ｆ８／Ａｒ／Ｏ２＝２９／７５０／４７ｓｃｃｍ，上部電極４および処理容器１側壁の温度が６０℃，下部電極２が２０℃である。このエッチング処理条件によりエッチングを行ったところ，２４枚目のウエハの処理時にプラズマリークが発生した。そこで，以下に各パラメータの値を検討する。
【００３５】
図５においては，２４番のウエハの処理時に，各波長とも，他の２４枚のウエハ処理時の値よりも明らかに低い値となっている。従って，光学的データを測定し，他のウエハ処理時に比べて明らかに異なる値を示した場合，プラズマリークが発生したと判断できることがわかる。
【００３６】
具体的には，例えば，各測定値の標準偏差をσとして±２σを超える変動があった場合にプラズマリーク発生と判断するように予めプラズマリーク判定手段２０６にプログラムし，表示装置２４および警報２３により報知させることができる。この判定は，各波長のいずれかの測定値について上記所定の範囲を超えた場合に異常と判定されてもよいし，例えばいずれか少なくとも２つ，あるいはそれ以上の値が上記所定の範囲を超えた場合に異常と判定されるようにしてもよい。なお，図６は各波長における２３番のウエハの光学的データと２４番のウエハの光学的データとを比較する図で，縦軸に発光強度，横軸に波長を表す。図６によれば，各波長とも２３番のウエハと２４番のウエハとの間で発光強度のずれが生じていることがわかる。特に波長２００ｎｍ〜７００ｎｍあたりでは発光強度のずれが顕著に表れている。
【００３７】
次に電気的データから，プラズマリーク発生を検知する例について説明する。図７は，光学的データの測定例を示す図である。図７（ａ）は，電圧Ｖ，図７（ｂ）は電流Ｉ，図７（ｃ）は位相Ｐ，図７（ｄ）はインピーダンスＺをそれぞれ２ＭＨｚの高調波成分について測定したものである。横軸は，ウエハの番号を表す。このときのエッチング処理条件は，処理容器１内の圧力が２５ｍＴ，印加した高周波電力は，上部電極４側に３３００Ｗ，下部電極２側に３８００Ｗ，処理ガスの流量は，Ｃ５Ｆ８／Ａｒ／Ｏ２＝２９／７５０／４７ｓｃｃｍ，上部電極４および処理容器１側壁の温度が６０℃，下部電極２が２０℃である。このエッチング処理条件によりエッチングを行ったところ，２４枚目のウエハの処理時にプラズマリークが発生した。そこで，以下に各パラメータの値を検討する。
【００３８】
図７においては，２４番のウエハの処理時に，電圧Ｖ，インピーダンスＺは，他の２４枚のウエハの処理時よりも明らかに高い値，電流Ｉ，位相Ｐは，明らかに低い値となっている。従って，電気的データを測定し，他のウエハ処理時に比べて明らかに異なる値を示した場合，プラズマリークが発生したと判断できることがわかる。
【００３９】
電気的データについては，全高調波成分について，プラズマリーク発生時のデータの変動方向は，表１のようになることが分かっている。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
よって，具体的には，例えば，各測定値の標準偏差をσとして±２σを超える変動が，各データの上記傾向の方向に生じた場合にプラズマリーク発生と判断するように予めプラズマリーク判定手段２０６にプログラムし，表示装置２４および警報２３により報知させることができる。この判定は，電圧Ｖ，電流Ｉ，位相Ｐ，インピーダンスＺのいずれかの測定値について上記所定の範囲を超えた場合に異常と判定されてもよいし，例えばいずれか少なくとも２つ，あるいはそれ以上の値が上記所定の範囲を超えた場合に異常と判定されるようにしてもよい。
【００４２】
次に，上記装置状態パラメータ，光学的データ，電気的データのうちから少なくとも２種類の測定結果を組み合わせて，プラズマリーク発生を判断する場合の例を説明する。図８は，データの組み合わせによるプラズマリーク判断方法を示す図である。図８（ａ）は，装置状態パラメータの１つであるコンデンサＣ２のポジション，図８（ｂ）は，光学的データのうちの２６０ｎｍにおける発光強度を，それぞれウエハ番号を横軸にとって表したものである。
【００４３】
図８（ａ）に示すように，コンデンサＣ２のポジションにおいては，ウエハ番号２５付近，３５付近，１００付近に，測定値の大きな変動が見られる。発光強度の方も，ウエハ番号２５付近，３５付近，１００付近に変動が見られるが，１００付近の変動は他に比べて明らかに小さく，この場合，プラズマリークとは判定されない。なおこのとき，印加した高周波電力に変動があったことが別のデータから判明した。このように１種類のデータではプラズマリーク以外の異常でも測定値に大きな変動が生ずる場合があるので，２種類以上のデータを組み合わせることで，より正確にプラズマリーク発生を判定することが可能である。
【００４４】
具体的には，例えば，各測定値の標準偏差をσとして±２σを超える変動があった場合にプラズマリーク発生と判断するように予めプラズマリーク判定手段２０６にプログラムし，表示装置２４および警報２３により報知させることができる。特に，装置状態パラメータ，光学的データ，電気的データのうちから少なくとも２種類のデータを測定して判定に用いることで，他の要因による測定値の変動をプラズマリークと判定する危険性を排除し，正確にプラズマリークを検出することができる。
【００４５】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかるプラズマリーク監視方法およびプラズマ処理装置の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４６】
例えば，本実施の形態におけるプラズマ処理装置としては，平行平板型のプラズマエッチング装置に限られず，処理室内にプラズマを発生させるヘリコン波プラズマエッチング装置，誘導結合型プラズマエッチング装置等に適用してもよい。また，ダイポールリング磁石を用いてプラズマを発生させるエッチング装置に適用してよい。さらに，下部電極のみに高周波電力を印加するプラズマエッチング装置に適用してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，装置状態パラメータ，光学的データ，電気的データを監視し，これらのデータがプラズマリークが発生したときに変動することを利用してプラズマリークの発生を正確に判定することができ，プラズマ処理装置における処理を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置を示す概略断面図である。
【図２】本実施形態におけるプラズマリーク判定手段の１例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における装置状態パラメータの測定例を示す図である。
【図４】本実施形態における装置状態パラメータの測定例を示す図である。
【図５】本実施形態における光学的データの測定例を示す図である。
【図６】本実施形態における光学的データの各波長の測定結果をまとめた図である。
【図７】本実施形態における電気的データの測定例を示す図である。
【図８】本実施形態におけるデータの組み合わせによるプラズマリーク判断方法を示す図である。
【符号の説明】
１　　　処理室
２　　　下部電極
３　　　支持体
４　　　シャワーヘッド（上部電極）
５　　　第１高周波電源
６　　　ゲートバルブ
７　　　第２高周波電源
８　　　静電チャック
９　　　直流電源
１０　　　フォーカスリング
１１　　　排気リング
１２　　　ボールネジ機構
１３　　　ベローズ
１４　　　冷媒配管
１５　　　ガス導入機構
１６　　　ベローズカバー
１７　　　配管
１８　　　ガス供給系
１９　　　排気系
２０　　　光学計測器
２８　　　検出窓
１００　　　プラズマ処理装置
２００　　　プラズマリーク検出手段
２０２　　　電気的信号サンプリング手段
２０３　　　光学的信号サンプリング手段
２０４　　　パラメータ信号サンプリング手段
２０６　　　プラズマリーク判定手段
【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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