(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に上下に対向する高周波電極を有し，それらの高周波電極の少なくともいずれかの高周波電極に高周波電力を供給し処理容器内にプラズマを生成して，基板を処理するプラズマ処理装置であって，
前記処理容器内に設置され，前記処理容器の上下方向の中心軸に対し周方向に向かう磁界の時間変化量を検出するプローブと，
前記プローブによる前記磁界の時間変化量の検出結果に基づいて，前記高周波電力の供給によりプラズマ内を軸方向に流れる高周波電流量を算出する算出部と，を有し，
前記プローブは，コイル状に形成され，そのコイルの軸が前記処理容器の中心軸周りの前記周方向に向けられ，前記処理容器内の上下方向の複数個所に設けられていることを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記プローブは，前記磁界の時間変化量として前記コイルに生じる誘導起電力を検出し，
前記算出部は，前記誘導起電力から前記高周波電流量を算出することを特徴とする，請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記プローブは，前記上下の高周波電極の間の高さに設けられていることを特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記プローブは，前記処理容器内で上下のいずれかの高周波電極に保持された基板よりも外側に設けられていることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記プローブの少なくとも一つは，上方の高周波電極の直下の高さに設けられ，少なくとも一つは，下方の高周波電極の直上の高さに設けられていることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記算出部は，一方の高周波電極側に近いプローブにより検出された高周波電流量から，他方の高周波電極側に近いプローブにより検出された高周波電流量を減算し，それらのプローブ間で増減した軸方向の高周波電流量から径方向に流れる高周波電流量を算出することを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記プローブ間の高周波電流量の算出を基板の処理中に行い，その算出された前記高周波電流量と予め設定された高周波電流量の閾値に基づいて基板の処理を停止させる制御部を有することを特徴とする，請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記各プローブにより検出された磁界の時間変化量を，その中に含まれる各周波数成分に分解する解析部を有し，
前記算出部は，前記各周波数毎に，前記プローブ間の高周波電流量を算出することを特徴とする，請求項６又は７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
算出された前記各周波数の高周波電流量に基づいて，特定の周波数の高周波電流量を調整する調整部を有することを特徴とする，請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記プローブは，絶縁体のカバーによって覆われていることを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記プローブは，生成されたプラズマに面した部材内に埋め込まれていることを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記プローブは，前記処理容器の壁部内に埋め込まれていることを特徴とする，請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
最下部のプローブは，前記処理容器内の下方の高周波電極に保持された基板の外周を囲む環状部材内に埋め込まれていることを特徴とする，請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記プローブは，前記処理容器内で昇降自在であることを特徴とする，請求項１〜１０のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
処理容器内に上下に対向する高周波電極を有し，それらの高周波電極の少なくともいずれかの高周波電極に高周波電力を供給し処理容器内にプラズマを生成して，基板を処理するプラズマ処理装置において，プラズマ内を流れる高周波電流量を測定する方法であって，
コイル状に形成され，そのコイルの軸が前記処理容器の中心軸周りの前記周方向に向けられ，前記処理容器内の上下方向の複数個所に設置されたプローブにより，前記処理容器の上下方向の中心軸に対し周方向に向かう磁界の時間変化量を検出する工程と，
各プローブの前記磁界の時間変化量の検出結果に基づいて，前記高周波電力の供給によりプラズマ内を軸方向に流れる高周波電流量を算出する工程と，
一方の高周波電極側に近いプローブにより検出された高周波電流量から，他方の高周波電極側に近いプローブにより検出された高周波電流量を減算し，それらのプローブ間で増減した軸方向の高周波電流量から径方向に流れる高周波電流量を算出する工程と，を有することを特徴とする，プラズマ内の高周波電流量の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，処理容器内にプラズマを生成して基板を処理するプラズマ処理装置と，そのプラズマ処理装置におけるプラズマ内の高周波電流量の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体装置や液晶表示装置等の製造プロセスにおけるエッチングや成膜などの基板処理では，プラズマを用いた処理が広く用いられている。
【０００３】
そのプラズマ処理は，通常プラズマ処理装置で行われている。このプラズマ処理装置には，処理容器内に上下に対向する電極が設けられ，例えば基板を載置した下部電極に高周波電力を供給し，下部電極と上部電極との間にプラズマを生成して基板の処理を行っている。
【０００４】
上述のプラズマ処理では，高周波電力の供給により下部電極から上部電極に向けてプラズマ内に高周波電流が流れる。この高周波電流は，プラズマの生成に寄与し，プラズマ密度やセルフバイアス（Ｖｄｃ）などのプラズマ状態と密接な関係を有するものであり，基板の処理状態を評価する上で重要な要素となる。このため，従来より，プラズマ処理装置では，下部電極に接続されたマッチング装置の出力側に電流センサを取り付け，マッチング装置から電極に流れる高周波電流量を測定することが行われていた（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２―４３４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，上述のように電流センサをマッチング装置の出力側に設けた場合，高周波電流量の測定点がプラズマから離れており，また処理容器のインピーダンスの影響を受けて電力が消費されるため，実際にプラズマ内を通過する高周波電流量と電流センサによる測定電流量が異なっている。このため，測定した高周波電流量から，基板の処理状態を正確に評価することは難しかった。特にエッチング処理に用いられる数十ＭＨｚ程度の高周波では，上記マッチング装置の出力側の測定点における電流量と実際にプラズマ内に入る電流量との違いが大きくなることが多く，この場合基板の処理状態を正確に知ることはできなかった。
【０００７】
ところで，処理容器内のコンディションの変化，例えば処理容器の内壁面や上下電極の汚染や損傷などは，プラズマ内における高周波電流の流れの変化により検出できる。しかしながら，上述の電流センサでは，プラズマ内における高周波電流の流れは把握できないため，処理容器内のコンディションの変化を検出できなかった。このため，処理容器内のコンディションの変化による基板の処理状態の変動を早期に検出し，それに対応することができなかった。
【０００８】
また，同じ仕様のプラズマ処理装置であっても，各プラズマ処理装置毎に，処理容器内のコンディションが僅かに異なるが，上述のようにそのコンディションを知るためのプラズマ内の高周波電流の流れが把握できないため，各プラズマ処理装置のコンディションの違い(機差)を合わせ込むことができなかった。この結果，複数のプラズマ処理装置で基板を並行して処理すると，基板の処理状態が装置間でばらつくことがあった。
【０００９】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，処理容器内のプラズマ内を流れる高周波電流量を正確に検出し，さらにプラズマ内の高周波電流の流れを把握することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために，本発明は，処理容器内に上下に対向する高周波電極を有し，それらの高周波電極の少なくともいずれかの高周波電極に高周波電力を供給し処理容器内にプラズマを生成して，基板を処理するプラズマ処理装置であって，前記処理容器内に設置され，前記処理容器の上下方向の中心軸に対し周方向に向かう磁界の時間変化量を検出するプローブと，前記プローブによる前記磁界の時間変化量の検出結果に基づいて，前記高周波電力の供給によりプラズマ内を軸方向に流れる高周波電流量を算出する算出部と，を有し，前記プローブは，コイル状に形成され，そのコイルの軸が前記処理容器の中心軸周りの前記周方向に向けられ，前記処理容器内の上下方向の複数個所に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば，処理容器内の中心軸周りに実際に生じている磁界の時間変化量を検出し，その磁界の時間変化量から高周波電流量を算出できるので，処理容器内のプラズマ内を軸方向に流れる高周波電流量を正確に検出できる。この結果，基板の処理状態を正確に評価することができる。また，処理容器内の上下方向の複数個所にプローブを配置して，複数個所の高周波電流量を算出できるので，処理容器内における高周波電流量の変動を検出し，高周波電流の流れを把握できる。これにより，処理容器内のコンディションの変化を検出できる。また，複数の装置間でコンディションを合わせ込むことができる。
【００１３】
前記プローブは，前記磁界の時間変化量として前記コイルに生じる誘導起電力を検出し，前記算出部は，前記誘導起電力から前記高周波電流量を算出するようにしてもよい。
【００１４】
前記プローブは，前記上下の高周波電極の間の高さに設けられていてもよい。
【００１５】
前記プローブは，前記処理容器内で上下のいずれかの高周波電極に保持された基板よりも外側に設けられていてもよい。
【００１６】
前記プローブの少なくとも一つは，上方の高周波電極の直下の高さに設けられ，少なくとも一つは，下方の高周波電極の直上の高さに設けられていてもよい。
【００１７】
前記算出部は，一方の高周波電極側に近いプローブにより検出された高周波電流量から，他方の高周波電極側に近いプローブにより検出された高周波電流量を減算し，それらのプローブ間で増減した軸方向の高周波電流量から径方向に流れる高周波電流量を算出するようにしてもよい。
【００１８】
上記プラズマ処理装置は，前記プローブ間の高周波電流量の算出を基板の処理中に行い，その算出された前記高周波電流量と予め設定された高周波電流量の閾値に基づいて基板の処理を停止させる制御部を有していてもよい。
【００１９】
上記プラズマ処理装置は，前記検出された磁界の時間変化量を，その中に含まれる各周波数成分に分解する解析部を有し，前記算出部は，前記各周波数毎に，前記プローブ間の高周波電流量を算出するようにしてもよい。
【００２０】
上記プラズマ処理装置は，算出された前記各周波数の高周波電流量に基づいて，特定の周波数の高周波電流量を調整する調整部を有するようにしてもよい。
【００２１】
前記プローブは，絶縁体のカバーによって覆われていてもよい。
【００２２】
前記プローブは，生成されたプラズマに面した部材内に埋め込まれていてもよく，例えばプローブは，前記処理容器の壁部内に埋め込まれていてもよい。
【００２３】
また，最下部のプローブは，前記処理容器内の下方の高周波電極に保持された基板の外周を囲む環状部材内に埋め込まれていてもよい。
【００２４】
前記プローブは，前記処理容器内で昇降自在であってもよい。
【００２５】
別の観点による本発明によれば，処理容器内に上下に対向する高周波電極を有し，それらの高周波電極の少なくともいずれかの高周波電極に高周波電力を供給し処理容器内にプラズマを生成して，基板を処理するプラズマ処理装置において，プラズマ内を流れる高周波電流量を測定する方法であって，コイル状に形成され，そのコイルの軸が前記処理容器の中心軸周りの前記周方向に向けられ，前記処理容器内の上下方向の複数個所に設置されたプローブにより，前記処理容器の上下方向の中心軸に対し周方向に向かう磁界の時間変化量を検出する工程と，各プローブの前記磁界の時間変化量の検出結果に基づいて，前記高周波電力の供給によりプラズマ内を軸方向に流れる高周波電流量を算出する工程と，一方の高周波電極側に近いプローブにより検出された高周波電流量から，他方の高周波電極側に近いプローブにより検出された高周波電流量を減算し，それらのプローブ間で増減した軸方向の高周波電流量から径方向に流れる高周波電流量を算出する工程と，を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば，生成されたプラズマ内を流れる高周波電流量を正確に検出できるので，その高周波電流量により基板の処理状態を正確に把握することができる。また，プラズマ内の高周波電流の流れを把握できるので，それによって装置コンディションの変化を検出でき，また装置間の機差を合わせ込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本発明にかかるプラズマ処理装置としてのプラズマエッチング装置１の構成の概略を示す縦断面の説明図である。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。
【００２８】
図１に示すようにプラズマエッチング装置１は，例えば略円筒状の処理容器２を備えている。この処理容器２の内側に処理空間Ｋが形成される。処理容器２の内壁面には，例えばアルミナなどの保護膜が被覆されている。また処理容器２は，接地されている。
【００２９】
例えば処理容器２内の中央部の底部には，絶縁板１０を介在して円柱状の電極支持台１１が設けられている。電極支持台１１上には，基板Ｗを載置する載置台を兼ねた高周波電極としての下部電極１２が設けられている。下部電極１２の上面は，例えば中央が円柱状に突出しており，この突出部１２ａに基板Ｗが保持される。なお，突出部１２ａは，静電チャックになっている。下部電極１２の突出部１２ａの周囲には，石英製で環状の環状部材としてのフォーカスリング１３が設けられている。
【００３０】
下部電極１２と対向する処理容器２の天井部には，例えば略円盤形状の上部電極２０が取り付けられている。上部電極２０の下面には，例えば多数のガス吐出孔２０ａが形成されている。ガス吐出孔２０ａは，上部電極２０の上面に接続されたガス供給管２２により，ガス供給源２３に連通している。ガス供給源２３には，エッチング処理のための処理ガスが貯留されている。ガス供給管２２から上部電極２０内に導入された処理ガスは，複数のガス吐出孔２０ａから処理空間Ｋに供給される。
【００３１】
下部電極１２には，整合器（図示せず）を介して高周波電源３１が電気的に接続されている。高周波電源３１は，例えば４０ＭＨｚ以上，例えば６０ＭＨｚの周波数の高周波電力を出力できる。また高周波電源３１と下部電極１２との間には，整合器とは別に，下部電極１２側の回路のインピーダンスを補正可能なインピーダンス調整部３０が設けられている。なお，高周波電源３１やインピーダンス調整部３０の動作の制御は，後述する制御部６０により行われている。
【００３２】
処理容器２の側壁部２ａの近傍には，上下方向に２つのプローブ４０，４１が設置されている。例えば下部プローブ４０は，図２に示すように直径が３ｍｍ程度の円形の二巻きコイル４０ａにより構成されている。コイル４０ａは，その軸の向きが処理容器２の上下方向の中心軸周りの周方向θに向けられている。換言すると，コイル４０ａは，図１に示すように下部電極１２上の基板Ｗの表面と処理容器２の側壁部２ａの内側面との両面に対し，コイル面が直角になるように設置されている。これによって，処理空間Ｋに生じる周方向θの磁束がコイル４０ａ内を貫通し，その磁束の変化によってコイル４０ａに誘導起電力を生じさせることができる。したがって，下部プローブ４０は，周方向θの磁界の時間変化量を誘導起電力として検出できる。
【００３３】
上部プローブ４１も下部プローブ４０と同様の構成を有し，例えば円形の二巻きコイル４１ａにより構成され，コイル４１ａは，その軸の向きが処理容器２の上下方向の中心軸周りの周方向θに向けられている。したがって，上部プローブ４１は，処理空間Ｋに生じる周方向θの磁束をコイル４１ａ内に貫通させ，その磁束の変化によってコイル４１ａに誘導される誘導起電力を，周方向θの磁界の時間変化量として検出できる。
【００３４】
下部プローブ４０は，例えば下部電極１２の直上，つまり下部電極１２上の基板Ｗの外方であって基板Ｗと同程度の高さに設置されている。例えば下部プローブ４０は，コイル４０ａの下端部が基板Ｗの表面より５〜１０ｍｍ程度高くなる位置に設置されている。これにより，下部プローブ４０は，下部電極１２付近の高さの周方向θの磁界の時間変化量を検出できる。また，下部ブローブ４０は，図３に示すように側壁部２ａの近傍であって側壁部２ａの内側面から１５〜２５ｍｍ，より好ましくは２０ｍｍの位置に設置されている。下部プローブ４０は，側壁部２ａに固定された絶縁体の例えば石英又はセラミックスのカバー４２によって覆われている。
【００３５】
上部プローブ４１は，図１に示すように例えば上部電極２０の直下の高さに設置されている。例えば上部プローブ４１は，コイル４１ａの上端部が上部電極２０の下面より５〜１０ｍｍ程度低くなる位置に設置されている。また，上部ブローブ４１は，下部プローブ４０と同様に側壁部２ａの近傍であって側壁部２ａの内側面から１５〜２５ｍｍ，より好ましくは２０ｍｍの位置に設置されている。上部プローブ４１は，側壁部２ａに固定された絶縁体の例えば石英又はセラミックスのカバー４３によって覆われている。
【００３６】
下部プローブ４０のコイル４０ａと上部プローブ４１のコイル４１ａは，解析部としてのアナライザボックス５０に接続されている。アナライザボックス５０は，プローブ４０，４１において検出された磁界の時間変化量（誘導起電力）を，その中に含まれる各周波数成分に分解できる。
【００３７】
アナライザボックス５０は，算出部としてのコンピュータ５１に接続されている。コンピュータ５１は，アナライザボックス５０で分解された各周波数成分の誘導起電力から，後述する算出原理を用いて，処理空間Ｋのプラズマ内を流れる高周波電流量を算出し，それらの情報を蓄積できる。なお，ここでいう高周波電流量とは，プラズマ領域Ｐ内を流れる高周波電流の各プローブ４０，４１の位置における総電流量である。
【００３８】
ここで，図４を用いてプラズマ領域Ｐ内を軸方向に流れる高周波電流Ｉｚの高周波電流量Ａｚの算出原理について説明する。図４は，プラズマ領域Ｐを有する処理容器２の内部を模式的に示すものである。図４中のｒは，処理容器２の中心軸からの距離，Ｈθ（ｒ）は，周方向θの磁界の強さ，Ｖ（ｒ）は，コイル４０ａ（４１ａ）に生じる誘導起電力を示す。高周波電流Ｉｚは，高周波電流量Ａｚを用いて，次式（１）
【００３９】
【数１】
0004727479.tif 000002
【００４０】
で表せられる（ωは，高周波の振動数）。また，アンペールの法則から，次式（２）
【００４１】
【数２】
0004727479.tif 000003
【００４２】
が成り立つ。また，磁束をΦとすると，ファラデーの法則により次式（３）
【００４３】
【数３】
0004727479.tif 000004
【００４４】
が成り立つ。Ｎをコイル４０ａ（４１ａ）の巻き数，Ｓをコイル面の面積，μ０を透磁率とし，式（１），（２）を式（３）に代入し変形すると，
【００４５】
【数４】
0004727479.tif 000005
【００４６】
となる。したがって，
【００４７】
【数５】
0004727479.tif 000006
【００４８】
となり，コイル４０ａ（４１ａ）に生じる誘導起電力Ｖ（ｒ）から高周波電流量Ａｚが算出される。
【００４９】
以下，下部プローブ４０のコイル４０ａに生じる誘導起電力をＶ（ｒ）１，その誘導起電力Ｖ（ｒ）１から算出される高周波電流量をＡｚ１とする。また，上部プローブ４１のコイル４１ａに生じる誘導起電力をＶ（ｒ）２，その誘導起電力Ｖ（ｒ）２から算出される高周波電流量をＡｚ２とする。この例の場合，下部プローブ４０により算出される高周波電流量Ａｚ１は，図１に示すように下部電極１２からプラズマ領域Ｐに入力される高周波電流量になり，上部プローブ４１により算出される高周波電流量Ａｚ２は，プラズマ領域Ｐから上部電極２０に出力される高周波電流量Ａｚ２になる。
【００５０】
コンピュータ５１は，さらに高周波電流量Ａｚ１と高周波電流量Ａｚ２の差を求めて，上部電極２０と下部電極１２との間で径方向の側壁部２ａに流出する損出高周波電流量Ａｒ（Ａｒ＝Ａｚ１―Ａｚ２）を算出できる。コンピュータ５１は，算出された損出高周波電流量Ａｒの情報を，例えばプラズマエッチング装置１の制御部６０に出力できる。
【００５１】
制御部６０は，例えば出力された損出高周波電流量Ａｒと予め設定された閾値と比較し，損出高周波電流量Ａｒの値が閾値を超えている場合には，エラーを出力して基板Ｗの処理を停止させることができる。なお，閾値については，例えば処理容器２のコンディションや基板Ｗの処理状態に不具合が生じる場合の損出高周波電流量Ａｒの値を予め求めておき，その値を閾値に設定する。
【００５２】
処理容器２の下部には，排気機構（図示せず）に通じる排気管７０が接続されている。排気管７０を介して処理容器２内を真空引きすることで，処理空間Ｋを所定の圧力に減圧できる。
【００５３】
次に，以上のように構成されたプラズマエッチング装置１の作用について説明する。
【００５４】
プラズマエッチング装置１においてエッチング処理を行う際には，図１に示すように先ず基板Ｗが処理容器２内に搬入され，下部電極１２上に載置される。排気管７０から排気が行われ処理容器２内が減圧され，ガス吐出孔２０ａからは所定の処理ガスが供給される。次に，高周波電源３１により，下部電極１２にプラズマ生成用の高周波電力が供給される。これにより，下部電極１２と上部電極２０との間に高周波電圧が印加され，処理容器２内の下部電極１２と上部電極２０との間の処理空間Ｋにプラズマが生成され，プラズマ領域Ｐが形成される。このプラズマにより処理ガスから活性種やイオンなどが生成され，ウェハＷの表面膜がエッチングされる。所定時間エッチングが行われた後，高周波電力の供給と処理ガスの供給が停止され，ウェハＷが処理容器２内から搬出されて，一連のエッチング処理が終了する。
【００５５】
プラズマエッチング装置１において，例えばプラズマ領域Ｐ内の高周波電流量の変動を検出する際には，先ずプラズマの発生中に，下部プローブ４０により処理空間Ｋの下部電極１２付近の周方向θの磁界の時間変化量が検出される。この際，下部プローブ４０のコイル４０ａには，処理空間Ｋの下部電極１２付近の周方向θの磁束Φが通過し，そのコイル４０ａ内の磁束Φの変化によりコイル４０ａに誘導起電力Ｖ（ｒ）１が生じる。この誘導起電力Ｖ（ｒ）１が下部電極１２の付近の磁界の時間変化量として検出される。また，上部プローブ４１により処理空間Ｋの上部電極２０付近の周方向θの磁界の時間変化量が検出される。上部プローブ４１のコイル４１ａには，処理空間Ｋの上部電極２０付近の周方向θの磁束Φが通過し，そのコイル４１ａ内の磁束Φの変化によりコイル４１ａに誘導起電力Ｖ（ｒ）２が生じる。この誘導起電力Ｖ（ｒ）２が上部電極２０付近の磁界の時間変化量として検出される。
【００５６】
誘導起電力Ｖ（ｒ）１，Ｖ（ｒ）２の検出情報は，アナライザボックス５０に入力され，アナライザボックス５０では，検出された誘導起電力Ｖ（ｒ）１，Ｖ（ｒ）２が，高周波電力の基本波，高調波などの各周波数成分に分解される。各周波数成分に分解された誘導起電力Ｖ（ｒ）１，Ｖ（ｒ）２は，コンピュータ５１に送られ，コンピュータ５１では，上記式（４）などの算出原理を用いて，各誘導起電力Ｖ（ｒ）１，Ｖ（ｒ）２に対応する高周波電流量Ａｚ１，Ａｚ２が算出される。また，コンピュータ５１では，高周波電流量Ａｚ１から高周波電流量Ａｚ２を引いた損出高周波電流量Ａｒが算出される。
【００５７】
算出された高周波電流量Ａｚ１，Ａｚ２，Ａｒは，例えば制御部６０に出力され，例えば損出高周波電流量Ａｒが周波数成分毎に予め設定された閾値と比較され，閾値内の場合には正常と判定され，閾値を超えていた場合には，例えばエラーが出力され，基板Ｗの処理が停止される。また，高周波電流量Ａｚ１，Ａｚ２，Ａｒの情報は，制御部６０に蓄積され，基板Ｗの処理状態や処理容器２内のコンディションを評価する情報として利用される。なお，閾値の設定の仕方によって，閾値を下回った場合にエラーを出力するようにしてもよい。
【００５８】
以上の実施の形態によれば，プローブ４０，４１が処理容器２内に設置されたので，プラズマ内を流れる高周波電流量Ａｚ，Ａｒを直接的に検出することができる。このため，正確な高周波電流量Ａｚ，Ａｒを検出でき，この高周波電流量Ａｚ，Ａｒにより例えば基板Ｗの処理状態を正確に評価することができる。
【００５９】
また，処理容器２内の上下の電極１２，２０付近にプローブ４０，４１をそれぞれ設けたので，下部電極１２からプラズマ領域Ｐ内に入力される高周波電流量Ａｚ１と，プラズマ領域Ｐから上部電極２０に出力される高周波電流量Ａｚ２とを検出でき，それらの高周波電流量Ａｚ１，Ａｚ２から，下部電極１２と上部電極２０との間の側壁面２ａに流出する損出高周波電流量Ａｒを検出できる。これにより，プラズマ領域Ｐ内における高周波電流量の変動を検出し，プラズマ領域Ｐ内の高周波電流の流れを把握できる。この結果，例えば処理容器２内のコンディションを把握できる。例えば処理容器２の内壁面や電極１２，２０に汚れや亀裂が生じたり，内壁面の保護膜が減少したり，或いは上部電極２０のガス孔２０ａなどに異常放電が生じているような場合には，高周波電流量Ｉｚの上部電極２０方向の流れが妨げられたり，側壁面２ａ方向への流出が妨げられたりして，高周波電流量Ａｚ，Ａｒが変わる。したがって，本実施の形態のように高周波電流量Ａｚ，Ａｒから高周波電流の流れを把握することにより，処理容器２内のコンディションの変化を検出できる。また，処理容器２内のコンディションを把握できるので，そのコンディションに基づいて他のプラズマエッチング装置との間の機差を補正できる。
【００６０】
また，各プローブ４０，４１がコイル状に形成され，コイル４０ａ，４１ａの軸が処理空間Ｋの周方向θに向けられているので，コイル４０ａ，４１ａ内に磁束Φを貫通させ，電磁誘導によりコイル４０ａ，４１ａに誘導起電力を生じさせることにより，周方向θの磁界の時間変化量を誘導起電力Ｖ（ｒ）として簡単かつ正確に検出することができる。
【００６１】
各プローブ４０，４１が絶縁体の石英又はセラミックスからなるカバー４２，４３により覆われているので，プラズマによるプローブ４０，４１の腐食を防止できる。
【００６２】
各プローブ４０，４１が，処理容器２内の基板Ｗの外側であって側壁部２ａの近傍に設けられたので，処理容器２内にプローブ４０，４１を設けても，処理空間Ｋの基板Ｗの処理を妨げることなく，基板Ｗの処理を適正に行うことができる。
【００６３】
またプローブ４０，４１は，処理容器２の側壁部２ａの内側面から１５ｍｍ〜２５ｍｍの位置に設けられている。図５は，他の条件を同じにして，プローブと側壁部２ａとの距離を変えた場合のプローブによる検出電流量を示すグラフである。この図５のグラフから，プローブが側壁部２ａから１５ｍｍ〜２５ｍｍの距離にあるときに，検出電流量が高くなることが分かる。したがって，プローブ４０，４１を側壁部２ａから１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲に位置させることにより，プローブ４０，４１の感度を最適にすることができる。
【００６４】
また，以上の実施の形態では，下部プローブ４０を基板Ｗと同程度の高さの下部電極１２の直上の高さに配置したので，下部電極１２からプラズマ領域Ｐに流入した高周波電流量Ａｚ１を正確に検出できる。また，上部プローブ４１を上部電極２０の直下の高さに配置したので，プラズマ領域Ｐから上部電極２０に流出する高周波電流量Ａｚ２を正確に検出できる。さらに，これにより下部電極１２から上部電極２０に至るまでに外部に流出する高周波電流量Ａｒも正確に検出できる。
【００６５】
上記実施の形態では，制御部６０により，損出高周波電流量Ａｒが閾値を超えた場合に基板Ｗの処理を停止させたので，基板Ｗの処理状態の異常や処理容器２内のコンディションの異常に早期に対応することができ，不良の基板Ｗを大量に製造することを防止できる。
【００６６】
アナライザボックス５０により，プローブ４０，４１から出力された誘導起電力Ｖ（ｒ）１，Ｖ（ｒ）２を，高周波電力の基本波，高調波などの各周波数成分に分解するので，コンピュータ５１において，各周波数成分毎に高周波電流量Ａｚ１，Ａｚ２と損出高周波電流量Ａｒを算出できる。このため，基板Ｗの処理状態や処理容器２内のコンディションをより詳細に把握できる。
【００６７】
上記実施の形態において，算出された特定の周波数成分である基本波や高調波の高周波電流量Ａｒに基づいて，下部電極１２側の回路における基本波や高調波に対するインピーダンスを制御してもよい。この場合，例えばインピーダンス調整部３０は，図６に示すように可変素子としての可変コンデンサ７５，固定コイル７６などから構成され，可変コンデンサ７５の容量を変更することによって，下部電極１２側の回路全体の基本波や高調波に対するインピーダンスを変更できる。そして，制御部６０は，算出された基本波や高調波の高周波電流量Ａｚ，Ａｒに基づいて，インピーダンス調整部３０を制御し，下部電極１２側の回路の基本波や高調波に対するインピーダンスを制御する。こうすることにより，プラズマ内の基本波や高調波の高周波電流量Ａｚ，Ａｒを調整し，プラズマ状態や基板Ｗの処理状態，又は処理容器２内のコンディションをより適正なものに調整できる。
【００６８】
以上の実施の形態では，プローブ４０，４１が処理容器２の側壁部２ａに取り付けられていたが，プローブ４０，４１は，図７に示すように側壁部２ａ内に埋め込まれていてもよい。この場合，例えば側壁部２ａ内に上下２つの空間８０，８１が形成され，その空間８０，８１内にプローブ４０，４１がそれぞれ設置される。こうすることにより，処理容器２内の処理空間Ｋにプローブ４０，４１が突出しないので，処理空間Ｋのプラズマがプローブ４０，４１により影響を受けることがない。また，側壁部２ａによりプローブ４０，４１が保護されるので，プラズマによるプローブ４０，４１の腐食も防止できる。なお，この場合，上述の図５に示したようにプローブ４０，４１により検出される電流量が減少することも考えられるので，この場合例えば予めその減少量を考慮に入れて，高周波電流量Ａｚを評価するようにしてもよい。
【００６９】
また，上記例において，フォーカスリング１３の材質が誘電体の場合，下部プローブ４０が，図８に示すように基板Ｗの周囲にあるフォーカスリング１３の内部に埋め込まれていてもよい。かかる場合，例えばフォーカスリング１３内に空間９０が形成され，その空間９０内に下部プローブ４０が設置される。この場合も，処理容器２内の処理空間Ｋに下部プローブ４０が突出することがないので，処理空間Ｋのプラズマが下部プローブ４０により影響を受けることがない。また，フォーカスリング１３により下部プローブ４０が保護されるので，プラズマによる下部プローブ４０の腐食も防止できる。さらに，下部プローブ４０の位置が基板Ｗの表面に近いので，エッチングプロセスに最も影響を与える基板Ｗの直上に流出する高周波電流量Ａｚ１を正確に検出できる。
【００７０】
なお，プローブ４０，４１は，側壁部２ａやフォーカスリング１３に限られず，処理容器２内を見るための窓部（図示せず）や上部電極２０などのプラズマ領域Ｐに面する他の誘電体の部材に埋め込まれていてもよい。
【００７１】
以上の実施の形態では，プローブ４０，４１が側壁部２ａに固定されていたが，プローブ４０，４１が上下方向に移動できるようにしてもよい。この場合，例えば図９に示すように処理容器２の側壁部２ａに，上下方向に延びるレール１００が設けられ，このレール１００に，上下に移動する２つのスライダ１０１，１０２が設けられてもよい。そしてその下方のスライダ１０１に，下部プローブ４０及びそのカバー４２が取り付けられ，上方のスライダ１０２に，上部プローブ４１及びそのカバー４３がそれぞれ取り付けられてもよい。高周波電流量Ａｚ１，Ａｚ２，Ａｒを検出する際には，下部プローブ４０又は上部プローブ４１のいずれか，或いは下部プローブ４０と上部プローブ４１の両方を上下動させ，上下方向の任意の位置で磁界の時間変化量を検出し，各位置の高周波電流量Ａｚ１，Ａｚ２と，その損出高周波電流量Ａｒを算出する。こうすることにより，例えば側壁部２ａ面内において損出高周波電流量Ａｒの多い位置或いは少ない位置を特定できる。この結果，例えば処理容器２内のコンディションの変動の原因となる側壁部２ａの亀裂や保護膜の剥離などの位置を特定できる。また，プラズマ領域Ｐ内の高周波電流Ｉｚの流れをより詳細に把握でき，基板Ｗの処理状態や処理容器２内のコンディションを正確に知ることができる。
【００７２】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の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思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に相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。例えばプローブ４０，４１のコイル４０ａ，４１ａの巻き数は，二巻に限られず，一巻或いは三巻以上であってもよい。またコイル４０ａ，４１ａの形状も円形でなく，方形であってもよい。また，以上の実施の形態では，下部電極１２に高周波電力が供給されていたが，上部電極２０に高周波電力を供給してもよい。また下部電極１２と上部電極２０の両方に高周波電力を供給してもよい。また，プローブの数も２つに限られず，３つ以上の複数箇所に設けられてもよい。以上の実施の形態では，本発明をプラズマエッチング装置１に適用していたが，本発明は，エッチング処理以外の基板処理，例えば成膜処理を行うプラズマ処理装置にも適用できる。また，本発明のプラズマ処理装置で処理される基板は，半導体ウェハ，有機ＥＬ基板，ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の基板等のいずれのものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば，基板のプラズマ処理装置において，プラズマ内を流れる高周波電流量を正確に検出し，またプラズマ内の高周波電流の流れを把握する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本実施の形態にかかるプラズマエッチング装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図２】プローブのコイルの模式図である。
【図３】プローブの設置位置を示す説明図である。
【図４】高周波電流量を算出するための処理空間の模式図である。
【図５】プローブの側壁部からの距離とその位置における検出電流量との関係を示すグラフである。
【図６】インピーダンス調整部の構成を示す模式図である。
【図７】プローブを側壁部内に設けた場合のプラズマエッチング装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図８】プローブをフォーカスリング内に設けた場合のプラズマエッチング装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図９】プローブを上下動自在にした場合のプラズマエッチング装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    プラズマエッチング装置
２    処理容器
１２  下部電極
２０  上部電極
４０  下部プローブ
４１  上部プローブ
５１  コンピュータ
６０  制御部
Ｐ    プラズマ領域
Ｋ    処理空間
Ｗ    基板
【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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