(57)【要約】      （修正有）【課題】異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができるプラズマ密度情報測定用プローブを提供する。【解決手段】プラズマ密度情報を測定するために測定プローブ７をチャンバ１に挿入する際には、誘電体部材１７の挿入側の一端（先端）１７ａと挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂとが略同一平面になるようにその一端１７ａを平面状に構成し、チャンバ１の挿入口１Ａに測定プローブ７が嵌合するように誘電体部材を被覆する第１導体１８を挿入口１Ａの内壁に接触させた周面を測定プローブ７は備える。このように構成することで、挿入時には第１導体１８の周面によって挿入口１Ａが塞がれ、チャンバ１内の電界は挿入口１Ａを介してチャンバ１の外壁１ａに流れることなく、異常放電をなくすことができるとともに、プラズマ密度情報の測定やプラズマ処理といったプロセスの邪魔にならずに安定して行うことができる。【選択図】図３
2005203124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマに供給されるプラズマ密度情報測定用電力のプラズマ負荷による反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用プローブであって、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えることを特徴とするプラズマ密度情報測定用プローブ。
【請求項２】
請求項1に記載のプラズマ密度情報測定用プローブにおいて、前記被覆部材を導体で構成することを特徴とするプラズマ密度情報測定用プローブ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラズマ密度情報測定用プローブにおいて、プラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の外壁に接触する導体を備えることを特徴とするプラズマ密度情報測定用プローブ。
【請求項４】
プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマに供給されるプラズマ密度情報測定用電力のプラズマ負荷による反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具であって、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成することを特徴とするプラズマ密度情報測定用装着具。
【請求項５】
プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマに供給されるプラズマ密度情報測定用電力のプラズマ負荷による反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具であって、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備えることを特徴とするプラズマ密度情報測定用装着具。
【請求項６】
プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定方法であって、（ａ）前記プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（ｂ）プラズマ密度情報を測定するためのプローブであるプラズマ密度情報測定用プローブを用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えており、前記（ｂ）の過程の際に、誘電性領域の前記挿入側の一端と前記挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した状態で測定を行うことを特徴とするプラズマ密度情報測定方法。
【請求項７】
プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定方法であって、（Ａ）前記プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（Ｂ）プラズマ密度情報を測定するための装着具であるプラズマ密度情報測定用装着具を用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成しており、前記（Ｂ）の過程の際に、プラズマ処理室の外壁に誘電性領域の前記装着側の一端を接触させてプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した状態で測定を行うことを特徴とするプラズマ密度情報測定方法。
【請求項８】
プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定方法であって、（Ａ）前記プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（Ｂ）プラズマ密度情報を測定するための装着具であるプラズマ密度情報測定用装着具を用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備えており、前記（Ｂ）の過程の際に、誘電性領域の前記挿入側の一端と前記挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に挿入して装着した状態で測定を行うことを特徴とするプラズマ密度情報測定方法。
【請求項９】
プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定装置であって、前記プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用プローブとを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えることを特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のプラズマ密度情報測定装置において、前記被覆部材を導体で構成することを特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載のプラズマ密度情報測定装置において、プラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の外壁に接触する導体を備えることを特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
【請求項１２】
プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定装置であって、前記プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成することを特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
【請求項１３】
プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定装置であって、前記プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備えることを特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
【請求項１４】
プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、（ａ）プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（ｂ）前記プラズマ密度情報を測定するためのプローブであるプラズマ密度情報測定用プローブを用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程と、（ｃ）測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えており、前記（ｂ）の過程の際に、誘電性領域の前記挿入側の一端と前記挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した状態で測定を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１５】
プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、（Ａ）プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（Ｂ）前記プラズマ密度情報を測定するための装着具であるプラズマ密度情報測定用装着具を用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程と、（Ｃ）測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成しており、前記（Ｂ）の過程の際に、プラズマ処理室の外壁に誘電性領域の前記装着側の一端を接触させてプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した状態で測定を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１６】
プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、（Ａ）プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（Ｂ）前記プラズマ密度情報を測定するための装着具であるプラズマ密度情報測定用装着具を用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程と、（Ｃ）測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備えており、前記（Ｂ）の過程の際に、誘電性領域の前記挿入側の一端と前記挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に挿入して装着した状態で測定を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１７】
プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用プローブと、測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する制御手段とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプラズマ処理装置において、前記被覆部材を導体で構成することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８に記載のプラズマ処理装置において、プラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の外壁に接触する導体を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２０】
プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する制御手段とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２１】
プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する制御手段とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備え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、半導体素子や薄膜素子の製造工程や、粒子ビーム源あるいは分析装置等に用いられるプラズマ密度情報測定用プローブおよびプラズマ密度情報測定用装着具、プラズマ密度情報測定方法およびその装置、プラズマ処理方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを応用した技術として、プラズマＣＶＤ（化学気相成長）やプラズマエッチング等が知られている。このようなプラズマ応用技術では、プラズマ処理を行うためのプラズマ処理室（例えばチャンバ）内のプラズマが経時的に変化するので、生成プラズマの特性を良く示すプラズマ密度に関する情報、すなわちプラズマ密度情報を十分に把握することが、適切な処理を行う上で非常に重要となる。プラズマ密度情報に関する有用な物理量として電子密度に関係する量、すなわち吸収周波数や、プラズマ表面波共鳴周波数等がある。これらの周波数等を測定することによってプラズマ密度情報を十分に把握してプラズマ処理を行うことができる。
【０００３】
プラズマ密度情報を測定する手法として、本発明者は、下記のような発明を先に提案している。この発明では、図２９に示すように、プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用プローブ１０１（以下、適宜『測定プローブ１０１』と略記する）をプラズマ処理室であるチャンバ１０２内に挿入して、プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源１０３（以下、適宜『測定用電源１０３』と略記する）からプラズマ密度情報測定用電力（以下、適宜『測定用電力』と略記する）をチャンバ１０２内のプラズマＰＭに供給することによって測定が行われる。測定プローブ１０１は電力を放射するアンテナ１０４と、測定用電力を伝送する同軸ケーブル１０５と、先端が閉じられた誘電体製のチューブ１０６とから構成されており、この誘電体製のチューブ１０６内にアンテナ１０４と同軸ケーブル１０５とが接続されて挿設されている。
【０００４】
測定用電源１０３から測定用電力は同軸ケーブル１０５を介してアンテナ１０４に放射されて、チャンバ１０２内のプラズマＰＭに供給される。チャンバ１０２内のプラズマＰＭに供給された測定用電力は、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて同軸ケーブル１０５を介して戻ってくる。つまり、プラズマＰＭに供給された測定用電力によって、測定プローブ１０１の誘電体製のチューブ１０６の表面にプラズマの電子密度に依存した波長の表面波が励起して、表面波の伝搬する領域がちょうど波長の整数倍になるとき、すなわち表面波が共振するとき、吸収が起こり、整数倍でないときには電源側へ反射する。このとき、測定用電力を周波数掃引すると波長は周波数に対して比例して変化するので、ある周波数でのみ強い吸収を示す。この周波数を測定することでプラズマ密度情報が測定される。
【０００５】
詳述すると、測定用電源１０３は周波数掃引式であって、ある周波数帯域（例えば１００ｋＨｚから２．５ＧＨｚまで）の周波数で測定用電力を自動掃引しながら出力する。測定用電力が吸収または反射されると、チャンバ１０２内のプラズマＰＭに供給した方向とは逆方向に電力の反射分が伝送されて、測定プローブ１０１と測定用電源１０３との間に配設されている方向性結合器１０７で検出されてモニタなどに出力する出力装置１０８に送り込まれる。出力装置１０８には測定用電源６から出力される測定用電力の周波数も逐次送り込まれる。
【０００６】
出力装置１０８は、測定用電力の周波数と、測定用電力の検出反射量とに基づいて、測定用電力の反射率の対周波数変化を求める。つまり、同じ周波数において〔測定用電力の検出反射量〕÷〔測定用電力の全出力量〕なる演算を行い測定用電力の反射率を求め、掃引される周波数と測定用電力の反射率とを対応付けてプロットする。そして、得られた結果に基づいて、電子密度に起因して測定用電力の強い吸収が起こる吸収周波数を求める。上述の吸収周波数は電子密度などのようなプラズマ密度情報と一定の相関関係があるので、吸収周波数が求まることによって、プラズマ密度情報が容易に求められる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１００５９８号公報（第６−９頁、図１、図２、図６、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
【０００８】
上述した測定プローブ１０１を用いてプラズマ処理（プラズマＣＶＤやプラズマエッチング処理）に適用すると、図３０に示すように、チャンバ１０２内には処理用の電圧（バイアス電圧）に接続されている電極１０９が配設されており、この電極１０９上に被処理物である基板Ｗが載置されている。測定されるべきプラズマ密度情報は高い空間分解能で測定されてしまうので、測定プローブ１０１の配設位置によって測定されるプラズマ密度情報の結果が異なり、プラズマ処理をより精度良く制御するためには、基板Ｗの近傍（図３０では真上）で、かつチャンバ１０２の中心付近に測定プローブ１０１が配設される。
【０００９】
しかしながら、このように測定プローブ１０１を配設させると、基板Ｗに対して測定プローブ１０１が影になる。従って、プラズマ処理を行うためにバイアス電圧を電極１０９に印加すると、プラズマ中のイオンなどが印加された電極１０９に向かって一斉に移動するが、測定プローブ１０１が影になることでイオンなどが基板Ｗや電極１０９にまで到達しなくなる。その結果、プラズマ処理が進行し難くなり、プラズマ処理に悪影響を与える。
【００１０】
そこで、本発明者は、かかる課題を解決するために特願２００２−２１０７７０号を先に出願している。この出願では、被処理物よりも手前側で測定されたプラズマ密度情報とチャンバ１０２の中心付近でのプラズマ密度情報とが互いに高い相関を持つことを利用して、測定プローブ１０１を基板Ｗなどに代表される被処理物よりも手前側に配設してプラズマ密度情報を測定している。この出願では、図３１に示すように、基板Ｗよりも手前に位置するチャンバ１０２の外壁１０２ａないしは内壁１０２ｂよりも、さらに手前側に測定プローブ１０１を配設して測定することも可能であることを示唆している。
【００１１】
測定プローブ１０１をチャンバ１０２に挿入する際には、図２９〜図３２に示すように、測定プローブ１０１を案内するための外筒状のガイド部１１０を設けており、ガイド部１１０は当接部１１０ａを備えている。また、測定プローブ１０１とガイド部１１０との間には、その間に空気などの気体が侵入するのを防止するためにＯリング１１１などに代表されるシール部材を配設している。チャンバ１０２に設けられた挿入口１０２Ａを通して測定プローブ１０１をチャンバ１０２内に挿入すると、当接部１１０ａがチャンバ１０２の外壁１０２ａに当接してガイド部１１０は止まる。そして、測定プローブ１０１のみが挿入される。
【００１２】
測定プローブ１０１を、図３２（ａ）に示すように、チャンバ１０２の内壁１０２ｂよりも被処理物（例えば基板Ｗ）側でかつ、被処理物よりも手前側（内壁１０２ｂ側）に挿入して測定する場合には、上述したように測定プローブ１０１が被処理物の影にはならないが、内壁１０２ｂよりも被処理物側に突き出た測定プローブ１０１によって電界Ｅが図３２（ａ）に示すような流れになる。その結果、プラズマ密度情報の測定やプラズマ処理といったプロセスの邪魔になってしまう。また、測定プローブ１０１をチャンバ１０２内に挿入するまでは電界的に定常状態だったのが、挿入後に被処理物側に突き出た測定プローブ１０１によって定常状態がくずれ、異常放電になる可能性もあると考えられる。
【００１３】
一方、測定プローブ１０１を、図３２（ｂ）に示すように、チャンバ１０２の外壁１０２ａよりもさらに手前側にして測定する場合には、プロセスの邪魔にならないが、測定プローブ１０１のチューブ１０６の表面とガイド部１１０とのすきまによって電界Ｅが図３２（ｂ）に示すような流れとなる。この流れがＯリング１０１の配設箇所にまで入りこんで、異常放電になってしまう。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができるプラズマ密度情報測定用プローブおよびプラズマ密度情報測定用装着具、プラズマ密度情報測定方法およびその装置、プラズマ処理方法およびその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】
【００１５】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
【００１６】
すなわち、請求項1に記載の発明は、プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマに供給されるプラズマ密度情報測定用電力のプラズマ負荷による反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用プローブであって、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えることを特徴とするものである。
【００１７】
［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用電源（以下、適宜『測定用電源』と略記する）から供給されたプラズマ密度情報測定用電力（以下、適宜『測定用電力』と略記する）はプラズマ密度情報測定用プローブのケーブルを介してアンテナまで伝送されて、アンテナから放出されてプラズマ負荷に吸収されるか、反射されてケーブルを介して戻ってくる。つまり、プラズマ密度情報測定用プローブの表面である誘電性領域にプラズマ表面波が励起されて、測定用電源から供給された測定用電力はその誘電性領域を介してプラズマと結合して、それによってプラズマ負荷による吸収または反射が起こる。
【００１８】
このようなプラズマ密度情報測定用プローブを以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備える。
【００１９】
このように構成することで、プラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際には、プラズマ密度情報測定用プローブの誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材の周面によって挿入口が塞がれる。つまり、挿入口付近にすきまがなくなる。したがって、プラズマ処理室内の電界は挿入口を介してプラズマ処理室の外壁に流れることなく、異常放電をなくすことができる。また、挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して平行になるように誘電性領域の挿入側の一端を平面状に構成しており、誘電性領域の挿入側の一端と挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入する場合には、プラズマ処理室の内壁にプラズマ密度情報測定用プローブが突き出ることなく、プラズマ密度情報の測定やプラズマ処理といったプロセスの邪魔にならない。
【００２０】
以上より、異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。ここで、本明細書中での『略同一平面』とは、プラズマ密度情報測定用プローブのうち、プラズマ処理室内に面する（プラズマと接触する部分）の誘電体性領域の外径をｒ（楕円の場合は短辺、多角形の場合は対向辺の最短距離をｒ）としたときに、プラズマ処理室の内壁と誘電性領域の挿入側の一端とが挿入方向に対して＋ｒ〜−ｒまでの範囲を示す（図３参照）。例えば、プラズマ密度情報測定用プローブの外径が１０ｍｍのときには、プラズマ処理室の内壁と誘電性領域の挿入側の一端とが挿入方向に対して＋１０ｍｍ〜−１０ｍｍまでの範囲となれば、誘電性領域の挿入側の一端と挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になるとする。
【００２１】
上述した請求項１に記載の発明の好ましい一例は、上述した被覆部材を導体で構成することである（請求項２に記載の発明）。このように構成することで、誘電性領域を導体が被覆しているので、プラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。
【００２２】
また、上述した請求項１に記載の発明の好ましい他の一例は、プラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の外壁に接触する導体を備えることである（請求項３に記載の発明）。このような導体を備えることで、挿入部分におけるプラズマ処理室の外壁に対してプラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明は、プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマに供給されるプラズマ密度情報測定用電力のプラズマ負荷による反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具であって、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成することを特徴とするものである。
【００２４】
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に上述した誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成する。このように構成することで、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した際には、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁を介して、誘電性領域にプラズマ表面波が励起されて、プラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）から供給されたプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）はその誘電性領域を介してプラズマと結合して、それによってプラズマ負荷による吸収または反射が起こる。
【００２５】
このように、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着するだけなのでプラズマ処理室内には変化が起こらずに、プラズマ密度情報の測定やプラズマ処理といったプロセスを安定して行うことができる。また、誘電性領域を導電性領域が被覆しているので、プラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。また、従来のプラズマ処理室に本発明のプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着するだけでプロセスを行うことができるので、汎用性の高いプラズマ密度情報測定用装着具を実現することができる。
【００２６】
また、請求項５に記載の発明は、プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマに供給されるプラズマ密度情報測定用電力のプラズマ負荷による反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具であって、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備えることを特徴とするものである。
【００２７】
［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備える。このように構成することで、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に挿入して装着した際には、プラズマ処理室に挿入されたプラズマ密度情報測定用装着具の誘電性領域にプラズマ表面波が励起されて、プラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）から供給されたプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）はその誘電性領域を介してプラズマと結合して、それによってプラズマ負荷による吸収または反射が起こる。また、装着した際には、導電性領域の周面によって挿入口が塞がれて挿入口付近にすきまがなくなる。
【００２８】
このように、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着するだけなのでプラズマ処理室内の電界は挿入口を介してプラズマ処理室の外壁に流れることなくプラズマ密度情報の測定やプラズマ処理といったプロセスを安定して行うことができる。また、挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して平行になるように誘電性領域の挿入側の一端を平面状に構成しており、誘電性領域の挿入側の一端と挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に挿入して装着する場合には、プラズマ処理室の内壁にプラズマ密度情報測定用装着具が突き出ることなく、プラズマ密度情報の測定やプラズマ処理といったプロセスの邪魔にならない。また、誘電性領域を導電性領域が被覆しているので、プラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。また、従来のプラズマ処理室に本発明のプラズマ密度情報測定用装着具を従来から設けられたプラズマ処理室の挿入口（例えばプラズマを生成するためのガスを供給するガス管など）に挿入して装着する、あるいはプラズマ処理室に挿入口を設けてプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着するだけでプロセスを行うことができるので、汎用性の高いプラズマ密度情報測定用装着具を実現することができる。
【００２９】
また、請求項６に記載の発明は、プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定方法であって、（ａ）前記プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（ｂ）プラズマ密度情報を測定するためのプローブであるプラズマ密度情報測定用プローブを用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えており、前記（ｂ）の過程の際に、誘電性領域の前記挿入側の一端と前記挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した状態で測定を行うことを特徴とするものである。
【００３０】
［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、（ａ）の過程においてプラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）からプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）をプラズマに供給すると、測定用電源から入射された測定用電力は、プラズマ密度情報測定用プローブを介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。（ｂ）の過程では、その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、プラズマの特性を把握することになる。
【００３１】
請求項６に係るプラズマ密度情報測定方法で用いられるプラズマ密度情報測定用プローブを以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備える。
【００３２】
このように構成し、上述した（ｂ）の過程の際に、誘電性領域の挿入側の一端と挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した状態で測定を行うことで、異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。
【００３３】
また、請求項７に記載の発明は、プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定方法であって、（Ａ）前記プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（Ｂ）プラズマ密度情報を測定するための装着具であるプラズマ密度情報測定用装着具を用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成しており、前記（Ｂ）の過程の際に、プラズマ処理室の外壁に誘電性領域の前記装着側の一端を接触させてプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した状態で測定を行うことを特徴とするものである。
【００３４】
［作用・効果］請求項７に記載の発明によれば、（Ａ）の過程においてプラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）からプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）をプラズマに供給すると、測定用電源から入射された測定用電力は、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した際にはそのプラズマ密度情報測定用装着具を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。（Ｂ）の過程では、その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用装着具を用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、プラズマの特性を把握することになる。
【００３５】
請求項７に係るプラズマ密度情報測定方法で用いられるプラズマ密度情報測定用装置具を以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に上述した誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成する。
【００３６】
このように構成し、上述した（Ｂ）の過程の際に、プラズマ処理室の外壁に誘電性領域の装着側の一端を接触させてプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した状態で測定を行うことで、異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。
【００３７】
また、請求項８に記載の発明は、プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定方法であって、（Ａ）前記プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（Ｂ）プラズマ密度情報を測定するための装着具であるプラズマ密度情報測定用装着具を用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備えており、前記（Ｂ）の過程の際に、誘電性領域の前記挿入側の一端と前記挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に挿入して装着した状態で測定を行うことを特徴とするものである。
【００３８】
［作用・効果］請求項８に記載の発明によれば、（Ａ）の過程においてプラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）からプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）をプラズマに供給すると、測定用電源から入射された測定用電力は、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際にはそのプラズマ密度情報測定用装着具を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。（Ｂ）の過程では、その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用装着具を用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、プラズマの特性を把握することになる。
【００３９】
請求項８に係るプラズマ密度情報測定方法で用いられるプラズマ密度情報測定用装置具を以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成するとともに、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備える。
【００４０】
このように構成し、上述した（Ｂ）の過程の際に、誘電性領域の挿入側の一端と挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に挿入して装着した状態で測定を行うことで、異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。
【００４１】
また、請求項９に記載の発明は、プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定装置であって、前記プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用プローブとを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えることを特徴とするものである。
【００４２】
［作用・効果］請求項９に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）から入射されたプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）は、プラズマ密度情報測定用プローブを介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、プラズマの特性を把握することになる。
【００４３】
請求項９に係るプラズマ密度情報測定装置で用いられるプラズマ密度情報測定用プローブを以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備える。
【００４４】
このように構成することで異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。
【００４５】
請求項１に記載の発明と同様に、上述した請求項９に記載の発明の好ましい一例は、上述した被覆部材を導体で構成することである（請求項１０に記載の発明）。このように構成することで、誘電性領域を導体が被覆しているので、プラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。
【００４６】
また、上述した請求項９に記載の発明の好ましい他の一例は、プラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の外壁に接触する導体を備えることである（請求項１１に記載の発明）。このような導体を備えることで、挿入部分におけるプラズマ処理室の外壁に対してプラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。
【００４７】
また、請求項１２に記載の発明は、プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定装置であって、前記プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成することを特徴とするものである。
【００４８】
［作用・効果］請求項１２に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）から入射されたプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）は、プラズマ密度情報測定用をプラズマ処理室に装着した際にはそのプラズマ密度情報測定用装着具を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用装着具を用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、プラズマの特性を把握することになる。
【００４９】
請求項１２に係るプラズマ密度情報測定装置で用いられるプラズマ密度情報測定用装着具を以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に上述した誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成する。
【００５０】
このように構成することで異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。また、従来のプラズマ処理室にこのプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着するだけでプロセスを行うことができるので、汎用性の高いプラズマ密度情報測定装置を実現することができる。
【００５１】
また、請求項１３に記載の発明は、プラズマの特性を示すプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定装置であって、前記プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備えることを特徴とするものである。
【００５２】
［作用・効果］請求項１３に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）から入射されたプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）は、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際にはそのプラズマ密度情報測定用装着具を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用装着具を用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、プラズマの特性を把握することになる。
【００５３】
請求項１３に係るプラズマ密度情報測定装置で用いられるプラズマ密度情報測定用装着具を以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備える。
【００５４】
このように構成することで異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。また、従来のプラズマ処理室にこのプラズマ密度情報測定用装着具を従来から設けられたプラズマ処理室の挿入口（例えばプラズマを生成するためのガスを供給するガス管など）に挿入して装着する、あるいはプラズマ処理室に挿入口を設けてプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着するだけでプロセスを行うことができるので、汎用性の高いプラズマ密度情報測定装置を実現することができる。
【００５５】
また、請求項１４に記載の発明は、プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、（ａ）プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（ｂ）前記プラズマ密度情報を測定するためのプローブであるプラズマ密度情報測定用プローブを用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程と、（ｃ）測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えており、前記（ｂ）の過程の際に、誘電性領域の前記挿入側の一端と前記挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した状態で測定を行うことを特徴とするものである。
【００５６】
［作用・効果］請求項１４に記載の発明によれば、（ａ）の過程においてプラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）からプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）をプラズマに供給すると、測定用電源から入射された測定用電力は、プラズマ密度情報測定用プローブを介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。（ｂ）の過程では、その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、（ｃ）の過程においてプラズマ処理が制御される。
【００５７】
請求項１４に係るプラズマ処理方法で用いられるプラズマ密度情報測定用プローブを以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備える。
【００５８】
このように構成し、上述した（ｂ）の過程の際に、誘電性領域の挿入側の一端と挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した状態で測定を行うことで、異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。
【００５９】
また、請求項１５に記載の発明は、プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、（Ａ）プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（Ｂ）前記プラズマ密度情報を測定するための装着具であるプラズマ密度情報測定用装着具を用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程と、（Ｃ）測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成しており、前記（Ｂ）の過程の際に、プラズマ処理室の外壁に誘電性領域の前記装着側の一端を接触させてプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した状態で測定を行うことを特徴とするものである。
【００６０】
［作用・効果］請求項１５に記載の発明によれば、（Ａ）の過程においてプラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）からプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）をプラズマに供給すると、測定用電源から入射された測定用電力は、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した際にはそのプラズマ密度情報測定用装着具を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。（Ｂ）の過程では、その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用装着具を用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、（Ｃ）の過程においてプラズマ処理が制御される。
【００６１】
請求項１５に係るプラズマ処理方法で用いられるプラズマ密度情報測定用装置具を以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に上述した誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成する。
【００６２】
このように構成し、上述した（Ｂ）の過程の際に、プラズマ処理室の外壁に誘電性領域の装着側の一端を接触させてプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した状態で測定を行うことで、異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。
【００６３】
また、請求項１６に記載の発明は、プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、（Ａ）プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情報測定用電源からプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給する過程と、（Ｂ）前記プラズマ密度情報を測定するための装着具であるプラズマ密度情報測定用装着具を用いて、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する過程と、（Ｃ）測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する過程とを備え、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備えており、前記（Ｂ）の過程の際に、誘電性領域の前記挿入側の一端と前記挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に挿入して装着した状態で測定を行うことを特徴とするものである。
【００６４】
［作用・効果］請求項１６に記載の発明によれば、（Ａ）の過程においてプラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）からプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）をプラズマに供給すると、測定用電源から入射された測定用電力は、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着した際にはそのプラズマ密度情報測定用装着具を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。（Ｂ）の過程では、その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用装着具を用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、（Ｃ）の過程においてプラズマ処理が制御される。
【００６５】
請求項１６に係るプラズマ処理方法で用いられるプラズマ密度情報測定用装置具を以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備える。
【００６６】
このように構成し、上述した（Ｂ）の過程の際に、誘電性領域の挿入側の一端と挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁とが略同一平面になる位置にまでプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に挿入して装着した状態で測定を行うことで、異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。
【００６７】
また、請求項１７に記載の発明は、プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用プローブと、測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する制御手段とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルと、プラズマに結合する誘電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備えることを特徴とするものである。
【００６８】
［作用・効果］請求項１７に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）から入射されたプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）は、プラズマ密度情報測定用プローブを介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、制御手段によってプラズマ処理が制御される。
【００６９】
請求項１７に係るプラズマ処理装置で用いられるプラズマ密度情報測定用プローブを以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成するとともに、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備える。
【００７０】
このように構成することで異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。
【００７１】
請求項１、９記載の発明と同様に、上述した請求項１７に記載の発明の好ましい一例は、上述した被覆部材を導体で構成することである（請求項１８に記載の発明）。このように構成することで、誘電性領域を導体が被覆しているので、プラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。
【００７２】
また、上述した請求項１７に記載の発明の好ましい他の一例は、プラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の外壁に接触する導体を備えることである（請求項１９に記載の発明）。このような導体を備えることで、挿入部分におけるプラズマ処理室の外壁に対してプラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。
【００７３】
また、請求項２０に記載の発明は、プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する制御手段とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に前記誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成することを特徴とするものである。
【００７４】
［作用・効果］請求項２０に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）から入射されたプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）は、プラズマ密度情報測定用をプラズマ処理室に装着した際にはそのプラズマ密度情報測定用装着具を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用装着具を用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、制御手段によってプラズマ処理が制御される。
【００７５】
請求項２０に係るプラズマ処理装置で用いられるプラズマ密度情報測定用プローブを以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に上述した誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成する。
【００７６】
このように構成することで異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。また、従来のプラズマ処理室にこのプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室に装着するだけでプロセスを行うことができるので、汎用性の高いプラズマ処理装置を実現することができる。
【００７７】
また、請求項２１に記載の発明は、プラズマ中の被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力に反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報測定用装着具と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する制御手段とを備えるとともに、前記プラズマ密度情報測定用装着具は、電力を放射するアンテナと、前記プラズマ密度情報測定用電力を伝送するケーブルおよび前記アンテナを電気的に接続させるコネクタと、前記アンテナを被覆し、かつプラズマに結合する誘電性領域と、誘電性領域を被覆する導電性領域とを備え、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、前記誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように前記導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備えることを特徴とするものである。
【００７８】
［作用・効果］請求項２１に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用電源（測定用電源）から入射されたプラズマ密度情報測定用電力（測定用電力）は、プラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際にはそのプラズマ密度情報測定用装着具を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。その測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報測定用装着具を用いてプラズマ密度情報が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、制御手段によってプラズマ処理が制御される。
【００７９】
請求項２１に係るプラズマ処理装置で用いられるプラズマ密度情報測定用プローブを以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備える。
【００８０】
このように構成することで異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。また、従来のプラズマ処理室にこのプラズマ密度情報測定用装着具を従来から設けられたプラズマ処理室の挿入口（例えばプラズマを生成するためのガスを供給するガス管など）に挿入して装着する、あるいはプラズマ処理室に挿入口を設けてプラズマ密度情報測定用装着具をプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着するだけでプロセスを行うことができるので、汎用性の高いプラズマ処理装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００８１】
本発明に係る請求項１、４、５に記載の発明によれば、プラズマ密度情報を測定するためにプラズマ密度情報測定用プローブをプラズマ処理室に挿入した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用プローブが嵌合するように誘電性領域あるいは誘電性領域を被覆する被覆部材を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用プローブは備える（請求項１）、あるいはプラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室に装着した際に、その装着部分におけるプラズマ処理室の外壁に上述した誘電性領域が接触するように装着側の一端を平面状に構成する（請求項４）、あるいはプラズマ密度情報を測定するためにプラズマ処理室の挿入口に挿入して装着した際に、その挿入部分におけるプラズマ処理室の内壁に対して、上述した誘電性領域の挿入側の一端が平行になるようにその一端を平面状に構成し、プラズマ処理室に挿入した際に、その挿入口にプラズマ密度情報測定用装着具が嵌合するように導電性領域を挿入口の内壁に接触させた周面をプラズマ密度情報測定用装着具は備える（請求項５）ことで、異常放電を防止してプラズマ密度情報の測定やプラズマ処理といったプロセスを安定して行うことができる。
【実施例１】
【００８２】
以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。
【００８３】
図１は、実施例１に係るプラズマ密度情報測定用プローブを用いたプラズマ処理装置の概略構成を示したブロック図である。なお、本実施例１では、ＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma)型、すなわち誘導結合プラズマであって、エッチング処理を例に採って説明する。
【００８４】
本実施例１に係るエッチング処理装置は、図１に示すように、プラズマＰＭが生成されるチャンバ１を備えており、このチャンバ１内には図示を省略する処理用の電圧に接続されている電極２が配設されており、この電極２上に被処理物である基板Ｗが載置されている。この電極２に処理用の電圧を印加することによってプラズマによる基板Ｗのエッチング処理が行われる。チャンバ１の上部には石英板３およびコイル４が配設されている。このコイル４とプラズマＰＭを生成するための生成用電源５とは接続されており、生成用電源５からコイル４を介して石英板３に電流を流すことにより、石英板３から磁場が発生する。この石英板３からの磁場によって誘電磁場が発生して、これによる加熱によってプラズマＰＭが生成される。本実施例１では、生成用電源５から供給される生成用電力は５００Ｗ程度で周波数が１３．５６ＭＨｚ程度の高周波である。
【００８５】
本実施例１ではチャンバ１は、後述する測定プローブ７をチャンバ１に挿入するための挿入口１Ａを設けている（図３（ａ）参照）。チャンバ１の外壁１ａおよび内壁１ｂをいわゆる『コ』の字状に屈曲させて屈曲部１Ｂを上下にそれぞれ設けることで、その挿入口１Ａを形成している。チャンバ１は、本発明におけるプラズマ処理室に相当する。チャンバ１については、誘電体で形成してもよいし、導体で形成してもよい。また、誘電体を金属でコーティングしたもので形成してもよい。
【００８６】
なお、プラズマ処理としては、プラズマエッチングに限定されず、プラズマＣＶＤ、あるいはプラズマアッシングなど、通常プラズマによって行われる処理であれば、特に限定されない。また、チャンバ１は、ＩＣＰ型以外に、２つの電極を互いに対向させて、両電極間にプラズマを生成する、いわゆるＣＣＰ(Capacitively  Coupled Plasma) 型、すなわち容量結合プラズマといった無磁場のプラズマに用いられるチャンバであってもよいし、ＥＣＲ(Electron Cyclotron Resonance)プラズマのように有磁場のプラズマに用いられるチャンバであってもよい。
【００８７】
生成用電源５は、生成用電力制御部６を介して、コイル４に接続されており、この生成用電力制御部６によって生成用電源５からチャンバ１に供給される生成用電力が操作される。この生成用電力制御部６は、本発明における制御手段に相当する。
【００８８】
また、チャンバ１内には、上述した基板Ｗや電極２の他に、チャンバ１内のプラズマ密度情報を測定する測定プローブ７が挿入されている。この測定プローブ７は、本発明におけるプラズマ密度情報測定用プローブに相当する。
【００８９】
測定プローブ７と、プラズマ密度情報を測定するための測定用電源８とは、同軸ケーブル９とプローブ制御部１０とを介して接続されている。なお、本実施例１では、プラズマ密度情報として電子密度を測定しているが、その他のプラズマ密度情報として例えばイオン密度や後述する吸収周波数やプラズマ表面波共鳴周波数等がある。測定用電源８は、本発明におけるプラズマ密度情報測定用電源に相当する。
【００９０】
上述の基板Ｗ、電極２、測定プローブ７の他に、チャンバ１と、プラズマＰＭを生成するためのガスを供給するガス供給源（タンク）１１とは、ガス調整用バルブ１２を介して連通接続されている。
【００９１】
次に、生成用電力制御部６の具体的構成について説明する。生成用電力制御部６は、エッチングレート変換部１３と、エッチング時間変換部１４と、エッチング時間設定部１５と、インピーダンス整合器１６とから構成されている。エッチングレート変換部１３は、測定プローブ７とプローブ制御部１０とによって測定された電子密度を電子密度に応じたエッチングレートに変換するように構成されており、エッチング時間変換部１４は、変換されたエッチングレートを電子密度に応じたエッチング時間に変換するように構成されている。また、エッチング時間設定部１５は、エッチング時間を設定するように構成されており、インピーダンス整合器１６は、チャンバ１への生成用電力の供給を調節したり、設定されたエッチング時間が経過するとチャンバ１への生成用電力の供給を終了するように構成されている。なお、本明細書中において用いられるエッチングレートとは単位時間当たりにエッチングされる膜の厚みのことをいう。
【００９２】
エッチングレート変換部１３とエッチング時間変換部１４とは、ＣＰＵ（中央演算処理部）等の演算部の機能を備えており、エッチングレートと電子密度の間には固有のプロセスにおいて一定の相関関係にあることを利用して、測定された電子密度を演算部によって係数倍したものがエッチングレートとして変換されるとともに、エッチングする必要のある膜の厚みをエッチングレートで割った値がエッチング時間として変換される。本実施例１では、エッチングレート変換部１３とエッチング時間変換部１４とをＣＰＵ（中央演算処理部）等の演算部で構成したが、図示を省略する記憶部をも備えるとともに、その記憶部に電子密度とエッチングレートとの相関関係を示す検量線等を予め記憶させて、測定された電子密度に応じてその記憶部から随時読み出しを行ってエッチングレートやエッチング時間等を導出するように構成してもよい。
【００９３】
エッチング時間設定部１５は、タイマやクロックの機能を備えており、電子密度が測定されるのとほぼ同時にタイマがリセットされてタイマのカウントを開始する。設定されたエッチング時間に相当する分だけタイマがカウントされると、エッチング時間設定部１５はインピーダンス整合器１６に対して、生成用の電力の供給を終了するようにインピーダンス整合器１６内の整合回路を操作する。なお、本実施例１では、エッチング時間設定部１５はインピーダンス整合器１６を操作することによって、プラズマＰＭへの生成用の電力の供給を終了させたが、生成用電源５に対して直接的に操作して電圧の印加等を直接的に終了するようにエッチング時間設定部１５を構成してもよいし、電極２に印加している処理用の電圧等を直接的に操作するように構成してもよい。また、基板Ｗを連続的に処理する場合には、エッチング時間設定部１５によって設定されたエッチング時間に相当する分だけタイマがカウントされると、処理中の基板Ｗをチャンバ１内から取り出して、次に処理されるべき基板Ｗをチャンバ１内に投入するように構成してもよい。
【００９４】
インピーダンス整合器１６は、生成用電源５の周波数がＭＨｚオーダの周波数の場合、インダクタンスとキャパシタンスとを組み合わせた整合回路が用いられる。また上述の周波数が１ＧＨｚ以上の周波数の場合、ＥＨチューナやスタブチューナが用いられる。
【００９５】
次に、測定プローブ７について、図２、図３を参照して説明する。測定プローブ７は、図２（ｂ）（拡大した破断図）に示すように、同軸ケーブル９の先端部を加工成形することによって構成されており、先端部において同軸ケーブル９の外部絶縁体９ａと外部導体９ｂとを除去してから誘電体部材１７を被せることによって構成されている。また、外部絶縁体９ａと外部導体９ｂと、さらに中心絶縁体９ｃを除去したことによって同軸ケーブル９の先端部において中心導体９ｄのみとなって、中心導体９ｄは、同軸ケーブル９を介して伝送された電力を放射するアンテナの機能を果たすことになる。従って、先端部における中心導体９ｄは、本発明におけるアンテナに相当し、同軸ケーブル９は、本発明におけるケーブルに相当し、誘電体部材１７は、本発明における誘電性領域に相当する。
【００９６】
図３に示すように測定プローブ７をチャンバ１に挿入する。次に、測定用電源８から測定用電力を伝送させる。すると、測定プローブ７の吸収周波数において、先端では誘電体部材１７を境界条件に持ちながら共鳴吸収が起きる。この結果、測定用電源８から供給されて伝送された電磁波が吸収されるので、測定プローブ７の吸収周波数において反射電力が小さくなる。また、測定用電力がプラズマＰＭによって吸収されると吸収されなかった残りの測定用電力は、測定用電源８側からプラズマＰＭ側に伝送した方向とは逆方向に、測定用電源８側に向かって伝送される。また、測定用電力がプラズマＰＭによって反射されると、反射された測定用電力は、同様に測定用電源８側に向かって伝送される。この測定用電力は、本発明におけるプラズマ密度情報測定用電力に相当する。
【００９７】
なお、誘電体部材１７の形状は凸状となっている。そして、誘電体部材１７の先端１７ａ、すなわち図３に示すように測定プローブ７をチャンバ１に挿入した際の挿入側の一端１７ａが平面状になっている。具体的には、測定プローブ７をチャンバ１に挿入した際に、その挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂに対して、挿入側の一端（先端）１７ａが平行になるようにその先端１７ａが平面状になっている。誘電体部材１７には、アンテナである中心導体９ｄを挿通させるための挿通口１７Ａを設けている。
【００９８】
また、誘電体部材１７は、本実施例１では比誘電率が約４である石英（ＳｉＯ2 ）で形成されている。誘電体部材１７を形成する物質については、例えば比誘電率が２であるフッ素樹脂や、比誘電率が１０であるアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）や、比誘電率が３５であるジルコニア（zirconia）（ＺｒＯ2 ）や、異方性誘電体や、純度によって比誘電率が変化するが比誘電率が約２０前後である炭化ケイ素（silicon carbide ）（ＳｉＣ）等のように、特に限定されないが、固体の誘電体の場合では誘電体部材１７を形成し易い点から鑑みると、比誘電率が２から５０までの物質で誘電体部材１７は形成されている方が好ましい。
【００９９】
その他に測定プローブ７は、図２に示すように、チャンバ１の屈曲部１Ｂ（図３参照）に嵌合するとともに誘電体部材１７に嵌合して、誘電体部材１７を被覆する２つの第１導体１８と、挿入側とは逆側に誘電体部材１７に接触して、第１導体１８に嵌合する２つ第２導体１９と、挿入側（先端側）の同軸ケーブル９と挿入側とは逆側の同軸ケーブル９とを電気的に接続するコネクタ２０を有して、第２導体１９に接触する第３導体２１とを備えている。これらの第１導体１８、第２導体１９、第３導体２１は図示を省略するネジなどで組み込まれている。第１導体１８は、本発明における被覆部材に相当する。
【０１００】
かかる第１導体１８は、測定プローブ７をチャンバ１に挿入した際に、チャンバ１の挿入口１Ａの内壁に第1導体１８の周面が接触する位置に配設されている。このように配設することで挿入口１Ａに測定プローブ７が嵌合する。また、測定プローブ７をチャンバ１に挿入した際に、その挿入部分におけるチャンバ１の外壁１ａに接触する導体と第１導体１８をみることができる。
【０１０１】
第１導体１８および第２導体１９はアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。第３導体はステンレス鋼で形成されている。これらの導体１８，１９，２１を形成する物質はそれ以外の金属や、金属以外の導体（例えばカーボンなど）など、特に限定されない。
【０１０２】
かかる構成の測定プローブ７を、図３に示すようにチャンバ１に挿入して測定する際には、誘電体部材１７の挿入側の一端（先端）１７ａと挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂとが略同一平面になるようにする。なお、完全に同一平面になる必要はなく、図３に示すようにズレｔが生じたとしても、そのズレｔが、チャンバ１内に面する（プラズマＰＭと接触する部分）の誘電体部材１７の外径をｒとしたときに、チャンバ１の内壁１ｂと誘電体部材１７の挿入側の一端１７ａとが挿入方向（測定プローブの長手方向）に対して＋ｒ〜−ｒまでの範囲内にあれば、構わない。逆に、その範囲外であれば、プロセスの邪魔になる、あるいは異常放電になる可能性がある。なお、誘電体部材１７の挿入側の一端１７ａの形状が楕円の場合は短辺、多角形の場合は対向辺の最短距離をｒとする。
【０１０３】
例えば、測定プローブの外径ｒが１０ｍｍのときには、チャンバ１の内壁１ｂと誘電体部材１７の挿入側の一端１７ａとが挿入方向に対して＋１０ｍｍ〜−１０ｍｍまでの範囲となれば、誘電体部材１７の挿入側の一端１７ａと挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂとが略同一平面になるとする。
【０１０４】
続いて、プローブ制御部１０の具体的構成について説明する。プローブ制御部１０は、図１に示すように、方向性結合器２２と、減衰器２３と、フィルタ２４と、吸収周波数導出部２５と、電子密度変換部２６とから構成されている。測定プローブ７には、同軸ケーブル９を介して測定用電源８側から順に、方向性結合器２２、減衰器２３、およびフィルタ２４が接続されている。
【０１０５】
測定用電源８は周波数掃引式であって、ある周波数帯域（例えば１００ｋＨｚから２．５ＧＨｚまで）の周波数で測定用電力を自動掃引しながら出力する。測定用電源８から出力された測定用電力は、同軸ケーブル９中を伝送しながら方向性結合器２２、減衰器２３、およびフィルタ２４の順に経由して、測定プローブ７へ伝送される。一方、測定用電力が吸収または反射されると、上述したように逆方向に電力の反射分が伝送されて、方向性結合器２２で検出されて、吸収周波数導出部２５へ送り込まれる。吸収周波数導出部２５には測定用電源８から出力される測定用電力の周波数も逐次送り込まれる。
【０１０６】
フィルタ２４は、プローブ制御部１０に混入してくる電力やノイズを除去する機能を果たす。また、減衰器２３は、測定プローブ７へ送り込む測定用電力の量を調整する機能を果たす。
【０１０７】
吸収周波数導出部２５は、測定用電力の周波数と、測定用電力の検出反射量とに基づいて、測定用電力の反射率の対周波数変化を求める。そして、得られた結果に基づいて、電子密度に起因して測定用電力の強い吸収が起こる吸収周波数を求める。なお、吸収周波数の具体的な導出については、後述するフローチャートで説明する。
【０１０８】
電子密度変換部２６は、吸収周波数導出部２５によって求められた吸収周波数に基づいて電子密度に変換するように構成されている。上述の吸収周波数は電子密度と一定の相関関係があるので、吸収周波数が求まることによって、電子密度が容易に求められる。
【０１０９】
続いて、上述した構成を有するエッチング処理装置において、エッチング処理の流れを、図４のフローチャートを参照して説明する。なお、ステップＳ１の時点ではプラズマ生成用の生成用電源５のスイッチは既にＯＮ状態であって、ガス供給源（タンク）１１からチャンバ１内にガスが既に供給されて、プラズマＰＭも既に生成されているものとする。また、上述したように誘電体部材１７の挿入側の一端（先端）１７ａと挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂとが略同一平面になる位置にまで測定プローブ７をチャンバ１に挿入した状態で測定を含んだエッチング処理を行う。
【０１１０】
〔ステップＳ１〕測定用電源８のスイッチをＯＮにする。測定用電源８から１００ｋＨｚから２．５ＧＨｚまでの周波数で測定用電力を自動掃引しながら出力する。また、自動掃引しながら吸収周波数導出部２５に上述の周波数が逐次送り込まれる。出力された測定用電力は、同軸ケーブル９を介して測定プローブ７に供給される。このステップＳ１は、本発明における（ａ）の過程に相当する。
【０１１１】
〔ステップＳ２〕供給された測定用電力は、プラズマＰＭに依存した表面波によって吸収または反射が起こって、供給時とは逆方向に同軸ケーブル９を介して測定用電力の反射分だけ測定用電源８側に伝送される。測定用電力の反射量は、フィルタ２４、減衰器２３、および方向性結合器２２の順に経由して、方向性結合器２２で検出される。そして、吸収周波数導出部２５へ送り込まれる。
【０１１２】
吸収周波数導出部２５では、同じ周波数において〔測定用電力の検出反射量〕÷〔測定用電力の全出力量〕なる演算が行われて測定用電力の反射率が求められる。掃引される周波数と、この測定用電力の反射率とを対応付けてプロットすることによって、図５に示すような測定用電力の反射率の対周波数変化が求められる。図５に示すように、反射率が大きく下がるところは、電子密度に起因して測定電力の強い吸収が起こる吸収ポイントであって、その吸収ポイントの周波数が吸収周波数ということになる。
【０１１３】
図５中では吸収ポイントＰａ，Ｐｂの２つが現れている。通常、吸収ポイントは複数個現れて、それに伴って吸収周波数も吸収ポイントと同数個だけ存在する。これらの吸収周波数は、いずれにおいても電子密度等のプラズマ密度情報と一定の相関関係があるが、特に、吸収周波数のうち、電子密度に対して２乗に比例する吸収周波数は、プラズマ表面波共鳴周波数と呼ばれている。電子密度等のプラズマ密度情報を導出する際においてこのプラズマ表面波共鳴周波数は有用な物理量の１つである。このステップＳ２は、本発明における（ｂ）の過程に相当する。
【０１１４】
なお、本明細書中では、Ｑ値（quality factor）がもっとも大きい吸収ポイントにおける吸収周波数を『０次の吸収周波数』または『基本吸収周波数』と呼ぶ。そして、吸収の大きい順に１次，２次，…と吸収周波数を定義づける。一番高次の吸収周波数、すなわち吸収のもっとも小さい吸収ポイントにおける吸収周波数は、電子密度に対して２乗に比例する、上述したプラズマ表面波共鳴周波数となる。
【０１１５】
従って、実際に、プラズマ密度情報を測定するには、Ｑ値が大きい吸収は、吸収（反射による損失）が大きく、かつ半値幅が狭い吸収であるので、Ｑ値がもっとも大きい吸収周波数、すなわち０次の吸収周波数（基本吸収周波数）を測定するのが通常である。本実施例１では、０次の吸収周波数、すなわちＱ値がもっとも大きい吸収ポイントにおける基本吸収周波数（０次の吸収周波数）を測定する。
【０１１６】
〔ステップＳ３〕吸収周波数導出部２５によって導出されたこの吸収周波数は、電子密度変換部２６に送り込まれる。電子密度変換部２６は、基本吸収周波数からプラズマ表面波共鳴周波数を求め、さらにプラズマ表面波共鳴周波数から電子密度に変換する。
【０１１７】
なお、図３に示す形態で測定する場合には、測定プローブ７がチャンバ１の内壁１ｂからズレｔの分だけ突き出ているので、ここで求められた電子密度は、内壁１ｂからズレｔでの値である。基板Ｗは、チャンバ１の中心に配設されているので、チャンバ１の中心での電子密度を求めなければならない。そこで、『発明が解決しようとする課題』の欄でも述べたように、内壁１ｂからズレｔの位置でのプラズマ密度情報（ここでは電子密度）とチャンバ１の中心でのプラズマ密度情報（ここでは電子密度）とが相関関係にあることを利用して、図６のグラフに基づいて、内壁１ｂからズレｔの位置での電子密度から、チャンバ１の中心での電子密度に校正すればよい。なお、本実施例１では、電子密度変換部２６は、この校正の機能をも有しているが、図６のグラフを記憶して校正を行う校正部を別に設けてもよい。
【０１１８】
なお、図６のグラフについては測定プローブの配設位置をそれぞれ変えて電子密度を測定して、相関関係を予め求めておく。図６のグラフでは、プラズマＰＭを生成するガスとしてアルゴン（Ａｒ）を用い、ガス圧を４Ｐａ，５Ｐａ，６Ｐａとそれぞれする。測定プローブ７の（配設）位置をＴとすると、位置Ｔが２００ｍｍのときがチャンバ１の中心に測定プローブ７を配設したときとなり、位置Ｔが０ｍｍのときがチャンバ１の内壁１ｂにプローブを配設したときとなる。
【０１１９】
〔ステップＳ４〕電子密度が求まってから、基板Ｗをチャンバ１内に投入して、電極２上に載置する。この電極２に処理用の電圧を印加することによって、プラズマＰＭ中のイオンや電子が基板Ｗの表面に到達して、基板Ｗのエッチング処理が行われる。従って、処理用の電圧を印加するのとほぼ同時に、またはエッチング処理が開始されるのとほぼ同時に、エッチング時間設定部１５において、タイマがリセットされてタイマのカウントを開始する。エッチング処理をより精密に行うという点において、チャンバ１内への基板Ｗの投入とステップＳ４での電子密度の測定とはほぼ同時に行われる方が好ましい。
【０１２０】
〔ステップＳ５〕一方、測定された電子密度は、生成用電力制御部６内のエッチングレート変換部１３に送り込まれて、電子密度に基づいてエッチングレートに変換される。上述したように、エッチングレートと電子密度との間には一定の相関関係にあるので、測定された電子密度を係数倍するだけでエッチングレートが求まる。
【０１２１】
〔ステップＳ６〕エッチングレートが求まると、エッチング時間変換部１４によってエッチング時間が求まる。例えば、エッチングしたい膜厚の厚みが１０μｍであって、エッチングレートが１μｍ／ｍｉｎのとき、エッチング時間は、上記膜厚の厚みの１０μｍから上記エッチングレートの１μｍ／ｍｉｎで割った１０ｍｉｎとなって求められる。
【０１２２】
〔ステップＳ７〕エッチング時間が求まると、エッチング時間設定部１５に送り込まれる。ステップＳ４において開始されたタイマがエッチング時間に相当する分だけカウントされると、すなわちエッチング時間が経過すると、エッチング時間設定部１５はインピーダンス整合器１６に対して、生成用電力の供給を終了するようにインピーダンス整合器１６内の整合回路を操作する。この操作によって生成用電源５から供給される生成用電力は０となって、エッチング処理が終了する。このステップＳ４〜Ｓ７は、本発明における（ｃ）の過程に相当する。
【０１２３】
以上のステップＳ１〜Ｓ７から、ステップＳ１において測定用電源８から測定用電力をプラズマＰＭに供給すると、測定用電源８から入射された測定用電力は、測定プローブ７を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。ステップＳ２では、その測定用電力の反射または吸収に基づいて、測定プローブ７を用いてプラズマ密度情報である吸収周波数が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、ステップＳ４〜Ｓ７においてプラズマエッチング処理が制御される。
【０１２４】
本実施例１のエッチング処理方法で用いられる測定プローブ７を以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するために測定プローブ７をチャンバ１に挿入した際に、その挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂに対して、誘電体部材１７の挿入側の一端（先端）１７ａが平行になるようにその一端１７ａを平面状に構成し、チャンバ１に挿入した際に、その挿入口１Ａに測定プローブ７が嵌合するように誘電体部材１７を被覆する第１導体１８を挿入口１Ａの内壁１ｂに接触させた周面を測定プローブ７は備える。
【０１２５】
このように構成することで、測定プローブ７をチャンバ１に挿入した際には、測定プローブ７の誘電体部材１７を被覆する第１導体１８の周面（表面）によって挿入口１Ａが塞がれる。つまり、挿入口１Ａ付近にすきまがなくなる。したがって、チャンバ１内の電界は挿入口１Ａを介してチャンバ１の外壁１ａに流れることなく、異常放電をなくすことができる。また、挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂに対して平行になるように誘電体部材１７の挿入側の一端１７ａを平面状に構成しており、誘電体部材１７の挿入側の一端１７ａと挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂとが略同一平面になる位置にまで測定プローブ７をチャンバ１に挿入する場合には、チャンバ１の内壁１ｂに測定プローブ７が突き出ることなく、プラズマ密度情報の測定やプラズマ処理といったプロセスの邪魔にならない。以上より、異常放電を防止してプロセスを安定して行うことができる。
【０１２６】
本実施例１では、誘電体部材１７を被覆する第１導体１８を導体で構成することで、プラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。また、この第１導体１８は、測定プローブ７をチャンバ１に挿入した際に、その挿入部分におけるチャンバ１の外壁１ａに接触する導体とみなすことができる。このような導体を備えることで、挿入部分におけるチャンバ１の外壁１ｂに対してプラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。
【０１２７】
なお、従来の測定プローブ１０１と本実施例１での測定プローブ７とをそれぞれチャンバ１に挿入したときのプローブ周辺の電界強度の２乗分布をシミュレーションにより確認した。このシミュレーションは、マックスウェルの方程式を時間，空間で差分化し、出力点の時間応答を得るＦＤＴＤ法 (Finite Difference Time Domain Method)を用いて行っている。図７は、従来の測定プローブ１０１を用いた場合における電界強度の２乗分布を模式的に表した図であり、図８は、本実施例１での測定プローブ７を用いた場合における電界強度の２乗分布を模式的に表した図である。
【０１２８】
図７に示すように、従来の測定測定プローブ１０１をチャンバ１に挿入したら、電磁波は測定プローブ１０１の表面の誘電体とプラズマとの界面において表面波を励起させ、同軸方向である長手方向に伝搬する。伝搬した表面波は、同軸の両端で反射し、強い定在波を励起させ、プローブの先端で領域の長さで節，腹，節を形成し、共鳴吸収している様子が図８からわかる。図７（ａ）に示すように、従来の測定プローブ１０１をチャンバ１の中心付近にまで挿入したら、チャンバ１内で測定プローブ１０１の領域の長さで分布するが、図７（ｂ）に示すように、従来の測定プローブ１０１をチャンバ１の入り口付近（例えば基板などの被処理物よりも手前）に挿入したら、チャンバ1内で入り口付近までの長さでしか分布しない。本実施例１での測定プローブ１をチャンバ１に挿入したら、誘電体部材１７の挿入側の一端１７ａで、共鳴吸収している様子が図８からわかる。したがって、誘電体部材１７の挿入側の一端１７ａと挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂとが略同一平面になる位置にまで測定プローブ７をチャンバ１に挿入したとしても、プローブの径を大きくすれば、励起している表面波の表面積を大きくすることができる。
【実施例２】
【０１２９】
次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。
【０１３０】
図９は、実施例２に係るプラズマ密度情報測定用装着具（測定アタッチメント）を用いたプラズマ処理装置の概略構成を示したブロック図である。なお、本実施例２では、上述した実施例１と共通の構成については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【０１３１】
本実施例２に係るエッチング処理装置は、図9に示すようなチャンバ１を備えている。本実施例２でのチャンバ１は、図１０に示すように、チャンバ１内の様子を確認するのぞき窓３０を備えている他は、実施例１と同様の構成である。こののぞき窓３０は透明または半透明の石英で形成されている。また、本実施例２でのチャンバ1は、実施例１のように挿入口１Ａや屈曲部１Ｂを設けていない。
【０１３２】
チャンバ１内の電極２や、チャンバ１周辺の石英板３やコイル４や生成用電源５や生成用電力制御部６や測定用電源８や同軸ケーブル９やプローブ制御部１０やガス供給源１１やガス調整用バルブ１２については、実施例１と同じ構成である。
【０１３３】
上述したのぞき窓３０には、実施例１の測定プローブ７の替わりに本実施例２ではプラズマ密度情報を測定する測定アタッチメント３１が接触することで測定アタッチメント３１がチャンバ１に装着される。この測定アタッチメント３１は、本発明におけるプラズマ密度情報測定用装着具に相当する。
【０１３４】
次に、測定アタッチメント３１について、図１１を参照して説明する。測定アタッチメント３１は、同軸ケーブルの中心導体からなるアンテナ３２と、同軸ケーブル９およびアンテナ３２を電気的に接続させるコネクタ３３と、アンテナ３２を被覆し、かつプラズマに結合する誘電体部材３４と、誘電体部材３４を被覆する導体部材３５とを備えている。誘電体部材３４は、本発明における誘電性領域に相当し、導体部材３５は、本発明における導電性領域に相当する。導体部材３５についても、実施例１と同様にそれを形成する物質は金属や、金属以外の導体（例えばカーボンなど）など、特に限定されない。図１１（ｂ）に示すように誘電体部材３４および導体部材３５は円筒形状であって、図１１（ｂ）からみて円筒の底面の部分が、装着側の一端となる。円筒形状に形成することで誘電体部材３４の装着側の一端３４ａは平面状になっており、測定アタッチメント３１をチャンバ１に装着した際に、その装着部分におけるチャンバ１の外壁１ａ、すなわち本実施例２ではのぞき窓３０の外壁に誘電体部材３４が接触するようになっている。
【０１３５】
本実施例２に係るエッチング処理は、図4に示した実施例１に係るエッチング処理と同じで、実施例１ではプラズマ密度情報を測定するのに測定プローブ７をチャンバ１に挿入したのに対して、本実施例２では測定アタッチメント３１をチャンバ１ののぞき窓３０に装着して、測定アタッチメント３１のコネクタ３３と同軸ケーブル９とを電気的に接続することのみ相違する。なお、本実施例２でのステップＳ１は、本発明における（Ａ）の過程に相当し、本実施例２でのステップＳ２は、本発明における（Ｂ）の過程に相当し、本実施例２でのステップＳ４〜Ｓ７は、本発明における（Ｃ）の過程に相当する。
【０１３６】
以上のステップＳ１〜Ｓ７から、ステップＳ１において測定用電源８から測定用電力をプラズマＰＭに供給すると、測定用電源８から入射された測定用電力は、測定アタッチメント３１をチャンバ１ののぞき窓３０に装着した際にはその測定アタッチメント３１を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。ステップＳ２では、その測定用電力の反射または吸収に基づいて、測定アタッチメント３１を用いてプラズマ密度情報である吸収周波数が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、ステップＳ４〜Ｓ７においてプラズマエッチング処理が制御される。
【０１３７】
本実施例２でのエッチング処理方法で用いられる測定アタッチメント３１を以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するために測定アタッチメント３１をチャンバ１に装着した際に、その装着部分におけるチャンバ１の外壁１ａ（ここではのぞき窓３０の外壁）に誘電体部材３４が接触するように装着側の一端３４ａを平面状に構成する。本実施例２では、誘電体部材３４および導体部材３５を円筒形状に形成することで装着側の一端３４ａを平面状に構成している。
【０１３８】
このように構成することで、測定アタッチメント３１をチャンバ１に装着した際には、その装着部分における誘電体で形成された（実施例２では石英）のぞき窓３０の外壁を介して、誘電体部材３４にプラズマ表面波が励起されて、測定用電源８から供給された測定用電力はその誘電体部材３４を介してプラズマと結合して、それによってプラズマ負荷による吸収または反射が起こる。
【０１３９】
このように、測定アタッチメント３１をチャンバ１に装着するだけなのでチャンバ１内に変化が起こらずに、プロセスを安定して行うことができる。また、誘電体部材３４を導体部材３５が被覆しているので、プラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。また、従来の（のぞき窓３０を備えた）チャンバ１に本実施例２の測定アタッチメント３１をチャンバ１に装着するだけでプロセスを行うことができるので、汎用性の高い測定アタッチメント３１および本実施例２に係るエッチング処理装置を実現することができる。
【実施例３】
【０１４０】
次に、図面を参照して本発明の実施例３を説明する。
【０１４１】
図１２は、実施例３に係る測定アタッチメントを用いたプラズマ処理装置の概略構成を示したブロック図である。なお、本実施例３では、上述した実施例１，２と共通の構成については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【０１４２】
本実施例３に係るエッチング処理装置は、図１２に示すようなチャンバ１を備えている。本実施例３でのチャンバ１は、図１３に示すように、従来から設けられた挿入口１Ｃ（例えばプラズマＰＭを生成するためのガスを供給するガス管など）を有しており、その挿入口１Ｃを、測定アタッチメント４１を挿入して装着する挿入口として利用することでプラズマ密度情報を測定する。したがって、本実施例３でのチャンバ１は、実施例１のように屈曲部１Ｂを設けなくとも従来から設けられた挿入口１Ｃを利用することができる。測定アタッチメント４１は、本発明におけるプラズマ密度情報測定用装着具に相当する。
【０１４３】
チャンバ１内の電極２や、チャンバ１周辺の石英板３やコイル４や生成用電源５や生成用電力制御部６や測定用電源８や同軸ケーブル９やプローブ制御部１０やガス供給源１１やガス調整用バルブ１２については、実施例１，２と同じ構成である。
【０１４４】
次に、測定アタッチメント４１について、図１３を参照して説明する。測定アタッチメント４１は、実施例２の測定アタッチメント３１と同様に、アンテナ４２と、コネクタ４３と、アンテナ４２を被覆する誘電体部材４４と、誘電体部材４４を被覆する導体部材４５とを備えている。誘電体部材４４は、本発明における誘電性領域に相当し、導体部材４５は、本発明における導電性領域に相当する。導体部材４５についても、実施例１、２と同様にそれを形成する物質は金属や、金属以外の導体（例えばカーボンなど）など、特に限定されない。誘電体部材４４および導体部材４５は、実施例２と同じように円筒形状である。実施例３においても、円筒形状に形成することで誘電体部材４４の挿入側の一端４４ａは平面状になっており、測定アタッチメント４１をチャンバ１の挿入口１Ｃに挿入して装着した際に、その挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂに対して、挿入側の一端４４ａが平行になるようになっている。
【０１４５】
また、導体部材４５は、測定アタッチメント４１をチャンバ１に挿入して装着した際に、チャンバ１の挿入口１Ｃの内壁に接触する周面の大きさの円筒である。このような大きさを有することで、チャンバ１に挿入して装着した際に、その挿入口１Ｃに測定アタッチメント４１が嵌合するようになっている。
【０１４６】
本実施例３に係るエッチング処理は、図４に示した実施例１に係るエッチング処理と同じで、実施例１ではプラズマ密度情報を測定するのに測定プローブ７をチャンバ１に挿入したのに対して、本実施例３では測定アタッチメント４１をチャンバ１の挿入口１Ｃに挿入して装着して、測定アタッチメント４１のコネクタ４３と同軸ケーブル９とを電気的に接続することのみ相違する。なお、実施例２ではチャンバ１の外壁１ａに接触させて測定アタッチメント３１の装着を行ったが、本実施例３ではチャンバ１の挿入口１Ｃに挿入して測定アタッチメント４１の装着を行う。なお、本実施例３でのステップＳ１は、本発明における（Ａ）の過程に相当し、本実施例３でのステップＳ２は、本発明における（Ｂ）の過程に相当し、本実施例３でのステップＳ４〜Ｓ７は、本発明における（Ｃ）の過程に相当する。
【０１４７】
以上のステップＳ１〜Ｓ７から、ステップＳ１において測定用電源８から測定用電力をプラズマＰＭに供給すると、測定用電源８から入射された測定用電力は、測定アタッチメント４１をチャンバ１の挿入口１Ｃに挿入して装着した際にはその測定アタッチメント４１を介して、プラズマ密度に起因してプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。ステップＳ２では、その測定用電力の反射または吸収に基づいて、測定アタッチメント４１を用いてプラズマ密度情報である吸収周波数が測定される。プラズマ密度情報はプラズマの特性を示すので、プラズマ密度情報を測定することにより、ステップＳ４〜Ｓ７においてプラズマエッチング処理が制御される。
【０１４８】
本実施例３でのエッチング処理方法で用いられる測定アタッチメント４１を以下のように構成する。すなわち、プラズマ密度情報を測定するために測定アタッチメント４１をチャンバ１の挿入口１Ｃに挿入して装着した際に、その挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂに対して、誘電体部材４４の挿入側の一端４４ａが平行になるように挿入側の一端４４ａを平面状に構成し、チャンバ１に挿入した際に、その挿入口１Ｃに測定アタッチメント４１が嵌合するように導体部材４５を挿入口１Ｃの内壁に接触させた周面を測定アタッチメント４１は備える。本実施例３では、誘電体部材４４および導体部材４５を円筒形状に形成することで装着側の一端４４ａを平面状に構成し、導体部材４５を挿入口１Ｃの内壁に接触させた周面を測定アタッチメント４１は備える。
【０１４９】
このように構成することで、測定アタッチメント４１をチャンバ１に挿入して装着した際には、チャンバ１に挿入された測定アタッチメント４１の誘電体部材４４にプラズマ表面波が励起されて、測定用電源８から供給された測定用電力はその誘電体部材４４を介してプラズマと結合して、それによってプラズマ負荷による吸収または反射が起こる。また、装着の際には、導体部材４５の周面（表面）によって挿入口１Ａが塞がれて挿入口１Ｃ付近にすきまがなくなる。
【０１５０】
このように、測定アタッチメント４１をチャンバ１の挿入口１Ｃに挿入して装着するだけなのでチャンバ１内の電界は挿入口１Ｃを介してチャンバ１の外壁１ａに流れることなくプロセスを安定して行うことができる。また、挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂに対して平行になるように誘電体部材４４の挿入側の一端４４ａを平面状に構成しており、誘電体部材４４の挿入側の一端４４ａと挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂとが略同一平面になる位置にまで測定アタッチメント４１をチャンバ１に挿入して装着する場合には、チャンバ１の内壁１ｂに測定アタッチメント４１が突き出ることなく、プロセスの邪魔にならない。また、誘電体部材４４を導体部材４５が被覆しているので、プラズマ表面波をシールドしてプロセスをより安定して行うことができる。また、従来のチャンバ１に本実施例３の測定アタッチメント４１を従来から設けられた挿入口１Ｃ（実施例３ではガス管）に挿入して装着するだけでプロセスを行うことができるので、汎用性の高い測定アタッチメント４１および本実施例３に係るエッチング処理装置を実現することができる。
【０１５１】
本実施例３においても、略同一平面は実施例１と同じ範囲である（＋ｒ〜−ｒまでの範囲）。なお、従来から設けられた挿入口がチャンバ１に存在しない、あるいは挿入口が例えばガスを供給するガス管など別の用途で既に利用されている場合には、チャンバ１に挿入口を設ければよい。チャンバ１に挿入口を設けて測定アタッチメント４１をチャンバ１の挿入口に挿入して装着するだけでプロセスを行うことができる。
【０１５２】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【０１５３】
（１）上述した各実施例でのステップＳ１〜Ｓ７では、１枚の基板Ｗのエッチング処理が終了すると生成用電源５から供給する生成用電力を０にする手順であったが、基板Ｗを連続的に処理する場合にはエッチング時間に達すると、処理中の基板Ｗをチャンバから１枚取り出して、次に処理されるべき基板Ｗをチャンバ１内に投入するような手順であってもよい。
【０１５４】
（２）上述した各実施例では、エッチング処理についてのプラズマ処理であったが、例えばＣＶＤ（化学気相成長）処理や、アッシング処理や、チャンバのクリーニング処理等、プラズマ中の被処理物に行うプラズマ処理であれば、特に限定されない。また、プラズマ処理のみならず、プラズマ密度情報を単に測定するプラズマ密度情報測定装置にも本発明は適用することができる。
【０１５５】
（３）上述した各実施例では、プラズマを生成するための生成用電力を操作してプラズマ処理を制御したが、例えば生成用電力以外にもプラズマを生成するガス圧や、ガスの混合比等を操作してプラズマ処理を制御してもよく、通常のプラズマ制御において用いられる方法ならば、特に限定されない。
【０１５６】
また、各実施例では、電子密度に応じてエッチング時間等の処理時間を設定して、生成用電力を操作したが、処理時間を固定にしておいて、インピーダンス整合器１８などを操作することによって生成用電力を調節して、処理時間に応じて電子密度を制御してもよい、同様の手法で、図１中のガス調整用バルブ１２によってガス圧や、ガスの混合比等を調節して、処理時間に応じて電子密度を制御してもよい。また、上述したこれらの方法を適宜互いに組み合わせることもできる。
【０１５７】
（４）上述した各実施例では、プラズマ密度情報は吸収周波数や電子密度であったが、イオン密度もプラズマの特性を示すので、これらの物理量を校正して測定することで、プラズマ発生に係る物理量（例えば生成用電力や、ガス圧や、ガスの混合比など）を操作してもよい。例えば、図１中の吸収周波数導出部２５によって吸収周波数を求めた後、吸収周波数とエッチング処理との相関関係によって生成用電力を操作してもよい。
【０１５８】
（５）上述した各実施例での第１導体１８、第２導体１９、第３導体２１を形成するのは、各導体をそれぞれ積層して形成する手法であってもよいし、蒸着などによってコーティングして形成する手法であってもよい。
【０１５９】
（６）上述した実施例１の測定プローブ７では、プラズマ表面波をシールドするために、測定プローブ７をチャンバ１に挿入した際に、その挿入部分におけるチャンバ１の外壁１ａに接触し、かつ誘電体部材１７を被覆し周面がチャンバ１の挿入口１Ａの内壁に接触する第１導体１８を備えたが、例えば、第１導体１８を、図１４に示すように測定プローブ７をチャンバ１に挿入した際に、その挿入部分におけるチャンバ１の外壁１ａに接触するように構成し、挿入口１Ａの内壁に周面が接触するのは誘電体部材１７であってもよい。つまり、誘電体部材１７を被覆する被覆部材を測定プローブ７に備えなくてもよい。また例えば、第１導体１８を、図１５に示すように、誘電体部材１７を被覆し周面がチャンバ１の挿入口１Ａの内壁に接触するように構成し、挿入部分におけるチャンバ１の外壁１ａに接触する導体を備えてなくてもよい。また、図１６に示すように、第１導体１８をそれぞれ個別の導体１８1 と導体１８2 とに分けて構成し、挿入部分におけるチャンバ１の外壁１ａに接触するように一方の導体１８1 を構成するとともに、誘電体部材１７を被覆しチャンバ１の挿入口１Ａの内壁に周面が接触するように他方の導体１８2 を構成してもよい。
【０１６０】
また、かかる第1導体１８を必ずしも備える必要はない。ただ、プラズマ表面波をシールドするためには、図１、図１４〜図１６のようにいずれかの領域に備えるのがより好ましい。
【０１６１】
（７）上述した実施例１の測定プローブ７では、図２に示すように、プラズマＰＭに結合する誘電性領域が誘電体部材１７で、誘電体部材１７の後端（挿入側とは逆側の一端）においては同軸ケーブル９との間に空隙が介在する形態となっていたが、実施例２の図１１や実施例３の図１３に示すように誘電体部材１７が充填された測定アタッチメント３１，４１のように測定プローブ７を構成してもよい。すなわち、図１７に示すように誘電体部材１７を同軸ケーブル９ごと被覆して充填して構成してもよい。
【０１６２】
逆に空隙が介在した測定プローブ７のように測定アタッチメント３１，４１を構成してもよい。例えば、実施例２の測定アタッチメント３１を、図１８に示すように誘電体部材３４の後端部分と導体部材３５との間に空隙を介在させて構成してもよい。実施例３の測定アタッチメント４１についても同様に構成すればよい。
【０１６３】
（８）上述した実施例２の測定アタッチメント３１では、誘電体部材３４を円筒形状に形成することで、装着時に装着部分におけるチャンバ１の外壁１ａに誘電性部材３４が接触するように装着側の一端３４ａを平面状に構成したが、装着側の一端３４ａを平面状に構成することで装着部分におけるチャンバ１の外壁１ａに誘電性部材３４が接触するのであれば、測定アタッチメント３１の後端部の形状については特に限定されない。例えば、後端部については図１９〜図２１に示すような形状であってもよい。
【０１６４】
（９）上述した実施例３の測定アタッチメント４１では、誘電体部材４４を円筒形状に形成することで、チャンバ１の挿入口１Ｃに挿入して装着した際に、その挿入部分におけるチャンバ１の内壁１ｂに対して、誘電体部材４４の挿入側の一端４４ａが平行になるようにその一端４４ａを平面状に構成し、挿入時にその挿入口１Ｃに測定アタッチメント４１が嵌合するように導体部材４５を挿入口１Ｃの内壁に接触させた周面を備えたが、挿入側の一端４４ａを平面状に構成し、導体部材４５を挿入口１Ｃの内壁に接触させた周面を測定アタッチメント４１が備えるのであれば、上述した変形例（８）と同様に、測定アタッチメント４１の後端部の形状については特に限定されない。例えば、後端部については図２２〜図２４に示すような形状であってもよい。
【０１６５】
（１０）上述した各実施例のチャンバ１（プラズマ処理室）に測定プローブ７が挿入されるべき箇所、あるいは測定アタッチメント３１，４１が装着されるべき箇所の外壁１ａおよび内壁１ｂは、図１〜図３や図９や図１１〜図１３のような場所（図面の紙面からみて左側）であったが、チャンバ１の底面の外壁１ａや内壁１ｂに測定プローブ７を挿入あるいは測定アタッチメント３１，４１を装着してもよいし、チャンバ１の上面（天井）の外壁１ａや内壁１ｂに測定プローブ７を挿入あるいは測定アタッチメント３１，４１を装着してもよいし、チャンバ１の右側（例えば図１中のガス調整用バルブ１２に連通するガス管の箇所）の外壁１ａや内壁１ｂに測定プローブ７を挿入あるいは測定アタッチメント３１，４１を装着してもよい。なお、チャンバ１の上面（天井）側には石英板３やコイル４などの生成用電力が直接的に入力されて測定プローブ７や測定アタッチメント３１，４１に影響を及ぼす可能性があることから、上面以外の外壁１ａや内壁１ｂに測定プローブ７を挿入あるいは測定アタッチメント３１，４１を装着するのがより好ましい。
【０１６６】
また、図２５や図２６に示すように、プラズマ処理を行う処理用の電圧を印加する電極２の部分まで、『チャンバ１の壁』とみなすことができる。この場合には、基板Ｗを載置する側を電極２の内壁２ｂ、逆側を電極２の外壁２ａとし、図２５に示すように、電極２に設けた挿入口２Ａを介して測定プローブ７を挿入してもよいし、図２６に示すように、電極２に設けた挿入口２Ｃを介して測定アタッチメント４１を挿入して装着してもよい。
【０１６７】
さらに、図２７や図２８に示すように、電極２の上に例えば誘電体で形成されたステージＳを設け、そのステージＳ上に基板Ｗを載置する場合には、そのステージＳの部分にまで『チャンバ１の壁』とみなすことができる。この場合には、基板Ｗを載置する側をステージＳの内壁Ｓｂ、逆側をステージＳの外壁Ｓａとし、図２７に示すように、電極２およびステージＳに設けた挿入口２Ａ、ＳＡを介して測定プローブ７を挿入してもよいし、図２８に示すように、電極２およびステージＳに設けた挿入口２Ｃ、ＳＣを介して測定アタッチメント４１を挿入して装着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】実施例１のプラズマ処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】（ａ）は実施例１の測定プローブの構成を示す側面図であって、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大した破断図である。
【図３】（ａ）はチャンバに挿入前の測定プローブの側断面図、（ｂ）はチャンバに挿入後の測定プローブの側断面図である。
【図４】実施例１〜３のエッチング処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】吸収周波数を求める説明に供するグラフである。
【図６】測定プローブの配設位置をそれぞれ変えたときの電子密度の測定結果を示すグラフである。
【図７】従来の測定プローブを用いた場合における電界強度の２乗分布を模式的に表した図であって、（ａ）はチャンバの中心付近にまで挿入したとき、（ｂ）はチャンバの入り口付近に挿入したときの図である。
【図８】実施例１の測定プローブを用いた場合における電界強度の２乗分布を模式的に表した図である。
【図９】実施例２のプラズマ処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図１０】実施例２のチャンバののぞき窓付近の概略図である。
【図１１】（ａ）は実施例２の測定アタッチメントの側断面図であって、（ｂ）はアタッチメント全体の概略図である。
【図１２】実施例３のプラズマ処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図１３】（ａ）はチャンバに挿入前の測定アタッチメントの側断面図、（ｂ）はチャンバに挿入後の測定アタッチメントの側断面図である。
【図１４】実施例１の変形例に係る測定プローブの構成を示す側断面図である。
【図１５】実施例１のさらなる変形例に係る測定プローブの構成を示す側断面図である。
【図１６】実施例１のさらなる変形例に係る測定プローブの構成を示す側断面図である。
【図１７】実施例１のさらなる変形例に係る測定プローブの構成を示す側断面図である。
【図１８】実施例２の変形例に係る測定アタッチメントの構成を示す側断面図である。
【図１９】実施例２のさらなる変形例に係る測定アタッチメントの構成を示す側断面図である。
【図２０】実施例２のさらなる変形例に係る測定アタッチメントの構成を示す側断面図である。
【図２１】実施例２のさらなる変形例に係る測定アタッチメントの構成を示す側断面図である。
【図２２】実施例３の変形例に係る測定アタッチメントの構成を示す側断面図である。
【図２３】実施例３のさらなる変形例に係る測定アタッチメントの構成を示す側断面図である。
【図２４】実施例３のさらなる変形例に係る測定アタッチメントの構成を示す側断面図である。
【図２５】実施例１の変形例に係る測定形態の概略図である。
【図２６】実施例３の変形例に係る測定形態の概略図である。
【図２７】実施例１のさらなる変形例に係る測定形態の概略図である。
【図２８】実施例３のさらなる変形例に係る測定形態の概略図である。
【図２９】プラズマ密度情報を測定するための従来の手法の説明に供する図である。
【図３０】プラズマ密度情報を測定するための従来の手法の説明に供する図である。
【図３１】従来の測定プローブおよびガイド部の側面図である。
【図３２】従来の測定プローブを用いて、（ａ）はチャンバの内壁よりも被処理物側でかつ、被処理物よりも手前側に挿入して測定した場合の電界の分布を模式的に表した図であって、（ｂ）はチャンバの外壁よりもさらに手前側にして測定した場合の電界の分布を模式的に表した図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１  …  チャンバ
６  …  生成用電力制御部
７  …  測定プローブ
８  …  測定用電源
９ｄ  …  中心導体
９  …  同軸ケーブル
１７  …  誘電体部材
１８  …  第１導体
３１、４１  …  測定アタッチメント
ＰＭ  …  プラズマ
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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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