(57)【要約】【課題】上下電極間のプラズマ内を通過する高周波電流量を正確に検出する。【解決手段】プラズマエッチング処理装置１の処理容器２内に、処理空間Ｋの中心軸周りの磁界の時間変化量を検出するプローブ４０が取り付けられる。プローブ４０は、コイル状に形成され、コイル４０ａの軸が処理空間Ｋの中心軸の周方向に向けられる。プローブ４０は、処理容器２の側壁面２の近傍に設けられる。プローブ４０は、コイル４０ａに生じる誘導起電力を、磁界の時間変化量として検出し、コンピュータ５１がその誘導起電力から所定の算出原理により高周波電流量を算出する。【選択図】図１
2007294909.tif 000002
【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通過する高周波電流量を算出する算出部と、を有す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、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てい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２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１〜３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と同程度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１〜５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記プローブは、前記処理容器の側壁部から１５〜２５ｍｍの位置に設けられてい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１〜７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
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１〜６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
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９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
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９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記プローブは、前記処理容器内で昇降自在に構成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記磁界の時間変化量の検出と前記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１〜１２のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
算出された前記高周波電流量に基づいて、前記高周波電力の出力を調整する調整部を有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
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することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
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、
前記高周波電力の供給により前記処理容器に供給される高周波電流量を検出する検出部と、
前記検出部で検出される前記高周波電流量が一定になるように、前記高周波電力を制御する制御部と、を有することを特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記検出部は、前記処理容器内に設定されたプローブであることを特徴とする、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】
前記前記高周波電極に高周波電力を供給する高周波電源を有し、
前記検出部は、前記高周波電源の出力部位に設置されることを特徴とする、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記高周波電極に前記高周波電力を供給する高周波電源と、前記高周波電極と前記高周波電源との間にある整合器と、を有し、
前記検出部は、前記整合器の出力部位に設置されることを特徴とする、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２０】
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、
前記プラズマ処理を行うための複数の設定値が予め記憶されている設定記憶部を有し、
前記設定記憶部は、前記設定値として高周波電流量の値を有す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、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。例えば下部電極から上部電極へ流れる高周波電流量を測定する場合、下部電極とマッチング回路との間、すなわちマッチング回路の出力側に電流センサを取り付けることが考えられる。なお、参考までに、下部電極のスパッタによるはがれ具合（消耗度）を把握するために、下部電極とマッチング回路との間に電流を測定する回路を設けて、その測定値によって消耗度を把握する技術は既に開示されている（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回路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、上記マッチング回路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】
一方、近年、デザインルールのさらなるスケールダウンに伴い、エッチング処理結果のＣＤ（Critical  Dimension）均一性への要求や、ＡｒＦレジストのようなプラズマ耐性の弱いレジスト膜のエッチングなどに対応するため、電極に印加する高周波電力のパワー値の厳格な調整が求められている。
【０００８】
しかし、プラズマ処理装置の内部には、セラミック製のインシュレータなどが使われてきているが、このインシュレータは、高周波電力のパワー損失に対して１つ１つ固体差があるので、例えば高周波電力のパワー値を厳格に調整しても、複数の同一のプラズマ処理装置で同一の処理を行った場合に、装置間に処理結果の差（機差）が生じる可能性がある。
【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通過する高周波電流量をより正確に検出することをその目的とする。また、本発明は、複数の同一のプラズマ処理装置で同一の処理を行った場合の装置間の処理結果の差を低減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通過する高周波電流量を算出する算出部と、を有す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、処理容器内でプラズマ内を通過する高周波電流量を正確に検出できる。これ故、例えば基板の処理状態を正確に評価することができる。
【００１２】
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ていてもよい。
【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と同程度の高さに設けられていてもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
前記プローブは、前記処理容器の側壁部から１５〜２５ｍｍの位置に設けられていてもよい。
【００１８】
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。
【００１９】
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い。
【００２０】
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てもよい。
【００２１】
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の外周を囲む環状部材内に埋め込まれていてもよい。
【００２２】
前記プローブは、前記処理容器内で昇降自在に構成されていてもよい。
【００２３】
上記プラズマ処理装置は、前記磁界の時間変化量の検出と前記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。
【００２４】
上述のプラズマ処理装置は、算出された前記高周波電流量に基づいて、前記高周波電力の出力を調整する調整部を有していてもよい。
【００２５】
上述の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ていてもよい。
【００２６】
別の観点による本発明は、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、前記高周波電力の供給により前記処理容器に供給される高周波電流量を検出する検出部と、前記検出部で検出される前記高周波電流量が一定になるように、前記高周波電力を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【００２７】
前記検出部は、前記処理容器内に設定されたプローブであってもよい。
【００２８】
前記プラズマ処理装置は、前記前記高周波電極に高周波電力を供給する高周波電源を有し、前記検出部は、前記高周波電源の出力部位に設置されるようにしてもよい。
【００２９】
また、前記プラズマ処理装置は、前記高周波電極に前記高周波電力を供給する高周波電源と、前記高周波電極と前記高周波電源との間にある整合器と、を有し、前記検出部は、前記整合器の出力部位に設置されるようにしてもよい。
【００３０】
別の観点による本発明は、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、前記プラズマ処理を行うための、複数の設定値が予め記憶されている設定記憶部を有し、前記設定記憶部は、前記設定値として高周波電流量の値を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、生成されたプラズマ内を通過す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より正確に把握することができる。また、本発明によれば、プラズマ処理を高周波電流量を用いて制御するため、複数の同一のプラズマ処理装置で同一の処理を行った場合の装置間の処理結果の差を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
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は、接地されている。
【００３４】
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、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。
【００３５】
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。
【００３６】
下部電極１２には、整合器３０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。整合器３０は、例えば高周波電力の基本波、高調波等に対するインピーダンスを制御できる。なお、高周波電源３１や整合器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。
【００３７】
処理容器２の側壁部２ａの近傍には、プローブ４０が設置されている。プローブ４０は、例えば図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、プローブ４０は、その磁束の変化によってコイル４０ａ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。
【００３８】
プローブ４０は、例えば下部電極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高くなる位置に設置されている。また、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。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４１によって覆われている。
【００３９】
図１に示すようにプローブ４０のコイル４０ａ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。
【００４０】
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のプラズマ内を通過す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内を通過する総電流量である。
【００４１】
ここで、図４を用いて高周波電流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）
【００４２】
【数１】
2007294909.tif 000003
【００４３】
で表せられる。また、アンペールの法則から、次式（２）
【００４４】
【数２】
2007294909.tif 000004
【００４５】
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）
【００４６】
【数３】
2007294909.tif 000005
【００４７】
が成り立つ。Ｎをコイル４０ａ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、
【００４８】
【数４】
2007294909.tif 000006
【００４９】
となる。したがって、
【００５０】
【数５】
2007294909.tif 000007
【００５１】
となり、コイル４０ａ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。
【００５２】
コンピュータ５１は、算出された高周波電流量Ａｚの蓄積情報を、図１に示すプラズマエッチング装置１の制御部６０に出力できる。制御部６０は、例えば出力された高周波電流量Ａｚと予め設定された閾値と比較し、高周波電流量Ａｚ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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
プラズマエッチング装置１において、プラズマ領域Ｐを通過する高周波電流量Ａｚを検出する際には、先ず、プラズマの発生中に、プローブ４０により処理空間Ｋの周方向θの磁界の時間変化量が検出される。この際、処理空間Ｋの周方向θの磁束Φがプローブ４０のコイル４０ａ内を通過し、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）が生じる。プローブ４０により、この誘導起電力Ｖ（ｒ）が磁界の時間変化量として検出される。その誘導起電力Ｖ（ｒ）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）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）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高周波電流量Ａｚが算出される。
【００５７】
算出された高周波電流量Ａｚは、例えば制御部６０に出力され、例えば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Ａｚの情報は、制御部６０に蓄積され、基板Ｗの処理状態を評価する情報として利用される。
【００５８】
以上の実施の形態によれば、プローブ４０が処理容器２内に配置されたので、プラズマ内を通過する高周波電流量Ａｚを直接的に検出することができる。このため、より正確な高周波電流量Ａｚを検出でき、この高周波電流量Ａｚにより例えば基板Ｗの処理状態をより正確に評価することができる。
【００５９】
また、プローブ４０がコイル状に形成され、コイル４０ａ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内に磁束Φを貫通させ、電磁誘導によりコイル４０ａ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）として検出することができる。
【００６０】
プローブ４０が絶縁体の石英又はセラミックスからなるカバー４１により覆われているので、プラズマによるプローブ４０の腐食を防止できる。
【００６１】
プローブ４０が、処理容器２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。
【００６２】
またプローブ４０は、処理容器２の側壁部２ａの内側面から１５ｍｍ〜２５ｍｍの位置に設けた。図５は、他の条件を同じにして、プローブ４０と側壁部２ａとの距離を変えた場合のプローブ４０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４０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の感度を最適にすることができる。
【００６３】
また、以上の実施の形態では、プローブ４０を基板Ｗと同程度の高さに配置したので、エッチング処理に最も影響を与える基板Ｗ直上の位置の高周波電流量Ａｚを検出することができる。
【００６４】
上記実施の形態では、制御部６０により、高周波電流量Ａｚが閾値を超えた場合には、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。
【００６５】
アナライザボックス５０により、プローブ４０から出力された誘導起電力Ｖ（ｒ）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したので、コンピュータ５１において、最終的に各周波数成分毎の高周波電流量Ａｚを算出できる。このため、より詳細に処理空間Ｋのプラズマ状態を把握し、基板Ｗの処理状態を評価できる。
【００６６】
なお、アナライザボックス５０で分解された基本波、高調波の各高周波電流量Ａｚに基づいて、下部電極２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、例えば制御部６０が、算出された基本波や高調波の高周波電流量Ａｚに基づいて、整合器３０を用いて基本波や高調波のインピーダンスを制御する。こうすることにより、プラズマ内の高周波電流の基本波成分や高調波成分を制御し、プラズマ状態や基板Ｗの処理状態を適正なものに調整できる。
【００６７】
以上の実施の形態で記載した制御部６０は、例えば入力された高周波電流量Ａｚに基づいて高周波電源３１の出力を調整してもよい。この場合、制御部６０は、調整部として機能する。例えば高周波電流量Ａｚが設定値よりも低下した場合には、高周波電源３１の出力が上げられ、また、高周波電流量Ａｚが設定値よりも上昇した場合には、高周波電源３１の出力が下げられて、高周波電流量Ａｚを許容範囲内に戻すようにしてもよい。こうすることにより、一定のプラズマ状態で基板Ｗの処理を行うことができる。
【００６８】
以上の実施の形態では、プローブ４０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は、図６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内に空間８０が形成され、その空間８０内にプローブ４０が設置される。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が突出しないので、処理空間Ｋのプラズマがプローブ４０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が保護されるので、プラズマによるプローブ４０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、フォーカスリング１３の材質が誘電体の場合、プローブ４０は、図７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によりプローブ４０が保護されるので、プラズマによるプローブ４０の腐食も防止できる。さらに、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の直上のプラズマ状態をより正確に検出できる。
【００７０】
なお、プローブ４０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が側壁部２ａに固定されていたが、プローブ４０が上下方向に移動できるようにしてもよい。例えば図８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に沿って移動するスライダ１０１にプローブ４０とそのカバー４１が取り付けられてもよい。そして、高周波電流量Ａｚを検出する際には、プローブ４０を上下動させ、上下方向の複数個所で磁界の時間変化量を検出する。こうすることにより、例えばプラズマ領域Ｐ内の高周波電流量Ａｚの上下方向の分布を知ることができる。例えば上下２箇所の高周波電流量Ａｚを比較し、上方側の高周波電流量Ａｚが小さくなっていれば、その２箇所の検出位置の間で高周波電流Ｉｚが流出していることが確認できる。このように、プラズマ領域Ｐ内の高周波電流Ｉｚの流れを知ることができ、プラズマ状態を評価するための有用な情報を得ることができる。
【００７２】
上記実施の形態において、制御部６０は、検出部で検出される高周波電流量が一定になるように、電極に印加する高周波電力を制御するようにしてもよい。かかる場合、例えばプローブ４０で検出される高周波電流量Ａｚが上述のように制御部６０に出力され、制御部６０は、その高周波電流量Ａｚが予め設定された一定の値になるように高周波電源３１の出力を制御する。こうすることにより、例えば複数の同一のプラズマエッチング装置１で同じ処理を行う場合においても、各装置で同様の処理結果が得られるので、装置間の処理結果の差を低減することができる。
【００７３】
前記例において、高周波電流量を検出する検出部は、プローブ４０に限られず、回路内の電流値を検出する電流センサであってもよい。かかる場合、例えば電流センサ１１０は、図９に示すように高周波電源３１の出力部位に設けられてもよいし、図１０に示すように整合器３０の出力部位に設けられてもよい。
【００７４】
なお、以上の実施の形態において、プラズマエッチング装置１の例えば制御部６０に、図１１に示すようにプラズマ処理を行うための複数の設定値が予め記憶されている設定記憶部６０ａが設けられ、その設定記憶部６０ａは、前記設定値として高周波電流量の値を有していてもよい。この場合、プラズマ処理のパラメータとして高周波電流量の値が設定されているので、高周波電流量が所望の値になるようにプラズマ処理を制御できる。この結果、例えば複数の同一のプラズマエッチング装置１で同じ処理を行う場合においても、各装置で同様の処理結果が得られるので、装置間の処理結果の差を低減することができる。
【００７５】
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のコイル４０ａ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。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】
【００７６】
本発明によれば、基板のプラズマ処理装置において、プラズマ内を通過する高周波電流量を正確に検出する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【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】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７】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８】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。
【図９】検出部を高周波電源の出力部位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説明図である。
【図１０】検出部を整合器の出力部位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説明図である。
【図１１】制御部が設定記憶部を有する場合のプラズマエッチング装置の構成の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
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  プローブ
４０ａ  コイル
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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【図１０】
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【図１１】
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