(57)【要約】【課題】本発明の課題の一つは、計測面内の個々の微細領域のプラズマ状態を正確に計測することは出来るプラズマ処理装置におけるプラズマ状態の計測方法及びその計測方法に使用されるプラズマ計測装置を提供することである。【解決手段】本発明の解決手段の主たるところは、その計測表面に、電気的シールドパターンと、電極表面が同一若しくは実質同一の形状の複数の電極が前記シールドパターンにより画定され且つ前記電極が設けられた表面においては互いに電気的に独立した状態で配設されており、前記電極の表面積が前記計測表面に対向する裏面側には、前記電極からの電気信号を信号処理する信号処理手段が設けられている計測基盤にある。【選択図】図１
2017188236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理が施される基体の少なくとも被処理面を覆う大きさを有し、その計測表面には、電気的シールドパターンと、電極表面が同一若しくは実質同一の形状でその面積が、０．３８５〜１００mm２である複数の電極が前記シールドパターンにより画定され且つ前記電極が設けられた表面においては互いに電気的に独立した状態で配設されており、前記電極の表面積が前記計測表面に対向する裏面側には、前記電極からの電気信号を信号処理する信号処理手段が設けられている計測基盤を、プラズマ処理空間に配設されている前記基体を設置するためのステージ上の所定位置に設置し、前記プラズマ処理空間に形成されるプラズマ状態を計測することを特徴とするプラズマ状態の計測方法。
【請求項２】
プラズマ処理が施される基体の少なくとも被処理面を覆う大きさを有し、その計測表面には、電気的シールドパターンと、電極表面が同一若しくは実質同一の形状でその面積が、０．３８５〜１００mm２である複数の電極が前記シールドパターンにより画定され且つ前記電極が設けられた表面においては互いに電気的に独立した状態で配設されており、前記電極の表面積が前記計測表面に対向する裏面側には、前記電極からの電気信号を信号処理する信号処理手段が設けられていることを特徴とするプラズマ計測用の計測基盤。
【請求項３】
プラズマ処理が施される基体の少なくとも被処理面を覆う大きさを有し、その計測表面には、電気的シールドパターンと、電極表面が同一若しくは実質同一の形状でその面積が、０．３８５〜１００mm２である複数の電極が前記シールドパターンにより画定され且つ前記電極が設けられた表面においては互いに電気的に独立した状態で配設されており、前記電極の表面積が前記計測表面に対向する裏面側には、前記電極からの電気信号を信号処理する信号処理手段が設けられている計測基盤、該計測基盤で計測されるプラズマ状態の計測信号を管理・制御手段に伝達し前記計測基盤に命令信号を伝達するための通信手段、を備えていることを特徴とするプラズマ計測装置
【請求項４】
プラズマ処理が施される基体の少なくとも被処理面を覆う大きさを有し、その計測表面には、電気的シールドパターンと、電極表面が同一若しくは実質同一の形状である複数の電極が前記シールドパターンにより画定され且つ前記電極が設けられた表面においては互いに電気的に独立した状態で配設されており、前記電極の表面積が前記計測表面に対向する裏面側には、前記電極からの電気信号を信号処理する信号処理手段が設けられている計測基盤であって、
前記電極の配列間隔（l）、配列ピッチ（ｐ）、前記電極間における前記シールドパタ−ンの最狭部の幅（ｎ）、前記電極と前記シールドパタ−ンの前記最狭部との間隔（ｋ）との間に、以下の関係があることを特徴とするプラズマ計測用の計測基盤。
０＜n≦ｒ、２(r＋k) ＜ p ≦ ３r＋２k、２k＜ l ≦ r＋２k
【請求項５】
請求項４に記載の計測基盤をプラズマ処理空間に配設されている前記基体を設置するためのステージ上の所定位置に設置し、前記プラズマ処理空間に形成されるプラズマ状態を計測することを特徴とするプラズマ状態の計測方法。
【請求項６】
請求項４に記載の計測基盤と該計測基盤で計測されるプラズマ状態の計測信号を管理・制御手段に伝達し前記計測基盤に命令信号を伝達するための通信手段、を備えていることを特徴とするプラズマ計測装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置におけるプラズマ状態の計測方法及びその計測方法に使用されるプラズマ計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造では、プラズマ技術は、成膜、エッチング、アッシングなどの工程において重要な技術の一つである。
一方、トランジスタなどの半導体素子の高度化・高機能化・微細化とLSI・ICの高集積化が進むと共に、LSI・ICを形成するのに必要なシリコン（Si）ウエハ、ＳＯＩ（Silicon on  Insulator）基体などの半導体基体の直径サイズは、８インチ（２００mm）、１２インチ（３００mm）と拡大方向にある。
そのために、広い面積に亘って且つミクロ的にも均一・均質なプラズマ状態を的確に制御することが必要になってきている。
そのためには、計測対象のプラズマ状態を被プラズマ処理面全域に亘って精度よくプラズマ状態を計測する必要がある。
ところが、採用機会の多い、プローブなどをプラズマ雰囲気中に挿入して計測する接触法は、プラズマの攪乱を避けることが出来ないので、精度高い計測は期待できない。また、プラズマ処理中の計測（in situ ）ができない。
そこで、計測対象のプラズマ状態の攪乱を回避して半導体基体表面付近のプラズマ状態を被プラズマ処理面全域に亘って二次元的に計測することが考えられる。
プラズマ密度の２次元的計測法には、例えば、光学的計測法がある（特許文献１  特開平６−２４３９９１号公報、特許文献２  特表２００４−５１４８９９号公報）。
特許文献１に記載の技術は、プラズマから放射される任意波長のスぺクトルの強度をＣＣＤカメラで検出するものである。
特許文献２に記載の技術は、光学軸が交差する位置に配した２つのＣＣＤカメラでプラズマ状態を検出するものである。
これらの他に、誘電体とプラズマの界面に発生する表面波を利用してプラズマ密度、或いは該プラズマ密度の相対変化を計測するプラズマ密度計測方法（特許文献３  特開２００１−２０３０９７号公報）、
シリコンウエハにプラズマ計測用のセンサを作り込んだ計測手段を用いたマイクロ・ナノ・センシング・システム技術（特許文献４）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４３９９１号公報
【特許文献２】特表２００４−５１４８９９号公報
【特許文献３】特開２００１−２０３０９７号公報
【特許文献４】特開２００３−２８２５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３の技術は、確かに２次元的計測であるが、プラズマ状態の計測面での平均的計測であり、計測面での個々の位置におけるプラズマ状態を計測するものではない。況してや計測面内の個々の微細領域のプラズマ状態を正確に計測することは出来ない。
特許文献４の技術は、計測時の電位を付与する電極を多層に形成しその上にＳｉＯ２層を設けた専用のシリコンウエハに高アスペクト比の微細孔を複数形成したプラズマ計測用のセンサを用いるものである。そのために、センサの構造が複雑である、プラズマのイオン電流のエネルギーを測定するために電圧を印加するための電極を細孔内壁に多層構造で設けなければならない、且つ高電圧印加が必要である。
しかも、プラズマ領域の場所ごとの均一性の程度を計測するのではなく均一性の平均値を計測するものである。
本発明は、上記点に鑑みなされたもので、計測面内の個々の微細領域のプラズマ状態を正確に計測することが出来るプラズマ処理装置におけるプラズマ状態の計測方法及びその計測方法に使用されるプラズマ計測装置を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の第一の手段は、プラズマ処理が施される基体の少なくとも被処理面を覆う大きさを有し、その計測表面には、電気的シールドパターンと、電極表面が同一若しくは実質同一の形状でその面積が、０．３８５〜１０mm２である複数の電極が前記シールドパターンにより画定され且つ前記電極が設けられた表面においては互いに電気的に独立した状態で配設されており、前記電極の表面積が前記計測表面に対向する裏面側には、前記電極からの電気信号を信号処理する信号処理手段が設けられている計測基盤を、プラズマ処理空間に配設されている前記基体を設置するためのステージ上の所定位置に設置し、前記プラズマ処理空間に形成されるプラズマ状態を計測することを特徴とするプラズマ状態の計測方法である（第一の発明）。
前記課題を解決するための本発明の第二の手段は、プラズマ処理が施される基体の少なくとも被処理面を覆う大きさを有し、その計測表面には、電気的シールドパターンと、電極表面が同一若しくは実質同一の形状でその面積が、０．３８５〜１０mm２である複数の電極が前記シールドパターンにより画定され且つ前記電極が設けられた表面においては互いに電気的に独立した状態で配設されており、前記電極の表面積が前記計測表面に対向する裏面側には、前記電極からの電気信号を信号処理する信号処理手段が設けられていることを特徴とするプラズマ計測用の計測基盤である（第二の発明）。
前記課題を解決するための本発明の第三の手段は、プラズマ処理が施される基体の少なくとも被処理面を覆う大きさを有し、その計測表面には、電気的シールドパターンと、電極表面が同一若しくは実質同一の形状でその面積が、０．３８５〜１０mm２である複数の電極が前記シールドパターンにより画定され且つ前記電極が設けられた表面においては互いに電気的に独立した状態で配設されており、前記電極の表面積が前記計測表面に対向する裏面側には、前記電極からの電気信号を信号処理する信号処理手段が設けられている計測基盤、該計測基盤で計測されるプラズマ状態の計測信号を管理・制御手段に伝達し前記計測基盤に命令信号を伝達するための通信手段、を備えていることを特徴とするプラズマ計測装置である（第三の発明）。
前記課題を解決するための本発明の第四の手段は、プラズマ処理が施される基体の少なくとも被処理面を覆う大きさを有し、その計測表面には、電気的シールドパターンと、電極表面が同一若しくは実質同一の形状である複数の電極が前記シールドパターンにより画定され且つ前記電極が設けられた表面においては互いに電気的に独立した状態で配設されており、前記電極の表面積が前記計測表面に対向する裏面側には、前記電極からの電気信号を信号処理する信号処理手段が設けられている計測基盤であって、
前記電極の配列間隔（l）、配列ピッチ（ｐ）、前記電極間における前記シールドパタ−ンの最狭部の幅（ｎ）、前記電極と前記シールドパタ−ンの前記最狭部との間隔（ｋ）との間に、以下の関係があることを特徴とするプラズマ計測用の計測基盤である（第四の発明）。
０＜n≦ｒ、２(r＋k) ＜ p ≦ ３r＋２k、２k＜ l ≦ r＋２k
前記課題を解決するための本発明の第五の手段は、  上記第四の発明の計測基盤をプラズマ処理空間に配設されている前記基体を設置するためのステージ上の所定位置に設置し、前記プラズマ処理空間に形成されるプラズマ状態を計測することを特徴とするプラズマ状態の計測方法である（第五の発明）。
前記課題を解決するための本発明の第六の手段は、上記第四の発明の計測基盤と該計測基盤で計測されるプラズマ状態の計測信号を管理・制御手段に伝達し前記計測基盤に命令信号を伝達するための通信手段、を備えていることを特徴とするプラズマ計測装置である（第六の発明）。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、計測面内の個々の微細領域のプラズマ状態を正確かつ迅速に計測することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係わるプラズマ状態を計測するための計測基盤の概念図。
【図２】図１の計測基盤を用いるプラズマ状態を計測するため計測システムの一例を模式的に示す説明図。
【図２Ａ】計測基盤の表面に設けられる電極とシールドパターンの代表的な好ましい変形例を示す模式的説明図。
【図２Ｂ】計測基盤の表面に設けられる電極とシールドパターンの代表的な好ましい変形例を示す模式的説明図。
【図２Ｃ】計測基盤の表面に設けられる電極とシールドパターンの代表的な好ましい変形例を示す模式的説明図。
【図２Ｄ】計測基盤の表面に設けられる電極とシールドパターンの代表的な好ましい変形例を示す模式的説明図。
【図２Ｅ】計測基盤の表面に設けられる電極とシールドパターンの代表的な好ましい変形例を示す模式的説明図。
【図２Ｆ】計測基盤の表面に設けられる電極とシールドパターンの代表的な好ましい変形例を示す模式的説明図。
【図２Ｇ】計測基盤の表面に設けられる電極とシールドパターンの代表的な好ましい変形例を示す模式的説明図。
【図２Ｈ】計測基盤の表面に設けられる電極とシールドパターンの代表的な好ましい変形例を示す模式的説明図。
【図２Ｉ】計測基盤の表面に設けられる電極とシールドパターンの代表的な好ましい変形例を示す模式的説明図。
【図２Ｊ】本発明において、プラズマの状態を精度よく計測する為の好ましい制約条件説明する模式的説明図。
【図２Ｋ】本発明において、プラズマの状態を精度よく計測する為の好ましい制約条件説明する模式的説明図。
【図２Ｌ】本発明において、プラズマの状態を精度よく計測する為の好ましい制約条件説明する模式的説明図。
【図２Ｍ】本発明において、プラズマの状態を精度よく計測する為の好ましい制約条件説明する模式的説明図。
【図３Ａ】第１、第２の実施態様の説明図。
【図３Ｂ】第１、第２の実施態様の説明図。
【図３Ｃ】第１、第２の実施態様の説明図。
【図３Ｄ】第１、第２の実施態様の説明図。
【図４】第３の実施態様の構成の一部の構成説明図。
【図５Ａ】第４の実施態様の説明図。
【図５Ｂ】第４の実施態様の説明図。
【図５Ｃ】第４の実施態様の説明図。
【図６Ａ】第５の実施態様の説明図。
【図６Ｂ】第５の実施態様の説明図。
【図６Ｃ】第５の実施態様の説明図。
【図７Ａ】第６の実施態様の説明図。
【図７Ｂ】第６の実施態様の説明図。
【図７Ｃ】第６の実施態様の説明図。
【図８Ａ】第７の実施態様の説明図。
【図８Ｂ】第７の実施態様の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に、本発明に係わるプラズマ状態を計測するための計測基盤１０１の概念図が示される。
計測基盤１０１は、プラズマ状態を計測する際には、プラズマ処理を施すための減圧可能な処理容器（真空処理チャンバ）内に設置されている、シリコンウエハ等の被処理体がその上に設置されるステージ１００上に設置される。
計測基盤１０１は、その面内に電極１０３が所定数配設された計測面１０２を有する。
電極１０３の夫々は、シールドパターン１０４によって画定されている。電極１０３の夫々とシールドパターン１０４とは、所定間隙をおいて計測面１０２において電気的に独立している。図１の場合、計測面１０２は、電極１０３の自由表面とシールドパターン１０４の自由表面である。即ち、計測面１０２は、詳細は後述されるが、計測されるプラズマに対向する面である。
計測面１０２に対向する裏面１０４側には、プラズマ状態を計測するための信号処理手段、冷却水ジャケット等が設けられている。信号処理手段からの信号は、配線１０５を通じて計測基盤１０１の外部に伝送される。冷却ジャケットには冷却水パイプ１０６を介して冷却水が循環供給される。
信号処理手段には、計測回路、差動アンプ回路、スイッチ回路・抵抗回路類、ＣＰＵ（またはＭＰＵ）、通信回路などの必要な電子回路が備えられている。
図２は、計測基盤１０１を用いてプラズマ状態を計測するため計測システムの一例を模式的に示す模式的説明図である。
図２において、真空処理チャンバのチャンバ（真空容器）壁２０１を境にして左側（矢印Ａ側）が処理チャンバ内を、右側（矢印Ｂ側）が処理チャンバ外を示す。
図２に示す計測システム２００では、処理チャンバ内に設置されたステージ１００上に、計測基盤１０１が設置されている。
冷却水パイプ１０５は、内外連絡壁部２０２−１を通じて外部の所定位置（不図示）に接続されている。冷却水パイプ１０６には、フレキシブルチューブなどが採用される。
配線１０５は、内外連絡壁部２０２−２を通じて外部のインターフェース交換手段２０３に電気的に接続されている。インターフェース交換手段２０３には、RS2332C-RS485交換器などが使用される。
インターフェース交換手段２０３には、計測管理・制御手段２０４及び電源手段２０６が電気的に接続されている。
計測管理・制御手段２０４は、システム２００全体を管理・制御するもので、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などが採用される。
電源手段２０６には、例えば定電圧電源が採用される。
インターフェース交換手段２０３には、他の必要な機器と電気的に接続するために、アダプタ２０６−１、２０６−２が接続されている。
チャンバ壁２０１は、電気的配線２０７−１を通じて「ＧＮＤ」に接地されている。
インターフェース交換手段２０３は、電気的配線２０７−２を通じて「ＧＮＤ」に接地されている。
【０００９】
図２Ａ乃至図２Ｉに、本発明における計測基盤１０１の表面に設けられる電極１０３とシールドパターン１０４の代表的な好ましい変形例が示される。
図２Ａの例の場合は、ガラス、セラミック、プラスチック、ＳｉＯ２などの絶縁性の基体１０８a上に電極１０３とシールドパターン１０４が設けられた例である。電極１０３とシールドパターン１０４は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などの金属で構成される。電極１０３は、図に示すように所定の間隙をおいてシールドパターン１０４によって画定されている。電極１０３とシールドパターン１０４は、基体１０８a上に、例えば、半導体分野で用いられているリソグラフィ技術によって形成される。
計測面１０２は、電極１０３とシールドパターン１０４の自由表面である。
図２Ｂの例の場合は、図２Ａの例に比べて、電極１０３が基体１０８aの表面内部に埋設されていること以外は同じである。電極１０３の自由表面と基体１０８ａの表面（シールドパターン１０４の設けられている面）とは同位にある。
図２Ｃの例の場合は、図２Ａの例に比べて、シールドパターン１０４が基体１０８aの表面内部に埋設されていること以外は同じである。電極１０３の自由表面とシールドパターン１０４の表面（基体１０８aの設けられている面）とは同位にある。
図２Ｄの例の場合は、電極１０３とシールドパターン１０４が基体１０８aの表面内部に埋設されている。
計測面１０２は、計測基盤１０１の全面亘って平面であることがより望ましいが、後述するように特定の範囲であれば凹凸があっても差し支えない。
図２Ａ乃至図２Ｄの例の場合、基体１０８aは、半導体や金属とすることもでいる。その場合、電極１０３及びシールドパターン１０４の直下には、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４などの電気絶縁性の材料で構成される絶縁層を設ける必要がある。基体１０８aを金属などの熱放出性に優れた材料で構成すれば、プラズマの影響で電極１０３及びシールドパターン１０４の表面の温度上昇を軽減することが出来る。
【００１０】
図２Ｅ乃至図２Ｉの例の場合が、計測面１０２に凹凸がある場合である。図２Ｅ及び図２Ｆの場合が、凹部に電極１０３が設けてある例である。
図２Ｇ乃至図２Ｉの場合が、凸部に電極１０３が設けてある例である。
図２Ｅ，図２Ｇ、図２Ｉの場合は、基体１０８aが、セラミックなどの絶縁体で構成するものであり、図２Ｆ、図２Ｈの場合は、基体１０８ｂは、金属や導電性プラスチックなどの放熱性に優れた材料で構成するものである。
図２Ｅと図２Ｈの場合は、電極１０３の直下に絶縁層１０９が設けられる。
図２Ｆ、図２Ｈの場合は、基体１０８ｂの表面の内計測面１０２を有する基体１０８ｂの部分がシールドパターン１０４とされている。
図２Ｉの場合は、基体１０８a上にベタ状に金属層を設け、その上に電気絶縁層１０９を設け、その絶縁層１０９上に電極１０３を設けたものである。
シールドパターン１０４としては、前期金属層の内計測面１０２となる部分である。
【００１１】
本発明に至るまでの研究・分析・検討の過程において、電極１０３の自由表面である計測面１０２（以後、「電極１０３の表面」と記す場合がある）の面積の大きさ、形状がプラズマ状態を精度よく計測する際の重要な因子であることが判明している。しかも、前記面積の大きさは、後記される特定の範囲にあることが計測精度をより高めるためには必要であることも判明している。
この点を図２Ｊ乃至図２Ｍを参照しながら以下に詳述する。
［電極サイズについて］
電極１０３とプラズマ領域１１０との間に形成されるシース領域１１１には、プラズマ領域１１０から電極１０３に向かう電界（矢印で示される）１１３が形成されている。プラズマ領域１１０中の正イオンは、このシース領域１１１中の電界１１３で加速して電極１０３に入射する。
図２Ｊに矢印で示すように、電極１０３の端部では斜めに電界１１３がかかっているため、電極１０３の面積（Ａ）よりも広い領域（図２Ｊに「イオン補修面１１２」として示されている）からイオンが捕集され、電極１０３に入射する。このため、イオンが測定板表面に垂直かつ均一に入射する場合と比較して、電極１０３には大きなイオン電流が流れ測定誤差が生じる。
電極１０３の半径（電極１０３の表面形状が円の場合）を「ｒ」とする。イオンが捕集される領域（図には、「イオン捕集面１１２」として示される）は、半径（「イオン捕集面１１２」の面形状を円とした場合）がおよそ（ｒ＋d）の領域と考えられる。ここで「d」はシース領域の厚さである。イオン捕集面１１２の面積（Ｂ）の増大によるイオン電流の増加を、例えば、２０ %以下に抑えようとすれば、
【００１２】
（ｒ＋ｄ）２＜（１＋０．２）ｒ２  ・・・・・（１）
【００１３】
でなければならない。この式（１）より
【００１４】
ｄ＜０．１ｒ・・・・・（２）
【００１５】
となる。
式（２）より、電極１０３の半径（r）（電極１０３の表面積が本願で扱うほどの小さであれば、その形状が円以外の場合であっても、該当する形状をその面積の円と見做して半径を求め、その値を「半径（ｒ）」としても、実質的には問題ないことが分かっている）はシース領域１１１の厚さ（d）の１０倍以上であることが望ましいことがわかる。
プラズマ領域１１０が接する真空容器（真空チャンバ）の内壁面が電気的にフローティングになっている場合、プラズマ領域１１０と壁面との間に形成されるシースの厚さ（d）は、次式で表される。
【００１６】
2017188236.tif 000003
【００１７】
ここで、
λD・・・・デバイ長、
mi・・・・正イオンの質量、
me・・・・電子の質量
である。
【００１８】
デバイ長（λD）は、電子密度及び電子温度の関数であるが、一般のプラズマプロセスに用いられるプラズマでは、最小で0.01mm程度である。これを式（３）に代入すると、例えばアルゴン（Ａｒ）プラズマの場合、シース厚さ（d）は、約0.035mmとなる。
【００１９】
前述の通り、電極１０３の半径（r）はシース厚さ（d）の１０倍以上であることが望ましいので、電極１０３の半径（r）（電極１０３が円以外の場合は最狭部の幅）は少なくとも0.35 mmであることが望ましい。シース厚さ（d）は、電子密度、電子温度および電極バイアス電圧によって大きく変化するので、好ましくは、0.035mmよりも大きいことが望ましい。
一方、電極１０３のサイズ（面積）が大きくなると測定の位置分解能が低下するので、小さい方が好ましい。従って、電極１０３の直径（r）は、シース厚（d）に応じた適切な値に設定することが望ましい。
電極１０３のサイズ（「面積（Ａ）」）としては、好ましくは、0.385mm2〜10 0mm2であるのが望ましい。
【００２０】
図２Ｍには、本発明において、プラズマの状態を精度よく計測する為の好ましい制約条件説明する模式的説明図が示される。
本発明において、プラズマの状態を精度よく計測する為には、電極１０３のサイズ（面積）の他、電極１０３の配列間隔（l）、配列ピッチ（p）、シールドパタ−ン１０４の最狭部の幅（n）、電極１０３とシールドパタ−ン１０４の最狭部との間隔（k）、が所望に応じて適宜決められるのが好ましい。
これらの値の設計においては、隣接する２つのプラズマ捕集面１１２の配設関係を考慮して決めるのが望ましい。
プラズマ捕集面１１２は、隣同士で接して配列されるのが最適であるが、計測するプラズマ状態の計測精度の許容範囲において、隣同士のプラズマ捕集面１１２がある程度オーバーラップしていても良いし、ある程度までの間隔を置いて隔離されていても良い。
捕集面１１２の重なりの程度の許容範囲（Ａ）は、重なり部分の二重計測の無駄、計測スピード、電極１０３の配設数の増加無駄を考慮して、「d」まで許容するのが好ましい。即ち、重なり許容範囲（Ａ）は、
【００２１】
０≦Ａ≦d・・・（４）
【００２２】
捕集面１１２の隔離の許容範囲（Ｂ）は、高分解能とする視点からは、精々「ｒ」まで許容するのが好ましい。即ち、隔離の許容範囲（Ｂ）は、
【００２３】
０≦Ｂ≦ｒ・・・・（５）
【００２４】
式（４）、（５）の条件を考慮して電極の１０３の間隔（l）、配列ピッチ（p）の好ましい条件を示せば、以下の通りになる。
【００２５】
（a）
式（４）において、Ａ＝ｄの場合、
ｌ=ｄ=ｋ+ｎ+ｋ=２ｋ+ｎ・・・・（６）
P=r＋l＋r=２r＋l・・・・（７）
∴  ｐ＝２(r＋k)＋ｎ・・・・（８）
n→０  とすると、式（６）、（７）、（８）から、
ｐ→２(r＋k）、l→２k、
【００２６】
（b)
式（５）において、Ｂ＝０の場合、
l＝２d＝k＋n＋k＝２k＋n・・・・（９）
p＝r＋l＋r＝２r＋l＝r＋d＋d＋r＝２（r＋d）・・・・（１０）
∴  p＝２(r＋k)＋ n・・・・（１１）
n→０  とすると、式（９）、（１０）、（１１）から、
k→ｄ，p→２（ｒ＋ｋ）＝２（r＋d）、l→２ｋ,
【００２７】
（c）
式（５）において、Ｂ＝ｒの場合、
P＝r＋d＋r＋d＋r＝３r＋２d・・・・（１２）
l＝k＋n＋k＝２k＋n・・・・（１３）
n→０とすると、式（１２）、（１３）から、
l→２k＝２ｄ、k→ｄ、r→２(k−d)、
【００２８】
上記したように、隣り合う個々の捕集面１１２同士が接している状態（重なりも隔離でもない状態）では、電極の配列間隔（l）が、
【００２９】
l＝２d＝２k＋n・・・・（１４）
【００３０】
である。この場合、０≦n  であり得る。
本発明においては、隣同士の電極１０３（１０３a、１０３b、１０３c）では、同時に計測状態にないので、計測状態にある電極１０３aに隣接する電極１０３ｂ、１０３ｃは、少なくとも電極１０３aが計測している間、例えば、フローティング状態にして置くことでシールドパターンの役目を果たさせることが出来る（n＝０）。
しかしながら、計測中と非計測中で電極１０３の電位を計測時とシールドパターン機能発揮時中で一々制御するとなると、計測用の制御電気回路を複雑にすることになる。
その点、本発明では、個々の電極１０３は、シ−ルドパターン１０４で区画されている（０＜n）ので、計測用の制御電気回路は簡単で済むので好ましい。
本発明においては、「n」の値は、シールドパターン１０４の所望の機能が発揮できるのであれば、出来るだけ小さい方が好ましいが、計測精度が所定内であれば、ある程度の大きさであっても差し支えないものである。本発明においては、好ましくは、高々、「r」である。即ち、
【００３１】
０＜n≦ｒ・・・・（１５）
∴  ２(r＋k) ＜ p ≦ ３r＋２k・・・・（１６）
２k＜ l ≦ r＋２k・・・・（１７）
【００３２】
となる。
又、電極１０３の配列間隔（l）は、所定の測定の位置分解能が得られるのであれば無視できる程度の間隔以下であることが望ましい。電極１０３の配列間隔（l）は、電極１０３の面積（Ａ）の大きさに応じて適宜所望に従って決められる。本発明においては、配列間隔（l）は、好ましくは
【００３３】
２d≦k・・・・（１８）
【００３４】
であるのが望ましい。
【００３５】
[シールドパターンに対する高さ方向の電極１０３の位置について]
被処理基体の表面は、マクロ的にはほぼフラットであることが多いため、処理環境に近い状態で計測を行うには測定基盤の表面もフラットであることが望ましい。
従って、シールドパターン１０４と電極１０３は同一面に配置されることが望ましい。しかし、シールドパターン１０４と電極１０３は必ずしも同一面に配置されていなくても測定が可能である。
図２Ｋは、測定基盤を構成する基体１０８aに形成された凹部（溝）１１４の底部に電極１０３が配置された場合である。プラズマは溝開口部から侵入し、溝内部を拡散して溝底に配置された電極１０３まで到達する。この際、溝側面にはプラズマ中の電子とイオンが頻繁に入射して再結合するため、溝底部ほどプラズマ密度が低下する。この効果は、溝が深いほど大きくなり、電極１０３に流れるイオン電流の低下をもたらす。溝のアスペクト比（溝の深さ／電極の直径（電極の形状が円以外の場合は最狭部の幅））が1を超えると顕著になるため、溝のアスペクト比は1以下であることが望ましい。
図２Ｌは、基体１０８ｂに形成された凸部１１５に電極１０３が配置された場合である。電極１０３の表面には、運動エネルギーを持ったイオンや電子がプラズマから入射し再結合するため、電極１０３には熱が流入する。この熱を凸部１１５の部材を通して適切に基体１０８ｂに伝えないと、電極１０３や電極１０３周辺の部材の温度が上昇して劣化してしまう。凸部１１５のアスペクト比（凸部の高さ／電極の直径）が大きいと、凸部の熱抵抗が大きくなり電極１０３の温度が上昇しやすくなる。凸部１１５のアスペクト比が1を超えると電極１０３の温度上昇が顕著になるため、凸部１１５のアスペクト比は1以下であることが望ましい。
【００３６】
図３Ａ乃至図３Ｄに本発明の第１、第２の実施態様が示される。
図３Ａは、計測基盤３０１を説明するための模式的斜視図である。
図１，２と実質的に同じものには、図１，２と同じ符号を用いている。この点は、以降の図においても同じである。
図３Ａ乃至図３Ｄに第１実施態様（計測システム３００）の構成の概略が示される。
【００３７】
図３Ｄは、図３Ｃに示される基盤回路ユニット３１１の構成の好適な具体例の一つを示す。図３Ｄにおいては、図３Ｃに示す基盤回路ユニット３１１に相当する基盤回路ユニット（Ａ）は、符号３１１Ａで示される。計測システム３００に相当する計測システム（Ａ）は符号３００Ａで示される。
計測基盤３０１は、計測面１０２内において、２１個の電極１０３が、電極１０３−１の中心を点対象とする位置に、計測基盤３０１内で電気的に絶縁されて配設されている。電極１０３の夫々とシールドパターン３０３も計測面１０２内で電気的に絶縁されている。
電極１０３、シールドパターン３０３は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、これらの合金、ＳＵＳなどの金属で構成される。
プリント基板３０２の計測面１０２に対向する裏面３０９側には、電極１０３の個数に応じて所定数の信号処理手段３１０が設けられている。
プリント基板３０２は、本発明においては、例えば、４層ガラスエポキシプリント基板が、耐電気的絶縁性、耐熱性、剛性などの点で好適に用いされる。
配線１０５は、例えば、絶縁性を高めるため金属線をテフロン(登録商標)で被覆した配線が採用される。
【００３８】
図３Ｂは、図３Ａに示す計測基盤３０１の前記点対象の中心点を通る位置での切断面図である。
複数の電極１０３とシールドパターン３０３は、円盤状のプリント基板３０２上に設けられている。電極１０３の各々は、計測面１０２上において、シールドパターン３０３とも電気的に絶縁されている。
この様な電極１０３の配設や電気的関係は、以降において示される計測基盤に関しても同じである。
プリント基板３０２は、スペーサ３０５、３０６を介して円盤状のアルミ板
３０７−１，３０７−２と一体構成とされている。
スペーサ３０５、３０６は、計測基盤３０１を処理チャンバに電気的に接地するための接地手段の一部として機能するようにアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、これらの合金、ＳＵＳなどの金属で構成される。
計測基盤３０１の外周は、ポリイミド等の耐熱性の合成樹脂から成る樹脂テープ３０８で固設されている。
シールドパターン３０３は、配線３０４を介してスペーサ３０５（図３Ｂでは、３０５−１，３０５−２で示してある）と電気的に接続されている。
アルミ板３０７−１，３０７−２の間に形成される空間３０９には、所定の形状と寸法で冷却水菅１０６が配設されている。
冷却水菅１０６は、計測基盤３０１がプラズマ雰囲気に晒されて温度上昇を起こして計測精度を低下させるのを防ぐために計測基盤３０１を冷却する、特に信号処理手段３１０に具備されている、トランジスタ、抵抗素子などの電子素子、ＩＣ、ＬＳＩ、ＣＰＵ等を冷却する目的で設けられる。
冷却水菅１０６は、熱伝導に優れた、例えば、銅（Ｃu）等の金属で構成される。
【００３９】
図３Ｃは、計測基盤３０１の電気系統の構成を説明するための模式的説明図である。
図３Ｃでは、基盤電子回路ユニット３１１とシリアル通信ユニット３１２とで電気系統が構成されている。
図３Ｃでは、計測基盤３０１の測定面１０２に設けてある電極１０３は、一部省略しているので、その数は図３Ａの場合より少なくなっている。
基盤電子回路ユニット３１１は、スイッチユニット３１３、電圧フォロア回路３１４、温度センサ３１５、ＡＤ変換サブユニット３１６、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３１７、２つのスイッチ３１８−１（ＳＷ１）、３１８−２（ＳＷ２）、２つの電気抵抗素子３１９−１（Ｒ１），３１９−２（Ｒ２）とで構成されている。
真空容器壁２０１の左側（矢印Ａ側）は真空容器内側を、右側（矢印Ｂ側）は、真空容器外側を、それぞれ模式的に示してある。
真空容器内にある計測基盤３０１と真空容器外にある電源・通信ユニット３２０とは、電気的に結線されている。
図３Ｃにおける電源・通信ユニット３２０は、電源３２１とシリアル通信ユニット３２２を備えている。
電源３２１は、計測基盤３０１に備えられているシールドパターン３０３と電気的に結線されていて、該結線は「ＧＮＤ」に接地されている。又、電源３２１は、「-Ｖｃｃ」に電気的に接続（若しくは接地）されている。
シリアル通信ユニット３１２とシリアル通信ユニット３２２は、通信可能に電気的に接続されている。図３Ｃの場合は、有線で接続されている。真空容器壁２０１は、「ＧＮＤ」に接地されている。
【００４０】
図３Ｄは、基盤電子回路ユニット（Ａ）３１１Ａの好適な具体的回路の一例を示す。
図３Ｄの場合は、電極１０３は、便宜上１６個として記載されている。
図３Ｄにおいて、図３Ｃに示す基盤電子回路ユニット３１１に相当する基盤電子回路ユニット（Ａ）は、符号３１１Ａで、スイッチユニット３１３に相当するスイッチユニット（Ａ）は、符号３１３Ａで、電圧フォロア回路３１４に相当するオペアンプは、符号３１４Ａで、ＡＤ変換ユニット３１６に相当するＡＤ変換ユニット（Ａ）は、符号３１６Ａで、夫々示してある。
ＡＤ変換ユニット（Ａ）３１６Ａは、オペアンプ３２８、ＡＤコンバータ３２９を備えている。
スイッチユニット３１３Ａは、５個の４:１アナログマルチプレクサ部３２３（３２３−１，３２３−２，３２３−３，３２３−４，３２３−５）で構成された、２段構成とされている。第一段目は、４列構成とされている。
１６個のスイッチ３２４は、４個ずつグループ化されている。各グループの４つのスイッチ３２４は、対応するデコーダ３２５により、順次ＯＮ−ＯＦＦされる。
各グループの４つのスイッチ３２４は、対応するスイッチ３２６と電気的に結線され得るように配線されている。
４つのスイッチ３２６（ＳＷ１７〜ＳＷ２０）は、デコーダ３２７（ＤＣ５）により順次ＯＮ−ＯＦＦされる。
図３Ｄにおいて、電圧フォロア回路３１４に相当するのは、ＯＰアンプ３１４Ａある。ＡＤ変換ユニット３１６に相当するＡＤ変換ユニット（Ａ）は、ＯＰアンプ３２８とＡＤＣ（ＡＤコンバータ）３２９で構成され、符号３１６Ａで示してある。
【００４１】
図３Ａ乃至図３Ｄに示す計測システム３００（及び３００Ａ）の例での計測手順の概要を以下に記す。
[計測システムの設置]
チャンバ（真空容器）（不図示）内を大気に解放し、計測基盤３０１をステージ１００上に載置する。
電源／通信ユニット３２０、パソコン（不図示）（図２の計測管理・制御手段２０４に相当）を真空容器外に設置する。
真空容器壁２０１に設けた内外連絡部材２０２（２０２−１，２０２−２）を介して、計測基盤３０１に設けてある配線１０５、冷却水管１０６を真空容器壁２０１の外部にある電源・通信ユニット３２０、冷却水菅（不図示）とそれぞれ接続する。
その後、真空容器を真空引き可能状態にして所定内圧になるまで真空引きする。
【００４２】
[ゼロ補正データの取得]
マルチプレクサ３２３（３２３−１〜３２３−５）の端子間や各部の配線間には、僅かなリーク電流が流れる場合があり測定に影響を与えることがあり得る。そのために、測定精度を高めるためには、ゼロ補正を行うことが好ましい。
ゼロ補正は、真空容器内にプラズマ雰囲気を形成しない状態で、以下の一連の計測を行い、ゼロ補正データを取得する。
パソコンにインストールした計測用のソフトウェアより、シリアル通信モジュール３１２を介してＭＰＵ３１７にコマンドを送り、計測基盤（Ａ）３１１Ａの各部の制御を行う。
スイッチ（ＳＷ２１）３１８−１をオン、スイッチ（ＳＷ２２）３１８−２をオフにして、計測システム（Ａ）３００Ａをイオン電流測定モードにする。
デコーダ３２５（ＤＣ１〜ＤＣ４）のアドレスＡ０、Ａ１にそれぞれ、「０」、「０」を入力し、スイッチＳＷ１、ＳＷ５、ＳＷ９、ＳＷ１３を「オン」にする。この段階で、オンにする必要のあるのはスイッチＳＷ１のみだが、スイッチＳＷ５、ＳＷ９、ＳＷ１３にもアドレス線が繋がっているのでこれら３つのスイッチも「オン」になる。
次いで、デコーダ３２７（ＤＣ５）のアドレスＡ０、Ａ１にそれぞれ、「０」「０」を入力し、スイッチＳＷ１７を「オン」にする。
これにより、電極１０３−１のみが選択される。ＡＤ変換サブユニット３１６Ａにより抵抗３１９−２（Ｒ２）にかかる電圧を測定し、測定データをパソコンに転送する。この様な手順を、デコーダＤＣ１〜ＤＣ５を操作して順次行って１６個の電極１０３を順に選択し、測定を繰り返す。
【００４３】
[イオン電流を測定する場合]
次に、真空容器内にプラズマを形成しイオン電流の測定を行う。前述のゼロ補正データの取得と同様の手順で測定を行うことが出来る。測定データから、ゼロ補正データを差し引き、目的の測定イオン電流値とする。
【００４４】
[フローティング電位を測定する場合]
計測システム３００Ａを、スイッチＳＷ２１を「オフ」、スイッチＳＷ２２を「オン」にしてフローティング電位測定モードにする。フローティング電位と負電源電位（-Ｖｃｃ）間の電圧を抵抗（Ｒ１）３１９−１と抵抗（Ｒ２）３１９−２で分圧した電圧を抵抗（Ｒ２）３１９−２に印加する。この電圧をＡＤ変換サブユニット３１６Ａで測定し、測定データを矢印Ｃで示す様にパソコン（不図示）に転送する。基本的には、前述のゼロ補正データの取得と同様である。
【００４５】
図４は、第３の実施態様の構成の一部の構成説明図である。
図１乃至図３Ｄに記載の符号で示すものと同じもの、或は実質的に同じものは同じ符号で示してある。
矢印Ｄ側は、基盤回路ユニットＡ３１１Ａであるが、図４においては省略してある。矢印Ｅ側は、計測基盤３０１であるが、図４においては省略してある。
図４の例は、図３Ｄの例の場合と矢印Ｄ、Ｅと反対側が異なるだけで他は図３Ａ〜図３Ｄの場合と同じである。
図４に示す例では、図３Ｄの例の場合に対してステージ１００に高周波バイアスが印加できるように工夫してある。
計測基盤３０１と電源・通信ユニット３２０は、高周波の影響を受けないように電気的に絶縁され、通信は光ファイバーを介して行う事が出来るようにしてある。
図４に示す計測システム４００を構成する電源・通信ユニット３２０Ａは、通信サブユニット４０６と電源部３２１で構成されている。
通信サブユニット４０６は、シリアル通信モジュール３２２と光通信モジュール４０２で構成されている。
通信サブユニット４０６においては、電気的に絶縁するため、光ファイバーを使用して光通信モジュール４０１と光通信モジュール４０２と通信できるようになっている。
電源部３２１は電気的に絶縁するために、ノッチフィルターユニット４０３を介して真空容器内に設置されている計測基盤３０１に電力が供給されるようになっている。
図４の場合、ノッチフィルターユニット４０３内に、２つのノッチフィルター４０３−１，４０３−２が設けてある。
ノッチフィルター４０３−１を介して、電圧Ｖｆが供給され，ノッチフィルター４０３−２を介して、電圧「Ｖｆ−Ｖｃｃ」が供給される。
ノッチフィルターは、インダクタとキャパシタを並列接続したもので、ステージに印加される高周波バイアスの周波数でインダクタとキャパシタが並列共振してインピーダンスが非常に高くなる。複数直列にするとより効果的になる。
【００４６】
図５Ａ乃至図５Ｃには、本発明の第４の実施態様が示される。
図５Ａは計測基盤５０１の模式的斜視図、図５Ｂは、図５Ａに示す一点斜線ＢＢでの模式的切断面、図５Ｃは、計測基盤５０１を使用する計測システム５００の構成の概略を説明するための構成説明図である。
第４の実施態様の例の場合は、ステージ１００に高周波バイアスを印加できるものである。電力供給は、計測基盤５０１に内蔵された一次電池５０７からされる。
計測基盤５０１と通信ユニット５１６と間の通信はワイヤレスによる赤外線通信でなされるため、計測システム５００のセットアップが容易である。
計測基盤５０１は、表面に銅（Ｃｕ）の薄膜が設けられたシリコン基板５０３に円筒構造のシールド部材５０５が設置された構成を有する。シールド部材５０５は、アルミニウム（Ａｌ）などの軽量で熱伝導の良好な金属で構成される。
シールド部材５０５の表面には、凹部に絶縁碍子５０６が埋め込まれその中心に電極１０３が設けられた構造が所定数設けてある。
電極１０３は、ニッケル（Ｎｉ）などの金属で構成される。
各電極１０３は、配線３０４を介してプリント基板３０２の裏面に設けられた対応する電子回路３３０と電気的に結線されている。
シールド部材５０５の側壁には、通信用の発光素子５０２−１、受光素子５０２−２が設けてある。通信用の発光素子５０２−１、受光素子５０２−２は、プリント基板３０２の各電子回路３３０と電気的に接続されている。
計測基盤５０１の裏側は、シリコンウエハ等のシリコン基板５０３で出来ているため、静電チャックでステージ１００に密着した状態で設置できる。また、シリコン基板５０３の熱伝導の良さを利用して計測基盤５０１の熱をステージ１００に容易に逃がすことも出来る。
シールド部材５０５の所定位置には、シリコン基板５０３に接地し機械的強度の確保と放熱のための柱状構造５０９が設けられてある。
計測基盤５０１は、プラズマ耐性を向上させるため、プリント基板３０２は内部に配置されている。しかも、電子回路３３０が腐食性ガスにいかなる状況でも晒されないようにガラスエポキシ樹脂などの耐腐食ガス性で且つ熱良導性の樹脂で内部空間が充填されている。
プリント基板３０２は、例えば４層ガラスエポキシ構造を備えている。
【００４７】
図５Ｃに計測基盤５０１の好適な具体例５０１Ａを用いた計測システム５００の好適な一例が示される。
計測システム５００の特長は、ステージ１００に高周波バイアスが印加できるタイプであり、且つ、計測基盤５０１Ａへの電力供給は、計測基盤５０１Ａに内蔵される電源部５２１の一次電池５１１によってなされる。更に、真空容器壁２０１の外側にセットアップされる通信ユニット５１６と計測基盤５０１Ａとの間は赤外線を用いて光通信される。
計測基盤５０１は、基盤回路ユニット（Ａ）３１１Ａ、通信ユニット５１３、電源部５２１を備えている。
通信ユニット５１３は、赤外線通信サブユニット５１４、赤外線ＬＥＤ５１５−１、赤外線用の受光素子５１９−１を備えている。
電源部５２１は、スイッチ（ＳＷ３）３１８−３、定電圧回路５１０、一次電池５１１を備えている。
受光素子５１９−１に一定以上の強度の赤外線が入射したときに電源スイッチ３１８−３が「オン」になる。
測定終了後、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３１７により電源スイッチ３１８−３が「オフ」とされる。このようにして計測システム５００のスタンバイ時の電池の消耗を抑制することができる。
真空容器２０１の外にセットされる通信ユニット５１６は、赤外線通信サブユニット５１７、シリアル通信サブユニット５１８、赤外線ＬＥＤ５１５−２、赤外線受光素子５１９−２を備えている。
赤外線受光素子５１９−１、５１９−２には、例えば、赤外線用のフォトダイオードを採用するのが好ましい。
赤外線ＬＥＤ５１５−１から発生される赤外線５２０−１は、受光素子５１９−１で受光される。赤外線ＬＥＤ５１５−２から発生される赤外線５２０−２は、受光素子５１９−２で受光される。受光素子５１９−２で受光された信号は、赤外線通信サブユニット５１７、シリアル通信ユニット５１８を介して矢印Ｃで示す様にパソコンなどへ転送される。
【００４８】
図６Ａ乃至図６Ｃに、第５の実施態様が示される。
図６Ａには、計測基盤６０１の模式的斜視図が示される。
図６Ｂは、図６Ａにおける一点斜線ＸＸで切断した場合の模式切断面図が示される。
計測基盤６０１は、２１個の電極１０３、シールドパターン３０３、無縁通信モジュール６０２を備えている。無縁通信モジュール６０２は、通信ユニット６０６と、例えば、周波数５．８ＧＨｚで通信出来るように構成される。そのために、真空容器壁２０１に設けられるビューポート（不図示）の内面が、例えばプラズマ成膜などの製造プロセスにおいて成膜物質で遮光されても無縁通信モジュール６０２と通信ユニット６０６との間は支障なく通信を続けられる。
計測基盤６０１は、アルミニウムなどの金属で構成される底板部材６０４に上板部材６０３Ａが設置されている。上板部材６０３Ａは、石英などで構成される絶縁板６０３の表面には、電極１０３、シールドパターン３０３が設けてある。絶縁板６０３の裏面には、信号処理手段（又は電子回路）３１０、一次電池ユニット６０５、無線通信モジュール６０２が設けられたプリント基板３０２が設けてある。プリント基板３０２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂の４層構造のものが好ましく採用される。上板部材６０３Ａと底板部材６０４を設置して形成される空間は、ガラスエポキシ樹脂などの電気絶縁性・熱良導性の樹脂５０８で充填される。
【００４９】
図６Ｃには、計測基盤６０１を使用する計測システム６００の主要構成の概略を示す。
計測システム６００は、計測基盤６０１と通信ユニット６０６を備えている。
計測基盤６０１は、図６Ｃでは、計測基盤６０１の表面（プラズマ状態計測面）と基盤回路ユニット（Ａ）３１１Ａ、通信ユニット６０７−１、メモリ５１２、電源部５２１Ａを備えていることが示される。
電源部５２１Ａは、定電圧回路５１０と一次電池５１１を備えている。定電圧回路５１０からは、電圧Ｖｆ、電圧（Ｖｆ−Ｖｃｃ）が所定の箇所に供給される。
通信ユニット６０７−１は、無線通信サブユニット６０７Ａ−１、無線アンテナ６０８−１を備えている。
真空容器壁２０１の外側に配される通信ユニット６０６は、シリアル通信サブユニット５１８Ａ、通信サブユニット６０７−２を備えている。通信サブユニット６０７−２は、無線通信セミサブユニット６０７Ａ−２と無線アンテナ６０８−２を備えている。
無線通信サブユニット６０７−１と無線通信セミサブユニット６０７Ａ−２とは、無線アンテナ６０８−１と無線アンテナ６０８−２を介して通信出来る構成とされている。
シリアル通信サブユニット５１８Ａからの出力は、矢印Ｃで示す様にパソコンに転送される。
【００５０】
図７Ａ乃至図７Ｃには、第６の実施態様が示される。
図７Ａは、計測基盤７０１の模式的斜視図である。図７Ｂは、図７Ａに示す一点斜線ＹＹでの模式的切断面図である。
図７Ｃは、計測基盤７０１を用いた計測システム７００の構成の主要部を説明するための模式的構成説明図である。
図７Ａ乃至図７Ｃで示す計測基盤７０１は、ステージ１００に高周波バイアスが印加されて計測され得、二次電池ユニット７０４を内蔵する。電力供給は、この電源部７０４によってなされる。電源部７０４には、コイル手段７０３を介して電磁誘導により非接触で充電に必要な電力が充電・通信ユニット７０５が機能することで供給される。
測定データは、測定後、計測基盤７０１を真空容器の外に取り出し充電・通信ユニット７０５を機能させてパソコン（不図示）に転送する。
計測基盤７０１には、基盤回路ユニット（Ｂ）３１１Ｂ、コイルユニット７０３、充電・通信ユニット７０５、シリアル通信ユニット７０６、不揮発性メモリ７０７、電源部７０４を備えている。その他は、計測基盤６０１と実質的に同じである。
電源部７０４は、定電圧回路７１０、整流回路７１１、積分回路７１２、二次電池７１３、スイッチ７１４、を備えている。
コイルユニット７０３は、一次側コイル７１５−１、二次側コイル７１５−２を備えている。
充電・通信ユニット７０５は、シリアル通信サブユニット７０８、発信器７０９を備えられている。発信器７０９は、ＧＮＤに接地されている。
充電用の電力が、充電・通信ユニット７０５を機能させて供給されると二次電池７１３の電圧が上昇する。この電圧上昇を積分回路７１２で検出し、所定の電圧値になるとスイッチ７１４を「オン」にし、定電圧回路７１０より所定の電圧を供給する。
【００５１】
図８Ａ及び図８Ｂには、第７の実施態様の計測基盤８０１が示される。
図８Ａは、計測基盤８０１の模式的斜視図である。図８Ｂは、図８Ａにおける一点斜線ＺＺで切断した際の切断面の部分を示す模式的切断面である。
計測基盤８０１は、赤外線による光学的無線通信により計測データ、制御データを送受信するタイプである。計測使用に際しては、ステージ１００に高周波がバイアス印加される。測定時の電力は、内蔵される一次電池によって供給される。
計測基盤８０１の特長は、シリコン（Ｓｉ）半導体基体を利用してその表面に電極１０３、配線８０２、シールドパターン３０３が形成されていることである。そのために、実際のプラズマプロセス時に近い状態でプラズマの状態が計測出来る。
ＳＵＳなどの金属で構成される金属ケース８０３がシリコン基盤８０６の表面に設置されてある。金属ケース８０３の内部には、光学無線通信ユニット（不図示）が設置されてある。金属ケース８０３の側壁には、光学通信を行うためのＬＥＤなどの発光素子８０４、フォトダイオードなどの受光素子８０５が設けてある。
電極１０３、配線３０３は、ニッケル（Ｎｉ）などの金属で形成される。シリコン（Ｓｉ）半導体層８０７の表面には、ＳｉＯ２などから成る絶縁層８０９上に、半導体プロセス技術で電極１０３、配線３０３が形成される。
各電極１０３と各配線３０３は、シリコン基盤８０６の表面上では、絶縁層８０８、ＳｉＯ２などから成る絶縁膜８０９で電気的に互いに隔絶されている。
【符号の説明】
【００５２】
１００・・・ステージ
１０１、３０１、３０１Ａ，５０１、５０１Ａ，６０１、７０１、８０１・・・計測基盤
１０２・・・計測面
１０３・・・電極
１０４、３０３・・・シールドパターン
１０５・・・配線
１０６・・・冷却水パイプ（管）
１０７・・・裏面
１０８・・・基体
１０９・・・絶縁層
２００、３００、３００Ａ、４００、５００、７００・・・計測システム
２０１・・・チャンバ（真空容器）壁
２０２・・・内外連絡部材
２０３・・・インターフェース交換手段
２０４・・・計測管理・制御手段
２０５・・・電源手段
２０６・・・コネクタ
２０７・・・配線
３０２・・・プリント基板
３０４・・・配線
３０５、３０６・・・スペーサ
３０７・・・アルミ板
３０８・・・樹脂テープ
３０９・・・空間
３１０・・・信号処理手段
３１１・・・基盤回路ユニット
３１１Ａ・・・基盤回路ユニット（Ａ）
３１１Ｂ・・・基盤回路ユニット（Ｂ）
３１２・・・シリアル通信ユニット
３１３・・・スイッチユニット
３１３Ａ・・・スイッチユニット（Ａ）
３１４・・・電圧フォロア回路
３１４Ａ・・・オペアンプ
３１５・・・温度センサ
３１６・・・ＡＤ変換ユニット
３１６Ａ・・・ＡＤ変換ユニット（Ａ）
３１７・・・マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）
３１８・・・スイッチ
３１９・・・電気抵抗素子
３２０・・・電源・通信ユニット
３２０Ａ・・・電源・通信ユニット（Ａ）
３２１・・・電源
３２２・・・シリアル通信サブユニット
３２２Ａ・・・シリアル通信サブユニット
３２３・・・４：１アナグロマルチプレクサ
３２４、３２６・・・スイッチ
３２５、３２７・・・デコーダ
３２８・・・オペアンプ（ＯＰ）
３２９・・・ＡＤコンバータ
４０１、４０２・・・光通信モジュール
４０３・・・ノッチフィルタ
４０４・・・光ファイバー
４０５・・・ノッチフィルタユニット
４０６・・・通信サブユニット
５０２−１・・・発光素子
５０２−２・・・受光素子
５０３・・・シリコン基板
５０４・・・金属層
５０５・・・シールド部材
５０６・・・絶縁碍子
５０７・・・一次電池ユニット
５０８・・・樹脂
５０９・・・スペーサ
５１０・・・定電圧回路
５１１・・・一次電池
５１２・・・メモリ
５１３・・・赤外線通信ユニット
５１４・・・赤外線通信サブユニット
５１５・・・赤外線ＬＥＤ
５１６・・・通信ユニット
５１７・・・赤外線通信サブユニット
５１８、５１８Ａ・・・シリアル通信サブユニット
５１９・・・赤外線受光素子
５２０・・・赤外線
５２１、５２１Ａ・・・電源部
６０２・・・無線通信モジュール
６０３・・・絶縁板
６０３Ａ・・・上板部材
６０４・・・底板部材
６０５・・・一次電池ユニット
６０６・・・通信ユニット
６０７−１・・・通信ユニット
６０７−２・・・通信サブユニット
６０７Ａ−２・・・無縁通信セミサブユニット
６０８・・・アンテナ
６０９・・・無線通信
７０２・・・フェライト坂
７０３・・・コイル手段
７０４・・・電源部
７０５・・・充電・通信ユニット
７０６・・・シリアル通信ユニット
７０７・・・不揮発性メモリ
７０８・・・シリアル通信サブユニット
７０９・・・発信器
７１０・・・定電圧回路
７１１・・・整流回路
７１２・・・積分回路
７１３・・・二次電池
７１４・・・スイッチ
７１５・・・コイル
８０２・・・配線
８０３・・・金属ケース
８０４・・・発光素子
８０５・・・受光素子
８０６・・・シリコン基盤
８０７・・・シリコン層
８０８、８０９・・・絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図２Ｋ】
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【図２Ｌ】
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【図２Ｍ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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