(57)【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プラズマ密度情報測定方法であって、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からプラズマ密度情報測定用電力を、そのプラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されたプラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマに供給するとともに、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、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プラズマ密度情報測定過程を備えることを特徴とするプラズマ密度情報測定方法。
【請求項２】
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、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と、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、前記プラズマ密度情報測定用電源から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を具備したプラズマ密度情報測定手段とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、前記プラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されていることを特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
【請求項３】
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の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、前記プラズマ密度情報測定用電源から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、前記プラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されてい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】
請求項３に記載のプラズマ密度情報測定用プローブにおいて、前記アンテナが平板状の金属板であ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５】
プラズマ発生に係る物理量を操作することによりプラズマ密度を制御するプラズマ発生方法であって、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からプラズマ密度情報測定用電力を、そのプラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されたプラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマに供給するとともに、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、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プラズマ密度情報測定過程と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいて前記プラズマ発生に係る物理量を操作する操作過程とを備えることを特徴とするプラズマ発生方法。
【請求項６】
プラズマ発生に係る物理量を操作することによりプラズマ密度を制御するプラズマ発生装置であって、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と、プラズマ生成用電源と、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、前記プラズマ密度情報測定用電源から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を具備したプラズマ密度情報測定手段と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいて前記プラズマ発生に係る物理量を操作する操作手段とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、前記プラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されていることを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項７】
プラズマ発生に係る物理量を操作することによりプラズマ密度が制御されたプラズマ中に被処理物を置いてプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、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からプラズマ密度情報測定用電力を、そのプラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されたプラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマに供給するとともに、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、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プラズマ密度情報測定過程と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいて前記プラズマ発生に係る物理量を操作する操作過程とを備えることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項８】
プラズマ発生に係る物理量を操作することによりプラズマ密度が制御されたプラズマ中にプラズマ処理を行うための被処理物を置いて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のプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ生成用電源と、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、前記プラズマ密度情報測定用電源から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を具備したプラズマ密度情報測定手段と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいて前記プラズマ発生に係る物理量を操作する操作手段とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、前記プラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載のプラズマ処理装置において、前記操作手段は前記プラズマ生成用電源から供給されるプラズマ生成用電力を操作することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載のプラズマ処理装置において、前記操作手段はプラズマ処理用電源から前記被処理物の周辺部に供給されるプラズマ処理用電力を操作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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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におけるプラズマ密度情報測定方法及びその装置並びにプラズマ密度情報測定用プローブ、プラズマ発生方法及びその装置、プラズマ処理方法及びその装置に係り、特にプラズマ密度情報を簡単に測定して、プラズマ密度を適切かつ容易にコントロールするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。例えば１０ＭＨｚ程度のＲＦ帯の周波数から２．４５ＧＨｚに代表されるマイクロ波帯の周波数の高周波電力によって生成された高周波プラズマを利用して、上記ＣＶＤ処理やエッチング処理等が行われている。このようなプラズマ応用技術では、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、即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や、プラズマ吸収周波数や、プラズマ表面波共鳴周波数等がある。即ち、上記電子密度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することができる。
【０００３】
従来、プラズマ中の電子密度を測定する方法として、ラングミュア (Langmuir) ・プローブ法や、マイクロ波干渉計測法の他、比較的最近開発された電子ビーム照射式のプラズマ振動プローブ法がある。
【０００４】
ラングミュア・プローブ法は、プラズマ中に金属プローブを直に晒した状態で設置しておき、金属プローブへ直流バイアス電圧、又は、高周波電圧を重畳させた直流バイアス電圧を印加した時に金属プローブに流れる電流値に基づいて電子密度を求める方法である。
【０００５】
マイクロ波干渉計測法は、プラズマを生成するプラズマ生成用のチャンバーの壁にプラズマを間にして向き合う窓を設けておき、一方の窓からマイクロ波（例えば単色のレーザ光）をプラズマに入射するとともにプラズマを通過して他方の窓から出射するマイクロ波を検出し、入射・出射マイクロ波間の位相差に基づいて電子密度を求める方法である。
【０００６】
また、電子ビーム照射式プラズマ振動法は、熱フィラメントをチャンバーの内に設置しておき、熱フィラメントからプラズマに電子ビームを照射した時に生じるプラズマ振動の周波数に基づいて電子密度を求める方法である。
【０００７】
上述の方法から電子密度を求めることによって、プラズマ密度情報を把握したうえで、上述のようなプラズマによるエッチング処理やＣＶＤ処理等が行われることになる。実際にプラズマによる上記処理を行う場合、プラズマ密度情報中の物理量を求めた後、プラズマ発生に係る物理量（以下、適宜「プラズマ発生物理量」と略記する）、例えばプラズマ生成用電力や、プラズマを生成するガスの圧力等を操作したり、またはプラズマ中の被処理物に対して供給される処理用電力や、処理用電圧等を操作したりすることによるフィードバック（feedback）制御によって、プラズマ密度情報中の物理量が制御されて、さらにはプラズマ密度が制御されてエッチング処理やＣＶＤ処理等が適切に行われることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のラングミュア・プローブ法を反応性プラズマに適用した場合には、測定を長時間にわたって続けられない（即ち寿命が短い）という問題がある。測定中の金属プローブ表面には短時間のうちに絶縁性皮膜からなる汚れが付着し、金属プローブに流れる電流値が変動して、正確な測定が直ぐにできなくなるからである。金属プローブ表面に付着した汚れを除くために、金属プローブに負のバイアス電圧を印加しイオンでスパッタ除去する方法や、金属プローブを赤熱させて汚れを蒸発除去する方法も試みられてはいるが、効果が薄くて問題の解決には至らない。
【０００９】
また、マイクロ波干渉計測法の場合、大がかりで高価な装置や難しいマイクロ波伝送路の調整が必要な上、入射・出射マイクロ波間の位相差が僅かなことから、正確な測定が困難となる。それに、平均密度しか求められず空間分解能が全くないという欠点もある。
【００１０】
さらに、電子ビーム照射式のプラズマ振動プローブ法の場合、熱フィラメントから蒸発するタングステンによるプラズマ雰囲気汚染の心配に加えて、熱フィラメントの断線による測定中断の心配という問題がある。特に酸素やフロン系ガスを用いるプラズマの場合には熱フィラメントが断線し易く、頻繁にフィラメント交換を行う必要があるので、実用向きとは言いがたい。
【００１１】
そこで、本出願人は上記課題を解決するため、先に特願平１１ー０５８６３５号及び特願平１１ー０５８６３６号を出願している。この特願平１１ー０５８６３５号及び特願平１１ー０５８６３６号（以下、適宜『改良発明』と略記する）は、以下のような構成を採り、作用をもたらす。
【００１２】
〔改良発明の原理〕
図７は改良発明に係るプラズマ密度情報測定用プローブ（以下、適宜「測定プローブ」と略記する）の一例の構成を示す一部縦断面図である。
測定プローブ１０１は、図７に示すように、チャンバー１０２内に、測定プローブ１０１の先端を挿入した状態で設けられている。なお、チャンバー１０２は、プラズマ生成用電源によって生成された反応性プラズマ（以下、適宜「プラズマ」と略記する）ＰＭを有する。
【００１３】
測定プローブ１０１は、先端が閉じているとともに後端が大気（外気）に開いている。また、アンテナ１０３と同軸ケーブル１０４はアンテナ１０３が先となるようにして誘電体製のチューブ１０５の内に納められている。さらに、同軸ケーブル１０４をチューブ１０５の長手方向に対して引いたり押したりすることによって、測定プローブ１０１は、アンテナ１０３の根元からチューブ１０５の先端部までの長さＬを簡単に変更することができる。
【００１４】
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（以下、適宜「プラズマ測定用電源」と略記する）から入射されたプラズマ密度情報測定用電力（以下、適宜「プラズマ測定用電力」と略記する）は、測定プローブ１０１により伝送され、アンテナ１０３から放出されてプラズマ負荷に吸収されるか、反射されて戻ってくる。図８は、それぞれの先端部長さＬにおける、プラズマ測定用電力の反射率の対周波数変化（１００ｋＨｚ〜３ＧＨｚ）を測定したものである。
【００１５】
反射率が大きく下がるところは、プラズマ密度に起因してプラズマ測定用電力の強い吸収が起こる吸収ピーク（以下、適宜「吸収ポイント」と呼ぶ）である。図８の曲線Ｒａ〜Ｒｆには、プラズマ負荷側でのプラズマ測定用電力の強い吸収があることを示す吸収ポイントＰａ〜Ｐｄが幾つか現れている。吸収ポイントＰａ〜Ｐｄの位置の周波数が、プラズマ吸収周波数である。プラズマ吸収周波数は電子密度と一定の相関関係があるので、有用なプラズマ密度情報が得られる。特に、最も低い周波数の吸収ポイントＰａだけは、図８に示すように、先端部長さＬが変化しても同一周波数の位置に出現している。このように、先端部長さＬに依存しないプラズマ吸収周波数は、プラズマ表面波共鳴周波数である。
【００１６】
こうしてプラズマ表面波共鳴周波数が得られたら、プラズマＰＭの電子密度が簡単に導出されるので、生成プラズマＰＭの特性を把握し易い。
【００１７】
上記の構成を備えることによって、アンテナ１０３および同軸ケーブル１０４とプラズマＰＭとの間にチューブ１０５が介在するので、アンテナ１０３や同軸ケーブル１０４からプラズマＰＭ中へ異物などが侵入することがなく、プラズマの清浄性を確保することができる。また、チューブ１０５が介在することにより、プラズマＰＭによるアンテナ１０３や同軸ケーブル１０４の損傷を阻止する。また、測定中、チューブ１０５の表面に絶縁性皮膜からなる汚れが薄く付着しても、絶縁性皮膜が誘電体であるので、実質的に測定系が変化せず、絶縁性皮膜の汚れによる測定結果の変動は生じない。さらに、チューブ１０５が介在することにより、アンテナ１０３をプラズマに直接触れ難くして、直流の過電圧が加わったり、過電流が流れて装置が壊れるのを、未然に防止することができる。従って、上述のラングミュア・プローブ法と比較して、長期間にわたってプラズマ密度情報を測定することができる。
【００１８】
また、プラズマＰＭ中の電子密度は不均一なので、場所によって電子密度は変化する。従って、測定プローブ１０１をチャンバー１０２内に挿入した状態のまま移動させることによって、変化した電子密度を測定することができる。従って、マイクロ波干渉計測法と比較して、上記の密度の空間分解能が高くなる。
【００１９】
さらに、チューブ１０５を介してプラズマ測定用電力をアンテナ１０３から供給して測り易い共鳴的なプラズマ測定用電力の吸収現象を捉える程度のことであるので、プラズマ密度情報が至極簡単に測定できる。さらに、熱フィラメントレス方式でないので、電子ビーム照射式プラズマ振動法のように、蒸発タングステンによる雰囲気汚染を心配する必要も、熱フィラメント交換を行う必要もない。
【００２０】
〔本発明が解決しようとする改良発明の課題〕
しかしながら、上述の改良発明でも、以下の様な問題点がある。
即ち、プラズマ測定用電源の周波数が５ＧＨｚ以上になると測定が困難になる点である。
【００２１】
通常、電子密度は１０8 〜１０12ｃｍ-3の範囲で、プラズマ密度情報の測定を行う。また、上述したようにプラズマ吸収周波数、特にプラズマ表面波共鳴周波数と電子密度とは一定の相関関係にあり、電子密度はプラズマ表面波共鳴周波数の２乗に比例する。従って、電子密度が低密度の１０8 ｃｍ-3から１０9 ｃｍ-3までの範囲では、プラズマ表面波共鳴周波数は数十ＭＨｚから数百ＭＨｚ程度のオーダであるが、電子密度が中密度の１０10ｃｍ-3から１０11ｃｍ-3までの範囲では、プラズマ表面波共鳴周波数は１ＧＨｚから２ＧＨｚ程度になる。さらに、電子密度が高密度の１０12ｃｍ-3の状態では、プラズマ表面波共鳴周波数は５ＧＨｚを超えるようになる。
【００２２】
通常のプラズマ測定用電源は５ＧＨｚ以下の周波数なので、電子密度が高密度の場合においてプラズマ密度情報の測定が困難になる。また、プラズマ表面波共鳴周波数以外のプラズマ吸収周波数は、プラズマ表面波共鳴周波数よりも高い周波数なので、プラズマ表面波共鳴周波数以外のプラズマ吸収周波数から電子密度を導出しようとしても、プラズマ密度情報の測定がより困難になる。従って、５ＧＨｚ以上のプラズマ表面波共鳴周波数を測定しようとすると、周波数が５ＧＨｚ以上である高周波電源を特別に使用しなければならず、測定装置が複雑になり装置本体が高価になってしまう。
【００２３】
以上の理由から、たとえ電子密度が高密度でも周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの領域で読み取れるようなプラズマ密度情報を測定することが望まれる。そこで、本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであって、周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で読み取れるようなプラズマ密度情報を測定することができるプラズマ密度情報測定方法及びその装置並びにプラズマ密度情報測定用プローブ、プラズマ発生方法及びその装置、プラズマ処理方法及びその装置を提供することを課題とする。なお、本明細書中では５００ＭＨｚ以下の周波数領域を低周波と定義付け、５００ＭＨｚを超える周波数領域を高周波と定義付けて、以下の説明を行う。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
図９に示すような測定プローブ５１を具備すると、従来の高周波領域で現れていた吸収ポイントとは別の吸収ポイントが低周波領域で現れて、かつその低周波領域での周波数が高周波領域での周波数の１／１０から１／１００程度であるという現象が知られている。この測定プローブ５１は、図９に示すように、電力を放射する金属製のアンテナ５２と、プラズマ測定用電力を伝送するための同軸ケーブル５３とが接続されている。なお、改良発明のように誘電体製のチューブ内に上記アンテナ５２を収容しておらず、アンテナ５２は剥き出しのままである。
【００２５】
上述の現象が起こる原因については、これまで解明されていなかった。そこで、本発明者はこの現象について着眼して、この現象が起こる原因について解明することによって、上記課題を解決するに至った。
【００２６】
測定プローブ５１をプラズマＰＭ中に挿入させると、アンテナ５２の周りに『シース（Sheath）』と呼ばれる層が発生する。このときアンテナ５２に加えるプラズマ測定用電力の周波数を変えると、通常の１／１０から１／１００程度の低周波領域で共鳴が起こるような強い電界がシースにかかり、そこで吸収が起こることになる。
【００２７】
一方、改良発明の場合、測定プローブ１０１内のアンテナ１０３はプラズマに直接触れることなく、誘電体製のチューブ１０５を介して、プラズマと接する。この測定プローブ１０１のような形状を有するプローブでは、シースよりもプラズマと結合しやすく、チューブ１０５の表面にプラズマ表面波が励起される。その結果、高周波領域で吸収が起こることになる。
【００２８】
このようにプローブの形状により、一方でシースと結合しやすいプローブであったり、他方でプラズマと結合しやすいプローブであったりする。また今回、プラズマとシースとの両方と結合するプローブを発明するに至らなかったが、理論的には可能である。
【００２９】
以上の理由から、本発明者は測定プローブの形状を変えることによって、周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で読み取れるようなプラズマ密度情報を測定することに想到した。
【００３０】
以上のような知見に基づいて創作された本発明は、以下のような構成を取る。
即ち、請求項１に記載の発明に係るプラズマ密度情報測定方法は、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、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、そのプラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されたプラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマに供給するとともに、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、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プラズマ密度情報測定過程を備えることを特徴とする。
【００３１】
請求項２に記載の発明に係るプラズマ密度情報測定装置は、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、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と、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、前記プラズマ密度情報測定用電源から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を具備したプラズマ密度情報測定手段とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、前記プラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されていることを特徴とする。
【００３２】
請求項３に記載の発明に係るプラズマ密度情報測定用プローブは、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の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、前記プラズマ密度情報測定用電源から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、前記プラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されていることを特徴とする。
【００３３】
請求項４に記載の発明に係るプラズマ密度情報測定用プローブは、請求項３に記載のプラズマ密度情報測定用プローブにおいて、前記アンテナが平板状の金属板であることを特徴とする。
【００３４】
請求項５に記載の発明に係るプラズマ発生方法は、プラズマ発生に係る物理量を操作することによりプラズマ密度を制御するプラズマ発生方法であって、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からプラズマ密度情報測定用電力を、そのプラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されたプラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマに供給するとともに、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、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プラズマ密度情報測定過程と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいて前記プラズマ発生に係る物理量を操作する操作過程とを備えることを特徴とする。
【００３５】
請求項６に記載の発明に係るプラズマ発生装置は、プラズマ発生に係る物理量を操作することによりプラズマ密度を制御するプラズマ発生装置であって、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と、プラズマ生成用電源と、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、前記プラズマ密度情報測定用電源から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を具備したプラズマ密度情報測定手段と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいて前記プラズマ発生に係る物理量を操作する操作手段とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、前記プラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されていることを特徴とする。
【００３６】
請求項７に記載の発明に係るプラズマ処理方法は、プラズマ発生に係る物理量を操作することによりプラズマ密度が制御されたプラズマ中に被処理物を置いてプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、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からプラズマ密度情報測定用電力を、そのプラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されたプラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラズマに供給するとともに、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、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プラズマ密度情報測定過程と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいて前記プラズマ発生に係る物理量を操作する操作過程とを備えることを特徴とする。
【００３７】
請求項８に記載の発明に係るプラズマ処理装置は、プラズマ発生に係る物理量を操作することによりプラズマ密度が制御されたプラズマ中にプラズマ処理を行うための被処理物を置いて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のプラズマ密度情報測定用電源と、プラズマ生成用電源と、プラズマ密度情報測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において現れる、前記プラズマ密度情報測定用電源から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を具備したプラズマ密度情報測定手段と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいて前記プラズマ発生に係る物理量を操作する操作手段とを備え、前記プラズマ密度情報測定用プローブは、前記プラズマ密度情報測定用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を備えているとともに、前記アンテナとケーブルとがアンテナの一端側で接続されており、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されていることを特徴とする。
【００３８】
請求項９に記載の発明に係るプラズマ処理装置は、請求項８に記載のプラズマ処理装置において、前記操作手段は前記プラズマ生成用電源から供給されるプラズマ生成用電力を操作することを特徴とする。
【００３９】
請求項１０に記載の発明に係るプラズマ処理装置は、請求項８または請求項９に記載のプラズマ処理装置において、前記操作手段はプラズマ処理用電源から前記被処理物の周辺部に供給されるプラズマ処理用電力を操作することを特徴とする。
【００４０】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用について説明する。
プラズマ密度情報測定用電源（以下、適宜「プラズマ測定用電源」と略記する）から入射されたプラズマ密度情報測定用電力（以下、適宜「プラズマ測定用電力」と略記する）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、反射されて戻ってくる。そのプラズマ測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で、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測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域でも、プラズマの特性を把握することになる。
【００４１】
請求項２に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用プローブを具備したプラズマ密度情報導出手段によって、プラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域でも、プラズマ測定用電源から入射されたプラズマ測定用電力の反射または吸収に基づくプラズマ密度情報が測定されて、プラズマの特性を把握することになる。
【００４２】
請求項３に記載の発明によれば、プラズマ測定用電源から供給されたプラズマ測定用電力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。
【００４３】
また、誘電体物質によって直接に被覆されずに、収容されているようなプラズマ密度情報測定用プローブの場合は、前記誘電体物質を介して、プラズマと接するので、シースよりもプラズマと結合しやすく、前記誘電体物質の表面にプラズマ表面波が励起される。従って、上述のプラズマ密度情報測定用プローブの場合、高周波領域で吸収（または反射）が起こることになる。
【００４４】
一方、本発明に係るプラズマ密度情報測定用プローブの場合は、少なくともアンテナが誘電体物質によって直接に被覆されているので、アンテナの周りのシース部分にプラズマ表面波が励起することになる。従って、プラズマ密度によるプラズマ負荷の吸収（または反射）はシースと結合して、その結果、低周波領域で吸収（または反射）が起こることになる。
【００４５】
また誘電体によって被覆することによって、測定中に絶縁性皮膜からなる汚れが薄く付着しても、絶縁性皮膜が誘電体であるので、実質的に測定系が変化せず、絶縁性皮膜の汚れによる測定結果の変動は生じない。また、誘電体によって被覆することによって、アンテナをプラズマに直接触れ難くして、直流の過電圧が加わったり、過電流が流れて装置が壊れるのを、未然に防止する。
【００４６】
請求項４に記載の発明によれば、アンテナが平板状の金属板で形成されていることにより、プラズマ負荷によるプラズマ測定用電力の吸収がより大きくなる。従って、プラズマ密度情報が測定され易くなり、プラズマ密度情報がより容易に測定されることになる。
【００４７】
請求項５に記載の発明によれば、プラズマ密度に起因したプラズマ測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で、プラズマ密度情報が測定される。測定されたプラズマ密度情報に基づくプラズマ発生に係る物理量（以下、適宜「プラズマ発生物理量」と略記する）を操作することによりプラズマ密度が制御されて、さらにプラズマ密度が制御された状態でもってプラズマを発生させることになる。
【００４８】
請求項６に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用プローブを具備したプラズマ密度情報導出手段によって、プラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で、プラズマ密度情報が測定される。そして操作手段によって、測定されたプラズマ密度情報に基づくプラズマ発生物理量を操作する。さらにプラズマ発生物理量の操作によってプラズマ密度が制御されて、プラズマ密度が制御された状態でもってプラズマを発生させることになる。
【００４９】
請求項７に記載の発明によれば、プラズマ密度に起因したプラズマ測定用電力の反射または吸収に基づいて、プラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で、プラズマ密度情報が測定される。測定されたプラズマ密度情報に基づくプラズマ発生物理量を操作することによりプラズマ密度が制御されて、さらにプラズマ密度が制御された状態でもってプラズマ中の被処理物に対するプラズマ処理が適切に行われることになる。
【００５０】
請求項８に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用プローブを具備したプラズマ密度情報導出手段によって、プラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で、プラズマ密度情報が測定される。そして操作手段によって、測定されたプラズマ密度情報に基づくプラズマ発生物理量を操作する。さらにプラズマ発生物理量の操作によってプラズマ密度が制御されて、プラズマ密度が制御された状態でもってプラズマ中の被処理物に対するプラズマ処理が適切に行われることになる。
【００５１】
請求項９に記載の発明によれば、操作手段はプラズマ生成用電源から供給されるプラズマ生成用電力を操作することを特徴としているので、請求項９の装置の発明の場合には、プラズマ発生物理量はプラズマ生成用電力となる。従って、プラズマ生成用電力を操作することによって、プラズマ密度が制御されて、プラズマ密度が制御された状態でもってプラズマ中の被処理物に対するプラズマ処理が適切に行われることになる。
【００５２】
請求項１０に記載の発明によれば、操作手段はプラズマ処理用電源から前記被処理物の周辺部に供給されるプラズマ処理用電力を操作することを特徴としている。従って、請求項１０の装置の発明の場合には、操作手段によるプラズマ処理用電力の操作によって被処理物に対するプラズマ処理が適切に行われることになる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図１は、実施例に係るプラズマ密度情報測定用プローブおよび測定装置の一例を装備したプラズマ処理装置のブロック図である。
【００５４】
実施例に係るプラズマ処理装置は、図１に示すように、プラズマＰＭが生成される室内空間Ｓを有する直径数１０ｃｍのステンレス鋼製チャンバー１と、チャンバー１の内に配設されたプラズマ生成用の放電電極（放電アンテナ）２と、排気用パイプ３を介してチャンバー１の室内空間Ｓと連通している真空排気ポンプ４と、流量調節弁５が介設されたガス供給用パイプ６を介してチャンバー１の室内空間Ｓに連通しているガス源７とを備えている。そして、チャンバー１の壁部にはプラズマ密度情報中の物理量を、実施例ではプラズマ吸収周波数を測定するための測定プローブ８が先端部だけチャンバー１内に挿入された状態で取り付けられている。また、チャンバー１には、プラズマ処理を行うワーク（被処理物）ＷとワークＷを載せるステージ（載置台）ＳＴとが設置されているとともに、前記ステージＳＴには処理用電極９が配設されている。その他、チャンバー１には、図示を省略するワークＷの搬入・搬出機構なども配設されている。なお、測定プローブ８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。
【００５５】
チャンバー１の室内空間Ｓは真空排気ポンプ４によって排気されて適当な室内圧力が保たれる。またガス源７からガスが適当な流量で供給される。供給ガスの種類としては、アルゴン、ヘリウム、チッ素、酸素ガス、フッ素系ガス、塩素系ガス等が例示される。
【００５６】
また、チャンバー１の外にはプラズマを生成するためのプラズマ生成用電力を供給するプラズマ生成用電源１０と、放電電極２に供給されるプラズマ生成用電力を操作するための生成用電力操作部１１とが設けられている。
【００５７】
同様に、チャンバー１の外にはワークＷのプラズマ処理を行うためのプラズマ処理用電力を供給するプラズマ処理用電源１２と、処理用電極９に供給されるプラズマ処理用電力を操作するための処理用電力操作部１３とが設けられている。
【００５８】
さらに、チャンバー１の外にはプラズマ密度情報を測定するためのプラズマ測定用電力を供給する周波数掃引式のプラズマ測定用電源１４と、測定プローブ８にプラズマ測定用電力を伝送する同軸ケーブル１５と、測定プローブ８を制御するプローブ制御部１６とが設けられているとともに、測定プローブ８とプローブ制御部１６とは同軸ケーブル１５を介して接続されている。また、プローブ制御部１６は前記プラズマ測定用電源１４や、後述するフィルタ、減衰器等を備えているとともに、測定プローブ８とプローブ制御部１６とによって、プラズマ密度情報測定部１７を構成している。
【００５９】
なお、生成用電力操作部１１と処理用電力操作部１３とは、本発明における操作手段に相当して、プラズマ密度情報測定部１７（即ち、測定プローブ８とプローブ制御部１６と）は本発明におけるプラズマ密度情報測定手段に相当する。
【００６０】
生成用電力操作部１１は、プラズマ生成用電源１０側・プラズマ側間のインピーダンス整合状態を調節するインピーダンス整合器１１ａと、チャンバー１に生成させるプラズマについての目標電子密度を設定するための電子密度設定部１１ｂと、設定された目標電子密度と実測された実測電子密度との差に基づいてインピーダンス整合器１１ａを操作する整合器操作部１１ｃとからなる。
【００６１】
同様に処理用電力操作部１３は、プラズマ処理用電源１２側・プラズマ側間のインピーダンス整合状態を調節するインピーダンス整合器１３ａと、プラズマ処理を行うべく処理用電極９に最適なプラズマ処理用電力、即ち目標プラズマ処理用電力を設定するための電力設定部１３ｂと、設定された目標プラズマ処理用電力と実測された実測プラズマ処理用電力との差に基づいてインピーダンス整合器１３ａを操作する整合器操作部１３ｃと、電子密度とプラズマ処理用電力の相関関係を予め記憶して、その相関関係に基づいて実測電子密度から実測プラズマ処理用電力に変換させる電力変換部１３ｄとからなる。
【００６２】
インピーダンス整合器１１ａまたは１３ａとしては、プラズマ生成用電源１０またはプラズマ処理用電源１２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。上記これらの電源の周波数が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。
【００６３】
実施例装置の場合、処理用電力操作部１３は、プラズマを利用して気体原料を加熱分解させて生成物をワークＷ（基板）上に堆積させるプラズマＣＶＤ法の操作部として使用されている。即ち、処理用電極９が配設されているステージＳＴ上にワークＷを載せて、チャンバー１の室内空間Ｓ内に挿入する。プラズマ処理用電源１２からおよそ１ｋＷのプラズマ処理用電力を処理用電極９に供給することによって、プラズマＰＭ雰囲気中の電子やイオン等がワークＷ上に向かって吸引されて、さらにワークＷ上に堆積される。
【００６４】
プラズマ処理用電源１２の電圧またはプラズマ処理用電力等と、ワークＷ上に吸引されるプラズマ密度情報中の物理量が予め図示を省略する記憶部に記憶されている。例えば上記記憶部には、プラズマ処理用電力と電子密度との相関関係が予め記憶されており、それらの相関関係に基づいて測定によって求められた電子密度からプラズマ処理用電力等に変換させる。本実施例装置の場合には、処理用電力操作部１３内に上記変換機能を備えたものとして電力変換部１３ｄがある。そして、目標値と実測値が違う場合において、整合器操作部１３ｃはインピーダンス整合器１３ａを操作して、インピーダンス整合器１３ａの操作によってプラズマ処理用電力等を操作する。さらにプラズマ処理用電力の操作によって、ワークＷ上に向かって吸引されるプラズマＰＭ雰囲気中の電子やイオン等を制御して、ワークＷのプラズマＣＶＤ処理を行う。
【００６５】
なお、プラズマ処理用電源１２が直流（ＤＣ）電源の場合には、ワークＷ上に堆積される生成物によって電荷がチャージアップして、ワークＷそのものがコンデンサになる可能性があるので、プラズマ処理用電源１２は直流（ＤＣ）電源よりも交流（ＡＣ）電源の方が好ましい。またプラズマ処理用電源１２だけでなく、プラズマ生成用電源１０等の周波数については、多くの実用ケースでは１３．５６ＭＨｚの周波数の電源を実際に用いている例もあり、特に限定されない。
【００６６】
また、プラズマ処理方法は、上記プラズマＣＶＤ法以外にも、プラズマ密度情報を制御してプラズマ処理を行う方法ならば、エッチング処理や粒子ビーム源あるいは分析装置などに用いられるプラズマ処理等に例示されるように、特に限定されない。
【００６７】
次に、プラズマ密度情報測定部１７の具体的構成、即ち、測定プローブ８とプローブ制御部１６との具体的構成についてそれぞれ説明する。先ず、測定プローブ８の具体的構成について説明する。
【００６８】
測定プローブ８は、図２の（ａ）の一部縦断面図及び（ｂ）の平面図に示すように、プラズマ測定用電源１４から供給されたプラズマ測定用電力を伝送する同軸ケーブル１５と、電力を放射するアンテナとして中心導体１８と金属製の平板１９とを備えているとともに、同軸ケーブル１５は中心導体１８の一端側に接続されており前記金属製の平板１９は中心導体１８の他端側に接続されている。また、前記中心導体１８と平板１９とは、図２の（ａ）に示すように誘電体製外皮２０によって被覆されている。なお、中心導体１８と平板１９とは、本発明におけるアンテナに相当して、誘電体製外皮２０は本発明における誘電体物質に相当する。
【００６９】
また、同軸ケーブル１５の波断図のうち、左斜線のハッチング部分は中心及び外部絶縁体（誘電体）の部分を示し、黒塗りの部分は中心及び外部導体を示している。なお、本実施例では、誘電体製外皮２０は中心導体１８と平板１９とを被覆しているが、同軸ケーブル１５をも被覆するように構成されていても構わない。
【００７０】
また、中心導体１８をわざわざ単独に形成して同軸ケーブル１５に接続する必要はなく、同軸ケーブル１５の先端部（プローブ制御部１６の接続部とは逆の方向）に対して同軸ケーブル１５の外部絶縁体、外部導体及び中心絶縁体に切り込みを入れて、前記中心導体を除くこれら外部絶縁体、外部導体及び中心絶縁体を除去することにより、同軸ケーブル１５の中心導体は本実施例での中心導体１８の機能を果たすことになる。従って、上述のような切り込みを同軸ケーブル１５に施すことにより、中心導体１８と同軸ケーブル１５とを備えた測定プローブ８を容易に作成することができる。
【００７１】
上記構成を有することにより、測定プローブ８は以下の作用・効果をもたらす。即ち、アンテナとして中心導体１８に金属製の平板１９を取り付けることによって、後述するプラズマ負荷によるプラズマ測定用電力の吸収が中心導体１８のみのアンテナのときと比較して大きくなる。従って、プラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で吸収ポイントが中心導体１８のみのときと比較してより容易に測定することができる。
【００７２】
さらに、中心導体１８と平板１９とを誘電体製外皮２０によって被覆することによって、測定中に絶縁性皮膜からなる汚れが薄く付着しても、絶縁性皮膜が誘電体であるので、実質的に測定系が変化せず、絶縁性皮膜の汚れによる測定結果の変動は生じないし、中心導体１８と平板１９とをプラズマに直接触れ難くして、直流の過電圧が加わったり、過電流が流れて装置が壊れるのを、未然に防止することができる。
【００７３】
続いて、プローブ制御部１６の具体的構成について説明する。プローブ制御部１６は、上述した周波数掃引式のプラズマ測定用電源１４と、方向性結合器２１と、減衰器２２と、フィルタ２３と、プラズマ吸収周波数導出部２４と、電子密度変換部２５とを備えている。また、上述したように測定プローブ８には、同軸ケーブル１５を介してプローブ制御部１６が接続されている。詳述すると測定プローブ８には、図１に示すように、プローブ制御部１６内のプラズマ測定用電源１４の側から順に、方向性結合器２１、減衰器２２、及びフィルタ２３が接続されている。
【００７４】
プラズマ測定用電源１４は１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数でプラズマ測定用電力を自動掃引しながら出力する。プラズマ測定用電源１４から出力されたプラズマ測定用電力は、同軸ケーブル１５中を伝送しながら方向性結合器２１−減衰器２２−フィルタ２３へと経由して、測定プローブ８へ伝送される。なお、１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で吸収ポイントが測定できれば、５００ＭＨｚ以上の高周波数領域まで掃引しても構わない。従って、プラズマ測定用電源１４の周波数は、必ずしも１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域のみでなくてもよく、５００ＭＨｚ以上の高周波数領域をも出力するようなプラズマ測定用電源１４であってもよい。
【００７５】
一方、プラズマ測定用電力はアンテナである中心導体１８と平板１９とから放出されてプラズマ負荷に全て吸収されるとは限らず、プラズマ負荷に吸収されずに反射して戻ってくる分もある。プラズマ負荷に吸収されずに戻ってくるプラズマ測定用電力の反射量は、方向性結合器２１で検出されて、プラズマ吸収周波数導出部２４へ送り込まれる。プラズマ吸収周波数導出部２４にはプラズマ測定用電源１４から出力されるプラズマ測定用電力の周波数も逐次送り込まれる。
【００７６】
なお、フィルタ２３は中心導体１８を経由してプローブ制御部１６へ混入してくるプラズマ生成用のプラズマ測定用電力を除去する働きをする。また、減衰器２２は測定プローブ８へ送り込むプラズマ測定用電力の量を調整する働きをする。
【００７７】
プラズマ吸収周波数導出部２４は、プラズマ測定用電力の周波数と、プラズマ測定用電力の検出反射量とに基づいて、プラズマ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、プラズマ密度に起因してプラズマ測定用電力の強い吸収が起こるプラズマ吸収周波数を導出する構成となっている。即ち、プラズマ吸収周波数導出部２４では、〔プラズマ測定用電力の検出反射量〕÷〔プラズマ測定用電力の全出力量（実施例では一定量）〕なる演算が行われてプラズマ測定用電力の反射率が求められ、掃引する周波数と対応付けてプロットされることにより、プラズマ測定用電力の反射率の対周波数変化が求められる処理が行われる。反射率が大きく下がるところは、電子密度に起因してプラズマ測定用電力の強い吸収が起こる吸収ピーク、即ち吸収ポイントであり、吸収ポイントの周波数がプラズマ吸収周波数ということになる。さらにプラズマ吸収周波数導出部２４では、吸収ポイントを自動検出して対応する周波数をプラズマ吸収周波数として認定導出する処理が行われる。
【００７８】
また、ここではプラズマ測定用電力の反射率を、〔プラズマ測定用電力の検出反射量〕÷〔プラズマ測定用電力の全出力量〕としているが、同軸伝送線路等に起因する線路形状特有の吸収スペクトルが存在するので、〔プラズマ点灯時、即ちプラズマ生成時（プラズマ測定用電源１０がオン（ＯＮ）時）のプラズマ測定用電力の検出反射量〕÷〔プラズマ非点灯時、即ちプラズマを生成してない時（プラズマ測定用電源１０がオフ（ＯＦＦ）時）のプラズマ測定用電力の検出反射量〕で、プラズマ測定用電力の反射率を導出する方が望ましい。また、上記『プラズマを生成してない時（以下、適宜「プラズマ非点灯時」とする）のプラズマ測定用電力の検出反射量』は、ネットワークアナライザの測定対象物、本実施例では減衰器２２やフィルタ２３等の測定に基づく校正（キャリブレーション）手段によって校正された検出反射量を示す。即ちプラズマ非点灯時において、測定プローブ８は理論上では全反射して戻ってくる。従って、反射率は１００％である。しかし、上記測定対象物の影響で、実際には全反射して戻ってこない。測定対象物の影響による反射率を（１００−α）％とすると、あたかも、α％の分だけ吸収が起こっているようにみえる。そこで、測定対象物の影響を考慮して、プラズマ非点灯時に反射率が（１００−α）％でも、全反射である反射率１００％に校正する手段が、頻繁に行われている。
【００７９】
一方、プラズマ吸収周波数導出部２４から導出されたプラズマ吸収周波数に基づいて、電子密度変換部２５は電子密度に変換して導出する。導出された電子密度を生成用電力操作部１１の整合器操作部１１ｃと、処理用電力操作部１３の電力変換部１３ｄとにそれぞれ送出するように本実施例装置は構成されている。
【００８０】
次に、吸収ポイントの測定例について説明する。図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施例では２ｃｍ×２ｃｍの正方形で厚さ０．５ｍｍのステンレス鋼製の平板１９を中心導体１８に接続して、平板１９を被覆する誘電体製外皮２０として、厚さ０．３ｍｍのフッ素樹脂または雲母（マイカ〔Mica〕）を使用している。なお、平板１９を使用する金属材料は、上記のステンレス鋼だけでなく、銅、アルミニウム等が例示されるように、特に限定されない。また、上記金属材料だけでなく、例えばカーボン等の金属以外の導電体材料でも構わない。また、上記平板１９だけでなく、プラズマ測定用電力の吸収が大きくなって吸収ポイントを容易に読み取ることができるのならば、例えばリング状の金属片を中心導体１８の他端側に接続させてもよく、形状については特に限定されない。一方、誘電体製外皮２０を使用する材料は、上記のフッ素樹脂またはマイカだけでなく、石英、セラミックス、絶縁テープ（カプトン〔Kapton〕）等が例示されるように、特に限定されない。
【００８１】
また、ガス源７から供給するガスとしてアルゴンガスを使用しており、アルゴンプラズマＰＭ雰囲気中の下、プラズマ測定用電力の反射率を測定して吸収ポイントが起こるプラズマ吸収周波数を測定している。ガスの圧力は１０ｍＴｏｒｒから３００ｍＴｏｒｒまでの範囲で、本実施例では１４ｍＴｏｒｒとしている。また、プラズマ生成用電源１０の周波数は１３．５６ＭＨｚで、プラズマ生成用電源１０から３０Ｗ、４０Ｗ、５０Ｗ、８０Ｗ、１５０Ｗ、２００Ｗのプラズマ生成用電力をチャンバー１の室内空間Ｓ内に供給したときのそれぞれのプラズマ測定用電力の反射率の対周波数変化を観測している。その実験結果は、図３（誘電体製外皮２０はフッ素樹脂を使用）に示す通りである。
【００８２】
電子密度に起因した吸収ポイントは、図３の実験結果に示すように、現段階では少なくとも３つのスペクトルとして観測される。本明細書ではこの３つの各プラズマ吸収周波数を、周波数の高い順に、第１吸収周波数f1、第２吸収周波数f2、及び第３吸収周波数f3とそれぞれ定義付ける。
【００８３】
プラズマ生成用電力が変化すると、図３の実験結果に示すように、上記各プラズマ吸収周波数もシフトするのがわかる。また、プラズマ生成用電力が変化すると、プラズマＰＭ中の電子密度が変化することから、プラズマＰＭ中の電子密度が変化すると、上記各プラズマ吸収周波数もシフトすることが、図３の実験結果からわかる。
【００８４】
続いて、電子密度の導出方法について図４及び図５を参照しながら説明する。図４はプラズマ吸収周波数の対電子密度変化であり、図５は電子密度を導出するための実験装置に関するブロック図である。上述したように、プラズマ吸収周波数導出部２４で導出されたそれぞれのプラズマ吸収周波数、第１吸収周波数f1、第２吸収周波数f2、及び第３吸収周波数f3は、プラズマ密度、特に電子密度と一定の相関関係がある有用なプラズマ密度情報である。
【００８５】
これらの低周波領域で起こるプラズマ吸収周波数と電子密度との関係式については、理論的にはまだ説明されていないが、図４に示すような実測値を予め実験から求める。即ち、低周波領域でのプラズマ吸収周波数の対電子密度変化を求める。
【００８６】
しかしながら、図４に示すような低周波領域でのプラズマ吸収周波数の対電子密度変化を実際に求めるのには、以下の問題点がある。即ち、測定プローブ８が、図２に示すような構成を有している場合には、上述したようにシース部分と強く結合して吸収が起こるので、低周波領域での吸収ポイントを容易に観測することができる。しかし、プラズマ部分との結合が弱く、高周波領域での吸収ポイントは判定しにくい。逆に、改良発明のような形状の測定プローブの場合には、上述したようにプラズマ部分と強く結合して吸収が起こるので、高周波領域での吸収ポイントを容易に観測することができるが、シース部分との結合が弱く、低周波領域での吸収ポイントは判定しにくい。従って、プラズマとシースとの両方と強く結合するプローブ、即ち低周波領域と高周波領域との両方の領域での吸収ポイントを容易に測定できるようなプローブは、現段階では発明するに至っていないので、１つのプローブだけでは低周波領域でのプラズマ吸収周波数の対電子密度変化を求めることは困難である。
【００８７】
そこで、図５に示すような実験装置によって低周波領域でのプラズマ吸収周波数の対電子密度変化を求めることができる。即ち、図２に示すような構成を有している測定プローブ８、即ち低周波領域専用の測定プローブ８と、改良発明のような形状を有する測定プローブ８ａ、即ち高周波領域専用の測定プローブ８ａとを、チャンバー１内に挿入する。つまり、図５に示すように、それぞれの両測定プローブ８、８ａが互いに近傍かつ放電電極２と平行の面方向（図５のｒ方向）に対して同じ面内に位置するようにチャンバー１内に挿入する。両測定プローブ８、８ａをチャンバー１内に挿入した状態のまま同時に移動させながら、または両測定プローブ８、８ａを固定したままプラズマ生成用電力を変化させながら、電子密度と低周波領域の吸収ポイント及び高周波領域の吸収ポイントとをプロットする。なお、本明細書中では、ｒ方向については円筒座標系の面方向を示し、後述するｚ方向については円筒座標系の縦方向を示すものとする。
【００８８】
このとき、図５に示すような方向でチャンバー１の室内空間Ｓ内に測定プローブ８を挿入する場合には、図２の（ａ）に示すような方向で行う。上述したように、プラズマＰＭ中の電子密度は場所によって不均一である。しかし、面方向（ｒ方向）に対して同じ面内ならば、電子密度はほぼ同じである。また平板１９の厚さは０．５ｍｍなので、縦方向（図５のｚ方向）による電子密度の変化は無視できる。逆に、図２の（ｂ）に示すような方向で、チャンバー１の室内空間Ｓ内に測定プローブ８を挿入すると、縦方向（ｚ方向）は平板１９の対角の長さ２×√２ｃｍとなるので、縦方向（ｚ方向）による電子密度の変化は無視できない。従って、図２の（ｂ）に示すような方向で挿入すると測定が正しく行われなくなる。
【００８９】
また、両測定プローブ８、８ａは近傍かつ面方向（ｒ方向）に対して同じ面内に位置するように配設されているので、ほぼ電子密度が同じとみなすことができる。先に測定プローブ８ａの吸収ポイントを測定することによって高周波領域でのプラズマ吸収周波数を測定して、さらにそのときの電子密度を導出する。ほぼ同じ電子密度とみなされる位置で測定プローブ８の吸収ポイントを測定することによって低周波領域でのプラズマ吸収周波数、即ち電子密度に起因したプラズマ吸収周波数（第１吸収周波数f1、第２吸収周波数f2、及び第３吸収周波数f3）を測定して、電子密度と対応付けて上記プラズマ吸収周波数をプロットする。
【００９０】
同様に、両測定プローブ８、８ａを同じ面内で移動させるか、または両測定プローブ８、８ａを固定したままプラズマ生成用電力を変化させる等の方法で、違う電子密度の下で測定を行う。電子密度と対応付けて上記プラズマ吸収周波数をプロットしていくと、図４に示すようなプラズマ吸収周波数の対電子密度変化を求めることができる。
【００９１】
図４は、誘電体製外皮２０としてフッ素樹脂（比誘電率εは約２．１）及びマイカ（比誘電率εは約５．０）を使用したときのそれぞれのプラズマ吸収周波数の対電子密度変化である。図４中の黒丸のプロットはフッ素樹脂を使用したときのプラズマ吸収周波数の対電子密度変化であり、図４中の黒の方形はマイカを使用したときのプラズマ吸収周波数の対電子密度変化である。
【００９２】
本実施例装置では、図４に示すようなプラズマ吸収周波数の対電子密度変化のデータを予め記憶して、プラズマ吸収周波数導出部２４より導出された吸収ポイントに基づいて、プラズマ吸収周波数から電子密度に変換させる電子密度変換部２５を備えるように構築されている。さらに、前記変換部によって変換された各々の電子密度は各操作部にそれぞれ送出される。
【００９３】
また、プラズマ吸収周波数（第１吸収周波数f1、第２吸収周波数f2、及び第３吸収周波数f3）全てについてプラズマ吸収周波数の対電子密度変化のデータを予め記憶する必要はなく、少なくとも１つのプラズマ吸収周波数についてプラズマ吸収周波数の対電子密度変化のデータを予め記憶するだけでよい。もちろん、電子密度をより正確に導出して、プラズマ密度情報をより精密に制御するために、プラズマ吸収周波数全てについて上記データを記憶してもよい。
【００９４】
また将来、低周波領域で起こるプラズマ吸収周波数と電子密度との関係式について理論的に解明されて、かつ実測値でのプラズマ吸収周波数と電子密度とが理論値と一致したときには、プラズマ吸収周波数から電子密度に変換させる演算子を本実施例装置内に備える機構であってもよい。
【００９５】
続いて、以上に説明した構成を有するプラズマ処理装置において、プラズマ処理制御の流れを、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、図６のフローチャートは、プラズマ生成用電力のみの操作に関するものである。
【００９６】
〔ステップＳ１〕プラズマ生成用電源１０のスイッチをＯＮ状態にする。このとき、チャンバー１の室内空間Ｓを真空排気ポンプ４によって排気されているとともにガス源７から適当な流量のガスが室内空間Ｓに供給され、室内空間Ｓは適当な雰囲気に調整されている。
【００９７】
〔ステップＳ２〕生成用電力操作部１１内のインピーダンス整合器１１ａを適当な初期状態にセットする（例えばインピーダンス整合器１１ａのチューナーの位置をＴ0 に設定する）。
【００９８】
〔ステップＳ３〕プラズマ生成用電源１０からインピーダンス整合器１１ａを介して放電電極２へプラズマ生成用電力を適当な初期値（出力量Ｐ0 ）に設定して、プラズマＰＭをチャンバー１の室内空間Ｓに生成させる。
【００９９】
〔ステップＳ４〕プラズマ測定用電源１４からのプラズマ測定用電力の吸収に基づいて、プラズマ吸収周波数導出部２４はプラズマ吸収周波数を導出する。
【０１００】
〔ステップＳ５〕導出されたプラズマ吸収周波数に基づいて、電子密度変換部２５は電子密度に変換する。そして、変換された電子密度は、整合器操作部１１ｃへ送られる。このステップＳ５までの手順が本発明におけるプラズマ密度情報測定過程に相当する。
【０１０１】
〔ステップＳ６〕整合器操作部１１ｃは電子密度設定部１１ｂから設定された目標電子密度ｎ0 と、ステップＳ５で電子密度変換部２５から変換された電子密度、即ち測定によって求められた実測電子密度ｎとの電子密度差Δｎ（＝ｎ0 −ｎ）を導出する。
【０１０２】
〔ステップＳ７〕電子密度差Δｎが一定値以上であるか否かを判定する。もし電子密度差Δｎが一定値未満であれば、生成プラズマ密度に対応する電子密度は目標の電子密度になっているものと判断して制御処理を終了する。
【０１０３】
〔ステップＳ８〕電子密度差Δｎが一定値以上である場合は、インピーダンス整合器１１ａの調整可能範囲を全てチェックしたか否かを判断する。
【０１０４】
〔ステップＳ９〕インピーダンス整合器１１ａの調整可能範囲を全てチェックしていない場合は、インピーダンス整合器１１ａを再調整した後（例えばチューナーの位置を別の位置に変化させた後）、ステップＳ４に戻る。
【０１０５】
〔ステップＳ１０〕インピーダンス整合器１１ａの調整可能範囲を全てチェックしても、未だに電子密度差Δｎが一定値以上である場合は、プラズマ生成用電源１０からのプラズマ生成用電力の設定値を変えた後、ステップＳ４に戻る。ステップＳ６からこのステップＳ９、Ｓ１０までの手順が本発明における操作過程に相当する。
【０１０６】
以上のように、本実施例ではプラズマ生成用電力の設定やインピーダンス整合器１１ａの調整が行われることによって、実測プラズマ密度（実測電子密度）が目標プラズマ密度（目標電子密度）に収束するように、プラズマ密度情報中の物理量が制御される。
【０１０７】
また、測定プローブ８（のアンテナである中心導体１８と平板１９と）は、誘電体製外皮２０によって被覆されているので、シース部分と強く結合して吸収が起こり、プラズマ測定用電源１４の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域で吸収ポイントが観測できる。従って、たとえ電子密度が１０12ｃｍ-3の高密度でも吸収ポイントが上記低周波領域で容易に測定できるので、周波数が５ＧＨｚ以上である高周波電源を特別に使用する必要はなく、測定装置が簡易になり装置本体の価格を低減させることができる。
【０１０８】
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。
【０１０９】
（１）上述した本実施例に係るプラズマ処理は、プラズマ生成用電力のみの操作によって行われるものであったが、プラズマ処理用電力の操作によって行われるものであってもよい。
【０１１０】
即ち、以下の手順でプラズマ処理が行われる。上述した本実施例に係るプラズマ処理と同様に、室内空間Ｓが適当な雰囲気に調整されると、処理用電力操作部１３内のインピーダンス整合器１３ａを適当な初期状態にセットする（例えばインピーダンス整合器１３ａのチューナーの位置をＴ1 に設定する）。
【０１１１】
プラズマＰＭをチャンバー１の室内空間Ｓに生成させた後に、プラズマ処理に最適な目標プラズマ処理用電力Ｐ0 を電力設定部１３ｂから設定する。そして、プラズマ処理用電源１２からインピーダンス整合器１３ａを介して処理用電極９に前記目標プラズマ処理用電力Ｐ0 を供給する。
【０１１２】
プラズマ測定用電源１４からのプラズマ測定用電力の吸収に基づいて、プラズマ吸収周波数導出部２４はプラズマ吸収周波数を導出する。そして、導出されたプラズマ吸収周波数に基づいて、電子密度変換部２５は電子密度に変換する。そして、変換された電子密度は、電力変換部１３ｄへ送られる。
【０１１３】
変換されて電力変換部１３ｄへ送られてきた電子密度、即ち実測電子密度ｎに基づいて、電力変換部１３ｄは実測プラズマ処理用電力Ｐに変換する。そして、変換された実測プラズマ処理用電力Ｐは、整合器操作部１３ｃへ送られる。上述した本実施例に係るプラズマ処理と同様に、整合器操作部１３ｃは電力変換部１３ｄから設定された目標プラズマ処理用電力Ｐ0 と、電力変換部１３ｄから変換された実測プラズマ処理用電力Ｐとのプラズマ処理用電力差ΔＰ（＝Ｐ0 −Ｐ）を導出する。
【０１１４】
上述した本実施例に係るプラズマ処理と同様に、プラズマ処理用電力差ΔＰが一定値以上であるか否かを判定する。もしプラズマ処理用電力差ΔＰが一定値未満であれば制御処理を終了して、プラズマ処理用電力差ΔＰが一定値以上であればインピーダンス整合器１３ａ等を再調整する。
【０１１５】
以上のように、本変形例ではインピーダンス整合器１３ａの調整が行われることによって、実測プラズマ処理用電力が目標プラズマ処理用電力に収束するように、プラズマ密度情報中の物理量が制御される。
【０１１６】
（２）上述した本実施例に係るプラズマ処理や上記変形例に係るプラズマ処理、即ちプラズマ生成用・処理用電力の操作によって行われるプラズマ処理以外にも、プラズマ発生物理量やプラズマ中の被処理物に対して供給する処理用電圧（本実施例ではプラズマ処理用電源１２の電圧）や処理用電流を操作することによってプラズマ処理が行われるのならば、プラズマ処理方法については特に限定されない。例えば、本明細書中での「従来の技術」でも既に述べたように、有用なプラズマ発生物理量としてプラズマを生成するガスの圧力がある。従って、ガスの圧力を操作することによってプラズマ処理が行われるように、本発明に係るプラズマ処理装置が構成されていてもよい。即ち、電子密度変換部２５から変換された電子密度から前記電子密度に対応するガスの圧力に変換させる図示を省略するガス圧変換部と、流量調節弁５を操作する図示を省略する流量操作部とを備えるように構成されていてもよい。
【０１１７】
上記構成を有する場合、電子密度変換部２５から変換された電子密度に基づいて、ガス圧変換部はガスの実測圧力を求める。ガスの実測圧力は流量操作部に送出されて、流量操作部は流量調節弁５に対してフィードバック制御を行う。流量調節弁５から目標圧力に調節することによって、電子密度といったプラズマ密度情報も目標値に収束される。
【０１１８】
またプラズマ処理を行う前に、プラズマ生成用電力を操作するか、プラズマ処理用電力を操作するか、それともガスの圧力を操作するかといった各プラズマ発生物理量やプラズマ処理を行う諸量を適宜選択して、選択された上記物理量や諸量について操作を行えるような会話形式のステップを設けてもよい。
【０１１９】
（３）上述した実施例装置では、電子密度変換部２５から変換された電子密度を各操作部（生成用電力操作部１１と処理用電力操作部１３）にそれぞれ送出していたが、電子密度以外のプラズマ密度情報中の物理量を上記各操作部に送出してもよい。例えば、プラズマ密度情報がプラズマ吸収周波数であれば、本変形例装置では、電子密度設定部１１ｂの代わりに図示を省略するプラズマ吸収周波数設定部を設ける。そして、プラズマ吸収周波数導出部２４から導出された実測プラズマ吸収周波数を、例えば生成用電力操作部１１に送出する。このとき目標値と実測値とは同一のデータ形式になるように構成されている方が望ましい。即ち、実測プラズマ吸収周波数が生成用電力操作部１１内の整合器操作部１１ｃに送出されると、前記プラズマ吸収周波数設定部は目標プラズマ密度に相当する目標プラズマ吸収周波数を設定する。そして、目標プラズマ吸収周波数と実測プラズマ吸収周波数との差分が一定値だと、プラズマ発生物理量等を操作するようにしてもよい。
【０１２０】
（４）上述した実施例装置では、プラズマ生成用電力、及びインピーダンス整合器１１ａについて自動的に調整する構成であったが、少なくとも１つのプラズマ発生物理量やプラズマ処理を行う諸量について手動で調整する構成であってもよい。
【０１２１】
【発明の効果】
以上に詳述したように、請求項１の発明に係るプラズマ密度情報測定方法によれば、たとえプラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域でもプラズマ密度情報を測定することができる。従って、上記低周波領域でプラズマの特性を容易に把握することができる。
【０１２２】
請求項２の発明に係るプラズマ密度情報測定装置によれば、プラズマ密度情報プラズマ測定用プローブを具備したプラズマ密度情報導出手段によって、たとえプラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域でもプラズマ密度情報を測定することができる。従って、上記低周波領域でプラズマの特性を容易に把握することができるとともに、高周波用のプラズマ測定用電源を必要とせずに、測定装置が簡易になる。
【０１２３】
請求項３の発明に係るプラズマ密度情報測定用プローブによれば、プラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域でプラズマ測定用電力の反射または吸収が起こることから、たとえ上記低周波領域でもプラズマ密度情報を容易に測定することができる。
【０１２４】
また、上記プラズマ密度情報測定用プローブは誘電体によって被覆されているので、プラズマ密度情報測定用プローブにプラズマ中へ異物などが侵入することがなく測定を円滑に行うことができる。また、アンテナをプラズマに直接触れ難くして、直流の過電圧が加わったり、過電流が流れて装置が壊れるのを、未然に防止することができる。
【０１２５】
請求項４の発明に係るプラズマ密度情報測定用プローブによれば、アンテナが平板状の金属板で形成されていることにより、プラズマ負荷によるプラズマ測定用電力の吸収をより大きくすることができて、プラズマ密度情報をより容易に測定することができる。
【０１２６】
請求項５の発明に係るプラズマ発生方法によれば、たとえプラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域でもプラズマ密度情報を測定することができる。従って、上記低周波領域でプラズマ密度情報に基づくプラズマ発生物理量を操作することが可能となり、プラズマ発生物理量の操作によってプラズマ密度が制御されて、プラズマ密度が制御された状態でもってプラズマを発生することができる。
【０１２７】
請求項６の発明に係るプラズマ発生装置によれば、プラズマ密度情報測定用プローブを具備したプラズマ密度情報導出手段によって、たとえプラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域でもプラズマ密度情報を測定することができる。従って、上記低周波領域でプラズマ密度情報に基づくプラズマ発生物理量を操作することが可能となり、プラズマ発生物理量の操作によってプラズマ密度が制御されて、プラズマ密度が制御された状態でもってプラズマを発生することができるとともに、高周波用のプラズマ測定用電源を必要とせずに、測定装置が簡易になる。
【０１２８】
請求項７の発明に係るプラズマ処理方法によれば、たとえプラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域でもプラズマ密度情報を測定することができる。従って、上記低周波領域でプラズマ密度情報に基づくプラズマ発生物理量を操作することが可能となり、プラズマ発生物理量の操作によってプラズマ密度が制御されて、プラズマ密度が制御された状態でもってプラズマ中の被処理物に対してプラズマ処理を適切に行うことができる。
【０１２９】
請求項８の発明に係るプラズマ処理装置によれば、プラズマ密度情報測定用プローブを具備したプラズマ密度情報導出手段によって、たとえプラズマ測定用電源の周波数が１０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの低周波領域でもプラズマ密度情報を測定することができる。従って、上記低周波領域でプラズマ密度情報に基づくプラズマ発生物理量を操作することが可能となり、プラズマ発生物理量の操作によってプラズマ密度が制御されて、プラズマ密度が制御された状態でもってプラズマ中の被処理物に対してプラズマ処理を適切に行うことができるとともに、高周波用のプラズマ測定用電源を必要とせずに、測定装置が簡易になる。
【０１３０】
請求項９の発明に係るプラズマ処理装置によれば、操作手段はプラズマ生成用電源から供給されるプラズマ生成用電力を操作することを特徴としているので、プラズマ生成用電力を操作することによって、プラズマ密度が制御されて、プラズマ密度が制御された状態でもってプラズマ中の被処理物に対してプラズマ処理を適切に行うことができる。
【０１３１】
請求項１０の発明に係るプラズマ処理装置によれば、操作手段はプラズマ処理用電源から前記被処理物の周辺部に供給されるプラズマ処理用電力を操作することを特徴としている。従って、請求項１０の装置の発明の場合には、プラズマ処理用電力の操作によって被処理物に対してプラズマ処理を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るプラズマ密度情報測定用プローブおよび測定装置の一例を装備したプラズマ処理装置のブロック図である。
【図２】実施例に係るプラズマ密度情報測定用プローブ（測定プローブ）を示す一部縦断面図及び平面図である。
【図３】実施例に係るプラズマ測定用電力の反射率の対周波数変化の測定結果を示す図である。
【図４】フッ素樹脂及びマイカを使用したときのそれぞれのプラズマ吸収周波数の対電子密度変化の測定結果を示す図である。
【図５】電子密度を導出するための実験装置に関するブロック図である。
【図６】プラズマ生成用電力の操作の流れを示すフローチャート図である。
【図７】改良発明に係る測定プローブの一例の構成を示す一部縦断面図である。
【図８】改良発明に係るプラズマ測定用電力の反射率の対周波数変化の測定結果を示す図である。
【図９】低周波領域での吸収ポイントを観測するための本発明以前の測定プローブの一例の構成を示す一部縦断面図である。
【符号の説明】
１              …  チャンバー
２              …  放電電極
５              …  流量調節弁
８              …  測定プローブ
９              …  処理用電極
１０            …  プラズマ生成用電源
１１            …  生成用電力操作部
１２            …  プラズマ処理用電源
１３            …  処理用電力操作部
１１ａ、１３ａ  …  インピーダンス整合器
１１ｂ          …  電子密度設定部
１３ｂ          …  電力設定部
１１ｃ、１３ｃ  …  整合器操作部
１３ｄ          …  電力変換部
１４            …  プラズマ測定用電源
１５            …  同軸ケーブル
１６            …  プローブ制御部
１７            …  プラズマ密度情報測定部
１８            …  中心導体
１９            …  平板
２０            …  誘電体製外皮
２４            …  プラズマ吸収周波数導出部
２５            …  電子密度変換部
Ｓ              …  室内空間
Ｗ              …  ワーク
ＰＭ            …  プラズマ
ＳＴ            …  ステージ
【図１】
0003838481.tif 000002
【図２】
0003838481.tif 000003
【図３】
0003838481.tif 000004
【図４】
0003838481.tif 000005
【図５】
0003838481.tif 000006
【図６】
0003838481.tif 000007
【図７】
0003838481.tif 000008
【図８】
0003838481.tif 000009
【図９】
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