JP2000268993A - Plasma measuring probe, plasma measuring device and plasma generator - Google Patents

Plasma measuring probe, plasma measuring device and plasma generator

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JP2000268993A
JP2000268993A JP11068197A JP6819799A JP2000268993A JP 2000268993 A JP2000268993 A JP 2000268993A JP 11068197 A JP11068197 A JP 11068197A JP 6819799 A JP6819799 A JP 6819799A JP 2000268993 A JP2000268993 A JP 2000268993A
Authority
JP
Japan
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plasma
conductor
mesh
collector
opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP11068197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Izeki
康 井関
Kazuo Hayashi
林  和夫
Etsuo Noda
悦夫 野田
Norihisa Oiwa
徳久 大岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure ion current and electron current of plasma. SOLUTION: In this plasma measuring device, a stainless steel mesh 12 is disposed on the opening of a conductor 11, the mesh is welded so as to be electrically connected to the conductor 11 and the opening is provided on the surface opposed to the plasma of the box-like conductor 11. In the space surrounded by the conductor 1 and the mesh 12, a doughnut-like conductive spacer 13 is on the mesh 12 and a doughnut-like conductive spacer 14 is placed facing to the conductive spacer 13. A collector 15 is placed so as to be in contact with the conductive spacer 14. One end of a conductor shaft 17 is mounted on the collector 15. The conductor shaft 17 is drawn from a hole 20 of the conductor shaft 17 to the outside of the conductor 11 and the other end thereof is mounted on a resistance 18 of 50 Ω.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エッチング、アッ
シング等の基板処理を行うために、高周波放電によって
プラズマを生成したり、あるいは高周波電波を印加して
プラズマの引き出しを行うプラズマ生成装置におけるプ
ラズマ計測用プローブ,プラズマ計測装置、及び該プロ
ーブを具備するプラズマ生成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to plasma measurement in a plasma generation apparatus for generating plasma by high-frequency discharge or applying high-frequency radio waves to extract plasma for performing substrate processing such as etching and ashing. The present invention relates to a probe for use, a plasma measurement device, and a plasma generation device including the probe.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、シリコンウェハやLCD
基板等の基板に対してエッチング処理やアッシング処理
を行う方法として、プロセスガスを放電によりプラズマ
化させて基板処理を行う方法がある。なかでも、反応室
内に2つの電極を平行に設置し、両電極に高周波(一般
には13.56MHz)電圧を印加してプラズマを生成
する容量結合式のプラズマ生成装置は、構成が比較的簡
単で、基板の大面積化に対応し易いことから、一般的に
使用されている。
2. Description of the Related Art As is well known, silicon wafers and LCDs
As a method of performing an etching process or an ashing process on a substrate such as a substrate, there is a method in which a process gas is turned into plasma by discharge to perform a substrate process. Above all, a capacitively-coupled plasma generating apparatus in which two electrodes are installed in parallel in a reaction chamber and a high frequency (generally 13.56 MHz) voltage is applied to both electrodes to generate plasma is relatively simple in configuration. Since it is easy to cope with an increase in the area of the substrate, it is generally used.

【0003】特に近年、このようなプラズマ生成装置で
は、基板の大型化に伴う大口径化や、プラズマ処理の高
速化が要求されるようになっている。これらの要求に伴
い、プラズマ特性を測定し、制御することが必要となっ
ている。中でも、基板に入射するイオン電流の量はプラ
ズマ処理の速度を決める主要パラメータの一つであり、
さらにこのイオン電流の基板上における分布はプラズマ
処理の均一度を決める要因の一つである。
In particular, in recent years, such a plasma generation apparatus has been required to have a larger diameter with an increase in the size of a substrate and a higher speed of plasma processing. With these demands, it is necessary to measure and control the plasma characteristics. Above all, the amount of ion current incident on the substrate is one of the main parameters that determine the speed of plasma processing,
Further, the distribution of the ion current on the substrate is one of the factors that determine the uniformity of the plasma processing.

【0004】プラズマ生成装置において、イオン電流を
計測する装置には、ファラデーカップと呼ばれる装置が
ある。図9は、一例のファラデーカップの概略構成を示
す断面図である。
[0004] In a plasma generation apparatus, there is an apparatus called a Faraday cup as an apparatus for measuring an ion current. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an example Faraday cup.

【0005】図9において、ステンレスのような金属か
らなり、内部にイオンが入射するための開口部93が設
けられた円筒状の導体91内に、導体91と絶縁された
アルミニウム製のカップ94が配置されている。このカ
ップ94は抵抗95を介して接地電位に接続されてい
る。さらに、抵抗95と並列に高入力インピーダンスを
持つ電圧計96が配置されている。
In FIG. 9, an aluminum cup 94 insulated from a conductor 91 is provided in a cylindrical conductor 91 made of a metal such as stainless steel and having an opening 93 through which ions enter. Are located. This cup 94 is connected to the ground potential via a resistor 95. Further, a voltmeter 96 having a high input impedance is arranged in parallel with the resistor 95.

【0006】また、導体91の開口部とカップ94の間
にはステンレス製メッシュからなるグリッド97が、導
体91及びカップ94と非接触に配置されている。この
グリッド97は、定電圧電源98より導体91に対して
マイナスの定電圧が供給され、開口部93を通過した荷
電粒子中の電子がカップ94に入射するのを遮断する働
きをする。
[0006] A grid 97 made of stainless steel mesh is arranged between the opening of the conductor 91 and the cup 94 so as not to contact the conductor 91 and the cup 94. The grid 97 is supplied with a negative constant voltage from the constant voltage power supply 98 to the conductor 91, and functions to block electrons in the charged particles passing through the opening 93 from entering the cup 94.

【0007】図9に示すファラデーカップにおいては、
次のような方法でイオン電流が測定される。開口部93
を通過した荷電粒子のうち、負電荷を持つ電子はグリッ
ド97により遮蔽され、イオンのみがカップ94に到達
することができる。カップ94に到達したイオンは抵抗
95を通じてアースに流れ、イオン電流は抵抗95に発
生する電圧として電圧計96によって測定される。
In the Faraday cup shown in FIG.
The ion current is measured by the following method. Opening 93
Of the charged particles that have passed through are blocked by the grid 97, and only ions can reach the cup 94. The ions arriving at the cup 94 flow to the ground through the resistor 95, and the ion current is measured by a voltmeter 96 as a voltage generated at the resistor 95.

【0008】しかしながら、ファラデーカップには次の
ような問題があった。すなわち、ファラデーカップで
は、導体91の開口部93とカップ94の間に、電子を
遮断するためのグリッド97を設ける必要があるので、
開口部93とカップ94の距離を小さくすることができ
ない。
[0008] However, the Faraday cup has the following problems. That is, in the Faraday cup, it is necessary to provide a grid 97 for blocking electrons between the opening 93 of the conductor 91 and the cup 94.
The distance between the opening 93 and the cup 94 cannot be reduced.

【0009】一方、基板処理を行うためのプラズマ生成
装置においては、通常、バッファガスの条件が数10m
Torr程度のガス圧で使用されるので、開口部を通過
したイオンがカップにたどり着くまでに、バッファガス
を構成する中性粒子(原子、分子等)と衝突し減少する
ので、イオン電流を正しく測定できないという不具合が
ある。
On the other hand, in a plasma generation apparatus for performing substrate processing, the buffer gas condition is usually several tens of meters.
Since it is used at a gas pressure of about Torr, ions passing through the opening collide with neutral particles (atoms, molecules, etc.) constituting the buffer gas before reaching the cup and decrease, so that the ion current is measured correctly. There is a problem that you can not.

【0010】さらに、ファラデーカップでは、グリッド
に電位を与えるための電源を必要とするために、コスト
がかかり、また、これらを設置するためのスペースを必
要とするという問題もある。
[0010] Further, the Faraday cup requires a power supply for applying a potential to the grid, so that the cost is high and there is a problem that a space for installing these is required.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来のイ
オン電流計測用プローブであるファラデーカップにあっ
ては、開口部を通過したイオンがカップに到達するまで
に中性粒子と衝突し減少するので、イオン電流が正しく
測定できないという不具合があった。また、グリッドに
電位を与えるための電源を必要とするために、コストが
かかり、また、これらを設置するためのスペースを必要
とするという問題があった。
As described above, in the conventional Faraday cup which is a probe for measuring an ion current, ions passing through the opening collide with neutral particles and decrease until reaching the cup. Therefore, there is a problem that the ion current cannot be measured correctly. Further, there is a problem in that a power supply for applying a potential to the grid is required, so that the cost is high and a space for installing these is required.

【0012】本発明の目的は、中性粒子とイオンとの衝
突を抑制し、イオンと中性粒子との衝突によるイオン電
流の誤差を抑制し得ると共に、グリッドに電位を与える
ための電源を不要とし、コスト削減及び省スペース化を
図り得るプラズマ計測用プローブ,プラズマ計測装置を
提供することにある。また、このようなプラズマ計測用
プローブを備えたプラズマ生成装置を提供することも本
発明の目的の一つである。
It is an object of the present invention to suppress collision between neutral particles and ions, suppress errors in ion current due to collision between ions and neutral particles, and eliminate the need for a power supply for applying a potential to the grid. An object of the present invention is to provide a plasma measurement probe and a plasma measurement device that can reduce costs and save space. It is another object of the present invention to provide a plasma generation device including such a plasma measurement probe.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】[構成]本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。
Means for Solving the Problems [Configuration] The present invention is configured as follows to achieve the above object.

【0014】(1)本発明(請求項1)のプラズマ計測
用プローブは、プラズマに対向する面の少なくとも一部
に開口が設けられた箱状の導体と、この導体の開口に設
置され、前記導体に電気的に接続するメッシュと、前記
導体及びメッシュに囲まれる空間内に配置され、該導体
及びメッシュと電気的に分離されたコレクタと、このコ
レクタに接続される抵抗とを具備してなることを特徴と
する。
(1) A plasma measuring probe according to the present invention (claim 1) is provided with a box-shaped conductor having an opening in at least a part of a surface facing plasma, and installed in the opening of the conductor. A mesh electrically connected to the conductor, a collector disposed in a space surrounded by the conductor and the mesh, electrically separated from the conductor and the mesh, and a resistor connected to the collector; It is characterized by the following.

【0015】(2)本発明(請求項2)のプラズマ計測
用プローブは、プラズマに対向する面の少なくとも一部
に開口が設けられた箱状の導体と、この導体の開口に設
置され、前記導体に電気的に接続するメッシュと、前記
導体及びメッシュに囲まれる空間内に配置され、該導体
及びメッシュと電気的に分離されたコレクタとを具備し
てなることを特徴とする。
(2) A plasma measuring probe according to the present invention (claim 2) is a box-shaped conductor having an opening provided on at least a part of a surface facing the plasma; It is characterized by comprising a mesh electrically connected to a conductor, and a collector arranged in a space surrounded by the conductor and the mesh and electrically separated from the conductor and the mesh.

【0016】(3)本発明(請求項3)のプラズマ計測
装置は、プラズマに対向する面の少なくとも一部に開口
が設けられた箱状の導体と、この導体の開口に設置さ
れ、前記導体に電気的に接続するメッシュと、前記導体
及びメッシュに囲まれる空間内に配置され、該導体及び
メッシュと電気的に分離されたコレクタと、前記コレク
タに接続される抵抗と、この抵抗にかかる電圧を計測す
る電圧計測部を具備してなることを特徴とする。
(3) The plasma measuring apparatus according to the present invention (claim 3) is a box-shaped conductor having an opening provided on at least a part of a surface facing the plasma; A collector electrically connected to the collector, a collector disposed in a space surrounded by the conductor and the mesh, and electrically separated from the conductor and the mesh, a resistor connected to the collector, and a voltage applied to the resistor. And a voltage measuring unit for measuring the

【0017】(4)本発明(請求項6)のプラズマ生成
装置は、反応容器と、この反応室内に配置され平行に対
面して設けられた第1の電極及び第2の電極と、第1の
電極と第2の電極との間にプロセスガスを供給するガス
供給機構と、二つの電極間への高周波電力の注入に伴う
放電により前記プロセスガスのプラズマを生成する電力
供給機構とを備えたプラズマ生成装置において、前記プ
ラズマに対向する面の少なくとも一部に開口が設けられ
た箱状の導体と,この導体の開口に設置される導電性の
メッシュと,前記導体及びメッシュに囲まれる空間内に
配置され、該導体及びメッシュと電気的に分離されたコ
レクタと,このコレクタに接続される抵抗とを具備して
なるプラズマ計測用プローブが第1の電極或いは第2の
電極に設置されていることを特徴とする。なお、このプ
ラズマ生成装置は、ICP型或いはECR型のプラズマ
生成装置であっても良い。
(4) The plasma generating apparatus according to the present invention (claim 6) comprises a reaction vessel, a first electrode and a second electrode disposed in the reaction chamber and provided in parallel with each other; A gas supply mechanism for supplying a process gas between the first electrode and the second electrode, and a power supply mechanism for generating a plasma of the process gas by discharge accompanying injection of high-frequency power between the two electrodes. In the plasma generating apparatus, a box-shaped conductor having an opening in at least a part of a surface facing the plasma, a conductive mesh provided at the opening of the conductor, and a space surrounded by the conductor and the mesh. And a collector electrically isolated from the conductor and the mesh, and having a resistor connected to the collector, and a plasma measurement probe installed on the first electrode or the second electrode. And wherein the Rukoto. Note that this plasma generation device may be an ICP type or ECR type plasma generation device.

【0018】本発明の好ましい実施態様を以下に記す。
前記コレクタと前記メッシュの間に、前記コレクタと前
記メッシュとを絶縁分離するスペーサが設けられてい
る。なおさらに好ましくは、前記スペーサのメッシュに
接する面は、導電性を有する材料で形成されている。前
記メッシュの線間隔が前記コレクタと前記メッシュとの
間隔よりも小さい。前記コレクタのメッシュに対向する
側の面が平面形状を成している。前記コレクタと前記メ
ッシュとの間の空間に、前記メッシュとほぼ平行な向き
に磁場を印加している磁場印加手段を具備する。なお、
磁場印加手段として永久磁石を用いる。前記抵抗にかか
る電圧波形をアナログ/デジタル変換するA/D変換部
と、によって前記電圧波形を処理してプラズマパラメー
タを決定するデータ処理部を具備する。
Preferred embodiments of the present invention are described below.
A spacer is provided between the collector and the mesh to insulate and separate the collector and the mesh. Still more preferably, the surface of the spacer in contact with the mesh is formed of a conductive material. A line interval of the mesh is smaller than an interval between the collector and the mesh. The surface of the collector facing the mesh has a planar shape. Magnetic field applying means for applying a magnetic field in a direction substantially parallel to the mesh is provided in a space between the collector and the mesh. In addition,
A permanent magnet is used as a magnetic field applying means. An A / D converter for converting the voltage waveform applied to the resistor from analog to digital, and a data processing unit for processing the voltage waveform to determine a plasma parameter.

【0019】[作用]本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。本発明に係るプラズマ計測用プ
ローブでは、電子を遮蔽するためのグリッドのような機
構を必要としないので、コレクタを電気的に接触しない
範囲内でメッシュに近づけることができる。プラズマ生
成装置の一般的なガス圧50mTorrの条件下では、
イオンの中性粒子との衝突断面積1×10-14 cm2
して、イオンの平均自由行程は0.7mm程度である。
よって、コレクタとメッシュの距離をこれ以下にするこ
とによって、イオンの中性粒子との衝突によるイオン電
流の誤差を無視できる範囲内に抑えることができる。
[Operation] The present invention has the following operation and effects by the above configuration. The probe for plasma measurement according to the present invention does not require a mechanism such as a grid for shielding electrons, so that the collector can be brought close to the mesh within a range that does not make electrical contact. Under the general gas pressure of 50 mTorr of the plasma generating apparatus,
Assuming that the ion has a collision cross section of 1 × 10 −14 cm 2 with neutral particles, the mean free path of the ion is about 0.7 mm.
Therefore, by making the distance between the collector and the mesh less than this, it is possible to suppress the ion current error due to collision with the neutral particles of the ions to within a negligible range.

【0020】さらに、本発明に係るプラズマ計測用プロ
ーブでは、グリッドに電位を与えるための電源等が不要
であり、大幅にコストを低減でき、また、大幅に省スペ
ースな計測装置を提供することができる。
Further, the probe for plasma measurement according to the present invention does not require a power supply or the like for applying a potential to the grid, so that a cost can be significantly reduced and a measurement device which is significantly space-saving can be provided. it can.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】[第1実施形態]図1には本発明の第1実
施形態に係るプラズマ計測用プローブの概略構成を示す
断面図である。
[First Embodiment] FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma measurement probe according to a first embodiment of the present invention.

【0023】図1に示すように、例えばステンレスのよ
うな金属からなり、プラズマに対向する面が開口である
箱状の導体11の側面には、プラズマ生成装置への取り
付けがたやすくできるように、ねじ溝が形成されてい
る。また、導体11の開口が形成された面と対向する面
には、穴20が開けられている。
As shown in FIG. 1, a box-shaped conductor 11 made of a metal such as stainless steel and having an opening facing the plasma is provided on the side surface of the box-shaped conductor 11 so that it can be easily attached to a plasma generating apparatus. , A thread groove is formed. A hole 20 is formed in a surface of the conductor 11 opposite to the surface on which the opening is formed.

【0024】導体11の開口部には、導体11と電気的
に接続するように溶接され、線径0.02mm、線間隔
0.02mmのステンレス製メッシュ12が設置されて
いる。メッシュ12は、導体11に電気的に接続してお
り、コレクタ15に対して高周波電場をシールドする働
きと、外部に存在するプラズマを導体の開口部で乱さな
い働きをする。
A stainless mesh 12 having a wire diameter of 0.02 mm and a line interval of 0.02 mm is welded to the opening of the conductor 11 so as to be electrically connected to the conductor 11. The mesh 12 is electrically connected to the conductor 11 and has a function of shielding a high-frequency electric field from the collector 15 and a function of preventing external plasma from being disturbed by the opening of the conductor.

【0025】導体11とメッシュ12に囲まれた空間内
において、メッシュ12に接して例えばモリブデンから
なるドーナツ状の導電性スペーサ13が、さらに導電性
スペーサ13に面して例えばポリイミドからなるドーナ
ツ状の絶縁性スペーサ14が設置されている。そして、
絶縁性スペーサ14に接するようにコレクタ15が設置
されている。コレクタ15の側面には、絶縁膜16が形
成されている。なお、絶縁性スペーサ14によって、メ
ッシュ12とコレクタ15との間の絶縁性が確保されて
いる。なお、導電性スペーサ13は絶縁性スペーサ14
の表面に流れ込むイオン及び電子をメッシュ12から導
体11に逃がして、絶縁性スペーサ14の表面電荷がコ
レクタ15に誘起する電場を低減し、絶縁性スペーサ1
4のチャージアップを抑制する。
In a space surrounded by the conductor 11 and the mesh 12, a donut-shaped conductive spacer 13 made of, for example, molybdenum is in contact with the mesh 12, and a donut-shaped conductive spacer made of, for example, polyimide is further provided facing the conductive spacer 13. An insulating spacer 14 is provided. And
A collector 15 is provided so as to be in contact with the insulating spacer 14. An insulating film 16 is formed on a side surface of the collector 15. The insulating property between the mesh 12 and the collector 15 is ensured by the insulating spacer 14. Note that the conductive spacer 13 is an insulating spacer 14.
The ions and the electrons flowing into the surface of the insulating spacer escape from the mesh 12 to the conductor 11, and the electric field induced on the collector 15 by the surface charge of the insulating spacer 14 is reduced.
4 is suppressed.

【0026】さらに、コレクタ15には導体軸17の一
端が取り付けられている。この導体軸17は、導体11
の穴20より導体11の外部に引き出されて、その他端
が50Ωの抵抗18に取り付けられている。導体軸17
と穴20の間は絶縁及び真空シールドのため、樹脂21
により埋められている。
Further, one end of a conductor shaft 17 is attached to the collector 15. The conductor shaft 17 is connected to the conductor 11
The other end is pulled out of the conductor 11 through the hole 20 and is attached to the resistor 18 of 50Ω. Conductor shaft 17
Between the hole 20 and the resin 21 for insulation and vacuum shielding,
Buried by

【0027】なお、抵抗18の大きさは、一般に主とし
て導体11およびコレクタ15で構成されるこのプラズ
マ計測用プローブの浮遊インピーダンスより十分小さく
なるように選択し、抵抗18に流れる電流が浮遊インピ
ーダンスの影響をほとんど受けないようする。ただし、
電子電流は高周波成分を持つのに対してイオン電流は高
周波に対してほぼ一定であるので、イオン電流成分のみ
測定する場合は、抵抗18の大きさは浮遊インピーダン
スより大きくてもよい。
The size of the resistor 18 is generally selected to be sufficiently smaller than the floating impedance of the plasma measurement probe mainly composed of the conductor 11 and the collector 15, and the current flowing through the resistor 18 is affected by the floating impedance. To receive little. However,
Since the electron current has a high-frequency component and the ionic current is substantially constant at a high frequency, when only the ionic current component is measured, the size of the resistor 18 may be larger than the floating impedance.

【0028】ここで、導体11の内径は15mm、導電
性スペーサ13の外径、内径、厚さはそれぞれ15m
m、8mm、0.05mm、絶縁性スペーサ14の外
径、内径、厚さはそれぞれ15mm、8mm、0.1m
m、コレクタ15の外径は10mmである。メッシュ1
2とコレクタ15の隙間は、導電性スペーサ13および
絶縁性スペーサ14によって形成され、この間隔は0.
15mmである。
Here, the inner diameter of the conductor 11 is 15 mm, and the outer diameter, the inner diameter, and the thickness of the conductive spacer 13 are each 15 m.
m, 8 mm, 0.05 mm, the outer diameter, inner diameter, and thickness of the insulating spacer 14 are 15 mm, 8 mm, and 0.1 m, respectively.
m, the outer diameter of the collector 15 is 10 mm. Mesh 1
2 and the collector 15 are formed by the conductive spacers 13 and the insulating spacers 14, and the distance between the spacers is 0.1 mm.
15 mm.

【0029】イオンと中性粒子との衝突断面積が1×1
-14 cm2 であるとき、イオンの平均自由行程がメッ
シュとコレクタとの間隔0.15mmより大きくなるよ
うな中性粒子の密度は6.7×10-15 cm-3である。
この中性粒子の密度は、状態方程式よりバッファガス温
度が75℃のときのガス圧240mTorrに当たる。
よって、図1で示したプラズマ計測用プローブでは、2
40mTorr以下のガス圧に対して、イオンが中性粒
子と衝突して減少する影響を無視することができる。
The cross section of collision between ions and neutral particles is 1 × 1
When the density is 0 -14 cm 2 , the density of the neutral particles at which the mean free path of the ions becomes larger than 0.15 mm between the mesh and the collector is 6.7 × 10 -15 cm -3 .
The density of the neutral particles corresponds to a gas pressure of 240 mTorr when the buffer gas temperature is 75 ° C. according to the equation of state.
Therefore, in the plasma measurement probe shown in FIG.
For gas pressures below 40 mTorr, the effect of ions colliding with neutral particles and decreasing can be neglected.

【0030】また、図1で示したプラズマ計測用プロー
ブ10では、メッシュ12とコレクタ15の間隔に比
べ、メッシュ12の空間が十分に小さく取られており、
メッシュから漏れる高周波電場がコレクタに与える影響
は無視できる程度にまで小さくなる。
In the plasma measurement probe 10 shown in FIG. 1, the space of the mesh 12 is sufficiently smaller than the space between the mesh 12 and the collector 15.
The effect of the high frequency electric field leaking from the mesh on the collector is reduced to a negligible level.

【0031】次に、本プローブによるイオン電流及び電
子電流の測定原理を説明する。対向する2つの電極に高
周波電場を印加すると、これら2つの電極間に存在する
プラズマ中のイオンは、質量が大きいために高周波電場
に追従できず、時間に対して平均的な電場により引き出
されるので、時間的にほぼ一定のイオン電流値をもつ。
これに対して、プラズマ中の電子は、質量が小さく高周
波電場に追従するため、高周波電場の一周期内のある位
相では各々の電極に流れ込むが、他の位相では電子は電
極に流れ込まない。したがって、電子が電極に流れ込ま
ない位相において、高周波電場により誘起される誘導電
流を遮蔽し、電極に流れ込む電流値を測定することによ
り、イオン電流の値を得ることができる。
Next, the principle of measuring the ion current and the electron current by the present probe will be described. When a high-frequency electric field is applied to two opposing electrodes, the ions in the plasma existing between these two electrodes cannot follow the high-frequency electric field due to their large mass, and are extracted by an average electric field with respect to time. Has a substantially constant ion current value over time.
On the other hand, since the electrons in the plasma have a small mass and follow the high-frequency electric field, they flow into each electrode at a certain phase within one cycle of the high-frequency electric field, but do not flow into the electrodes at other phases. Therefore, in a phase in which electrons do not flow into the electrode, the value of the ion current can be obtained by blocking the induced current induced by the high-frequency electric field and measuring the value of the current flowing into the electrode.

【0032】なお、通常、電極表面では電荷保存則が成
り立つので、一周期内にわたってイオン電流と電子電流
をそれぞれ積分すると、これらは一致する。よって、イ
オン電流を測定することにより、電子電流の時間平均値
をもとめることができ、また逆に電子電流を測定するこ
とによって、イオン電流を求めることができる。
Normally, the law of conservation of electric charge is satisfied on the electrode surface. Therefore, when the ionic current and the electron current are respectively integrated over one period, they coincide. Therefore, by measuring the ion current, the time average value of the electron current can be obtained, and conversely, by measuring the electron current, the ion current can be obtained.

【0033】本計測プローブ10では、コレクタ15の
プラズマに対向する面に設置されたメッシュ12によっ
て高周波電場を遮蔽している。よって、コレクタ15に
流れ込む電流は、イオン電流と電子電流の2つの成分の
和である。ところが、イオン電流は高周波電場に対して
ほぼ一定であるのに対して、電子電流は高周波電場に追
従した波形を持つので、それぞれの成分を分離すること
ができる。
In the measurement probe 10, the high-frequency electric field is shielded by the mesh 12 provided on the surface of the collector 15 facing the plasma. Therefore, the current flowing into the collector 15 is the sum of the two components of the ion current and the electron current. However, while the ionic current is almost constant with respect to the high-frequency electric field, the electron current has a waveform following the high-frequency electric field, so that each component can be separated.

【0034】このコレクタ15に流れる電流は、コレク
タ15に接続された抵抗18によって、電圧に変換され
て出力される。出力される電圧波形において、イオン電
流成分は高周波電場に対してほぼ一定であり、電子電流
成分は高周波電場に追従しているので、双方を分離する
ことができ、イオン電流および電子電流をそれぞれ測定
することができる。
The current flowing through the collector 15 is converted into a voltage by a resistor 18 connected to the collector 15 and output. In the output voltage waveform, the ionic current component is almost constant with the high-frequency electric field, and the electron current component follows the high-frequency electric field, so that both can be separated, and the ionic current and the electron current are measured separately. can do.

【0035】次に、図1に示したプラズマ計測用プロー
ブ10をプラズマ生成装置に取り付けた例を図2に示
す。図2は、本発明の図1に示すプラズマ計測用プロー
ブが取り付けられたプラズマ生成装置の概略構成を示す
断面図である。
Next, FIG. 2 shows an example in which the plasma measurement probe 10 shown in FIG. 1 is attached to a plasma generator. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma generating apparatus to which the plasma measurement probe shown in FIG. 1 of the present invention is attached.

【0036】図2に示すように、反応容器25内には円
盤状の第1の電極27が絶縁材28で支持され、かつ反
応容器25の上壁に平行に対面する関係に配置されてい
る。この例では反応容器25の上壁が第2の電極26を
兼ねている。第1の電極27の上面には、シリコンウェ
ハ等の被処理基板29が配置される。第1の電極27の
下面にはRF給電導体30の一端側が接続されており、
このRF給電導体30の他端側はマッチング回路31及
び出力周波数が13.56MHの高周波電源32を介し
て接地電位に接続されている。また、反応容器25は接
地電位に接続されている。反応容器25には図示されな
いガス供給機構によってプロセスガスが導入される。
As shown in FIG. 2, in the reaction vessel 25, a disc-shaped first electrode 27 is supported by an insulating material 28, and is disposed so as to face the upper wall of the reaction vessel 25 in parallel. . In this example, the upper wall of the reaction vessel 25 also serves as the second electrode 26. On the upper surface of the first electrode 27, a substrate 29 to be processed such as a silicon wafer is arranged. One end of the RF power supply conductor 30 is connected to the lower surface of the first electrode 27,
The other end of the RF power supply conductor 30 is connected to a ground potential via a matching circuit 31 and a high frequency power supply 32 having an output frequency of 13.56 MH. Further, the reaction vessel 25 is connected to the ground potential. A process gas is introduced into the reaction vessel 25 by a gas supply mechanism (not shown).

【0037】このように、図2で示したプラズマ生成装
置は、平行平板型の電極に高周波電力を供給する容量結
合型のプラズマ生成装置であって、エッチング等の基板
処理装置として一般的に用いられている装置である。
As described above, the plasma generating apparatus shown in FIG. 2 is a capacitively coupled plasma generating apparatus for supplying high-frequency power to parallel plate type electrodes, and is generally used as a substrate processing apparatus for etching or the like. It is a device that is used.

【0038】このプラズマ生成装置において、プラズマ
計測用プローブ10は、第2の電極26に、開口部を反
応容器25の内側に向けるようにして埋め込まれてい
る。また、抵抗18の一端のうちコレクタ15側は同軸
ケーブル33の信号線に、他端は同軸ケーブル33のグ
ランド線に接続されている。そして、プラズマ計測用プ
ローブ10は、同軸ケーブル33を介して、オシロスコ
ープのようなアナログ/デジタル(A/D)変換器34
及びデータ処理部35に接続されている。
In this plasma generation apparatus, the plasma measurement probe 10 is embedded in the second electrode 26 so that the opening is directed toward the inside of the reaction vessel 25. The collector 15 side of one end of the resistor 18 is connected to the signal line of the coaxial cable 33, and the other end is connected to the ground line of the coaxial cable 33. The plasma measurement probe 10 is connected to an analog / digital (A / D) converter 34 such as an oscilloscope via a coaxial cable 33.
And the data processing unit 35.

【0039】次に、プローブ10から出力される電圧波
形について説明する。図3は、図2に示したプラズマ生
成装置において、反応容器25に高周波電源32より電
力を供給しプラズマを生成したときに、プラズマ計測用
プローブ10から出力される電圧波形を示す特性図であ
る。ここでは、電圧波形を平均化することによってノイ
ズの低減を測っている。なお、図3において、横軸は時
間、縦軸は電圧であり、周波数13.56MHzに対応
して一周期73ナノ秒で繰り返す電圧波形が得られる。
Next, the voltage waveform output from the probe 10 will be described. FIG. 3 is a characteristic diagram showing a voltage waveform output from the plasma measurement probe 10 when the plasma is generated by supplying power from the high-frequency power supply 32 to the reaction vessel 25 in the plasma generation apparatus shown in FIG. . Here, noise reduction is measured by averaging the voltage waveforms. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage, and a voltage waveform that repeats with a period of 73 nanoseconds corresponding to a frequency of 13.56 MHz is obtained.

【0040】図3に示すように、プローブ10から得ら
れる電圧波形は、電圧がほぼ一定な領域Aと電圧が急激
に変化する領域Bに分けられる。ここで、領域Aは電子
がコレクタ15に流れ込まない位相で、イオン電流成分
のみが生成する電圧である。一方、領域Bは電子がコレ
クタ15に流れ込む位相であって、イオン電流成分と電
子電流成分の和からなる電圧である。したがって、領域
Aの電圧を読むことによって、イオン電流を得ることが
できる。また、領域Aの電圧を領域Bまで延長し、この
延長線と電圧波形が形成する部分(図3中の斜線部)の
面積を求めることによって、電子電流の積分値、および
電子電流の平均値を求めることができる。
As shown in FIG. 3, the voltage waveform obtained from the probe 10 is divided into a region A where the voltage is almost constant and a region B where the voltage changes rapidly. Here, the region A has a phase in which electrons do not flow into the collector 15 and is a voltage generated only by the ion current component. On the other hand, the region B is a phase in which electrons flow into the collector 15, and is a voltage formed by the sum of an ion current component and an electron current component. Therefore, an ion current can be obtained by reading the voltage of the region A. Further, the voltage of the region A is extended to the region B, and the area of the portion formed by the extended line and the voltage waveform (the hatched portion in FIG. 3) is obtained, whereby the integrated value of the electron current and the average value of the electron current are obtained. Can be requested.

【0041】データ処理部35におけるイオン電流を求
めるための波形処理の方法としては、電子電流の寄与が
あって波形が急激に変化する領域を取り除き平均化する
方法、繰り返し周波数と同期をとり波形が急激に変化し
ない領域のある時刻における電流値を採る方法、電流の
最大値を採る、波形フィッティングや周波数分解等を行
う等、状況に応じて選ぶことができる。なお、電子電流
も同様の方法によってを求めることが可能である。
As a method of waveform processing for obtaining an ion current in the data processing unit 35, a method in which a region where a waveform changes sharply due to a contribution of an electron current is removed and averaging is performed, and a waveform is synchronized with a repetition frequency and the waveform is synchronized. The method can be selected according to the situation, such as a method of obtaining a current value at a certain time in a region where the region does not change abruptly, a method of obtaining a maximum value of the current, and performing waveform fitting or frequency decomposition. Note that the electron current can be obtained by a similar method.

【0042】上述したように、本発明のプラズマ計測用
プローブでは、メッシュを通過したイオンがコレクタ到
達するまでに中性粒子と衝突して減少することがないの
で、精度よくイオン電流計測することができる。
As described above, with the probe for plasma measurement of the present invention, ions passing through the mesh do not collide with neutral particles until they reach the collector and are not reduced. it can.

【0043】さらに、本発明のプラズマ計測装置では、
電子をシールドするための電源および回路を必要としな
いので、大幅にコストが小さく、また省スペースである
プラズマ計測装置を供給することができる。
Further, in the plasma measuring apparatus of the present invention,
Since a power supply and a circuit for shielding electrons are not required, it is possible to supply a plasma measuring apparatus which is significantly reduced in cost and space saving.

【0044】[第2実施形態]図4は、本発明の第2実
施形態に係わるプラズマ計測用プローブの概略構成を示
す断面図である。なお、図4において、図1と同一な部
位には同一符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment] FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma measurement probe according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0045】先の実施例では、コレクタ15に流れ込む
電流を抵抗18にて電圧波形に変換して出力する構成と
したが、本計測用プローブでは、抵抗18を接続せずに
直接コレクタ15から電流波形を取り出せるように端子
が取り付けられている。本プローブの場合、端子と電流
波形を計測する装置、例えばオシロスコープをケーブル
によって接続し、さらに電流計測部の入力インピーダン
スを50Ωに設定すれば、第1の実施例と同様の出力波
形が得られる。
In the above embodiment, the current flowing into the collector 15 is converted into a voltage waveform by the resistor 18 and output. However, in this measurement probe, the current is directly supplied from the collector 15 without connecting the resistor 18. Terminals are attached so that waveforms can be extracted. In the case of this probe, an output waveform similar to that of the first embodiment can be obtained by connecting a terminal and a device for measuring a current waveform, for example, an oscilloscope by a cable and setting the input impedance of the current measuring unit to 50Ω.

【0046】[第3実施形態]図5は、本発明の第3実
施形態に係わるプラズマ計測用プローブの概略構成を示
す断面図である。なお、図5において、図1と同一な部
位には同一符号を付し、その説明を省略する。
[Third Embodiment] FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma measurement probe according to a third embodiment of the present invention. 5, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0047】本プローブでは、図5に示すように、導体
11に永久磁石51を埋め込み、コレクタ15とメッシ
ュ12との間の空間に、コレクタ15及びメッシュ12
とほぼ平行になるように磁場を印加している。
In this probe, as shown in FIG. 5, a permanent magnet 51 is embedded in a conductor 11, and a collector 15 and a mesh 12 are provided in a space between the collector 15 and the mesh 12.
A magnetic field is applied so as to be substantially parallel to.

【0048】一般に、イオンがコレクタ15に入射する
と、コレクタ15の表面より2次電子が放出される。こ
の2次電子の寄与が、イオン電流および電子電流を求め
る際に誤差の要因となり得る。ところが、本プローブの
ように、コレクタ15とメッシュ12の間の空間に、コ
レクタ15及びメッシュ12とほぼ平行に磁場が印加さ
れているので、この磁場によって2次電子の軌道が曲げ
られ、再びコレクタ15に戻ってくるようになる。
Generally, when ions enter the collector 15, secondary electrons are emitted from the surface of the collector 15. The contribution of the secondary electrons may cause an error when obtaining the ion current and the electron current. However, since a magnetic field is applied to the space between the collector 15 and the mesh 12 substantially in parallel with the collector 15 and the mesh 12 as in the present probe, the trajectory of secondary electrons is bent by the magnetic field, and the collector Come back to 15.

【0049】なお、本実施形態では、コレクタ15及び
メッシュ12とほぼ平行な磁場を印加するために、導体
11に永久磁石を埋め込んでいるが、外部より磁場を印
加する等、他の方法であっても良い。また、本実施形態
では、コレクタ15に抵抗18を接続し、抵抗18にか
かる電圧を出力するようにしているが、第2実施形態と
同様、直接コレクタ15から電流波形を取り出してもよ
い。
In the present embodiment, a permanent magnet is embedded in the conductor 11 in order to apply a magnetic field substantially parallel to the collector 15 and the mesh 12, but other methods such as applying a magnetic field from the outside may be used. May be. Further, in the present embodiment, the resistor 18 is connected to the collector 15, and the voltage applied to the resistor 18 is output. However, similarly to the second embodiment, the current waveform may be directly extracted from the collector 15.

【0050】[第4実施形態]続いて、本実施形態で
は、本発明のプラズマ計測用プローブを適用した他の例
のプラズマ生成装置について説明する。図6は、本発明
の第4実施形態に係わるプラズマ生成装置の概略構成を
示す断面図である。なお、図6において、図2と同一な
部位には同一符号を付し、その説明を省略する。
[Fourth Embodiment] Next, in this embodiment, another example of a plasma generating apparatus to which the plasma measuring probe of the present invention is applied will be described. FIG. 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma generating apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0051】第1実施形態ではプラズマ計測用プローブ
10の導体11が第2の電極26に埋め込まれる構造と
したが、本実施形態は、図6に示すように、第2の電極
26に導体11と同様の空洞を設け、この空洞に設けら
れた開口部に直接メッシュ12を取り付けるというよう
に、第2の電極26と導体11を一体型にした構造にし
ている。本装置においても、第1実施形態と同様の方法
で、イオン電流または電子電流を測定することができ
る。
In the first embodiment, the conductor 11 of the plasma measurement probe 10 is embedded in the second electrode 26. However, in the present embodiment, as shown in FIG. The second electrode 26 and the conductor 11 are integrated so that the mesh 12 is directly attached to the opening provided in the cavity. Also in this device, the ionic current or the electron current can be measured in the same manner as in the first embodiment.

【0052】[第5実施形態]次に、本発明のプラズマ
計測用プローブを適用したさらに別のプラズマ生成装置
の例を示す。
[Fifth Embodiment] Next, an example of another plasma generating apparatus to which the probe for plasma measurement of the present invention is applied will be described.

【0053】図7は、本発明の第5実施形態に係わるプ
ラズマ生成装置の概略構成を示す断面図である。なお、
図7において、図2と同一な部位には同一符号を付し、
その説明を省略する。
FIG. 7 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma generator according to a fifth embodiment of the present invention. In addition,
In FIG. 7, the same parts as those in FIG.
The description is omitted.

【0054】本装置は、図7に示すように、プラズマ計
測用プローブ10(10a〜10e)が第2の電極26
に複数個(この例ではn個)取り付けられている。エッ
チング処理等を行うプラズマ生成装置では、しばしば、
プラズマ密度分布およびイオン電流分布の不均一を起因
として、基板処理の速度が一様でないと行った問題が生
じる。このため、イオン電流分布を計測することが要求
されている。本装置では、ファラデーカップのように計
測プローブ自体が電源を必要とせず、また、構造が単純
であって小型化できるために、反応容器に複数個取り付
けることができるので、イオン電流分布を計測すること
が可能となる。
In this apparatus, as shown in FIG. 7, the plasma measurement probe 10 (10a to 10e) is connected to the second electrode 26.
(In this example, n). In a plasma generation apparatus that performs an etching process or the like,
Due to the non-uniformity of the plasma density distribution and the ion current distribution, a problem occurs if the substrate processing speed is not uniform. Therefore, it is required to measure the ion current distribution. In this device, the measurement probe itself does not require a power source like a Faraday cup, and since it has a simple structure and can be miniaturized, it can be attached to a plurality of reaction vessels, so that the ion current distribution is measured. It becomes possible.

【0055】[第6実施形態]前の実施形態では、容量
移行型のプラズマ生成装置についての計測例を示した
が、インダクション型やECR装置のように外部回路に
よってプラズマを生成し、高周波電場によってプラズマ
を引き出すプラズマ生成装置においても、同様の方法で
イオン電流を計測することができる。
[Sixth Embodiment] In the previous embodiment, an example of measurement for a capacity transfer type plasma generating apparatus has been described. However, plasma is generated by an external circuit such as an induction type or ECR apparatus, and a high frequency electric field is used. In a plasma generating apparatus for extracting plasma, an ion current can be measured in a similar manner.

【0056】図8は、本発明の第6実施形態に係わるイ
ンダクション型のプラズマ生成装置の概略構成を示す断
面図である。なお、図8において、図2と同一な部位に
は同一符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 8 is a sectional view showing a schematic configuration of an induction type plasma generating apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same portions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0057】図8に示すように、反応容器81内には円
盤状に形成された電極82が反応容器81の上壁に平行
に対面する位置に配置されている。電極82の上面に
は、シリコンウェハ等の被処理基板29が配置される。
反応容器81の上部にはアンテナ84が配置されてい
る。このアンテナ84には、マッチング回路85および
周波数13.56MHzの高周波電源86によって高周
波電力が供給される。アンテナ84に供給された高周波
電力はインダクション結合によって反応容器81内に導
入され、反応容器81内にプラズマを生成する。
As shown in FIG. 8, a disk-shaped electrode 82 is disposed in the reaction vessel 81 at a position facing the upper wall of the reaction vessel 81 in parallel. On the upper surface of the electrode 82, a substrate 29 to be processed such as a silicon wafer is arranged.
An antenna 84 is provided above the reaction vessel 81. The antenna 84 is supplied with high-frequency power from a matching circuit 85 and a high-frequency power source 86 having a frequency of 13.56 MHz. The high-frequency power supplied to the antenna 84 is introduced into the reaction vessel 81 by induction coupling, and generates plasma in the reaction vessel 81.

【0058】電極82の下面にはRF供給導体88の一
端が接続されており、出力周波数が5MHz高周波電源
83を介して接地電位に接続される。電極82に印加さ
れる高周波電力は、インダクション結合により反応容器
81内に生成されたプラズマを被処理基板に引き込む働
きをする。
One end of an RF supply conductor 88 is connected to the lower surface of the electrode 82, and is connected to the ground potential via a high-frequency power supply 83 having an output frequency of 5 MHz. The high frequency power applied to the electrode 82 serves to draw the plasma generated in the reaction vessel 81 by the induction coupling into the substrate to be processed.

【0059】このプラズマ生成装置において、プラズマ
計測用プローブ10は、開口部が反応容器81の内側に
向けるようにして電極82に埋め込まれている。また、
抵抗18の両端にかかる電圧波形は、同軸ケーブル33
を介してオシロスコープなどのA/D変換器34につな
がれている。このプラズマ生成装置では、プラズマ計測
用プローブ10は接地電位に対して周波数5MHzで電
位が変化する電極82に埋め込まれているので、A/D
変換器34は電位的に接地電位から浮かされて配置され
ている。そして、A/D変換器34からのデータ信号
は、光ファイバーケーブル87を通じてデータ処理部3
5に送られる。
In this plasma generator, the plasma measurement probe 10 is embedded in the electrode 82 such that the opening faces toward the inside of the reaction vessel 81. Also,
The voltage waveform applied to both ends of the resistor 18 is a coaxial cable 33
Is connected to an A / D converter 34 such as an oscilloscope. In this plasma generation apparatus, since the plasma measurement probe 10 is embedded in the electrode 82 whose potential changes at a frequency of 5 MHz with respect to the ground potential, the A / D
The converter 34 is arranged so as to be floated from the ground potential. The data signal from the A / D converter 34 is transmitted to the data processing unit 3 through the optical fiber cable 87.
Sent to 5.

【0060】本装置においても、データ処理部35で
は、一周期毎に繰り返す急峻な電子電流成分と、ほぼ一
定なイオン電流成分からなる電圧波形が得られる。この
波形より、イオン電流あるいは電子電流を得ることがで
きる。
Also in the present apparatus, the data processing section 35 can obtain a voltage waveform composed of a steep electron current component that repeats every cycle and an almost constant ion current component. From this waveform, an ion current or an electron current can be obtained.

【0061】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することが可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented in various modifications without departing from the spirit of the invention.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、グ
リッドのような電子を遮蔽するための機構を必要とせ
ず、イオンが中性粒子との衝突により損失する影響を無
視することができる程度まで、コレクタをメッシュまで
近づけることができるので、イオンと中性粒子との衝突
によるイオン電流及び電子電流を精度良く測定すること
ができる。
As described above, according to the present invention, a mechanism for shielding electrons such as a grid is not required, and the effect of losing ions due to collision with neutral particles can be ignored. To this extent, the collector can be brought close to the mesh, so that the ionic current and the electron current due to the collision between the ions and the neutral particles can be accurately measured.

【0063】また、グリッドに電位を与えるための電源
装置等が不要になるので、大幅にコストを低減できると
共に、大幅に省スペース化を図ることができる。
Further, since a power supply device or the like for applying a potential to the grid is not required, the cost can be greatly reduced and the space can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態に係るプラズマ計測用プローブの
概略構成を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma measurement probe according to a first embodiment.

【図2】図1に示すプラズマ計測用プローブが取り付け
られたプラズマ生成装置の概略構成を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma generation apparatus to which the plasma measurement probe shown in FIG. 1 is attached.

【図3】図2に示すプラズマ生成装置において、プラズ
マ計測用プローブ10から出力される電圧波形を示す特
性図。
3 is a characteristic diagram showing a voltage waveform output from a plasma measurement probe 10 in the plasma generation device shown in FIG.

【図4】第2実施形態に係わるプラズマ計測用プローブ
の概略構成を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma measurement probe according to a second embodiment.

【図5】第3実施形態に係わるプラズマ計測用プローブ
の概略構成を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma measurement probe according to a third embodiment.

【図6】第4実施形態に係わるプラズマ生成装置の概略
構成を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma generating apparatus according to a fourth embodiment.

【図7】第5実施形態に係わるプラズマ生成装置の概略
構成を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma generating apparatus according to a fifth embodiment.

【図8】第6実施形態に係わるインダクション型のプラ
ズマ生成装置の概略構成を示す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a schematic configuration of an induction-type plasma generation apparatus according to a sixth embodiment.

【図9】従来のプラズマ計測用プローブであるファラデ
ーカップの概略構成を示す断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a Faraday cup which is a conventional plasma measurement probe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…プラズマ計測用プローブ 11…導体 12…メッシュ 13…導電性スペーサ 14…絶縁性スペーサ 15…コレクタ 16…絶縁膜 18…抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Probe for plasma measurement 11 ... Conductor 12 ... Mesh 13 ... Conductive spacer 14 ... Insulating spacer 15 ... Collector 16 ... Insulating film 18 ... Resistance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 悦夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 大岩 徳久 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 5F004 CB01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Etsuo Noda 1 Kosaka Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba R & D Center (72) Inventor Tokuhisa Oiwa 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Address F-term in Toshiba Yokohama Office (reference) 5F004 CB01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プラズマに対向する面の少なくとも一部に
開口が設けられた箱状の導体と、 この導体の開口に設置された導電性のメッシュと、 前記導体及びメッシュに囲まれる空間内に配置され、該
導体及びメッシュと電気的に分離されたコレクタと、 このコレクタに接続される抵抗とを具備してなることを
特徴とするプラズマ計測用プローブ。
A box-shaped conductor having an opening in at least a part of a surface facing the plasma; a conductive mesh provided in the opening of the conductor; and a space surrounded by the conductor and the mesh. A plasma measurement probe, comprising: a collector arranged and electrically separated from the conductor and the mesh; and a resistor connected to the collector.
【請求項2】プラズマに対向する面の少なくとも一部に
開口が設けられた箱状の導体と、 この導体の開口に設置される導電性のメッシュと、 前記導体及びメッシュに囲まれる空間内に配置され、該
導体及びメッシュと電気的に分離されたコレクタとを具
備してなることを特徴とするプラズマ計測用プローブ。
2. A box-shaped conductor having an opening in at least a part of a surface facing the plasma; a conductive mesh provided in the opening of the conductor; and a space surrounded by the conductor and the mesh. A probe for plasma measurement, comprising: a collector disposed electrically and separated from the conductor and the mesh.
【請求項3】前記コレクタと前記メッシュの間に、前記
コレクタと前記メッシュとを絶縁分離するスペーサが設
けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の
プラズマ計測用プローブ。
3. The probe according to claim 1, wherein a spacer is provided between the collector and the mesh to insulate and separate the collector and the mesh.
【請求項4】前記スペーサのメッシュに接する面は、導
電性を有する材料で形成されていることを特徴とする請
求項3に記載のプラズマ計測用プローブ。
4. The plasma measurement probe according to claim 3, wherein a surface of the spacer which is in contact with the mesh is formed of a conductive material.
【請求項5】プラズマに対向する面の少なくとも一部に
開口が設けられた箱状の導体と、 この導体の開口に設置される導電性のメッシュと、 前記導体及びメッシュに囲まれる空間内に配置され、該
導体及びメッシュと電気的に分離されたコレクタと、 前記コレクタに接続される抵抗と、 この抵抗にかかる電圧波形を計測する電圧波形計測部を
具備してなることを特徴とするプラズマ計測装置。
5. A box-shaped conductor provided with an opening in at least a part of a surface facing the plasma; a conductive mesh provided in the opening of the conductor; and a space surrounded by the conductor and the mesh. A plasma, comprising: a collector arranged and electrically separated from the conductor and the mesh; a resistor connected to the collector; and a voltage waveform measuring unit for measuring a voltage waveform applied to the resistor. Measuring device.
【請求項6】反応容器と、この反応室内に配置され平行
に対面して設けられた第1の電極及び第2の電極と、第
1の電極と第2の電極との間にプロセスガスを供給する
ガス供給機構と、二つの電極間への高周波電力の注入に
伴う放電により前記プロセスガスのプラズマを生成する
電力供給機構とを備えたプラズマ生成装置において、 前記プラズマに対向する面の少なくとも一部に開口が設
けられた箱状の導体と,この導体の開口に設置される導
電性のメッシュと,前記導体及びメッシュに囲まれる空
間内に配置され、該導体及びメッシュと電気的に分離さ
れたコレクタと,このコレクタに接続される抵抗とを具
備してなるプラズマ計測用プローブが第1の電極或いは
第2の電極に設置されていることを特徴とするプラズマ
生成装置。
6. A process gas is supplied between a reaction vessel, a first electrode and a second electrode disposed in the reaction chamber and provided in parallel with each other, and between the first electrode and the second electrode. A plasma supply device for supplying a supply gas, and a power supply mechanism for generating a plasma of the process gas by discharge accompanying injection of high-frequency power between the two electrodes, wherein at least one of the surfaces facing the plasma is provided. A box-shaped conductor having an opening at a portion thereof, a conductive mesh provided at the opening of the conductor, and a space disposed between the conductor and the mesh, and electrically separated from the conductor and the mesh. A plasma measurement probe having a collector connected to the collector and a resistor connected to the collector, the plasma measurement probe being provided on the first electrode or the second electrode.
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