JP2002043093A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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して、測
定されたプラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を行
う。 【解決手段】 測定プローブ８のアンテナ及び平板は、
誘電体製外皮によって直接に被覆されているので、電子
密度が高密度でも、プラズマ吸収周波数を１０ＭＨｚか
ら５００ＭＨｚまでの低周波領域で測定することができ
る。また、プラズマ吸収周波数といったプラズマ密度情
報に基づいて、生成用電力操作部１１や処理用電力操作
部１３等を操作してプラズマ処理を行うことができる。

Description

【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０５
８６３５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１
０５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１０
４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５Ｇ
Ｈｚ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ＭＨ
ｚ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、５
００ＭＨｚ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１０
１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５００ＭＨ
ｚまでの周波数領域において、プラズマ負荷による前記
プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づい
てプラズマ密度情報を測定する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１０Ｍ
Ｈｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において、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、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、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と、プラズマ
生成用電力とを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５００Ｍ
Ｈｚまでの周波数領域において、プラズマ負荷による前
記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づ
いてプラズマ密度情報を測定する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、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と、プラズマ生
成用電力とを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５００ＭＨ
ｚまでの周波数領域において、プラズマ負荷による前記
プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に基づい
てプラズマ密度情報を測定する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１０ＭＨ
ｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において、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１０Ｍ
Ｈｚ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１０Ｍ
Ｈｚ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１０Ｍ
Ｈｚ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１
３ｃ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１３
ｃ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（Ｄ
Ｃ）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５００
ＭＨｚまでの低周波領域のみでなくてもよく、５００Ｍ
Ｈｚ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２
４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１
９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〔Kapt
on〕）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１３．５６ＭＨ
ｚで、プラズマ生成用電源１０から３０Ｗ、４０Ｗ、５
０Ｗ、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ｎ
₀ 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１
１ａ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１０Ｍ
Ｈｚ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２
５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１３
ｄ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１
３ａ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２
５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１
１ｃ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５０
０ＭＨｚ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１０ＭＨ
ｚ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１０ＭＨ
ｚ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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 直樹 兵庫県宝塚市亀井町10番７号 株式会社ニ ッシン内 (72)発明者 南光 正平 兵庫県宝塚市亀井町10番７号 株式会社ニ ッシン内 Ｆターム(参考） 4K030 FA01 FA03 HA16 HA17 JA16 JA18 KA30 KA39 KA41 5F045 AA08 DP03 EB02 EH02 EH12 EH20 GB08

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【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１
   ０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において、
   プラズマ負荷による前記プラズマ密度情報測定用電力の
   反射または吸収に基づいてプラズマ密度情報を測定する
   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。
2. 【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１０ＭＨ
   ｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において、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
   を備えることを特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
3. 【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５０
   ０ＭＨｚまでの周波数領域において、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、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。
4. 【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。
5. 【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と、プ
   ラズマ生成用電力とを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５
   ００ＭＨｚまでの周波数領域において、プラズマ負荷に
   よる前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収
   に基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情
   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。
6. 【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５００ＭＨ
   ｚまでの周波数領域において、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ることを特徴とするプ
   ラズマ発生装置。
7. 【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と、プラ
   ズマ生成用電力とを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５０
   ０ＭＨｚまでの周波数領域において、プラズマ負荷によ
   る前記プラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収に
   基づいてプラズマ密度情報を測定するプラズマ密度情報
   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。
8. 【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１
   ０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数領域において、
   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
   えることを特徴とするプラズマ処理装置。
9. 【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。
10. 【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。