JP2002203835A

JP2002203835A - プラズマ処理装置

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Publication number: JP2002203835A
Application number: JP2000401545A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Nishio; 良司西尾; Seiichiro Sugano; 誠一郎菅野; Hideyuki Yamamoto; 秀之山本; Akira Kagoshima; 昭鹿子嶋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-19
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: TW541615B; US20020114123A1; US6771481B2; JP3665265B2; KR100499229B1; KR20020055343A

Abstract

(57)【要約】【課題】特別なセンサを被加工物周辺のプラズマ中に挿
入すること無く、被加工物近傍の電子密度と電子温度の
情報を取得する。【解決手段】半導体ウエハを保持するウエハステージ６
を有する真空処理室、該真空処理室内にプラズマを生成
するプラズマ発生手段、および前記ウエハステージに高
周波バイアス電圧を印加する高周波電源１８を備えたプ
ラズマ処理装置本体と、該プラズマ処理装置本体の各種
パラメータを制御する制御装置１９を備えたプラズマ処
理装置において、前記制御装置は、前記ウエハステージ
に供給する高周波電圧、高周波電流並びに前記電圧およ
び電流間の位相差を検出するセンサ１６を備え、検出し
た高周波電圧、高周波電流並びに前記電圧および電流間
の位相差をもとに、前記プラズマの電子密度および電子
温度を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置に
かかり、特に制御されたプラズマを用いて半導体ウエハ
を処理するプラズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化にともない
回路パターンは微細化の一途をたどっており、要求され
る加工寸法精度はますます厳しくなってきている。ま
た、生産性向上の目的でウエハサイズの大口径化が進ん
でいるほか、素子の性能を向上するめに新材料の適用や
配線構造の変更が検討されている。これらの新技術にと
もない新しいプロセス技術の開発が進められてきてい
る。しかし、このプロセス技術の開発は非常に困難かつ
コストのかかるものとなってきている。

【０００３】このような状況の中、同じ種類の製造装置
で同様の処理を実施しても処理結果が異なってきてしま
う装置の機差の問題や、処理枚数を重ねるにつれて処理
結果が変化してきてしまう経時変化の問題が大きくなっ
てきている。これらの問題は結果として装置稼働率の低
下や、異物による歩留まりの低下、プロセス技術開発期
間の長期化、プロセス技術開発のコスト増大などを引き
起こすため非常に重要な問題である。

【０００４】半導体製造装置のうちプラズマを用いてウ
エハの処理をおこなう装置、例えばプラズマエッチャや
プラズマＣＶＤなどでは、プラズマの状態をモニタリン
グし、この結果から各種のパラメータを制御し処理結果
の制御することが問題解決の方法となる。このような製
造プロセスの構築や監視を行う上で、プラズマの特性、
特に電子密度や電子温度の情報を把握することは非常に
重要である。

【０００５】従来、プラズマを利用する処理装置や処理
方法におけるプラズマ特性測定では、マイクロ波干渉法
など電磁波を用いる測定法やラングミュアプローブ法が
使われてきた。

【０００６】マイクロ波干渉測定法は、プラズマが生成
している容器の壁に、プラズマを挟んで対向する窓を設
け、一方の窓からマイクロ波を入射し、他方の窓から出
射してきたマイクロ波を検出し、入射マイクロ波と出射
マイクロ波の間の位相差に基づいて、電子密度を求める
方法である。

【０００７】また、ラングミュアプローブ法は、プラズ
マ中に微小な金属プローブ（電極）を挿入してプラズマ
に晒し、プローブに直流バイアス電圧や高周波電圧を印
加したときの電流の変化により、電子密度や電子温度を
求める方法である。

【０００８】しかし、前記電磁波を用いる測定法は装置
が複雑で扱いが困難であるという問題がある。すなわ
ち、大掛かりで高価な装置や難しいマイクロ波伝送路の
調整が必要である上に、マイクロ波の入射窓や取り出し
窓を清浄に保たなければ必要な精度が得られないからで
ある。

【０００９】また、プラズマ中に電極を挿入する前記ラ
ングミュアプローブ法は、電極材料による被処理物の汚
染や、プローブ表面に絶縁性の堆積膜がつくと測定がで
きなくなるため、長時間の測定が困難であるなどの欠点
があった。また、プローブ構造物から発生する異物が生
産の歩留を下げる危険性が高い為、電磁波法と同様、生
産現場では使われていなかった。また、容量結合プラズ
マ源を用いた装置においては、プラズマ中の高周波電界
強度が非常に強い為、前記プローブ法では、プローブの
電圧−電流特性が高周波電界によって乱される為、正確
な測定ができないという欠点があった。

【００１０】そこで、近年は、これらの欠点をできる限
り克服した計測法が開発されている。代表的なものが、
特開平８−２２２３９６号公報に示される、壁に電極を
取り付けてプラズマ特性を測定する方法である。これ
は、自励電子共振分光という原理に従って、プラズマ中
で発生する直列共振の共振周波数より電子密度を求める
方法である。また、別の代表例が、特開２０００−１０
０５９９号公報に示された高周波プローブ法である。こ
れは、絶縁物で覆われた電極より、高周波をプラズマ中
に放射し、その反射波の対高周波周波数特性より、プラ
ズマによる高周波の強い吸収が生じる周波数を求め、こ
の周波数より電子密度を求める方法である。

【００１１】一方、プラズマの電子密度や電子温度では
なく、これらの代りとなる数値を測定する計測法も開発
されている。その代表例が、特願２０００−０８８５０
３号公報に示された被加工物から見た高周波の負荷イン
ピーダンスを測定する方法である。この方法で測定され
た負荷インピーダンスは、装置の高周波インピーダンス
およびプラズマの高周波インピーダンスの合成インピー
ダンスであるので、これによりプラズマの状態の情報を
得ることが可能である。この方法では、特別なセンサー
や電極を被処理物付近のプラズマ中に挿入すること無
く、プラズマの情報を得ることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の新しい計測法にも問題はある。前記特開平８−２２２
３９６号公報に示される自励電子共振分光法は、プラズ
マを発生させる容器の壁にセンサーを取り付ける為、得
られるプラズマの情報はプラズマ容器壁と高周波放射部
の間の平均的な電子密度である。プラズマによる加工で
は、プラズマを生成する放電電極周辺でどのようなプラ
ズマが生成したか、あるいはその結果、被加工物周辺で
プラズマの特性がどのようになっているかによって加工
性能が決まる為、平均的な電子密度では加工状態の情報
が少なくなってしまう。

【００１３】また、前記特開２０００−１００５９９号
公報に示された方法では、センサー表面に絶縁性の膜が
堆積しても連続して測定できるという長所があるが、被
加工物周辺のプラズマの情報を得ることは難しいという
問題が残っている。これは、プローブを被加工物周辺へ
近づけると、プローブ自体がプラズマ特性を乱すことに
より加工が正常に行われなくなること、また、プローブ
表面に堆積した膜が剥がれて被加工物への異物となり、
正常な加工ができずに歩留が低下する危険性がある為、
生産ラインの装置では被加工物周辺にプローブを挿入で
きないからである。

【００１４】一方、前記特願２０００−０８８５０３公
報に示された負荷インピーダンスを測定する方法は、装
置インピーダンスとプラズマインピーダンスの分離が困
難である為、負荷インピーダンスの絶対値やその変化
が、装置状態やその変化に由来するものか、プラズマ特
性やその変化に由来するものかを判断することが困難で
あるという問題点がある。

【００１５】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、特別なセンサを被加工物周辺のプラズマ中に挿入す
ること無く、被加工物近傍の電子密度と電子温度の情報
を取得することのできるプラズマ処理装置を提供する。
また、前記取得した情報をもとにプラズマ処理装置およ
びその加工プロセスを制御する半導体製造装置の制御装
置を提供する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を採用した。

【００１７】半導体ウエハを保持するウエハステージを
有する真空処理室、該真空処理室内にプラズマを生成す
るプラズマ発生手段、および前記ウエハステージに高周
波バイアス電圧を印加する高周波電源を備えたプラズマ
処理装置本体と、該プラズマ処理装置本体の各種パラメ
ータを制御する制御装置を備えたプラズマ処理装置にお
いて、前記制御装置は、前記ウエハステージに供給する
高周波電圧、高周波電流並びに前記電圧および電流間の
位相差を検出するセンサを備える。また、検出した高周
波電圧、高周波電流並びに前記電圧および電流間の位相
差をもとに、前記プラズマの電子密度および電子温度を
演算し、演算結果を基にプラズマ処理装置を制御する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図１な
いし図６を用いて説明する。図１は本実施形態にかかる
プラズマ処理装置を示す図である。図において、１は処
理ガスであり、ガス配管９を介して真空処理室内に導入
される。２はプラズマを生成するための高周波電源、３
はコイルであり、前記高周波電源２が印加される。４は
前記コイル３の作る電場および磁場によりプラズマ状態
となった前記処理ガスである。５は被処理物である半導
体ウエハ、６は半導体ウエハ５を載置するウエハステー
ジ、７は誘電体で形成した構造物、８はインピーダンス
整合器、９はガス配管である。１０は接地した金属で形
成した構造物であり、前記構造物７と協働して真空処理
室を形成する。１１はプラズマの圧力を圧力制御機であ
る。１２はターボ分子ポンプ、１３はドライポンプであ
り、処理ガスおよび反応生成物を排気する。１４はウエ
ハを静電吸着するための直流電源、１５は高周波を遮断
するためのフィルタ、１６は高周波電源１８から供給さ
れる高周波の電圧、電流および電圧と電流の位相差を検
出するセンサ、１７はインピーダンス整合器、１８は高
周波電源であり、ウエハに高周波バイアスを印加し、プ
ラズマ中のイオンをウエハに引き込む。１９は制御装置
を構成するコンピュータであり、センサ１６の出力を解
析し、解析結果に基づいてプラズマ処理装置を制御す
る。

【００１９】ガス配管９により誘電体による構造物７と
接地された金属構造物１０より構成される処理室内に導
入された処理ガス１は、高周波電源２からインピーダン
ス整合器８を通して高周波電圧を印加されたコイル３の
作る磁場と電場によりプラズマ状態４となる。被処理物
である半導体ウエハ５はウエハステージ６上に搭載され
ている。半導体ウエハにプラズマ中のイオンを効果的に
引き込む為、ウエハに高周波バイアスを印加することを
目的として、高周波電源１８がインピーダンス整合器１
７を通してウエハステージに接続されている。また、イ
ンピーダンス整合器１７の出口には、高周波電源１８か
らの高周波を遮断するフィルタ１５を介して、直流電源
１４が接続されており、ウエハを静電気によりウエハス
テージに吸着する。インピーダンス整合器１７の出口と
ウエハステージ６の間には、高周波電源１８より印加さ
れた高周波の電流および電圧および電圧と電流の位相差
を測定するセンサ１６が取り付けられている。センサ１
６の出力は、コンピューター１９によって集められ解析
される。また、１１はプラズマの圧力を制御する圧力制
御機であり、処理ガスや反応生成物はターボ分子ポンプ
とドライポンプを介して排気される。

【００２０】図２は、半導体ウエハに流れる電流、半導
体ウエハに発生する電圧および半導体ウエハからプラズ
マを介して接地された装置の間の負荷インピーダンスを
求める方法を説明する図である。図において、１０は処
理室の接地電位、２４は負荷インピーダンスである。ウ
エハステージ６は、図２では点線で表しており、点線で
囲まれた領域に示してあるのが、ウエハステージの等価
回路である。この等価回路は、高周波の入力点２５か
ら、電力線を表すインダクタンス２０、電力線と接地電
位間の容量成分を表すコンデンサ２１、ウエハを静電気
で吸着する為の誘電膜の抵抗性分２２と容量成分２３か
ら成り立っており、ウエハを表す出力点５を通して負荷
インピーダンス２４とつながっている。本実施形態で
は、抵抗性分２２のインピーダンスは容量成分２３のイ
ンピーダンスより十分大きい為、抵抗性分２２のインピ
ーダンスは無視することができる。

【００２１】センサ１６でピックアップされた高周波の
信号は、コンピュータ１９で解析され、高周波の入力点
２５の電圧Ｖ_０、入力点２５における電流Ｉ_０、および
Ｖ_０とＩ_０の位相差θが得られる。この結果、高周波の
入力点２５から見た全負荷インピーダンスをＺ_０＝Ａ＋
ｊＢとおくと、Ａ＝Ｖ_０／Ｉ_０＊ｃｏｓθ、Ｂ＝Ｖ_０／
Ｉ_０＊ｓｉｎθとなる。但し、ｊ＝（−１）^１／２であ
り、Ａ，Ｂはそれぞれ、負荷インピーダンスＺ_０の実抵
抗性分と、虚数成分を表す。

【００２２】一方、負荷インピーダンス２４を実抵抗性
分ａと虚数成分ｂを用いてＺｐ＝ａ＋ｊｂとおき、容量
成分２３のインピーダンスをＸｓｄｃ、容量成分２１の
インピーダンスをＸｃ、インダクタンス成分２０のイン
ピーダンスをＸＬとおくと、図２の等価回路を解くこと
により、式１および式２が得られる。

【００２３】

【式１】

【００２４】

【式２】この関係を連立方程式として解けばａ，ｂが得られ、負
荷インピーダンス２４を決定できる。また、半導体ウエ
ハに発生する電圧と図２にＩ_１で示した半導体ウエハに
流れる電流は、容量成分２１に流れる電流をＩ_２で表す
と、キルヒホッフの法則より、式３および式４が成り立
つ。

【００２５】

【式３】

【００２６】

【式４】ここで、Ｉ_１＝α＋ｊβとおくと、αおよびβはそれぞ
れ、α＝Ｉ_０Ｘｃ（Ｘｓｄｃ−ｂ−Ｘｃ）／｛（Ｘｓｄ
ｃ−ｂ−Ｘｃ）^２＋ａ^２｝、β＝−ａＩ_０Ｘｃ／｛（Ｘ
ｓｄｃ−ｂ−Ｘｃ）^２＋ａ^２｝となる。このαが、半導
体ウエハに流れる実電流であり、βが誘導電流である。
このとき、半導体ウエハに発生する電圧Ｖｗは、Ｖｗ＝
Ｚｐ＊Ｉ_１で決定できる。

【００２７】以上のように、ウエハステージの等価回路
を用いると、ウエハステージ入り口で測定した電圧、電
流およびそれらの位相差から、半導体ウエハに発生する
電圧と半導体ウエハに流れ込む実電流、誘導電流および
負荷インピーダンスの実抵抗性分と虚数成分を導出する
ことができる。この等価回路は、ウエハステージの構造
の相違により回路素子（キャパシタンス、抵抗、リアク
タンス）の構成やそのインピーダンスが変化し、また、
回路構成そのものが変化する。さらに、高周波電源１８
の周波数によってそのインピーダンスが変化する。しか
し、等価回路が正確である限り、必ず同じ手法により、
ウエハステージ入り口で測定した電圧、電流およびそれ
らの位相差から、半導体ウエハに発生する電圧と半導体
ウエハに流れ込む実電流、誘導電流および負荷インピー
ダンスの実抵抗性分と虚数成分を導出することが保証さ
れる。

【００２８】次に、半導体ウエハ近傍のプラズマの電子
温度と電子密度を測定する手法を説明するため、まず最
初に、ダブルプローブ法の原理を図３を用いて説明す
る。図３はダブルプローブ法の基本的な回路構成を示す
図である。図に示すように、プラズマ４の中に、近接し
た２本の等しい形状と面積を持つプローブＰ_１，Ｐ_２を
挿入する。この二つのプローブＰ_１、Ｐ_２の間に可変電
圧電源３１を接続し電圧Ｖｄを供給する。このとき、Ｖ
ｄを変化させると、このプラズマ４を含む閉回路には電
流Ｉｐが流れる。このとき、常に、プローブＰ_１側に流
れる電流Ｉ_ｄ１とプローブＰ_２側に流れる電流Ｉ_ｄ２で
は、Ｉｐ＝Ｉ_ｄ１＝Ｉ_ｄ２の関係が成立する。但し、電
流Ｉ_ｄ１はプローブＰ_１から流出する方向に流れるのに
対し、電流Ｉ_ｄ２はプローブＰ_２に流入する方向に流れ
る。つまり、電流の向きが逆である為、Ｐ_１とＰ_２のど
ちらか一方にプラズマからの電子電流が流れ、他方には
プラズマからのイオン電流が流れ込むことになる。仮
に、Ｐ_１の電位がＰ_２の電位より高いとすると、Ｐ_１に
は電子電流が流れ込み、Ｐ_２にはイオン電流が流れ込む
ことになる。このようなダブルプローブの閉回路におい
て、Ｖｄを変化させた時の電流Ｉｐを測定し、ダブルプ
ローブの電流・電圧特性を得ることができる。

【００２９】次に、ダブルプローブに流れる電流とプロ
ーブ電位の関係を図４を用いて説明する。プラズマ中で
は常に電子とイオンが拡散している為、プラズマは電子
電流Ｉｅとイオン電流Ｉｉの供給源となり得る特性を持
っている。ＩｅとＩｉは図４中に太い実線で示してあ
る。プローブの電位に従って、プローブに流れる電子電
流とイオン電流の絶対値は異なる為、プローブの電位に
対して流れるプローブ電流Ｉｐのプローブ電位依存性
は、図４中の点線で示したようになる。ここで、Ｉｐ＝
−Ｉｅ＋Ｉｉなる関係が常に成立する。これは、プラズ
マからプローブへの電子とイオンの拡散によって決まる
性質である。電源３１によってプローブＰ_１、Ｐ_２に印
加される電圧Ｖｄ＝０Ｖの場合、プローブはある電位Ｖ
_ｆに帯電し、プローブには見かけ上電流が流れ込まなく
なる。つまり、Ｉｐ＝０Ａであり、Ｉｅ＝Ｉｉである。
これは、閉回路を形成するＰ_１，Ｐ_２が電気的に浮いて
いる為であり、プラズマの準中性条件からくる特性であ
る。この帯電電位Ｖ_ｆはプラズマ浮遊電位と呼ばれてい
る。次に、Ｖｄ≠０Ｖの時、プローブＰ_１はＶ_ｆより正
の電位Ｖ_１に、逆にプローブＰ_２にはＶ_ｆより負の電位
Ｖ_２にそれぞれずれて、プローブ電流Ｉｐ＝Ｉ_ｄ１＝Ｉ
_ｄ２が流れる。このとき、Ｖ_ｄ＝Ｖ_１−Ｖ_２の関係が成
立する。電子電流Ｉｅの変化はイオン電流Ｉｉの変化と
比べて急峻である為、印加した電圧Ｖｄの大部分は、Ｖ
_２側にずれる。従って、｜Ｖ_１−Ｖ_ｆ｜＜｜Ｖ_ｆ−Ｖ_２
｜の関係が常に成立する。印加電圧Ｖｄを変化させると
Ｉｐも変化するが、閉回路を形成している為、Ｉｐの最
大値は常にイオン電流Ｉｉで制限を受ける。従って、印
加電圧Ｖｄを増大させると、Ｉｐは最終的にイオン電流
で飽和する特性を持つことになる。

【００３０】このようにして得られた印加電圧Ｖｄとプ
ローブ電流Ｉｐの関係を図５に示す。ある極性のＶｄに
対して得られる電流・電圧特性は、図５の実線で示した
特性の例えば右半分になる。印加電圧Ｖｄの極性を逆に
して変化させると、逆に左半分の特性が得られる。つま
り、ダブルプローブの電圧・電流特性の図形的な特徴は
軸対象をしていることである。この特性からプラズマの
電子温度と電子密度を求めるには、三つの量を読み取る
必要がある。一つは、電流の飽和特性を示している部分
の傾き（ｄＩｐ／ｄＶｄ）_{Ｉｐ＠ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ}
である。二つ目は、この直線を外挿し、Ｖｄ＝０Ｖの時
の電流値Ｉ_ｐ０である。三つ目は、Ｖｄ＝０Ｖの時、つ
まりプローブがプラズマ浮遊電位Ｖ_ｆにある時の電流電
圧特性の傾き（ｄＩｐ／ｄＶｄ）_{Ｖｄ＝０Ｖ}である。こ
の傾きは、Ｖｄ＝０Ｖにおける実抵抗値の逆数であるこ
とが重要である。つまり、（ｄＩｐ／ｄＶｄ）
_{Ｖｄ＝０Ｖ}＝１／Ｒ_＠Ｖｆである。この三つの量より、
式５を用いて電子温度を決定できる。

【００３１】

【式５】ここで、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ_ｅ：電子温度、ｅ：素
電荷、ΣＩ_ｉ＝２Ｉ_ｐ _０である。Ａ_１，Ａ_２はそれぞれ
Ａ_１＝４，Ａ_２＝３．２８である。また、式６により電
子密度を算出できる。

【００３２】

【式６】ここで、κ：係数（＝０．６１）、Ｎ_ｅ：電子密度、ｍ
_ｉ：イオンの質量、Ｓ _ｐ：プローブ（半導体ウエハ）表
面積である。

【００３３】次に、ウエハステージ入り口で測定した電
圧および電流とそれらの位相差から、プラズマ中におけ
る半導体ウエハの高周波特性を求め、これより電子温度
と電子密度を解析するのに必要な上記三つの量を導出す
る方法を説明する。この目的の為、半導体ウエハに高周
波電圧を印加した時の、印加電位とプラズマから半導体
ウエハに流れ込む実電流の関係を図６を用いて説明す
る。半導体ウエハの電位に対する実電流の依存性は、半
導体ウエハの電位がプラズマ浮遊電位より負にある時は
イオン電流が流れ、半導体ウエハの電位がプラズマ浮遊
電位より正にある時は電子電流が流れる。これは、図４
で説明したダブルプローブへのプラズマからの電子とイ
オンの拡散によって決まる性質と全く同じである。半導
体ウエハの面積はダブルプローブで測定で使われるプロ
ーブの面積より数千から数万倍大きい為、面積が大きい
分だけ半導体ウエハに流れ込む電流の絶対値は大きくな
るが、その電位依存性は図４のＩｐと全く同じである。

【００３４】半導体ウエハに高周波電圧Ｖｒｆが印加さ
れていない時、つまりＶｒｆ＝０の時、半導体ウエハ
は、ダブルプローブの時と同様、プラズマ浮遊電位Ｖｆ
に帯電する。これは、半導体ウエハが電気的に浮いてい
るからであり、ダブルプローブの時と全く同じ原理によ
って生じる現象である。従って、等量の電子とイオンが
半導体ウエハに流れ込んでいる状態にあり、見かけ上、
電流は流れない。次に、Ｖｒｆ≠０Ｖの時、高周波の１
周期の中で、高周波電位がプラズマ浮遊電位Ｖｆより正
にある場合は電子電流が半導体ウエハに流れ込み、高周
波電位がプラズマ浮遊電位Ｖｆより負にある場合はイオ
ン電流が半導体ウエハに流れ込む。但し、半導体ウエハ
に流れ込む電子電流とイオン電流が等しくない場合、半
導体ウエハには電荷が蓄積されることになり、半導体ウ
エハの電位がＶｆからずれる。ダブルプローブの場合と
同じく、半導体ウエハに流れ込む電子電流の電位依存性
は、イオン電流の電位依存性より急峻に変化する為、半
導体ウエハには電子が蓄積することになる。従って、半
導体ウエハの時間平均した電位、つまりＤＣ電位はプラ
ズマ浮遊電位Ｖｆより低くなる。この結果、半導体ウエ
ハの高周波電位は、プラズマ浮遊電位Ｖｆより低い電位
を中心に振動することになり、半導体ウエハにはより多
くのイオン電流が流れ込むようになり、逆に電子電流の
流入は少なくなる。この半導体ウエハの時間平均した電
位の低下は、半導体ウエハに流れ込む電子電流とイオン
電流が等しくなり、半導体ウエハにこれ以上の電荷の蓄
積が無くなるまで続く。この結果、図６に示したよう
に、ウエハの電圧波形は、ある帯電電位Ｖｄｃを中心に
振動することになる。このとき、図６に示すように高周
波の１周期内で、半導体ウエハに流れ込む電子電流とイ
オン電流の総和は等しくなる。このような半導体のウエ
ハ電位に生じるｄｃシフトは、自己バイアス作用と呼ば
れており、これも、プラズマの準中性条件より生じる現
象である。また、ダブルプローブの場合と同じく、半導
体ウエハに流れ込む電流はイオン飽和電流によって制限
される。これまでのダブルプローブの原理と半導体ウ
エハに流れる実電流の説明でわかるように、ダブルプロ
ーブにおけるプローブ電圧Ｖｄに対するプローブ電流Ｉ
ｐの依存性と、半導体ウエハに印加した高周波電位Ｖｒ
ｆに対する高周波実電流の依存性は全く同じになる。異
なる点は、ダブルプローブでは、二つのプローブの間で
常に電子電流とイオン電流が等しい条件が成り立ってい
るのに対し、半導体ウエハの場合高周波の１周期内で電
子電流とイオン電流が等しくなるという条件が成り立っ
ていることである。ダブルプローブの場合はＤＣ電圧を
使って電圧−電流特性を得るのに対し、半導体ウエハの
場合は、高周波電圧を使ってダブルプローブと同じ電圧
−電流特性を得ることになる。

【００３５】以上述べたように、ダブルプローブ法およ
びウエハに高周波電圧を印加した時に流れる電流の性質
は良く知られたものであるが、本発明はこれらが等価の
原理によって生じる現象である点に着目し、ウエハに印
加した高周波の電流・電圧特性より、ダブルプローブ法
と同じ電流・電圧特性を採取できることを証明すること
によって成立しているものである。従って、本発明の場
合、ダブルプローブ特性を得る代りに、半導体ウエハに
流れ込む実電流値Ｉｗｒの高周波電圧Ｖｒｆ依存性を採
取すれば良いことになる。この電流−電圧特性より、容
易に、電流の飽和特性を示している部分の傾き（ｄＩｐ
／ｄＶｄ）_{Ｉｐ＠ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ}＝（ｄＩｗｒ／
ｄＶｒｆ）_{Ｉｗｒ＠ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ}と、この直線
を外挿したときのＶｒｆ＝０Ｖの時の電流値Ｉ_ｐ０を得
ることができる。また、（ｄＩｐ／ｄＶｄ）_{Ｖｄ＝０Ｖ}
＝（ｄＩｗｒ／ｄＶｒｆ）_{Ｖｒｆ＝０Ｖ}＝１／Ｒ_＠Ｖｆ
は、Ｖｒｆ＝０Ｖの時の半導体ウエハから見た負荷イン
ピーダンスの実抵抗値の逆数であれば良いことがわか
る。但し、Ｖｒｆ＝０Ｖの時の実抵抗値は直接測定でき
ないことから、実抵抗値のＶｒｆ依存性を測定し、これ
を外挿することによりＶｒｆ＝０Ｖの時の実抵抗値を求
めるという手法を用いる。これらの三つの数値を高周波
測定によって求めることにより、（式５）（式６）を用
いて半導体ウエハ近傍の電子温度と電子密度を決定する
ことができる。

【００３６】次に、ウエハに印加した高周波の電流・電
圧特性より、ダブルプローブ法と同じ電流・電圧特性を
採取できることを証明するため、本発明の第１の実施例
による具体的なプラズマ特性測定例について説明する。
図１に示す真空容器の内部の空間がアルゴンガスで０．
４Ｐａになるように、アルゴンガス流量と圧力調整機１
１を調整した。そして高周波電源２より１３．５６ＭＨ
ｚの高周波１ｋＷをコイル３に印加し、インピーダンス
整合器８を調整してプラズマ４を発生させた。そして、
ＤＣ電源１４を用い、半導体ウエハ５として８インチシ
リコンウエハをウエハステージ６に吸着させた。高周波
電源１８から８００ｋＨｚの高周波電力を１０Ｗから６
５Ｗの範囲で印加し、その時の高周波電流・電圧とこれ
らの位相差をセンサ１６で測定し、データをコンピュー
タ１９に取り込んだ。また、図示していないが、シング
ルプローブをシリコンウエハ中央上方１１ｍｍの位置に
設置し、プラズマ特性を測定した。この結果、図７に示
す結果が得られた。図７は、負荷インピーダンスの実抵
抗値のシリコンウエハに発生した高周波電圧Ｖｒｆに対
する依存性を示している。これを直線で外挿することに
より、Ｖｒｆ＝０Ｖの時の抵抗値として４．８９Ωを得
た。また、図８は、シリコンウエハに流れ込んだ実電流
のシリコンウエハに発生した高周波電圧Ｖｒｆに対する
依存性を示している。この飽和部分を直線で近似するこ
とにより、その傾きとして０．０１５６およびＶｒｆ＝
０Ｖの時の電流値として１．２１Ａを得た。この結果を
（式５）（式６）に代入することにより、電子温度とし
て３．１６ｅＶ、電子密度として１．４６×１０^１１ｃ
ｍ^−３を得た。

【００３７】一方、前記シングルプローブの測定では、
電子温度として２．８０ｅＶ、電子密度として１．２０
×１０^１１ｃｍ^−３を得た。すなわち、両者の値が極め
て良く一致していることが分かった。従って、本方法の
有効性が示された。

【００３８】このように、本発明によると、半導体ウエ
ハ近傍に測定センサを挿入すること無くプラズマ特性を
測定することができるので、製品の歩留の低下を心配す
ること無くプラズマの特性を測定できる。さらに、半導
体製造装置の大気側に測定センサーを取り付けるだけな
ので、センサの取付けが簡単であり、既存の半導体製造
装置に大幅な改造を施すこと無くプラズマ測定ができる
という利点がある。また、半導体ウエハの加工に直接影
響する半導体ウエハ近傍のプラズマ特性を測定できるの
で、半導体ウエハの加工状態を調べるのに最適である。
さらに、本発明は次のように使うこともできる。つま
り、ある標準状態のプラズマを発生させておき、そのプ
ラズマ特性を本発明により測定する。そして、ある一定
時期毎に、標準状態のプラズマの特性を測定し、その変
化を調べる。このようにすることにより、装置の経時変
化や装置異常等の監視をすることにも使える。この変化
の情報で装置停止や装置メンテナンスの時期を決定する
ことも考えられる。例えば、プラズマ特性をモニタしな
がらエッチング処理枚数を重ねていき、ある処理後に急
激なプラズマ特性の変化を認めた場合、何らかの異常が
起きたと容易に予想できる。つまり、エッチング処理が
正常に進行しているかどうかのモニタとしても利用可能
であり、この場合装置に異常が発生したことが即座に判
断できるのでウエハの無駄を最小限に押さえることがで
きる。

【００３９】また、標準状態のプラズマの特性が変化し
た時、装置の制御パラメータを操作することにより、標
準状態のプラズマが変化しない様に制御することもでき
る。このような制御パラメータとしては、例えば、プラ
ズマを発生させるための高周波電圧の周波数または電
力、ウエハステージに印加する高周波電圧の周波数また
は電力、真空チャンバの壁の温度、ウエハの温度、処理
圧力、処理ガスの流量、処理ガスの混合比、プラズマに
印加する磁場、エッチング時間、などが挙げられる。ま
た、これらのパラメータを複数個組み合わせて制御する
ことも考えられる。

【００４０】本実施例に基づく処理方法で製造した半導
体製品には、重要な利点がある。すなわち、常にウエハ
の処理が一定の条件の範囲で行われるために非常に再現
性の良い処理が施されることになる。このため製品間の
性能のばらつきがない、信頼性が高い製品を得ることが
できる。したがって、製造時の歩留まりもよいためコス
トが低く、低価格の製品となる。

【００４１】以上のように、本発明によれば、ウエハ近
傍のプラズマの電子温度と電子密度を正確に決定でき
る。しかし、その決定には、高周波電圧をパラメータと
して変化させなければならないという問題があり、この
ため、例えば、エッチング中の電子温度やプラズマ密度
を連続して測定できないという問題が発生する。なぜな
らば、エッチング中には高周波電圧を一定に制御しなけ
ればならないからである。しかしながら、本発明によっ
て明らかになったことは、半導体ウエハから見た負荷イ
ンピーダンスの実抵抗性分が電子温度の決定に使えるこ
とであり、半導体ウエハに流れ込む実電流がプラズマ密
度の決定に使えることである。このことは、例えばエッ
チング中にある一定の高周波電圧の条件で負荷インピー
ダンスの実抵抗成分をモニタすれば、電子温度の変化の
情報が得られることである。また、同様に、半導体ウエ
ハに流れる実電流成分をモニタすれば、電子密度の変化
の情報が得られるということである。この方法を用いる
と、たとえ、半導体ウエハの加工中であっても、プラズ
マ特性の監視が可能になる。

【００４２】このように、負荷インピーダンスを実抵抗
性分と虚数成分に分けて監視する、あるいは半導体ウエ
ハに流れ込む電流成分を実電流成分と誘導電流成分に分
けて監視するという方法は、別の効果を生じる。例え
ば、プラズマ特性が大きく変化したとすると、負荷イン
ピーダンスの前記２成分も、電流の前記２成分も変化す
ることになる。しかしながら、装置の壁に堆積した膜が
剥がれ落ちた場合は、膜は、コンデンサとしてしか働か
ない為、負荷インピーダンスの前記２成分のうち虚数成
分と、電流の前記２成分のうち誘導電流成分が主に変化
することになる。つまり、前記４成分の変化の程度を比
較することにより、変化したのがプラズマであるのか装
置なのかを区別することができる。すなわち、この方法
を採用することにより、半導体ウエハの加工状況の監視
や装置の経時変化の監視において、何が変化したのか、
その原因は何であるかの特定作業を容易化することがで
きる。

【００４３】また、この方法を発展させると、ある標準
状態で測定した電子温度やプラズマ密度が変化していな
いのに、電流の前記誘導成分や負荷インピーダンスの前
記虚数成分が変化していたとすると、例えば、装置に膜
が堆積したと判断することができる。負荷インピーダン
スの前記虚数成分の変化量から、堆積膜の静電容量を計
算することにより、堆積膜の膜厚を計算することもでき
る。なぜなら、静電容量Ｃと膜の厚さｄは、膜の誘電率
εと堆積する壁の面積Ｓを用いて、単純にＣ＝εＳ／ｄ
で関係づけられるからである。つまり、本発明は装置の
内壁に堆積した膜の厚さを監視することにも使える。以
上のように、前記４成分の変化および電子温度や電子密
度の変化のパターンを半導体加工装置や加工プロセスの
状態と照らし合わせることによって関連付けをしたデー
タベースを作成することにより、半導体ウエハの加工状
況の監視や装置の経時変化の監視において、何が変化し
たのか、その原因は何であるかの特定作業を容易化する
ことができる。経時変化の原因としては、プラズマおよ
びプラズマ処理装置の電気インピーダンスに関すること
項はすべて対象とすることができ、例えば、半導体加工
装置の再組み立てをした時の組立再現性、半導体加工装
置の出荷時の検査、結線の不良や装置の特定部への絶縁
膜堆積によるによるアースの劣化等が考えられる。

【００４４】次に、図９を用いて、本発明の第２の実施
例について説明する。前記第１の実施例においては、プ
ラズマ測定に際して半導体ウエハのバイアスを変化させ
なければならない為、半導体ウエハの加工中のプラズマ
特性が測定できないことは前述の通りである。図におい
て３５および３６は、この問題を回避する為に新たに追
加した高周波電源およびインピーダンス整合器である。
このとき、高周波電源３５と前記高周波電源１８の周波
数は異なっていなければならない。また、インピーダン
ス整合器３６には高周波電源１８の電力が高周波電源３
５に到達できないようなフィルターを内蔵していること
が必要である。

【００４５】前述のように、高周波電源１８は半導体ウ
エハ５に高周波バイアスを印加する為に用いられるが、
高周波電源３５はプラズマ特性を測定ために用いる。し
たがって、センサ１６は高周波電源３５が誘起する周波
数の高周波電圧、高周波電流およびこれらの位相差を計
測すればよい。また、図２に示すようなセンサ１６と半
導体ウエハ５の間の等価回路は、高周波電源３５の周波
数に合わせて作り直す必要がある。このようにして作成
したプラズマ特性専用の等価回路を用いれば、第１の実
施例で説明した全ての測定や半導体装置の監視などのす
べての方法が、半導体製造装置の動作状態とは全く独立
して行うことができるようになる。

【００４６】高周波電源３５の出力としては、大出力は
必要ではなく、半導体ウエハ上に発生する高周波電圧Ｖ
ｒｆが０〜４０Ｖ程度に制御できる出力があれば良い。
また、高周波電源３５の出力が半導体ウエハの加工に及
ぼす影響を無くす為には、測定時間を短くし、周波数を
下げて低い電力で高いＶｒｆが発生できるようにすると
良い。以上のように、第２の実施例によれば、半導体ウ
エハの加工中にも、加工性能に影響を及ぼすこと無く、
プラズマ密度や電子温度の監視を行うことができる。特
に電子温度のみを監視する場合には、半導体ウエハ上に
発生する電圧を小さくすることができる。このような場
合、半導体ウエハ上の高周波電圧Ｖｒｆとしては、１Ｖ
も必要としないので、センサ１６の感度限界ぎりぎりま
で高周波電圧を低くして、負荷インピーダンスの実抵抗
値を測定すれば、電子温度が測定できる。つまり、電子
温度の連続測定が可能になる。また、センサ１６が高周
波電源３５の高周波を用いて電子温度を測定し、さら
に、同じくセンサ１６が高周波電源１８の高周波を用い
て半導体ウエハに流れ込む実電流の測定を行えば、プラ
ズマ密度の代用としての実電流と電子温度の連続監視も
可能である。以上のように、センサ１６に複数の周波数
の高周波電圧と高周波電流およびこれら高周波電圧と高
周波電流の位相差を計測できる機能を備えさせることに
より、柔軟な計測が可能になり、本発明の効果を最大限
に利用することができるようになる。

【００４７】次に、図１０を用いて、本発明の第３の実
施例について説明する。第１実施例および第２実施例か
らもわかるように、本発明はプラズマを発生する方法に
依存せず用いることができる。したがって、半導体ウエ
ハを加工する上で用いられている全てのプラズマ処理装
置を対象に本発明を実施することが可能である。図１０
は、容量結合型のプラズマ処理装置に適用した例を示す
図である。図において、３８は真空容器形成する天板、
３７はプラズマと容量結合する平板状の電極である。図
１０と図９を比較してもわかるように、ウエハ５を載せ
るウエハステージ６より下部の高周波回路は全く同じよ
うに構成できる。また、前記電極３７は、プラズマと直
接接する必要は無い。

【００４８】次に、図１１を用いて、本発明の第４の実
施例について説明する。図において３７’はプラズマと
容量結合する平板状の電極である。前述したように平板
状の電極はプラズマと直接接する必要は無い。すなわ
ち、電極３７’とプラズマ４の間に、半導体や絶縁性材
料で構成された天板３８があっても、本発明は全く同じ
ように適用できる。つまり、ウエハ５より上のプラズマ
を生成する領域とその周辺の構成がどのようであって
も、本発明は適用可能である。すなわち、プラズマ処理
装置のプラズマ源としては、マイクロ波プラズマ源、電
子サイクロトロン共鳴プラズマ源、誘導結合プラズマ
源、容量結合プラズマ源、ヘリコン型プラズマ源、磁気
中性子線プラズマ源、表面波プラズマ源などが適用可能
である。

【００４９】次に、図１２を用いて、本発明の第５の実
施例について説明する。図において、３５’、３６’は
プラズマ特性測定用の高周波電源およびインピーダンス
整合器、１６’および１９’はセンサおよびデータ処理
用のコンピュータである。

【００５０】前記第２の実施例では、プラズマ特性測定
用の高周波電源３５を用いて、半導体ウエハを直接加工
する高周波とは全く独立にプラズマの特性が測定できる
という特徴があった。すなわち、本発明は、本質的にプ
ラズマと容量結合している電極を利用し、プラズマの負
荷インピーダンスの実抵抗性分と電極に流れ込む実電流
成分からプラズマ特性を評価するものであり、電極とし
て半導体ウエハのみを利用しなければならないわけでは
ない。すなわち、本実施例に示すように、プラズマ特性
測定用の高周波電源３５’とインピーダンス整合器３
６’を、容量結合型プラズマ処理装置の放電用高周波回
路に組み込むことができる。このとき、高周波電源３
５’と高周波電源２の周波数は異なっていなければなら
ないこと、インピーダンス整合器３６’は高周波電源２
の電力が高周波電源３５’に到達できないようなフィル
ターを内蔵していることが必要であることは前記実施例
２，３，４の場合と同様である。センサ１６’は、高周
波電源３５’の周波数の高周波電圧および電流とこれら
の位相差を検出する。この状態において、センサ１６’
から電極３７に至る等価回路を決定することにより、セ
ンサ１６で測定した信号により、電極３７から見たプラ
ズマインピーダンスの実抵抗性分と実電流成分を評価す
ることができ、これより電子温度と電子密度を算出でき
る。このとき、測定できるプラズマの特性は、電極３８
周辺のプラズマ特性である。

【００５１】以上の実施例からわかるように、本発明
は、プラズマと容量結合している電極を用いることによ
り実施可能である。このようなプラズマと容量結合して
る電極としては、実施例１ないし５で述べた半導体ウエ
ハ、プラズマ生成用放電電極だけでなく、半導体ウエハ
のサセプタ、誘導結合プラズマで使われている接地して
いないファラデーシールドなどが考えられる。また、特
開平８−２２２３９６号公報で用いられているように壁
に取り付けた専用電極や、特開２０００−１００５９９
号公報で用いられているように保護管に囲まれた状態で
壁から突き出した電極も可能である。

【００５２】以上説明したように、半導体ウエハや放電
電極などプラズマと容量結合する既設の電極を用いるこ
とにより、半導体ウエハ近傍に測定センサーを挿入する
こと無くプラズマ特性を測定することができるので、製
品の歩留の低下を心配すること無くプラズマの特性を測
定することができる。さらに、半導体製造装置の大気側
に測定用のセンサを取り付けるだけなので、センサの取
付けが簡単であり、既存の半導体製造装置に大幅な改造
を施すこと無くプラズマ測定ができる。また、半導体ウ
エハの加工に直接影響する半導体ウエハ近傍のプラズマ
特性を測定できるので、半導体ウエハの加工状態を調べ
るのに最適である。

【００５３】また、本発明は、装置の経時変化や装置異
常等の監視にも使える。この経時変化の情報を利用する
ことにより、装置停止や装置メンテナンスの時期を決定
することもできる。例えば、プラズマ特性をモニタしな
がらエッチング処理枚数を重ねて行き、ある処理後に急
激なプラズマ特性の変化を認めた場合、何らかの異常が
起きたと容易に予想できる。つまり、エッチング処理が
正常に進行しているかどうかのモニタとしても利用可能
であり、この場合装置に異常が発生したことが即座に判
断できるのでウエハに対する無駄な処理を最小限に押さ
えることができる。また、標準状態のプラズマの特性が
変化したとき、装置の制御パラメータを操作することに
より、標準状態のプラズマの特性が変化しない様に制御
することもできる。

【００５４】このようにして、本発明によれば、常にウ
エハの処理が一定の条件の範囲で行われるために非常に
再現性の良い処理を施されるため、製品間の性能のばら
つきがない、すなわち信頼性が高い製品を得ることがで
きる。したがって、製造時の歩留まりもよいためコスト
が低く、低価格の製品となる。

【００５５】さらに、エッチング中にある一定の高周波
電圧の条件で負荷インピーダンスの実抵抗成分をモニタ
することにより、電子温度の変化の情報が得られ、半導
体ウエハに流れる実電流成分をモニタすれば、電子密度
の変化の情報が得られるため、半導体ウエハの加工中で
あっても、プラズマ特性の監視が可能になる。

【００５６】また、負荷インピーダンスを実抵抗性分と
虚数成分に分けて監視する、あるいは半導体ウエハに流
れ込む電流成分を実電流成分と誘導電流成分に分けて監
視するという方法により、半導体ウエハの加工状況の監
視や装置の経時変化の監視において、何が変化したの
か、その原因は何であるかの特定作業を容易化すること
ができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
別なセンサを被加工物周辺のプラズマ中に挿入すること
無く、被加工物近傍の電子密度と電子温度の情報を取得
することのできる。また、前記取得した情報をもとにプ
ラズマ処理装置およびその加工プロセスを制御すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置を
示す図である。

【図２】半導体ウエハに流れる電流、電圧および負荷イ
ンピーダンスを求める方法を説明する図である。

【図３】ダブルプローブ法の原理を説明する図である。

【図４】ダブルプローブに流れる電流とプローブ電位の
関係を説明する図である。

【図５】印加電圧とプローブ電流の関係を説明する図で
ある。

【図６】印加電圧とプラズマから半導体ウエハに流れ込
む実電流の関係を説明する図である。

【図７】第１の実施例によるプラズマ特性測定例を説明
する図である。

【図８】第１の実施例によるプラズマ特性測定例を説明
する図である。

【図９】第２の実施例を説明する図である。

【図１０】第３の実施例を説明する図である。

【図１１】第４の実施例を説明する図である。

【図１２】第５の実施例を説明する図である。

【符号の説明】

１処理ガス２，１８，３５高周波電源３コイル４プラズマ状態の処理ガス５半導体ウエハ６ウエハステージ７誘電体で形成した構造物８，１７インピーダンス整合器９ガス配管１０金属で形成した構造物１１圧力制御機１２ターボ分子ポンプ１３ドライポンプ１４直流電源１５フィルタ１６センサ１８高周波電源１９コンピュータ２０インダクタンス２１コンデンサ２２誘電膜の抵抗成分２３誘電体の容量成分２４負荷インピーダンス３７平板状の電極３８天板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本秀之山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸事業所内 (72)発明者鹿子嶋昭山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸事業所内Ｆターム(参考） 5F004 BB13 CA02 CA03 CA04 CB07 CB12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウエハを保持するウエハステージ
を有する真空処理室、該真空処理室内にプラズマを生成
するプラズマ発生手段、および前記ウエハステージに高
周波バイアス電圧を印加する高周波電源を備えたプラズ
マ処理装置本体と、該プラズマ処理装置本体の各種パラメータを制御する制
御装置を備えたプラズマ処理装置において、前記制御装置は、前記ウエハステージに供給する高周波
電圧、高周波電流並びに前記電圧および電流間の位相差
を検出するセンサを備えたことを特徴とするプラズマ処
理装置。
【請求項２】請求項１の記載において、前記制御装置
は前記検出した高周波電圧、高周波電流並びに前記電圧
および電流間の位相差をもとに、前記プラズマの電子密
度および電子温度を演算することを特徴とするプラズマ
処理装置。
【請求項３】請求項１の記載において、前記制御装置
は前記検出した高周波電圧、高周波電流並びに前記電圧
および電流間の位相差をもとに、前記半導体ウエハに流
れる電流の実成分および虚成分を演算し、演算結果を基
にプラズマ処理装置を制御することを特徴とするプラズ
マ処理装置。
【請求項４】請求項１の記載において、前記制御装置
は前記検出した高周波電圧、高周波電流並びに前記電圧
および電流間の位相差をもとに、前記半導体ウエハに流
れる電流の実成分および虚成分並びに負荷インピーダン
スの実成分および虚成分を演算し、該演算結果を基にプ
ラズマ処理装置を制御することを特徴とするプラズマ処
理装置。
【請求項５】請求項１ないし請求項４の何れか１の記
載において、前記プラズマ処理装置はプラズマ特性測定
用の高周波電圧を前記ウエハステージに印加する高周波
電源を備え、前記センサは前記プラズマ特性測定用の高
周波電源周波数に同調していることを特徴とするプラズ
マ処理装置。
【請求項６】請求項１ないし請求項５の何れか１の記
載において、前記センサは前記ウエハステージに対向す
る真空処理室内壁に供給する高周波電圧、高周波電流並
びに前記電圧および電流間の位相差を検出することを特
徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】請求項１の記載において、前記各種の処
理パラメータは、前記プラズマを発生させるための高周
波電圧の周波数または電力、前記ウエハステージに印加
する高周波電圧の周波数または電力、前記真空処理室を
形成する壁の温度、または前記半導体ウエハの温度、前
記真空処理室の圧力、前記真空処理室に流し込む処理ガ
スの流量または処理ガスの混合比、前記真空処理室内に
印加する磁場、あるいはエッチング時間のすくなくとも
１種類以上であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】請求項１の記載において、前記制御装置
は、前記半導体ウエハに流れる電流の実成分および虚成
分並びに負荷インピーダンスの実成分および虚成分の変
化と前記プラズマ処理装置の状態変化の関係を記録した
データベースを保持することを特徴とするプラズマ処理
装置。
【請求項９】プラズマ処理装置の各種パラメータを制
御するプラズマ処理装置において、該制御装置は、前記ウエハステージに供給する高周波電
圧、高周波電流並びに前記電圧および電流間の位相差を
検出するセンサを備えたことを特徴とするプラズマ処理
装置。