JP2003017296A - Plasma density information measuring method and device therefor, as well as plasma density information measuring probe, its recording medium and plasma treatment device - Google Patents

Plasma density information measuring method and device therefor, as well as plasma density information measuring probe, its recording medium and plasma treatment device

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JP2003017296A
JP2003017296A JP2001204542A JP2001204542A JP2003017296A JP 2003017296 A JP2003017296 A JP 2003017296A JP 2001204542 A JP2001204542 A JP 2001204542A JP 2001204542 A JP2001204542 A JP 2001204542A JP 2003017296 A JP2003017296 A JP 2003017296A
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JP
Japan
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density information
plasma
plasma density
measuring
frequency
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Application number
JP2001204542A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Toyoda
直樹 豊田
Shohei Nanko
正平 南光
Takashi Fujiritsu
隆史 藤立
Katsuhiko Sasagawa
克比古 笹川
Teruhiro Yanase
彰宏 簗瀬
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.)
Nissin Co Ltd
Original Assignee
Nissin Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma density information measuring method and its device that grasp the plasma density information easily and carry out plasma treatment easily, and a plasma density information measuring probe, its recording media and a plasma treatment device. SOLUTION: The probe control part 8 comprises a frequency outputting part 17, a DBM(double balanced mixer) 18, and a BPF(band pass filter) 19, and it is a heterodyne type in which the frequency outputting part 17 outputs by adding/subtracting a prescribed amount of frequency to/from the output frequency outputted by the measuring power source 6, and the DBM 18 subtracts the frequency outputted by the frequency outputting part 17 from the reflection frequency of the power reflected by the plasma load PM and the BPF 19 passes only the frequency which matches the prescribed frequency through it. By this construction, entering of the noise can be reduced.

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、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
ズマに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、プラズマ密度
情報測定用記録媒体、プラズマ処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to plasma density information based on reflection or absorption of plasma density information measuring power supplied from a plasma density information measuring power source for measuring plasma density information into a plasma. Plasma density information measuring method and apparatus for measuring
The present invention also relates to a probe for measuring plasma density information, a recording medium for measuring plasma density information, and a plasma processing apparatus.

【0002】[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。このようなプラズマ応用技術では、プラズ
マ処理を行うためのプラズマ処理室(例えばチャンバ)
内のプラズマが経時的に変化するので、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に関係する量、即ち吸収周波数
や、プラズマ表面波共鳴周波数等がある。これらの周波
数等を測定することによってプラズマ密度情報を十分に
把握してプラズマ処理を行うことができる。
2. Description of the Related Art Plasma CVD (chemical vapor deposition), plasma etching and the like are known as techniques to which plasma is applied. In such plasma application technology, a plasma processing chamber (for example, a chamber) for performing plasma processing.
Since the plasma in the inside changes with time, it is very important to adequately understand the information about the plasma density that shows the characteristics of the generated plasma, that is, the plasma density information, in order to perform appropriate processing. There are quantities related to electron density, that is, absorption frequency, plasma surface wave resonance frequency, etc., as useful physical quantities relating to plasma density information. By measuring these frequencies and the like, plasma density information can be sufficiently grasped and plasma processing can be performed.

【0003】プラズマ密度情報を測定する手法として、
本発明者等は、特開2000−100598号の発明を
先に提案している。この発明では、図15に示すよう
に、プラズマ密度情報を測定するためのプラズマ密度情
報測定用プローブ101(以下、適宜『測定プローブ1
01』と略記する)をプラズマ処理室であるチャンバ1
02内に挿入して、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103(以下、適宜『測定
用電源103』と略記する)からプラズマ密度情報測定
用電力(以下、適宜『測定用電力』と略記する)をチャ
ンバ102内のプラズマPMに供給することによって測
定が行われる。測定プローブ101は電力を放射するア
ンテナ104と、測定用電力を伝送する同軸ケーブル1
05と、先端が閉じられた誘電体製のチューブ106と
から構成されており、この誘電体製のチューブ106内
にアンテナ104と同軸ケーブル105とが接続されて
挿設されている。
As a method of measuring plasma density information,
The present inventors have previously proposed the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-100598. In the present invention, as shown in FIG. 15, a plasma density information measuring probe 101 for measuring plasma density information (hereinafter referred to as "measurement probe 1" as appropriate).
01 ”is abbreviated as“ 01 ”), which is a chamber 1 which is a plasma processing chamber.
02, and from the power supply 103 for measuring plasma density information for measuring plasma density information (hereinafter, abbreviated as “power supply 103 for measurement” as appropriate) to the power for measuring plasma density information (hereinafter, “power for measurement” as appropriate). (Abbreviated as “electric power”) is supplied to the plasma PM in the chamber 102 to perform the measurement. The measurement probe 101 includes an antenna 104 that radiates electric power and a coaxial cable 1 that transmits electric power for measurement.
05 and a tube 106 made of a dielectric material whose tip is closed. The antenna 104 and the coaxial cable 105 are connected and inserted in the tube 106 made of a dielectric material.

【0004】測定用電源103から測定用電力は同軸ケ
ーブル105を介してアンテナ104に放射されて、チ
ャンバ102内のプラズマPMに供給される。チャンバ
102内のプラズマPMに供給された測定用電力は、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
射されて同軸ケーブル105を介して戻ってくる。つま
り、プラズマPMに供給された測定用電力によって、測
定プローブ101の誘電体製のチューブ106の表面に
プラズマによる表面波が励起して、それによってプラズ
マ負荷の吸収または反射が起こる。その測定用電力の反
射または吸収に基づいて、プラズマ密度情報が測定され
る。
Measurement power is radiated from the measurement power source 103 to the antenna 104 via the coaxial cable 105 and supplied to the plasma PM in the chamber 102. The measurement power supplied to the plasma PM in the chamber 102 is absorbed by the plasma load due to the plasma density or is reflected and returns via the coaxial cable 105. That is, the measurement power supplied to the plasma PM excites the surface wave of the plasma on the surface of the dielectric tube 106 of the measurement probe 101, thereby absorbing or reflecting the plasma load. Plasma density information is measured based on the reflection or absorption of the measuring power.

【0005】詳述すると、測定用電源103は周波数掃
引式であって、ある周波数帯域(例えば100kHzか
ら2.5GHzまで)の周波数で測定用電力を自動掃引
しながら出力する。測定用電力が吸収または反射される
と、チャンバ102内のプラズマPMに供給した方向と
は逆方向に電力の反射分が伝送されて、測定プローブ1
01と測定用電源103との間に配設されている方向性
結合器107で検出されてモニタなどに出力する出力装
置108に送り込まれる。出力装置108には測定用電
源6から出力される測定用電力の周波数も逐次送り込ま
れる。
More specifically, the measuring power supply 103 is a frequency sweep type, and outputs the measuring power automatically while sweeping it at a frequency in a certain frequency band (for example, 100 kHz to 2.5 GHz). When the measurement power is absorbed or reflected, the reflected power of the power is transmitted in the direction opposite to the direction in which it is supplied to the plasma PM in the chamber 102, and the measurement probe 1
01 and the power source 103 for measurement are detected by the directional coupler 107 and sent to the output device 108 for outputting to a monitor or the like. The frequency of the measurement power output from the measurement power supply 6 is also sequentially sent to the output device 108.

【0006】出力装置108は、測定用電力の周波数
と、測定用電力の検出反射量とに基づいて、測定用電力
の反射率の対周波数変化を求める。つまり、同じ周波数
において〔測定用電力の検出反射量〕÷〔測定用電力の
全出力量〕なる演算を行い測定用電力の反射率を求め、
掃引される周波数と測定用電力の反射率とを対応付けて
プロットする。そして、得られた結果に基づいて、電子
密度に起因して測定用電力の強い吸収が起こる吸収周波
数を求める。上述の吸収周波数は電子密度などのような
プラズマ密度情報と一定の相関関係があるので、吸収周
波数が求まることによって、プラズマ密度情報が容易に
求められる。
The output device 108 obtains a change in reflectance of the measuring power with respect to frequency based on the frequency of the measuring power and the detected reflection amount of the measuring power. That is, at the same frequency, [detection reflection amount of measurement power] / [total output amount of measurement power] is calculated to obtain the reflectance of measurement power,
The frequency to be swept and the reflectance of the measurement power are associated and plotted. Then, based on the obtained results, the absorption frequency at which strong measurement power absorption occurs due to the electron density is obtained. Since the above-mentioned absorption frequency has a certain correlation with plasma density information such as electron density, the plasma density information can be easily obtained by obtaining the absorption frequency.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する測定プローブ(プラズマ密度情報測定
用プローブ)には、次のような問題がある。すなわち、
プラズマ密度情報にノイズが混入する、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(測定
用電源)のセットアップに時間がかかる、およびプラズ
マ密度情報を測定するのに手間がかかることで、測定プ
ローブを測定する作業者(オペレータ)にとってプラズ
マ密度情報を把握すること、およびプラズマ処理を行う
ことが困難になるという問題がある。
However, the measuring probe (plasma density information measuring probe) having such a structure has the following problems. That is,
Since noise is mixed in the plasma density information, it takes time to set up the power supply for measuring plasma density information (power supply for measurement) for measuring the plasma density information, and it takes time to measure the plasma density information. There is a problem that it becomes difficult for an operator (operator) who measures the measurement probe to grasp the plasma density information and perform the plasma processing.

【0008】先ず、プラズマ密度情報にノイズが混入す
ることについて述べる。プラズマPM負荷によって反射
または吸収された後、反射分の電力の他にプラズマPM
中のノイズも混入して方向性結合器107で検出され
る。従って、方向性結合器107から出力装置108に
送り込まれた反射率などのデータはノイズを含んでいる
ので、プラズマ密度情報を正確に測定することができな
い。その結果、オペレータにとってプラズマ密度情報を
把握すること、およびプラズマ処理を行うことが困難に
なる。
First, the fact that noise is mixed in the plasma density information will be described. After being reflected or absorbed by the plasma PM load, plasma PM is added to the power of the reflected component.
Inside noise is also mixed and detected by the directional coupler 107. Therefore, since the data such as the reflectance sent from the directional coupler 107 to the output device 108 contains noise, the plasma density information cannot be accurately measured. As a result, it becomes difficult for the operator to grasp the plasma density information and perform the plasma processing.

【0009】次に、測定用電源のセットアップに時間が
かかることについて述べる。上述の周波数掃引式の測定
用電源として、位相差信号により制御される発振閉回路
を通常用いている。このような発振閉回路は、『PLL
(Phase Looked Loop)』と一般に呼ばれている。図1
6に示すように、発振閉回路109は、すなわちPLL
109は、位相比較器110と、低域通過フィルタ(L
PF(Low Pass Filter))111(以下、適宜『LP
F』と略記する)と、電圧制御発信器(VCO(Voltag
e Controlled Oscillator))112(以下、適宜『V
CO』と略記する)と、プログラマブルデバイダ113
とを備えている。位相比較器110は、基準(参照)周
波数frefとそれぞれ掃引される各出力周波数f0との位
相を比較して、比較して得られた位相差信号をLPF1
11に与える機能を備えている。LPF111は、位相
差信号の低域側の周波数成分のみを通過させて電圧に変
換させて、その電圧をVCO112に与える機能を備え
ている。VCO112は、LPF111からの電圧の大
きさに応じて周波数を出力し、その出力された周波数を
各出力周波数f0として掃引する機能を備えている。プ
ログラマブルデバイダ113は、分周比を例えばNとし
た場合にVCO112から出力された出力周波数f0
分周し、分周された周波数(f0/N)を位相比較器1
10に与える機能を果たしている。上述の発振閉回路
(PLL)によって、位相比較器110〜LPF111
〜VCO112〜プログラマブルデバイダ113〜位相
比較器110を一巡(ループ)するたびに、各出力周波
数f0がfref,2fref,3fref,…と順に掃引され
る。
Next, it will be described that it takes time to set up the power source for measurement. An oscillating closed circuit controlled by a phase difference signal is usually used as the above-mentioned frequency sweep type power supply for measurement. Such an oscillation closed circuit is
(Phase Looked Loop) ”is commonly called. Figure 1
As shown in FIG.
109 is a phase comparator 110 and a low pass filter (L
PF (Low Pass Filter) 111 (hereinafter referred to as “LP
F ”) and a voltage controlled oscillator (VCO (Voltag
e Controlled Oscillator)) 112 (hereinafter referred to as “V
CO ”) and the programmable divider 113.
It has and. The phase comparator 110 compares the phases of the reference (reference) frequency f ref with the respective output frequencies f 0 to be swept, and the phase difference signal obtained by the comparison is compared with the LPF1.
11 is provided with a function. The LPF 111 has a function of passing only the low-frequency component of the phase difference signal, converting it into a voltage, and giving the voltage to the VCO 112. The VCO 112 has a function of outputting a frequency according to the magnitude of the voltage from the LPF 111 and sweeping the output frequency as each output frequency f 0 . The programmable divider 113 divides the output frequency f 0 output from the VCO 112 when the division ratio is set to N, and the divided frequency (f 0 / N) is calculated by the phase comparator 1
It plays the function to give to 10. The above-described oscillation closed circuit (PLL) allows the phase comparators 110 to LPF111.
~ VCO 112 ~ Programmable Divider 113 ~ Each time the phase comparator 110 is cycled (looped), each output frequency f 0 is sequentially swept to f ref , 2f ref , 3f ref , ....

【0010】しかしながら、このような発振閉回路の場
合、発振閉回路中のLPF111を駆動させる位相差信
号が電圧であるのでLPF111の応答速度が遅く、そ
の結果、測定用電源のセットアップに時間がかかってし
まう。さらには周波数を掃引する時間もかかってしま
い、その間にプラズマ密度情報が経時的に変化し、得ら
れたプラズマ密度情報の測定結果と、実際のプラズマ密
度情報とが異なってしまう場合が生じる。その結果、オ
ペレータにとってプラズマ密度情報を把握すること、お
よびプラズマ処理を行うことが困難になる。
However, in the case of such an oscillation closed circuit, since the phase difference signal for driving the LPF 111 in the oscillation closed circuit is a voltage, the response speed of the LPF 111 is slow, and as a result, it takes time to set up the power source for measurement. Will end up. Further, it takes time to sweep the frequency, and during that time, the plasma density information changes with time, which may cause a difference between the obtained plasma density information measurement result and the actual plasma density information. As a result, it becomes difficult for the operator to grasp the plasma density information and perform the plasma processing.

【0011】次に、プラズマ密度情報を測定するのに手
間がかかることについて述べる。上述した測定用電力の
強い吸収が起こるポイント(以下、これを『吸収ポイン
ト』と呼ぶ)は、複数箇所で観測される。従って、その
吸収ポイントにおける周波数である吸収周波数も、吸収
ポイントの数だけ測定される。Q値(quality factor)
がもっとも大きい吸収ポイントにおける吸収周波数を
『0次の吸収周波数』または『基本吸収周波数』と呼
ぶ。そして、吸収の大きい順に1次,2次,…と吸収周
波数を定義づける。一番高次の吸収周波数、すなわち吸
収のもっとも小さい吸収ポイントにおける吸収周波数は
『プラズマ表面波共鳴周波数』と呼ばれる。電子密度等
のプラズマ密度情報を導出する際においてこのプラズマ
表面波共鳴周波数は有用な物理量の1つである。
Next, it will be described that it takes time to measure the plasma density information. The above-mentioned points at which strong absorption of the measuring power occurs (hereinafter referred to as “absorption points”) are observed at a plurality of points. Therefore, the absorption frequency, which is the frequency at that absorption point, is also measured by the number of absorption points. Q factor (quality factor)
The absorption frequency at the maximum absorption point is called the "zeroth absorption frequency" or the "basic absorption frequency". Then, the absorption frequencies are defined as primary, secondary, ... In descending order of absorption. The highest-order absorption frequency, that is, the absorption frequency at the absorption point with the smallest absorption is called the "plasma surface wave resonance frequency". The plasma surface wave resonance frequency is one of useful physical quantities when deriving plasma density information such as electron density.

【0012】実際に、プラズマ密度情報を測定するに
は、Q値が大きい吸収は、吸収(反射による損失)が大
きく、かつ半値幅が狭い吸収であるので、Q値がもっと
も大きい吸収周波数、すなわち0次の吸収周波数(基本
吸収周波数)を測定するのが通常である。この基本吸収
周波数は、例えば測定プローブのアンテナの長さや、上
述したチューブの外径などのように測定プローブの形状
に依存している。一方で、上述したプラズマ表面波共鳴
周波数は、測定プローブの形状に依存しておらず、プラ
ズマ密度情報が一定であれば、それに対応するプラズマ
表面波共鳴周波数も一定である。しかし、このプラズマ
表面波共鳴周波数は、上述したように吸収が小さいので
観測するのが困難である。従って、プラズマ密度情報を
測定するには、例えばアンテナの長さを変えて基本吸収
周波数を行い、アンテナの長さが限りなく0に近づいた
とき基本周波数を含む複数個の吸収周波数がある周波数
にまで収束する。アンテナの長さが限りなく0に近づい
たときの、この収束された吸収周波数がプラズマ表面波
共鳴周波数とみなされ測定され、さらに測定されたこの
プラズマ表面波共鳴周波数からプラズマ密度情報が測定
される。
Actually, in order to measure the plasma density information, the absorption having a large Q value is a large absorption (loss due to reflection) and has a narrow half width, so that the absorption frequency having the largest Q value, that is, It is usual to measure the zero-order absorption frequency (fundamental absorption frequency). The fundamental absorption frequency depends on the shape of the measurement probe, such as the length of the antenna of the measurement probe and the outer diameter of the tube described above. On the other hand, the plasma surface wave resonance frequency described above does not depend on the shape of the measurement probe, and if the plasma density information is constant, the corresponding plasma surface wave resonance frequency is also constant. However, this plasma surface wave resonance frequency is difficult to observe because its absorption is small as described above. Therefore, in order to measure the plasma density information, for example, the fundamental absorption frequency is changed by changing the length of the antenna, and when the length of the antenna approaches 0 without limit, a plurality of absorption frequencies including the fundamental frequency are detected. Converge to. When the length of the antenna approaches 0, the converged absorption frequency is regarded as the plasma surface wave resonance frequency and measured, and the plasma density information is measured from the measured plasma surface wave resonance frequency. .

【0013】このように、測定プローブの形状を変えて
それぞれの基本吸収周波数を測定し、プラズマ表面波共
鳴周波数を特定し、プラズマ密度情報を求めるので、プ
ラズマ密度情報を測定するのに手間がかかってしまう。
さらには、吸収ポイントが複数箇所で観測されるので、
基本吸収周波数とそれ以外の吸収周波数との間において
吸収の差異が小さい場合、ノイズの影響によってノイズ
成分が電力の反射分に重畳された場合には、どの吸収周
波数が基本吸収周波数かを特定するのが困難になる。こ
れらの結果、オペレータにとってプラズマ密度情報を把
握すること、およびプラズマ処理を行うことが困難にな
る。
As described above, the basic absorption frequency is measured by changing the shape of the measuring probe, the plasma surface wave resonance frequency is specified, and the plasma density information is obtained. Therefore, it takes a lot of time to measure the plasma density information. Will end up.
Furthermore, since absorption points are observed at multiple locations,
If the difference in absorption between the basic absorption frequency and other absorption frequencies is small, and if the noise component is superimposed on the reflected power by the influence of noise, specify which absorption frequency is the basic absorption frequency. Becomes difficult. As a result, it becomes difficult for the operator to grasp the plasma density information and perform the plasma processing.

【0014】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、プラズマ密度情報を容易に把握し、
およびプラズマ処理を容易に行う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、プラズマ密度情報測定用記録媒体、プラズマ処理
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to easily grasp the plasma density information,
Another object of the present invention is to provide a plasma density information measuring method and apparatus for easily performing plasma processing, a plasma density information measuring probe, a plasma density information measuring recording medium, and a plasma processing apparatus.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項1に記載の発明は、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、(a)前記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過程と、(b)プラズマ密
度情報測定用プローブを用いて、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過程とを備え、前記
(a)の過程は、前記プラズマ密度情報測定用電源から
周波数を掃引しながらプラズマ密度情報測定用電力を出
力し、そのプラズマ密度情報測定用電力を周波数ごとに
プラズマにそれぞれ供給する過程であって、前記(b)
の過程は、プラズマ密度情報測定用電源からそれぞれ掃
引された各々の周波数である各出力周波数に対して、所
定の周波数をそれぞれ加算あるいは減算し、その加算あ
るいは減算で得られた各々の周波数である各加算/減算
周波数を出力し、プラズマ負荷によって反射または吸収
されたプラズマ密度情報測定用電力の各々の周波数であ
る各反射周波数に対して、前記各加算/減算周波数をそ
れぞれ減算し、その後者の減算で得られた各周波数のう
ちから前記所定の周波数の値に一致する周波数のみを通
過させてプラズマ密度情報測定用電力の反射または吸収
を得て、プラズマ密度情報を測定する過程であることを
特徴とするものである。
The present invention has the following constitution in order to achieve such an object. That is, the invention according to claim 1 is a plasma density information measuring method for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, comprising: (a) a plasma density information measuring power supply for measuring the plasma density information. The process of supplying the plasma density information measuring power to the plasma, and (b) the plasma density information measuring probe is used to measure the plasma density information based on the reflection or absorption of the plasma density information measuring power by the plasma load. In the step (a), the plasma density information measuring power is output while sweeping the frequency from the plasma density information measuring power source, and the plasma density information measuring power is supplied to the plasma for each frequency. In the process of supplying, said (b)
In the process of, the predetermined frequency is added or subtracted to or from each output frequency, which is each frequency swept from the power source for measuring plasma density information, and each frequency is obtained by the addition or subtraction. Each addition / subtraction frequency is output, and each addition / subtraction frequency is subtracted from each reflection frequency which is each frequency of the plasma density information measuring power reflected or absorbed by the plasma load. Among the frequencies obtained by the subtraction, only the frequency corresponding to the value of the predetermined frequency is passed to obtain the reflection or absorption of the plasma density information measuring power, and the process of measuring the plasma density information is performed. It is a feature.

【0016】〔作用・効果〕請求項1に記載の発明によ
れば、プラズマ密度情報測定用電源(以下、適宜『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『測定用電力』と略記する)
は、プラズマ密度情報測定用プローブを介して、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、プラズマ密度情報測定用プローブを用いてプラ
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、プラズマの特性を把握することになる。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 1, the plasma density information measuring power (hereinafter referred to as “power for measuring plasma density information”) , Abbreviated as "measurement power" as appropriate)
Is absorbed by the plasma load due to the plasma density or is reflected and returned via the probe for measuring plasma density information. Based on the reflection or absorption of the measuring power, the plasma density information is measured using the plasma density information measuring probe. Since the plasma density information indicates the characteristics of the plasma, the characteristics of the plasma can be grasped by measuring the plasma density information.

【0017】このとき、(b)の過程は、測定用電源
(プラズマ密度情報測定用電源)から掃引された各出力
周波数に対して、所定の周波数をそれぞれ加算あるいは
減算を行って、その加算あるいは減算で得られた各々の
周波数である各加算/減算周波数を出力している。そし
て、プラズマ負荷によって反射または吸収された測定用
電力(プラズマ密度情報測定用電力)の各反射周波数に
対して、各加算/減算周波数をそれぞれ減算する。プラ
ズマ負荷によって反射された測定用電力には、ノイズ成
分も含まれている。従って、測定用電力の反射周波数
は、見かけ上、ノイズの影響による周波数を含めて複数
個存在する。ある出力周波数において、反射された測定
用電力の反射周波数から、その出力周波数に対して所定
の周波数を加算あるいは減算して得られた加算/減算周
波数を減算すると、ノイズの影響を含めて複数個の周波
数を得る。測定用電力から出力掃引された出力周波数
は、ノイズを考慮しない場合には反射された測定用電力
の反射周波数と同じ値になるので、反射周波数と加算/
減算周波数との減算から得られた複数個の周波数のう
ち、ノイズを考慮しない正味の反射周波数と加算/減算
周波数との減算から得られた周波数の絶対値は、上述の
所定の周波数と同じ値になる。他の掃引された出力周波
数についても、同様に、ノイズを考慮しない正味の反射
周波数と加算/減算周波数との減算から得られた周波数
の絶対値は、所定の周波数と同じ値になる。
At this time, in the step (b), a predetermined frequency is added to or subtracted from each output frequency swept from the measurement power source (plasma density information measurement power source), and the addition or subtraction is performed. Each addition / subtraction frequency which is each frequency obtained by the subtraction is output. Then, each addition / subtraction frequency is subtracted from each reflection frequency of the measurement power (plasma density information measurement power) reflected or absorbed by the plasma load. The measurement power reflected by the plasma load also contains a noise component. Therefore, there are apparently a plurality of reflection frequencies of the measurement power, including the frequencies due to the influence of noise. At a certain output frequency, if the addition / subtraction frequency obtained by adding or subtracting a predetermined frequency to or from the output frequency is subtracted from the reflected frequency of the reflected measurement power, a plurality of noise frequencies will be included, including the effect of noise. To get the frequency of. The output frequency swept from the measurement power has the same value as the reflection frequency of the measurement power reflected when noise is not taken into consideration.
Of the plurality of frequencies obtained by the subtraction with the subtraction frequency, the absolute value of the frequency obtained by the subtraction of the net reflection frequency and the addition / subtraction frequency without considering the noise is the same value as the above-mentioned predetermined frequency. become. Similarly, for the other swept output frequencies, the absolute value of the frequency obtained by the subtraction of the net reflection frequency and the addition / subtraction frequency without considering the noise becomes the same value as the predetermined frequency.

【0018】従って、反射周波数と加算/減算周波数と
の減算から得られた複数個の周波数のうち、ノイズを考
慮しない正味の反射周波数と加算/減算周波数との減算
から得られた周波数の絶対値のみが、所定の周波数と同
じ値として一致して、減算された周波数のみが通過され
て、そのときの測定用電力の反射分として出力される。
その結果、ノイズの混入を低減させて、プラズマ密度情
報を容易に把握することができる。なお、このような
(b)の過程による方式は、『ヘテロダイン(heterody
ne)方式』と一般に呼ばれており、後述する請求項1
0,21、および請求項1も含めてそれらの請求項にそ
れぞれ従属されている請求項2,11,22についても
ヘテロダイン方式を用いている。
Therefore, of the plurality of frequencies obtained by the subtraction of the reflection frequency and the addition / subtraction frequency, the absolute value of the frequency obtained by the subtraction of the net reflection frequency and the addition / subtraction frequency without considering the noise. However, only the subtracted frequency is passed and is output as the reflected component of the measurement power at that time.
As a result, the mixing of noise can be reduced and the plasma density information can be easily grasped. It should be noted that the method based on the process of (b) is as follows.
ne) method ”, and is described later.
The heterodyne method is also used for 0, 21, and claims 2, 11, and 22 including claim 1 and subordinate to those claims, respectively.

【0019】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のプラズマ密度情報測定方法において、前記(b)の過
程は、前記出力周波数が、プラズマを生成するためのプ
ラズマ生成用電源から出力されたプラズマ生成用電力に
関する高調波での周波数に一致した際に、その周波数成
分を除去してプラズマ密度情報測定用電力の反射または
吸収として出力する過程であることを特徴とするもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, in the plasma density information measuring method according to the first aspect, in the step (b), the output frequency is output from a plasma generation power source for generating plasma. This is a process of removing the frequency component and outputting it as the reflection or absorption of the plasma density information measuring power when the frequency of the higher harmonic wave related to the generated plasma generating power matches.

【0020】〔作用・効果〕上述のように所定の周波数
のみを通過させても、上述の出力周波数がプラズマ生成
用電力に関する高調波の周波数と一致する場合には、高
調波によるノイズまで混入されてプラズマ密度情報の測
定結果として出力されてしまう。そこで、請求項2に記
載の発明によれば、出力周波数が高調波の周波数と一致
する場合において高調波によるノイズが混入されても、
その高調波での周波数成分は除去されて出力されるの
で、プラズマ密度情報の測定結果(プラズマ密度情報測
定用電力の反射または吸収)としては、高調波によるノ
イズは出力されない。その結果、プラズマ密度情報をよ
り正確に把握することができる。
[Operation / Effect] Even if only the predetermined frequency is passed as described above, if the above-mentioned output frequency matches the frequency of the harmonic related to the power for plasma generation, even noise due to the harmonic is mixed. And output as the measurement result of the plasma density information. Therefore, according to the invention described in claim 2, even when noise due to a harmonic is mixed in when the output frequency matches the frequency of the harmonic,
Since the frequency component at the harmonic is removed and then output, noise due to the harmonic is not output as the measurement result of the plasma density information (reflection or absorption of the power for measuring the plasma density information). As a result, the plasma density information can be grasped more accurately.

【0021】もちろん、上述した基本吸収周波数と高調
波周波数とが一致する場合は、基本吸収周波数の測定の
妨げになるが、通常後者(高調波周波数)の方では、ス
ペクトル幅が非常に狭い(すなわち、Q値が高い)の
で、基本吸収周波数の測定に問題になり難い。また、プ
ラズマ密度情報は連続的に変化するので、その前後関係
から見極めが可能である。
Of course, when the fundamental absorption frequency and the harmonic frequency described above coincide with each other, the measurement of the fundamental absorption frequency is hindered, but the latter (harmonic frequency) usually has a very narrow spectrum width ( That is, since the Q value is high), it is unlikely to cause a problem in measuring the fundamental absorption frequency. In addition, since the plasma density information changes continuously, it is possible to determine it from the context.

【0022】請求項3に記載の発明は、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、(a)前記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過程と、(b)プ
ラズマ密度情報測定用プローブを用いて、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過程とを備
え、前記(a)の過程は、前記プラズマ密度情報測定用
電源から周波数を掃引しながらプラズマ密度情報測定用
電力を出力し、そのプラズマ密度情報測定用電力を周波
数ごとにプラズマにそれぞれ供給する過程であって、前
記プラズマ密度情報測定用電源は、位相差信号により制
御される発振閉回路であって、前記発振閉回路中の低域
通過フィルタが電流によって駆動されることを特徴とす
るものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a plasma density information measuring method for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, comprising: (a) a power source for measuring plasma density information for measuring the plasma density information. Measuring the plasma density information based on the reflection or absorption of the plasma density information measuring power by the plasma load using the process of supplying the plasma density information measuring power to the plasma from (b) the plasma density information measuring probe. In the step (a), the power for plasma density information measurement is output while sweeping the frequency from the power source for plasma density information measurement, and the power for plasma density information measurement is converted into plasma for each frequency. In the process of supplying each, the power source for measuring plasma density information is an oscillating closed circuit controlled by a phase difference signal. There are low-pass filters of the oscillation closed circuit is characterized in being driven by a current.

【0023】〔作用・効果〕請求項3に記載の発明によ
れば、測定用電源から周波数を掃引しながら測定用電力
を出力し、その測定用電力を周波数ごとにプラズマに供
給する。この掃引式の測定用電源として、位相差信号に
より制御される発振閉回路が用いられ、この発振閉回路
中の低域通過フィルタが電流によって駆動されるので、
電圧駆動の場合と比較して、測定用電源のセットアップ
に要する時間を低減させることができる。その結果、プ
ラズマ密度情報が経時的に変化する前に測定用電源から
周波数を掃引してプラズマ密度情報を測定することがで
きて、プラズマ密度情報を容易に把握することができ
る。
[Operation / Effect] According to the third aspect of the invention, the measurement power is output from the measurement power supply while sweeping the frequency, and the measurement power is supplied to the plasma for each frequency. An oscillation closed circuit controlled by a phase difference signal is used as this sweeping power supply for measurement, and the low pass filter in this oscillation closed circuit is driven by current,
The time required to set up the measurement power supply can be reduced as compared with the case of voltage driving. As a result, the plasma density information can be measured by sweeping the frequency from the power source for measurement before the plasma density information changes with time, and the plasma density information can be easily grasped.

【0024】請求項4に記載の発明は、(a)前記プラ
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
する過程と、(b)プラズマ密度情報測定用プローブを
用いて、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
測定する過程とを備え、前記(a),(b)の過程は、
(ab1)プラズマ負荷による反射または吸収に起因す
る周波数である複数個の吸収周波数のうち、反射による
プラズマ密度情報測定用電力の損失のもっとも大きい反
射率における吸収周波数である基本吸収周波数、および
プラズマ密度情報の相関関係を前記プラズマ密度情報測
定用プローブの形状ごとに予め記憶する記憶過程と、
(ab2)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し、プラズマ密度情
報測定用プローブを用いて前記基本吸収周波数を測定す
る基本周波数測定過程と、(ab3)前記(ab2)の
基本周波数測定過程で測定された基本吸収周波数、およ
び前記(ab1)の記憶過程で予め記憶されている相関
関係に基づいて、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であることを特徴とするものであ
る。
The invention according to claim 4 is: (a) supplying the plasma density information measuring power from the plasma density information measuring power source for measuring the plasma density information to the plasma; and (b) plasma density And a step of measuring plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by a plasma load, using the information measuring probe, wherein the steps (a) and (b) include:
(Ab1) Of a plurality of absorption frequencies that are frequencies caused by reflection or absorption due to a plasma load, a basic absorption frequency that is an absorption frequency at a reflectance with the largest loss of power for measuring plasma density information due to reflection, and a plasma density A storage process of storing the correlation of information in advance for each shape of the plasma density information measuring probe,
(Ab2) a fundamental frequency measuring process of supplying plasma density information measuring power from the plasma density information measuring power source to the plasma, and measuring the fundamental absorption frequency using the plasma density information measuring probe; and (ab3) (ab2) ) Is a plasma density information measurement process of measuring plasma density information based on the fundamental absorption frequency measured in the fundamental frequency measurement process and the correlation previously stored in the storage process of (ab1). It is a feature.

【0025】〔作用・効果〕請求項4に記載の発明によ
れば、上記(ab1)の記憶過程より、基本吸収周波数
およびプラズマ密度情報の相関関係をプラズマ密度情報
測定用プローブの形状ごとに予め記憶し、上記(ab
2)の基本吸収周波数過程により、プラズマ密度情報測
定用プローブを用いて基本吸収周波数を測定する。そし
て上記(ab2)の過程で測定された基本吸収周波数
と、上記(ab1)の過程で予め記憶された相関関係と
に基づいて、プラズマ密度情報を測定する。
[Operation / Effect] According to the invention as set forth in claim 4, the correlation between the basic absorption frequency and the plasma density information is previously calculated for each shape of the probe for measuring plasma density information from the storage process of (ab1). Memorize and store the above (ab
According to the fundamental absorption frequency process of 2), the fundamental absorption frequency is measured using the plasma density information measuring probe. Then, the plasma density information is measured based on the fundamental absorption frequency measured in the process of (ab2) and the correlation stored in advance in the process of (ab1).

【0026】従って、上記相関関係が上記プローブの形
状に応じて予め記憶されているので、基本吸収周波数を
測定するだけでプラズマ密度情報を即座に測定すること
ができる。その結果、従来と比べて、プラズマ密度情報
を容易に把握することができる。
Therefore, since the above correlation is stored in advance according to the shape of the probe, the plasma density information can be immediately measured only by measuring the fundamental absorption frequency. As a result, the plasma density information can be easily grasped as compared with the conventional case.

【0027】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
のプラズマ密度情報測定方法において、前記(ab1)
の記憶過程は、(AB1)プラズマ密度情報測定用プロ
ーブの形状ごとに基本吸収周波数を測定する過程と、
(AB2)プラズマ密度情報測定用プローブの形状に関
わらず観測される一定の周波数であるプラズマ表面波共
鳴周波数を測定する過程と、(AB3)前記(AB
1),(AB2)の過程に基づいて、基本吸収周波数お
よび前記プラズマ表面波共鳴周波数に対して一定の相関
関係にあるプラズマ密度情報の相関関係を求めて、その
相関関係を記憶する過程とであることを特徴とするもの
である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the plasma density information measuring method according to the fourth aspect, the (ab1)
(AB1) measuring the basic absorption frequency for each shape of the probe for measuring the plasma density information (AB1),
(AB2) a step of measuring a plasma surface wave resonance frequency which is a constant frequency observed regardless of the shape of the probe for measuring plasma density information, and (AB3) the above (AB
1) Based on the process of (AB2), the process of obtaining the correlation of the plasma density information having a constant correlation with the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency and storing the correlation. It is characterized by being.

【0028】〔作用・効果〕請求項5に記載の発明によ
れば、上記(ab1)の過程は、プラズマ密度情報測定
用プローブの形状に依存する基本吸収周波数と、依存し
ないプラズマ表面波共鳴周波数とを測定し、上記相関関
係を予め求めて記憶している。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 5, in the process of (ab1), the fundamental absorption frequency which depends on the shape of the probe for measuring plasma density information and the plasma surface wave resonance frequency which does not depend on it And are measured, and the above correlation is obtained and stored in advance.

【0029】請求項6に記載の発明は、請求項4に記載
のプラズマ密度情報測定方法において、前記(ab1)
の記憶過程は、(AB4)前記プラズマ密度情報測定用
プローブを、中心から外側に向かって空気,誘電体,プ
ラズマに積層された同心3層円筒モデルにモデル化し、
静電近似を用いて解析を行う幾何解析法に基づいて、前
記同心3層円筒モデルの長手方向の長さについて基本吸
収周波数をそれぞれ求める過程と、(AB5)前記同心
3層円筒モデルの長手方向の長さが0に近づいたときに
収束する周波数を、プラズマ表面波共鳴周波数として求
める過程と、(AB6)前記(AB4),(AB5)の
過程に基づいて、基本吸収周波数および前記プラズマ表
面波共鳴周波数に対して一定の相関関係にあるプラズマ
密度情報の相関関係を求めて、その相関関係を記憶する
過程とであることを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the plasma density information measuring method according to the fourth aspect, the (ab1)
The memory process of (AB4) models the probe for measuring plasma density information into a concentric three-layer cylinder model in which air, a dielectric, and plasma are laminated from the center outward,
And (AB5) a longitudinal direction of the concentric three-layer cylindrical model, in which the fundamental absorption frequency is obtained for the length of the concentric three-layer cylindrical model in the longitudinal direction based on the geometrical analysis method of performing analysis using electrostatic approximation. Of the fundamental surface absorption frequency and the plasma surface wave based on the steps of (AB6) above (AB4) and (AB5) This is a process of obtaining a correlation of plasma density information having a constant correlation with the resonance frequency and storing the correlation.

【0030】〔作用・効果〕請求項6に記載の発明によ
れば、上記(ab1)の過程は、プラズマ密度情報測定
用プローブを、中心から外側に向かって空気,誘電体,
プラズマに積層された同心3層円筒モデルにモデル化
し、静電近似を用いて解析を行う幾何解析法に基づい
て、基本吸収周波数と、プラズマ表面波共鳴周波数とを
求めることで、上記相関関係を予め求めて記憶してい
る。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 6, in the step (ab1), the probe for measuring plasma density information is provided with air, a dielectric,
The above correlation is obtained by obtaining a fundamental absorption frequency and a plasma surface wave resonance frequency based on a geometric analysis method in which a concentric three-layer cylinder model laminated in plasma is modeled and analysis is performed using electrostatic approximation. It is obtained in advance and stored.

【0031】請求項7に記載の発明は、請求項4に記載
のプラズマ密度情報測定方法において、前記(ab1)
の記憶過程は、(AB7)前記プラズマ密度情報測定用
プローブを構成する空気,誘電体,プラズマ,アンテナ
を空間座標で格子化して、電磁場の時間変化および領域
変化を求める有限差分時間領域法に基づいて、周波数依
存の電磁場の反射率を求めることでプラズマ密度情報測
定用プローブの形状ごとに基本吸収周波数を求める過程
と、(AB8)プラズマ密度情報測定用プローブの形状
に関わらず観測される一定の周波数であるプラズマ表面
波共鳴周波数を、有限差分時間領域法に基づいて求める
過程と、(AB9)前記(AB7),(AB8)の過程
に基づいて、基本吸収周波数および前記プラズマ表面波
共鳴周波数に対して一定の相関関係にあるプラズマ密度
情報の相関関係を求めて、その相関関係を記憶する過程
とであることを特徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the plasma density information measuring method according to the fourth aspect, the (ab1)
The memory process is based on the finite difference time domain method (AB7) in which the air, the dielectric, the plasma, and the antenna forming the plasma density information measuring probe are gridded in spatial coordinates to obtain the time change and the area change of the electromagnetic field. Then, the process of obtaining the basic absorption frequency for each shape of the probe for measuring plasma density information by obtaining the reflectance of the frequency-dependent electromagnetic field, and (AB8) the constant absorption observed regardless of the shape of the probe for measuring plasma density information. Based on the process of obtaining the plasma surface wave resonance frequency, which is the frequency, based on the finite difference time domain method, and (AB9) based on the processes of (AB7) and (AB8), the basic absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency are determined. On the other hand, it is a process of obtaining a correlation of plasma density information having a constant correlation and storing the correlation. It is an.

【0032】〔作用・効果〕請求項7に記載の発明によ
れば、上記(ab1)の過程は、上記(ab1)の過程
は、プラズマ密度情報測定用プローブを構成する空気,
誘電体,プラズマ,アンテナを空間座標で格子化して、
電磁場の時間変化および領域変化を求める有限差分時間
領域法に基づいて、基本吸収周波数と、プラズマ表面波
共鳴周波数とを求めることで、上記相関関係を予め求め
て記憶している。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 7, the step (ab1) is performed by the air which constitutes the probe for measuring plasma density information,
Dielectric, plasma, antenna are made into a grid in space coordinates,
Based on the finite-difference time-domain method for obtaining the time change and the region change of the electromagnetic field, the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency are obtained, and the above correlation is obtained and stored in advance.

【0033】請求項8に記載の発明は、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、(a)前記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過程と、(b)プ
ラズマ密度情報測定用プローブを用いて、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過程と、
(c)前記(a)から(b)までの各過程を複数回にわ
たり繰り返し行い、前記(b)の過程で得られたプラズ
マ密度情報の各々の結果を時間経過とともに出力する過
程とを備えていることを特徴とするものである。
The invention according to claim 8 is a plasma density information measuring method for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, comprising: (a) a power source for measuring plasma density information for measuring the plasma density information. And (b) measuring the plasma density information based on the reflection or absorption of the plasma density information measuring power by the plasma load using the plasma density information measuring probe The process of doing
(C) repeating the steps (a) to (b) a plurality of times, and outputting each result of the plasma density information obtained in the step (b) over time. It is characterized by being present.

【0034】〔作用・効果〕請求項8に記載の発明によ
れば、上記(c)の過程では、上記(a)から(b)ま
での各過程を複数回にわたり繰り返し行い、(b)の過
程で得られたプラズマ密度情報の各々の結果を時間経過
とともに出力している。従って、時系列ごとにプラズマ
密度情報を把握することができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 8, in the process of (c), each process of (a) to (b) is repeated a plurality of times, and Each result of the plasma density information obtained in the process is output as time passes. Therefore, the plasma density information can be grasped for each time series.

【0035】請求項9に記載の発明は、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、(a)前記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過程と、(b)プ
ラズマ密度情報測定用プローブを用いて、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過程と、
(d)前記(a)から(b)までの各過程を複数回にわ
たり繰り返し行い、前記(b)の過程で得られたプラズ
マ密度情報の各々の結果を時間に関して求める過程と、
(e)前記(d)の過程で得られた各々の時間における
プラズマ密度情報の値を時間について積算を行い、プラ
ズマ密度情報の時間積算を導出する過程とを備えている
ことを特徴とするものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a plasma density information measuring method for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, comprising: (a) a plasma density information measuring power supply for measuring the plasma density information. And (b) measuring the plasma density information based on the reflection or absorption of the plasma density information measuring power by the plasma load using the plasma density information measuring probe The process of doing
(D) A step of repeating each of the steps (a) to (b) a plurality of times to obtain each result of the plasma density information obtained in the step (b) with respect to time,
(E) a step of integrating the values of the plasma density information at each time obtained in the step (d) with respect to time and deriving the time integration of the plasma density information. Is.

【0036】〔作用・効果〕請求項9に記載の発明によ
れば、上記(d)の過程では、上記(a)から(b)ま
での各過程を複数回にわたり繰り返し行い、(b)の過
程で得られたプラズマ密度情報の各々の結果を時間に関
して求め、上記(e)の過程では、(d)の過程で得ら
れた各々の時間におけるプラズマ密度情報の値を時間に
ついて積算を行い、プラズマ密度情報の時間積算を導出
する。従って、時間積算されたプラズマ密度情報を把握
することができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 9, in the step (d), each of the steps (a) to (b) is repeated a plurality of times, and Each result of the plasma density information obtained in the process is obtained with respect to time, and in the process of (e), the value of the plasma density information at each time obtained in the process of (d) is integrated with respect to time, Derive the time integration of plasma density information. Therefore, the time-integrated plasma density information can be grasped.

【0037】請求項10に記載の発明は、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に
周波数を掃引しながらプラズマ密度情報測定用電力をプ
ラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、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
ズマ密度情報測定用プローブと、プラズマ密度情報測定
用電源からそれぞれ掃引された各々の周波数である各出
力周波数に対して、所定の周波数をそれぞれ加算あるい
は減算した各々の周波数である各加算/減算周波数をそ
れぞれ出力する第1の周波数出力手段と、プラズマ負荷
によって反射または吸収されたプラズマ密度情報測定用
電力の各々の周波数である各反射周波数に対して、前記
第1の周波数出力手段からそれぞれ出力された各加算/
減算周波数をそれぞれ減算して出力する第2の周波数出
力手段と、前記第2の周波数出力手段によって得られた
各周波数のうちから前記所定の周波数の値に一致する周
波数のみを通過させる周波数通過手段と、前記周波数通
過手段によって通過された周波数における電力を反射ま
たは吸収されたプラズマ密度情報測定用電力として出力
する第1の出力手段とを備えることを特徴とするもので
ある。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a plasma density information measuring device for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, which is used for measuring plasma density information while sweeping a frequency to measure the plasma density information. A power source for measuring plasma density information that supplies electric power to the plasma, a probe for measuring plasma density information that measures plasma density information based on reflection or absorption of the power for measuring plasma density information by a plasma load, and for measuring plasma density information First frequency output means for outputting each addition / subtraction frequency which is each frequency obtained by adding or subtracting a predetermined frequency to each output frequency which is each frequency swept from the power supply, and plasma Each frequency of the power for measuring the plasma density information reflected or absorbed by the load For each reflected frequency is, the sum output from each of the first frequency output means /
Second frequency output means for subtracting and outputting the subtracted frequencies, and frequency passing means for passing only the frequency that matches the value of the predetermined frequency from among the frequencies obtained by the second frequency output means. And first output means for outputting electric power at the frequency passed by the frequency passing means as reflected or absorbed electric power for measuring plasma density information.

【0038】〔作用・効果〕請求項10に記載の発明に
よれば、プラズマ密度情報測定用電源(測定用電源)か
ら入射されたプラズマ密度情報測定用電力(測定用電
力)は、プラズマ密度情報測定用プローブを介して、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、プラズマ密度情報測定用プローブを用いて
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、プラズマの特性を把握することになる。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 10, the plasma density information measuring power (measurement power) incident from the plasma density information measuring power source (measuring power source) is the plasma density information. Via the measuring probe, it is absorbed by the plasma load due to the plasma density or is reflected back. Based on the reflection or absorption of the measuring power, the plasma density information is measured using the plasma density information measuring probe. Since the plasma density information indicates the characteristics of the plasma, the characteristics of the plasma can be grasped by measuring the plasma density information.

【0039】このとき、他にも第1,第2の周波数出力
手段と周波数通過手段と第1の出力手段とを備えること
により以下の作用・効果を奏する。すなわち、第1の周
波数出力手段によって、測定用電源(プラズマ密度情報
測定用電源)から掃引された各出力周波数に対して、所
定の周波数をそれぞれ加算あるいは減算した各加算/減
算周波数をそれぞれ出力する。そして、第2の周波数出
力手段によって、プラズマ負荷によって反射または吸収
された測定用電力(プラズマ密度情報測定用電力)の各
反射周波数に対して、上述した各加算/減算周波数をそ
れぞれ減算する。請求項1にも述べたように、プラズマ
負荷によって反射された測定用電力には、ノイズ成分も
含まれており、測定用電力の反射周波数は、見かけ上、
ノイズの影響による周波数を含めて複数個存在する。ま
た、測定用電力から出力掃引された出力周波数は、ノイ
ズを考慮しない場合には反射された測定用電力の反射周
波数と同じ値になるので、反射周波数と加算/減算周波
数との減算から得られた複数個の周波数のうち、ノイズ
を考慮しない正味の反射周波数と加算/減算周波数との
減算から得られた周波数の絶対値は、上述の所定の周波
数と同じ値になる。
At this time, the following actions and effects are achieved by additionally including the first and second frequency output means, the frequency passing means, and the first output means. That is, the first frequency output means outputs each addition / subtraction frequency obtained by adding or subtracting a predetermined frequency to or from each output frequency swept from the measurement power supply (plasma density information measurement power supply). . Then, the second frequency output means subtracts each of the above-mentioned addition / subtraction frequencies from each reflection frequency of the measurement power (power for plasma density information measurement) reflected or absorbed by the plasma load. As described in claim 1, the measurement power reflected by the plasma load also includes a noise component, and the reflection frequency of the measurement power is apparently
There are a plurality of frequencies including frequencies affected by noise. Also, the output frequency swept from the measurement power has the same value as the reflection frequency of the measurement power reflected when noise is not taken into account, so it is obtained by subtraction of the reflection frequency and the addition / subtraction frequency. Of the plurality of frequencies, the absolute value of the frequency obtained by the subtraction of the net reflection frequency and the addition / subtraction frequency that does not consider noise becomes the same value as the above-mentioned predetermined frequency.

【0040】従って、第2の周波数出力手段によってそ
れぞれ得られた各周波数のうち、ノイズを考慮しない正
味の反射周波数と加算/減算周波数との減算から得られ
た周波数のみが、周波数通過手段によって所定の周波数
と同じ値と一致したとして通過されて、そのときの周波
数における電力を測定用電力の反射分として第1の出力
手段によって出力される。その結果、ノイズの混入を低
減させて、プラズマ密度情報を容易に把握することがで
きる。
Therefore, among the respective frequencies obtained by the second frequency output means, only the frequency obtained by subtracting the net reflection frequency and the addition / subtraction frequency without considering noise is determined by the frequency passing means. The signal is passed as if it coincides with the same value as the frequency of, and the power at the frequency at that time is output as the reflected component of the measurement power by the first output means. As a result, the mixing of noise can be reduced and the plasma density information can be easily grasped.

【0041】請求項11に記載の発明は、請求項10に
記載のプラズマ密度情報測定装置において、前記第1の
出力手段は、前記出力周波数が、プラズマを生成するた
めのプラズマ生成用電源から出力されたプラズマ生成用
電力に関する高調波での周波数に一致した際に、その周
波数成分を除去してプラズマ密度情報測定用電力の反射
または吸収として出力する高調波除去手段を備えている
ことを特徴とするものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the plasma density information measuring apparatus according to the tenth aspect, the first output means outputs the output frequency from a plasma generation power source for generating plasma. When there is a match with the frequency of a harmonic related to the generated power for plasma generation, it is provided with a harmonic removing means for removing the frequency component and outputting the reflected or absorbed power for measuring plasma density information. To do.

【0042】〔作用・効果〕請求項11に記載の発明に
よれば、第1の出力手段は高調波除去手段を備えている
ので、出力周波数が、プラズマを生成するためのプラズ
マ生成用電源から出力されたプラズマ生成用電力に関す
る高調波の周波数と一致する場合において、高調波によ
るノイズが混入されても、高調波除去手段によってその
高調波での周波数成分については除去されて出力され
る。その結果、測定結果からは高調波のノイズも出力さ
れないので、プラズマ密度情報をより正確に把握するこ
とができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 11, since the first output means is provided with the harmonic wave removing means, the output frequency is from the plasma generating power supply for generating plasma. In the case where the frequency of the higher harmonic wave related to the output electric power for plasma generation matches, even if noise due to the higher harmonic wave is mixed, the frequency component in the higher harmonic wave is removed by the higher harmonic wave removing means and is output. As a result, since no harmonic noise is output from the measurement result, the plasma density information can be grasped more accurately.

【0043】請求項12に記載の発明は、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に
周波数を掃引しながらプラズマ密度情報測定用電力をプ
ラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、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
ズマ密度情報測定用プローブとを備え、前記プラズマ密
度情報測定用電源は、低域側の周波数を通過させる低域
通過フィルタと、前記低域通過フィルタを駆動させるた
めの電流に位相差信号を変換させる電流変換手段とを具
備した、位相差信号により制御される発振閉回路である
ことを特徴とするものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a plasma density information measuring device for measuring plasma density information indicating plasma characteristics, which is used for measuring plasma density information while sweeping a frequency to measure the plasma density information. A plasma density information measuring power supply for supplying electric power to plasma, and a plasma density information measuring probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by a plasma load, the plasma density The information measuring power supply includes a low-pass filter that passes a low-pass frequency and a current conversion unit that converts a phase-difference signal into a current for driving the low-pass filter. It is characterized in that it is a controlled oscillation closed circuit.

【0044】〔作用・効果〕請求項12に記載の発明に
よれば、測定用電源から周波数を掃引しながら測定用電
力を出力し、その測定用電力を周波数ごとにプラズマに
供給する。この掃引式の測定用電源として、位相差信号
により制御される発振閉回路が用いられる。この発振閉
回路は、低域側の周波数を通過させる低域通過フィルタ
と、低域通過フィルタを駆動させるための電流に位相差
信号を変換させる電流変換手段を具備している。従っ
て、電流変換手段で変換された電流によって低域通過フ
ィルタが駆動され、電圧駆動の場合と比較して、測定用
電源のセットアップに要する時間を低減させることがで
きる。その結果、プラズマ密度情報が経時的に変化する
前に測定用電源から周波数を掃引してプラズマ密度情報
を測定することができて、プラズマ密度情報を容易に把
握することができる。
[Operation / Effect] According to the twelfth aspect of the present invention, the measuring power is output while sweeping the frequency from the measuring power supply, and the measuring power is supplied to the plasma for each frequency. An oscillation closed circuit controlled by a phase difference signal is used as this sweeping type power supply for measurement. This oscillating closed circuit includes a low-pass filter that passes a low-pass frequency and a current converter that converts a phase difference signal into a current for driving the low-pass filter. Therefore, the low-pass filter is driven by the current converted by the current converting means, and the time required for setting up the measurement power supply can be reduced as compared with the case of voltage driving. As a result, the plasma density information can be measured by sweeping the frequency from the power source for measurement before the plasma density information changes with time, and the plasma density information can be easily grasped.

【0045】請求項13に記載の発明は、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に
周波数を掃引しながらプラズマ密度情報測定用電力をプ
ラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、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
ズマ密度情報測定用プローブと、プラズマ負荷による反
射または吸収に起因する周波数である複数個の吸収周波
数のうち、反射によるプラズマ密度情報測定用電力の損
失のもっとも大きい反射率における吸収周波数である基
本吸収周波数、およびプラズマ密度情報の相関関係を前
記プラズマ密度情報測定用プローブの形状ごとに予め記
憶した相関関係記憶手段とを備えることを特徴とするも
のである。
A thirteenth aspect of the present invention is a plasma density information measuring apparatus for measuring plasma density information indicating plasma characteristics, which is used for measuring plasma density information while sweeping a frequency to measure the plasma density information. A plasma density information measuring power supply for supplying electric power to the plasma, a plasma density information measuring probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by the plasma load, and a reflection by the plasma load or Of a plurality of absorption frequencies due to absorption, the basic absorption frequency, which is the absorption frequency at the reflectance with the largest loss of power for measuring plasma density information due to reflection, and the correlation between the plasma density information and the plasma density information. Correlation records stored in advance for each shape of the information measurement probe It is characterized in further comprising a means.

【0046】〔作用・効果〕請求項13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用いて測定
された基本吸収周波数と、相関関係記憶によってプラズ
マ密度情報測定用プローブの形状ごとに予め記憶された
基本吸収周波数およびプラズマ密度情報の相関関係とに
基づいて、プラズマ密度情報を測定する。上記の相関関
係が上記プローブの形状に応じて相関関係記憶手段に予
め記憶されているので、基本吸収周波数を測定するだけ
でプラズマ密度情報を即座に測定することができる。そ
の結果、従来と比べて、プラズマ密度情報を容易に把握
することができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 13, the basic absorption frequency measured by using the plasma density information measuring probe and the shape of each plasma density information measuring probe by the correlation memory are stored. The plasma density information is measured based on the correlation between the basic absorption frequency and the plasma density information stored in advance. Since the above correlation is stored in advance in the correlation storage means according to the shape of the probe, the plasma density information can be immediately measured only by measuring the fundamental absorption frequency. As a result, the plasma density information can be easily grasped as compared with the conventional case.

【0047】請求項14に記載の発明は、請求項13に
記載のプラズマ密度情報測定装置において、前記相関関
係記憶手段は、プラズマ密度情報測定用プローブの形状
ごとに基本吸収周波数を測定するとともに、プラズマ密
度情報測定用プローブの形状に関わらず観測される一定
の周波数であるプラズマ表面波共鳴周波数を測定するこ
とで得られた結果を、基本吸収周波数および前記プラズ
マ表面波共鳴周波数に対して一定の相関関係にあるプラ
ズマ密度情報の相関関係とすることを特徴とするもので
ある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the plasma density information measuring apparatus according to the thirteenth aspect, the correlation storing means measures the basic absorption frequency for each shape of the plasma density information measuring probe, The result obtained by measuring the plasma surface wave resonance frequency, which is a constant frequency observed regardless of the shape of the plasma density information measurement probe, is constant with respect to the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency. It is characterized in that the plasma density information has a correlation.

【0048】〔作用・効果〕請求項14に記載の発明に
よれば、上記相関関係記憶手段は、プラズマ密度情報測
定用プローブの形状に依存する基本吸収周波数と、依存
しないプラズマ表面波共鳴周波数とを測定し、上記の相
関関係を予め求めて記憶している。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 14, the correlation storage means has a basic absorption frequency dependent on the shape of the probe for measuring plasma density information, and a plasma surface wave resonance frequency independent thereof. Is measured and the above correlation is obtained and stored in advance.

【0049】請求項15に記載の発明は、請求項13に
記載のプラズマ密度情報測定装置において、前記相関関
係記憶手段は、前記プラズマ密度情報測定用プローブ
を、中心から外側に向かって空気,誘電体,プラズマに
積層された同心3層円筒モデルにモデル化し、静電近似
を用いて解析を行う幾何解析法に基づいて、前記同心3
層円筒モデルの長手方向の長さについて基本吸収周波数
をそれぞれ求めるとともに、前記同心3層円筒モデルの
長手方向の長さが0に近づいたときに収束する周波数
を、プラズマ表面波共鳴周波数として求めることで得ら
れた結果を、基本吸収周波数および前記プラズマ表面波
共鳴周波数に対して一定の相関関係にあるプラズマ密度
情報の相関関係とすることを特徴とするものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the plasma density information measuring apparatus according to the thirteenth aspect, the correlation storing means sets the plasma density information measuring probe to air and dielectric from the center toward the outside. Based on a geometric analysis method in which a concentric three-layer cylinder model laminated on a body and plasma is modeled and analyzed by electrostatic approximation
Obtaining the fundamental absorption frequency for the length in the longitudinal direction of the layered cylinder model, and determining the frequency that converges when the length in the longitudinal direction of the concentric three-layered cylinder model approaches 0 as the plasma surface wave resonance frequency. It is characterized in that the result obtained in (1) is used as a correlation of plasma density information having a constant correlation with the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency.

【0050】〔作用・効果〕請求項15に記載の発明に
よれば、上記相関関係記憶手段は、プラズマ密度情報測
定用プローブを、中心から外側に向かって空気,誘電
体,プラズマに積層された同心3層円筒モデルにモデル
化し、静電近似を用いて解析を行う幾何解析法に基づい
て、基本吸収周波数と、プラズマ表面波共鳴周波数とを
求めることで、上記の相関関係を予め求めて記憶してい
る。
[Operation / Effect] According to the invention as set forth in claim 15, in the correlation storing means, the plasma density information measuring probe is laminated on the air, the dielectric and the plasma from the center to the outside. The above-mentioned correlation is obtained in advance and memorized by obtaining the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency based on the geometric analysis method of modeling into a concentric three-layer cylinder model and performing analysis using electrostatic approximation. is doing.

【0051】請求項16に記載の発明は、請求項13に
記載のプラズマ密度情報測定装置において、前記相関関
係記憶手段は、前記プラズマ密度情報測定用プローブを
構成する空気,誘電体,プラズマ,アンテナを空間座標
で格子化して、電磁場の時間変化および領域変化を求め
る有限差分時間領域法に基づいて、周波数依存の電磁場
の反射率を求めることでプラズマ密度情報測定用プロー
ブの形状ごとに基本吸収周波数を求めるとともに、プラ
ズマ密度情報測定用プローブの形状に関わらず観測され
る一定の周波数であるプラズマ表面波共鳴周波数を、有
限差分時間領域法に基づいて求めることで得られた結果
を、基本吸収周波数および前記プラズマ表面波共鳴周波
数に対して一定の相関関係にあるプラズマ密度情報の相
関関係とすることを特徴とするものである。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the plasma density information measuring apparatus according to the thirteenth aspect, the correlation storing means comprises air, a dielectric, a plasma, an antenna which constitutes the plasma density information measuring probe. Based on the finite-difference time-domain method that obtains the time variation and domain variation of the electromagnetic field by gridding with the space coordinates, the reflectance of the frequency-dependent electromagnetic field is determined to obtain the basic absorption frequency And the plasma surface wave resonance frequency, which is a constant frequency that is observed regardless of the shape of the probe for measuring plasma density information, based on the finite difference time domain method. And a correlation of plasma density information having a constant correlation with the plasma surface wave resonance frequency. It is an feature.

【0052】〔作用・効果〕請求項16に記載の発明に
よれば、上記相関関係記憶手段は、プラズマ密度情報測
定用プローブを構成する空気,誘電体,プラズマ,アン
テナを空間座標で格子化して、電磁場の時間変化および
領域変化を求める有限差分時間領域法に基づいて、基本
吸収周波数と、プラズマ表面波共鳴周波数とを求めるこ
とで、上記の相関関係を予め求めて記憶している。
[Operation / Effect] According to the sixteenth aspect of the present invention, the correlation storage means grids the air, the dielectric, the plasma, and the antenna, which constitute the probe for measuring plasma density information, in spatial coordinates. Based on the finite-difference time-domain method for obtaining the time change and the region change of the electromagnetic field, the basic absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency are obtained, and the above correlation is obtained and stored in advance.

【0053】請求項17に記載の発明は、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に
周波数を掃引しながらプラズマ密度情報測定用電力をプ
ラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、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
ズマ密度情報測定用プローブと、前記プラズマ密度情報
測定用プローブを用いて複数回にわたりプラズマ密度情
報を測定し、プラズマ密度情報の各々の測定結果を時間
経過とともに出力する第2の出力手段とを備えることを
特徴とするものである。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a plasma density information measuring device for measuring plasma density information indicating plasma characteristics, which is used for measuring plasma density information while sweeping a frequency to measure the plasma density information. A plasma density information measuring power supply for supplying electric power to plasma, a plasma density information measuring probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by a plasma load, and the plasma density information measuring And a second output means for measuring the plasma density information a plurality of times using the probe for measuring and outputting each measurement result of the plasma density information over time.

【0054】〔作用・効果〕請求項17に記載の発明に
よれば、第2の出力手段によって、プラズマ密度情報測
定用プローブを用いて複数回にわたりプラズマ密度情報
を測定し、プラズマ密度情報の各々の測定結果を時間経
過とともに出力している。従って、時系列ごとにプラズ
マ密度情報を把握することができる。
[Operation / Effect] According to the seventeenth aspect of the invention, the plasma density information is measured a plurality of times by the second output means using the plasma density information measuring probe, and each of the plasma density information is measured. The measurement result of is output over time. Therefore, the plasma density information can be grasped for each time series.

【0055】請求項18に記載の発明は、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に
周波数を掃引しながらプラズマ密度情報測定用電力をプ
ラズマに供給するプラズマ密度情報測定用電源と、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
ズマ密度情報測定用プローブと、前記プラズマ密度情報
測定用プローブを用いて複数回にわたりプラズマ密度情
報を測定し、プラズマ密度情報の各々の測定結果を時間
に関して求め、各々の時間におけるプラズマ密度情報の
値を時間について積算を行い、プラズマ密度情報の時間
積算を導出する積算値導出手段とを備えることを特徴と
するものである。
The invention described in claim 18 is a plasma density information measuring device for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, for measuring plasma density information while sweeping a frequency to measure the plasma density information. A plasma density information measuring power supply for supplying electric power to plasma, a plasma density information measuring probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by a plasma load, and the plasma density information measuring Plasma density information is measured multiple times using a probe for plasma, each measurement result of the plasma density information is obtained with respect to time, the value of the plasma density information at each time is integrated with respect to time, and the time of the plasma density information is integrated. And an integrated value deriving means for deriving.

【0056】〔作用・効果〕請求項18に記載の発明に
よれば、積算値導出手段によって、プラズマ密度情報測
定用プローブを用いて複数回にわたりプラズマ密度情報
を測定し、プラズマ密度情報の各々の測定結果を時間に
関して求め、各々の時間におけるプラズマ密度情報の値
を時間について積算を行い、プラズマ密度情報の時間積
算を導出している。従って、時間積算されたプラズマ密
度情報を把握することができる。
[Operation / Effect] According to the invention as set forth in claim 18, the integrated value deriving means measures the plasma density information a plurality of times using the plasma density information measuring probe, and each of the plasma density information is measured. The measurement result is obtained with respect to time, the value of the plasma density information at each time is integrated with respect to time, and the time integration of the plasma density information is derived. Therefore, the time-integrated plasma density information can be grasped.

【0057】請求項19に記載の発明は、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から
プラズマに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、電力を放射する直線状に構成された1つのアンテ
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、プラズマに結合する先端が閉じられた誘電体性
領域とを備え、前記ケーブルとアンテナとは前記誘電体
性領域によって被覆されており、誘電体性領域の外径、
アンテナの長さ、およびアンテナとケーブルとの接続部
から誘電体性領域の先端部までの長さが、それぞれほぼ
等しいことを特徴とするものである。
According to a nineteenth aspect of the present invention, the plasma density is measured based on the reflection or absorption of the plasma density information measuring power supplied to the plasma from the plasma density information measuring power source for measuring the plasma density information. A plasma density information measuring probe for measuring information, wherein one linear antenna configured to radiate electric power, a cable for transmitting the electric power for measuring plasma density information, and a tip coupled to plasma are closed. And a dielectric region, the cable and the antenna are covered by the dielectric region, the outer diameter of the dielectric region,
It is characterized in that the length of the antenna and the length from the connecting portion between the antenna and the cable to the tip of the dielectric region are substantially equal to each other.

【0058】〔作用・効果〕プラズマ密度情報測定プロ
ーブ(以下、適宜『測定プローブ』と略記する)を構成
する直線状に構成された1つのアンテナの長さが、アン
テナとケーブルとの接続部から誘電体性領域の先端部ま
での長さよりも短いと、アンテナの先端部と誘電体製領
域の先端部との間に空気などの気体が介在され易くなっ
て、後述するプラズマの結合が悪くなり、測定分解能が
下がってしまう。逆に、アンテナの長さが、アンテナと
ケーブルとの接続部から誘電体性領域の先端部までの長
さよりも長いと、アンテナが直線状に構成されている場
合には誘電体製領域に突き抜けてしまう。また、誘電体
性領域の外径が、アンテナの長さや上記接続部から誘電
体性領域の先端部までの長さなどのように測定プローブ
の長手方向の長さよりも短いと、定在波であるプラズマ
表面波が複数個存在し、プラズマ表面波吸収周波数を除
くと吸収周波数は、同数個だけ存在する。逆に、誘電体
製領域の外径が、測定プローブの長手方向の長さよりも
長いと、定在波は1つになるが、プラズマと結合する誘
電体製領域とアンテナとの距離が長くなるので、測定分
解能が下がってしまい吸収周波数が観測できなくなる。
さらには、アンテナが直線状に、かつ1本のアンテナで
構成されていない場合には、例えば、2本のアンテナか
ら構成されるダイポールアンテナや、屈曲状に構成され
たアンテナの場合には、定在波であるプラズマ表面波が
複数個存在する。そこで、本発明者等は、下記のように
プラズマ密度情報測定プローブを構成することに想到し
た。
[Operation / Effect] The length of one linear antenna that constitutes the probe for measuring plasma density information (hereinafter, abbreviated as “measurement probe” as appropriate) is calculated from the connecting portion between the antenna and the cable. If the length is shorter than the tip of the dielectric area, gas such as air is likely to be present between the tip of the antenna and the tip of the dielectric area, and the plasma coupling described below becomes worse. , The measurement resolution will decrease. Conversely, if the length of the antenna is longer than the length from the connection between the antenna and the cable to the tip of the dielectric area, if the antenna is linear, it will penetrate into the dielectric area. Will end up. Also, if the outer diameter of the dielectric region is shorter than the length of the measuring probe in the longitudinal direction, such as the length of the antenna or the length from the connection part to the tip of the dielectric region, a standing wave is generated. There are a plurality of certain plasma surface waves, and if the plasma surface wave absorption frequencies are excluded, the same number of absorption frequencies exist. On the contrary, if the outer diameter of the dielectric region is longer than the length of the measurement probe in the longitudinal direction, the number of standing waves is one, but the distance between the dielectric region coupled with the plasma and the antenna becomes long. Therefore, the measurement resolution is lowered and the absorption frequency cannot be observed.
Furthermore, when the antenna is linear and is not composed of one antenna, for example, in the case of a dipole antenna composed of two antennas or a bent antenna, a fixed antenna is used. There are a plurality of plasma surface waves that are standing waves. Therefore, the present inventors have conceived to configure a plasma density information measurement probe as follows.

【0059】以上のような知見に基づいて得られた請求
項19に記載の発明によれば、プラズマ密度情報測定用
電源(測定用電源)から供給されたプラズマ密度情報測
定用電力(測定用電力)は測定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。つまり、測定プローブの表面である誘
電体製領域にプラズマ表面波が励起されて、測定用電源
から供給された測定用電力はプローブの表面を介してプ
ラズマと結合して、それによってプラズマ負荷による吸
収または反射が起こる。
According to the invention of claim 19 obtained based on the above knowledge, the power for measuring plasma density information (power for measuring) supplied from the power source for measuring plasma density information (power for measuring) ) Is transmitted via the cable of the measuring probe to the antenna, emitted from the antenna and absorbed by the plasma load, or reflected and returned via the cable. In other words, the plasma surface wave is excited in the dielectric area that is the surface of the measurement probe, and the measurement power supplied from the measurement power source is coupled with the plasma through the surface of the probe and is absorbed by the plasma load. Or reflections occur.

【0060】このような測定プローブは、誘電体性領域
の外径、アンテナの長さ、およびアンテナとケーブルと
の接続部から誘電体性領域の先端部までの長さが、それ
ぞれほぼ等しくなるように構成されている。さらには、
アンテナは直線状に構成されているとともに、1本のア
ンテナで構成されている。従って、定在波であるプラズ
マ表面波は1つだけになり、測定分解能も上がって吸収
周波数も観測され易くなる。従って、プラズマ表面波吸
収周波数を除き、プローブの形状に依存する吸収周波数
は基本吸収周波数のみとして観測されるので、吸収され
るポイントを測定するだけで基本吸収周波数を容易に特
定することができる。その結果、プラズマ密度情報を容
易に把握し、およびプラズマ処理を容易に行うことがで
きる。なお、『誘電体性領域の外径、アンテナの長さ、
およびアンテナとケーブルとの接続部から誘電体性領域
の先端部までの長さが、それぞれほぼ等しい』とは、個
々の長さの寸法差が−2mmから+2mmまでの範囲に
収まることを指す。
In such a measuring probe, the outer diameter of the dielectric region, the length of the antenna, and the length from the connecting portion between the antenna and the cable to the tip of the dielectric region are substantially equal to each other. Is configured. Moreover,
The antenna is formed in a linear shape and is also formed by one antenna. Therefore, there is only one plasma surface wave that is a standing wave, the measurement resolution is improved, and the absorption frequency is easily observed. Therefore, except the plasma surface wave absorption frequency, the absorption frequency depending on the shape of the probe is observed as only the basic absorption frequency, so that the basic absorption frequency can be easily specified only by measuring the point of absorption. As a result, the plasma density information can be easily grasped and the plasma processing can be easily performed. In addition, "the outer diameter of the dielectric region, the length of the antenna,
And the lengths from the connection between the antenna and the cable to the tip of the dielectric region are substantially equal to each other ”means that the dimensional difference between the individual lengths is within the range of −2 mm to +2 mm.

【0061】請求項20に記載の発明は、請求項2、ま
たは請求項4から請求項9のいずれかに記載のプラズマ
密度情報測定方法をコンピュータに実行させるためのプ
ログラムを記録した、コンピュータが読み取り可能なプ
ラズマ密度情報測定用記録媒体である。
According to a twentieth aspect of the present invention, a computer-readable program recorded with a program for causing the computer to execute the plasma density information measuring method according to any one of the second to fourth aspects. It is a possible recording medium for measuring plasma density information.

【0062】〔作用・効果〕請求項20に記載の発明に
よれば、請求項2、または請求項4から請求項9のいず
れかに記載のプラズマ密度情報測定方法をコンピュータ
に実行させることによって、プラズマ密度情報を容易に
把握することができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 20, by causing a computer to execute the plasma density information measuring method according to claim 2 or any one of claims 4 to 9, The plasma density information can be easily grasped.

【0063】請求項21に記載の発明は、プラズマ中の
被処理物に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に周波数を掃引し
ながらプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給す
るプラズマ密度情報測定用電源と、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
定用プローブと、プラズマ密度情報測定用電源からそれ
ぞれ掃引された各々の周波数である各出力周波数に対し
て、所定の周波数をそれぞれ加算あるいは減算した各々
の周波数である各加算/減算周波数をそれぞれ出力する
第1の周波数出力手段と、プラズマ負荷によって反射ま
たは吸収されたプラズマ密度情報測定用電力の各々の周
波数である各反射周波数に対して、前記第1の周波数出
力手段からそれぞれ出力された各加算/減算周波数をそ
れぞれ減算して出力する第2の周波数出力手段と、前記
第2の周波数出力手段によって得られた各周波数のうち
から前記所定の周波数の値に一致する周波数のみを通過
させる周波数通過手段と、前記周波数通過手段によって
通過された周波数における電力を反射または吸収された
プラズマ密度情報測定用電力として出力する第1の出力
手段と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプ
ラズマ処理を制御する制御手段とを備えていることを特
徴とするものである。
According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, wherein a plasma density information measuring power is supplied while sweeping a frequency to measure plasma density information. From a power supply for measuring plasma density information supplied to plasma, a probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the power for measuring plasma density information by a plasma load, and a power supply for measuring plasma density information The first frequency output means for outputting each addition / subtraction frequency which is each frequency obtained by adding or subtracting a predetermined frequency to each output frequency which is each swept frequency, and the plasma load. Each reflection which is each frequency of the reflected or absorbed plasma density information measuring power Second frequency output means for subtracting and adding each addition / subtraction frequency output from the first frequency output means to the wave number, and each frequency obtained by the second frequency output means. A frequency passing means for passing only a frequency that matches the value of the predetermined frequency among the above, and a first for outputting the electric power at the frequency passed by the frequency passing means as the reflected or absorbed electric power for measuring plasma density information. And output means and control means for controlling the plasma processing based on the measured plasma density information.

【0064】〔作用・効果〕請求項21に記載の発明に
よれば、プラズマ密度情報測定用電源(測定用電源)か
ら入射されたプラズマ密度情報測定用電力(測定用電
力)は、プラズマ密度情報測定用プローブを介して、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、プラズマ密度情報測定用プローブを用いて
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、制御手段によってプラズマ処理が制御され
る。
[Operation / Effect] According to the invention of claim 21, the plasma density information measuring power (measuring power) incident from the plasma density information measuring power source (measuring power source) is equal to the plasma density information. Via the measuring probe, it is absorbed by the plasma load due to the plasma density or is reflected back. Based on the reflection or absorption of the measuring power, the plasma density information is measured using the plasma density information measuring probe. Since the plasma density information indicates the characteristics of the plasma, the plasma processing is controlled by the control means by measuring the plasma density information.

【0065】このとき、他にも第1,第2の周波数出力
手段と周波数通過手段と第1の出力手段とを備えること
により以下の作用・効果を奏する。すなわち、第1の周
波数出力手段によって、測定用電源(プラズマ密度情報
測定用電源)から掃引された各出力周波数に対して、所
定の周波数をそれぞれ加算あるいは減算した各加算/減
算周波数をそれぞれ出力する。そして、第2の周波数出
力手段によって、プラズマ負荷によって反射または吸収
された測定用電力(プラズマ密度情報測定用電力)の各
反射周波数に対して、上述した各加算/減算周波数をそ
れぞれ減算する。請求項1にも述べたように、プラズマ
負荷によって反射された測定用電力には、ノイズ成分も
含まれており、測定用電力の反射周波数は、見かけ上、
ノイズの影響による周波数を含めて複数個存在する。ま
た、測定用電力から出力掃引された出力周波数は、ノイ
ズを考慮しない場合には反射された測定用電力の反射周
波数と同じ値になるので、反射周波数と加算/減算周波
数との減算から得られた複数個の周波数のうち、ノイズ
を考慮しない正味の反射周波数と加算/減算周波数との
減算から得られた周波数の絶対値は、上述の所定の周波
数と同じ値になる。
At this time, the following actions and effects are achieved by additionally including the first and second frequency output means, the frequency passing means, and the first output means. That is, the first frequency output means outputs each addition / subtraction frequency obtained by adding or subtracting a predetermined frequency to or from each output frequency swept from the measurement power supply (plasma density information measurement power supply). . Then, the second frequency output means subtracts each of the above-mentioned addition / subtraction frequencies from each reflection frequency of the measurement power (power for plasma density information measurement) reflected or absorbed by the plasma load. As described in claim 1, the measurement power reflected by the plasma load also includes a noise component, and the reflection frequency of the measurement power is apparently
There are a plurality of frequencies including frequencies affected by noise. Also, the output frequency swept from the measurement power has the same value as the reflection frequency of the measurement power reflected when noise is not taken into account, so it is obtained by subtraction of the reflection frequency and the addition / subtraction frequency. Of the plurality of frequencies, the absolute value of the frequency obtained by the subtraction of the net reflection frequency and the addition / subtraction frequency that does not consider noise becomes the same value as the above-mentioned predetermined frequency.

【0066】従って、第2の周波数出力手段によってそ
れぞれ得られた各周波数のうち、ノイズを考慮しない正
味の反射周波数と加算/減算周波数との減算から得られ
た周波数のみが、周波数通過手段によって所定の周波数
と同じ値と一致したとして通過されて、そのときの周波
数における電力を測定用電力の反射分として第1の出力
手段によって出力される。その結果、ノイズの混入を低
減させて、プラズマ密度情報を容易に把握することがで
きるとともに、プラズマ処理を容易に行うことができ
る。
Therefore, among the respective frequencies obtained by the second frequency output means, only the frequency obtained by the subtraction of the net reflection frequency and the addition / subtraction frequency without considering noise is determined by the frequency passing means. The signal is passed as if it coincides with the same value as the frequency of, and the power at the frequency at that time is output as the reflected component of the measurement power by the first output means. As a result, mixing of noise can be reduced, plasma density information can be easily grasped, and plasma processing can be easily performed.

【0067】請求項22に記載の発明は、請求項21に
記載のプラズマ処理装置において、前記第1の出力手段
は、プラズマを生成するためのプラズマ生成用電源から
出力されたプラズマ生成用電力に関する高調波での周波
数について出力しない高調波除去手段を備えていること
を特徴とするものである。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the twenty-first aspect, the first output means relates to the plasma generation power output from the plasma generation power source for generating plasma. It is characterized in that it is provided with a harmonic wave removing means that does not output the frequency of the harmonic wave.

【0068】〔作用・効果〕請求項22に記載の発明に
よれば、第1の出力手段は高調波除去手段を備えている
ので、出力周波数が、プラズマを生成するためのプラズ
マ生成用電源から出力されたプラズマ生成用電力に関す
る高調波の周波数と一致する場合において、高調波によ
るノイズが混入されても、高調波除去手段によってその
高調波での周波数成分については除去されて出力され
る。その結果、測定結果からは高調波のノイズも出力さ
れないので、プラズマ密度情報をより正確に把握するこ
とができるとともに、プラズマ処理をより精密に行うこ
とができる。
[Operation / Effect] According to the invention as set forth in claim 22, since the first output means is provided with the harmonic wave removing means, the output frequency is from the plasma generation power source for generating plasma. In the case where the frequency of the higher harmonic wave related to the output electric power for plasma generation matches, even if noise due to the higher harmonic wave is mixed, the frequency component in the higher harmonic wave is removed by the higher harmonic wave removing means and is output. As a result, since the harmonic noise is not output from the measurement result, the plasma density information can be more accurately grasped and the plasma processing can be performed more precisely.

【0069】請求項23に記載の発明は、プラズマ中の
被処理物に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に周波数を掃引し
ながらプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給す
るプラズマ密度情報測定用電源と、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
定用プローブと、測定された前記プラズマ密度情報に基
づいてプラズマ処理を制御する制御手段とを備え、前記
プラズマ密度情報測定用電源は、低域側の周波数を通過
させる低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタを駆
動させるための電流に位相差信号を変換させる電流変換
手段とを具備した、位相差信号により制御される発振閉
回路であることを特徴とするものである。
According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, wherein a plasma density information measuring power is supplied while sweeping a frequency to measure plasma density information. A power source for measuring plasma density information supplied to plasma, a probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of power for measuring plasma density information by a plasma load, and the measured plasma density information Control means for controlling the plasma processing based on the above, the power source for measuring plasma density information, the low-pass filter for passing the frequency of the low-pass side, and the current for driving the low-pass filter. An oscillating closed circuit controlled by the phase difference signal, comprising an electric current converting means for converting the phase difference signal. It is an butterfly.

【0070】〔作用・効果〕請求項23に記載の発明に
よれば、測定用電源から周波数を掃引しながら測定用電
力を出力し、その測定用電力を周波数ごとにプラズマに
供給する。この掃引式の測定用電源として、位相差信号
により制御される発振閉回路が用いられる。この発振閉
回路は、低域側の周波数を通過させる低域通過フィルタ
と、低域通過フィルタを駆動させるための電流に位相差
信号を変換させる電流変換手段を具備している。従っ
て、電流変換手段で変換された電流によって低域通過フ
ィルタが駆動され、電圧駆動の場合と比較して、測定用
電源のセットアップに要する時間を低減させることがで
きる。その結果、プラズマ密度情報が経時的に変化する
前に測定用電源から周波数を掃引してプラズマ密度情報
を測定することができて、制御手段によってプラズマ処
理を容易に行うことができる。
[Operation / Effect] According to the invention of claim 23, the measuring power is output while sweeping the frequency from the measuring power supply, and the measuring power is supplied to the plasma for each frequency. An oscillation closed circuit controlled by a phase difference signal is used as this sweeping type power supply for measurement. This oscillating closed circuit includes a low-pass filter that passes a low-pass frequency and a current converter that converts a phase difference signal into a current for driving the low-pass filter. Therefore, the low-pass filter is driven by the current converted by the current converting means, and the time required for setting up the measurement power supply can be reduced as compared with the case of voltage driving. As a result, the plasma density information can be measured by sweeping the frequency from the power source for measurement before the plasma density information changes with time, and the plasma processing can be easily performed by the control means.

【0071】請求項24に記載の発明は、プラズマ中の
被処理物に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に周波数を掃引し
ながらプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給す
るプラズマ密度情報測定用電源と、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
定用プローブと、プラズマ負荷による反射または吸収に
起因する周波数である複数個の吸収周波数のうち、反射
によるプラズマ密度情報測定用電力の損失のもっとも大
きい反射率における吸収周波数である基本吸収周波数、
およびプラズマ密度情報の相関関係を前記プラズマ密度
情報測定用プローブの形状ごとに予め記憶した相関関係
記憶手段と、測定された前記プラズマ密度情報に基づい
てプラズマ処理を制御する制御手段とを備えることを特
徴とすることを特徴とするものである。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, wherein a plasma density information measuring power is supplied while sweeping a frequency for measuring plasma density information. A power supply for measuring plasma density information supplied to plasma, a probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the power for measuring plasma density information by plasma load, and a reflection or absorption by plasma load Of the plurality of absorption frequencies that are the resulting frequencies, the fundamental absorption frequency, which is the absorption frequency at the reflectance with the largest loss of power for measuring plasma density information due to reflection,
And a correlation storage unit that stores the correlation of the plasma density information in advance for each shape of the plasma density information measurement probe, and a control unit that controls the plasma processing based on the measured plasma density information. It is a feature.

【0072】〔作用・効果〕請求項24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用いて測定
された基本吸収周波数と、相関関係記憶によってプラズ
マ密度情報測定用プローブの形状ごとに予め記憶された
基本吸収周波数およびプラズマ密度情報の相関関係とに
基づいて、プラズマ密度情報を測定する。上記の相関関
係が上記プローブの形状に応じて相関関係記憶手段に予
め記憶されているので、基本吸収周波数を測定するだけ
でプラズマ密度情報を即座に測定することができる。そ
の結果、従来と比べて、プラズマ密度情報を容易に把握
することができるとともに、制御手段によってプラズマ
処理を容易に行うことができる。
[Operation / Effect] According to the invention as set forth in claim 24, the basic absorption frequency measured using the plasma density information measuring probe and the shape of each plasma density information measuring probe by the correlation memory are stored. The plasma density information is measured based on the correlation between the basic absorption frequency and the plasma density information stored in advance. Since the above correlation is stored in advance in the correlation storage means according to the shape of the probe, the plasma density information can be immediately measured only by measuring the fundamental absorption frequency. As a result, the plasma density information can be easily grasped and the plasma processing can be easily performed by the control means as compared with the conventional case.

【0073】請求項25に記載の発明は、請求項24に
記載のプラズマ処理装置において、前記相関関係記憶手
段は、プラズマ密度情報測定用プローブの形状ごとに基
本吸収周波数を測定するとともに、プラズマ密度情報測
定用プローブの形状に関わらず観測される一定の周波数
であるプラズマ表面波共鳴周波数を測定することで得ら
れた結果を、基本吸収周波数および前記プラズマ表面波
共鳴周波数に対して一定の相関関係にあるプラズマ密度
情報の相関関係とすることを特徴とするものである。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the twenty-fourth aspect, the correlation storing means measures the basic absorption frequency for each shape of the plasma density information measuring probe, and the plasma density is measured. The result obtained by measuring the plasma surface wave resonance frequency, which is a constant frequency observed regardless of the shape of the information measuring probe, is a constant correlation with the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency. It is characterized in that it is a correlation of the plasma density information.

【0074】〔作用・効果〕請求項25に記載の発明に
よれば、上記相関関係記憶手段は、プラズマ密度情報測
定用プローブの形状に依存する基本吸収周波数と、依存
しないプラズマ表面波共鳴周波数とを測定し、上記の相
関関係を予め求めて記憶している。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 25, the correlation storage means has a basic absorption frequency dependent on the shape of the probe for measuring plasma density information, and a plasma surface wave resonance frequency independent thereof. Is measured and the above correlation is obtained and stored in advance.

【0075】請求項26に記載の発明は、請求項24に
記載のプラズマ処理装置において、前記相関関係記憶手
段は、前記プラズマ密度情報測定用プローブを、中心か
ら外側に向かって空気,誘電体,プラズマに積層された
同心3層円筒モデルにモデル化し、静電近似を用いて解
析を行う幾何解析法に基づいて、前記同心3層円筒モデ
ルの長手方向の長さについて基本吸収周波数をそれぞれ
求めるとともに、前記同心3層円筒モデルの長手方向の
長さが0に近づいたときに収束する周波数を、プラズマ
表面波共鳴周波数として求めることで得られた結果を、
基本吸収周波数および前記プラズマ表面波共鳴周波数に
対して一定の相関関係にあるプラズマ密度情報の相関関
係とすることを特徴とするものである。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the twenty-fourth aspect, the correlation storage means includes the probe for measuring plasma density information from the center toward the outside, the dielectric, Based on a geometrical analysis method in which a concentric three-layer cylindrical model laminated in plasma is modeled and analyzed using electrostatic approximation, basic absorption frequencies are obtained for the longitudinal length of the concentric three-layer cylindrical model. , The result obtained by obtaining the frequency that converges when the length of the concentric three-layer cylinder model in the longitudinal direction approaches 0 as the plasma surface wave resonance frequency,
It is characterized in that the basic absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency are set to a correlation of plasma density information having a constant correlation.

【0076】〔作用・効果〕請求項26に記載の発明に
よれば、上記相関関係記憶手段は、プラズマ密度情報測
定用プローブを、中心から外側に向かって空気,誘電
体,プラズマに積層された同心3層円筒モデルにモデル
化し、静電近似を用いて解析を行う幾何解析法に基づい
て、基本吸収周波数と、プラズマ表面波共鳴周波数とを
求めることで、上記の相関関係を予め求めて記憶してい
る。
[Operation / Effect] According to the twenty-sixth aspect of the present invention, in the correlation storing means, the plasma density information measuring probe is laminated on the air, the dielectric and the plasma from the center to the outside. Based on the geometric analysis method of modeling into a concentric three-layer cylinder model and performing analysis using electrostatic approximation, the basic absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency are obtained, and the above correlation is obtained and stored in advance. is doing.

【0077】請求項27に記載の発明は、請求項24に
記載のプラズマ処理装置において、前記相関関係記憶手
段は、前記プラズマ密度情報測定用プローブを構成する
空気,誘電体,プラズマ,アンテナを空間座標で格子化
して、電磁場の時間変化および領域変化を求める有限差
分時間領域法に基づいて、周波数依存の電磁場の反射率
を求めることでプラズマ密度情報測定用プローブの形状
ごとに基本吸収周波数を求めるとともに、プラズマ密度
情報測定用プローブの形状に関わらず観測される一定の
周波数であるプラズマ表面波共鳴周波数を、有限差分時
間領域法に基づいて求めることで得られた結果を、基本
吸収周波数および前記プラズマ表面波共鳴周波数に対し
て一定の相関関係にあるプラズマ密度情報の相関関係と
することを特徴とするものである。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the twenty-fourth aspect, the correlation storage means includes air, a dielectric, a plasma, and an antenna which form the probe for measuring the plasma density information. Obtain the basic absorption frequency for each shape of the probe for measuring plasma density information by obtaining the frequency-dependent reflectance of the electromagnetic field based on the finite difference time domain method that obtains the time change and area change of the electromagnetic field by gridding with coordinates Along with, the plasma surface wave resonance frequency, which is a constant frequency observed regardless of the shape of the plasma density information measurement probe, the result obtained by obtaining based on the finite difference time domain method, the basic absorption frequency and the It is characterized in that it is a correlation of plasma density information that has a constant correlation with the plasma surface wave resonance frequency. Is shall.

【0078】〔作用・効果〕請求項27に記載の発明に
よれば、上記相関関係記憶手段は、プラズマ密度情報測
定用プローブを構成する空気,誘電体,プラズマ,アン
テナを空間座標で格子化して、電磁場の時間変化および
領域変化を求める有限差分時間領域法に基づいて、基本
吸収周波数と、プラズマ表面波共鳴周波数とを求めるこ
とで、上記の相関関係を予め求めて記憶している。
[Operation / Effect] According to the twenty-seventh aspect of the present invention, the correlation storage means grids the air, the dielectric, the plasma, and the antenna, which form the probe for measuring plasma density information, in spatial coordinates. Based on the finite-difference time-domain method for obtaining the time change and the region change of the electromagnetic field, the basic absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency are obtained, and the above correlation is obtained and stored in advance.

【0079】請求項28に記載の発明は、プラズマ中の
被処理物に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に周波数を掃引し
ながらプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給す
るプラズマ密度情報測定用電源と、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
定用プローブと、前記プラズマ密度情報測定用プローブ
を用いて複数回にわたりプラズマ密度情報を測定し、プ
ラズマ密度情報の各々の測定結果を時間経過とともに出
力する第2の出力手段と、測定された前記プラズマ密度
情報に基づいてプラズマ処理を制御する制御手段とを備
えていることを特徴とするものである。
The invention as set forth in claim 28 is a plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, wherein a plasma density information measuring power is supplied while sweeping a frequency for measuring plasma density information. Power source for measuring plasma density information supplied to plasma, probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of power for measuring plasma density information by plasma load, and probe for measuring plasma density information Second output means for measuring plasma density information a plurality of times by using, and outputting each measurement result of the plasma density information over time, and control for controlling plasma processing based on the measured plasma density information. And means.

【0080】〔作用・効果〕請求項28に記載の発明に
よれば、第2の出力手段によって、プラズマ密度情報測
定用プローブを用いて複数回にわたりプラズマ密度情報
を測定し、プラズマ密度情報の各々の測定結果を時間経
過とともに出力している。従って、時系列ごとにプラズ
マ密度情報を把握することができるとともに、制御手段
によってプラズマ処理を容易に行うことができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in claim 28, the plasma density information is measured a plurality of times by the second output means using the plasma density information measuring probe, and each of the plasma density information is measured. The measurement result of is output over time. Therefore, the plasma density information can be grasped for each time series, and the plasma processing can be easily performed by the control means.

【0081】請求項29に記載の発明は、プラズマ中の
被処理物に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に周波数を掃引し
ながらプラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給す
るプラズマ密度情報測定用電源と、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
定用プローブと、前記プラズマ密度情報測定用プローブ
を用いて複数回にわたりプラズマ密度情報を測定し、プ
ラズマ密度情報の各々の測定結果を時間に関して求め、
各々の時間におけるプラズマ密度情報の値を時間につい
て積算を行い、プラズマ密度情報の時間積算を導出する
積算値導出手段と、導出された前記積算値に基づいてプ
ラズマ処理を制御する制御手段とを備えていることを特
徴とするものである。
According to a twenty-ninth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, wherein plasma density information measuring power is supplied while sweeping a frequency to measure plasma density information. Power source for measuring plasma density information supplied to plasma, probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of power for measuring plasma density information by plasma load, and probe for measuring plasma density information Plasma density information is measured multiple times using, and each measurement result of the plasma density information is obtained with respect to time.
An integrated value deriving unit that integrates the values of the plasma density information at each time with respect to time and derives the time integration of the plasma density information, and a control unit that controls the plasma processing based on the derived integrated value. It is characterized by that.

【0082】〔作用・効果〕請求項29に記載の発明に
よれば、積算値導出手段によって、プラズマ密度情報測
定用プローブを用いて複数回にわたりプラズマ密度情報
を測定し、プラズマ密度情報の各々の測定結果を時間に
関して求め、各々の時間におけるプラズマ密度情報の値
を時間について積算を行い、プラズマ密度情報の時間積
算を導出している。従って、時間積算されたプラズマ密
度情報を把握することができるとともに、時間積算され
たプラズマ密度情報に基づいて制御手段によってプラズ
マ処理を容易に行うことができる。
[Operation / Effect] According to the invention as set forth in claim 29, the integrated value deriving means measures the plasma density information a plurality of times by using the plasma density information measuring probe, and each of the plasma density information The measurement result is obtained with respect to time, the value of the plasma density information at each time is integrated with respect to time, and the time integration of the plasma density information is derived. Therefore, the time-integrated plasma density information can be grasped, and the plasma processing can be easily performed by the control means based on the time-integrated plasma density information.

【0083】例えば、プラズマ処理がプラズマエッチン
グの場合には、エッチングする膜厚が、プラズマ処理が
プラズマCVD(化学気相成長)の場合には、蒸着され
る膜厚が、上述した積算値に対して相関関係にある。従
って、時間積算されたプラズマ密度情報を把握すること
で、プラズマ処理を行ううえでのプラズマの状態をも把
握することができ、時間積算されたプラズマ密度情報、
すなわち積算値に基づいてプラズマ処理を容易に行うこ
とができる。
For example, when the plasma treatment is plasma etching, the film thickness to be etched is, when the plasma treatment is plasma CVD (chemical vapor deposition), the film thickness deposited is relative to the above-mentioned integrated value. Are correlated. Therefore, by grasping the plasma density information accumulated over time, it is possible to grasp the state of the plasma in performing the plasma processing, and the plasma density information accumulated over time,
That is, the plasma processing can be easily performed based on the integrated value.

【0084】[0084]

【発明の実施の形態】〔第1実施例〕以下、図面を参照
してこの発明の一実施例を説明する。図1は、本発明に
係るプラズマ密度情報測定用プローブに用いられるプラ
ズマ処理装置の一実施例の概略構成を示したブロック図
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a plasma processing apparatus used in a probe for measuring plasma density information according to the present invention.

【0085】第1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が生成されるチャンバ1
を備えており、このチャンバ1内には図示を省略する処
理用の電圧に接続されている電極2が配設されており、
この電極2上に被処理物である基板Wが載置されてい
る。この電極2に処理用の電圧を印加することによって
基板Wのプラズマ処理が行われる。
As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus according to the first embodiment includes a chamber 1 in which plasma PM is generated.
And an electrode 2 connected to a processing voltage (not shown) is disposed in the chamber 1.
A substrate W, which is an object to be processed, is placed on the electrode 2. By applying a processing voltage to the electrode 2, the plasma processing of the substrate W is performed.

【0086】プラズマ処理としては、プラズマエッチン
グや、プラズマCVD、あるいはプラズマアッシングな
ど、通常プラズマによって行われる処理であれば、特に
限定されない。また、第1実施例に係るチャンバ1は、
2つの電極を互いに対向させて、両電極間にプラズマを
生成する、いわゆるCCP(Capacitively Coupled Pla
sma) 型、すなわち容量結合プラズマや、コイルを備え
たアンテナに電流を流すことでアンテナに磁場を発生さ
せて、アンテナからの磁場による誘導電場の発生によっ
てプラズマを生成する、いわゆるICP(Inductively C
oupled Plasma)型、すなわち誘導結合プラズマといった
無磁場のプラズマに用いられるチャンバであってもよい
し、ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマの
ように有磁場のプラズマに用いられるチャンバであって
もよい。
The plasma treatment is not particularly limited as long as it is a treatment generally performed by plasma, such as plasma etching, plasma CVD or plasma ashing. In addition, the chamber 1 according to the first embodiment is
The so-called CCP (Capacitively Coupled Plas) that generates plasma between the two electrodes by making the two electrodes face each other.
sma) type, that is, a so-called ICP (Inductively C) that generates a magnetic field in the antenna by passing a current through an antenna equipped with a capacitively coupled plasma or a coil and generates an induction electric field by the magnetic field from the antenna.
The chamber may be a chamber used for a non-magnetic field plasma such as an coupled plasma (Oupled Plasma) type, that is, an inductively coupled plasma, or a chamber used for a magnetic field plasma such as an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma.

【0087】電極とプラズマPMを生成するための生成
用電源3とは、生成用電力制御部4を介して、接続され
ており、この生成用電力制御部4によって生成用電源3
からチャンバ1に供給される生成用電力が操作される。
この生成用電力制御部4は、本発明における制御手段に
相当する。
The electrodes and the generating power source 3 for generating the plasma PM are connected via the generating power control unit 4, and the generating power control unit 4 causes the generating power source 3 to be generated.
The generation electric power supplied from the chamber to the chamber 1 is operated.
The generation power control unit 4 corresponds to the control means in the present invention.

【0088】また、チャンバ1内には、上述した基板の
他に、チャンバ1内のプラズマ密度情報を測定する測定
プローブ5が挿入されており、プラズマ密度情報を測定
するための測定用電源6と、この測定プローブ5とは、
同軸ケーブル7とプローブ制御部8とを介して接続され
ている。なお、第1実施例では、プラズマ密度情報とし
て電子密度を測定しているが、その他のプラズマ密度情
報として例えばプラズマ密度やイオン密度などがある。
測定プローブ5,および測定用電源6は、本発明におけ
るプラズマ密度情報測定用プローブ,およびプラズマ密
度情報測定用電源にそれぞれ相当する。
In addition to the substrate described above, a measurement probe 5 for measuring plasma density information in the chamber 1 is inserted in the chamber 1, and a measurement power source 6 for measuring the plasma density information is provided. , What is this measuring probe 5?
It is connected via the coaxial cable 7 and the probe controller 8. In the first embodiment, the electron density is measured as the plasma density information, but other plasma density information includes, for example, the plasma density and the ion density.
The measurement probe 5 and the measurement power supply 6 respectively correspond to the plasma density information measurement probe and the plasma density information measurement power supply of the present invention.

【0089】上述の基板W、電極2、測定プローブ5の
他に、チャンバ1と、プラズマPMを生成するためのガ
スを供給するためのガス供給源(タンク)9とは、ガス
調整用バルブ10とを介して連通接続されている。
In addition to the substrate W, the electrode 2, and the measurement probe 5 described above, the chamber 1 and the gas supply source (tank) 9 for supplying the gas for generating the plasma PM are provided with the gas adjusting valve 10. Connected via and.

【0090】次に、生成用電力制御部4の具体的構成に
ついて説明する。生成用電力制御部4は、電子密度設定
部11とインピーダンス整合器12とから構成されてい
る。電子密度設定部11は、目標の電子密度に設定する
とともに、チャンバ1内に生成されるプラズマPM中で
の実際の電子密度と、設定された目標の電子密度とが一
定以上の誤差であれば、目標の電子密度に設定し直すよ
うに構成されている。インピーダンス整合器12は、チ
ャンバ1への生成用電力の供給を調節して、チャンバ1
内に生成されるプラズマPM中での電子密度が、設定さ
れた目標の電子密度になるように構成されている。
Next, a specific configuration of the power generation control section 4 will be described. The power control unit 4 for generation includes an electron density setting unit 11 and an impedance matching device 12. The electron density setting unit 11 sets a target electron density, and if the actual electron density in the plasma PM generated in the chamber 1 and the set target electron density have a certain error or more. , The target electron density is reset. The impedance matching device 12 regulates the supply of the generation power to the chamber 1 to generate the chamber 1.
The electron density in the plasma PM generated therein is set to the set target electron density.

【0091】インピーダンス整合器12は、生成用電源
3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。また上述の周波数が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。
As the impedance matching device 12, when the frequency of the power source 3 for generation is a frequency on the order of MHz, a matching circuit combining an inductance and a capacitance is used. When the above-mentioned frequency is 1 GHz or more, an EH tuner or a stub tuner is used.

【0092】次に、測定プローブ5について、図2を参
照して説明する。測定プローブ5は、同軸ケーブル7の
先端部を加工成形することによって構成されており、図
2に示すように、先端部において同軸ケーブル7の外部
絶縁体7aと外部導体7bとを除去してから先端部が閉
じられている誘電体製のチューブ13を被せることによ
って構成されている。また、外部絶縁体7aと外部導体
7bとを除去したことによって同軸ケーブル7の先端部
において中心絶縁体7c,中心導体7dのみとなって、
中心導体7dは、同軸ケーブル7を介して伝送された電
力を放射するアンテナの機能を果たすことになる。従っ
て、先端部における中心導体7dは、本発明におけるア
ンテナに相当し、同軸ケーブル7は、本発明におけるケ
ーブルに相当し、チューブ13は、本発明における誘電
体性領域に相当する。
Next, the measuring probe 5 will be described with reference to FIG. The measurement probe 5 is formed by processing and molding the tip of the coaxial cable 7. As shown in FIG. 2, after removing the outer insulator 7a and the outer conductor 7b of the coaxial cable 7 at the tip, It is configured by covering a dielectric tube 13 having a closed tip. Further, by removing the outer insulator 7a and the outer conductor 7b, only the center insulator 7c and the center conductor 7d are left at the tip of the coaxial cable 7,
The center conductor 7d will function as an antenna that radiates the electric power transmitted through the coaxial cable 7. Therefore, the central conductor 7d at the tip portion corresponds to the antenna in the present invention, the coaxial cable 7 corresponds to the cable in the present invention, and the tube 13 corresponds to the dielectric region in the present invention.

【0093】なお、プラズマPM中ではプラズマ雰囲気
によって生成された生成物がアンテナなどに付着して測
定誤差を発生させる、いわゆるプラズマ汚染が起こる。
このようなプラズマ汚染からアンテナを防止する点にお
いて、アンテナの外側に中心絶縁体7c、チューブ13
の両方に必ずしも被覆されていなくても、中心絶縁体7
c、チューブ13のいずれか1つに被覆されていればよ
い。
In the plasma PM, so-called plasma contamination occurs in which a product generated by the plasma atmosphere adheres to an antenna or the like and causes a measurement error.
In terms of preventing the antenna from such plasma contamination, the central insulator 7c and the tube 13 are provided outside the antenna.
The central insulator 7 even if both are not necessarily covered
Any one of the c and the tube 13 may be covered.

【0094】チューブ13は、本実施例では比誘電率が
約4である石英(SiO2 )で形成されている。チュー
ブ13を形成する物質については、例えば比誘電率が2
であるフッ素樹脂や、比誘電率が10であるアルミナ
(Al2 3 )や、比誘電率が35であるジルコニア
(zirconia)(ZrO2 )や、異方性誘電体や、純度に
よって比誘電率が変化するが比誘電率が約20前後であ
る炭化ケイ素(silicon carbide )(SiC)等のよう
に、特に限定されないが、固体の誘電体の場合ではチュ
ーブ13を形成し易い点から鑑みると、比誘電率が2か
ら50までの物質でチュ−ブ13は形成されている方が
好ましい。
The tube 13 is made of quartz (SiO 2 ) having a relative dielectric constant of about 4 in this embodiment. The material forming the tube 13 has, for example, a relative dielectric constant of 2
Fluororesin, relative permittivity of 10 alumina (Al 2 O 3 ), relative permittivity of 35 zirconia (ZrO 2 ), anisotropic dielectric, and relative permittivity depending on purity. Although it is not particularly limited such as silicon carbide (SiC) whose relative dielectric constant is about 20 although the dielectric constant changes, considering that it is easy to form the tube 13 in the case of a solid dielectric, It is preferable that the tube 13 is formed of a material having a relative dielectric constant of 2 to 50.

【0095】チューブ19の外径をφとする。また、ア
ンテナである先端部における中心導体7dの長さを、図
2に示すように、Lとする。また、外部絶縁体7aと外
部導体7bとが除去された箇所からチューブ19の先端
部までの長さを、図2に示すように、dとする。この外
部絶縁体7aと外部導体7bとが除去された箇所は、ア
ンテナである中心導体7dと、同軸ケーブル7との接続
部でもある。従って、先端部における中心導体7dの長
さLは、本発明におけるアンテナの長さに相当し、外部
絶縁体7aと外部導体7bとが除去された箇所からチュ
ーブ19の先端部までの長さdは、本発明における誘電
体性外皮の先端部からアンテナとケーブルとの接続部ま
での長さに相当する。
The outer diameter of the tube 19 is φ. Further, the length of the central conductor 7d at the tip portion which is the antenna is L as shown in FIG. The length from the location where the external insulator 7a and the external conductor 7b are removed to the tip of the tube 19 is d, as shown in FIG. The location where the outer insulator 7a and the outer conductor 7b are removed is also the connecting portion between the central conductor 7d, which is an antenna, and the coaxial cable 7. Therefore, the length L of the central conductor 7d at the tip corresponds to the length of the antenna in the present invention, and the length d from the location where the outer insulator 7a and the outer conductor 7b are removed to the tip of the tube 19. Corresponds to the length from the tip of the dielectric outer cover to the connection between the antenna and the cable in the present invention.

【0096】チューブ13の外径φ、アンテナの長さ
L、外部絶縁体7aと外部導体7bとが除去された箇所
からチューブ13の先端部までの長さd(以下、適宜
『先端部から接続部までの長さd』と略記する)は、そ
れぞれ1cmであって、それぞれの長さが等しく構成さ
れている。上記φ,L,dは必ずしもほぼ等しく構成さ
れる必要はないが、後述するように、損失のもっとも大
きい、すなわちQ値(quality factor)がもっとも大き
い反射率における吸収周波数である基本吸収周波数(0
次の吸収周波数)を容易に特定する点において、ほぼ等
しく形成されている方が好ましい。なお、『課題を解決
するための手段』でも述べたが、『ほぼ等しい』とは、
個々の長さの寸法差が−2mmから+2mmまでの範囲
に収まることを指す。また、チャンバ1の大きさなどに
もよるが、上記φ,L,dは、5cmに収まる程度の寸
法であるのが好ましい。
The outer diameter φ of the tube 13, the length L of the antenna, the length d from the location where the outer insulator 7a and the outer conductor 7b are removed to the tip of the tube 13 (hereinafter referred to as "from tip to tip as appropriate"). (Abbreviated as "length to part d") is 1 cm, and the respective lengths are equal. The above φ, L, and d do not necessarily have to be configured to be substantially equal, but as will be described later, the fundamental absorption frequency (0 which is the absorption frequency at the reflectance with the largest loss, that is, the largest Q factor (quality factor).
From the viewpoint of easily specifying the next absorption frequency, it is preferable that they are formed to be substantially equal. As mentioned in "Means for solving problems", "almost equal" means
It indicates that the dimensional difference between individual lengths falls within the range of −2 mm to +2 mm. Further, although depending on the size of the chamber 1 and the like, it is preferable that the above φ, L, and d are dimensions that are within 5 cm.

【0097】上述のように構成された図2に示すような
測定プローブ5をプラズマPM中に挿入させる。次に、
測定用電源6から測定用電力を伝送させる。すると、測
定プローブ5の吸収周波数において、先端ではチューブ
13や同軸ケーブル7などを境界条件に持ちながら共鳴
吸収が起きる。この結果、測定用電源6から供給されて
伝送された電磁波が吸収されるので、測定プローブ5の
吸収周波数において反射電力が小さくなる。また、測定
用電力がプラズマPMによって吸収されると吸収されな
かった残りの測定用電力は、測定用電源6側からプラズ
マPM側に伝送した方向とは逆方向に、測定用電源6側
に向かって伝送される。また、測定用電力がプラズマP
Mによって反射されると、反射された測定用電力は、同
様に測定用電源6側に向かって伝送される。この測定用
電力は、本発明におけるプラズマ密度情報測定用電力に
相当する。
The measuring probe 5 as shown in FIG. 2 configured as described above is inserted into the plasma PM. next,
The measurement power is transmitted from the measurement power supply 6. Then, at the absorption frequency of the measurement probe 5, resonance absorption occurs at the tip while the tube 13, the coaxial cable 7, etc. are held as boundary conditions. As a result, the electromagnetic wave supplied and transmitted from the measurement power source 6 is absorbed, and the reflected power becomes small at the absorption frequency of the measurement probe 5. When the measurement power is absorbed by the plasma PM, the remaining measurement power that is not absorbed goes to the measurement power supply 6 side in the direction opposite to the direction in which it is transmitted from the measurement power supply 6 side to the plasma PM side. Transmitted. Also, the measuring power is plasma P
When reflected by M, the reflected measurement power is similarly transmitted toward the measurement power supply 6 side. This measuring power corresponds to the plasma density information measuring power in the present invention.

【0098】続いて、プローブ制御部8の具体的構成に
ついて説明する。プローブ制御部8は、図1に示すよう
に、方向性結合器14と、減衰器15と、フィルタ16
と、周波数出力部17と、ダブル・バランスド・ミキサ
(DBM(Double balancedMixer))18(以下、適宜
『DBM』と略記する)と、帯域通過フィルタ(BPF
(Band Pass Filter))19(以下、適宜『BPF』と
略記する)と、後述する吸収周波数導出部などからなる
第1の出力装置20と、電子密度変換部21とから構成
されている。第1の出力装置20は、吸収周波数導出部
20a、高調波除去部20b、表示モニタ20cから構
成されている。
Next, the specific structure of the probe controller 8 will be described. The probe controller 8 includes a directional coupler 14, an attenuator 15, and a filter 16 as shown in FIG.
A frequency output unit 17, a double balanced mixer (DBM) 18 (hereinafter abbreviated as "DBM"), and a band pass filter (BPF).
(Band Pass Filter) 19 (hereinafter, appropriately abbreviated as “BPF”), a first output device 20 including an absorption frequency derivation unit described later, and an electron density conversion unit 21. The first output device 20 includes an absorption frequency derivation unit 20a, a harmonic wave removal unit 20b, and a display monitor 20c.

【0099】測定プローブ5には、同軸ケーブル7を介
して測定用電源6,DBM18側から順に、方向性結合
器14、減衰器15、およびフィルタ16が接続されて
いる。また、方向性結合器16には、第1の出力装置2
0中の吸収周波数導出部20a側から順に、BPF1
9、DBM18が接続されているとともに、DBM18
と測定用電源6とは周波数出力部17を介し、吸収周波
数導出部20aと生成用電源3とは高調波除去部20b
を介し、吸収周波数導出部20aと電子密度設定部11
とは電子密度変換部21を介してそれぞれ接続されてい
る。なお、第1の出力装置20は、本発明における第1
の出力手段に相当する。
A directional coupler 14, an attenuator 15 and a filter 16 are connected to the measurement probe 5 via a coaxial cable 7 in this order from the measurement power source 6 and the DBM 18. In addition, the directional coupler 16 includes the first output device 2
BPF1 in order from the absorption frequency derivation unit 20a side in 0.
9, DBM18 is connected and DBM18
And the measuring power supply 6 through the frequency output unit 17, and the absorption frequency deriving unit 20a and the generating power supply 3 include the harmonic wave removing unit 20b.
Via the absorption frequency deriving unit 20a and the electron density setting unit 11
And are respectively connected via the electron density converter 21. The first output device 20 is the first output device of the present invention.
Corresponds to the output means of.

【0100】測定用電源6は周波数掃引式であって、後
述する発振閉回路(PLL)が測定用電源6として用い
られる。測定用電源6は、ある周波数帯域(例えば10
0kHzから2.5GHzまで)の周波数で測定用電力
を自動掃引しながら出力する。測定用電源6から出力さ
れた測定用電力は、同軸ケーブル7中を伝送しながら方
向性結合器14、減衰器15、およびフィルタ16の順
に経由して、測定プローブ5へ伝送される。一方、測定
用電力が吸収または反射されると、上述したように逆方
向に電力の反射分が伝送されて、方向性結合器14で検
出されて、DBM18、BPF19を介して、第1の出
力装置20中の吸収周波数導出部20aへ送り込まれ
る。吸収周波数導出部20aには測定用電源6から出力
される測定用電力の周波数も逐次送り込まれる。
The power supply 6 for measurement is a frequency sweep type, and an oscillation closed circuit (PLL) described later is used as the power supply 6 for measurement. The measuring power supply 6 is arranged in a certain frequency band (for example, 10
Output power while automatically sweeping measurement power at a frequency of 0 kHz to 2.5 GHz). The measurement power output from the measurement power supply 6 is transmitted to the measurement probe 5 via the directional coupler 14, the attenuator 15, and the filter 16 in this order while being transmitted through the coaxial cable 7. On the other hand, when the power for measurement is absorbed or reflected, the reflected component of the power is transmitted in the opposite direction as described above, is detected by the directional coupler 14, and is output via the DBM 18 and the BPF 19 as the first output. It is sent to the absorption frequency derivation unit 20a in the device 20. The frequency of the measurement power output from the measurement power supply 6 is also sequentially sent to the absorption frequency derivation unit 20a.

【0101】フィルタ16は、プローブ制御部8に混入
してくる電力やノイズを除去する機能を果たす。なお、
第1実施例のフィルタ16には、高域通過フィルタ(H
PF(High Pass Filter))が用いられる。また、減衰
器15は、測定プローブ5へ送り込む測定用電力の量を
調整する機能を果たす。
The filter 16 has a function of removing electric power and noise mixed in the probe controller 8. In addition,
The filter 16 of the first embodiment includes a high pass filter (H
PF (High Pass Filter) is used. Further, the attenuator 15 has a function of adjusting the amount of the measurement power sent to the measurement probe 5.

【0102】周波数出力部17は、測定用電源6から出
力掃引された周波数(以下、測定用電源6から掃引され
た周波数を『出力周波数f0』とする)に対して所定の
周波数Δf1だけ加算あるいは減算して出力する機能を
果たす。本明細書中では、加算時に出力された周波数
を、『加算周波数(f0+Δf1)』と定義づけるととも
に、減算時に出力された周波数を、『減算周波数(f0
−Δf1)』と定義づける。周波数出力部17は、本発
明における第1の周波数出力手段に相当する。
The frequency output unit 17 outputs only a predetermined frequency Δf 1 with respect to the frequency swept from the measurement power source 6 (hereinafter, the frequency swept from the measurement power source 6 is referred to as “output frequency f 0 ”). Performs the function of adding or subtracting and outputting. In this specification, the frequency output at the time of addition is defined as “addition frequency (f 0 + Δf 1 )”, and the frequency output at the time of subtraction is defined as “subtraction frequency (f 0
-Δf 1 ) ”. The frequency output unit 17 corresponds to the first frequency output means in the present invention.

【0103】DBM18(ダブル・バランスド・ミキサ
18)は、測定用電源6から出力された測定用電力やプ
ラズマPMによって吸収されて反射された反射分の電力
と、周波数出力部17から出力された電力とを乗算する
乗算器の機能を果たす。従って、電力の位相間において
位相は、DBM18によって加算あるいは減算されるこ
とになって、もちろん周波数も、DBM18によって加
算あるいは減算されることになる。また、DBM18は
反射された周波数(以下、この反射された周波数を『反
射周波数』とする)から加算周波数(f0+Δf1)ある
いは減算周波数(f0−Δf1)を減算する。DBM18
は、本発明における第2の周波数出力手段に相当する。
The DBM 18 (double balanced mixer 18) outputs the measurement power output from the measurement power source 6 and the power of the reflected component absorbed and reflected by the plasma PM, and the frequency output unit 17. It acts as a multiplier that multiplies with power. Therefore, between the phases of the electric power, the phase is added or subtracted by the DBM 18, and the frequency is of course also added or subtracted by the DBM 18. Further, the DBM 18 subtracts the addition frequency (f 0 + Δf 1 ) or the subtraction frequency (f 0 −Δf 1 ) from the reflected frequency (hereinafter, this reflected frequency is referred to as “reflection frequency”). DBM18
Corresponds to the second frequency output means in the present invention.

【0104】BPF19(帯域通過フィルタ19)は、
上述した所定の周波数の値と一致した周波数のみを通過
させる機能を果たす。BPF19は、本発明における周
波数通過手段に相当する。
The BPF 19 (bandpass filter 19) is
It fulfills the function of passing only the frequency that matches the value of the above-mentioned predetermined frequency. The BPF 19 corresponds to the frequency passing means in the present invention.

【0105】吸収周波数導出部20aは、測定用電力の
周波数と、測定用電力の検出反射量とに基づいて、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、電子密度に起因して測定用電力の
強い吸収が起こる吸収周波数を求める。また、出力され
た結果は、表示モニタ20cに出力表示される。なお、
吸収周波数の具体的な導出については、後述するフロー
チャートで説明する。
The absorption frequency deriving unit 20a obtains the change in the reflectance of the measuring power with respect to frequency based on the frequency of the measuring power and the detected reflection amount of the measuring power. Then, based on the obtained results, the absorption frequency at which strong measurement power absorption occurs due to the electron density is obtained. Further, the output result is output and displayed on the display monitor 20c. In addition,
Specific derivation of the absorption frequency will be described in a flowchart described later.

【0106】高調波除去部20bは、生成用電源3から
出力された生成用電力がチャンバ1に供給された際に発
生する高調波での周波数成分をパスして出力する機能を
果たす。高調波除去部20bは、本発明における高調波
除去手段に相当する。また、高調波除去部20bは、R
OMなどから構成される記録媒体からなる。なお、高調
波除去部20bは、記録媒体以外にも、上述したような
BPF(帯域通過フィルタ)であって、そのBPFが高
調波成分を除去する機能であってもよいが、高調波は複
数個存在するので、同数個のBPFを備える必要があ
る。さらに生成用電源3から出力する生成用電力の周波
数が変更になった場合には応用が効かないので、上述の
記録媒体で高調波除去部20bを構成する方が好まし
い。この高調波除去部20bの具体的な機能について
も、後述するフローチャートで説明する。
The harmonic wave removing section 20b has a function of passing and outputting the frequency component of the harmonic wave generated when the generation power output from the generation power supply 3 is supplied to the chamber 1. The harmonic wave removing unit 20b corresponds to the harmonic wave removing means in the present invention. Further, the harmonic wave removing unit 20b is
The recording medium includes an OM and the like. The harmonic removing unit 20b may be a BPF (band pass filter) as described above, other than the recording medium, and the BPF may have a function of removing harmonic components. Since there are the same number, it is necessary to have the same number of BPFs. Further, since the application is not effective when the frequency of the generation power output from the generation power supply 3 is changed, it is preferable to configure the harmonic removing section 20b with the above-mentioned recording medium. The specific function of the harmonic wave removing unit 20b will also be described with reference to the flowchart described later.

【0107】電子密度変換部21は、吸収周波数導出部
20aによって求められた吸収周波数に基づいて電子密
度に変換するように構成されている。上述の吸収周波数
は電子密度と一定の相関関係があるので、吸収周波数が
求まることによって、電子密度が容易に求められる。
The electron density conversion section 21 is configured to convert the electron density based on the absorption frequency obtained by the absorption frequency derivation section 20a. Since the above-mentioned absorption frequency has a certain correlation with the electron density, the electron density can be easily obtained by finding the absorption frequency.

【0108】次に、測定用電源6である発振閉回路(P
LL)について、図3を参照して説明する。測定用電源
6(PLL6)は、位相比較器22と、電流変換用のア
ンプ23と、低域通過フィルタ(LPF(Low Pass Fil
ter))24(以下、適宜『LPF』と略記する)と、
電圧制御発信器(VCO(Voltage Controlled Oscilla
tor))25(以下、適宜『VCO』と略記する)と、
プログラマブルデバイダ26とを備えている。
Next, the oscillation closed circuit (P
LL) will be described with reference to FIG. The measurement power supply 6 (PLL6) includes a phase comparator 22, a current conversion amplifier 23, and a low pass filter (LPF (Low Pass Filter)).
ter)) 24 (hereinafter appropriately abbreviated as “LPF”),
Voltage Controlled Oscilla (VCO)
tor)) 25 (hereinafter appropriately abbreviated as “VCO”),
And a programmable divider 26.

【0109】位相比較器22は、参照周波数、すなわち
基準周波数frefとそれぞれ掃引される各出力周波数f0
との位相を比較して、比較して得られた位相差信号を電
流変換用のアンプ23に与える機能を果たす。なお、こ
の位相差信号は電圧に関する信号でもある。
The phase comparator 22 has a reference frequency, that is, a reference frequency f ref and each output frequency f 0 swept.
And the phase difference signal obtained by the comparison are applied to the amplifier 23 for current conversion. The phase difference signal is also a signal related to voltage.

【0110】アンプ23は、位相比較器22から出力さ
れた電圧信号でもある位相差信号を電流に変換させてL
PF24に与えて、さらにLPF24を駆動させる機能
を果たす。このアンプ23は、本発明における電流変換
手段に相当する。
The amplifier 23 converts the phase difference signal, which is also the voltage signal output from the phase comparator 22, into a current and converts it to L.
The function is given to the PF 24 and further drives the LPF 24. The amplifier 23 corresponds to the current conversion means in the present invention.

【0111】LPF24は、低域側の周波数を通過させ
て電圧に変換させて、その電圧をVCO25に与える機
能を果たす。
The LPF 24 has a function of passing a frequency on the low frequency side, converting it into a voltage, and giving the voltage to the VCO 25.

【0112】VCO25は、LPF24からの電圧の大
きさに応じて周波数を出力し、その出力された周波数を
各出力周波数f0として掃引する機能を果たす。
The VCO 25 outputs a frequency according to the magnitude of the voltage from the LPF 24 and sweeps the output frequency as each output frequency f 0 .

【0113】プログラマブルデバイダ26は、分周比を
例えばNとした場合にVCOから出力された出力周波数
0を分周し、分周された周波数(f0/N)を位相比較
器22に与える機能を果たす。
The programmable divider 26 divides the output frequency f 0 output from the VCO when the division ratio is set to N, and gives the divided frequency (f 0 / N) to the phase comparator 22. Perform a function.

【0114】例えば出力周波数f0がfrefのとき、プロ
グラマブルデバイダ26は“1”をカウントしており、
分周比は1となる。そして分周された(f0/N)(=
ref/1=fref)と、基準周波数frefとの各々の位
相を位相比較器22によって比較を行い、その結果であ
る位相差信号がアンプ23に送り込まれ、アンプ23に
よって電流信号に変換させる。そしてその電流信号によ
ってLPF24が駆動され、低域側の周波数のみ通過さ
れて、VCO25に送り込まれる。VCO25は出力周
波数f0を2frefとして出力する。このとき、プログラ
マブルデバイダ26は“2”をカウントしており、分周
比は2となる。同様の手順を複数回繰り返すことで、以
下のように各出力周波数f0がそれぞれ掃引出力され
る。すなわち、上述のPLL6によって、位相比較器2
2〜アンプ23〜LPF24〜VCO25〜プログラマ
ブルデバイダ26〜位相比較器22を一巡(ループ)す
るたびに、各出力周波数f0がfref,2fref,3
ref,…と順に掃引される。
For example, when the output frequency f 0 is f ref , the programmable divider 26 is counting "1",
The division ratio is 1. Then, the divided frequency is (f 0 / N) (=
f ref = 1 = f ref ) and the reference frequency f ref are compared by the phase comparator 22, and the resulting phase difference signal is sent to the amplifier 23 and converted into a current signal by the amplifier 23. Let Then, the LPF 24 is driven by the current signal, passes only the frequency on the low frequency side, and is sent to the VCO 25. The VCO 25 outputs the output frequency f 0 as 2f ref . At this time, the programmable divider 26 is counting "2", and the frequency division ratio is 2. By repeating the same procedure a plurality of times, each output frequency f 0 is swept output as follows. That is, the phase comparator 2
2 amplifier 23~LPF24~VCO25~ programmable divider 26 to the time that the phase comparator 22 a round (loop), the output frequency f 0 is f ref, 2f ref, 3
It is swept in order of f ref , ....

【0115】続いて、上述した構成を有するプラズマ処
理装置において、プラズマ処理の流れを、図4のフロー
チャートを参照して説明する。なお、ステップS1の時
点ではプラズマ生成用の生成用電源3のスイッチは既に
ON状態であって、ガス供給源(タンク)9からチャン
バ1内にガスが既に供給されて、プラズマPMも既に生
成されているものとする。また、測定用電源6から出力
される周波数帯域は100kHzから2.5GHzまで
の範囲で、100kHzごとに周波数を掃引し、生成用
電源3から出力される周波数は、13.56MHzであ
る。また、周波数出力部17で用いられる所定の周波数
として、140MHzの周波数を用いるとともに、BP
F19として、140MHzの周波数のみを通過させ
る、140MHzのBPFを用いる。
Next, the flow of plasma processing in the plasma processing apparatus having the above-mentioned structure will be described with reference to the flowchart of FIG. At the time of step S1, the switch of the generation power source 3 for plasma generation is already in the ON state, the gas is already supplied from the gas supply source (tank) 9 into the chamber 1, and the plasma PM is also already generated. It is assumed that The frequency band output from the power supply 6 for measurement is in the range of 100 kHz to 2.5 GHz, and the frequency is swept every 100 kHz, and the frequency output from the power supply 3 for generation is 13.56 MHz. In addition, a frequency of 140 MHz is used as the predetermined frequency used in the frequency output unit 17, and
As F19, a 140 MHz BPF that passes only the frequency of 140 MHz is used.

【0116】〔ステップS1〕測定用電源6のスイッチ
をONにする。測定用電源6から100kHzから2.
5GHzまでの周波数で測定用電力を自動掃引しながら
出力する。また、自動掃引しながら吸収周波数導出部2
0aに上述の周波数が逐次送り込まれる。出力された測
定用電力は、同軸ケーブル7を介して測定プローブ5に
供給される。
[Step S1] The measuring power source 6 is turned on. 1. From measurement power source 6 to 100 kHz
Outputs while automatically sweeping measurement power at frequencies up to 5 GHz. In addition, the absorption frequency derivation unit 2 while automatically sweeping
The above frequency is sequentially sent to 0a. The output measurement power is supplied to the measurement probe 5 via the coaxial cable 7.

【0117】また、測定用電源6は、100kHzから
2.5GHzまでの周波数で100kHzごとに掃引出
力するので、基準周波数frefは、100kHzで、各
出力周波数f0は、100kHz,200kHz,…,
2.5GHzと順に掃引される。先ず、100kHzの
出力周波数f0が掃引されるときを例に採って説明す
る。
Further, since the measuring power supply 6 sweeps and outputs every 100 kHz at frequencies from 100 kHz to 2.5 GHz, the reference frequency f ref is 100 kHz and each output frequency f 0 is 100 kHz, 200 kHz, ...,
It is swept in sequence with 2.5 GHz. First, a case where the output frequency f 0 of 100 kHz is swept will be described as an example.

【0118】100kHzの出力周波数f0が測定用電
源6から掃引されると、吸収周波数導出部20aに送り
込まれるとともに、100kHzの出力周波数f0にお
ける測定用電力は、同軸ケーブル7を介して測定プロー
ブ5に供給されて、周波数出力部17にも100kHz
の出力周波数f0が送り込まれる。そして、下記のステ
ップS2(測定用電力をプラズマに供給し、反射された
電力を検出する)と、ステップS3(周波数出力部から
周波数f0+Δf1を出力する)とをほぼ同時に行う。先
ず、ステップS2について説明する。
When the output frequency f 0 of 100 kHz is swept from the measurement power supply 6, the measurement power is sent to the absorption frequency deriving section 20a, and the measurement power at the output frequency f 0 of 100 kHz is measured via the coaxial cable 7. 5 is supplied to the frequency output unit 17 at 100 kHz.
Output frequency f 0 of Then, the following step S2 (supplying the measuring power to the plasma and detecting the reflected power) and step S3 (outputting the frequency f 0 + Δf 1 from the frequency output section) are performed almost at the same time. First, step S2 will be described.

【0119】〔ステップS2〕供給された測定用電力
は、表面波によって吸収または反射が起こって、供給時
とは逆方向に同軸ケーブル7を介して測定用電力の反射
分だけ測定用電源6側に伝送される。測定用電力の反射
量は、フィルタ16、減衰器15、および方向性結合器
14の順に経由して、方向性結合器14で検出される。
ステップS1からステップS2までは、本発明における
(a)の過程に相当する。
[Step S2] The supplied measuring power is absorbed or reflected by the surface wave, and the reflected amount of the measuring power is passed through the coaxial cable 7 in the opposite direction to that at the time of supplying the measuring power 6 side. Be transmitted to. The reflection amount of the measurement power is detected by the directional coupler 14 via the filter 16, the attenuator 15, and the directional coupler 14 in this order.
Steps S1 to S2 correspond to the process (a) in the present invention.

【0120】〔ステップS3〕周波数出力部17に10
0kHzの出力周波数f0が送り込まれると、所定の周
波数が加算あるいは減算されて、出力される。このステ
ップでは、加算される場合、すなわち加算周波数(f0
+Δf1)を例に採って説明する。すると、所定の周波
数Δf1は140MHzであるので、出力周波数f0であ
る100kHzに対して、所定の周波数Δf1が加算さ
れる。その結果、周波数出力部17から、100kHz
+140MHz(=140.1MHz)の周波数が出力
される。
[Step S3] The frequency output unit 17 receives 10
When the output frequency f 0 of 0 kHz is sent in, a predetermined frequency is added or subtracted and output. In this step, when addition is performed, that is, the addition frequency (f 0
+ Δf 1 ) will be described as an example. Then, since the predetermined frequency Δf 1 is 140 MHz, the predetermined frequency Δf 1 is added to the output frequency f 0 of 100 kHz. As a result, from the frequency output unit 17, 100 kHz
A frequency of +140 MHz (= 140.1 MHz) is output.

【0121】〔ステップS4〕方向性結合器14で検出
(ステップS2において処理)された測定用の電力は、
反射された電力にノイズが重畳された状態で、DBM1
8にて周波数出力部17から出力(ステップS3におい
て処理)された電力と乗算されて、周波数間において加
算あるいは減算される。反射された反射周波数は、上述
したようにノイズも含まれているので、測定用電源6か
ら出力されて反射された100kHzの周波数に対して
のみならず、ノイズによる様々な反射周波数に対して、
周波数f0+Δf1である100kHz+140MHz
(=140.1MHz)がそれぞれ減算される。従っ
て、DBM18によって減算で得られた周波数も、複数
個存在する。
[Step S4] The electric power for measurement detected by the directional coupler 14 (processed in step S2) is
With noise superimposed on the reflected power, DBM1
In step 8, the electric power output from the frequency output unit 17 (processed in step S3) is multiplied and added or subtracted between frequencies. Since the reflected frequency reflected includes noise as described above, not only for the frequency of 100 kHz output from the measurement power source 6 and reflected, but also for various reflected frequencies due to noise,
100 kHz + 140 MHz, which is the frequency f 0 + Δf 1
(= 140.1 MHz) is subtracted. Therefore, there are a plurality of frequencies obtained by subtraction by the DBM 18.

【0122】DBM18によって減算でそれぞれ得られ
た各周波数における電力について、BPF19でフィル
タ処理を施す。
The BPF 19 filters the electric power at each frequency obtained by the subtraction by the DBM 18.

【0123】上述したように、BPF19は、所定の周
波数Δf1(=140MHz)の値と一致した周波数の
みを通過させるので、DBM18によって減算でそれぞ
れ得られた各周波数が所定の周波数Δf1の値と一致す
るか否かをBPF19が判断する。
As described above, since the BPF 19 passes only the frequency that matches the value of the predetermined frequency Δf 1 (= 140 MHz), each frequency obtained by the subtraction by the DBM 18 has the value of the predetermined frequency Δf 1 . The BPF 19 determines whether or not

【0124】この場合、測定用電源6から出力されて反
射された100kHzの周波数に対してDBM18にて
100kHz+140MHz(=140.1MHz)が
減算された周波数が、100kHz−(100kHz+
140MHz)、すなわち−140MHzで、この周波
数(の絶対値)が所定の周波数Δf1(=140MH
z)の値と一致するので、測定用電源6から出力されて
反射された100kHzの周波数における電力のみが通
過される。そして、ノイズの影響による他の反射周波数
については、一致しないので他の反射周波数における電
力、すなわちノイズについては、BPF19によって除
去される。
In this case, the frequency obtained by subtracting 100 kHz + 140 MHz (= 140.1 MHz) by the DBM 18 from the frequency of 100 kHz output from the measuring power source 6 and reflected is 100 kHz− (100 kHz +
140 MHz), that is, -140 MHz, this frequency (absolute value) is a predetermined frequency Δf 1 (= 140 MH).
Since it coincides with the value of z), only the electric power at the frequency of 100 kHz output from the measuring power supply 6 and reflected is passed. Since the other reflection frequencies due to the influence of noise do not match, the power at the other reflection frequencies, that is, the noise, is removed by the BPF 19.

【0125】〔ステップS5〕BPF19によって通過
された周波数は−140MHzのままであるので、測定
用電源6から出力された出力周波数f0(=100kH
z)に校正して戻す。吸収周波数導出部20aは、校正
された出力周波数を横軸にとり、そのときの測定用電力
の検出反射量(〔測定用電力の検出反射量〕÷〔測定用
電力の全出力量〕)を縦軸にとって出力表示する。
[Step S5] Since the frequency passed by the BPF 19 remains −140 MHz, the output frequency f 0 (= 100 kHz) output from the measuring power supply 6 is output.
calibrate to z) and return. The absorption frequency deriving unit 20a plots the calibrated output frequency on the horizontal axis, and the detected reflection amount of the measurement power ([detection reflection amount of measurement power] / [total output amount of measurement power]) at that time is shown vertically. Display output for axis.

【0126】一方で、生成用電源3から出力された周波
数(第1実施例の場合には13.56MHz)の高調波
での周波数を高調波除去部20bに送り込む。出力周波
数f 0と、高調波の周波数とが一致するか否かを見て、
出力するか否かを高調波除去部20bが判断する。
On the other hand, the frequency output from the generation power source 3
Number of harmonics (13.56 MHz in the case of the first embodiment)
The frequency at 1 is sent to the harmonic wave removing unit 20b. Output frequency
Number f 0And see if the harmonic frequencies match,
The harmonic removing unit 20b determines whether or not to output.

【0127】ステップS4でBPF19によってノイズ
は除去されるが、高調波によるノイズについてはBPF
19によっても除去されない。生成用電源3から出力さ
れた周波数が13.56MHzを例に採って説明する
と、13.56MHzの生成用電力がチャンバ1内のプ
ラズマPMに供給される。このとき、プラズマPM負荷
によって生成用電力の高調波がノイズとして、反射され
た測定用電力に重畳される。生成用電力の高調波は、1
3.56MHz,27.12MHz(=2×13.56
MHz),40.68MHz(=3×13.56MH
z),…と周波数の整数倍となる。
Although the noise is removed by the BPF 19 in step S4, the noise due to the higher harmonic wave is removed by the BPF 19.
Neither is removed by 19. When the frequency output from the generation power source 3 is 13.56 MHz as an example, the generation power of 13.56 MHz is supplied to the plasma PM in the chamber 1. At this time, harmonics of the power for generation due to the plasma PM load are superimposed on the reflected power for measurement as noise. The harmonic of the power for generation is 1
3.56MHz, 27.12MHz (= 2 x 13.56)
MHz), 40.68 MHz (= 3 x 13.56 MH
z), ... and an integral multiple of the frequency.

【0128】従って、測定用電源6から掃引される出力
周波数f0が、生成用電力の高調波での周波数と一致す
るときには、高調波によるノイズが重畳された状態で、
BPF19にて通過されて測定用電力の反射量として出
力されてしまう。出力周波数f0が、基準周波数f
ref(=100kHz)と生成用電力の周波数13.5
6MHzとの公倍数のときにノイズが重畳される。つま
り、出力周波数f0が、67.8MHz(=5×13.
56MHz),135.6MHz(=10×13.56
MHz),203.4MHz(=15×13.56MH
z),271.2MHz(=20×13.56MH
z),…のときにノイズが重畳される。
Therefore, when the output frequency f 0 swept from the measuring power supply 6 matches the frequency of the harmonic of the generation power, the noise due to the harmonic is superposed,
It passes through the BPF 19 and is output as the amount of reflection of the measuring power. The output frequency f 0 is the reference frequency f
ref (= 100 kHz) and power generation frequency 13.5
Noise is superimposed at a common multiple of 6 MHz. That is, the output frequency f 0 is 67.8 MHz (= 5 × 13.
56MHz), 135.6MHz (= 10 × 13.56)
MHz), 203.4 MHz (= 15 × 13.56 MH
z), 271.2 MHz (= 20 × 13.56 MH
When z), ..., Noise is superimposed.

【0129】ノイズが重畳される状態を、図5を参照し
て説明する。図5(a)は、ノイズが重畳されていると
きに出力した測定用電力の反射率の対周波数変化を示す
波形図であって、図5(b)は、高調波除去部20bに
よって高調波での周波数について出力しないときの測定
用電力の反射率の対周波数変化を示す波形図である。図
5中の黒丸は、掃引される出力周波数と測定用電力の反
射率とを対応付けてプロットしたものである。図5
(a)中のノイズNが出力周波数135.6MHzにお
いて出力されているとき、高調波除去部20bは、この
135.6MHzについてパスして出力しない。その結
果、図5(b)に示すように、135.6MHzの前後
の周波数135.5MHz,135.7MHzにおける
測定用電力の反射率は出力されるが、135.6MHz
におけるノイズNを含んだ測定用電力の反射率は出力さ
れない。従って、135.5MHz,135.7MHz
のプロットを結線させたデータが測定用電力の反射率と
なり、このデータは135.6MHzにおけるノイズを
含まずに出力することになる。
A state in which noise is superimposed will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a waveform diagram showing a change in reflectance of the measurement power output when noise is superimposed, and FIG. 5B is a waveform diagram showing the harmonics removed by the harmonic removing unit 20b. 5 is a waveform diagram showing a change in reflectance of the measuring power with respect to frequency when no output is performed for the frequency in FIG. Black circles in FIG. 5 are plots in which the output frequency to be swept and the reflectance of the measurement power are associated with each other. Figure 5
When the noise N in (a) is output at the output frequency of 135.6 MHz, the harmonic wave removing unit 20b does not pass and output about 135.6 MHz. As a result, as shown in FIG. 5B, the reflectance of the measuring power at frequencies 135.5 MHz and 135.7 MHz before and after 135.6 MHz is output, but it is 135.6 MHz.
The reflectance of the measuring power including the noise N at is not output. Therefore, 135.5MHz, 135.7MHz
The data obtained by connecting the plots of (2) becomes the reflectance of the measurement power, and this data is output without including noise at 135.6 MHz.

【0130】このように、高調波除去部20bを構成す
る記録媒体は、生成用電源3から出力される周波数を読
み取るとともに、測定用電源6での基準周波数fref
読み取る。そして、出力周波数が、基準周波数fref
生成用電力の周波数との公倍数であるとき、その周波数
をパス、つまりノイズ部分をパスして出力表示しない機
能を果たすことになる。
As described above, the recording medium constituting the harmonic wave removing section 20b reads the frequency output from the generating power supply 3 and the reference frequency f ref from the measuring power supply 6. When the output frequency is a common multiple of the reference frequency f ref and the frequency of the power for generation, the function of passing the frequency, that is, the noise portion and not displaying the output is fulfilled.

【0131】〔ステップS6〕このように、高調波除去
部20bによって高調波での周波数がパスされて、吸収
周波数導出部20aにその出力結果が送り込まれる。も
し、全ての出力周波数f0について掃引していない場合
には、他の出力周波数f0についても、同様にステップ
S1からステップS6までの手順を繰り返す。もし、全
ての出力周波数f0について掃引した場合には、第1実
施例の場合において出力周波数が2.5GHzの場合に
は、次のステップS7に跳ぶ。
[Step S6] As described above, the harmonic elimination section 20b passes the frequency of the harmonic, and the output result is sent to the absorption frequency deriving section 20a. If the sweep is not performed for all output frequencies f 0 , the procedure from step S1 to step S6 is similarly repeated for other output frequencies f 0 . If all the output frequencies f 0 are swept, and if the output frequency is 2.5 GHz in the case of the first embodiment, the process jumps to the next step S7.

【0132】〔ステップS7〕周波数が掃引された測定
用電力の反射率の結果を、図6に示す。なお、図6では
100kHzから3.0GHzまで掃引された図であっ
て、測定プローブ5中のチューブ13の外径φ、アンテ
ナの長さL、先端部から接続部までの長さd(図2を参
照)が、等しくない場合でのグラフである。
[Step S7] FIG. 6 shows the result of the reflectance of the measuring power whose frequency has been swept. Note that FIG. 6 is a diagram swept from 100 kHz to 3.0 GHz, and shows the outer diameter φ of the tube 13 in the measurement probe 5, the length L of the antenna, and the length d from the tip to the connection (FIG. 2). Is a graph in the case where they are not equal.

【0133】図6中では吸収ポイントPa,Pbの2つ
が現れている。通常、吸収ポイントは複数個現れて、そ
れに伴って吸収周波数も吸収ポイントと同数個だけ存在
する。これらの吸収周波数は、いずれにおいても電子密
度等のプラズマ密度情報と一定の相関関係があるが、特
に、吸収周波数のうち、電子密度に対して2乗に比例す
る吸収周波数は、プラズマ表面波共鳴周波数と呼ばれて
いる。電子密度等のプラズマ密度情報を導出する際にお
いてこのプラズマ表面波共鳴周波数は有用な物理量の1
つである。なお、電子密度等のプラズマ密度情報は局所
的に変化するので、測定プローブ5は基板Wの表面の近
傍で測定を行うのが好ましい。
In FIG. 6, two absorption points Pa and Pb appear. Normally, a plurality of absorption points appear, and accordingly, the same number of absorption frequencies as the absorption points exist. These absorption frequencies have a certain correlation with plasma density information such as electron density. In particular, among the absorption frequencies, the absorption frequency proportional to the square of the electron density is the plasma surface wave resonance. It is called frequency. This plasma surface wave resonance frequency is a useful physical quantity when deriving plasma density information such as electron density.
Is one. Since the plasma density information such as the electron density changes locally, it is preferable that the measurement probe 5 perform the measurement near the surface of the substrate W.

【0134】また、プラズマ表面波共鳴周波数は、高次
の吸収周波数なので吸収が小さく、図6中では観測する
のが困難である。従って、吸収のもっとも大きい基本吸
収周波数(0次の吸収周波数)における吸収ポイントP
bが測定される。図6の場合には吸収ポイントPa,P
bとの吸収差が顕著に出ているので、吸収ポイントPb
における吸収周波数が基本吸収周波数と、特定すること
ができるが、ノイズなどによって特定し難い場合には、
チューブ13の外径φ、アンテナの長さL、先端部から
接続部までの長さd(図2を参照)がそれぞれほぼ等し
く構成されている測定プローブ5を用いると、定在波で
あるプラズマ表面波が1つになるので、プラズマ表面波
吸収周波数を除き、吸収ポイントPbも1つだけにな
る。従って、吸収されるポイントPbを測定するだけで
基本吸収周波数を容易に特定することができる。
Further, since the plasma surface wave resonance frequency is a high-order absorption frequency, its absorption is small and it is difficult to observe it in FIG. Therefore, the absorption point P at the most basic absorption frequency (0th-order absorption frequency)
b is measured. In the case of FIG. 6, absorption points Pa and P
Since the absorption difference with b is remarkable, the absorption point Pb
The absorption frequency at can be specified as the basic absorption frequency, but if it is difficult to specify due to noise, etc.,
When the measurement probe 5 is configured such that the outer diameter φ of the tube 13, the length L of the antenna, and the length d from the tip portion to the connection portion (see FIG. 2) are substantially equal to each other, plasma that is a standing wave is generated. Since there is only one surface wave, there is only one absorption point Pb except the plasma surface wave absorption frequency. Therefore, the fundamental absorption frequency can be easily specified only by measuring the absorbed point Pb.

【0135】〔ステップS8〕吸収周波数が吸収周波数
導出部20aによって導出されると、電子密度変換部2
1によって電子密度に変換されて、導出される。ステッ
プS3からステップS8までが、本発明における(b)
の過程に相当する。
[Step S8] When the absorption frequency is derived by the absorption frequency deriving unit 20a, the electron density converting unit 2
It is converted into an electron density by 1 and is derived. Steps S3 to S8 are (b) in the present invention.
Corresponds to the process of.

【0136】〔ステップS9〕電子密度が電子密度変換
部21によって求められると、その求まった電子密度を
電子密度設定部11に送り込んで、実際に求められた電
子密度、すなわち電子密度変換部21によって求められ
た電子密度と、目標の電子密度とが一致しているか否か
を電子密度設定部11が判断する。
[Step S9] When the electron density is obtained by the electron density converter 21, the electron density thus obtained is sent to the electron density setting unit 11, and the electron density actually obtained, that is, the electron density converter 21 is used. The electron density setting unit 11 determines whether the obtained electron density and the target electron density match.

【0137】もし、目標の電子密度と実際に求められた
電子密度との差が所定値よりも小さければ、設定された
目標の電子密度になっているものとみなしてステップS
11に跳んでプラズマ処理を行う。目標の電子密度と実
際に求められた電子密度との差が所定値よりも大きけれ
ば、ステップS10に跳ぶ。
If the difference between the target electron density and the actually obtained electron density is smaller than a predetermined value, it is considered that the set target electron density has been reached and the step S is performed.
Plasma treatment is performed by jumping to 11. If the difference between the target electron density and the actually obtained electron density is larger than the predetermined value, the process jumps to step S10.

【0138】〔ステップS10〕チャンバ1への生成用
電力の供給を調節して、電子密度が設定された目標の電
子密度になるようにインピーダンス整合器12を操作す
る(例えばチューナの位置を変える)。そしてステップ
S1に戻って、実際に求められた電子密度が目標の電子
密度になるまで繰り返し行う。
[Step S10] The supply of the generation power to the chamber 1 is adjusted to operate the impedance matching box 12 so that the electron density becomes the set target electron density (for example, the position of the tuner is changed). . Then, returning to step S1, the process is repeated until the actually obtained electron density reaches the target electron density.

【0139】〔ステップS11〕もし、設定された目標
の電子密度になっていれば、プラズマ処理を行う。具体
的には、基板Wをチャンバ1内に投入して、電極2上に
載置する。例えば、この電極2に処理用の電圧を印加す
ることによって、プラズマPM中のイオンや電子が基板
Wの表面に到達して、エッチングなどのような基板Wの
プラズマ処理が行われる。
[Step S11] If the set target electron density is reached, plasma processing is performed. Specifically, the substrate W is put into the chamber 1 and placed on the electrode 2. For example, by applying a processing voltage to the electrode 2, ions and electrons in the plasma PM reach the surface of the substrate W, and plasma processing of the substrate W such as etching is performed.

【0140】以上のステップS1からステップS11ま
でがプラズマ処理の流れである。このようなプラズマ処
理において、第1実施例に係るプラズマ処理装置は、以
下の効果を奏する。
The above steps S1 to S11 are the flow of plasma processing. In such plasma processing, the plasma processing apparatus according to the first embodiment has the following effects.

【0141】プローブ制御部8は、周波数出力部17と
DBM18とBPF19とを備え、周波数出力部17
は、測定用電源6から出力された出力周波数f0に対し
て所定の周波数Δf1だけ加算あるいは減算して出力し
て、DBM18は、プラズマ負荷PMによって反射され
た電力の反射周波数から周波数出力部17が出力した周
波数f0+Δf1あるいはf0−Δf1を減算して、BPF
19によって所定の周波数と一致する周波数のみを通過
させるヘテロダイン方式である。測定用電源6から出力
掃引された出力周波数f0は、ノイズを考慮しない場合
には反射された測定用電力の反射周波数と同じ値になる
ので、ノイズを考慮しない正味の反射周波数(=出力周
波数f0)と、周波数(f0+Δf1)あるいは周波数
(f0−Δf1)との減算から得られた周波数(f0
(f0+Δf1))あるいは(f0−(f0−Δf1))の
絶対値、つまり周波数Δf1あるいは−Δf1の絶対値
は、所定の周波数Δf1と同じ値になる。
The probe control unit 8 includes a frequency output unit 17, a DBM 18 and a BPF 19, and the frequency output unit 17
Output by adding or subtracting a predetermined frequency Δf 1 to or from the output frequency f 0 output from the measurement power source 6, and the DBM 18 determines the frequency output unit from the reflection frequency of the power reflected by the plasma load PM. The frequency f 0 + Δf 1 or f 0 −Δf 1 output by 17 is subtracted to obtain the BPF.
This is a heterodyne system in which only the frequency matching the predetermined frequency is passed by 19. The output frequency f 0 swept from the measurement power supply 6 has the same value as the reflection frequency of the measurement power reflected when noise is not taken into consideration. Therefore, the net reflection frequency (= output frequency) without taking noise into consideration The frequency (f 0 −) obtained by subtracting f 0 ) from the frequency (f 0 + Δf 1 ) or the frequency (f 0 −Δf 1 ).
The absolute value of (f 0 + Δf 1 )) or (f 0 − (f 0 −Δf 1 )), that is, the absolute value of the frequency Δf 1 or −Δf 1 becomes the same value as the predetermined frequency Δf 1 .

【0142】従って、反射周波数と周波数出力部17が
出力した周波数f0+Δf1あるいはf0−Δf1との減算
から得られた複数個の周波数のうち、ノイズを考慮しな
い正味の反射周波数(=出力周波数f0)と周波数f0
Δf1あるいはf0−Δf1との減算から得られた周波数
の絶対値のみが、所定の周波数Δf1と同じ値として一
致して、減算された周波数のみがBPF19によって通
過されて、そのときの測定用電力の反射分として出力さ
れる。その結果、ノイズの混入を低減させて、プラズマ
密度情報である電子密度などを容易に把握することがで
きる。
Therefore, of the plurality of frequencies obtained by subtraction of the reflection frequency and the frequency f 0 + Δf 1 or f 0 −Δf 1 output by the frequency output unit 17, the net reflection frequency (= Output frequency f 0 ) and frequency f 0 +
Only the absolute value of the frequency obtained from the subtraction with Δf 1 or f 0 −Δf 1 matches as the same value as the predetermined frequency Δf 1, and only the subtracted frequency is passed by the BPF 19, It is output as a reflected component of the measurement power. As a result, it is possible to reduce the mixing of noise and easily grasp the electron density, which is the plasma density information.

【0143】さらに、出力周波数f0が、生成用電力3
から出力される生成用電力に関する高調波の周波数と一
致する場合には、高調波除去部20bによってその高調
波についてはパスして出力しない。その結果、測定結果
からは高調波のノイズも出力されないので、プラズマ密
度情報である電子密度などをより正確に把握することが
できる。
Furthermore, the output frequency f 0 is equal to the generation power 3
When it matches the frequency of the harmonic related to the power for generation output from the harmonic removing unit 20b, the harmonic removing unit 20b does not pass and output the harmonic. As a result, since no harmonic noise is output from the measurement result, it is possible to more accurately grasp the electron density, which is the plasma density information.

【0144】もちろん、上述した基本吸収周波数と高調
波の周波数とが一致する場合は、基本吸収周波数の測定
の妨げになるが、高調波の周波数の方では、スペクトル
幅が非常に狭い、すなわちQ値が高いので、基本吸収周
波数の測定に問題になり難い。また、プラズマ密度情報
である電子密度などは連続的に変化するので、その前後
関係から見極めが可能である。
Of course, when the fundamental absorption frequency and the harmonic frequency described above are coincident, the measurement of the fundamental absorption frequency is hindered, but the harmonic frequency has a very narrow spectrum width, that is, Q. Since the value is high, it is unlikely to cause a problem in measuring the fundamental absorption frequency. Further, since the electron density, which is the plasma density information, continuously changes, it is possible to determine it from the context.

【0145】また、測定用電源6は、発振閉回路(PL
L)であって、PLLに備えられたLPF24(図3を
参照)が電流駆動によって駆動されるので、電圧駆動の
場合と比較して、測定用電源6のセットアップに要する
時間を低減させることができる。その結果、プラズマ密
度情報である電子密度などが経時的に変化する前に測定
用電源6から周波数を掃引して電子密度などを測定する
ことができて、プラズマ密度情報である電子密度などを
容易に把握することができる。
Further, the measuring power source 6 is an oscillation closed circuit (PL
L), and since the LPF 24 (see FIG. 3) provided in the PLL is driven by current driving, the time required to set up the measurement power supply 6 can be reduced as compared with the case of voltage driving. it can. As a result, the electron density or the like, which is the plasma density information, can be easily measured by sweeping the frequency from the measurement power source 6 before the electron density, which is the plasma density information, changes with time. Can be grasped.

【0146】さらに、上述したように好ましくは、φ,
L,dがそれぞれほぼ等しくなるように測定プローブ5
を構成することで、先端部における中心導体7dである
アンテナの先端部とチューブ13の先端部との間に空気
などの気体が介在されなくなり、プラズマPMと結合す
るチューブ13とアンテナとの距離が短いまま、かつ定
在波であるプラズマ表面波が1つの状態で、測定分解能
を下げなくても吸収周波数を測定することができる。従
って、プラズマ表面波吸収周波数を除き、吸収ポイント
Pb(図6を参照)も1つだけになる。その結果、吸収
されるポイントPbを測定するだけで基本吸収周波数を
容易に特定することができる。
Further, as described above, preferably φ,
Measurement probe 5 so that L and d are approximately equal
By configuring, the gas such as air is not present between the tip of the antenna, which is the central conductor 7d at the tip, and the tip of the tube 13, and the distance between the tube 13 that couples with the plasma PM and the antenna is reduced. The absorption frequency can be measured without shortening the measurement resolution while the plasma surface wave that is a standing wave is one and remains short. Therefore, there is only one absorption point Pb (see FIG. 6) except the plasma surface wave absorption frequency. As a result, the fundamental absorption frequency can be easily specified only by measuring the absorbed point Pb.

【0147】このように構成された第1実施例装置にお
いて、生成用電力制御部4が備えられているので、プラ
ズマ処理を容易に行うことができる。また、高調波除去
部20bによって高調波によるノイズも出力されないの
で、プラズマ密度情報である電子密度などをより正確に
把握することができるとともに、プラズマ処理をより精
密に行うことができる。
In the apparatus of the first embodiment thus constructed, since the power control section 4 for generation is provided, the plasma processing can be easily performed. Further, since the noise due to the harmonics is not output by the harmonic wave removing unit 20b, the electron density, which is the plasma density information, can be grasped more accurately, and the plasma treatment can be performed more precisely.

【0148】〔第2実施例〕次に、本発明の第2実施例
を説明する。図7は、第2実施例に係るプラズマ処理装
置の概略構成を示したブロック図である。なお、第1実
施例装置と共通する箇所については同符号を付して、そ
の箇所の図示および説明を省略する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus according to the second embodiment. The same parts as those of the apparatus of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the illustration and description of the parts are omitted.

【0149】第2実施例に係るプラズマ処理装置では、
相関関係メモリ27を備えている。この相関関係メモリ
27は、基本吸収周波数と電子密度との相関関係を測定
プローブ5の形状ごとに予め記憶しており、吸収周波数
導出部20aから送られた基本吸収周波数のデータが電
子密度変換部21に与えられて、相関関係メモリ27に
記憶されている上記相関関係を読み出して、基本給周波
数から電子密度に変換される。相関関係メモリ27は、
本発明における相関関係記憶手段に相当する。また、相
関関係メモリ27は、ROMなどから構成される記録媒
体からなる。相関関係メモリ27の具体的な機能につい
ては、後述するフローチャートで説明する。
In the plasma processing apparatus according to the second embodiment,
A correlation memory 27 is provided. The correlation memory 27 stores in advance the correlation between the basic absorption frequency and the electron density for each shape of the measurement probe 5, and the data of the basic absorption frequency sent from the absorption frequency deriving unit 20a is stored in the electron density conversion unit. The above correlation stored in the correlation memory 27 is read out and converted from the basic frequency to the electron density. The correlation memory 27 is
It corresponds to the correlation storage means in the present invention. The correlation memory 27 is a recording medium including a ROM and the like. The specific function of the correlation memory 27 will be described later with reference to a flowchart.

【0150】続いて、上述した構成を有する第2実施例
に係るプラズマ処理装置において、プラズマ処理の流れ
を、図8のフローチャートを参照して説明するととも
に、相関関係メモリ27に記憶されている相関関係を求
めるまでの流れを、図9のフローチャートを参照して説
明する。図8のフローチャートについては、第1実施例
に係るフローチャートにおけるステップS1からステッ
プS6までと、ステップS8からステップS11までは
同じなので、その説明を省略する。
Subsequently, in the plasma processing apparatus according to the second embodiment having the above-mentioned configuration, the flow of plasma processing will be described with reference to the flowchart of FIG. 8 and the correlation stored in the correlation memory 27 will be described. The flow until obtaining the relationship will be described with reference to the flowchart in FIG. With respect to the flowchart of FIG. 8, steps S1 to S6 and steps S8 to S11 in the flowchart according to the first embodiment are the same, so description thereof will be omitted.

【0151】〔ステップS7a〕吸収周波数導出部20
aによって基本吸収周波数を求める。このステップS7
aは、本発明における(ab2)の基本周波数測定過程
に相当する。
[Step S7a] Absorption frequency deriving unit 20
The fundamental absorption frequency is obtained by a. This step S7
“A” corresponds to the fundamental frequency measurement process of (ab2) in the present invention.

【0152】〔ステップS8a〕基本吸収周波数が吸収
周波数導出部20aによって導出されると、電子密度変
換部21に送り込まれて、相関関係メモリ27に予め記
憶されている基本吸収周波数と電子密度との相関関係を
読み出す。吸収周波数導出部20aによって求められた
基本吸収周波数、および基本吸収周波数と電子密度との
相関関係に基づいて電子密度変換部21は電子密度に変
換させる。そして、このステップS8aは、本発明にお
ける(ab3)のプラズマ密度情報測定過程に相当す
る。
[Step S8a] When the fundamental absorption frequency is derived by the absorption frequency deriving unit 20a, the fundamental absorption frequency is sent to the electron density converting unit 21 and stored in the correlation memory 27 in advance. Read the correlation. The electron density conversion unit 21 converts the electron density based on the basic absorption frequency obtained by the absorption frequency derivation unit 20a and the correlation between the basic absorption frequency and the electron density. Then, this step S8a corresponds to the plasma density information measuring step of (ab3) in the present invention.

【0153】次に、相関関係メモリ27に予め記憶され
ている相関関係について説明する。
Next, the correlation stored in advance in the correlation memory 27 will be described.

【0154】〔ステップS20〕測定プローブ5の形状
ごとに基本吸収周波数を測定する。基本吸収周波数は、
測定プローブ5の形状に依存しているので、形状のパタ
ーンと同数個分だけ基本吸収周波数は存在する。このス
テップS29は、本発明における(AB1)の過程に相
当する。
[Step S20] The fundamental absorption frequency is measured for each shape of the measurement probe 5. The fundamental absorption frequency is
Since it depends on the shape of the measurement probe 5, there are as many fundamental absorption frequencies as the shape pattern. This step S29 corresponds to the process of (AB1) in the present invention.

【0155】〔ステップS21〕プラズマ表面波共鳴周
波数を測定する。具体的には、例えばアンテナの長さを
変えて基本吸収周波数を行い、アンテナの長さが限りな
く0に近づいたとき基本周波数を含む複数個の吸収周波
数がある周波数にまで収束する。アンテナの長さが限り
なく0に近づいたときの、この収束された吸収周波数が
プラズマ表面波共鳴周波数とみなされ測定される。同様
の手法でもって、例えば生成用電力の大きさなどを変え
ることで電子密度などのプラズマ密度情報が変るので、
生成用電力の大きさを変えて基本吸収周波数とプラズマ
表面波共鳴周波数とを測定する。このプラズマ表面波共
鳴周波数は、測定プローブ5の形状に依存していないの
で、形状のパターンに応じて基本吸収周波数とプラズマ
表面波共鳴周波数との相関関係を求めることができる。
このステップS21は、本発明における(AB2)の過
程に相当する。
[Step S21] The plasma surface wave resonance frequency is measured. Specifically, for example, the fundamental absorption frequency is changed by changing the length of the antenna, and when the length of the antenna approaches 0 without limit, a plurality of absorption frequencies including the fundamental frequency converge to a certain frequency. The converged absorption frequency when the length of the antenna approaches 0 without limit is regarded as the plasma surface wave resonance frequency and measured. With the same method, for example, by changing the magnitude of the power for generation, the plasma density information such as the electron density changes.
The fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency are measured by changing the magnitude of the power for generation. Since the plasma surface wave resonance frequency does not depend on the shape of the measurement probe 5, the correlation between the basic absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency can be obtained according to the pattern of the shape.
This step S21 corresponds to the process of (AB2) in the present invention.

【0156】〔ステップS22〕基本吸収周波数とプラ
ズマ表面波共鳴周波数との相関関係が求まると、プラズ
マ表面波共鳴周波数は電子密度に対して2乗に比例する
ので、基本吸収周波数と電子密度との相関関係について
も求まる。この相関関係を相関関係メモリ27にプロー
ブの形状ごとに記憶する。このステップS22は、本発
明における(AB3)の過程に相当する。また、ステッ
プS20からステップS22までは、すなわち相関関係
メモリ27に記憶されている相関関係を求めるまでの流
れは、本発明における(ab1)の記憶過程にも相当す
る。
[Step S22] When the correlation between the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency is obtained, the plasma surface wave resonance frequency is proportional to the electron density squared. The correlation can also be obtained. This correlation is stored in the correlation memory 27 for each probe shape. This step S22 corresponds to the step (AB3) in the present invention. Further, the flow from step S20 to step S22, that is, the flow of obtaining the correlation stored in the correlation memory 27 corresponds to the storage process of (ab1) in the present invention.

【0157】以上のステップに係るプラズマ処理におい
て、第2実施例に係るプラズマ処理装置は、以下の効果
を奏する。
In the plasma processing according to the above steps, the plasma processing apparatus according to the second embodiment has the following effects.

【0158】ステップS20からステップS22までの
ステップにおいて、基本吸収周波数および電子密度の相
関関係を測定プローブ5の形状ごとに相関関係メモリ2
7に予め記憶する。ステップS7aにおいて測定した基
本吸収周波数の結果を、電子密度変換部21に送り込
み、相関関係メモリ27から読み出した相関関係に基づ
いて電子密度を求める。これにより、上記相関関係がプ
ローブの形状に応じて予め記憶されているので、基本吸
収周波数を測定するだけで、プラズマ密度情報である電
子密度などを即座に測定することができる。その結果、
従来と比べて、電子密度などを容易に把握することがで
きる。
In steps S20 to S22, the correlation memory 2 determines the correlation between the fundamental absorption frequency and the electron density for each shape of the measuring probe 5.
Store in advance in 7. The result of the fundamental absorption frequency measured in step S7a is sent to the electron density conversion unit 21, and the electron density is obtained based on the correlation read from the correlation memory 27. As a result, since the above correlation is stored in advance according to the shape of the probe, it is possible to immediately measure the electron density, which is the plasma density information, only by measuring the fundamental absorption frequency. as a result,
It is possible to easily grasp the electron density and the like as compared with the related art.

【0159】なお、第1実施例のように、ヘテロダイン
方式を用いる、測定用電源6として電流駆動式のPLL
を用いる、あるいはチューブ13の外径φ、アンテナの
長さL、先端部から接続部までの長さdがそれぞれほぼ
等しくなるように測定プローブ5を構成する必要はない
が、ノイズの混入の低減、セットアップに要する時間の
低減、あるいはプラズマ密度情報を容易に把握する点に
おいて、上述したものを用いる、あるいは上述のような
測定プローブ5を構成する方が好ましい。
As in the first embodiment, a current-driven PLL is used as the measurement power source 6 using the heterodyne system.
Or it is not necessary to configure the measurement probe 5 so that the outer diameter φ of the tube 13, the length L of the antenna, and the length d from the tip to the connection are approximately equal, but the mixing of noise is reduced. In order to reduce the time required for setup or to easily grasp the plasma density information, it is preferable to use the above-mentioned one or configure the measuring probe 5 as described above.

【0160】〔第3実施例〕次に、本発明の第3実施例
を説明する。図10は、第3実施例に係るプラズマ処理
装置の概略構成を示したブロック図である。なお、第
1,第2実施例装置と共通する箇所については同符号を
付して、その箇所の図示および説明を省略する。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus according to the third embodiment. The same parts as those of the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the illustration and description of the parts will be omitted.

【0161】第1実施例に係るプラズマ処理装置では第
1の出力装置20を備えていたが、第3実施例に係るプ
ラズマ処理装置では第2の出力装置28を備えている。
この第2の出力装置28は、第1実施例のように吸収周
波数導出部20aと高調波除去部20bとの他に、電子
密度変換部21と、電子密度メモリ29と、表示モニタ
30とから構成されている。第3実施例に係る電子密度
変換部21および表示モニタ30は、第1,第2実施例
に係る電子密度変換部21および表示モニタ20cとそ
れぞれ同じである。第2の出力装置は、本発明における
第2の出力手段に相当する。
The plasma processing apparatus according to the first embodiment is provided with the first output device 20, whereas the plasma processing apparatus according to the third embodiment is provided with the second output device 28.
The second output device 28 includes an electron density conversion unit 21, an electron density memory 29, and a display monitor 30 in addition to the absorption frequency derivation unit 20a and the harmonic removal unit 20b as in the first embodiment. It is configured. The electron density converter 21 and the display monitor 30 according to the third embodiment are the same as the electron density converter 21 and the display monitor 20c according to the first and second embodiments, respectively. The second output device corresponds to the second output means of the present invention.

【0162】電子密度メモリ29は、吸収周波数導出部
20aから電子密度21へ逐次送り込まれた電子密度の
結果を時間ごとに記憶する機能を果たす。また、電子密
度メモリ29は、ROMなどから構成される記録媒体か
らなる。
The electron density memory 29 has a function of storing the result of the electron density sequentially sent to the electron density 21 from the absorption frequency deriving unit 20a for each time. The electronic density memory 29 is a recording medium including a ROM and the like.

【0163】表示モニタ30は、時間ごとの電子密度の
結果を出力する機能を果たす。その出力結果として、例
えば図11のように時間軸を横軸にして、電子密度を縦
軸にして表示モニタ30に出力表示させる。図11の場
合には、プラズマエッチング処理の場合であるが、エッ
チング終了時に電子密度が変動するのを利用して、電子
密度が変動した時間を、終点検出(エンドポイント)と
している。なお、第3実施例では表示モニタ30は、第
1実施例に係る表示モニタ20aと兼用させたが、それ
ぞれ個別に備えていてもよい。
The display monitor 30 has a function of outputting the result of the electron density for each time. As the output result, for example, as shown in FIG. 11, the time axis is set as the horizontal axis and the electron density is set as the vertical axis for output display on the display monitor 30. In the case of FIG. 11, which is the case of the plasma etching process, the time when the electron density fluctuates is used as the end point detection (end point) by utilizing the fact that the electron density fluctuates at the end of etching. Although the display monitor 30 is also used as the display monitor 20a according to the first embodiment in the third embodiment, it may be separately provided.

【0164】続いて、上述した構成を有する第3実施例
に係るプラズマ処理装置において、プラズマ処理の流れ
を、図12のフローチャートを参照して説明する。図1
2のフローチャートについては、第1,第2実施例に係
るフローチャートにおけるステップS1からステップS
7までは同じなので、その説明を省略する。また、電子
密度が測定されるのと同時に、図示を省略するタイマが
リセットされて、タイマのカウントを開始する。また、
表示したい時間を予め設定する。
Next, the flow of plasma processing in the plasma processing apparatus according to the third embodiment having the above-mentioned configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. Figure 1
Regarding the flowchart of No. 2, steps S1 to S in the flowcharts according to the first and second embodiments are performed.
The description up to 7 is omitted because it is the same. At the same time when the electron density is measured, a timer (not shown) is reset, and the timer starts counting. Also,
Set the time you want to display in advance.

【0165】〔ステップS8b〕基本吸収周波数が吸収
周波数導出部20aによって導出されると、電子密度変
換部21に送り込まれて、電子密度メモリ29に記憶さ
れる。このときカウントされたタイマのデータも、時間
のデータとして電子密度メモリ29に記憶されて、時間
に対応して電子密度の結果が記憶される。
[Step S8b] When the fundamental absorption frequency is derived by the absorption frequency deriving unit 20a, it is sent to the electron density converting unit 21 and stored in the electron density memory 29. The timer data counted at this time is also stored in the electron density memory 29 as time data, and the electron density result is stored corresponding to time.

【0166】〔ステップS9b〕例えば図11に示すよ
うに、時間を横軸にして電子密度を縦軸にするととも
に、測定された時間における電子密度の結果を時間軸と
電子密度の軸とに対応付けてプロットして、表示モニタ
30に出力表示させる。
[Step S9b] For example, as shown in FIG. 11, time is plotted on the horizontal axis and electron density is plotted on the vertical axis, and the result of the electron density at the measured time is associated with the time axis and the electron density axis. It is attached and plotted, and is output and displayed on the display monitor 30.

【0167】〔ステップS10b〕上述のように予め設
定された時間になっていなければ、測定時間が終了して
いないものとして、ステップS1に戻って電子密度を測
定する。もし、設定された時間が経過していれば測定時
間が経過したものとみなして、終了する。このステップ
S9bからステップS10bまでは、本発明における
(c)の過程に相当する。
[Step S10b] If the preset time has not come as described above, it is determined that the measurement time has not ended, and the process returns to step S1 to measure the electron density. If the set time has elapsed, it is considered that the measurement time has elapsed, and the process ends. The steps S9b to S10b correspond to the step (c) in the present invention.

【0168】上述のように、ステップS9bからステッ
プS10bまでのステップにおいて、電子密度を複数回
にわたって繰り返し行い、電子密度の結果を時間ごとに
出力表示することで、時系列ごとにプラズマ密度情報で
ある電子密度などを把握することができる。
As described above, in the steps from step S9b to step S10b, the electron density is repeatedly performed a plurality of times, and the result of the electron density is output and displayed every hour, so that the plasma density information is obtained for each time series. The electron density etc. can be grasped.

【0169】また、第3実施例では縦軸を電子密度にし
たが、電子密度のみならず、吸収周波数を縦軸にとって
出力表示させてもよい。
Further, in the third embodiment, the vertical axis represents the electron density, but not only the electron density but also the absorption frequency may be displayed in the vertical axis for output display.

【0170】〔第4実施例〕次に、本発明の第4実施例
を説明する。図13は、第4実施例に係るプラズマ処理
装置の概略構成を示したブロック図である。なお、第1
〜第3実施例装置と共通する箇所については同符号を付
して、その箇所の図示および説明を省略する。
[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus according to the fourth embodiment. The first
Portions common to those of the apparatus of the third embodiment are designated by the same reference numerals, and illustration and description of those portions will be omitted.

【0171】第4実施例に係るプラズマ処理装置では、
第3実施例と同様に第2の出力装置28を備えている。
この第2の出力装置28は、第3実施例のように吸収周
波数導出部20aと高調波除去部20bと電子密度変換
部21と電子密度メモリ29と表示モニタ30との他
に、積算値導出部31から構成されている。積算値導出
部31は、電子密度メモリ29に記憶された各々の時間
における電子密度の値を時間について積算を行い、電子
密度の時間積算を導出する機能を果たす。積算値導出部
31は、本発明における積算値導出手段に相当する。ま
た、積算値導出部31は、ROMなどから構成される記
録媒体からなる。
In the plasma processing apparatus according to the fourth embodiment,
As in the third embodiment, the second output device 28 is provided.
The second output device 28 includes an absorption frequency derivation unit 20a, a harmonic wave removal unit 20b, an electron density conversion unit 21, an electron density memory 29, and a display monitor 30 as in the third embodiment, and also derives an integrated value. It is composed of a section 31. The integrated value deriving unit 31 has a function of integrating the values of the electron density at each time stored in the electron density memory 29 with respect to time and deriving the time integration of the electron density. The integrated value deriving unit 31 corresponds to the integrated value deriving means in the present invention. Further, the integrated value derivation unit 31 is composed of a recording medium composed of a ROM or the like.

【0172】また、第1実施例では生成用電力制御部4
は電子密度設定部11を備えていたが、第4実施例では
積算値比較部32を備えている。積算値比較部32は、
積算値導出部31によって求められた積算値と、設定さ
れた積算値とを比較し、積算値導出部31によって求め
られた(前者の)積算値が設定された(後者の)積算値
に達していなければプラズマ処理を続行させて、前者の
積算値が後者の積算値に達していれば、インピーダンス
整合器12を操作して生成用電力の供給を止めて、プラ
ズマ処理が終了するように構成されている。
Further, in the first embodiment, the generation power control unit 4
Has an electron density setting unit 11, but has an integrated value comparing unit 32 in the fourth embodiment. The integrated value comparison unit 32
The integrated value obtained by the integrated value deriving unit 31 is compared with the set integrated value, and the (former) integrated value found by the integrated value deriving unit 31 reaches the set (latter) integrated value. If not, the plasma processing is continued, and if the former integrated value has reached the latter integrated value, the impedance matching device 12 is operated to stop the supply of power for generation, and the plasma processing is terminated. Has been done.

【0173】図11を参照しながら具体的に説明する
と、時間をΔTごとに区切り、ΔTごとにそのときの電
子密度を求める。ΔTが十分に小さいときには、ΔTと
電子密度とを乗じた値、すなわち図11中の斜線部分の
面積が、電子密度の時間積算として求められる。プラズ
マ処理がプラズマエッチングの場合には、エッチングす
る膜厚が、プラズマ処理がプラズマCVDの場合には、
蒸着される膜厚が、上述した積算値に対して相関関係に
ある。以下、プラズマエッチングを例に採って説明す
る。
More specifically, referring to FIG. 11, the time is divided for each ΔT, and the electron density at that time is obtained for each ΔT. When ΔT is sufficiently small, a value obtained by multiplying ΔT by the electron density, that is, the area of the shaded area in FIG. 11 is obtained as the time integration of the electron density. When the plasma treatment is plasma etching, the film thickness to be etched is
The deposited film thickness has a correlation with the above-mentioned integrated value. Hereinafter, plasma etching will be described as an example.

【0174】通常エッチングに代表されるプラズマ処理
では、電子密度と処理速度(エッチングレート)との間
には相関関係がある。例えば、電子密度が高くなれば処
理速度は速くなり、電子密度が低ければ処理速度は遅く
なる。この相関関係を予め測定し、電子密度を制御する
ことで処理時間を制御することができる。逆に言うと生
成されるプラズマPMの電子密度を制御することができ
なくても、処理時間の方を制御すれば安定なプラズマ処
理を実現、エッチングの場合には一定の膜厚をエッチン
グ処理することができる。
In plasma processing represented by normal etching, there is a correlation between the electron density and the processing speed (etching rate). For example, if the electron density is high, the processing speed is high, and if the electron density is low, the processing speed is low. The processing time can be controlled by measuring this correlation in advance and controlling the electron density. Conversely, even if the electron density of the generated plasma PM cannot be controlled, stable plasma processing can be realized by controlling the processing time, and in the case of etching, a certain film thickness can be etched. be able to.

【0175】プラズマ処理中において電子密度が不安定
であり、一定の処理速度でないときは、処理中、連続、
もしくは断続的に電子密度を測定し、その値を時間積算
し、その積算値に基づいて、上述したようにプラズマ処
理を制御することができる。一方で、プラズマ処理中に
おいて電子密度が安定であり、一定の処理速度であると
きは、処理を開始する直前、もしくは直後の電子密度を
測定するだけでよい。このとき測定された電子密度に応
じて、第3実施例のように予め設定された時間(処理目
標時間)について図示を省略するタイマをセットし、タ
イマのカウントを開始し、処理目標時間まで処理すれば
よい。また目標時間に到達したときに処理を開始する直
前、もしくは直後の電子密度と一致しているかどうかを
比較すれば、プラズマ処理をより一層高精度に制御する
ことができる。
When the electron density is unstable during plasma processing and the processing speed is not constant, during processing, continuous,
Alternatively, the electron density can be measured intermittently, the values can be integrated over time, and the plasma processing can be controlled based on the integrated value as described above. On the other hand, when the electron density is stable during the plasma processing and the processing speed is constant, it is sufficient to measure the electron density immediately before or after the processing is started. According to the electron density measured at this time, a timer (not shown) is set for a preset time (processing target time) as in the third embodiment, the timer starts counting, and processing is performed up to the processing target time. do it. Further, when the target time is reached, the plasma processing can be controlled with even higher accuracy by comparing whether the electron density is the same as the electron density immediately before or immediately after the processing is started.

【0176】続いて、上述した構成を有する第4実施例
に係るプラズマ処理装置において、プラズマ処理の流れ
を、図14のフローチャートを参照して説明する。図1
4のフローチャートについては、第1〜第3実施例に係
るフローチャートにおけるステップS1からステップS
7までは同じなので、その説明を省略する。また、プラ
ズマ処理に応じた積算値を予め設定する。
Next, the flow of plasma processing in the plasma processing apparatus according to the fourth embodiment having the above-mentioned structure will be described with reference to the flowchart of FIG. Figure 1
Regarding the flowchart of No. 4, steps S1 to S in the flowcharts according to the first to third embodiments
The description up to 7 is omitted because it is the same. Further, the integrated value corresponding to the plasma processing is set in advance.

【0177】〔ステップS8c〕基本吸収周波数が吸収
周波数導出部20aによって導出されると、電子密度変
換部21に送り込まれて、電子密度メモリ29に記憶さ
れる。このときカウントされたタイマのデータも、時間
のデータとして電子密度メモリ29に記憶されて、時間
に対応して電子密度の結果が記憶される。このステップ
S8cは、本発明における(d)の過程に相当する。
[Step S8c] When the fundamental absorption frequency is derived by the absorption frequency deriving unit 20a, it is sent to the electron density converting unit 21 and stored in the electron density memory 29. The timer data counted at this time is also stored in the electron density memory 29 as time data, and the electron density result is stored corresponding to time. This step S8c corresponds to the step (d) in the present invention.

【0178】〔ステップS9c〕電子密度メモリ29に
記憶された各々の時間における電子密度の値を、積算値
導出部30に逐次送り込んで、図11に示すような電子
密度の時間積算を導出する。導出された積算値は、積算
値比較部32に送り込まれる。また、必要に応じてその
結果(積算値)を表示モニタ30に出力表示させてもよ
い。このステップS9cは、本発明における(e)の過
程に相当する。
[Step S9c] The electron density value at each time stored in the electron density memory 29 is sequentially sent to the integrated value deriving section 30 to derive the time integration of the electron density as shown in FIG. The derived integrated value is sent to the integrated value comparison unit 32. Further, the result (integrated value) may be output and displayed on the display monitor 30 as needed. This step S9c corresponds to the step (e) in the present invention.

【0179】〔ステップS10c〕上述のように求めら
れた積算値が設定された積算値に到達していないとき
は、プラズマ処理が終了していないものとして、ステッ
プS1に戻ってプラズマ処理を続ける。もし、設定され
た積算値に到達していればプラズマ処理が完了したもの
とみなして、インピーダンス整合器12を操作して生成
用電力の供給を止めて、プラズマ処理を終了する。
[Step S10c] If the integrated value obtained as described above has not reached the set integrated value, it is determined that the plasma processing has not ended, and the process returns to step S1 to continue the plasma processing. If the set integrated value has been reached, it is considered that the plasma processing has been completed, the impedance matching device 12 is operated to stop the supply of power for generation, and the plasma processing is terminated.

【0180】なお、第4実施例では、設定された積算値
に到達していればプラズマ処理を終了したが、複数枚の
基板Wを処理する場合には、設定された積算値に到達し
ていれば処理中の基板Wをチャンバ1から取り出して、
次に処理される基板Wをチャンバ1内に収容してプラズ
マ処理を行うように制御してもよい。
In the fourth embodiment, the plasma processing is terminated when the set integrated value is reached, but when the plurality of substrates W are processed, the set integrated value is reached. Then, the substrate W being processed is taken out from the chamber 1,
The substrate W to be processed next may be housed in the chamber 1 and controlled to perform plasma processing.

【0181】上述のように、電子密度を複数回にわたっ
て繰り返し行い、時間について電子密度の値を積算する
ことで、時間積算された電子密度を把握することができ
るとともに、時間積算された電子密度、すなわち積算値
に基づいて生成用電力制御部4中の積算値比較部32に
よってプラズマ処理を容易に行うことができる。
As described above, by repeating the electron density a plurality of times and integrating the electron density values with respect to time, the time integrated electron density can be grasped, and the time integrated electron density, That is, the plasma processing can be easily performed by the integrated value comparison unit 32 in the generation power control unit 4 based on the integrated value.

【0182】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。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified as follows.

【0183】(1)上述した第2実施例では、相関関係
メモリ27は、基本吸収周波数とプラズマ表面波共鳴周
波数とを測定することで相関関係を記憶させていたが、
基本吸収周波数と電子密度などに代表されるプラズマ密
度情報との相関関係を記憶させる手段であれば、相関関
係を求めるまでの手法は、第2実施例だけに限定されな
い。例えば、幾何解析法によって相関関係を求める方法
(H.Kokura et al., Jpn.J.Appl.Phys., 38, (1999) 52
62.)や、有限差分時間領域法(FDTD法とも呼ばれ
る)によって相関関係を求める方法(N.Toyoda et al,
Proc. of PSS-2001/SPP-18 (2001)125.)などがある。
(1) In the above-described second embodiment, the correlation memory 27 stores the correlation by measuring the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency.
The method for obtaining the correlation is not limited to the second embodiment as long as it is a means for storing the correlation between the basic absorption frequency and the plasma density information represented by the electron density. For example, the method of obtaining the correlation by the geometric analysis method (H. Kokura et al., Jpn.J.Appl.Phys., 38, (1999) 52
62.) or a method of obtaining a correlation by the finite difference time domain method (also called FDTD method) (N. Toyoda et al,
Proc. Of PSS-2001 / SPP-18 (2001) 125.) Etc.

【0184】幾何解析法についてはその説明を省略する
が、幾何解析法によって相関関係を求める方法につい
て、簡単に説明する。測定プローブ5を、空気、誘電体
(例えば石英)、プラズマに積層された同心3層円筒モ
デルにモデル化する。そして静電近似を用いて解析を行
う。上述した同心3層円筒モデルの長手方向の長さを変
えながら幾何解析法によって周波数の解析を行うと、長
手方向の長さに依存したグラフが得られる(図示省
略)。この長さは、測定プローブ5のアンテナの長さL
や、先端部から接続部までの長さdと同等のものであ
る。従って、この長さが0に近づいたときに収束する周
波数は、第2実施例でも述べたようにプラズマ表面波共
鳴周波数とみなされる。それ以後については、第2実施
例と同様の手順で、基本吸収周波数と電子密度との相関
関係を求めて記憶する。
Although the description of the geometric analysis method is omitted, a method of obtaining the correlation by the geometric analysis method will be briefly described. The measurement probe 5 is modeled as a concentric three-layer cylinder model laminated on air, a dielectric (eg, quartz), and plasma. Then, analysis is performed using electrostatic approximation. When the frequency is analyzed by the geometric analysis method while changing the length in the longitudinal direction of the concentric three-layer cylinder model, a graph depending on the length in the longitudinal direction is obtained (not shown). This length is the length L of the antenna of the measurement probe 5.
Or the length d from the tip to the connection. Therefore, the frequency that converges when the length approaches 0 is regarded as the plasma surface wave resonance frequency as described in the second embodiment. After that, the correlation between the fundamental absorption frequency and the electron density is obtained and stored in the same procedure as in the second embodiment.

【0185】有限差分時間領域法(FDTD法)につい
てもその説明を省略するが、有限差分時間領域法によっ
て相関関係を求める方法について、簡単に説明する。測
定プローブ5を構成する空気、誘電体(例えば石英)、
プラズマ、アンテナを空間座標で格子化し、すなわちメ
ッシュ(mesh)化し、有限差分時間領域法によって各格
子点における各々の電磁場の経時的変化を求める。そし
て電磁場の反射率を求めることで基本吸収周波数を求め
る。それ以後については、第2実施例と同様の手順で、
基本吸収周波数と電子密度との相関関係を求めて記憶す
る。
The description of the finite difference time domain method (FDTD method) is also omitted, but a method of obtaining the correlation by the finite difference time domain method will be briefly described. Air, a dielectric (eg, quartz), which constitutes the measurement probe 5,
The plasma and antenna are made into a grid by spatial coordinates, that is, meshed, and the time-dependent change of each electromagnetic field at each grid point is obtained by the finite difference time domain method. Then, the fundamental absorption frequency is obtained by obtaining the reflectance of the electromagnetic field. After that, in the same procedure as in the second embodiment,
The correlation between the fundamental absorption frequency and the electron density is obtained and stored.

【0186】[0186]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ヘテロダイン方式(請求項1,10,21に
記載の発明)、あるいは電流駆動式低域フィルタ(請求
項3,12,23に記載の発明)を用いることで、ノイ
ズの混入、あるいは測定用電源のセットアップに要する
時間を低減させて、プラズマ密度情報を容易に把握する
ことができる。また、基本吸収周波数およびプラズマ密
度情報の相関関係を利用(請求項4,13,24に記載
の発明)する、あるいは複数回にわたりプラズマ密度情
報を測定し、プラズマ密度情報の各々の測定結果を時間
経過とともに出力(請求項8,17,28に記載の発
明)、あるいは複数回にわたりプラズマ密度情報を測定
し、プラズマ密度情報の各々の測定結果を時間に関して
求め、各々の時間におけるプラズマ密度情報の値を時間
について積算を行い、プラズマ密度情報の時間積算を導
出(請求項9,18,29に記載の発明)する、あるい
は誘電体性領域の外径、アンテナの長さ、およびアンテ
ナとケーブルとの接続部から誘電体性領域の先端部まで
の長さがほぼ等しくなるようにプラズマ密度情報測定プ
ローブを構成(請求項19に記載の発明)することで、
基本吸収周波数を測定するだけでプラズマ密度情報を即
座に測定する、あるいは時系列ごとにプラズマ密度情報
を把握する、あるいは時間積算されたプラズマ密度情報
を把握する、あるいは基本吸収周波数を容易に特定する
ことができる。このように、プラズマ密度情報を容易に
把握することができることで、プラズマの特性を把握す
ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a heterodyne system (the invention described in claims 1, 10 and 21) or a current driven low pass filter (claims 3, 12 and 19). By using the invention described in 23), it is possible to easily grasp the plasma density information by reducing the time required for mixing in noise or setting up the measurement power supply. Further, the correlation between the basic absorption frequency and the plasma density information is used (the invention according to claims 4, 13, and 24), or the plasma density information is measured a plurality of times, and each measurement result of the plasma density information is timed. Output with time (invention according to claims 8, 17, and 28) or plasma density information is measured a plurality of times, each measurement result of the plasma density information is obtained with respect to time, and the value of the plasma density information at each time Is integrated with respect to time to derive the time integration of plasma density information (the invention according to claims 9, 18, and 29), or the outer diameter of the dielectric region, the length of the antenna, and the antenna and the cable. The plasma density information measuring probe is configured such that the lengths from the connection portion to the tip of the dielectric region are substantially equal (claim 19). By Akira),
Immediately measure the plasma density information by simply measuring the basic absorption frequency, or grasp the plasma density information for each time series, or grasp the time-integrated plasma density information, or easily identify the fundamental absorption frequency. be able to. As described above, since the plasma density information can be easily grasped, the plasma characteristics can be grasped.

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

【図1】第1実施例装置の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment device.

【図2】第1実施例〜第3実施例に係る測定プローブの
構成を示す一部縦断面図である。
FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view showing the configuration of the measurement probe according to the first to third embodiments.

【図3】第1実施例に係る発振閉回路(PLL)の構成
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an oscillation closed circuit (PLL) according to the first example.

【図4】第1実施例に係るプラズマ処理の流れを示すフ
ローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of plasma processing according to the first embodiment.

【図5】(a)は、ノイズが重畳されているときに出力
した測定用電力の反射率の対周波数変化を示す波形図で
あって、(b)は、高調波での周波数について出力しな
いときの測定用電力の反射率の対周波数変化を示す波形
図である。
FIG. 5A is a waveform diagram showing a change in reflectance with respect to frequency of the measurement power output when noise is superimposed, and FIG. 5B does not output for frequencies at harmonics. It is a wave form diagram which shows the change with respect to the frequency of the reflectance of the measurement electric power at this time.

【図6】吸収周波数を求める説明に供するグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph provided for explaining an absorption frequency.

【図7】第2実施例装置の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment device.

【図8】第2実施例に係るプラズマ処理の流れを示すフ
ローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of plasma processing according to the second embodiment.

【図9】基本吸収周波数および電子密度の相関関係を求
めるまでの流れを示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a flow until obtaining a correlation between a fundamental absorption frequency and an electron density.

【図10】第3実施例装置の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a device of a third embodiment.

【図11】プラズマを生成してからプラズマ処理が終了
するまでの電子密度の経時的変化を示したグラフであ
る。
FIG. 11 is a graph showing changes with time in electron density from the time plasma is generated to the time plasma processing is completed.

【図12】第3実施例に係るプラズマ処理の流れを示す
フローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of plasma processing according to the third embodiment.

【図13】第4実施例装置の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a fourth example device.

【図14】第4実施例に係るプラズマ処理の流れを示す
フローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing the flow of plasma processing according to the fourth embodiment.

【図15】プラズマ密度情報を測定するための従来の手
法の説明に供する図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional method for measuring plasma density information.

【図16】従来の発振閉回路(PLL)の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a conventional oscillation closed circuit (PLL).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 … 生成用電力制御部 5 … 測定プローブ 6 … 測定用電源 13 … チューブ 17 … 周波数出力部 18 … DBM(ダブル・バランスド・ミキサ) 19 … BPF(帯域通過フィルタ) 20 … 第1の出力装置 20a … 吸収周波数導出部 20b … 高調波除去部 21 … 電子密度変換部 23 … アンプ 24 … LPF(低域通過フィルタ) L … アンテナの長さ d … 先端部から接続部までの長さ φ … 外径 4 ... Generation power control unit 5… Measuring probe 6… Power supply for measurement 13… Tube 17… Frequency output section 18… DBM (Double Balanced Mixer) 19 ... BPF (band pass filter) 20 ... First output device 20a ... Absorption frequency derivation unit 20b ... Harmonic elimination section 21 ... Electron density converter 23 ... Amplifier 24 ... LPF (low pass filter) L ... Antenna length d ... Length from the tip to the connection φ ... outer diameter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/31 H01L 21/302 E (72)発明者 藤立 隆史 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 笹川 克比古 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 簗瀬 彰宏 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) 4G075 AA30 AA42 AA61 BA02 BC04 BC06 BD14 CA25 CA47 DA02 EB01 EB41 EC21 FB04 FB06 FB12 FC15 4K030 FA03 JA00 JA11 JA16 JA18 JA19 KA30 5F004 AA16 CB06 5F045 AA08 GB08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/31 H01L 21/302 E (72) Inventor Takashi Fujitate 10-7 Kameicho, Takarazuka-shi, Hyogo Stock Company Nissin (72) Inventor Katshiko Sasakawa 10-7 Kamei-cho, Takarazuka-shi, Hyogo Nissin Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Yanase 10-7 Kamei-cho, Takarazuka-shi, Hyogo Nisshin Co., Ltd. F-term (reference) 4G075 AA30 AA42 AA61 BA02 BC04 BC06 BD14 CA25 CA47 DA02 EB01 EB41 EC21 FB04 FB06 FB12 FC15 4K030 FA03 JA00 JA11 JA16 JA18 JA19 KA30 5F004 AA16 CB06 5F045 AA08 GB08

Claims (29)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、(a)
前記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
マに供給する過程と、(b)プラズマ密度情報測定用プ
ローブを用いて、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
度情報を測定する過程とを備え、前記(a)の過程は、
前記プラズマ密度情報測定用電源から周波数を掃引しな
がらプラズマ密度情報測定用電力を出力し、そのプラズ
マ密度情報測定用電力を周波数ごとにプラズマにそれぞ
れ供給する過程であって、前記(b)の過程は、プラズ
マ密度情報測定用電源からそれぞれ掃引された各々の周
波数である各出力周波数に対して、所定の周波数をそれ
ぞれ加算あるいは減算し、その加算あるいは減算で得ら
れた各々の周波数である各加算/減算周波数を出力し、
プラズマ負荷によって反射または吸収されたプラズマ密
度情報測定用電力の各々の周波数である各反射周波数に
対して、前記各加算/減算周波数をそれぞれ減算し、そ
の後者の減算で得られた各周波数のうちから前記所定の
周波数の値に一致する周波数のみを通過させてプラズマ
密度情報測定用電力の反射または吸収を得て、プラズマ
密度情報を測定する過程であることを特徴とするプラズ
マ密度情報測定方法。
1. A plasma density information measuring method for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, comprising: (a)
A step of supplying plasma density information measuring power to the plasma from a plasma density information measuring power source for measuring the plasma density information; and (b) using the plasma density information measuring probe, the plasma density information depending on a plasma load. And a step of measuring plasma density information based on reflection or absorption of measuring power, wherein the step (a) comprises:
A step of outputting electric power for measuring plasma density information while sweeping the frequency from the power source for measuring plasma density information, and supplying the electric power for measuring plasma density information to the plasma for each frequency. Is the addition or subtraction of a predetermined frequency to each output frequency, which is each frequency swept from the power supply for measuring plasma density information, and each addition that is each frequency obtained by the addition or subtraction. / Output the subtraction frequency,
Of the respective frequencies obtained by subtracting the respective addition / subtraction frequencies from the respective reflection frequencies, which are the respective frequencies of the plasma density information measuring power reflected or absorbed by the plasma load, and the latter subtraction. The method for measuring plasma density information is characterized in that it is a process of measuring plasma density information by passing only a frequency corresponding to the value of the predetermined frequency to obtain reflection or absorption of power for measuring plasma density information.
【請求項2】 請求項1に記載のプラズマ密度情報測定
方法において、前記(b)の過程は、前記出力周波数
が、プラズマを生成するためのプラズマ生成用電源から
出力されたプラズマ生成用電力に関する高調波での周波
数に一致した際に、その周波数成分を除去してプラズマ
密度情報測定用電力の反射または吸収として出力する過
程であることを特徴とするプラズマ密度情報測定方法。
2. The plasma density information measuring method according to claim 1, wherein the step (b) relates to the plasma generation power output from the plasma generation power source for generating plasma. A method for measuring plasma density information, which is a process of removing the frequency component and outputting the reflected or absorbed electric power for measuring plasma density information when the frequency coincides with a harmonic.
【請求項3】 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、(a)
前記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
マに供給する過程と、(b)プラズマ密度情報測定用プ
ローブを用いて、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
度情報を測定する過程とを備え、前記(a)の過程は、
前記プラズマ密度情報測定用電源から周波数を掃引しな
がらプラズマ密度情報測定用電力を出力し、そのプラズ
マ密度情報測定用電力を周波数ごとにプラズマにそれぞ
れ供給する過程であって、前記プラズマ密度情報測定用
電源は、位相差信号により制御される発振閉回路であっ
て、前記発振閉回路中の低域通過フィルタが電流によっ
て駆動されることを特徴とするプラズマ密度情報測定方
法。
3. A plasma density information measuring method for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, comprising: (a)
A step of supplying plasma density information measuring power to the plasma from a plasma density information measuring power source for measuring the plasma density information; and (b) using the plasma density information measuring probe, the plasma density information depending on a plasma load. And a step of measuring plasma density information based on reflection or absorption of measuring power, wherein the step (a) comprises:
In the process of outputting the plasma density information measuring power while sweeping the frequency from the plasma density information measuring power source, and supplying the plasma density information measuring power to the plasma for each frequency, the plasma density information measuring power The plasma density information measuring method, wherein the power supply is an oscillation closed circuit controlled by a phase difference signal, and a low pass filter in the oscillation closed circuit is driven by a current.
【請求項4】 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、(a)
前記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
マに供給する過程と、(b)プラズマ密度情報測定用プ
ローブを用いて、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
度情報を測定する過程とを備え、前記(a),(b)の
過程は、(ab1)プラズマ負荷による反射または吸収
に起因する周波数である複数個の吸収周波数のうち、反
射によるプラズマ密度情報測定用電力の損失のもっとも
大きい反射率における吸収周波数である基本吸収周波
数、およびプラズマ密度情報の相関関係を前記プラズマ
密度情報測定用プローブの形状ごとに予め記憶する記憶
過程と、(ab2)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し、プラズ
マ密度情報測定用プローブを用いて前記基本吸収周波数
を測定する基本周波数測定過程と、(ab3)前記(a
b2)の基本周波数測定過程で測定された基本吸収周波
数、および前記(ab1)の記憶過程で予め記憶されて
いる相関関係に基づいて、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であることを特徴とするプ
ラズマ密度情報測定方法。
4. A plasma density information measuring method for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, comprising: (a)
A step of supplying plasma density information measuring power to the plasma from a plasma density information measuring power source for measuring the plasma density information; and (b) using the plasma density information measuring probe, the plasma density information depending on a plasma load. And a step of measuring plasma density information based on reflection or absorption of measuring power, wherein the steps (a) and (b) are (ab1) a plurality of frequencies caused by reflection or absorption by a plasma load. Of the absorption frequency of the, the basic absorption frequency is the absorption frequency in the reflectance of the largest loss of power for measuring plasma density information due to reflection, and the correlation of the plasma density information in advance for each shape of the probe for measuring the plasma density information. Memorization process of storing and (ab2) Plasma density information measurement from the power source for measuring plasma density information Supplying power to the plasma, and the fundamental frequency measurement process of measuring the fundamental absorption frequency using a probe for measuring plasma density information, (ab3) wherein (a
a plasma density information measuring step of measuring plasma density information based on the fundamental absorption frequency measured in the fundamental frequency measuring step of b2) and the correlation stored in advance in the storing step of (ab1). A method for measuring plasma density information, characterized by:
【請求項5】 請求項4に記載のプラズマ密度情報測定
方法において、前記(ab1)の記憶過程は、(AB
1)プラズマ密度情報測定用プローブの形状ごとに基本
吸収周波数を測定する過程と、(AB2)プラズマ密度
情報測定用プローブの形状に関わらず観測される一定の
周波数であるプラズマ表面波共鳴周波数を測定する過程
と、(AB3)前記(AB1),(AB2)の過程に基
づいて、基本吸収周波数および前記プラズマ表面波共鳴
周波数に対して一定の相関関係にあるプラズマ密度情報
の相関関係を求めて、その相関関係を記憶する過程とで
あることを特徴とするプラズマ密度情報測定方法。
5. The method for measuring plasma density information according to claim 4, wherein the storage process of (ab1) is (AB1).
1) The process of measuring the fundamental absorption frequency for each shape of the plasma density information measuring probe, and (AB2) measuring the plasma surface wave resonance frequency which is a constant frequency observed regardless of the shape of the plasma density information measuring probe. And (AB3) based on the steps (AB1) and (AB2), the correlation of plasma density information having a constant correlation with the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency is obtained, A method of measuring plasma density information, which is a process of storing the correlation.
【請求項6】 請求項4に記載のプラズマ密度情報測定
方法において、前記(ab1)の記憶過程は、(AB
4)前記プラズマ密度情報測定用プローブを、中心から
外側に向かって空気,誘電体,プラズマに積層された同
心3層円筒モデルにモデル化し、静電近似を用いて解析
を行う幾何解析法に基づいて、前記同心3層円筒モデル
の長手方向の長さについて基本吸収周波数をそれぞれ求
める過程と、(AB5)前記同心3層円筒モデルの長手
方向の長さが0に近づいたときに収束する周波数を、プ
ラズマ表面波共鳴周波数として求める過程と、(AB
6)前記(AB4),(AB5)の過程に基づいて、基
本吸収周波数および前記プラズマ表面波共鳴周波数に対
して一定の相関関係にあるプラズマ密度情報の相関関係
を求めて、その相関関係を記憶する過程とであることを
特徴とするプラズマ密度情報測定方法。
6. The plasma density information measuring method according to claim 4, wherein the storing process of (ab1) is (AB1).
4) Based on the geometrical analysis method in which the plasma density information measuring probe is modeled as a concentric three-layer cylindrical model in which air, a dielectric, and plasma are laminated from the center to the outside, and analysis is performed using electrostatic approximation. Then, the process of obtaining the fundamental absorption frequency for the length in the longitudinal direction of the concentric three-layer cylindrical model and (AB5) the frequency that converges when the length in the longitudinal direction of the concentric three-layer cylindrical model approaches 0 , The process of obtaining the plasma surface wave resonance frequency, (AB
6) Based on the processes of (AB4) and (AB5), the correlation of the plasma density information having a constant correlation with the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency is obtained, and the correlation is stored. And a plasma density information measuring method.
【請求項7】 請求項4に記載のプラズマ密度情報測定
方法において、前記(ab1)の記憶過程は、(AB
7)前記プラズマ密度情報測定用プローブを構成する空
気,誘電体,プラズマ,アンテナを空間座標で格子化し
て、電磁場の時間変化および領域変化を求める有限差分
時間領域法に基づいて、周波数依存の電磁場の反射率を
求めることでプラズマ密度情報測定用プローブの形状ご
とに基本吸収周波数を求める過程と、(AB8)プラズ
マ密度情報測定用プローブの形状に関わらず観測される
一定の周波数であるプラズマ表面波共鳴周波数を、有限
差分時間領域法に基づいて求める過程と、(AB9)前
記(AB7),(AB8)の過程に基づいて、基本吸収
周波数および前記プラズマ表面波共鳴周波数に対して一
定の相関関係にあるプラズマ密度情報の相関関係を求め
て、その相関関係を記憶する過程とであることを特徴と
するプラズマ密度情報測定方法。
7. The plasma density information measuring method according to claim 4, wherein the storing process of (ab1) is (AB1).
7) Frequency-dependent electromagnetic field based on the finite-difference time-domain method for obtaining the time change and the area change of the electromagnetic field by making the air, the dielectric, the plasma, and the antenna constituting the probe for measuring the plasma density information into lattices in spatial coordinates. Of the basic absorption frequency for each shape of the probe for measuring plasma density information by measuring the reflectance of the plasma density information, and (AB8) Plasma surface wave which is a constant frequency observed regardless of the shape of the probe for measuring plasma density information. Based on the process of obtaining the resonance frequency based on the finite difference time domain method and the process of (AB9) (AB7) and (AB8), there is a fixed correlation with the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency. Plasma density, which is the process of obtaining the correlation of the plasma density information in the table and storing the correlation. Broadcast measurement method.
【請求項8】 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、(a)
前記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
マに供給する過程と、(b)プラズマ密度情報測定用プ
ローブを用いて、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
度情報を測定する過程と、(c)前記(a)から(b)
までの各過程を複数回にわたり繰り返し行い、前記
(b)の過程で得られたプラズマ密度情報の各々の結果
を時間経過とともに出力する過程とを備えていることを
特徴とするプラズマ密度情報測定方法。
8. A plasma density information measuring method for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, comprising: (a)
A step of supplying plasma density information measuring power to the plasma from a plasma density information measuring power source for measuring the plasma density information; and (b) using the plasma density information measuring probe, the plasma density information depending on a plasma load. A process of measuring plasma density information based on reflection or absorption of measurement power, and (c) the above (a) to (b)
And a step of repeatedly outputting each result of the plasma density information obtained in the step (b) over time, by repeating each of the steps up to a plurality of times. .
【請求項9】 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、(a)
前記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
マに供給する過程と、(b)プラズマ密度情報測定用プ
ローブを用いて、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
度情報を測定する過程と、(d)前記(a)から(b)
までの各過程を複数回にわたり繰り返し行い、前記
(b)の過程で得られたプラズマ密度情報の各々の結果
を時間に関して求める過程と、(e)前記(d)の過程
で得られた各々の時間におけるプラズマ密度情報の値を
時間について積算を行い、プラズマ密度情報の時間積算
を導出する過程とを備えていることを特徴とするプラズ
マ密度情報測定方法。
9. A plasma density information measuring method for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, comprising: (a)
A step of supplying plasma density information measuring power to the plasma from a plasma density information measuring power source for measuring the plasma density information; and (b) using the plasma density information measuring probe, the plasma density information depending on a plasma load. A process of measuring plasma density information based on reflection or absorption of measurement power, and (d) above (a) to (b)
Each of the above steps is repeated a plurality of times to obtain each result of the plasma density information obtained in the step (b) with respect to time, and (e) each step obtained in the step (d). And a step of deriving a value of the plasma density information in time with respect to time and deriving a time integration of the plasma density information.
【請求項10】 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に周波数を掃引しながらプ
ラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズ
マ密度情報測定用電源と、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用プロ
ーブと、プラズマ密度情報測定用電源からそれぞれ掃引
された各々の周波数である各出力周波数に対して、所定
の周波数をそれぞれ加算あるいは減算した各々の周波数
である各加算/減算周波数をそれぞれ出力する第1の周
波数出力手段と、プラズマ負荷によって反射または吸収
されたプラズマ密度情報測定用電力の各々の周波数であ
る各反射周波数に対して、前記第1の周波数出力手段か
らそれぞれ出力された各加算/減算周波数をそれぞれ減
算して出力する第2の周波数出力手段と、前記第2の周
波数出力手段によって得られた各周波数のうちから前記
所定の周波数の値に一致する周波数のみを通過させる周
波数通過手段と、前記周波数通過手段によって通過され
た周波数における電力を反射または吸収されたプラズマ
密度情報測定用電力として出力する第1の出力手段とを
備えることを特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
10. A plasma density information measuring device for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, wherein plasma for supplying plasma density information measuring power to the plasma while sweeping a frequency for measuring the plasma density information. A density information measuring power source, a plasma density information measuring probe that measures plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by a plasma load, and each swept from the plasma density information measuring power source To each output frequency, which is the frequency of, and a first frequency output means for outputting each addition / subtraction frequency which is each frequency obtained by adding or subtracting a predetermined frequency, and being reflected or absorbed by the plasma load. For each reflection frequency, which is each frequency of the plasma density information measurement power, A second frequency output means for subtracting and outputting each addition / subtraction frequency output from the first frequency output means, and each frequency obtained by the second frequency output means. To a frequency passing means for passing only a frequency corresponding to the value of the predetermined frequency, and a first output for outputting the electric power at the frequency passed by the frequency passing means as the reflected or absorbed electric power for measuring plasma density information. And a plasma density information measuring device.
【請求項11】 請求項10に記載のプラズマ密度情報
測定装置において、前記第1の出力手段は、前記出力周
波数が、プラズマを生成するためのプラズマ生成用電源
から出力されたプラズマ生成用電力に関する高調波での
周波数に一致した際に、その周波数成分を除去してプラ
ズマ密度情報測定用電力の反射または吸収として出力す
る高調波除去手段を備えていることを特徴とするプラズ
マ密度情報測定装置。
11. The plasma density information measuring device according to claim 10, wherein the first output means relates to plasma generation power output from a plasma generation power supply for generating plasma. A plasma density information measuring device, comprising: a harmonic wave removing means for removing the frequency component when the frequency of the harmonic is matched and outputting the reflected or absorbed power for measuring the plasma density information.
【請求項12】 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に周波数を掃引しながらプ
ラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズ
マ密度情報測定用電源と、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用プロ
ーブとを備え、前記プラズマ密度情報測定用電源は、低
域側の周波数を通過させる低域通過フィルタと、前記低
域通過フィルタを駆動させるための電流に位相差信号を
変換させる電流変換手段とを具備した、位相差信号によ
り制御される発振閉回路であることを特徴とするプラズ
マ密度情報測定装置。
12. A plasma density information measuring device for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, wherein the plasma is supplied with plasma density information measuring power while sweeping a frequency to measure the plasma density information. A power source for measuring density information, and a plasma density information measuring probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the power for measuring plasma density information by a plasma load, and the power source for measuring plasma density information is a low power source. An oscillating closed circuit controlled by a phase difference signal, comprising a low pass filter for passing a frequency on the band side, and a current conversion means for converting a phase difference signal into a current for driving the low pass filter. A plasma density information measuring device characterized by being present.
【請求項13】 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に周波数を掃引しながらプ
ラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズ
マ密度情報測定用電源と、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用プロ
ーブと、プラズマ負荷による反射または吸収に起因する
周波数である複数個の吸収周波数のうち、反射によるプ
ラズマ密度情報測定用電力の損失のもっとも大きい反射
率における吸収周波数である基本吸収周波数、およびプ
ラズマ密度情報の相関関係を前記プラズマ密度情報測定
用プローブの形状ごとに予め記憶した相関関係記憶手段
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。
13. A plasma density information measuring device for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, wherein the plasma is supplied with plasma density information measuring power while sweeping a frequency for measuring the plasma density information. A density information measuring power source, a plasma density information measuring probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by the plasma load, and a frequency caused by reflection or absorption by the plasma load. Of the plurality of absorption frequencies, the basic absorption frequency, which is the absorption frequency at the reflectance with the largest loss of power for measuring plasma density information due to reflection, and the correlation of the plasma density information are shown for each shape of the plasma density information measuring probe. Is provided with a correlation storage means stored in advance. Measuring device for plasma density information.
【請求項14】 請求項13に記載のプラズマ密度情報
測定装置において、前記相関関係記憶手段は、プラズマ
密度情報測定用プローブの形状ごとに基本吸収周波数を
測定するとともに、プラズマ密度情報測定用プローブの
形状に関わらず観測される一定の周波数であるプラズマ
表面波共鳴周波数を測定することで得られた結果を、基
本吸収周波数および前記プラズマ表面波共鳴周波数に対
して一定の相関関係にあるプラズマ密度情報の相関関係
とすることを特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
14. The plasma density information measuring device according to claim 13, wherein the correlation storing means measures the basic absorption frequency for each shape of the plasma density information measuring probe, and The result obtained by measuring the plasma surface wave resonance frequency, which is a constant frequency observed regardless of the shape, is the plasma density information that has a constant correlation with the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency. And a plasma density information measuring device.
【請求項15】 請求項13に記載のプラズマ密度情報
測定装置において、前記相関関係記憶手段は、前記プラ
ズマ密度情報測定用プローブを、中心から外側に向かっ
て空気,誘電体,プラズマに積層された同心3層円筒モ
デルにモデル化し、静電近似を用いて解析を行う幾何解
析法に基づいて、前記同心3層円筒モデルの長手方向の
長さについて基本吸収周波数をそれぞれ求めるととも
に、前記同心3層円筒モデルの長手方向の長さが0に近
づいたときに収束する周波数を、プラズマ表面波共鳴周
波数として求めることで得られた結果を、基本吸収周波
数および前記プラズマ表面波共鳴周波数に対して一定の
相関関係にあるプラズマ密度情報の相関関係とすること
を特徴とするプラズマ密度情報測定装置。
15. The apparatus for measuring plasma density information according to claim 13, wherein the correlation storage means has the probe for measuring plasma density information laminated on air, a dielectric, and plasma from the center to the outside. Based on a geometric analysis method of modeling into a concentric three-layer cylindrical model and performing analysis using electrostatic approximation, the fundamental absorption frequencies are obtained for the lengths in the longitudinal direction of the concentric three-layer cylindrical model, and the concentric three-layer cylindrical model is obtained. The result obtained by finding the frequency that converges when the length of the cylindrical model in the longitudinal direction approaches 0 as the plasma surface wave resonance frequency is a constant with respect to the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency. A plasma density information measuring device, characterized in that the plasma density information is correlated.
【請求項16】 請求項13に記載のプラズマ密度情報
測定装置において、前記相関関係記憶手段は、前記プラ
ズマ密度情報測定用プローブを構成する空気,誘電体,
プラズマ,アンテナを空間座標で格子化して、電磁場の
時間変化および領域変化を求める有限差分時間領域法に
基づいて、周波数依存の電磁場の反射率を求めることで
プラズマ密度情報測定用プローブの形状ごとに基本吸収
周波数を求めるとともに、プラズマ密度情報測定用プロ
ーブの形状に関わらず観測される一定の周波数であるプ
ラズマ表面波共鳴周波数を、有限差分時間領域法に基づ
いて求めることで得られた結果を、基本吸収周波数およ
び前記プラズマ表面波共鳴周波数に対して一定の相関関
係にあるプラズマ密度情報の相関関係とすることを特徴
とするプラズマ密度情報測定装置。
16. The plasma density information measuring device according to claim 13, wherein the correlation storing means comprises air, a dielectric, and the like which constitute the plasma density information measuring probe.
For each shape of the probe for measuring plasma density information, the frequency dependence of the electromagnetic field is calculated based on the finite-difference time-domain method in which the plasma and antenna are gridded in spatial coordinates and the time and area changes of the electromagnetic field are calculated. Along with the fundamental absorption frequency, the plasma surface wave resonance frequency, which is a constant frequency observed regardless of the shape of the probe for measuring plasma density information, is obtained based on the finite difference time domain method. A plasma density information measuring device, wherein the plasma density information has a certain correlation with a fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency.
【請求項17】 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に周波数を掃引しながらプ
ラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズ
マ密度情報測定用電源と、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用プロ
ーブと、前記プラズマ密度情報測定用プローブを用いて
複数回にわたりプラズマ密度情報を測定し、プラズマ密
度情報の各々の測定結果を時間経過とともに出力する第
2の出力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。
17. A plasma density information measuring device for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, wherein the plasma is supplied with plasma density information measuring power while sweeping a frequency in order to measure the plasma density information. A power source for measuring density information, a plasma density information measuring probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by a plasma load, and a plurality of times using the plasma density information measuring probe And a second output means for measuring the plasma density information over time and outputting each measurement result of the plasma density information over time.
【請求項18】 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に周波数を掃引しながらプ
ラズマ密度情報測定用電力をプラズマに供給するプラズ
マ密度情報測定用電源と、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用プロ
ーブと、前記プラズマ密度情報測定用プローブを用いて
複数回にわたりプラズマ密度情報を測定し、プラズマ密
度情報の各々の測定結果を時間に関して求め、各々の時
間におけるプラズマ密度情報の値を時間について積算を
行い、プラズマ密度情報の時間積算を導出する積算値導
出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。
18. A plasma density information measuring device for measuring plasma density information indicating characteristics of plasma, wherein the plasma is supplied with plasma density information measuring power while sweeping a frequency for measuring the plasma density information. A power source for measuring density information, a plasma density information measuring probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by a plasma load, and a plurality of times using the plasma density information measuring probe An integrated value deriving means for measuring plasma density information over time, obtaining each measurement result of the plasma density information with respect to time, integrating values of the plasma density information at each time with respect to time, and deriving time integration of the plasma density information And a plasma density information measuring device.
【請求項19】 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に供給されるプ
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、電力を放射する直
線状に構成された1つのアンテナと、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、プラズマに結合
する先端が閉じられた誘電体性領域とを備え、前記ケー
ブルとアンテナとは前記誘電体性領域によって被覆され
ており、誘電体性領域の外径、アンテナの長さ、および
アンテナとケーブルとの接続部から誘電体性領域の先端
部までの長さが、それぞれほぼ等しいことを特徴とする
プラズマ密度情報測定用プローブ。
19. Plasma density information for measuring plasma density information on the basis of reflection or absorption of plasma density information measuring power supplied to plasma from a plasma density information measuring power source for measuring plasma density information. A measurement probe, which has one linear antenna configured to radiate electric power, a cable for transmitting the electric power for measuring the plasma density information, and a dielectric region having a closed tip coupled to plasma. The cable and the antenna are covered with the dielectric region, and the outer diameter of the dielectric region, the length of the antenna, and the connecting portion between the antenna and the cable to the tip of the dielectric region are provided. A probe for measuring plasma density information, characterized in that the lengths thereof are substantially equal to each other.
【請求項20】 請求項2、または請求項4から請求項
9のいずれかに記載のプラズマ密度情報測定方法をコン
ピュータに実行させるためのプログラムを記録した、コ
ンピュータが読み取り可能なプラズマ密度情報測定用記
録媒体。
20. A computer readable plasma density information measuring program recorded with a program for causing a computer to execute the plasma density information measuring method according to any one of claims 2 or 4. recoding media.
【請求項21】 プラズマ中の被処理物にプラズマ処理
を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を
測定するために周波数を掃引しながらプラズマ密度情報
測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定
用電源と、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用プローブと、プラズ
マ密度情報測定用電源からそれぞれ掃引された各々の周
波数である各出力周波数に対して、所定の周波数をそれ
ぞれ加算あるいは減算した各々の周波数である各加算/
減算周波数をそれぞれ出力する第1の周波数出力手段
と、プラズマ負荷によって反射または吸収されたプラズ
マ密度情報測定用電力の各々の周波数である各反射周波
数に対して、前記第1の周波数出力手段からそれぞれ出
力された各加算/減算周波数をそれぞれ減算して出力す
る第2の周波数出力手段と、前記第2の周波数出力手段
によって得られた各周波数のうちから前記所定の周波数
の値に一致する周波数のみを通過させる周波数通過手段
と、前記周波数通過手段によって通過された周波数にお
ける電力を反射または吸収されたプラズマ密度情報測定
用電力として出力する第1の出力手段と、測定された前
記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御する
制御手段とを備えていることを特徴とするプラズマ処理
装置。
21. A plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, wherein plasma density information measuring power is supplied to plasma while sweeping a frequency for measuring plasma density information. A power supply for measurement, a plasma density information measurement probe that measures plasma density information based on reflection or absorption of the power for measuring plasma density information due to a plasma load, and each frequency swept from the power supply for plasma density information measurement For each output frequency that is
First frequency output means for respectively outputting the subtracted frequencies, and respective reflection frequencies which are respective frequencies of the plasma density information measuring power reflected or absorbed by the plasma load, respectively from the first frequency output means. Second frequency output means for subtracting and outputting each of the output addition / subtraction frequencies, and only a frequency that matches the value of the predetermined frequency among the frequencies obtained by the second frequency output means Based on the measured plasma density information, and a first output means for outputting electric power at a frequency passed by the frequency passing means as reflected or absorbed electric power for measuring plasma density information, And a control means for controlling plasma processing.
【請求項22】 請求項21に記載のプラズマ処理装置
において、前記第1の出力手段は、前記出力周波数が、
プラズマを生成するためのプラズマ生成用電源から出力
されたプラズマ生成用電力に関する高調波での周波数に
一致した際に、その周波数成分を除去してプラズマ密度
情報測定用電力の反射または吸収として出力する高調波
除去手段を備えていることを特徴とするプラズマ処理装
置。
22. The plasma processing apparatus according to claim 21, wherein the output frequency of the first output means is
When the frequency of the harmonics related to the plasma generation power output from the plasma generation power supply for generating plasma matches, the frequency component is removed and output as reflection or absorption of the plasma density information measurement power. A plasma processing apparatus comprising a harmonic wave removing means.
【請求項23】 プラズマ中の被処理物にプラズマ処理
を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を
測定するために周波数を掃引しながらプラズマ密度情報
測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定
用電源と、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用プローブと、測定さ
れた前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制
御する制御手段とを備え、前記プラズマ密度情報測定用
電源は、低域側の周波数を通過させる低域通過フィルタ
と、前記低域通過フィルタを駆動させるための電流に位
相差信号を変換させる電流変換手段とを具備した、位相
差信号により制御される発振閉回路であることを特徴と
するプラズマ処理装置。
23. A plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, wherein plasma density information measuring power is supplied to plasma while sweeping a frequency for measuring plasma density information. A measurement power source, a plasma density information measurement probe that measures plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measurement power due to a plasma load, and plasma processing control based on the measured plasma density information The power source for measuring plasma density information includes a low-pass filter that passes a low-frequency band, and a current converter that converts a phase difference signal into a current for driving the low-pass filter. And a closed circuit controlled by a phase difference signal. Place
【請求項24】 プラズマ中の被処理物にプラズマ処理
を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を
測定するために周波数を掃引しながらプラズマ密度情報
測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定
用電源と、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用プローブと、プラズ
マ負荷による反射または吸収に起因する周波数である複
数個の吸収周波数のうち、反射によるプラズマ密度情報
測定用電力の損失のもっとも大きい反射率における吸収
周波数である基本吸収周波数、およびプラズマ密度情報
の相関関係を前記プラズマ密度情報測定用プローブの形
状ごとに予め記憶した相関関係記憶手段と、測定された
前記プラズマ密度情報に基づいてプラズマ処理を制御す
る制御手段とを備えることを特徴とするプラズマ処理装
置。
24. A plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, wherein plasma density information is supplied to a plasma while sweeping a frequency to measure plasma density information. A measuring power source, a plasma density information measuring probe for measuring plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measuring power by the plasma load, and a plurality of frequencies which are caused by reflection or absorption by the plasma load. Of the absorption frequency of the, the basic absorption frequency is the absorption frequency in the reflectance of the largest loss of power for measuring plasma density information due to reflection, and the correlation of the plasma density information in advance for each shape of the probe for measuring the plasma density information. The stored correlation storage means and the measured plasma density information. And a control means for controlling the plasma processing based on the information.
【請求項25】 請求項24に記載のプラズマ処理装置
において、前記相関関係記憶手段は、プラズマ密度情報
測定用プローブの形状ごとに基本吸収周波数を測定する
とともに、プラズマ密度情報測定用プローブの形状に関
わらず観測される一定の周波数であるプラズマ表面波共
鳴周波数を測定することで得られた結果を、基本吸収周
波数および前記プラズマ表面波共鳴周波数に対して一定
の相関関係にあるプラズマ密度情報の相関関係とするこ
とを特徴とするプラズマ処理装置。
25. The plasma processing apparatus according to claim 24, wherein the correlation storage unit measures the basic absorption frequency for each shape of the plasma density information measuring probe and determines the shape of the plasma density information measuring probe. The result obtained by measuring the plasma surface wave resonance frequency, which is a constant frequency that is observed regardless of, is the correlation between the plasma absorption information and the fundamental absorption frequency, which has a constant correlation with the plasma surface wave resonance frequency. A plasma processing apparatus characterized by the following.
【請求項26】 請求項24に記載のプラズマ処理装置
において、前記相関関係記憶手段は、前記プラズマ密度
情報測定用プローブを、中心から外側に向かって空気,
誘電体,プラズマに積層された同心3層円筒モデルにモ
デル化し、静電近似を用いて解析を行う幾何解析法に基
づいて、前記同心3層円筒モデルの長手方向の長さにつ
いて基本吸収周波数をそれぞれ求めるとともに、前記同
心3層円筒モデルの長手方向の長さが0に近づいたとき
に収束する周波数を、プラズマ表面波共鳴周波数として
求めることで得られた結果を、基本吸収周波数および前
記プラズマ表面波共鳴周波数に対して一定の相関関係に
あるプラズマ密度情報の相関関係とすることを特徴とす
るプラズマ処理装置。
26. The plasma processing apparatus according to claim 24, wherein the correlation storing means sets the plasma density information measuring probe to air from the center toward the outside,
Based on a geometric analysis method in which a concentric three-layer cylindrical model laminated on a dielectric and plasma is modeled and analyzed using electrostatic approximation, the fundamental absorption frequency is calculated with respect to the longitudinal length of the concentric three-layer cylindrical model. The results obtained by finding the frequency that converges when the length of the concentric three-layer cylinder model in the longitudinal direction approaches 0 as the plasma surface wave resonance frequency are obtained as the fundamental absorption frequency and the plasma surface. A plasma processing apparatus, wherein the plasma density information has a constant correlation with the wave resonance frequency.
【請求項27】 請求項24に記載のプラズマ処理装置
において、前記相関関係記憶手段は、前記プラズマ密度
情報測定用プローブを構成する空気,誘電体,プラズ
マ,アンテナを空間座標で格子化して、電磁場の時間変
化および領域変化を求める有限差分時間領域法に基づい
て、周波数依存の電磁場の反射率を求めることでプラズ
マ密度情報測定用プローブの形状ごとに基本吸収周波数
を求めるとともに、プラズマ密度情報測定用プローブの
形状に関わらず観測される一定の周波数であるプラズマ
表面波共鳴周波数を、有限差分時間領域法に基づいて求
めることで得られた結果を、基本吸収周波数および前記
プラズマ表面波共鳴周波数に対して一定の相関関係にあ
るプラズマ密度情報の相関関係とすることを特徴とする
プラズマ処理装置。
27. The plasma processing apparatus according to claim 24, wherein the correlation storing means grids the air, the dielectric, the plasma, and the antenna forming the probe for measuring the plasma density information in a spatial coordinate system to generate an electromagnetic field. Based on the finite-difference time-domain method for determining the time variation and the area variation of the plasma density information, the basic absorption frequency is obtained for each shape of the probe for measuring the plasma density information by measuring the reflectance of the frequency-dependent electromagnetic field Plasma surface wave resonance frequency, which is a constant frequency observed regardless of the shape of the probe, the result obtained by obtaining based on the finite difference time domain method, for the fundamental absorption frequency and the plasma surface wave resonance frequency A plasma processing apparatus, wherein the plasma density information is correlated with a certain correlation.
【請求項28】 プラズマ中の被処理物にプラズマ処理
を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を
測定するために周波数を掃引しながらプラズマ密度情報
測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定
用電源と、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用プローブと、前記プ
ラズマ密度情報測定用プローブを用いて複数回にわたり
プラズマ密度情報を測定し、プラズマ密度情報の各々の
測定結果を時間経過とともに出力する第2の出力手段
と、測定された前記プラズマ密度情報に基づいてプラズ
マ処理を制御する制御手段とを備えていることを特徴と
するプラズマ処理装置。
28. A plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, wherein plasma density information is supplied to a plasma while sweeping a frequency to measure plasma density information. A measurement power source, a plasma density information measurement probe that measures plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measurement power due to a plasma load, and a plasma using the plasma density information measurement probe multiple times. Second density means for measuring the density information and outputting each measurement result of the plasma density information over time, and control means for controlling plasma processing based on the measured plasma density information. A plasma processing apparatus characterized by the above.
【請求項29】 プラズマ中の被処理物にプラズマ処理
を行うプラズマ処理装置であって、プラズマ密度情報を
測定するために周波数を掃引しながらプラズマ密度情報
測定用電力をプラズマに供給するプラズマ密度情報測定
用電源と、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用プローブと、前記プ
ラズマ密度情報測定用プローブを用いて複数回にわたり
プラズマ密度情報を測定し、プラズマ密度情報の各々の
測定結果を時間に関して求め、各々の時間におけるプラ
ズマ密度情報の値を時間について積算を行い、プラズマ
密度情報の時間積算を導出する積算値導出手段と、導出
された前記積算値に基づいてプラズマ処理を制御する制
御手段とを備えていることを特徴とするプラズマ処理装
置。
29. A plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed in plasma, the plasma density information supplying electric power for measuring plasma density information to plasma while sweeping a frequency for measuring the plasma density information. A measurement power source, a plasma density information measurement probe that measures plasma density information based on reflection or absorption of the plasma density information measurement power due to a plasma load, and a plasma using the plasma density information measurement probe multiple times. The density information is measured, each measurement result of the plasma density information is obtained with respect to time, the value of the plasma density information at each time is integrated with respect to time, and an integrated value deriving means for deriving the time integration of the plasma density information, A control means for controlling the plasma processing based on the derived integrated value. A plasma processing apparatus characterized by the above.
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