JP2003217897A - プラズマ測定装置、測定方法及びセンサプローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマにより生じる汚れが付着しても精度良
くプラズマ密度、電子温度及びプラズマポテンシャルの
プラズマパラメータを測定できるようにする。 【解決手段】測定対象となるプラズマ雰囲気内に、プラ
ズマ雰囲気中でバイアス電圧が印加されるバイアス電極
（５）と、当該電極（５）又はその電極近傍の温度を検
出する温度センサ（６）を備えたセンサプローブ（３）
を設置し、センサプローブ（３）に印加されたバイアス
電圧と検出された温度により得られた電圧−温度特性に
基づいてプラズマパラメータを算出する演算装置（４）
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象となるプ
ラズマ雰囲気内にセンサプローブを設置し、その測定値
に基づいてプラズマ密度、電子温度及びプラズマポテン
シャル等のプラズマパラメータを測定するプラズマ測定
装置、測定方法及びセンサプローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プラズマ放電による分子解離の結
果発生する励起分子、ラジカル、イオン等を利用して、
洗浄、エッチング、膜形成、表面改質を行うプラズマ加
工が注目されている。このプラズマ加工は、熱ではなく
放電による解離を利用するため、比較的低温で処理する
ことができ、耐熱温度の低い材料でも、高精度で加工す
ることができることから、ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの集積
回路素子の製作にも盛んに利用されている。

【０００３】この場合に、プラズマ加工により得られる
製品を一定品質に維持するには、常に同一条件でプラズ
マ加工を行う必要があり、そのためには、プラズマ密
度、電子温度及びプラズマポテンシャルなどのプラズマ
パラメータを一定に維持管理することが望ましい。

【０００４】この加工中のプラズマ雰囲気におけるプラ
ズマパラメータを測定する方法として、従来より、質量
分析法、吸光度分析法、光分離プローブ法、ラングミュ
アプローブ法のような計測手段が知られているが、質量
分析法、吸光度分析法、光分離プローブ法に用いる計測
器は極めて高価であり、これを個々のプラズマ加工装置
に設けることは現実的でない。

【０００５】このため通常は、図８に示すように、ガラ
スなどの絶縁材で被覆された支柱５１の先端に金属電極
５２を露出形成したラングミュアプローブ５３をチャン
バ５４に設置して測定する方法が採られている。この方
法は、可変電源５５を介してラングミュアプローブ５３
を基準電極となる陽極５６又は陰極５７に接続し、陽極
５６又は陰極５７間にプラズマを発生させる。

【０００６】そして、可変電源５５により印加電圧を広
い範囲にわたって変化させながら当該プローブ５３に印
加される電圧及び電流を電圧計５８及び電流計５９で測
定し、得られた電圧Ｖｐ−電流Ｉｐ特性に基づいて、プ
ラズマ密度、電子温度及びプラズマポテンシャルのプラ
ズマパラメータを算出する方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ラング
ミュアプローブ５３は金属電極５２をプラズマ中に露出
させて設けていることから、その表面にプラズマにより
生じる汚れが付着し易く、その汚れが電気抵抗となるた
め、金属電極５２に印加する電圧を一定にしても、電流
が変化し、長時間測定するうちに測定値が数十〜数百％
のオーダーで大幅に狂い、センサプローブとして全く機
能しなくなるという問題があった。

【０００８】そこで本発明は、プラズマにより生じる汚
れが付着しても精度良くプラズマパラメータを測定でき
るようにすることを技術的課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１の発明は、測定対象となるプラズマ雰囲気
内にセンサプローブを設置し、その測定値に基づいてプ
ラズマ密度、電子温度及びプラズマポテンシャルのプラ
ズマパラメータの少なくとも一を測定するプラズマ測定
装置において、前記センサプローブは、プラズマ雰囲気
中でバイアス電圧が印加されるバイアス電極と、当該電
極又はその電極近傍の温度を検出する温度センサを備
え、当該センサプローブに印加されたバイアス電圧と検
出された温度により得られた電圧−温度特性に基づいて
前記プラズマパラメータの少なくとも一を算出する演算
装置を備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、測定対象となる
プラズマ雰囲気内に請求項３のセンサプローブが設置さ
れる。このセンサプローブは、プラズマ雰囲気中でバイ
アス電圧が印加されるバイアス電極と、当該電極又はそ
の電極近傍の温度を温度を検出する温度センサを備えて
いる。

【００１１】バイアス電極は、請求項４の発明のよう
に、白金、金、タングステン、モリブデン、タンタル、
ステンレスなどの耐食性金属で形成すれば、プラズマ中
でも酸化したり腐食され難く、長寿命化できる。

【００１２】また、温度センサは、請求項５の発明のよ
うにバイアス電極を構成する金属で被覆又はコーティン
グされていても、請求項６の発明のようにバイアス電極
の表面に接触した状態に配されていても、請求項７の発
明のようにバイアス電極から所定距離離隔して配されて
いてもよい。

【００１３】そして、このセンサプローブをプラズマ雰
囲気内に設置し、バイアス電極にバイアス電圧を印加す
ると共に、そのときのプラズマ雰囲気中の温度を温度セ
ンサで検出することによりバイアス電圧−温度特性を求
める。

【００１４】本発明者の研究によれば、バイアス電圧−
温度特性のグラフ線図がラングミュアプローブにおける
電圧−電流特性のグラフ線図に似ていることが判明し
た。そして、電流に替えて温度を測定することにより、
そのバイアス電圧−温度特性から、プラズマ密度、電子
温度及びプラズマポテンシャルのプラズマパラメータ
は、バイアス電圧−温度特性に基づいて理論的に算出す
ることができることを解明した。さらに、その測定結果
は、汚れが付着していないラングミューアプローブで測
定した結果と略一致した。

【００１５】この場合、センサプローブに流れる電流は
測定する必要がないので、バイアス電極に汚れが付着し
ても印加電圧に影響はない。また、温度センサに汚れが
付着しても、その熱伝導率は電気抵抗ほど変化しないの
で、センサプローブに流れる電流を測定するラングミュ
ーアプローブと異なり、長期間にわたってプラズマパラ
メータを正確に測定できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係るセン
サプローブを用いたプラズマパラメータ測定装置を示す
説明図、図２は処理手順を示すフローチャ−ト、図３及
び図４はグラフ、図５は他の実施形態を示す説明図、図
６はその処理手順を示す説明図、図７は他の実施形態を
示す説明図である。

【００１７】図１に示す測定装置１は、プラズマを発生
させる任意のチャンバ２に設けられるもので、アース電
位に維持されるチャンバ２内に設置されるセンサプロー
ブ３と、その測定値に基づいてプラズマ密度、電子温度
及びプラズマポテンシャルのプラズマパラメータを算出
する演算装置４を備えている。

【００１８】センサプローブ３は、プラズマ雰囲気中で
バイアス電圧が印加されるバイアス電極５と、当該バイ
アス電極５の温度又はその電極５近傍の温度を検出する
温度センサ６を備えており、チャンバ２に絶縁支柱７で
支持されている。

【００１９】バイアス電極５は、金、白金、タングステ
ン、モリブデン、タンタル、ステンレスなどの耐食性金
属で形成することが好ましいが、これに限定されるもの
ではなく、例えば不活性ガス中で限定使用されるもので
あればそれほど高い耐食性は必要ない。

【００２０】また、その形状は任意であるが、表面積の
計算や理論解析の都合上、球状、平板状、円柱状、多角
柱状、正多面体などの幾何学形状に形成されており、本
例では球状のものを用いている。

【００２１】バイアス電極５の電源回路８は、絶縁支柱
７内を通ってチャンバ２の外側に配された可変電源９に
接続されると共に、バイアス電極５に印加されるバイア
ス電圧Ｖを測定する電圧計１０に接続されている。ま
た、バイアス電極５とチャンバ２間には、その電位差を
フローティング電位Ｖ_ｆ０として測定する電圧計１１が
接続されている。

【００２２】温度センサ６としては、熱電対、白金測温
抵抗体、サーミスタ、ＩＣ化温度センサ、サーモパイル
など任意のものを採用することができ、本例では、熱電
対をバイアス電極５に埋め込んだ構成となっており、そ
の熱起電力を測定する電圧計１２が設けられている。そ
して、各電圧計１０〜１２は、その測定結果が演算装置
４に入力されるようになっている。

【００２３】また、チャンバ２には、真空ポンプ１３に
よりチャンバ２内を減圧する排気系１４、ガスボンベ１
５からチャンバ２にアルゴンガスを供給するアルゴンガ
ス供給系１６、熱陰極１７、陽極を兼用するチャンバ２
と熱陰極１７の間に所定電圧を印加するグロー放電用電
源１８、熱陰極１７からの電子放出量をコントロールす
る電子放出用電源１９が設けられている。

【００２４】演算装置４は、センサプローブ３のバイア
ス電極５に印加されたバイアス電圧Ｖと温度センサ６の
熱起電力により定まるプローブ温度Ｔｐから得られた電
圧Ｖ−温度Ｔｐの関係に基づいて、プラズマ密度、電子
温度及びプラズマポテンシャルのプラズマパラメータを
算出するプログラムがインストールされたパソコンなど
が用いられている。

【００２５】図２はこのプログラムの処理手順を示すフ
ローチャートである。プラズマ発生条件に応じて、真空
ポンプ１３でチャンバ２内を予め設定された圧力まで減
圧した後、アルゴンガス供給系１６からアルゴンガスを
導入して所定の圧力に調整したところで、プログラムを
実行開始させる。

【００２６】まず、ステップＳＴＰ１で、温度センサ６
を起動させプラズマ発生前の雰囲気温度をガス温度Ｔｎ
として測定する。次いで、ステップＳＴＰ２でグロー放
電用電源１８及び電子放出用電源１９をオンしてプラズ
マを発生させ、バイアス電圧Ｖ＝０のときのフローティ
ング電位Ｖ_ｆ０を電圧計１１により測定する。そして、
ステップＳＴＰ３に移行して、可変電源９によりバイア
ス電圧Ｖを段階的に変化させながら、電圧計１０及び１
２の測定結果に基づき、バイアス電圧Ｖに応じたプロー
ブ温度Ｔｐを測定する。

【００２７】ステップＳＴＰ４では、ステップＳＴＰ３
で測定されたバイアス電圧Ｖ及びプローブ温度Ｔｐと、
ステップＳＴＰ１で測定されたガス温度Ｔｎに基づき、
プラズマパラメータの一であるプラズマポテンシャルＶ
_ｐｌを求める。まず、ΔＴ＝Ｔｐ−Ｔｎを算出し、図３
に示すようなＶ−ΔＴの特性線図を描くと屈曲点Ｐ_１が
表れ、この屈曲点Ｐ_１における電圧がプラズマポテンシ
ャルＶ _ｐｌとなる。

【００２８】次に、ステップＳＴＰ５でプラズマパラメ
ータの一である電子温度Ｔｅを算出する。センサプロー
ブ３への熱流入項Ｑ_Ｈは、熱平衡状態では、以下に示す
ように、プローブ３表面への電子衝突による加熱割合Ｑ
_Ｈｅと、イオン衝撃による加熱割合Ｑ_Ｈｉの和で表わさ
れる。 Ｑ_Ｈ＝Ｑ_Ｈｅ＋Ｑ_Ｈｉ………（式１）

【００２９】電子衝突による加熱割合Ｑ_Ｈｅは、プロー
ブの表面積Ｓ、ボルツマン定数ｋ、電子温度Ｔｅ、電子
の質量ｍ_e、電子密度n_e、電荷ｅ、バイアス電圧Ｖとす
ると、式２で表わされる。

【数１】

【００３０】また、イオン衝撃による加熱割合Ｑ
_Ｈｉは、イオン電流I_i(V)、使用する気体の電離電圧
ε_i、プローブの仕事関数φ、正イオンとプローブ間の
エネルギー移送率ζ（≒0.01）、イオン密度ｎ_ｉとする
と、式３で表わされる。

【数２】

【００３１】既知の値を定数として整理すると、電子衝
突による加熱割合Ｑ_Ｈｅは、ｎ_ｅ、Ｔｅ、Ｖの関数とし
て、 Ｑ_Ｈｅ＝Ｆ_１（ｎ_ｅ、Ｔｅ、Ｖ） で表わされ、イオン衝撃による加熱割合Ｑ_Ｈｉは、
ｎ_ｉ、Ｔｅ、Ｖ、Ｖ_ｐｌの関数として、 Ｑ_Ｈｉ＝Ｆ_２（ｎ_ｉ、Ｔｅ、Ｖ、Ｖ_ｐｌ） で表わされる。プラズマ内ではｎ_ｅ＝ｎ_ｉであるから、
式１の熱流入項Ｑ_Ｈは、プラズマ密度ｎ_ｅ、電子温度Ｔ
ｅ、バイアス電圧Ｖ、プラズマポテンシャルＶ_ｐｌの関
数として、 Ｑ_Ｈ＝Ｆ_３（ｎ_ｅ、Ｔｅ、Ｖ、Ｖ_ｐｌ）………（式４） で表わされる。

【００３２】また、熱放射によるプローブ３の冷却項を
ｑ_Ｒ、流体の粘性を考慮した時の熱伝導による損失項を
ｑ_kとすると、熱平衡状態では、熱流入項Ｑ_Ｈは熱損失
項と等しく、 Ｑ_Ｈ＝Ｓ（ｑ_Ｒ＋ｑ_k）…………（式５） で表わされる。

【００３３】冷却項ｑ_Ｒは、ステファン・ボルツマン定
数σ、プローブの表面からの熱放射係数ε_R（≒１）、
プローブの熱吸収係数σ_R（≒１）、ガス温度Ｔｎとす
ると、式６で表わされる。 q_R=σ(ε_RT_p ⁴−σ_RT_n ⁴) …………（式６）

【００３４】損失項をｑ_kは、ガス比熱容量係数γ、調
整係数α＝１、イオンの質量ｍ_iとすると、式７で表わ
される。

【数３】

【００３５】既知の値を定数として整理すると、冷却項
をｑ_Ｒ及び損失項をｑ_kは、それぞれ、 ｑ_Ｒ＝Ｆ_４（Ｔｐ、Ｔｎ） ｑ_k＝Ｆ_５（Ｔｐ、Ｔｎ） で表わされるので、式５の熱流入項Ｑ_Ｈは、プローブ温
度Ｔｐとガス温度Ｔｎの関数として、式８で表わされ
る。 Ｑ_Ｈ＝Ｆ_６（Ｔｐ、Ｔｎ）………………（式８）

【００３６】式４及び式８より、 Ｆ_３（ｎ_ｅ、Ｔｅ、Ｖ、Ｖ_ｐｌ）＝Ｆ_６（Ｔｐ、Ｔｎ） となり、ここで、プラズマポテンシャルＶ_ｐｌ及びガス
温度Ｔｎとして、ステップＳＴＰ１及びＳＴＰ４で測定
された値を代入すれば、未知数はｎ_ｅ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｐ
の四つとなる。

【００３７】ｎ_ｅ及びＴｅの値が決まれば、未知数は
Ｖ、Ｔｐの二つだけとなるので、ｎ_ｅ＝１０^１３〜１０
^１６／ｍ^３、Ｔｅ＝０.５〜１０ｅＶの範囲で任意の値
を与えてＶ−Ｔｐを算出し、ｎ_ｅ及びＴｅの値を変化さ
せながら、ステップＳＴＰ３で測定したＶ−Ｔｐに最も
近くなるときのＴｅの代入値を電子温度Ｔｅとする。こ
れにより、高精度で電子温度Ｔｅを算出できる。

【００３８】なお、電子温度Ｔｅを簡便に求める場合
は、ステップＳＴＰ３で測定したバイアス電圧Ｖと、ス
テップＳＴＰ４で算出したΔＴを、図４に示すような片
対数グラフにプロットし、バイアス電圧Ｖがプラズマポ
テンシャルＶ_ｐｌよりも少し低い範囲における傾きを求
めれば、その傾きが電子温度Ｔｅに近似的に等しい。

【００３９】そして最後に、ステップＳＴＰ６でプラズ
マパラメータの一であるプラズマ密度ｎ_０を式９により
算出し、処理を終了する。

【数４】

【００４０】表１は、本発明に係るセンサプローブ３及
びラングミュアプローブにより測定した各プラズマパラ
メータについて、表面に汚れが付着する前後に測定した
ときの測定値の変化を示すものである。

【００４１】

【表１】

【００４２】このように、ラングミュアプローブで測定
した場合は表面に汚れが付着する前後で、電子温度で約
４０％、プラズマ密度で約３０％、プラズマポテンシャ
ルで約６０％と、いずれも各プラズマパラメータの測定
値が数十％以上も変化しているのに対し、本発明のセン
サプローブ３で測定した場合は、電子温度で２.２％、
プラズマ密度で２.０％、プラズマポテンシャルで５.６
％と僅か数％しか変化せず、ラングミュアプローブより
も正確に誤差なく測定できることがわかる。

【００４３】図５はグロー放電を用いた基板洗浄装置に
本発明に係るプラズマ測定装置を設置した場合を示す説
明図である。なお、図１と共通する部分については同一
符号を付して詳細説明は省略する。

【００４４】基板洗浄装置２１は、直径１５０ｍｍ×深
さ１００ｍｍ程度のステンレス製のチャンバ２２に碍子
２３を介して一対の対抗電極２４Ａ、２４Ｂが上下に設
けられると共に、電極２４Ａ及び２４Ｂ間にグロー放電
用電源２５が接続されている。また、真空ポンプ１３に
よりチャンバ２２内を減圧する排気系１４、ガスボンベ
１５からチャンバ２２にアルゴンガスを供給するアルゴ
ンガス供給系１６が設けられている点は共通である。

【００４５】プラズマ測定装置１のセンサプローブ３
は、対抗電極２４Ａ及び２４Ｂの間に配され、金を直径
４ｍｍの球状に形成したバイアス電極５の内部に、白金
ロジウム−白金系熱電対の温度センサ６を配した構造と
なっており、バイアス電極５に印加されるバイアス電圧
及びフローティング電位と、温度センサ６の熱起電力を
測定する電圧計１０〜１２がプラズマパラメータを算出
する演算装置４に接続されている。

【００４６】真空ポンプ１３にてチャンバ２２の内圧が
１×１０^−５Torr程度になるまで真空引きを行った後、
アルゴンガス供給系１６からアルゴンガスを導入して内
圧を３ｍTorrに調整した状態で、図６に示す演算装置４
のプログラムを実行開始する。

【００４７】まず、ステップＳＴＰ１で温度センサ６に
よりプラズマ発生前の雰囲気温度をガス温度Ｔｎとして
測定し、次いで、ステップＳＴＰ２でグロー放電用電源
２５にて対抗電極２４Ａ、２４Ｂ間に電圧を印加し、チ
ャンバ２２内にグロー放電を開始させ、ステップＳＴＰ
３に移行して可変電源９によりバイアス電極５に印加す
るバイアス電圧を段階的に変化させながら電圧計１０〜
１２の測定結果に基づき、バイアス電圧Ｖに応じたフロ
ーティング電位Ｖ_ｆ０及びプローブ温度Ｔｐを測定す
る。

【００４８】そして、ステップＳＴＰ４〜ＳＴＰ６によ
り、プラズマ密度ｎ_０、電子温度Ｔｅ、プラズマポテン
シャルＶ_ｐｌを算出する。本例では、プラズマ密度ｎ_０
＝５.９×10^１５（ｍ^−３）、電子温度Ｔｅ＝１.３２
（ｅＶ）、プラズマポテンシャルＶ_ｐｌ＝−１.５
（Ｖ）であった。

【００４９】次いで、ステップＳＴＰ７に移行して算出
されたプラズマ密度ｎ_０と予め設定された値ｎ_Ｃを比較
し、ｎ_０＞ｎ_Ｃの場合はステップＳＴＰ８に移行してグ
ロー放電用電源２５からの供給電圧を減少させ、ｎ_０＝
ｎ_Ｃの場合はステップＳＴＰ９に移行してグロー放電用
電源２５からの供給電圧を維持し、ｎ_０＜ｎ_Ｃの場合は
ステップＳＴＰ１０に移行してグロー放電用電源２５か
らの供給電圧を増大させる。

【００５０】なお、プラズマ密度ｎ_０を一定に維持させ
る場合に限らず、電子温度Ｔｅやプラズマポテンシャル
Ｖ_ｐｌを設定値と比較して、これらを一定に維持するよ
うに制御することも可能である。

【００５１】図７は高周波放電を用いた表面改質装置に
本発明に係るプラズマ測定装置を設置した場合を示す説
明図である。なお、図１と共通する部分については同一
符号を付して詳細説明は省略する。

【００５２】表面改質装置３１は、直径２００ｍｍ×深
さ２００ｍｍのステンレス製の真空チャンバ３２内に、
碍子３３を介して高周波放電用主電極３４、高周波放電
用対向電極３５が配置されている。主電極３４はブロッ
キングコンデンサー３６を介して１３.５６ＭＨｚの高
周波電源３７に接続され、各電極３４、３５に対して冷
却水を循環供給する冷却用水循環器３８が設けられてい
る。

【００５３】また、真空ポンプ１３によりチャンバ３２
内を減圧する排気系１４、ガスボンベ１５からチャンバ
３２にアルゴンガスを供給するアルゴンガス供給系１６
が設けられている点は、図１及び図５のチャンバ２、２
２と同様である。

【００５４】プラズマ測定装置１のセンサプローブ３
は、電極３４及び３５の間に配され、金を直径４ｍｍの
球状に形成したバイアス電極５の内部に、白金ロジウム
−白金系熱電対の温度センサ６を配した構造となってい
る。

【００５５】バイアス電極５に印加されるバイアス電圧
Ｖは、演算装置４からＤ／Ａ変換器３９を介して電力増
幅アンプ４０に制御信号が入力され、当該アンプ４０か
ら出力される。このバイアス電圧Ｖは、差動アンプ４
１、絶縁アンプ４２のアナログコンピュータにて測定さ
れ、その測定結果が、Ａ／Ｄ変換器４３を介して演算装
置４に入力されるようになっている。

【００５６】また、温度センサ６の熱起電力は、差動ア
ンプ４４、絶縁アンプ４５のアナログコンピュータにて
測定され、その測定結果が、Ａ／Ｄ変換器４３を介して
演算装置４に入力されるようになっている。

【００５７】高周波放電用対向電極３５上に表面改質を
行うワークＷとしてパイレックス（登録商標）の基板を
置き、真空ポンプ１３にてチャンバ３２を1×１０^−５T
orr以下まで真空引きを行い、アルゴンガス供給系１６
よりアルゴンガスを導入しチャンバ３２内の真空度を５
ｍTorrに調整し、プラズマ発生前に温度センサ６により
ガス温度Ｔｎを検出する。

【００５８】次いで、高周波電源３７をオンして高周波
プラズマ放電を開始させ、バイアス電圧Ｖを段階的に変
化させながらプローブ温度Ｔｐを測定し、電圧−温度特
性から算出されたプラズマパラメータの値は、プラズマ
密度ｎ_０＝１.５×10^１５（ｍ^−３）、電子温度Ｔｅ＝
２.０（ｅＶ）、プラズマポテンシャルＶ _ｐｌ＝２.０
（Ｖ）であった。したがって、ワークＷを加工するごと
に、プラズマパラメータの各値がこの値に維持されるよ
うに高周波電源３７の出力を制御すれば、同一条件で表
面改質を行うことができ、仕上の品質を一定に維持でき
る。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るセンサ
プローブは、バイアス電圧が印加されるバイアス電極
と、当該電極又はその近傍の温度を測定する温度センサ
を備え、電極表面に付着する汚れによる誤差の大きい電
流を測定するまでもなく、電圧−温度特性に基づいて、
プラズマ密度、電子温度、プラズマポテンシャルなどの
プラズマパラメータを測定することができるので、測定
誤差の要因となる電極表面に付着する汚れによる影響を
ほとんど受けることなく精度良く測定することができる
という大変優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマパラメータ測定装置を示
す説明図。

【図２】その処理手順を示すフローチャ−ト。

【図３】ΔＴ−Ｖ線図。

【図４】その対数グラフ。

【図５】他の実施形態を示す説明図。

【図６】その処理手順を示すフローチャート。

【図７】他の実施形態を示す説明図。

【図８】従来装置を示す説明図。

【符号の説明】

１………プラズマパラメータ測定装置 ２………チャンバ ３………センサプローブ ４………演算装置 ５………バイアス電極 ６………温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川 井 博 埼玉県行田市富士見町１−20 岩崎電気株 式会社開発センター内 Ｆターム(参考） 5F004 AA16 BA04 BB18 BB29 BB30 CB06 CB16 5F045 AA08 DP03 DQ10 EH13 EH19 GB08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象となるプラズマ雰囲気内にセンサ
   プローブ（３）を設置し、その測定値に基づいてプラズ
   マ密度、電子温度及びプラズマポテンシャルのプラズマ
   パラメータの少なくとも一を測定するプラズマ測定装置
   において、 前記センサプローブ（３）は、プラズマ雰囲気中でバイ
   アス電圧が印加されるバイアス電極（５）と、当該電極
   （５）又はその電極近傍の温度を検出する温度センサ
   （６）を備え、当該センサプローブ（３）に印加された
   バイアス電圧と検出された温度により得られた電圧−温
   度特性に基づいて前記プラズマパラメータの少なくとも
   一を算出する演算装置（４）を備えたことを特徴とする
   プラズマ測定装置。
2. 【請求項２】測定対象となるプラズマ雰囲気内に、バイ
   アス電圧が印加されるバイアス電極（５）と、当該電極
   （５）又はその電極近傍の温度を検出する温度センサ
   （６）とを備えたセンサプローブ（３）を設置し、前記
   バイアス電極（５）に印加されたバイアス電圧及び前記
   温度センサ（６）で検出された温度から電圧−温度特性
   を求め、得られた電圧−温度特性に基づいてプラズマ密
   度、電子温度及びプラズマポテンシャルのプラズマパラ
   メータの少なくとも一を算出することを特徴とするプラ
   ズマパラメータ測定方法。
3. 【請求項３】プラズマ雰囲気中でバイアス電圧が印加さ
   れるバイアス電極（５）と、当該電極（５）又はその電
   極近傍の温度を検出する温度センサ（６）とを備えたこ
   とを特徴とするプラズマパラメータ測定用センサプロー
   ブ。
4. 【請求項４】前記バイアス電極（５）が、白金、金、タ
   ングステン、モリブデン、タンタル、ステンレスなどの
   耐食性金属で形成されてなる請求項３記載のプラズマパ
   ラメータ測定用センサプローブ。
5. 【請求項５】前記温度センサ（６）が前記バイアス電極
   （５）を構成する金属で被覆又はコーティングされて成
   る請求項３記載のプラズマパラメータ測定用センサプロ
   ーブ。
6. 【請求項６】前記バイアス電極（５）の表面に前記温度
   センサ（６）が接触した状態に配されて成る請求項３記
   載のプラズマパラメータ測定用センサプローブ。
7. 【請求項７】前記バイアス電極（５）と前記温度センサ
   （６）が所定距離離隔して配されて成る請求項３記載の
   プラズマパラメータ測定用センサプローブ。