JP2010015740A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置における放電状態監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ放電の状態を適正に監視して、異常放電の予兆を検出することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置における放電状態監視方法を提供することを目的とする。
【解決手段】処理室内のプラズマ放電の変化に応じて放電検出センサ２３に誘発され、信号記録部２０に記録された電位変化の信号を信号解析部３０によって検出して行われる放電状態監視のための解析処理において、電極部と処理対象物との間で発生する異常放電（第一アーク放電）の信号を第一検出部３３によって検出したカウンタ値Ｎ３と、処理室内の異物堆積により発生する微小アーク放電（第二アーク放電）の信号を第二検出部３５によって検出したカウンタ値Ｎ４に基づき、異常放電判定部３９によって差（Ｎ３−Ｎ４）を求めて判定用のしきい値ａ２と比較して、処理室内における異常放電の発生の可能性の有無を判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は基板などの処理対象物をプラズマ処理するプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置における放電状態監視方法に関するものである。

電子部品が実装される基板などの処理対象物のクリーニングやエッチングなどの表面処理方法として、プラズマ処理が知られている。プラズマ処理においては、処理対象の基板を処理室を形成する真空チャンバ内に載置し、処理室内でプラズマ放電を発生させ、この結果発生したイオンや電子を基板の表面に作用させることにより、所望の表面処理が行われる。このプラズマ処理を良好な処理品質で安定して行うためには、予め処理目的に則して設定された放電条件に応じてプラズマ放電が正しく発生していることが前提となるため、従来よりプラズマ放電の発生状態を監視することを目的として各種の手段・方法が用いられている（特許文献１〜４参照）。

特許文献１は、反応室の内部をカメラによって撮像し、異常放電による発光を検出することにより、異常放電が発生したことおよび発生位置を特定するものである。また特許文献２は、プラズマ処理装置に用いられるインピーダンス整合装置の出力端子に出現するパルス状の電圧変動をプラズマ中の異常放電現象発生信号と認知するようにしている。また特許文献３は、プラズマ処理条件を構成するパラメータ、すなわち処理室内の圧力、電極間距離、印加高周波出力について、異常放電が発生する可能性がある異常放電領域を予測して設定しておき、条件設定時や処理実行時において異常放電領域であるか否かを設定データに基づいて自動判定するものである。さらに特許文献４は、静電吸着によって被処理体を保持する構成のプラズマ処理装置において、静電吸着用のＥＳＣリーク電流の変動を検出することにより、異常放電発生の予兆を捉えるようにしている。
特開２００１−３１９９２２号公報 特開２００２−１７６０３４号公報 特開平１１−２３３２９３号公報 特開２００７−７３３０９号公報

しかしながら上述の各特許文献に示す先行技術においては、それぞれ以下に述べるような難点があった。まず特許文献１に示す先行技術においては、反応室の内部において異常放電が発生したことを検出するものであり、異常放電の発生を事前に予測することが望まれるような用途に対しては適用することができない。また特許文献２は、インピーダンス整合装置の出力端子に出現するパルス状の電圧変動を異常放電発生の代用指標として用いるにすぎず、必ずしも実際の異常放電を正しく予測できるとは限らない。また特許文献３においては、各パラメータの組み合わせにより設定される異常放電領域を安全側に設定する傾向にあるため、実際には異常放電が発生しないにもかかわらず異常放電領域として排除される事態が避けがたい。

さらに特許文献４は、ＥＳＣリーク電流の変動を検出することを異常放電検出の原理としていることから、静電吸着を用いないプラズマ処理装置には適用することができず、適用可能な対象が限定されるという問題がある。このように、従来のプラズマ処理装置には、プラズマ放電の状態を適正に監視して、異常放電の予兆を検出することが困難であるという問題があった。

そこで本発明は、プラズマ放電の状態を適正に監視して、異常放電の予兆を検出することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置における放電状態監視方法を提供することを目的とする。

本発明のプラズマ処理装置は、処理室を形成する真空チャンバと、前記処理室に前記真空チャンバとは電気的に絶縁された状態で配置された電極部と、前記処理室内を真空排気する真空排気部と、前記処理室内にプラズマ発生用ガスを供給するガス供給部と、前記電極部に高周波電圧を印加することにより前記処理室内でプラズマ放電を発生させる高周波電源部と、前記プラズマ放電を発生させるプラズマ放電回路と前記高周波電源部のインピーダンスを整合させる整合器と、一方の面を前記処理室内で発生したプラズマ放電に対向するように配置された板状の誘電体部材およびこの誘電体部材の他方の面に配置されたプローブ電極を少なくとも有する放電検出センサと、前記プローブ電極に前記プラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化の信号を検出して放電状態監視のための解析処理を行う信号解析部とを備え、前記電極部に処理対象物を載置して処理対象物に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、前記信号解析部が、前記電極部と処理対象物との間で発生する第一アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出する第一検出部と、前記第一アーク放電以外の第二アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出する第二検出部と、所定時間内における前記第一検出部の検出回数と前記第二検出部の検出回数の差を求め、この差に基づいて前記処理室内における異常放電の発生の可能性の有無を判定する異常放電判定部とを備えた。

本発明のプラズマ処理装置における放電状態監視は、処理室を形成する真空チャンバと、前記処理室内に前記真空チャンバとは電気的に絶縁された状態で配置された電極部と、前記処理室内を真空排気する真空排気部と、前記処理室内にプラズマ発生用ガスを供給するガス供給部と、前記電極部に高周波電圧を印加することにより前記処理室内でプラズマ放電を発生させる高周波電源部と、前記プラズマ放電を発生させるプラズマ放電回路と前記高周波電源部のインピーダンスを整合させる整合器と、一方の面を前記処理室内に発生したプラズマ放電に対向するように前記真空チャンバに装着された板状の誘電体部材およびこの誘電体部材の他方の面に配置されたプローブ電極を少なくとも有する放電検出センサとを備えたプラズマ処理装置において、前記処理室内におけるプラズマ放電の状態を監視するプラズマ処理装置における放電状態監視方法であって、前記プローブ電極に前記プラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化の信号を受信して、前記電位変化を示す信号データとして一時的に記憶する信号記録工程と、前記一時的に記憶された信号データを参照して、前記プラズマ放電の状態を監視するための解析処理を行う信号解析工程とを含み、前記信号解析工程において、前記電極部と処理対象物との間で発生する第一アーク放電によって誘発される電位変化の信号を第一検出部によって検出し、前記第一アーク放電以外の第二アーク放電によって誘発される電位変化の信号を第二検出部によって検出し、所定時間内における前記第一検出部の検出回数と前記第二検出部の検出回数の差を求め、この差に基づいて異常放電の発生の可能性の有無を判定する。

本発明によれば、プラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化の信号を検出して行われる放電状態監視のための解析処理を、電極部と処理対象物との間で発生する第一アーク放電によって誘発される電位変化の信号を第一検出部によって検出した検出回数と、第一アーク放電以外の第二アーク放電によって誘発される電位変化の信号を第二検出部によって検出した検出回数との差を所定時間内において求め、この差に基づいて処理室内における異常放電の発生の可能性の有無を判定する方法を用いることにより、プラズマ放電の状態を正しく監視して、異常放電の予兆を検出することができる。

図１は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の断面図、図２は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置に用いられる放電検出センサの構成説明図、図３は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の制御系の構成を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置における電位変化波形の説明図、図５は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の断面図、図６は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置における放電状態監視のために行われるアーク放電の検出回数演算の説明図、図７は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置における放電状態監視処理を示すフロー図、図８は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置において放電開始動作を反復実行するリトライ機能を示すフロー図、図９は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置においてプラズマ処理が中断された後にプラズマ処理を再開する再プラズマ処理を示すフロー図である。

まず図１を参照してプラズマ処理装置の構造を説明する。図１において、真空チャンバ３は、水平なベース部１上に、蓋部２を昇降手段（図示省略）によって昇降自在に配設して構成されている。蓋部２が下降してベース部１の上面にシール部材４を介して当接した状態では真空チャンバ３は閉状態となり、ベース部１と蓋部２で囲まれる密閉空間は、処理対象物を収容しプラズマ処理を行う処理室３ａを形成する。処理室３ａには電極部５が配置されており、電極部５はベース部１に設けられた開口部１ａに下方から絶縁部材６を介して装着されている。電極部５の上面には絶縁体７が装着されており、処理対象物である基板９は絶縁体７の上面にガイド部材８によって両側端部をガイドされて基板搬送方向（紙面垂直方向）に搬入される。

ベース部１に設けられた開孔１ｂには、管路１１を介してベントバルブ１２，真空計１５，ガス供給バルブ１３および真空バルブ１４が接続されている。さらにガス供給バルブ１３、真空バルブ１４はそれぞれガス供給部１６、真空ポンプ１７と接続されている。真空ポンプ１７を駆動した状態で真空バルブ１４を開にすることにより、処理室３ａ内が真空排気される。このときの真空度は、真空計１５によって検出される。真空バルブ１４および真空ポンプ１７は、処理室３ａ内を真空排気する真空排気部を構成する。またガス供給バルブ１３を開状態にすることにより、ガス供給部１６からプラズマ発生用ガスが処理室３ａ内に供給される。ガス供給部１６は流量調整機能を内蔵しており、任意の供給量のプラズマ発生用ガスを処理室３ａ内に供給することができる。そしてベントバルブ１２を開にすることにより、真空破壊時に処理室３ａ内に大気が導入される。

電極部５には整合器１８を介して高周波電源部１９が電気的に接続されている。処理室３ａ内を真空排気してガスを供給した状態で高周波電源部１９を駆動することにより、電極部５には接地部１０に接地された蓋部２との間に高周波電圧が印加され、これにより処理室３ａ内にはプラズマ放電が発生する。整合器１８は、処理室３ａ内においてプラズマ放電を発生させるプラズマ放電回路と高周波電源部１９のインピーダンスを整合させる機能を有している。

蓋部２の側面には、真空チャンバ３の外部から処理室３ａの内部を視認するためののぞき窓として機能する円形の開口部２ａが設けられている。開口部２ａには、誘電体部材２１、プローブ電極ユニット２２よりなる放電検出センサ２３が、支持部材２４によって蓋部２の外側から固定されている。ここで図２を参照して、放電検出センサ２３の構成を説明する。蓋部２に設けられた開口部２ａには、光学的に透明なガラスで製作された誘電体部材２１が装着されている。処理室３ａの内部では、電極部５と蓋部２との間にプラズマ放電が発生しており、誘電体部材２１は一方の面が処理室３ａ内に発生したプラズマ放電に対向する姿勢で真空チャンバ３に設けられた開口部２ａに装着されている。

誘電体部材２１の他方の面、すなわち真空チャンバ３の外側向の面には、プローブ電極
ユニット２２が装着されている。プローブ電極ユニット２２は、ガラス板２２ａの一方の面にプローブ電極２２ｂを形成し、他方の面にシールド電極２２ｃを形成した一体部品であり、プローブ電極ユニット２２を誘電体部材２１に装着して放電検出センサ２３を形成する際には、プローブ電極２２ｂを誘電体部材２１の外面（他方の面）に密着させた状態で、導電性金属よりなる支持部材２４によって蓋部２に支持されている。すなわち放電検出センサ２３は、一方の面を処理室３ａ内に発生したプラズマ放電に対向するように真空チャンバ３に装着された板状の誘電体部材２１およびこの誘電体部材２１の他方の面に配置されたプローブ電極２２ｂを少なくとも有する構成となっている。プローブ電極２２ｂは、検出導線２２ｄを介して信号記録部２０に接続されている。

処理室３ａの内部においてプラズマ放電が発生した状態では、プローブ電極２２ｂは、誘電体部材２１および処理室３ａ内で発生したプラズマＰと誘電体部材２１との界面に形成される空間電荷層であるシースＳを介して、プラズマＰと電気的に接続された状態となる。すなわち、図２に示すように、誘電体部材２１によって形成されるコンデンサＣ１およびシースＳに相当する容量のコンデンサＣ２およびプラズマＰの有する抵抗Ｒを直列に接続した電気的な回路が形成され、プローブ電極２２ｂにはプラズマＰの状態に応じた電位が誘起される。本実施の形態においては、プローブ電極２２ｂの電位を検出導線２２ｄによって信号記録部２０に導き、プラズマＰの状態に応じた電位変化の信号は、信号記録部２０によって一時的に記録される。すなわち、信号記録部２０はプローブ電極２２ｂにプラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化の信号を受信して、信号データとして一時的に記録する機能を有している。

処理室３ａの内部において、電極部５上に載置された基板９の周辺で異常放電などが発生すると、処理室３ａ内部のプラズマＰの状態が変動する。この変動は上述の回路のインピーダンスを変化させることから、プローブ電極２２ｂの電位変化として検出される。この電位変化の検出は極めて高感度であり、従来方法ではほとんど検知し得なかったような微弱な変動でも正確に検出することができるという特徴を有している。シールド電極２２ｃはプローブ電極２２ｂの外面側を電気的にシールドする機能を有しており、シールド電極２２ｃに生じた電荷は接地された蓋部２に導電性の支持部材２４を介して逃がされる。これにより、プローブ電極２２ｂに誘発される電位変化に対するノイズが低減される。

本実施の形態においては、プローブ電極２２ｂ、シールド電極２２ｃは、いずれもガラス板２２ａの表面にＩＴＯなどの透明な導電性物質を膜状にコーティングすることにより形成される。これにより、放電検出センサ２３を開口部２ａに装着した状態において、蓋部２の外側から開口部２ａを介して処理室３ａ内部を視認できるようになっている。すなわち、本実施の形態に示す放電検出センサ２３においては、誘電体部材２１が真空チャンバ３の外部から処理室３ａ内を視認するための開口部２ａに装着された光学的に透明なガラスから成り、プローブ電極２２ｂが光学的に透明な導電性物質から成る構成を用いている。

このような構成により、処理室３ａの内部を視認するのぞき窓と、プラズマ放電状態を監視するためのプローブ電極２２ｂとを兼用させることができる。また誘電体部材２１は処理室３ａ内のプラズマＰに露呈されていることから表面の損耗が生じ、所定のインターバルで交換する必要がある。この場合においても、プローブ電極ユニット２２と誘電体部材２１とは別部品となっているため、消耗部品としての誘電体部材２１のみを交換すればよく、プローブ電極ユニット２２は交換する必要がない。

プラズマ処理装置は全体の動作制御を行う制御部２５を備えている。制御部２５が、ベントバルブ１２、ガス供給バルブ１３，真空バルブ１４，真空計１５，ガス供給部１６、真空ポンプ１７、高周波電源部１９を制御することにより、プラズマ処理に必要な各動作
が実行される。また制御部２５は信号記録部２０のメモリ２０ｃの書き込み制御を行うとともに、メモリ２０ｃに記録された信号データを参照することにより、以下に説明する信号解析などの処理を行う。制御部２５は操作・入力部２６および表示部２７を備えており、操作・入力部２６はプラズマ処理動作実行時の各種操作入力やデータ入力を行う。表示部２７は操作・入力部２６による入力時の操作画面の表示の他、制御部２５が信号記録部２０に記録された信号データに基づいて判定した判定結果の表示を行う。

次に図３を参照して、信号記録部２０、制御部２５の構成および機能を説明する。図３において、信号記録部２０は、ＡＭＰ（増幅装置）２０ａ、Ａ／Ｄ変換器２０ｂおよびメモリ２０ｃを備えている。ＡＭＰ２０ａは、検出導線２２ｄを介して伝達されるプローブ電極２２ｂの電位変化を増幅する。Ａ／Ｄ変換器２０ｂは、ＡＭＰ２０ａにより増幅された電位変化の信号をＡＤ変換する。Ａ／Ｄ変換器２０ｂによってＡＤ変換された電圧変位信号、すなわち電位変化を示すデジタル信号は、制御部２５の書き込み制御に従ってメモリ２０ｃに一時的に記録され、また制御部２５からのクリア指令によって記録された信号が消去される。

制御部２５は、信号解析部３０、タイマ４１（第一タイマ），タイマ４２（第二タイマ），タイマ４３（第三タイマ）、処理時間計測部４４および装置制御部４５を備えた構成となっている。信号解析部３０は、信号記録部２０のメモリ２０ｃに記録された信号データを参照して、プローブ電極２２ｂにプラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化の信号を検出し、これらの検出信号に基づいて処理室３ａ内における放電状態監視を行うための解析処理を行う機能を有している。信号解析部３０がメモリ２０ｃの信号データを参照するインターバルは極めて短い時間であるため、プラズマ放電の状態をほぼリアルタイムで監視することができるようになっている。この機能を実現するため、信号解析部３０は放電開始波検出部３１、カウンタ３２（放電開始波カウンタ）、第一検出部３３、カウンタ３４（第一カウンタ）、第二検出部３５、カウンタ３６（第二カウンタ）、カウンタ３７（メンテナンス判定カウンタ）、放電開始判定部３８，異常放電判定部３９，メンテナンス判定部４０を備えた構成となっている。

ここで、このプラズマ処理装置の運転時に放電検出センサ２３によって電位変化を受信することにより検出される波形の波形パターンと、プラズマ処理装置の運転に伴って処理室３ａ内で生じる不正常なアーク放電の種類およびその検出のアルゴリズムについて、図４を参照して説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、プラズマ処理装置の運転開始から運転終了に至るまでの過程、すなわちタイマ４１、４２にそれぞれ予め設定された所定時間（初期監視時間Ｔａ、設定処理時間Ｔｂ）において検出される波形パターンを示している。

初期監視時間Ｔａは、高周波電源部１９をＯＮ状態にした放電開始初期において、処理室３ａ内でプラズマ放電が正常に開始されたか否かを判定するための監視時間であり、初期監視時間Ｔａの経過までに正常な放電に伴う波形が検出されない場合には、後述するように再度放電を開始するためのリトライ処理が実行される。また設定処理時間Ｔｂは、処理対象物に応じて設定されるプラズマ処理の継続時間を意味している。処理時間計測部４４は、実際にプラズマ処理が実行された実時間を計測する機能を有しており、高周波電源部１９がＯＮされることにより計時を開始し、高周波電源部１９のＯＦＦにより計時を終了もしくは中断する。

初期監視時間Ｔａにおいては、高周波電源の印加開始によるプラズマ放電状態の変化に特有の波形パターン、すなわち図４（ａ）に示すように、電位が正負両側に大きく振れた後に定常状態に戻る波形Ｗ１（放電開始波形）が検出される。プラズマ放電が正常に発生している定常状態においては、ＲＦ周期に同期した規則的な微小振幅の波形が連続して発
生する。波形Ｗ１の検出は、放電開始波検出部３１によって行われる。すなわち放電開始波検出部３１は、メモリ２０ｃに格納された信号データを参照して処理室３ａ内においてプラズマ放電が正常に開始したことを示す放電開始に伴う電位変化の波形Ｗ１を検出する。この波形Ｗ１の検出は、タイマ４１によって計時される初期監視時間Ｔａの時間内に、電位変化の値が正電圧側に設定される放電開始波検出用の判定しきい値Ｖ１（＋）を＋側へ超えることにより、または負電圧側に設定される放電開始波検出用の判定しきい値Ｖ２（−）を−側へ超えることにより、もしくはこれらの双方が併せて生じることにより検出される。そして放電開始波検出部３１は、波形Ｗ１を検出するたびに、対応するカウンタ３２を歩進させる。

設定処理時間Ｔｂの経過中においては、不正常な現象に起因する電位変化波形、すなわち異常放電に伴う波形および微小アーク放電に伴う波形が監視の対象となる。異常放電とは、電極部５上に載置された処理対象物である基板９と電極部５との間に生じる不正常なアーク放電（第一アーク放電）であり、図５に示すように、反り変形を有する基板９を電極部５上に載置した状態など、基板９と絶縁体７との間に隙間（矢印Ａ）が生じている場合に生じる。このような基板９と電極部５との間に生じる異常放電は、基板９の焼損などの熱ダメージによる品質不良の原因となるため、発生を極力防止する必要がある。

このような異常放電が発生する際には、プローブ電極２２ｂの経時的な電位変化は、図４（ｂ）に示すような波形Ｗ２（第一波形）となって現れる。ここで異常放電に伴う電位変化の波形Ｗ２には、異常放電の予兆を示す波形Ｗ２ａと、図５に示す矢印Ａの部位で実際に異常放電が発生したことを示す波形Ｗ２ｂとの２種類がある。波形Ｗ２ａは異常放電に先だって放電状態が不安定になることによるものであり、規則正しい微小振幅が連続する定常状態から、振幅の拡大や周期の乱れなどの不安定変動として現れる。なお波形Ｗ２ａの発生周期は、数μｓ程度の非常に短いものである。また波形Ｗ２ｂは、突発的なアーク放電の発生による短時間での大きな振幅の変動として現れる。本実施の形態に示すプラズマ処理装置においては、波形Ｗ２ａを検出して異常放電の予兆を捉まえることにより、実際に基板９と電極部５との間に異常放電が発生する前にプラズマ放電を停止させて、異常放電に伴う基板９への熱ダメージを事前に防止するようにしている。

この波形Ｗ２ａ、Ｗ２ｂの検出は、第一検出部３３によって行われる。すなわち第一検出部３３は、同様にメモリ２０ｃに一時的に記録された信号データを参照して処理室３ａ内における異常放電に伴う電位変化の波形Ｗ２ａ，Ｗ２ｂを検出する。この波形Ｗ２の検出は、タイマ４２よって計時される設定処理時間Ｔｂ内に、電位変化が正電圧側に設定される異常放電検出用の判定しきい値Ｖ３（＋）（第一しきい値）を＋側へ超えることにより検出される。判定しきい値Ｖ３は、当該プラズマ処理装置で得られた実際の波形データに基づき、波形Ｗ２ａを確実に検出可能な値に設定される。そして第一検出部３３は、波形Ｗ２ａ，Ｗ２ｂを検出するたびに、対応するカウンタ３４を歩進させる。なお本実施の形態においては、後述するように、波形Ｗ２ａを所定回数検出するとプラズマ放電を停止するようにしていることから、装置機能が正常に動作している状態においては、波形Ｗ２ｂが実際に検出されることはない。

次に微小アーク放電について説明する。微小アーク放電とは、処理室３ａ内において電極部５と基板９との間に発生する異常放電以外のアーク放電、すなわちガイド部材８など高周波電圧が印加される部分と、周囲の接地電位の部分との間に生じる微細なアーク放電を意味している。そして本実施の形態では、このような微小アーク放電は、第一アーク放電以外のアーク放電（第二アーク放電）に該当する。

すなわち微小アーク放電は、図５（ａ）に示すように、基板９の搬送をガイドするガイド部材８が、開口部１ａにおいて電極部５上のガイド部材８ａとベース部１上のガイド部
８ｂとに分断された不連続部（矢印Ｂ）などに、プラズマ処理の実行によって発生した異物が付着堆積して絶縁性が低下することに起因して生じる。特にガイド部材８の側面や開口部１ａの内側面など、上方からのプラズマの直射による付着異物の再除去効果が及びにくい部分には、プラズマ処理のスパッタリング作用によってワークから除去された樹脂や金属の微細粒子が付着堆積しやすい。この結果これらの部位において絶縁性が低下して、接地されたベース部材１との間で微小アーク放電が発生する。

この場合には、微小アーク放電が処理室３ａ内のプラズマ放電状態に及ぼす乱れが小さいため、プローブ電極２２ｂの電位変化を経時的に示す波形は、図４（ｃ）に示す波形Ｗ３のように、電位が正負両側（放電特性によっては負電圧側のみ）に振れた後に定常状態に戻る電位変化波形パターンとなる。この波形３は、負電圧側により大きく振れるという特徴的な波形パターンを有している。なお、図５（ｂ）に示す例のように、ガイド部材８が開口部１ａを跨いで電極部５上とベース部１上とで連続して設けられているような場合には、ベース部１とガイド部材８との結合部（矢印Ｂ１）においても微小アーク放電が発生する。

このような微少アーク放電は、第二検出部３５によって検出される。すなわち第二検出部３５は、同様にメモリ２０ｃに記録された信号データを参照して、処理室３ａ内における異物の付着堆積に起因して発生する微小アーク放電に伴う電位変化の波形Ｗ３（第二波形）を検出する。この波形Ｗ３の検出は、設定処理時間Ｔｂ内に電位変化が負電圧側に設定される微小アーク検出用の判定しきい値Ｖ４（−）（第二しきい値）を−側へ超えることにより検出される。判定しきい値Ｖ４は、プラズマ処理装置で得られた実際の波形データに基づき設定されるものであり、前述の特徴的な波形パターンを勘案して、負電圧側に異常放電検出用の判定しきい値Ｖ３（＋）よりも大きい絶対値で、波形Ｗ３を確実に検出可能な値に設定される。そして第二検出部３５は、波形Ｗ３を検出するたびに、対応するカウンタ３６およびカウンタ３７を歩進させる。なお波形３の発生頻度は処理室３ａ内における異物堆積状態によって異なるが、一般に波形Ｗ２ａの周期よりも遙かに大きい数十ｍｓ〜数百ｍｓ程度である場合が多い。

このようにして求められた複数のカウント値に基づいて行われる判定処理について説明する。まずカウンタ３２のカウント結果はカウント値Ｎ１（放電開始波カウント値）として放電開始判定部３８に対して出力される。放電開始判定部３８は、受け取ったカウント値Ｎ１を予め設定されたしきい値ａ１と比較し、カウント値Ｎ１がしきい値ａ１を超えている場合には、処理室３ａ内においてプラズマ放電が開始していると判定する。判定結果は装置制御部４５に出力される。またカウンタ３４のカウント結果およびカウンタ３６のカウント結果は、カウント値Ｎ３、カウント値Ｎ４としてそれぞれ異常放電判定部３９に対して出力される。異常放電判定部３９は、カウント値Ｎ３（第一カウント値）、カウント値Ｎ４（第二カウント値）に基づいて、処理室３ａ内における異常放電の発生の可能性の有無を判定する処理を行う。

ここで、図６を参照して、異常放電判定部３９によって実行される異常放電判定処理について説明する。前述のように、本実施の形態における放電状態監視の主要な目的は、処理対象物である基板９の焼損につながるおそれがある基板９と電極部５との間の異常放電の発生を未然に防止することにある。そしてこの手段として、異常放電の予兆としての波形Ｗ２ａを確実に検出して、この検出回数が予め設定されたしきい値を超えた場合には異常放電の発生の可能性ありと判定し、高周波電源部１９をＯＦＦにしてプラズマ放電を停止するようにしている。

前述のように、異常放電に先だって発生する波形Ｗ２ａは電位変化が正電圧側に設定された判定しきい値Ｖ３を超えることによって検出回数がカウントされる。ところが、微小
アーク放電に伴う波形Ｗ３も、電位変化が定常状態の波形よりも大きい振幅で正負両側に振れる波形となることが多いため、図６に示すように、波形Ｗ３が正電圧側に振れる際に電位変化が判定しきい値Ｖ３を超える。すなわち、発生原因としては微小アーク放電に伴う波形Ｗ３であるにもかかわらず、判定しきい値Ｖ３に基づいて波形Ｗ２ａを検出する第一検出部３３は、この波形Ｗ３を波形Ｗ２ａであると判断してカウントする（図６において（Ｗ２ａ）で示す波形参照）。この結果、カウンタ３４のカウント値Ｎ３には本来検出すべき波形Ｗ２ａの検出回数に加えて波形Ｗ３の検出回数が加算され、カウント結果は本来的な検出目的から観て信頼性に欠けるものとなる。

このような波形Ｗ２ａの検出を高い信頼性で行うため、本実施の形態においては、以下に説明するように第一検出部３３によるカウント結果と第二検出部３５によるカウント結果とを組み合わせて、異常放電の発生の可能性を適正に判定するようにしている。すなわち異常放電判定部３９は、波形Ｗ３の検出回数が加算されることによる誤差を補正するため、波形Ｗ３の検出回数を示すカウント値Ｎ４をカウント値Ｎ３から減算して差を求める演算を行う。そしてこの差を本来目的の波形Ｗ２ａの検出回数と見なして、予め設定されたしきい値ａ２とこの差を比較することにより、異常放電の判定を行う。この誤差補正のための演算は、予め設定された所定時間である演算リセット時間Ｔｃが経過するたびに新たに反復実行され、演算リセット時間Ｔｃごとに演算結果がリセットされる。

ここで、このような目的で行われる演算処理および異常放電判定処理の具体例について説明する。ここでは図６において、しきい値ａ２が３に設定されている場合の処理例を説明する。設定処理時間Ｔｂの経過中においては、反復される演算リセット時間Ｔｃの計時開始のタイミングｔ１以降、前述のように第一検出部３３、第二検出部３５によってそれぞれの検出対象の波形をカウントする処理が実行される。すなわちここでは、電位変化が判定しきい値Ｖ３を正電圧側に超えることにより第一検出部３３が波形Ｗ２ａを２回検出し、これによりカウント値Ｎ３が２となる。

次いで電位変化が判定しきい値Ｖ４を負電圧側に超えることにより、カウント値Ｎ４が１となり、この時点で差（Ｎ３−Ｎ４）は１となる。次いで第一検出部３３が波形Ｗ２ａをさらに３回検出したタイミングｔ２にて、差（Ｎ３−Ｎ４）は４となり、この時点でしきい値ａ２の値３を超える。これにより、異常放電判定部３９は異常放電の発生の可能性ありと判定して、判定結果を装置制御部４５に対して出力する。すなわち異常放電判定部３９は、タイマ４３によって規定される所定時間である演算リセット時間Ｔｃが経過する間、カウント値Ｎ３とカウント値Ｎ４との差を求める演算を行い、求められた差をしきい値ａ２と比較することにより、処理室３ａ内における異常放電の発生の可能性の有無を判定する処理を行う。

なお演算リセット時間Ｔｃは、上述の異常放電判定処理を適正に行うことができるよう、当該プラズマ処理装置の放電特性および設定されたしきい値ａ２とを勘案して、実際の試行結果を参照して設定される。すなわち、まず対象装置において波形Ｗ２ａの発生周期および平均的な発生頻度を実測データとして取得し、これらのデータとしきい値ａ２から、誤判定の可能性を極力排除して異常放電判定を適正に行うことが可能となるような演算リセット時間Ｔｃが設定される。

演算リセット時間Ｔｃが短すぎると、波形Ｗ２ａがある頻度で発生しているにもかかわらず、差（Ｎ３−Ｎ４）がしきい値ａ２に到達する前に演算リセット時間Ｔｃがタイムアップして正しい判定結果が得られない可能性がある。また演算リセット時間Ｔｃが長すぎると、波形Ｗ３の発生頻度が高い場合には波形Ｗ２ａの検出回数が高頻度で検出される波形Ｗ３によって過度に相殺されることとなる。この結果、同様に波形Ｗ２ａがある頻度で発生しているにもかかわらず、差（Ｎ３−Ｎ４）がしきい値ａ２に到達せず、正しい判定
結果が得られない可能性がある。

メンテナンス判定部４０は、第二検出部３５による波形Ｗ３の検出頻度を処理室３ａ内の汚損の度合いを示す指標と見なして、メンテナンスの要否を判定する。すなわちカウンタ３７によってカウントされるカウント値Ｎ７（メンテナンス判定用カウント値）を対象となった処理時間で除した値（単位時間あたりの波形Ｗ３の検出回数）を、予め定められたしきい値ａ３と比較することにより、処理室３ａ内のクリーニングなどのメンテナンスの要否を判定する処理を行う。

すなわち本発明の実施の形態に示すプラズマ処理装置においては、第一検出部３３に電極部５と基板９との間で発生する異常放電（第一アーク放電）によって誘発される電位変化の信号を検出するための異常放電検出用の判定しきい値Ｖ３（第一しきい値）が設定され、第二検出部３５に上述の異常放電以外のアーク放電（第二アーク放電）によって誘発される電位変化の信号を検出するための微小アーク放電検出用の判定しきい値Ｖ４（第二しきい値）が設定される。そして、第二しきい値の絶対値は第一しきい値の絶対値よりも大きく設定され、さらに第一しきい値と第二しきい値は正負逆の値となっている。このような判定しきい値を設定することにより、前述のような特徴の波形パターンを有する異常放電、微小アーク放電を確実に検出することが可能となっている。

そして信号解析部３０が、電極部５と処理対象物である基板９との間で発生する第一アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出する第一検出部３３と、第一アーク放電以外の第二アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出する第二検出部３５と、所定時間である演算リセット時間Ｔｃ内における第一検出部３３の検出回数と第二検出部３５の検出回数の差を求め、この差に基づいて処理室３ａ内における異常放電の発生の可能性の有無を判定する異常放電判定部３９とを備えた構成となっている。

次に装置制御部４５の機能について説明する。装置制御部４５は前述のように真空バルブ１４および真空ポンプ１７より成る真空排気部、ガス供給部１６および高周波電源部１９を制御してプラズマ処理動作を実行させる通常の動作制御機能ととともに、信号解析部３０によるプラズマ放電の放電状態監視の判定結果に基づき、当該プラズマ処理動作を適正に実行するための所定の付随処理を実行する機能および処理履歴を記憶する記憶装置４５ａを併せ備えている。

これらの付随処理には、プラズマ放電が正常に開始しない場合に、放電開始動作を反復実行するリトライ処理を実行させるリトライ機能、異常放電が検出されてプラズマ処理が中断された後に、同一の処理対象物へのプラズマ処理を再開する再プラズマ処理を実行させる累積プラズマ処理機能が含まれる。処理履歴としては、メモリ２０ｃに一時的に記録された信号データや、カウント値Ｎ１、Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７などのデータが、当該プラズマ処理装置による処理履歴データとして記憶される。これにより、当該プラズマ装置によって処理が行われた基板について、詳細な履歴データを取得することができ、品質管理や生産管理のためのトレーサビリティが確保される。

次に図７を参照して、本実施の形態に示すプラズマ処理装置によって処理対象物を処理室３ａ内に収容して実行されるプラズマ処理において、処理室３ａ内における放電状態を監視する処理について説明する。まず予め与えられた経験値や処理対象の基板９の特性データなどから、タイマ４１の初期監視時間Ｔａ、タイマ４２の設定処理時間Ｔｂ、演算リセット時間Ｔｃの初期設定を行う（ＳＴ１）。次いで、カウント値Ｎ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７をリセットするとともに、処理時間計測部４４をリセットする（ＳＴ２）。なおカウント値Ｎ５，Ｎ６は、それぞれ装置制御部４５に付随する累積プラズマ処理機能およびリトライ機能に内部機能として設けられているカウンタによるカウント値である
。

この後プラズマ処理装置は待機状態となり（ＳＴ３）、ＲＦ（高周波電源）がＯＮされたか否かを監視し（ＳＴ４）、ＯＮが確認されたならば、メモリ２０ｃをＯＮして書き込み可能な状態とするとともに、タイマ４１による初期監視時間Ｔａの計時と、処理時間計測部４４による処理時間計測を開始する（ＳＴ５）。これにより、放電検出センサ２３の検出信号の信号記録部２０による記録が開始される。すなわち放電検出センサ２３のプローブ電極２２ｂにプラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化の信号を信号記録部２０によって受信して、電位変化を示す信号データとしてメモリ２０ｃに一時的に記憶する（信号記録工程）。

そしてこの後、メモリ２０ｃに一時的に記憶された信号データを参照して、処理室３ａ内におけるプラズマ放電の放電状態監視のための解析処理が信号解析部３０によって実行される（信号解析工程）。まず初期監視時間Ｔａが経過する（ＳＴ６）までの間は、信号解析部３０の放電開始波検出部３１によって放電開始波（図４（ａ）に示す波形Ｗ１）を検出し、検出波をカウントする処理を行う。すなわち、検出された電圧Ｖが判定しきい値Ｖ１（＋）を正電圧側に超え、または判定しきい値Ｖ２（−）を負電圧側に超えたならば、カウンタ３２によってカウント値Ｎ１に１を加算する処理を行う。

この後（ＳＴ６）において初期監視時間Ｔａの経過が確認されたならば、カウント値Ｎ１が放電開始判定用に設定されたしきい値ａ１を超えているか否かを判断する（ＳＴ７）。ここでカウント値Ｎ１がしきい値ａ１を超えている場合には、プラズマ放電が正常に開始されたと判断して、タイマ４２によって設定処理時間Ｔｂの計時を開始する（ＳＴ８）。また、カウント値Ｎ１がしきい値ａ１を超えていない場合には、プラズマ放電が正常に開始されていないと判断して、図８に示すリトライ処理に進む（ＳＴ２０）。

ここでリトライ処理について説明する。このリトライ処理は装置制御部４５に付随したリトライ機能によって実行されるものであり、まずＲＦ（高周波電源）を一旦ＯＦＦにした後（ＳＴ２１）、リトライ回数のカウント値Ｎ５に１を加算して更新する（ＳＴ２２）。次いでカウント値Ｎ５が予め設定された上限値Ｌ５（１〜５回程度の範囲で適宜設定される）を超えているか否かを判断する（ＳＴ２３）。ここでカウント値Ｎ５がまだ上限値Ｌ５を超えていない場合には、カウント値Ｎ３および処理時間計測部４４をリセットする（ＳＴ２４）。そしてその後再度ＲＦ（高周波電源部１９）をＯＮにし（ＳＴ２５）、図７に示すメインフローの〔１〕に復帰して、以降の処理を同様に反復実行する。

これに対し、（ＳＴ２３）にてカウント値Ｎ５が上限値Ｌ５を超えている場合には、異常なエラー状態であると判断する。すなわちこの場合には、メモリ２０ｃの記録データやカウント値などを履歴データとして装置制御部４５の記憶装置４５ａに保存し（ＳＴ２６）、次いでメモリ２０ｃの記憶内容をクリアした後（ＳＴ２７）、無放電エラーを表示する（ＳＴ２８）。そしてこの表示を承けたオペレータは当該装置にアクセスし、必要な処置を行う。

プラズマ放電が正常に開始された場合には、図７に示す（ＳＴ８）に進み、タイマ４２による設定処理時間Ｔｂの計時が開始される。次いで、タイマ４３による演算リセット時間Ｔｃの計時が開始され、この後演算リセット時間Ｔｃが経過する（ＳＴ１１）までの間、放電状態監視のための以下の処理が実行される。すなわち第一検出部３３によって異常放電の予兆を示す波形Ｗ２ａを検出し、検出結果をカウントしてカウント値Ｎ３を取得するとともに、第二検出部３５によって微小アーク放電を検出してカウント値Ｎ４を取得する。

そして異常放電判定部３９によって差（Ｎ３−Ｎ４）を求めて、この差をしきい値ａ２と比較する処理が実行される（ＳＴ１０）。そして差（Ｎ３−Ｎ４）がしきい値ａ２を超えている場合には、異常放電の予兆が検出され異常放電が発生する可能性ありと判定して、図９に示す再処理（累積プラズマ処理）に進む（ＳＴ３０）。また（ＳＴ１０）にて、差（Ｎ３−Ｎ４）がしきい値ａ２を超えないまま演算リセット時間Ｔｃが経過した場合には、設定処理時間Ｔｂの経過が判断される（ＳＴ１２）。ここで設定処理時間Ｔｂが未だ経過していない場合には、（ＳＴ９）に戻って新たに演算リセット時間Ｔｃの計時を反復するとともに、上述の放電状態監視のための処理が繰り返し実行される。そして、各演算リセット時間Ｔｃ毎に、カウント値Ｎ３，Ｎ４がリセットされる。

ここで再処理（累積プラズマ処理）について説明する。この再処理（累積プラズマ処理）は、装置制御部４５に付随する累積プラズマ処理機能によって実行されるものであり、ここではまずＲＦ（高周波電源）を一旦ＯＦＦにする処理が行われる（ＳＴ３１）。これにより、電極部５と基板９との間で異常放電が発生する予兆の段階でプラズマ放電が中断され、異常放電による基板９への熱ダメージを確実に防止することができる。次いで、再処理回数のカウント値Ｎ６に１を加算して更新し（ＳＴ３２）、さらにカウント値Ｎ６が予め設定された上限値Ｌ６（１〜５回程度の範囲で適宜設定される）を超えているか否かを判断する（ＳＴ３３）。ここでカウント値Ｎ６がまだ上限値Ｌ６を超えていない場合には、カウント値Ｎ３，Ｎ４をリセットした後（ＳＴ３４）、タイマ４２の設定処理時間Ｔｂを再設定する（ＳＴ３５）。

すなわち、処理時間計測部４４に記録されている処理時間と既設定の設定処理時間Ｔｂより当該処理対象の基板９についての未処理時間を求め、この未処理時間い基づいてタイマ３８の設定処理時間Ｔｂを新たに設定する。次いで再度ＲＦ（高周波電源）をＯＮにし（ＳＴ３６）、図７に示すメインフローの〔１〕に復帰し、以降の処理を同様に反復実行する。これにより、異常放電の予兆を検出したことによりプラズマ処理が一旦中断された場合においても、予め設定された適正な処理時間が確保される。

なお、（ＳＴ３５）に示す設定処理時間Ｔｂの再設定を行うか否かは、所望の再処理態様によって予め設定しておくことができる。すなわち、同一の処理対象物に対して再処理を実行する際に、処理時間を厳密に一定にする必要がある場合には設定処理時間Ｔｂの再設定を行う。これに対し、実質的な処理時間が長くなっても処理品質に影響がない場合には、設定処理時間Ｔｂを変更せずに初期設定のままとしてもよい。また（ＳＴ３３）にてカウント値Ｎ６が上限値Ｌ６を超えている場合には、異常が反復して生じるエラー状態であると判断して、メモリ２０ｃの記録データやカウント値などを履歴データとして装置制御部４５の記憶装置４５ａに保存し（ＳＴ３７）、次いでメモリ２０ｃの記憶内容をクリアした後（ＳＴ３８）、異常放電警告を表示する（ＳＴ３９）。そしてこの表示を承けたオペレータは当該装置にアクセスし、必要な処置を行う。

この後再び図７のメインフローに戻り、（ＳＴ１２）にて設定処理時間Ｔｂが経過したならば、ＲＦ（高周波電源）をＯＦＦするとともに、メモリ２０ｃの書き込みをＯＦＦにする（ＳＴ１３）。次いで、カウンタ３７のカウンタ値Ｎ７を処理時間で除した値を処理室３ａ内の汚損の度合いを示す指標として求め、この指標の値を予め定められたしきい値ａ３と比較することにより、処理室３ａ内のクリーニングなどのメンテナンスの要否を判定する処理を行う。ここで、求められた指標の値がしきい値ａ３を超えているならば、処理室３ａの内部の清掃や内部カバー部材の交換など、異物の付着堆積に対する対策が必要である旨、メンテナンス警告表示を行う（ＳＴ４０）。

また（ＳＴ１４）にて求められた指標の値がしきい値ａ３を超えていない場合には、メモリ２０ｃに記録されたデータや処理過程において取得されたカウント値を装置制御部４
５の記憶装置４５ａにダウンロードする（ＳＴ１５）。次いでメモリ２０ｃの記録内容をクリアし（ＳＴ１６）、（ＳＴ１）の実行前の状態に戻る。

すなわち（ＳＴ５）〜（ＳＴ１２）で示す信号解析工程においては、電極部５と処理対象物である基板９との間で発生する異常放電（第一アーク放電）によって誘発される電位変化の信号を第一検出部３３によって検出し、第一アーク放電以外の微小アーク放電（第二アーク放電）によって誘発される電位変化の信号を第二検出部３５によって検出し、所定時間である演算リセット時間Ｔｃ内における第一検出部３３の検出回数であるカウント値Ｎ３と第二検出部３５の検出回数であるカウント値Ｎ４の差（Ｎ３−Ｎ４）を求め、この差（Ｎ３−Ｎ４）に基づいて異常放電の発生の可能性有無を異常放電判定部３９によって判定するようにしている。これによりプラズマ放電の状態を適正に監視して異常放電の予兆を検出することができ、異常放電による処理対象物の焼損などの熱ダメージを防止することができる。

本発明のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法は、プラズマ放電の状態を適正に監視して、異常放電の予兆を検出することができるという効果を有し、基板などを処理対象物としてプラズマクリーニングなどのプラズマ処理を行う分野に有用である。

本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の断面図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置に用いられる放電検出センサの構成説明図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置における電位変化波形の説明図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の断面図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置における放電状態監視のために行われるアーク放電の検出回数演算の説明図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理方法における放電状態監視処理を示すフロー図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理方法において放電開始動作を反復実行するリトライ機能を示すフロー図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理方法においてプラズマ処理が中断された後にプラズマ処理を再開する再プラズマ処理を示すフロー図

符号の説明

２ 蓋部
３ 真空チャンバ
３ａ 処理室
５ 電極部
８ ガイド部材
９ 基板
１５ 真空計
１６ ガス供給部
１７ 真空ポンプ
１８ 整合器
１９ 高周波電源部
２１ 誘電体部材
２２ プローブ電極ユニット
２２ｂ プローブ電極
２３ 放電検出センサ
Ｐ プラズマ

Claims (6)

1. 処理室を形成する真空チャンバと、前記処理室に前記真空チャンバとは電気的に絶縁された状態で配置された電極部と、前記処理室内を真空排気する真空排気部と、前記処理室内にプラズマ発生用ガスを供給するガス供給部と、前記電極部に高周波電圧を印加することにより前記処理室内でプラズマ放電を発生させる高周波電源部と、前記プラズマ放電を発生させるプラズマ放電回路と前記高周波電源部のインピーダンスを整合させる整合器と、一方の面を前記処理室内で発生したプラズマ放電に対向するように配置された板状の誘電体部材およびこの誘電体部材の他方の面に配置されたプローブ電極を少なくとも有する放電検出センサと、前記プローブ電極に前記プラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化の信号を検出して放電状態監視のための解析処理を行う信号解析部とを備え、前記電極部に処理対象物を載置して処理対象物に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
   前記信号解析部が、前記電極部と処理対象物との間で発生する第一アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出する第一検出部と、前記第一アーク放電以外の第二アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出する第二検出部と、所定時間内における前記第一検出部の検出回数と前記第二検出部の検出回数の差を求め、この差に基づいて前記処理室内における異常放電の発生の可能性の有無を判定する異常放電判定部とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記第一検出部に前記第一アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出するための第一しきい値が設定され、前記第二検出部に前記第二アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出するための第二しきい値が設定され、前記第二しきい値の絶対値は前記第一しきい値の絶対値よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
3. 前記第一しきい値と前記第二しきい値は正負逆の値であることを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
4. 処理室を形成する真空チャンバと、前記処理室内に前記真空チャンバとは電気的に絶縁された状態で配置された電極部と、前記処理室内を真空排気する真空排気部と、前記処理室内にプラズマ発生用ガスを供給するガス供給部と、前記電極部に高周波電圧を印加することにより前記処理室内でプラズマ放電を発生させる高周波電源部と、前記プラズマ放電を発生させるプラズマ放電回路と前記高周波電源部のインピーダンスを整合させる整合器と、一方の面を前記処理室内に発生したプラズマ放電に対向するように前記真空チャンバに装着された板状の誘電体部材およびこの誘電体部材の他方の面に配置されたプローブ電極を少なくとも有する放電検出センサとを備えたプラズマ処理装置において、前記処理室内におけるプラズマ放電の状態を監視するプラズマ処理装置における放電状態監視方法であって、
   前記プローブ電極に前記プラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化の信号を受信して、前記電位変化を示す信号データとして一時的に記憶する信号記録工程と、
   前記一時的に記憶された信号データを参照して、前記プラズマ放電の状態を監視するための解析処理を行う信号解析工程とを含み、
   前記信号解析工程において、前記電極部と処理対象物との間で発生する第一アーク放電によって誘発される電位変化の信号を第一検出部によって検出し、前記第一アーク放電以外の第二アーク放電によって誘発される電位変化の信号を第二検出部によって検出し、所定時間内における前記第一検出部の検出回数と前記第二検出部の検出回数の差を求め、この差に基づいて異常放電の発生の可能性有無を判定することを特徴とするプラズマ処理装置における放電状態監視方法。
5. 前記第一検出部に前記第一アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出するための第一しきい値を設定し、前記第二検出部に前記第二アーク放電によって誘発される電位変化の信号を検出するための第二しきい値を前記第一しきい値の絶対値よりも大きい絶対値で位置で設定することを特徴とする請求項４記載のプラズマ処理装置における放電状態監視方法。
6. 前記第一しきい値と前記第二しきい値として、正負逆の値を設定することを特徴とする請求項４記載のプラズマ処理装置における放電状態監視方法。

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