JP2011527523A5

JP2011527523A5 - プラズマ処理チャンバ内の膜を特徴付けるためのｒｆバイアス容量結合静電（ｒｆｂ−ｃｃｅ）プローブ構成、それに関連する方法、及び、その方法を実行するコードを格納するプログラム格納媒体

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Publication number: JP2011527523A5
Application number: JP2011517514A
Authority: JP
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2029-07-07

Description

したがって、チャンバ表面上の付着膜の特徴付けは、プロセス結果及びプロセス歩留まりを向上させるための並びに基板及び／又はチャンバ部品に対する損傷を回避するための、ツール制御、診断、及び／又はレシピ調整の目的にとって望ましいものである。

本発明は、一実施形態では、基板処理中にプラズマ処理システムの処理チャンバ内の基板上の付着膜を特徴付けるための方法に関する。方法は、測定コンデンサが第１の容量値に設定された状態で、プローブヘッドについての電圧電流特性を決定することを含む。方法は、また、測定コンデンサが第１の容量値よりも大きい第２の容量値に設定された状態で、プローブヘッドに高周波（ＲＦ）パルス列を印加し、それによって測定コンデンサを充電させることを含む。方法は、更に、付着膜についての初期抵抗値及び付着膜についての初期容量値を提供することを含む。方法は、尚もまた、初期抵抗値、初期容量値、及び電圧電流特性を利用して第１の疑似電圧時間曲線を生成することを含む。方法は、尚も更に、一ＲＦパルス列の間における付着膜を通した電位降下を表わす第１の測定電圧時間曲線を決定することを含む。方法は、そのうえ、第１の疑似電圧時間曲線を第１の測定電圧時間曲線と比較し、もし第１の疑似電圧時間曲線と第１の測定電圧時間曲線との間の差が所定の閾値未満である場合に、付着膜を特徴付けるために初期抵抗値及び初期容量値を利用することを含む。

発明の一実施形態における、基板処理中にプラズマを自動的に特徴付けるための全工程を説明した簡単なフローチャートを示している。

発明の実施形態は、プラズマ処理チャンバ内の付着膜を特徴付けるためにＲＦバイアス容量結合静電（ＲＦＢ−ＣＣＥ）プローブ構成を使用することに関する。背景として、ＲＦＢ−ＣＣＥプローブは、長い間、イオン束、電子温度、浮遊電位、薄膜厚さなどのプラズマプロセスパラメータを測定するために利用されてきた。ＲＦＢ−ＣＣＥプローブは、当該分野において既知であり、その詳細は、例えば引用によって本明細書に組み込まれる「Method and Device For Measuring An Ion Flow In A Plasma（プラズマ内のイオン流動を測定するための方法及び装置）」（１９９９年８月１０日）と題された米国特許第５，９３６，４１３号を含む、公表されている文献から得ることができる。

ここで、発明者らは、測定コンデンサが比較的小さい容量値を有するときに、センサ電流信号（ＲＦ振動パルス列の間に測定コンデンサを通過する電流を反映している）が、センサヘッド上の付着膜の厚さに比較的反応しにくいことに気付いた。しかしながら、発明者らは、測定コンデンサが比較的大きい容量値を有する場合は、センサ電流信号が、膜厚に影響される程度が大きくなることにも気付いた。これらの観測をもとにして、付着膜を特徴付けるための方法及び構成が考案され、ここに開示される。

本発明の１つ又は複数の実施形態にしたがって、プローブセンサヘッド上の付着膜の厚さ及び質を特徴付けるための、ＲＦＢ−ＣＣＥプローブを使用した革新的な方法及び構成が提案される。１つ又は複数の実施形態では、付着膜の厚さに反応しにくいことが望ましい場合は測定コンデンサに対して小さめの容量値が利用されるような、測定コンデンサを切り替え可能な構成が提供される。測定コンデンサが比較的小さい容量値を有する場合のＲＦＢ−ＣＣＥプローブ動作は、イオン飽和電流、浮遊電位、及び電子温度を決定するために使用できるプローブＶＩ特性を得る。プローブＶＩ特性は、引き続き、測定コンデンサがより大きい値を有するときに得られるセンサパラメータを使用した膜の容量及び膜の抵抗の計算を支援するために利用されえる。したがって、発明の１つ又は複数の実施形態は、ＲＦＢ−ＣＣＥプローブの読み取り値をもとにして膜の容量及び膜の抵抗を導き出すための技術に関する。

上記のように、チャンバの表面内に、伝導性材料で作成されたプローブヘッドが取り付けられる。プローブには、短いＲＦパルス列が印加され、これは、コンデンサ（Ｃｍ）を充電させるとともに、プローブの表面に負電位（地電位に対して数十ボルトの負である）を持たせる。ＲＦパルスの終わりに続いて、プローブの電位は、Ｃｍの放電とともに減衰して浮遊電位に戻る。電位が変化する率は、プラズマ特性によって決定される。この放電中、プローブＶｆの電位は、高インピーダンスの電圧測定器１２２によって測定され、プローブにそしてコンデンサＣｍを流れる電流は、電流測定器１２０によって測定される。時間をｔとして、曲線Ｖ（ｔ）及びＩ（ｔ）は、電流電圧特性ＶＩを構成するために使用され、該特性ＶＩは、次いで、信号プロセッサによって解析される。更なる詳細については、「Methods for Automatically Characterizing a Plasma（プラズマを自動的に特徴付けるための方法）」と題され、２００８年６月２６日付けで米国特許局に出願された同時係属出願（出願番号６１／０７５，９４８号）及び２００９年６月２日付けで米国特許庁に出願された同時係属出願（出願番号第１２／４７７，００７号）に見いだされ、本明細書における「考察」に含まれる。

結果は、電圧対時間の疑似曲線Ｖｓ（ｔ）である。このモデル化されたＶ（ｔ）曲線は、図８において曲線８０６として示される。図８は、Ｖ（ｔ）の、即ち図２の点２０６において一励起振動パルス列の間に測定された電圧対時間の実験的測定値を表わす曲線８０４も示している。差が突き止められ（工程４０６）、工程４０８において閾値と比較される。もし誤差が所定の閾値未満である場合は、膜を特徴付けるために、Ｒ_film及びＣ_filmの値が利用される（４１２）。他方、もし誤差が所定の閾値を上回る場合は、Ｒ_film及びＣ_filmの値を精緻化するために、レベンバーグ・マーカード（Levenberg-Marquardt）非線形最小二乗曲線適合アルゴリズムが利用される（４１０）。

図４の工程を通した反復を実行するために、工程４０４に、Ｒ_film及びＣ_filmの新しい値がフィードバックされる。図４の工程は、誤差が所定の閾値を下回る時点まで、即ちＲ_film及びＣ_filmの値が付着膜の特徴付けに対して許容可能であると見なされる時点まで（工程４０８を参照せよ）、反復して実行される。

以上からわかるように、発明の実施形態は、付着膜の質及び厚さを計算するための、方法及び構成を提供する。計算されたこれらの抵抗値及び容量値（Ｒ_film及びＣ_film）は、次いで、時間の経過とともにセンサプローブヘッド表面上に膜が蓄積されるにつれてセンサの読み取り値の精度を向上させるために用いられてよい、又は代替若しくは追加として、プロセス制御若しくはメインテナンスの目的のために膜を特徴付けるために用いられてよい。ＲＦＢ−ＣＣＥプローブは、小さい傾向があり、プラズマ処理チャンバの周辺プラズマ対向構造と同一面になるように取り付けられ、チャンバのプラズマ対向部品と同じ材料で形成されるプラズマ対向プローブ表面を有することが可能であるゆえに、ＲＦＢ−ＣＣＥプローブが使用される場合は、プラズマに対する摂動が最小である。

「考察」は、「Methods for Automatically Characterizing a Plasma（プラズマを自動的に特徴付けるための方法）」と題され、２００８年６月２６日付けで米国特許局に出願された同時係属出願（出願番号６１／０７５，９４８号）及び２００９年６月２日付けで米国特許庁に出願された同時係属出願（出願番号第１２／４７７，００７号）にも見いだされ、引用によって本明細書に組み込まれる。

「プラズマを自動的に特徴付けるための方法の考察」

各ＲＦバースト中に収集されたデータに対して非線形適合を適用することによって、プラズマＡ−１０６が特徴付けされてよい。換言すると、プラズマＡ−１０６を特徴付けしえるパラメータ（例えば、イオン飽和、イオン飽和の傾き、電子温度、浮遊電圧電位など）が決定されてよい。プラズマＡ−１０６は、収集されたデータによって特徴付けされてよいが、パラメータを計算するプロセスは、人による介在を必要とする単調な手作業のプロセスである。一例では、各ＲＦバースト後（即ち、ＲＦ充電がなされ、次いでオフにされたとき）に収集されたデータを、ソフトウェア解析プログラムに取り込んでよい。ソフトウェア解析プログラムは、プラズマを特徴付けしえるパラメータを決定するために、非線形適合を実施してよい。プラズマを特徴付けることによって、技術者は、基板の低水準処理を最小限に抑えるためにどのようにレシピを調整すればよいかを決定できると考えられる。

あいにく、各ＲＦバーストについてデータを解析する先行技術の方法は、完了までに数秒の、又は数分もの時間を必要する可能性がある。解析されるべきＲＦバーストは、幾百万まではいかなくても通常幾千はあるので、レシピのためにプラズマを特徴付けるには、計算のために合計で幾時間も費やされると考えられる。ゆえに、先行技術の方法は、プロセス制御目的で時宜に即した関連データを提供するのに効果的な方法ではない。

上記のように、プラズマに関するデータを収集するためにＰＩＦプローブ法が用いられ、リアクタチャンバ環境内に位置決めされてよい。センサ（例えばＰＩＦプローブ）から収集されたデータは、リアクタチャンバ内のプラズマを特徴付けるために用いられてよい。また、センサは、図９−Ａに示されるように収集表面を用いるので、チャンバの表面に関するデータも決定されえる。先行技術では、ＰＳＤによって収集されたデータが、解析に利用可能な即座のデータ源を提供する。あいにく、収集されえるデータの甚大な量が、時宜に即したデータの解析を困難にしている。幾千の、又は幾百万ものデータ点が収集されえるので、プラズマを正確に特徴付けるために関連区間を測定する作業は、とりわけデータが大抵は手作業で解析されるゆえに、気の遠くなる作業になるであろう。結果的に、収集されたデータは、時宜に即したプラズマの特徴付けをプラズマ処理システムに提供するのに有用ではなかった。

しかしながら、もし、プラズマの特徴付けに必要とされる関連のデータ点が、収集されえる幾千／幾百万のデータ点から特定されるならば、プラズマの特徴付けに必要とされる時間は、大幅に短縮されるであろう。発明の実施形態にしたがって、比較的短期間でプラズマを自動的に特徴付けするための方法が提供される。本明細書において説明される発明の実施形態は、プラズマを特徴付けするための解析を必要としえるデータ点を減らすために関連性範囲を特定するためのアルゴリズムを提供する。本明細書において論じられるように、関連性範囲は、各ＲＦバースト間に収集されえる幾千又は幾百万のデータ点のなかの、より小さいデータ点の集合を言う。発明の実施形態は、更に、プラズマを特徴付けするための値を計算する数学モデルに適用されえるシード値を推定することも提供する。関連性範囲に対して曲線適合を実施することによって、プラズマを特徴付けするために利用されえるパラメータが計算されえる。

図９−Ｄは、発明の一実施形態における、基板処理中にプラズマを自動的に特徴付けるための工程を説明した簡単なフローチャートを示している。基板処理中にＲＦ充電が提供された状況を考える。

先行技術では、半導体基板処理中に収集される測定データを解析するために、数時間の時間が充てられることがある。ここで、発明の一態様では、発明者らは、プラズマの特徴付けのために各ＲＦバースト間における測定データを解析する必要はないことに気付いた。その代わりに、もし、データ集合の関連性範囲に対して曲線適合が適用されるならば、プラズマの特徴付けに利用されえるパラメータが決定されるであろう。

次の工程Ｄ−４０４では、関連性範囲が決定される。上記のように、関連性範囲は、各ＲＦバースト間に収集されたデータ集合のなかの小集合を言う。先行技術では、データは手作業で解析されているので、収集されたデータの甚大な量は、関連性範囲の計算を困難な作業にする。多くの場合、関連性範囲は、視覚的に推定されえる。関連性範囲を特定するにあたっては、データ集合のなかの小集合から、存在しえるノイズが実質的に排除されてよい。一例では、複雑な基板処理中に、プローブ上にポリマが蓄積され、収集されたデータの一部を歪曲させることがある。例えば、影響を受けるデータの一部は、コンデンサが完全に放電された時点で収集されえるデータである傾向がある。関連性範囲を特定するにあたっては、ポリマの蓄積に関連したデータが、解析から取り除かれてよい。換言すると、関連性範囲の決定は、プラズマの特徴付けが不規則ノイズに見舞われることなく行われることを可能にしえる。一例として、関連性範囲がどのように決定されえるかに関しては、下記の図９−Ｅの考察において論じられる。

関連性範囲及びシード値によって、次の工程Ｄ−４０８では、非線形適合（例えば曲線適合）が実施されることによって、高価な高性能のコンピュータを必要とすることなく短期間でプラズマが特徴付けされることを可能にしてよい。先行技術と異なり、この方法は、処理のために数分、又は数時間もの時間を必要とする代わりに、一ＲＦバーストに起因する減衰区間からの結果がおよそ２０ミリ秒内に特徴付けされることを可能にする。リアルタイムに近い解析能力によって、この方法は、自動制御システムの一部として適用されて、プラズマ処理中に技術者に関連データを提供しえる。

先行技術と異なり、プラズマを特徴付けるためにデータ集合全体が解析されるのではなく、その代わりに、関連性範囲が決定される。関連性範囲を決定するために、次の工程Ｅ−５０４では、先ず、パーセント減衰点が決定されてよい。本明細書において論じられるように、パーセント減衰点は、初めの値がその一定のパーセントまで減衰したところのデータ点を言う。一実施形態では、パーセント減衰点は、解析されるべきデータ区間の終わりを表わしてよい。一例において、ＲＦ源がオフに切り換えられたとき、電流値は、約０．８６ｍＡ／ｃｍ²である。値は、図９−Ｆ１のグラフＦ１−６００上のデータ点Ｆ１−６０２によって表わされる。もしパーセント減衰点が、初めの値の１０パーセントに設定されるならば、パーセント減衰点は、データ点Ｆ１−６０４にあり、約０．０８６ｍＡ／ｃｍ²である。換言すると、パーセント減衰点は、ＲＦ源がオフに切り換えられシステムが平衡状態に戻っていくときの電荷の値である初めの値の所定のパーセントをとることによって決定されてよい。一実施形態では、パーセントは、実験的に決定される。一実施形態では、データ区間の終わりを決定するためにパーセント減衰点を用いる代わりに、各ＲＦバーストについて収集されたデータの一次微分のピークが計算されてよい。

イオン飽和区間が決定されたら、次の工程Ｅ−５０８では、傾き（ｓ）及びイオン飽和（ｉ₀）が推定されてよい。上記のように、傾き（ｓ）及びイオン飽和（ｉ₀）は、プラズマを特徴付けるパラメータを決定するために数学モデル（下記の式２）に適用されえる４つのシード値のうちの２つである。一例では、傾き（ｓ）は、線形回帰を実施することによって決定されてよい。別の実施形態では、アルゴリズムは、データ点Ｆ１−６０２とＦ１−６０６との間のデータ値の平均をとることによってイオン飽和（ｉ₀）も決定してよい。

関連性範囲が決定されシード値が計算されると、次の工程Ｅ−５１６では、図９−Ｆ４のグラフＦ４−６８０を作成するために、電流値が電圧値に対してプロットされ曲線適合が適用されてよい。一例では、曲線適合を実施するために、レベンバーグ・マーカード（Levenberg-Marquardt）アルゴリズムが適用されてよい。曲線適合グラフを作成すること、及び下記の式２のような数学モデルにシード値を適用することによって、プラズマを特徴付けるために利用されえる４つのパラメータが決定されえる。

本発明の１つ又は複数の実施形態からわかるように、プラズマ処理中にプラズマを特徴付けるための自動化された方法が提供される。関連性範囲及びシード値の集合を決定することによって、一ＲＦバースト後に大抵収集される幾千又は幾百万のデータ点を処理する必要なくプラズマの特徴付けが生じえる。自動化されたこの方法は、手作業によるこれまでの単調なプロセスを、迅速に且つ効率良く実施されえる自動的な作業に転換する。データ解析を数分（又は数時間）から数ミリ秒に大幅に短縮されたことによって、プラズマ特徴付けは、製造プロセス後の代わりにプラズマ処理中に実施されえる。したがって、関連性データは、現時点のプラズマ環境を明らかにすることによって、レシピ及び／又はツールの調整を行うこと並びに廃棄を最小限に抑えることを可能にしえる。

Claims

基板処理中にプラズマ処理システムの処理チャンバ内の付着膜を特徴付けるための方法であって、
測定コンデンサが第１の容量値に設定された状態で、プローブヘッドについての電圧電流特性を決定することと、
前記測定コンデンサが前記第１の容量値よりも大きい第２の容量値に設定された状態で、前記プローブヘッドに高周波（ＲＦ）パルス列を印加し、それによって前記測定コンデンサを充電させることと、
前記付着膜についての初期抵抗値及び前記付着膜についての初期容量値を提供することと、
前記初期抵抗値、前記初期容量値、及び前記電圧電流特性を利用して第１の疑似電圧時間曲線を生成することと、
一ＲＦパルス列の間における前記付着膜を通した電位降下を表わす第１の測定電圧時間曲線を決定することと、
前記第１の疑似電圧時間曲線を前記第１の測定電圧時間曲線と比較し、前記第１の疑似電圧時間曲線と前記第１の測定電圧時間曲線との間の差が所定の閾値未満である場合に、前記付着膜を特徴付けるために前記初期抵抗値及び前記初期容量値を利用することと、
を備える方法。
請求項１に記載の方法であって、更に、
前記第１の疑似電圧時間曲線と前記第１の測定電圧時間曲線との間の差が前記所定の閾値よりも大きい場合に、非線形最小二乗曲線アルゴリズムを適用して第２の抵抗値及び第２の容量値を生成することと、
前記第２の抵抗値、前記第２の容量値、及び前記電圧電流特性を利用して第２の疑似電圧時間曲線を生成することと、
第２の測定電圧時間曲線を決定することと、
前記第２の疑似電圧時間曲線を前記第２の測定電圧時間曲線と比較することと、
を備え、
前記第２の疑似電圧時間曲線を前記第２の測定電圧時間曲線と比較することは、
前記第２の疑似電圧時間曲線と前記第２の測定電圧時間曲線との間の差が前記所定の閾値未満である場合に、前記付着膜を特徴付けるために前記第２の抵抗値及び前記第２の容量値を利用することと、
前記第２の疑似電圧時間曲線と前記第２の測定電圧時間曲線との間の差が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記非線形最小二乗曲線アルゴリズムを適用して第３の抵抗値及び第３の容量値を生成することと、
を含む、方法。
請求項２に記載の方法であって、更に、
疑似電圧時間曲線及び測定電圧時間曲線を計算することと、
前記疑似電圧時間曲線と前記測定電圧時間曲線との間の差が前記所定の閾値未満になるまで前記疑似電圧時間曲線を前記測定電圧時間曲線と照らして比較することと、
を備える方法。
請求項３に記載の方法であって、
前記電圧電流特性は、
前記測定コンデンサの両端の電位を測定して電位変化率を決定することと、
前記測定コンデンサの両端の電流を測定してコンデンサ電流放電率を決定することと、
によって生成される、方法。
請求項４に記載の方法であって、
前記初期抵抗値及び前記初期容量値は、実験的に計算される、方法。
請求項４に記載の方法であって、
前記初期抵抗値及び前記初期容量値は、理論的に計算される、方法。
請求項４に記載の方法であって、
前記付着膜の抵抗値は、前記付着膜の化学組成に関係し、前記抵抗値は、膜抵抗率、距離、及び前記プローブヘッドの面積の関数である、方法。
請求項４に記載の方法であって、
前記付着膜の容量値は、少なくとも前記付着膜の厚さ及び比誘電率に関係し、前記容量値は、自由空間の誘電率、膜の誘電体材料の比誘電率、前記プローブヘッドの表面積、及び膜の厚さの関数である、方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記測定コンデンサは、それぞれ異なる容量値を有する複数のコンデンサを有し、コンデンサを切り替え可能な構成である、方法。
基板処理中にプラズマ処理システムの処理チャンバ内の基板上の付着膜を特徴付けるように構成されたコンピュータ可読コードを盛り込まれたプログラム格納媒体であって、前記コンピュータ可読コードは、コンピュータに、
測定コンデンサが第１の容量値に設定された状態で、プローブヘッドについての電圧電流特性を決定させるためのコードと、
前記測定コンデンサが前記第１の容量値よりも大きい第２の容量値に設定された状態で、前記プローブヘッドに高周波（ＲＦ）パルス列を印加し、それによって前記測定コンデンサを充電させるためのコードと、
前記付着膜についての初期抵抗値及び前記付着膜についての初期容量値を提供させるためのコードと、
前記初期抵抗値、前記初期容量値、及び前記電圧電流特性を利用して第１の疑似電圧時間曲線を生成させるためのコードと、
一ＲＦパルス列の間における前記付着膜を通した電位降下を表わす第１の測定電圧時間曲線を決定させるためのコードと、
前記第１の疑似電圧時間曲線を前記第１の測定電圧時間曲線と比較し、もし前記第１の疑似電圧時間曲線と前記第１の測定電圧時間曲線との間の差が所定の閾値未満である場合に、前記付着膜を特徴付けるために前記初期抵抗値及び前記初期容量値を利用させるためのコードと、
を備えるプログラム格納媒体。
請求項１０に記載のプログラム格納媒体であって、更に、コンピュータに、
前記第１の疑似電圧時間曲線と前記第１の測定電圧時間曲線との間の差が前記所定の閾値よりも大きい場合に、非線形最小二乗曲線アルゴリズムを適用して第２の抵抗値及び第２の容量値を生成させるためのコードと、
前記第２の抵抗値、前記第２の容量値、及び前記電圧電流特性を利用して第２の疑似電圧時間曲線を生成させるるためのコードと、
第２の測定電圧時間曲線を決定させるためのコードと、
前記第２の疑似電圧時間曲線を前記第２の測定電圧時間曲線と比較させるためのコードであって、
前記第２の疑似電圧時間曲線と前記第２の測定電圧時間曲線との間の差が前記所定の閾値未満である場合に、前記付着膜を特徴付けるために前記第２の抵抗値及び前記第２の容量値を利用させるためのコードと、
前記第２の疑似電圧時間曲線と前記第２の測定電圧時間曲線との間の差が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記非線形最小二乗曲線アルゴリズムを適用して第３の抵抗値及び第３の容量値を生成させるためのコードと、
を含む、コードと、
を備えるプログラム格納媒体。
請求項１１に記載のプログラム格納媒体であって、更に、コンピュータに、
疑似電圧時間曲線及び測定電圧時間曲線を計算させるためのコードと、
前記疑似電圧時間曲線と前記測定電圧時間曲線との間の差が前記所定の閾値未満になるまで前記疑似電圧時間曲線を前記測定電圧時間曲線と照らして比較させるためのコードと、
を備えるプログラム格納媒体。
請求項１２に記載のプログラム格納媒体であって、
前記電圧電流特性は、
前記測定コンデンサの両端の電位を測定して電位変化率を決定するためのコードと、
前記測定コンデンサの両端の電流を測定してコンデンサ電流放電率を決定するためのコードと、
によって生成される、プログラム格納媒体。
請求項１３に記載のプログラム格納媒体であって、
前記初期抵抗値及び前記初期容量値は、実験的に計算される、プログラム格納媒体。
請求項１３に記載のプログラム格納媒体であって、
前記付着膜の抵抗値は、前記付着膜の化学組成に関係し、前記抵抗値は、膜抵抗率、距離、及び前記プローブヘッドの面積の関数である、プログラム格納媒体。
請求項１３に記載のプログラム格納媒体であって、
前記付着膜の容量値は、少なくとも前記付着膜の厚さ及び比誘電率に関係し、前記容量値は、自由空間の誘電率、膜の誘電体材料の比誘電率、前記プローブヘッドの表面積、及び膜の厚さの関数である、プログラム格納媒体。
請求項１０に記載のプログラム格納媒体であって、
前記測定コンデンサは、それぞれ異なる容量値を有する複数のコンデンサを有し、コンデンサを切り替え可能な構成である、プログラム格納媒体。
基板処理中にプラズマ処理システムの処理チャンバ内の付着膜を特徴付けるための構成であって、前記付着膜はコンデンサに並列の抵抗器を含む抵抗器−コンデンサ回路でモデル化され、前記構成は、
少なくとも、１つのプラズマプロセスパラメータを測定するように構成され、
伝導性材料で作成されるプラズマ対向センサと、
２つ又は３つ以上の値の間で切り替えられるように構成された測定コンデンサと、
を含み、前記プラズマ対向センサは、前記測定コンデンサの第１の板に接続される、プローブ構成と、
前記測定コンデンサの第２の板に接続され、前記プラズマ対向センサにＲＦ振動パルス列を提供するように構成された高周波（ＲＦ）電圧源と、
前記測定コンデンサと前記ＲＦ電圧源との間に直列に配され、前記測定コンデンサの電流放電率を検出するように構成された電流測定器と、
前記測定コンデンサの第１の板とアースとの間に配され、前記プラズマ対向センサの電位を測定するように構成された電圧測定器と、
前記電流放電率及び前記プラズマ対向センサの前記電位を解析して前記プラズマ対向センサについての電圧電流特性を決定するように構成された信号プロセッサと、
を備える構成。
請求項１８に記載の構成であって、
前記プラズマ対向センサは、前記処理チャンバのチャンバ壁上に配され、前記チャンバ壁と実質的に同一平面上にある、構成。
請求項１８に記載の構成であって、
前記プラズマ対向センサは、高周波バイアス（ＲＦＢ）容量結合静電（ＣＣＥ）プローブヘッドである、構成。