JP2872954B2 - 絶対プラズマパラメータを決定する方法およびその装置 - Google Patents
絶対プラズマパラメータを決定する方法およびその装置Info
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
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- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/0006—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature
- H05H1/0012—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature using electromagnetic or particle radiation, e.g. interferometry
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- H05H1/0006—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature
- H05H1/0081—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature by electric means
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非対称無線周波
（ＲＦ）低圧プラズマの絶対プラズマパラメータを決定
する方法に関する。更に詳しくは、本発明は、特にアー
ス電極として作用するプラズマリアクタの一部における
無線周波（ＲＦ）放電電流を測定する装置に関する。
（ＲＦ）低圧プラズマの絶対プラズマパラメータを決定
する方法に関する。更に詳しくは、本発明は、特にアー
ス電極として作用するプラズマリアクタの一部における
無線周波（ＲＦ）放電電流を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】物理学においては、用語「プラズマ」の
意味は、イオン化ガスの意味である。このプロセスで
は、ガス分子はイオン化される。すなわち、ガス分子は
自由電子と正イオン（イオン化された分子）に分割され
る。このプロセスはしばしば電子衝突イオン化プロセス
である。無線周波（高周波）交番電界を供給すると、非
弾性的衝突の電子に対してエネルギの蓄積が生じる。電
子が他のガス分子に衝突すると、他のガス分子は上述し
たように再び自由電子と正イオンに分割される。プラズ
マ状態はこのプロセスにより全リアクタ内で形成され
る。電子とイオンは壁で再結合する。これは電荷キャリ
ア、すなわち自由電子と正イオンがリアクタの壁で放電
するからである。従って、ガス分子は再び形成され、最
終的にはリアクタ内に平衡状態が確立される。無線周波
交番電界は、励起または駆動無線周波（ＲＦ）電極がア
ース電極に対向して位置決めされている平行プレートに
よりプラズマリアクタ内に発生する。また、ＲＦ電極は
「ホット電極」とも呼ばれる。以下では、アースを電気
的に形成し、ＲＦ電極に直接対向し、またアースとして
作用するリアクタの壁の一部を含んでいる実電極は、
「アース電極」と呼ばれる。プラズマリアクタの電極は
通常水平に配列されている。ＲＦ電極はリアクタの底壁
または上壁に近接して平行に延出している。
意味は、イオン化ガスの意味である。このプロセスで
は、ガス分子はイオン化される。すなわち、ガス分子は
自由電子と正イオン（イオン化された分子）に分割され
る。このプロセスはしばしば電子衝突イオン化プロセス
である。無線周波（高周波）交番電界を供給すると、非
弾性的衝突の電子に対してエネルギの蓄積が生じる。電
子が他のガス分子に衝突すると、他のガス分子は上述し
たように再び自由電子と正イオンに分割される。プラズ
マ状態はこのプロセスにより全リアクタ内で形成され
る。電子とイオンは壁で再結合する。これは電荷キャリ
ア、すなわち自由電子と正イオンがリアクタの壁で放電
するからである。従って、ガス分子は再び形成され、最
終的にはリアクタ内に平衡状態が確立される。無線周波
交番電界は、励起または駆動無線周波（ＲＦ）電極がア
ース電極に対向して位置決めされている平行プレートに
よりプラズマリアクタ内に発生する。また、ＲＦ電極は
「ホット電極」とも呼ばれる。以下では、アースを電気
的に形成し、ＲＦ電極に直接対向し、またアースとして
作用するリアクタの壁の一部を含んでいる実電極は、
「アース電極」と呼ばれる。プラズマリアクタの電極は
通常水平に配列されている。ＲＦ電極はリアクタの底壁
または上壁に近接して平行に延出している。
【０００３】以下においては、１０〜１００ＭＨｚの間
の励起周波数および０．１ないし１００Ｐａ、好ましく
は０．１ないし２０Ｐａの圧力を有するプラズマをＲＦ
低圧プラズマと称する。従って、ガスはリアクタ内で所
定の一定圧力（真空）下に保持される。また、連続的に
ガスをリアクタ内に供給し、連続的にガスをリアクタか
ら放出することも可能である。
の励起周波数および０．１ないし１００Ｐａ、好ましく
は０．１ないし２０Ｐａの圧力を有するプラズマをＲＦ
低圧プラズマと称する。従って、ガスはリアクタ内で所
定の一定圧力（真空）下に保持される。また、連続的に
ガスをリアクタ内に供給し、連続的にガスをリアクタか
ら放出することも可能である。
【０００４】このように、プラズマ状態は真空のリアク
タ内で発生する。ＲＦ低圧プラズマは基礎研究の分野、
とりわけ半導体技術の分野で使用される。例えば、プラ
ズマエッチング（ＰＥ）、反応イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）、およびプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）のよ
うな方法は知られている。
タ内で発生する。ＲＦ低圧プラズマは基礎研究の分野、
とりわけ半導体技術の分野で使用される。例えば、プラ
ズマエッチング（ＰＥ）、反応イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）、およびプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）のよ
うな方法は知られている。
【０００５】次に示すプラズマ診断法は、ＲＦ低圧プラ
ズマに関して実質的に知られているものである。
ズマに関して実質的に知られているものである。
【０００６】光学的方法は、発光が部分的に外部から励
起される発光分光法によってとりわけ特徴づけられてい
る。この方法は、試験対象物がほとんど観察できない方
法で影響されるという利点を有するが、この方法は相対
的な測定結果のみしか正常に達成されないという欠点を
有する。質量分析法によれば、相対的な強度の決定また
はイオンエネルギ分布の質量選択決定を行うことができ
る。粒子密度または電流密度の絶対値の決定は、小さな
開口角度および不定伝達のために通常不可能である。例
えば、電子密度、イオン密度および電子エネルギのよう
な局部的なプラズマパラメータの決定は、ラングミュア
・プローブにより達成される。しかしながら、ラングミ
ュア・プローブは、非常に限定された方法で反応または
層形成プラズマについて適用し得るのみである。例え
ば、電子の平均密度のような必須のプラズマパラメータ
は、マイクロ波インターフェロメトリ（光学干渉法）に
より決定することができる。マイクロ波の周波数は、プ
ラズマ内におけるマイクロ波の伝播を可能とするために
局部的な電子プラズマ周波数より高い。この方法は、通
常、（中空導体形状の）堅固な基準ラインを必要とす
る。この方法は非常に融通のきく方法ではない。更に、
電子密度の空間分布の知識が電子の平均密度の正確な決
定には必要である。電子密度の空間分布は、例えばラン
グミュア・プローブにより追加的に決定される。また、
しかしながら、絶対に必要なプラズマパラメータは、共
振プローブにより決定することもできる。これらのプロ
ーブは、取り囲んでいる固体部分に対して境界層を含ん
でいるプラズマの共振を形成する能力を使用している。
幾何学的プラズマ共振周波数と呼ばれているプラズマ共
振周波数は、境界層の厚さに依存して、電子プラズマ周
波数よりも常に僅かに低い。共振プローブは、ＲＦ放電
に関しては使用されない。これは、放電自身が広いスペ
クトルの調和振動を発生し、共振プローブを介して外部
励起応答を重畳するからである。
起される発光分光法によってとりわけ特徴づけられてい
る。この方法は、試験対象物がほとんど観察できない方
法で影響されるという利点を有するが、この方法は相対
的な測定結果のみしか正常に達成されないという欠点を
有する。質量分析法によれば、相対的な強度の決定また
はイオンエネルギ分布の質量選択決定を行うことができ
る。粒子密度または電流密度の絶対値の決定は、小さな
開口角度および不定伝達のために通常不可能である。例
えば、電子密度、イオン密度および電子エネルギのよう
な局部的なプラズマパラメータの決定は、ラングミュア
・プローブにより達成される。しかしながら、ラングミ
ュア・プローブは、非常に限定された方法で反応または
層形成プラズマについて適用し得るのみである。例え
ば、電子の平均密度のような必須のプラズマパラメータ
は、マイクロ波インターフェロメトリ（光学干渉法）に
より決定することができる。マイクロ波の周波数は、プ
ラズマ内におけるマイクロ波の伝播を可能とするために
局部的な電子プラズマ周波数より高い。この方法は、通
常、（中空導体形状の）堅固な基準ラインを必要とす
る。この方法は非常に融通のきく方法ではない。更に、
電子密度の空間分布の知識が電子の平均密度の正確な決
定には必要である。電子密度の空間分布は、例えばラン
グミュア・プローブにより追加的に決定される。また、
しかしながら、絶対に必要なプラズマパラメータは、共
振プローブにより決定することもできる。これらのプロ
ーブは、取り囲んでいる固体部分に対して境界層を含ん
でいるプラズマの共振を形成する能力を使用している。
幾何学的プラズマ共振周波数と呼ばれているプラズマ共
振周波数は、境界層の厚さに依存して、電子プラズマ周
波数よりも常に僅かに低い。共振プローブは、ＲＦ放電
に関しては使用されない。これは、放電自身が広いスペ
クトルの調和振動を発生し、共振プローブを介して外部
励起応答を重畳するからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、絶対プラズマパラメータを高い信頼性のかつ再生可
能な方法にて決定することができる上述した方法を提供
することにある。
は、絶対プラズマパラメータを高い信頼性のかつ再生可
能な方法にて決定することができる上述した方法を提供
することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、特にプラズマリアク
タの放電電流の一部を測定する装置を提供することにあ
る。
タの放電電流の一部を測定する装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的は、下記の工
程によって特徴づけられる非対称無線周波（ＲＦ）低圧
プラズマの絶対プラズマパラメータを決定する方法によ
って達成することができる。 ａ） 約１０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの間の励起周波数
によってプラズマリアクタ内で無線周波交番電界を発生
させ、前記交番電界により、放電がＲＦ電極の前の空間
電荷シースの非線形性のために放電電流の調和振動で自
励され、 ｂ） アース電極として作用する前記プラズマリアクタ
の一部においてプラズマ内で発生する無線周波放電電流
を測定し、測定された電流をアナログ信号という形式で
電圧に変換し、 ｃ） ｂ）で測定された前記アナログ信号をディジタル
信号に変換し、 ｄ） ｃ）で得られたディジタル信号からプラズマパラ
メータを数学アルゴリズムにより評価する。
程によって特徴づけられる非対称無線周波（ＲＦ）低圧
プラズマの絶対プラズマパラメータを決定する方法によ
って達成することができる。 ａ） 約１０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの間の励起周波数
によってプラズマリアクタ内で無線周波交番電界を発生
させ、前記交番電界により、放電がＲＦ電極の前の空間
電荷シースの非線形性のために放電電流の調和振動で自
励され、 ｂ） アース電極として作用する前記プラズマリアクタ
の一部においてプラズマ内で発生する無線周波放電電流
を測定し、測定された電流をアナログ信号という形式で
電圧に変換し、 ｃ） ｂ）で測定された前記アナログ信号をディジタル
信号に変換し、 ｄ） ｃ）で得られたディジタル信号からプラズマパラ
メータを数学アルゴリズムにより評価する。
【００１０】本発明は、薄く光学的にほぼ密度の高い層
に対しては感度が低い無線周波測定システムに基づいて
おり、本発明による方法は塵の蓄積、材料の層、リアク
タンス材に対して比較的感度が低い。この結果、本方法
は長期間にわたって高い安定性を保証し、また本発明の
方法によって決定された絶対プラズマパラメータの良好
な信頼性および再現性を保証している。本発明による方
法の好適実施例によれば、放電の少なくとも１つの共振
周波数は、放電電流がどのようにして適時に発生するか
に基いて決定され、放電はＲＦ電極の前の空間電荷シー
スの非線形性によって発生する放電電流における調和振
動により共振周波数で自励する。この共振周波数は境界
層（空間電荷シース）に関係なくプラズマ自身の共振を
記述している電子プラズマ周波数（ラングミュア周波
数）ではない。しかしながら、この共振周波数は真のプ
ラズマ周波数よりも低い１つの幾何学的要因である幾何
学的共振を示している。この幾何学的共振は強い非対称
ＲＦ放電に対して明確にマークされている。強制励起、
すなわち外部励起は自励のために必要ないことは有利な
ことである。
に対しては感度が低い無線周波測定システムに基づいて
おり、本発明による方法は塵の蓄積、材料の層、リアク
タンス材に対して比較的感度が低い。この結果、本方法
は長期間にわたって高い安定性を保証し、また本発明の
方法によって決定された絶対プラズマパラメータの良好
な信頼性および再現性を保証している。本発明による方
法の好適実施例によれば、放電の少なくとも１つの共振
周波数は、放電電流がどのようにして適時に発生するか
に基いて決定され、放電はＲＦ電極の前の空間電荷シー
スの非線形性によって発生する放電電流における調和振
動により共振周波数で自励する。この共振周波数は境界
層（空間電荷シース）に関係なくプラズマ自身の共振を
記述している電子プラズマ周波数（ラングミュア周波
数）ではない。しかしながら、この共振周波数は真のプ
ラズマ周波数よりも低い１つの幾何学的要因である幾何
学的共振を示している。この幾何学的共振は強い非対称
ＲＦ放電に対して明確にマークされている。強制励起、
すなわち外部励起は自励のために必要ないことは有利な
ことである。
【００１１】ＲＦ電極の前の調和振動のイオンエネルギ
分布は、放電電流がどのように適時に発生するかから決
定され、測定された放電電流は全放電電流の周波数に無
関係な部分を形成し、この部分はアース電極として作用
するリアクタの一部とＲＦ電極の面積比によって評価さ
れることが好ましい。電極の面に衝突する間のイオンの
平均イオンエネルギはプラズマとＲＦ電極との間の一時
的な平均電位差が知られている場合に測定されたイオン
密度分布から測定されることは有利なことである。平均
イオンエネルギはＲＦ電極の上に位置する基板、例えば
半導体プレートの処理の間においてプロセスの重要なパ
ラメータである。
分布は、放電電流がどのように適時に発生するかから決
定され、測定された放電電流は全放電電流の周波数に無
関係な部分を形成し、この部分はアース電極として作用
するリアクタの一部とＲＦ電極の面積比によって評価さ
れることが好ましい。電極の面に衝突する間のイオンの
平均イオンエネルギはプラズマとＲＦ電極との間の一時
的な平均電位差が知られている場合に測定されたイオン
密度分布から測定されることは有利なことである。平均
イオンエネルギはＲＦ電極の上に位置する基板、例えば
半導体プレートの処理の間においてプロセスの重要なパ
ラメータである。
【００１２】プラズマの中性粒子に対する電子の衝突の
ために減衰振動するシステムの減衰定数は放電電流がど
のように適時に発生するかから決定されることは更に有
利である。また、有効電子衝突率（有効電子衝突周波数
とも呼ばれる）は減衰定数から決定でき、この衝突率は
プラズマの中性粒子に対して電子が衝突する測定値であ
る。
ために減衰振動するシステムの減衰定数は放電電流がど
のように適時に発生するかから決定されることは更に有
利である。また、有効電子衝突率（有効電子衝突周波数
とも呼ばれる）は減衰定数から決定でき、この衝突率は
プラズマの中性粒子に対して電子が衝突する測定値であ
る。
【００１３】本発明による方法の好適実施例によれば、
ＲＦ電極または少なくともその直流部分に供給される電
位は、更に、ＲＦ電極の前の空間電荷シースの平均的厚
さの絶対値の決定および／または平均イオンエネルギの
決定のために必要である。プラズマを特徴づけ、例えば
エッチング処理に対する例示的結論を可能とする重要パ
ラメータは信頼性が高く、最終的に穏当な方法で決定さ
れる。
ＲＦ電極または少なくともその直流部分に供給される電
位は、更に、ＲＦ電極の前の空間電荷シースの平均的厚
さの絶対値の決定および／または平均イオンエネルギの
決定のために必要である。プラズマを特徴づけ、例えば
エッチング処理に対する例示的結論を可能とする重要パ
ラメータは信頼性が高く、最終的に穏当な方法で決定さ
れる。
【００１４】更に、上述した目的は、特にアース電極と
して作用するプラズマリアクタの一部における無線周波
放電電流を測定する装置によって解決される。本発明の
装置は、計測電極（測定電極とも呼ばれている）がその
周面に電気的絶縁物を有し、該計測電極はアース電極の
少なくとも一部として作用するリアクタ壁のフランジま
たは凹部に位置決めされ、絶縁物は計測電極とリアクタ
の壁との間に少なくとも構成され、計測電極の前面はリ
アクタの内部空間に向けられているリアクタの内壁にほ
ぼ一致しており、計測電極の前面は計測電極によるリア
クタのＲＦ電位がプラズマとアース電極との間の電位に
比較して無視し得るほど小さいような大きさに形成され
ているという点において特徴づけられている。
して作用するプラズマリアクタの一部における無線周波
放電電流を測定する装置によって解決される。本発明の
装置は、計測電極（測定電極とも呼ばれている）がその
周面に電気的絶縁物を有し、該計測電極はアース電極の
少なくとも一部として作用するリアクタ壁のフランジま
たは凹部に位置決めされ、絶縁物は計測電極とリアクタ
の壁との間に少なくとも構成され、計測電極の前面はリ
アクタの内部空間に向けられているリアクタの内壁にほ
ぼ一致しており、計測電極の前面は計測電極によるリア
クタのＲＦ電位がプラズマとアース電極との間の電位に
比較して無視し得るほど小さいような大きさに形成され
ているという点において特徴づけられている。
【００１５】本発明によれば、計測電極はリアクタの壁
の放電電流を測定することができ、計測電極は壁の実際
上の部分を形成している。本発明によれば、計測電極に
おけるＲＦ電位はプラズマと計測電極との間の電位に対
して十分小さい。上述したＲＦ電位は約５と１００ｍＶ
との間、好ましくは１０と２０ｍＶとの間にある。ＲＦ
電位はプラズマ電位とそのＲＦ電位以下の数桁のもので
ある。
の放電電流を測定することができ、計測電極は壁の実際
上の部分を形成している。本発明によれば、計測電極に
おけるＲＦ電位はプラズマと計測電極との間の電位に対
して十分小さい。上述したＲＦ電位は約５と１００ｍＶ
との間、好ましくは１０と２０ｍＶとの間にある。ＲＦ
電位はプラズマ電位とそのＲＦ電位以下の数桁のもので
ある。
【００１６】本発明による好適実施例の装置によれば、
計測電極は電気的に絶縁された真空フィードスルーによ
ってリアクタに固定されている。計測電極はリアクタの
外側でアースに接続された棒状の導体を有する。この導
体は測定電流から電圧を発生する変流器に接続されてい
る。本実施例は簡単な構成を有し、通常の商用の真空フ
ィードスルーを使用することができる本発明による第１
の実施例の装置を表している。可能な大きな表面の電極
のために、この計測電極は比較的高い感度を有する。
計測電極は電気的に絶縁された真空フィードスルーによ
ってリアクタに固定されている。計測電極はリアクタの
外側でアースに接続された棒状の導体を有する。この導
体は測定電流から電圧を発生する変流器に接続されてい
る。本実施例は簡単な構成を有し、通常の商用の真空フ
ィードスルーを使用することができる本発明による第１
の実施例の装置を表している。可能な大きな表面の電極
のために、この計測電極は比較的高い感度を有する。
【００１７】電気的に絶縁された真空フィードスルーに
よりリアクタに固定されたプローブが設けられていると
いう別の利点があり、このプローブは計測電極に接続さ
れた内側導体、この内側導体の周囲を取り囲んでいる絶
縁本体、計測電極の絶縁物、およびリアクタの壁に接続
された外側導体を有する。外側導体はフランジ内にリア
クタの壁の内側にできる限り接近して設けられることが
好ましい。このプローブは本発明による装置の第２の実
施例を表している。このプローブは測定されるべき周波
数に対して高い帯域幅を有しているという別の利点があ
る。この帯域幅はプラズマの励起周波数、例えば１３．
５６ＭＨｚから開始し、３００ＭＨｚ以上約５００ＭＨ
ｚまでの周波数を有する放電電流を測定することができ
るように幾何学的なプラズマの共振周波数よりも高くな
る。
よりリアクタに固定されたプローブが設けられていると
いう別の利点があり、このプローブは計測電極に接続さ
れた内側導体、この内側導体の周囲を取り囲んでいる絶
縁本体、計測電極の絶縁物、およびリアクタの壁に接続
された外側導体を有する。外側導体はフランジ内にリア
クタの壁の内側にできる限り接近して設けられることが
好ましい。このプローブは本発明による装置の第２の実
施例を表している。このプローブは測定されるべき周波
数に対して高い帯域幅を有しているという別の利点があ
る。この帯域幅はプラズマの励起周波数、例えば１３．
５６ＭＨｚから開始し、３００ＭＨｚ以上約５００ＭＨ
ｚまでの周波数を有する放電電流を測定することができ
るように幾何学的なプラズマの共振周波数よりも高くな
る。
【００１８】本発明による装置の上述した第２の実施例
の真空フィードスルーは、内側導体、絶縁本体および外
側導体に接続される対応する反対接続部に接続可能な同
軸接続部を両側に備えている。可能な限り広い上述した
帯域幅を達成するために、実際の計測電極に到るリアク
タにおいてさえ同軸ケーブルのようなプローブを形成す
ることができる。プローブは計測電極に直接接続される
「カットオフ」同軸ケーブルにより簡単で穏当な方法で
表される。計測電極と真空フィードスルーの分離は同軸
接続により容易に可能であり、プローブの構成要素は所
望により迅速に取り換えることができる。
の真空フィードスルーは、内側導体、絶縁本体および外
側導体に接続される対応する反対接続部に接続可能な同
軸接続部を両側に備えている。可能な限り広い上述した
帯域幅を達成するために、実際の計測電極に到るリアク
タにおいてさえ同軸ケーブルのようなプローブを形成す
ることができる。プローブは計測電極に直接接続される
「カットオフ」同軸ケーブルにより簡単で穏当な方法で
表される。計測電極と真空フィードスルーの分離は同軸
接続により容易に可能であり、プローブの構成要素は所
望により迅速に取り換えることができる。
【００１９】本発明の内容の実施例についての次に示す
詳細な説明を添付図面とともに閲読することにより本発
明をより良く理解することができるであろう。
詳細な説明を添付図面とともに閲読することにより本発
明をより良く理解することができるであろう。
【００２０】
【発明の実施の形態】非対称無線周波（ＲＦ）低圧プラ
ズマの絶対プラズマパラメータを決定する装置１が図３
に示されている。
ズマの絶対プラズマパラメータを決定する装置１が図３
に示されている。
【００２１】電極３は、以下においてプラズマリアクタ
と呼ばれるリアクタ２内に配設されている。電極３は、
リアクタ２の上壁４に平行に該上壁４からある距離離れ
て水平に配置されている。電極３は上壁に電気的に接続
されている。リアクタ２は更に側壁５，６を有し、これ
らの側壁は一方においては上壁４に接続され、他方にお
いては底壁７に接続されている。
と呼ばれるリアクタ２内に配設されている。電極３は、
リアクタ２の上壁４に平行に該上壁４からある距離離れ
て水平に配置されている。電極３は上壁に電気的に接続
されている。リアクタ２は更に側壁５，６を有し、これ
らの側壁は一方においては上壁４に接続され、他方にお
いては底壁７に接続されている。
【００２２】無線周波（ＲＦ）電極１０は底壁７に近接
かつ平行に水平方向に配置されている。電極１０は導体
１１を介して収容ネットワーク１２に電気的に接続され
るとともに、別の導体１３を介して発電機１４に電気的
に接続されている。発電機１４は正弦波の電圧を発生す
る。導体１１は少なくとも底壁７を貫通するリード貫通
部に絶縁物１５を有し、ＲＦ電極１０および導体１１は
底壁７に電気的に接続されていない。上述したように、
リアクタ２の壁４，５，６および７を含む電極３は、以
下においてアース電極と記載される。リアクタ２におい
て、プラズマ１７はＲＦ電極１０と電極３との間の領域
１６内に存在する。図３においては、領域１６は図示の
ためにまっすぐな線で強調して示されている。
かつ平行に水平方向に配置されている。電極１０は導体
１１を介して収容ネットワーク１２に電気的に接続され
るとともに、別の導体１３を介して発電機１４に電気的
に接続されている。発電機１４は正弦波の電圧を発生す
る。導体１１は少なくとも底壁７を貫通するリード貫通
部に絶縁物１５を有し、ＲＦ電極１０および導体１１は
底壁７に電気的に接続されていない。上述したように、
リアクタ２の壁４，５，６および７を含む電極３は、以
下においてアース電極と記載される。リアクタ２におい
て、プラズマ１７はＲＦ電極１０と電極３との間の領域
１６内に存在する。図３においては、領域１６は図示の
ためにまっすぐな線で強調して示されている。
【００２３】プローブ２０が側壁５に取り付けられてい
る。このプローブ２０により、無線周波放電電流の一
部、すなわち側壁５に設けられている計測電極２１に流
れる電流の一部が測定される。プローブ２０は例えばデ
ィジタル蓄積式オシロスコープのようなアナログ／ディ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２に接続されている。Ａ／Ｄ
変換器２２は例えばパーソナルコンピュータのようなデ
ータ処理装置２３に接続されている。
る。このプローブ２０により、無線周波放電電流の一
部、すなわち側壁５に設けられている計測電極２１に流
れる電流の一部が測定される。プローブ２０は例えばデ
ィジタル蓄積式オシロスコープのようなアナログ／ディ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２に接続されている。Ａ／Ｄ
変換器２２は例えばパーソナルコンピュータのようなデ
ータ処理装置２３に接続されている。
【００２４】プローブ２０で測定されたアナログ信号は
導体２４を介してＡ／Ｄ変換器２２に供給され、このＡ
／Ｄ変換器２２はアナログ信号（データ）をディジタル
信号に変換し、このディジタル信号を導体２５を介して
データ処理装置２３に送出する。Ａ／Ｄ変換器２２の制
御は導体２６を介してデータ処理装置２３により行われ
る。収容ネットワーク１２をＲＦ電極１０に接続してい
る導体１１は、分圧器２７（好ましくはプローブ）に導
体３０を介してＡ／Ｄ変換器２２に接続されている。
導体２４を介してＡ／Ｄ変換器２２に供給され、このＡ
／Ｄ変換器２２はアナログ信号（データ）をディジタル
信号に変換し、このディジタル信号を導体２５を介して
データ処理装置２３に送出する。Ａ／Ｄ変換器２２の制
御は導体２６を介してデータ処理装置２３により行われ
る。収容ネットワーク１２をＲＦ電極１０に接続してい
る導体１１は、分圧器２７（好ましくはプローブ）に導
体３０を介してＡ／Ｄ変換器２２に接続されている。
【００２５】次に、本発明の方法について図１〜図３を
参照して詳細に説明する。無線周波交番電界を供給する
と、リアクタ２内に存在するガス分子はイオン化され
る。すなわち、ガス分子は自由電子と正イオンに分割さ
れる。プラズマの状態において、対称軸に対して半径方
向および軸方向の成分を有するストリームライン３１が
リアクタ２内に形成される。より良く観察し得るよう
に、図３においては２つのストリームライン３１のみが
に示されている。ストリームライン３１はＲＦ電極１０
からアース電極（電極３、上壁４、側壁５，６、底壁
７）に流れる。これらはアース電極のそれぞれの部分上
のみならず、ＲＦ電極１０上にも垂直に存在している。
簡単化のため、図３ではストリームライン３１は領域１
６内にのみ示されている。
参照して詳細に説明する。無線周波交番電界を供給する
と、リアクタ２内に存在するガス分子はイオン化され
る。すなわち、ガス分子は自由電子と正イオンに分割さ
れる。プラズマの状態において、対称軸に対して半径方
向および軸方向の成分を有するストリームライン３１が
リアクタ２内に形成される。より良く観察し得るよう
に、図３においては２つのストリームライン３１のみが
に示されている。ストリームライン３１はＲＦ電極１０
からアース電極（電極３、上壁４、側壁５，６、底壁
７）に流れる。これらはアース電極のそれぞれの部分上
のみならず、ＲＦ電極１０上にも垂直に存在している。
簡単化のため、図３ではストリームライン３１は領域１
６内にのみ示されている。
【００２６】無線周波放電電流の一部、すなわち計測電
極２１に当たる放電電流の一部はプローブ２０の計測電
極２１によって測定される。図１には、放電電流Ｉpの
この測定された部分が正規化時間に対して示されてい
る。次式は正規化時間に対して有効である。 ψ＝ω0 ・ｔ ここで、ω0 は励起周波数［１／ｓ］を示し、ｔは時間
［ｓ］を示している。この計算は１０Ｐａの圧力および
１３．５６ＭＨｚの励起周波数に対して有効である。
極２１に当たる放電電流の一部はプローブ２０の計測電
極２１によって測定される。図１には、放電電流Ｉpの
この測定された部分が正規化時間に対して示されてい
る。次式は正規化時間に対して有効である。 ψ＝ω0 ・ｔ ここで、ω0 は励起周波数［１／ｓ］を示し、ｔは時間
［ｓ］を示している。この計算は１０Ｐａの圧力および
１３．５６ＭＨｚの励起周波数に対して有効である。
【００２７】更に、図１は正規化時間に対する電極電位
Ｕを示している。この電位ＵはＲＦ電極１０および電極
３に供給される。
Ｕを示している。この電位ＵはＲＦ電極１０および電極
３に供給される。
【００２８】図１は、正規化時間にわたって測定された
放電電流の発振に重ね合わされた鋸歯状の波形を示して
いる。このような波形はまず第１に１つの発振期間内で
測定電流の急峻な立ち上がりが発生し、次の期間で測定
電流が漸次低下することを意味している。この鋸歯状の
波形は、ＲＦ電極１０の前側の（図３においてＲＦ電極
１０上の）空間電荷シース３３の非線形性のために生じ
る非線形歪の結果である。空間電荷シース３３の非線形
性により、調和振動が放電電流に発生する。空間電荷シ
ース３３の厚さはプラズマとＲＦ電極１０との間の電位
差に依存しているので、空間電荷シース３３は非線形容
量として作用する。空間電荷シース３３の非線形作用
は、ＲＦ電極１０の前側の空間電荷シース３３の密度分
布によってかなり影響される。
放電電流の発振に重ね合わされた鋸歯状の波形を示して
いる。このような波形はまず第１に１つの発振期間内で
測定電流の急峻な立ち上がりが発生し、次の期間で測定
電流が漸次低下することを意味している。この鋸歯状の
波形は、ＲＦ電極１０の前側の（図３においてＲＦ電極
１０上の）空間電荷シース３３の非線形性のために生じ
る非線形歪の結果である。空間電荷シース３３の非線形
性により、調和振動が放電電流に発生する。空間電荷シ
ース３３の厚さはプラズマとＲＦ電極１０との間の電位
差に依存しているので、空間電荷シース３３は非線形容
量として作用する。空間電荷シース３３の非線形作用
は、ＲＦ電極１０の前側の空間電荷シース３３の密度分
布によってかなり影響される。
【００２９】図１に示す正規化時間に対する電極電位Ｕ
は、ほぼ正弦振動の波形を示している。より良く理解す
るために、この正弦波形に近似する波形は、図１におい
て点線で示されている。
は、ほぼ正弦振動の波形を示している。より良く理解す
るために、この正弦波形に近似する波形は、図１におい
て点線で示されている。
【００３０】プラズマ本体および空間電荷シース３３か
らなる放電は、一方の側においてはプラズマとアース電
極との間および他方の側においてはプラズマとＲＦ電極
１０との間の空間電荷シース３３の電界に対する復元力
および電子の不活性質量のために振動システムを表して
いる。振動システムの固有周波数は、電子プラズマ周波
数（ラングミュア周波数とも呼ばれる）以下である。こ
のシステムはガスの中性分子に電子が衝突することによ
り減衰し、最終的に振動は減衰する。
らなる放電は、一方の側においてはプラズマとアース電
極との間および他方の側においてはプラズマとＲＦ電極
１０との間の空間電荷シース３３の電界に対する復元力
および電子の不活性質量のために振動システムを表して
いる。振動システムの固有周波数は、電子プラズマ周波
数（ラングミュア周波数とも呼ばれる）以下である。こ
のシステムはガスの中性分子に電子が衝突することによ
り減衰し、最終的に振動は減衰する。
【００３１】ＲＦ電極１０の前の空間電荷シース３３の
上述した非線形性およびその結果生じる放電電流におけ
る調和振動により、プラズマは共振周波数の付近の発振
数波数で自励される。図２には測定値の個別のスペクト
ルが示されている。この結果、図２のフーリェスペクト
ルに示されている測定された放電電流は、ほぼ第１０な
いし第１１調和振動領域において最大であることを示し
ている。図２において、フーリェスペクトルは正規化周
波数ω／ω0 より上を示しているので、共振周波数ω0
は当然励起周波数ω0 より約１０倍大きくなる。上述し
た共振周波数は、電子プラズマ周波数ωpeに対応しない
ことが強調される。
上述した非線形性およびその結果生じる放電電流におけ
る調和振動により、プラズマは共振周波数の付近の発振
数波数で自励される。図２には測定値の個別のスペクト
ルが示されている。この結果、図２のフーリェスペクト
ルに示されている測定された放電電流は、ほぼ第１０な
いし第１１調和振動領域において最大であることを示し
ている。図２において、フーリェスペクトルは正規化周
波数ω／ω0 より上を示しているので、共振周波数ω0
は当然励起周波数ω0 より約１０倍大きくなる。上述し
た共振周波数は、電子プラズマ周波数ωpeに対応しない
ことが強調される。
【００３２】図１によれば、約１０回の重畳振動が１振
動期間内に達成される。この結果は共振周波数が第１０
と第１１調和振動の間の領域に発生している図２に示す
ものにおおよそ対応している。
動期間内に達成される。この結果は共振周波数が第１０
と第１１調和振動の間の領域に発生している図２に示す
ものにおおよそ対応している。
【００３３】システムの上述した自励は、非対称の程度
が非常に顕著な無線周波放電の場合には、異なる態様と
なる。このような放電の間、ＲＦ電極１０の前の空間電
荷シース３３は最も重要である。アース電極の前の空間
電荷シース３３は無視することができる。自励は少なく
とも第１０調和振動まで伸びているので、システムの外
部励起は必要ない。
が非常に顕著な無線周波放電の場合には、異なる態様と
なる。このような放電の間、ＲＦ電極１０の前の空間電
荷シース３３は最も重要である。アース電極の前の空間
電荷シース３３は無視することができる。自励は少なく
とも第１０調和振動まで伸びているので、システムの外
部励起は必要ない。
【００３４】本発明によれば、無線周波放電電流は、ア
ース電極として作用するリアクタ２の一部において、プ
ローブ２０の計測電極２１によりアナログ信号の形で測
定される。無線周波放電電流は、導体２４を介してＡ／
Ｄ変換器２２に供給される。ここで、測定されたアナロ
グ信号はディジタル信号に変換される。このディジタル
信号は、導体２５を介してデータ処理装置２３に供給さ
れる。プラズマパラメータは、Ａ／Ｄ変換器から出力さ
れる信号から数学的アルゴリズムにより数値が求められ
る。
ース電極として作用するリアクタ２の一部において、プ
ローブ２０の計測電極２１によりアナログ信号の形で測
定される。無線周波放電電流は、導体２４を介してＡ／
Ｄ変換器２２に供給される。ここで、測定されたアナロ
グ信号はディジタル信号に変換される。このディジタル
信号は、導体２５を介してデータ処理装置２３に供給さ
れる。プラズマパラメータは、Ａ／Ｄ変換器から出力さ
れる信号から数学的アルゴリズムにより数値が求められ
る。
【００３５】数学的アルゴリズムは、システムを記述し
ている微分方程式における電極表面の変位フラックスに
応じた、ＲＦ電極１０の前の空間電荷シース３３上の電
圧降下の適当な表示に基づいている。また、後者は電子
の不活性質量、電子とガスの中性分子との衝突、壁（ア
ース電極）またはＲＦ電極１０へのイオン電流を考慮し
ている。次に続くフーリェ変換により、決定すべきパラ
メータを含む一組のパラメータが代数変換により得られ
る。
ている微分方程式における電極表面の変位フラックスに
応じた、ＲＦ電極１０の前の空間電荷シース３３上の電
圧降下の適当な表示に基づいている。また、後者は電子
の不活性質量、電子とガスの中性分子との衝突、壁（ア
ース電極）またはＲＦ電極１０へのイオン電流を考慮し
ている。次に続くフーリェ変換により、決定すべきパラ
メータを含む一組のパラメータが代数変換により得られ
る。
【００３６】更に詳細には、電子の不活性質量はインダ
クタンスとして扱われ、膨張したシース３３内の電力吸
収を含む中性分子との衝突は抵抗として扱われる。最終
的には、非線形容量として作用するシース３３が存在す
る。従って、プラズマは減衰直列発振回路と見なされ
る。非線形シース容量は、プラズマ周波数（ラングミュ
ア周波数）以下の幾何学的共振周波数に近い減衰振動に
調和振動を与えることにより、プラズマを励起する。シ
ース電圧ｕ［Ｖ］の一時的な偏差、シース幅ｓ［ｍ］、
および変位電流ｉ［Ａ］の関係を示す下記の式（１）
は、シースの非線形特性を示している。
クタンスとして扱われ、膨張したシース３３内の電力吸
収を含む中性分子との衝突は抵抗として扱われる。最終
的には、非線形容量として作用するシース３３が存在す
る。従って、プラズマは減衰直列発振回路と見なされ
る。非線形シース容量は、プラズマ周波数（ラングミュ
ア周波数）以下の幾何学的共振周波数に近い減衰振動に
調和振動を与えることにより、プラズマを励起する。シ
ース電圧ｕ［Ｖ］の一時的な偏差、シース幅ｓ［ｍ］、
および変位電流ｉ［Ａ］の関係を示す下記の式（１）
は、シースの非線形特性を示している。
【００３７】
【数１】
【００３８】ここで、Ａ0 はＲＦ電極１０の面積
〔ｍ2 〕である。電子の動作に流体力学的方法を使用
し、「コールド」プラズマの誘電率ε［Ａｓ／（Ｖ
ｍ）］の周知の式は、下記の式（２）で示される。
〔ｍ2 〕である。電子の動作に流体力学的方法を使用
し、「コールド」プラズマの誘電率ε［Ａｓ／（Ｖ
ｍ）］の周知の式は、下記の式（２）で示される。
【００３９】
【数２】
【００４０】ここで、ε0 は自由空間（真空）の誘電率
［Ａｓ／（Ｖｍ）］、ωe は（電子）プラズマの周波数
［１／ｓ］、νは衝突周波数［１／ｓ］、ｅは初期電荷
［Ａｓ］、ｎは電子プラズマ密度 [１／ｍ3 ] 、ｍe は
電子の質量［ｋｇ］である。消失する衝突周波数νのた
めに、上記式（２）はＥＣＣＬＥＳ関係と呼ばれる。プ
ラズマの導電性は下記の式（３）のように記述される。
［Ａｓ／（Ｖｍ）］、ωe は（電子）プラズマの周波数
［１／ｓ］、νは衝突周波数［１／ｓ］、ｅは初期電荷
［Ａｓ］、ｎは電子プラズマ密度 [１／ｍ3 ] 、ｍe は
電子の質量［ｋｇ］である。消失する衝突周波数νのた
めに、上記式（２）はＥＣＣＬＥＳ関係と呼ばれる。プ
ラズマの導電性は下記の式（３）のように記述される。
【００４１】
【数３】
【００４２】プラズマの電位降下は、下記の式（４）に
示すとおりである。
示すとおりである。
【００４３】
【数４】
【００４４】シース３３における電子およびイオンの導
電電流を無視すると、プラズマの電位降下は、ＲＦ電極
１０における電圧ｕrfによって駆動される全放電に対し
て得られる。
電電流を無視すると、プラズマの電位降下は、ＲＦ電極
１０における電圧ｕrfによって駆動される全放電に対し
て得られる。
【００４５】
【数５】
【００４６】上記の式（５）は２次の非線形不均質微分
方程式である。上式の右辺には、小さな減衰を有するプ
ラズマの幾何学的共振周波数ωe 2 ＝ωe 2 ｓ／ｌを有
する線形発振項がある。ここで、ｌはプラズマの幾何学
的長さを示している。
方程式である。上式の右辺には、小さな減衰を有するプ
ラズマの幾何学的共振周波数ωe 2 ＝ωe 2 ｓ／ｌを有
する線形発振項がある。ここで、ｌはプラズマの幾何学
的長さを示している。
【００４７】変位電流に対するシース幅ｓの依存性は特
殊な方法を必要とし、上記の通常微分方程式（５）の数
値解を必要とする。
殊な方法を必要とし、上記の通常微分方程式（５）の数
値解を必要とする。
【００４８】この微分方程式は等価回路を使用して解明
することができる。一方の側に外部励起があり、マッチ
ボックスはＲＦ発生器を有している。放電は上記式
（５）の右辺によって示されるような減衰発振回路とし
て取り扱われる。
することができる。一方の側に外部励起があり、マッチ
ボックスはＲＦ発生器を有している。放電は上記式
（５）の右辺によって示されるような減衰発振回路とし
て取り扱われる。
【００４９】最後に、変位電流に依存する内部励起とし
て電圧源によって表され、別の非線形作用としてバイア
ス電圧によって表される上記式（５）の右辺の第２項に
よって与えられる非線形現象が残る。上記式（１）によ
って与えられるシースの非線形性は調和振動を生じ、発
振回路は特に放電電流の別の共振を生じる。
て電圧源によって表され、別の非線形作用としてバイア
ス電圧によって表される上記式（５）の右辺の第２項に
よって与えられる非線形現象が残る。上記式（１）によ
って与えられるシースの非線形性は調和振動を生じ、発
振回路は特に放電電流の別の共振を生じる。
【００５０】微分方程式および測定された放電電流を使
用して、未知の係数を決定することができる。電子プラ
ズマ密度、衝突周波数、プラズマ抵抗、およびプラズマ
本体に消散する電力を計算することができる。
用して、未知の係数を決定することができる。電子プラ
ズマ密度、衝突周波数、プラズマ抵抗、およびプラズマ
本体に消散する電力を計算することができる。
【００５１】上述した少なくとも１つの共振周波数は、
測定された放電電流が好機にどのように発生するかによ
り決定され、放電はＲＦ電極１０の前の空間電荷シース
３３の非線形性により発生する放電電流の調和振動によ
り前記共振周波数で自励する。いくつかの共振周波数が
電流の伝導の２次元成分（図３の各ストリームライン３
１は軸方向および半径方向の成分を有する）および空間
電荷シース３３の非線形性により現れる。更に、ＲＦ電
極１０の前の調和振動のイオン密度分布は放電電流が好
機にどのように発生するかにより決定され、ここで測定
された放電電流は全放電電流の一部を形成し、該部分は
周波数に無関係である。全放電電流の周波数に無関係な
部分は、アース電極として作用するリアクタ２の部分と
ＲＦ電極１０との面積比により第１の方法で評価され
る。また、数理モデルに関しては、前記部分はＲＦ電極
１０の前の電気的空間電荷シース３３の厚さおよび電流
分割要因の測定により評価される。更に、減衰振動シス
テムの減衰定数は放電電流が好機にどのように発生する
かにより決定される。電位がＲＦ電極に供給される限り
において、すなわち少なくともその直流部分が例えば図
３のリアクタ２の外側の位置３４で付加的に測定される
限りにおいて、ＲＦ電極１０の前の空間電荷シース３３
の平均的厚さの絶対値および平均イオンエネルギが付加
的に決定される。
測定された放電電流が好機にどのように発生するかによ
り決定され、放電はＲＦ電極１０の前の空間電荷シース
３３の非線形性により発生する放電電流の調和振動によ
り前記共振周波数で自励する。いくつかの共振周波数が
電流の伝導の２次元成分（図３の各ストリームライン３
１は軸方向および半径方向の成分を有する）および空間
電荷シース３３の非線形性により現れる。更に、ＲＦ電
極１０の前の調和振動のイオン密度分布は放電電流が好
機にどのように発生するかにより決定され、ここで測定
された放電電流は全放電電流の一部を形成し、該部分は
周波数に無関係である。全放電電流の周波数に無関係な
部分は、アース電極として作用するリアクタ２の部分と
ＲＦ電極１０との面積比により第１の方法で評価され
る。また、数理モデルに関しては、前記部分はＲＦ電極
１０の前の電気的空間電荷シース３３の厚さおよび電流
分割要因の測定により評価される。更に、減衰振動シス
テムの減衰定数は放電電流が好機にどのように発生する
かにより決定される。電位がＲＦ電極に供給される限り
において、すなわち少なくともその直流部分が例えば図
３のリアクタ２の外側の位置３４で付加的に測定される
限りにおいて、ＲＦ電極１０の前の空間電荷シース３３
の平均的厚さの絶対値および平均イオンエネルギが付加
的に決定される。
【００５２】上述した方法により、重要なプラズマパラ
メータはリアクタの作動状態を明確に特徴づける絶対値
で決定される。重要なプラズマパラメータの１つである
体積全体にわたって平均化した電子密度は、電子プラズ
マ周波数（ラングミュア周波数とも呼ばれる）からまた
は幾何学的共振周波数から容易に決定される。これらの
パラメータにより、プラズマの状態および用途の真のケ
ース、例えば半導体ウエーハのエッチング処理について
結論が得られる。そして、非対称無線周波低圧プラズマ
は、再現性、すなわち信頼性および迅速性をもって特徴
づけられることが可能である。従って、プラズマパラメ
ータの“適正”なチェックが本発明の方法により可能で
ある。約０．１ｍｍ以下の計測電極２１上の塵の蓄積ま
たは堆積は無線周波電流の単なる測定のために意味のあ
るエラーを生じない。また、本発明の方法は組み合わせ
られた励起、すなわちＲＦ励起とマイクロ波による励起
を有するプラズマに関連して使用される。これは約２．
４５ＧＨｚのマイクロ波の励起周波数が、通常、上述し
たＲＦ励起よりも実質的に高いからである。
メータはリアクタの作動状態を明確に特徴づける絶対値
で決定される。重要なプラズマパラメータの１つである
体積全体にわたって平均化した電子密度は、電子プラズ
マ周波数（ラングミュア周波数とも呼ばれる）からまた
は幾何学的共振周波数から容易に決定される。これらの
パラメータにより、プラズマの状態および用途の真のケ
ース、例えば半導体ウエーハのエッチング処理について
結論が得られる。そして、非対称無線周波低圧プラズマ
は、再現性、すなわち信頼性および迅速性をもって特徴
づけられることが可能である。従って、プラズマパラメ
ータの“適正”なチェックが本発明の方法により可能で
ある。約０．１ｍｍ以下の計測電極２１上の塵の蓄積ま
たは堆積は無線周波電流の単なる測定のために意味のあ
るエラーを生じない。また、本発明の方法は組み合わせ
られた励起、すなわちＲＦ励起とマイクロ波による励起
を有するプラズマに関連して使用される。これは約２．
４５ＧＨｚのマイクロ波の励起周波数が、通常、上述し
たＲＦ励起よりも実質的に高いからである。
【００５３】次に、本発明の装置についていくつかの好
適実施例を参照して説明する。本発明の装置はアース電
極として作用するプラズマリアクタの一部における無線
周波電流を測定するのに特に適している。
適実施例を参照して説明する。本発明の装置はアース電
極として作用するプラズマリアクタの一部における無線
周波電流を測定するのに特に適している。
【００５４】プラズマリアクタ２における無線周波放電
電流を測定する装置３５は、例えば図４ないし図６に示
されており、ここで図６による実施例は、また、図３に
概念的に示されている。
電流を測定する装置３５は、例えば図４ないし図６に示
されており、ここで図６による実施例は、また、図３に
概念的に示されている。
【００５５】本発明によれば、計測電極２１はその周面
３６上に電気的絶縁物３７を有する。この絶縁物３７
は、好ましくはリング状に形成されている。計測電極２
１は、アース電極３ないし７の一部として作用するリア
クタ壁５のフランジまたは凹部４０に位置決めされ、絶
縁物３７は少なくとも計測電極２１とリアクタ２の壁５
との間に設けられ、計測電極２１の前面４１はリアクタ
２の内壁４３に一致している。この内壁４３は、リアク
タ２の内部空間４２に向けられている。そして、計測電
極２１と絶縁物３７はリアクタ２の壁５の一部を形成し
ている。本発明によれば、計測電極２１の前面４１は、
計測電極２１によるリアクタ２のＲＦ電位が、プラズマ
１７とアース電極３ないし７の間の電位に対して無視し
得るほど小さいような大きさに設定されている。
３６上に電気的絶縁物３７を有する。この絶縁物３７
は、好ましくはリング状に形成されている。計測電極２
１は、アース電極３ないし７の一部として作用するリア
クタ壁５のフランジまたは凹部４０に位置決めされ、絶
縁物３７は少なくとも計測電極２１とリアクタ２の壁５
との間に設けられ、計測電極２１の前面４１はリアクタ
２の内壁４３に一致している。この内壁４３は、リアク
タ２の内部空間４２に向けられている。そして、計測電
極２１と絶縁物３７はリアクタ２の壁５の一部を形成し
ている。本発明によれば、計測電極２１の前面４１は、
計測電極２１によるリアクタ２のＲＦ電位が、プラズマ
１７とアース電極３ないし７の間の電位に対して無視し
得るほど小さいような大きさに設定されている。
【００５６】装置３５の第１の実施例が図４に示されて
いる。計測電極２１は、点線によって図４に示されてい
る電気的に絶縁された真空フィードスルー４４によりリ
アクタ２の壁５に取り付けられている。計測電極２１
は、リアクタ２から外部にアースされている棒状導体４
５を有する。導体４５は変流器４６に接続され、この変
流器４６は測定電流Ｉから電圧Ｕを発生する。変流器４
６は導体４７を介して再びアース、すなわちリアクタ２
の壁５に接続されている。上述したように、この電圧Ｕ
は入力値としてＡ／Ｄ変換器２２に供給され、該Ａ／Ｄ
変換器からディジタル信号としてデータ処理装置２３に
供給され、更に処理される。
いる。計測電極２１は、点線によって図４に示されてい
る電気的に絶縁された真空フィードスルー４４によりリ
アクタ２の壁５に取り付けられている。計測電極２１
は、リアクタ２から外部にアースされている棒状導体４
５を有する。導体４５は変流器４６に接続され、この変
流器４６は測定電流Ｉから電圧Ｕを発生する。変流器４
６は導体４７を介して再びアース、すなわちリアクタ２
の壁５に接続されている。上述したように、この電圧Ｕ
は入力値としてＡ／Ｄ変換器２２に供給され、該Ａ／Ｄ
変換器からディジタル信号としてデータ処理装置２３に
供給され、更に処理される。
【００５７】構造が簡単であり、普通の商用の真空フィ
ードスルー４４を使用することができることは本発明の
本実施例の利点である。第１の実施例の装置は、本実施
例に使用されている電極の大きな表面のために比較的高
い感度を有する。本装置の帯域幅は約１５０ＭＨｚまで
の漂遊容量のみならず変流器４６の上限周波数およびフ
ィードラインの寄生インダクタンスにより制限されてい
る。
ードスルー４４を使用することができることは本発明の
本実施例の利点である。第１の実施例の装置は、本実施
例に使用されている電極の大きな表面のために比較的高
い感度を有する。本装置の帯域幅は約１５０ＭＨｚまで
の漂遊容量のみならず変流器４６の上限周波数およびフ
ィードラインの寄生インダクタンスにより制限されてい
る。
【００５８】本発明の他の実施例（図示せず）によれ
ば、図４の変流器４６を好ましくは５０オームの例えば
図５に示す終端抵抗５０で置き換えることができる。真
空フィードスルー４４の内部空間およびリアクタ２の内
部空間４２は真空であることが強調されている。これら
の空間は周囲環境に対して密閉されている。本発明の別
の実施例の装置３５が図５に一部断面として図示されて
いる。同図では、同じまたは同様な構成要素は図４の第
１の実施例と同じ符号で示されている。
ば、図４の変流器４６を好ましくは５０オームの例えば
図５に示す終端抵抗５０で置き換えることができる。真
空フィードスルー４４の内部空間およびリアクタ２の内
部空間４２は真空であることが強調されている。これら
の空間は周囲環境に対して密閉されている。本発明の別
の実施例の装置３５が図５に一部断面として図示されて
いる。同図では、同じまたは同様な構成要素は図４の第
１の実施例と同じ符号で示されている。
【００５９】この実施例においては、プローブ２０が設
けられ、このプローブ２０は真空フィードスルー４４に
よりリアクタ２の壁５上に取り付けられている。プロー
ブ２０は、計測電極２１に接続されている内側導体５
１、内側導体５１の周囲を取り囲んでいる絶縁本体５
２、計測電極２１の絶縁物３７、およびリアクタ２の壁
５に接続されている外側導体５３を有する。外側導体５
３は、リアクタの壁５の内側にできるだけ近接してフラ
ンジまたは凹部４０内に設けられることが好ましい。こ
のプローブ２０は、好ましくは５０オームの一定特性波
インピーダンスを有する同軸ケーブルに対応し、プロー
ブ２０は上述した同軸ケーブルとほぼ同じ構造を有す
る。内側導体５１は、計測電極２１で測定した電流Ｉを
真の終端抵抗５０に供給する。この抵抗５０は、導体４
７を介して外側導体５３およびリアクタの壁５（アー
ス）に電気的に接続されている。内側および外側導体５
１，５３の電流は同じ値を有する。外部磁界はこのよう
なプローブの接続には現れない。
けられ、このプローブ２０は真空フィードスルー４４に
よりリアクタ２の壁５上に取り付けられている。プロー
ブ２０は、計測電極２１に接続されている内側導体５
１、内側導体５１の周囲を取り囲んでいる絶縁本体５
２、計測電極２１の絶縁物３７、およびリアクタ２の壁
５に接続されている外側導体５３を有する。外側導体５
３は、リアクタの壁５の内側にできるだけ近接してフラ
ンジまたは凹部４０内に設けられることが好ましい。こ
のプローブ２０は、好ましくは５０オームの一定特性波
インピーダンスを有する同軸ケーブルに対応し、プロー
ブ２０は上述した同軸ケーブルとほぼ同じ構造を有す
る。内側導体５１は、計測電極２１で測定した電流Ｉを
真の終端抵抗５０に供給する。この抵抗５０は、導体４
７を介して外側導体５３およびリアクタの壁５（アー
ス）に電気的に接続されている。内側および外側導体５
１，５３の電流は同じ値を有する。外部磁界はこのよう
なプローブの接続には現れない。
【００６０】図５によると、プローブ２０は同軸ケーブ
ル５４に接続されている。しかしながら、この接続は、
図５では詳細に図示されていないが、例えば所謂ＢＮＣ
コネクタ、ブッシング／コネクタ構造（メイル／フィメ
イル接続）である。更に、真空フィードスルー４４はプ
ローブ２０の外側端部まで延出し、プローブ２０をシー
ルすることが可能である。絶縁物３７および絶縁本体５
２はテフロン（ＰＴＦＥ）で構成されることが好まし
い。
ル５４に接続されている。しかしながら、この接続は、
図５では詳細に図示されていないが、例えば所謂ＢＮＣ
コネクタ、ブッシング／コネクタ構造（メイル／フィメ
イル接続）である。更に、真空フィードスルー４４はプ
ローブ２０の外側端部まで延出し、プローブ２０をシー
ルすることが可能である。絶縁物３７および絶縁本体５
２はテフロン（ＰＴＦＥ）で構成されることが好まし
い。
【００６１】図３によると、図５および図６に示されて
いるプローブ２０は、内側導体５１、絶縁本体５２、お
よび外側導体５３からなる同軸ケーブル５４を介して、
５０オームであることが好ましい終端抵抗５０を有する
Ａ／Ｄ変換器２２に接続されている。前記同軸ケーブル
の特性波インピーダンスはプローブ２０および終端抵抗
５０の特性波インピーダンスに対応する。
いるプローブ２０は、内側導体５１、絶縁本体５２、お
よび外側導体５３からなる同軸ケーブル５４を介して、
５０オームであることが好ましい終端抵抗５０を有する
Ａ／Ｄ変換器２２に接続されている。前記同軸ケーブル
の特性波インピーダンスはプローブ２０および終端抵抗
５０の特性波インピーダンスに対応する。
【００６２】本発明による装置３５は同軸ケーブル５４
（図５参照）として実際の計測電極２１に形成されるの
で、測定すべき放電電流の周波数に対して広い帯域幅が
このプローブ２０によって達成され得る。広い帯域幅を
有する測定信号の伝送は計測電極２１から例えばＡ／Ｄ
変換器２２の入力への反射なく達成される。終端抵抗５
０がケーブルの特性波インピーダンスに対応する例えば
５０オームを有する場合には、プローブ２０の入力抵抗
はプラズマに対する計測電極２１の空間電荷容量のリア
クティブインピーダンスに比較して小さく、計測電極２
１によるリアクタ２のＲＦ電位はプラズマとアース電極
との間の電位に比較して無視し得るほど小さい。５０Ｍ
Ｈｚ以下のここに使用されている技術的なプラズマおよ
び励起周波数の場合、計測電極２１の直径は約５ｍｍで
ある。
（図５参照）として実際の計測電極２１に形成されるの
で、測定すべき放電電流の周波数に対して広い帯域幅が
このプローブ２０によって達成され得る。広い帯域幅を
有する測定信号の伝送は計測電極２１から例えばＡ／Ｄ
変換器２２の入力への反射なく達成される。終端抵抗５
０がケーブルの特性波インピーダンスに対応する例えば
５０オームを有する場合には、プローブ２０の入力抵抗
はプラズマに対する計測電極２１の空間電荷容量のリア
クティブインピーダンスに比較して小さく、計測電極２
１によるリアクタ２のＲＦ電位はプラズマとアース電極
との間の電位に比較して無視し得るほど小さい。５０Ｍ
Ｈｚ以下のここに使用されている技術的なプラズマおよ
び励起周波数の場合、計測電極２１の直径は約５ｍｍで
ある。
【００６３】本発明による他の好適実施例の装置３５が
図６に一部断面として示されている。ここに図示されて
いる真空フィードスルー４４は、カバープレート５５を
備えている。このカバープレート５５は詳細には図示さ
れていないクランプ５６によりシールリング５７を介し
て真空フィードスルー４４の自由端部においてフランジ
形状の肩部６０に確実に連結されている。カバープレー
ト５５は両側に同軸コネクタ６１を有し、この同軸コネ
クタ６１の一端はコネクタ（メイル）のように形成さ
れ、他端はブッシング（フィメイル）のように形成され
ていることが好ましい。リアクタの壁５に向けられてい
る同軸コネクタ６１は、図６には詳細に図示されていな
い対応するカウンターコネクタ６２に接続されている。
この接続の構成要素（内側導体５１、絶縁本体５２およ
び外側導体５３）は、図５の実施例のものに対応してい
る。この結果、内側導体５１は実際の計測電極２１に電
気的に直接接続され、外側導体５３は壁要素６３を介し
てリアクタ２の壁５に電気的に接続されている。絶縁本
体５２および絶縁物３７は一方においては内側導体５１
および計測電極２１の間に延出し、他方においては外側
導体５３と壁要素６３との間に延出している。絶縁本体
５２、絶縁物３７およびカバープレート５５はテフロン
で構成されることが好ましい。図６によれば、真空フィ
ードスルー４４の円筒形部分はリアクタの側壁５に溶接
されている。
図６に一部断面として示されている。ここに図示されて
いる真空フィードスルー４４は、カバープレート５５を
備えている。このカバープレート５５は詳細には図示さ
れていないクランプ５６によりシールリング５７を介し
て真空フィードスルー４４の自由端部においてフランジ
形状の肩部６０に確実に連結されている。カバープレー
ト５５は両側に同軸コネクタ６１を有し、この同軸コネ
クタ６１の一端はコネクタ（メイル）のように形成さ
れ、他端はブッシング（フィメイル）のように形成され
ていることが好ましい。リアクタの壁５に向けられてい
る同軸コネクタ６１は、図６には詳細に図示されていな
い対応するカウンターコネクタ６２に接続されている。
この接続の構成要素（内側導体５１、絶縁本体５２およ
び外側導体５３）は、図５の実施例のものに対応してい
る。この結果、内側導体５１は実際の計測電極２１に電
気的に直接接続され、外側導体５３は壁要素６３を介し
てリアクタ２の壁５に電気的に接続されている。絶縁本
体５２および絶縁物３７は一方においては内側導体５１
および計測電極２１の間に延出し、他方においては外側
導体５３と壁要素６３との間に延出している。絶縁本体
５２、絶縁物３７およびカバープレート５５はテフロン
で構成されることが好ましい。図６によれば、真空フィ
ードスルー４４の円筒形部分はリアクタの側壁５に溶接
されている。
【００６４】本発明の最後に説明した実施例において
は、放電電流は計測電極２１から内側導体５１および図
３に示されている導体２４を介してＡ／Ｄ変換器２２に
流れるとともに、この変換器２２からまた同軸ケーブル
として形成されている導体２４、外側導体５３、壁要素
６３を介してアース電極の一部として作用するリアクタ
２の側壁５に流れる。シールリング５７が真空シールの
ように形成され、電気的接触が壁要素６３の周面とリア
クタの側壁５との間に存在することは明らかである。放
電電流の励起は本発明の最後に説明した実施例による装
置によって約５００ＭＨｚまでの広い帯域幅で測定する
ことができる。この測定はプローブ２０とＡ／Ｄ変換器
２２との間の距離に比較的無関係である。
は、放電電流は計測電極２１から内側導体５１および図
３に示されている導体２４を介してＡ／Ｄ変換器２２に
流れるとともに、この変換器２２からまた同軸ケーブル
として形成されている導体２４、外側導体５３、壁要素
６３を介してアース電極の一部として作用するリアクタ
２の側壁５に流れる。シールリング５７が真空シールの
ように形成され、電気的接触が壁要素６３の周面とリア
クタの側壁５との間に存在することは明らかである。放
電電流の励起は本発明の最後に説明した実施例による装
置によって約５００ＭＨｚまでの広い帯域幅で測定する
ことができる。この測定はプローブ２０とＡ／Ｄ変換器
２２との間の距離に比較的無関係である。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、塵の蓄積，材料の層，
リアクタンス材に対して比較的感度が低いため、長期に
わたって高い安定性を得ることができ、本発明の方法に
て決定された絶対プラズマパラメータの良好な信頼性お
よび再現性を保証することができる。
リアクタンス材に対して比較的感度が低いため、長期に
わたって高い安定性を得ることができ、本発明の方法に
て決定された絶対プラズマパラメータの良好な信頼性お
よび再現性を保証することができる。
【図１】正規化された時間に対する放電電流の測定部分
を示す図である。
を示す図である。
【図２】正規化された周波数に対する測定電流のフーリ
ェスペクトルを示す図である。
ェスペクトルを示す図である。
【図３】絶対プラズマパラメータを決定する本発明の装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例によるリアクタにおける
無線周波放電電流を測定する装置の部分断面図である。
無線周波放電電流を測定する装置の部分断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例によるリアクタにおける
無線周波放電電流を測定する装置の部分断面図である。
無線周波放電電流を測定する装置の部分断面図である。
【図６】本発明の第３の実施例によるリアクタにおける
無線周波放電電流を測定する装置の部分断面図である。
無線周波放電電流を測定する装置の部分断面図である。
１ 絶対プラズマパラメータの決定装置 ２ リアクタ ３ 電極 ４ 上壁 ５，６ 側壁 ７ 底壁 １０ 無線周波電極 １７ プラズマ ２０ プローブ ２１ 計測電極 ２２ アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器 ２３ データ処理装置 ３５ 装置 ４１ 真空フィールドスルー ５０ 終端抵抗 ５１ 内側導体 ５２ 絶縁本体 ５３ 外側導体 ５４ 同軸ケーブル ６１ 同軸コネクタ ６２ カウンターコネクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−94898（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−326489（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−326490（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05H 1/00 H05H 1/46
Claims (11)
- 【請求項１】 非対称無線周波（ＲＦ）低圧プラズマの
絶対プラズマパラメータを決定する方法において、 ａ） 約１０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの間の励起周波数
によってプラズマリアクタ内で無線周波交番電界を発生
させ、前記交番電界により、放電がＲＦ電極の前の空間
電荷シースの非線形性のために放電電流の調和振動で自
励され、 ｂ） アース電極として作用する前記プラズマリアクタ
の一部においてプラズマ内で発生する無線周波放電電流
を測定し、測定された電流をアナログ信号という形式で
電圧に変換し、 ｃ） ｂ）で測定された前記アナログ信号をディジタル
信号に変換し、 ｄ） ｃ）で得られたディジタル信号からプラズマパラ
メータを数学アルゴリズムにより評価する、 工程を有することを特徴とする非対称無線周波低圧プラ
ズマの絶対プラズマパラメータを決定する方法。 - 【請求項２】 放電の少なくとも１つの共振周波数が、
放電電流がどのようにして適時に発生するかに基づいて
決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 ＲＦ電極の前の調和振動におけるイオン
密度分布が、放電電流がどのようにして適時に発生する
かに基づいて決定され、測定された放電電流が全放電電
流の一部によって形成され、その一部が周波数に対して
ほぼ無関係であることを特徴とする請求項１または２に
記載の方法。 - 【請求項４】 周波数に無関係である全放電電流の前記
一部が、アース電極として作用するリアクタの一部とＲ
Ｆ電極の面積比によって第１アプローチで評価されるこ
とを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 プラズマの中性粒子に対する電子の衝突
のために減衰振動するシステムの減衰定数が、放電電流
がどのようにして適時に発生するかに基づいて求められ
ることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載
の方法。 - 【請求項６】 ＲＦ電極または少なくともその直流部分
の電位はＲＦ電極の前の空間電荷シースの平均の厚さの
絶対値の決定および／または平均イオンエネルギの決定
のために測定されることを特徴とする請求項１乃至５の
何れか１項に記載の方法。 - 【請求項７】 アース電極（３〜７）として作用するプ
ラズマリアクタ（２）の一部における無線周波放電電流
を測定する装置であって、 計測電極（２１）は周面（３６）に電気的絶縁物を有
し、前記計測電極（２１）は前記アース電極（３〜７）
の少なくとも一部として作用するリアクタ壁（５）のフ
ランジまたは凹部（４０）に位置決めされ、前記絶縁物
（３７）が計測電極（２１）とリアクタ（２）の壁
（５）の間に少なくとも設けられ、前記計測電極（２
１）の前面（４１）がリアクタ（２）の内部空間（４
２）に向けられているリアクタ（２）の内壁（４３）と
ほぼ一致しており、 前記計測電極（２１）の前面（４１）が、計測電極（２
１）により達成されるリアクタ（２）内のＲＦ電位が、
プラズマ（１７）とアース電極（３〜７）に比較して無
視できるほど小さく作成されることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 前記計測電極（２１）が、電気的に絶縁
された真空フィードスルー（４４）によりリアクタ
（２）に取り付けられ、前記計測電極（２１）が、リア
クタ（２）外部でアースされている棒状導体（４５）を
有し、この棒状導体（４５）が、測定された電流（Ｉ）
から電圧（Ｕ）を発生させる変流器（４６）に接続され
ていることを特徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 プローブ（２０）が電気的に絶縁された
真空フィードスルー（４４）によりリアクタ（２）に設
けられ、前記プローブ（２０）が、計測電極（２１）に
接続された内側導体（５１）、この内側導体（５１）の
周囲を取り囲んでいる絶縁本体（５２）、前記計測電極
（２１）の絶縁物（３７）、およびリアクタ（２）の壁
（５）に接続された外側導体（５３）をそれぞれ有し、
前記外側導体（５３）はフランジまたは凹部内でリアク
タ壁（５）の内側にできる限り接近して設けられ、前記
計測電極（２１）の同軸構造が特性波インピーダンスが
好ましくは５０オームであるように設計されていること
を特徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記プローブ（２０）が、内側導体
（５１）、絶縁本体（５２）および外側導体（５３）を
有する同軸ケーブル（５４）を介して、好ましくは５０
オームの終端抵抗（５０）を有するアナログーディジタ
ル変換器（２２）に接続され、前記同軸ケーブル（５
４）の特性波インピーダンスが、前記プローブ（２０）
および終端抵抗（５０）のそれぞれのインピーダンスに
対応していることを特徴とする請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記真空フィードスルー（４４）が両
側に同軸コネクタ（６１）を具備し、前記同軸コネクタ
（６１）は、前記内側導体（５１）、絶縁本体（５２）
および外側導体（５３）に接続されているカウンターコ
ネクタ（６２）に接続されていることを特徴とする請求
項９または１０に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4445762.6 | 1994-12-21 | ||
| DE4445762A DE4445762A1 (de) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen absoluter Plasmaparameter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222396A JPH08222396A (ja) | 1996-08-30 |
| JP2872954B2 true JP2872954B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=6536566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7332746A Expired - Lifetime JP2872954B2 (ja) | 1994-12-21 | 1995-11-28 | 絶対プラズマパラメータを決定する方法およびその装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5705931A (ja) |
| EP (1) | EP0719077B1 (ja) |
| JP (1) | JP2872954B2 (ja) |
| AT (1) | ATE158134T1 (ja) |
| DE (2) | DE4445762A1 (ja) |
| ES (1) | ES2109045T3 (ja) |
Families Citing this family (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0179281B1 (ko) * | 1996-02-28 | 1999-10-01 | 문정환 | 챔버를 갖는 베이퍼-에치 장치의 에치-종말점 측정방법 |
| US6046594A (en) * | 1997-02-11 | 2000-04-04 | Advanced Energy Voorhees, Inc. | Method and apparatus for monitoring parameters of an RF powered load in the presence of harmonics |
| DE19722272A1 (de) * | 1997-05-28 | 1998-12-03 | Leybold Systems Gmbh | Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma |
| JPH1183907A (ja) * | 1997-09-03 | 1999-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波電流の測定方法 |
| US6043607A (en) * | 1997-12-16 | 2000-03-28 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for exciting a plasma in a semiconductor wafer processing system using a complex RF waveform |
| GB9803932D0 (en) * | 1998-02-26 | 1998-04-22 | Matra Bae Dynamics Uk Ltd | Apparatus for the investigation of surface chemistry |
| US6151532A (en) * | 1998-03-03 | 2000-11-21 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for predicting plasma-process surface profiles |
| JP3497091B2 (ja) * | 1998-07-23 | 2004-02-16 | 名古屋大学長 | プラズマ生成用高周波パワーの制御方法、およびプラズマ発生装置 |
| JP3497092B2 (ja) | 1998-07-23 | 2004-02-16 | 名古屋大学長 | プラズマ密度情報測定方法、および測定に用いられるプローブ、並びにプラズマ密度情報測定装置 |
| KR100448529B1 (ko) * | 1999-03-17 | 2004-09-13 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 이온전류밀도 측정방법 및 측정장치 및 반도체디바이스제조방법 |
| DE19927063B4 (de) * | 1999-06-15 | 2005-03-10 | Christof Luecking | Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Eigenschaften von hochfrequenzangeregten Gasentladungen durch Berechnung mit einer inversen Matrix, die durch einmalige Kalibrierung bestimmt wird |
| DE19961104A1 (de) * | 1999-12-17 | 2001-07-05 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Ätzkammern |
| US6653852B1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-11-25 | Lam Research Corporation | Wafer integrated plasma probe assembly array |
| US6447719B1 (en) * | 2000-10-02 | 2002-09-10 | Johnson & Johnson | Power system for sterilization systems employing low frequency plasma |
| US20040262146A1 (en) * | 2000-10-02 | 2004-12-30 | Platt Robert C. | Sterilization system plasma generation control |
| US6852277B2 (en) * | 2000-10-02 | 2005-02-08 | Ethicon, Inc. | Sterilization system employing a switching module adapted to pulsate the low frequency power applied to a plasma |
| US6841124B2 (en) * | 2000-10-02 | 2005-01-11 | Ethicon, Inc. | Sterilization system with a plasma generator controlled by a digital signal processor |
| WO2002054835A2 (en) * | 2001-01-08 | 2002-07-11 | Tokyo Electron Limited | Addition of power at selected harmonics of plasma processor drive frequency |
| US7544269B2 (en) * | 2001-10-24 | 2009-06-09 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for electron density measurement |
| US6608446B1 (en) * | 2002-02-25 | 2003-08-19 | Eni Technology, Inc. | Method and apparatus for radio frequency (RF) metrology |
| US20030209518A1 (en) * | 2002-05-08 | 2003-11-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method of detecting abnormal chamber conditions in etcher |
| US6894474B2 (en) * | 2002-06-07 | 2005-05-17 | Applied Materials, Inc. | Non-intrusive plasma probe |
| US6707255B2 (en) | 2002-07-10 | 2004-03-16 | Eni Technology, Inc. | Multirate processing for metrology of plasma RF source |
| US6812044B2 (en) * | 2002-12-19 | 2004-11-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd | Advanced control for plasma process |
| AT502984B8 (de) * | 2003-09-15 | 2008-10-15 | Qasar Technologieentwicklung Gmbh | Verfahren und einrichtung zur erzeugung von alfven-wellen |
| US7288942B2 (en) * | 2003-10-02 | 2007-10-30 | Naoyuki Sato | Plasma potential measuring method and apparatus, and plasma potential measuring probe |
| US20060043063A1 (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-02 | Mahoney Leonard J | Electrically floating diagnostic plasma probe with ion property sensors |
| JP2008527378A (ja) * | 2005-01-11 | 2008-07-24 | イノベーション エンジニアリング、エルエルシー | 負荷に供給されたｒｆ電力およびその負荷の複素インピーダンスを検出する方法 |
| US20060171848A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Advanced Energy Industries, Inc. | Diagnostic plasma sensors for endpoint and end-of-life detection |
| US7319316B2 (en) * | 2005-06-29 | 2008-01-15 | Lam Research Corporation | Apparatus for measuring a set of electrical characteristics in a plasma |
| US7479207B2 (en) * | 2006-03-15 | 2009-01-20 | Lam Research Corporation | Adjustable height PIF probe |
| JP4878187B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2012-02-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置、堆積物モニタ装置、及び堆積物モニタ方法 |
| DE102006014106B3 (de) | 2006-03-24 | 2007-08-30 | RUHR-UNIVERSITäT BOCHUM | Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Dichte eines Plasmas |
| US7829468B2 (en) * | 2006-06-07 | 2010-11-09 | Lam Research Corporation | Method and apparatus to detect fault conditions of plasma processing reactor |
| WO2008065635A2 (en) | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Dublin City University | A plasma system and measurement method |
| EP2114112B1 (en) | 2008-04-29 | 2015-09-23 | Plasmetrex GmbH | Apparatus for industrial plasma processes |
| GB2459858A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-11 | Univ Dublin City | System for analysing plasma |
| US7970562B2 (en) * | 2008-05-07 | 2011-06-28 | Advanced Energy Industries, Inc. | System, method, and apparatus for monitoring power |
| DE102009038563B4 (de) * | 2009-08-22 | 2013-06-06 | Reinhausen Plasma Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung eines Plasmastrahls |
| US8190366B2 (en) * | 2010-10-01 | 2012-05-29 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | LC resonance probe for determining local plasma density |
| DE102010055799B3 (de) | 2010-10-06 | 2016-10-06 | RUHR-UNIVERSITäT BOCHUM | Vorrichtung und Verwendung der Vorrichtung zur Messung der Dichte und/oder der Elektronentemperatur und/oder der Stoßfrequenz eines Plasmas |
| RU2515539C1 (ru) * | 2012-12-14 | 2014-05-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Способ модификации ионосферной плазмы |
| US11432732B2 (en) | 2016-06-28 | 2022-09-06 | Chiscan Holdings, Llc | System and method of measuring millimeter wave of cold atmospheric pressure plasma |
| US11166762B2 (en) * | 2016-06-28 | 2021-11-09 | Chiscan Holdings, L.L.C. | Non-thermal plasma generator for detection and treatment of maladies |
| CN106851953B (zh) * | 2017-02-22 | 2018-12-21 | 大连理工大学 | 一种凸凹探针及其等离子体诊断方法 |
| DE102018115389B3 (de) | 2018-06-26 | 2019-08-14 | RUHR-UNIVERSITäT BOCHUM | Sonde zur Messung von Plasmaparametern |
| JP2020136144A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 株式会社アルバック | プラズマ状態測定装置、および、成膜装置 |
| CN113648051B (zh) * | 2021-08-13 | 2022-08-02 | 卡本(深圳)医疗器械有限公司 | 一种基于emc-emi的自适应射频信号数据处理设备 |
| CN117545157B (zh) * | 2024-01-09 | 2024-03-12 | 西南交通大学 | 一种用于测量等离子体电势和电场的诊断方法及系统 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4475063A (en) * | 1981-06-22 | 1984-10-02 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Hollow cathode apparatus |
| US5053343A (en) * | 1985-02-15 | 1991-10-01 | Environmental Technologies Group, Inc. | Selective ionization of gas constituents using electrolytic reactions |
| GB2211244A (en) * | 1987-10-16 | 1989-06-28 | Ford Motor Co | I.c. engine combustion chamber ionisation sensor |
| US5274306A (en) * | 1990-08-31 | 1993-12-28 | Kaufman & Robinson, Inc. | Capacitively coupled radiofrequency plasma source |
| US5394092A (en) * | 1991-02-28 | 1995-02-28 | Valco Instruments Co., Inc. | System for identifying and quantifying selected constituents of gas samples using selective photoionization |
| EP0595929B1 (en) * | 1991-07-19 | 1998-08-26 | The Secretary of State For Defence in Her Britannic Majesty's Government of The United Kingdom of Great Britain and N. Ireland | Gas detection device and method |
| US5175472A (en) * | 1991-12-30 | 1992-12-29 | Comdel, Inc. | Power monitor of RF plasma |
| JP3292531B2 (ja) * | 1993-01-15 | 2002-06-17 | 忠弘 大見 | 高周波励起プラズマの計測装置 |
| JPH07169590A (ja) * | 1993-09-16 | 1995-07-04 | Fujitsu Ltd | 電子密度の測定方法及びその装置及び電子密度の制御装置及びプラズマ処理装置 |
| US5576629A (en) * | 1994-10-24 | 1996-11-19 | Fourth State Technology, Inc. | Plasma monitoring and control method and system |
| US5565737A (en) * | 1995-06-07 | 1996-10-15 | Eni - A Division Of Astec America, Inc. | Aliasing sampler for plasma probe detection |
-
1994
- 1994-12-21 DE DE4445762A patent/DE4445762A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-09-15 US US08/529,020 patent/US5705931A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-28 JP JP7332746A patent/JP2872954B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-07 EP EP95119294A patent/EP0719077B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-07 AT AT95119294T patent/ATE158134T1/de active IP Right Revival
- 1995-12-07 DE DE69500694T patent/DE69500694T2/de not_active Expired - Lifetime
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-
1997
- 1997-04-15 US US08/842,564 patent/US5861752A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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