JP4071077B2 - プラズマ処理装置の監視方法及び監視装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の異常の有無を監視する方法、及び該方法を実施するために用いる監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマエッチング装置、プラズマアッシング装置、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置では、高周波電源の出力をインピーダンス整合器を介してチャンバ内のプラズマ発生用電極に供給している。
【０００３】
この種のプラズマ処理装置は、例えばチャンバ内にプラズマ発生用電極を収容して構成したプラズマ発生部と、該プラズマ発生部の電極に高周波電力を供給する高周波電源とを備えている。
【０００４】
高周波電源とプラズマ発生部との間には、高周波電源からプラズマ発生部に電力を効率よく送ることができるようにするため、高周波電源からプラズマ発生部側を見たインピーダンスを、高周波電源の出力インピーダンスに整合させるインピーダンス整合器が設けられる。
【０００５】
この種の装置では、チャンバ内が汚損されると、プラズマ放電の状態が変化し、汚損がひどくなると正常なプラズマ放電を行わせることができなくなることがある。
【０００６】
また、何らかの原因で高周波電源の出力が低下すると、プラズマの放電状態が悪くなったり停止したりしてプラズマ処理が適正に行われなくなるという問題が生じる。
【０００７】
そのため、プラズマ処理装置においては、プラズマ放電の状態などのプロセスの状態を常にモニタして、何らかの異常が検出された場合には、直ちにチャンバ内のクリーニングや、部品の交換などの回復措置を講じることが望ましい。
【０００８】
そこで、本発明者は、プラズマ処理装置の各部の電気量［電流及び（または）電圧及び（または）電力］をモニタすることにより、プラズマ処理装置のプロセスの異常の有無を判定するとの着想を得た。
【０００９】
プラズマ処理装置においては、プラズマ放電の状態が変化すると、プラズマ発生部のインピーダンスが変化するため、高周波電源とプラズマ発生部との間をつなぐ給電回路（伝送線とインピーダンス整合器とを含む回路）の電圧と、該給電回路を流れる電流及び電力に顕著な変化が見られる。何らかの原因でプラズマ放電が消滅したときには、給電回路の電圧及び給電回路を流れる電流が急激な変化を示すとともに、電力も急激な変化を示す。
【００１０】
従って、プラズマ処理装置においては、高周波電源とプラズマ発生部との間の回路で、電圧、電流及び（または）電力を監視することにより、プラズマの放電状態などのプロセスの状態を判定することができ、その判定の結果からプロセスの異常が生じているか否かを判定することができる。
【００１１】
上記のようにしてプラズマ処理装置の監視を行うためには、高周波電源とプラズマ発生部との間の回路の適宜の箇所に設定した測定点（監視点）で、高周波電流、高周波電圧、高周波電力等を正確に検出する必要がある。
【００１２】
一般に、高周波電源とインピーダンス整合器との間をつなぐ伝送線路またはインピーダンス整合器と負荷とを結ぶ伝送線路に設定した測定点の電流を検出する際には、該測定点に電流検出器を接続して、この電流検出器の出力信号（電圧信号）の波形から電流の平均値、実効値及び（または）ピーク値を求めるようにしている。
【００１３】
電流検出器としては、測定点に装着したカレント・トランス（変流器）と、該カレント・トランスの二次側に二次負担として接続したインピーダンスが小さい抵抗器とからなるものが用いられている。
【００１４】
また高周波電源とインピーダンス整合器との間をつなぐ伝送線路またはインピーダンス整合器と負荷とを結ぶ伝送線路に設定した測定点の電圧を検出する際には、測定点に電圧検出器を接続して、この電圧検出器により検出された高周波電圧の波形から電圧の平均値、実効値及び（または）ピーク値を求めるようにしている。
【００１５】
電圧検出器としては、複数のコンデンサを直列に接続して構成したコンデンサ分圧回路や、互いに並列に接続されたコンデンサと抵抗器とからなるインピーダンス要素を複数個直列に接続して構成したコンデンサ分圧回路や、抵抗分圧回路が用いられている。
【００１６】
測定点を通過する高周波電力は、上記のようにして求めた電圧及び電流の検出値を乗算することにより求めることができる。
【００１７】
半導体の製造過程で用いるプラズマエッチング装置等の高周波伝送線路の電流及び電圧を検出する装置として、特許文献１に示されているように、伝送線路を流れる電流を検出する電流検出器と、該伝送線路の電圧を検出する電圧検出器とを共通のケース内に収容してユニット化したものが知られている。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−１８５９６０号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、プラズマエッチング装置や、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置においては、高周波電源から出力された電力がインピーダンス整合器を通してプラズマ発生部の電極に供給される。単一の高周波電源からプラズマ発生部の電極に高周波電力が供給される場合には、高周波電源の出力部またはインピーダンス整合器の出力部に設定した監視点に前述のような電圧検出器と電流検出器とを設けることにより、その監視点の電圧、電流及び電力をモニタすることができる。
【００２０】
しかしながら、プラズマＣＶＤ等のプラズマ処理装置において、出力周波数が異なる２以上の高周波電源からプラズマ発生部の電極に高周波電力を供給する場合には、各高周波電源の出力部やインピーダンス整合器の出力部に他の高周波電源側から各高周波電源の出力周波数と異なる周波数の電力が回り込むことがあるため、前述のような電圧検出器や電流検出器を設けただけでは、各高周波電源が出力する電圧、電流及び電力を的確に検出することができない。
【００２１】
即ち、高周波電源の出力部やインピーダンス整合器の出力部に、その高周波電源の出力周波数と異なる周波数の高周波電力が他の高周波電源側から回り込む場合には、各高周波電源の出力部またはインピーダンス整合器の出力部の電圧及び電流の波形に複数の周波数成分が含まれることになるが、従来の電圧検出器及び電流検出器を用いた場合には、複数の周波数成分を区別なく検出してしまうため、各高周波電源が出力する電流、電圧及び電力を正確にモニタすることができない。
【００２２】
そのため、出力周波数が異なる複数の高周波電源からチャンバ内の電極に高周波電力が供給されるプラズマ処理装置に従来の検出器を設けても、各高周波電源やインピーダンス整合器の異常状態の有無を正確にモニタすることができず、プロセスが正常に行われているか否かを正確に判断することができない。
【００２３】
本発明の目的は、プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の異常の有無を的確に監視することができるプラズマ処理装置の監視方法、及び該監視方法を実施するために用いる監視装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の異常の有無を監視する方法が提供される。
【００２５】
本発明においては、複数の高周波電源のうちの少なくとも１つの出力端子につながる給電回路に監視点を設定して、該監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出する。そして、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい周波数の成分を判定対象成分として検出し、検出した判定対象成分の値を予め設定した判定基準値と比較することにより、プラズマ処理装置の異常の有無を判定する。
【００２６】
また本発明によれば、プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点でプラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置が提供される。
【００２７】
本発明に係わる監視装置は、監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出する監視対象電気量検出器と、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい周波数の成分を判定対象成分として検出する判定対象成分検出手段と、判定対象成分の値を予め設定した判定基準値と比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに異常判定出力を発生する比較判定手段とにより構成される。
【００２８】
なお「特定の高周波電源」は、監視点が設定された給電回路につながる高周波電源でもよく、プラズマ発生部に接続されている他の高周波電源でもよい。
【００２９】
上記のように構成すると、各監視点で、特定の高周波電源の出力周波数と同じ周波数成分の電流及び電圧と、他の高周波電源から回り込んでくる別の周波数成分の電流及び電圧とを区別して検出することができる。
【００３０】
従って、出力周波数が異なる２以上の高周波電源から電力が供給されるプラズマ処理装置に本発明を適用すれば、特定の高周波電源から出力された電流及び電圧を他の高周波電源の出力の影響を受けずに的確にモニタすることができ、プラズマ放電の状態などのプロセスの状態をより正確に判断することができる。
【００３１】
上記監視装置は、監視点を流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出する電流成分検出手段と、判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電流成分基準値と判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに電流成分異常判定出力を発生する電流成分用比較判定手段とを備えた構成とすることができる。
【００３２】
上記のように構成すると、監視点で検出した電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出して、その判定対象電流成分の値と判定基準値との大小関係から、プラズマの状態が異常であるか否かを判定することができる。
【００３３】
例えば、プラズマ発生部のチャンバ内の汚損によりプラズマの放電状態が変化すると、上記監視点で検出した判定対象電流成分の値が増加または減少するため、判定基準値を的確に設定しておくことにより、その異常を検出することができる。
【００３４】
上記監視装置はまた、監視点の電圧を検出する電圧検出器と、該電圧検出器により検出された電圧から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電圧成分として検出する電圧成分検出手段と、判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える電圧成分基準値と判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに電圧成分異常判定出力を発生する電圧成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００３５】
プラズマ発生部の汚損によりプラズマの放電状態が変化すると、高周波電源側からプラズマ発生部側を見たインピーダンスが増加または減少するため、監視点で測定した高周波電圧も増加または減少する。
【００３６】
従って、上記のように、監視点の電圧を検出してその値を判定基準値と比較するようにすると、判定基準値を的確に設定しておくことにより、プラズマの放電状態が異常になったことを判定することができる。
【００３７】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出する電流成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から基準周波数の成分を判定対象電圧成分として検出する電圧成分検出手段と、判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電流成分基準値と判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに電流成分異常判定出力を発生する電流成分用比較判定手段と、判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える電圧成分基準値と判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに電圧成分異常判定出力を発生する電圧成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００３８】
上記のように構成すると、監視点の電圧と電流とを正確に検出することができるため、プラズマ処理装置の異常の有無をより的確に判定することができる。
【００３９】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を検出する電流成分検出手段と、電圧検出器の出力信号から基準周波数の成分を検出する電圧成分検出手段と、電流成分検出手段の出力と電圧成分検出手段の出力とから監視点を流れる基準周波数の電力を判定対象電力として演算する電力演算手段と、判定対象電力の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電力基準値と前記判定対象電力の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに電力異常判定出力を発生する電力用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００４０】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器の出力と電圧検出器の出力とから電力を演算する電力演算手段と、電力演算手段により演算された電力から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電力成分として検出する電力成分検出手段と、判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電力成分基準値と判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに電力成分異常判定出力を発生する電力成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００４１】
プラズマ処理装置のプロセスの状態は、監視点で検出される電力にも反映されるため、上記の構成によっても、プラズマ処理装置の異常の有無を判定することができる。
【００４２】
上記の構成では、特定の高周波電源の出力周波数の成分のみを検出するようにしているが、特定の高周波電源の出力周波数以外の周波数成分をも併せて検出するようにしてもよい。
【００４３】
即ち、本発明に係わる監視方法では、複数の高周波電源のうちの少なくとも１つの出力端子につながる給電回路に監視点を設定して、該監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出し、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象成分として検出するとともに、該基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象成分として検出して、第１の判定対象成分の値及び第２の判定対象成分の値をそれぞれを予め設定した第１の判定基準値及び第２の判定基準値と比較することにより、プラズマ処理装置の異常の有無を判定するようにしてもよい。
【００４４】
このような方法による場合に用いる監視装置は、監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出する監視対象電気量検出器と、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象成分として検出する第１の判定対象成分検出手段と、検出された監視対象電気量から基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象成分として検出する第２の判定対象成分検出手段と、第１の判定対象成分の値を予め設定した第１の判定基準値と比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに第１の異常判定出力を発生する第１の比較判定手段と、第２の判定対象成分の値を予め設定した第２の判定基準値と比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに第２の異常判定出力を発生する第２の比較判定手段とにより構成することができる。
【００４５】
上記のように、監視点で、特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の電流成分と、基準周波数以外の電流成分とをそれぞれ第１の判定対象電流成分及び第２の判定対象電流成分として検出して、これらの判定対象電流成分の値を判定基準値と比較することにより、異常の有無を判定するようにすると、監視点が設けられている給電回路につながる高周波電源から出力された高周波電流と、他の高周波電源から回り込んできた高周波電流とを判定の対象とすることができるため、プラズマ処理装置におけるプロセスの状態に関する情報をより多く取得してプロセスの状態の判定をより的確に行うことができる。
【００４６】
上記監視装置は、監視点を流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電流成分として検出する第１の電流成分検出手段と、電流検出器により検出された電流から基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電流成分として検出する第２の電流成分検出手段と、第１の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電流成分基準値と前記第１の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第１の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第１の電流成分異常判定出力を発生する第１の電流成分用比較判定手段と、第２の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電流成分基準値と前記第２の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第２の電流成分異常判定出力を発生する第２の電流成分用比較判定手段とにより構成することができる。
【００４７】
上記監視装置はまた、監視点の電圧を検出する電圧検出器と、電圧検出器により検出された電圧から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電圧成分として検出する第１の電圧成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電圧成分として検出する第２の電圧成分検出手段と、第１の判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える第１の電圧成分基準値と前記第１の判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から前記第１の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第１の電圧成分異常判定出力を発生する第１の電圧成分用比較判定手段と、第２の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかの基準を与える第２の電圧成分基準値と前記第２の判定対象電圧成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第２の電圧成分異常判定出力を発生する第２の電圧成分用比較判定手段とにより構成することもできる。
【００４８】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器により検出される電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電流成分として検出する第１の電流成分検出手段と、電流検出器により検出された電流から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電流成分として検出する第２の電流成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数の成分を第１の判定対象電圧成分として検出する第１の電圧成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電圧成分として検出する第２の電圧成分検出手段と、第１の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電流成分基準値と前記第１の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第１の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第１の電流成分異常判定出力を発生する第１の電流成分用比較判定手段と、第２の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電流成分基準値と前記第２の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第２の電流成分異常判定出力を発生する第２の電流成分用比較判定手段と、第１の判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える第１の電圧成分基準値と第１の判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から前記第１の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第１の電圧成分異常判定出力を発生する第１の電圧成分用比較判定手段と、第２の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかの基準を与える第２の電圧成分基準値と前記第２の判定対象電圧成分の値とを比較して、その比較の結果から第２の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第２の電圧成分異常判定出力を発生する第２の電圧成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００４９】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流を検出する電流検出器と、監視点の電圧を検出する電圧検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の電流成分として検出する第１の電流成分検出手段と、電流検出器により検出された電流から基準周波数以外の周波数の成分を第２の電流成分として検出する第２の電流成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から基準周波数の成分を第１の電圧成分として検出する第１の電圧成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から基準周波数以外の周波数の成分を第２の電圧成分として検出する第２の電圧成分検出手段と、第１の電流成分と第１の電圧成分とから基準周波数の電力を第１の判定対象電力成分として演算する第１の電力成分演算手段と、第２の電流成分と第２の電圧成分とから基準周波数以外の周波数の電力を第２の判定対象電力成分として演算する第２の電力成分演算手段と、第１の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電力成分基準値と第１の判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第１の電力成分異常判定出力を発生する第１の電力成分用比較判定手段と、第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電力成分基準値と前記第２の判定対象電力成分の値とを比較して、その比較の結果から異常が検出されたときに第２の電力成分異常判定出力を発生する第２の電力成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００５０】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器の出力と電圧検出器の出力とから電力を演算する電力演算手段と、電力演算手段により演算された電力から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電力成分として検出する第１の電力成分検出手段と、電力演算手段により演算された電力から基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電力成分として検出する第２の電力成分検出手段と、第１の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電力成分基準値と第１の判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第１の電力成分異常判定出力を発生する第１の電力成分用比較判定手段と、第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電力成分基準値と第２の判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第２の電力成分異常判定出力を発生する第２の電力成分用比較判定手段とを備えた構成とすることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００５２】
第１の実施形態
図１は本発明の第１の実施形態を示したもので、この例では、高周波電源１とプラズマ発生部（負荷）２との間をつなぐ給電回路のうち、高周波電源１の出力端子とインピーダンス整合器３との間の回路に監視点Ａを設定して、この監視点に本発明に係わる監視装置４を接続している。
【００５３】
インピーダンス整合器３は、高周波電源からプラズマ発生部側を見たインピーダンスを、高周波電源の出力インピーダンスに整合させる働きを有するもので、高周波電源からプラズマ発生部に電力を効率よく送ることができるようにするために設けられている。
【００５４】
プラズマ発生部２は、複数の高周波電源から高周波電力が供給されてプラズマ放電を生じるもので、例えば図６に示すように、内部が真空引きされるプラズマチャンバＰＣと、該チャンバ内に配置されたプラズマ発生用電極Ｐ１及びＰ２とを有し、出力周波数がＦ１の高周波電源１及び出力周波数がＦ２の高周波電源１’からインピーダンス整合器３及び３’を通して電極Ｐ１及びＰ２にそれぞれ高周波電力が供給される。
【００５５】
本実施形態では、一方の高周波電源１とプラズマ発生部２とをつなぐ給電回路のうち、高周波電源１とインピーダンス整合器３との間を接続している伝送線路Ｌの途中に設定した監視点Ａに監視装置４を設置して、この監視点Ａを流れる電流と該監視点の電圧とを監視することにより、プラズマ発生部２におけるプラズマ放電の状態を監視する。
【００５６】
本実施形態では、監視点Ａの電気量を検出する電気量検出器として、電流検出器ＣＤ１と、電圧検出器ＶＤ１とが設けられている。
【００５７】
図１において、電流検出器ＣＤ１は、監視点を流れる電流を検出するために伝送線路Ｌに取り付けられたもので、この電流検出器としては、例えば図２（Ａ）に示すように、伝送線路Ｌを一次導体とするように設けられたカレント・トランス（変流器）ＣＴと、該カレント・トランスの二次コイルの両端に二次負担として接続されたインピーダンスが小さい抵抗器Ｒｃとを有して、抵抗器Ｒｃの両端に監視点Ａを流れる電流に比例した電流検出信号（電圧信号）Ｓｃを得るようにしたものを用いることができる。
【００５８】
電圧検出器ＶＤ１は、監視点Ａと接地間の電圧を検出するもので、この電圧検出器ＶＤ１としては、例えば図２（Ｂ）に示すように、コンデンサＣ１及びＣ２を直列に接続して、コンデンサＣ２の両端に線路４の電圧に比例した電圧検出信号Ｓｖを得るコンデンサ分圧回路や、図２（Ｃ）に示すように、コンデンサＣ１と抵抗器Ｒ１との並列回路からなるインピーダンス要素とコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ２との並列回路からなるインピーダンス要素とを直列に接続して、コンデンサＣ２と抵抗器Ｒ２との並列回路の両端に電圧検出信号Ｓｖを得るようにしたコンデンサ分圧回路や、図２（Ｄ）に示したように、抵抗器Ｒ１及びＲ２の直列回路からなる抵抗分圧回路を用いることができる。
【００５９】
図６に示すように、プラズマ発生部２に、出力周波数がＦ１の高周波電源１と、出力周波数がＦ２の他の高周波電源１’とから電力が供給される場合、電流検出器ＣＤ１の出力及び電圧検出値ＶＤ１の出力には、通常周波数Ｆ１の信号の外に、周波数Ｆ２の信号が含まれる。
【００６０】
図１において、ＢＰ１は、電流検出器ＣＤ１が出力する電流検出信号Ｓｃが入力された第１の電流成分検出用フィルタである。このフィルタは、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数Ｆ１の成分を通過させ、基準周波数Ｆ１以外の成分の通過を阻止する特性を有するバンドパスフィルタからなっていて、電流検出器ＣＤ１が出力する電流検出信号Ｓｃに含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい基準周波数の成分を通過させて、検出信号Ｓc1' として出力する。
【００６１】
ＲＭ１は第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１の出力を入力として、入力信号の実効値を求める第１の電流実効値演算手段である。この実効値演算手段ＲＭ１は、フィルタＢＰ１から与えられた検出信号Ｓc1’から監視点を流れる高周波電流の基準周波数Ｆ１の成分の実効値を演算して、演算した実効値を示す第１の判定対象電流成分検出信号Ｓc1を出力端子ｔc1から出力する。
【００６２】
この例では、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１と、第１の電流実効値演算手段ＲＭ１とにより、第１の電流成分検出手段５が構成されている。
【００６３】
実効値演算手段ＲＭ１が出力する第１の判定対象電流成分検出信号Ｓc1はまた、第１の判定対象電流成分の値（この例では実効値）が正常であるか異常であるかを判定する際の判定の基準となる第１の電流成分基準値を示す第１の電流成分基準信号ＣＲ１とともに、第１の電流成分用比較判定手段ＡＣ１に入力される。
第１の電流成分用比較判定手段ＡＣ１は、第１の判定対象電流成分検出信号Ｓc1により与えられる第１の判定対象電流成分の値と基準信号ＣＲ１により与えられる第１の電流成分基準値とを比較して、その比較の結果から、第１の判定対象電流成分の値が異常であると判定したときに、出力端子ｔac1から第１の電流成分異常判定出力Ｓac1を発生する。
【００６４】
例えば、プラズマ発生部２を構成するチャンバ内が汚損して、プラズマ放電電流が減少したときには、検出される第１の判定対象電流成分が減少するので、第１の判定対象電流成分検出信号Ｓc1の値が基準信号ＣＲ１の値よりも小さくなったときに、プラズマ放電の状態に異常が生じていることを判定することができる。
【００６５】
ＢＥ１は、電流検出器ＣＤ１の出力が入力された第２の電流成分検出用フィルタである。このフィルタは、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい基準周波数Ｆ１の成分の通過を阻止し、基準周波数Ｆ１以外の成分を通過させる特性を有するバンドエリミネートフィルタからなっていて、電流検出器ＣＤ１の出力を入力として、電流検出信号Ｓｃにより検出される電流に含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数（基準周波数）Ｆ１以外の周波数の成分を検出して、検出信号Ｓc2’を第２の電流実効値演算手段ＲＭ２に与える。
【００６６】
第２の電流実効値演算手段ＲＭ２は、検出信号Ｓc2' から第２の判定対象電流成分の実効値を演算して、演算した実効値を示す第２の判定対象電流成分検出信号Ｓc2を出力端子ｔc2から出力する。
【００６７】
この例では、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１と第２の電流実効値演算手段ＲＭ２とにより、第２の電流成分検出手段６が構成されている。
【００６８】
第２の電流実効値演算手段ＲＭ２が出力する検出信号Ｓc2はまた、第２の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を示す第２の電流成分基準信号ＣＲ２とともに、第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ２に入力されている。
【００６９】
第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ２は、検出信号Ｓc2により与えられる第２の判定対象電流成分の値と第２の電流成分基準信号ＣＲ２の値とを比較して、その比較の結果から、第２の判定対象電流成分の値が異常であると判定したときに、出力端子ｔac2から第２の電流成分異常判定出力Ｓac2を発生する。
【００７０】
例えば、プラズマ発生部のチャンバ内が汚損してプラズマ状態が変化し、他の高周波電源から回り込んでくる電流成分が減少する場合には、第２の電流成分検出信号Ｓc2の値が、基準信号ＣＲ２の値よりも小さくなったときに、プラズマ放電状態に異常が生じているとの判定を行わせることができる。
【００７１】
ＢＰ２は、電圧検出器ＶＤ１の出力が入力された第１の電圧成分検出用フィルタで、このフィルタは、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい周波数の成分を通過させ、周波数Ｆ１以外の成分の通過を阻止する特性を有するバンドパスフィルタからなっている。
【００７２】
第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２は、電圧検出器ＶＤ１が出力する電圧検出信号Ｓｖに含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電圧成分の瞬時値を示す検出信号Ｓv1’として第１の電圧実効値演算手段ＲＭ３に与える。
【００７３】
第１の実効値演算手段ＲＭ３は、フィルタＢＰ２から与えられた検出信号Ｓv1’から監視点の高周波電圧の第１の判定対象電圧成分の実効値を演算して、演算した実効値を示す第１の判定対象電圧成分検出信号Ｓv1を出力端子ｔv1から出力する。
【００７４】
この例では、第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２と第１の電圧実効値演算手段ＲＭ３とにより、第１の電圧成分検出手段７が構成されている。
【００７５】
第１の電圧実効値演算手段ＲＭ３が出力する第１の判定対象電圧成分検出信号Ｓv1は、第１の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかを判定する際の判定の基準（第１の電圧成分基準）を与える第１の電圧成分基準信号ＶＲ１とともに、第１の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１に入力されている。
【００７６】
第１の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１は、検出信号Ｓv1により与えられる第１の判定対象電圧成分の値と第１の電圧成分基準信号ＶＲ１の値とを比較して、その比較の結果から、第１の判定対象電圧成分の値が異常であると判定したときに、出力端子ｔav1から第１の電圧成分異常判定出力Ｓav1を発生する。
【００７７】
例えば、プラズマ発生部のチャンバが汚損してプラズマ放電電流が減少する状態が生じているときには、プラズマ発生部のインピーダンスが大きくなるため、第１の判定対象電圧成分が大きくなる。従って、第１の判定対象電圧成分検出信号Ｓav1と適当な値に設定した第１の電圧成分基準信号ＶＲ１と比較することにより、プラズマ放電状態が正常であるか異常であるかの判定を行わせることができる。
【００７８】
ＢＥ２は、電圧検出器ＶＤ１の出力を入力とする第２の電圧成分検出用フィルタで、このフィルタは、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい周波数の成分の通過を阻止し、周波数Ｆ１以外の成分を通過させる特性を有するバンドエリミネートフィルタからなっている。
【００７９】
第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２は、電圧検出信号Ｓｖに含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１以外の周波数の成分を第２の判定対象電圧成分として、該第２の判定対象電圧成分の瞬時値を示す検出信号Ｓv2’を第２の電圧実効値演算手段ＲＭ４に与える。
【００８０】
第２の電圧実効値演算手段ＲＭ４は、フィルタＢＥ２から与えられた信号Ｓv2’から第２の判定対象電圧成分の実効値を演算して、演算した実効値を示す第２の判定対象電圧成分検出信号Ｓv2を出力端子ｔv2から出力する。
【００８１】
この例では、第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２と、第２の電圧実効値演算手段ＲＭ４とにより、第２の電圧成分検出手段８が構成されている。
【００８２】
実効値演算手段ＲＭ４が出力する第２の電圧成分検出信号Ｓv2はまた、監視点で検出された第２の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかを判定する際の基準を示す第２の電圧成分基準を与える第２の電圧成分基準信号ＶＲ２とともに、第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ２に入力されている。第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ２は、検出信号Ｓv2により与えられる第２の判定対象電圧成分の値と第２の電圧成分基準信号ＶＲ２の値とを比較して、その比較の結果から、第２の判定対象電圧成分の値が異常であると判定したときに、出力端子ｔav2から第２の電圧成分異常判定出力Ｓav2を発生する。
【００８３】
図１に示した例では、電流検出器ＣＤ１と、電圧検出器ＶＤ１と、第１の電流成分検出手段５と、第２の電流成分検出手段６と、第１の電圧成分検出手段７と、第２の電圧成分検出手段８と、第１の電流成分用比較判定手段ＡＣ１と、第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ２と、第１の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１と、第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ２とにより、本発明に係わる監視装置４が構成されている。
【００８４】
図１に示した監視装置において、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１、第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１及び第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２は、アナログフィルタからなっていてもよく、デジタルフィルタからなっていてもよい。
【００８５】
また実効値演算手段ＲＭ１ないしＲＭ４もアナログ演算回路からなっていてもよく、コンピュータを用いてソフトウェア的に構成されるデジタル演算手段からなっていてもよい。
【００８６】
第１及び第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ１及びＡＣ２並びに第１及び第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１及びＡＶ２は、比較器により構成されるが、この比較器もアナログ回路からなるものでもよく、コンピュータを用いてソフトウェア的に構成されるものでもよい。
【００８７】
上記の監視装置は、インピーダンス整合器との間をつなぐ線路に接続されているが、本発明に係わる監視装置は、プラズマ処理装置の高周波電流が流れる回路のいずれの箇所に接続してもよく、設置箇所を選ばない。例えば、上記の監視装置を、高周波電源１の内部に設けることもでき、インピーダンス整合器３の内部に設けることもできる。
【００８８】
上記のように構成すると、監視点が設けられた給電回路に接続されている高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の電流成分及び電圧成分を、他の高周波電源から回り込んでくる周波数成分と区別して検出して、検出した成分を判定に用いることができるため、出力周波数が異なる２以上の高周波電源から電力が供給されるプラズマ処理装置であっても、各高周波電源から出力された電流及び電圧を他の高周波電源の出力の影響を受けずに正確にモニタして、プラズマ処理装置のプラズマ放電の状態などのプロセスの状態をより的確に判断することができ、高周波電源の故障または劣化、インピーダンス整合器の異常、プラズマ発生部のチャンバ内の汚損等の異常を検出することができる。また、異常判定出力の発生件数をモニタすることにより、メンテナンス時期を知ることができる。
【００８９】
上記の実施形態では、第１及び第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ１及びＡＣ２と、第１及び第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１及びＡＶ２とを設けているが、プロセスの異常は、電流成分及び電圧成分のいずれか一方のみを判定基準値と比較することによっても検出することができる。
【００９０】
第２の実施形態
次に図３を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。図３に示した実施形態において、ＣＤ１及びＶＤ１はそれぞれ電流検出器及び電圧検出器、ＢＰ１及びＢＰ２はそれぞれ第１の電流成分検出用フィルタ及び第１の電圧成分検出用フィルタ、ＢＥ１及びＢＥ２はそれぞれ第２の電流成分検出用フィルタ及び第２の電圧成分検出用フィルタであり、これらのフィルタは、図１に示した実施形態で用いたものと同様に構成されている。
【００９１】
図３に示した例では、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１の出力と第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２の出力とが第１の電力成分演算用乗算手段ＭＵ１に入力され、この乗算手段ＭＵ１の出力が第１の電力平均値演算手段ＩＮ１に入力されている。
【００９２】
第１の電力成分演算用乗算手段ＭＵ１は、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１から得られる検出信号（第１の判定対象電流成分の瞬時値を与える検出信号）と第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２から得られる検出信号（第１の判定対象電圧成分の瞬時値を与える検出信号）とを乗算して、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の電力を第１の判定対象電力成分として演算する。
【００９３】
第１の電力平均値演算手段ＩＮ１は、第１の判定対象電力成分の平均値を演算して、出力端子ｔp1から演算した第１の判定対象電力成分の平均値を示す第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1を出力する。
【００９４】
第１の電力平均値演算手段ＩＮ１から得られる第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1は、該検出信号により与えられる第１の判定対象電力の値（平均値）が正常であるか異常であるかの判定を行う際の基準値（第１の電力成分基準値）を示す第１の電力成分基準信号ＰＲ１とともに第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１に入力されている。
【００９５】
第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１は、第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1により与えられる第１の判定対象電力成分の値と第１の電力成分基準信号ＰＲ１の値とを比較してその比較の結果から、第１の判定対象電力成分の値の異常が検出されたときに出力端子ｔap1 から第１の電力成分異常判定出力Ｓap1を発生する。
【００９６】
図３に示した例ではまた、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１の出力と第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２の出力とが第２の電力成分演算用乗算手段ＭＵ２に入力され、この乗算手段ＭＵ２の出力が第２の電力平均値演算手段ＩＮ２に入力されている。
【００９７】
第２の電力成分用乗算手段ＭＵ２は、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１から得られる検出信号と第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２から得られる検出信号とを乗算して、高周波電源１の出力周波数（基準周波数）以外の周波数の電力を第２の判定対象電力成分として演算する。第２の電力平均値演算手段ＩＮ２は、第２の判定対象電力成分の平均値を演算して、出力端子ｔp2から演算した平均値を示す第２の判定対象電力成分検出信号Ｓp2を出力する。
【００９８】
第２の電力成分平均値演算手段ＩＮ２から得られる第２の判定対象電力成分信号Ｓp2は、該信号Ｓp2により与えられる第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定を行う際の基準値（第２の電力成分基準値）を与える第２の電力成分基準信号ＰＲ２とともに第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２に入力されている。
【００９９】
第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２は、第２の判定対象電力成分検出信号Ｓp2の値と第２の電力成分基準信号ＰＲ２の値とを比較してその比較の結果から、第２の判定対象電力成分の値の異常が検出されたときに出力端子ｔap2 から第２の電力成分異常判定信号Ｓap2を出力する。
【０１００】
この例では、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１により第１の電流成分検出手段５’が構成され、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１により第２の電流成分検出手段６’が構成されている。
【０１０１】
また第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２により第１の電圧成分検出手段７’が構成され、第２の電圧成分用フィルタＢＥ２により第２の電圧成分検出手段８’が構成されている。
【０１０２】
更に第１の電力成分演算用乗算手段ＭＵ１と、第１の電力成分平均値演算手段ＩＮ１とにより第１の判定対象電力成分演算手段９が構成され、第２の電力成分演算用乗算手段ＭＵ２と、第２の電力成分平均値演算手段ＩＮ２とにより第２の判定対象電力成分演算手段１０が構成されている。
【０１０３】
そして、電流検出器ＣＤ１及び電圧検出器ＶＤ１と、第１の電流成分検出手段５’及び第２の電流成分検出手段６’と、第１の電圧成分検出手段７’及び第２の電圧成分検出手段８’と、第１の判定対象電力成分演算手段９及び第２の判定対象電力成分演算手段１０と、第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１及び第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２とにより、本発明に係わる監視装置４が構成されている。
【０１０４】
図３に示すように構成すると、高周波電源１から出力された高周波電力と、高周波電源１の出力周波数が異なる他の高周波電源から出力された高周波電力とを監視点で区別して検出することができるため、プロセスの状態を的確に判定することができる。
【０１０５】
図３に示した例において、第１の判定対象電力成分及び第２の判定対象電力成分のうちのいずれか一方のみをモニタすればよい場合には、モニタが不要な電力成分の演算手段と比較判定手段とを省略することができる。
【０１０６】
第３の実施形態
図４は本発明の第３の実施形態を示したもので、この実施形態では、電流検出器ＣＤ１の出力がローカル発振器ＬＯ１の出力とともに第１のミキサＭＸ１に入力されている。ローカル発振器ＬＯ１は、高周波電源１の出力周波数Ｆ１と異なるローカル発振周波数ＦＬの出力を発生する。第１のミキサＭＸ１は、電流検出器ＣＤ１から得られる電流検出信号Ｓｃとローカル発振器の出力とを乗算して、高周波電源の出力周波数Ｆ１とローカル発振周波数ＦＬとの差の周波数ΔＦ（＝ＦＬ−Ｆ１）に等しい周波数の電流成分を含む信号を出力する。
【０１０７】
ミキサＭＸ１の出力は、電流成分検出用フィルタＢＰ３に入力され、電流成分検出用フィルタＢＰ３の出力は電流実効値演算手段ＲＭ５に入力されている。電流成分検出用フィルタＢＰ３はバンドパスフィルタからなっていて、ミキサＭＸ１の出力のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１とローカル発振周波数ＦＬとの差の周波数ΔＦ（＝ＦＬ−Ｆ１）に等しい周波数の成分のみを通過させて電流実効値演算手段ＲＭ５に入力する。フィルタＢＰ３が出力する周波数ΔＦの成分の信号は、監視点で検出される電流のうち、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の電流成分（判定対象電流成分）の情報を含んでいる。
【０１０８】
電流実効値演算手段ＲＭ５は、フィルタＢＰ３の出力の実効値を演算して、監視点を流れる電流のうち、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の成分（判定対象電流成分）の実効値を示す判定対象電流成分検出信号Ｓc1を出力する。
【０１０９】
また電圧検出器ＶＤ１の出力がローカル発振器ＬＯ１の出力とともに第２のミキサＭＸ２に入力されている。第２のミキサＭＸ２は、電圧検出器ＶＤ１から得られる電圧検出信号Ｓｖとローカル発振器の出力とを乗算して、高周波電源の出力周波数Ｆ１とローカル発振周波数ＦＬとの差の周波数ΔＦ（＝ＦＬ−Ｆ１）に等しい周波数の電圧成分を含む信号を出力する。
【０１１０】
ミキサＭＸ２の出力は、電圧成分検出用フィルタＢＰ４に入力され、電圧成分検出用フィルタＢＰ４の出力は電圧実効値演算手段ＲＭ６に入力されている。電圧成分検出用フィルタＢＰ４はバンドパスフィルタからなっていて、ミキサＭＸ２の出力のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１とローカル発振周波数ＦＬとの差の周波数ΔＦ（＝ＦＬ−Ｆ１）に等しい周波数の成分のみを通過させて電圧実効値演算手段ＲＭ６に入力する。電圧成分検出用フィルタＢＰ４の出力は、監視点で検出される電圧のうち、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の電圧成分（判定対象電圧成分）の情報を含んでいる。
【０１１１】
電圧実効値演算手段ＲＭ６は、フィルタＢＰ４の出力の実効値を演算して、監視点で検出される電圧のうち、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の成分（判定対象電圧成分）の実効値を示す判定対象電圧成分検出信号Ｓv1を出力する。
【０１１２】
電流実効値演算手段ＲＭ５から得られる判定対象電流成分検出信号Ｓc1は、判定対象電流成分の値が異常であるか否かの判定の基準値（電流成分基準値）を与える電流成分基準信号ＣＲ１とともに電流成分用比較判定手段ＡＣ１に入力され、電圧実効値演算手段ＲＭ６から得られる判定対象電圧成分検出信号Ｓv1は、判定対象電圧成分の値が異常であるか否かの判定基準値（電圧成分基準値）を与える電圧成分基準信号ＶＲ１とともに電圧成分用比較判定手段ＡＶ１に与えられている。
【０１１３】
電流成分用比較判定手段ＡＣ１は、信号Ｓc1により与えられる判定対象電流成分の値と電流成分基準信号ＣＲ１の値とを比較して、その比較の結果から判定対象電流成分の値が異常であると判定したときに出力端子ｔac1から電流成分異常判定出力Ｓac1を発生する。
【０１１４】
電圧成分用比較判定手段ＡＶ１は、信号Ｓv1により与えられる判定対象電圧成分の値と電圧成分基準信号ＶＲ１の値とを比較して、その比較の結果から判定対象電圧成分の値が異常であると判定したときに出力端子ｔav1 から電圧成分異常判定出力Ｓav1を発生する。
【０１１５】
図４に示した実施形態では、ローカル発振器ＬＯ１と、ミキサＭＸ１及びＭＸ２とにより、周波数変換部１１が構成されている。
【０１１６】
またフィルタＢＰ３と実効値演算手段ＲＭ５とにより、電流検出器ＣＤ１により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出する電流成分検出手段１２が構成され、フィルタＢＰ４と実効値演算手段ＲＭ６とにより、電圧検出器ＶＤ１により検出された電圧から基準周波数の成分を判定対象電圧成分として検出する電圧成分検出手段１３が構成されている。
【０１１７】
そして、電流検出器ＣＤ１及び電圧検出器ＶＤ１と、周波数変換部１１と、電流成分検出手段１２及び電圧成分検出手段１３と、電流成分用比較判定手段ＡＣ１及び電圧成分用比較判定手段ＡＶ１とにより、本発明に係わる監視装置４が構成されている。
【０１１８】
図１または図３に示したように、電流検出器ＣＤ１及び電圧検出器ＶＤ１から得られる高い周波数の電流検出信号及び電圧検出信号をそのままフィルタに入力するようにした場合には、フィルタの選択度Ｑが高い高価なものを用いる必要がある。これに対し、図４に示したように、ローカル発振器とミキサとを用いて、電流検出信号及び電圧検出信号の周波数を高周波電源の出力周波数よりも低い周波数に変換すると、フィルタＢＰ３及びフィルタＢＰ４として選択度Ｑが低い安価なものを用いることができるため、コストの低減を図ることができる。
【０１１９】
第４の実施形態
図５は、本発明の第４の実施形態を示したもので、この実施形態では、電流検出器ＣＤ１の出力と電圧検出器ＶＤ１の出力とが、電力演算用乗算手段ＭＵ３に入力されている。乗算手段ＭＵ３は、電流検出信号Ｓｃと電圧検出信号Ｓｖとを乗算することにより監視点を通る電力を演算して、演算した電力を示す電力検出信号Ｓｐを出力する。
【０１２０】
電力検出信号ＳＰにより検出される電力には、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の電力成分と、基準周波数以外の周波数（この例では高周波電源１’の出力周波数Ｆ２）の電力成分とが含まれる。
【０１２１】
乗算手段ＭＵ３から得られる電力検出信号ＳＰは、第１の電力成分検出用フィルタＢＰ５に入力され、該フィルタＢＰ５の出力が第１の電力平均値演算手段ＩＮ１に入力されている。
【０１２２】
第１の電力成分検出用フィルタＢＰ５は、バンドパスフィルタからなっていて、乗算手段ＭＵ３から得られる電力検出信号Ｓｐを入力として、監視点で検出された電力に含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電力成分として検出して、該第１の判定対象電力成分を示す検出信号を第１の電力平均値演算手段ＩＮ１に与える。第１の電力平均値演算手段ＩＮ１は、フィルタＢＰ５から与えられる第１の判定対象電力成分の平均値を演算して、演算した平均値を示す第１の判定対象電力検出信号Ｓp1を出力端子ｔp1から出力する。
【０１２３】
この例では、第１の電力成分検出用フィルタＢＰ５と第１の電力平均値演算手段ＩＮ１とにより、第１の判定対象電力成分検出手段１４が構成されている。
【０１２４】
第１の電力平均値演算手段ＩＮ１から与えられる第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1は、その値が異常であるか正常であるかの判定の基準となる第１の電力成分基準値を与える第１の電力成分基準信号ＰＲ１とともに第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１に入力されている。
【０１２５】
第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１は、第１の電力成分基準信号ＰＲ１の値と第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1の値とを比較して、その比較の結果から異常が検出されたときに第１の電力成分異常判定出力Ｓap1 を発生する。
【０１２６】
乗算手段ＭＵ３の出力信号はまた第２の電力成分検出用フィルタＢＥ６に入力され、このフィルタＢＥ６の出力は、第２の電力平均値演算手段ＩＮ２に入力されている。
【０１２７】
第２の電力成分検出用フィルタＢＥ６は、乗算手段ＭＵ３の出力を入力として、電力検出信号Ｓｐに含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１（基準周波数）以外の周波数の成分を第２の判定対象電力成分として検出して、該第２の判定対象電力成分の瞬時値を示す検出信号を第２の電力平均値演算手段ＩＮ２に与える。第２の電力平均値演算手段ＩＮ２は、フィルタＢＥ３から与えられる検出信号の平均値を演算して、第２の判定対象電力成分の平均値を示す第２の判定対象電力成分検出信号Ｓp2を出力端子ｔp2から出力する。
【０１２８】
この例では、第２の電力成分検出用フィルタＢＥ６と第２の電力平均値演算手段ＩＮ２とにより、第２の電力成分検出手段１５が構成されている。
【０１２９】
第２の電流平均値演算手段ＩＮ２の出力は、第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準値（第２の電力成分基準値）を与える第２の電力成分基準信号ＰＲ２とともに第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２に入力されている。
【０１３０】
第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２は、第２の電力成分基準信号ＰＲ２の値と第２の判定対象電力成分検出信号Ｓp2の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第２の電力成分異常判定出力Ｓap2 を出力端子ｔap2から発生する。
【０１３１】
図５に示した実施形態では、電流検出器ＣＤ１及び電圧検出器ＶＤ１と、第１の電力成分検出手段１４及び第２の電力成分検出手段１５と、第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１及び第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２と、電力演算用乗算手段ＭＵ３とにより、本発明に係わる監視装置４が構成されている。
【０１３２】
上記の実施形態では、１つの高周波電源とプラズマ発生部２との間をつなぐ給電回路にのみ監視点を設けたが、必要に応じて、他の高周波電源とプラズマ発生部との間をつなぐ給電回路にも監視点を設置することができる。例えば図６において、更に高周波電源１’とインピーダンス整合器３’との間を接続する回路に監視点Ｂを設定することができる。
【０１３３】
いずれの箇所に監視点を設けるかは、プラズマ発生部２の構成に応じて適宜に決定する。
【０１３４】
上記の説明では、２つの高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力が供給されるプラズマ処理装置を例にとったが、更に多くの高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力が供給される場合、例えば３つの高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力が供給される場合にも本発明を適用することができるのはもちろんである。
【０１３５】
上記の実施形態では、監視点Ａが設けられている給電回路につながる高周波電源１の出力周波数を基準周波数としているが、他の高周波電源（図６に示した例では高周波電源１’）の出力周波数を基準周波数とするようにしてもよい。
【０１３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源とプラズマ発生部との間をつなぐ給電回路に監視点を設定して、該監視点で、特定の高周波電源の出力周波数と同じ周波数成分の電気量（電流、電圧及び電力の少なくとも１つ）と、他の高周波電源から回り込んでくる別の周波数成分の電気量とを区別して検出して、検出した電気量を所定の判定基準値と比較することにより、プラズマ処理装置の状態が正常であるか異常であるかを判定するようにしたので、出力周波数が異なる２以上の高周波電源から電力が供給されるプラズマ処理装置において、特定の高周波電源から出力された電気量を他の高周波電源の出力の影響を受けずに的確にモニタして、プラズマ放電の状態などのプロセスの状態を正確に判断することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図２】（Ａ）は本発明で用いる電流検出器の一例を示した回路図である。（Ｂ）ないし（Ｄ）はそれぞれ本発明で用いる電圧検出器の異なる構成例を示した回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図６】プラズマ処理装置の構成例を概略的に示した構成図である。
【符号の説明】
１：高周波電源、２：プラズマ負荷、３：インピーダンス整合器、４：監視装置、５：第１の電流成分検出手段、６：第２の電流成分検出手段、７：第１の電圧成分検出手段、８：第２の電圧成分検出手段、９：第１の判定対象電力成分検出手段、１０：第２の判定対象電力成分検出手段、１２：電流成分検出手段、１３：電圧成分検出手段、１４：第１の電力成分検出手段、１５：第２の電力成分検出手段、ＣＤ１：電流検出器、ＶＤ１：電圧検出器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の異常の有無を監視する方法、及び該方法を実施するために用いる監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマエッチング装置、プラズマアッシング装置、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置では、高周波電源の出力をインピーダンス整合器を介してチャンバ内のプラズマ発生用電極に供給している。
【０００３】
この種のプラズマ処理装置は、例えばチャンバ内にプラズマ発生用電極を収容して構成したプラズマ発生部と、該プラズマ発生部の電極に高周波電力を供給する高周波電源とを備えている。
【０００４】
高周波電源とプラズマ発生部との間には、高周波電源からプラズマ発生部に電力を効率よく送ることができるようにするため、高周波電源からプラズマ発生部側を見たインピーダンスを、高周波電源の出力インピーダンスに整合させるインピーダンス整合器が設けられる。
【０００５】
この種の装置では、チャンバ内が汚損されると、プラズマ放電の状態が変化し、汚損がひどくなると正常なプラズマ放電を行わせることができなくなることがある。
【０００６】
また、何らかの原因で高周波電源の出力が低下すると、プラズマの放電状態が悪くなったり停止したりしてプラズマ処理が適正に行われなくなるという問題が生じる。
【０００７】
そのため、プラズマ処理装置においては、プラズマ放電の状態などのプロセスの状態を常にモニタして、何らかの異常が検出された場合には、直ちにチャンバ内のクリーニングや、部品の交換などの回復措置を講じることが望ましい。
【０００８】
そこで、本発明者は、プラズマ処理装置の各部の電気量［電流及び（または）電圧及び（または）電力］をモニタすることにより、プラズマ処理装置のプロセスの異常の有無を判定するとの着想を得た。
【０００９】
プラズマ処理装置においては、プラズマ放電の状態が変化すると、プラズマ発生部のインピーダンスが変化するため、高周波電源とプラズマ発生部との間をつなぐ給電回路（伝送線とインピーダンス整合器とを含む回路）の電圧と、該給電回路を流れる電流及び電力に顕著な変化が見られる。何らかの原因でプラズマ放電が消滅したときには、給電回路の電圧及び給電回路を流れる電流が急激な変化を示すとともに、電力も急激な変化を示す。
【００１０】
従って、プラズマ処理装置においては、高周波電源とプラズマ発生部との間の回路で、電圧、電流及び（または）電力を監視することにより、プラズマの放電状態などのプロセスの状態を判定することができ、その判定の結果からプロセスの異常が生じているか否かを判定することができる。
【００１１】
上記のようにしてプラズマ処理装置の監視を行うためには、高周波電源とプラズマ発生部との間の回路の適宜の箇所に設定した測定点（監視点）で、高周波電流、高周波電圧、高周波電力等を正確に検出する必要がある。
【００１２】
一般に、高周波電源とインピーダンス整合器との間をつなぐ伝送線路またはインピーダンス整合器と負荷とを結ぶ伝送線路に設定した測定点の電流を検出する際には、該測定点に電流検出器を接続して、この電流検出器の出力信号（電圧信号）の波形から電流の平均値、実効値及び（または）ピーク値を求めるようにしている。
【００１３】
電流検出器としては、測定点に装着したカレント・トランス（変流器）と、該カレント・トランスの二次側に二次負担として接続したインピーダンスが小さい抵抗器とからなるものが用いられている。
【００１４】
また高周波電源とインピーダンス整合器との間をつなぐ伝送線路またはインピーダンス整合器と負荷とを結ぶ伝送線路に設定した測定点の電圧を検出する際には、測定点に電圧検出器を接続して、この電圧検出器により検出された高周波電圧の波形から電圧の平均値、実効値及び（または）ピーク値を求めるようにしている。
【００１５】
電圧検出器としては、複数のコンデンサを直列に接続して構成したコンデンサ分圧回路や、互いに並列に接続されたコンデンサと抵抗器とからなるインピーダンス要素を複数個直列に接続して構成したコンデンサ分圧回路や、抵抗分圧回路が用いられている。
【００１６】
測定点を通過する高周波電力は、上記のようにして求めた電圧及び電流の検出値を乗算することにより求めることができる。
【００１７】
半導体の製造過程で用いるプラズマエッチング装置等の高周波伝送線路の電流及び電圧を検出する装置として、特許文献１に示されているように、伝送線路を流れる電流を検出する電流検出器と、該伝送線路の電圧を検出する電圧検出器とを共通のケース内に収容してユニット化したものが知られている。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−１８５９６０号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、プラズマエッチング装置や、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置においては、高周波電源から出力された電力がインピーダンス整合器を通してプラズマ発生部の電極に供給される。単一の高周波電源からプラズマ発生部の電極に高周波電力が供給される場合には、高周波電源の出力部またはインピーダンス整合器の出力部に設定した監視点に前述のような電圧検出器と電流検出器とを設けることにより、その監視点の電圧、電流及び電力をモニタすることができる。
【００２０】
しかしながら、プラズマＣＶＤ等のプラズマ処理装置において、出力周波数が異なる２以上の高周波電源からプラズマ発生部の電極に高周波電力を供給する場合には、各高周波電源の出力部やインピーダンス整合器の出力部に他の高周波電源側から各高周波電源の出力周波数と異なる周波数の電力が回り込むことがあるため、前述のような電圧検出器や電流検出器を設けただけでは、各高周波電源が出力する電圧、電流及び電力を的確に検出することができない。
【００２１】
即ち、高周波電源の出力部やインピーダンス整合器の出力部に、その高周波電源の出力周波数と異なる周波数の高周波電力が他の高周波電源側から回り込む場合には、各高周波電源の出力部またはインピーダンス整合器の出力部の電圧及び電流の波形に複数の周波数成分が含まれることになるが、従来の電圧検出器及び電流検出器を用いた場合には、複数の周波数成分を区別なく検出してしまうため、各高周波電源が出力する電流、電圧及び電力を正確にモニタすることができない。
【００２２】
そのため、出力周波数が異なる複数の高周波電源からチャンバ内の電極に高周波電力が供給されるプラズマ処理装置に従来の検出器を設けても、各高周波電源やインピーダンス整合器の異常状態の有無を正確にモニタすることができず、プロセスが正常に行われているか否かを正確に判断することができない。
【００２３】
本発明の目的は、プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の異常の有無を的確に監視することができるプラズマ処理装置の監視方法、及び該監視方法を実施するために用いる監視装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の異常の有無を監視する方法が提供される。
【００２５】
本発明においては、複数の高周波電源のうちの少なくとも１つの出力端子につながる給電回路に監視点を設定して、該監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出する。そして、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい周波数の成分を判定対象成分として検出し、検出した判定対象成分の値を予め設定した判定基準値と比較することにより、プラズマ処理装置の異常の有無を判定する。
【００２６】
また本発明によれば、プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点でプラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置が提供される。
【００２７】
本発明に係わる監視装置は、監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出する監視対象電気量検出器と、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい周波数の成分を判定対象成分として検出する判定対象成分検出手段と、判定対象成分の値を予め設定した判定基準値と比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに異常判定出力を発生する比較判定手段とにより構成される。
【００２８】
なお「特定の高周波電源」は、監視点が設定された給電回路につながる高周波電源でもよく、プラズマ発生部に接続されている他の高周波電源でもよい。
【００２９】
上記のように構成すると、各監視点で、特定の高周波電源の出力周波数と同じ周波数成分の電流及び電圧と、他の高周波電源から回り込んでくる別の周波数成分の電流及び電圧とを区別して検出することができる。
【００３０】
従って、出力周波数が異なる２以上の高周波電源から電力が供給されるプラズマ処理装置に本発明を適用すれば、特定の高周波電源から出力された電流及び電圧を他の高周波電源の出力の影響を受けずに的確にモニタすることができ、プラズマ放電の状態などのプロセスの状態をより正確に判断することができる。
【００３１】
上記監視装置は、監視点を流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出する電流成分検出手段と、判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電流成分基準値と判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに電流成分異常判定出力を発生する電流成分用比較判定手段とを備えた構成とすることができる。
【００３２】
上記のように構成すると、監視点で検出した電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出して、その判定対象電流成分の値と判定基準値との大小関係から、プラズマの状態が異常であるか否かを判定することができる。
【００３３】
例えば、プラズマ発生部のチャンバ内の汚損によりプラズマの放電状態が変化すると、上記監視点で検出した判定対象電流成分の値が増加または減少するため、判定基準値を的確に設定しておくことにより、その異常を検出することができる。
【００３４】
上記監視装置はまた、監視点の電圧を検出する電圧検出器と、該電圧検出器により検出された電圧から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電圧成分として検出する電圧成分検出手段と、判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える電圧成分基準値と判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに電圧成分異常判定出力を発生する電圧成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００３５】
プラズマ発生部の汚損によりプラズマの放電状態が変化すると、高周波電源側からプラズマ発生部側を見たインピーダンスが増加または減少するため、監視点で測定した高周波電圧も増加または減少する。
【００３６】
従って、上記のように、監視点の電圧を検出してその値を判定基準値と比較するようにすると、判定基準値を的確に設定しておくことにより、プラズマの放電状態が異常になったことを判定することができる。
【００３７】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出する電流成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から基準周波数の成分を判定対象電圧成分として検出する電圧成分検出手段と、判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電流成分基準値と判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに電流成分異常判定出力を発生する電流成分用比較判定手段と、判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える電圧成分基準値と判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに電圧成分異常判定出力を発生する電圧成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００３８】
上記のように構成すると、監視点の電圧と電流とを正確に検出することができるため、プラズマ処理装置の異常の有無をより的確に判定することができる。
【００３９】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を検出する電流成分検出手段と、電圧検出器の出力信号から基準周波数の成分を検出する電圧成分検出手段と、電流成分検出手段の出力と電圧成分検出手段の出力とから監視点を流れる基準周波数の電力を判定対象電力として演算する電力演算手段と、判定対象電力の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電力基準値と前記判定対象電力の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに電力異常判定出力を発生する電力用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００４０】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器の出力と電圧検出器の出力とから電力を演算する電力演算手段と、電力演算手段により演算された電力から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電力成分として検出する電力成分検出手段と、判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電力成分基準値と判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに電力成分異常判定出力を発生する電力成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００４１】
プラズマ処理装置のプロセスの状態は、監視点で検出される電力にも反映されるため、上記の構成によっても、プラズマ処理装置の異常の有無を判定することができる。
【００４２】
上記の構成では、特定の高周波電源の出力周波数の成分のみを検出するようにしているが、特定の高周波電源の出力周波数以外の周波数成分をも併せて検出するようにしてもよい。
【００４３】
即ち、本発明に係わる監視方法では、複数の高周波電源のうちの少なくとも１つの出力端子につながる給電回路に監視点を設定して、該監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出し、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象成分として検出するとともに、該基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象成分として検出して、第１の判定対象成分の値及び第２の判定対象成分の値をそれぞれを予め設定した第１の判定基準値及び第２の判定基準値と比較することにより、プラズマ処理装置の異常の有無を判定するようにしてもよい。
【００４４】
このような方法による場合に用いる監視装置は、監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出する監視対象電気量検出器と、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象成分として検出する第１の判定対象成分検出手段と、検出された監視対象電気量から基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象成分として検出する第２の判定対象成分検出手段と、第１の判定対象成分の値を予め設定した第１の判定基準値と比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに第１の異常判定出力を発生する第１の比較判定手段と、第２の判定対象成分の値を予め設定した第２の判定基準値と比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに第２の異常判定出力を発生する第２の比較判定手段とにより構成することができる。
【００４５】
上記のように、監視点で、特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の電流成分と、基準周波数以外の電流成分とをそれぞれ第１の判定対象電流成分及び第２の判定対象電流成分として検出して、これらの判定対象電流成分の値を判定基準値と比較することにより、異常の有無を判定するようにすると、監視点が設けられている給電回路につながる高周波電源から出力された高周波電流と、他の高周波電源から回り込んできた高周波電流とを判定の対象とすることができるため、プラズマ処理装置におけるプロセスの状態に関する情報をより多く取得してプロセスの状態の判定をより的確に行うことができる。
【００４６】
上記監視装置は、監視点を流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電流成分として検出する第１の電流成分検出手段と、電流検出器により検出された電流から基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電流成分として検出する第２の電流成分検出手段と、第１の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電流成分基準値と前記第１の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第１の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第１の電流成分異常判定出力を発生する第１の電流成分用比較判定手段と、第２の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電流成分基準値と前記第２の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第２の電流成分異常判定出力を発生する第２の電流成分用比較判定手段とにより構成することができる。
【００４７】
上記監視装置はまた、監視点の電圧を検出する電圧検出器と、電圧検出器により検出された電圧から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電圧成分として検出する第１の電圧成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電圧成分として検出する第２の電圧成分検出手段と、第１の判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える第１の電圧成分基準値と前記第１の判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から前記第１の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第１の電圧成分異常判定出力を発生する第１の電圧成分用比較判定手段と、第２の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかの基準を与える第２の電圧成分基準値と前記第２の判定対象電圧成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第２の電圧成分異常判定出力を発生する第２の電圧成分用比較判定手段とにより構成することもできる。
【００４８】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器により検出される電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電流成分として検出する第１の電流成分検出手段と、電流検出器により検出された電流から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電流成分として検出する第２の電流成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数の成分を第１の判定対象電圧成分として検出する第１の電圧成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電圧成分として検出する第２の電圧成分検出手段と、第１の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電流成分基準値と前記第１の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第１の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第１の電流成分異常判定出力を発生する第１の電流成分用比較判定手段と、第２の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電流成分基準値と前記第２の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第２の電流成分異常判定出力を発生する第２の電流成分用比較判定手段と、第１の判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える第１の電圧成分基準値と第１の判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から前記第１の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第１の電圧成分異常判定出力を発生する第１の電圧成分用比較判定手段と、第２の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかの基準を与える第２の電圧成分基準値と前記第２の判定対象電圧成分の値とを比較して、その比較の結果から第２の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第２の電圧成分異常判定出力を発生する第２の電圧成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００４９】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流を検出する電流検出器と、監視点の電圧を検出する電圧検出器と、電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の電流成分として検出する第１の電流成分検出手段と、電流検出器により検出された電流から基準周波数以外の周波数の成分を第２の電流成分として検出する第２の電流成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から基準周波数の成分を第１の電圧成分として検出する第１の電圧成分検出手段と、電圧検出器により検出された電圧から基準周波数以外の周波数の成分を第２の電圧成分として検出する第２の電圧成分検出手段と、第１の電流成分と第１の電圧成分とから基準周波数の電力を第１の判定対象電力成分として演算する第１の電力成分演算手段と、第２の電流成分と第２の電圧成分とから基準周波数以外の周波数の電力を第２の判定対象電力成分として演算する第２の電力成分演算手段と、第１の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電力成分基準値と第１の判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第１の電力成分異常判定出力を発生する第１の電力成分用比較判定手段と、第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電力成分基準値と前記第２の判定対象電力成分の値とを比較して、その比較の結果から異常が検出されたときに第２の電力成分異常判定出力を発生する第２の電力成分用比較判定手段とを備えた構成とすることもできる。
【００５０】
上記監視装置はまた、監視点を流れる電流及び監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、電流検出器の出力と電圧検出器の出力とから電力を演算する電力演算手段と、電力演算手段により演算された電力から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電力成分として検出する第１の電力成分検出手段と、電力演算手段により演算された電力から基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電力成分として検出する第２の電力成分検出手段と、第１の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電力成分基準値と第１の判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第１の電力成分異常判定出力を発生する第１の電力成分用比較判定手段と、第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電力成分基準値と第２の判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第２の電力成分異常判定出力を発生する第２の電力成分用比較判定手段とを備えた構成とすることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００５２】
第１の実施形態
図１は本発明の第１の実施形態を示したもので、この例では、高周波電源１とプラズマ発生部（負荷）２との間をつなぐ給電回路のうち、高周波電源１の出力端子とインピーダンス整合器３との間の回路に監視点Ａを設定して、この監視点に本発明に係わる監視装置４を接続している。
【００５３】
インピーダンス整合器３は、高周波電源からプラズマ発生部側を見たインピーダンスを、高周波電源の出力インピーダンスに整合させる働きを有するもので、高周波電源からプラズマ発生部に電力を効率よく送ることができるようにするために設けられている。
【００５４】
プラズマ発生部２は、複数の高周波電源から高周波電力が供給されてプラズマ放電を生じるもので、例えば図６に示すように、内部が真空引きされるプラズマチャンバＰＣと、該チャンバ内に配置されたプラズマ発生用電極Ｐ１及びＰ２とを有し、出力周波数がＦ１の高周波電源１及び出力周波数がＦ２の高周波電源１’からインピーダンス整合器３及び３’を通して電極Ｐ１及びＰ２にそれぞれ高周波電力が供給される。
【００５５】
本実施形態では、一方の高周波電源１とプラズマ発生部２とをつなぐ給電回路のうち、高周波電源１とインピーダンス整合器３との間を接続している伝送線路Ｌの途中に設定した監視点Ａに監視装置４を設置して、この監視点Ａを流れる電流と該監視点の電圧とを監視することにより、プラズマ発生部２におけるプラズマ放電の状態を監視する。
【００５６】
本実施形態では、監視点Ａの電気量を検出する電気量検出器として、電流検出器ＣＤ１と、電圧検出器ＶＤ１とが設けられている。
【００５７】
図１において、電流検出器ＣＤ１は、監視点を流れる電流を検出するために伝送線路Ｌに取り付けられたもので、この電流検出器としては、例えば図２（Ａ）に示すように、伝送線路Ｌを一次導体とするように設けられたカレント・トランス（変流器）ＣＴと、該カレント・トランスの二次コイルの両端に二次負担として接続されたインピーダンスが小さい抵抗器Ｒｃとを有して、抵抗器Ｒｃの両端に監視点Ａを流れる電流に比例した電流検出信号（電圧信号）Ｓｃを得るようにしたものを用いることができる。
【００５８】
電圧検出器ＶＤ１は、監視点Ａと接地間の電圧を検出するもので、この電圧検出器ＶＤ１としては、例えば図２（Ｂ）に示すように、コンデンサＣ１及びＣ２を直列に接続して、コンデンサＣ２の両端に線路４の電圧に比例した電圧検出信号Ｓｖを得るコンデンサ分圧回路や、図２（Ｃ）に示すように、コンデンサＣ１と抵抗器Ｒ１との並列回路からなるインピーダンス要素とコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ２との並列回路からなるインピーダンス要素とを直列に接続して、コンデンサＣ２と抵抗器Ｒ２との並列回路の両端に電圧検出信号Ｓｖを得るようにしたコンデンサ分圧回路や、図２（Ｄ）に示したように、抵抗器Ｒ１及びＲ２の直列回路からなる抵抗分圧回路を用いることができる。
【００５９】
図６に示すように、プラズマ発生部２に、出力周波数がＦ１の高周波電源１と、出力周波数がＦ２の他の高周波電源１’とから電力が供給される場合、電流検出器ＣＤ１の出力及び電圧検出値ＶＤ１の出力には、通常周波数Ｆ１の信号の外に、周波数Ｆ２の信号が含まれる。
【００６０】
図１において、ＢＰ１は、電流検出器ＣＤ１が出力する電流検出信号Ｓｃが入力された第１の電流成分検出用フィルタである。このフィルタは、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数Ｆ１の成分を通過させ、基準周波数Ｆ１以外の成分の通過を阻止する特性を有するバンドパスフィルタからなっていて、電流検出器ＣＤ１が出力する電流検出信号Ｓｃに含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい基準周波数の成分を通過させて、検出信号Ｓc1' として出力する。
【００６１】
ＲＭ１は第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１の出力を入力として、入力信号の実効値を求める第１の電流実効値演算手段である。この実効値演算手段ＲＭ１は、フィルタＢＰ１から与えられた検出信号Ｓc1’から監視点を流れる高周波電流の基準周波数Ｆ１の成分の実効値を演算して、演算した実効値を示す第１の判定対象電流成分検出信号Ｓc1を出力端子ｔc1から出力する。
【００６２】
この例では、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１と、第１の電流実効値演算手段ＲＭ１とにより、第１の電流成分検出手段５が構成されている。
【００６３】
実効値演算手段ＲＭ１が出力する第１の判定対象電流成分検出信号Ｓc1はまた、第１の判定対象電流成分の値（この例では実効値）が正常であるか異常であるかを判定する際の判定の基準となる第１の電流成分基準値を示す第１の電流成分基準信号ＣＲ１とともに、第１の電流成分用比較判定手段ＡＣ１に入力される。
第１の電流成分用比較判定手段ＡＣ１は、第１の判定対象電流成分検出信号Ｓc1により与えられる第１の判定対象電流成分の値と基準信号ＣＲ１により与えられる第１の電流成分基準値とを比較して、その比較の結果から、第１の判定対象電流成分の値が異常であると判定したときに、出力端子ｔac1から第１の電流成分異常判定出力Ｓac1を発生する。
【００６４】
例えば、プラズマ発生部２を構成するチャンバ内が汚損して、プラズマ放電電流が減少したときには、検出される第１の判定対象電流成分が減少するので、第１の判定対象電流成分検出信号Ｓc1の値が基準信号ＣＲ１の値よりも小さくなったときに、プラズマ放電の状態に異常が生じていることを判定することができる。
【００６５】
ＢＥ１は、電流検出器ＣＤ１の出力が入力された第２の電流成分検出用フィルタである。このフィルタは、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい基準周波数Ｆ１の成分の通過を阻止し、基準周波数Ｆ１以外の成分を通過させる特性を有するバンドエリミネートフィルタからなっていて、電流検出器ＣＤ１の出力を入力として、電流検出信号Ｓｃにより検出される電流に含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数（基準周波数）Ｆ１以外の周波数の成分を検出して、検出信号Ｓc2’を第２の電流実効値演算手段ＲＭ２に与える。
【００６６】
第２の電流実効値演算手段ＲＭ２は、検出信号Ｓc2' から第２の判定対象電流成分の実効値を演算して、演算した実効値を示す第２の判定対象電流成分検出信号Ｓc2を出力端子ｔc2から出力する。
【００６７】
この例では、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１と第２の電流実効値演算手段ＲＭ２とにより、第２の電流成分検出手段６が構成されている。
【００６８】
第２の電流実効値演算手段ＲＭ２が出力する検出信号Ｓc2はまた、第２の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を示す第２の電流成分基準信号ＣＲ２とともに、第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ２に入力されている。
【００６９】
第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ２は、検出信号Ｓc2により与えられる第２の判定対象電流成分の値と第２の電流成分基準信号ＣＲ２の値とを比較して、その比較の結果から、第２の判定対象電流成分の値が異常であると判定したときに、出力端子ｔac2から第２の電流成分異常判定出力Ｓac2を発生する。
【００７０】
例えば、プラズマ発生部のチャンバ内が汚損してプラズマ状態が変化し、他の高周波電源から回り込んでくる電流成分が減少する場合には、第２の電流成分検出信号Ｓc2の値が、基準信号ＣＲ２の値よりも小さくなったときに、プラズマ放電状態に異常が生じているとの判定を行わせることができる。
【００７１】
ＢＰ２は、電圧検出器ＶＤ１の出力が入力された第１の電圧成分検出用フィルタで、このフィルタは、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい周波数の成分を通過させ、周波数Ｆ１以外の成分の通過を阻止する特性を有するバンドパスフィルタからなっている。
【００７２】
第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２は、電圧検出器ＶＤ１が出力する電圧検出信号Ｓｖに含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電圧成分の瞬時値を示す検出信号Ｓv1’として第１の電圧実効値演算手段ＲＭ３に与える。
【００７３】
第１の実効値演算手段ＲＭ３は、フィルタＢＰ２から与えられた検出信号Ｓv1’から監視点の高周波電圧の第１の判定対象電圧成分の実効値を演算して、演算した実効値を示す第１の判定対象電圧成分検出信号Ｓv1を出力端子ｔv1から出力する。
【００７４】
この例では、第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２と第１の電圧実効値演算手段ＲＭ３とにより、第１の電圧成分検出手段７が構成されている。
【００７５】
第１の電圧実効値演算手段ＲＭ３が出力する第１の判定対象電圧成分検出信号Ｓv1は、第１の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかを判定する際の判定の基準（第１の電圧成分基準）を与える第１の電圧成分基準信号ＶＲ１とともに、第１の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１に入力されている。
【００７６】
第１の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１は、検出信号Ｓv1により与えられる第１の判定対象電圧成分の値と第１の電圧成分基準信号ＶＲ１の値とを比較して、その比較の結果から、第１の判定対象電圧成分の値が異常であると判定したときに、出力端子ｔav1から第１の電圧成分異常判定出力Ｓav1を発生する。
【００７７】
例えば、プラズマ発生部のチャンバが汚損してプラズマ放電電流が減少する状態が生じているときには、プラズマ発生部のインピーダンスが大きくなるため、第１の判定対象電圧成分が大きくなる。従って、第１の判定対象電圧成分検出信号Ｓav1と適当な値に設定した第１の電圧成分基準信号ＶＲ１と比較することにより、プラズマ放電状態が正常であるか異常であるかの判定を行わせることができる。
【００７８】
ＢＥ２は、電圧検出器ＶＤ１の出力を入力とする第２の電圧成分検出用フィルタで、このフィルタは、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい周波数の成分の通過を阻止し、周波数Ｆ１以外の成分を通過させる特性を有するバンドエリミネートフィルタからなっている。
【００７９】
第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２は、電圧検出信号Ｓｖに含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１以外の周波数の成分を第２の判定対象電圧成分として、該第２の判定対象電圧成分の瞬時値を示す検出信号Ｓv2’を第２の電圧実効値演算手段ＲＭ４に与える。
【００８０】
第２の電圧実効値演算手段ＲＭ４は、フィルタＢＥ２から与えられた信号Ｓv2’から第２の判定対象電圧成分の実効値を演算して、演算した実効値を示す第２の判定対象電圧成分検出信号Ｓv2を出力端子ｔv2から出力する。
【００８１】
この例では、第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２と、第２の電圧実効値演算手段ＲＭ４とにより、第２の電圧成分検出手段８が構成されている。
【００８２】
実効値演算手段ＲＭ４が出力する第２の電圧成分検出信号Ｓv2はまた、監視点で検出された第２の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかを判定する際の基準を示す第２の電圧成分基準を与える第２の電圧成分基準信号ＶＲ２とともに、第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ２に入力されている。第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ２は、検出信号Ｓv2により与えられる第２の判定対象電圧成分の値と第２の電圧成分基準信号ＶＲ２の値とを比較して、その比較の結果から、第２の判定対象電圧成分の値が異常であると判定したときに、出力端子ｔav2から第２の電圧成分異常判定出力Ｓav2を発生する。
【００８３】
図１に示した例では、電流検出器ＣＤ１と、電圧検出器ＶＤ１と、第１の電流成分検出手段５と、第２の電流成分検出手段６と、第１の電圧成分検出手段７と、第２の電圧成分検出手段８と、第１の電流成分用比較判定手段ＡＣ１と、第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ２と、第１の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１と、第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ２とにより、本発明に係わる監視装置４が構成されている。
【００８４】
図１に示した監視装置において、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１、第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１及び第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２は、アナログフィルタからなっていてもよく、デジタルフィルタからなっていてもよい。
【００８５】
また実効値演算手段ＲＭ１ないしＲＭ４もアナログ演算回路からなっていてもよく、コンピュータを用いてソフトウェア的に構成されるデジタル演算手段からなっていてもよい。
【００８６】
第１及び第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ１及びＡＣ２並びに第１及び第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１及びＡＶ２は、比較器により構成されるが、この比較器もアナログ回路からなるものでもよく、コンピュータを用いてソフトウェア的に構成されるものでもよい。
【００８７】
上記の監視装置は、インピーダンス整合器との間をつなぐ線路に接続されているが、本発明に係わる監視装置は、プラズマ処理装置の高周波電流が流れる回路のいずれの箇所に接続してもよく、設置箇所を選ばない。例えば、上記の監視装置を、高周波電源１の内部に設けることもでき、インピーダンス整合器３の内部に設けることもできる。
【００８８】
上記のように構成すると、監視点が設けられた給電回路に接続されている高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の電流成分及び電圧成分を、他の高周波電源から回り込んでくる周波数成分と区別して検出して、検出した成分を判定に用いることができるため、出力周波数が異なる２以上の高周波電源から電力が供給されるプラズマ処理装置であっても、各高周波電源から出力された電流及び電圧を他の高周波電源の出力の影響を受けずに正確にモニタして、プラズマ処理装置のプラズマ放電の状態などのプロセスの状態をより的確に判断することができ、高周波電源の故障または劣化、インピーダンス整合器の異常、プラズマ発生部のチャンバ内の汚損等の異常を検出することができる。また、異常判定出力の発生件数をモニタすることにより、メンテナンス時期を知ることができる。
【００８９】
上記の実施形態では、第１及び第２の電流成分用比較判定手段ＡＣ１及びＡＣ２と、第１及び第２の電圧成分用比較判定手段ＡＶ１及びＡＶ２とを設けているが、プロセスの異常は、電流成分及び電圧成分のいずれか一方のみを判定基準値と比較することによっても検出することができる。
【００９０】
第２の実施形態
次に図３を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。図３に示した実施形態において、ＣＤ１及びＶＤ１はそれぞれ電流検出器及び電圧検出器、ＢＰ１及びＢＰ２はそれぞれ第１の電流成分検出用フィルタ及び第１の電圧成分検出用フィルタ、ＢＥ１及びＢＥ２はそれぞれ第２の電流成分検出用フィルタ及び第２の電圧成分検出用フィルタであり、これらのフィルタは、図１に示した実施形態で用いたものと同様に構成されている。
【００９１】
図３に示した例では、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１の出力と第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２の出力とが第１の電力成分演算用乗算手段ＭＵ１に入力され、この乗算手段ＭＵ１の出力が第１の電力平均値演算手段ＩＮ１に入力されている。
【００９２】
第１の電力成分演算用乗算手段ＭＵ１は、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１から得られる検出信号（第１の判定対象電流成分の瞬時値を与える検出信号）と第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２から得られる検出信号（第１の判定対象電圧成分の瞬時値を与える検出信号）とを乗算して、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の電力を第１の判定対象電力成分として演算する。
【００９３】
第１の電力平均値演算手段ＩＮ１は、第１の判定対象電力成分の平均値を演算して、出力端子ｔp1から演算した第１の判定対象電力成分の平均値を示す第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1を出力する。
【００９４】
第１の電力平均値演算手段ＩＮ１から得られる第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1は、該検出信号により与えられる第１の判定対象電力の値（平均値）が正常であるか異常であるかの判定を行う際の基準値（第１の電力成分基準値）を示す第１の電力成分基準信号ＰＲ１とともに第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１に入力されている。
【００９５】
第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１は、第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1により与えられる第１の判定対象電力成分の値と第１の電力成分基準信号ＰＲ１の値とを比較してその比較の結果から、第１の判定対象電力成分の値の異常が検出されたときに出力端子ｔap1 から第１の電力成分異常判定出力Ｓap1を発生する。
【００９６】
図３に示した例ではまた、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１の出力と第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２の出力とが第２の電力成分演算用乗算手段ＭＵ２に入力され、この乗算手段ＭＵ２の出力が第２の電力平均値演算手段ＩＮ２に入力されている。
【００９７】
第２の電力成分用乗算手段ＭＵ２は、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１から得られる検出信号と第２の電圧成分検出用フィルタＢＥ２から得られる検出信号とを乗算して、高周波電源１の出力周波数（基準周波数）以外の周波数の電力を第２の判定対象電力成分として演算する。第２の電力平均値演算手段ＩＮ２は、第２の判定対象電力成分の平均値を演算して、出力端子ｔp2から演算した平均値を示す第２の判定対象電力成分検出信号Ｓp2を出力する。
【００９８】
第２の電力成分平均値演算手段ＩＮ２から得られる第２の判定対象電力成分信号Ｓp2は、該信号Ｓp2により与えられる第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定を行う際の基準値（第２の電力成分基準値）を与える第２の電力成分基準信号ＰＲ２とともに第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２に入力されている。
【００９９】
第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２は、第２の判定対象電力成分検出信号Ｓp2の値と第２の電力成分基準信号ＰＲ２の値とを比較してその比較の結果から、第２の判定対象電力成分の値の異常が検出されたときに出力端子ｔap2 から第２の電力成分異常判定信号Ｓap2を出力する。
【０１００】
この例では、第１の電流成分検出用フィルタＢＰ１により第１の電流成分検出手段５’が構成され、第２の電流成分検出用フィルタＢＥ１により第２の電流成分検出手段６’が構成されている。
【０１０１】
また第１の電圧成分検出用フィルタＢＰ２により第１の電圧成分検出手段７’が構成され、第２の電圧成分用フィルタＢＥ２により第２の電圧成分検出手段８’が構成されている。
【０１０２】
更に第１の電力成分演算用乗算手段ＭＵ１と、第１の電力成分平均値演算手段ＩＮ１とにより第１の判定対象電力成分演算手段９が構成され、第２の電力成分演算用乗算手段ＭＵ２と、第２の電力成分平均値演算手段ＩＮ２とにより第２の判定対象電力成分演算手段１０が構成されている。
【０１０３】
そして、電流検出器ＣＤ１及び電圧検出器ＶＤ１と、第１の電流成分検出手段５’及び第２の電流成分検出手段６’と、第１の電圧成分検出手段７’及び第２の電圧成分検出手段８’と、第１の判定対象電力成分演算手段９及び第２の判定対象電力成分演算手段１０と、第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１及び第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２とにより、本発明に係わる監視装置４が構成されている。
【０１０４】
図３に示すように構成すると、高周波電源１から出力された高周波電力と、高周波電源１の出力周波数が異なる他の高周波電源から出力された高周波電力とを監視点で区別して検出することができるため、プロセスの状態を的確に判定することができる。
【０１０５】
図３に示した例において、第１の判定対象電力成分及び第２の判定対象電力成分のうちのいずれか一方のみをモニタすればよい場合には、モニタが不要な電力成分の演算手段と比較判定手段とを省略することができる。
【０１０６】
第３の実施形態
図４は本発明の第３の実施形態を示したもので、この実施形態では、電流検出器ＣＤ１の出力がローカル発振器ＬＯ１の出力とともに第１のミキサＭＸ１に入力されている。ローカル発振器ＬＯ１は、高周波電源１の出力周波数Ｆ１と異なるローカル発振周波数ＦＬの出力を発生する。第１のミキサＭＸ１は、電流検出器ＣＤ１から得られる電流検出信号Ｓｃとローカル発振器の出力とを乗算して、高周波電源の出力周波数Ｆ１とローカル発振周波数ＦＬとの差の周波数ΔＦ（＝ＦＬ−Ｆ１）に等しい周波数の電流成分を含む信号を出力する。
【０１０７】
ミキサＭＸ１の出力は、電流成分検出用フィルタＢＰ３に入力され、電流成分検出用フィルタＢＰ３の出力は電流実効値演算手段ＲＭ５に入力されている。電流成分検出用フィルタＢＰ３はバンドパスフィルタからなっていて、ミキサＭＸ１の出力のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１とローカル発振周波数ＦＬとの差の周波数ΔＦ（＝ＦＬ−Ｆ１）に等しい周波数の成分のみを通過させて電流実効値演算手段ＲＭ５に入力する。フィルタＢＰ３が出力する周波数ΔＦの成分の信号は、監視点で検出される電流のうち、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の電流成分（判定対象電流成分）の情報を含んでいる。
【０１０８】
電流実効値演算手段ＲＭ５は、フィルタＢＰ３の出力の実効値を演算して、監視点を流れる電流のうち、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の成分（判定対象電流成分）の実効値を示す判定対象電流成分検出信号Ｓc1を出力する。
【０１０９】
また電圧検出器ＶＤ１の出力がローカル発振器ＬＯ１の出力とともに第２のミキサＭＸ２に入力されている。第２のミキサＭＸ２は、電圧検出器ＶＤ１から得られる電圧検出信号Ｓｖとローカル発振器の出力とを乗算して、高周波電源の出力周波数Ｆ１とローカル発振周波数ＦＬとの差の周波数ΔＦ（＝ＦＬ−Ｆ１）に等しい周波数の電圧成分を含む信号を出力する。
【０１１０】
ミキサＭＸ２の出力は、電圧成分検出用フィルタＢＰ４に入力され、電圧成分検出用フィルタＢＰ４の出力は電圧実効値演算手段ＲＭ６に入力されている。電圧成分検出用フィルタＢＰ４はバンドパスフィルタからなっていて、ミキサＭＸ２の出力のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１とローカル発振周波数ＦＬとの差の周波数ΔＦ（＝ＦＬ−Ｆ１）に等しい周波数の成分のみを通過させて電圧実効値演算手段ＲＭ６に入力する。電圧成分検出用フィルタＢＰ４の出力は、監視点で検出される電圧のうち、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の電圧成分（判定対象電圧成分）の情報を含んでいる。
【０１１１】
電圧実効値演算手段ＲＭ６は、フィルタＢＰ４の出力の実効値を演算して、監視点で検出される電圧のうち、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の成分（判定対象電圧成分）の実効値を示す判定対象電圧成分検出信号Ｓv1を出力する。
【０１１２】
電流実効値演算手段ＲＭ５から得られる判定対象電流成分検出信号Ｓc1は、判定対象電流成分の値が異常であるか否かの判定の基準値（電流成分基準値）を与える電流成分基準信号ＣＲ１とともに電流成分用比較判定手段ＡＣ１に入力され、電圧実効値演算手段ＲＭ６から得られる判定対象電圧成分検出信号Ｓv1は、判定対象電圧成分の値が異常であるか否かの判定基準値（電圧成分基準値）を与える電圧成分基準信号ＶＲ１とともに電圧成分用比較判定手段ＡＶ１に与えられている。
【０１１３】
電流成分用比較判定手段ＡＣ１は、信号Ｓc1により与えられる判定対象電流成分の値と電流成分基準信号ＣＲ１の値とを比較して、その比較の結果から判定対象電流成分の値が異常であると判定したときに出力端子ｔac1から電流成分異常判定出力Ｓac1を発生する。
【０１１４】
電圧成分用比較判定手段ＡＶ１は、信号Ｓv1により与えられる判定対象電圧成分の値と電圧成分基準信号ＶＲ１の値とを比較して、その比較の結果から判定対象電圧成分の値が異常であると判定したときに出力端子ｔav1 から電圧成分異常判定出力Ｓav1を発生する。
【０１１５】
図４に示した実施形態では、ローカル発振器ＬＯ１と、ミキサＭＸ１及びＭＸ２とにより、周波数変換部１１が構成されている。
【０１１６】
またフィルタＢＰ３と実効値演算手段ＲＭ５とにより、電流検出器ＣＤ１により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出する電流成分検出手段１２が構成され、フィルタＢＰ４と実効値演算手段ＲＭ６とにより、電圧検出器ＶＤ１により検出された電圧から基準周波数の成分を判定対象電圧成分として検出する電圧成分検出手段１３が構成されている。
【０１１７】
そして、電流検出器ＣＤ１及び電圧検出器ＶＤ１と、周波数変換部１１と、電流成分検出手段１２及び電圧成分検出手段１３と、電流成分用比較判定手段ＡＣ１及び電圧成分用比較判定手段ＡＶ１とにより、本発明に係わる監視装置４が構成されている。
【０１１８】
図１または図３に示したように、電流検出器ＣＤ１及び電圧検出器ＶＤ１から得られる高い周波数の電流検出信号及び電圧検出信号をそのままフィルタに入力するようにした場合には、フィルタの選択度Ｑが高い高価なものを用いる必要がある。これに対し、図４に示したように、ローカル発振器とミキサとを用いて、電流検出信号及び電圧検出信号の周波数を高周波電源の出力周波数よりも低い周波数に変換すると、フィルタＢＰ３及びフィルタＢＰ４として選択度Ｑが低い安価なものを用いることができるため、コストの低減を図ることができる。
【０１１９】
第４の実施形態
図５は、本発明の第４の実施形態を示したもので、この実施形態では、電流検出器ＣＤ１の出力と電圧検出器ＶＤ１の出力とが、電力演算用乗算手段ＭＵ３に入力されている。乗算手段ＭＵ３は、電流検出信号Ｓｃと電圧検出信号Ｓｖとを乗算することにより監視点を通る電力を演算して、演算した電力を示す電力検出信号Ｓｐを出力する。
【０１２０】
電力検出信号ＳＰにより検出される電力には、高周波電源１の出力周波数に等しい基準周波数の電力成分と、基準周波数以外の周波数（この例では高周波電源１’の出力周波数Ｆ２）の電力成分とが含まれる。
【０１２１】
乗算手段ＭＵ３から得られる電力検出信号ＳＰは、第１の電力成分検出用フィルタＢＰ５に入力され、該フィルタＢＰ５の出力が第１の電力平均値演算手段ＩＮ１に入力されている。
【０１２２】
第１の電力成分検出用フィルタＢＰ５は、バンドパスフィルタからなっていて、乗算手段ＭＵ３から得られる電力検出信号Ｓｐを入力として、監視点で検出された電力に含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電力成分として検出して、該第１の判定対象電力成分を示す検出信号を第１の電力平均値演算手段ＩＮ１に与える。第１の電力平均値演算手段ＩＮ１は、フィルタＢＰ５から与えられる第１の判定対象電力成分の平均値を演算して、演算した平均値を示す第１の判定対象電力検出信号Ｓp1を出力端子ｔp1から出力する。
【０１２３】
この例では、第１の電力成分検出用フィルタＢＰ５と第１の電力平均値演算手段ＩＮ１とにより、第１の判定対象電力成分検出手段１４が構成されている。
【０１２４】
第１の電力平均値演算手段ＩＮ１から与えられる第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1は、その値が異常であるか正常であるかの判定の基準となる第１の電力成分基準値を与える第１の電力成分基準信号ＰＲ１とともに第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１に入力されている。
【０１２５】
第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１は、第１の電力成分基準信号ＰＲ１の値と第１の判定対象電力成分検出信号Ｓp1の値とを比較して、その比較の結果から異常が検出されたときに第１の電力成分異常判定出力Ｓap1 を発生する。
【０１２６】
乗算手段ＭＵ３の出力信号はまた第２の電力成分検出用フィルタＢＥ６に入力され、このフィルタＢＥ６の出力は、第２の電力平均値演算手段ＩＮ２に入力されている。
【０１２７】
第２の電力成分検出用フィルタＢＥ６は、乗算手段ＭＵ３の出力を入力として、電力検出信号Ｓｐに含まれる周波数成分のうち、高周波電源１の出力周波数Ｆ１（基準周波数）以外の周波数の成分を第２の判定対象電力成分として検出して、該第２の判定対象電力成分の瞬時値を示す検出信号を第２の電力平均値演算手段ＩＮ２に与える。第２の電力平均値演算手段ＩＮ２は、フィルタＢＥ３から与えられる検出信号の平均値を演算して、第２の判定対象電力成分の平均値を示す第２の判定対象電力成分検出信号Ｓp2を出力端子ｔp2から出力する。
【０１２８】
この例では、第２の電力成分検出用フィルタＢＥ６と第２の電力平均値演算手段ＩＮ２とにより、第２の電力成分検出手段１５が構成されている。
【０１２９】
第２の電流平均値演算手段ＩＮ２の出力は、第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準値（第２の電力成分基準値）を与える第２の電力成分基準信号ＰＲ２とともに第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２に入力されている。
【０１３０】
第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２は、第２の電力成分基準信号ＰＲ２の値と第２の判定対象電力成分検出信号Ｓp2の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第２の電力成分異常判定出力Ｓap2 を出力端子ｔap2から発生する。
【０１３１】
図５に示した実施形態では、電流検出器ＣＤ１及び電圧検出器ＶＤ１と、第１の電力成分検出手段１４及び第２の電力成分検出手段１５と、第１の電力成分用比較判定手段ＡＰ１及び第２の電力成分用比較判定手段ＡＰ２と、電力演算用乗算手段ＭＵ３とにより、本発明に係わる監視装置４が構成されている。
【０１３２】
上記の実施形態では、１つの高周波電源とプラズマ発生部２との間をつなぐ給電回路にのみ監視点を設けたが、必要に応じて、他の高周波電源とプラズマ発生部との間をつなぐ給電回路にも監視点を設置することができる。例えば図６において、更に高周波電源１’とインピーダンス整合器３’との間を接続する回路に監視点Ｂを設定することができる。
【０１３３】
いずれの箇所に監視点を設けるかは、プラズマ発生部２の構成に応じて適宜に決定する。
【０１３４】
上記の説明では、２つの高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力が供給されるプラズマ処理装置を例にとったが、更に多くの高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力が供給される場合、例えば３つの高周波電源からプラズマ発生部に高周波電力が供給される場合にも本発明を適用することができるのはもちろんである。
【０１３５】
上記の実施形態では、監視点Ａが設けられている給電回路につながる高周波電源１の出力周波数を基準周波数としているが、他の高周波電源（図６に示した例では高周波電源１’）の出力周波数を基準周波数とするようにしてもよい。
【０１３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源とプラズマ発生部との間をつなぐ給電回路に監視点を設定して、該監視点で、特定の高周波電源の出力周波数と同じ周波数成分の電気量（電流、電圧及び電力の少なくとも１つ）と、他の高周波電源から回り込んでくる別の周波数成分の電気量とを区別して検出して、検出した電気量を所定の判定基準値と比較することにより、プラズマ処理装置の状態が正常であるか異常であるかを判定するようにしたので、出力周波数が異なる２以上の高周波電源から電力が供給されるプラズマ処理装置において、特定の高周波電源から出力された電気量を他の高周波電源の出力の影響を受けずに的確にモニタして、プラズマ放電の状態などのプロセスの状態を正確に判断することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図２】（Ａ）は本発明で用いる電流検出器の一例を示した回路図である。（Ｂ）ないし（Ｄ）はそれぞれ本発明で用いる電圧検出器の異なる構成例を示した回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図６】プラズマ処理装置の構成例を概略的に示した構成図である。
【符号の説明】
１：高周波電源、２：プラズマ負荷、３：インピーダンス整合器、４：監視装置、５：第１の電流成分検出手段、６：第２の電流成分検出手段、７：第１の電圧成分検出手段、８：第２の電圧成分検出手段、９：第１の判定対象電力成分検出手段、１０：第２の判定対象電力成分検出手段、１２：電流成分検出手段、１３：電圧成分検出手段、１４：第１の電力成分検出手段、１５：第２の電力成分検出手段、ＣＤ１：電流検出器、ＶＤ１：電圧検出器。
Claims (16)
- プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の異常の有無を監視する方法において、
前記複数の高周波電源のうちの少なくとも１つの出力端子につながる給電回路に監視点を設定して、該監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出し、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい周波数の成分を判定対象成分として検出し、前記判定対象成分の値を予め設定した判定基準値と比較することにより、前記プラズマ処理装置の異常の有無を判定するプラズマ処理装置の監視方法。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の異常の有無を監視する方法において、
前記複数の高周波電源のうちの少なくとも１つの出力端子につながる給電回路に監視点を設定して、該監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出し、検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象成分として検出するとともに、該基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象成分として検出し、前記第１の判定対象成分の値及び第２の判定対象成分の値をそれぞれを予め設定した第１の判定基準値及び第２の判定基準値と比較することにより、前記プラズマ処理装置の異常の有無を判定するプラズマ処理装置の監視方法。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出する監視対象電気量検出器と、
検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい周波数の成分を判定対象成分として検出する判定対象成分検出手段と、
前記判定対象成分の値を予め設定した判定基準値と比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに異常判定出力を発生する比較判定手段と、
を備えたプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点を流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出する電流成分検出手段と、
前記判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電流成分基準値と前記判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに電流成分異常判定出力を発生する電流成分用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点の電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器により検出された電圧から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電圧成分として検出する電圧成分検出手段と、
前記判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える電圧成分基準値と前記判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から前記判定対象成分の値が異常であると判定されたときに電圧成分異常判定出力を発生する電圧成分用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点を流れる電流及び前記監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、
前記電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電流成分として検出する電流成分検出手段と、 前記電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数の成分を判定対象電圧成分として検出する電圧成分検出手段と、
前記判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電流成分基準値と前記判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに電流成分異常判定出力を発生する電流成分用比較判定手段と、
前記判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える電圧成分基準値と前記判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から前記判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに電圧成分異常判定出力を発生する電圧成分用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点を流れる電流及び前記監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、
前記電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を検出する電流成分検出手段と、
前記電圧検出器の出力信号から前記基準周波数の成分を検出する電圧成分検出手段と、
前記電流成分検出手段の出力と前記電圧成分検出手段の出力とから前記監視点を流れる基準周波数の電力を判定対象電力として演算する電力演算手段と、
前記判定対象電力の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電力基準値と前記判定対象電力の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに電力異常判定出力を発生する電力用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点を流れる電流及び前記監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、
前記電流検出器の出力と電圧検出器の出力とから電力を演算する電力演算手段と、
前記電力演算手段により演算された電力から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を判定対象電力成分として検出する電力成分検出手段と、
前記判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える電力成分基準値と前記判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに電力成分異常判定出力を発生する電力成分用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点で高周波電流、高周波電圧及び高周波電力の内の少なくとも１つを監視対象電気量として検出する監視対象電気量検出器と、
検出された監視対象電気量から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象成分として検出する第１の判定対象成分検出手段と、
検出された監視対象電気量から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象成分として検出する第２の判定対象成分検出手段と、
前記第１の判定対象成分の値を予め設定した第１の判定基準値と比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに第１の異常判定出力を発生する第１の比較判定手段と、
前記第２の判定対象成分の値を予め設定した第２の判定基準値と比較してその比較の結果から判定対象成分の値が異常であると判定されたときに第２の異常判定出力を発生する第２の比較判定手段と、
を備えたプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点を流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電流成分として検出する第１の電流成分検出手段と、
前記電流検出器により検出された電流から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電流成分として検出する第２の電流成分検出手段と、
前記第１の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電流成分基準値と前記第１の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第１の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第１の電流成分異常判定出力を発生する第１の電流成分用比較判定手段と、
前記第２の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電流成分基準値と前記第２の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第２の電流成分異常判定出力を発生する第２の電流成分用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点の電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器により検出された電圧から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電圧成分として検出する第１の電圧成分検出手段と、
前記電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電圧成分として検出する第２の電圧成分検出手段と、
前記第１の判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える第１の電圧成分基準値と前記第１の判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から前記第１の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第１の電圧成分異常判定出力を発生する第１の電圧成分用比較判定手段と、
前記第２の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかの基準を与える第２の電圧成分基準値と前記第２の判定対象電圧成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第２の電圧成分異常判定出力を発生する第２の電圧成分用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点を流れる電流及び前記監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、
前記電流検出器により検出される電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電流成分として検出する第１の電流成分検出手段と、
前記電流検出器により検出された電流から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電流成分として検出する第２の電流成分検出手段と、
前記電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数の成分を第１の判定対象電圧成分として検出する第１の電圧成分検出手段と、
前記電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電圧成分として検出する第２の電圧成分検出手段と、
前記第１の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電流成分基準値と前記第１の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第１の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第１の電流成分異常判定出力を発生する第１の電流成分用比較判定手段と、
前記第２の判定対象電流成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電流成分基準値と前記第２の判定対象電流成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電流成分の値が異常であると判定されたときに第２の電流成分異常判定出力を発生する第２の電流成分用比較判定手段と、
前記第１の判定対象電圧成分の値が正常であるか否かの判定の基準を与える第１の電圧成分基準値と前記第１の判定対象電圧成分の値とを比較してその比較の結果から前記第１の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第１の電圧成分異常判定出力を発生する第１の電圧成分用比較判定手段と、
前記第２の判定対象電圧成分の値が正常であるか異常であるかの基準を与える第２の電圧成分基準値と前記第２の判定対象電圧成分の値とを比較して、その比較の結果から前記第２の判定対象電圧成分の値が異常であると判定されたときに第２の電圧成分異常判定出力を発生する第２の電圧成分用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点を流れる電流及び前記監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、
前記電流検出器により検出された電流から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の電流成分として検出する第１の電流成分検出手段と、
前記電流検出器により検出された電流から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の電流成分として検出する第２の電流成分検出手段と、
前記電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数の成分を第１の電圧成分として検出する第１の電圧成分検出手段と、
前記電圧検出器により検出された電圧から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の電圧成分として検出する第２の電圧成分検出手段と、
前記第１の電流成分と前記第１の電圧成分とから前記基準周波数の電力を第１の判定対象電力成分として演算する第１の電力成分演算手段と、
前記第２の電流成分と前記第２の電圧成分とから前記基準周波数以外の周波数の電力を第２の判定対象電力成分として演算する第２の電力成分演算手段と、
前記第１の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電力成分基準値と前記第１の判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第１の電力成分異常判定出力を発生する第１の電力成分用比較判定手段と、
前記第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電力成分基準値と前記第２の判定対象電力成分の値とを比較して、その比較の結果から異常が検出されたときに第２の電力成分異常判定出力を発生する第２の電力成分用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - プラズマ発生部と、出力周波数が異なる複数の高周波電源から前記プラズマ発生部に高周波電力を供給する給電回路とを備えたプラズマ処理装置の少なくとも１つの高周波電源につながる給電回路に設定された監視点に設置されて各監視点で前記プラズマ処理装置の異常状態の有無を監視するプラズマ処理装置の監視装置であって、
前記監視点を流れる電流及び前記監視点の電圧をそれぞれ検出する電流検出器及び電圧検出器と、
前記電流検出器の出力と電圧検出器の出力とから電力を演算する電力演算手段と、
前記電力演算手段により演算された電力から特定の高周波電源の出力周波数に等しい基準周波数の成分を第１の判定対象電力成分として検出する第１の電力成分検出手段と、
前記電力演算手段により演算された電力から前記基準周波数以外の周波数の成分を第２の判定対象電力成分として検出する第２の電力成分検出手段と、
前記第１の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第１の電力成分基準値と前記第１の判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第１の電力成分異常判定出力を発生する第１の電力成分用比較判定手段と、
前記第２の判定対象電力成分の値が正常であるか異常であるかの判定の基準を与える第２の電力成分基準値と前記第２の判定対象電力成分の値とを比較してその比較の結果から異常が検出されたときに第２の電力成分異常判定出力を発生する第２の電力成分用比較判定手段と、
を備えているプラズマ処理装置の監視装置。 - 前記特定の高周波電源は、前記監視点が設定されている給電回路に出力端子が接続されている高周波電源である請求項３ないし１４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置の監視装置。
- 前記特定の高周波電源は、前記プラズマ発生部に接続されている複数の高周波電源の内、前記監視点が設定されている給電回路に出力端子が接続されている高周波電源以外の他の高周波電源である請求項３ないし１４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置の監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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