KR0163223B1 - 기판 표면 전위 측정방법 및 플라즈마 장치 - Google Patents

기판 표면 전위 측정방법 및 플라즈마 장치 Download PDF

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KR0163223B1 KR1019940028848A KR19940028848A KR0163223B1 KR 0163223 B1 KR0163223 B1 KR 0163223B1 KR 1019940028848 A KR1019940028848 A KR 1019940028848A KR 19940028848 A KR19940028848 A KR 19940028848A KR 0163223 B1 KR0163223 B1 KR 0163223B1
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히로후미 후꾸이
마사미 아이하라
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아베 아끼라
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다다히로 오오미
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Abstract

본 발명은 기판의 재질에 관계없이 기판전위를 정확하게 측정할 수 있는 표면전위 측정장치 및 이온 에너지를 정확히 측정하고, 나아가서는 이온 에너지를 제어할 수 있는 플라즈마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
플라즈마 장치의 기판 표면전위를 측정하는 기판 표면전위 측정장치로서, 기판을 지지하는 서셉터 전극에 전기적으로 접속하기 위한 단자와, 상기 단자와 어스사이에 설치된 제1 콘덴서와, 상기 단자의 전위 측정수단을 가지고, 상기 전위 측정수단에 의하여 측정되는 서셉터 전극의 전위로부터 상기 기판의 표면전위를 구하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 표면전위 측정방법 및 플라즈마 장치
제1도는 본 발명의 플라즈마 장치의 일예를 나타내는 개념도 및 표면 전위 측정장치의 등가회로.
제2도는 본 발명의 기판 표면전위를 제어할 수 있는 플라즈마 장치의 일예를 나타내는 개념도.
제3도는 유리기판의 표면전위와 고주파 전력과의 관계를 나타내는 그래프.
제4도는 유리기판의 두께와 기판 표면전위와의 관계를 나타내는 그래프.
제5도는 유리기판의 두께와 △V와의 관계를 나타내는 그래프.
제6도는 유리기판의 두께(이온에너지)와 AI 비저항과의 관계를 나타내는 그래프.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 진공실 102 : 서셉터전극(대향전극)
103 : 절연물(막) 104 : 유리기판
105 : 플라즈마 여기전극 106 : 가스도입관
107 : 배기구 108 : 플라즈마 여기용의 고주파전원
109 : 매칭회로의 콘덴서 110 : 절연물
111 : 기판 표면전위 측정장치 112 : 콘덴서
113 : 전위측정수단 114 : 단자
115 : 제2 콘덴서 116 : 전압계
117 : 절환스위치 118 : 저항
119 : 고주파 전원 120 : 매칭회로의 콘덴서
121 : 고주파 전류 측정수단 122 : 플라즈마 전위 모니터
본 발명은 기판 표면전위 측정방법 및 플라즈마 장치에 관한 것으로 상세하게는 플라즈마 장치에 있어서 절연성을 가지는 기판의 표면전위를 측정할 수 있는 기판 표면전위 측정방법 및 이온 에너지를 정확하게 콘트롤할 수 있는 플라즈마 장치에 관한 것이다.
반도체 제조공정에서는 여러가지 박막의 성막이나 에칭에 플라즈마 처리장치가 폭넓게 사용되고 있다. 이를 처리장치를 사용하여 기판에 입사하는 이온을 적극적으로 이용하고 재현성 높은 처리를 행하기 위해서는 이온의 에너지를 얼마나 정확하게 파악하며 그리고 제어하는가가 대단히 중요하게 된다.
이온 에너지는 플라즈마 전위와 기판 표면전위와의 차이로 표시된다. 플라즈마 전위는 예를 들면 랭뮤어 프로브(Langmuir probe) 등을 사용하여 측정할 수 있는데, 절연성을 가지는 기판의 표면전위를 정확하고 동시에 간편하게 측정하는 방책은 아직 확립되어 있지 않은 현상이다. 그래서, 종래 플라즈마 전위를 가지고 이온 에너지와 근사하게 플라즈마 전위를 제어하여 여러가지의 처리를 행하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 이와 같은 방법에서는 기판의 재질, 두께 및 설치상태 등에 따라 절연성을 가진 기판의 표면전위가 변화하기 때문에 이온 에너지를 정확하게 파악할 수 없고, 그 결과로서 예를 들면 퇴적막의 품질은 배치마다 분산이 생겨 액정 디스플레이용의 TFT기판에서는 저비율의 커다란 원인이 되고 있다.
이러한 상황을 감안하여 본 발명은 기판의 재질에 관계없이 절연성을 가지는 기판의 표면전위를 정확하게 측정할 수 있는 표면전위 측정방법 및 이온 에너지를 정확히 측정하고, 나아가서는 이온 에너지를 제어할 수 있는 플라즈마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 기판전위 측정방법은 진공실 내에 플라즈마 여기 전극과 절연성을 가지는 기판를 유지하는 대향 전극을 설치하며, 대향 전극의 플라즈마에 접촉하는 영역을 절연물에 의해 덮는 동시에 대향 전극을 콘덴서를 거쳐 접지하고, 대향 전극과 콘덴서 사이에 기판표면의 전위 측정 수단을 설치하여 이루어지는 플라즈마 장치에 있어서, 대향 전극과 콘덴서 사이의 전위를 측정하고, 이어서 상기 전위와 기판의 정전 용량과 콘덴서의 정전 용량에 의거하여 기판의 표면 전위를 측정할 수 있는 것이다.
또, 본 발명의 기판 표면전위 측정 방법은, 진공실 내에 플라즈마 여기 전극과 절연성을 가지는 기판을 유지하는 대향 전극을 설치하며, 대향 전극의 플라즈마에 접촉하는 영역을 절연물에 의해 덮는 동시에, 대향 전극을 콘덴서를 거쳐 접지하고 대향 전극과 콘덴서 사이에 이들 대향 전극과 콘덴서 간의 전위를 측정하는 전위 측정 수단을 설치하여 이루어지는 플라즈마 장치에 있어서, 기판을 대향 전극에 유지하지 않는 상태에서 플라즈마 여기 전극에 소정 주파 전력을 부여하여 플라즈마를 여기시켜 대향 전극과 콘덴서 사이의 전위를 측정하고, 기판을 대향 전극에 유지하여 대향 전극에 흐르는 전류를 측정하고, 이어서 이들 측정 전위와 측정 전류와 기판의 인피던스에 의거하여 기판의 표면 전위를 측정할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 플라즈마 장치는 플라즈마 여기 전극과 상기 플라즈마 여기 전극에 대향하여 절연성을 가지는 기판을 유지하는 대향 전극을 설치하며, 플라즈마와 접촉하는 대향 전극의 영역을 절연물에 의해 덮고, 대향 전극을 콘덴서를 거쳐 접지하여 대향 전극과 상기 콘덴서 사이에 이들 대향 전극과 콘덴서 간의 전위를 측정하는 전위 측정 수단을 설치하며, 전위 측정 수단에 의해 측정되는 대향 전극의 전위로부터 기판의 표면전위를 구할 수 있는 것이다.
본 발명의 플라즈마 장치에서는 전원에 의해 플라즈마 여기 전극에 부여하는 소정의 주파 전력과는 다른 주파수의 전력을 부여하는 다른 전원을 대향 전극에 접속하고, 또한 다른 전원으로부터 대향 전극으로 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 수단을 설치한 구조로 할 수도 있다.
상기 전위 측정 수단은 저항, 전환 스위치, 제2 콘덴서 및 전압계를 구비하며, 상기 대향 전극을 이들 저항, 전환 스위치, 제2 콘덴서를 순서대로 거쳐 접지되고 전위 측정시에는 전환 스위치에 의해 제2 콘덴서와 저항 사이의 접속을 차단하여 전압계와 접속한 상태에서 제2 콘덴서의 전위차를 측정하는 구조로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 콘덴서는 플라즈마 여기 주파수에 대하여 대략 직렬 공진 조건을 만족시키는 용량을 가지는 것이 바람직하며, 또 직렬 공진 조건을 만족시키기 위해 필요에 따라 상기 콘덴서와 직렬로 코일을 배치하여도 좋다.
또, 상기 저항은 100㏀ ~ 100㏁, 상기 제2 콘덴서의 용량은 상기 콘덴서의 용량보다도 크고, 500㎊ ~ 1㎌인 것이 바람직하다. 또, 상기 전압계의 내부 인피던스는 1㏁이상의 바람직하다.
또, 상기 대향 전극의 적어도 플라즈마와 접하는 부분은 절연물로 덮여져 있는 것이 바람직하나, 대향 전극 전체가 절연물로 덮여져 있어도 좋다.
본 발명의 작용을 실시예와 함께 설명한다.
본 발명의 기판전위의 측정 원리를 평행 평판형 플라즈마 장치에 기초하여 설명한다.
제1도(a)는 평행 평판형 플라즈마 장치의 일예를 나타내는 개념도이다. 제1도(a)에 있어서, 101은 진공실로서 내부에 플라즈마 여기 전극(105) 및 대향 전극으로서의 서셉터 전극(102)이 절연물(110)을 통해 진공실에 설치되어져 있다. 진공실(101)에는 가스도입관(106), 배기구(107)가 설치되고, 그 이외도시하지 않은 밸브 등으로 진공실 내부가 소정의 압력으로 조정된다. 플라즈마 여기 전극(105)에는 매칭회로의 콘덴서(109)를 거쳐 플라즈마 여기용의 고주파 전원(108)이 접속되어 있다. 서셉터 전극(102)의 플라즈마와 접촉하는 부분은, 절연물로 코팅(103)되어 있고, 서셉터 전극은 기판 표면전위 측정장치(111)의 단자(114)와 접속되어 있다. 이러한 기판 표면전위 측정장치(111)는, 콘덴서(112)와, 단자(114)의 전위(즉, 서셉터 전극(102)의 전위)를 측정하는 수단(113)으로 구성되어 있다.
서셉터 전극측의 등가회로를 나타낸 것이 제1도(b)이고, 기판인 유리기판(104)의 용량(Cg)과 콘덴서(112)의 용량(C1)이 직렬로 접속된 구성이 된다. Vg, Vs는 각각 유리기판의 표면전위 및 서섭터 전극 전위이다.
현재, 고주파 전원(108)으로부터 플라즈마 여기 전극(105)에 고주판 전력을 인가하여 방전을 일으키면, 유리기판의 표면전위(Vg)는 유리기판에 입사하는 하전입자(이온, 전자)에 의하여 결정되게 된다.
즉, 유리기판 표면전위(Vg)는
Cg ㆍ ( Vg - Vs ) = C1ㆍ Vs
상기의 관계로부터 하기와 같이 된다.
Vg = ( C1/ Cg ) ㆍ Vs + Vs
따라서, 기지의 C1과 Cg를 사용하여 Vs를 측정함으로써 Vg을 구할 수가 있게 된다.
더욱이 서셉터 전극 전체에 절연막이 형성되어 있는 경우는 유리기판 용량과 절연막용량이 직렬로 접속된 구조가 된다. 이 경우, 절연막 용량분을 보정하면 정확한 기판전위를 구할 수가 있는데, 예를 들면 절연막의 막두께를 얇게하거나 혹은 유전율이 큰 재료를 선택함으로써, 그 절연막의 기여분을 무시할 수가 있다. 또, 서셉터 전극이 절연막의 덮혀지지 않고, 플라즈마와 접촉되어 있는 경우에는 서셉터 전극과 기판은 같은 부동전위로 되기 때문에 서셉터 전극를 측정함으로써 유리기판의 전위를 알 수가 있다.
서셉터 전극의 전위 측정 수단의 일예를 제1도(c)에 나타낸다. 제1도(c)에 있어서, 115는 제2 콘덴서, 116은 전압계, 117은 절환스위치, 118은 고주파에 대하여 높은 임피던스가 되는 저항이다.
통상 절환스위치(117)은 S1측(즉, 제2 콘덴서(115)와 저항(118)이 접속한 상태)으로 하여 두고, 전위측정시에 S2측(즉, 제2 콘덴서(115)와 전압계(116)가 접속한 상태)으로 절환한다. 절환과 동시에 전압계(116)의 값은 전압계의 내부 임피던스와 제2 콘덴서 용량(C2)의 누적으로 정해지는 시정수에 의하여 감쇠된다. 스위치를 절환한 순간의 전압은 실제상 독취할 수 가 없기 때문에, 전압치 변화의 시간변화를 바깥에서 삽입하여 절환시(즉, 시간 제로)의 전압을 구하고, 이것을 서셉터 전압으로 한다.
제1도(c)의 예에서는 CPU를 사용하여 절환시의 전압을 구하고 있다. 즉, 전압측정의 기준시간을 결정하기 위하여 스위치(S3)를 설치하고, 절환 스위치(117)와 동시에 S3도 절환하여 소정의 압력을 CPU에 입력하고 있다. 기준시간으로부터 시정수에 의하여 변화하는 전압계의 값은 예를 들면 GP-IB와 같은 인터페이스를 거쳐 CPU에 입력되고, CPU에 의하여 전압치의 시간 변화가 계산되며, 또 기준 시간에서의 전압치가 계산된다.
저항(118) 및 제2 콘덴서(115)는 플라즈마에 외란(外亂)을 미치지 않도록 하는 값으로 정해진다. 또, 전압의 보다 정확한 측정을 행하기 위하여, 전압계(116)의 내부 인피던스 및 제2 콘덴서의 용량(C2)은 시정수가 1초 정도가 되도록 각각 1㏁이상, 및 500㎊ ~ 1㎌가 바람직하게 사용된다. 특히, 내부 인피던스는 1GΩ이 적합하다.
콘덴서의 용량(C1)은 플라즈마 여기 주파수에 대하여 밴드 패스필터되도록 설계되고, 개략 직렬공진 조건을 만족하는 값이 선택된다. 따라서, 이 콘덴서는 가변콘덴서가 적합하다. 또한, C1으로서는 통상 1 ~ 100㎊정도가
적합하게 사용된다. 또한 대략 직렬공진 조건을 만족시키기 위하여 필요에 따라 이 콘덴서와 직렬로 코일을 배치하여도 좋다.
다음으로 기판전위를 자유로이 제어할 수 있고, 따라서 이온 에너지를 자유로이 제어할 수 있는 플라즈마 장치를 제2도를 참조하여 설명한다. 제2도는 이른바 2주파 여기 플라즈마 장치로서 제1도에 나타낸 1주파 여기 플라즈마 장치에 비교하여, 예를 들면 일본국 특허출원 평 2-252847호 기재된 플라즈마 전위 모니터(122)가 설치되며, 또, 서셉터 전극은 고주파를 인가하기 위한 고주파 전원(119)을 매칭회로의 콘덴서(120)을 거쳐 접속되어 있다. 더욱이, 이 고주파 전원(119)은 플라즈마 여기용의 고주파 전원(108)과 주파수가 다른 전원이 사용된다. 또, 서셉터 전극(102)과 콘덴서(112)와의 사이에는 고주파 전류측정 수단(121)이 설치되어 있다. 이 고주파 전류측정 수단으로서는 일반적인 고주파 전류계가 사용된다.
기판의 표면전위를 측정하는 데는 먼저 기판을 서셉터 전극(102)에 싣지 않은 상태에서, 제1 고주파 전원(108)으로부터 전력을 플라즈마 여기 전극(105)에 인가하여 방전을 일으키고, 제2 고주파 전원(119)으로부터 전력을 서셉터 전극(102)에 인가하고, 이어서 상술한 방법으로 자기 바이어스 전위로 되어 있는 서셉터 전극 전위를 측정한다. 계속해서 기판을 서셉터 전극에 싣고 서셉터 전극으로 흐르는(즉, 기판을 흐르는) 전류(i)를 측정한다.
기판의 표면전위(Vg)는 하기식으로 나타나는 바와 같이, 서셉터 전극 전위(Vs)로부터 △V 어긋난 값이 된다.
Vg = Vs + △V
△V = |Z| X |i|
여기서, i : 기판을 흐르는 고주파 전류.
Z : 기판의 임피던스 (Z = 1/jwc, C = εS/d).
ε : 기판의 유전율
S : 기판면적
d : 기판두께
또한, 기판의 전위는 기판을 흐르는 고주파 전류(i), 구체적으로는 고주파 전력을 변화시킴으로써 자유롭게 변하게 할 수가 있다.
한편, 기판의도전체인 경우, 서셉터 전극과 기판은 직류적으로 통전하고 있으므로, 기판의 전위와 서셉터의 전위는 같아지게 된다. 따라서, 서셉터 전극의 전위를 측정함으로써 기판의 전위를 측정할 수가 있다.
본 발명은 플라즈마를 이용한 장치라면 어떠한 플라즈마 장치에도 적용 가능하며, 플라즈마 장치로서는 용도적으로 예를 들면 스패터 장치, PCVD 장치, 드라이에칭 장치, 어싱 장치 등을 들 수 있고, 플라즈마 여기 방법에 의한 분류에서는 예를 들면 평행 평판 플라즈마, 마이크로파 플라즈마, 유도결합형 플라즈마, 원편형 플라즈마 등을 들 수 있다.
본 발명의 서셉터 여기전극에 대향하는 전극은,도전체 재료가 사용되는데 예를 들면 AI, 스테인리스 등이 사용하기에 적합하다. 또, 대향 전극을 덮는 절연물은 직류에 대하여 절연을 나타내는 것이라면 어떠한 재료라도 사용될 수 있는데, 예를 들면 SiO2, Si3N4, AI2O3등이 사용하기에 적합하다. 절연물의 막두께는, 전면에 형성하는 경우 상술한 바와 같이 절연성을 가지는 기판과 직렬로 결합했을 때 기판의 용량에 대하여 무시할 수 있는 두께가 적합하다. 예를 들면 50㎚ ~ 100㎛가 적합하고, 100㎚ ~ 1㎛가 보다 더 적합하다.
또한, 대향 전극의 플라즈마와 접촉하는 부분에만 절연물로 덮는 방법으로서는 예를 들면 전극에 1㎜ 정도의 세라믹 코팅을 실시하고, 기판의 형상에 구멍을 뚫는 것을 사용하거나, 혹은 기판 최외주로부터 대향 전극을 절연물로 덮는 방법을 들 수 있다.
이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하겠는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
제2도에 나타낸 플라즈마 장치를 사용하여 가스도입관(106)으로부터 진공실(101)내에 Ar가스를도입하고, 배기구(107)로부터 배기하여 진공실 내부를 10m Torr로 유지하고, 플라즈마 여기전극(105)에 고주파 전원(RF1)(108)으로부터 100㎒의 고주판 전력을 100W 인가하여 방전을 일으키고, 이어서 13.56㎒에서 0 ~ 10W 고주파 전력을 고주파 전원(RF2)(119)으로부터 서셉터 전극(SUS 316제)에 인가하였다.
각 전력에 있어서 서셉터 전극(102)의 전위를 상술한 바와 같이 하여 전력계(116)로 측정한 후, 유리기판을 서셉터 전극의 금속부가 플라즈마에 접촉하지 않도록 설치하고, 마찬가지로 Ar가스를도입하여 방전을 일으켜 고주파 전원(RF2)으로부터 바이어스를 인가하였다. 또한, 본 실시예에서는 C1= 5pF, C2= 1000pF, 저항 1㏁, 전압계의 내부 임피던스 1GΩ으로 하였다.
8유리기판에 흐르는 고주파 전류(i)를 고주파 전류계(Royal사제Royal-RF20 기종)로 측정하고, 미리 구해 논 유리기판의 용량으로부터 ΔV를 구한 결과를 제3도의 실선 및 2점 쇄선으로 나타낸다.
한편, 본 발명과는 별도로, 유리기판의 표면에 Cr막을 1㎛ 형성하고, 크롬막과 리드선을 접속하여 외부로 인출하여 직접 기판의 표면전위를 측정하였다. 그 결과를 비교예로서 제3도에 나타낸다.
도면으로부터 명확히 알 수 있듯이, 1.1㎜ 및 1.5㎜ 두께의 유리기판 중 어느 경우에도, 본 실시예의 결과는 Cr막의 전위를 직접 측정하는 비교예의 결과와 잘 일치하고, 본 발명에 의하여 기판의 표면전위가 정확하고도 용이하게 측정될 수 있다는 것이 나타났다.
또한, 제3도로부터 서셉터 전극에 인가하는 고주파 전력을 변화시킴에 따라 기판 표면전위를 임의의 값으로 제어할 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 유리기판의 두께, 고주파 전력과 기판 표면전위 및 ΔV와의 관계에 대한 측정결과를 제4도 및 제5도에 나타낸다. 방전의 조건 등은 제3도의 경우와 같다. 이들도면으로부터도 고주파 전력을 증가시킴에 따라 표면전위가 증가하고, 유리판의 두께가 증가시킴에 따라 유리기판가 감소하는 것을 알 수 있다.
[실시예 2]
제2도에도시된 본 발명의 기판전위 측정장치를 스패터 장치에 설치하고, AI의 성막을 행하여 이온 에너지와 AI의 비저항의 관계를 살펴보았다. 장치 구성은 제2도와 마찬가지로 2주파 여기로서, 유리판 두께를 변화시켜 이온 에너지를 변화시켰다. Ar압력은 10m Torr, 플라즈마 여기 고주파(RF1)는 100㎒, 100W로 하고, 바이어스용 고주파(RF2)는 13.56㎒, 4W로 하였다.
그 결과는 제6도와 같이 되어 AI의 비저항은 이온 에너지(유리의 판두께)에 의하여 극소치를 취한다는 것을 알았다.
본 발명의 기판 표면전위 측정방법 또는 플라즈마 장치에 의해, 절연성을 가지는 기판의 표면전위를 정확하게도모할 수 있고, 또 자유롭게 변화시킬 수 있게 되기 때문에, 예를 들면 유리기판 등의 절연성을 가지는 기판에,도전막, 절연막, 반도체막 등을 성막할 때, 이온 에너지를 필요에 따라 조정할 수 있어 품질이 안정된 막을 형성할 수가 있게 된다. 그 결과, 예를 들면 액정 디스플레이용 TFT 기판 등의 디바이스를 안정되고 재현성 좋게 만들 수가 있다. 또한, 예를 들어 반응성 이온 에칭 등에서는 이온 에너지를 정확히 제어할 수 있기 때문에 기판에 손상을 주지 않고 이방성 에칭이나 선택 에칭 등을 행할 수도 있게 된다.

Claims (11)

  1. 진공실 내에 플라즈마 여기 전극과 상기 플라즈마 여기 전극에 대향하여 절연성을 가지는 기판을 유지하는 대향 전극을 설치하며, 상기 대향 전극의 플라즈마에 접촉하는 영역을 절연물에 의해 덮는 동시에, 상기 대향 전극을 콘덴서를 거쳐 접지하고, 상기 대향 전극과 상기 콘덴서 사이에 이들 대향 전극과 콘덴서 사이의 전위를 측정하는 전위측정 수단을 설치하여 이루어지는 플라즈마 장치에 있어서, 상기 대향 전극과 상기 콘덴서 사이의 전위를 측정하고, 이어서 상기 전위와 상기 기판의 정전용량과 상기 콘덴서의 정전용량에 의거하여, 다음 식 : Vg = ( C1/ Cg )ㆍVs + Vs (식중, Vg는 상기 기판의 표면전위, C1은 상기 콘덴서의 정전용량, Cg는 상기 기판의 정전용량, Vs는 상기 대향 전극과 콘덴서 사이의 전위를 나타냄)에 의하여 상기 기판의 표면전위를 측정하는 것을 특징으로 하는 기판 표면전위 측정방법.
  2. 진공실 내에 플라즈마 여기 전극과 상기 플라즈마 여기 전극에 대향하여 절연성을 가지는 기판을 유지하여 대향 전극을 설치하며, 상기 대향 전극의 플라즈마에 접촉하는 영역을 절연물에 의해 덮는 동시에, 상기 대향 전극을 콘덴서를 거쳐 접지하고, 상기 대향 전극과 상기 콘덴서 사이에 이들 대향 전극과 콘덴서 사이의 전위를 측정하는 전위측정 수단을 설치하여 이루어지는 플라즈마 장치에 있어서, 상기 기관을 상기 대향 전극에 유지하지 않는 상태에서 상기 플라즈마 여기 전극에 소정의 주파 전력을 부여하여 플라즈마를 여기시켜 상기 대향 전극과 상기 콘덴서 사이의 전위를 측정하여 상기 기판을 상기 대향 전극에 유지하여 상기 대향 전극에 흐르는 전류를 측정하고, 이어서 상기 측정 전위와 측정 전류와 상기 기판의 임피던스에 의거하여, 다음 식 : Vg = Vs + |Z| ㆍ |i| (식중, Vg는 상기 기판의 표면전위, Vs는 상기 대향 전극과 콘덴서 사이의 전위, Z는 상기 기판의 임피던스, i는 상기 기판을 상기 대향 전극에 유지하여 상기 대향 전극에 흐르는 전류를 나타냄)에 의하여 상기 기판의 표면전위를 측정하는 것을 특징으로 하는 기판 표면전위 측정방법.
  3. 플라즈마 여기 전극과 상기 플라즈마 여기 전극에 대향하여 절연성을 가지는 기판을 유지하는 대향 전극을 설치하며 플라즈마와 접촉하는 상기 대향 전극의 영역을 절연물에 의해 덮고, 상기 대향 전극을 콘덴서를 거쳐 접지하고 상기 대향 전극과 상기 콘덴서 사이에 이들 대향 전극과 콘덴서 사이의 전위를 측정하는 전위측정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 플라즈마 여기 전극에 소정의 주파 전력을 부여하는 전원을 설치하는 동시에 상기 전력과는 다른 주파수의 전력을 상기 대향 전극에 부여하는 다른 전원을 접속하고, 또한 상기 전원으로부터 상기 대향 전극으로 흐르는 전류를 측정하는 전류측정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 전위측정 수단이 저항과 전환 스위치와 제2 콘덴서와 전압계를 가지며, 상기 대향 전극를 상기 저항, 상기 전환 스위치 및 상기 제2 콘덴서를 순서대로 거쳐 접지하여, 전위 측정시에 상기 전환 스위치에 의해 상기 제2 콘덴서와 상기 저항 사이의 접속을 차단하고 또한 상기 전압계와 접속한 상태로 하여 상기 제2 콘덴서의 전위차를 측정하도록 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 콘덴서가 플라즈마 여기 주파수에 대하여 대략 직렬 공진 조건을 만족시키는 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 콘덴서와 직렬로 코일을 배치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 저항이 100㏀ ~ 100㏁인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
  9. 제5 항에 있어서, 상기 제2 콘덴서의 용량이 상기 콘덴서의 용량 보다도 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
  10. 제5 항에 있어서, 상기 제2 콘덴서의 용량이 500㎊ ~ 1㎌인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
  11. 제5 항에 있어서, 상기 전압계의 내부 인피던스가 1㏁ 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.
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