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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024112070
(43)【公開日】2024-08-20
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20240813BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023016911
(22)【出願日】2023-02-07
(71)【出願人】
【識別番号】000003942
【氏名又は名称】日新電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】東 大介
(72)【発明者】
【氏名】酒井 敏彦
(72)【発明者】
【氏名】藤原 将喜
【テーマコード（参考）】
2G084
【Ｆターム（参考）】
2G084AA02
2G084AA03
2G084AA04
2G084AA05
2G084BB02
2G084BB05
2G084BB14
2G084BB29
2G084CC13
2G084CC33
2G084DD04
2G084DD12
2G084DD55
2G084HH08
2G084HH23
2G084HH24
2G084HH30
2G084HH34
2G084HH42
2G084HH52
2G084HH54
(57)【要約】
【課題】簡便な構成により、処理室内のプラズマ状態を十分に確認することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】プラズマ処理装置（１，２０１）は、少なくとも１つのアンテナ（７１～７３）と、プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部（ＰＤ１～ＰＤ５）と、を備え、複数の受光部は、少なくとも１つのアンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部（ＰＤ１）および第２受光部（ＰＤ２）を備える。
【選択図】図３
【解決手段】プラズマ処理装置（１，２０１）は、少なくとも１つのアンテナ（７１～７３）と、プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部（ＰＤ１～ＰＤ５）と、を備え、複数の受光部は、少なくとも１つのアンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部（ＰＤ１）および第２受光部（ＰＤ２）を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空容器内にプラズマを発生させる少なくとも１つのアンテナと、
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記少なくとも１つのアンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部および第２受光部を備える、プラズマ処理装置。
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記少なくとも１つのアンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部および第２受光部を備える、プラズマ処理装置。
【請求項2】
前記少なくとも１つのアンテナの接地側端部に接続された、インピーダンスが可変である接地側インピーダンス調整部と、
前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項3】
前記少なくとも１つのアンテナは、第１アンテナおよび第２アンテナを備え、
前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、
前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの高周波電源側端部に接続されたインピーダンスが可変である給電側インピーダンス調整部と、
（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記給電側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備える、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、
前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの高周波電源側端部に接続されたインピーダンスが可変である給電側インピーダンス調整部と、
（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記給電側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備える、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項5】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに高周波電力をそれぞれ供給する第１高周波電源および第２高周波電源と、
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、
（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記第１高周波電源または前記第２高周波電源が供給する高周波電力を制御する制御部と、をさらに備える、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、
（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記第１高周波電源または前記第２高周波電源が供給する高周波電力を制御する制御部と、をさらに備える、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項6】
前記複数の受光部は、前記プラズマ生成領域の発光強度として、前記真空容器に付着していた物質に起因する気体の発光強度を検出し、
前記制御部は、前記複数の受光部のうちのある受光部が検出する発光強度が、前記複数の受光部のうちの別の受光部が検出する発光強度より高い場合、前記ある受光部に対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度が、前記別の受光部に対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度より高くなるように制御する、請求項２、４、５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
前記制御部は、前記複数の受光部のうちのある受光部が検出する発光強度が、前記複数の受光部のうちの別の受光部が検出する発光強度より高い場合、前記ある受光部に対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度が、前記別の受光部に対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度より高くなるように制御する、請求項２、４、５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項7】
真空容器内にプラズマを発生させる第１アンテナおよび第２アンテナと、
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿っ
て配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部を備える、プラズマ処理装置。
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿っ
て配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部を備える、プラズマ処理装置。
【請求項8】
真空容器内にプラズマを発生させる少なくとも１つのアンテナと、
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、
前記アンテナの接地側端部に接続されたインピーダンスが可変である接地側インピーダンス調整部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記アンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部および第２受光部を備える、プラズマ処理装置の制御方法であって、
前記第１受光部により、前記第１受光部に対応するプラズマ生成領域の第１発光強度を検出する第１検出ステップと、
前記第２受光部により、前記第２受光部に対応するプラズマ生成領域の第２発光強度を検出する第２検出ステップと、
前記第１発光強度および前記第２発光強度に基づき、前記接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御ステップと、を含むプラズマ処理装置の制御方法。
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、
前記アンテナの接地側端部に接続されたインピーダンスが可変である接地側インピーダンス調整部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記アンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部および第２受光部を備える、プラズマ処理装置の制御方法であって、
前記第１受光部により、前記第１受光部に対応するプラズマ生成領域の第１発光強度を検出する第１検出ステップと、
前記第２受光部により、前記第２受光部に対応するプラズマ生成領域の第２発光強度を検出する第２検出ステップと、
前記第１発光強度および前記第２発光強度に基づき、前記接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御ステップと、を含むプラズマ処理装置の制御方法。
【請求項9】
真空容器内にプラズマを発生させる第１アンテナおよび第２アンテナと、
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部を備える、プラズマ処理装置の制御方法であって、
前記第３受光部により、前記第３受光部に対応するプラズマ生成領域の第３発光強度を検出する第３検出ステップと、
前記第４受光部により、前記第４受光部に対応するプラズマ生成領域の第４発光強度を検出する第４検出ステップと、
前記第３発光強度および前記第４発光強度に基づき、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ供給される高周波電力を制御する制御ステップと、を含むプラズマ処理装置の制御方法。
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部を備える、プラズマ処理装置の制御方法であって、
前記第３受光部により、前記第３受光部に対応するプラズマ生成領域の第３発光強度を検出する第３検出ステップと、
前記第４受光部により、前記第４受光部に対応するプラズマ生成領域の第４発光強度を検出する第４検出ステップと、
前記第３発光強度および前記第４発光強度に基づき、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ供給される高周波電力を制御する制御ステップと、を含むプラズマ処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
処理室（真空容器）内に設けられたアンテナに高周波電流を流すことにより誘導結合型のプラズマを発生させて基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置が知られている。このようなプラズマ処理装置において、処理室内のプラズマ状態を検出する様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、処理室内に形成されるプラズマの発光状態をプラズマ発光状態検出部により検出し、当該プラズマ発光状態検出部の検出情報に基づいてアンテナ回路の特性を調節するプラズマ処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－１４７３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、特許文献１に係るプラズマ状態検出部は、基板のセンター部およびエッジ部に対応する位置に設けられており、基板のセンター部およびエッジ部のプラズマ発光状態を検出している。このような構成では、プラズマ状態検出部は、例えば基板の一辺に沿った方向におけるプラズマ発光状態を監視することはできない。すなわち、特許文献１においては、処理室内におけるプラズマの面内分布を十分に確認できないといった問題がある。
【0005】
本発明の一態様は、簡便な構成により、処理室内のプラズマ状態を十分に確認することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るプラズマ処理装置は、真空容器内にプラズマを発生させる少なくとも１つのアンテナと、プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、前記複数の受光部は、前記少なくとも１つのアンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部および第２受光部を備える。
【0007】
また、前記プラズマ処理装置は、前記少なくとも１つのアンテナの接地側端部に接続された、インピーダンスが可変である接地側インピーダンス調整部と、前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
【0008】
また、前記少なくとも１つのアンテナは、第１アンテナおよび第２アンテナを備え、前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部をさらに備えてもよい。
【0009】
また、前記プラズマ処理装置は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの高周波電源側端部に接続されたインピーダンスが可変である給電側インピーダンス調整部と、（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光
強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記給電側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記給電側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
【0010】
また、前記プラズマ処理装置は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに高周波電力をそれぞれ供給する第１高周波電源および第２高周波電源と、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記第１高周波電源または前記第２高周波電源が供給する高周波電力を制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
【0011】
また、前記複数の受光部は、前記プラズマ生成領域の発光強度として、前記真空容器に付着していた物質に起因する気体の発光強度を検出し、前記制御部は、前記複数の受光部のうちのある受光部が検出する発光強度が、前記複数の受光部のうちの別の受光部が検出する発光強度より高い場合、前記ある受光部に対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度が、前記別の受光部に対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度より高くなるように制御してもよい。
【0012】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るプラズマ処理装置は、真空容器内にプラズマを発生させる第１アンテナおよび第２アンテナと、プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部を備える。
【0013】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るプラズマ処理装置の制御方法は、真空容器内にプラズマを発生させる少なくとも１つのアンテナと、プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、前記アンテナの接地側端部に接続されたインピーダンスが可変である接地側インピーダンス調整部と、を備え、前記複数の受光部は、前記アンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部および第２受光部を備える、プラズマ処理装置の制御方法であって、前記第１受光部により、前記第１受光部に対応するプラズマ生成領域の第１発光強度を検出する第１検出ステップと、前記第２受光部により、前記第２受光部に対応するプラズマ生成領域の第２発光強度を検出する第２検出ステップと、前記第１発光強度および前記第２発光強度に基づき、前記接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御ステップと、を含む。
【0014】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るプラズマ処理装置の制御方法は、真空容器内にプラズマを発生させる第１アンテナおよび第２アンテナと、プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部を備える、プラズマ処理装置の制御方法であって、前記第３受光部により、前記第３受光部に対応するプラズマ生成領域の第３発光強度を検出する第３検出ステップと、前記第４受光部により、前記第４受光部に対応するプラズマ生成領域の第４発光強度を検出する第４検出ステップと、前記第３発光強度および前記第４発光強度に基づき、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ供給される高周波電力を制御する制御ステップと、を含む。
【発明の効果】
【0015】
本発明の一態様によれば、簡便な構成により、処理室内のプラズマ状態を十分に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の正面断面図である。
【図2】上記プラズマ処理装置の側面断面図である。
【図3】上記プラズマ処理装置の上面断面図である。
【図4】上記プラズマ処理装置の監視装置の要部構成を示す機能ブロック図である。
【図5】上記プラズマ処理装置の受光部とアンテナ回路との配置関係を模式的に示す図である。
【図6】上記監視装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図7】上記監視装置が実行する処理の他の例を示すフローチャートである。
【図8】上記監視装置が実行する処理のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図9】本発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置の受光部とアンテナ回路との配置関係を模式的に示す図である。
【図10】上記監視装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
〔実施形態１〕
図１は、１つのアンテナ７を含む切断面でプラズマ処理装置１を切断した正面断面図である。図２は、複数のアンテナ７１～７３がそれぞれ延びる方向に垂直な切断面でプラズマ処理装置１を切断した側面断面図である。図３は、受光部ＰＤを含む切断面でプラズマ処理装置１を切断した上面断面図である。なお、図３において、プラズマ処理装置１を上面視した場合におけるプラズマ処理装置１内のステージ６および複数のアンテナ７１～７３の位置についても仮想的に示している。まず、プラズマ処理装置１の概略構成について図１～図３を参照して以下に説明する。
図１は、１つのアンテナ７を含む切断面でプラズマ処理装置１を切断した正面断面図である。図２は、複数のアンテナ７１～７３がそれぞれ延びる方向に垂直な切断面でプラズマ処理装置１を切断した側面断面図である。図３は、受光部ＰＤを含む切断面でプラズマ処理装置１を切断した上面断面図である。なお、図３において、プラズマ処理装置１を上面視した場合におけるプラズマ処理装置１内のステージ６および複数のアンテナ７１～７３の位置についても仮想的に示している。まず、プラズマ処理装置１の概略構成について図１～図３を参照して以下に説明する。
【0018】
＜プラズマ処理装置１の構成＞
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、筐体２と、フランジ３と、真空カバー４と、アンテナカバー５と、ステージ６と、アンテナ７と、高周波電源８と、受光部ＰＤと、インピーダンス調整部と、監視装置１０とを備える。プラズマ処理装置１では、アンテナ７に高周波電源８から高周波電圧を印加することにより、アンテナ７に高周波電流が流れる。これにより、筐体２内に誘導電界が発生して誘導結合型のプラズマが生成される。プラズマ処理装置１は、このような誘導結合型のプラズマを用いて、筐体２内に配置された基板Ｗに所定のプラズマ処理を施すものである。
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、筐体２と、フランジ３と、真空カバー４と、アンテナカバー５と、ステージ６と、アンテナ７と、高周波電源８と、受光部ＰＤと、インピーダンス調整部と、監視装置１０とを備える。プラズマ処理装置１では、アンテナ７に高周波電源８から高周波電圧を印加することにより、アンテナ７に高周波電流が流れる。これにより、筐体２内に誘導電界が発生して誘導結合型のプラズマが生成される。プラズマ処理装置１は、このような誘導結合型のプラズマを用いて、筐体２内に配置された基板Ｗに所定のプラズマ処理を施すものである。
【0019】
ここで、基板Ｗは、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板、フレキシブル基板などである。また、基板Ｗに施すプラズマ処理は、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition；化学気相堆積）法による膜形成、エッチング、アッシング、スパッ
タリングなどである。
Vapor Deposition；化学気相堆積）法による膜形成、エッチング、アッシング、スパッ
タリングなどである。
【0020】
なお、このプラズマ処理装置１は、プラズマＣＶＤ法によって膜形成を行う場合はプラズマＣＶＤ装置、エッチングを行う場合はプラズマエッチング装置、アッシングを行う場合はプラズマアッシング装置、スパッタリングを行う場合はプラズマスパッタリング装置とも呼ばれる。
【0021】
また、プラズマ処理装置１は、誘導結合型のプラズマを用いて、プラズマ処理後に筐体２の側壁に付着した物質をクリーニングするクリーニング処理を施すこともできる。
【0022】
図２および図３に示すように、プラズマ処理装置１には、複数のアンテナ７１～７３（第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３）が並んで設けられている。ここで、複数のアンテナ７１～７３を特に区別する必要がない場合は、単にアンテナ７と称する。後述する真空カバー４及びアンテナカバー５は、アンテナ７毎に設置されている。以下、プラズマ処理装置１において、アンテナ７が設けられている側を上方、ステージ６が設けられている側を下方と称する。また、複数のアンテナ７がそれぞれ延びる方向を左右方向（第１方向）、複数のアンテナ７が並ぶ方向を前後方向（第２方向）と称する。なお、本実施形態では、プラズマ処理装置１に３つのアンテナである第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３が設けられている一例を示しているが、アンテナ７の数としてはこれに限定されない。
【0023】
また、図３に示すように、プラズマ処理装置１には、プラズマ生成領域ＨＡの発光強度を検出する複数の受光部ＰＤ１～ＰＤ５が設けられている。ここで、複数の受光部ＰＤ１～ＰＤ５を特に区別する必要がない場合は、単に受光部ＰＤと称する。
【0024】
＜筐体２＞
筐体２は、基板Ｗに対して上記所定のプラズマ処理を行う処理室を構成するための筐体本体２ａを備える。筐体本体２ａは、上側が開口した箱体状の部材である。
筐体２は、基板Ｗに対して上記所定のプラズマ処理を行う処理室を構成するための筐体本体２ａを備える。筐体本体２ａは、上側が開口した箱体状の部材である。
【0025】
筐体本体２ａの開口部（筐体開口部２ｂ）には、複数の開口部を有するフランジ３が気密に取り付けられている。フランジ３の複数の開口部は、真空カバー４によって閉塞される。換言すれば、筐体２の上面側において、フランジ３及び真空カバー４が取り付けられた場合、筐体開口部２ｂは、フランジ３及び真空カバー４によって閉塞される。このように、フランジ３及び真空カバー４がそれぞれ筐体本体２ａ及びフランジ３に気密に取り付けられることにより、筐体２は、上記処理室を含んだ真空容器を構成する。
【0026】
また、筐体開口部２ｂの内部に後述するアンテナカバー５を取り付けることによって、当該筐体２の内部空間が画定されてプラズマ生成領域ＨＡが筐体本体２ａの内部に形成される。このプラズマ生成領域ＨＡの内部には、ステージ６及び当該ステージ６に支持された基板Ｗが配置されるようになっており、プラズマ生成領域ＨＡが上記処理室を実質的に構成している。換言すれば、筐体２では、アンテナカバー５により、プラズマ生成領域ＨＡとプラズマ非生成領域（後述するアンテナ収容空間ＡＫ）とが互いに区切られている。
【0027】
また、図１に示すように、筐体２では、真空ポンプＰＯが筐体本体２ａに連結されている。プラズマ生成領域ＨＡの内部は、真空ポンプＰＯにより少なくともプラズマ処理の際に所定の真空度とされる。
【0028】
また、筐体２は、上記所定のプラズマ処理に対応した処理ガスを、所定の真空度となったプラズマ生成領域ＨＡ（処理室）の内部に導入する処理ガス供給部（図示せず）を備えてもよい。処理ガスの雰囲気下で当該プラズマ処理が行われるようになっている。なお、処理ガスは、例えば、アルゴン、水素、窒素、シラン、メタン、酸素、または三フッ化窒素である。
【0029】
＜フランジ３＞
フランジ３は、例えば、互いに対向する２つの第１辺部３ａ（図２）と、第１辺部３ａに直交するとともに、互いに対向する２つの第２辺部３ｂ（図１）と、を有する矩形状の枠体を備える。また、フランジ３は、例えば、上記枠体の内側において一方の第２辺部３ｂから他方の第２辺部３ｂにわたって設けられた、第３辺部３ｃ及び第４辺部３ｄを備える。換言すれば、これらの第３辺部３ｃ及び第４辺部３ｄの各両端部は、第２辺部３ｂに連続して形成されている。第３辺部３ｃ及び第４辺部３ｄは、２つの第１辺部３ａの間に
おいて、第１辺部３ａと平行となるように形成されていてよい。
フランジ３は、例えば、互いに対向する２つの第１辺部３ａ（図２）と、第１辺部３ａに直交するとともに、互いに対向する２つの第２辺部３ｂ（図１）と、を有する矩形状の枠体を備える。また、フランジ３は、例えば、上記枠体の内側において一方の第２辺部３ｂから他方の第２辺部３ｂにわたって設けられた、第３辺部３ｃ及び第４辺部３ｄを備える。換言すれば、これらの第３辺部３ｃ及び第４辺部３ｄの各両端部は、第２辺部３ｂに連続して形成されている。第３辺部３ｃ及び第４辺部３ｄは、２つの第１辺部３ａの間に
おいて、第１辺部３ａと平行となるように形成されていてよい。
【0030】
また、第１辺部３ａ、第２辺部３ｂ、第３辺部３ｃ、及び第４辺部３ｄはそれぞれ、筐体開口部２ｂ側に突出する後述の突出部を有していてよい。以下、第１辺部３ａ、第２辺部３ｂ、第３辺部３ｃ、及び第４辺部３ｄを、辺部３ｈと総称する。
【0031】
＜真空カバー４＞
また、プラズマ処理装置１には、筐体開口部２ｂを閉塞する真空カバー４が、当該筐体開口部２ｂに脱着可能に取り付けられるように構成されている。ここで、フランジ３は、上記処理室の外部から当該処理室の内部に向かう方向において筐体開口部２ｂの開口面積を段階的に小さくするように形成された突出部を有していてよい。例えば、第１辺部３ａ、第３辺部３ｃ及び第４辺部３ｄのそれぞれは、筐体開口部２ｂの内部において、真空カバー４の周縁部を係止するように突出する第１の支持部を有していてよい。第１の支持部は上記突出部の一部であってよい。また、真空カバー４は、外側カバーの一例であり、第２辺部３ｂの上面に当接するとともに、第１辺部３ａ、第３辺部３ｃ、及び第４辺部３ｄにおける第１の支持部の上面に当接して支持される。真空カバー４は、例えば、金属製である。
また、プラズマ処理装置１には、筐体開口部２ｂを閉塞する真空カバー４が、当該筐体開口部２ｂに脱着可能に取り付けられるように構成されている。ここで、フランジ３は、上記処理室の外部から当該処理室の内部に向かう方向において筐体開口部２ｂの開口面積を段階的に小さくするように形成された突出部を有していてよい。例えば、第１辺部３ａ、第３辺部３ｃ及び第４辺部３ｄのそれぞれは、筐体開口部２ｂの内部において、真空カバー４の周縁部を係止するように突出する第１の支持部を有していてよい。第１の支持部は上記突出部の一部であってよい。また、真空カバー４は、外側カバーの一例であり、第２辺部３ｂの上面に当接するとともに、第１辺部３ａ、第３辺部３ｃ、及び第４辺部３ｄにおける第１の支持部の上面に当接して支持される。真空カバー４は、例えば、金属製である。
【0032】
＜アンテナカバー５＞
また、プラズマ処理装置１には、アンテナカバー５が筐体開口部２ｂの内部にてフランジ３に対し取り外し可能に支持されている。具体的には、アンテナカバー５は、図１及び図２に示すように、例えば、断面Ｕ字状に構成されたアンテナ収容部５ａを備える。また、アンテナカバー５は、カバー支持部５ｂと、カバー開口部５ｃとを備える。アンテナカバー５は、例えば、アルミナなどの誘電材料を用いて構成されており、誘電性を有する内側カバーを構成している。
また、プラズマ処理装置１には、アンテナカバー５が筐体開口部２ｂの内部にてフランジ３に対し取り外し可能に支持されている。具体的には、アンテナカバー５は、図１及び図２に示すように、例えば、断面Ｕ字状に構成されたアンテナ収容部５ａを備える。また、アンテナカバー５は、カバー支持部５ｂと、カバー開口部５ｃとを備える。アンテナカバー５は、例えば、アルミナなどの誘電材料を用いて構成されており、誘電性を有する内側カバーを構成している。
【0033】
アンテナ収容部５ａは、アンテナ７の形状に対応するように形成されている。アンテナ収容部５ａは、アンテナ７が取り付けられた状態において、アンテナ７の外周面の一部を覆うような形状に構成されている。
【0034】
カバー支持部５ｂは、断面Ｕ字状のアンテナ収容部５ａの２つの端部から連続的に形成されるとともに、アンテナ収容部５ａの端部から外向きに張り出すように形成された鍔部である。つまり、カバー支持部５ｂは、外向きフランジ形状を有する。
【0035】
ここで、例えば、フランジ３の辺部３ｈは、筐体開口部２ｂの内部において、アンテナカバー５の周縁部を係止するように突出する第２の支持部を有していてよい。第２の支持部は、上記突出部の一部であり、上記第１の支持部よりも筐体開口部２ｂの内部側に突出している（突出長が大きい）。アンテナカバー５が筐体開口部２ｂの内部に支持された状態において、カバー支持部５ｂは、フランジ３の辺部３ｈ（の上記第２の支持部）によって支持される。
【0036】
カバー開口部５ｃは、アンテナ収容部５ａによって囲まれて形成された開口である。カバー開口部５ｃは、真空カバー４側に開口するように設けられている。
【0037】
また、筐体２には、少なくとも真空カバー４及びアンテナカバー５によって囲まれたアンテナ収容空間ＡＫが形成されている。このアンテナ収容空間ＡＫは、包囲空間の一例であり、誘導結合性のプラズマを発生させるためのアンテナ７が収容されている。但し、このアンテナ収容空間ＡＫには、その空間の大きさがアンテナ７によるプラズマを維持することができない大きさに設定されているため、プラズマ非生成領域として機能する。
【0038】
＜アンテナ７＞
図１に示すように、アンテナ７は、長尺の直線状部と、当該直線状部の両端において上方に屈曲する屈曲部とを有する。アンテナ７は、例えば、円筒状に構成されるとともに、銅などの金属材料を用いて構成されている。また、アンテナ７の一方の端部及び他方の端部は、それぞれアンテナ絶縁部４１ａ及び４１ｂを介して真空カバー４に電気的に絶縁された状態で設けられており、筐体２の外部に気密に引き出されている。
図１に示すように、アンテナ７は、長尺の直線状部と、当該直線状部の両端において上方に屈曲する屈曲部とを有する。アンテナ７は、例えば、円筒状に構成されるとともに、銅などの金属材料を用いて構成されている。また、アンテナ７の一方の端部及び他方の端部は、それぞれアンテナ絶縁部４１ａ及び４１ｂを介して真空カバー４に電気的に絶縁された状態で設けられており、筐体２の外部に気密に引き出されている。
【0039】
アンテナ７の一方の端部は、高周波電源８から供給される高周波電力を受け取る。アンテナ７の他方の端部は、電気的に接地されている。以下、アンテナ７の一方の端部及び他方の端部をそれぞれ給電側端部７ａ及び接地側端部７ｂ（高周波電源側端部）と称する。アンテナ７の給電側端部７ａには整合回路９及び給電側可変コンデンサＶＣａ（給電側インピーダンス調整部）が接続されている。アンテナ７の接地側端部７ｂには接地側可変コンデンサＶＣｂ（接地側インピーダンス調整部）が接続されている。以下、給電側可変コンデンサＶＣａおよび接地側可変コンデンサＶＣｂを可変コンデンサＶＣと総称する。なお、複数のアンテナ７１～７３のうち１つのアンテナには、給電側可変コンデンサＶＣａが接続されていなくてもよい。すなわち、本実施形態では、３つのアンテナ７１～７３のうち少なくとも２つのアンテナに、給電側可変コンデンサＶＣａが接続されていればよい。また、可変コンデンサＶＣは、インピーダンスが可変であるインピーダンス調整部の一例であり、これに限定されるものではない。
【0040】
高周波電源８は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を整合回路９及び給電側可変コンデンサＶＣａを介して給電側端部７ａに供給する。また、監視装置１０は、接地側可変コンデンサＶＣｂの容量を変更することにより、アンテナ７に高周波電力が効率的に供給されるように制御する。
【0041】
＜受光部ＰＤ＞
図１に示すように、受光部ＰＤは、筐体本体２ａの側面において、プラズマ生成領域ＨＡの発光強度を検出可能な高さ位置に配置される。受光部ＰＤは、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を含む。受光部ＰＤは、筐体本体２ａの側面に形成されたビューポート（貫通孔）を介してプラズマ生成領域ＨＡのプラズマからの発光を当該撮像素子により受光することにより、プラズマ生成領域ＨＡの発光強度を検出する。
図１に示すように、受光部ＰＤは、筐体本体２ａの側面において、プラズマ生成領域ＨＡの発光強度を検出可能な高さ位置に配置される。受光部ＰＤは、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を含む。受光部ＰＤは、筐体本体２ａの側面に形成されたビューポート（貫通孔）を介してプラズマ生成領域ＨＡのプラズマからの発光を当該撮像素子により受光することにより、プラズマ生成領域ＨＡの発光強度を検出する。
【0042】
図３に示すように、受光部ＰＤは、左右方向（複数のアンテナ７１～７３がそれぞれ延びる方向）に沿って配置された複数の受光部を備える。本実施形態では、当該複数の受光部は、２つの受光部、すなわち第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２である。第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２は、筐体本体２ａの前後側面に設けられる。例えば、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２はそれぞれ、筐体本体２ａの前後側面における複数のアンテナ７１～７３の左右端部に対応する位置に設けられてもよい。この場合、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２はそれぞれ、上面視において複数のアンテナ７１～７３の左右端部に対応する位置を含むプラズマ生成領域ＨＡの発光強度を検出する。また、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２は、複数のアンテナ７１～７３の左右方向中央部の位置から等距離となるように筐体本体２ａの前後側面に設けられてもよい。
【0043】
また、受光部ＰＤは、前後方向（複数のアンテナ７１～７３が並ぶ方向）に配置された、複数のアンテナにそれぞれ対応する複数の受光部を備えてもよい。本実施形態では、当該複数の受光部は、複数のアンテナ７１～７３にそれぞれ対応した３つの受光部、すなわち第３受光部ＰＤ３、第４受光部ＰＤ４および第５受光部ＰＤ５である。第３受光部ＰＤ３、第４受光部ＰＤ４および第５受光部ＰＤ５は、筐体本体２ａの左右側面に設けられる。例えば、第３受光部ＰＤ３、第４受光部ＰＤ４および第５受光部ＰＤ５はそれぞれ、筐
体本体２ａの左右側面における第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３の延長線上に対応する位置に設けられてもよい。この場合、第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３はそれぞれ、上面視において第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３に沿った位置を含むプラズマ生成領域ＨＡの発光強度を検出する。
体本体２ａの左右側面における第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３の延長線上に対応する位置に設けられてもよい。この場合、第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３はそれぞれ、上面視において第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３に沿った位置を含むプラズマ生成領域ＨＡの発光強度を検出する。
【0044】
上記の構成によれば、受光部ＰＤは、プラズマ生成領域ＨＡにおけるプラズマの面内分布を検出することができる。
【0045】
特に、受光部ＰＤは、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２を備えることにより、複数のアンテナ７１～７３がそれぞれ延びる左右方向におけるプラズマの分布（以下、プラズマ左右分布と称する）を検出することができる。後述するように、プラズマ左右分布は、接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを調整することで制御可能である。すなわち、受光部ＰＤは、プラズマ面内分布を制御するための情報としてプラズマ左右分布を検出することができる。したがって、プラズマ処理装置は、左右方向に沿って複数の受光部を設けるといった簡便な構成により、処理室内のプラズマ状態を十分に確認することができる。
【0046】
また、受光部ＰＤは、第３受光部ＰＤ３、第４受光部ＰＤ４および第５受光部ＰＤ５を備えることにより、複数のアンテナ７１～７３が並ぶ前後方向におけるプラズマの分布（以下、プラズマ前後分布と称する）を検出することができる。後述するように、プラズマ前後分布は、給電側インピーダンス調整部のインピーダンスを調整することで制御可能である。すなわち、受光部ＰＤは、プラズマ面内分布を制御するための情報としてプラズマ前後分布を検出することができる。したがって、プラズマ処理装置は、前後方向に沿って複数の受光部を設けるといった簡便な構成により、処理室内のプラズマ状態を十分に確認することができる。
【0047】
なお、本実施形態では、受光部ＰＤが上記第１受光部ＰＤ１～第５受光部ＰＤ５を備える一例を示しているが、受光部ＰＤの構成としてはこれに限定されない。例えば、受光部ＰＤは、左右方向に沿って配置された複数の受光部のみを備えてもよい。また、受光部ＰＤは、前後方向に沿って配置された複数の受光部のみを備えてもよい。また、本実施形態では、左右方向に沿って配置された複数の受光部の数を２としているが、これに限定されない。また、本実施形態では、前後方向に沿って配置された複数の受光部の数をアンテナ７の数に応じて３としているが、これに限定されない。
【0048】
＜監視装置１０＞
図４は、監視装置１０の要部構成を示すブロック図である。図４に示すように、監視装置１０は、取得部１１、記憶部１２、および制御部１３を備える。制御部１３は、算出部１３１、判定部１３２、および調整制御部１３３を備える。
図４は、監視装置１０の要部構成を示すブロック図である。図４に示すように、監視装置１０は、取得部１１、記憶部１２、および制御部１３を備える。制御部１３は、算出部１３１、判定部１３２、および調整制御部１３３を備える。
【0049】
取得部１１は、監視対象であるプラズマの発光スペクトルを含む、受光部ＰＤが受光した光のスペクトルデータ（分光データ）を取得する。取得部１１は、取得した当該スペクトルデータを制御部１３の算出部１３１に出力する。記憶部１２は、監視装置１０が使用する各種データを記憶する。
【0050】
算出部１３１は、スペクトルデータから、所定の波長帯域における波長スペクトル（つまり、監視対象であるプラズマの発光スペクトル）のピーク値、またはピーク近傍における積分値をプラズマの発光強度として算出する。ここで、第１受光部ＰＤ１～第５受光部ＰＤ５から取得したスペクトルデータに基づいて算出部１３１が算出した、監視対象であるプラズマの発光強度をそれぞれ、第１受光部ＰＤ１～第５受光部ＰＤ５が検出した第１
発光強度Ｉ１～第５発光強度Ｉ５と称する。
発光強度Ｉ１～第５発光強度Ｉ５と称する。
【0051】
プラズマ処理装置１が上記プラズマ処理を施す場合、監視対象であるプラズマの発光スペクトルは、上記プラズマ処理の材料に対応する波長スペクトルとなる。例えば、アモルファスシリコンの成膜を基板Ｗに施す場合、算出部１３１は、プラズマ状態のシリコンに対応する波長２５２ｎｍ付近におけるピーク値、またはピーク近傍における積分値を算出する。
【0052】
プラズマ処理装置１が上記クリーニング処理を施す場合、監視対象であるプラズマの発光スペクトルは、処理室に付着していた物質に起因する気体に対応する波長スペクトルとなる。例えば、処理室の壁面にシリコンが付着している場合、処理室に三フッ化窒素が供給される。処理室に供給された三フッ化窒素はアンテナ７からの誘導電界によりプラズマ状態となり、当該プラズマ状態の三フッ化窒素と壁面に付着したシリコンとが反応する。これにより、処理室に付着していた物質に起因する気体としてプラズマ状態のフッ化シリコンの気体が発生する。算出部１３１は、プラズマ状態のフッ化シリコンに対応する波長４４１ｎｍ付近におけるピーク値、またはピーク近傍における積分値を算出する。
【0053】
判定部１３２は、第１受光部ＰＤ１～第５受光部ＰＤ５が検出した第１発光強度Ｉ１～第５発光強度Ｉ５に基づき、プラズマ面内分布が適切か否かを判定する。プラズマ処理装置１が上記プラズマ処理を施す場合、判定部１３２は、プラズマ面内分布（発生するプラズマ密度）が均一か否かを判定する。プラズマ処理装置１が上記クリーニング処理を施す場合、判定部１３２は、より高いプラズマ発光強度を検出した受光部ＰＤを判定する。判定部１３２による具体的な判定方法については、図５～図１０を参照して後述する。
【0054】
調整制御部１３３は、判定部１３２の判定結果に基づき可変コンデンサＶＣの容量を制御する。具体的には、調整制御部１３３は、左右方向に沿って配置された複数の受光部がそれぞれ検出する発光強度に基づき、上記接地側可変コンデンサＶＣｂの容量（接地側インピーダンス調整部のインピーダンス）を制御する。本実施形態では、調整制御部１３３は、第１受光部ＰＤ１が検出する第１発光強度Ｉ１および第２受光部ＰＤ２が検出する第２発光強度Ｉ２に基づき、上記接地側可変コンデンサＶＣｂの容量を制御する。ここで、接地側可変コンデンサＶＣｂの容量を調整することにより、アンテナ７に流れる高周波電流の長さ方向（左右方向）における分布を制御できることが分かっている。したがって、プラズマ処理装置１は、接地側可変コンデンサＶＣｂの容量を変更することにより、少なくともプラズマ左右分布を制御することができる。
【0055】
また、調整制御部１３３は、前後方向に沿って配置された複数の受光部がそれぞれ検出する発光強度に基づき、上記給電側可変コンデンサＶＣａの容量（給電側インピーダンス調整部のインピーダンス）を制御する。本実施形態では、調整制御部１３３は、第３受光部ＰＤ３が検出する第３発光強度Ｉ３、第４受光部ＰＤ４が検出する第４発光強度Ｉ４および第５受光部ＰＤ５が検出する第５発光強度Ｉ５に基づき、上記給電側可変コンデンサＶＣａの容量を制御する。少なくとも、１つのアンテナを除くアンテナ７（すなわち、本実施形態では、３つのアンテナ７１～７３のうち少なくとも２つのアンテナ）に接続された給電側可変コンデンサＶＣａの容量を調整することにより、各アンテナ７に流れる高周波電流を相対的に制御することができる。実際の複数のアンテナ７は、個体差を有し得る。したがって、仮に各アンテナ７に同じ大きさの高周波電流を流したときに発生するプラズマ密度に差異があった場合においても、プラズマ処理装置１は、給電側可変コンデンサＶＣａの容量を調整することにより、プラズマ前後分布を制御することができる。なお、本実施形態では、第３受光部ＰＤ３～第５受光部ＰＤ５が検出する第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５に基づき、３つのアンテナ７１～７３に接続された給電側可変コンデンサＶＣａの容量を制御する場合について説明する。
【0056】
また、プラズマ処理装置１が上記プラズマ処理を施す場合、調整制御部１３３は、プラズマ生成領域におけるプラズマ密度のばらつきを小さくするように制御してもよい。この場合の具体的な制御方法については、図５～図１０を参照して後述する。
【0057】
また、プラズマ処理装置１が上記クリーニング処理を施す場合、調整制御部１３３は、より高いプラズマ発光強度を検出した受光部ＰＤに対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度が高くなるように制御してもよい。例えば、複数の受光部ＰＤ１～ＰＤ５のうちのある受光部ＰＤａが検出する発光強度が、複数の受光部ＰＤ１～ＰＤ５のうちの別の受光部ＰＤｂが検出する発光強度より高いとする。この場合、調整制御部１３３は、ある受光部ＰＤａに対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度を増加させるよう可変コンデンサＶＣを制御することで、該プラズマ密度が、別の受光部ＰＤｂに対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度より高くなるようにする。
【0058】
また、プラズマ処理装置１が上記クリーニング処理を施す場合、調整制御部１３３は、より低いプラズマ発光強度を検出した受光部ＰＤに対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度が低くなるように制御してもよい。例えば、複数の受光部ＰＤ１～ＰＤ５のうちのある受光部ＰＤａが検出する発光強度が、複数の受光部ＰＤ１～ＰＤ５のうちの別の受光部ＰＤｂが検出する発光強度より低いとする。この場合、調整制御部１３３は、ある受光部ＰＤａに対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度を減少させるよう可変コンデンサＶＣを制御することで、該プラズマ密度が、別の受光部ＰＤｂに対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度より低くなるようにする。
【0059】
上記の構成によれば、処理室の付着量の分布に基づき、発生するプラズマの分布を制御できる。具体的には、処理室の付着量が多く、高い強度のプラズマを発光する領域において、プラズマ密度を高くすることができる。同様に、処理室の付着量が少なく、低い強度のプラズマを発光する領域において、プラズマ密度を低くすることができる。したがって、プラズマ処理装置１は、効率よくクリーニング処理を実施できる。また、クリーニングが完了した処理室の内壁へのプラズマによるダメージを抑制できる。
【0060】
なお、図４に示した監視装置１０の構成要素のうち、制御部１３は必須の要素ではない。監視装置１０は、少なくとも筐体２の内部に生じたプラズマを監視する（すなわち、受光部ＰＤが検出したスペクトルデータを取得する）機能を有していればよい。この場合、例えば、監視装置１０が取得したスペクトルデータに基づき、ユーザがインピーダンス調整部のインピーダンスを調整してもよい。
【0061】
また、受光部ＰＤが検出する光のスペクトルデータに対して、監視対象であるプラズマの発光スペクトルが支配的である場合、取得部１１は、プラズマからの発光を分光したスペクトルデータを取得する必要はない。この場合、取得部１１は、受光部ＰＤが検出する光の発光強度をプラズマの発光強度として取得する。
【0062】
＜プラズマ処理装置１の動作例＞
以下、図５および図６を参照して、本実施形態１のプラズマ処理装置１の動作例の一例について具体的に説明する。図５は、プラズマ処理装置１の受光部ＰＤとアンテナ回路との配置関係を模式的に示す図である。以下、図５に示すようなプラズマ処理装置１において、監視装置１０が実行する種々の動作例について、図６～図８を参照して説明する。なお、以下の説明では、プラズマ処理装置１が上記プラズマ処理を施す場合について説明する。
以下、図５および図６を参照して、本実施形態１のプラズマ処理装置１の動作例の一例について具体的に説明する。図５は、プラズマ処理装置１の受光部ＰＤとアンテナ回路との配置関係を模式的に示す図である。以下、図５に示すようなプラズマ処理装置１において、監視装置１０が実行する種々の動作例について、図６～図８を参照して説明する。なお、以下の説明では、プラズマ処理装置１が上記プラズマ処理を施す場合について説明する。
【0063】
図５に示すように、第ｋアンテナの給電側端部７ａおよび接地側端部７ｂにはそれぞれ
、第ｋ給電側可変コンデンサＶＣａｋおよび第ｋ接地側可変コンデンサＶＣｂｋが接続されている（ｋ＝１，２，３）。第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２はそれぞれ、複数のアンテナ７１～７３の左右端部に対応する位置に設けられている。第３受光部ＰＤ３、第４受光部ＰＤ４および第５受光部ＰＤ５はそれぞれ、第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３の延長線上に対応する位置に設けられている。
、第ｋ給電側可変コンデンサＶＣａｋおよび第ｋ接地側可変コンデンサＶＣｂｋが接続されている（ｋ＝１，２，３）。第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２はそれぞれ、複数のアンテナ７１～７３の左右端部に対応する位置に設けられている。第３受光部ＰＤ３、第４受光部ＰＤ４および第５受光部ＰＤ５はそれぞれ、第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３の延長線上に対応する位置に設けられている。
【0064】
プラズマ処理装置１は、プラズマ処理の開始時に、高周波電源８からアンテナ７に高周波電圧を印加し、アンテナ７に高周波電流を流す。これにより、処理室内に誘導電界が発生して誘導結合型のプラズマが生成される。監視装置１０は、複数の受光部ＰＤ１～ＰＤ５がそれぞれ検出する、当該プラズマの第１発光強度Ｉ１～第５発光強度Ｉ５を監視する。監視装置１０は、第１発光強度Ｉ１および第２発光強度Ｉ２に基づき、接地側インピーダンス調整部のインピーダンス（接地側可変コンデンサＶＣｂの容量）を制御する。また、監視装置１０は、第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５に基づき、第１アンテナ７１～第３アンテナ７３にそれぞれ供給される高周波電力を制御する。本実施形態では、監視装置１０は、給電側インピーダンス調整部のインピーダンス（給電側可変コンデンサＶＣａの容量）を制御することで、上記高周波電力を制御する。
【0065】
図６は、監視装置１０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、Ｓ１では、判定部１３２が、受光部ＰＤの検出結果に基づき、以下の第１条件を満たすか否かを判定する。
第１条件：Ｍａｘ｛Ｉ３／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５），Ｉ４／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５），Ｉ５／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）｝＞Ｍａｘ｛Ｉ１／Ａｖｅ（Ｉ１，Ｉ２），Ｉ２／Ａｖｅ（Ｉ１，Ｉ２）｝
上記第１条件を満たすとき（Ｓ１でＹＥＳ）、処理はＳ２に進む。上記第１条件を満たさないとき（Ｓ１でＮＯ）、処理はＳ３に進む。ここで、上記第１条件における「Ｉ３／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）」は、第３発光強度Ｉ３を第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５の平均値により規格化した値である。なお、第３発光強度Ｉ３は、例えば記憶部１２に格納された参照用の発光強度により規格化されてもよい。その他の発光強度についても同様である。
第１条件：Ｍａｘ｛Ｉ３／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５），Ｉ４／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５），Ｉ５／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）｝＞Ｍａｘ｛Ｉ１／Ａｖｅ（Ｉ１，Ｉ２），Ｉ２／Ａｖｅ（Ｉ１，Ｉ２）｝
上記第１条件を満たすとき（Ｓ１でＹＥＳ）、処理はＳ２に進む。上記第１条件を満たさないとき（Ｓ１でＮＯ）、処理はＳ３に進む。ここで、上記第１条件における「Ｉ３／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）」は、第３発光強度Ｉ３を第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５の平均値により規格化した値である。なお、第３発光強度Ｉ３は、例えば記憶部１２に格納された参照用の発光強度により規格化されてもよい。その他の発光強度についても同様である。
【0066】
Ｓ２（制御ステップ）では、調整制御部１３３が、Ｍａｘ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）が下がるように給電側可変コンデンサＶＣａを制御する。例えば、Ｍａｘ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）＝Ｉ３である場合（すなわち、第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５のうち第３発光強度Ｉ３が最も大きい場合）、調整制御部１３３は、第１給電側可変コンデンサＶＣａ１の容量を調整すればよい。
【0067】
Ｓ３（制御ステップ）では、調整制御部１３３が、Ｍａｘ（Ｉ１，Ｉ２）が下がるように接地側可変コンデンサＶＣｂを制御する。例えば、Ｍａｘ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）＝Ｉ３である場合、調整制御部１３３は、第１接地側可変コンデンサＶＣｂ１の容量を調整すればよい。
【0068】
調整制御部１３３による可変コンデンサＶＣの制御の後、Ｓ４では、判定部１３２が、以下の第２条件を満たすか否かを判定する。
第２条件：σ３，４，５＜５％かつσ１，２＜５％
上記第２条件を満たすとき（Ｓ４でＹＥＳ）、判定部１３２は、プラズマ面内分布が均一になったとみなし、処理は終了する。上記第２条件を満たさないとき（Ｓ４でＮＯ）、処理はＳ１に戻る。すなわち、監視装置１０は、上記第２条件を満たすまで可変コンデンサＶＣを制御する。ここで、上記第２条件におけるσ３，４，５は、第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５のばらつきを示す値であり、例えば以下の式で定義される。なお、第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５のばらつきを示す値としてはこれに限定されず、例えば第
３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５の標準偏差であってもよい。
同様に、上記第２条件におけるσ１，２は、第１発光強度Ｉ１、第２発光強度Ｉ２のばらつきを示す値であり、例えば以下の式で定義される。
第２条件：σ３，４，５＜５％かつσ１，２＜５％
上記第２条件を満たすとき（Ｓ４でＹＥＳ）、判定部１３２は、プラズマ面内分布が均一になったとみなし、処理は終了する。上記第２条件を満たさないとき（Ｓ４でＮＯ）、処理はＳ１に戻る。すなわち、監視装置１０は、上記第２条件を満たすまで可変コンデンサＶＣを制御する。ここで、上記第２条件におけるσ３，４，５は、第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５のばらつきを示す値であり、例えば以下の式で定義される。なお、第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５のばらつきを示す値としてはこれに限定されず、例えば第
３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５の標準偏差であってもよい。
【数1】
【数2】
【0069】
図７は、監視装置１０が実行する処理の他の例を示すフローチャートである。図７に示すように、Ｓ１１では、算出部１３１が、受光部ＰＤの検出結果に基づき算出した発光強度のばらつきσ３，４，５、σ１，２、および最大発光強度ＩＭａｘを記憶部１２に記憶させる。なお、最大発光強度ＩＭａｘは、Ｍａｘ｛Ｉ３／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５），Ｉ４／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５），Ｉ５／Ａｖｅ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）｝およびＭａｘ｛Ｉ１／Ａｖｅ（Ｉ１，Ｉ２），Ｉ２／Ａｖｅ（Ｉ１，Ｉ２）｝のいずれか大きい方である。
【0070】
Ｓ１２（制御ステップ）では、調整制御部１３３が、６つの可変コンデンサＶＣａ１，ＶＣａ２，ＶＣａ３，ＶＣｂ１，ＶＣｂ２，ＶＣｂ３の容量またはリアクタンスを個別に所定の増減幅だけ変更する。例えば、給電側可変コンデンサＶＣａについて、所定の増減幅は、給電側可変コンデンサＶＣａの最大容量または最大容量時のリアクタンスの±σ３，４，５／２％である。例えば、接地側可変コンデンサＶＣｂについて、所定の増減幅は、接地側可変コンデンサＶＣｂの最大容量または最大容量時のリアクタンスの±σ１，２／２％である。このとき、調整制御部１３３は、最大発光強度ＩＭａｘの減少量が一番大きかった可変コンデンサＶＣを特定する。なお、所定の増減幅は、固定値であってもよい。
【0071】
例えば、σ１，２＝１０％である場合、所定の増減幅は、±σ１，２／２％＝±５％となる。そのため、ＶＣｂ１、ＶＣｂ２、およびＶＣｂ３の変更前の容量がそれぞれ５００ｐＦ、６００ｐＦ、および７００ｐＦであった場合、調整制御部１３３は、ＶＣｂ１の容量値を４７５ｐＦおよび５２５ｐＦに、ＶＣｂ２の容量値を５７０ｐＦおよび６３０ｐＦに、ＶＣｂ３の容量値を６６５ｐＦおよび７３５ｐＦに個別に変更する。仮に、ＶＣｂ２の容量値を５７０ｐＦに変更（その他の可変コンデンサの容量値は保持）したときにＩＭａｘの減少量が一番大きかった（すなわち、調整制御部１３３は、Ｓ１２において、ＶＣｂ２を特定した）とする。この場合、調整制御部１３３は、Ｓ１３において、ＶＣｂ２の容量値を５７０ｐＦに変更し、その他の可変コンデンサの容量値は保持する。
【0072】
Ｓ１３では、調整制御部１３３は、特定した可変コンデンサＶＣの容量またはリアクタンスを上記増減幅だけ変更する。
【0073】
Ｓ１４では、可変コンデンサＶＣの容量またはリアクタンスの変更後、発光強度のばらつきσ３，４，５およびσ１，２を更新する。すなわち、算出部１３１は、可変コンデンサＶＣの容量またはリアクタンスの変更後の受光部ＰＤの検出結果に基づきσ３，４，５およびσ１，２を算出する。
【0074】
Ｓ１５では、判定部１３２が、更新後のσ３，４，５およびσ１，２について、上記第２条件を満たすか否かを判定する。上記第２条件を満たすとき（Ｓ１３でＹＥＳ）、処理
は終了する。上記第２条件を満たさないとき（Ｓ１３でＮＯ）、処理はＳ１１に戻る。すなわち、監視装置１０は、上記第２条件を満たすまで可変コンデンサＶＣを制御する。
は終了する。上記第２条件を満たさないとき（Ｓ１３でＮＯ）、処理はＳ１１に戻る。すなわち、監視装置１０は、上記第２条件を満たすまで可変コンデンサＶＣを制御する。
【0075】
図８は、監視装置１０が実行する処理のさらに他の例を示すフローチャートである。図８に示すように、Ｓ２１では、判定部１３２が、以下の第３条件を満たすか否かを判定する。
第３条件：σ３，４，５＜５％
上記第３条件を満たすとき（Ｓ２１でＹＥＳ）、処理はＳ２３に進む。上記第３条件を満たさないとき（Ｓ２１でＮＯ）、処理はＳ２２を介してＳ２３に進む。
第３条件：σ３，４，５＜５％
上記第３条件を満たすとき（Ｓ２１でＹＥＳ）、処理はＳ２３に進む。上記第３条件を満たさないとき（Ｓ２１でＮＯ）、処理はＳ２２を介してＳ２３に進む。
【0076】
Ｓ２２（制御ステップ）では、図６におけるＳ２と同様に、調整制御部１３３が、Ｍａｘ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）が下がるように給電側可変コンデンサＶＣａを制御する。
【0077】
調整制御部１３３による給電側可変コンデンサＶＣａの制御の後、Ｓ２３では、判定部１３２が、以下の第４条件を満たすか否かを判定する。
第４条件：σ１，２＜５％
上記第４条件を満たすとき（Ｓ２３でＹＥＳ）、処理はＳ２５に進む。上記第３条件を満たさないとき（Ｓ２３でＮＯ）、処理はＳ２４を介してＳ２５に進む。
第４条件：σ１，２＜５％
上記第４条件を満たすとき（Ｓ２３でＹＥＳ）、処理はＳ２５に進む。上記第３条件を満たさないとき（Ｓ２３でＮＯ）、処理はＳ２４を介してＳ２５に進む。
【0078】
Ｓ２４（制御ステップ）では、図６におけるＳ３と同様に、調整制御部１３３が、Ｍａｘ（Ｉ１，Ｉ２）が下がるように接地側可変コンデンサＶＣｂを制御する。
【0079】
調整制御部１３３による接地側可変コンデンサＶＣｂの制御の後、Ｓ２５では、判定部１３２が再び、上記第３条件を満たすか否かを判定する。上記第３条件を満たすとき（Ｓ２５でＹＥＳ）、処理は終了する。上記第３条件を満たさないとき（Ｓ２５でＮＯ）、処理はＳ２１に戻る。すなわち、監視装置１０は、上記第３条件および上記第４条件をともに満たすまで（すなわち、上記第２条件を満たすまで）可変コンデンサＶＣを制御する。
【0080】
以上のように、監視装置１０は、上記第２条件を満たすまで可変コンデンサＶＣを制御する。これにより、監視装置１０は、複数のアンテナ７１～７３それぞれに流れる高周波電流および各アンテナ７における長手方向の電流分布を調整することで、処理室内のプラズマ密度のばらつきを小さくすることができる。すなわち、処理室内のプラズマ面内分布を均一な状態に近づけることができる。
【0081】
また、監視装置１０は、受光部ＰＤによりプラズマからの発光を直接監視している。そのため、監視装置１０は、処理室内のプラズマ状態を精度良く監視することができる。
【0082】
また、本実施形態において、仮にアンテナ７の数を増やした場合においても、プラズマ左右分布を検出する受光部ＰＤの数を増やす必要はない。そのため、本実施形態において、アンテナの数を増やすことによる受光部ＰＤ（検出部）の必要数の増加を抑制することができる。
【0083】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0084】
図９は、実施形態２に係るプラズマ処理装置２０１の受光部ＰＤとアンテナ回路との配置関係を模式的に示す図である。実施形態２に係るプラズマ処理装置２０１は、第１アンテナ７１、第２アンテナ７２および第３アンテナ７３に高周波電力をそれぞれ供給する複
数の高周波電源（第１高周波電源８１、第２高周波電源８２および第３高周波電源８３）が接続されている点において、実施形態１に係るプラズマ処理装置１と相違する。また、実施形態２に係るプラズマ処理装置２０１において、給電側可変コンデンサＶＣａはなくてもよい。
数の高周波電源（第１高周波電源８１、第２高周波電源８２および第３高周波電源８３）が接続されている点において、実施形態１に係るプラズマ処理装置１と相違する。また、実施形態２に係るプラズマ処理装置２０１において、給電側可変コンデンサＶＣａはなくてもよい。
【0085】
また、実施形態２に係る調整制御部１３３は、前後方向に沿って配置された複数の受光部がそれぞれ検出する発光強度に基づき、上記複数の高周波電源が供給する高周波電力を制御する。本実施形態では、調整制御部１３３は、第３発光強度Ｉ３～第５発光強度Ｉ５に基づき、第１高周波電源８１～第３高周波電源８３が供給する高周波電力を制御する。
【0086】
図１０は、実施形態２に係る監視装置１０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下、図９に示すようなプラズマ処理装置２０１において、監視装置１０が実行する動作例の一例について、図１０を参照して説明する。なお、以下の説明では、プラズマ処理装置２０１が上記プラズマ処理を施す場合について説明する。
【0087】
図１０に示すように、Ｓ３１では、図６におけるＳ１と同様に、判定部１３２が、受光部ＰＤの検出結果に基づき上記第１条件を満たすか否かを判定する。上記第１条件を満たすとき（Ｓ３１でＹＥＳ）、処理はＳ３２に進む。上記第１条件を満たさないとき（Ｓ３１でＮＯ）、処理はＳ３３に進む。
【0088】
Ｓ３２（制御ステップ）では、調整制御部１３３が、Ｍａｘ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）が下がるように第１高周波電源８１～第３高周波電源８３を制御する。例えば、Ｍａｘ（Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）＝Ｉ３である場合、調整制御部１３３は、第１高周波電源８１が供給する高周波電力を下げればよい。
【0089】
Ｓ３３（制御ステップ）では、図６におけるＳ３と同様に、調整制御部１３３が、Ｍａｘ（Ｉ１，Ｉ２）が下がるように接地側可変コンデンサＶＣｂを制御する。
【0090】
調整制御部１３３による第１高周波電源８１～第３高周波電源８３または接地側可変コンデンサＶＣｂの制御の後、Ｓ３４では、判定部１３２が、上記第２条件を満たすか否かを判定する。上記第２条件を満たすとき（Ｓ３４でＹＥＳ）、処理は終了する。上記第２条件を満たさないとき（Ｓ３４でＮＯ）、処理はＳ１に戻る。すなわち、監視装置１０は、上記第２条件を満たすまで第１高周波電源８１～第３高周波電源８３または接地側可変コンデンサＶＣｂを制御する。
【0091】
以上の構成により、実施形態２に係るプラズマ処理装置２０１は、実施形態１のものと同様の効果を奏する。
【0092】
〔ソフトウェアによる実現例〕
監視装置１０（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック（特に取得部１１および制御部１３に含まれる各部）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
監視装置１０（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック（特に取得部１１および制御部１３に含まれる各部）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
【0093】
この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。
【0094】
上記プログラムは、一時的でなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録
媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。
媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。
【0095】
また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。
【0096】
また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知
能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。
能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。
【0097】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0098】
１、２０１ プラズマ処理装置
７ アンテナ
７ａ 給電側端部（高周波電源側端部）
７ｂ 接地側端部
８ 高周波電源
１０ 監視装置
１３ 制御部
７１ 第１アンテナ
７２ 第２アンテナ
８１ 第１高周波電源
８２ 第２高周波電源
ＰＤ 受光部
ＰＤ１ 第１受光部
ＰＤ２ 第２受光部
ＰＤ３ 第３受光部
ＰＤ４ 第４受光部
ＶＣａ 給電側可変コンデンサ（給電側インピーダンス調整部）
ＶＣｂ 接地側可変コンデンサ（接地側インピーダンス調整部）
７ アンテナ
７ａ 給電側端部（高周波電源側端部）
７ｂ 接地側端部
８ 高周波電源
１０ 監視装置
１３ 制御部
７１ 第１アンテナ
７２ 第２アンテナ
８１ 第１高周波電源
８２ 第２高周波電源
ＰＤ 受光部
ＰＤ１ 第１受光部
ＰＤ２ 第２受光部
ＰＤ３ 第３受光部
ＰＤ４ 第４受光部
ＶＣａ 給電側可変コンデンサ（給電側インピーダンス調整部）
ＶＣｂ 接地側可変コンデンサ（接地側インピーダンス調整部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】