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JP2019071270A - プラズマ処理装置および測定回路 - Google Patents

プラズマ処理装置および測定回路 Download PDF

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Abstract

【課題】安定したプラズマを迅速に着火する。【解決手段】プラズマ処理装置10は、チャンバ17、高周波電源14、整合回路15、信号同期処理部20、および制御量算出部12を備える。チャンバ17は、内部に空間を有し、空間内に生成されたプラズマにより空間内に搬入された被処理体を処理する。高周波電源14は、チャンバ17内にプラズマを生成するための高周波電力を供給する。整合回路15は、チャンバ17内のプラズマと高周波電源14との間のインピーダンスを整合させる。信号同期処理部20は、チャンバ17内のプラズマのインピーダンスを算出する。制御量算出部12は、信号同期処理部20によって算出されたインピーダンスに基づいて、チャンバ17内に供給される高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、及び、整合回路15のインピーダンスを制御する。また、信号同期処理部20と制御量算出部12とは、1つの基板11上に設けられている。【選択図】図1

Description

本発明の種々の側面および実施形態は、プラズマ処理装置および測定回路に関する。
プラズマを用いた半導体ウエハのエッチング処理では、エッチングにより形成された穴や溝を所望の形状に制御することが重要である。エッチングにより形成される穴や溝の形状は、プラズマ中のラジカルとイオンの比等の影響を受ける。プラズマ中のラジカルとイオンの比等は、例えば、プラズマに供給される高周波電力の大きさや周波数等によって制御される。また、プラズマに供給される高周波電力をパルス変調することにより、プラズマ中のラジカルとイオンの比等を精度よく制御することもできる。
パルス変調された高周波電力をプラズマに印加する場合、パルス変調による急速な立ち上がりおよび立ち下がりに追従して、高周波電源とプラズマとのインピーダンスマッチングを高速に実行することが求められる。インピーダンスマッチングの高速化の手法として、高周波電源の周波数を調整することにより、高周波電源とプラズマとのインピーダンスマッチングを高速に実行することが検討されている。
特開平10−64696号公報 特開2017−73247号公報
しかし、プロセス条件やチャンバの状態によっては、プラズマが失火したり不安定になる場合がある。従来のプラズマ処理装置では、高周波電源が電力制御と整合周波数の制御とを実行し、整合器がインピーダンス制御を実行しており、高周波電源と整合器とが連携せずにそれぞれ独立に処理を実行している。そのため、高周波電源および整合器によるそれぞれの制御が互いに干渉し合う場合がある。これにより、制御発振を起こし、プラズマが失火したり不安定になると考えられる。
これを解決するための手法の一つとしては、例えば、それぞれの制御に用いられるセンシング量にフィルタをかけ、制御を緩やかにすることが考えられる。しかし、この手法では、条件によっては、制御発振を防ぎきれない場合がある。さらに、従来のプラズマ処理装置では、整合処理に時間がかかるため、周期の短いパルスにより高周波電力を変調すると、パルスがオンの期間内に整合処理が終わらず、反射波が残ることがある。そのため、複数のプラズマ処理装置においてパルス変調を行うと、反射波の程度まで制御することができず、機差を生む場合がある。
そのため、周期の短いパルスにより変調された高周波電力を用いる場合であっても、短時間でインピーダンスの整合処理が完了し、安定したプラズマを迅速に着火することができるプラズマ処理装置が求められている。
本発明の一側面は、プラズマ処理装置であって、チャンバと、電力供給部と、整合回路と、第1の算出部と、制御回路とを備える。チャンバは、内部に空間を有し、空間内に生成されたプラズマにより空間内に搬入された被処理体を処理する。電力供給部は、チャンバ内にプラズマを生成するための高周波電力を供給する。整合回路は、チャンバ内のプラズマと電力供給部との間のインピーダンスを整合させる。第1の算出部は、チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出する。制御回路は、第1の算出部によって算出されたインピーダンスに基づいて、チャンバ内に供給される高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路のインピーダンスを制御する。また、第1の算出部と制御回路とは、1つの基板上に設けられている。
本発明の種々の側面および実施形態によれば、周期の短いパルスにより変調された高周波電力を用いる場合であっても、短時間でインピーダンスの整合処理を完了させることができ、安定したプラズマを迅速に着火することができる。
図1は、実施例1におけるプラズマ処理装置の一例を示すブロック図である。 図2は、信号同期処理部の一例を示すブロック図である。 図3は、実施例1におけるプラズマ処理装置の等価回路の一例を示す図である。 図4は、比較例1におけるプラズマ処理装置の等価回路の一例を示す図である。 図5は、インピーダンスの整合処理の一例を示すフローチャートである。 図6は、比較例2における整合処理の一例を示す図である。 図7は、比較例2における整合回路の入力インピーダンスの変化の一例を示す図である。 図8は、実施例1における整合処理の一例を示す図である。 図9は、整合回路の入力インピーダンスの変化の一例を示す図である。 図10は、実施例2におけるプラズマ処理装置の一例を示すブロック図である。 図11は、実施例2におけるプラズマ処理装置の等価回路の一例を示す図である。 図12は、信号同期処理部、制御量算出部、および制御信号生成部の機能を実現するコンピュータのハードウェアの一例を示す図である。
開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、チャンバと、電力供給部と、整合回路と、第1の算出部と、制御回路とを備える。チャンバは、内部に空間を有し、空間内に生成されたプラズマにより空間内に搬入された被処理体を処理する。電力供給部は、チャンバ内にプラズマを生成するための高周波電力を供給する。整合回路は、チャンバ内のプラズマと電力供給部との間のインピーダンスを整合させる。第1の算出部は、チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出する。制御回路は、第1の算出部によって算出されたインピーダンスに基づいて、チャンバ内に供給される高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路のインピーダンスを制御する。また、第1の算出部と制御回路とは、1つの基板上に設けられている。
また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、整合回路とチャンバとの間のノードに接続され、チャンバ内に供給される高周波電力の電圧および電流を測定する第1の測定部を備えてもよい。第1の算出部は、第1の測定部によって測定された高周波電力の電圧および電流に基づいて、チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出してもよい。
また、開示するプラズマ処理装置の1つの実施形態において、第1の算出部は、第1のADC(Analog to Digital Converter)と、第2のADCと、第2の算出部と、第3の算出部とを有してもよい。第1のADCは、チャンバ内に供給される高周波電力の電圧をデジタル信号に変換する。第2のADCは、チャンバ内に供給される高周波電力の電流をデジタル信号に変換する。第2の算出部は、デジタル信号に変換された電圧および電流のそれぞれの位相および振幅を算出する。第3の算出部は、デジタル信号に変換された電圧および電流の位相差および振幅比に基づいてチャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出する。
また、開示するプラズマ処理装置の1つの実施形態において、第1の算出部は、信号発生器と、第1の位相調整部と、第2の位相調整部とを有してもよい。信号発生器は、第1のADCおよび第2のADCのそれぞれに用いられるサンプリングクロックを生成する。第1の位相調整部は、サンプリングクロックに対する電圧の位相に基づいて、第1のADCに入力されるサンプリングクロックの位相を調整する。第2の位相調整部は、サンプリングクロックに対する電流の位相に基づいて、第2のADCに入力されるサンプリングクロックの位相を調整する。
また、開示するプラズマ処理装置の1つの実施形態において、第1の算出部は、第1の増幅器と、第2の増幅器と、第1のゲイン調整部と、第2のゲイン調整部とを有してもよい。第1の増幅器は、チャンバ内に供給される高周波電力の電圧を増幅して第1のADCに入力する。第2の増幅器は、チャンバ内に供給される高周波電力の電流を増幅して第2のADCに入力する。第1のゲイン調整部は、第2の算出部によって算出された電圧の振幅に基づいて、第1の増幅器のゲインを調整する。第2のゲイン調整部は、第2の算出部によって算出された電流の振幅に基づいて、第2の増幅器のゲインを調整する。
また、開示するプラズマ処理装置は、1つの実施形態において、電力供給部と整合回路との間のノードに接続され、電力供給部から整合回路へ出力される高周波電力の電圧および電流を測定する第2の測定部をさらに備えてもよい。第1の算出部は、第2の測定部によって測定された高周波電力の電圧および電流をさらに用いて、チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出してもよい。
また、開示する測定回路は、1つの実施形態において、内部に空間を有し、空間内に生成されたプラズマにより空間内に搬入された被処理体を処理するチャンバと、チャンバ内にプラズマを生成するための高周波電力を供給する電力供給部と、チャンバと電力供給部との間に設けられた整合回路と、電力供給部によってチャンバ内に供給される高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路のインピーダンスを制御する制御回路とを備えるプラズマ処理装置に用いられ、チャンバ内のプラズマのインピーダンスを測定する。測定回路は、制御回路と共に1つの基板上に設けられる。また、測定回路は、第1のADCと、第2のADCと、振幅位相算出部と、インピーダンス算出部とを有する。第1のADCは、チャンバ内に供給される高周波電力の電圧をデジタル信号に変換する。第2のADCは、チャンバ内に供給される高周波電力の電流をデジタル信号に変換する。振幅位相算出部は、デジタル信号に変換された電圧および電流のそれぞれの位相および振幅を算出する。インピーダンス算出部は、デジタル信号に変換された電圧および電流の位相差および振幅比に基づいてチャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出する。
以下に、開示するプラズマ処理装置および測定回路の実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施例により、開示されるプラズマ処理装置および測定回路が限定されるものではない。
[プラズマ処理装置10の構成]
図1は、実施例1におけるプラズマ処理装置の一例を示すブロック図である。プラズマ処理装置10は、例えば図1に示すように、信号同期処理部20、制御量算出部12、制御信号生成部13、高周波電源14、整合回路15、電力センサ16、およびチャンバ17を備える。本実施例において、信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13は、1つの基板11上に実装される。
高周波電源14は、発振器140および増幅器141を有する。発振器140は、制御信号生成部13から出力された制御信号に応じた高周波を発生させる。増幅器141は、発振器140が発生させた高周波の電力を、制御信号生成部13から出力された制御信号に応じたゲインで増幅する。増幅器141によって増幅された高周波電力は、整合回路15を介してチャンバ17へ供給される。高周波電源14は、電力供給部の一例である。
チャンバ17は、内部に空間を有し、空間内に半導体ウエハ等の被処理体が収容される。チャンバ17内は、図示しない排気装置により所定の真空度にされ、図示しないガス供給源から処理ガスがチャンバ17内に供給される。そして、高周波電源14から出力された高周波電力が整合回路15を介してチャンバ17に供給されることにより、チャンバ17内に処理ガスのプラズマが生成され、生成されたプラズマにより、チャンバ17内の被処理体に対してエッチング等の所定の処理が施される。
整合回路15は、高周波電源14のインピーダンスとプラズマを含むチャンバ17のインピーダンスとを整合させる。整合回路15は、内部にインダクタおよび複数の可変容量コンデンサを有し、制御信号生成部13から出力された制御信号に応じて、それぞれの可変容量コンデンサの容量を制御する。なお、整合回路15は、インダクタンスの変更が可能な可変インダクタを有していてもよい。整合回路15の入力インピーダンスは、チャンバ17内に生成されたプラズマの状態によって変動する。整合回路15は、制御信号生成部13から出力された制御信号に応じて、それぞれの可変容量コンデンサの容量を制御することにより、高周波電源14の出力インピーダンスと、整合回路15の入力インピーダンスとを整合させる。
電力センサ16は、高周波電源14から出力され整合回路15を介してチャンバ17に供給される高周波電力の伝送路において、整合回路15とチャンバ17との間のノードに接続される。電力センサ16は、整合回路15を介してチャンバ17に供給される高周波電力の電圧および電流を測定し、電圧および電流の測定結果を信号同期処理部20へ出力する。電力センサ16は、第1の測定部の一例である。
信号同期処理部20は、電力センサ16から出力された高周波電力の電圧および電流の測定結果と、制御信号生成部13から出力された制御信号とに基づいて、チャンバ17内に生成されたプラズマのインピーダンスを含むチャンバ17のインピーダンスを算出する。そして、信号同期処理部20は、算出されたチャンバ17のインピーダンスを制御量算出部12へ出力する。信号同期処理部20は、第1の算出部の一例である。
制御量算出部12は、信号同期処理部20によって算出されたチャンバ17のインピーダンスに基づいて、整合回路15の現在の入力インピーダンスを算出する。そして、制御量算出部12は、整合回路15の入力インピーダンスが目標となる入力インピーダンス(例えば50Ω)に近づくようにするための高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15内のそれぞれの可変容量コンデンサの容量等の各パラメータの制御量を算出する。
ここで、整合回路15の入力インピーダンスZ1は、高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15内のそれぞれの可変容量コンデンサの容量等のパラメータxnを用いて、例えば下記のモデル式(1)により算出される。
Z1=f(x1,x2,・・・,xn) ・・・(1)
なお、パラメータxnには、高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15のそれぞれの可変容量コンデンサの容量以外のパラメータとして、例えば、チャンバ17内の温度や圧力、チャンバ17内に供給されたガスの種類などが含まれていてもよい。
制御量算出部12は、上記モデル式(1)を用いて、整合回路15の入力インピーダンスが目標となる入力インピーダンスに近づくようにするための各パラメータxnの制御量を算出する。本実施例において、制御量算出部12は、高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15のそれぞれの可変容量コンデンサの容量の制御量をそれぞれ算出する。そして、制御量算出部12は、算出されたこれらの制御量を制御信号生成部13へ出力する。
制御信号生成部13は、制御量算出部12から出力された高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15のそれぞれの可変容量コンデンサの容量の制御量に対して、それぞれ制御信号を生成する。そして、制御信号生成部13は、生成された制御信号を、発振器140、増幅器141、および整合回路15へそれぞれ出力する。制御量算出部12および制御信号生成部13は、制御回路の一例である。
ここで、チャンバ17内では、プラズマの着火前から着火後にプラズマが安定するまでの間、プラズマの状態に応じてプラズマのインピーダンスが変動する。そのため、上記モデル式(1)を用いて、整合回路15の入力インピーダンスを目標となる入力インピーダンスへ一気に変化させると、過剰な制御となり、制御発振が起る場合がある。そのため、本実施例では、スミスチャート上で整合回路15の入力インピーダンスが目標となる入力インピーダンスに至るまでの所定の軌跡が定義される。そして、制御量算出部12は、当該軌跡上において、整合回路15の現在の入力インピーダンスが目標となる入力インピーダンスに近くなるインピーダンスを特定する。そして、制御量算出部12は、整合回路15の現在の入力インピーダンスを、特定されたインピーダンスとするための各パラメータの制御量を、上記モデル式(1)を用いて算出する。これにより、制御量算出部12は、制御発振を抑えながら、高周波電源14の出力インピーダンスと整合回路15の入力インピーダンスとを短時間で整合させることができる。
また、制御量算出部12は、スミスチャート上で予め定義された軌跡を通るように、整合回路15の入力インピーダンスを制御するので、整合回路15の入力インピーダンスを、異なるプラズマ処理装置10においても同様に変化させることができる。そのため、異なるプラズマ処理装置10間において、整合処理に要する時間のばらつきを低く抑えることができる。
また、制御量算出部12は、信号同期処理部20によって算出されたチャンバ17のインピーダンスを共通に用いて、高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15のそれぞれの可変容量コンデンサの容量等の制御量を算出する。これにより、制御量算出部12は、同じタイミングで測定されたチャンバ17のインピーダンスに基づいて、整合回路15の入力インピーダンスを調整することができる。そのため、制御発振を抑制することができ、プラズマを安定して生成することができる。
また、制御量算出部12は、上記したモデル式(1)を用いて、高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15のそれぞれの可変容量コンデンサの容量等のパラメータの制御量を算出する。そのため、各パラメータを個別に算出する場合に比べて、制御発振を抑えることができる。これにより、整合回路15の入力インピーダンスを目標となる入力インピーダンスに短時間で収束させることができる。
また、本実施例において、信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13は、1つの基板11上に実装されるため、信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13がそれぞれ異なる基板上に実装される場合に比べて、基板間の通信が不要となる。これにより、基板間の通信に伴う制御信号の遅延を削減することができ、制御量算出部12および制御信号生成部13は、信号同期処理部20から出力された信号に基づいて、より高速な制御が可能となる。従って、整合回路15の入力インピーダンスを調整する処理を高速化することができる。
[信号同期処理部20の構成]
図2は、信号同期処理部20の一例を示すブロック図である。信号同期処理部20は、振幅位相算出部21、振幅位相算出部22、PLL(Phase Locked Loop)23、位相差算出部24、およびインピーダンス算出部25を有する。
PLL23は、制御信号生成部13から出力された制御信号に応じた周波数のクロック信号を生成する。制御信号生成部13から出力された制御信号は、周波数を設定するためのデジタル値である。そして、PLL23は、生成されたクロック信号を振幅位相算出部21および振幅位相算出部22へそれぞれ出力する。PLL23は、信号発生器の一例である。
振幅位相算出部21は、電力センサ16から出力された電圧の振幅および位相を算出し、算出された電圧の位相の値を位相差算出部24へ出力し、算出された電圧の振幅の値をインピーダンス算出部25へ出力する。振幅位相算出部21は、増幅器210、ADC211、シフト部212、移相器213、乗算器214、乗算器215、LPF(Low Pass Filter)216、LPF217、振幅算出部218、および位相算出部219を有する。
増幅器210は、振幅算出部218から指示されたゲインで、電力センサ16から出力された電圧の振幅を増幅する。ADC211は、増幅器210によって増幅されたアナログ信号の電圧の波形を、シフト部212から出力されたクロック信号のタイミングでデジタル信号に変換する。シフト部212は、PLL23から出力されたクロック信号の位相を、位相算出部219から出力された制御値に応じてシフトさせる。増幅器210は第1の増幅器の一例であり、ADC211は第1のADCの一例であり、シフト部212は第1の位相調整部の一例である。
乗算器214は、ADC211から出力された信号を、シフト部212から出力されたクロック信号の周波数の1/2の周波数のクロック信号と乗算し、乗算結果をLPF216へ出力する。乗算器214から出力される乗算結果は、電力センサ16から出力された電圧の信号のI(In phase)成分である。LPF216は、乗算器214から出力された乗算結果の高周波成分を除去し、高周波成分が除去された信号を振幅算出部218および位相算出部219へそれぞれ出力する。
移相器213は、シフト部212から出力されたクロック信号の位相を90度シフトさせる。乗算器215は、ADC211から出力された信号を、移相器213から出力されたクロック信号の周波数の1/2の周波数のクロック信号と乗算し、乗算結果をLPF217へ出力する。乗算器215から出力される乗算結果は、電力センサ16から出力された電圧の信号のQ(Quadrature phase)成分である。LPF217は、乗算器215から出力された乗算結果の高周波成分を除去し、高周波成分が除去された信号を振幅算出部218および位相算出部219へそれぞれ出力する。
位相算出部219は、LPF216から出力された電圧のI成分の信号の大きさと、LPF217から出力された電圧のQ成分の信号の大きさとに基づいて、電圧の位相を算出する。位相算出部219は、例えばCORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)アルゴリズムに基づいて、電圧の位相を算出する。そして、位相算出部219は、算出された位相を保持する。
そして、位相算出部219は、PLL23から出力されたクロック信号の位相に対して、算出された位相が所定値(例えば0度)となるようにするための位相の制御値を算出する。そして、位相算出部219は、算出された制御値を、シフト部212へ出力する。これにより、シフト部212によって移相器213および乗算器214へ出力されるクロック信号の位相がシフトされ、LPF216およびLPF217から出力される信号によって特定される電圧の位相が所定値となる。電圧の位相が所定値となった場合、位相算出部219は、保持している電圧の位相の値を位相差算出部24へ出力し、電圧の振幅の出力を振幅算出部218に指示する。ここで、電圧の位相が所定値となるということは、シフト部212によって位相がシフトされたクロック信号の位相と、電圧の位相とが同期していることを意味する。シフト部212によって位相がシフトされたクロック信号の位相と、電圧の位相とが同期することにより、電圧の振幅を精度よく算出することができる。以下では、シフト部212によって位相がシフトされたクロック信号の位相と、電圧の位相とが同期していることを、電圧の振幅算出結果と位相算出結果とが同期していると記載する。
振幅算出部218は、LPF216およびLPF217から出力されるそれぞれの信号の振幅を監視し、振幅が大きい方の信号が所定範囲内の振幅となるように、増幅器210に指示するゲインを調整する。また、振幅算出部218は、位相算出部219から振幅の出力を指示された場合、LPF216およびLPF217から出力されるそれぞれの信号のうち、振幅の大きい方の信号の振幅の値を、電圧の振幅の値としてインピーダンス算出部25へ出力する。振幅算出部218および位相算出部219は、第2の算出部の一例である。
振幅位相算出部22は、電力センサ16から出力された電流の振幅および位相を算出し、算出された電流の位相を位相差算出部24へ出力し、算出された電流の振幅をインピーダンス算出部25へ出力する。振幅位相算出部22は、増幅器220、ADC221、シフト部222、移相器223、乗算器224、乗算器225、LPF226、LPF227、振幅算出部228、および位相算出部229を有する。
増幅器220は、振幅算出部228から指示されたゲインで、電力センサ16から出力された電流の振幅を増幅する。ADC221は、増幅器220によって増幅されたアナログ信号の電流の波形を、シフト部222から出力されたクロック信号のタイミングでデジタル信号に変換する。シフト部222は、PLL23から出力されたクロック信号の位相を、位相算出部229から出力された制御値に応じてシフトさせる。増幅器220は第2の増幅器の一例であり、ADC221は第2のADCの一例であり、シフト部222は第2の位相調整部の一例である。
乗算器224は、ADC221から出力された信号を、シフト部222から出力されたクロック信号の周波数の1/2の周波数のクロック信号と乗算し、乗算結果をLPF226へ出力する。乗算器224から出力される乗算結果は、電力センサ16から出力された電流の信号のI成分である。LPF226は、乗算器224から出力された乗算結果の高周波成分を除去し、高周波成分が除去された信号を振幅算出部228および位相算出部229へそれぞれ出力する。
移相器223は、シフト部222から出力されたクロック信号の位相を90度シフトさせる。乗算器225は、ADC221から出力された信号を、移相器223から出力されたクロック信号の周波数の1/2の周波数のクロック信号と乗算し、乗算結果をLPF227へ出力する。乗算器225から出力される乗算結果は、電力センサ16から出力された電流の信号のQ成分である。LPF227は、乗算器225から出力された乗算結果の高周波成分を除去し、高周波成分が除去された信号を振幅算出部228および位相算出部229へそれぞれ出力する。
位相算出部229は、LPF226から出力された電流のI成分の信号の大きさと、LPF227から出力された電流のQ成分の信号の大きさとに基づいて、電流の位相を算出する。位相算出部229は、例えばCORDICアルゴリズムに基づいて、電流の位相を算出する。そして、位相算出部229は、算出された位相を保持する。
そして、位相算出部229は、PLL23から出力されたクロック信号の位相に対して、算出された位相が所定値(例えば0度)となるようにするための位相の制御値を算出する。そして、位相算出部229は、算出された制御値を、シフト部222へ出力する。これにより、シフト部222によって移相器223および乗算器224へ出力されるクロック信号の位相がシフトされ、LPF226およびLPF227から出力される信号によって特定される電流の位相が所定値となる。電流の位相が所定値となった場合、位相算出部229は、保持している電流の位相の値を位相差算出部24へ出力し、電流の振幅の出力を振幅算出部228に指示する。ここで、電流の位相が所定値となるということは、シフト部222によって位相がシフトされたクロック信号の位相と、電流の位相とが同期していることを意味する。シフト部222によって位相がシフトされたクロック信号の位相と、電流の位相とが同期することにより、電流の振幅を精度よく算出することができる。以下では、シフト部222によって位相がシフトされたクロック信号の位相と、電流の位相とが同期していることを、電流の振幅算出結果と位相算出結果とが同期していると記載する。
振幅算出部228は、LPF226およびLPF227から出力されるそれぞれの信号の振幅を監視し、振幅が大きい方の信号が所定範囲内の振幅となるように、増幅器220に指示するゲインを調整する。また、振幅算出部228は、位相算出部229から振幅の出力を指示された場合、LPF226およびLPF227から出力されるそれぞれの信号のうち、振幅の大きい方の信号の振幅の値を、電流の振幅の値としてインピーダンス算出部25へ出力する。振幅算出部228および位相算出部229は、第2の算出部の一例である。
位相差算出部24は、振幅位相算出部21から出力された電圧の位相と、振幅位相算出部22から出力された電流の位相とに基づいて、電圧と電流の位相差を算出する。そして、位相差算出部24は、算出された位相差をインピーダンス算出部25へ出力する。
インピーダンス算出部25は、振幅位相算出部21から出力された電圧の振幅と、振幅位相算出部22から出力された電流の振幅とに基づいて、電圧および電流の振幅比を算出する。そして、インピーダンス算出部25は、算出された振幅比と、位相差算出部24から出力された位相差とに基づいて、インピーダンスを算出する。そして、インピーダンス算出部25は、算出されたインピーダンスを、制御量算出部12へ出力する。
ここで、本実施例の振幅位相算出部21において、位相算出部219は、算出された電圧の位相が所定値(例えば0度)となるように、シフト部212へ制御値をフィードバックされる。これにより、LPF216およびLPF217から出力される電圧の位相を所定値に合わせることができ、振幅算出部218において検出される電圧の振幅の精度を向上させることができる。振幅位相算出部22においても同様に、振幅算出部228において検出される電流の振幅の精度を向上させることができる。これにより、信号同期処理部20によって算出されるインピーダンスの精度を向上させることができる。
また、振幅算出部218は、LPF216およびLPF217から出力されるそれぞれの信号の振幅を監視し、振幅が大きい方の信号が所定範囲内の振幅となるように、増幅器210に指示するゲインを調整する。これにより、50Ω等の所定のインピーダンスとは異なるインピーダンスにおいて電力センサ16によって測定された電圧であっても、電圧のレンジを自動調整することができるので、より正確に電圧の振幅を算出することができる。振幅算出部228についても同様に、振幅が大きい方の信号が所定範囲内の振幅となるように、増幅器220に指示するゲインを調整する。これにより、50Ω等の所定のインピーダンスとは異なるインピーダンスにおいて電力センサ16によって測定された電流であっても、電流のレンジを自動調整することができるので、より正確に電流の振幅を算出することができる。
また、1つのPLL23によって生成されたクロック信号が、信号同期処理部20内の各部において共通に使用されるため、信号同期処理部20内の各ブロックのタイミングのずれを小さくすることができ、電圧および電流の振幅および位相を精度よく算出することができる。これにより、インピーダンスの算出精度を向上させることができる。
また、PLL23は、制御信号生成部13から出力された制御値に基づいてクロック信号を生成するため、高周波電源14から出力される高周波電力の周波数との周波数のずれが少ないクロック信号を生成することができる。そのため、電圧および電流の振幅および位相を精度よく算出することができる。これにより、インピーダンスの算出精度を向上させることができる。
図3は、実施例1におけるプラズマ処理装置10の等価回路の一例を示す図である。本実施例において、電力センサ16は、高周波電源14から出力され整合回路15を介してチャンバ17に供給される高周波電力の伝送路において、整合回路15とチャンバ17との間のノードに接続される。そのため、信号同期処理部20は、電力センサ16による測定値に基づいて、プラズマを含むチャンバ17のインピーダンスを測定することができる。
ここで、例えば図4に示すように、電力センサが高周波電源14と整合回路15の間のノードに接続されている場合、電力センサによる測定値に基づいて測定されるインピーダンスは、整合回路15のインピーダンスと、プラズマを含むチャンバ17のインピーダンスとの合成インピーダンスとなる。図4は、比較例1におけるプラズマ処理装置10の等価回路の一例を示す図である。
そのため、図4の例では、測定されたインピーダンスに基づいて、整合回路15のインピーダンスと、プラズマを含むチャンバ17のインピーダンスとを別々に推定することになる。それぞれのインピーダンスを正確に推定することは難しいため、推定結果にはある程度の誤差が含まれる。図4に示した比較例1のプラズマ処理装置10では、誤差要因は、2つ、即ち、整合回路15のインピーダンス、および、プラズマを含むチャンバ17のインピーダンスとなる。
これに対し、本実施例のプラズマ処理装置10では、図3に示したように、電力センサ16の測定値に基づいて、プラズマを含むチャンバ17のインピーダンスが算出される。そして、整合回路15の回路モデルに基づいて、整合回路15の現在の入力インピーダンスが推定される。整合回路15の現在の入力インピーダンスを正確に推定することは難しいものの、誤差要因は、1つ、即ち、整合回路15のインピーダンスである。そのため、図4に示した比較例1のプラズマ処理装置10に比べて、誤差要因を少なくすることができる。
また、整合回路15の構造は、チャンバ17の構造よりも単純であるため、整合回路15のインピーダンスを推定する方が、プラズマを含むチャンバ17のインピーダンスを推定するよりも誤差が少ない。従って、本実施例のプラズマ処理装置10は、整合回路15のインピーダンスおよびプラズマを含むチャンバ17のインピーダンスを、比較例1のプラズマ処理装置10よりも精度よく算出することができる。
[整合処理]
図5は、インピーダンスの整合処理の一例を示すフローチャートである。プラズマ処理装置10は、チャンバ17内にプラズマを生成する際に、本フローチャートに示す整合処理を実行する。
まず、電力センサ16は、整合回路15を介してチャンバ17に供給される高周波電力の電圧および電流を測定する(S10)。そして、電力センサ16は、電圧および電流の測定結果を信号同期処理部20へ出力する。
次に、信号同期処理部20は、電力センサ16から出力された高周波電力の電圧および電流の測定結果と、制御信号生成部13から出力された制御信号とに基づいて、チャンバ17内に生成されたプラズマのインピーダンスを含むチャンバ17のインピーダンスを算出する(S11)。そして、信号同期処理部20は、算出されたチャンバ17のインピーダンスを制御量算出部12へ出力する。
次に、制御量算出部12は、信号同期処理部20によって算出されたチャンバ17のインピーダンスに基づいて、整合回路15の現在の入力インピーダンスを算出する。そして、制御量算出部12は、整合回路15の現在の入力インピーダンスの値が、目標値から所定範囲内の値であるか否かを判定する(S12)。整合回路15の現在の入力インピーダンスの値が、目標値から所定範囲内の値である場合(S12:Yes)、本フローチャートに示された整合処理は終了する。
一方、整合回路15の現在の入力インピーダンスの値が、目標値から所定範囲内の値ではない場合(S12:No)、制御量算出部12は、整合回路15の入力インピーダンスが目標となる入力インピーダンスに近づくようにするための高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15内のそれぞれの可変容量コンデンサの容量を算出する(S13)。そして、制御量算出部12は、算出されたこれらの制御量を制御信号生成部13へ出力する。
次に、制御信号生成部13は、制御量算出部12から出力された高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15のそれぞれの可変容量コンデンサの容量の制御量に対して、それぞれ制御信号を生成する(S14)。そして、制御信号生成部13は、生成された制御信号を、発振器140、増幅器141、および整合回路15へそれぞれ出力する(S15)。そして、再びステップS10に示された処理が実行される。
ここで、高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15のそれぞれの可変容量コンデンサの容量の制御量が、他のパラメータの制御量とは無関係にそれぞれ独立に算出された場合、これらのパラメータの制御量が同時に適用されると、制御発振が起る可能性がある。そのため、いずれかのパラメータの制御量が適用される場合、他のパラメータの制御が固定される。
具体的には、例えば図6に示されるように、時刻0から時刻t1までの期間では、高周波電力の大きさの制御量が適用され、高周波電力の周波数や整合回路15のインピーダンスは固定される。また、時刻t1から時刻t2までの期間および時刻t3から時刻t4までの期間では、高周波電力の周波数の制御量が適用され、高周波電力の大きさや整合回路15のインピーダンスは固定される。また、時刻t2から時刻t3までの期間および時刻t4から時刻t5までの期間では、整合回路15のインピーダンスの制御量が適用され、高周波電力の周波数や大きさは固定される。図6は、比較例2における整合処理の一例を示す図である。この場合のスミスチャート上での整合回路15の入力インピーダンスの軌跡は、例えば図7のようになる。図7は、比較例2における整合回路15の入力インピーダンスの変化の一例を示す図である。
このように、各パラメータの制御量が、他のパラメータの制御量とは無関係にそれぞれ独立に算出された場合、各パラメータの制御量を同時に適用することが難しいため、インピーダンスの整合処理に要する時間が長くなる。また、パラメータの数が多くなれば、インピーダンスの整合処理に要する時間はさらに長くなる。
これに対し、本実施例のプラズマ処理装置10では、高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、整合回路15のそれぞれの可変容量コンデンサの容量等の各パラメータの制御量は、上記したモデル式(1)に基づいて、他のパラメータとのバランスを考慮して決定される。そのため、各パラメータの制御量を同時に適用しても、制御発振が起る可能性が低い。そのため、例えば図8に示すように、複数のパラメータの制御量を同時に適用することができ、インピーダンスの整合処理に要する時間を、比較例2のプラズマ処理装置10よりもずっと短縮することができる。図8は、実施例1における整合処理の一例を示す図である。この場合のスミスチャート上での整合回路15の入力インピーダンスの軌跡は、例えば図9に示された実線のようになる。図9は、整合回路15の入力インピーダンスの変化の一例を示す図である。
ここで、電力センサ16によって測定された電圧の位相に対して、シフト部212から出力されたクロック信号の位相が遅れている場合、振幅算出結果と位相算出結果とは同期していない。そのため、例えば図9の点線で示されるように、整合回路15の入力インピーダンスは、所望の軌跡(例えば図9の四角が付された実線の軌跡)からずれた軌跡で変化する。位相の遅れが小さい場合(例えば数MHz〜数十MHzの高周波電力に対して例えば1μ秒程度の場合)、整合回路15の入力インピーダンスは、例えば図9の三角が付された点線で示された軌跡で変化する。また、位相の遅れが比較的大きい場合(例えば数MHz〜数十MHzの高周波電力に対して例えば10μ秒程度の場合)、整合回路15の入力インピーダンスは、例えば図9の丸が付された点線で示された軌跡で変化する。このように、電力センサ16によって測定された電圧の位相に対して、シフト部212から出力されたクロック信号の位相の遅れが大きい程、信号同期処理部20によって算出されるインピーダンスの誤差が大きくなる。これにより、整合回路15の入力インピーダンスの変化の軌跡と、所望の軌跡との乖離が大きくなる。そのため、プラズマの安定的な制御が困難となる。
これに対し、本実施例の振幅位相算出部21において、位相算出部219は、算出された位相を、シフト部212へフィードバックする。これにより、振幅位相算出部21は、電力センサ16によって測定された電圧の位相に対する、シフト部212から出力されたクロック信号の位相の遅れを調整することができ、振幅算出結果と位相算出結果とを同期させることができる。振幅位相算出部22に関しても同様である。これにより、信号同期処理部20は、電力センサ16によって測定された電圧および電流の振幅および位相を精度よく算出することができる。そして、プラズマ処理装置10は、チャンバ17内のプラズマのインピーダンスの変化に合わせて、整合回路15の入力インピーダンスの変化が所望の軌跡となるように精度よく制御することができる。これにより、プラズマの安定的な制御が可能となる。
また、本実施例では、各パラメータの制御量を同時に適用することができるため、インピーダンスの整合処理に要する時間を短縮することができる。なお、各パラメータの制御量を同時に適用することができるため、パラメータの数が多い場合であっても、インピーダンスの整合処理に要する時間はほとんど変わらない。
以上、実施例1について説明した。上記説明から明らかなように、本実施例のプラズマ処理装置10によれば、短時間でインピーダンスの整合処理を完了させることができ、安定したプラズマを迅速に着火することができる。
実施例1では、整合回路15とチャンバ17との間のノードに接続された電力センサ16によって測定された高周波電力の電圧および電流に基づいて、整合回路15の現在のインピーダンスが推定された。これに対し、実施例2では、さらに、高周波電源14と整合回路15との間のノードに接続された電力センサ18も用いて、整合回路15の現在のインピーダンスが推定される。これにより、より精度よく整合回路15の現在のインピーダンスを推定することができ、インピーダンスの整合処理をより高速化することができる。
[プラズマ処理装置10]
図10は、実施例2におけるプラズマ処理装置10の一例を示すブロック図である。プラズマ処理装置10は、例えば図10に示すように、信号同期処理部20−1、信号同期処理部20−2、制御量算出部12、制御信号生成部13、高周波電源14、整合回路15、電力センサ16、チャンバ17、および電力センサ18を備える。本実施例において、信号同期処理部20−1、信号同期処理部20−2、制御量算出部12、および制御信号生成部13は、1つの基板11上に実装される。なお、以下では、信号同期処理部20−1および20−2のそれぞれを区別することなく総称する場合に単に信号同期処理部20と記載する。また、図10に示されたプラズマ処理装置10の各ブロックにおいて、図1に示されたブロックと同じ符号が付されたブロックは、以下に説明する点を除き、図1において説明されたブロックと同様の機能を有するため、重複する説明を省略する。
電力センサ16は、電圧および電流の測定結果を信号同期処理部20−1へ出力する。電力センサ18は、高周波電源14と整合回路15との間の高周波電力の伝送路において、高周波電源14と整合回路15との間のノードに接続される。電力センサ18は、高周波電源14から出力される高周波電力の電圧および電流を測定し、電圧および電流の測定結果を信号同期処理部20−2へ出力する。電力センサ18は、第2の測定部の一例である。
信号同期処理部20−1は、電力センサ16から出力された高周波電力の電圧および電流の測定結果と、制御信号生成部13から出力された制御信号とに基づいて、チャンバ17内に生成されたプラズマのインピーダンスを含むチャンバ17のインピーダンスを算出する。そして、信号同期処理部20−1は、算出されたチャンバ17のインピーダンスを制御量算出部12へ出力する。
信号同期処理部20−2は、電力センサ18から出力された高周波電力の電圧および電流の測定結果と、制御信号生成部13から出力された制御信号とに基づいて、整合回路15とチャンバ17の合成インピーダンスを算出する。そして、信号同期処理部20−2は、算出された合成インピーダンスを制御量算出部12へ出力する。信号同期処理部20−1および20−2のそれぞれの内部構成は、図2を用いて説明した実施例1の信号同期処理部20の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。
制御量算出部12は、信号同期処理部20−1によって算出されたチャンバ17のインピーダンスと、信号同期処理部20−2によって算出された合成インピーダンスとに基づいて、整合回路15の現在の入力インピーダンスを算出する。
図11は、実施例2におけるプラズマ処理装置10の等価回路の一例を示す図である。例えば図11に示すように、信号同期処理部20−1は、電力センサ16によって測定された電圧および電流に基づいてチャンバ17のインピーダンスZ2を算出することができる。信号同期処理部20−2は、電力センサ18によって測定された電圧および電流に基づいて整合回路15のインピーダンスZ1とチャンバ17のインピーダンスZ2の合成インピーダンスを算出することができる。そして、制御量算出部12は、整合回路15のインピーダンスZ1とチャンバ17のインピーダンスZ2の合成インピーダンスから、チャンバ17のインピーダンスZ2を引くことにより、整合回路15のインピーダンスZ1を算出することができる。
ここで、信号同期処理部20−1は、電力センサ16によって測定された電圧および電流に基づいてチャンバ17のインピーダンスZ2を算出しており、信号同期処理部20−2は、電力センサ18によって測定された電圧および電流に基づいて整合回路15とチャンバ17の合成インピーダンスを算出している。そのため、回路モデル等を用いてインピーダンスを推定する場合に比べて、インピーダンスZ2および合成インピーダンスを、より精度よく算出することができる。特に、本実施例では、図2を用いて説明した内部構成を有する信号同期処理部20−1および20−2を用いているため、インピーダンスZ2および合成インピーダンスを、高い精度で算出することができる。
また、本実施例では、インピーダンスZ2および合成インピーダンスが高い精度で算出されるため、合成インピーダンスから、チャンバ17のインピーダンスZ2を引くことにより、整合回路15のインピーダンスZ1を高い精度で算出することができる。
[ハードウェア]
上記した実施例1における信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13は、1つの基板11上に構成された、例えば図12に示すコンピュータ30により実現される。図12は、信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13の機能を実現するコンピュータ30のハードウェアの一例を示す図である。
コンピュータ30は、例えば図12に示すように、メモリ31、プロセッサ32、および入出力インターフェイス33を有する。入出力インターフェイス33は、高周波電源14、整合回路15、電力センサ16、および電力センサ18との間で信号の送受信を行う。メモリ31には、例えば信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13の機能を実現するための各種プログラムやデータ等が格納される。プロセッサ32は、メモリ31からプログラムを読出し、読み出したプログラムを実行することにより、例えば信号同期処理部20、制御量算出部12、および制御信号生成部13の各機能を実現する。
なお、メモリ31内のプログラムやデータ等は、必ずしも全てが最初から全てがメモリ31内に記憶されていなくてもよい。例えば、コンピュータ30に挿入されるメモリカードなどの可搬型記録媒体にプログラムやデータ等が記憶され、コンピュータ30がこのような可搬型記録媒体からプログラムやデータ等を適宜取得して実行するようにしてもよい。また、プログラムやデータ等を記憶させた他のコンピュータまたはサーバ装置などから、無線通信回線、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介して、コンピュータ30がプログラムを適宜取得して実行するようにしてもよい。
[その他]
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記した実施例1では、1つの高周波電源14によって生成された高周波電力がチャンバ17に供給される場合を例に説明したが、開示の技術はこれに限られず、複数の高周波電源14によって生成された異なる周波数の高周波電力がチャンバ17に供給されてもよい。この場合、プラズマ処理装置10には、それぞれの周波数の高周波電力を生成する高周波電源14毎に、信号同期処理部20、制御量算出部12、制御信号生成部13、整合回路15、および電力センサ16が、それぞれ1つずつ設けられる。
実施例2についても同様に、複数の高周波電源14によって生成された異なる周波数の高周波電力がチャンバ17に供給される場合、プラズマ処理装置10には、それぞれの周波数の高周波電力を生成する高周波電源14毎に、信号同期処理部20−1、信号同期処理部20−2、制御量算出部12、制御信号生成部13、整合回路15、電力センサ16、および電力センサ18が、それぞれ1つずつ設けられる。
また、上記した各実施例において、信号同期処理部20が有するそれぞれの処理ブロックは、実施例における信号同期処理部20の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて機能別に区分したものである。そのため、処理ブロックの区分方法やその名称によって、開示の技術が制限されることはない。また、上記した各実施例における信号同期処理部20がそれぞれ有する各処理ブロックは、処理内容に応じてさらに多くの処理ブロックに細分化することもできるし、複数の処理ブロックを1つの処理ブロックに統合することもできる。また、それぞれの処理ブロックによって実行される処理は、ソフトウェアによる処理として実現されてもよく、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の専用のハードウェアにより実現されてもよい。
10 プラズマ処理装置
11 基板
12 制御量算出部
13 制御信号生成部
14 高周波電源
140 発振器
141 増幅器
15 整合回路
16 電力センサ
17 チャンバ
18 電力センサ
20 信号同期処理部
21 振幅位相算出部
210 増幅器
211 ADC
212 シフト部
213 移相器
214 乗算器
215 乗算器
216 LPF
217 LPF
218 振幅算出部
219 位相算出部
22 振幅位相算出部
220 増幅器
221 ADC
222 シフト部
223 移相器
224 乗算器
225 乗算器
226 LPF
227 LPF
228 振幅算出部
229 位相算出部
23 PLL
24 位相差算出部
25 インピーダンス算出部

Claims (7)

  1. 内部に空間を有し、前記空間内に生成されたプラズマにより前記空間内に搬入された被処理体を処理するチャンバと、
    前記チャンバ内にプラズマを生成するための高周波電力を供給する電力供給部と、
    前記チャンバ内のプラズマと前記電力供給部との間のインピーダンスを整合させる整合回路と、
    前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出する第1の算出部と、
    前記第1の算出部によって算出されたインピーダンスに基づいて、前記チャンバ内に供給される高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、前記整合回路のインピーダンスを制御する制御回路と
    を備え、
    前記第1の算出部と前記制御回路とは、1つの基板上に設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 前記整合回路と前記チャンバとの間のノードに接続され、前記チャンバ内に供給される前記高周波電力の電圧および電流を測定する第1の測定部をさらに備え、
    前記第1の算出部は、
    前記第1の測定部によって測定された前記高周波電力の電圧および電流に基づいて、前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記第1の算出部は、
    前記チャンバ内に供給される高周波電力の電圧をデジタル信号に変換する第1のADC(Analog to Digital Converter)と、
    前記チャンバ内に供給される高周波電力の電流をデジタル信号に変換する第2のADCと、
    デジタル信号に変換された前記電圧および前記電流のそれぞれの位相および振幅を算出する第2の算出部と、
    デジタル信号に変換された前記電圧および前記電流の位相差および振幅比に基づいて前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出する第3の算出部と
    を有することを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記第1の算出部は、
    前記第1のADCおよび前記第2のADCのそれぞれに用いられるサンプリングクロックを生成する信号発生器と、
    前記サンプリングクロックに対する前記電圧の位相に基づいて、前記第1のADCに入力される前記サンプリングクロックの位相を調整する第1の位相調整部と、
    前記サンプリングクロックに対する前記電流の位相に基づいて、前記第2のADCに入力される前記サンプリングクロックの位相を調整する第2の位相調整部と
    を有することを特徴とする請求項3に記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記第1の算出部は、
    前記チャンバ内に供給される前記高周波電力の電圧を増幅して前記第1のADCに入力する第1の増幅器と、
    前記チャンバ内に供給される前記高周波電力の電流を増幅して前記第2のADCに入力する第2の増幅器と、
    前記第2の算出部によって算出された前記電圧の振幅に基づいて、前記第1の増幅器のゲインを調整する第1のゲイン調整部と、
    前記第2の算出部によって算出された前記電流の振幅に基づいて、前記第2の増幅器のゲインを調整する第2のゲイン調整部と
    を有することを特徴とする請求項3または4に記載のプラズマ処理装置。
  6. 前記電力供給部と前記整合回路との間のノードに接続され、前記電力供給部から前記整合回路へ出力される高周波電力の電圧および電流を測定する第2の測定部をさらに備え、
    前記第1の算出部は、
    前記第2の測定部によって測定された高周波電力の電圧および電流をさらに用いて、前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 内部に空間を有し、前記空間内に生成されたプラズマにより前記空間内に搬入された被処理体を処理するチャンバと、
    前記チャンバ内にプラズマを生成するための高周波電力を供給する電力供給部と、
    前記チャンバと前記電力供給部との間に設けられた整合回路と、
    前記電力供給部によって前記チャンバ内に供給される高周波電力の周波数、高周波電力の大きさ、および、前記整合回路のインピーダンスを制御する制御回路と
    を備えるプラズマ処理装置に用いられ、前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを測定する測定回路であって、
    前記制御回路と共に1つの基板上に設けられており、
    前記チャンバ内に供給される高周波電力の電圧をデジタル信号に変換する第1のADCと、
    前記チャンバ内に供給される高周波電力の電流をデジタル信号に変換する第2のADCと、
    デジタル信号に変換された前記電圧および前記電流のそれぞれの振幅および位相を算出する振幅位相算出部と、
    デジタル信号に変換された前記電圧および前記電流の位相差および振幅比に基づいて前記チャンバ内のプラズマのインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と
    を有することを特徴とする測定回路。
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