JPH09252038A

JPH09252038A - プラズマ損傷評価装置及びプラズマ損傷評価方法

Info

Publication number: JPH09252038A
Application number: JP5946796A
Authority: JP
Inventors: Yukinobu Hikosaka; 幸信彦坂; Akihiro Hasegawa; 明広長谷川; Koichi Hashimoto; 浩一橋本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマ処理においてプラズマによる素子損傷
の程度をモニタするプラズマ損傷評価装置に関し、構造
が簡単で、より迅速にプラズマ損傷を評価する。【解決手段】互いに絶縁して形成され、プラズマ中の電
子及びイオンを収集する第１及び第２の電極１０３，１
０４と、前記第１の電極１０３と前記第２の電極１０４
の間に流れる電流を検出する手段１２０ａ，１２０ｂ又
は発生する電圧を検出する手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ損傷評価
装置及びプラズマ損傷評価方法に関し、より詳しくは、
プラズマ処理においてプラズマによる素子損傷の程度を
モニタするプラズマ損傷評価装置及びプラズマ損傷評価
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、半導体装置の製造においてプラズ
マを用いたエッチングや成膜は不可欠な技術となってい
る。例えば、プラズマエッチング、反応性イオンエッチ
ング、スパッタエッチング等のドライエッチング技術、
レジスト等の高分子材料を除去するプラズマアッシング
技術、絶縁膜等を成膜するプラズマＣＶＤ技術等があ
る。

【０００３】これらの技術を用いて半導体装置を製造す
る場合、半導体基板に形成した素子等がプラズマに曝さ
れるため、素子の電気的特性が変化する。特に、素子の
微細化に伴うゲート絶縁膜の薄膜化により、プラズマに
曝されることがデバイス特性に大きく影響するようにな
っている。プラズマ損傷の原因の一つにプラズマ分布の
不均一性があることが、「Proc.7th Symp.Dry.Process,
P132」等に報告されている。即ち、図１５に示すよう
に、例えば、ゲート配線金属４上でプラズマが不均一に
分布し、ゲート配線金属４上でイオンの流れ（Ｆ_i1）の
方が電子の流れ（Ｆ_e1）よりも大きくなると、ゲート配
線金属４が帯電するため、ゲート配線金属４と半導体基
板１の間に電圧が発生してゲート絶縁膜２ａが破壊した
り、絶縁性が低下したりする。

【０００４】また、プラズマ損傷の他の原因にレジスト
膜等の絶縁性の微細パターンによる電子遮蔽効果がある
ことが「Japan.J. Appl.Phys.33(1994),6013」に報告さ
れている。即ち、この電子遮蔽効果によるプラズマ損傷
は、プラズマの分布が均一であっても発生し、図１６
（ａ）に示すように、レジスト膜の微細パターン８をマ
スクとしてプラズマエッチングするときに引き起こされ
易い。レジスト膜の微細パターン８が形成されている場
所では電子が下地に到達しにくく、イオンが到達しやす
い。これにより、下地のゲート配線金属７が正に帯電
し、図１６（ａ）を拡大した図１６（ｂ）に示すよう
に、ゲート配線金属７と半導体基板５に挟まれたゲート
絶縁膜６ａに電圧がかかることになる。この電圧がゲー
ト絶縁膜６ａの静電破壊耐量を越えるとゲート絶縁膜６
ａが破壊したり、絶縁性が低下する。

【０００５】このようなプラズマ損傷は素子の集積化を
行う上で大きな問題となるので、半導体装置の製造ライ
ンでは、プラズマ損傷に対する種々の評価を行い、それ
を未然に防止するようにしている。即ち、実際のデバイ
スを模した評価用素子を作製して、チャンバ内の基板載
置台の上に載置し、プラズマ照射後にチャンバ内から取
り出して評価用素子の電気的特性を測定する。更に、そ
の結果を検討して損傷の程度を判断する。例えば、評価
用素子がＭＯＳキャパシタの場合、キャパシタ絶縁膜の
破壊によるファウラノルドハイム（ＦＮ）電流を測定
し、損傷の程度を判断する。また、ＭＯＳトランジスタ
の場合、ゲート絶縁膜の破壊によるＦＮ電流や耐圧等を
測定し、損傷の程度を判断する。

【０００６】そして、上記判断の結果、損傷の程度が大
きければ、プラズマ生成条件を調整する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記評
価方法では、プラズマ処理をし、評価用素子をプラズマ
処理装置から出して、その電気的特性を測定しているの
で、結果が出るまでに相当長い時間を要する。このた
め、結果が出るまで製造ラインを止めておくと、ウエハ
の処理量が大幅に減ってしまう。また、結果が出るまで
の間に製造ラインを動かしておくと、プラズマ損傷が見
つかった場合、多くの不良品を発生させる結果となる。

【０００８】更に、評価用素子としてほぼ実際の半導体
装置と同じような構造を有するものを用いているので、
評価用素子自体を作製するのに長い時間を要するという
問題もある。本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
創作されたものであり、簡単な構造のプラズマ損傷評価
装置及びその評価装置を用いてより迅速にプラズマ損傷
を評価することが可能なプラズマ損傷評価方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、第１の発明
である、互いに絶縁して形成され、プラズマ中の電子及
びイオンを収集する第１及び第２の電極と、前記第１の
電極と前記第２の電極の間に流れる電流を検出する手段
又は発生する電圧を検出する手段とを有することを特徴
とするプラズマ損傷評価装置によって解決され、第２の
発明である、前記第１の電極及び前記第２の電極は基板
上の絶縁膜の上に形成されていることを特徴とする第１
の発明に記載のプラズマ損傷評価装置によって解決さ
れ、第３の発明である、前記基板の貫通孔を介して前記
第１の電極及び前記第２の電極とそれぞれ接続された第
１及び第２の配線接続パッドを有することを特徴とする
第２の発明に記載のプラズマ損傷評価装置によって解決
され、第４の発明である、前記第１の電極上にパターニ
ングされた絶縁膜が形成されていることを特徴とする第
１乃至第３の発明のいずれかに記載のプラズマ損傷評価
装置によって解決され、第５の発明である、前記電流を
検出する手段は、１以上のダイオード特性を有する素子
と電流計が直列接続されてなることを特徴とする第１乃
至第４の発明のいずれかに記載のプラズマ損傷評価装置
によって解決され、第６の発明である、前記電圧を検出
する手段は、１以上のダイオード特性を有する素子と電
圧計とが並列接続されてなることを特徴とする第１乃至
第４の発明のいずれかに記載のプラズマ損傷評価装置に
よって解決され、第７の発明である、前記第１の電極と
前記第２の電極の面積が等しいことを特徴とする第１乃
至第６の発明のいずれかに記載のプラズマ損傷評価装置
によって解決され、第８の発明である、前記電流を検出
する手段又は前記電圧を検出する手段は、前記第１の電
極と前記第２の電極の間に設けられた電荷蓄積用のコン
デンサを有することを特徴とする第１乃至第７の発明の
いずれかに記載のプラズマ損傷評価装置によって解決さ
れ、第９の発明である、第１及び第２の基板押上ピンを
介して前記電流を検出する手段又は前記電圧を検出する
手段を前記第１の電極及び前記第２の電極に接続するこ
とを特徴とする第１の発明、第３乃至第７の発明のいず
れかに記載のプラズマ損傷評価装置によって解決され、
第１０の発明である、第１乃至第９の発明のいずれかに
記載のプラズマ損傷評価装置をプラズマに曝し、前記第
１の電極と前記第２の電極の間に流れる電流又は発生す
る電圧を検出してプラズマ損傷の評価を行うことを特徴
とするプラズマ損傷評価方法によって解決され、第１１
の発明である、第８の発明に記載のプラズマ損傷評価装
置をプラズマに曝し、前記電荷蓄積用のコンデンサの容
量を調整して、前記第１の電極と前記第２の電極の間に
流れる電流又は発生する電圧の検出感度を調整してプラ
ズマ損傷の評価を行うことを特徴とするプラズマ損傷評
価方法によって解決される。

【００１０】本発明のプラズマ損傷評価装置において
は、図１（ａ）に示すように、第１の電極１０３と第２
の電極１０４が絶縁膜１０２により互いに絶縁して形成
され、第１の電極１０３と第２の電極１０４にはその間
に流れる電流を検出する手段１２０が接続されている。
このとき、第１の電極１０３上で不均一なプラズマ分布
によりイオンの流れ（Ｆ_i1）の方が電子の流れ（Ｆ_e1）
よりも大きくなり、第２の電極１０４上で均一なプラズ
マ分布によりイオンの流れ（Ｆ_i2）と電子の流れ
（Ｆ_e2）が等しくなっているとする。この場合、第１の
電極１０３への電子の到達量よりもイオンの到達量の方
が多くなるため、第１の電極１０３が正に帯電する。こ
のとき、第１の電極１０３及び第２の電極１０４の周囲
は絶縁膜１０２であるため、絶縁膜１０２を介して電荷
の移動は起こらない。第１の電極１０３と第２の電極１
０４の間に電流を検出する手段１２０を接続することに
より、蓄積した電荷は電流を検出する手段１２０を通し
て電流として流れる。電流を検出する手段１２０により
その電流を直ちに測定して、蓄積電荷量を知ることが出
来るので、直ちにプラズマ損傷の評価が行え、製造ライ
ンへの迅速な対応が可能である。

【００１１】さらに、第１の電極１０３と第２の電極１
０４は基板１０１上の絶縁膜１０２の上に形成されてい
る、即ち、第１の電極１０３と第２の電極１０４はフロ
ーティングの状態になっているため、第１の電極１０３
と第２の電極１０４間に流れる電流は基板１０１の電位
の影響を受けない。従って、基板１０１にバイアス電圧
を付与することができる。

【００１２】電流を検出する手段１２０ａとして１以上
のダイオード特性を有する素子１０７ａと電流計１０８
とを直列接続したものを用いると、そのダイオード特性
はＦＮ電流が流れるときの絶縁膜の電流電圧特性と類似
しているため、より正確に絶縁膜の絶縁破壊をモニタす
ることができる。１以上のダイオード特性を有する素子
１０７ａとして一方向に電流が流れやすいダイオード特
性を有するものを互いに逆向きに並列接続したものを用
いる。素子１０７ａは第１の電極１０３から第２の電極
１０４の向き、及び第２の電極１０４から第１の電極１
０３の向きいずれの方向にも電流が流れやすくなる。こ
れにより、第１の電極１０３の上、或いは第２の電極１
０４の上どちらにプラズマ分布の不均一が生じた場合に
も測定が可能となる。

【００１３】また、この場合、図２（ａ）に示すよう
に、電流を検出する手段１２０ａの代わりに１以上のダ
イオード特性を有する素子１０７ａと電圧計１１１が並
列接続された電圧を検出する手段１２１ａを用いると、
測定した電圧によりプラズマ損傷の程度を判断すること
が可能である。このとき、素子１０７ａを複数直列接続
して立ち上がり電圧を高くすることにより、評価しよう
とする絶縁膜の膜厚に対応した評価が可能となる。

【００１４】また、図１２に示すように、第１の電極１
５ｆ〜１５ｈを基板１３ｃ上に複数配置しておけば、プ
ラズマ分布のバラツキに起因するプラズマ損傷程度の場
所による違いも把握することができる。図１（ｂ）の場
合、図１（ａ）の第１の電極１０３上にパターニングさ
れた絶縁膜１１０が形成されている。

【００１５】ところで、第１の電極１０３および第２の
電極１０４の直上に形成されるイオンシース領域では、
第１の電極１０３および第２の電極１０４に流入する電
子電流とイオン電流が等しくなるように、軽い電子は下
方向よりも横方向に動き易く、重いイオンは逆に横方向
よりも下方向に動き易くなっている。このため、パター
ニングされた絶縁膜１１０により、下地の第１の電極１
０３まで通じる開口の幅が制限され、深さが深いと、電
子はそこを通り抜けることができない。このため、パタ
ーニングされた絶縁膜１１０は負に帯電する。一方、イ
オンは下向きに動き易いため、狭い通り道でも通り抜け
て下地に到達できる。このため、下地の第１の電極１０
３は正に帯電する。

【００１６】また、パターニングされた絶縁膜１１０な
どが形成されていない第２の電極１０４の上の領域で
は、電子の通過を妨害するものがないため、プラズマ分
布が均一な場合、電子とイオンの到達電荷の総量は等し
くなる。このため、そこの電位は変動しない。これによ
り、図１（ｂ）に示すように、第１の電極１０３と第２
の電極１０４の間に電圧がかかることになる。従って、
図１（ａ）と同様に、第１の電極１０３と第２の電極１
０４の間に電流を検出する手段１２０ｂを接続すること
により、蓄積した電荷は電流を検出する手段１２０ｂを
通して電流として流れる。電流を検出する手段１２０ｂ
によりその電流を直ちに測定して、蓄積電荷量を知るこ
とが出来るので、直ちにプラズマ損傷の評価が行え、製
造ラインへの迅速な対応が可能である。

【００１７】電流を検出する手段１２０ｂとして１以上
のダイオード特性を有する素子１０７ｂと電流計１０８
とを直列接続したものを用いると、そのダイオード特性
はＦＮ電流が流れるときの絶縁膜の電流電圧特性と類似
しているため、より正確に絶縁膜の絶縁破壊をモニタす
ることができる。更に、この場合、図２（ｂ）に示すよ
うに、電流を検出する手段１２０の代わりに１以上のダ
イオード特性を有する素子１０７と電圧計１１１が並列
接続された電圧を検出する手段１２１を用いると、測定
した電圧によりプラズマ損傷の程度を評価することが可
能である。このとき、素子１０７を複数直列接続して立
ち上がり電圧を高くすることにより、評価しようとする
絶縁膜の膜厚に対応した評価が可能となる。

【００１８】また、図１０に示すように、各領域１６ａ
〜１６ｃにラインアンドスペースをなすレジスト膜のパ
ターンを形成し、かつそのアスペクト比がそれぞれ１、
１．５、２と異なるようにしておけば、複数のアスペク
ト比についてのプラズマ損傷の程度を一度に知ることが
できる。実際の製造ラインのウエハに種々のアスペクト
比の微細パターンが形成される場合、プラズマ損傷の程
度に関してより一層きめ細かい評価をすることができ
る。

【００１９】更に、プラズマ生成電力の印加により、第
１の電極１０３と第２の電極１０４に基づく寄生容量に
起因して変位電流が生じる。第１の電極１０３と第２の
電極１０４の面積を等しくすることにより、第１の電極
１０３を流れる変位電流と第２の電極１０４を流れる変
位電流とが等しくなる。従って、第１の電極１０３と第
２の電極１０４間ではそれらは相互に打ち消しあうた
め、第１の電極１０３と第２の電極１０４間に流れる変
位電流成分を抑制することができる。

【００２０】また、第１の電極１０３と第２の電極１０
４の露出面積を等しくすることにより、第１の電極１０
３及び第２の電極１０４の上方への電子とイオンの到達
量を等しくすることができる。これにより、電荷が流入
する前の初期状態が同じ条件となり、蓄積電荷量をより
正確に測定することができる。更に、図１（ａ），
（ｂ），図２（ａ），（ｂ）に示すように、電荷蓄積用
のコンデンサ１０９を電極１０３，１０４間に並列に接
続し、容量値を調整することにより適量の電荷を蓄積さ
せ、帯電に関与する電子やイオンによる電流或いは電圧
の検出感度を向上させることが可能である。

【００２１】また、電流を検出する手段又は電圧を検出
する手段は第１の基板押上ピンと第２の基板押上ピンを
介して第１の電極と第２の電極に接続している。従っ
て、プラズマ損傷評価装置の基板と電流を検出する手段
又は電圧を検出する手段とを分離させ、かつ製造ライン
のウエハと同じ形状のプラズマ損傷評価装置の基板を用
いることができる。これをプラズマ処理装置に適用した
場合、必要なときにプラズマ損傷評価装置の基板を基板
載置台上に搬送し、第１の基板押上ピンと第２の基板押
上ピンを介して第１の電極と第２の電極に流れる電流を
検出する手段又はそれらの間に発生する電圧を検出する
手段を接続させることができる。また、プラズマ損傷評
価装置の基板を製造ラインのウエハと同じように取り扱
えるので、チャンバへの搬入が容易であり、製造ライン
の流れを妨害することなく、プラズマ損傷評価を行うこ
とができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。本発明を適用するこ
とができるプラズマ処理装置として主なものに、プラズ
マエッチング装置，反応性イオンエッチング装置，スパ
ッタエッチング装置等のドライエッチング装置や、レジ
スト等の高分子材料を除去するプラズマアッシング装置
や、絶縁膜等を成膜するプラズマＣＶＤ装置や、その他
プラズマを用いた処理装置がある。以下、一般的にプラ
ズマ処理装置として説明する。

【００２３】（１）第１の実施の形態図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るプラズ
マ損傷評価装置の上面図である。図３（ｂ）は、図３
（ａ）におけるプラズマ損傷評価装置の部分斜視図で、
電子遮蔽用の絶縁膜のパターンが形成された第１の電極
の配線接続パッド及びその周辺部を示す。図４は、図３
（ｂ）のＩ−Ｉ線断面図である。

【００２４】図３（ａ）に示すように、プラズマ損傷評
価装置の基板１３は、プラズマ処理装置のチャンバ１１
内の基板載置台１２上に置かれている。プラズマ損傷評
価装置の基板１３として、シリコンウエハが用いられて
いる。基板１３表面にはシリコン酸化膜１４が形成さ
れ、その上に同じ大きさ３ｃｍ×１０ｃｍを有する第１
の電極１５と第２の電極１９が相互に分離して形成され
ている。第１の電極１５及び第２の電極１９はその露出
面でプラズマ中のイオンや電子を収集する。

【００２５】第１の電極１５と第２の電極１９の面積を
等しくしているのは以下の理由による。即ち、プラズマ
生成電力の印加により第１の電極１５と第２の電極１９
に基づく寄生容量に起因して第１の電極１５と第２の電
極１９に変位電流が生じる。第１の電極１５と第２の電
極１９の面積が等しい場合、第１の電極１５を流れる変
位電流と第２の電極１９を流れる変位電流とが等しくな
る。従って、第１の電極１５と第２の電極１９間ではそ
れらは相互に打ち消しあうため、第１の電極１５と第２
の電極１９間に流れる変位電流成分を抑制することがで
きる。なお、場合により、第１の電極１５と第２の電極
１９の面積を等しくしなくてもよいことはいうまでもな
い。

【００２６】また、第１の電極１５と第２の電極１９は
基板１３上のシリコン酸化膜１４の上に形成されている
ため、第１の電極１５と第２の電極１９はフローティン
グの状態になっている。このため、第１の電極１５と第
２の電極１９間に流れる電流は基板１３の電位の影響を
受けない。従って、基板１３にバイアス電圧を付与して
もダメージ電流の評価に問題はない。

【００２７】第１の電極１５は複数の矩形領域１６を除
いて膜厚約１μｍのレジスト膜１８で被覆されている。
矩形領域１６は第１の電極１５上に左右１６箇所ずつ計
３２箇所に並んで形成され、各矩形領域１６はそれぞれ
４ｍｍ×１１ｍｍの大きさを有する。矩形領域１６には
第１の電極１５が露出している。また、図３（ｂ）に示
すように、各矩形領域１６には幅０．５μｍの帯状のレ
ジスト膜（パターニングされた絶縁膜）１８ａが複数
個、相互の間隔０．５μｍを保ってラインアンドスペー
スをなすように形成されている。帯状のレジスト膜１８
ａはレジスト膜１８をパターニングして形成される。パ
ターン幅に対する膜厚の比（アスペクト比）は２とさ
れ、パターン全体で電子遮蔽効果を有する。

【００２８】第１の電極１５の端の方にも第１の電極１
５が露出した箇所が形成され、電流検出手段（電流を検
出する手段）６０や、図５に示す電圧検出手段（電圧を
検出する手段）６１とつながった配線２２を第１の電極
１５に接続する配線接続パッド１７となる。図３（ｂ）
に示すように、配線２２はプラズマに曝されないように
芯線２２ａが絶縁被覆されたものを用いている。その芯
線２２ａは第１の電極１５に銀ペースト２７により導電
性を保って固定され、さらにプラズマに曝されないよう
に絶縁ペースト２８で被覆されている。芯線がプラズマ
に曝されると誤差の原因となるからである。

【００２９】また、第２の電極１９は電子やイオンを収
集する露出面２０を除いてレジスト膜１８により被覆さ
れている。第２の電極１９の露出面２０の面積は矩形領
域１６に露出する第１の電極１５の露出面積と等しくな
るようにしている。第１の電極１５の露出面積と第２の
電極１９の露出面２０の面積とを等しくしているのは、
第１の電極１５及び第２の電極１９の上方への電子とイ
オンの到達量が等しくなるようにするためである。電荷
が流入する前の初期状態が同じ条件となり、蓄積電荷量
をより正確に測定することができる。なお、これらの露
出面積は常に等しくする必要はない。

【００３０】第２の電極１９の端の方には電流検出手段
６０や図５に示す電圧検出手段６１とつながった配線２
３を第２の電極１９に接続する配線接続パッド２１が形
成されている。配線２３も配線２２と同じように芯線が
絶縁被覆されたものを用い、その芯線は第２の電極１９
に銀ペーストにより導電性を保って固定され、さらにプ
ラズマに曝されないように絶縁ペーストで被覆されてい
る。

【００３１】配線２２，２３はチャンバ１１内から外部
に引き出され、２つの配線２２，２３間に電流検出手段
６０や電圧検出手段６１が接続される。電流検出手段６
０は、ダイオード２４と電流計２５が互いに直列に接続
され、さらにこれらに並列にコンデンサ２６が接続され
ている。また、電圧検出手段６１は、図５に示すよう
に、ダイオード２４と電圧計３０が並列接続され、さら
にこれらに並列にコンデンサ２６が接続されている。な
お、図５のように、電流計２５をダイオード２４と直列
に接続してもよく、これにより、ダイオード２４を流れ
る電流とダイオード２４の両端に発生する電圧とを同時
に測定することが可能となる。

【００３２】コンデンサ２６を並列接続しているのは、
第１の電極１５と第２の電極１９の間で直流分をカット
するため、及び適当な量の電荷を蓄積するためである。
なお、第１の電極１５と第２の電極１９の間にはもとも
とシリコン酸化膜１４が介在するので、寄生容量が存在
する。この寄生容量をコンデンサ２６の代わりに用いて
もよいが、適量の電荷を蓄積し、感度向上を図るため、
容量を変えられるコンデンサ２６を並列接続したもので
ある。

【００３３】また、ダイオード２４を用いているのは、
ダイオード２４の順方向の電流電圧特性はＦＮ電流が流
れるときの絶縁膜の電流電圧特性と類似しているため、
より正確に絶縁膜の絶縁破壊をモニタすることができる
からである。このとき、２以上のダイオード２４を直列
接続することにより、評価しようとする絶縁膜の膜厚に
対応させて実情に合わせ、より正確に絶縁膜の絶縁破壊
を評価することができる。

【００３４】次に、上記プラズマ損傷評価装置の使用方
法について図３（ａ），（ｂ），図４を参照しながら説
明する。プラズマ処理装置として誘導結合型プラズマ発
生部を備えたものを用いる。まず、プラズマ損傷評価装
置の基板１３を基板載置台１２に載せ、電流検出手段６
０をチャンバ１１の外部に設置する。その間を配線２
２，２３で接続する。なお、基板載置台１２はバイアス
電極を兼ねている。また、図４に示すように、基板載置
台１２には基板１３にバイアス電圧を付与するための交
流電源２９が接続されている。

【００３５】次いで、チャンバ１１内を排気して所定の
圧力に達したら、チャンバ１１内にＡｒガスを導入し、
圧力を５ｍＴｏｒｒに保持する。次に、プラズマ生成の
ためのＲＦアンテナに周波数１３．５６ＭＨｚ、電力１
００Ｗの高周波電力を印加するとともに、基板載置台１
２に周波数６６．６７ｋＨｚ、電力２０Ｗの交流電力を
印加する。交流電力の印加により、プラズマ損傷評価装
置の基板１３にはピーク値間の電圧が１．３５ｋＶ、平
均電圧が凡そ−０．５ｋＶのバイアス電圧が付与され
る。第１の電極１５は電子遮蔽効果により帯電し、ダイ
オード２４ａを介して第１の電極１５から第２の電極１
９に向かってダメージ電流が流れる。

【００３６】ダメージ電流の測定結果を図６に示す。図
６の横軸は線形目盛りで表した時間（μｓ）を示し、右
側の縦軸は線形目盛りで表したバイアス電圧（ｋＶ）を
示し、左側の縦軸は線形目盛りで表したダメージ電流
（ｍＡ）を示す。図６に示すように、ダメージ電流はピ
ーク値約６．５ｍＡのパルス状となり、周波数６６．６
７ｋＨｚのバイアス電圧のピークに同期する。そのダメ
ージ電流のピーク値より直ちにプラズマ損傷の程度を評
価することができる。

【００３７】評価を完了し、問題がないと判断したら引
き続き製造ラインのウエハを処理する。現状のプラズマ
生成条件ではプラズマ損傷の恐れがあると判断した場合
には、プラズマ生成条件（例えばプラズマ生成電力、周
波数、磁場、ガス圧、ガス流量、ガスの種類、放電形式
等）や、バイアス条件（例えばバイアス交流電力、周波
数等）を適正に調整して再評価を行う。

【００３８】次に、図５に示すように、電流検出手段６
０ａの代わりにダイオード２４と電圧計３０とを並列接
続した電圧検出手段（電圧を検出する手段）６１ａを第
１の電極１５と第２の電極１９の間に接続し、かつダイ
オード２４を１つずつ直列接続して増やしていき、ダイ
オード２４ａに流れるダメージ電流と、そのときのダイ
オード２４ａ両端の電圧を測定した。ダメージ電流はバ
イアス電圧が最大になるときに測定した値である。

【００３９】測定結果を図７に示す。図７の横軸は線形
目盛りで表した電圧（Ｖ）を示し、縦軸は線形目盛りで
表したダメージ電流（ｍＡ）を示す。また、図７には、
１個のダイオードの静特性と、２個乃至５個のダイオー
ドを直列に接続したときの静特性が示してあり、測定点
と静特性との対応がとれるようにしてある。図７によれ
ば、ダイオード２４ａを増やす毎にダメージ電流は減少
し、そのときのダイオード２４ａの電圧は増加してい
く。それぞれの点を結んで延長すると、横軸と交わる
点、即ち電流ゼロの点の電圧（Ｖ_s-e）は凡そ２．８Ｖ
となる。この程度の電圧が印加されると、ゲート絶縁膜
等に特性劣化が生じることが分かる。以上より、ダイオ
ード２４ａの個数を適当に選んで直列接続し、その点線
で示すラインを越えたか否かでプラズマ損傷の程度を評
価することができる。

【００４０】このように、電圧検出手段６１ａを用いる
と、測定した電圧によりプラズマ損傷の程度を判断する
ことが可能である。このとき、ダイオード２４を複数直
列接続して立ち上がり電圧を高くすることにより、評価
しようとする絶縁膜の膜厚に対応した評価が可能とな
る。なお、図７ではダイオードの両端の電圧を測定して
いるが、ダイオードを接続しなくてもよい。この場合、
第１の電極１５と第２の電極１９の間に発生する電圧を
直接電圧計３０で測定することになる。

【００４１】次に、コンデンサ２６の容量値を変えた場
合のダメージ電流の変化の様子を調査した。プラズマ損
傷評価装置として図３（ａ）に示すものを用いた。コン
デンサ２６の容量値（Ｃ）を０．０２、０．１、１μＦ
と変化させた。図８は調査結果を示す特性図である。図
８の横軸は線形目盛りで表した時間（μｓ）を示し、縦
軸は線形目盛りで表したダメージ電流（ｍＡ）を示す。

【００４２】図８によれば、Ｃ＝０．０２μＦのとき検
出電流は最も大きくなった。また、Ｃ＝１μＦのとき、
検出すべき電流がノイズに埋もれて検出不可能であっ
た。即ち、コンデンサ２６の容量値があまり大きいと、
蓄積電荷による電圧の変化が小さいため、正確な測定は
できない。逆に、コンデンサ２６の容量値が小さいと、
十分な電荷が蓄積されないため、正確な測定はできな
い。従って、感度が適度に大きくなるような最適値が存
在するものと考えられる。実験では、Ｃ＝０．０２μＦ
のときであったといえる。

【００４３】次に、周波数１３．５６ＭＨｚのプラズマ
生成電力を断続的に印加してプラズマを生成した場合の
ダメージ電流について調査した。即ち、図３（ａ），
（ｂ），図４に示すプラズマ損傷評価装置を用い、プラ
ズマ処理装置の基板載置台１２に載置した。プラズマ処
理装置は誘導結合型プラズマ発生部を備えたものを用い
る。

【００４４】まず、プラズマ損傷評価装置の基板１３を
基板載置台１２に載せ、電流検出手段６０をチャンバ１
１の外部に設置する。その間を配線２２，２３で接続す
る。次いで、チャンバ１１内を排気して所定の圧力に達
したら、チャンバ１１内にＡｒガスを導入し、圧力を５
ｍＴｏｒｒに保持する。次に、周波数１３．５６ＭＨｚ
の高周波電力をオン時間５μｓ、オフ時間１０μｓでオ
ン・オフさせながらＲＦアンテナに印加する。時間平均
した電力を１００Ｗとする。また、基板載置台１２に周
波数６６．６７ｋＨｚ、電力２０Ｗの交流電力を印加す
る。これにより、プラズマ損傷評価装置の基板１３には
ピーク値間の電圧が１．３５ｋＶ、平均電圧が凡そ−
０．５ｋＶのバイアス電圧が付与される。

【００４５】放電の開始より、ダメージ電流が流れる。
このとき、ダイオード２４には周波数６６．６７ｋＨｚ
のバイアス電圧の最大値（正の値）及び最小値（負の
値）に同期したパルス状のダメージ電流が第１の電極１
５から第２の電極１９に向かって流れる。最大値及び最
小値に同期しているダメージ電流をそれぞれ図９（ｂ）
の左の図及び右の図に示す。図９（ｂ）の２つの図にお
いて、ともに横軸は線形目盛りで表した時間（μｓ）を
示し、縦軸は線形目盛りで表したダメージ電流（ｍＡ）
を示す。

【００４６】図９（ｂ）の左の図に示すように、バイア
ス電圧の最大値に同期（位相０°）しているダメージ電
流は、ピーク値約６．５〜７ｍＡであり、バイアス電圧
の最小値に同期（位相１８０°）しているダメージ電流
は、図９（ｂ）の右の図に示すように、ピーク値約９ｍ
Ａであった。最大値に同期しているダメージ電流の方が
最小値に同期しているダメージ電流よりも小さく、従来
の結果と一致することが確認された。その理由は以下の
通りである。即ち、プラズマ中の電子温度が低いと電子
遮蔽ダメージが小さいことと、パルスプラズマ中の電子
温度が時間的に変化することはよく知られており、パル
ス放電のオフ時間の最後に電子温度が最小となる。よっ
て、パルス放電のオフ時間の最後に基板バイアスを最大
にすることにより基板に入射する電子の電子温度が最小
になるので、電子遮蔽ダメージを軽減することが可能と
なる。

【００４７】このように、既に出願されている本願発明
者の別の発明に係る同期バイアス・パルスプラズマ法と
して、特に位相０°で電子遮蔽効果によるダメージを抑
制することができることについて本発明を適用して確認
することができた。従って、本発明の方法は信頼性の高
いものであるといえる。（２）第２の実施の形態図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るプラズマ損
傷評価装置の基板について示す上面図である。

【００４８】第１の実施の形態と異なるところは、一つ
の第２の電極１９ａに対して複数の第１の電極１５ａ〜
１５ｃが互いに分離して基板１３ａ上に配置されている
ことである。ダイオードは各々の第１の電極１５ａ〜１
５ｃと第２の電極１９ａの間に接続される。また、第１
の電極１５ａ〜１５ｃ及び第２の電極１９ａは全て同じ
大きさを有し、それぞれ１．５ｃｍ×５ｃｍとなってい
る。上記以外の他の符号については、図中、１６ａ〜１
６ｃはそれぞれ第１の電極１５ａ〜１５ｃに形成された
複数の矩形領域で、それぞれの矩形領域１６ａ〜１６ｃ
には第１の電極１５ａ〜１５ｃが露出し、電子遮蔽用の
レジスト膜のパターンが形成されている。１７ａ〜１７
ｃはそれぞれ第１の電極１５ａ〜１５ｃへの配線接続パ
ッド、２０ａはレジスト膜等により制限された第２の電
極１９ａの露出面、２１ａは第２の電極１９ａへの配線
接続パッドである。

【００４９】また、図１１に、第１の電極及び第２の電
極に関する図１０と別の配置について示す。図１１はプ
ラズマ損傷評価装置の基板の上面図であり、図１０の場
合と異なるところは、基板１３ａ上の絶縁膜の上に第１
の電極１５ｄ，１５ｅと第２の電極１９ｂ，１９ｃの二
対の組が形成されていることである。上記以外の他の符
号については、図中、１６ｄ，１６ｅはそれぞれ第１の
電極１５ｄ，１５ｅに形成された複数の矩形領域で、そ
れぞれの矩形領域１６ｄ，１６ｅには第１の電極１５
ｄ，１５ｅが露出し、電子遮蔽用のレジスト膜のパター
ンが形成されている。１７ｄ，１７ｅはそれぞれ第１の
電極１５ｄ，１５ｅへの配線接続パッド、２０ｂ，２０
ｃは第２の電極１９ｂ，１９ｃの露出面、２１ｂ，２１
ｃは第２の電極１９ｂ，１９ｃへの配線接続パッドであ
る。

【００５０】上記の第１の電極１５ａ〜１５ｅ表面の各
領域１６ａ〜１６ｅ内に種々の電子遮蔽用のレジスト膜
のパターンを形成し、実際に製造ラインに流れているウ
エハの実情に適合させてよりきめ細かくプラズマ損傷の
評価を行うことができる。例えば、図１０の場合には、
各領域１６ａ〜１６ｃにラインアンドスペースをなすレ
ジスト膜のパターンを形成し、かつそのアスペクト比が
それぞれ１、１．５、２と異なるようにする。これによ
り、複数のアスペクト比についてのプラズマ損傷の程度
を一度に知ることができる。実際の製造ラインのウエハ
に種々のアスペクト比の微細パターンが形成される場
合、プラズマ損傷の程度に関してより一層きめ細かい評
価をすることができる。もちろん、そのアスペクト比を
全て同じにすることも可能であり、これにより、プラズ
マ分布のバラツキに起因するプラズマ損傷の程度の場所
による違いを把握することができる。

【００５１】また、図１１の場合には、一方の第１の電
極１５ｄ表面の矩形領域１６ｄに、０．５μｍの間隔を
保ってラインアンドスペースをなすように、膜厚１μ
ｍ、幅０．５μｍの帯状のレジスト膜のパターンを複数
形成し、もう一方の第１の電極１５ｅ表面の矩形領域１
６ｅには、膜厚１μｍのレジスト膜に所定の間隔を保っ
て並ぶように直径０．５μｍの開口を複数形成する。こ
れにより、レジスト膜のパターンの形状によるプラズマ
損傷の程度の違いを知り、実際のウエハの場合に近い状
態におけるプラズマ損傷を評価することができる。

【００５２】更に、図１２（ａ）はプラズマの分布が不
均一な場合のプラズマ損傷の評価に有効な電極及びその
基板上の配置について示す上面図である。また、図１２
（ｂ）は電流検出手段６０ｂの回路図、図１２（ｃ）は
電圧検出手段６１ｂの回路図である。図１２（ａ）に示
すように、一つの第２の電極１９ｄに対して３つの第１
の電極１５ｆ〜１５ｈが配置されている。図１０の場合
と異なるところは、第１の電極１５ｆ〜１５ｈ上には電
子遮蔽用の微細パターンが形成されていないことであ
る。なお、図中、１７ｆ〜１７ｈはそれぞれ第１の電極
１５ｆ〜１５ｈへの配線接続パッド、２０ｄは第２の電
極１９ｄの露出面、２１ｄは第２の電極１９ｄへの配線
接続パッドである。各第１の電極１５ｆ〜１５ｈと第２
の電極１９ｄの間に電流検出手段６０ｂ又は電圧検出手
段６１ｂが接続される。

【００５３】電流検出手段６０ｂは、図１２（ｂ）に示
すように、ダイオード２４ｂと電流計２５とが直列接続
され、かつその全体にコンデンサ２６が並列接続され
る。ダイオード２４ｂはダイオード特性を有する素子が
逆並列に接続され、これにより、何れの向きの電流でも
測定することができるため、第１の電極１５ｆ〜１５ｈ
の上、或いは第２の電極１９ｄの上どちらにプラズマ分
布の不均一が生じた場合にも測定が可能となる。

【００５４】電圧検出手段６１ｂは、図１２（ｃ）に示
すように、ダイオード２４ｂと電圧計３０とコンデンサ
２６とが並列接続される。ダイオード２４ｂはダイオー
ド特性を有する素子が逆並列に接続されている。以上に
より、プラズマ分布が場所により不均一になる場合、ど
の場所で発生しているかを特定することができ、かつそ
の程度も知ることができる。

【００５５】（３）第３の実施の形態図１３（ａ）は、第３の実施の形態に係る基板載置台に
載置されたプラズマ損傷評価装置について示す上面図で
ある。図１３（ｂ）はそのII-II 線断面図である。上記
第１及び第２の実施の形態では、第１の電極及び第２の
電極に配線を接続するための配線接続パッド１７，１７
ａ〜１７ｈ，２１，２１ａ〜２１ｄが基板１３，１３ａ
〜１３ｃの表面側にあるが、第３の実施の形態では、第
１の電極３２及び第２の電極３４の裏面自体がともに基
板３１の裏面に露出している。

【００５６】図１３（ａ），（ｂ）に示すように、基板
３１はアルミニウムからなり、第１の電極３２及び第２
の電極３４の設置箇所には貫通孔が形成されている。第
１の電極３２及び第２の電極３４と基板３１との間には
絶縁性を保つためアルミナセラミックからなる絶縁性部
材３７が介在し、かつ絶縁性部材３７は第１の電極３２
及び第２の電極３４を基板３１に固定する機能も有す
る。

【００５７】また、第１の電極３２の表面には複数の矩
形領域３３を除いて絶縁膜、例えばレジスト膜、アルミ
ナ膜又はシリコン酸化膜等が形成されている。各矩形領
域３３には第１の電極３２が露出し、ラインアンドスペ
ースをなすように電子遮蔽用の複数の帯状のレジスト膜
のパターンが形成されている。また、第２の電極３４は
電子やイオンを収集する露出面を有し、他の領域はレジ
スト膜等で被覆されている。第１の電極３２と第２の電
極３４の大きさは等しく、かつ第１の電極３２の露出面
と第２の電極３４の露出面の面積は等しくなっている。

【００５８】この場合、プラズマ処理装置の基板載置台
４１に貫通孔４４ａ，４４ｂを形成し、その貫通孔４４
ａ，４４ｂを通って行き来する２つの基板押上ピン４３
ａ，４３ｂを備えるとよい。２つの基板押上ピン４３
ａ，４３ｂには電流検出手段２４〜２６を接続させる。
基板載置台４１が静電チャックを兼ね、静電チャックに
よりウエハが基板載置台４１に固定されるようなウエハ
保持方式等を採用した装置に適用する場合、上記２つの
基板押上ピン４３ａ，４３ｂはウエハを離脱させるとき
にウエハを持ち上げるウエハリフトピンとしても機能す
る。なお、基板載置台４１の表面は絶縁膜４２で被覆さ
れている。

【００５９】これにより、必要なときにプラズマ損傷評
価装置の基板３１を基板載置台４１上に搬送して２つの
基板押上ピン４３ａ，４３ｂにより第１の電極３２と第
２の電極３４の間に電流検出手段６０接続させることが
できる。或いは図１３には図示していないが電圧検出手
段６１を接続させてもよい。これにより、プラズマ損傷
評価装置の基板３１と電流検出手段６０等とを分離さ
せ、かつ製造ラインのウエハと同じ形状のプラズマ損傷
評価装置の基板３１を用いることができるので、プラズ
マ損傷評価装置の基板３１を製造ラインのウエハと同じ
ように取り扱える。従って、チャンバへの搬入が容易で
あり、製造ラインの流れを妨害することなく、プラズマ
損傷評価を行うことができる。

【００６０】図１４は基板の裏面から第１及び第２の電
極に電流検出手段等を接触させることが可能な他のプラ
ズマ損傷評価装置の基板の例を示す断面図である。この
場合は、基板５１としてシリコン基板を用いていること
が図１３の場合と異なる。また、第１及び第２の配線接
続パッド５４ｂ，５５ｂが基板５１の裏面に形成されて
いることが第１及び第２の実施の形態と異なる。

【００６１】図１４に示すように、基板５１には貫通孔
５３ａ，５３ｂが形成され、貫通孔５３ａ，５３ｂの側
壁はシリコン酸化膜５２で被覆されている。また、シリ
コン基板５１全体はシリコン酸化膜５２で被覆されてい
る。基板５１の表面の第１の電極５４及び第２の電極５
５と、基板５１の裏面の第１の電極５４の配線接続パッ
ド５４ｂと、第２の電極５５の配線接続パッド５５ｂと
はそれぞれ貫通孔５３ａ，５３ｂに埋め込まれた埋込み
導電体５４ａ，５５ａにより電気的に導通が取られてい
る。

【００６２】更に、基板５１の表面の第１の電極５４表
面は図１３（ａ）と同じような平面形状を有し、第１の
電極５４が露出した矩形領域５７に電子遮蔽用の帯状の
レジスト膜のパターン５６ａが形成されている。一方、
第２の電極５５上にはレジスト膜のパターン５６ａなど
は何も形成されておらず、所定の面積を有する矩形領域
５８に単に第２の電極５５が露出しているのみである。

【００６３】第１の電極５４上及び第２の電極５５上に
は、第１の電極５４の矩形領域５７の露出面積や第２の
電極５５の矩形領域５８の露出面積を調整するためレジ
スト膜５６が形成されている。絶縁膜のパターン５６ａ
もこのレジスト膜５６を利用して形成されている。な
お、図中、図１３（ａ），（ｂ）と同じ符号で示すもの
は図１３（ａ），（ｂ）と同じものを示す。

【００６４】図１４の基板を用いても、図１３（ａ），
（ｂ）の場合と同様に、プラズマ損傷評価装置の基板５
１と電流検出手段６０とを分離させ、かつ製造ラインの
ウエハと同じ形状のプラズマ損傷評価装置の基板５１を
用いることができるので、プラズマ損傷評価装置の基板
５１を製造ラインのウエハと同じように取り扱える。従
って、チャンバへの搬入が容易であり、製造ラインの流
れを妨害することなく、プラズマ損傷評価を行うことが
できる。

【００６５】なお、上記の実施の形態では、絶縁膜のパ
ターンとしてレジスト膜が用いられているが、他の絶縁
膜、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アルミ
ナ膜等を用いてもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、第１
の電極と第２の電極が相互に絶縁して形成され、第１の
電極と第２の電極の間に流れる電流を検出する手段又は
発生する電圧を検出する手段が接続されている。従っ
て、不均一なプラズマ分布により第１の電極と第２の電
極の一方が帯電した場合、蓄積電荷に起因する電流又は
電圧を直ちに測定してプラズマ損傷の評価が行えるの
で、製造ラインへの迅速な対応が可能である。

【００６７】電流を検出する手段としてダイオード特性
を有する素子と電流計とを直列接続したものを用い、或
いは電圧を検出する手段としてダイオード特性を有する
素子と電圧計とを並列接続したものを用いると、上記素
子の順方向の電流電圧特性は評価しようとする絶縁膜の
絶縁破壊の電流電圧特性と類似しているため、より正確
に絶縁膜の絶縁破壊をモニタすることができる。更に、
１以上のダイオード特性を有する素子を用いることによ
り、評価しようとする絶縁膜の膜厚に対応させ、より実
情に合った評価を行うことができる。

【００６８】また、第１の電極上にパターニングされた
絶縁膜が形成されているので、プラズマ分布が均一な場
合に、電子遮蔽効果による帯電を評価することができ
る。第１の電極と第２の電極の間に流れる電流を検出す
る手段又は発生する電圧を検出する手段を接続すること
により、蓄積電荷に起因する電流や電圧を直ちに測定し
てプラズマ損傷の評価が行えるので、製造ラインへの迅
速な対応が可能である。

【００６９】更に、電荷蓄積用のコンデンサを第１の電
極と第２の電極の間に並列接続し、その容量値を調整す
ることにより、適量の電荷を蓄積し、帯電に関与する電
子やイオンによる電流或いは電圧の検出感度を向上させ
ることが可能である。また、第１及び第２の基板押上ピ
ンを介して電流検出手段又は電圧検出手段が第１及び第
２の電極に接続される。従って、プラズマ損傷評価装置
の基板と電流検出手段又は電圧検出手段とを分離させ、
かつ製造ラインのウエハと同じ形状のプラズマ損傷評価
装置の基板を用いることができる。これをプラズマ処理
装置に適用した場合、必要なときにプラズマ損傷評価装
置の基板を基板載置台上に搬送し、第１及び第２の基板
押上ピンを介して第１及び第２の電極に電流検出手段又
は電圧検出手段を接続させることができる。また、プラ
ズマ損傷評価装置の基板を製造ラインのウエハと同じよ
うに取り扱えるので、チャンバへの搬入が容易であり、
製造ラインの流れを妨害することなく、プラズマ損傷評
価を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る２種類のプラズマ損傷評
価装置の原理について示す断面図である。

【図２】図２は、本発明に係る他の２種類のプラズマ損
傷評価装置の原理について示す断面図である。

【図３】図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係
るプラズマ損傷評価装置について示す平面図、図３
（ｂ）は、図３（ａ）の配線接続パッド及びその周辺部
の詳細について示す斜視図である。

【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係るプラ
ズマ損傷評価装置について示す、図３（ｂ）のＩ−Ｉ線
断面図である。

【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るプラ
ズマ損傷評価装置の基板に接続する電圧検出手段につい
て示す回路図である。

【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係るプラ
ズマ損傷評価装置を用い、電流検出手段によりダメージ
電流を測定した結果について示す特性図である。

【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係るプラ
ズマ損傷評価装置を用い、電圧検出手段内の直列接続し
たダイオードの個数を変化させた場合のダメージ電流を
測定した結果について示す特性図である。

【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係るプラ
ズマ損傷評価装置を用い、電流検出手段内の可変コンデ
ンサの容量値を変化させた場合のダメージ電流を測定し
た結果について示す特性図である。

【図９】図９（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係
るプラズマ損傷評価装置を用い、プラズマ生成電力を断
続的に印加した場合のタイムチャートであり、図９
（ｂ）は、図９（ａ）のタイムチャートに従って電流検
出手段によりダメージ電流を測定した結果について示す
特性図である。

【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る
プラズマ損傷評価装置の基板について示す平面図（その
１）である。

【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る
プラズマ損傷評価装置の基板について示す平面図（その
２）である。

【図１２】図１２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態
に係るプラズマ損傷評価装置の基板について示す平面図
（その３）である。図１２（ｂ）はその基板上の電極に
接続する電流検出手段の回路図、図１２（ｃ）はその基
板上の電極に接続する電圧検出手段の回路図である。

【図１３】図１３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態
に係るプラズマ損傷評価装置の基板について示す平面
図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のII−II線断面図で
ある。

【図１４】図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る
他のプラズマ損傷評価装置の基板について示す断面図で
ある。

【図１５】図１５は、従来のプラズマ損傷の例について
示す断面図である。

【図１６】図１６（ａ）は、従来の他のプラズマ損傷の
例について示す断面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）
の部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１１チャンバ、１２，４１基板載置台、１３，３１，５１，１０１基板、１４，３２，３６，４２，５２，１０２シリコン酸化
膜（絶縁膜）、１５，１５ａ〜１５ｈ，３２，５４，１
０３第１の電極、１６，１６ａ〜１６ｈ，２０，２０ａ〜２０ｄ，３３，
３５，５７，５８矩形領域、１７，１７ａ〜１７ｈ，２１，２１ａ〜２１ｄ，５４
ｂ，５５ｂ配線接続パッド、１８，５６レジスト膜、１８ａ，５６ａ，１１０レジスト膜のパターン（絶縁
膜のパターン）、１９，１９ａ〜１９ｄ，３４，５５，１０４第２の電
極、２２，２３，１０５，１０６配線、２２ａ芯線、２４ａ，２４ｂ，１０７ａ，１０７ｂダイオード（ダ
イオード特性を有する素子）、２５，１０８電流計、２６，１０９電荷蓄積用のコンデンサ、２７銀ペースト、２８絶縁ペースト、３０，１１１電圧計、３７アルミナセラミック部材（絶縁性部材）、４３ａ，４３ｂ基板押上ピン、４４ａ，４４ｂ，５３ａ，５３ｂ貫通孔、５４ａ，５５ａ埋込み導電体、６０ａ，６０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ電流検出手段
（電流を検出する手段）、６１ａ，６１ｂ，１２１ａ，１２１ｂ電圧検出手段
（電圧を検出する手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに絶縁して形成され、プラズマ中の
電子及びイオンを収集する第１及び第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に流れる電流を検
出する手段又は発生する電圧を検出する手段とを有する
ことを特徴とするプラズマ損傷評価装置。
【請求項２】前記第１の電極及び前記第２の電極は基
板上の絶縁膜の上に形成されていることを特徴とする請
求項１に記載のプラズマ損傷評価装置。
【請求項３】前記基板の貫通孔を介して前記第１の電
極及び前記第２の電極とそれぞれ接続された第１及び第
２の配線接続パッドを有することを特徴とする請求項２
に記載のプラズマ損傷評価装置。
【請求項４】前記第１の電極上にパターニングされた
絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載のプラズマ損傷評価装置。
【請求項５】前記電流を検出する手段は、１以上のダ
イオード特性を有する素子と電流計が直列接続されてな
ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに
記載のプラズマ損傷評価装置。
【請求項６】前記電圧を検出する手段は、１以上のダ
イオード特性を有する素子と電圧計とが並列接続されて
なることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
に記載のプラズマ損傷評価装置。
【請求項７】前記第１の電極と前記第２の電極の面積
が等しいことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいず
れかに記載のプラズマ損傷評価装置。
【請求項８】前記電流を検出する手段又は前記電圧を
検出する手段は、前記第１の電極と前記第２の電極の間
に設けられた電荷蓄積用のコンデンサを有することを特
徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のプラ
ズマ損傷評価装置。
【請求項９】第１及び第２の基板押上ピンを介して前
記電流を検出する手段又は前記電圧を検出する手段を前
記第１の電極及び前記第２の電極に接続することを特徴
とする請求項１、請求項３乃至請求項８のいずれかに記
載のプラズマ損傷評価装置。
【請求項１０】請求項１乃至請求項９のいずれかに記
載のプラズマ損傷評価装置をプラズマに曝し、前記第１
の電極と前記第２の電極の間に流れる電流又は発生する
電圧を検出してプラズマ損傷の評価を行うことを特徴と
するプラズマ損傷評価方法。
【請求項１１】請求項８に記載のプラズマ損傷評価装
置をプラズマに曝し、前記電荷蓄積用のコンデンサの容
量を調整して、前記第１の電極と前記第２の電極の間に
流れる電流又は発生する電圧の検出感度を調整してプラ
ズマ損傷の評価を行うことを特徴とするプラズマ損傷評
価方法。