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超LSIなどの電子デバイスでは大容量化などの要求が強く、0.1ミクロン以下の超微細加工などに関連した技術開発が盛んに進められている。量産レベルで所望の特性を得るにはプラズマを常に一定の状態に保つ緻密な制御が必要であり、それに対応できる高感度なプラズマモニタリング法の開発が進められている。特に電子は、ラジカルやイオンなどのプロセスに不可欠な粒子を生成する上で主要な役割を果たすため、電子状態のモニタリング技術が重要である。そのような背景のもと、今年度は実際のプロセスで想定されるプラズマに本プローブを適用することを想定し、その場合の測定精度を高めるための諸条件や、プローブ機能の拡張のための試みを行った。
まず基材表面におけるプラズマダメージの緩和やプラズマ自体の低温化に向けて用いられる繰返しパルス放電プラズマで測定精度を向上させるための条件を検討した。パルス放電での電子状態は時間的に急激な変化を伴っていることが多い。したがって、高精度な測定を行うのに不可欠な正確な共振スペクトルを得るためには、ネットワークアナライザで共振スペクトルを取得するために行う周波数掃引をパルス放電に同期させること、さらにネットワークアナライザでのデータ取得時間に対するパルス放電の繰返し周期が整数倍になっていることが重要であることを明らかにした。次に本プローブにおける電子状態のモニタリング機能を拡張させることを検討したところ、プローブヘッド部に極細の光ファイバを組み込むことが可能であったことから、分光解析機能を付加できることを実証し、ラジカルなどの反応性粒子のモニタリングを同時に行えることを明らかにした。
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