JP2003100714A - 超音波プローブの一部を内蔵した基板載置台及び超音波プローブ貫通孔の密閉装置 - Google Patents
超音波プローブの一部を内蔵した基板載置台及び超音波プローブ貫通孔の密閉装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェハー上の異常放電発生時の超音波を効率
的に超音波検出部に導き、異常放電発生場所を特定し、
且つ超音波を伝播する超音波プローブの処理室壁貫通孔
を音響隔離で真空密閉する。 【解決手段】 ウェハー周辺部の構造体、例えば、フオ
ーカスリング、サセプタ等に音響的に結合された絶縁物
で構造体と音響インピーダンスの近い、例えば石英等で
できている超音波プローブを基板載置部外周縁部内に３
個以上接続し、ウェハー表面で発生した異常放電による
超音波を超音波プローブで、外部に配置されている超音
波検出部に伝え、それぞれの超音波検出部によって検出
された超音波の到着時間差を求め、ウェハー表面に発生
した異常放電の位置特定を可能とする。処理室外部に配
置された超音波検出部に連結された超音波プローブは音
響隔離となる封止部材を与圧することにより処理室貫通
孔は真空密閉される。
的に超音波検出部に導き、異常放電発生場所を特定し、
且つ超音波を伝播する超音波プローブの処理室壁貫通孔
を音響隔離で真空密閉する。 【解決手段】 ウェハー周辺部の構造体、例えば、フオ
ーカスリング、サセプタ等に音響的に結合された絶縁物
で構造体と音響インピーダンスの近い、例えば石英等で
できている超音波プローブを基板載置部外周縁部内に３
個以上接続し、ウェハー表面で発生した異常放電による
超音波を超音波プローブで、外部に配置されている超音
波検出部に伝え、それぞれの超音波検出部によって検出
された超音波の到着時間差を求め、ウェハー表面に発生
した異常放電の位置特定を可能とする。処理室外部に配
置された超音波検出部に連結された超音波プローブは音
響隔離となる封止部材を与圧することにより処理室貫通
孔は真空密閉される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】プラズマ処理装置において発
生する異常放電を検出する装置、特に異常放電発生時に
伴って発生する超音波を検出して、半導体ウェハー上の
異常放電を超音波プローブにより検出する装置に関す
る。
生する異常放電を検出する装置、特に異常放電発生時に
伴って発生する超音波を検出して、半導体ウェハー上の
異常放電を超音波プローブにより検出する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】直流電源、高周波電源等の高圧電源によ
り電極間にプラズマを発生させるブラズマ処理装置で、
プラズマにより成膜、侵食等の処理がなされる工程で、
プラズマの異常放電が発生することにより、デバイス不
良、装置の損傷等を引き起こしている。本発明者らは、
異常放電発生時に発生する超音波を検出して、異常放電
発生を感知するプラズマ異常放電監視装置では、異常放
電の発生位置を評定するための超音波検出部をプロセス
チェンバーの外壁面や上、下面部の適当な数箇所に取り
付け、異常放電エネルギー及び発生位置を特定する装置
及び方法を発明した（特願２０００−８９８４０号）し
ている。
り電極間にプラズマを発生させるブラズマ処理装置で、
プラズマにより成膜、侵食等の処理がなされる工程で、
プラズマの異常放電が発生することにより、デバイス不
良、装置の損傷等を引き起こしている。本発明者らは、
異常放電発生時に発生する超音波を検出して、異常放電
発生を感知するプラズマ異常放電監視装置では、異常放
電の発生位置を評定するための超音波検出部をプロセス
チェンバーの外壁面や上、下面部の適当な数箇所に取り
付け、異常放電エネルギー及び発生位置を特定する装置
及び方法を発明した（特願２０００−８９８４０号）し
ている。
【０００３】図８は、異常放電監視装置の異常放電検出
センサーを複数個付設したプラズマ処理装置を断面で概
略図示している。異常放電時に発生する超音波波形を検
出する異常放電検出センサーの出力波形は、図示されて
いないコンピュータに出力される。コンピュータは計測
出力波形を処理して、異常放電の大きさ及び異常放電源
位置を特定する。
センサーを複数個付設したプラズマ処理装置を断面で概
略図示している。異常放電時に発生する超音波波形を検
出する異常放電検出センサーの出力波形は、図示されて
いないコンピュータに出力される。コンピュータは計測
出力波形を処理して、異常放電の大きさ及び異常放電源
位置を特定する。
【０００４】図中、１はウェハー（半導体基板）、２は
静電チャック、３は誘電体膜、４は静電チャック２の電
極、５は基板載置台で、６はサセプタ、７はサセプタ支
持台を、１４は超音波検出部、３０は処理室、３１は処
理室壁、３２は上部電極、３３は直流電圧阻止用コンデ
ンサ、３４は高周波電圧源、３５は上部電極３２を接地
する接地配線、３６は静電チャックの電極４に直流電圧
を供給する可変直流電圧源、３７はプラズマ処理ガスを
供給するガス導入管、３８は処理室内ガスを排出するガ
ス排出管を表す。静電チャック２、基板載置台５はそれ
ぞれ、円板状又は方形状形状である。
静電チャック、３は誘電体膜、４は静電チャック２の電
極、５は基板載置台で、６はサセプタ、７はサセプタ支
持台を、１４は超音波検出部、３０は処理室、３１は処
理室壁、３２は上部電極、３３は直流電圧阻止用コンデ
ンサ、３４は高周波電圧源、３５は上部電極３２を接地
する接地配線、３６は静電チャックの電極４に直流電圧
を供給する可変直流電圧源、３７はプラズマ処理ガスを
供給するガス導入管、３８は処理室内ガスを排出するガ
ス排出管を表す。静電チャック２、基板載置台５はそれ
ぞれ、円板状又は方形状形状である。
【０００５】サセプタ６は高周波電圧源２９が接続さ
れ、下部電極としても作用する。静電チャック２には、
誘電体膜内に銅箔などの電極４が配置され、この電極は
リード線により可変直流電圧源３６に接続される。した
がって、この電極４に直流電圧を印加することによっ
て、上記静電チャック２の上に載置したウェハー１をク
ーロン力により保持する。図８の例では、ウェハーを載
置する基板載置台５はプロセスチェンバー下部の中央一
個所のみで処理室壁に連結支持されている。
れ、下部電極としても作用する。静電チャック２には、
誘電体膜内に銅箔などの電極４が配置され、この電極は
リード線により可変直流電圧源３６に接続される。した
がって、この電極４に直流電圧を印加することによっ
て、上記静電チャック２の上に載置したウェハー１をク
ーロン力により保持する。図８の例では、ウェハーを載
置する基板載置台５はプロセスチェンバー下部の中央一
個所のみで処理室壁に連結支持されている。
【０００６】プラズマ処理装置内部品の表層破壊の際
に、その衝撃により超音波は発生すると考えられる。つ
まり、プラズマの異常放電発生時には、その位置におい
てＡＥ（Acoustic Emission，超音波発生）事象が発生
していることになる。従って、ＡＥ事象のエネルギーμ
が、異常放電発生部位の表面破壊具合を表すことにな
り、エネルギーμを求めることが重要となる。その時超
音波検出部により検出された超音波の最大振幅幅（波高
値幅）Ｖｐｐは、ＡＥ事象のエネルギーμと関係してお
り、次の式（１）のように近似的に表せる。
に、その衝撃により超音波は発生すると考えられる。つ
まり、プラズマの異常放電発生時には、その位置におい
てＡＥ（Acoustic Emission，超音波発生）事象が発生
していることになる。従って、ＡＥ事象のエネルギーμ
が、異常放電発生部位の表面破壊具合を表すことにな
り、エネルギーμを求めることが重要となる。その時超
音波検出部により検出された超音波の最大振幅幅（波高
値幅）Ｖｐｐは、ＡＥ事象のエネルギーμと関係してお
り、次の式（１）のように近似的に表せる。
【０００７】
【数１】
【０００８】ここで、Ｃ１は超音波検出部の検出感度に
依存する定数、Ｃ２は超音波発生源から超音波検出部ま
での距離や伝播損失等に関係する定数である。また、処
理室１の構造材質により決まる超音波の速度Ｖ、異常放
電発生位置から超音波検出部までの距離をＤとすると、
超音波検出部に超音波が到達するまでの伝播時間Ｔは次
の式（２）で表せる。
依存する定数、Ｃ２は超音波発生源から超音波検出部ま
での距離や伝播損失等に関係する定数である。また、処
理室１の構造材質により決まる超音波の速度Ｖ、異常放
電発生位置から超音波検出部までの距離をＤとすると、
超音波検出部に超音波が到達するまでの伝播時間Ｔは次
の式（２）で表せる。
【０００９】
【数２】
【００１０】本発明者らは処理壁に４個以上の超音波検
出部を処理室壁に付設し、異常放電発生時に生じた超音
波を計測し、計測波形をコンピュータ処理することによ
り、式（２）を基にして異常放電位置から複数個の超音
波検出部への各伝播時間の差から異常放電源を特定する
方法及び装置を発明した。
出部を処理室壁に付設し、異常放電発生時に生じた超音
波を計測し、計測波形をコンピュータ処理することによ
り、式（２）を基にして異常放電位置から複数個の超音
波検出部への各伝播時間の差から異常放電源を特定する
方法及び装置を発明した。
【００１１】又、式（１）と式（２）から求めた伝播距
離から伝播減衰を考慮して、ダスト発生、被処理基体
（ウェハー）表面の損傷、基体の汚染、基体の電気素子
に絶縁破壊等の影響を与えると思われる超音波の最大振
幅（波高値）Ｖppを設定し、それをしきい値とすること
により、異常放電判定後、異常放電源とアラームをモニ
タに表示し、外部に警告を発する装置を発明した。（特
願２０００−８９８４０号、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ０１
／０２５３６）
離から伝播減衰を考慮して、ダスト発生、被処理基体
（ウェハー）表面の損傷、基体の汚染、基体の電気素子
に絶縁破壊等の影響を与えると思われる超音波の最大振
幅（波高値）Ｖppを設定し、それをしきい値とすること
により、異常放電判定後、異常放電源とアラームをモニ
タに表示し、外部に警告を発する装置を発明した。（特
願２０００−８９８４０号、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ０１
／０２５３６）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】静電チヤックが処理室
下部の中央一個所のみで支持されているプラズマ処理装
置では、静電チャックが処理室壁に連結する連結部分の
一個所のみを通過して伝播されて超音波検出部に到達す
るので、夫々の超音波検出部で検出される超音波の到達
時間に差は生じないため、静電チャックのウェハー表面
上Ｐで発生したプラズマの異常放電は、処理室の下面の
中央で連結されている場所Ｐ’を異常放電の発生位置と
して特定してしまう。（国際出願ＰＣＴ／ＪＰ０１／０
２５３６）そこで、本発明の目的とするところは、ウェ
ハー上に発生した異常放電の大きさの検出と位置特定と
を可能とするために超音波プローブを内臓したウェハー
支持体を提供することにある。
下部の中央一個所のみで支持されているプラズマ処理装
置では、静電チャックが処理室壁に連結する連結部分の
一個所のみを通過して伝播されて超音波検出部に到達す
るので、夫々の超音波検出部で検出される超音波の到達
時間に差は生じないため、静電チャックのウェハー表面
上Ｐで発生したプラズマの異常放電は、処理室の下面の
中央で連結されている場所Ｐ’を異常放電の発生位置と
して特定してしまう。（国際出願ＰＣＴ／ＪＰ０１／０
２５３６）そこで、本発明の目的とするところは、ウェ
ハー上に発生した異常放電の大きさの検出と位置特定と
を可能とするために超音波プローブを内臓したウェハー
支持体を提供することにある。
【００１３】
【発明を解決するための手段】本発明は、ウェハー表面
で発生した異常放電による超音波が伝播する基板載置台
部材及びそれに設置された固い材質の部材に少なくとも
３個以上の超音波プローブを取付て、部材を伝播する超
音波をそれぞれ連結された超音波検出部に効率よく導く
ようにし超音波プローブの一部を内蔵した基板載置台を
提供する。
で発生した異常放電による超音波が伝播する基板載置台
部材及びそれに設置された固い材質の部材に少なくとも
３個以上の超音波プローブを取付て、部材を伝播する超
音波をそれぞれ連結された超音波検出部に効率よく導く
ようにし超音波プローブの一部を内蔵した基板載置台を
提供する。
【００１４】ブラズマ処理装置の基板載置台の外周縁部
に少なくとも３個以上の、超音波検出部に接続される超
音波プローブを外部より装着し、超音波プローブは、電
気的絶縁物で且つ載置台の構成材質と同程度の固く、音
響インピーダンスの近い材質で構成され、超音波検出部
へのウェーブガイドとなる超音波プローブの一部を内臓
させる基板載置台を提供する。
に少なくとも３個以上の、超音波検出部に接続される超
音波プローブを外部より装着し、超音波プローブは、電
気的絶縁物で且つ載置台の構成材質と同程度の固く、音
響インピーダンスの近い材質で構成され、超音波検出部
へのウェーブガイドとなる超音波プローブの一部を内臓
させる基板載置台を提供する。
【００１５】さらに、本発明は、基板載置台のサセプタ
の外周縁部内にサセプタとの接続を接着材のみ、或いは
ねじ込みによる連結と接着剤による接合を併用して音響
的に結合をとり、また、その接続部以外のサセプタ部分
とは機械的接触をしない様にして音響的な結合をなくす
ことにより、異常放電による超音波を効率的に外部の超
音波検出部へ伝えることができるように基板載置台を構
成する。
の外周縁部内にサセプタとの接続を接着材のみ、或いは
ねじ込みによる連結と接着剤による接合を併用して音響
的に結合をとり、また、その接続部以外のサセプタ部分
とは機械的接触をしない様にして音響的な結合をなくす
ことにより、異常放電による超音波を効率的に外部の超
音波検出部へ伝えることができるように基板載置台を構
成する。
【００１６】他の発明として、高周波電力等により電極
間にプラズマを発生させるブラズマ処理装置の基板載置
台の外周縁部上に設けられたフォーカスリングに、少な
くとも３個以上の、超音波検出部に接続される超音波プ
ローブを外部より装着し、超音波音響プローブは、電気
的に絶縁物で且つ載置台の構成材質と同程度の固く、音
響インピーダンスの近い材質で構成され、超音波検出部
へのウェーブ・ガイドで、フオーカスリング部分との接
続は接着材、或いはねじ込みと接着とを併用して音響的
に結合され、その他のサセプタ、サセプタ支持台等には
機械的接続をせず音響的に結合なくし、異常放電による
超音波を効率的に外部の超音波検出部へ伝えることがで
きるようにした基板載置台を提供する。
間にプラズマを発生させるブラズマ処理装置の基板載置
台の外周縁部上に設けられたフォーカスリングに、少な
くとも３個以上の、超音波検出部に接続される超音波プ
ローブを外部より装着し、超音波音響プローブは、電気
的に絶縁物で且つ載置台の構成材質と同程度の固く、音
響インピーダンスの近い材質で構成され、超音波検出部
へのウェーブ・ガイドで、フオーカスリング部分との接
続は接着材、或いはねじ込みと接着とを併用して音響的
に結合され、その他のサセプタ、サセプタ支持台等には
機械的接続をせず音響的に結合なくし、異常放電による
超音波を効率的に外部の超音波検出部へ伝えることがで
きるようにした基板載置台を提供する。
【００１７】さらに、別の発明として、一端が処理室内
の基板載置台に固着され、他端が処理室外の大気中に配
置された超音波プローブに連結され、超音波を超音波検
出部に伝播する超音波プローブが貫通する処理壁貫通孔
を真空密封する装置において、音響隔離面となる弾性封
止部材の中心孔に断面円形の超音波プローブを貫通さ
せ、処理室外部より封止部材に与圧を加えることによ
り、貫通部分を真空絶縁する超音波プローブ貫通孔の密
閉装置を提供する。
の基板載置台に固着され、他端が処理室外の大気中に配
置された超音波プローブに連結され、超音波を超音波検
出部に伝播する超音波プローブが貫通する処理壁貫通孔
を真空密封する装置において、音響隔離面となる弾性封
止部材の中心孔に断面円形の超音波プローブを貫通さ
せ、処理室外部より封止部材に与圧を加えることによ
り、貫通部分を真空絶縁する超音波プローブ貫通孔の密
閉装置を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の超音波プローブ
を外周縁部内に内蔵する基板載置台の実施例を示す。図
中、８は高周波電圧源３４に接続された高周波電圧給電
棒、９は可変直流電圧源３１に接続された直流電圧供給
棒、１０は冷媒導入管、１１は冷却ジャケット、１２は
冷媒導出管、１３は超音波プローブを表す。１５は直流
電圧給電棒９を導入する導入孔、１６は超音波プローブ
１３を基板載置台５の部材に接触することなく載置台外
周部内に内蔵させるための装着孔、超音波プローブ１３
とサセプタ６との結合部分を表す。
を外周縁部内に内蔵する基板載置台の実施例を示す。図
中、８は高周波電圧源３４に接続された高周波電圧給電
棒、９は可変直流電圧源３１に接続された直流電圧供給
棒、１０は冷媒導入管、１１は冷却ジャケット、１２は
冷媒導出管、１３は超音波プローブを表す。１５は直流
電圧給電棒９を導入する導入孔、１６は超音波プローブ
１３を基板載置台５の部材に接触することなく載置台外
周部内に内蔵させるための装着孔、超音波プローブ１３
とサセプタ６との結合部分を表す。
【００１９】超音波プローブ１３は装着孔１６に挿入さ
れ、プローブ先端に塗布された接着材で載置台外周縁部
内の１７に接着固定されている。冷却液は冷媒導入管１
０を介して導入されて冷却ジャケット１１内を循環し、
冷媒排出管１２より冷却液が蒸発した冷却ガスを排出
し、ウェハー１の全面温度を所望の温度に冷却する。な
お、本明細書及び図面に記載された同じ符号は同じもの
を表しているので、説明は省略する。
れ、プローブ先端に塗布された接着材で載置台外周縁部
内の１７に接着固定されている。冷却液は冷媒導入管１
０を介して導入されて冷却ジャケット１１内を循環し、
冷媒排出管１２より冷却液が蒸発した冷却ガスを排出
し、ウェハー１の全面温度を所望の温度に冷却する。な
お、本明細書及び図面に記載された同じ符号は同じもの
を表しているので、説明は省略する。
【００２０】超音波プローブ１３は基板載置台外部に設
置された超音波検出部まで伝播するため、ウェーブガイ
ドとなる音響プローブ１３を３個或いはそれ以上をサセ
ブタ部内部に取付け、配置する。音響プローブは電気的
に絶縁物で、且つサセプタ（例えばアルミニウム）６の
材質と同じく機械的に固い物質で音響インピーダンスの
近い、例えば石英、セラミックス等で構成され、サセプ
タとの接続は接着材のみ、或いはねじ込みによる連結と
接着剤による接合とを併用して音響的な結合をとる。
置された超音波検出部まで伝播するため、ウェーブガイ
ドとなる音響プローブ１３を３個或いはそれ以上をサセ
ブタ部内部に取付け、配置する。音響プローブは電気的
に絶縁物で、且つサセプタ（例えばアルミニウム）６の
材質と同じく機械的に固い物質で音響インピーダンスの
近い、例えば石英、セラミックス等で構成され、サセプ
タとの接続は接着材のみ、或いはねじ込みによる連結と
接着剤による接合とを併用して音響的な結合をとる。
【００２１】また、超音波プローブ１３はサセプタ６，
サセプタ支持台７に設けられた装着孔１６内を貫通して
いるので、その接合部以外のサセプタ部分とは機械的接
触をせず、音響的な結合をなくすことにより、異常放電
による検出した超音波を効率的に外部の超音波検出部へ
伝えることができる。
サセプタ支持台７に設けられた装着孔１６内を貫通して
いるので、その接合部以外のサセプタ部分とは機械的接
触をせず、音響的な結合をなくすことにより、異常放電
による検出した超音波を効率的に外部の超音波検出部へ
伝えることができる。
【００２２】図２は、静電チャック２をその環内に載置
した環状のフォーカスリングを外周縁部上に設けた基板
載置台の場合において、フォーカスリングに超音波プロ
ーブを取り付け、超音波プローブを基板載置台に内蔵し
た本発明の実施例を示す。図２中、１８はフォーカスリ
ングを、１９は超音波プローブ１３をフォーカスリング
１８にネジ接合さる結合部分を表している。サセプタ６
の上端周縁部には、ウェハー１を囲むように環状のフォ
ーカスリング１８が配置されている。このフォーカスリ
ング１８は反応性イオンを引き寄せない絶縁性の材質か
らなり、反応イオンを内側のウェハーにだけ効果的に入
射するように作用する。
した環状のフォーカスリングを外周縁部上に設けた基板
載置台の場合において、フォーカスリングに超音波プロ
ーブを取り付け、超音波プローブを基板載置台に内蔵し
た本発明の実施例を示す。図２中、１８はフォーカスリ
ングを、１９は超音波プローブ１３をフォーカスリング
１８にネジ接合さる結合部分を表している。サセプタ６
の上端周縁部には、ウェハー１を囲むように環状のフォ
ーカスリング１８が配置されている。このフォーカスリ
ング１８は反応性イオンを引き寄せない絶縁性の材質か
らなり、反応イオンを内側のウェハーにだけ効果的に入
射するように作用する。
【００２３】超音波（音響）プローブは、電気的に絶縁
物であって、且つフォーカスリング（例えば表面アルマ
イト処理アルミ、カーボン、シリコン等）１８の材質と
同じく機械的に固い（弾性率の高い）物質で音響インピ
ーダンスが近い、例えば石英、セラミックス等で構成さ
れる。超音波（音響）プローブとフォーカスリング１８
との接続はねじ込みによる連結と接着剤による接合とを
併用若しくは接着剤のみによる接合により音響的な結合
をとり、ウェハー表面に発生した異常放電による超音波
の結合面での反射を少なくする。
物であって、且つフォーカスリング（例えば表面アルマ
イト処理アルミ、カーボン、シリコン等）１８の材質と
同じく機械的に固い（弾性率の高い）物質で音響インピ
ーダンスが近い、例えば石英、セラミックス等で構成さ
れる。超音波（音響）プローブとフォーカスリング１８
との接続はねじ込みによる連結と接着剤による接合とを
併用若しくは接着剤のみによる接合により音響的な結合
をとり、ウェハー表面に発生した異常放電による超音波
の結合面での反射を少なくする。
【００２４】超音波プローブ１３はサセプタ６，サセプ
タ支持台７に設けら装着孔１６内を貫通しているので、
その他のサセプタ、サセプタ支持台等とは機械的接触を
せず、これらの部材との音響的な結合をなくして、異常
放電による超音波を受信して効率的に外部の超音波検出
部へ伝えることができる。
タ支持台７に設けら装着孔１６内を貫通しているので、
その他のサセプタ、サセプタ支持台等とは機械的接触を
せず、これらの部材との音響的な結合をなくして、異常
放電による超音波を受信して効率的に外部の超音波検出
部へ伝えることができる。
【００２５】図３の実施例は処理室外部に設けられた超
音波検出部１４に超音波プローブ１３を接続する際の、
処理室壁２６を貫通する部位の密封装置を示している。
図中、２０は超音波プローブ１３を貫通させる貫通孔、
２１はその中心孔に超音波プローブを貫通させる孔を有
する弾性封止部材、２２は中心孔に超音波プローブを貫
通させる孔を有するスペーサ、２３は処理室外側より弾
性封止部材２１，スペーサ２２を装着する孔、２４は固
定板、２５はボルトを表している。
音波検出部１４に超音波プローブ１３を接続する際の、
処理室壁２６を貫通する部位の密封装置を示している。
図中、２０は超音波プローブ１３を貫通させる貫通孔、
２１はその中心孔に超音波プローブを貫通させる孔を有
する弾性封止部材、２２は中心孔に超音波プローブを貫
通させる孔を有するスペーサ、２３は処理室外側より弾
性封止部材２１，スペーサ２２を装着する孔、２４は固
定板、２５はボルトを表している。
【００２６】超音波プローブ１３は、基板載置台又は基
板載置台に配置された部材に取り付けるため接続部１３
Ａ、超音波を超音波検出部１４まで伝播するウェーブガ
イド１３Ｂとから構成される。超音波検出部取付部１４
Ａは接着材かカップランドを介したネジ止め固定により
ウェーブガイド１３Ｂを超音波検出部に取り付ける取付
部である。
板載置台に配置された部材に取り付けるため接続部１３
Ａ、超音波を超音波検出部１４まで伝播するウェーブガ
イド１３Ｂとから構成される。超音波検出部取付部１４
Ａは接着材かカップランドを介したネジ止め固定により
ウェーブガイド１３Ｂを超音波検出部に取り付ける取付
部である。
【００２７】ウェーブガイド１３Ｂは電気的に絶縁物で
構成することにより絶縁を保ち、且つ超音波プローブを
取り付ける部材（多くは金属）の構成材質と同程度の固
さの物質で音響インピーダンスの近い、例えば、石英、
セラミックス等で構成することにより超音波の結合面の
反射を少なくする。接続部分は層が薄く減衰特性少ない
接着剤（例えば、エポキシ樹脂）のみによる接続若しく
は接続はねじ込みによる連結と同接着剤にる接合との併
用により、減衰の少ない音響的結合を得ることができ
る。又、接着剤は脱着可能な材料を使用すと好都合であ
る。
構成することにより絶縁を保ち、且つ超音波プローブを
取り付ける部材（多くは金属）の構成材質と同程度の固
さの物質で音響インピーダンスの近い、例えば、石英、
セラミックス等で構成することにより超音波の結合面の
反射を少なくする。接続部分は層が薄く減衰特性少ない
接着剤（例えば、エポキシ樹脂）のみによる接続若しく
は接続はねじ込みによる連結と同接着剤にる接合との併
用により、減衰の少ない音響的結合を得ることができ
る。又、接着剤は脱着可能な材料を使用すと好都合であ
る。
【００２８】弾性封止部材２１、スペーサ２２の中心孔
の径はウェーブガイド１３ｂの径より大きい。ボルトの
２５の締め付けにより、弾性封止部材２１を押圧して、
弾性封止部材２１を変形させて、装着孔、中心孔をそれ
ぞれ密閉して、外気と処理室とを完全に封止する。弾性
封止部材２１とウェーブガイド１３Ｂとは音響インピー
ダンスが著しく異なるので、ウェーブガイド１３Ｂは処
理室壁と音響的に隔離される。
の径はウェーブガイド１３ｂの径より大きい。ボルトの
２５の締め付けにより、弾性封止部材２１を押圧して、
弾性封止部材２１を変形させて、装着孔、中心孔をそれ
ぞれ密閉して、外気と処理室とを完全に封止する。弾性
封止部材２１とウェーブガイド１３Ｂとは音響インピー
ダンスが著しく異なるので、ウェーブガイド１３Ｂは処
理室壁と音響的に隔離される。
【００２９】図３の実施例は弾性封止部材として、ゴム
製Ｏリングを２重にして、真空絶縁の安全を期した例で
ある。ウェーブガイド１３Ｂを円形断面、装着孔２３を
円形孔とすると、押圧されたＯリング円の外側、内側は
それぞれウェーブガイド壁、装着孔壁を等しい力で押圧
するように変形するので、密着封止は効果的となる。
製Ｏリングを２重にして、真空絶縁の安全を期した例で
ある。ウェーブガイド１３Ｂを円形断面、装着孔２３を
円形孔とすると、押圧されたＯリング円の外側、内側は
それぞれウェーブガイド壁、装着孔壁を等しい力で押圧
するように変形するので、密着封止は効果的となる。
【００３０】超音波検出部１４は処理室外壁上に設けら
れたホルダー（図示せず。）により、音響隔離の状態で
処理室外で支持されている。また、封止部材の弾性密着
により、ウェーブガイド１３Ｂが固定支持されることに
より、基板載置台に内蔵されたウェーブガイド１３Ｂの
部分が装着孔１６の内壁に確実に接触しないようにこと
ができる。
れたホルダー（図示せず。）により、音響隔離の状態で
処理室外で支持されている。また、封止部材の弾性密着
により、ウェーブガイド１３Ｂが固定支持されることに
より、基板載置台に内蔵されたウェーブガイド１３Ｂの
部分が装着孔１６の内壁に確実に接触しないようにこと
ができる。
【００３１】図４は、図１，図２に配置された超音波検
出部１４ａ〜１４ｃが超音波検出部１４ａ〜ｌ４ｃの検
出波形の振幅幅が設定値以上に上昇したときに、超音波
検出部１４ａ〜１４ｃの検出波形を同一時間軸上で比較
した出力波形例を示している。１４ａは超音波を最初に
検出した超音波検出部（基準超音波検出部）の検出波
形、１４ｂは次に検出された検出波形、１４ｃは最後に
検出された検出波形である。
出部１４ａ〜１４ｃが超音波検出部１４ａ〜ｌ４ｃの検
出波形の振幅幅が設定値以上に上昇したときに、超音波
検出部１４ａ〜１４ｃの検出波形を同一時間軸上で比較
した出力波形例を示している。１４ａは超音波を最初に
検出した超音波検出部（基準超音波検出部）の検出波
形、１４ｂは次に検出された検出波形、１４ｃは最後に
検出された検出波形である。
【００３２】Ｔ０は超音波検出部のいずれかが超音波を
最初に検出する時点、時間Ｔ１は最初に検出された検出
波形に対する次に検出された検出波形の遅延時間、時間
Ｔ２は最初に検出された検出波形に対する次に検出され
た検出波形の遅延時間を表している。コンピュータによ
る超音波の遅延時間は、例えば各検出波形の異常放電に
対応する期間内の特徴点（波高値等）における時点での
遅延時間を平均することにより算出することができる。
最初に検出する時点、時間Ｔ１は最初に検出された検出
波形に対する次に検出された検出波形の遅延時間、時間
Ｔ２は最初に検出された検出波形に対する次に検出され
た検出波形の遅延時間を表している。コンピュータによ
る超音波の遅延時間は、例えば各検出波形の異常放電に
対応する期間内の特徴点（波高値等）における時点での
遅延時間を平均することにより算出することができる。
【００３３】超音波波形は、超音波検出部１４ａ〜１４
ｃで検出された後、コンピュータでデータ解析される。
その際、超音波の周波数と波高値はＡＥ事象のエネルギ
ーとその材質に依存しているため、本発明の実施例で
は、超音波検出部１４ａ〜１４ｃの検出波形の振幅幅が
設定値以上に上昇したときに、超音波検出部１４ａ〜１
４ｃの検出波形を同一時間軸上で比較し、基準超音波検
出部への超音波伝播時間に対するそれぞれの超音波検出
部への伝播の遅延時間を算出し、超音波検出部１３ａ〜
１３ｃの検出波形の中から最大振幅幅を求める。
ｃで検出された後、コンピュータでデータ解析される。
その際、超音波の周波数と波高値はＡＥ事象のエネルギ
ーとその材質に依存しているため、本発明の実施例で
は、超音波検出部１４ａ〜１４ｃの検出波形の振幅幅が
設定値以上に上昇したときに、超音波検出部１４ａ〜１
４ｃの検出波形を同一時間軸上で比較し、基準超音波検
出部への超音波伝播時間に対するそれぞれの超音波検出
部への伝播の遅延時間を算出し、超音波検出部１３ａ〜
１３ｃの検出波形の中から最大振幅幅を求める。
【００３４】図４の計測波形の中から最大振幅を選定
し、超音波の伝搬距離とそれぞれの部位における超音波
波形の伝搬損失が分かっているので、式（１）の定数Ｃ
２が演算されるので、ＡＥ事象のエネルギーμが計算で
きる。このようにして求めた発生部位（位置）と最大振
幅幅から異常放電発生時のＡＥ事象の大きさをモニタ画
面に表示する。最大振幅を、前もって発生部位ごとに設
定されたしきい値と比較することで、そのレベルを超え
る場合に、警告を発する、もしくは、装置を停止させる
ことができる。
し、超音波の伝搬距離とそれぞれの部位における超音波
波形の伝搬損失が分かっているので、式（１）の定数Ｃ
２が演算されるので、ＡＥ事象のエネルギーμが計算で
きる。このようにして求めた発生部位（位置）と最大振
幅幅から異常放電発生時のＡＥ事象の大きさをモニタ画
面に表示する。最大振幅を、前もって発生部位ごとに設
定されたしきい値と比較することで、そのレベルを超え
る場合に、警告を発する、もしくは、装置を停止させる
ことができる。
【００３５】異常放電源から超音波検出部１４ａ〜１４
ｃまでの最短距離をそれぞれＤ１〜Ｄ３、超音波の音速
をＶ、基準超音波検出部を超音波検出部１とすると、超
音波検出部で計測した遅延時間から計算した距離は、異
常放電源から基準超音波検出部までの距離と、異常放電
源からそれぞれの超音波検出部までの距離との差に一致
するので、次の方程式（３．ｌ）〜（３．２）が成立す
る。
ｃまでの最短距離をそれぞれＤ１〜Ｄ３、超音波の音速
をＶ、基準超音波検出部を超音波検出部１とすると、超
音波検出部で計測した遅延時間から計算した距離は、異
常放電源から基準超音波検出部までの距離と、異常放電
源からそれぞれの超音波検出部までの距離との差に一致
するので、次の方程式（３．ｌ）〜（３．２）が成立す
る。
【００３６】
【数３】
【００３７】次に、３個の超音波検出手段により、異常
放電源の位置を特定する方法について説明する。その前
に、異常放電源の位置を特定するために使用する座標系
を定義する。図５の座標系は、上部電極２の周辺位置に
取り付けられた超音波プローブの超音波受信点を原点０
とし、原点０と基板載置台中心点をとおる直線をＸ軸、
原点をとおりＸ軸に垂直な直線をＺ軸、原点をとおり
Ｘ，Ｚ軸に直角な直線をＹ軸と定義する。図中のウェハ
ー１、静電チャック２、サセプタ６の形状は円盤形状体
である場合の例である。他の形状でも同様に計算でき
る。
放電源の位置を特定する方法について説明する。その前
に、異常放電源の位置を特定するために使用する座標系
を定義する。図５の座標系は、上部電極２の周辺位置に
取り付けられた超音波プローブの超音波受信点を原点０
とし、原点０と基板載置台中心点をとおる直線をＸ軸、
原点をとおりＸ軸に垂直な直線をＺ軸、原点をとおり
Ｘ，Ｚ軸に直角な直線をＹ軸と定義する。図中のウェハ
ー１、静電チャック２、サセプタ６の形状は円盤形状体
である場合の例である。他の形状でも同様に計算でき
る。
【００３８】図５（ａ）はＺ軸，Ｘ軸を含む平面、
（ｂ）はＺ軸上方向からウェハーをみた図を示してい
る。ウェハー１、静電チャック２は半径Ｒの円盤形状体
で、サセプタ６は上側は半径Ｒ、下側は半径Ｒ＋ｌとす
る円盤形状体で、それぞれの円盤状体の中心はＸＹＺ座
標で（ｑ，０，０）の位置にあるとする。超音波プロー
ブ１３の超音波検出端は図５のようにサセプタ６の周縁
部を３等分する位置にそれぞれ結合されている。
（ｂ）はＺ軸上方向からウェハーをみた図を示してい
る。ウェハー１、静電チャック２は半径Ｒの円盤形状体
で、サセプタ６は上側は半径Ｒ、下側は半径Ｒ＋ｌとす
る円盤形状体で、それぞれの円盤状体の中心はＸＹＺ座
標で（ｑ，０，０）の位置にあるとする。超音波プロー
ブ１３の超音波検出端は図５のようにサセプタ６の周縁
部を３等分する位置にそれぞれ結合されている。
【００３９】ウェハー上の異常放電源位置Ｐ１はＸ，Ｙ
座標（ｘ，ｙ）で表現できる。異常放電源が図のＰ１に
位置する場合、原点０に位置する超音波プローブ１３ａ
に超音波が伝播する最短経路の距離Ｄ１は、直線距離で
次の式（４．１）で求まる。異常放電源がウェハ上のＰ
３に位置する場合は、伝播する最短経路は下部電極のＳ
のため屈曲し、次の式（４．２）で求められる。
座標（ｘ，ｙ）で表現できる。異常放電源が図のＰ１に
位置する場合、原点０に位置する超音波プローブ１３ａ
に超音波が伝播する最短経路の距離Ｄ１は、直線距離で
次の式（４．１）で求まる。異常放電源がウェハ上のＰ
３に位置する場合は、伝播する最短経路は下部電極のＳ
のため屈曲し、次の式（４．２）で求められる。
【００４０】
【数４】
【００４１】最短距離が式（４．１），式（４．２）の
どちらかで求めるかは、異常放電源が図中の０，Ｓをと
おる直線上でウェハー上の位置Ｐ２の外側か、内側の位
置によって決まる。原点、Ｓ（ｘm，ｙm，ｚm）（ただ
し、ｚm＝ｈ）とウェハー上の点との交点を（ｘ，ｙ，
ｚ）（ただし、ｚ＝Ｈ）とすると、ｘm／ｘ＝ｙm／ｙ＝
ｈ／Ｈの関係があり、且つｘmとｙmとは円曲線（ｘm−
ｑ）2＋ｙ2＝（ｑ−ｌ）2の上にあるので、次の式
（５）で表される。
どちらかで求めるかは、異常放電源が図中の０，Ｓをと
おる直線上でウェハー上の位置Ｐ２の外側か、内側の位
置によって決まる。原点、Ｓ（ｘm，ｙm，ｚm）（ただ
し、ｚm＝ｈ）とウェハー上の点との交点を（ｘ，ｙ，
ｚ）（ただし、ｚ＝Ｈ）とすると、ｘm／ｘ＝ｙm／ｙ＝
ｈ／Ｈの関係があり、且つｘmとｙmとは円曲線（ｘm−
ｑ）2＋ｙ2＝（ｑ−ｌ）2の上にあるので、次の式
（５）で表される。
【００４２】
【数５】
【００４３】式（４．２）で求められる最短距離は式
（５）の曲線から超音波プローブ１２ａ側の領域（図
（ｂ）のハッチング領域）である。超音波プローブの超
音波受信点（座標原点）の上側にウェハーの外周縁端が
あれば（ｌ＝０）のときは、最短距離は式（４．１）の
みから求められる。
（５）の曲線から超音波プローブ１２ａ側の領域（図
（ｂ）のハッチング領域）である。超音波プローブの超
音波受信点（座標原点）の上側にウェハーの外周縁端が
あれば（ｌ＝０）のときは、最短距離は式（４．１）の
みから求められる。
【００４４】他の超音波プローブ１３Ｂ，１３Ｃへの最
短距離Ｄ２，Ｄ３も同様に求めることができる。Ｄ１〜
Ｄ３はウェハー上の２次元平面上の座標（ｘ，ｙ）の変
数（未知量）として表せるので、方程式（３．１）〜
（３．２）はｘ，ｙを変数とする２変数の方程式とな
る。よって、２つの方程式（３．１），（３．２）から
異常放電発生源の座標（ｘ，ｙ）が求まる。
短距離Ｄ２，Ｄ３も同様に求めることができる。Ｄ１〜
Ｄ３はウェハー上の２次元平面上の座標（ｘ，ｙ）の変
数（未知量）として表せるので、方程式（３．１）〜
（３．２）はｘ，ｙを変数とする２変数の方程式とな
る。よって、２つの方程式（３．１），（３．２）から
異常放電発生源の座標（ｘ，ｙ）が求まる。
【００４５】方程式の近似解を求める数値解法には、ニ
ュートン法の他に二分法や線形逆補間法などがあるが、
本発明の実施例では、短い演算時間で高精度の近似解が
得られるニュートン法を用いて２つの方程式（３．
１），（３．２）の近似解を求める方法を説明する。
ュートン法の他に二分法や線形逆補間法などがあるが、
本発明の実施例では、短い演算時間で高精度の近似解が
得られるニュートン法を用いて２つの方程式（３．
１），（３．２）の近似解を求める方法を説明する。
【００４６】先ず、図６を参照して、ニュートン法によ
る最適解を計算する方法を説明する。方程式f(ｘ）＝０
を計算するための初期値をｘ＝ｘ0とし、ｘ0におけるｙ
＝f（ｘ）の接線とＸ軸との交点である漸近点ｘ1を次の
（６）式から求める。
る最適解を計算する方法を説明する。方程式f(ｘ）＝０
を計算するための初期値をｘ＝ｘ0とし、ｘ0におけるｙ
＝f（ｘ）の接線とＸ軸との交点である漸近点ｘ1を次の
（６）式から求める。
【００４７】
【数６】
【００４８】更に、その交点におけるｙ＝f（ｘ）の接
線と、Ｘ軸との交点である次の漸近点ｘ2を求める。こ
れを繰り返して、Δｘn-1＝ｘn-1−ｘnの絶対値が限り
なく零のとき反復漸近点ｘ0−ΣΔｘnを方程式f（ｘ）
＝０の解の点として求める。
線と、Ｘ軸との交点である次の漸近点ｘ2を求める。こ
れを繰り返して、Δｘn-1＝ｘn-1−ｘnの絶対値が限り
なく零のとき反復漸近点ｘ0−ΣΔｘnを方程式f（ｘ）
＝０の解の点として求める。
【００４９】同様に、f1（ｘ，ｙ）＝０，f2（ｘ，ｙ）
＝０の解は、２次元ニュートン法により、ｘ，ｙの初期
値ｘ0，ｙ0から、次の式（７．１），（７．２）からΔ
ｘ，Δｙの値をもとめ、この値をもとにΔｘ，Δｙのの
絶対値が限りなく零に近づくまで、繰り返して、ｘ0−
ΣΔｘn ，ｙ0−ΣΔｙnの反復漸近点により求めること
ができる。
＝０の解は、２次元ニュートン法により、ｘ，ｙの初期
値ｘ0，ｙ0から、次の式（７．１），（７．２）からΔ
ｘ，Δｙの値をもとめ、この値をもとにΔｘ，Δｙのの
絶対値が限りなく零に近づくまで、繰り返して、ｘ0−
ΣΔｘn ，ｙ0−ΣΔｙnの反復漸近点により求めること
ができる。
【００５０】
【数７】
【００５１】異常放電源の位置座標（ｘ，ｙ）を変数と
する方程式（３．１），（３．２）の左辺をそれぞれ
f1，f2とし、変数が異常放電源の位置座標であるとき、
f1＝０，f2＝０となる。式（７．１），（７．２）を使
用した２次元ニュートン法によりf1＝０，f2＝０の近似
解を求めることで、異常放電源の位置座標（ｘ，ｙ）を
求めることができる。即ち、式（７．１），（７．２）
の∂f1／∂ｘ，∂f2／∂ｘ，∂f1／∂ｙ，∂f2／∂ｙ
を、初期値ｘ0，ｙ0におけるｘ又はｙの微小な変化△ｘ
0，△ｙ0に対する変化量として近似的に求め、これらの
値を式（７．ｌ），（７．２）に代入し、方程式を解く
と、△ｘ，△ｙの値が求まる。この△ｘと△ｙが求めた
い誤差範囲以下になるまで、ｘとｙを初期値ｘ0，ｙ0か
ら−△ｘ，−△ｙずつ移動させながら式（７．ｌ），
（７．２）の演算を繰り返していくと、近似的に異常放
電源の座標（ｘ，ｙ）が求まる。
する方程式（３．１），（３．２）の左辺をそれぞれ
f1，f2とし、変数が異常放電源の位置座標であるとき、
f1＝０，f2＝０となる。式（７．１），（７．２）を使
用した２次元ニュートン法によりf1＝０，f2＝０の近似
解を求めることで、異常放電源の位置座標（ｘ，ｙ）を
求めることができる。即ち、式（７．１），（７．２）
の∂f1／∂ｘ，∂f2／∂ｘ，∂f1／∂ｙ，∂f2／∂ｙ
を、初期値ｘ0，ｙ0におけるｘ又はｙの微小な変化△ｘ
0，△ｙ0に対する変化量として近似的に求め、これらの
値を式（７．ｌ），（７．２）に代入し、方程式を解く
と、△ｘ，△ｙの値が求まる。この△ｘと△ｙが求めた
い誤差範囲以下になるまで、ｘとｙを初期値ｘ0，ｙ0か
ら−△ｘ，−△ｙずつ移動させながら式（７．ｌ），
（７．２）の演算を繰り返していくと、近似的に異常放
電源の座標（ｘ，ｙ）が求まる。
【００５２】図７のフロー図により、ウェハー上の異常
放電源の位置特定方法を説明する。ステップＳ１で、超
音波プローブから伝播した超音波を超音波検出部１１ａ
〜１１ｃにより計測する。ステップＳ２で、コンピュー
タにより超音波検出部１４ａ〜１４ｃの検出波形を同一
時間軸上で比較し、基準超音波検出部への超音波伝播時
間に対するそれぞれの超音波検出部への伝播の遅延時間
Ｔ１，Ｔ２を算出し、超音波検出部１４ａ〜１４ｃの検
出波形の中から最大振幅幅を求める。ステップＳ３にお
いて、異常放電源がウェハー上にあるとして、反復漸近
計算のための初期値（ｘ0，ｙ0）を設定する。
放電源の位置特定方法を説明する。ステップＳ１で、超
音波プローブから伝播した超音波を超音波検出部１１ａ
〜１１ｃにより計測する。ステップＳ２で、コンピュー
タにより超音波検出部１４ａ〜１４ｃの検出波形を同一
時間軸上で比較し、基準超音波検出部への超音波伝播時
間に対するそれぞれの超音波検出部への伝播の遅延時間
Ｔ１，Ｔ２を算出し、超音波検出部１４ａ〜１４ｃの検
出波形の中から最大振幅幅を求める。ステップＳ３にお
いて、異常放電源がウェハー上にあるとして、反復漸近
計算のための初期値（ｘ0，ｙ0）を設定する。
【００５３】ステップＳ４で、初期位置（ｘ0，ｙ0）の
領域によって、超音波プローブへの最短距離を式（４．
１），（４．２）により求める。次のステップＳ５で、
設定位置をＸ方向にΔｘ0微小移動して、その領域によ
って超音波プローブへの最短距離Ｄ１ｘ，Ｄ２ｘ，Ｄ３
ｘを式（４．１）、（４．２）により求める。続くステ
ップＳ６で、設定位置をＹ方向にΔｙ0微小移動して、
その領域によって超音波プローブへの最短距離Ｄ１ｙ，
Ｄ２ｙ，Ｄ３ｙを式（４．１），（４．２）により求め
る。
領域によって、超音波プローブへの最短距離を式（４．
１），（４．２）により求める。次のステップＳ５で、
設定位置をＸ方向にΔｘ0微小移動して、その領域によ
って超音波プローブへの最短距離Ｄ１ｘ，Ｄ２ｘ，Ｄ３
ｘを式（４．１）、（４．２）により求める。続くステ
ップＳ６で、設定位置をＹ方向にΔｙ0微小移動して、
その領域によって超音波プローブへの最短距離Ｄ１ｙ，
Ｄ２ｙ，Ｄ３ｙを式（４．１），（４．２）により求め
る。
【００５４】続く、ステップＳ７において、ステップＳ
４〜Ｓ６で求められた最短距離及びf1，f2の値から、漸
近位置の変動量Δｘ，Δｙを次のようにして求める。方
程式（７．１），（７．２）の初期位置ｘ0，ｙ0におけ
るf1，f2，∂f1／∂ｘ，∂f1／∂ｙ，∂f2／∂ｘ，∂f2
／∂ｙの値は次式から求まる。これらの値を方程式
（７．１），（７．２）に代入し、Δｘ，Δｙを求め
る。
４〜Ｓ６で求められた最短距離及びf1，f2の値から、漸
近位置の変動量Δｘ，Δｙを次のようにして求める。方
程式（７．１），（７．２）の初期位置ｘ0，ｙ0におけ
るf1，f2，∂f1／∂ｘ，∂f1／∂ｙ，∂f2／∂ｘ，∂f2
／∂ｙの値は次式から求まる。これらの値を方程式
（７．１），（７．２）に代入し、Δｘ，Δｙを求め
る。
【００５５】
【数８】
【００５６】初期位置より解に近づいた漸近位置として
ｘ0−Δｘ，ｙ0−Δｙが求まる。ステップＳ８で、異常
放電位置への漸近が十分行われたか否かをΔｘ，Δｙの
変動量で判定する。Δｘ，Δｙの変動量が所定精度範囲
内の値でないと判断されると、ステップＳ９で初期位置
を−Δｘ，−Δｙだけ移動した位置を次の漸近位置とし
て設定し、次のΔｘ，Δｙの変動量が所定精度範囲内の
値になるまで反復繰り返す。
ｘ0−Δｘ，ｙ0−Δｙが求まる。ステップＳ８で、異常
放電位置への漸近が十分行われたか否かをΔｘ，Δｙの
変動量で判定する。Δｘ，Δｙの変動量が所定精度範囲
内の値でないと判断されると、ステップＳ９で初期位置
を−Δｘ，−Δｙだけ移動した位置を次の漸近位置とし
て設定し、次のΔｘ，Δｙの変動量が所定精度範囲内の
値になるまで反復繰り返す。
【００５７】Δｘ，Δｙの変動量が所定精度範囲内の値
と判断されると、ステップＳ１０でｘ＝ｘ0−ΣΔｘ，
ｙ＝ｙ0−ΣΔｙの近似解を求め、この解がウェハー上
の位置であるか否かを判断する。ウェハー上の位置と判
断されると、この解の位置が異常放電源の発生位とであ
る。もし、ウェハー上の位置でないと判断されると、異
常放電源はウェハー上にないと認定され、本発明の計算
を中断し、本発明者らが発明した前記異常放電検出方法
により処理室壁上等の異常放電源の位置を特定する。若
しくは、初期位置を変えて再計算する。
と判断されると、ステップＳ１０でｘ＝ｘ0−ΣΔｘ，
ｙ＝ｙ0−ΣΔｙの近似解を求め、この解がウェハー上
の位置であるか否かを判断する。ウェハー上の位置と判
断されると、この解の位置が異常放電源の発生位とであ
る。もし、ウェハー上の位置でないと判断されると、異
常放電源はウェハー上にないと認定され、本発明の計算
を中断し、本発明者らが発明した前記異常放電検出方法
により処理室壁上等の異常放電源の位置を特定する。若
しくは、初期位置を変えて再計算する。
【００５８】図２のフォーカスリング１８を介して超音
波を検出する場合、サセプタ６から超音波プローブ１３
までの伝播距離は各超音波プローブで同じ値となるよう
に各超音波プローブは配置され、且つ式（３．１），
（３．２）は距離の差に基づく計算となるので、上記伝
播距離は相殺されて、異常放電の位置特定には影響しな
い。
波を検出する場合、サセプタ６から超音波プローブ１３
までの伝播距離は各超音波プローブで同じ値となるよう
に各超音波プローブは配置され、且つ式（３．１），
（３．２）は距離の差に基づく計算となるので、上記伝
播距離は相殺されて、異常放電の位置特定には影響しな
い。
【００５９】
【発明の効果】基板載置台の外周縁内部にウェーブガイ
ドとなる超音波プローブを３個以上接続し、ウェハー表
面で発生した異常放電による超音波を超音波プローブを
介して、基板載置台外部に配置されている超音波検出部
に効率よく伝播し、夫々の超音波検出部によって検出さ
れた超音波の到着時間の差を計測して、ウェハー表面に
発生した異常放電による不良個所の確認が容易になり、
不良解析の効率が向上する。又、超音波プローブが処理
壁を貫通する貫通孔を与圧を印加された弾性封止部材に
より、真空密閉し、音響隔離するとともに超音波プロー
ブを固定支持する。
ドとなる超音波プローブを３個以上接続し、ウェハー表
面で発生した異常放電による超音波を超音波プローブを
介して、基板載置台外部に配置されている超音波検出部
に効率よく伝播し、夫々の超音波検出部によって検出さ
れた超音波の到着時間の差を計測して、ウェハー表面に
発生した異常放電による不良個所の確認が容易になり、
不良解析の効率が向上する。又、超音波プローブが処理
壁を貫通する貫通孔を与圧を印加された弾性封止部材に
より、真空密閉し、音響隔離するとともに超音波プロー
ブを固定支持する。
【図１】サセプタに超音波プローブを取り付けた本発明
の実施例を示す。
の実施例を示す。
【図２】フォーカスリングに超音波プローブを取り付け
た本発明の実施例を示す
た本発明の実施例を示す
【図３】超音波プローブが処理室壁を密閉貫通する方法
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】超音波検出部で計測された超音波波形例を示
す。
す。
【図５】ウェハー上の異常放電源から超音波プローブへ
の最短伝播経路を説明する図である。
の最短伝播経路を説明する図である。
【図６】ニュートン法によるf(x)=0の解法を説明する図
である。
である。
【図７】本発明による３個の超音波検出部によりウェハ
ー上の異常放電源を特定する方法によるフロー図を示
す。
ー上の異常放電源を特定する方法によるフロー図を示
す。
【図８】従来の異常放電検出装置を説明する図である。
１ ウェハー
２ 静電チャック
５ 基板載置台
６ サセプタ（下部電極）
７ サセプタ支持台
１３ 超音波プローブ
１３A 結合部
１３B ウェーブガイド
１４ 超音波検出部
１６ 装着孔
１８ フォーカスリング
２０ 弾性封止部材
３０ 処理室
３１ 処理室壁
【手続補正書】
【提出日】平成１４年２月２６日（２００２．２．２
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 超音波プローブの一部を内蔵した基
板載置台及び超音波プローブ貫通孔の密閉装置
板載置台及び超音波プローブ貫通孔の密閉装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】静電チヤックが処理室
下部の中央一個所のみで支持されているプラズマ処理装
置では、静電チャックが処理室壁に連結する連結部分の
一個所のみを通過して伝播されて超音波検出部に到達す
るので、夫々の超音波検出部で検出される超音波の到達
時間に差は生じないため、静電チャックのウェハー表面
上Ｐで発生したプラズマの異常放電は、処理室の下面の
中央で連結されている場所Ｐ’を異常放電の発生位置と
して特定してしまう。（国際出願ＰＣＴ／ＪＰ０１／０
２５３６）そこで、本発明の目的とするところは、ウェ
ハー上に発生した異常放電の大きさの検出と位置特定と
を可能とするために超音波プローブを内蔵したウェハー
支持体を提供することにある。
下部の中央一個所のみで支持されているプラズマ処理装
置では、静電チャックが処理室壁に連結する連結部分の
一個所のみを通過して伝播されて超音波検出部に到達す
るので、夫々の超音波検出部で検出される超音波の到達
時間に差は生じないため、静電チャックのウェハー表面
上Ｐで発生したプラズマの異常放電は、処理室の下面の
中央で連結されている場所Ｐ’を異常放電の発生位置と
して特定してしまう。（国際出願ＰＣＴ／ＪＰ０１／０
２５３６）そこで、本発明の目的とするところは、ウェ
ハー上に発生した異常放電の大きさの検出と位置特定と
を可能とするために超音波プローブを内蔵したウェハー
支持体を提供することにある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】ブラズマ処理装置の基板載置台の外周縁部
に少なくとも３個以上の、超音波検出部に接続される超
音波プローブを外部より装着し、超音波プローブは、電
気的絶縁物で且つ載置台の構成材質と同程度の固く、音
響インピーダンスの近い材質で構成され、超音波検出部
へのウェーブガイドとなる超音波プローブの一部を内蔵
させる基板載置台を提供する。
に少なくとも３個以上の、超音波検出部に接続される超
音波プローブを外部より装着し、超音波プローブは、電
気的絶縁物で且つ載置台の構成材質と同程度の固く、音
響インピーダンスの近い材質で構成され、超音波検出部
へのウェーブガイドとなる超音波プローブの一部を内蔵
させる基板載置台を提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】ウェーブガイド１３Ｂは電気的に絶縁物で
構成することにより絶縁を保ち、且つ超音波プローブを
取り付ける部材（多くは金属）の構成材質と同程度の固
さの物質で音響インピーダンスの近い、例えば、石英、
セラミックス等で構成することにより超音波の結合面の
反射を少なくする。接続部分は層が薄く減衰特性少ない
接着剤（例えば、エポキシ樹脂）のみによる接続若しく
は接続はねじ込みによる連結と同接着剤による接合との
併用により、減衰の少ない音響的結合を得ることができ
る。又、接着剤は脱着可能な材料を使用すると好都合で
ある。
構成することにより絶縁を保ち、且つ超音波プローブを
取り付ける部材（多くは金属）の構成材質と同程度の固
さの物質で音響インピーダンスの近い、例えば、石英、
セラミックス等で構成することにより超音波の結合面の
反射を少なくする。接続部分は層が薄く減衰特性少ない
接着剤（例えば、エポキシ樹脂）のみによる接続若しく
は接続はねじ込みによる連結と同接着剤による接合との
併用により、減衰の少ない音響的結合を得ることができ
る。又、接着剤は脱着可能な材料を使用すると好都合で
ある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４９】同様に、f1（ｘ，ｙ）＝０，f2（ｘ，ｙ）
＝０の解は、２次元ニュートン法により、ｘ，ｙの初期
値ｘ0，ｙ0から、次の式（７．１），（７．２）からΔ
ｘ，Δｙの値をもとめ、この値をもとにΔｘ，Δｙの絶
対値が限りなく零に近づくまで、繰り返して、ｘ0−Σ
Δｘn ，ｙ0−ΣΔｙnの反復漸近点により求めることが
できる。
＝０の解は、２次元ニュートン法により、ｘ，ｙの初期
値ｘ0，ｙ0から、次の式（７．１），（７．２）からΔ
ｘ，Δｙの値をもとめ、この値をもとにΔｘ，Δｙの絶
対値が限りなく零に近づくまで、繰り返して、ｘ0−Σ
Δｘn ，ｙ0−ΣΔｙnの反復漸近点により求めることが
できる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹下 正吉
熊本県阿蘇郡西原村鳥子358−３ 株式会
社東京カソード研究所九州事業所内
Ｆターム(参考） 5F004 AA16 BB22 BB29 BC08 CB20
5F031 CA02 HA01 HA02 HA16 HA38
JA09 JA17 JA22 JA45 MA28
5F045 BB20 EB10 EH01 EM02 EM06
GB17
Claims (4)
- 【請求項１】 高電圧電源により電極間にプラズマを発
生させるブラズマ処理装置の基板載置台の外周縁部に少
なくとも３個以上の、超音波検出部に接続される超音波
プローブを外部より装着し、 超音波音響プローブは、電気的に絶縁物で且つ載置台の
構成材質と同程度の固く、音響インピーダンスの近い材
質で構成され、超音波検出部へのウェーブガイドとなる
ことを特徴とした超音波プローブの一部を内臓した基板
載置台。 - 【請求項２】 基板載置台のサセプタの外周縁部内にサ
セプタとの接続を接着材のみ、或いはねじ込みによる連
結と接着剤による接合を併用して音響的に結合をとり、
且つ、その接続部以外のサセプタ部分及びサセプタ支持
台とは機械的接触をしないようにして外部の超音波検出
部に超音波を伝えることができることを特徴とする請求
項１記載の超音波プローブの一部を内臓した基板載置
台。 - 【請求項３】 高圧電源により電極間にプラズマを発生
させるブラズマ処理装置の基板載置台の外周縁部上に設
けられたフォーカスリングに、少なくとも３個以上の、
超音波検出部に接続される超音波プローブを外部より装
着し、 超音波音響プローブは、電気的に絶縁物で且つ載置台の
構成材質と同程度の固く、音響インピーダンスの近い材
質で構成され、超音波検出部へのウェーブガイドで、 フオーカスリング部分との接続は接着材、或いはねじ込
みと接着とを併用して音響的に結合され、基板載置台と
は機械的接触をしないようにして外部の超音波検出部へ
伝えることができることを特徴とした超音波プローブの
一部を内臓した基板載置台。 - 【請求項４】 一端が処理室内の基板載置台に固着さ
れ、他端が処理室外の大気中に配置された超音波プロー
ブに連結され、超音波を超音波検出部に伝播する超音波
プローブが貫通する処理壁貫通孔を真空密封する装置に
おいて、 音響隔離面となる弾性封止部材の中心孔に断面円形の超
音波プローブを貫通させ、処理室外部より封止部材に与
圧を加えることにより、貫通部分を真空絶縁することを
特徴とする超音波プローブ貫通孔の密閉装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285985A JP3541359B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 超音波プローブの一部を内蔵した基板載置台及び超音波プローブ貫通孔の密閉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285985A JP3541359B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 超音波プローブの一部を内蔵した基板載置台及び超音波プローブ貫通孔の密閉装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100714A true JP2003100714A (ja) | 2003-04-04 |
| JP3541359B2 JP3541359B2 (ja) | 2004-07-07 |
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ID=19109039
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (13)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2008004528A1 (en) * | 2006-07-03 | 2008-01-10 | Ritsumeikan University | Plasma abnormal discharge diagnosis method, plasma abnormal discharge diagnosis system, and computer program |
| JP2011523774A (ja) * | 2008-05-12 | 2011-08-18 | ラム リサーチ コーポレーション | 微量気体濃度の監視によるウエハプラズマ処理中のアーキング現象の検出 |
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-
2001
- 2001-09-19 JP JP2001285985A patent/JP3541359B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR101570552B1 (ko) | 2008-05-12 | 2015-11-19 | 램 리써치 코포레이션 | 웨이퍼 플라즈마 처리에서 미량 가스 농도의 모니터링을 통한 아킹 이벤트의 검출 |
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| CN114373665A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-19 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 一种具有终点检测功能的离子束刻蚀系统 |
| CN114373665B (zh) * | 2021-12-22 | 2025-03-07 | 江苏鲁汶仪器股份有限公司 | 一种具有终点检测功能的离子束刻蚀系统 |
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