JPH07142189A - プラズマ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プラズマ測定装置に於いて、プラズマに乱れを
生じさせることなく、而もプローブの移動、固定に拘ら
ず適正にプローブケース、プローブの加熱を行い得る。 【構成】プラズマパラメータであるプラズマ密度、プラ
ズマ電位、電子温度等を測定するプラズマ測定装置に於
いて、プローブ１５を測定器本体９に接続し、前記プロ
ーブの抵抗値を高くし、該プローブに交流電力を供給す
る様構成し、プローブに交流電流を流すことで、抵抗が
大きいプローブにジュール熱を発生させ、加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸着、表面処理等でプ
ラズマを利用し半導体を製造する装置に於いて、プラズ
マ状態の測定に用いられるプラズマ測定装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】蒸着、表面処理等でプラズマを利用し半
導体を製造する場合に於いて、プラズマの状態、即ちプ
ラズマ密度、プラズマ電位、電子温度は処理状態に関与
するファクタであり、製品品質の安定、歩留まりの向上
を図る為には、前記プラズマ密度、プラズマ電位、電子
温度を測定し、斯かる検出結果をパラメータとしてプラ
ズマの状態を制御する必要がある。

【０００３】従来のプラズマパラメータを測定するプラ
ズマ測定装置を図５、図３により説明する。

【０００４】図５はプラズマ発生装置を示し、プラズマ
発生室１内には図示しない一対の平行平板電極が上下に
設けられ、電極の一方は接地され、他方はフローティン
グ状態に設けられている。前記プラズマ発生室１に可変
コンダクタンスバルブ２を介して真空ポンプ３が接続さ
れ、更に前記プラズマ発生室１には反応ガス導入管４が
接続されている。

【０００５】又、前記プラズマ発生室１のプラズマ発生
領域５に到達する様、前記プラズマ発生室１を気密に貫
通して筒状のプローブケース６が設けられ、該プローブ
ケース６に気密に挿通したプローブ７が設けられ、該プ
ローブ７の先端はプラズマ発生領域５の測定点に露出し
ている。前記プローブ７はケーブル８を介して測定器本
体９に接続されている。前記したプローブケース６には
ガラス等の絶縁物が使用される場合と、金属が使用され
る場合、或は絶縁物と金属が使用される場合がある。

【０００６】プラズマを発生させるには、減圧下、前記
反応ガス導入管４から反応ガスを導入し、前記真空ポン
プ３より排気し、前記可変コンダクタンスバルブ２によ
り圧力制御しつつ図示しない電極に高周波電力を印加
し、プラズマを発生させる。

【０００７】このプラズマ発生状態は前記プローブ７を
介して前記測定器本体９により測定される。

【０００８】図３に於いて、更に従来の１探針型のプラ
ズマ測定装置について説明する。

【０００９】上記した様に、プラズマ発生には通常高周
波電力が使用されるので、前記ケーブル８の途中にはノ
イズフィルタ１０が設けられており、又プラズマ発生領
域５内に挿入されるプローブケース６、プローブ７が低
温であると反応生成物が付着堆積する。プローブ７に反
応生成物が付着すると、プローブ７の導通面積が変わ
り、測定誤差が生じるので、前記プローブケース６、プ
ローブ７が加熱され、反応生成物が付着しない様になっ
ている。

【００１０】この加熱手段としては前記プローブケース
６に隣接して設けられたヒータ１１があり、又別の加熱
手段としてはレーザ発生装置１３により前記プローブ７
にレーザ光を照射して加熱するもの等がある。尚、図
中、１２はヒータ電源である。

【００１１】図４は従来の２探針型のプラズマ測定装置
を示しており、１つのプローブケース６に２本のプロー
ブ７が挿設され、各ケーブル８にノイズフィルタ１０が
接続されている。該従来例に於いても前記従来例と同
様、ヒータ１１、レーザ発生装置１３により前記プロー
ブケース６、プローブ７が加熱される様になっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のプラズ
マ測定装置ではプローブケース６、プローブ７の加熱は
ヒータ１１、レーザ発生装置１３により行われている
が、先ずヒータ１１による加熱では、プローブに或はプ
ローブの近傍にプローブ以外のものが設けられることと
なり、プラズマに乱れが生じ、正確な測定ができなくな
る。

【００１３】更に、測定によってはプローブ７を移動し
ながら測定することがあるが、前記レーザ発生装置１３
による加熱ではレーザ光を正確にプローブ７に照射する
ことが困難であるという問題がある。

【００１４】本発明は斯かる実情に鑑み、プラズマに乱
れを生じさせることなく、而もプローブの移動、固定に
拘らず適正にプローブケース、プローブの加熱を行い得
るプラズマ測定装置を提供しようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマパラ
メータであるプラズマ密度、プラズマ電位、電子温度等
を測定するプラズマ測定装置に於いて、プローブを測定
器本体に接続し、前記プローブの抵抗値を高くし、該プ
ローブに交流電力を供給する様構成したことを特徴とす
るものである。

【００１６】

【作用】プローブに交流電流が流れることで、抵抗が大
きいプローブにジュール熱が発生し、プローブが昇温す
る。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。

【００１８】図１に於いて１探針型のプラズマ測定装置
を説明する。尚、図１中、図３中に示したものと同一の
ものには同符号を付してある。又、プラズマ発生室１等
プラズマ発生装置自体は前述した従来例と同様であるの
で、説明を省略する。

【００１９】プローブ１５に対してループを形成する導
線１６をケーブル８に接続し、前記プローブ１５を前記
導線１６、前記ケーブル８を介して測定器本体９に接続
する。前記プローブ１５の断面積は、前記導線１６、後
述する２次側コイル１８の断面積より充分小さく、例え
ば２０分の１程度にする。前記導線１６の途中には絶縁
トランス１７の２次側コイル１８が形成され、該絶縁ト
ランス１７は交流電源１９に接続する。

【００２０】前記交流電源１９を動作させ、絶縁トラン
ス１７に交流電力を給電すると、前記２次側コイル１８
を含む導線１６とプローブ１５とで形成されるループに
交流電流が発生する。前記した様に、プローブ１５の断
面積は前記導線１６、２次側コイル１８よりも充分小さ
い。従ってプローブ１５の抵抗値は測定器の内部回路、
ケーブル８よりも大きい。

【００２１】而して、前記交流電源１９の電圧を徐々に
大きくしていくとジュール熱により抵抗値の充分大きい
プローブ１５の温度が上昇し、プローブ１５の温度を設
定値とすることができる。而して、前記プローブ１５の
設定温度は前記交流電源１９の電圧を調整することで、
自由に設定することができる。

【００２２】上記した様に、プローブ１５自体を加熱す
ることが可能であるので、従来の様にヒータ１１、レー
ザ発生装置１３の様に別途加熱手段を必要とせず、プラ
ズマの発生状態を乱すこともなく、更にプローブ１５を
移動させても加熱状態が不安定となることもない。

【００２３】図２は２探針型のプラズマ測定装置を示し
ており、それぞれのプローブ１５を含むループを形成
し、ループ途中に絶縁トランス１７を設けたものであ
り、基本構成は図１で示したものと同様である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、下記の
優れた効果を発揮する。

【００２５】 プローブ近傍に加熱手段を設けないの
で、プラズマ測定装置の構造を簡単にすることができ、
且プラズマを乱すことなくプラズマの状態を測定でき測
定精度が向上する。

【００２６】 プローブ自体が発熱する構成であるの
で、プローブを移動させても加熱状態が不安定となるこ
とがなく、安定した加熱が可能となる。

【００２７】 プローブの形状、取付構造等、非加熱
型のプローブと同様にできるので、製作、取扱いが容易
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部説明図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す要部説明図である。

【図３】従来例を示す要部説明図である。

【図４】他の従来例を示す要部説明図である。

【図５】プラズマ測定装置とプラズマ発生装置との概略
を示す説明図である。

【符号の説明】

５ プラズマ発生領域 １５ プローブ １６ 導線 １７ 絶縁トランス １８ ２次側コイル １９ 交流電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマパラメータであるプラズマ密
   度、プラズマ電位、電子温度等を測定するプラズマ測定
   装置に於いて、プローブを測定器本体に接続し、前記プ
   ローブの抵抗値を高くし、該プローブに交流電力を供給
   する様構成したことを特徴とするプラズマ測定装置。
2. 【請求項２】 プローブと該プローブに接続される導線
   によりループを構成し、前記導線途中に絶縁トランスを
   設け、該絶縁トランスを介して前記プローブに交流電力
   を供給する様構成した請求項１のプラズマ測定装置。