【手続補正書】
【提出日】平成17年7月27日(2005.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
請求項８に記載の高調波測定装置において、前記光センサユニットと前記光源は偏光面保持ファイバにより接続されていることを特徴とする高調波測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
高周波プラズマを用いた半導体製造装置では、高周波電源から同軸ケーブルを介して真空処理室に供給する高周波（たとえば、周波数が400kＨz 、13.56 ＭＨz 等の高周波）の基本波成分および高調波成分を高調波測定装置により算出して製造工程を管理している。従来の高調波測定装置では、コイルやコンデンサを組み合わせた高周波測定回路から構成されるセンサユニットを用いて、真空処理室に印加される高周波の電流および電圧を電気的にピックアップし、ピックアップした電流および電圧の信号をシールドされた信号ケーブルを介してデータ処理装置に伝送し、そのデータ処理装置で高速フーリエ変換（FFT）により波形解析することにより高周波の基本波成分および第５次までの各高調波成分の電流、電圧、位相差をそれぞれ測定していた（たとえば、特開平6-52994 号公報、特開2001-68459 号公報）。
【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
【補正の内容】
【００１２】
高調波測定装置４は、光源５、光センサユニット６、受光器７およびデータ処理用のパソコン８から構成され、光源５と光センサユニット６は光ファイバ９、10により接続され、光センサユニット６と受光器７は光ファイバ11、12により接続され、受光器７とパソコン８は信号線13、14により接続されている。光源５は、たとえば、半導体レーザにより波長が1310nmで出力が安定化されたレーザ光を発光する光源である。光源５で発光されたレーザ光は、光ファイバ9、10を通して光センサユニット６に入射される。また、光源５から出力されるレーザ光を安定化する方法として、たとえば、温度補償法やDCモニター法を利用する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
光センサユニット６は、整合器２から入力される高周波の磁界に応じて光ファイバ９から入射されるレーザ光の偏光面を変化させ、その変化に応じて光強度が変化する光信号を生成する電流センサと、整合器２から入力される高周波の電界に応じて光ファイバ10から入射されるレーザ光の偏光面を変化させ、その変化に応じて光強度が変化する光信号を生成する電圧センサとを有し、高周波の電流の変化に応じて光強度が変化する光信号と電圧の変化に応じて光強度が変化する光信号とを出射するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
金属板26の上面には、高周波の電流を測定する電流センサ部を構成する全反射ミラー32、電流センサ34および全反射ミラー36が、同一光軸上に所定の間隔で固定され、光を集光レンズ（図示せず）介して全反射ミラー32に入射する光ファイバ38と全反射ミラー36から出射される光信号を入射する光ファイバ40とが、センサ筐体20に取り付けられている光ファイバ固定台42により所定の位置に保持されている。なお、光ファイバ38、40は図２の光ファイバ９、11にそれぞれ対応し、安定化光源５からの光（レーザ光）は光ファイバ38を介して全反射ミラー32に入射し、全反射ミラー36から出射された光信号は光ファイバ11を介して受光器７に入射する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本実施例における光ファイバ38、40、50、52は、図２の光源５、受光器７等に直接的に接続されるが光コネクタを介して接続してもよい。たとえば、光ファイバ38の場合、光ファイバ38のうち光ファイバ固定台42より上側の部分を除去し、光ファイバ固定台42に光コネクタを固定してこの光コネクタに残る光ファイバ38の一端を接続し、この光コネクタを介して光源５、受光器７に接続される光ファイバを接続してもよい。光ファイバ40、50、52についても光ファイバ38の場合と同様である。ただし、光センサユニットと光源５および受光器７を光ファイバ38、40、50、52で直接接続する場合、光コネクタを介して接続する場合より光強度損失を小さく抑えることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
偏光子100 は光110 を直線偏光112 に変換してファラデー素子102 に出射し、ファラデー素子102 は直線偏光112 を通過させる際にその偏光面を、図１の金属板26を流れる高周波電流により生ずる磁界に応じて回転させてこれを光114 として検光子104 に出射し、検光子104 は光114 の偏光面の回転に応じて光強度変調された光信号116 を生成して図１の全反射ミラー36に出射する。この光信号116 は、図２の受光器7に入射され電気信号に変換される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
偏光子200 は光210 を直線偏光212 に変換してポッケルス素子202 に出射し、ポッケルス素子202 は直線偏光212 を内部に生ずる高周波の電界に応じた楕円偏光214 に変換して1/4 波長板204 に出射し、1/4 波長板204 は楕円偏光214 を電界が０のとき円偏光216 となるように変換して検光子206 に出射し、検光子206 は楕円偏光216 に基づいて、電界に応じて光強度変調される光信号218 を生成して図１の全反射ミラー48に出射する。この光信号218 は、図２の受光器7に入射され電気信号に変換される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
電圧センサ46の光が入出射される両端には、光を通過させるための穴、たとえば、直径２mm程度の穴が設けられた金属製の電極60、62がそれぞれ設けられ、電極60は接続線64により金属板26に接続され、電極62はアース線56によりセンサ筐体20に接続されている。これにより、電極60、62には金属板26を伝播する高周波の電圧が印加され、電圧センサ46の内部には透過光に平行となる電界が生ずる。なお、電極60を接続線によりセンサ筐体20に接続し、電極62を接続線により金属板26に接続してもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図７は、本発明による光センサユニットの第４の実施例を示す構成図である。なお、図１と同じものには同一の参照符号を付してある。この光センサユニットは、光ファイバを保持する光ファイバ固定台42、54に外部からの光ファイバを接続するための光コネクタを取り付け、光センサユニットと外部装置（図２の安定化光源５、受光器７等）との間を曲げによる偏波面変化の少ない偏波面保持ファイバ88、92、90、96を用いて接続できるようにしたものである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
具体的には、光ファイバ固定台42に光ファイバ38の一端が接続されている光コネクタ80と光ファイバ40の一端が接続されている光コネクタ82とを取り付け、光ファイバ固定台54に光ファイバ50の一端が接続されている光コネクタ84と光ファイバ52の一端が接続されている光コネクタ86とを取り付ける。そして、図２の安定化光源５、受光器７に繋がる光ファイバ88、92、90、96の先端に接続された光コネクタを上記の光コネクタ80、84、82、86にそれぞれ挿入することにより、光ファイバ88、92、90、96を光センサユニット内の光ファイバ38、50、40、52にそれぞれ接続する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
この場合、光センサユニット6と安定化光源５および受光器７を接続する光ファイバ88、92、90、96には外部から曲げの力が加えられる場合が多い。本実施例の光センサユニットでは、光コネクタ80〜86を介して任意の光ファイバを接続することができるので、少なくとも往路の光ファイバ88、92に偏波面保持ファイバ88、92を使用することにより曲げによる信号劣化を低減することができ、測定信号強度の変動を低減することが可能となる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図８は、本発明による光センサユニットを含む高調波測定装置を用いた半導体製造装置の他の例である。図２の半導体製造装置では、光センサユニット６は整合器13と真空処理室3との間に挿入されていたが、本実施例では、図８のように光センサユニット６を整合器13内の出力側最終段（マッチング整合器14の出力側）に取り付けたものである。