(57)【特許請求の範囲】
【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蔵した基板載置台。
【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蔵した基板載置台。
【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蔵した基板載置台。
【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。
【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【０００７】
【数１】
0003541359.tif 000002
【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。
【０００９】
【数２】
0003541359.tif 000003
【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。
【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）
【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／ＪＰ０１／０２５３６）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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１０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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１３Ａ、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１４Ａ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００３３】
超音波波形は、超音波検出部１４ａ〜１４ｃ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〜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Ｃ２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〜１４ｃ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】
0003541359.tif 000004
【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。
【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。
【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Ｐ３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】
0003541359.tif 000005
【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。
【００４２】
【数５】
0003541359.tif 000006
【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。
【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。
【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。
【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。
【００４７】
【数６】
0003541359.tif 000007
【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。
【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Δｘ，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−ΣΔｘn ，ｙ0−ΣΔｙnの反復漸近点により求めることができる。
【００５０】
【数７】
0003541359.tif 000008
【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△ｘ0，△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。
【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，Ｄ３ｘ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Ｓ４〜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】
0003541359.tif 000009
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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
【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。
【図４】超音波検出部で計測された超音波波形例を示す。
【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。
【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。
【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。
【図８】従来の異常放電検出装置を説明する図である。
【符号の説明】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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