(57)【要約】【課題】チャンバ内での放電を的確に検出することができる放電検出装置を提供すること。【解決手段】本発明の異常放電検出装置１０Ａは、チャンバ１４の内部で発生する放電を検出する放電検出装置であって、チャンバ１４に設けられた窓部１２の近傍であって該チャンバ１４の外部に配置され、前記窓部１２の開口寸法に応じた受信特性を有する受信アンテナ１８Ａと、前記受信アンテナ１８Ａを介して電磁波を受信する受信装置２０Ａと、を備えている。チャンバ１４内で発生した電磁波Ｅを窓部１２を介して受信アンテナ１８Ａで捕らえることによって、異常放電の発生の有無を確実にモニタできる。このとき、受信アンテナ１８Ａの受信特性は、窓部１２の開口寸法に応じて設定され、窓部１２の遮断周波数以上に設定されている。これにより、窓部１２を漏れ出る電磁波を的確に受信し、チャンバ内での放電の検出精度を向上させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバの内部で発生する放電を検出する放電検出装置であって、
前記チャンバに設けられた窓部の近傍であって該チャンバの外部に配置され、前記窓部の開口寸法に応じた受信特性を有する受信アンテナと、
前記受信アンテナを介して電磁波を受信する受信装置と、
を備えたことを特徴とする放電検出装置。
【請求項２】
前記受信アンテナの受信特性が、前記窓部を導波管としたときの該導波管の遮断周波数に対して高域側に設定されたことを特徴とする請求項１に記載された放電検出装置。
【請求項３】
前記受信アンテナが、
前記窓部を導波管としたときの該導波管の遮断周波数に対して受信特性が高域側に設定された第１のアンテナ素子と、
前記窓部を導波管としたときの該導波管の遮断周波数に対して受信特性が低域側に設定された第２のアンテナ素子と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載された放電検出装置。
【請求項４】
前記受信装置が、前記高域側の第１の周波数成分を受信し且つ前記低域側の第２の周波数成分を受信しない場合に前記放電を検出した旨を表す信号を出力することを特徴とする請求項３に記載された放電検出装置。
【請求項５】
チャンバの内部で発生する放電を検出する放電検出装置であって、
前記チャンバに設けられた窓部の近傍であって該チャンバの外部に配置された受信アンテナと、
前記窓部の開口寸法に応じた受信特性を有し、前記受信アンテナを介して電磁波を受信する受信装置と、
を備えたことを特徴とする放電検出装置。
【請求項６】
前記受信装置が、
前記受信アンテナで受信された信号を分波する分波器と、
前記分波器で分波された一方の信号を入力し、前記第１の周波数成分を含む高域側の周波数成分を通過させる高域フィルタと、
前記分波器で分波された他方の信号を入力し、前記第２の周波数成分を含む低域側の周波数成分を通過させる低域フィルタと、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載された放電検出装置。
【請求項７】
前記受信装置が、前記第１の周波数成分を受信し且つ前記第２の周波数成分を受信しない場合に前記放電を検出した旨を表す信号を出力することを特徴とする請求項５または６に記載された放電検出装置。
【請求項８】
前記チャンバの内部以外の方向から到来する電磁波を遮蔽するための遮蔽部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし７に何れか１項に記載された放電検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマエッチング装置等のチャンバの内部で発生する放電を検出するための放電検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置の一種であるプラズマエッチング装置では、チャンバ内部で発生する異常な放電現象をチャンバの窓部から目視で確認できることがあり、放電エネルギーが大きいと、半導体ウエハ上に焼損痕が見られることもある。この放電現象は、ウエハの一部又は全領域の絶縁を破壊する場合があり、電子デバイスの生産性を著しく低下させる原因となっている。ここでは、プラズマエッチング装置の事例を示したが、真空中では低い電界でも放電が起こりやすいため、イオンミリング装置、イオン注入装置、金属被膜を形成するスパッタ装置などでも同じ放電現象が発生する。
しかし、一般にチャンバの窓部は小さいので、チャンバ内の全領域を目視することはできない。また、放電による発光は、小さなスポット状で一瞬に消滅することが多いため、目視では認識できないことも少なくない。更に、プラズマ処理中に帯電したウエーハを次のステージに移動するために、ウエハの裏面を金属のピンで突き上げる、この時点で生じる静電気放電現象を目視することは不可能である。
【０００３】
近年では、上述のチャンバ内で発生する異常放電を検出するための技術として、プラズマエッチング装置の外部壁面に音響センサを取り付け、放電時に発生する音響によってモニタする技術や、約１３ＭＨｚの交流電圧源の高調波電流の変化によってモニタする技術が発表されている（非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
「超音波ＴＥＣＨＮＯ  ２００２．５−６」、日本工業出版株式会社、ｐ４１−４６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の音響によってモニタする技術によれば、放電環境が真空に近いため、放電位置によっては音波が壁面に到達しないことがあり、必ずしも放電を検出することができなかった。また、高調波電流を使う場合、動作中に高周波電極板に直接放電しない現象については検出できず、またプラズマ状態以外の搬送中の放電現象を検出できないなどの不都合があった。
【０００６】
本発明の目的は、チャンバ内での放電を的確に検出することができる放電検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る異常放電検出装置は、チャンバの内部で発生する放電を検出する放電検出装置であって、前記チャンバに設けられた窓部の近傍であって該チャンバの外部に配置され、前記窓部の開口寸法に応じた受信特性を有する受信アンテナと、前記受信アンテナを介して電磁波を受信する受信装置と、を備えたことを特徴とする（請求項１）。なお、「窓部」は、例えばガラス等の絶縁体から構成されていてもよい。また「絶縁体」とは電気的な絶縁体のことであり、例えば誘電体と同じ意味である。
【０００８】
ここで、放電は必ず電磁波の放射を伴うので、この電磁波を外部から検出できれば、チャンバ内部での放電の発生を知ることができる。しかし、一般に、チャンバは金属製であるため、基本的には電磁波が外部に漏れ出ない構造になっている。そこで、本発明者は、チャンバに設けられている内部観察用の窓部に着目し、この窓部から僅かに洩れ出る電磁波を捕らえることを思い付いた。つまり、本発明の構成によれば、チャンバ内で発生した電磁波を窓部を介して受信アンテナで捕らえ、これにより放電の発生の有無をモニタする。従って、この受信アンテナで受信された電磁波から、放電の発生を知ることができる。ここで、本発明に係る受信アンテナは窓部の開口寸法に応じた受信特性を有しているので、受信アンテナは、窓部を通過した電磁波を的確に受信することができる。換言すると、本発明の受信アンテナの受信特性を窓部の開口寸法に合わせることにより、チャンバ内部から漏れ出た電磁波を的確に受信し、これにより検出の「確度」を向上させている。
【０００９】
前記受信アンテナの受信特性が、前記窓部を導波管としたときの該導波管の遮断周波数に対して高域側に設定される（請求項２）。これにより、チャンバの窓部から漏れ出た電磁波が受信アンテナに受信される。
前記受信アンテナが、前記窓部を導波管としたときの該導波管の遮断周波数に対して受信特性が高域側に設定された第１のアンテナ素子と、前記窓部を導波管としたときの該導波管の遮断周波数に対して受信特性が低域側に設定された第２のアンテナ素子と、を備える（請求項３）。これにより、チャンバの窓部から漏れ出た電磁波を第１のアンテナ素子で受信し、チャンバ外から到来した電磁波を第２のアンテナ素子で受信し、これら第１及び第２のアンテナ素子で受信された電磁波による信号が受信装置に入力される。
前記受信装置が、前記高域側の第１の周波数成分を受信し且つ前記低域側の第２の周波数成分を受信しない場合に前記放電を検出した旨を表す信号を出力する（請求項４）。これにより、チャンバから漏れ出た電磁波を他の電磁波と区別して検出することができる。
【００１０】
本発明に係る放電検出装置は、チャンバの内部で発生する放電を検出する放電検出装置であって、前記チャンバに設けられた窓部の近傍であって該チャンバの外部に配置された受信アンテナと、前記窓部の開口寸法に応じた受信特性を有し、前記受信アンテナを介して電磁波を受信する受信装置と、を備えたことを特徴とする。この構成によれば、例えば、チャンバ内で発生した電磁波を窓部を介して受信アンテナで捕らえることによって、放電の発生の有無をモニタする。このとき、受信装置が窓部の開口寸法に応じた受信特性を有しているので、窓部を通過した電磁波が選択的に受信アンテナに受信される。従って、受信アンテナで受信された電磁波から、放電の発生を把握することができる。また、検出には高周波電流を用いていないので、電極に発生した放電以外の、静電気などによる放電も確実に検出することができる。
【００１１】
前記受信装置が、前記受信アンテナで受信された信号を分波する分波器と、前記分波器で分波された一方の信号を入力し、前記第１の周波数成分を含む高域側の周波数成分を通過させる高域フィルタと、前記分波器で分波された他方の信号を入力し、前記第２の周波数成分を含む低域側の周波数成分を通過させる低域フィルタと、を備える（請求項６）。受信アンテナで受信された信号は分波器で分波され、高域フィルタと低域フィルタに振り分けられる。そして、高域フィルタを通過した第１の周波数成分と、低域フィルタを通過した第２の周波数成分とが受信装置に入力される。
前記受信装置が、前記第１の周波数成分を受信し且つ前記第２の周波数成分を受信しない場合に前記放電を検出した旨を表す信号を出力する（請求項７）。これにより、チャンバ内から漏れ出た電磁波を他の電磁波から区別して検出することができる。
上記放電検出装置において、前記チャンバの内部以外の方向から到来する電磁波を遮蔽するための遮蔽部材をさらに備える（請求項８）。これにより、チャンバの内部以外の方向（例えばチャンバ自体またはチャンバの外部）から到来する不要な電磁波が遮断されるため、放電に伴って発生する電磁波を精度よく受信することができ、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の実施形態に係る放電検出装置１０Ａの構成と、その適用例を示す。同図において、チャンバ１４は、半導体製造装置の一種であるプラズマドライエッチング装置を構成し、その内部には、ドライエッチング処理の対象物となる半導体ウエハ２２を載置する陽極２４と、ガスＧの吹き出し口を兼ねる陰極２６とが収容されている。陽極２４には、チャンバ１４の外部に設けられた高周波電圧源２８及び直流電圧源３０が接続されている。
【００１３】
ガスＧは、チャンバＩ４上端の導入口３２からチャンバ内に導入され、ウエハ２２の周囲を通って、チャンバ１４下端の排出口３４からチャンバ外に排出される。上述の高周波電圧源２８及び直流電圧源３０によりそれぞれ高周波電圧及び直流電圧を陽極２４に印加し、陽極２４と陰極２６との間に高周波の電界を形成する。この電界によりガスＧをプラズマ化し、そのプラズマにより半導体ウエハ２２をエッチングする。チャンバ１４に設けられた窓部１２は、チャンバ内部を観察するためのもので、ガラスなどの絶縁体（誘電体）が嵌め込まれている。
【００１４】
なお、この実施形態では、窓部１２は円形の形状を有するものとするが、他の形状であってもよい。この窓部１２の内側（即ちチャンバ１４の内部）には、プラズマによる窓部の曇りを防止する目的で、プラズマを遮蔽するメッシュ状の遮蔽部材が取り付けられている。外部の観察者は、このメッシュ状の遮蔽部材を通して窓部１２から目視による内部観察が可能となっている。また、この遮蔽部材には電磁波を通過させるためのスリットが形成されており、以下の説明では、このスリットを窓部１２の開口部と称し、この開口部の寸法を窓部１２の開口寸法と称す。
【００１５】
放電検出装置１０Ａは、チャンバ１４内で発生する放電を検出するものであって、受信アンテナ１８Ａおよび受信装置２０Ａを備えて構成される。受信アンテナ１８Ａは、例えばループアンテナから構成されており、チャンバ１４に設けられた窓部１２の近傍であって該チャンバ１４の外部に配置され、窓部１２の開口寸法に応じた受信特性を有している。具体的には、受信アンテナ１８Ａの受信特性は、窓部１２の開口部を導波管として見たときの遮断周波数ｆｃ以上の帯域を受信し得るように設定されている。例えば、窓部１２の開口部（スリット）の縦寸法をａとし、横寸法をｂとすると、このの開口部は、図２に示すように、幅をａとし、高さをｂとし、長さをＴとする導波管として表され、この導波管の遮断周波数ｆｃは、次式（１）により表される。ただし、同式において「ｃ」は光の速度を表す。一例として、式（１）において、ａ＝２５［ｍｍ］、ｂ＝１［ｍｍ］とし、ｍ＝１、ｎ＝０とすると、遮断周波数ｆｃは、約６×１０９［Ｈｚ］になる。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
次に、放電検出装置１０Ａの動作を説明する。
いま、チャンバ１４の内部で異常放電が発生したとすると、この放電に伴って電磁波Ｅが発生する。一方、チャンバ１４は、金属製であるため電磁波を通過させない構造になっているが、窓部１２にはガラスが嵌め込まれているので、この開口部から電磁波Ｅが洩れ出す。ここで、図３に示すように、チャンバ内での放電に伴う電磁波のスペクトラムＳＰは、極めて帯域が広く、２０ｋＨｚ程度の音響の領域から可視光の領域まで確認されている。
【００１８】
これに対し、チャンバ１４の窓部１２の遮断周波数ｆｃはその開口寸法によって決定されるので、窓部１２を介してチャンバ１４の外部に漏れ出る電磁波Ｅの帯域は、遮断周波数ｆｃ以上に制限される。しかし、窓部１２の外部に設けられた受信アンテナ１８Ａの受信特性が遮断周波数ｆｃ以上の帯域に設定されているので、窓部１２から漏れ出た遮断周波数ｆｃ以上の帯域の電磁波Ｅは受信アンテナ１８Ａで受信され、受信装置２０Ａに供給される。従って、受信装置２０Ａは、受信アンテナ１８Ａを介して電磁波Ｅを受信し、チャンバ１４の内部で放電が発生した旨を表す信号を生成して出力する。
【００１９】
図４は、受信アンテナの第１の変形例を示し、上述の図１に示す構成において、ループアンテナからなる受信アンテナ１８Ａに代えて、モノポールアンテナからなる受信アンテナ４４を採用した場合の構成を示す図である。この場合、窓部１２は、覗くことを目的としたものではなく、ハーメチックシールなどの気密封止型のコネクタとして機能するものであり、受信アンテナ４４は、その一部をチャンバ１４内に突出させるようにして、窓部１２に固定されている。この例によれば、上述の図１に示す例に比べて、受信アンテナ４４がチャンバ１４内の放電発生位置に近づくので、強い電磁波を捕らえることができ、従って放電の検出能力が向上する。その他の構成は図１と同様であり、図１と同じ部分には同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００２０】
図５は、受信アンテナの第２の変形例を示し、上述の図１に示す構成において、ループアンテナからなる受信アンテナ１８Ａを、窓部１２の金属枠５６に嵌め込まれたガラス板５４内に封止した場合の構成を示し、図３［１］は正面図、図３［２］は図３［１］におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線縦断面図である。その他の構成は図１に示す構成と同様である。この変形例では、プラズマを遮蔽するための上述の遮蔽部材は設けられておらず、窓部１２は円形に形成されている。受信アンテナ５２は、ガラス板５４内に封止され、その両端の電極５８，６０に受信装置２０Ａ（図１）の入力部が接続される。この構成によれば、図１に示す構成に比べて受信アンテナ１８Ａがチャンバ１４内の放電発生位置に近づくので、図４に示す例と同様に放電の検出能力が向上する。なお、ガラス板５４内に封止するアンテナはどのような形状であってもよい。
【００２１】
図６は、受信アンテナの第３の変形例を示し、外来の不要な電磁波を遮蔽するためのシールドケース１８２を受信アンテナ１８Ａと一体に備えた構成を示す。その他の構成は図１に示す構成と同様である。この変形例では、ループアンテナからなる受信アンテナ１８Ａは、支持部材１８３によりシールドケース１８２の内部に固定されている。シールドケース１８２は、一方向に向けて開放した概略箱状の形態を有しており、その開口部が窓部１２に対向するようにして、チャンバ１４の外側に装着される。即ち、図１の構成において、受信アンテナ１８Ａをシールドケース１８２で覆ったものと等価になる。この第３の変形例によれば、受信アンテナ１８Ａの周囲は、チャンバ１４の窓部１２を除いてシールドケース１８２で覆われるので、チャンバ１４の内部以外の方向から受信アンテナ１８Ａに到来する不要な電磁波がシールドケース１８２に遮断される。従って、チャンバ１４の内部で発生した電磁波のみを的確に受信することが可能となり、チャンバ１４内の放電を精度よく検出することが可能になる。
【００２２】
（第２の実施形態）
以下、この発明の第２の実施形態を説明する。
図７に、この実施形態に係る放電検出装置１０Ａの構成と、その適用例を示す。同図において、図１に示す構成要素と同一要素には同一符号を付し、その説明を省略する。放電検出装置１０Ｂは、チャンバ１４内で発生する放電を検出するものであって、受信アンテナ１８Ｂおよび受信装置２０Ｂを備えて構成される。受信アンテナ１８Ｂは、ループアンテナであるアンテナ素子１８ＢＡ，１８ＢＢから構成され、チャンバ１４に設けられた窓部１２の近傍であって該チャンバ１４の外部に配置され、窓部１２の開口寸法に応じた受信特性を有している。
【００２３】
具体的には、アンテナ素子１８ＢＡは、窓部１２を導波管としたときの遮断周波数ｆｃに対して受信特性が高域側に設定され、アンテナ素子１８ＢＢは、上述の遮断周波数ｆｃに対して受信特性が低域側に設定されている。即ち、アンテナ素子１８ＢＡの受信特性は、窓部１２の遮断周波数ｆｃ以上の帯域を受信し得るように設定され、アンテナ素子１８ＢＢの受信特性は、遮断周波数ｆｃ以下の帯域を受信し得るように設定されている。また、受信装置２０Ｂは、受信回路２１Ｂ，２２Ｂ、信号演算回路２３Ｂ、データロガー２４Ｂから構成される。
【００２４】
ここで、受信回路２１Ｂは、アンテナ素子１８ＢＡを介して電磁波を受信するものであり、受信回路２２Ｂは、アンテナ素子１８ＢＢを介して電磁波を受信するものである。これら受信回路の出力信号は信号演算回路２３Ｂに供給され、この信号演算回路２３Ｂの演算結果はデータロガー２４Ｂに記憶されるようになっている。アンテナ素子１８ＢＡは図１に示す受信アンテナ１８Ａと等価であり、受信回路２１Ｂは図１に示す受信装置２０Ａと等価である。即ち、この構成例は、上述の図１に示す構成において、新たに、アンテナ素子１８ＢＢ、受信回路２２Ｂ、信号演算回路２３Ｂ、データロガー２４Ｂを備えたものと言える。
【００２５】
次に、放電検出装置１０Ｂの動作を説明する。上述の第１の実施形態では、遮断周波数ｆｃ以上の帯域の電磁波Ｅが受信されたか否かにより、放電の有無を判別するものとしたが、外来の電磁波によるノイズを誤検出する場合があり得る。そこで、この実施形態では、遮断周波数ｆｃ以上の帯域に属する周波数成分ｆＨと、遮断周波数ｆｃ以下の帯域に属する周波数成分ｆＬとをそれぞれ検出することにより、チャンバ内で発生した電磁波ＥＡと外来の電磁波ＥＢとを区別する。ここで、外来の電磁波ＥＢとしてホワイトノイズを想定すると、図８に示すように、このホワイトノイズのスペクトルＳＰＢは、チャンバ内の放電による電磁波のスペクトルＳＰＡと同様に広い帯域を有する。
【００２６】
しかし、チャンバ内で発生した電磁波のうち、窓部１２から外部に漏れ出る電磁波ＥＡは、遮断周波数ｆｃ以上の帯域に制限されるのに対し、外来のホワイトノイズなどの電磁波ＥＢにはこのような制限がない。そこで、アンテナ素子１８ＢＡ，１８ＢＢを介して高域側の周波数成分ｆＨと低域側の周波数ｆＬとをそれぞれ受信することにより、受信された電磁波がチャンバから漏れ出た電磁波ＥＡであるか否かを判別することが可能になる。この判別処理は、信号演算回路２３Ｂで行われ、チャンバから漏れ出た電磁波ＥＡであると判別された場合には、チャンバ内で放電が発生した旨を表す信号を生成し、データロガー２４Ｂに出力する。
【００２７】
図９に、上述の判別処理に用いられるテーブルの一例を示す。このテーブルによれば、遮断周波数ｆｃ以上の帯域に属する周波数成分ｆＨが受信され、且つ遮断周波数ｆｃ以下の帯域に属する周波数成分ｆＬが受信されない場合、チャンバから漏れ出た電磁波によるシグナルを受信したものと判別される。また、周波数成分ｆＨおよび周波数成分ｆＬが共に受信された場合、ノイズを受信したものと判別される。さらに、周波数成分ｆＨが受信されず、且つ周波数成分ｆＬが受信された場合も、ノイズを受信したものと判別される。
【００２８】
即ち、上述の図９に示すテーブルによれば、周波数成分ｆＨを受信した場合のみ、チャンバ内から漏れ出た電磁波によるシグナルと判別される。この判別結果は、データロガー２４Ｂに、放電の検出履歴として記録される。なお、周波数成分ｆＨおよび周波数成分ｆＬの何れも受信されない場合には、電磁波が存在しない状態であるから、判別処理の必要は生じない。
この第２の実施形態によれば、前述の図６に示すシールドケース１８２を用いることなく、外来の電磁波による影響を排除することが可能になり、従ってチャンバ１４の内部で発生した電磁波のみを的確に受信し、チャンバ１４内の放電を精度よく検出することが可能になる。もちろん、この第２の実施形態においても、上述の第１の実施形態で説明したシールドケース１８２を併用してもよい。
【００２９】
（第３の実施形態）
上述の第２の実施形態では、受信アンテナ１８Ｂに、窓部１２の開口寸法に応じた受信特性を持たせるものとしたが、この実施形態では、受信装置側に窓部１２の開口寸法に応じた受信特性を持たせ、同様にチャンバ内で発生した電磁波か否かの判別を行う。
図１０に、この実施形態に係る放電検出装置１０Ｃの構成と、その適用例を示す。同図において、図１に示す構成要素と同一要素には同一符号を付し、その説明を省略する。放電検出装置１０Ｃは、チャンバ１４内で発生する放電を検出するものであって、受信アンテナ１８および受信装置２０Ｃを備えて構成される。受信アンテナ１８Ｂは、ループアンテナから構成され、チャンバ１４に設けられた窓部１２の近傍であって該チャンバ１４の外部に配置される。ただし、この受信アンテナ１８の受信特性は、上述の遮断周波数ｆｃに制限されず、広帯域に設計される。即ち、受信アンテナ１８は、遮断周波数ｆｃの高域側と低域側の双方の周波数成分を含む電磁波を受信可能なように設計されている。
【００３０】
受信装置１０Ｃは、窓部１２の開口寸法に応じた受信特性を有しており、分波器２１Ｃ、高域フィルタ２２Ｃ、受信回路２３Ｃ、低域フィルタ２４Ｃ、受信回路２５Ｃ、信号演算回路２６Ｃ、データロガー２７Ｃから構成される。分波器２１Ｃは、受信アンテナ１８で受信された信号を２つの信号に分波するものであり、この分波器２１Ｃで分波された一方の信号は高域フィルタ２２Ｃに入力され、他方の信号は低域フィルタ２４Ｃに入力される。これら高域フィルタ２２Ｃおよび低域フィルタ２４Ｃを通過した信号は、それぞれ受信回路２３Ｃおよび２５Ｃに入力され、これら受信回路の出力信号は信号演算回路２６Ｃに入力される。信号演算回路２６Ｃおよびデータロガー２７は、上述の第２の実施形態に係る信号演算回路２３Ｂおよびデータロガー２４Ｂと同様の機能を有する。
【００３１】
高域フィルタ２２Ｃは、分波器２１Ｃで分波された一方の信号に含まれ高域側の周波数成分ｆＨを通過させるフィルタ特性を有し、低域フィルタ２４Ｃは、分波器２１Ｃで分波された他方の信号に含まれる低域側の周波数成分ｆＬを通過させるフィルタ特性を有している。これにより、一方の受信回路２３Ｃには、受信アンテナ１８を介して受信された信号のうち、高域側の周波数成分ｆＨが受信され、他方の受信回路２５Ｃには、受信アンテナ１８を介して受信された信号のうち、低域側の周波数成分ｆＬが受信される。
【００３２】
次に、この第３の実施形態の動作を説明する。この実施形態でも、上述の第２の実施形態と同様に、高域側の周波数成分ｆＨと低域側の周波数成分ｆＬをそれぞれ受信することのより、外来の電磁波ＥＢの影響を排除する。具体的に説明する。受信アンテナ１８で受信された信号は、分波器２１Ｃ、高域フィルタ２２Ｃ、受信回路２３Ｃから成る回路系により、高域側の周波数成分ｆＨが検出される。一方、同じく受信アンテナ１８で受信された信号は、分波器２１Ｃ、低域フィルタ２４Ｃ、受信回路２５Ｃから成る回路系により、低域側の周波数成分ｆＬが検出される。これらの検出信号は信号演算回路２６Ｃに与えられ、上述の信号演算回路２３Ｂと同様の判別処理が行われる。即ち、高域側の周波数成分ｆＨが検出され、且つ低域側の周波数成分ｆＬが検出されない場合、チャンバから漏れ出た電磁波によるシグナルを受信したものと判別される。この判別結果は検出履歴としてデータロガー２７Ｃに記録される。
【００３３】
この第３の実施形態によれば、前述の第２の実施形態と同様に、図６に示すシールドケース１８２を用いることなく、外来の電磁波による影響を排除することが可能になり、従ってチャンバ１４の内部で発生した電磁波のみを的確に受信し、チャンバ１４の内部で発生する放電を精度よく検出することが可能になる。もちろん、この第３の実施形態においても、上述のシールドケース１８２を併用してもよい。
また、この第３の実施形態によれば、高域フィルタ２２Ｃおよび低域フィルタ２４Ｃのフィルタ特性を用いて、受信信号が遮断周波数ｆｃに対して高域側か低域側かを識別しているので、アンテナ自体の受信特性を用いる上述の第２の実施形態に比較して、精度よく周波数帯域を識別することができる。従って、遮断周波数ｆｃの近傍の周波数成分を受信して図９に示すテーブルによる判別処理を行うことが可能になり、不要な外来の電磁波成分を一層有効に排除することが可能になる。
【００３４】
以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明は、この実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、上述の第１の実施形態では、プラズマを遮蔽するための遮蔽部材に設けられた開口部の寸法を窓部の開口寸法としたが、このような遮蔽部材を設けない場合には、窓部の開口寸法そのものを用いればよい。要するに、チャンバから漏れ出る電磁波が伝搬する導波管として作用する部材に着目して「窓部の開口寸法」を定義すればよい。
また、上述の第３の実施形態では、高域フィルタ２２Ｃおよび低域フィルタ２４Ｃを備えるものとしたが、受信回路２３，２５Ｃ自体の受信特性で代用するように構成してもよい。さらに、第２および第３の実施形態における各信アンテナについても、第１の実施形態での変形例と同様に、窓部をなすガラスなどの絶縁体に封止するものとしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る放電検出装置によれば、チャンバの窓部の近傍に該窓部の開口寸法に応じた受信特性を有する受信アンテナを配置し、該受信アンテナを介して電磁波を受信するようにしたので、窓部から漏れ出る電磁波を受信することができ、従ってチャンバ内で発生する放電を的確に検出することができる。
また、受信アンテナの受信特性を、窓部の遮断周波数に対して高域側に設定したので、窓部から漏れ出る電磁波を受信することができる。
また、受信アンテナを、受信特性が高域側に設定された第１のアンテナ素子と、受信特性が低域側に設定された第２のアンテナ素子とから構成したので、窓部を漏れ出た電磁波と、外来の電磁波とを区別して受信することができる。
また、高域側の第１の周波数成分を受信し且つ低域側の第２の周波数成分を受信しない場合に、放電を検出した旨を表す信号を出力するようにしたので、外来の電磁波の影響を排除して放電の検出を行うことができる。
【００３６】
本発明に係る放電検出装置によれば、チャンバの窓部の近傍に受信アンテナを配置し、受信装置に、チャンバの窓部の開口寸法に応じた受信特性を持たせたので、窓部から漏れ出る電磁波を受信することができ、従ってチャンバ内で発生する放電を的確に検出することができる。
また、分波器と高域フィルタと低域フィルタとを用いて受信装置を構成したので、窓部を漏れ出た電磁波と外来の電磁波とを区別して受信することができる。また、チャンバの内部以外の方向から到来する電磁波を遮蔽するための遮蔽部材をさらに備えたので、外来の電磁波の影響を一層有効に排除することができ、放電の検出を一層的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放電検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るチャンバに設けられた窓部の遮断周波数を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る放電検出装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る受信アンテナの第１の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る受信アンテナの第２の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る受信アンテナの第３の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る放電検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る放電検出装置の動作を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る放電検出装置の判別処理で用いられるテーブルの一例を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る放電検出装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ；放電検出装置、１２；窓部、１４；チャンバ、１８，１８Ａ，１８Ｂ，４４；受信アンテナ、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ；受信装置、２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｃ，２５Ｃ；受信回路、２３Ｂ，２６Ｃ；信号演算回路、２４Ｂ，２７Ｃ；データロガー、２１Ｃ；分波器、２２Ｃ；高域フィルタ、２４Ｃ；低域フィルタ、１８ＢＡ，１８ＢＢ；アンテナ素子、１８２；シールドケース。
【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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【図９】
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【図１０】
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