(57)【要約】  【課題】  電子密度に基づいたプラズマの周波数を電磁波の送受信構造として分析し、プラズマの当該電子密度を測定およびモニタリングするアンテナ構造の周波数探針器を有する構造のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置を提供する。  【解決手段】  電子密度が変化するプラズマを内包したチヤンバと；前記プラズマの密度と放射される電磁波の周波数とが相関関係を有するように前記チヤンバに一個が実装されるアンテナ構造の電磁波送受信手段と；前記電磁波送受信手段に所定帯域の各周波数別の電磁波が連続放射されるように電気的に繋がれる電磁波発生器と；前記電磁波送受信手段に受信される電磁波の周波数をスキャンして振幅別に分析するように前記電磁波送受信手段に電気的に繋がれる周波数分析器と；前記電磁波発生器および周波数分析器にインターフェース装置によって繋がれて前記電磁波の周波数別の送り出しを指令し、分析された電磁波の周波数と前記電子密度との相関関係を演算によって導出するコンピュータと；を含む。【選択図】    図１
2005056838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子密度の変化があるプラズマ(2000)を内包したチャンバ(100)と；  前記プラズマ(2000)の密度と放射される電磁波の周波数とが相関関係を有するように前記チャンバ(100)に一側が実装されるアンテナ構造の電磁波送受信手段と；
前記電磁波送受信手段に所定の帯域の各周波数別の電磁波が連続放射されるように前記電磁波送受信手段に電気的に繋がれる電磁波発生器(300)と；
前記電磁波送受信手段に受信される電磁波の周波数をスキャンして振幅別に分析するように前記電磁波送受信手段に電気的に繋がれる周波数分析器(400)と；
前記電磁波発生器(300)および周波数分析器(400)にインターフェース装置(610)で繋がれ、前記電磁波の周波数別の送り出しを指令し、分析された電磁波の周波数と前記電子密度との相関関係を演算によって導出するコンピュータ(600)と；
を含むことを特徴とするプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項２】
前記電磁波送受信手段は、前記電磁波発生器(300)に電気的に繋がれる第１導波管(210)、および前記第１導波管(210)と併設され、前記周波数分析器(400)に電気的に繋がれる第２導波管(220)と、
前記第１導波管(210)の一端に同軸線上に繋がれて電磁波を放射する送信アンテナ(210a)、および前記第２導波管(220)の一端に同軸線上に繋がれて電磁波を受信する受信アンテナ(220a)と、を含む構造の周波数探針器(200)であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項３】
前記周波数探針器(200)には、前記周波数探針器(200)が前記チャンバ(100)内で移送されるように他側に移送部(500)を更に備えることを特徴とする請求項２記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項４】
前記移送部(500)は、前記周波数探針器(200)が前記チャンバ(100)内で移送されるように他側に同軸線上に結合される移動ロッド(510a)と；
前記移動ロッド(510a)の移動が強制され得るように結合される駆動手段(510)と；
前記周波数分析器(400)に運動して前記駆動手段(510)に駆動源が供給されるように前記駆動手段(510)に配管され、電源供給回路が前記インターフェース装置(610)によって前記コンピュータ(600)に繋がれる駆動源供給器(520)と；
を含むことを特徴とする請求項３記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項５】
前記駆動手段(510)は油圧シリンダであることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項６】
前記駆動手段(510)は空圧シリングであることを特徴とする請求項４記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項７】
前記駆動手段(510)はステップモータであり、ラックが前記周波数探針器(200)の他側に結合され、ピニオンが前記ステップモータに結合されることを特徴とする請求項４記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項８】
前記周波数探針器(200)には、前記各導波管(210、220)に単一外装される誘電体チュープ(230)が更に含まれることを特徴とする請求項２記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項９】
前記電磁波送受信手段は、アンテナ構造を用いて電子密度別固有周波数であるカットオフ周波数を測定できるルーフアンテナであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項１０】
前記電磁波送受信手段は、アンテナ構造を用いて電子密度別固有周波数であるカットオフ周波数を測定できるスーパーターンスタイルアンテナであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項１１】
前記電磁波送受信手段は、アンテナ構造を用いて電子密度別固有周波数であるカットオフ周波数を測定できるハ木アンテナであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【請求項１２】
前記電磁波送受信手段は、アンテナ構造を用いて電子密度別固有周波数であるカットオフ周波数を測定できるパラボラアンテナであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマの密度と固有周波数との相関関係を利用するために、プラズマの固有周波数に相応する電磁波を認可する場合にカットオフ(cut-off)される周波数寄域をスキャンすることにより、プラズマの密度を測定およびモニタリングする技術に係り、より詳細には、プラズマに電磁波を加えながらスキャンするためのアンテナ構造の周波数探針器を備え、プラズマの固有周波数に該当する電磁波が加えられる場合にカットオフされる周波数帯域を分析するための分析道具を備えるプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては、工程の微細化および低温化のために、プラズマが広く用いられている。半導体素子を製造するのに使用される装備としては、ウエハの所定の領域に所望の不純物を注入するイオン注入装置、熱酸化膜を成長させるための炉(furnace)、導電膜または絶縁膜をウエハ上に蒸着させるための蒸着装置および前記蒸着された導電膜または絶縁膜を所望の形態にパターニングするための露光装置および蝕刻装置がある。
【０００３】
これらの装置の中でウエハ上に所定の物質膜を蒸着したり、ウエハに形成された所定の物質膜を蝕刻する装備としては、真空状態の密閉したチャンパ内にプラズマを形成し、反応ガスを注入して物質膜を蒸着したり蝕刻するプラズマ装置が広く用いられている。これは、プラズマを利用して物質膜を蒸着する場合、ウエハに形成した不純物の領域内の不純物がこれ以上拡散しないなど、低温で工程を進行させることができ、大口径のウエハに形成される物質膜の厚さ均一度が優秀であるためである。
【０００４】
これと同様に、プラズマを用いてウエハ上に形成された所定の物質膜を蝕刻する場合、ウエハの全体にかけて蝕刻率の均一度が優秀であるためである。
【０００５】
このようなプラズマ装置のプラズマ内の電子密度、イオン密度を測定できる装置として最も広く用いられているのがラングミュールプローブ(Langmuir probe)である。ラングミュールプロープのプラズマ特性の測定原理は、外部からプラズマチャンバ内のプラズマに探針を挿入し、外部から探針に供給される直流電源を可変化して負電位から正電位に、略−２００Ｖ〜２００Ｖの範囲で電圧を変更して測定する。
【０００６】
この際、負電圧が探針の先に加えられれば、プラズマ内の陽イオンが探針で捕集されてイオンによる電流が発生する。また、正電圧が探針の先に加えられぱ、プラズマ内の電子が探針で捕集されて電子による電流が発生する。また、この際に生じた電流を測定し、探針に加えられた電圧との相関関係を分析することによってプラズマの濃度を測定することができる。
【０００７】
ところで、従来のラングミュールプロープは、チャンバ内に探針を挿入してプラズマの濃度を測定するので、工程が進行する間に、リアルタイムでプラズマの濃度を測定することができる。しかし、ＲＦ(radio frequency)オシレーションによるノイズの問題、半導体工程において薄膜物質の蒸着工程の際に探針に蒸着されるという問題、乾式蝕刻工程の際に探針が蝕刻されて小さくなるという問題点をかかえているので、実際、量産工程に適用して用いることは難しい。
【０００８】
その他、プラズマエ程のモニタリングのための道具として、プラズマオシレーション探針、プラズマ吸収探針などが開発されているものの、実際、量産工程には適切に活用できないという短所をかかえている。
【０００９】
従来のプラズマオシレーション探針は電子ビームを用いる構造であって、電子ビームを作るために熱線を用いるが、約５０ｍＴ以上の高い圧力下では熱線が切れてしまうなど動作条件が狭く限定されるという問題点がある。また、熱電子を放出させるために、加熱する際に熱線の蒸発によって反応容器の汚染するという問題点がある。
【００１０】
そして、従来のプラズマ吸収探針は、作動以前に正確なプラズマ密度診断道具にて矯正しなければならないという煩わしい問題点がある。これを改善した構造もあるが、改善された構造では測定密度の絶対値を求めるために種々の段階の計算過程が必要となり、この際には、物理的に仮定される条件が内包されて実効性が落ちるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明は、かかる従来の問題点に鑑みて案出されたもので、本発明の第１の目的は、電子密度に基づいたプラズマの周波数を電磁波の送受信構造として分析し、プラズマの当該電子密度を測定およびモニタリングするアンテナ構造の周波数探針器を有する構造のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の第２の目的は、プラズマチャンバ内で周波数探針器を移送させることにより、電子密度の空間分布を測定およびモニタリングできる周波数探針器に移送部が結合される構造のプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
これらの本発明の目的は、電子密度が変化するプラズマを内包したチャンバと；前記プラズマの密度と放射される電磁波の周波数とが相関関係を有するように前記チャンバに一側が実装されるアンテナ構造の電磁波送受信手段と；前記電磁波送受信手段に所定帯域の各周波数別の電磁波が連続放射されるように電気的に繋がれる電磁波発生器と；前記電磁波送受信手段に受信される電磁波の周波数をスキャンして振幅別に分析するように前記電磁波送受信手段に電気的に繋がれる周波数分析器と；前記電磁波発生器および周波数分析器にインターフェース装置によって繋がれて前記電磁波の周波数別の送り出しを指令し、分析された電磁波の周波数と前記電子密度との相関関係を演算によって導出するコンピュータと；を含むことを特徴とするプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置によって達成される。
【００１４】
ここで、前記電磁波送受信手段は、前記電磁波発生器に電気的に繋がれる第１導波管、および前記第１導波管と併設されて前記周波数分析器に電気的に繋がれる第２導波管と、前記第１導波管の一端に同軸線上に繋がれて電磁波を放射する送信アンテナ、および前記第２導波管の一端に同軸線上に繋がれて電磁波を受信する受信アンテナとを含む構造の周波数探針器であることが好ましい。
【００１５】
そして、前記周波数探針器には、前記周波数探針器が前記チャンバ内で移送されるように他側に同軸線上に結合する移動ロッドと、前記移動ロッドの移動が強制され得るように結合される油圧シリンダと、前記周波数分析器と連動して前記油圧シリングに油圧が供給されるように前記油圧シリンダに配管され、電源供給回路が前記インターフェース装置によって前記コンピュータに繋がれる油圧供給期とを含む移送部が更に具備されることが好ましい。
【００１６】
また前記周波数探針器には、各導波管に単一外装される誘電体チューブが更に含まれるのが好ましい。
【００１７】
本発明のその他の目的や特定の長所、新規な特徴などは、添付の各図面と連関付けられる以下の詳細な説明および好ましい実施例から更に明らかになるであろう。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置によれば、プラズマ電子密度を電子密度別の固有周波数の検出にて測定できる構造であるので、半導体製造工程の薄膜プラズマ化学蒸着法、乾式蝕刻工程でのプラズマエ程装置に適用して用いることができるという特徴がある。
【００１９】
また、プラズマ電子密度の時間別モニタリング装備として使用可能であるので、即時的な工程装置状態のチェックが可能となり、より信頼性のある工程装備としての活用が可能であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係るプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置について、添付図を参照しながら詳しく説明する。
【００２１】
図１は本発明に係るプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置１０００の構成図である。図１に示すように、測定およびモニタリング装置１０００は、変化するプラズマ２０００の該当電子密度別の固有周波数を分析し、リアルタイムでモニタリングするために、電磁波送受信手段として周波数探針器２００を用いる構造である。
【００２２】
プラズマ２０００に対して電磁波を周波数別に放射する場合、プラズマ２０００を透過できない電磁波の周波数がプラズマのカットオフ周波数である。該カットオフ周波数はプラズマ２０００の当該電子密度の指標となる固有周波数である。
【００２３】
これにより、当該電子密度とカットオフ周波数の相関関係を利用して電子密度を測定およびモニタリングできるように、本発明では、電磁波を送／受信してカットオフ周波数を探索する手段として周波数探針器２００を用いる。そして、該周波数探針器２００は電磁波を送信および受信するためにアンテナ構造を有する。
【００２４】
かかる測定およびモニタリング装置１０００は、プラズマ２０００が内包されたチャンバ１００と、チャンバ１００に一側が実装されて電磁波を送／受信する周波数探針器２００と、周波数探針器２００に電気的に繋がれて電磁波を送り出す電磁波発生器３００と、周波数探針器２００で受信される電磁波を周波数別に分析する周波数分析器４００とを含んで構成される。また、周波数探針器２００がチヤンバ１００内で移送されながら特定位置別に電磁波を送／受信することにより、電子密度の空間分布を検出するように周波数探針器２００には移送部５００が結合する。
【００２５】
チヤンバ１００内において、プラズマ２０００は半導体工程によって電子密度が継続的に変化する。電子密度の診断道具として、チヤンバ１００には周波数探針器２００が実装されている。
【００２６】
周波数探針器２００は、併設される第１導波管２１０および第２導波管２２０と、各導波管２１０、２２０に独立して繋がれるロッド構造の送信アンテナ２１０ａおよびロッド構造の受信アンテナ２２０ａを含む構造である。各アンテナ２１０ａ、２２０ａは、電磁波を送／受信するためのものであって、単複別に１個ずつ具備される。
【００２７】
各導波管２１０、２２０の切断部において同軸線上にそれぞれ繋がれているものが、それぞれのアンテナ２１０ａ、２２０ａである。このうち、送信アンテナ２１０ａは電磁波を放射する構造であって、電磁波発生器３００が繋がれた第１導波管２１０に繋がれている。一方、受信アンテナ２２０ａは電磁波を受信するための構造であって、周波数分析器４００が繋がれた第２導波管２２０に繋がれている。
【００２８】
そして、電磁波発生器３００は第１導波管２１０に電気的に繋がれて電磁波を送り出す。送り出された電磁波は、第１導波管２１０に繋がれた送信アンテナ２１０ａからプラズマ２０００に放射される。本発明では、半導体工程に用いられるプラズマ２０００の電子密度を勘案し、電磁波発生器３００から約５ＭＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数帯域の電磁波が発生する。
【００２９】
電磁波発生器３００から電磁波が第１導波管２１０に送られ、送信アンテナ２１０ａからの放射に対応し、第２導波管２２０には周波数分析器４００が電気的に繋がれている。第２導波管２２０には、前述したように、受信アンテナ２２０ａが繋がれている。受信アンテナ２２０ａでは、送信アンテナ２１０ａから電磁波がプラズマ２０００に放射されれば、これを再び受信する。受信された電磁波は第２導波管２２０を通じて周波数分析器４００に送り出される。周波数分析器４００は、受信した電磁波を周波数帯域対比の振幅に分析する。図４には、分析された帯域別振幅がグラフに示されているが、前述したカットオフ周波数、すなわち当該電子密度に該当する周波数は受信アンテナ２２０ａで受信される信号の大きさが著しく減少し、前記グラフでは最も低い振幅を有することにより、これを通じて当該電子密度を換算して収得することができる。
【００３０】
電磁波発生器３００および周波数分析器４００には、インターフェース装置６１０を介してコンピュータ６００が繋がれている。コンピュータ６００には、プラズマ２０００の電子密度と分析された電磁波周波数との相関関係に関する数式が入力されているので、分析された周波数を電子密度に変換するための演算処理が行われる。また、第１導波管２１０に対する電磁波発生器３００の周波数帯域別電磁波の送り出しを指令する。
【００３１】
そして、周波数探針器２００の他側には、周波数探針器２００が軸線方向に沿って移送できるようにする移送部５００が設けられている。移送部５００は油圧を利用する構造であって、そのためには、周波数探針器２００の他側に同軸線上に結合された移動ロッド510aと、移動ロッド５１０ａの移動を油圧力で強制するために移動ロッド５１０ａが挿入された油圧シリンダ５１０と、油圧シリンダ５１０に油圧力を提供するための、配管連結された油圧供給器５２０とで構成される。
【００３２】
この際、油圧供給器５２０の電源供給回路はインターフェース装置６１０を介してコンピュータ６００に繋がれてコンピュータ６００の指令を受ける。移送部５００は、周波数探針器２００がチャンパ１００内で移送しながらプラズマ２０００電子密度の空間分布を検出するためのものである。
【００３３】
チャンバ１００内のプラズマ２０００は半導体工程によって電子密度が変化され、変化された当該電子密度の測定、すなわち時間によって変化する電子密度の測定のために、送信アンテナ210aから周波数帯域を変えながら電磁波が放射され、これは受信アンテナ220aで受信される。
【００３４】
そして、前記プラズマ２０００は、チャンバ１００内の空間における位置によって電子密度が異なっている。このように、空間分布が異なっているので、これを測定およびモニタリングするために移送部５００が具備される。この際、移送部５００の油圧供給器５２０には電源供給回路が内蔵されており、電源供給回路はコンピュータ６００に繋がれている。これにより、コンピュータ６００にプログラミングされた作動コードに基づいて移動ロッド５１０ａが作動する。
【００３５】
また、本発明に係る測定およびモニタリング装置１０００が、時間別電子密度の測定およびモニタリングと、位置別電子密度の測定およびモニタリングとがその動作モードを異にして進行され得るか、または併行され得る。かかる本発明の構造を用い、各モードの交互進行および併行進行がすべて具現されるが、これはコンピュータ６００へのプログラム入力によって可能となる。
【００３６】
図２は本発明に係る周波数探針器２００とチャンバ１００との結合関係を示す構成図である。同図に示すように、周波数探針器２００は、チャンパ１００の側部にその一側か実装されている。チャンバ１００内には、電子密度が変化するプラズマ２０００が内包されている。そして、チャンバ１００において周波数探針器２００が挿入された側部にガイド構造が形成されている。これは、周波数探針器２００が軸線方向に沿って直線移送されるようにガイドするためのものである。
【００３７】
周波数探針器２００は、電磁波を放射する送信アンテナ２１０ａおよび第１導波管２１０と、電磁波を受信する受信アンテナ２２０ａおよび第２導波管２２０とで構成されるアンテナ構造を有している。これは、プラズマ２０００の電子密度と電子密度別周波数とが相関関係を有するように導出された電磁波送受信構造である。
【００３８】
各導波管２１０、３２０は併設される構造であるので、送信アンテナ２１０ａおよび受信アンテナ２２０ａも並列位置関係を有する。本発明では、例示として各アンテナ２１０ａ、２２０ａが約ｌｍｍ〜５ｍｍ程度の間隔を置いており、共に５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の長さを有している。前記間隔は製作上具現されたものであり、より小さいほど良い。そして、各アンテナ２１０ａ、２２０ａの長さは、用いる電磁波の波長によって異なるようにしても良い。
【００３９】
また、周波数探針器２００において、各導波管２１０、２２０には誘電体チューブ２３０が外装されている。誘電体チュープ２３０はアルミナまたは水晶からなり、比較的に高温のプラズマ２０００から各導波管２１０、２２０を保護し、各アンテナ２１０ａ、２２０ａが位置した電磁波供給端部以外に、導波管２１０、２２０のその他の部位がノイズ、熱によって影響を受けないように具備されたものである。各導波管２１０、２２０は併設されているものの、これは単一の誘電体チュープ２３０が用いられた構造である。
【００４０】
図３は本発明に係る周波数探針器２００の移送状態を示す構成図である。同図に示すように、周波数探針器２００の他側には移送部５００が繋がれている。
【００４１】
移送部５００は、移動ロッド５１０ａと、挿入された移動ロッド５１０ａを油圧力で押し出したり引っぱったりする油圧シリンダ５１０と、油圧ッリンダ５１０に油圧力を提供する油圧供給器５２０とで構成される。
【００４２】
この際、油圧供給器５２０の電源供給回路はインターフェース装置６１０を通じてこ=コンピュータ６００に繋がれている。したがって、コンピュータ６００の指令によって油圧供給器５２０からの油圧が油圧シリンダ５１０に供給され、移動ロッド５１０ａによって周波数探針器２００が移送され得る。周波数探針器２００は、チャンバ１００側部のガイド構造によってガイドされ、単一軸線方向に移送される。
【００４３】
これにより、移送と共に電磁波を送／受信する構造が設けられる。この際、チャンバ１Ｏ０内部の特定の地点において、周波数の強度を最低から最高まで変えながらカットオフ周波数を測定し、次の位置に移送してカットオフ周波数を測定するなどの移送と電子密度の測定とが併行される場合、プラズマ２０００の電子密度の空間分布を検出することができる。
【００４４】
図４は本発明に係る測定およびモニタリング装置１０００によって分析された周波数に関するグラフである。同図に示すように、Ｘ軸は周波数帯域(Ｈｚ単位)であり、Ｙ軸は受信アンテナ２２０ａに受信された電磁波( a .u.単位)の振幅である。周波数の強度が大きくなるほど振幅が大きくなるが、途中の約１．５×１０９Ｈｚ程度の周波数強度からは減少し、２．５×１０９Ｈｚ程度の周波数強度領域において最小となることが分かる(矢印で表示された部位)。このように受信された電磁波を周波数帯域対比の振幅にて表したもののうち最も低い振幅を表す部分が、カットオフ周波数である。
【００４５】
前記カットオフ周波数は、前述したように、送信アンテナ２１０ａからプラズマ２０００に電磁波を放射した場合、プラズマ２０００を透過できない帯域の周波数である。これにより、受信アンテナ２２０ａではこれを受信できなかったり、または非常に弱い信号のみ受信されるようになるが、かかるカットオフ周波数がプラズマ２０００の電子密度を検出する際に指標として機能する。
【００４６】
本発明では、電磁波発生器３００から電磁波が発生し、電磁波は第１導波管２１０を介して送信アンテナ２１０ａに強度別に継続して送り出され、プラズマ２０００に放射される。
【００４７】
前記放射される電磁波は受信アンテナ２２０ａで継続して受信され、第２導波管２２０に繋がれた周波数分析器４００に送り出され、周波数帯域別にスキャンされる。かかるスキャンデータはコンピュータ６００に転送され、図４に示すようなグラフとして表示され、スキャン終了後に最も低い振幅の周波数帯域にて前記グラフに表示されるものが、カットオフ周波数である。
【００４８】
図５は本発明に係るモニタリング装置１０００で測定した電子密度に関するグラフである。同図に示すように、Ｘ軸は、プラズマ２０００のイオン加速化に所要されるプラズマ発生所要電力(Ｗａｔｔ単位)であって、約５０Ｗａｔｔ〜５００Ｗａｔｔの電力供給範囲が表示されている。Ｙ軸は、プラズマ２０００の電子密度(ｃｍ-３単位)であって、約１００Ｗａｔｔ〜５００Ｗａｔｔの範囲の所要電力対比電子密度が表示されている。所要電力が大きくなるほどイオン化が加速されるので、プラズマ２０００の電子密度もまた増加することが分かる。
【００４９】
前記プラズマ発生所要電力は、プラズマ２０００の電子密度を増加させる因子であり、これにより、チャンバ１００内のプラズマ２０００の電子密度は継続的に変化する。
【００５０】
電磁波発生器３００においては、一定の周波数帯域幅を決めてその中から周波数の強度別に電磁波を発生させる。そして、送信アンテナ２１０ａを通じて放射することにより、かかるプラズマ２０００の電子密度の変化に対応し、当該電子密度別のカットオフ周波数を検出することができる。これは、時間別に電子密度が変化することにより、同様に、時間別の電子密度の検出が可能となるので、結局、電子密度のリアルタイムモニタリングが具現可能となる。
【００５１】
以上のような本発明に係るプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置１０００において、チャンバ１００の側部に移送部５００が結合された１個の周波数探針器２００の実装された構造が例示されている。しかし、その他、チャンバ１００の側部、上部、下部にそれぞれの周波数探針器２００が垂直に実装され、各周波数探針器２００別に移送部５００が結合してチャンバ１００内のそれぞれの軸方向に周波数探針器２００が移送しながら、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸の３次元電子密度空間分布を測定する構造も本発明に属することは言うまでもない。
【００５２】
また、電磁波送受信手段として周波数探針器２００が挙げられているが、その他、電磁波を送信および受信するアンテナ構造のル−フアンテナ、スーパーターンスタイルアンテナ、八木アンテナ、パラボラアンテナなどより選択して使用し得るなど、プラズマ２０００の電子密度測定において、アンテナ構造を用いて電子密度別の固有周波数であるカットオフ周波数を測定する構造は、本発明に包含され得る。
【００５３】
そして、移送部５００として、油圧力を駆動力として用いる油圧シリンダ５１０構造が挙げられているが、その他、空圧シリンダ、ステップモータを駆動源にしてラックが周波数探針器２００の他側に結合し、ピニオンがステップモータに結合する構造などで取り換える用いることができる。
【００５４】
たとえ本発明が前述した好ましい実施例と関連付けられて説明されているものの、本発明の要旨および範囲から逸脱することなしに、他の様々な修正および変形が可能となるであろう。したがって、添付の請求の範囲は本発明の真の範囲内に属するそのような修正および変形をも含んでいると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係るプラズマ電子密度測定およびモニタリング装置の構成図である。
【図２】本発明に係る周波数探針器とチャンバとの結合関係を示す構成図である。
【図３】本発明に係る周波数探針器の作動状態を示す構成図である。
【図４】本発明に係るモニタリング装置によって分析された周波数に関するグラフである。
【図５】本発明に係るモニタリング装置によって測定された電子密度に関するグラフである。
【図１】
2005056838.tif 000003
【図２】
2005056838.tif 000004
【図３】
2005056838.tif 000005
【図４】
2005056838.tif 000006
【図５】
2005056838.tif 000007