(57)【要約】【課題】【解決手段】装着板を有する多プローブアッセンブリー（１０）は、装着板上に装着された複数のプローブカートリッジアッセンブリーを有する。プローブカートリッジアッセンブリーは、一般に、装着部材と、プローブ絶縁体（３０）と、プローブ（４０）と、フェルール（５０）と、リード絶縁体（６０）と、保持部材（７０）と、電気リードを備えたワイヤーとを有する。電気リードは、フェルールの腔内に位置され、フェルールの傾斜面は、装着部材と保持部材とによって規定された領域内でプローブの傾斜面に接触される。保持部材と装着部材とは、電気リードとフェルールとプローブとの間の適当な電気相互接続を確実にするためにクランプ力を提供するように、互いに調節可能に適合されている。
2004528535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内腔と開口部とが貫通するように延びている装着部材と、
内腔と開口部とが貫通するように延び、第１の部分が前記装着部材の内腔内に収容され、第２の部分が装着部材の開口部を通って延びるように位置されたプローブ絶縁体と、
チップと、傾斜面を備えた内腔とを有し、第１の部分が前記プローブ絶縁体の内腔内にあり、またチップがプローブ絶縁体の開口部を通って延びるように位置されたプローブと、
外側傾斜面と内腔とを有し、前記プローブ絶縁体の内腔内に収容され、また前記外側傾斜面が前記プローブの内腔の傾斜面と接触するように位置されたフェルールと、
貫通孔を有し、前記プローブ絶縁体の内腔内に収容されて一部分が前記フェルールと当接するように位置されたリード絶縁体と、
貫通孔を有し、リード絶縁体に当接し、一部分が前記装着部材の内腔内に収容されて、装着部材と調節可能に適合されるように位置される保持部材と、
電気リードを有し、前記保持部材の貫通孔と、前記リード絶縁体を通って延びるワイヤーとを具備し、このワイヤーの電気リードは、前記フェルールの内腔内を延び、このフェルールに電気的に接続されている、プローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項２】
前記装着部材の内腔は、内ねじを有し、前記保持部材は外ねじを有し、この保持部材の外ねじは装着部材の内ねじと適合し、かくして、保持部材を装着部材と調節可能に適合させる請求項１のプローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項３】
前記保持部材は、ツール係合部を有する請求項２のプローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項４】
前記装着部材は、ツール係合部を有する請求項１のプローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項５】
前記プローブ絶縁体の第１の部分は、前記装着部材の内ねじと適合する外ねじを有する請求項１のプローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項６】
前記フェルールの外側傾斜面は円錐形で、前記プローブの内腔の傾斜面は円錐形である請求項１のプローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項７】
前記フェルールは、変形可能な材料でできている請求項１のプローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項８】
前記フェルールの内腔は、フェルールの長さにわたって延び、前記電気リードは、フェルールの内腔を通って延びている請求項１のプローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項９】
前記装着部材は、外ねじを有する請求項１のプローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項１０】
複数の装着孔を有する装着板と、複数の装着孔の各孔内に夫々装着された複数のプローブカートリッジアッセンブリーとを具備し、これらのプローブカートリッジアッセンブリーのうち少なくとも１つのプローブカートリッジアッセンブリーは、
内腔と開口部とが貫通するように延びている装着部材と、
内腔と開口部とが貫通するように延び、第１の部分が前記装着部材の内腔内に収容され、第２の部分が装着部材の開口部を通って延びるように位置されたプローブ絶縁体と、
チップと、傾斜面を備えた内腔とを有し、第１の部分が前記プローブ絶縁体の内腔内にあり、またチップがプローブ絶縁体の開口部を通って延びるように位置されたプローブと、
外側傾斜面と内腔とを有し、前記プローブ絶縁体の内腔内に収容され、前記外側傾斜面が前記プローブの内腔の傾斜面と接触するように位置されたフェルールと、
貫通孔を有し、前記プローブ絶縁体の内腔内に収容され、一部分が前記フェルールと当接するように位置されたリード絶縁体と、
貫通孔を有し、リード絶縁体に当接し、一部分が前記装着部材の内腔内に収容して、装着部材と調節可能に適合されるように位置された保持部材と、
電気リードを有し、前記保持部材の貫通孔と前記リード絶縁体とを通って延び、電気リードは前記フェルールの内腔内を延び、このフェルールに電気的に接続されているワイヤーとを具備する、プローブカートリッジアッセンブリー。
【請求項１１】
前記装着部材の内腔は内ねじを有し、前記保持部材は外ねじを有し、この保持部材の外ねじは装着部材の内ねじと適合し、かくして、保持部材を装着部材を調節可能に適合させる請求項１０の多プローブアッセンブリー。
【請求項１２】
前記保持部材は、ツール係合部を有する請求項１１の多プローブアッセンブリー。
【請求項１３】
前記装着部材は、ツール係合部を有する請求項１０の多プローブアッセンブリー。
【請求項１４】
前記プローブ絶縁体の第１の部分は、前記装着部材の内ねじと適合する外ねじを有する請求項１０の多プローブアッセンブリー。
【請求項１５】
前記フェルールの外側傾斜面は円錐形で、前記プローブの内腔の傾斜面は円錐形である請求項１０の多プローブアッセンブリー。
【請求項１６】
前記フェルールは、変形可能な材料でできている請求項１０の多プローブアッセンブリー。
【請求項１７】
前記フェルールの内腔は、フェルールの長さにわたって延び、前記電気リードは、フェルールの内腔を通って延びている請求項１０の多プローブアッセンブリー。
【請求項１８】
前記装着部材は、外ねじを有し、前記複数の装着孔のうち少なくとも１つの装着孔は、前記装着部材の外ねじと適合する内ねじを有する請求項１０の多プローブアッセンブリー。
【請求項１９】
内腔と開口部とが貫通するように延びている装着部材と、  内腔と開口部とが貫通するように延び、前記装着部材の内腔内に着席されるプローブ絶縁体と、
チップと、傾斜面を備えた内腔とを有し、前記プローブ絶縁体の内腔内に、このプローブ絶縁体の開口部及び前記装着部材の開口部とを通ってチップが延びるように着席されるプローブと、
外側傾斜面と内腔とを有し、この外側傾斜面が前記プローブの内腔の傾斜面と接触するように前記プローブ絶縁体の内腔内に位置されたフェルールと、
前記プローブ絶縁体の内腔内に位置される部分を有し、前記フェルールをプローブとの間にはさみこむリード絶縁体と、
前記装着部材と調節可能に適合し、前記リード絶縁体に当接し、プローブ絶縁体とプローブとフェルールとリード絶縁体とを前記装着部材の内腔内に保持するように位置される保持部材と、
前記フェルールに電気的に接続された電気リードを有するワイヤーとを具備するプローブカートリッジアッセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、環境を分析するためのプローブを有するプローブカートリッジアッセンブリーと、少なくとも１つのこのようなプローブカートリッジアッセンブリーを有する多プローブアッセンブリーとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気プローブは、半導体製造業で使用されるような低温プラズマの特徴を調べるために使用される測定ツールである。これら電気プローブは、様々の構造及び幾何学的な形状で利用されている。これら構造と幾何学的な形状とは夫々に、他のものと比較して利点と欠点とを有する。このような構造の１つの例は、単一ラングミュア探針（Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｐｒｏｂｅ）と呼ばれている単一の円筒形プローブである。
【０００３】
このような単一のプローブの一例は、石英管内に収容されたタングステンワイヤーの構造を有する。この石英管は、０．２５インチの外径を有する。また、０．０３０インチの直径を有するタングステンワイヤーが、石英管の端からほぼ０．０７６インチまで延びて、プラズマにさらされる０．０５ｃｍ２の表面面積を有するプローブチップを形成している。このプローブは、真空のベローズを通してプラズマ中に挿入される。このベローズによって、プローブチップは、プラズマを通って一方向のみへ向かうように線形移動し得る。このプローブチップは、チャックの表面の上方５ｍｍのところに保持される。発明者達によって使用される手続きは、チャックの中心と、この中心から端まで所定インチの間隔を空けたところ、例えば８インチのウエハの場合は中心から０、１、２、３及び４インチのところにおける、プローブの電流―電圧の特性を記録するためのものだった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発明者達は、単一のプローブ構造物がチャンバ側のフィードスルーの所定のアズミタル（ａｚｍｉｔｈａｌ）位置内に設けられることから、異なる（ａｚｍｉｔｈａｌ）軸に沿った測定には源の物理的な再配置（回転）が必要であると判断した。新しい測定のセットが作られる前に、全ての流体及び電気接続を取り除くこととシステムを環境にさらすこととを含む多くの機械的な作業が行われる必要がある。発明者の経験によると、これらの機械的な作業は、新しい各回転軸のために数時間を浪費する。中心から端部へ４方向（＋ｘ乃至―ｘ、及び＋ｙ乃至―ｙ）にわたるプローブ測定のセットは、単一のプローブを用いると、丸一日を浪費する。更に、源は、空けられるたびに、源の物理的な再配置でおこる小さな変化による測定の不整合と、チャックと源の底部とに対するプローブの垂直位置とを案内するために、電位のあるところに物理的に再配置される。
【０００５】
こうした潜在的なエラーの元をなくし、全測定時間を短くするために、発明者は、以下に説明されるようなプローブカートリッジアッセンブリーを有し、多数のプローブを有するアッセンブリーを構成した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、効果的に、複数のプローブカートリッジアッセンブリーを収容するように構成され、多数のプローブを有するアッセンブリーを提供する。多プローブアッセンブリーは、一般に、複数の装着孔を有する装着板と、複数の装着孔のうち対応する１つの孔に各々に装着された複数のプローブカートリッジアッセンブリーとを有する。
【０００７】
更に、本発明は、効果的に、一般に装着部材とプローブ絶縁体とプローブとフェルールとリード絶縁体と保持部材と電気リードを備えたワイヤーとを具備するプローブカートリッジアッセンブリーを提供する。プローブカートリッジアッセンブリーは、修繕及び交換のために、多プローブアッセンブリーから個々に取り外され得る。
【０００８】
本発明のプローブカートリッジアッセンブリーは、装着孔内の内ねじとかみ合うように構成された外ねじを備えた外側面を有する装着部材を有する。装着部材はまた、内腔と、装着部材の前面から内腔へ延びた孔即ち開口部とを有する。装着部材の内腔は、好ましくは、内ねじを有する。好ましくは、装着部材は外側面に、装着部材を装着孔に挿入したり取り除いたりするために用いられ得るツール係合部を有する。
【０００９】
本発明のプローブ絶縁体は、装着部材の内腔内に位置される第１の部分を有する。プローブ絶縁体は、装着板と装着部材とプローブ絶縁体とが組立てられると装着部材の開口部と装着板の開口部とを通って延びるように構成された第２の部分を有する。プローブ絶縁体は、内腔と、プローブ絶縁体の前面端部からこれを通ってこれの内腔まで延びた開口部とを有する。
【００１０】
本発明のプローブは、プローブ絶縁体の内腔内に適合するように構成された第１の部分を有する。プローブは更に、プローブとプローブ絶縁体が組立てられるとプローブ絶縁体の開口部を通って延びるように構成され、好ましくは円筒形である第２の部分を有する。この第２の部分は、この終端部にプローブチップを有する。プローブは、傾斜面を備えた内腔を有する。組立てられると、プローブは、第１の部分がプローブ絶縁体の内腔内に収容され、チップがプローブ絶縁体の開口部を通って延びるように位置される。プローブは、導電性の材料で形成される。
【００１１】
本発明のフェルールは、組立てられるとプローブの内腔の傾斜面と当接するように構成された外側傾斜面を有する。フェルールは、変形可能かつ導電性の材料で形成されている。フェルールは更に、内腔を有する。プローブアッセンブリーが組立てられると、電気リードは好ましくは、フェルールの中をこれの内腔を通って延びる。
【００１２】
本発明のリード絶縁体は、プローブ絶縁体の内腔内に適合するように構成された部分を有する。リード絶縁体は、前面から後面まで延びた貫通孔を有する。プローブアッセンブリーが組立てられると、リード絶縁体は、これの一部がプローブ絶縁体の内腔内に収容されて、フェルールの後面に当接するように位置される。
【００１３】
本発明の保持部材は、装着部材の内腔内に適合するように構成された外面を有する。この外面は、前面部分に、装着部材の内腔の内ねじとかみ合うように構成された外ねじを有する。外面は更に、ツール係合部を有する。保持部材は、これの前面から後面まで延びた貫通孔を有する。プローブアッセンブリーが組立てられると、保持部材は、この保持部材の表面がリード絶縁体の隣接面に当接し、一部分が装着部材の内腔内に収容されて、装着部材と調節可能にかみ合うように位置される。
【００１４】
本発明のワイヤーは、電気リードを有し、保持部材の貫通孔と、リード絶縁体の貫通孔とを通って延びている。ワイヤーの電気リードは、フェルールの内腔内を延び、このフェルールに電気的に接続されている。
【００１５】
本発明のシステムは、効果的に、保持部材と装着部材とが、電気リードとフェルールとプローブとの間の適当な電気相互接続を確実にするクランプ力を提供するように調節可能に互いにかみ合わされる構造を提供する。保持部材が、ツール係合部を用いて装着部材に固定されると、保持部材と装着部材とは、プローブ絶縁体とリード絶縁体との間で、プローブとフェルールとを内方に押圧する。プローブとフェルールとにかかる押圧力は、プローブの傾斜面が変形可能なフェルールの外側傾斜面を圧迫するようにさせ、かくして、フェルールに電気リードを圧迫させ、プローブとフェルールと電気リードとの間のよい電気相互接続を確実にする。保持部材が所定値まで回転されると、フェルールは電気リードを捕えるように変形され、かくして、プローブと、かくしてプローブチップとのよい接触が与えられる。プローブ絶縁体とリード絶縁体とは、電気絶縁性もしくは非導電性の材料で形成され、かくして、プローブとフェルールとのまわりに電気絶縁性の障壁が与えられる。
【００１６】
本発明のより複雑な認識とこれに伴う多くの利点とが、特に添付図面に関連して考えられるときに、以下の詳細な説明を参照して明らかにされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
ラングミュア探針は、様々のプラズマ源及びチャンバ内のイオン電流密度を測定するために使用される。発明者達の経験では、一度に複数のプローブを、発生されたプラズマ中に収容することはこれまでずっと困難だった。かくして、発明者達は、１つのプラズマ内の異なる場所でイオン電流密度を測定するために例えば１７のプローブを有する多プローブアッセンブリーを作った。本発明は、発明者達によって認識された上記の問題を解決する効果的な構造を与える好ましい一実施形態を参照して説明される。
【００１８】
図面を参照すると、図１乃至５は、本発明に係るプローブカートリッジアッセンブリー１００を有する多プローブアッセンブリー１０の一実施形態を示す。多プローブアッセンブリー１０は、一般に、複数の装着孔１８を有する１つの装着板１１と、複数の装着孔の各孔内に各々に装着された複数のプローブカートリッジアッセンブリー１００とを有する。本発明のプローブカートリッジアッセンブリーは、一般に、装着部材２０と、プローブ絶縁体３０と、プローブ４０と、フェルール５０と、リード絶縁体６０と、保持部材７０と、電気リード８２を備えたワイヤー８０とを有する。
【００１９】
前記多プローブアッセンブリー１００は、第１の側面１２と第２の側面１４とを有する装着板１１を有する。この装着板１１の第１の側面１２は、分析される雰囲気の方に向けられる。この装着板１１は、複数の孔、即ち開口部１６を有し、これら開口部は好ましくは円筒形で、装着板１１中を通るように延び、装着孔１８に接続されている。これら装着孔１８は、好ましくは円筒形で、装着板１１の第２の側面１４と同一面となり、装着板１１内を延びている。装着孔１８には、内ねじ１９が形成されているが、他方で開口部１６は、好ましくは滑らかな内面を有する。図１に示された装着孔１８は、装着孔１８が中心の装着孔からＸ軸とＹ軸とに沿って夫々外方に延びるような位置に配置されるように、直交する線上に配置されている。代わって、装着孔の数と方向付けとは、プローブによる測定に望まれる精度に応じて変えられ得る。
【００２０】
取付けナットもしくは他の構造体のような装着部材２０は、好ましくは、外ねじ２３を有する円筒形の外側面２２を有する。外側面２２と外ねじ２３とは、装着孔１８内に適合し、この中で内ねじ１９と係合するように構成されている。また、装着部材２０は、好ましくは円筒形の内腔２８と、装着部材２０の前面２１から装着部材２０中を通るように延びて内腔２８に接続した孔、即ち開口部２６とを有する。装着部材２０の内腔２８は、好ましくは、内ねじ２９を有する。装着部材２０は、好ましくは、六辺形の頭部もしくはツールが装着部材２０に係合するのを可能にする他の構造体のようなツール係合部２４を有する。装着部材２０は、複数の装着孔のうち少なくとも１つの装着孔１８内に、この装着孔１８の内ねじ１９が装着部材２０の外ねじ２３とかみ合うように収容され得る。前記ツール係合部２４は、装着部材２０を装着孔１８に挿入したりこれから取り去ったりするために用いられ得る。
【００２１】
前記プローブ絶縁体３０は、装着板１１と装着部材２０とプローブ絶縁体３０とが組立てられると、装着部材２０の開口部２６と装着板１１の開口部１６とを通って延びる、好ましくは円筒形の第２の部分３２を有する。また、プローブ絶縁体３０は、好ましくは円筒形の第１の部分３４を有する。この第１の部分３４は、また、縁部（ｌｉｐ ｐｏｒｔｉｏｎ）３３が第１の部分３４と第２の部分３２との間に形成されてこれが内腔２８の端部に当接するように、第２の部分３２よりも大きな直径を有する。また、第１の部分３４は、好ましくは、装着部材２０の内腔２８の内ねじ２９上を滑動するように構成された平坦面３５を有する。代わって、プローブ絶縁体は、第１の部分３４に外ねじを形成されなくてもよい。また、このプローブ絶縁体３０は、好ましくは円筒形の内腔３８と、プローブ絶縁体３０の前端からこの絶縁体中を通って内腔３８まで延びた開口部３６とを有する。プローブ絶縁体３０は、電気絶縁性即ち非導電性の材料、例えばセラミック、石英、アルミナ、もしくは電気絶縁性もしくは非導電性の何らかの他の材料で形成されている。
【００２２】
前記プローブ４０は、プローブ絶縁体３０の内腔内に適合するように構成される、好ましくは円筒形の第１の部分４２を有する。このプローブは、更に、プローブ４０とプローブ絶縁体３０とが組立てられたときに、プローブ絶縁体３０の開口部３６を通って延びるように構成され、好ましくは円筒形の第２の部分４４を有する。前記第１の部分４２は、内腔３８の端部に当接する縁部４３が第１の部分４２と第２の部分４４との間に形成されるように、好ましくは第２の部分４４よりも大きな直径を有する。第２の部分４４は、終端部にプローブチップ４５を有する。プローブ４０は、傾斜面４７を備えた第１の部分と、好ましくは円筒形の腔４８が形成された第２の部分とを備えた内腔４６を有する。傾斜面４７は、好ましくは円錐形状を有するが、くさび形状もしくはピラミッド形状といった他の形状も用いられ得る。プローブ４０は、第１の部分４２がプローブ絶縁体３０の内腔３８内に収容され、チップ４５がプローブ絶縁体３０の開口部３６を通って延びるように位置されている。プローブ４０は、ニッケルがめっきされたタングステン合金もしくは他の導電材料のような導電性の材料で形成されている。
【００２３】
前記フェルール５０は、プローブ４０の内腔４６の傾斜面４７に当接するように構成された外側傾斜面５２を有する。このフェルール５０は、これがプローブ絶縁体３０の内腔３８内に収容され、これの外側傾斜面５２がプローブ４０の内腔４６の傾斜面４７に接触するように位置される。フェルール５０の外側傾斜面５２は好ましくは円錐形で、プローブ４０の内腔４６の傾斜面４７も好ましくは円錐形である。しかしながら、上述されたように、プローブ４０の傾斜面４７が異なる形状に、例えばウェッジ形状もしくはピラミッド形状に形成されている場合、フェルールの外側傾斜面５２は、好ましくは、対応する形状に形成される。フェルール５０は、好ましくは、銀がめっきされた銅もしくは銀がめっきされたアルミニウム、もしくは他の変形可能かつ導電性の材料などの変形可能かつ導電性の材料で形成されている。更に、フェルール５０は、内腔５８を有する。このフェルール５０の内腔５８は、好ましくは、フェルール５０の前端５４の開口部５５から後端５６までフェルール５０の長さだけ延びている。プローブアッセンブリー１０が組立てられると、電気リード８２が、好ましくはフェルール５０の内腔５８を貫通して延びる。
【００２４】
前記リード絶縁体６０は、好ましくは円筒形状で、プローブ絶縁体３０の内腔３８内に適合するように構成された外面６２を有する。このリード絶縁体６０は、前面６４から後面６６まで延びた貫通孔６８を有する。プローブアッセンブリー１００が組み立てられると、リード絶縁体６０は、これの一部分がプローブ絶縁体３０の内腔３８内に収容されて、フェルール５０の後面５６に当接するように位置される。リード絶縁体６０は、セラミック、石英、アルミナ、もしくは他の電気絶縁性もしくは非導電性の材料のような、電気絶縁性もしくは非導電性の材料で形成されている。
【００２５】
前記保持部材７０は、装着部材２０の内腔２８内に適合するように構成され、好ましくは円筒形の外側面７２を有する。この外側面７２は、これの前部分に外ねじ７３を有する。このねじは、装着部材２０の内腔２８の内ねじ２９とかみ合うように構成されている。前記外側面７２は、更に、六角頭部もしくはツールを保持部材７０と係合可能にするような他の構造体のような、ツール係合部７４を有する。保持部材７０は、これの前面７６から後方の腔７９まで延びた貫通孔７８を有する。プローブアッセンブリー１００が組み立てられると、保持部材７０は、この保持部材の前面７６がリード絶縁体６０の面６６に当接し、一部分が装着部材２０の内腔２８内に収容され、そして装着部材２０と調節可能にかみ合うように位置される。上述されたように、保持部材７０は、好ましくは、装着部材２０の内ねじ２９とかみ合って、保持部材７０を装着部材２０と調節可能にかみ合わせる外ねじ７３を有する。保持部材７０と装着部材２０とは、プローブカートリッジアッセンブリー１００の内側の形態へのメンテナンスを容易にするように、互いに分離可能にかみ合わされる。
【００２６】
ワイヤー８０は、好ましくは非導電材料の外側コーティングが施された電気リード８２を有する。このワイヤー８０は、保持部材７０の貫通孔７８とリード絶縁体６０の貫通孔６８とを貫通するように延びている。ワイヤー８０の電気リード８２は、フェルール５０の内腔５８内を延びて、フェルール５０に電気的に接続されている。
【００２７】
前記保持部材７０と装着部材２０とは、電気リード８２とフェルール５０とプローブ４０との間の適当な電気相互接続を確実にするためにクランプ力を与えるように、調節可能に互いにかみ合わされている。保持部材７０がツール係合部７４を用いて装着部材２０に締め付けられると、保持部材７０と装着部材とは、プローブ絶縁体３０とリード絶縁体６０との間で内腔３８内においてプローブ４０とフェルール５０とを内方に押圧する。このプローブ４０及びフェルール５０に作用する押圧力によって、プローブ４０の傾斜面４７は、変形可能なフェルール５０の外側傾斜面５２を押圧し、かくして、フェルール５０はワイヤー８０の電気リード８２を圧迫し、プローブ４０とフェルール５０と電気リード８２との間の良好な電気の相互接続を確実にする。保持部材７０が所定値まで回転されると、フェルール５０は電気リード８２を捕えるように変形され、かくして、プローブ４０、従ってプローブチップ４５との優れた接触を与える。
【００２８】
プローブ絶縁体３０とリード絶縁体６０とは、プローブ４０及びフェルール５０の周囲に電気絶縁性の障壁を提供する。プローブ絶縁体３０は、プローブ４０並びにフェルール５０を、導電性もしくは半導電性の材料（もしくは望ましい場合には非導電性の材料）で形成され得る装着部材２０並びに装着板１１との接触から絶縁する。更に、リード絶縁体６０は、保持部材７０がフェルール５０に接触しないようにし、かくして、導電性もしくは半導電性の材料（もしくは望ましい場合には非導電性の材料）で形成され得るフェルール５０と保持部材７０との間に更なる絶縁性障壁が提供される。
【００２９】
説明されている好ましい実施形態では、保持部材を装着部材と調節可能にかみ合わせるためにかみ合いねじを用いることが述べられているが、他の機械的な相互接続も利用可能である。また、様々の外形の形状は、好ましい実施形態に説明されて示されたような形状に制限されず、当業者に容易に明らかにされるように変えられ得る。
【００３０】
多プローブアッセンブリー１０と、概して図２−５に示されたプローブカートリッジアッセンブリー１００とに関する上記の論議は、本発明に係る一般的かつ非制限的な好ましい実施形態の説明を提供している。以下の論議は、特定の非限定的な好ましい実施形態とこの実施形態を例にとった使用方法との説明を提供する。
【００３１】
図１に示された多プローブアッセンブリー１０は、真空スタンド上の装着板の面即ちチャックの面１１から垂直に延びたプローブチップ４５を各々に有する１７の選択可能なプローブカートリッジアッセンブリーを有する。この実施形態では、アッセンブリーは、真空ステーション内に永久的に取付けられ、他のシステムに移動不可能である。この実施形態では、チャック１１はＲＦによって駆動されず、単に、接地及び冷却されるアルミニウム板である。プローブチップ４５は、１インチのピッチで互いに直交する軸上に配置されている。即ち、Ｘ軸に沿って８つ、Ｙ軸に沿って８つ、中心に１つ、合計で１７のプローブが設けられている。
【００３２】
各プローブチップ４５は、タングステンワイヤーで形成され、石英管、即ちプローブ絶縁体３０内に設けられている。石英管３０（０．２５インチの直径を有する）の上端部は、上方チャック面の平面内にあり、プラズマに晒される。タングステンのプローブチップ４５は、０．０３０インチ（即ち０．０７６２ｃｍ）の直径を有し、石英管の一端を超えてほぼ０．０７９インチ（即ち０．２ｃｍ）延び、プラズマに晒される０．０５ｃｍ２の表面領域を与えている。
【００３３】
各プローブへの電気接続は、タイプＦの（２６０Ｃ）カプトン（商標名）（Ｔｙｐｅ Ｆ（２６０Ｃ）Ｋａｐｔｏｎ）によって絶縁され、銀がめっきされた銅ワイヤーを用いて成されている。プローブカートリッジアッセンブリー１００は、図２乃至５に関連して上述されたような個々の部材を用いてチャック１１に取付けられ、効果的には、これら全てを取り外さず必要を生じずに個々のプローブカートリッジアッセンブリーの交換を可能にしている。プローブカートリッジアッセンブリーは、真空チャンバ内のカプトンでコーティングされたワイヤーにより、多導体真空フィードスルーに接続されている。チャンバの外で、多導体ケーブルは、真空フィードスルーを電圧制御継電器と機械的なスイッチとを収容したキャビネットに接続している。プローブは、機械的なスイッチによって手動で、もしくは、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ９５のＶｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ｐｒｏｇｒａｍをコンピューターのような自動制御システムを用いて選択し得る。電圧が、１つのプローブに一度にかけられ、通常は、Ｋｅｐｃｏ ＢＯＰ １００―１Ｍ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ／Ａｍｐｌｉｆｉｅｒによって１秒未満に＋１０乃至乃至―１００Ｖで掃引される。このプログラムによって、オペレーターがどのプローブを測定に使用するのか、及びどんな順番でこれらに電圧をかけるのかを選択することが可能になる。プローブにかけられる電圧の各値に関連した電流が、サンプリング抵抗器を横切る電圧の降下から計算される。電流と電圧とのデータの対は、コンピューターに記憶される。プローブのデータの対が十分に記憶された後、データは、エクセルのスプレッドシートなどのスプレッドシートに分析のために入力される。
【００３４】
試される源は、十分に作動可能でなくてはならない。ラングミュアプローブの測定は、プラズマ源が動作状態で成される。この場合はＲＦパワーサプライの利用が、また、殆どの源の場合にはフルオリネート（Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ）のような誘電体の冷却剤の使用が必要となる。
【００３５】
最も関心をもたれるパラメーターは、プラズマ密度と、電子温度と、ウエハ全体にわたるこれらの変化である。密度の均一性の程度は、チャックを横切る位置の関数としてイオン電流密度を単に座標にプロットすることによって、即座に見抜くことができる。―３０Ｖとー６０Ｖとにおける電流値が用いられ得る。プローブ表面領域（０．０５ｃｍ２）によって電流値を単に分けて、結果として生じる電流密度の値を、２つの直交する方向に対する位置の関数として座標にプロットする。
【００３６】
以下の例は、マクスウェル電子エネルギーの分布と、無衝突の薄いシースとを想定している。即ち、シースの境界に当たる幾らかのイオンがプローブ上に集められる。プラズマ密度と電子温度との実際の値を得ようとする第１の工程は、プラズマ電位Ｖｐを決定するためのものである。プラズマ電位は、プローブに電子電流の第１の導関数の最大点で生ずる。Ｖｐに近似させる単純な技術は、プローブ電圧に対する電流の自然な対数の座標をプロットし、屈曲部のデータに直線を合わせることである。より正確な技術は、ｄＩ／ｄＶが最大になる電圧を用いることである。マクスウェルの電子エネルギーの分布を想定すると、電子温度は、Ｉｎ（Ｉ）対（Ｖｐｌａｓｍａ―Ｖｐｒｏｂｅ）のプロットから得られる。電子温度（ｅＶ）は、Ｉｎ（Ｉ）対（Ｖｐｌａｓｍａ―Ｖｐｒｏｂｅ）の曲線の逆傾斜である。
【００３７】
最後に、Ｔｅに対する値を用い、無衝突の経験を想定すると、薄いシースのレジームと、プローブから遠いところのプラズマ密度とは以下の方程式によって分かる。
【００３８】
【数１】
2004528535.tif 000003
ここで、μａｍｕは、ａｍｕでのイオンの質量（アルゴンの場合はμ＝４０）、Ｔｅｖは、ｅＶでの電子温度であり、Ｉは、ａｍｐｓでのプローブ電流であり、ＡＰｒｏｂｅは、ｍ２でのプローブの表面面積である。
【００３９】
本明細書に示されて説明された典型的な実施形態は、本発明の好ましい実施形態であるが、決して請求項の範囲を制限しないことに注意してほしい。
【００４０】
本発明の多数の変形例と変化とが、上述の技術の観点から可能である。かくして、請求項の範囲内で理解がされるべきである。また、本発明は、特定された方法以外でも実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多プローブアッセンブリーの一実施形態の斜視図である。
【図２】本発明に係るプローブカートリッジアッセンブリーの一実施形態を示す、図１の多プローブアッセンブリーの部分的な側断面図である。
【図３】本発明に係るプローブカートリッジアッセンブリーの前面図である。
【図４】本発明に係るプローブカートリッジアッセンブリーの後方図である。
【図５】プローブカートリッジアッセンブリーを有する図２の多プローブアッセンブリーの部分的な分解側断面図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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