(57)【要約】【課題】交流電源を有する処理装置の交流電圧を、簡易な構造で正確に測定することが可能な処理装置を提供する。【解決手段】処理容器５外の交流電源１の交流電圧を測定する電圧測定部１３に対して、所定の絶縁距離ｄを離間した位置に、電圧測定部１３と空間の静電容量を介して流入する交流電圧を測定するためのアンテナ１６を配置する。また、アンテナ１６は先端部が丸みを有する形状とする。更に、電圧測定部１３と、アンテナ１６との距離を１０ｍｍ以上とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に交流電極及び基板を保持するためのステージが対向配置され、前記交流電極と前記ステージとの間に交流電源からの交流電圧を印加するための整合器を有する処理装置において、
前記処理容器外の前記交流電源の交流電圧を測定する電圧測定部に対して所定の絶縁距離を離間した位置に、前記電圧測定部と空間の静電容量を介して交流電圧を測定するための電圧検出部を配置したことを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記電圧検出部は、前記交流電源の電圧を測定する検出回路とシールド線で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記電圧検出部は、前記整合器内に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記電圧検出部は、先端部が丸みを有するアンテナであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項５】
前記電圧測定部と、前記電圧検出部との距離が１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項６】
前記検出回路は、半波整流型のセンサを有することを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触型の電圧検出手段を持つ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高電圧の課電部の電圧を測定する装置には、例えば、コンデンサ分圧形計器用変圧器或いは分圧抵抗により直接課電部と接触させて電圧を測定する接触式の電圧測定装置が用いられている。
【０００３】
一方、特許文献１には、図３に示す処理装置が記載されている（特開平１１−６１４０２号公報）。特許文献１のものは、処理容器（チャンバ）５内に交流電極４（カソード）と、基板を保持するステージ６とが対向配置され、交流電極４が整合器３を介して交流電源１と直流電源２に接続されている。
【０００４】
図３に示す処理装置においては、交流電圧を測定する場合、例えば、整合器３内に上述のようなコンデンサ分圧形計器用変圧器を配置して測定する。図４はコンデンサ分圧形計器用変圧器を図３の整合器３内に配置した場合の構成を示す。
【０００５】
図４に示すように直流電源１と交流電源２とは交流電極（カソード）４に接続され、電圧測定部に接触型電圧検出部１０が接続されている。図５は接触型電圧検出部１０を詳細に示すものである。交流電源１の電線・金属線１３の接触部１４をＣ１，Ｃ２，Ｃ３からなるコンデンサ１５により電圧を分圧し、この分圧した電圧を検出回路８により測定する構成となっている。
【０００６】
一方、特許文献２には課電部との空間の静電容量を介して流入する変位電流を検出する非接触式高電圧測定装置が記載されている（特開昭６３−２３８４６７号公報）。特許文献２の方法は配電線路の電圧を測定する。
【０００７】
また、特許文献３には、高周波電源からの高周波を伝搬し又は印加する直流電位を安定確実に測定する方法が記載されている（特開２００５−１２３５７８号公報）。特許文献３の方法では、直流電位測定部に対して所定の絶縁距離を介して電位計を配置し、この空間の静電容量を介して直流電位を測定する。特許文献３の方法は直流電圧の測定を対象するものである。
【特許文献１】特開平１１−６１４０２号公報
【特許文献２】特開昭６３−２３８４６７号公報
【特許文献３】特開２００５−１２３５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の処理装置は、上述のように交流電圧を分圧式コンデンサにより分圧して測定するため、コンデンサの個体差により発生する機差、誤差が大きくなり、正確な電圧を交流電極に印加できない課題があった。
【０００９】
本発明の目的は、交流電源を有する処理装置の交流電圧を、簡易な構造で正確に測定することが可能な処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、処理容器内に交流電極及び基板を保持するためのステージが対向配置され、前記交流電極と前記ステージとの間に交流電源からの交流電圧を印加するための整合器を有する処理装置において、前記処理容器外の前記交流電源の交流電圧を測定する電圧測定部に対して所定の絶縁距離を離間した位置に、前記電圧測定部と空間の静電容量を介して交流電圧を測定するための電圧検出部を配置したことを特徴する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コンデンサを使用しない非接触型の電圧検出部とすることにより機差や誤差等の影響がなくなり、交流電源を有する処理装置の交流電圧を、簡易な構造で正確に測定することが可能となる。
【００１２】
また、非接触型の電圧検出部の先端を丸みを有する形状とすることにより、電界の集中や放電の発生を防ぐことができ、交流電圧の測定を正確且つ安定に行うことができる。更に、電圧測定対象物と検出部の距離を１０ｍｍ以上に制限することにより、機械的振動等による測定部等の変位の影響を受けなくなり、測定誤差を抑えることができる。その際、放電の発生を抑制することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る処理装置の基本構成は図３と同様である。本発明は、真空処理装置において高周波電源の検出にギャップを介して検出する点に特徴を有するものである。図３に示すように処理容器となるチャンバ５内に交流電極となるカソード４と、基板を保持するステージ６とが対向配置されている。処理容器内の処理空間は図示しない排気装置により所定の真空度まで減圧される。
【００１４】
また、交流電極のカソード４には整合器３を介して交流電源１と直流電源２が接続され、交流電源１と直流電源２から整合器３を介してカソード４に交流電圧と直流電圧が印加される。基板を保持するステージ６には交流電源７が接続され、交流電源７から電圧が印加される。図３に示すように整合器３は処理容器外に配置されている。整合器内には図１に示すようにコンデンサやインダクタンス等が配置されている。
【００１５】
図１は本発明の特徴である交流電源１と直流電源２からカソード４に印加する電圧を検出する非接触電圧検出部１２の一例を示す回路図である。図１では図３と同一部分には同一符号を付している。図１に示すようにカソード４に印加される高周波の交流電圧は静電容量コンデンサ１１を介して半波整流型のセンサを含む検出回路８により検出される。図１に示す静電容量コンデンサ１１は、図２に示すように電圧測定部である電線、金属板等１３に対して所定の絶縁距離ｄを離間して配置された電圧検出部であるアンテナ１６の先端までの静電容量をいう。
【００１６】
図２は非接触電圧検出部１２の一例を示す。電圧測定部である電線、金属板等１３は図１に示す静電容量コンデンサ１１の一方の側の破線で示す部分に対応する。図１に示すようにこの電圧測定部１３に交流電源１からの交流電圧が印加され、静電容量コンデンサ１１で示す電圧測定部１３と電圧検出部であるアンテナ１６間の空間を介して交流電圧を測定する。アンテナ１６を含む非接触電圧検出部１２は整合器内に配置されている。
【００１７】
即ち、図２に示すように交流電源１からの交流電圧を測定するための電圧測定部（電線、金属板等）１３に対して所定の絶縁距離ｄを離間した位置に、電圧検出部であるアンテナ１６が配置されている。アンテナ１６は検出回路８に接続され、電圧測定部と電圧検出部との空間の静電容量を介して流入する交流電圧を測定するものである。アンテナ１６を含む非接触電圧検出部１２は処理容器外に配置されている。
【００１８】
このようにコンデンサを使用しない非接触型の電圧検出部を有する構成であると、機差や誤差等の影響がなくなるため、交流電源１の交流電圧を簡易な構造で正確に測定することが可能となる。
【００１９】
また、アンテナ１６は電圧測定部１３に対して所定の絶縁距離ｄが３０ｍｍ以下となるように配置されている。アンテナ１６の先端部は図２に示すように丸みを有する形状、例えば、砲弾型形状となっている。アンテナ１６の形状としては、例えば、先端部が球形であれば良く、角のないものであれば何でも良い。
【００２０】
アンテナ１６と検出回路８は最短距離となるようにシールド線１７を用いて接続されている。検出回路８には、半波整流型のセンサ、つまり、交流の半サイクル（例えば、正弦波の正の部分）のみを整流する（交流から直流に変換する）回路を有するセンサを用いている。本願発明者の実験によれば、検出回路８に全波整流型のセンサを用いた場合に比べて、本発明のように半波整流型のセンサを用いた場合には、機差間がなくなり、良好な結果が得られた。
【００２１】
アンテナ１６は上述のように先端部が丸みを有する形状、例えば、砲弾型に形成されているため、放電等の発生を抑制でき、交流電圧の測定を正確且つ安定に行うことが可能である。即ち、電圧検出部であるアンテナ１６が角を持つ機構だと電界が集中し、放電等の現象が発生して正確な測定ができない可能性がある。つまり、とがった電極では放電電圧が下がる恐れがある。
【００２２】
また、電線、金属板１３等に対してアンテナ１６までの所定の絶縁距離ｄを３０ｍｍ以下としたが、この距離ｄは１０ｍｍ以上が望ましい。即ち、電線、金属板等１３とアンテナ１６との間隔が近いと、例えば、機械的振動等の原因により電線、金属板等１３或いはアンテナ１６にわずかな変位が生じた際に測定誤差が大きくなる。そればかりか、間隔が近いと放電が発生する危険性もある。
【００２３】
更に、アンテナ１６と検出回路８を結ぶ配線としてシールド線１７を用いているため、外部からのノイズに強くなり、測定精度を向上させることが可能である。通常の導線では検出信号にノイズが重畳すると測定に影響が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る処理装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る非接触型電圧検出部の一例を示す図である。
【図３】従来の処理装置の構成を示す図である。
【図４】従来の処理装置にコンデンサ分圧形計器用変圧器を配置した構成を示す図である。
【図５】図４の接触型電圧検出部の概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  交流電源
２  直流電源
３  整合器
４  交流電極（カソード）
５  処理容器（チャンバ）
６  ステージ
８  検出回路
１１  静電容量コンデンサ
１２  非接触型電圧検出部
１３  電線、金属板等
１６  アンテナ
１７  シールド線
【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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