電源装置および測定用デバイス
【課題】プラズマ発生器内のセンサの電源の具体的な構成を提供する。
【解決手段】プラズマ発生器は、容器１０と、容器１０に取り付けられ互いに対向するアンテナ（第一電極）２２および下部ステージ（第二電極）３２とを有し、アンテナ２２に所定の周波数の電圧が印加されて下部ステージ３２に交流バイアス電圧が印加されることにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。プラズマ発生器内の下部ステージ（第二電極）３２にウェハ２が載せられており、測定装置４がウェハ２に載せられている。測定装置４は、電源装置４１、センサ４２、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４を有する。センサ４２は、プラズマ発生器の内部の状態を測定する。電源装置４１は、センサ４２の電源となり、プラズマ１の発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する太陽電池４１ａを備える。センサ４２は太陽電池４１ａから電力を受けて作動する。
【解決手段】プラズマ発生器は、容器１０と、容器１０に取り付けられ互いに対向するアンテナ（第一電極）２２および下部ステージ（第二電極）３２とを有し、アンテナ２２に所定の周波数の電圧が印加されて下部ステージ３２に交流バイアス電圧が印加されることにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。プラズマ発生器内の下部ステージ（第二電極）３２にウェハ２が載せられており、測定装置４がウェハ２に載せられている。測定装置４は、電源装置４１、センサ４２、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４を有する。センサ４２は、プラズマ発生器の内部の状態を測定する。電源装置４１は、センサ４２の電源となり、プラズマ１の発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する太陽電池４１ａを備える。センサ４２は太陽電池４１ａから電力を受けて作動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生器内のセンサの電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラズマを発生させて、所定の処理を行う（例えば、半導体ウェハを加工する）プラズマ発生器が知られている。このようなプラズマ発生器内にセンサを配置することもまた知られている（例えば、特許文献１の要約、特許文献２の要約を参照）。このようなセンサを作動させるためには、電源が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３６１９９号公報
【特許文献２】特表２００９−５１０６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術においては、センサを作動させるための電源を具体的にどのように構成すればよいかが具体的には記載されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、プラズマ発生器内のセンサの電源の具体的な構成を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる第一の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、前記プラズマの発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する光電変換部を備え、前記センサは前記光電変換部から前記電力を受けて作動し、前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置されるように構成される。
【０００７】
上記のように構成された第一の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置である。光電変換部は、前記プラズマの発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する。前記センサは前記光電変換部から前記電力を受けて作動する。前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される。
【０００８】
なお、本発明にかかる第一の電源装置は、前記光電変換部が太陽電池であるようにしてもよい。
【０００９】
本発明にかかる第二の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する共振回路を備え、該共振回路が、前記交流バイアス電圧の印加に伴う磁界の変化により、共振を起こし、前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動し、前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置されるように構成される。
【００１０】
上記のように構成された第二の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置である。共振回路は、インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する。該共振回路が、前記交流バイアス電圧の印加に伴う磁界の変化により、共振を起こす。前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動する。前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される。
【００１１】
なお、本発明にかかる第二の電源装置は、前記インダクタがコイルであり、前記交流バイアス電圧を印加する交流バイアス電圧源および前記第二電極を接続する接続部材の延伸方向と、前記コイルの軸方向とが直交するようにしてもよい。
【００１２】
本発明にかかる第三の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する共振回路を備え、該共振回路が、前記所定の周波数の電圧の印加により生じる電磁波により、共振を起こし、前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動し、前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置されるように構成される。
【００１３】
上記のように構成された第三の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置である。共振回路は、インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する。該共振回路が、前記所定の周波数の電圧の印加により生じる電磁波により、共振を起こす。前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動する。前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される。
【００１４】
なお、本発明にかかる第二または第三の電源装置は、前記共振回路において、前記インダクタと前記キャパシタとが直列または並列に接続されているようにしてもよい。
【００１５】
なお、本発明にかかる第一、第二または第三の電源装置は、前記第二電極にウェハが載せられており、前記センサが前記ウェハに載せられているようにしてもよい。
【００１６】
なお、本発明にかかる第一、第二または第三の電源装置は、前記センサが、電圧または電流を測定することにより、前記プラズマ発生器の内部の状態を測定するようにしてもよい。
【００１７】
なお、本発明にかかる第一、第二または第三の電源装置は、前記センサにバイアス電圧が印加されるようにしてもよい。
【００１８】
なお、本発明にかかる第一の電源装置は、前記センサから測定結果を受ける測定結果処理器が前記容器内に配置され、前記測定結果処理器は前記光電変換部から前記電力を受けて作動するようにしてもよい。
【００１９】
なお、本発明にかかる第二または第三の電源装置は、前記センサから測定結果を受ける測定結果処理器が前記容器内に配置され、前記測定結果処理器は前記共振回路から前記電力を受けて作動するようにしてもよい。
【００２０】
本発明にかかる測定用デバイスは、本発明にかかる第一、第二または第三の電源装置と、前記センサと、前記測定結果処理器とを有する測定装置と、該測定装置が載せられたウェハとを備えるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態にかかる測定装置４が使用されるプラズマ発生器の透視斜視図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる測定装置４が使用されるプラズマ発生器の正面断面図である。
【図３】プラズマ発生器のガラス蓋２５を開口１０ａから見た図である。
【図４】第一の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図４（ａ））、斜視図（図４（ｂ））である。
【図５】第一の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図である。
【図６】第二の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図６（ａ））、正面断面図（図６（ｂ））である。
【図７】第二の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図（図７（ａ））、共振回路４１０の変形例（図７（ｂ））である。
【図８】第三の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図８（ａ））、正面断面図（図８（ｂ））である。
【図９】第三の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図（図９（ａ））、共振回路４２０の変形例（図９（ｂ））である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態にかかる測定装置４が使用されるプラズマ発生器の透視斜視図である。図２は、本発明の実施形態にかかる測定装置４が使用されるプラズマ発生器の正面断面図である。図３は、プラズマ発生器のガラス蓋２５を開口１０ａから見た図である。
【００２４】
本発明の実施形態にかかるプラズマ発生器は、容器１０、パイプ１２、第一電源２０、アンテナ収容体２１、アンテナ（第一電極）２２、フランジ２４、ガラス蓋２５、パイプ２６、第二電源３０、接続部材３１、下部ステージ（第二電極）３２、セラミック部３４、セラミック部３６、台３８を備える。
【００２５】
容器１０は、その内部で、プラズマ１が発生する。容器１０は、円筒形であり、その上部に開口１０ａを有する。
【００２６】
パイプ１２は、容器１０の側壁に取り付けられ、図示省略した真空ポンプに接続されている。真空ポンプにより、容器１０の内部の空気が吸引される。
【００２７】
容器１０の開口１０ａは、フランジ２４およびガラス蓋２５により覆われている。ガラス蓋２５は円筒形である。フランジ２４はリング状であり、リングの中央の孔の部分にガラス蓋２５が配置されている。フランジ２４は、ガラス蓋２５の外周面に接している。図３を参照して、ガラス蓋２５の底面には、孔２５ａが開けられている。孔２５ａは、パイプ２６に接続される。パイプ２６には、アルゴンガスが進入し、孔２５ａを通過して、容器１０の内部へと進入する。
【００２８】
アンテナ収容体２１は、容器１０に取り付けられている。具体的には、アンテナ収容体２１は、フランジ２４およびガラス蓋２５の上に配置される。アンテナ収容体２１は、その内部にアンテナ（第一電極）２２を収容する。
【００２９】
アンテナ（第一電極）２２は、渦巻き状のアンテナである。アンテナ２２は、アンテナ収容体２１と共に、容器１０に取り付けられている。
【００３０】
第一電源２０は、アンテナ２２に接続され、アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）を印加する。
【００３１】
台３８は、容器１０の底面に配置された台である。台３８は、その中心部分に凹部を有する円筒形の台である。セラミック部３６は、台３８の凹部に嵌まるセラミックである。セラミック部３６は、その中心部分に凹部を有する円筒形である。
【００３２】
下部ステージ（第二電極）３２は、容器１０に取り付けられている。具体的には、下部ステージ３２は、セラミック部３６の凹部に嵌まる電極である。下部ステージ３２は円筒形である。アンテナ（第一電極）２２および下部ステージ３２は、容器１０に取り付けられ互いに対向する。
【００３３】
第二電源（交流バイアス電圧源）３０は、接続部材３１を介して、下部ステージ（第二電極）３２と接続される。第二電源３０は、下部ステージ３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）を印加する。アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）が印加され、下部ステージ（第二電極）３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）が印加されることにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。
【００３４】
第二電極３２にウェハ２が載せられている。センサ４２（図５参照）を有する測定装置４がウェハ２に載せられている。なお、測定装置４は図示の便宜上、ウェハ２の中央近傍に一個だけ図示している。しかし、測定装置４を複数個、ウェハ２に載せてもかまわない。また、測定装置４は、ウェハ２の任意の箇所に載せることができる。なお、測定装置４とウェハ２とを一体とし、測定用デバイスとして、色々なプラズマ発生器の内部状態の測定に利用してもよい。
【００３５】
セラミック部３４は、第二電極３２に載せられており、リング状である。リングの中央の孔の部分にウェハ２が配置されている。セラミック部３４は、ウェハ２の外周面に接している。
【００３６】
接続部材３１は、第二電源（交流バイアス電圧源）３０および下部ステージ（第二電極）３２を接続する導体である。
【００３７】
本発明の実施形態においては、プラズマ発生器の構成は共通しており、測定装置４の構成が異なる。以下、測定装置４の構成を、各実施形態について説明する。
【００３８】
第一の実施形態
図４は、第一の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図４（ａ））、斜視図（図４（ｂ））である。図５は、第一の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図である。
【００３９】
第一の実施形態にかかる測定装置４は、電源装置４１、センサ４２、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４を備える。測定装置４は、図１および図２を参照して説明したように、容器１０の内部に配置される。
【００４０】
センサ４２は、プラズマ発生器の容器１０の内部の状態を測定する。センサ４２は、周知のものであり、例えば、特許文献１（特開２００５−２３６１９９号公報）のエンドポイントモニタ１１（特許文献１の図４参照：チャージアップ電圧の測定に関連）およびプラズマ誘起電流測定用センサ１２（特許文献１の図６参照：紫外光の測定に関連）や特許文献２（特表２００９−５１０６９９号公報）の容量性感知素子（図４Ａ、図４Ｂ参照）、誘導性感知素子（図５Ａ、図５Ｂ参照）といったものであるが、これらに限定はされない。これらのセンサは、電圧（例えば、特許文献１の図４参照）または電流（例えば、特許文献１の図６参照）を測定することにより、プラズマ発生器の内部の状態を測定する。これらのセンサにはバイアス電圧（例えば、特許文献１の図６参照）が印加されるものがある。センサ４２は、電圧または電流の測定およびバイアス電圧の印加のために電力が供給される必要がある。かかる電力を供給するのが、電源装置４１である。
【００４１】
マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４は、センサ４２から測定結果を受ける。受けた測定結果について色々な演算を施す等の周知の処理を行う。なお、マイクロコンピュータ４４が、センサ４２を制御するようにすることも考えられる。
【００４２】
電源装置４１は、センサ４２の電源である。電源装置４１は、太陽電池（光電変換部）４１ａ、増幅回路４１ｂ、安定回路４１ｃ、４１ｄを備える。
【００４３】
太陽電池（光電変換部）４１ａは、プラズマ１の発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する。光電変換部としては、例えば太陽電池を採用することが考えられる。
【００４４】
増幅回路４１ｂは、太陽電池４１ａの出力を増幅する。センサ４２がバイアス電圧の印加を必要とするものの場合、太陽電池４１ａの出力電圧を増幅して、バイアス電圧として使用できるようにしておくことが好ましい。
【００４５】
安定回路４１ｃは、増幅回路４１ｂの出力電圧を安定させ、ほぼ一定にするものである。センサ４２は、太陽電池（光電変換部）４１ａから、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃを介して、電力を受けて作動する。
【００４６】
安定回路４１ｄは、太陽電池４１ａの出力電圧を安定させ、ほぼ一定にするものである。マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４は、太陽電池（光電変換部）４１ａから、安定回路４１ｄを介して、電力を受けて作動する。マイクロコンピュータ４４を作動させるための電圧は、センサ４２に印加するバイアス電圧に比べて低いので、増幅させることを要しない。
【００４７】
次に、第一の実施形態の動作を説明する。
【００４８】
真空ポンプにより、容器１０の内部の空気が吸引される。しかも、パイプ２６には、アルゴンガスが進入し、孔２５ａを通過して、容器１０の内部へと進入する。
【００４９】
ここで、第一電源２０が、アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）を印加し、第二電源３０が、下部ステージ（第二電極）３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）を印加する。これにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。プラズマ１は光を発する。太陽電池４１ａは、この光を受け、直流電圧に変換する。この直流電圧は、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃを介して、センサ４２に与えられる。センサ４２は、この直流電圧を受けて作動する。また、太陽電池４１ａの出力する直流電圧は、安定回路４１ｄを介して、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４に与えられる。マイクロコンピュータ４４は、この直流電圧を受けて作動する。
【００５０】
第一の実施形態にかかる測定装置４によれば、プラズマ発生器内のセンサ４２の電源装置４１の具体的な構成が提供されている。特に、電源装置４１を容器１０内に配置する場合の電源装置４１の具体的な構成として、電源装置４１に太陽電池４１ａを採用した点が特徴である。
【００５１】
電源装置４１を容器１０の外部に配置すると、電源装置４１とセンサ４２とを接続する配線により異常放電が発生しセンサ４２による測定が困難となる。または、かかる配線によりプラズマ発生器の容器１０の内部の状態が変化してしまう。よって、電源装置４１を容器１０の内部に配置することが望まれているのであり、かかる場合の電源装置４１の具体的な構成が必要とされていたのである。かかる電源装置４１の具体的な構成が第一の実施形態に開示されたものである。
【００５２】
第二の実施形態
第二の実施形態にかかる測定装置４は、太陽電池（光電変換部）４１ａにかえて、共振回路４１０を使用した点が第一の実施形態と異なる。なお、共振回路４１０は、第二電源３０による交流バイアス電圧の印加に伴う磁界の変化により共振を起こすものである。
【００５３】
図６は、第二の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図６（ａ））、正面断面図（図６（ｂ））である。図７は、第二の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図（図７（ａ））、共振回路４１０の変形例（図７（ｂ））である。
【００５４】
第二の実施形態にかかる測定装置４は、電源装置４１、センサ４２、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４を備える。測定装置４は、図１および図２を参照して説明したように、容器１０の内部に配置される。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一な符号を付して説明を省略する。
【００５５】
センサ４２およびマイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００５６】
電源装置４１は、センサ４２の電源である。電源装置４１は、共振回路４１０、増幅回路４１ｂ、安定回路４１ｃ、４１ｄ、ブリッジ整流回路４１ｅ、キャパシタ４１ｆを備える。
【００５７】
増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃ、４１ｄは、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００５８】
共振回路４１０は、インダクタ４１０ａと、インダクタ４１０ａに直列に接続されたキャパシタ４１０ｂを有する。共振回路４１０の共振周波数は、インダクタ４１０ａのインダクタンスと、キャパシタ４１０ｂのキャパシタンスとに基づき定められる。共振回路４１０の共振周波数は、第二電源３０の周波数に合わせてある。
【００５９】
インダクタ４１０ａはコイルであり、コイルの軸方向（図６（ｂ）において紙面に垂直）は、接続部材３１の延伸方向と直交する。なお、図６（ｂ）においては、インダクタ４１０ａの位置関係を明示すべく、インダクタ４１０ａを拡大して図示している。実際は、インダクタ４１０ａは、測定装置４の上に配置され、測定装置４から、はみでない程度の大きさである。
【００６０】
ブリッジ整流回路４１ｅは、ダイオード４個を有する周知の整流回路であり、共振回路４１０の出力を整流する。キャパシタ４１ｆは、ブリッジ整流回路４１ｅの出力の２本の線を接続する。ブリッジ整流回路４１ｅの出力は、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｄに与えられ、増幅または安定化される。
【００６１】
次に、第二の実施形態の動作を説明する。
【００６２】
真空ポンプにより、容器１０の内部の空気が吸引される。しかも、パイプ２６には、アルゴンガスが進入し、孔２５ａを通過して、容器１０の内部へと進入する。
【００６３】
ここで、第一電源２０が、アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）を印加し、第二電源３０が、下部ステージ（第二電極）３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）を印加する。これにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。
【００６４】
第二電源３０が、下部ステージ３２に交流バイアス電圧を印加する際に、接続部材３１に電流が流れる。接続部材３１に流れる電流は、接続部材３１の延伸方向（図６（ｂ）において上下）に変動する。その際、電界が、図６（ｂ）において紙面に垂直方向を中心軸として発生する。すると、磁界が電界に垂直に発生する。具体的には、磁界が接続部材３１の延伸方向を中心軸として発生する（図６（ｂ）参照）。この磁界が変化する。
【００６５】
上記のように、第二電源３０による交流バイアス電圧の印加に伴い、磁界が変化する。この磁界の変化は、インダクタ４１０ａに電磁誘導を生じさせる。図６（ｂ）において図示した磁界を、図６（ａ）にも図示した。インダクタ４１０ａに生じた電磁誘導により、インダクタ４１０ａに電流が流れる。この電流は、キャパシタ４１０ｂにも流れる。共振回路４１０の共振周波数は、第二電源３０の周波数に合わせてあるので、共振回路４１０において共振が起きる。
【００６６】
共振回路４１０の出力は、ブリッジ整流回路４１ｅおよびキャパシタ４１ｆにより整流され、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃを介して、センサ４２に与えられる。センサ４２は、共振回路４１０の出力を受けて作動する。
【００６７】
また、共振回路４１０の出力は、ブリッジ整流回路４１ｅおよびキャパシタ４１ｆにより整流され、安定回路４１ｄを介して、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４に与えられる。マイクロコンピュータ４４は、共振回路４１０の出力を受けて作動する。
【００６８】
第二の実施形態にかかる測定装置４によれば、プラズマ発生器内のセンサ４２の電源装置４１の具体的な構成が提供されている。特に、電源装置４１を容器１０内に配置する場合の電源装置４１の具体的な構成として、電源装置４１に共振回路４１０を採用した点が特徴である。
【００６９】
電源装置４１を容器１０の外部に配置すると、電源装置４１とセンサ４２とを接続する配線により異常放電が発生しセンサ４２による測定が困難となる。または、かかる配線によりプラズマ発生器の容器１０の内部の状態が変化してしまう。よって、電源装置４１を容器１０の内部に配置することが望まれているのであり、かかる場合の電源装置４１の具体的な構成が必要とされていたのである。かかる電源装置４１の具体的な構成が第二の実施形態に開示されたものである。
【００７０】
なお、図６（ａ）および図７（ａ）においては、インダクタ４１０ａとキャパシタ４１０ｂとは直列に接続されている。しかし、図７（ｂ）に示すように、インダクタ４１０ａとキャパシタ４１０ｂとを並列に接続してもよい。
【００７１】
第三の実施形態
第三の実施形態にかかる測定装置４は、共振回路４１０にかえて、共振回路４２０を使用した点が第二の実施形態と異なる。なお、共振回路４２０は、第一電源２０による所定の周波数の電圧の印加により生じる電磁波により共振を起こすものである。
【００７２】
図８は、第三の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図８（ａ））、正面断面図（図８（ｂ））である。図９は、第三の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図（図９（ａ））、共振回路４２０の変形例（図９（ｂ））である。
【００７３】
第三の実施形態にかかる測定装置４は、電源装置４１、センサ４２、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４を備える。測定装置４は、図１および図２を参照して説明したように、容器１０の内部に配置される。以下、第二の実施形態と同様な部分は同一な符号を付して説明を省略する。
【００７４】
センサ４２およびマイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４は、第二の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００７５】
電源装置４１は、センサ４２の電源である。電源装置４１は、共振回路４２０、増幅回路４１ｂ、安定回路４１ｃ、４１ｄ、ブリッジ整流回路４１ｅ、キャパシタ４１ｆを備える。
【００７６】
増幅回路４１ｂ、安定回路４１ｃ、４１ｄ、ブリッジ整流回路４１ｅ、キャパシタ４１ｆは、第二の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００７７】
共振回路４２０は、インダクタ４２０ａと、インダクタ４２０ａに直列に接続されたキャパシタ４２０ｂを有する。共振回路４２０の共振周波数は、インダクタ４２０ａのインダクタンスと、キャパシタ４２０ｂのキャパシタンスとに基づき定められる。共振回路４２０の共振周波数は、第一電源２０の周波数に合わせてある。
【００７８】
次に、第三の実施形態の動作を説明する。
【００７９】
真空ポンプにより、容器１０の内部の空気が吸引される。しかも、パイプ２６には、アルゴンガスが進入し、孔２５ａを通過して、容器１０の内部へと進入する。
【００８０】
ここで、第一電源２０が、アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）を印加し、第二電源３０が、下部ステージ（第二電極）３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）を印加する。これにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。
【００８１】
ところで、第一電源２０が所定の周波数の電圧を印加することにより、電磁波が生じる。この電磁波が、インダクタ４２０ａに電磁誘導を生じさせる。インダクタ４２０ａに生じた電磁誘導により、インダクタ４２０ａに電流が流れる。この電流は、キャパシタ４２０ｂにも流れる。共振回路４２０の共振周波数は、第一電源２０の周波数に合わせてあるので、共振回路４２０において共振が起きる。
【００８２】
共振回路４２０の出力は、ブリッジ整流回路４１ｅおよびキャパシタ４１ｆにより整流され、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃを介して、センサ４２に与えられる。センサ４２は、共振回路４２０の出力を受けて作動する。
【００８３】
また、共振回路４２０の出力は、ブリッジ整流回路４１ｅおよびキャパシタ４１ｆにより整流され、安定回路４１ｄを介して、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４に与えられる。マイクロコンピュータ４４は、共振回路４２０の出力を受けて作動する。
【００８４】
第三の実施形態にかかる測定装置４によれば、プラズマ発生器内のセンサ４２の電源装置４１の具体的な構成が提供されている。特に、電源装置４１を容器１０内に配置する場合の電源装置４１の具体的な構成として、電源装置４１に共振回路４２０を採用した点が特徴である。
【００８５】
電源装置４１を容器１０の外部に配置すると、電源装置４１とセンサ４２とを接続する配線により異常放電が発生しセンサ４２による測定が困難となる。または、かかる配線によりプラズマ発生器の容器１０の内部の状態が変化してしまう。よって、電源装置４１を容器１０の内部に配置することが望まれているのであり、かかる場合の電源装置４１の具体的な構成が必要とされていたのである。かかる電源装置４１の具体的な構成が第二の実施形態に開示されたものである。
【００８６】
なお、図８（ａ）および図９（ａ）においては、インダクタ４２０ａとキャパシタ４２０ｂとは直列に接続されている。しかし、図９（ｂ）に示すように、インダクタ４２０ａとキャパシタ４２０ｂとを並列に接続してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１ プラズマ
２ ウェハ
４ 測定装置
４１ 電源装置
４１ａ 太陽電池（光電変換部）
４１０、４２０ 共振回路
４１０ａ、４２０ａ インダクタ
４１０ｂ、４２０ｂ キャパシタ
４１ｂ 増幅回路
４１ｃ、４１ｄ 安定回路
４１ｅ ブリッジ整流回路
４１ｆ キャパシタ
４２ センサ
４４ マイクロコンピュータ（測定結果処理器）
１０ 容器
１２ パイプ
２０ 第一電源
２１ アンテナ収容体
２２ アンテナ（第一電極）
２４ フランジ
２５ ガラス蓋
２５ａ 孔
２６ パイプ
３０ 第二電源
３１ 接続部材
３２ 下部ステージ（第二電極）
３４、３６ セラミック部
３８ 台
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生器内のセンサの電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラズマを発生させて、所定の処理を行う（例えば、半導体ウェハを加工する）プラズマ発生器が知られている。このようなプラズマ発生器内にセンサを配置することもまた知られている（例えば、特許文献１の要約、特許文献２の要約を参照）。このようなセンサを作動させるためには、電源が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３６１９９号公報
【特許文献２】特表２００９−５１０６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術においては、センサを作動させるための電源を具体的にどのように構成すればよいかが具体的には記載されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、プラズマ発生器内のセンサの電源の具体的な構成を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる第一の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、前記プラズマの発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する光電変換部を備え、前記センサは前記光電変換部から前記電力を受けて作動し、前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置されるように構成される。
【０００７】
上記のように構成された第一の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置である。光電変換部は、前記プラズマの発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する。前記センサは前記光電変換部から前記電力を受けて作動する。前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される。
【０００８】
なお、本発明にかかる第一の電源装置は、前記光電変換部が太陽電池であるようにしてもよい。
【０００９】
本発明にかかる第二の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する共振回路を備え、該共振回路が、前記交流バイアス電圧の印加に伴う磁界の変化により、共振を起こし、前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動し、前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置されるように構成される。
【００１０】
上記のように構成された第二の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置である。共振回路は、インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する。該共振回路が、前記交流バイアス電圧の印加に伴う磁界の変化により、共振を起こす。前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動する。前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される。
【００１１】
なお、本発明にかかる第二の電源装置は、前記インダクタがコイルであり、前記交流バイアス電圧を印加する交流バイアス電圧源および前記第二電極を接続する接続部材の延伸方向と、前記コイルの軸方向とが直交するようにしてもよい。
【００１２】
本発明にかかる第三の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する共振回路を備え、該共振回路が、前記所定の周波数の電圧の印加により生じる電磁波により、共振を起こし、前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動し、前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置されるように構成される。
【００１３】
上記のように構成された第三の電源装置は、容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置である。共振回路は、インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する。該共振回路が、前記所定の周波数の電圧の印加により生じる電磁波により、共振を起こす。前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動する。前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される。
【００１４】
なお、本発明にかかる第二または第三の電源装置は、前記共振回路において、前記インダクタと前記キャパシタとが直列または並列に接続されているようにしてもよい。
【００１５】
なお、本発明にかかる第一、第二または第三の電源装置は、前記第二電極にウェハが載せられており、前記センサが前記ウェハに載せられているようにしてもよい。
【００１６】
なお、本発明にかかる第一、第二または第三の電源装置は、前記センサが、電圧または電流を測定することにより、前記プラズマ発生器の内部の状態を測定するようにしてもよい。
【００１７】
なお、本発明にかかる第一、第二または第三の電源装置は、前記センサにバイアス電圧が印加されるようにしてもよい。
【００１８】
なお、本発明にかかる第一の電源装置は、前記センサから測定結果を受ける測定結果処理器が前記容器内に配置され、前記測定結果処理器は前記光電変換部から前記電力を受けて作動するようにしてもよい。
【００１９】
なお、本発明にかかる第二または第三の電源装置は、前記センサから測定結果を受ける測定結果処理器が前記容器内に配置され、前記測定結果処理器は前記共振回路から前記電力を受けて作動するようにしてもよい。
【００２０】
本発明にかかる測定用デバイスは、本発明にかかる第一、第二または第三の電源装置と、前記センサと、前記測定結果処理器とを有する測定装置と、該測定装置が載せられたウェハとを備えるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態にかかる測定装置４が使用されるプラズマ発生器の透視斜視図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる測定装置４が使用されるプラズマ発生器の正面断面図である。
【図３】プラズマ発生器のガラス蓋２５を開口１０ａから見た図である。
【図４】第一の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図４（ａ））、斜視図（図４（ｂ））である。
【図５】第一の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図である。
【図６】第二の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図６（ａ））、正面断面図（図６（ｂ））である。
【図７】第二の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図（図７（ａ））、共振回路４１０の変形例（図７（ｂ））である。
【図８】第三の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図８（ａ））、正面断面図（図８（ｂ））である。
【図９】第三の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図（図９（ａ））、共振回路４２０の変形例（図９（ｂ））である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態にかかる測定装置４が使用されるプラズマ発生器の透視斜視図である。図２は、本発明の実施形態にかかる測定装置４が使用されるプラズマ発生器の正面断面図である。図３は、プラズマ発生器のガラス蓋２５を開口１０ａから見た図である。
【００２４】
本発明の実施形態にかかるプラズマ発生器は、容器１０、パイプ１２、第一電源２０、アンテナ収容体２１、アンテナ（第一電極）２２、フランジ２４、ガラス蓋２５、パイプ２６、第二電源３０、接続部材３１、下部ステージ（第二電極）３２、セラミック部３４、セラミック部３６、台３８を備える。
【００２５】
容器１０は、その内部で、プラズマ１が発生する。容器１０は、円筒形であり、その上部に開口１０ａを有する。
【００２６】
パイプ１２は、容器１０の側壁に取り付けられ、図示省略した真空ポンプに接続されている。真空ポンプにより、容器１０の内部の空気が吸引される。
【００２７】
容器１０の開口１０ａは、フランジ２４およびガラス蓋２５により覆われている。ガラス蓋２５は円筒形である。フランジ２４はリング状であり、リングの中央の孔の部分にガラス蓋２５が配置されている。フランジ２４は、ガラス蓋２５の外周面に接している。図３を参照して、ガラス蓋２５の底面には、孔２５ａが開けられている。孔２５ａは、パイプ２６に接続される。パイプ２６には、アルゴンガスが進入し、孔２５ａを通過して、容器１０の内部へと進入する。
【００２８】
アンテナ収容体２１は、容器１０に取り付けられている。具体的には、アンテナ収容体２１は、フランジ２４およびガラス蓋２５の上に配置される。アンテナ収容体２１は、その内部にアンテナ（第一電極）２２を収容する。
【００２９】
アンテナ（第一電極）２２は、渦巻き状のアンテナである。アンテナ２２は、アンテナ収容体２１と共に、容器１０に取り付けられている。
【００３０】
第一電源２０は、アンテナ２２に接続され、アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）を印加する。
【００３１】
台３８は、容器１０の底面に配置された台である。台３８は、その中心部分に凹部を有する円筒形の台である。セラミック部３６は、台３８の凹部に嵌まるセラミックである。セラミック部３６は、その中心部分に凹部を有する円筒形である。
【００３２】
下部ステージ（第二電極）３２は、容器１０に取り付けられている。具体的には、下部ステージ３２は、セラミック部３６の凹部に嵌まる電極である。下部ステージ３２は円筒形である。アンテナ（第一電極）２２および下部ステージ３２は、容器１０に取り付けられ互いに対向する。
【００３３】
第二電源（交流バイアス電圧源）３０は、接続部材３１を介して、下部ステージ（第二電極）３２と接続される。第二電源３０は、下部ステージ３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）を印加する。アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）が印加され、下部ステージ（第二電極）３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）が印加されることにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。
【００３４】
第二電極３２にウェハ２が載せられている。センサ４２（図５参照）を有する測定装置４がウェハ２に載せられている。なお、測定装置４は図示の便宜上、ウェハ２の中央近傍に一個だけ図示している。しかし、測定装置４を複数個、ウェハ２に載せてもかまわない。また、測定装置４は、ウェハ２の任意の箇所に載せることができる。なお、測定装置４とウェハ２とを一体とし、測定用デバイスとして、色々なプラズマ発生器の内部状態の測定に利用してもよい。
【００３５】
セラミック部３４は、第二電極３２に載せられており、リング状である。リングの中央の孔の部分にウェハ２が配置されている。セラミック部３４は、ウェハ２の外周面に接している。
【００３６】
接続部材３１は、第二電源（交流バイアス電圧源）３０および下部ステージ（第二電極）３２を接続する導体である。
【００３７】
本発明の実施形態においては、プラズマ発生器の構成は共通しており、測定装置４の構成が異なる。以下、測定装置４の構成を、各実施形態について説明する。
【００３８】
第一の実施形態
図４は、第一の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図４（ａ））、斜視図（図４（ｂ））である。図５は、第一の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図である。
【００３９】
第一の実施形態にかかる測定装置４は、電源装置４１、センサ４２、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４を備える。測定装置４は、図１および図２を参照して説明したように、容器１０の内部に配置される。
【００４０】
センサ４２は、プラズマ発生器の容器１０の内部の状態を測定する。センサ４２は、周知のものであり、例えば、特許文献１（特開２００５−２３６１９９号公報）のエンドポイントモニタ１１（特許文献１の図４参照：チャージアップ電圧の測定に関連）およびプラズマ誘起電流測定用センサ１２（特許文献１の図６参照：紫外光の測定に関連）や特許文献２（特表２００９−５１０６９９号公報）の容量性感知素子（図４Ａ、図４Ｂ参照）、誘導性感知素子（図５Ａ、図５Ｂ参照）といったものであるが、これらに限定はされない。これらのセンサは、電圧（例えば、特許文献１の図４参照）または電流（例えば、特許文献１の図６参照）を測定することにより、プラズマ発生器の内部の状態を測定する。これらのセンサにはバイアス電圧（例えば、特許文献１の図６参照）が印加されるものがある。センサ４２は、電圧または電流の測定およびバイアス電圧の印加のために電力が供給される必要がある。かかる電力を供給するのが、電源装置４１である。
【００４１】
マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４は、センサ４２から測定結果を受ける。受けた測定結果について色々な演算を施す等の周知の処理を行う。なお、マイクロコンピュータ４４が、センサ４２を制御するようにすることも考えられる。
【００４２】
電源装置４１は、センサ４２の電源である。電源装置４１は、太陽電池（光電変換部）４１ａ、増幅回路４１ｂ、安定回路４１ｃ、４１ｄを備える。
【００４３】
太陽電池（光電変換部）４１ａは、プラズマ１の発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する。光電変換部としては、例えば太陽電池を採用することが考えられる。
【００４４】
増幅回路４１ｂは、太陽電池４１ａの出力を増幅する。センサ４２がバイアス電圧の印加を必要とするものの場合、太陽電池４１ａの出力電圧を増幅して、バイアス電圧として使用できるようにしておくことが好ましい。
【００４５】
安定回路４１ｃは、増幅回路４１ｂの出力電圧を安定させ、ほぼ一定にするものである。センサ４２は、太陽電池（光電変換部）４１ａから、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃを介して、電力を受けて作動する。
【００４６】
安定回路４１ｄは、太陽電池４１ａの出力電圧を安定させ、ほぼ一定にするものである。マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４は、太陽電池（光電変換部）４１ａから、安定回路４１ｄを介して、電力を受けて作動する。マイクロコンピュータ４４を作動させるための電圧は、センサ４２に印加するバイアス電圧に比べて低いので、増幅させることを要しない。
【００４７】
次に、第一の実施形態の動作を説明する。
【００４８】
真空ポンプにより、容器１０の内部の空気が吸引される。しかも、パイプ２６には、アルゴンガスが進入し、孔２５ａを通過して、容器１０の内部へと進入する。
【００４９】
ここで、第一電源２０が、アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）を印加し、第二電源３０が、下部ステージ（第二電極）３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）を印加する。これにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。プラズマ１は光を発する。太陽電池４１ａは、この光を受け、直流電圧に変換する。この直流電圧は、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃを介して、センサ４２に与えられる。センサ４２は、この直流電圧を受けて作動する。また、太陽電池４１ａの出力する直流電圧は、安定回路４１ｄを介して、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４に与えられる。マイクロコンピュータ４４は、この直流電圧を受けて作動する。
【００５０】
第一の実施形態にかかる測定装置４によれば、プラズマ発生器内のセンサ４２の電源装置４１の具体的な構成が提供されている。特に、電源装置４１を容器１０内に配置する場合の電源装置４１の具体的な構成として、電源装置４１に太陽電池４１ａを採用した点が特徴である。
【００５１】
電源装置４１を容器１０の外部に配置すると、電源装置４１とセンサ４２とを接続する配線により異常放電が発生しセンサ４２による測定が困難となる。または、かかる配線によりプラズマ発生器の容器１０の内部の状態が変化してしまう。よって、電源装置４１を容器１０の内部に配置することが望まれているのであり、かかる場合の電源装置４１の具体的な構成が必要とされていたのである。かかる電源装置４１の具体的な構成が第一の実施形態に開示されたものである。
【００５２】
第二の実施形態
第二の実施形態にかかる測定装置４は、太陽電池（光電変換部）４１ａにかえて、共振回路４１０を使用した点が第一の実施形態と異なる。なお、共振回路４１０は、第二電源３０による交流バイアス電圧の印加に伴う磁界の変化により共振を起こすものである。
【００５３】
図６は、第二の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図６（ａ））、正面断面図（図６（ｂ））である。図７は、第二の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図（図７（ａ））、共振回路４１０の変形例（図７（ｂ））である。
【００５４】
第二の実施形態にかかる測定装置４は、電源装置４１、センサ４２、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４を備える。測定装置４は、図１および図２を参照して説明したように、容器１０の内部に配置される。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一な符号を付して説明を省略する。
【００５５】
センサ４２およびマイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００５６】
電源装置４１は、センサ４２の電源である。電源装置４１は、共振回路４１０、増幅回路４１ｂ、安定回路４１ｃ、４１ｄ、ブリッジ整流回路４１ｅ、キャパシタ４１ｆを備える。
【００５７】
増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃ、４１ｄは、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００５８】
共振回路４１０は、インダクタ４１０ａと、インダクタ４１０ａに直列に接続されたキャパシタ４１０ｂを有する。共振回路４１０の共振周波数は、インダクタ４１０ａのインダクタンスと、キャパシタ４１０ｂのキャパシタンスとに基づき定められる。共振回路４１０の共振周波数は、第二電源３０の周波数に合わせてある。
【００５９】
インダクタ４１０ａはコイルであり、コイルの軸方向（図６（ｂ）において紙面に垂直）は、接続部材３１の延伸方向と直交する。なお、図６（ｂ）においては、インダクタ４１０ａの位置関係を明示すべく、インダクタ４１０ａを拡大して図示している。実際は、インダクタ４１０ａは、測定装置４の上に配置され、測定装置４から、はみでない程度の大きさである。
【００６０】
ブリッジ整流回路４１ｅは、ダイオード４個を有する周知の整流回路であり、共振回路４１０の出力を整流する。キャパシタ４１ｆは、ブリッジ整流回路４１ｅの出力の２本の線を接続する。ブリッジ整流回路４１ｅの出力は、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｄに与えられ、増幅または安定化される。
【００６１】
次に、第二の実施形態の動作を説明する。
【００６２】
真空ポンプにより、容器１０の内部の空気が吸引される。しかも、パイプ２６には、アルゴンガスが進入し、孔２５ａを通過して、容器１０の内部へと進入する。
【００６３】
ここで、第一電源２０が、アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）を印加し、第二電源３０が、下部ステージ（第二電極）３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）を印加する。これにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。
【００６４】
第二電源３０が、下部ステージ３２に交流バイアス電圧を印加する際に、接続部材３１に電流が流れる。接続部材３１に流れる電流は、接続部材３１の延伸方向（図６（ｂ）において上下）に変動する。その際、電界が、図６（ｂ）において紙面に垂直方向を中心軸として発生する。すると、磁界が電界に垂直に発生する。具体的には、磁界が接続部材３１の延伸方向を中心軸として発生する（図６（ｂ）参照）。この磁界が変化する。
【００６５】
上記のように、第二電源３０による交流バイアス電圧の印加に伴い、磁界が変化する。この磁界の変化は、インダクタ４１０ａに電磁誘導を生じさせる。図６（ｂ）において図示した磁界を、図６（ａ）にも図示した。インダクタ４１０ａに生じた電磁誘導により、インダクタ４１０ａに電流が流れる。この電流は、キャパシタ４１０ｂにも流れる。共振回路４１０の共振周波数は、第二電源３０の周波数に合わせてあるので、共振回路４１０において共振が起きる。
【００６６】
共振回路４１０の出力は、ブリッジ整流回路４１ｅおよびキャパシタ４１ｆにより整流され、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃを介して、センサ４２に与えられる。センサ４２は、共振回路４１０の出力を受けて作動する。
【００６７】
また、共振回路４１０の出力は、ブリッジ整流回路４１ｅおよびキャパシタ４１ｆにより整流され、安定回路４１ｄを介して、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４に与えられる。マイクロコンピュータ４４は、共振回路４１０の出力を受けて作動する。
【００６８】
第二の実施形態にかかる測定装置４によれば、プラズマ発生器内のセンサ４２の電源装置４１の具体的な構成が提供されている。特に、電源装置４１を容器１０内に配置する場合の電源装置４１の具体的な構成として、電源装置４１に共振回路４１０を採用した点が特徴である。
【００６９】
電源装置４１を容器１０の外部に配置すると、電源装置４１とセンサ４２とを接続する配線により異常放電が発生しセンサ４２による測定が困難となる。または、かかる配線によりプラズマ発生器の容器１０の内部の状態が変化してしまう。よって、電源装置４１を容器１０の内部に配置することが望まれているのであり、かかる場合の電源装置４１の具体的な構成が必要とされていたのである。かかる電源装置４１の具体的な構成が第二の実施形態に開示されたものである。
【００７０】
なお、図６（ａ）および図７（ａ）においては、インダクタ４１０ａとキャパシタ４１０ｂとは直列に接続されている。しかし、図７（ｂ）に示すように、インダクタ４１０ａとキャパシタ４１０ｂとを並列に接続してもよい。
【００７１】
第三の実施形態
第三の実施形態にかかる測定装置４は、共振回路４１０にかえて、共振回路４２０を使用した点が第二の実施形態と異なる。なお、共振回路４２０は、第一電源２０による所定の周波数の電圧の印加により生じる電磁波により共振を起こすものである。
【００７２】
図８は、第三の実施形態にかかる測定装置４の平面図（図８（ａ））、正面断面図（図８（ｂ））である。図９は、第三の実施形態にかかる測定装置４の機能ブロック図（図９（ａ））、共振回路４２０の変形例（図９（ｂ））である。
【００７３】
第三の実施形態にかかる測定装置４は、電源装置４１、センサ４２、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４を備える。測定装置４は、図１および図２を参照して説明したように、容器１０の内部に配置される。以下、第二の実施形態と同様な部分は同一な符号を付して説明を省略する。
【００７４】
センサ４２およびマイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４は、第二の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００７５】
電源装置４１は、センサ４２の電源である。電源装置４１は、共振回路４２０、増幅回路４１ｂ、安定回路４１ｃ、４１ｄ、ブリッジ整流回路４１ｅ、キャパシタ４１ｆを備える。
【００７６】
増幅回路４１ｂ、安定回路４１ｃ、４１ｄ、ブリッジ整流回路４１ｅ、キャパシタ４１ｆは、第二の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００７７】
共振回路４２０は、インダクタ４２０ａと、インダクタ４２０ａに直列に接続されたキャパシタ４２０ｂを有する。共振回路４２０の共振周波数は、インダクタ４２０ａのインダクタンスと、キャパシタ４２０ｂのキャパシタンスとに基づき定められる。共振回路４２０の共振周波数は、第一電源２０の周波数に合わせてある。
【００７８】
次に、第三の実施形態の動作を説明する。
【００７９】
真空ポンプにより、容器１０の内部の空気が吸引される。しかも、パイプ２６には、アルゴンガスが進入し、孔２５ａを通過して、容器１０の内部へと進入する。
【００８０】
ここで、第一電源２０が、アンテナ（第一電極）２２に所定の周波数の電圧（例えば、13.56MHz）を印加し、第二電源３０が、下部ステージ（第二電極）３２に交流バイアス電圧（例えば、1MHz）を印加する。これにより、容器１０内にプラズマ１が発生する。
【００８１】
ところで、第一電源２０が所定の周波数の電圧を印加することにより、電磁波が生じる。この電磁波が、インダクタ４２０ａに電磁誘導を生じさせる。インダクタ４２０ａに生じた電磁誘導により、インダクタ４２０ａに電流が流れる。この電流は、キャパシタ４２０ｂにも流れる。共振回路４２０の共振周波数は、第一電源２０の周波数に合わせてあるので、共振回路４２０において共振が起きる。
【００８２】
共振回路４２０の出力は、ブリッジ整流回路４１ｅおよびキャパシタ４１ｆにより整流され、増幅回路４１ｂおよび安定回路４１ｃを介して、センサ４２に与えられる。センサ４２は、共振回路４２０の出力を受けて作動する。
【００８３】
また、共振回路４２０の出力は、ブリッジ整流回路４１ｅおよびキャパシタ４１ｆにより整流され、安定回路４１ｄを介して、マイクロコンピュータ（測定結果処理器）４４に与えられる。マイクロコンピュータ４４は、共振回路４２０の出力を受けて作動する。
【００８４】
第三の実施形態にかかる測定装置４によれば、プラズマ発生器内のセンサ４２の電源装置４１の具体的な構成が提供されている。特に、電源装置４１を容器１０内に配置する場合の電源装置４１の具体的な構成として、電源装置４１に共振回路４２０を採用した点が特徴である。
【００８５】
電源装置４１を容器１０の外部に配置すると、電源装置４１とセンサ４２とを接続する配線により異常放電が発生しセンサ４２による測定が困難となる。または、かかる配線によりプラズマ発生器の容器１０の内部の状態が変化してしまう。よって、電源装置４１を容器１０の内部に配置することが望まれているのであり、かかる場合の電源装置４１の具体的な構成が必要とされていたのである。かかる電源装置４１の具体的な構成が第二の実施形態に開示されたものである。
【００８６】
なお、図８（ａ）および図９（ａ）においては、インダクタ４２０ａとキャパシタ４２０ｂとは直列に接続されている。しかし、図９（ｂ）に示すように、インダクタ４２０ａとキャパシタ４２０ｂとを並列に接続してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１ プラズマ
２ ウェハ
４ 測定装置
４１ 電源装置
４１ａ 太陽電池（光電変換部）
４１０、４２０ 共振回路
４１０ａ、４２０ａ インダクタ
４１０ｂ、４２０ｂ キャパシタ
４１ｂ 増幅回路
４１ｃ、４１ｄ 安定回路
４１ｅ ブリッジ整流回路
４１ｆ キャパシタ
４２ センサ
４４ マイクロコンピュータ（測定結果処理器）
１０ 容器
１２ パイプ
２０ 第一電源
２１ アンテナ収容体
２２ アンテナ（第一電極）
２４ フランジ
２５ ガラス蓋
２５ａ 孔
２６ パイプ
３０ 第二電源
３１ 接続部材
３２ 下部ステージ（第二電極）
３４、３６ セラミック部
３８ 台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、
前記プラズマの発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する光電変換部を備え、
前記センサは前記光電変換部から前記電力を受けて作動し、
前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される、
電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記光電変換部が太陽電池である、
電源装置。
【請求項３】
容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、
インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する共振回路を備え、
該共振回路が、前記交流バイアス電圧の印加に伴う磁界の変化により、共振を起こし、
前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動し、
前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される、
電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電源装置であって、
前記インダクタがコイルであり、
前記交流バイアス電圧を印加する交流バイアス電圧源および前記第二電極を接続する接続部材の延伸方向と、前記コイルの軸方向とが直交する、
電源装置。
【請求項５】
容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、
インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する共振回路を備え、
該共振回路が、前記所定の周波数の電圧の印加により生じる電磁波により、共振を起こし、
前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動し、
前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される、
電源装置。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記共振回路において、前記インダクタと前記キャパシタとが直列または並列に接続されている、
電源装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記第二電極にウェハが載せられており、
前記センサが前記ウェハに載せられている、
電源装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記センサは、電圧または電流を測定することにより、前記プラズマ発生器の内部の状態を測定する、
電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電源装置であって、
前記センサにバイアス電圧が印加される、
電源装置。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の電源装置であって、
前記センサから測定結果を受ける測定結果処理器が前記容器内に配置され、
前記測定結果処理器は前記光電変換部から前記電力を受けて作動する、
電源装置。
【請求項１１】
請求項３ないし６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記センサから測定結果を受ける測定結果処理器が前記容器内に配置され、
前記測定結果処理器は前記共振回路から前記電力を受けて作動する、
電源装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の電源装置と、前記センサと、前記測定結果処理器とを有する測定装置と、
該測定装置が載せられたウェハと、
を備えた測定用デバイス。
【請求項１】
容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、
前記プラズマの発生に伴って生ずる光を受けて、電力に変換する光電変換部を備え、
前記センサは前記光電変換部から前記電力を受けて作動し、
前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される、
電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記光電変換部が太陽電池である、
電源装置。
【請求項３】
容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、
インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する共振回路を備え、
該共振回路が、前記交流バイアス電圧の印加に伴う磁界の変化により、共振を起こし、
前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動し、
前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される、
電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電源装置であって、
前記インダクタがコイルであり、
前記交流バイアス電圧を印加する交流バイアス電圧源および前記第二電極を接続する接続部材の延伸方向と、前記コイルの軸方向とが直交する、
電源装置。
【請求項５】
容器と、該容器に取り付けられ互いに対向する第一電極および第二電極とを有し、前記第一電極に所定の周波数の電圧が印加されて前記第二電極に交流バイアス電圧が印加されることにより、前記容器内にプラズマが発生するプラズマ発生器の内部の状態を測定するセンサの電源となる電源装置であって、
インダクタと、該インダクタに接続されたキャパシタとを有する共振回路を備え、
該共振回路が、前記所定の周波数の電圧の印加により生じる電磁波により、共振を起こし、
前記センサは前記共振回路から電力を受けて作動し、
前記センサおよび前記電源装置が前記容器内に配置される、
電源装置。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記共振回路において、前記インダクタと前記キャパシタとが直列または並列に接続されている、
電源装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記第二電極にウェハが載せられており、
前記センサが前記ウェハに載せられている、
電源装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記センサは、電圧または電流を測定することにより、前記プラズマ発生器の内部の状態を測定する、
電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電源装置であって、
前記センサにバイアス電圧が印加される、
電源装置。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の電源装置であって、
前記センサから測定結果を受ける測定結果処理器が前記容器内に配置され、
前記測定結果処理器は前記光電変換部から前記電力を受けて作動する、
電源装置。
【請求項１１】
請求項３ないし６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記センサから測定結果を受ける測定結果処理器が前記容器内に配置され、
前記測定結果処理器は前記共振回路から前記電力を受けて作動する、
電源装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の電源装置と、前記センサと、前記測定結果処理器とを有する測定装置と、
該測定装置が載せられたウェハと、
を備えた測定用デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４３８４４（Ｐ２０１２−２４３８４４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０３１２（Ｐ２０１１−１１０３１２）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人 科学技術振興機構「研究成果最適展開支援事業 フィージビリティスタディ 可能性発掘タイプ（起業検証）における研究開発課題 「プラズマプロセスのための欠陥予測システムの実用化」」委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９０００５１７５）株式会社アドバンテスト (1,005)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人 科学技術振興機構「研究成果最適展開支援事業 フィージビリティスタディ 可能性発掘タイプ（起業検証）における研究開発課題 「プラズマプロセスのための欠陥予測システムの実用化」」委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９０００５１７５）株式会社アドバンテスト (1,005)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
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