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JP3531890B2 - Surface potential measuring device, substrate processing device, and surface potential measuring method - Google Patents
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JP3531890B2 - Surface potential measuring device, substrate processing device, and surface potential measuring method - Google Patents

Surface potential measuring device, substrate processing device, and surface potential measuring method

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JP3531890B2
JP3531890B2 JP32840095A JP32840095A JP3531890B2 JP 3531890 B2 JP3531890 B2 JP 3531890B2 JP 32840095 A JP32840095 A JP 32840095A JP 32840095 A JP32840095 A JP 32840095A JP 3531890 B2 JP3531890 B2 JP 3531890B2
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surface potential
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pressure
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宏明 芦澤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願の発明は、液晶ディスプ
レイ用のガラス基板や集積回路用の半導体ウエハ等の基
板の表面電位の測定に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to measurement of a surface potential of a substrate such as a glass substrate for a liquid crystal display and a semiconductor wafer for an integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶ディスプレイやLSI等の集積回路
を製作する際には、所定の基板に対して各種処理を施す
ことが行われている。例えば、TFTアクティブマトリ
ックスタイプの液晶ディスプレイを製作する場合、TF
T(薄膜トランジスタ)の電極部を形成するためガラス
基板上にアモルファスシリコン等の薄膜を作成する処理
が行われている。
2. Description of the Related Art When manufacturing an integrated circuit such as a liquid crystal display or an LSI, various processes are performed on a predetermined substrate. For example, when manufacturing a TFT active matrix type liquid crystal display, TF
2. Description of the Related Art In order to form an electrode portion of T (thin film transistor), a process of forming a thin film of amorphous silicon or the like on a glass substrate is performed.

【0003】このような基板の処理において、基板の表
面が帯電し、この帯電によって一定の問題が生ずること
があった。基板の帯電は、処理に気体放電等を利用して
いる場合に生じる場合もあるが、最も主要な原因は剥離
帯電と呼ばれる現象である。これは、密着して接触して
いる異種の部材を引き離す際、両者の電子親和力の相違
から一方の部材の表面に電子が多く残り他方の部材の表
面に電子が欠乏するため、帯電が生ずる現象である。
In the processing of such a substrate, the surface of the substrate is charged, and this charging may cause a certain problem. The charging of the substrate may occur when gas discharge or the like is used for processing, but the main cause is a phenomenon called peeling charging. This is due to the fact that when separating different members that are in close contact with each other, a large amount of electrons remain on the surface of one member and electrons are deficient on the surface of the other member due to the difference in electron affinity between the two members. It is.

【0004】多くの基板処理装置では、搬送ロボットの
アームと基板ホルダーとの間で基板を受け渡す動作等が
行われるので、基板と異種の部材との接触・引き離しは
頻繁に行われている。従って、上記剥離帯電の発生は避
けられない。尚、このような基板の帯電は、ガラス基板
等の誘電体よりなる基板に限らず、半導体や導体の基板
においても生ずる場合がある。というのは、基板の表面
に絶縁膜が形成されている場合があるからである。
[0004] In many substrate processing apparatuses, an operation of transferring a substrate between an arm of a transfer robot and a substrate holder or the like is performed. Therefore, contact and separation between the substrate and different kinds of members are frequently performed. Therefore, the occurrence of the peeling charging is inevitable. Note that such charging of the substrate is not limited to a substrate made of a dielectric such as a glass substrate, but may also occur on a semiconductor or conductor substrate. This is because an insulating film may be formed on the surface of the substrate.

【0005】基板の帯電において深刻な問題は、帯電に
よって生ずる電圧が基板の移動によって変動してしまう
ということである。この点を図9を使用して説明する。
図9は、帯電した基板の電圧が基板の移動によって変動
する点を説明した図である。図9は、真空容器1内に基
板2を配置して基板2を処理する基板処理装置を部分的
に示している。
[0005] A serious problem in charging a substrate is that the voltage generated by charging varies with the movement of the substrate. This will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining a point where the voltage of the charged substrate fluctuates due to the movement of the substrate. FIG. 9 partially shows a substrate processing apparatus for processing the substrate 2 by disposing the substrate 2 in the vacuum vessel 1.

【0006】真空容器1は、殆どの場合接地されて接地
電位に保持される。従って、真空容器1内の基板2が帯
電すると、真空容器1の器壁10との間に電位差が生じ
電圧が発生する。この電圧Vは、周知の通り基板2の表
面に誘起されている電荷Qによって生じ、Q=CVとい
う関係が成立している。このCは、基板2と器壁10と
の間の空間の静電容量である。
In most cases, the vacuum vessel 1 is grounded and kept at a ground potential. Therefore, when the substrate 2 in the vacuum vessel 1 is charged, a potential difference is generated between the substrate 2 and the wall 10 of the vacuum vessel 1, and a voltage is generated. This voltage V is generated by the charge Q induced on the surface of the substrate 2 as is well known, and the relationship Q = CV is established. This C is the capacitance of the space between the substrate 2 and the container wall 10.

【0007】ここで、C=εS/dであるから、基板2
と器壁10との間の距離dが変化すると静電容量Cも変
化する。一方、基板2の表面の電荷Qは一定であり変化
しない。つまり、電荷Qは静電容量Cの変化にかかわら
ず保存される。従って、基板2が移動して器壁10との
距離がd1 →d2 のように変化して静電容量がC1 から
2 に変化すると、Q=C11=C22=一定となるよ
うに電圧がV1 からV2 に変化する。さらにd2 →d3
に移動する際、上述のQ=CVを満たすべく電圧Vは大
きくなる。このとき、器壁10の表面に突起等があって
電界が集中するような場所があると、その場所で放電を
生じてしまう場合があった。放電が生じると、基板2か
ら器壁10のアースに向かって大きな電流が流れ、基板
2上に形成されている回路や素子がこの電流によって破
壊されてしまう場合がある。
Here, since C = εS / d, the substrate 2
When the distance d between the device and the container wall 10 changes, the capacitance C also changes. On the other hand, the charge Q on the surface of the substrate 2 is constant and does not change. That is, the charge Q is stored regardless of the change in the capacitance C. Therefore, when the substrate 2 moves and the distance from the container wall 10 changes as d 1 → d 2 and the capacitance changes from C 1 to C 2 , Q = C 1 V 1 = C 2 V 2 = voltage to be constant is changed from V 1 to V 2. Furthermore, d 2 → d 3
, The voltage V increases to satisfy the above-mentioned Q = CV. At this time, if there is a place where the electric field is concentrated due to a projection or the like on the surface of the container wall 10, discharge may occur at that place. When the discharge occurs, a large current flows from the substrate 2 to the ground of the container wall 10, and a circuit or an element formed on the substrate 2 may be broken by the current.

【0008】ただ、真空中では上述のような放電は生じ
にくく、真空容器1の内部で上記放電が発生することは
あまりない。上記基板2の移動による高電圧の発生が大
きな問題となるのは、基板2内の放電を生じさせること
である。つまり、基板2の表面の帯電によって発生した
電圧が高くなると、基板2内に大きな誘電分極が生じ、
基板2内で絶縁破壊が起きて放電が生じる。この結果、
基板2内に大きな放電電流が流れ回路や素子が損傷して
しまう。尚、大気中では、大気中に僅かに存在するイオ
ン化した気体分子によって基板2の表面電荷が中和され
るので、このような基板2の帯電の問題はそれほど深刻
ではない。しかし、真空中では深刻な問題である。
However, the above-described discharge is unlikely to occur in a vacuum, and the discharge rarely occurs inside the vacuum vessel 1. The generation of a high voltage due to the movement of the substrate 2 poses a major problem in that discharge within the substrate 2 is caused. That is, when the voltage generated by the charging of the surface of the substrate 2 increases, a large dielectric polarization occurs in the substrate 2,
A dielectric breakdown occurs in the substrate 2 to generate a discharge. As a result,
A large discharge current flows in the substrate 2 and damages circuits and elements. In the atmosphere, since the surface charge of the substrate 2 is neutralized by ionized gas molecules slightly present in the atmosphere, such a problem of the charging of the substrate 2 is not so serious. However, it is a serious problem in a vacuum.

【0009】このようなことを考慮して、帯電する可能
性がある基板2を扱う基板処理装置では、基板2の帯電
が極力少なくなるように基板ホルダー等の表面の材質を
選定したり、帯電したとしても基板2の移動によっては
あまり電圧が上がらないように真空容器1内の構造物の
寸法形状を設計したりすることが行われる。しかしなが
ら、このような選定や設計を行っていくのに必要なこと
は、基板2上にどの程度の帯電が実際に生じているかを
確認すること、つまり基板2の表面電位を測定すること
である。
In consideration of the above, in the substrate processing apparatus which handles the substrate 2 which may be charged, the material of the surface of the substrate holder or the like is selected so that the charging of the substrate 2 is minimized, or the charging is performed. Even if it does, the dimension and shape of the structure in the vacuum vessel 1 are designed so that the voltage does not increase so much depending on the movement of the substrate 2. However, what is necessary for such selection and design is to confirm how much charge is actually generated on the substrate 2, that is, to measure the surface potential of the substrate 2. .

【0010】発明者が調査したところによれば、上記基
板2の表面電位を測定することが可能な実用的装置は全
く市販されていない。唯一、実験装置としては、図10
に示すような装置が従来より知られている。図10は、
従来の表面電位測定の構成を説明する断面概略図であ
る。図10に示す従来の表面電位測定装置は、ピエゾ効
果を利用するものであり、測定する基板2と対向して配
置したピエゾ素子3と、ピエゾ素子3の誘電分極の大き
さを検出するためピエゾ素子3の背面に設けたピエゾ電
極板4と、基板2とピエゾ素子3との間の電界Eを周期
的に遮蔽するためのチョッパ5等から構成されている。
また、ピエゾ素子3には、その側面を押圧してピエゾ電
極板4と基板2との間の電界Eの方向とは垂直な方向に
外部応力を作用させる不図示の押圧機構が配置されてい
る。
According to an investigation by the inventor, no practical device capable of measuring the surface potential of the substrate 2 is commercially available. The only experimental device is shown in FIG.
2. Description of the Related Art An apparatus as shown in FIG. FIG.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional surface potential measurement. The conventional surface potential measuring apparatus shown in FIG. 10 utilizes a piezo effect, and includes a piezo element 3 arranged opposite to a substrate 2 to be measured, and a piezo element for detecting the magnitude of dielectric polarization of the piezo element 3. It comprises a piezo electrode plate 4 provided on the back surface of the element 3, a chopper 5 for periodically shielding an electric field E between the substrate 2 and the piezo element 3, and the like.
Further, the piezo element 3 is provided with a pressing mechanism (not shown) that presses the side surface to apply external stress in a direction perpendicular to the direction of the electric field E between the piezo electrode plate 4 and the substrate 2. .

【0011】図10において、ピエゾ素子3と基板2と
の距離dが既知であるとすると、ピエゾ電極板4と基板
2との間の電界EによってV=dEの電圧がピエゾ素子
3に印加される。この結果、ピエゾ電極板4に現れる電
荷は、ピエゾ効果(横ピエゾ効果)による電荷と電圧V
による電荷とを加えたものとなる。ここで、チョッパ5
を使用して電界Eを周期的に遮断するとともに、ピエゾ
電極板4に現れる電荷を適当な方法で電気信号として取
り出せるよう構成すると、その電気信号はチョッパ5の
周期に同期して周期的に変化する。そして、その変化の
大きさは基板2の表面電位に依存していることは明か
で、変化の大きさを知ることによって基板2の表面電位
を測定することが可能となる。
In FIG. 10, assuming that the distance d between the piezo element 3 and the substrate 2 is known, a voltage of V = dE is applied to the piezo element 3 by an electric field E between the piezo electrode plate 4 and the substrate 2. You. As a result, the electric charge appearing on the piezo electrode plate 4 is equal to the electric charge due to the piezo effect (lateral piezo effect) and the voltage V.
And the charge due to Here, chopper 5
Is used to periodically cut off the electric field E and extract the electric charge appearing on the piezo electrode plate 4 as an electric signal by an appropriate method, the electric signal changes periodically in synchronization with the cycle of the chopper 5. I do. It is clear that the magnitude of the change depends on the surface potential of the substrate 2, and the surface potential of the substrate 2 can be measured by knowing the magnitude of the change.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
通り上記装置は実験装置であって実用性はかなり低い。
特に、前述したような真空中に処理される基板の表面電
位を測定する装置としては、次のような致命的な欠陥を
備えている。即ち、まずチョッパのような高速駆動機構
からは潤滑材等の蒸発や摩耗による粉塵の発生が避けら
れず、このような構成物を真空中に配置することは、必
要な真空圧力を維持するのに非常な悪影響を与えるばか
りか、粉塵が基板の表面に付着して汚損し回路不良等の
重大が損傷を生じさせる場合がある。また、ピエゾ素子
を使用する場合、上述の通り電気信号を取り出すための
配線が不可欠となる。一方、基板の処理にはフッ素系ガ
ス等の腐食性のガスを使用する場合があり、ピエゾ素子
に用いた配線はこの腐食性ガスによって激しく腐食して
しまい、使用不可能となってしまう。このように、真空
中で処理を行う基板処理装置に好適に使用される表面電
位測定装置や表面電位測定方法は全く存在せず、発明者
はその開発が急務であると考えたのである。
However, as described above, the above-mentioned apparatus is an experimental apparatus, and its practicality is considerably low.
In particular, an apparatus for measuring the surface potential of a substrate processed in a vacuum as described above has the following fatal defects. That is, first of all, a high-speed driving mechanism such as a chopper inevitably generates dust due to evaporation and abrasion of a lubricant or the like, and arranging such a component in a vacuum maintains a necessary vacuum pressure. In addition to having a serious adverse effect on the substrate, dust may adhere to the surface of the substrate and become dirty, causing serious damage such as circuit failure. When a piezo element is used, wiring for extracting an electric signal is indispensable as described above. On the other hand, a corrosive gas such as a fluorine-based gas may be used for the processing of the substrate, and the wiring used for the piezo element is severely corroded by the corrosive gas and cannot be used. As described above, there is no surface potential measuring device or surface potential measuring method suitably used for a substrate processing apparatus that performs processing in a vacuum, and the inventor considered that the development is urgent.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項1記載の発明は、真空中に配置された
基板の表面電位を測定する表面電位測定装置であって、
変形又は変位可能な状態で所定の間隙を有して基板と対
向して配置された導体板と、基板と導体板との間に作用
するクーロン力によって生ずる導体板の変形又は変位の
大きさを検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基
づいて基板の表面電位を算出する算出手段とを有し、前
記基板と前記導体板との隙間の圧力は、前記基板が配置
された空間の真空圧力であり、前記導体板のうち前記基
板が配置された側とは反対側の空間を取り囲む容器が設
けられており、前記容器内の圧力をf とし、前記基板
が配置された空間の真空圧力をf とし、測定するクー
ロン力をFとしたとき、f 及びf がともにFに比べ
て十分に小さいか、f とf の差異がFに比べて十分
に小さい。同様に上記課題を解決するため、請求項2記
載の発明は、真空中に配置された基板の表面電位を測定
する表面電位測定装置であって、変形又は変位可能な状
態で所定の間隙を有して基板と対向して配置された導体
板と、基板と導体板との間に作用するクーロン力によっ
て生ずる導体板の変形又は変位の大きさを検出する検出
手段と、検出手段の検出結果に基づいて基板の表面電位
を算出する算出手段とを有し、前記導体板の前記基板と
対向する側とは反対側の空間を密閉空間とする密閉容器
が設けられており、この密閉容器の内部は10−5パス
カル以下の圧力の高真空に維持されている。同様に上記
課題を解決するため、請求項3記載の発明は、真空中に
配置された基板の表面電位を測定する表面電位測定装置
であって、変形又は変位可能な状態で所定の間隙を有し
て基板と対向して配置された導体板と、基板と導体板と
の間に作用するクーロン力によって生ずる導体板の変形
又は変位の大きさを検出する検出手段と、検出手段の検
出結果に基づいて基板の表面電位を算出する算出手段と
を有し、前記基板と前記導体板との隙間の圧力は、前記
基板が配置された空間の真空圧力であり、前記導体板の
うち前記基板が配置された側とは反対側の空間を取り囲
む容器が設けられており、前記容器内の圧力は真空であ
って、前記基板が配置された空間の真空圧力と同一であ
る。同様に上記課題を解決するため、請求項記載の発
明は、上記請求項の構成において、前記容器には、当
該基板が配置された空間に連通するための開口が設けら
れている。同様に上記課題を解決するため、請求項
載の発明は、上記請求項1乃至4いずれかの構成におい
て、導体板と基板との間の距離が可変とされている。同
様に上記課題の解決のため、請求項記載の発明は、上
記請求項1乃至5いずれかの構成において、検出手段
は、導体板の基板と対向する側とは反対側に導体板に対
向して設けられた電極板と、導体板の変形又は変位によ
って生ずる導体板と電極板との間の静電容量の変化を検
出する容量計とからなるものである。同様に上記課題を
解決するため、請求項記載の発明は、上記請求項1乃
至5いずれかの構成において、検出手段は、導体板の基
板と対向する側とは反対側に延びるようにして導体板に
設けられた長尺磁石と、この長尺磁石の磁力線が鎖交す
るようにして配置されたコイルと、導体板の変形又は変
位によって長尺磁石が変位してコイルに生ずる誘導電流
を検出する電流計とからなるものである。同様に上記課
題の解決のため、請求項記載の発明は、排気系を備え
た真空容器内に基板を配置して所定の処理を行う基板処
理装置であって、請求項1乃至7いずれかに記載の表面
電位測定装置を備えているという構成を有する。同様に
上記課題を解決するため、請求項記載の発明は、排気
系を備えた真空容器内に基板を配置して所定の処理を行
う基板処理装置であって、請求項2記載の表面電位測定
装置を備え、さらに、前記排気系は、真空容器内を10
−3 パスカル以下の圧力の高真空に排気可能なものであ
るという構成を有する。同様に上記課題を解決するた
め、請求項10記載の発明は、真空中に配置された基板
の表面電位を測定する表面電位測定方法であって、変形
又は変位可能な状態で所定の間隙を有して基板と対向し
て導体板を配置し、基板と導体板との間に作用するクー
ロン力によって生ずる導体板の変形又は変位の大きさを
検出手段により検出し、検出手段の検出結果に基づいて
基板の表面電位を算出手段により算出する方法であっ
て、前記基板と前記導体板との隙間の圧力は、前記基板
が配置された空間の真空圧力であり、前記導体板のうち
前記基板が配置された側とは反対側の空間の圧力を、前
記基板が配置された空間の真空圧力と同一とする。
According to an aspect of the present invention, there is provided a surface potential measuring apparatus for measuring a surface potential of a substrate disposed in a vacuum, comprising:
A conductor plate arranged opposite to the substrate with a predetermined gap in a deformable or displaceable state, and the magnitude of the deformation or displacement of the conductor plate caused by the Coulomb force acting between the substrate and the conductor plate. a detecting means for detecting that, and a calculation means for calculating the surface potential of the substrate on the basis of the detection result of the detection means possess, before
The pressure in the gap between the substrate and the conductor plate is determined by the position of the substrate.
Is the vacuum pressure of the space defined, and
A container surrounding the space opposite to the side where the plate is
Vignetting is, the pressure in the vessel was f 1, the substrate
Ku but the vacuum pressure of the deployed space and f 2, measured
When the Ron force is F, f 1 and f 2 are both greater than F
Or the difference between f 1 and f 2 is sufficiently smaller than F
Small . Similarly, in order to solve the above problem, the invention according to claim 2 measures a surface potential of a substrate placed in a vacuum.
Surface potential measuring device that can be deformed or displaced
Conductor facing the substrate with a predetermined gap in the state
Plate and the Coulomb force acting between the substrate and the conductive plate.
To detect the magnitude of deformation or displacement of the conductor plate
Means and the surface potential of the substrate based on the detection result of the detecting means.
And a calculating means for calculating the closed space, wherein the space on the opposite side to the side of the conductor plate facing the substrate is a closed space.
Is provided, the interior of the sealed container is maintained at high vacuum pressures below 10-5 Pa. Similarly above
In order to solve the problem, the invention according to claim 3 is applied to a vacuum.
Surface potential measuring device that measures the surface potential of the placed substrate
Having a predetermined gap in a deformable or displaceable state.
A conductive plate disposed opposite the substrate, and the substrate and the conductive plate
Deformation of Conductive Plate Caused by Coulomb Force Acting between
Or, detecting means for detecting the magnitude of the displacement, and detecting the detecting means
Calculating means for calculating the surface potential of the substrate based on the output result;
Having a pressure in a gap between the substrate and the conductor plate,
The vacuum pressure in the space where the substrate is placed,
Surrounding the space on the side opposite to the side where the substrate is placed
Container is provided, and the pressure in the container is vacuum.
Therefore, the pressure is the same as the vacuum pressure in the space in which the substrate is disposed.
You. Similarly, in order to solve the above problem, according to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the third aspect , the container is provided with an opening for communicating with a space in which the substrate is arranged. Similarly, in order to solve the above problem, in the invention according to claim 5 , in the configuration according to any one of claims 1 to 4 , the distance between the conductor plate and the substrate is variable. Similarly, in order to solve the above problem, in the invention according to claim 6, in the configuration according to any one of claims 1 to 5 , the detecting means faces the conductor plate on a side opposite to the side of the conductor plate facing the substrate. And a capacitance meter for detecting a change in capacitance between the conductor plate and the electrode plate caused by deformation or displacement of the conductor plate. Similarly, in order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 7 is based on claim 1.
In any one of the constitutions ( 5) to (5) , the detecting means is such that a long magnet provided on the conductor plate so as to extend on a side opposite to the side of the conductor plate facing the substrate and a line of magnetic force of the long magnet interlink. And a current meter for detecting an induced current generated in the coil when the long magnet is displaced by the deformation or displacement of the conductor plate. Similarly, in order to solve the above problem, an invention according to claim 8 is a substrate processing apparatus for performing a predetermined process by arranging a substrate in a vacuum vessel provided with an exhaust system . It has a configuration that includes a surface potential measuring apparatus according to. Similarly, in order to solve the above-mentioned problem, an invention according to claim 9 is a substrate processing apparatus that performs a predetermined process by arranging a substrate in a vacuum vessel provided with an exhaust system. comprising a measuring device, further, the exhaust system, the vacuum chamber 10
It has a structure capable of evacuating to a high vacuum at a pressure of -3 Pa or less. Similarly, in order to solve the above problem, the invention according to claim 10 is directed to a substrate disposed in a vacuum.
Surface potential measuring method for measuring the surface potential of
Or facing the substrate with a predetermined gap in a displaceable state
A conductor plate, and a cooler acting between the substrate and the conductor plate.
The magnitude of the deformation or displacement of the conductor plate caused by the
Detected by the detection means and based on the detection result of the detection means
This is a method of calculating the surface potential of the substrate by the calculating means.
The pressure in the gap between the substrate and the conductor plate is
Is the vacuum pressure of the space in which the
The pressure in the space on the side opposite to the side where the substrate is
It is the same as the vacuum pressure in the space where the substrate is arranged.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。図1及び図2は、本願発明の表面電位測
定装置の第一の実施形態を説明する図である。そのう
ち、図1は表面電位測定装置の配置状態を説明する図、
図2は表面電位測定装置の詳細を説明する正面断面概略
図である。図1に示すように、本実施形態の表面電位測
定装置100は、排気系101を備えた真空容器1の器
壁10に嵌め込まれるようにして配置される。この配置
位置は、真空容器1内の所定位置に位置した基板2と対
向する位置である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. 1 and 2 are diagrams illustrating a first embodiment of the surface potential measuring device according to the present invention. Among them, FIG. 1 is a diagram for explaining an arrangement state of the surface potential measuring device,
FIG. 2 is a schematic front sectional view illustrating details of the surface potential measuring device. As shown in FIG. 1, the surface potential measuring device 100 according to the present embodiment is disposed so as to be fitted into a vessel wall 10 of a vacuum vessel 1 provided with an exhaust system 101. This arrangement position is a position facing the substrate 2 located at a predetermined position in the vacuum vessel 1.

【0015】この表面電位測定装置は、図2に示すよう
に、変形又は変位可能な状態で所定の間隙を有して基板
2と対向して配置された導体板6と、基板2と導体板6
との間に作用するクーロン力によって生ずる導体板6の
変形又は変位の大きさを検出する検出手段7と、検出手
段7の検出結果に基づいて基板2の表面電位を算出する
算出手段8とを有している。
As shown in FIG. 2, the surface potential measuring device includes a conductor plate 6 which is disposed opposite to the substrate 2 with a predetermined gap in a deformable or displaceable state; 6
Detecting means 7 for detecting the magnitude of the deformation or displacement of the conductive plate 6 caused by the Coulomb force acting between them, and calculating means 8 for calculating the surface potential of the substrate 2 based on the detection result of the detecting means 7. Have.

【0016】真空容器1の器壁10には、密閉容器91
が嵌め込まれている。この密閉容器91は、基板2と対
向した面に前面開口を有し、この前面開口を気密に塞ぐ
ようにして導体板6が設けられている。導体板6は、厚
さが例えば10-2mm程度の薄い金属性の板であり、板
面に垂直な方向に変形又は変位可能になっている。導体
板6の材質としては、例えば耐食性のNiCr合金等が
採用できる。
The vessel 10 of the vacuum vessel 1 has a closed vessel 91
Is fitted. The sealed container 91 has a front opening on a surface facing the substrate 2, and the conductor plate 6 is provided so as to airtightly close the front opening. The conductor plate 6 is a thin metal plate having a thickness of, for example, about 10 −2 mm, and can be deformed or displaced in a direction perpendicular to the plate surface. As the material of the conductive plate 6, for example, a corrosion-resistant NiCr alloy or the like can be adopted.

【0017】検出手段7は、導体板6の背後即ち基板2
と対向する側とは反対側に導体板6に対向して設けられ
た電極板71と、導体板6の変形又は変位によって生ず
る導体板6と電極板71との間の静電容量を変化を検出
する容量計72とから主に構成されている。電極板71
は、導体板6と平行な状態で且つ所定の間隙を有して配
置されている。また容量計72は、電極板71と導体板
6との間に一定の電圧Vを印加して電極板71と導体板
6とからなるコンデンサを充電するとともに、電極板7
1と導体板6とを短絡してコンデンサを放電させた際に
流れた電流を測定して蓄えられていた電荷Qを測定し、
C=Q/Vの式から容量Cを検出するよう構成されてい
る。尚、導体板6と電極板71とはほぼ同様の寸法形状
で、例えば直径75mm程度の円形である。また、導体
板6と電極板71との間の間隙は、例えば10-1mm程
度に設定される。
The detecting means 7 is located behind the conductor plate 6, that is, the substrate 2
An electrode plate 71 provided on the opposite side to the conductor plate 6 on the opposite side to the conductor plate 6, and changes the capacitance between the conductor plate 6 and the electrode plate 71 caused by deformation or displacement of the conductor plate 6. It mainly comprises a capacity meter 72 to be detected. Electrode plate 71
Are arranged in parallel with the conductor plate 6 with a predetermined gap. The capacitance meter 72 applies a constant voltage V between the electrode plate 71 and the conductor plate 6 to charge a capacitor composed of the electrode plate 71 and the conductor plate 6, and
1 and the conductor plate 6 were short-circuited to measure the current flowing when the capacitor was discharged, and the stored charge Q was measured.
It is configured to detect the capacitance C from the equation of C = Q / V. The conductor plate 6 and the electrode plate 71 have substantially the same dimensions and shape, for example, a circle having a diameter of about 75 mm. The gap between the conductor plate 6 and the electrode plate 71 is set to, for example, about 10 -1 mm.

【0018】この第一の実施形態においては、密閉容器
91の内部は例えば10-5パスカル程度の高真空に排気
されて密閉されている。また、密閉容器91の内面はチ
タン等のゲッター材料で被覆されており、内面から放出
されるガスを吸着して経時的な内部圧力上昇を防止して
いる。尚、前面開口を塞ぐ導体板6の配設部分や容量計
72の配線の容器貫通部分は、気密に封止されている。
In the first embodiment, the interior of the sealed container 91 is evacuated to a high vacuum of, for example, about 10 -5 Pascal and hermetically closed. Further, the inner surface of the sealed container 91 is coated with a getter material such as titanium, and adsorbs gas released from the inner surface to prevent a rise in internal pressure over time. The portion where the conductor plate 6 is closed to close the front opening and the portion where the wiring of the capacitance meter 72 penetrates the container are hermetically sealed.

【0019】算出手段8は、容量計72の測定結果が入
力される入力部、予めROM等に記憶した式に従って入
力部の入力から基板2の表面電位を計算する演算部等か
ら構成されたものである。そして、算出手段8は、算出
した表面電位を表示する不図示の表示部を備えている。
The calculating means 8 comprises an input section to which the measurement result of the capacitance meter 72 is inputted, an arithmetic section for calculating the surface potential of the substrate 2 from the input of the input section according to a formula stored in advance in a ROM or the like. It is. The calculating means 8 includes a display unit (not shown) for displaying the calculated surface potential.

【0020】次に、上記構成の本実施形態の表面電位測
定装置の動作について説明する。まず、適当な保持具を
使用して基板2を表面測定装置に対向した位置に配置す
る。基板2と導体板6との距離は、例えば47mm程度
とする。電極板71には例えば1000Vの一定電圧が
印加されており、電極板71と導体板6とが構成するコ
ンデンサがこの電圧によって充電されている。尚、導体
板6は接地されて接地電位になっている。
Next, the operation of the surface potential measuring device of the present embodiment having the above-described configuration will be described. First, the substrate 2 is arranged at a position facing the surface measuring device using an appropriate holder. The distance between the substrate 2 and the conductive plate 6 is, for example, about 47 mm. A constant voltage of, for example, 1000 V is applied to the electrode plate 71, and the capacitor formed by the electrode plate 71 and the conductor plate 6 is charged by this voltage. The conductor plate 6 is grounded and is at the ground potential.

【0021】この状態で、もし基板2が帯電し表面電位
が存在すると、基板2の表面電位と導体板6の電位(=
0V)との差によって電界が発生し、基板2と電極板7
1との間にクーロン力Fが作用する。このクーロン力F
は、 F=(εV2 )/(2d2 )……(1) の式で表される(単位はN/m2 )。但し、εは真空の
誘電率、Vは電位差、d基板2と導体板6との間隔、N
はニュートン、mはメートルである。そして、このクー
ロン力Fは、導体板6を変形又は変位させ、その変形又
は変位の大きさが検出手段7によって検出される。
In this state, if the substrate 2 is charged and a surface potential is present, the surface potential of the substrate 2 and the potential of the conductive plate 6 (=
0V), an electric field is generated, and the substrate 2 and the electrode plate 7
1 and the Coulomb force F acts. This Coulomb force F
Is represented by the following formula: F = (εV 2 ) / (2d 2 ) (unit: N / m 2 ). Here, ε is the dielectric constant of vacuum, V is the potential difference, the distance between the d substrate 2 and the conductor plate 6, N
Is Newton and m is meters. The Coulomb force F deforms or displaces the conductor plate 6, and the magnitude of the deformation or displacement is detected by the detecting means 7.

【0022】この導体板6の変形又は変位に関し、図3
を使用して補足的に説明する。図3は、導体板6の変形
又は変位についての説明図である。導体板6は、帯電し
た基板2との間のクーロン力により変形又は変位する
が、変形又は変位の態様としては幾つかのものが考えら
れる。まず、導体板6が両端が固定されて配設されてい
る場合、図3(a)に示すように、断面円弧状に変形す
る。また、導体板6の両端に弾性体等の伸縮部材61が
設けられている場合、図3(b)に示すように導体板6
は板面に垂直な方向に変位する。さらに、導体板6の一
端のみが固定されている場合、図3(c)に示すよう
に、導体板6は傾いた姿勢になって変形(又は変位)す
る。
With respect to the deformation or displacement of the conductor plate 6, FIG.
This will be supplementarily explained using. FIG. 3 is an explanatory diagram of deformation or displacement of the conductor plate 6. The conductor plate 6 is deformed or displaced by the Coulomb force between the conductive plate 6 and the charged substrate 2, and some forms of the deformation or displacement can be considered. First, when the conductor plate 6 is disposed with both ends fixed, as shown in FIG. 3A, the conductor plate 6 is deformed into an arc-shaped cross section. Further, in the case where elastic members 61 such as elastic bodies are provided at both ends of the conductor plate 6, as shown in FIG.
Is displaced in a direction perpendicular to the plate surface. Furthermore, when only one end of the conductor plate 6 is fixed, as shown in FIG. 3C, the conductor plate 6 is inclined (deformed).

【0023】これらの導体板6の状態は、「変形」なの
か「変位」なのか、またはその両方なのか、一概に決す
ることができない場合もあるが、これらの変形又は変位
によって電極板71と導体板6との間の静電容量Cが変
化する。この変化した静電容量の値は容量計72によっ
て測定される。そして、測定された静電容量の値から算
出手段8が変形又は変位の大きさを算出し、さらにその
算出結果に基づいて基板2の表面電位を求める。
Whether the state of the conductor plate 6 is “deformation”, “displacement”, or both may not be determined in some cases. The capacitance C between the conductive plate 6 and the conductive plate 6 changes. The value of the changed capacitance is measured by the capacitance meter 72. Then, the calculating means 8 calculates the magnitude of the deformation or displacement from the measured value of the capacitance, and further obtains the surface potential of the substrate 2 based on the calculation result.

【0024】具体的に説明すると、導体板6が例えば図
3(b)のように変位する場合、その変位の大きさδ
は、 δ=d −d =εS/C −εS/C ……式(2) より算出される。但し、d は基板2が配置されてい
ない状態(又は表面電位が0V、以下同じ)の導体板6
と電極板71との距離、d は基板2の帯電によって
変位した際の導体板6と電極板71との距離、Sは導体
板6及び電極板71の大きさ、C は基板2が配置さ
れていない状態又は基板2が帯電していない状態の静電
容量、C帯電した基板2の配置によって変化した
静電容量をそれぞれ示す。そして、変位の大きさδを生
じるのに必要なクーロン力Fは、導体板6の質量や導体
板6の両端に設けられた弾性体のバネ定数などから計算
によって求めることができ、その結果から、前述の式
(1)に従って基板2の表面電位が算出される。
More specifically, when the conductor plate 6 is displaced, for example, as shown in FIG.
Is calculated by the following equation: δ = d 0 −d 1 = εS / C 0 −εS / C 1 However, d 0 is the conductor plate 6 in a state where the substrate 2 is not disposed (or the surface potential is 0 V, the same applies hereinafter).
The distance between the electrode plates 71, the distance between d 1 is conductive plate 6 and the electrode plate 71 when displaced by the charging of the substrate 2, S is the size of the conductive plate 6 and the electrode plates 71, C 0 is the substrate 2 the capacitance of the health state or the substrate 2 is not arranged is not charged, C 1 represents the capacitance changes due to the arrangement of the charged substrate 2, respectively. The Coulomb force F required to generate the magnitude of displacement δ can be obtained by calculation from the mass of the conductive plate 6, the spring constant of the elastic body provided at both ends of the conductive plate 6, and the like. The surface potential of the substrate 2 is calculated according to the above-described equation (1).

【0025】尚、上記第一の実施形態の装置における導
体板6、密閉容器91、電極板71及び検出手段7の構
成は、真空圧力を測定する市販のキャパシタンスマノメ
ータ(隔膜真空計)の構成と同様のものが採用できる。
例えば、MKS社製のバラトロン223BD等の構成が
適している。但し、これをそのまま使っても表面電位測
定装置にはならず、前述した算出手段8の構成を少なく
とも新たに付加する必要がある。
The structure of the conductor plate 6, the sealed container 91, the electrode plate 71 and the detecting means 7 in the apparatus of the first embodiment is the same as that of a commercially available capacitance manometer (diaphragm gauge) for measuring vacuum pressure. Similar ones can be employed.
For example, a configuration such as Baratron 223BD manufactured by MKS is suitable. However, if this is used as it is, it does not become a surface potential measuring device, and it is necessary to add at least the configuration of the calculating means 8 described above.

【0026】次に、本願発明の表面電位測定装置の第二
の実施形態について説明する。図4は、第二の実施形態
に係る表面電位測定装置の詳細を説明する正面断面概略
図である。図4に示す表面電位測定装置は、第一の実施
形態と同様、真空容器1の器壁10に基板2に対向して
嵌め込まれるようにして配置される。そして、第一の実
施形態と同様、変形又は変位可能な状態で所定の間隙を
有して基板2と対向して配置された導体板6と、基板2
と導体板6との間に作用するクーロン力によって生ずる
導体板6の変形又は変位の大きさを検出する検出手段7
と、検出手段7の検出結果に基づいて基板2の表面電位
を算出する算出手段8とを有している。
Next, a second embodiment of the surface potential measuring device of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic front sectional view illustrating details of the surface potential measuring device according to the second embodiment. The surface potential measuring device shown in FIG. 4 is arranged so as to be fitted to the vessel wall 10 of the vacuum vessel 1 so as to face the substrate 2 as in the first embodiment. Then, as in the first embodiment, the conductor plate 6 disposed opposite to the substrate 2 with a predetermined gap in a deformable or displaceable state,
Detecting means 7 for detecting the magnitude of deformation or displacement of conductor plate 6 caused by the Coulomb force acting between it and conductor plate 6
And a calculating means 8 for calculating the surface potential of the substrate 2 based on the detection result of the detecting means 7.

【0027】この第二の実施形態の装置では、検出手段
7の構成が第一の実施形態と大きく異なっている。即
ち、この第二の実施形態における検出手段7は、導体板
6の基板2と対向する側とは反対側に延びるようにして
導体板6に設けられた長尺磁石73と、この長尺磁石7
3の磁力線が鎖交するようにして配置されたコイル74
と、導体板6の変形又は変位によって長尺磁石73が変
位してコイル74に生ずる誘導電流を検出する電流計7
5とからなるものである。
In the device of the second embodiment, the structure of the detecting means 7 is greatly different from that of the first embodiment. That is, the detecting means 7 in the second embodiment includes a long magnet 73 provided on the conductor plate 6 so as to extend on the side opposite to the side of the conductor plate 6 facing the substrate 2, 7
Coil 74 arranged so that the three magnetic lines of force interlink
And an ammeter 7 for detecting an induced current generated in the coil 74 by the displacement of the long magnet 73 due to the deformation or displacement of the conductor plate 6.
5.

【0028】長尺磁石73は、直径0.1mm程度の太
さの針状の永久磁石であり、導体板6の背面の中央に溶
接などの方法により背面に垂直に固定されている。コイ
ル74は、長尺磁石73から出る磁力線が鎖交するよう
に配設されたものであり、具体的にはコイル74の軸線
に長尺磁石73の長さ方向を一致させて配設されてい
る。
The long magnet 73 is a needle-like permanent magnet having a thickness of about 0.1 mm in diameter, and is vertically fixed to the center of the back surface of the conductive plate 6 by welding or the like. The coil 74 is disposed so that the lines of magnetic force coming out of the long magnet 73 interlink. Specifically, the coil 74 is disposed so that the longitudinal direction of the long magnet 73 coincides with the axis of the coil 74. I have.

【0029】上記構成において、第一の実施形態と同様
に、基板2の帯電によって生じたクーロン力によって導
体板6が変形又は変位すると長尺磁石73が長さ方向に
変位し、コイル74に鎖交する磁力線が変化する。この
結果、コイル74に誘導電流が流れ、この電流が電流計
75により検出される。そして、導体板6の変形又は変
位の大きさはクーロン力に比例し、クーロン力の大きさ
は基板2の電位に比例する。導体板6の変形又は変位の
大きさは誘導電流の値によって分かるので、この結果、
基板2の電位が算出されることになる。
In the above configuration, as in the first embodiment, when the conductor plate 6 is deformed or displaced by the Coulomb force generated by charging the substrate 2, the long magnet 73 is displaced in the longitudinal direction, and The intersecting lines of magnetic force change. As a result, an induced current flows through the coil 74, and this current is detected by the ammeter 75. The magnitude of the deformation or displacement of the conductive plate 6 is proportional to the Coulomb force, and the magnitude of the Coulomb force is proportional to the potential of the substrate 2. Since the magnitude of the deformation or displacement of the conductive plate 6 can be determined by the value of the induced current, as a result,
The potential of the substrate 2 is calculated.

【0030】例えば、前述の図3の(a)のように導体
板6がクーロン力Fによって変形する場合、導体板6の
中央部分での変形量(反り量)δは、 δ={3(M2 −1)Fr4 }/(16EM23)……式(3) で求められる。但し、1/Mは導体板6のポアソン比、
rは導体板6の半径、Eは導体板6のヤング率、tは導
体板6の厚さである。従って、誘導電流の大きさによっ
てδを求め、上式に代入してクーロン力Fを求める。そ
して、前述した式(1)に代入してVを算出すれば、基
板2の電位が最終的に算出される。
For example, when the conductor plate 6 is deformed by the Coulomb force F as shown in FIG. 3A, the deformation (warpage) δ at the center of the conductor plate 6 is δ = δ3 ( M 2 -1) Fr 4 } / (16EM 2 t 3 ) ... Equation (3) Where 1 / M is the Poisson's ratio of the conductor plate 6,
r is the radius of the conductor plate 6, E is the Young's modulus of the conductor plate 6, and t is the thickness of the conductor plate 6. Therefore, δ is determined according to the magnitude of the induced current, and is substituted into the above equation to determine the Coulomb force F. Then, if V is calculated by substituting into the aforementioned equation (1), the potential of the substrate 2 is finally calculated.

【0031】上記各実施形態の装置の有効性を確認する
ため、発明者はある模擬実験を行った。即ち、基板2に
所定の電源を接続して1000Vの表面電位を与え、こ
の状態で上記各構成の表面電位測定装置を動作させ、理
論計算通りの測定結果が出るかどうか確認した。まず、
上記第一の実施形態に係る装置では、基板2と導体板6
の距離は47mm、電極板71と導体板6の距離(d
0 )は0.1mmとした。また、導体板6の変形又は変
位は図3(a)のパターンとした。従って、導体板6の
変形量は前述の式(3)に従う。
In order to confirm the effectiveness of the devices of the above embodiments, the inventor conducted a simulation experiment. That is, a predetermined power supply was connected to the substrate 2 to apply a surface potential of 1000 V, and in this state, the surface potential measuring devices having the above-described configurations were operated, and it was confirmed whether or not a measurement result according to theoretical calculation was obtained. First,
In the device according to the first embodiment, the substrate 2 and the conductive plate 6
Is 47 mm, and the distance between the electrode plate 71 and the conductor plate 6 (d
0 ) was 0.1 mm. The deformation or displacement of the conductor plate 6 was the pattern shown in FIG. Therefore, the amount of deformation of the conductor plate 6 complies with the above-mentioned equation (3).

【0032】基板2が配置されていない場合には導体板
6の変位は発生せず、導体板6と電極板71とによるコ
ンデンサの静電容量は、上述した式(1)及び式(2)
による理論計算から391.6pFになる。また、基板
2の表面電位が1000Vであるとき、導体板6は式
(3)から計算上δ=14.1μmだけ反って変形し、
この際の静電容量は342.7pFとなり、48.9p
Fの変化が測定される筈である。
When the substrate 2 is not disposed, the displacement of the conductor plate 6 does not occur, and the capacitance of the capacitor formed by the conductor plate 6 and the electrode plate 71 is calculated by the above-described equations (1) and (2).
Is calculated to be 391.6 pF. When the surface potential of the substrate 2 is 1000 V, the conductive plate 6 is warped and deformed by δ = 14.1 μm from the equation (3).
The capacitance at this time is 342.7 pF, and 48.9 pF
The change in F should be measured.

【0033】一方、実際に容量計72の出力の変化を見
たところ、基板2の表面電位が0Vである場合の静電容
量はほぼ391.6pF、1000Vの表面電位を与え
た場合の静電容量は357.7pFであり、40.8p
Fの変化が測定された。この結果から、測定誤差20%
程度の精度で表面電位の測定ができることが分かった。
On the other hand, when the output of the capacitance meter 72 was actually observed, the capacitance when the surface potential of the substrate 2 was 0 V was approximately 391.6 pF, and the capacitance when the surface potential was 1000 V was applied. The capacity is 357.7 pF and 40.8 pF
The change in F was measured. From this result, a measurement error of 20%
It was found that the surface potential can be measured with a degree of accuracy.

【0034】また、上記第二の実施形態に係る装置で
は、同様に基板2と導体板6の距離は47mmとした。
理論計算では、基板2に1000Vの表面電位が与えら
れた場合、導体板6の反り量δは同様に14.1μmに
なる。一方、実際に1000Vの表面電位を与えた際、
検出手段7が検出する誘導電流から算出した反り量は大
体13μmとなった。従って、この実施形態では、測定
誤差8%程度の精度で測定できることが分かった。
In the apparatus according to the second embodiment, the distance between the substrate 2 and the conductive plate 6 is set to 47 mm.
In the theoretical calculation, when a surface potential of 1000 V is applied to the substrate 2, the amount of warpage δ of the conductive plate 6 is similarly 14.1 μm. On the other hand, when a surface potential of 1000 V is actually given,
The amount of warpage calculated from the induced current detected by the detection means 7 was approximately 13 μm. Therefore, in this embodiment, it was found that the measurement could be performed with an accuracy of about 8%.

【0035】次に、上記各実施形態に係る装置の測定レ
ンジの問題について説明する。図5は、図2又は図4に
示す装置の測定レンジについて説明する図である。上述
の通り、上記各実施形態における導体板6は、密閉容器
91の前面開口を気密に塞ぐようにして設けられてお
り、導体板6の背後の空間は高真空に維持された密閉空
間となっている。この場合、導体板6の前方の空間即ち
基板2の配置された空間の圧力によっては、導体板6の
前後の圧力差からくる力が加わり、この力によっても
体板6は前述のような変形又は変位を生ずると予想され
る。
Next, the problem of the measurement range of the device according to each of the above embodiments will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement range of the device shown in FIG. 2 or FIG. As described above, the conductor plate 6 in each of the above embodiments is provided so as to hermetically close the front opening of the sealed container 91, and the space behind the conductor plate 6 is a sealed space maintained at a high vacuum. ing. In this case, the pressure in front of the space or arranged space of the substrate 2 of the conductive plate 6, a force is applied coming from the pressure differential across the conductive plate 6, guide by the force
The body plate 6 is expected to undergo the deformation or displacement as described above.

【0036】ここで、図5に示すように、表面電位測定
装置の密閉容器91の内部の圧力(導体板6の背後の圧
力)をf1 、基板2が配置された空間の圧力(導体板6
の前方の圧力)をf2 とし、上記クーロン力をFとする
と、次のA,Bのいずれかの関係が成立すれば、充分な
精度での測定が可能である。 A:F》f1 ,f2 B:f=f1 −f2 《F つまり、f1 及びf2 がFに比べて充分小さいか、f1
−f2 の大きさがFに比べて充分小さければ、クーロン
力による変形又は変位の大きさに比して圧力差による変
形又は変位の大きさは無視できるのである。
Here, as shown in FIG. 5, the pressure inside the closed vessel 91 of the surface potential measuring device (the pressure behind the conductor plate 6) is f 1 , and the pressure inside the space where the substrate 2 is arranged (the conductor plate) is 6
Assuming that the pressure in front of f) is f 2 and the Coulomb force is F, measurement with sufficient accuracy is possible if any of the following relationships A and B is established. A: F "f 1, f 2 B: f = f 1 -f 2" F that is, whether f 1 and f 2 is sufficiently smaller than the F, f 1
If the magnitude of −f 2 is sufficiently smaller than F, the magnitude of the deformation or displacement due to the pressure difference can be ignored compared to the magnitude of the deformation or displacement due to the Coulomb force.

【0037】ここで、上述した各実施形態では、密閉容
器91の内部を10 -5 パスカル以下の高真空に維持して
いる。つまり、上記各実施形態では、F》f がまず
達成されている。従って、基板2が配置された空間の圧
力を10−3パスカル以下の高真空にすれば、F》f
の条件が達成され、充分な精度での測定が可能となる。
この場合、f とf の差(圧力差)が小さくなるよ
うf を調整する必要はない。つまり、上記各実施形
態の構成では、基板2が配置された空間を10−3パス
カル以下の高真空に維持しさえすれば、自動的にAの条
件が達成されて高精度の測定が可能になるのである。化
学的気層成長(CVD)装置等の真空を利用した多くの
基板処理装置は、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等
の高真空排気システムを備えており、従って上記各実施
形態の表面電位測定装置は、このような基板処理装置に
対して特に変更を要求することなく使用されることがで
きる。
Here, in each of the above-described embodiments, the inside of the sealed container 91 is maintained at a high vacuum of 10 −5 Pa or less. That is, in the above embodiments, F "f 1 is first achieved. Therefore, if the pressure in the space where the substrate 2 is disposed is set to a high vacuum of 10 −3 Pa or less, F >> f 2
Is achieved, and measurement with sufficient accuracy becomes possible.
In this case, the difference between f 1 and f 2 (pressure difference) is not necessary to adjust the f 2 to be smaller. That is, in the configuration of each of the above embodiments, the condition of A is automatically achieved and high-precision measurement is possible as long as the space in which the substrate 2 is arranged is maintained at a high vacuum of 10 −3 Pa or less. It becomes. Many substrate processing apparatuses using a vacuum such as a chemical vapor deposition (CVD) apparatus are provided with a high vacuum exhaust system such as a turbo molecular pump or a cryopump. Such a substrate processing apparatus can be used without requiring any change.

【0038】一方、密閉容器91の内部が上記のように
高真空になっていない場合、Aの条件を満足することは
困難であるから、Bの条件を満たすよう、基板2が配置
された空間の圧力を調整しなければならない。例えば、
密閉容器91の内部が100パスカルである場合、基板
2が配置された空間の圧力は、99.9999〜10
0.0001パスカルの範囲に調整しなければならな
い。しかし、このように有効数字6桁で一定の真空圧力
に維持することは非常に困難であり、密閉容器91の内
部が高真空でない構成はあまり実用的でない。
On the other hand, if the inside of the sealed container 91 is not at a high vacuum as described above, it is difficult to satisfy the condition A, and the space in which the substrate 2 is arranged so as to satisfy the condition B is used. The pressure must be adjusted. For example,
When the inside of the closed container 91 is 100 Pascal, the pressure in the space in which the substrate 2 is arranged is 99.99999 to 109.99
It must be adjusted to the range of 0.0001 Pascal. However, it is very difficult to maintain a constant vacuum pressure with six significant figures, and a configuration in which the inside of the sealed container 91 is not a high vacuum is not very practical.

【0039】また、基板2が配置される空間の圧力が、
何らかの事情で高真空にできない場合、同様に条件A,
Bのいずれかを満たすことが困難である。このような中
真空から低真空の圧力領域に基板2を配置して測定する
場合に有効なのが、次に説明する第三の実施形態であ
る。図6は、本願発明の第三の実施形態に係る表面電位
測定装置の詳細を説明する正面断面概略図である。以下
の説明は、表面電位測定方法の発明の実施形態の説明で
もある。
The pressure in the space where the substrate 2 is arranged is
If for some reason the high vacuum cannot be achieved, condition A,
It is difficult to satisfy any of B. The third embodiment described below is effective in the case where the substrate 2 is placed in such a pressure range from a medium vacuum to a low vacuum for measurement. FIG. 6 is a schematic front cross-sectional view illustrating details of the surface potential measuring device according to the third embodiment of the present invention. Less than
Is a description of the embodiment of the invention of the surface potential measuring method.
There is also.

【0040】図6に示す装置が、前述した図2又は図4
に示す装置と異なるのは、導体板6を保持した容器92
が密閉容器ではなく、開口90が設けられていること
ある。この開口90は、図6から分かる通り、基板2が
配置された空間と容器92内とを連通させるよう設けら
れている。つまり、この開口90によって、容器92内
の圧力と基板2が配置された空間の圧力とが同一になっ
ている。この図6に示す実施形態では、容器92を密閉
容器とせずに開口90を設けるという単純な構成により
前述のf1とf2が等しくなり、条件Bが達成される。
このため、基板2が配置された空間の圧力が高真空であ
る場合は勿論のこと、中真空から低真空の圧力領域にお
いても精度の高い測定が可能となる。開口90の大きさ
は、例えば直径1mm程度で良い。また、容器92内の
空間と基板2が配置された空間とが開口90によって直
接連通していない場合もありうる。即ち、開口90に接
続されたバイパス用配管等によって連通している場合も
ある。
The apparatus shown in FIG. 6 is the same as that shown in FIG.
Is different from the device shown in FIG.
There is not a closed vessel, is that the opening 90 is provided. As can be seen from FIG. 6, the opening 90 is provided so as to allow the space in which the substrate 2 is arranged to communicate with the inside of the container 92. That is, the pressure in the container 92 and the pressure in the space in which the substrate 2 is arranged are equalized by the opening 90. In the embodiment shown in FIG. 6, the above-mentioned f1 and f2 are equal, and the condition B is achieved by a simple configuration in which the container 92 is not a closed container and the opening 90 is provided.
For this reason, it is possible to perform highly accurate measurement not only when the pressure in the space where the substrate 2 is disposed is high vacuum but also in a pressure range from medium vacuum to low vacuum. The size of the opening 90 may be, for example, about 1 mm in diameter. Further, the space in the container 92 and the space in which the substrate 2 is arranged may not be directly communicated by the opening 90. That is, the communication may be established by a bypass pipe or the like connected to the opening 90.

【0041】尚、f1 とf2 が等しければ良いというこ
とだけを考えると、大気圧中でも原理的には測定が可能
である。しかし、厚さが例えば10-2mm程度である薄
い導体板6は、そよ風程度の僅かな気流が存在すること
によっても反り等の変形又は変位が発生し、この分が測
定値に含まれてしまう。従って、やはり真空即ち大気圧
より低い圧力に基板2を配置して測定するのが好適であ
る。
[0041] Incidentally, considering only that f 1 and f 2 may be equal, it is possible to measure in principle even atmospheric pressure. However, the thin conductor plate 6 having a thickness of, for example, about 10 −2 mm is deformed or displaced by warpage or the like due to the presence of a slight air current of a gentle breeze, and this is included in the measured values. I will. Therefore, it is preferable that the measurement is performed with the substrate 2 placed in a vacuum, that is, a pressure lower than the atmospheric pressure.

【0042】また上記構成において、基板2が配置され
る場所に腐食性の高いガスが存在する場合、そのガスが
開口90を通って容器92内に進入する。従ってこの図
実施形態では、容器内に耐食性の無い部材を配設す
べきではない。逆に言えば、そのような制限が課されな
い点で、前述した第一第二の実施形態の装置はこの第三
の実施形態に比べて優れている。
In the above configuration, when a highly corrosive gas is present at the place where the substrate 2 is disposed, the gas enters the container 92 through the opening 90. Therefore, in the embodiment of FIG. 6, a member having no corrosion resistance should not be provided in the container. Conversely, the device of the first and second embodiments described above is superior to the third embodiment in that such restrictions are not imposed.

【0043】次に、本願発明の第四の実施形態について
説明する。図7は、第四の実施形態に係る表面電位測定
装置の正面断面概略図である。この第四の実施形態の装
置は、上記第三の実施形態の装置において、基板2と導
体板6との距離を可変に構成している。具体的には、真
空容器1の器壁10に設けられた表面電位測定装置用開
口の周縁には、ベローズ93の一端が設けられて真空容
器1の内部に延びており、ベローズ93の他端に表面電
位測定装置の容器92が固定されている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic front sectional view of the surface potential measuring device according to the fourth embodiment. The device of the fourth embodiment differs from the device of the third embodiment in that the distance between the substrate 2 and the conductor plate 6 is variable. Specifically, one end of a bellows 93 is provided around the periphery of the opening for the surface potential measuring device provided on the vessel wall 10 of the vacuum vessel 1 and extends inside the vacuum vessel 1, and the other end of the bellows 93 is provided. Is fixed to a container 92 of the surface potential measuring device.

【0044】そして、容器92には、容器92を保持し
た保持アーム94及び保持アーム94を介して容器92
を上下動させる駆動機構95等が付設されており、これ
らの構成によって容器92が上下動し、これによって基
板2と導体板6の距離が可変に構成されている。基板2
と導体板6との距離を変えることは、前述した式(1)
から分かる通り、測定する表面電位のレンジを調節する
ことができる。従って、この図7に示す実施形態の装置
の構成は、広いレンジにわたって基板2の表面電位が測
定できるという長所がある。尚、第一又は第二の実施形
態の装置についても、同様の構成により基板2と導体板
6との距離を可変にできることは勿論である。
The container 92 is provided with a holding arm 94 holding the container 92 and a holding arm 94 via the holding arm 94.
A drive mechanism 95 or the like for moving the container up and down is provided, and the container 92 moves up and down by these configurations, whereby the distance between the substrate 2 and the conductor plate 6 is variably configured. Substrate 2
Changing the distance between the conductor and the conductor plate 6 is determined by the above-described equation (1).
As can be seen from FIG. 5, the range of the surface potential to be measured can be adjusted. Therefore, the configuration of the apparatus of the embodiment shown in FIG. 7 has an advantage that the surface potential of the substrate 2 can be measured over a wide range. It is needless to say that the distance between the substrate 2 and the conductor plate 6 can be made variable by the same configuration in the device of the first or second embodiment.

【0045】次に、本願発明の表面電位測定装置を装着
した基板処理装置の発明の実施形態について説明する。
図8は、表面電位測定装置を装着した基板処理装置の発
明の実施形態を説明する正面断面概略図である。上記表
面電位測定装置は、搬送用ロボットのアームや基板ホル
ダーの表面の材質の選定や真空容器の寸法形状等の基板
処理装置の細部を設計していく際に好適に使用される。
つまり、ある設計に基づいて装置を試作し、その試作機
に基板を搬入して所定の動作を行い、その上で基板が帯
電しているかどうか測定する。
Next, an embodiment of the invention of a substrate processing apparatus equipped with the surface potential measuring device of the present invention will be described.
FIG. 8 is a schematic front sectional view for explaining an embodiment of the invention of the substrate processing apparatus equipped with the surface potential measuring device. The above-mentioned surface potential measuring device is suitably used when selecting the material of the surface of the arm of the transfer robot or the substrate holder and designing the details of the substrate processing apparatus such as the dimensions and shape of the vacuum vessel.
That is, an apparatus is prototyped based on a certain design, a substrate is carried into the prototype, a predetermined operation is performed, and whether or not the substrate is charged is measured.

【0046】この場合、装置から基板2を取り出し、図
1に示すような別の真空容器1内に搬入して表面電位を
測定する構成も考えられるが、基板処理装置自体に表面
電位測定機能を付与すると非常に便利である。また、試
作機でなくとも、通常の実用機においても表面電位測定
機能を備えていることは、処理の合間等に随時基板の表
面電位をモニターすることができるため、非常に好適で
ある。図8に示す装置は、このような点を考慮して構成
されたものであり、表面電位測定機能を備えた基板処理
装置になっている。
In this case, it is conceivable to take out the substrate 2 from the apparatus and carry it into another vacuum vessel 1 as shown in FIG. 1 to measure the surface potential. However, the substrate processing apparatus itself has a surface potential measuring function. It is very convenient to give it. It is very preferable that the surface potential measurement function is provided in a normal practical machine, even if it is not a prototype machine, because the surface potential of the substrate can be monitored at any time during processing or the like. The apparatus shown in FIG. 8 is configured in consideration of such points, and is a substrate processing apparatus having a surface potential measuring function.

【0047】また、図8に示す装置は、基板処理の例と
してプラズマCVD処理を行うよう構成されている。即
ち、排気系101を備えた真空容器1と、真空容器1内
の所定の位置に基板2を配置するための基板ホルダー1
02と、真空容器1内に所定の反応性ガスを導入するガ
ス導入手段103と、例えばベルジャー等の誘電体容器
の周囲に巻かれたコイルに高周波を供給することにより
内部のガスにエネルギーを与えてプラズマを形成するプ
ラズマ形成手段104とから主に構成されている。
The apparatus shown in FIG. 8 is configured to perform a plasma CVD process as an example of a substrate process. That is, a vacuum vessel 1 having an exhaust system 101 and a substrate holder 1 for disposing a substrate 2 at a predetermined position in the vacuum vessel 1.
02, a gas introduction means 103 for introducing a predetermined reactive gas into the vacuum vessel 1, and a high frequency supplied to a coil wound around a dielectric vessel such as a bell jar to supply energy to the internal gas. And plasma forming means 104 for forming plasma.

【0048】図8に示す装置では、導入されたガスがプ
ラズマによって分解等の気相反応を生じ、これによって
所定の薄膜が基板2の表面に堆積する。例えば、アモル
ファスシリコンの薄膜を堆積させる場合、モノシランと
水素の混合ガスを導入してプラズマを形成し、モノシラ
ンの分解によってアモルファスシリコン薄膜を堆積させ
る。
In the apparatus shown in FIG. 8, the introduced gas causes a gas phase reaction such as decomposition by plasma, whereby a predetermined thin film is deposited on the surface of the substrate 2. For example, when depositing a thin film of amorphous silicon, a mixed gas of monosilane and hydrogen is introduced to form plasma, and the amorphous silicon thin film is deposited by decomposition of monosilane.

【0049】そして、図8の装置では、表面電位測定装
置100が、図1の場合と同様、真空容器1の器壁10
に嵌め込まれるようにして配設されている。即ち、真空
容器1の器壁10には、表面測定装置用開口が設けられ
て、その表面測定装置用開口に前述した密閉容器91
(又は容器92)を嵌め込むことにより表面電位測定装
置100が配設されている。
In the apparatus shown in FIG. 8, the surface potential measuring apparatus 100 is, like the case shown in FIG.
It is arranged so as to be fitted in. That is, an opening for a surface measuring device is provided in the container wall 10 of the vacuum vessel 1, and the closed container 91 described above is provided in the opening for the surface measuring device.
(Or the container 92), the surface potential measuring device 100 is provided.

【0050】尚、本実施形態の装置では、基板ホルダー
102上に配置された基板2に対向する位置にはプラズ
マ形成手段104を構成するベルジャーが配設されるた
め、この位置に表面電位測定装置100を配設すること
はできず、基板ホルダー102から少しずれた位置に配
設されている。従って、表面電位測定装置100を動作
させる場合には、真空中で動作可能な搬送ロボット等を
使用して基板2を表面電位測定装置100に対向する位
置に移動させ、この位置を保持しながら測定するように
する。この際、前述した通り、排気系101を使用して
真空容器1内を10-3パスカル以下にすることで、精度
の高い測定が可能となる。
In the apparatus of this embodiment, a bell jar constituting the plasma forming means 104 is provided at a position facing the substrate 2 placed on the substrate holder 102. 100 cannot be disposed, and is disposed at a position slightly shifted from the substrate holder 102. Therefore, when operating the surface potential measuring device 100, the substrate 2 is moved to a position facing the surface potential measuring device 100 using a transfer robot or the like that can operate in a vacuum, and measurement is performed while maintaining this position. To do. At this time, as described above, by setting the inside of the vacuum vessel 1 to 10 -3 Pa or less using the exhaust system 101, highly accurate measurement can be performed.

【0051】上述した本願発明の各実施形態の構成にお
いて、導体板6の変形又は変位の大きさを検出する検出
手段7の構成は、上述した以外にも色々考えられる。た
とえば、レーザー変位計等を使用して光学的に検出した
り、導体板6の変形に連動して動くカンチレバーの変位
量を検出したりする構成が採用可能である。また、基板
2と導体板6とは平行である必要はなく、傾いていても
よい。傾いた場合には、クーロン力を求める式が複雑に
なるだけであり、充分実施可能である。また、同様な趣
旨で第一の実施形態における導体板6と電極板71も平
行である必要はない。尚、本願発明の範囲に含まれるも
のではないが、表面電位を測定する対象物は、基板即ち
板状のものでなくとも原理的には問題ないことが、以上
の説明から明かであろう。
In the configuration of each embodiment of the present invention described above, the configuration of the detecting means 7 for detecting the magnitude of the deformation or displacement of the conductor plate 6 may be variously considered in addition to the above. For example, a configuration in which a laser displacement meter is used to optically detect the displacement or a displacement of a cantilever that moves in conjunction with the deformation of the conductive plate 6 can be adopted. Further, the substrate 2 and the conductor plate 6 need not be parallel, and may be inclined. In the case of inclination, the equation for obtaining the Coulomb force is only complicated, and is sufficiently practicable. Further, for the same purpose, the conductor plate 6 and the electrode plate 71 in the first embodiment need not be parallel. Although it is not included in the scope of the present invention, it will be apparent from the above description that there is no problem in principle even if the object for measuring the surface potential is not a substrate, that is, a plate-like object.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項1,
2,3,6又は7の発明によれば、基板の表面電位を測
定する実用的な装置が提供される。特に、従来の装置の
ようにチョッパのような高速駆動機構を採用する必要が
無いので、真空中に配置された基板の表面電位を測定す
る装置として非常に好適なものとなる。また、請求項2
の発明によれば、特に、導体板の背後の空間が10−5
パスカル以下の高真空に維持されているので、基板が配
置された空間を高真空にするだけで精度の高い測定が可
能となり、非常に使い易い装置となる。また、請求項
の発明によれば、上記効果に加え、導体板の背後の空間
を取り囲む容器に、基板が配置された空間に連通した開
口が設けられているので、容器内と基板が配置された空
間とが自動的に同一圧力となり、この結果、低真空から
中真空の圧力領域においても精度の高い測定が容易に行
えることとなる。また、請求項の発明によれば、上記
効果に加え、導体板と基板との間の距離が可変とされて
いるので、広い表面電位のレンジで測定が可能であると
いう長所がある。また、請求項の発明によれば、上記
効果を有する表面電位測定機能を備えた基板処理装置が
提供される。さらに、請求項の発明によれば、精度の
高い表面電位の測定を容易に行うことができる基板処理
装置が提供される。また、請求項10の発明によれば、
基板の表面電位を測定する実用的な方法が提供される。
特に、従来のようにチョッパのような高速駆動機構を採
用する必要が無いので、真空中に配置された基板の表面
電位を測定する方法として非常に好適なものとなる。
As described above, claim 1 of the present application
According to the invention of 2, 3, 6 or 7 , a practical device for measuring the surface potential of the substrate is provided. In particular, since it is not necessary to employ a high-speed driving mechanism such as a chopper unlike a conventional apparatus, the apparatus is very suitable as an apparatus for measuring the surface potential of a substrate placed in a vacuum. Claim 2
According to the invention, particularly, the space behind the conductor plate is 10 −5.
Since the vacuum is maintained at a high vacuum equal to or lower than Pascal, high-precision measurement is possible only by setting the space in which the substrate is placed to a high vacuum, and the apparatus is very easy to use. Claim 4
According to the invention, in addition to the above effects, the container surrounding the space behind the conductor plate is provided with the opening communicating with the space in which the substrate is disposed, so that the space in the container and the space in which the substrate is disposed are separated. The same pressure is automatically set, and as a result, highly accurate measurement can be easily performed even in a low vacuum to medium vacuum pressure region. According to the invention of claim 5 , in addition to the above effects, the distance between the conductor plate and the substrate is variable, so that the measurement can be performed in a wide range of surface potential. There is. According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus having a surface potential measuring function having the above effect. Further, according to the ninth aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus capable of easily performing a highly accurate measurement of a surface potential. According to the tenth aspect,
A practical method for measuring the surface potential of a substrate is provided.
In particular, a high-speed drive mechanism such as a chopper is adopted as in the past.
Surface of the substrate placed in a vacuum because it is not necessary to use
This is a very suitable method for measuring the potential.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明の表面電位測定装置の第一の実施形態
を説明する図であって、表面電位測定装置の配置状態を
説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of a surface potential measuring device according to the present invention, and is a diagram illustrating an arrangement state of the surface potential measuring device.

【図2】本願発明の表面電位測定装置の第一の実施形態
を説明する図であって、表面電位測定装置の詳細を説明
する正面断面概略図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a first embodiment of the surface potential measuring device of the present invention, and is a schematic front sectional view illustrating details of the surface potential measuring device.

【図3】導体板の変形又は変位についての説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of deformation or displacement of a conductive plate.

【図4】第二の実施形態に係る表面電位測定装置の詳細
を説明する正面断面概略図である。
FIG. 4 is a schematic front sectional view illustrating details of a surface potential measuring device according to a second embodiment.

【図5】図5は、図2又は図4に示す装置の測定レンジ
について説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement range of the device shown in FIG. 2 or FIG.

【図6】本願発明の第三の実施形態に係る表面電位測定
装置の詳細を説明する正面断面概略図である。
FIG. 6 is a schematic front sectional view illustrating details of a surface potential measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】第四の実施形態に係る表面電位測定装置の正面
断面概略図である。
FIG. 7 is a schematic front sectional view of a surface potential measuring device according to a fourth embodiment.

【図8】表面電位測定装置を装着した基板処理装置の発
明の実施形態を説明する正面断面概略図である。
FIG. 8 is a schematic front sectional view illustrating an embodiment of the invention of a substrate processing apparatus equipped with a surface potential measuring device.

【図9】帯電した基板の電圧が基板の移動によって変動
する点を説明した図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a point where the voltage of a charged substrate changes due to movement of the substrate.

【図10】従来の表面電位測定の構成を説明する断面概
略図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view illustrating a configuration of a conventional surface potential measurement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 10 器壁 2 基板 6 導体板 7 検出手段 71 電極板 72 容量計 73 長尺磁石 74 コイル 75 電流計 8 算出手段 90 開口 91 密閉容器 92 容器 93 ベローズ 94 保持アーム 95 駆動機構 100 表面電位測定装置 101 排気系 1 vacuum container 10 Wall 2 Substrate 6 conductor plate 7 Detecting means 71 Electrode plate 72 capacity meter 73 long magnet 74 coil 75 ammeter 8 Calculation means 90 opening 91 Closed container 92 containers 93 Bellows 94 Holding arm 95 Drive mechanism 100 Surface potential measuring device 101 Exhaust system

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 29/12 G01R 29/24 H01L 21/66 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01R 29/12 G01R 29/24 H01L 21/66

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 真空中に配置された基板の表面電位を測
定する表面電位測定装置であって、変形又は変位可能な
状態で所定の間隙を有して基板と対向して配置された導
体板と、基板と導体板との間に作用するクーロン力によ
って生ずる導体板の変形又は変位の大きさを検出する検
出手段と、検出手段の検出結果に基づいて基板の表面電
位を算出する算出手段とを有し、 前記基板と前記導体板との隙間の圧力は、前記基板が配
置された空間の真空圧力であり、前記導体板のうち前記
基板が配置された側とは反対側の空間を取り囲む容器が
設けられており、 前記容器内の圧力をf とし、前記基板が配置された空
間の真空圧力をf とし、測定するクーロン力をFとし
たとき、f 及びf がともにFに比べて十分に小さい
か、f とf の差異がFに比べて十分に小さい ことを
特徴とする表面電位測定装置。
1. A surface potential measuring device for measuring a surface potential of a substrate placed in a vacuum, wherein the conductor plate is disposed to face the substrate with a predetermined gap in a deformable or displaceable state. Detecting means for detecting the magnitude of deformation or displacement of the conductive plate caused by Coulomb force acting between the substrate and the conductive plate, and calculating means for calculating the surface potential of the substrate based on the detection result of the detecting means It has a pressure of the gap between the substrate and the conductive plate, the substrate distribution
Vacuum pressure of the space in which the
A container surrounding the space opposite to the side where the substrate is placed
Is provided, the pressure in the vessel was f 1, wherein the substrate is placed empty
The vacuum pressure between is f 2 and the Coulomb force to be measured is F
, When both f 1 and f 2 are sufficiently smaller than F
Or, the surface potential measuring apparatus difference f 1 and f 2 is equal to or sufficiently smaller than the F.
【請求項2】 真空中に配置された基板の表面電位を測
定する表面電位測定装置であって、変形又は変位可能な
状態で所定の間隙を有して基板と対向して配置された導
体板と、基板と導体板との間に作用するクーロン力によ
って生ずる導体板の変形又は変位の大きさを検出する検
出手段と、検出手段の検出結果に基づいて基板の表面電
位を算出する算出手段とを有し、 前記導体板の前記基板と対向する側とは反対側の空間を
密閉空間とする密閉容器が設けられており、この密閉容
器の内部は10−5パスカル以下の圧力の高真空に維持
されていることを特徴とする表面電位測定装置。
2. A method for measuring a surface potential of a substrate placed in a vacuum.
Surface potential measuring device that can be deformed or displaced
In this state, a conductor is placed facing the substrate with a predetermined gap.
The Coulomb force acting between the body plate and the substrate and conductor plate
Detection of the magnitude of deformation or displacement of the conductor plate caused by
Output means and the surface voltage of the substrate based on the detection result of the detection means.
And a calculating means for calculating the position, wherein a closed container is provided in which a space opposite to the side of the conductor plate facing the substrate is a closed space, and the inside of the closed container is 10 −5 Pascal. A surface potential measuring device characterized by being maintained in a high vacuum at the following pressure.
【請求項3】 真空中に配置された基板の表面電位を測
定する表面電位測定装置であって、変形又は変位可能な
状態で所定の間隙を有して基板と対向して配置された導
体板と、基板と導体板との間に作用するクーロン力によ
って生ずる導体板の変形又は変位の大きさを検出する検
出手段と、検出手段の検出結果に基づいて基板の表面電
位を算出する算出手段とを有し、 前記基板と前記導体板との隙間の圧力は、前記基板が配
置された空間の真空圧力であり、前記導体板のうち前記
基板が配置された側とは反対側の空間を取り囲む容器が
設けられており、 前記容器内の圧力は真空であって、前記基板が配置され
た空間の真空圧力と同一であることを特徴とすることを
特徴とする表面電位測定装置。
3. A method for measuring the surface potential of a substrate placed in a vacuum.
Surface potential measuring device that can be deformed or displaced
In this state, a conductor is placed facing the substrate with a predetermined gap.
The Coulomb force acting between the body plate and the substrate and conductor plate
Detection of the magnitude of deformation or displacement of the conductor plate caused by
Output means and the surface voltage of the substrate based on the detection result of the detection means.
Calculating means for calculating the position, wherein the pressure in the gap between the substrate and the conductor plate is distributed by the substrate.
Vacuum pressure of the space in which the
A container surrounding the space opposite to the side where the substrate is placed
Provided, the pressure in the container is a vacuum, the substrate is placed
Is characterized by being the same as the vacuum pressure of
Characteristic surface potential measuring device.
【請求項4】 前記容器には、当該基板が配置された空
間に連通する開口が設けられていることを特徴とする請
求項記載の表面電位測定装置。
4. The surface potential measuring device according to claim 3 , wherein the container is provided with an opening communicating with a space in which the substrate is arranged.
【請求項5】 前記導体板と前記基板との間の距離が可
変とされていることを特徴とする請求項1乃至4いずれ
かに記載の表面処理装置。
5. The one of claims 1 to 4, characterized in that the distance between the substrate and the conductor plate is variable
Surface treatment apparatus of the crab according.
【請求項6】 前記検出手段は、前記導体板の前記基板
と対向する側とは反対側に導体板に対向して設けられた
電極板と、導体板の変形又は変位によって生ずる導体板
と電極板との間の静電容量の変化を検出する容量計とか
らなるものであることを特徴とする請求項1乃至5いず
れかに記載の表面電位測定装置。
6. The detecting means comprises: an electrode plate provided on the opposite side of the conductor plate to the substrate and facing the conductor plate; and a conductor plate and an electrode formed by deformation or displacement of the conductor plate. claims 1 to 5 Izu, characterized in that is made of a capacitance meter for detecting a change in capacitance between the plate
A surface potential measuring device according to any one of the preceding claims.
【請求項7】 前記検出手段は、前記導体板の前記基板
と対向する側とは反対側に延びるようにして導体板に設
けられた長尺磁石と、この長尺磁石の磁力線が鎖交する
ようにして配置されたコイルと、導体板の変形又は変位
によって長尺磁石が変位してコイルに生ずる誘導電流を
検出する電流計とからなるものであることを特徴とする
請求項1乃至5いずれかに記載の表面処理装置。
7. The detection means, wherein a long magnet provided on the conductor plate so as to extend on a side opposite to the side of the conductor plate facing the substrate, and lines of magnetic force of the long magnet interlink. a coil disposed so as to, one of claims 1 to 5, characterized in that the deformation or displacement of the conductor plate is made of a current meter for detecting an induced current generated in the coil by displacement elongated magnet surface treatment apparatus of the crab according.
【請求項8】 排気系を備えた真空容器内に基板を配置
して所定の処理を行う基板処理装置であって、請求項
乃至7いずれに記載の表面電位測定装置を備えているこ
とを特徴とする基板処理装置。
8. by placing a substrate in a vacuum chamber equipped with an exhaust system and a substrate processing apparatus for performing predetermined processing, claim 1
A substrate processing apparatus comprising the surface potential measuring device according to any one of claims 1 to 7 .
【請求項9】 排気系を備えた真空容器内に基板を配置
して所定の処理を行う基板処理装置であって、請求項2
記載の表面電位測定装置を備え、さらに、前記排気系
は、真空容器内を10 −3 パスカル以下の圧力の高真空
に排気可能なものであることを特徴とする基板処理装
置。
9. A substrate processing apparatus for performing a predetermined process by arranging a substrate in a vacuum vessel provided with an exhaust system.
A substrate processing apparatus comprising: the surface potential measuring device according to claim 1; and wherein the exhaust system is capable of evacuating the inside of the vacuum vessel to a high vacuum having a pressure of 10 −3 Pa or less.
【請求項10】 真空中に配置された基板の表面電位を10. The surface potential of a substrate placed in a vacuum
測定する表面電位測定方法であって、変形又は変位可能A method for measuring surface potential, which can be deformed or displaced
な状態で所定の間隙を有して基板と対向して導体板を配The conductor plate facing the board with a predetermined gap
置し、基板と導体板との間に作用するクーロン力によっAnd the Coulomb force acting between the substrate and the conductor plate.
て生ずる導体板の変形又は変位の大きさを検出手段によThe magnitude of the deformation or displacement of the conductor plate caused by the
り検出し、検出手段の検出結果に基づいて基板の表面電The surface voltage of the substrate based on the detection result of the detection means.
位を算出手段により算出する方法であって、A method of calculating the position by a calculating means, 前記基板と前記導体板との隙間の圧力は、前記基板が配The pressure in the gap between the substrate and the conductor plate is controlled by the substrate.
置された空間の真空圧力であり、前記導体板のうち前記Vacuum pressure of the space in which the
基板が配置された側とは反対側の空間の圧力を、前記基The pressure in the space opposite to the side where the substrate is
板が配置された空間の真空圧力と同一とすることを特徴It is the same as the vacuum pressure of the space where the plate is placed
とする表面電位測定方法。Surface potential measurement method.
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