CN108693409B - 静电电容测量用的测量器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及静电电容测量用的测量器，能够对由环境引起的静电电容的测量值的变动进行修正。测量器具备基底基板、第一传感器、一个以上的第二传感器、以及电路基板。第一传感器具有沿着基底基板的边缘设置的第一电极。一个以上的第二传感器提供一个以上的第二电极，分别固定在基底基板上。电路基板搭载在基底基板上，与第一传感器及一个以上的第二传感器连接。电路基板构成为：对第一电极和一个以上的第二电极提供高频信号，根据第一电极中的电压振幅获取与静电电容对应的第一测量值，根据一个以上的第二电极中的电压振幅获取与静电电容对应的一个以上的第二测量值。测量器具有被固定在该测量器内并且面对一个以上的第二电极的一个以上的基准面。

Description

静电电容测量用的测量器
技术领域
本发明涉及一种静电电容测量用的测量器。
背景技术
在半导体器件之类的电子器件的制造中，使用对圆盘状的被加工物进行处理的处理系统。处理系统具有用于搬送被加工物的搬送装置和用于处理被加工物的处理装置。一般来说，处理装置具有腔室主体和设置在该腔室主体内的载置台。载置台构成为对载置于其上的被加工物进行支承。搬送装置构成为向载置台上搬送被加工物。
在处理装置中的被加工物的处理中，被加工物在载置台上的位置很重要。因而，在被加工物在载置台上的位置相对于规定位置偏移的情况下，需要调整搬送装置。
作为调整搬送装置的技术，已知专利文献1所记载的技术。在专利文献1所记载的技术中，在载置台上形成有凹部。另外，在专利文献1所记载的技术中，利用具有与被加工物同样的圆盘形状且具有用于测量静电电容的电极的测量器。在专利文献1所记载的技术中，利用搬送装置将测量器搬送到载置台上，获取依赖于凹部与电极的相对位置关系的静电电容的测量值，基于该测量值来调整搬送装置，以修正被加工物的搬送位置。
专利文献1：日本专利第4956328号说明书
发明内容
发明要解决的问题
然而，在如上述的技术那样的测量静电电容的测量器中，即使静电电容测量用的电极与面对该电极的对象物之间的距离相同，测量出的静电电容的测量值也会根据温度、湿度等周围环境的变化而发生变动。因此，寻求一种构成为能够对由环境引起的静电电容的测量值的变动进行修正的测量器。
用于解决问题的方案
在一个方式中，提供一种静电电容测量用的测量器。测量器具备基底基板、第一传感器、一个以上的第二传感器、以及电路基板。第一传感器具有沿着基底基板的边缘设置的第一电极。一个以上的第二传感器各自提供一个以上的第二电极从而提供一个以上的第二电极，所述一个以上的第二传感器分别固定在基底基板上。电路基板搭载在基底基板上，与第一传感器及一个以上的第二传感器连接。电路基板构成为对第一电极和一个以上的第二电极提供高频信号，根据第一电极中的电压振幅获取与静电电容对应的第一测量值，根据一个以上的第二电极中的电压振幅获取与静电电容对应的一个以上的第二测量值。测量器具有被固定在该测量器内并且面对一个以上的第二电极的一个以上的基准面。
在一个方式所涉及的测量器中，第一电极沿着基底基板的边缘设置。因而，根据第一电极中的电压振幅获取的第一测量值表示将第一电极与存在于该第一电极的前方的对象物之间的距离反映在内的静电电容。该第一测量值能够根据温度、湿度等周围环境的变化而发生变动。测量器具备一个以上的第二传感器，以能够修正第一测量值的与环境对应的变动。一个以上的第二传感器的一个以上的第二电极面对一个以上的基准面。一个以上的第二电极和一个以上的基准面被固定在测量器内。因而，一个以上的第二电极各自与对应的基准面之间的距离是固定的。因此，只要周围环境不发生变化，一个以上的第二测量值就不发生变动。换言之，一个以上的第二测量值的变动反映周围环境的变化。能够基于所述的一个以上的第二测量值的变动来修正第一测量值。既可以在电路基板中执行该修正，或者也可以在能够与测量器通信的计算机装置中执行该修正。
在一个施方式中，测量器具备提供两个第二电极的两个第二传感器来作为一个以上的第二传感器，具备分别面对两个第二电极的两个基准面来作为一个以上的基准面。第一距离与第二距离互不相同，该第一距离是两个第二电极中的一个第二电极与两个基准面中的面对该一方第二电极的一方基准面之间的距离，该第二距离是两个第二电极中的另一方第二电极与两个基准面中的面对另一方第二电极的另一方基准面之间的距离。
在一个实施方式中，电路基板具有存储元件和运算器。存储元件构成为存储第一基准值和第二基准值。第一基准值是在规定的环境下根据一方第二电极中的电压振幅获取到的第二测量值。第二基准值是在该规定的环境下根据另一方第二电极中的电压振幅获取到的第二测量值。运算器构成为根据第一差和第二差中的至少一方求出校正值，该第一差是第一基准值与根据一方第二电极中的电压振幅获取的第二测量值之间的差，该第二差是第二基准值与根据另一方第二电极中的电压振幅获取的第二测量值之间的差。在该实施方式中，在电路基板中求出使用于第一测量值的修正的校正值。
在一个实施方式中，运算器构成为计算第一差与第二差的平均值来作为校正值。通过计算第一差与第二差的平均值，能够导出能够对第一测量值更高精度地进行修正的校正值。
在一个实施方式中，根据第一电极中的电压振幅能够求出最大的测量值、根据一方第二电极中的电压振幅能够求出的最大的测量值以及根据另一方第二电极的电压振幅能够求出的最大的测量值相同。第一距离被设定为能够获取该最大的测量值的20％以上的第二测量值的距离。第二距离比第一距离大。运算器构成为：在第一测量值为该最大的测量值的20％以上的值的情况下，选择第一差来作为校正值，在第一测量值为小于最大的测量值的20％的值的情况下，选择第二差来作为校正值。第一测量值的大小同电极与对象物之间的距离成反比例。因而，第一测量值在最大的测量值的20％以上的范围内根据第一电极与对象物之间的距离而大幅度地变动，在小于最大的测量值的20％的情况下，相对于第一电极与对象物之间的距离小幅度地变动。在该实施方式中，根据第一测量值所属的范围来选择第一差和第二差中的一方。因而，能够根据第一测量值来获得可靠性高的校正值。因此，在该实施方式中，能够得到能够对第一测量值更高精度地进行修正的校正值。
在一个实施方式中，第一距离为0.6mm以下。
在一个实施方式中，测量器具备一个第二传感器来作为一个以上的第二传感器，具备一个基准面来作为一个以上的基准面。电路基板具有存储元件和运算器。存储元件存储有基准值，该基准值是在规定的环境下根据一个第二传感器的第二电极中的电压振幅获取到的第二测量值。运算器根据基准值和根据一个第二传感器的第二电极中的电压振幅获取的第二测量值求出校正值。在该实施方式中，在电路基板中求出使用于第一测量值的修正的校正值。
在一个实施方式中，运算器构成为利用校正值来修正第一测量值。在该实施方式中，能够在测量器内修正第一测量值的与环境对应的变动。
发明的效果
如以上说明的那样，提供一种构成为能够对由环境引起的静电电容的测量值的变动进行修正的测量器。
附图说明
图1是例示处理系统的图。
图2是例示校准器的立体图。
图3是表示等离子体处理装置的一例的图。
图4是表示一个实施方式所涉及的测量器的俯视图。
图5是表示第一传感器的一例的立体图。
图6是沿图5的VI-VI线的截面图。
图7是沿图6的VII-VII线的截面图。
图8是表示第二传感器的一例的俯视图。
图9是沿图8的IX-IX线的截面图。
图10是例示测量器的电路基板的结构的图。
图11的(a)是表示根据第一传感器和两个第二传感器各自的电极中的电压振幅获取的测量值与测量器的周围环境的温度之间的关系的曲线图，图11的(b)是表示根据第一传感器和两个第二传感器各自的电极中的电压振幅获取的测量值与测量器的周围环境的湿度之间的关系的曲线图。
图12是表示第一测量值的距离依赖性的曲线图。
图13是表示第二传感器的其它例的图。
附图标记说明
100：测量器；102：基底基板；104A～104H：第一传感器；105A：第二传感器；105B：第二传感器；106：电路基板；174：处理器(运算器)；175：存储装置(存储元件)；143：电极(第一电极)；106：电路基板；243：电极(第二电极)。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明各种实施方式。此外，对各附图中相同或相当的部分标注相同的附图标记。
首先，说明具有用于处理被加工物的处理装置和用于向该处理装置搬送被处理体的搬送装置的处理系统。图1是例示处理系统的图。处理系统1具备台2a～2d、容器4a～4d、加载模块LM、校准器AN、加载互锁模块LL1、LL2、处理模块PM1～PM6、传递模块TF以及控制部MC。此外，台2a～2d的个数、容器4a～4d的个数、加载互锁模块LL1、LL2的个数以及处理模块PM1～PM6的个数并无限定，能够是一个以上的任意个数。
台2a～2d沿着加载模块LM的一个边缘排列。容器4a～4d分别搭载在台2a～2d上。各个容器4a～4d例如是被称为FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式晶圆盒)的容器。容器4a～4d分别构成为收纳被加工物W。被加工物W例如具有近似圆盘形状。
加载模块LM具有在其内部划分出大气压状态的搬送空间的腔室壁。在该搬送空间内设置有搬送装置TU1。搬送装置TU1例如是多关节机器人，由控制部MC控制。搬送装置TU1构成为在容器4a～4d与校准器AN之间、校准器AN与加载互锁模块LL1～LL2之间、加载互锁模块LL1～LL2与容器4a～4d之间搬送被加工物W。
校准器AN与加载模块LM连接。校准器AN构成为进行被加工物W的位置的调整(位置的校正)。图2是例示校准器的立体图。校准器AN具有支承台6T、驱动装置6D以及传感器6S。支承台6T是能够绕沿铅垂方向延伸的轴线中心旋转的台，构成为将被加工物W支承于支承台6T上。支承台6T被驱动装置6D旋转。驱动装置6D被控制部MC控制。当由来自驱动装置6D的动力使支承台6T旋转时，被载置在该支承台6T上的被加工物W也旋转。
传感器6S为光学传感器，在被加工物W旋转的期间检测被加工物W的边缘。传感器6S根据边缘的检测结果来检测被加工物W的缺口WN(或者其它的标记)的角度位置相对于基准角度位置的偏移量以及被加工物W的中心位置相对于基准位置的偏移量。传感器6S将缺口WN的角度位置的偏移量和被加工物W的中心位置的偏移量输出到控制部MC。控制部MC基于缺口WN的角度位置的偏移量，来计算用于将缺口WN的角度位置校正为基准角度位置所需的支承台6T的旋转量。控制部MC控制驱动装置6D，以使得支承台6T旋转该旋转量。由此，能够将缺口WN的角度位置校正为基准角度位置。另外，控制部MC基于被加工物W的中心位置的偏移量来控制从校准器AN接受被加工物W时的搬送装置TU1的末端执行器的位置，以使得被加工物W的中心位置与搬送装置TU1的末端执行器(end effector)上的规定位置相一致。
返回图1，加载互锁模块LL1和加载互锁模块LL2各自设置在加载模块LM与传递模块TF之间。加载互锁模块LL1和加载互锁模块LL2各自提供预备减压室。
传递模块TF经由闸阀而与加载互锁模块LL1及加载互锁模块LL2连接。传递模块TF提供能够减压的减压室。在该减压室设置有搬送装置TU2。搬送装置TU2例如是多关节机器人，被控制部MC控制。搬送装置TU2构成为在加载互锁模块LL1～LL2与处理模块PM1～PM6之间以及处理模块PM1～PM6中的任意两个处理模块间搬送被加工物W。
处理模块PM1～PM6经由闸阀而与传递模块TF连接。各个处理模块PM1～PM6是构成为对被加工物W进行等离子体处理之类的专门的处理的处理装置。
在该处理系统1中，进行被加工物W的处理时的一系列动作如以下所例示。加载模块LM的搬送装置TU1从容器4a～4d中的任一容器取出被加工物W，将该被加工物W搬送到校准器AN。接着，搬送装置TU1将位置被调整后的被加工物W从校准器AN取出，将该被加工物W搬送到加载互锁模块LL1和加载互锁模块LL2中的一个加载互锁模块。接着，一个加载互锁模块将预备减压室的压力减压至规定的压力。接着，传递模块TF的搬送装置TU2从一个加载互锁模块取出被加工物W，将该被加工物W搬送到处理模块PM1～PM6中的任一处理模块。然后，处理模块PM1～PM6中的一个以上的处理模块对被加工物W进行处理。然后，搬送装置TU2将处理后的被加工物W从处理模块搬送到加载互锁模块LL1和加载互锁模块LL2中的一个加载互锁模块。接着，搬送装置TU1将被加工物W从一个加载互锁模块搬送到容器4a～4d中的任一容器。
如上所述，该处理系统1具备控制部MC。控制部MC能够是具备处理器、存储器之类的存储装置、显示装置、输入输出装置、通信装置等的计算机装置。上述的处理系统1的一系列动作通过由控制部MC按照存储装置中存储的程序对处理系统1的各部进行控制来实现。
图3是表示作为处理模块PM1～PM6中的任一处理模块能够采用的等离子体处理装置的一例的图。图3所示的等离子体处理装置10为电容耦合型等离子体蚀刻装置。等离子体处理装置10具备腔室主体12。腔室主体12具有近似圆筒形状。腔室主体12例如由铝形成，能够对其内壁面实施阳极氧化处理。该腔室主体12被接地。
在腔室主体12的底部上设置有支承部14。支承部14具有近似圆筒形状。支承部14例如由绝缘材料构成。支承部14设置在腔室主体12内，从腔室主体12的底部向上方延伸。另外，在由腔室主体12提供的腔室S内设置有载置台ST。载置台ST被支承部14支承。
载置台ST具有下部电极LE和静电吸盘ESC。下部电极LE包括第一板18a和第二板18b。第一板18a和第二板18b例如由铝之类的金属构成，具有近似圆盘形状。第二板18b设置在第一板18a上，与第一板18a电连接。
在第二板18b上设置有静电吸盘ESC。静电吸盘ESC具有将作为导电膜的电极配置在一对绝缘层或者绝缘片间的构造，具有近似圆盘形状。静电吸盘ESC的电极经由开关23而与直流电源22电连接。该静电吸盘ESC通过由来自直流电源22的直流电压产生的库仑力等静电力来对被加工物W进行吸附。由此，静电吸盘ESC能够保持被加工物W。
在第二板18b的周缘部上设置有聚焦环FR。该聚焦环FR以包围被加工物W的边缘和静电吸盘ESC的方式设置。聚焦环FR具有第一部分P1和第二部分P2(参照图6)。第一部分P1和第二部分P2具有环形板形状。第二部分P2设置在第一部分P1上。第二部分P2的内缘P2i具有比第一部分P1的内缘P1i的直径大的直径。被加工物W以其边缘区域位于聚焦环FR的第一部分P1上的方式被载置在静电吸盘ESC上。聚焦环FR能够由硅、碳化硅、氧化硅等材料形成。
在第二板18b的内部设置有冷却剂流路24。从设置于腔室主体12的外部的冷却单元经由配管26a向冷却剂流路24供给冷却剂。被供给到冷却剂流路24的冷却剂经由配管26b返回到冷却单元。这样，冷却剂在冷却剂流路24与冷却单元之间进行循环。通过控制该冷却剂的温度来控制被静电吸盘ESC支承的被加工物W的温度。
在载置台ST形成有贯穿该载置台ST的多个(例如三个)贯通孔25。多根(例如三根)升降销25分别插入到这些多个贯通孔25中。此外，在图3中描绘出插入了一根升降销25a的一个贯通孔25。升降销25a例如被通过致动器进行升降的连杆支承。升降销25a以其顶端突出至静电吸盘ESC的上方的状态将被加工物W支承在该升降销25a的顶端。之后，通过升降销25a下降来将被加工物W载置到静电吸盘ESC上。另外，在对被加工物W进行等离子体处理后，通过升降销25a上升来将被加工物W从静电吸盘ESC分离。即，升降销25a被使用于被加工物W的装载和卸载。
另外，在等离子体处理装置10设置有气体供给线28。气体供给线28在静电吸盘ESC的上表面与被加工物W的背面之间供给来自传热气体供给机构的传热气体、例如He气体。
另外，等离子体处理装置10具备上部电极30。上部电极30在载置台ST的上方与该载置台ST相向配置。上部电极30经由绝缘性遮蔽构件32被支承于腔室主体12的上部。上部电极30能够包括顶板34和支承体36。顶板34面向腔室S，在该顶板34设置有多个气体喷出孔34a。该顶板34能够由硅或石英形成。或者，能够通过在铝制的基材的表面形成氧化钇之类的耐等离子体性的膜来构成顶板34。
支承体36以顶板34装卸自如的方式支承顶板34，支承体36例如能够由铝之类的导电性材料构成。该支承体36能够具有水冷构造。在支承体36的内部设置有气体扩散室36a。与气体喷出孔34a连通的多个气体通流孔36b从该气体扩散室36a向下方延伸。另外，在支承体36形成有用于向气体扩散室36a导入处理气体的气体导入口36c，该气体导入口36c与气体供给管38连接。
气体供给管38经由阀群42及流量控制器群44而与气体源群40连接。气体源群40包括多种气体用的多个气体源。阀群42包括多个阀，流量控制器群44包括多个质量流量控制器之类的流量控制器。气体源群40的多个气体源分别经由阀群42的对应的阀以及流量控制器群44的对应的流量控制器而与气体供给管38连接。
另外，在等离子体处理装置10中，沿着腔室主体12的内壁以屏蔽件46装卸自如的方式设置有屏蔽件46。屏蔽件46也设置于支承部14的外周。屏蔽件46用于防止蚀刻副产物附着于腔室主体12，能够通过将氧化钇等的陶瓷覆盖于铝材料来构成屏蔽件46。
在腔室主体12的底部侧且支承部14与腔室主体12的侧壁之间设置有排气板48。例如能够通过将氧化钇等的陶瓷覆盖于铝材料来构成排气板48。在排气板48上形成有沿其板厚度方向贯穿该排气板48的多个孔。在该排气板48的下方且腔室主体12设置有排气口12e。排气口12e经由排气管52而与排气装置50连接。排气装置50具有压力调整阀和涡轮分子泵等真空泵，能够将腔室主体12内的空间减压至期望的真空度。另外，在腔室主体12的侧壁设置有被加工物W的搬入搬出口12g，能够由闸阀54对该搬入出口12g进行开闭。
另外，等离子体处理装置10还具备第一高频电源62和第二高频电源64。第一高频电源62是产生等离子体生成用的第一高频的电源，例如产生具有27MHz～100MHz的频率的高频。第一高频电源62经由匹配器66而与上部电极30连接。匹配器66具有用于使第一高频电源62的输出阻抗与负载侧(上部电极30侧)的输入阻抗相匹配的电路。此外，第一高频电源62也可以经由匹配器66而与下部电极LE连接。
第二高频电源64是产生用于将离子引入被加工物W的第二高频的电源，例如产生400kHz～13.56MHz的范围内的频率的高频。第二高频电源64经由匹配器68而与下部电极LE连接。匹配器68具有用于使第二高频电源64的输出阻抗与负载侧(下部电极LE侧)的输入阻抗相匹配的电路。
在该等离子体处理装置10中，来自从多个气体源中选择出的一个以上的气体源的气体被供给到腔室S。另外，利用排气装置50将腔室S的压力设定为指定的压力。并且，利用来自第一高频电源62的第一高频来激励腔室S内的气体。由此，生成等离子体。然后，利用所产生的活性种对被加工物W进行处理。此外，根据需要，也可以利用基于第二高频电源64的第二高频的偏压来将离子引入到被加工物W。
下面，说明测量器。图4是表示一个实施方式所涉及的测量器的俯视图。图4所示的测量器100具备基底基板102。基底基板102例如由硅形成，具有与被加工物W的形状同样的形状、即近似圆盘形状。基底基板102的直径与被加工物W的直径相同，例如为300mm。测量器100的形状及尺寸由该基底基板102的形状及尺寸来规定。因而，测量器100具有与被加工物W的形状同样的形状，并且具有与被加工物W的尺寸同样的尺寸。另外，在基底基板102的边缘形成有缺口102N(或者其它的标记)。
基底基板102具有下侧部分102a和上侧部分102b。下侧部分102a是在测量器100配置于静电吸盘ESC的上方时位于相比上侧部分102b而言靠近静电吸盘ESC的位置的部分。上侧部分102b是具有在测量器100配置于静电吸盘ESC的上方时从上方露出的上表面的部分。
在基底基板102的上侧部分102b设置有用于测量静电电容的多个第一传感器104A～104H。此外，设置于测量器100的第一传感器的个数能够是三个以上的任意的个数。测量器100的第一传感器的个数也可以是一个。多个第一传感器104A～104H沿着基底基板102的边缘例如等间隔地排列在该边缘的整周上。具体地说，以多个第一传感器104A～104H各自的前侧端面104f沿着基底基板102的上侧部分102b的边缘的方式设置。
另外，在基底基板102的上侧部分102b固定有两个第二传感器、即第二传感器105A和第二传感器105B，使得能够分别修正第一传感器104A～104H的测量值。第二传感器105A和第二传感器105B配置于基底基板102的上侧部分102b的上表面中的相互分离的位置处。
基底基板102的上侧部分102b的上表面提供凹部102r。凹部102r包括中央区域102c和多个辐射区域102h。中央区域102c是与中心轴线AX100交叉的区域。中心轴线AX100是沿板厚度方向通过基底基板102的中心的轴线。在中央区域102c设置有电路基板106。多个辐射区域102h从中央区域102c朝向配置有多个第一传感器104A～104H、第二传感器105A以及第二传感器105B的区域分别相对于中心轴线AX100沿辐射方向延伸。在多个辐射区域102h设置有用于将多个第一传感器104A～104H、第二传感器105A以及第二传感器105B与电路基板106电连接的布线群108A～108H、布线群208A以及布线群208B。此外，多个第一传感器104A～104H也可以设置于基底基板102的下侧部分102a。
下面，详细地说明第一传感器。图5是表示第一传感器的一例的立体图。图6是沿着图5的VI-VI线的截面图，与第一传感器一并示出测量器的基底基板及聚焦环。图7是沿着图6的VII-VII线的截面图。图5～图7所示的传感器104是作为测量器100的多个第一传感器104A～104H利用的传感器，在一个例子中，构成为芯片状的部件。此外，在以下的说明中，适当参照XYZ正交坐标系。X方向表示传感器104的前方向，Y方向表示作为与X方向正交的一个方向的传感器104的宽度方向，Z方向表示作为与X方向及Y方向正交的方向的传感器104的上方向。
如图5～图7所示，传感器104具有前侧端面104f、上表面104t、下表面104b、一对侧面104s以及后侧端面104r。前侧端面104f构成传感器104的X方向上的前侧表面。传感器104以前侧端面104f相对于中心轴线AX100朝向辐射方向的方式搭载于测量器100的基底基板102(参照图4)。另外，在传感器104搭载于基底基板102的状态下，前侧端面104f沿着基底基板102的边缘延伸。因而，在测量器100配置在静电吸盘ESC上时，前侧端面104f面对聚焦环FR的内缘。
后侧端面104r构成传感器104的X方向上的后侧表面。在传感器104搭载于基底基板102的状态下，后侧端面104r位于相比前侧端面104f而言靠近中心轴线AX100的位置处。上表面104t构成传感器104的Z方向上的上侧表面，下表面104b构成传感器104的Z方向上的下侧表面。另外，一对侧面104s构成传感器104的Y方向上的表面。
传感器104具有电极143(第一电极)。传感器104也可以还具有电极141和电极142。电极141由导体形成。电极141具有第一部分141a。如图5和图6所示，第一部分141a沿X方向和Y方向延伸。
电极142由导体形成。电极142具有第二部分142a。第二部分142a在第一部分141a之上延伸。在传感器104内，电极142相对于电极141绝缘。如图5和图6所示，第二部分142a在第一部分141a之上沿X方向和Y方向延伸。
电极143是由导体形成的传感器电极。电极143设置在电极141的第一部分141a和电极142的第二部分142a之上。电极143在传感器104内相对于电极141和电极142绝缘。电极143具有前表面143f。该前面143f沿与第一部分141a及第二部分142a交叉的方向延伸。另外，前表面143f沿着传感器104的前侧端面104f延伸。在一个实施方式中，前表面143f构成传感器104的前侧端面104f的一部分。或者，传感器104也可以在电极143的前表面143f的前侧具有覆盖该前面143f的绝缘膜。
如图5～图7所示，也可以是，电极141和电极142在配置有电极143的前表面143f的区域的一侧(X方向)开口，并且以包围电极143的周围的方式延伸。即，也可以是，电极141和电极142在电极143的上方、后方以及侧方以包围该电极143的方式延伸。
传感器104的前侧端面104f能够是具有规定的曲率的曲面。即，前侧端面104f在该前侧端面的任意的位置处具有固定的曲率，该前侧端面104f的曲率能够是测量器100的中心轴线AX100与该前侧端面104f之间的距离的倒数。以前侧端面104f的曲率中心与中心轴线AX100相一致的方式，该传感器104搭载于基底基板102。
另外，传感器104还能够具有基板部144、绝缘区域146～149、焊盘151～153以及通路布线154。基板部144具有主体部144m和表层部144f。主体部144m例如由硅形成。表层部144f覆盖主体部144m的表面。表层部144f由绝缘材料形成。表层部144f例如是硅的热氧化膜。
电极142的第二部分142a在基板部144的下方延伸，在基板部144与电极142之间设置有绝缘区域146。绝缘区域146例如由SiO2、SiN、Al2O3或者聚酰亚胺形成。
电极141的第一部分141a在基板部144和电极142的第二部分142a的下方延伸。在电极141与电极142之间设置有绝缘区域147。绝缘区域147例如由SiO2、SiN、Al2O3或者聚酰亚胺形成。
绝缘区域148构成传感器104的上表面104t。绝缘区域148例如由SiO2、SiN、Al2O3或者聚酰亚胺形成。在该绝缘区域148形成有焊盘151～153。焊盘153由导体形成，与电极143相连接。具体地说，焊盘经由贯通绝缘区域146、电极142、绝缘区域147以及电极141的通路布线154而电极143与焊盘153相互连接。在通路布线154的周围设置有绝缘体，该通路布线154相对于电极141和电极142绝缘。焊盘153经由设置于凹部102r的辐射区域102h的布线183而与电路基板106连接。焊盘151和焊盘152也同样由导体形成。焊盘151和焊盘152分别经由对应的通路布线而与电极141、电极142连接。另外，焊盘151和焊盘152经由设置于凹部102r的辐射区域102h的对应的布线而与电路基板106连接。
绝缘区域149构成传感器104的下表面104b。绝缘区域149例如由SiO2、SiN、Al2O3或者聚酰亚胺形成。
下面，详细地说明第二传感器。图8是表示第二传感器的一例的俯视图。图9是沿着图8的IX-IX线的截面图。图8和图9所示的传感器105是作为第二传感器105A和第二传感器105B利用的传感器的一例。传感器105与作为第一传感器104A～104H利用的传感器104具有同样的结构。即，传感器105具有与前侧端面104f、上表面104t、下表面104b、后侧端面104r以及一对侧面104s分别对应的前侧端面105f、上表面105t、下表面105b、后侧端面105r以及一对侧面105s。另外，传感器105具有与电极141、第一部分141a、电极142、第二部分142a、电极143、前表面143f、基板部144、主体部144m、表层部144f、绝缘区域146～149、焊盘151～153以及通路布线154分别对应的电极241、第一部分241a、电极242、第二部分242a、电极243(第二电极)、前表面243f、基板部244、主体部244m、表层部244f、绝缘区域246～249、焊盘251～253以及通路布线254。焊盘251～253分别经由设置于放射区域102h的布线281～283而与电路基板106连接。
传感器105固定在测量器100内。传感器105配置在形成于基底基板102的上侧部分102b的上表面的凹部102g内。凹部102g提供面对传感器105的前侧端面105f的基准面102s。即，测量器100提供包括第二传感器105A用的基准面和第二传感器105B用的基准面在内的两个基准面。这两个基准面在测量器100内被固定。因而，基准面102s与电极243(前表面243f)之间的距离也被固定。基准面102s是具有规定的曲率的曲面。作为一例，基准面102s的曲率也可以是与聚焦环FR的内缘的曲率相同的曲率。此外，在图示例中，在凹部102g的内侧面与传感器105的侧面105s之间也形成有间隙。
在一个实施方式中，第二传感器105A用的基准面102s与该第二传感器105A的电极243(前表面243f)之间的第一距离同第二传感器105B用的基准面102s与该第二传感器105B的电极243(前表面243f)之间的第二距离互不相同。如后述那样，在测量器100中，根据第一传感器104A～104H各自的电极143中的电压振幅获取表示静电电容的测量值(第一测量值)。另外，根据第二传感器105A和第二传感器105B各自的电极243中的电压振幅获取表示静电电容的测量值(第二测量值)。第一传感器104A～104H、第二传感器105A以及第二传感器105B具有相同的结构，因此能够根据这些传感器各自的电极中的电压振幅获取的最大的测量值是相同的。在一个实施方式中，第一距离被设定为，能够根据第二传感器105A的电极243中的电压振幅获得所述最大的测量值的20％以上的测量值。另外，第二距离比第一距离大。第一距离例如为0.6mm以下的距离，第二距离例如为1.0mm以上的距离。
以下，说明电路基板106的结构。图10是例示测量器的电路基板的结构的图。如图10所示，电路基板106具有高频振荡器171、多个C/V转换电路172A～172H、272A、272B、A/D转换器173、处理器(运算器)174、存储装置(存储元件)175、通信装置176以及电源177。
多个第一传感器104A～104H各自经由多个布线群108A～108H中的对应的布线群而与电路基板106连接。多个第一传感器104A～104H各自经由对应的布线群中包含的几个布线而与多个C/V转换电路172A～172H中的对应的C/V转换电路连接。第二传感器105A经由布线群208A而与电路基板106连接。第二传感器105A经由布线群208A中包含的几个布线而与C/V转换电路272A连接。第二传感器105B经由布线群208B而与电路基板106连接。第二传感器105B经由布线群208B中包含的几个布线而与C/V转换电路272B连接。
下面，将第一传感器104A～104H的各个第一传感器、第二传感器105A～105B的各个第二传感器、多个布线群108A～108H的各个布线群、两个布线群208A、208B的各个布线群、多个C/V转换电路172A～172H的各个转换电路、两个C/V转换电路272A、272B的各个转换电路分别作为传感器104、传感器105、布线群108、布线群208、C/V转换电路172、C/V转换电路272来进行参照。
布线群108包括布线181～183。布线181的一端连接于与传感器104的电极141连接的焊盘151。该布线181连接于与电路基板106的接地端GC连接的接地电位线GL。此外，布线181也可以经由开关SWG而与接地电位线GL连接。另外，布线182的一端连接于与电极142连接的焊盘152，布线182的另一端与C/V转换电路172连接。另外，布线183的一端连接于与电极143连接的焊盘153，布线183的另一端与C/V转换电路172连接。
布线群208包括布线281～283。布线281的一端连接于与电极241连接的焊盘251。该布线281连接于与电路基板106的接地端GC连接的接地电位线GL。此外，布线281也可以经由开关SWG而与接地电位线GL连接。另外，布线282的一端连接于与电极242连接的焊盘252，布线282的另一端与C/V转换电路272连接。另外，布线283的一端连接于与电极243连接的焊盘253，布线283的另一端与C/V转换电路272连接。
高频振荡器171与电池之类的电源177连接，构成为接受来自该电源177来产生高频信号。此外，电源177还与处理器174、存储装置175以及通信装置176连接。高频振荡器171具有多个输出线。高频振荡器171将所产生的高频信号经由多个输出线提供到布线182和布线183以及布线282和布线283。因而，高频振荡器171与传感器104的电极142和电极143以及传感器105的电极242和电极243电连接，来自该高频振荡器171的高频信号被提供到电极142和电极143以及电极242和电极243。
C/V转换电路172的输入与布线182及布线183连接。另外，C/V转换电路272的输入与布线282及布线283连接。C/V转换电路172和C/V转换电路272各自构成为根据其输入中的电压振幅生成表示与该输入连接的电极的静电电容的电压信号并输出该电压信号。此外，随着与C/V转换电路172连接的电极的静电电容变大，该C/V转换电路172、该C/V转换电路172输出的电压信号的电压的大小变大。同样地，随着与C/V转换电路272连接的电极的静电电容变大，该C/V转换电路272输出的电压信号的电压的大小变大。
A/D转换器173的输入与多个C/V转换电路172A～172H、C/V转换电路272A以及C/V转换电路272B的输出分别连接。另外，A/D转换器173与处理器174连接。基于来自处理器174的控制信号控制A/D转换器173，A/D转换器173将多个C/V转换电路172A～172H、C/V转换电路272A以及C/V转换电路272B的输出信号分别转换为数字值。即，A/D转换器173生成表示第一传感器104～104H各自的电极143与面对该电极143的对象物之间的静电电容的第一测量值。另外，A/D转换器173生成表示第二传感器105A的电极243与对应的基准面102s之间的静电电容的第二测量值。另外，A/D转换器173生成表示第二传感器105B的电极243与对应的基准面102s之间的静电电容的第二测量值。A/D转换器173将第一测量值和第二测量值输出到处理器174。
处理器174与存储装置175连接。存储装置175是易失性存储器之类的存储装置，构成为存储第一测量值、第二测量值之类的数据。由存储装置175存储的数据也可以包含后述的校正值和/或修正后的第一测量值。处理器174与其它的存储装置178连接。存储装置178是非易失性存储器之类的存储装置，存储有由处理器174读入并执行的程序。
通信装置176为符合任意的无线通信标准的通信装置。例如，通信装置176符合Bluetooth(注册商标)。通信装置176构成为对存储装置175中存储的数据进行无线发送。
处理器174构成为通过执行上述的程序来控制测量器100的各部。例如，处理器174控制从高频振荡器171对电极142、电极143、电极242以及电极243的高频信号的提供、从电源177对存储装置175的电力供给、从电源177对通信装置176的电力供给等。并且，处理器174通过执行上述的程序来执行第一测量值和第二测量值的获取、这些测量值向存储装置175的存储等。
在一个实施方式中，电路基板106的处理器174能够对根据多个第一测量值、即第一传感器104A～104H各自的电极143中的电压振幅获取的第一测量值进行修正。图11的(a)是表示根据多个第一传感器104A～104H中的三个第一传感器的电极143中的电压振幅获取到的测量值(测量值MV1～MV3)、根据第二传感器105A的电极243中的电压振幅获取到的测量值(测量值MV4)以及根据第二传感器105B的电极243中的电压振幅获取到的测量值(测量值MV5)与测量器100的周围环境的温度之间的关系的一例的曲线图。在图11的(a)的曲线图中，示出在将测量器100的周围环境的湿度设定为40％RH的状态下将该周围环境的温度分别设定为10℃、23℃、40℃、60℃时获取到的测量值。图11的(b)是表示根据多个第一传感器104A～104H中的三个第一传感器的电极143中的电压振幅获取到的测量值(测量值MV1～MV3)、根据第二传感器105A的电极243中的电压振幅获取到的测量值(测量值MV4)以及根据第二传感器105B的电极243中的电压振幅获取到的测量值(测量值MV5)与测量器100的周围环境的湿度之间的关系的一例的曲线图。在图11的(b)的曲线图中，示出在将设定测量器100的周围环境的温度设定为23℃的状态下将该周围环境的湿度分别设定为23％RH、39％RH、57％RH及76％RH时获取到的测量值。此外，在图11的(a)和图11的(b)所示的测量值的获取过程中，测量器100配置于被聚焦环FR包围的区域，使测量器100与聚焦环FR的相对的位置关系不发生变化。另外，第二传感器105A的电极243与对应的基准面102s之间的距离为0.5mm，第二传感器105B的电极243与对应的基准面102s之间的距离为1.0mm。
如图11的(a)所示，根据第二传感器105A、第二传感器105B以及三个第一传感器各自的电极中的电压振幅获取的测量值(测量值MV1～MV5)伴随着测量器100的周围环境的温度的上升而变大。另外，如图11的(b)所示，根据第一传感器、第二传感器105A以及第二传感器105B各自的电极中的电压振幅获取的测量值(测量值MV1～MV5)伴随着测量器100的周围环境的湿度的上升而变大。参照图11的(a)和图11的(b)可知，与测量器100的周围环境的变化对应的测量值MV1～MV5的变动量大致相同。因而，通过利用两个第二测量值、即根据第二传感器105A的电极243中的电压振幅获取的第二测量值和根据第二传感器105B的电极243中的电压振幅获取的第二测量值中的至少一方，能够对第一传感器104A～104H各自的第一测量值进行修正。
在一个实施方式中，存储装置175存储有第一基准值，该第一基准值是在规定的环境(标准环境)下根据第二传感器105A的电极243中的电压振幅获取到的第二测量值。另外，存储装置175存储有第二基准值，该第二基准值是在该标准环境下根据第二传感器105B的电极243中的电压振幅获取到的第二测量值。例如，标准环境中的温度为23℃，标准环境中的湿度为40％RH。
处理器174根据第一差(MVa-RVa)以及第二差(MVb-RVb)中的至少一方求出校正值，该第一差(MVa-RVa)是根据第二传感器105A的电极243中的电压振幅获取的第二测量值(MVa)与第一基准值(RVa)之间的差，该第二差(MVb-RVb)是根据第二传感器105B的电极243中的电压振幅获取的第二测量值(MVb)与第二基准值(RVb)之间的差。
在一个实施方式中，处理器174计算第一差(MVa-RVa)与第二差(MVb-RVb)的平均值来作为校正值。在其它的实施方式中，处理器174在第一测量值为上述的最大的测量值的20％以上的值的情况下，选择第一差(MVa-RVa)来作为校正值，在第一测量值为小于最大的测量值的20％的值的情况下，选择第二差(MVb-RVb)来作为校正值。
在一个实施方式中，处理器174利用校正值来对多个第一测量值进行修正。例如，处理器174通过从多个第一测量值的各个第一测量值减去(在校正值为负值的情况下，对第一测量值加上校正值的绝对值)，求出修正后的多个第一测量值。修正后的多个第一测量值存储于存储装置175，由通信装置176发送到控制部MC。控制部MC利用修正后的多个第一测量值来对搬送装置TU2的被加工物W的搬送位置进行修正。
在其它的实施方式中，可以利用控制部MC求出修正后的多个第一测量值。在该实施方式中，处理器174也可以利用通信装置176将多个第一测量值和校正值发送到控制部MC。处理器174也可以代替发送校正值而利用通信装置176将两个第二测量值发送到控制部MC。在将两个第二测量值从处理器174发送到控制部MC的情况下，既可以由控制部MC预先存储第一基准值和第二基准值，或者也可以由处理器174利用通信装置176将第一基准值和第二基准值发送到控制部MC。
下面，详细地说明第一距离和第二距离的例子。如上所述，第一传感器104A～104H、第二传感器105A以及第二传感器105B具有相同的结构。因而，根据第一传感器104A～104H各自的电极143中的电压振幅能够求出的最大的测量值、根据第二传感器105A的电极243中的电压振幅能够求出的最大的测量值以及根据第二传感器105B的电极243的电压振幅能够求出的最大的测量值相同或者大致相等。
图12是表示第一测量值的距离依赖性的曲线图。即，在图12的曲线图中，示出传感器104的电极143与面对该电极143的对象物之间的距离同第一测量值之间的关系。由传感器104测量的测量值表示该传感器104的电极143与面对该电极143的对象物之间的静电电容。静电电容C表示为C＝εS/d。ε为电极143与对象物之间的介质的介电常数，S为电极的面积，d为电极143与对象物之间的距离。因而，第一测量值的大小同传感器104的电极143与对象物之间的距离成反比例。如图12所示，第一测量值在最大的测量值(1000a.u.)的20％以上的范围内根据电极143与对象物之间的距离大幅度地变动，在小于最大的测量值的20％的范围内相对于电极143与对象物之间的距离小幅度地变动。鉴于这样的第一测量值的距离依赖性，在一个实施方式中，第一距离被设定为能够获取最大的测量值的20％以上的第二测量值的距离，第二距离被设定为比第一距离大的距离。例如，第一距离为0.6mm以下的距离，第二距离为1.0mm以上的距离。通过将两个第二传感器与对应的基准面之间的距离分别设定为所述第一距离和第二距离，能够导出能够对第一测量值更高精度地进行修正的校正值。
根据测量器100的第一传感器104A～104H的电极143中的电压振幅获取的第一测量值能够根据温度、湿度等测量器100的周围环境的变化而发生变动。这是因为，例如测量器100内的电路常数能够根据测量器100的周围环境的变化而发生变化。测量器100具备第二传感器105A和第二传感器105B，使得能够对所述第一测量值的与环境对应的变动进行修正。第二传感器105A及第二传感器105B的两个电极243分别面对两个基准面102s。第二传感器105A和第二传感器105B以及两个基准面102s在测量器100内被固定，因此两个电极243各自与对应的基准面102s之间的距离是固定的。因此，只要周围的环境无变化，根据两个电极243中的电压振幅获取的两个第二测量值就不发生变动。换言之，两个第二测量值的变动反映周围环境的变化。能够基于所述两个第二测量值的变动来对第一测量值进行修正。
在一个实施方式中，由电路基板106的处理器174求出用于对第一测量值进行修正的校正值。在一个实施方式中，通过求出第一差与第二差的平均值，能够导出能够对第一测量值更高精度地进行修正的校正值。
在其它的实施方式中，如上所述，第一距离被设定为能够获取最大的测量值的20％以上的第二测量值的距离，第二距离被设定为比第一距离大的距离。另外，在第一测量值为该最大的测量值的20％以上的值的情况下，选择第一差来作为校正值，在第一测量值为小于最大的测量值的20％的值的情况下，选择第二差来作为校正值。在该实施方式中，根据第一测量值所属的范围来选择第一差和第二差中的一方。因而，能够根据第一测量值获得可靠性高的校正值。因此，在该实施方式中，能够获得对第一测量值更高精度地进行修正的校正值。
以上，说明了各种实施方式，但不限定于上述的实施方式而能够构成各种变形方式。
例如，在上述的实施方式中，基准面102s为形成于基底基板102的凹部102g的内侧面，但基准面102s也可以由基底基板102以外的要素提供。图13是表示第二传感器的其它的例子的图。在图13的例子中，基准壁250固定在形成于基底基板102的凹部102g的内侧。基准壁250提供面对电极243的基准面250s。在该例中，能够通过调整基准壁250的壁厚来调整电极243与基准面250s之间的距离。
另外，测量器也可以具备第二传感器105A和第二传感器105B中的任一传感器。例如，测量器也可以仅具备第二传感器105A以获取校正值。在该情况下，电路基板106的存储装置175存储有基准值，该基准值是在规定的环境下根据第二传感器105A的电极243中的电压振幅获取到的第二测量值。处理器174能够根据由第二传感器105A获取的第二测量值和基准值求出校正值。处理器174能够利用该校正值来修正第一测量值。

Claims (9)

1.一种静电电容测量用的测量器，具备：
基底基板；
第一传感器，其具有沿着所述基底基板的边缘设置的第一电极；
一个以上的第二传感器，所述一个以上的第二传感器各自提供一个第二电极从而提供一个以上的第二电极，所述一个以上的第二传感器被固定在所述基底基板上；以及
电路基板，其搭载在基底基板上，与所述第一传感器及所述第二传感器连接，该电路基板构成为：对所述第一电极和所述一个以上的第二电极提供高频信号，根据该第一电极中的电压振幅获取与静电电容对应的第一测量值，根据该一个以上的第二电极中的电压振幅获取与静电电容对应的一个以上的第二测量值，
其中，所述测量器具有被固定在该测量器内并且面对所述一个以上的第二电极的一个以上的基准面，
其中，能够基于所述一个以上的第二测量值的变动对所述第一测量值的与环境对应的变动进行修正。
2.根据权利要求1所述的测量器，其特征在于，
具备各自提供一个第二电极从而提供两个第二电极的两个第二传感器来作为所述一个以上的第二传感器，
具备分别面对所述两个第二电极的两个基准面来作为所述一个以上的基准面，
第一距离与第二距离互不相同，该第一距离是所述两个第二电极中的一方第二电极与所述两个基准面中的面对该一方第二电极的一方基准面之间的距离，该第二距离是所述两个第二电极中的另一方第二电极与所述两个基准面中的面对该另一方第二电极的另一方基准面之间的距离。
3.根据权利要求2所述的测量器，其特征在于，所述电路基板具有：
存储元件，其构成为存储第一基准值和第二基准值，该第一基准值是在规定的环境下根据所述一方第二电极中的电压振幅获取到的所述第二测量值，该第二基准值是在该规定的环境下根据所述另一方第二电极中的电压振幅获取到的所述第二测量值；以及
运算器，其构成为根据第一差和第二差中的至少一方求出校正值，该第一差是根据所述一方第二电极中的电压振幅获取的所述第二测量值与所述第一基准值之间的差，该第二差是根据所述另一方第二电极中的电压振幅获取的所述第二测量值与所述第二基准值之间的差。
4.根据权利要求3所述的测量器，其特征在于，
所述运算器构成为计算所述第一差与所述第二差的平均值来作为所述校正值。
5.根据权利要求3所述的测量器，其特征在于，
根据所述第一电极中的电压振幅能够求出的最大的测量值、根据所述一方第二电极中的电压振幅能够求出的最大的测量值以及根据所述另一方第二电极的电压振幅能够求出的最大的测量值相同，
所述第一距离被设定为根据该一方第二电极中的电压振幅能够获取所述最大的测量值的20％以上的所述第二测量值的距离，
所述第二距离比所述第一距离大，
所述运算器构成为：在所述第一测量值为所述最大的测量值的20％以上的值的情况下，选择所述第一差来作为所述校正值，在所述第一测量值为小于所述最大的测量值的20％的值的情况下，选择所述第二差来作为所述校正值。
6.根据权利要求5所述的测量器，其特征在于，
所述第一距离为0.6mm以下。
7.根据权利要求3～6中的任一项所述的测量器，其特征在于，
所述运算器构成为利用所述校正值来对所述第一测量值进行修正。
8.根据权利要求1所述的测量器，其特征在于，
具备一个第二传感器来作为所述一个以上的第二传感器，
具备一个基准面来作为所述一个以上的基准面，
所述电路基板具有：
存储元件，其构成为存储基准值，该基准值是在规定的环境下根据所述一个第二传感器的所述第二电极中的电压振幅获取到的所述第二测量值；以及
运算器，其构成为根据所述基准值和根据所述一个第二传感器的所述第二电极中的电压振幅获取的所述第二测量值求出校正值。
9.根据权利要求8所述的测量器，其特征在于，
所述运算器构成为利用所述校正值来对所述第一测量值进行修正。
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