JP2017005133A - フォーカスリングを検査するためのシステム、及びフォーカスリングを検査する方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】フォーカスリングを検査するためのシステムを提供する。【解決手段】一実施形態のシステムは、測定器、搬送装置、及び演算装置を備える。測定器は、ベース基板、センサチップ、及び回路基板を有している。センサチップは、センサ電極を有し、ベース基板のエッジに沿って設けられている。回路基板は、センサ電極に高周波信号を与え、センサ電極における電圧振幅から静電容量を表すデジタル値を取得する。搬送装置は、測定器を走査する。演算装置は、フォーカスリングの内縁に交差する方向に沿った複数の位置において測定器によって取得された複数のデジタル値に対する差分演算により、複数の差分値を求める。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、フォーカスリングを検査するためのシステム、及びフォーカスリングを検査する方法に関するものである。
半導体装置といった電子デバイスの製造ではプラズマ処理装置が用いられている。プラズマ処理装置は、一般的に、処理容器及び載置台を有している。載置台は、その上に載置する被処理体を保持するものであり、処理容器内に設けられている。プラズマ処理装置では、被処理体は、載置台上に載置され、処理容器内において生成される処理ガスのプラズマによって処理される。
上述したプラズマ処理装置では、被処理体の処理の面内均一性を向上させるために、被処理体のエッジを囲むように、載置台上にフォーカスリングが設けられることがある。フォーカスリングを利用するプラズマ処理装置については、下記の特許文献１に記載されている。
特開２０１２−４９１６６号公報。
プラズマ処理装置では、被処理体だけでなく、フォーカスリングも処理ガス中の分子又は原子の活性種に晒される。したがって、被処理体に対する処理によってフォーカスリングは消耗する。過度に消耗したフォーカスリングが使用されると、被処理体に対する処理に影響が及ぶ。よって、過度に消耗したフォーカスリングは交換される必要がある。
このような背景から、フォーカスリングの消耗量を把握するために、フォーカスリングを検査することが必要である。
一態様では、フォーカスリングを検査するためのシステムが提供される。フォーカスリングは、プラズマ処理装置の処理容器内において被処理体を載置する載置台上に設けられており、環状板形状を有する第１部分と、第１部分上で延在する環状板形状を有する第２部分とを有し、第２部分の内縁の直径は第１部分の内縁よりも大径である。このシステムは、静電容量測定用の測定器、搬送装置、及び演算装置を備えている。測定器は、円盤状のベース基板、センサチップ、及び回路基板を有している。センサチップは、センサ電極を有し、ベース基板のエッジに沿って設けられている。回路基板は、センサ電極に高周波信号を与え、センサ電極における電圧振幅から静電容量を表すデジタル値を取得するよう構成されている。搬送装置は、測定器を走査して、フォーカスリングの第１部分上且つ第２部分の内縁によって囲まれた領域内でセンサチップを移動させるように構成されている。演算装置は、フォーカスリングの第２部分の内縁に交差する方向に沿った複数の位置において測定器によって取得された複数のデジタル値を受け、当該複数のデジタル値に対する差分演算により、複数の位置における複数の差分値を求めるように構成されている。
センサ電極の電圧振幅から得られる静電容量は、センサ電極がフォーカスリングの第２部分の内縁に近付くにつれて増加する。また、この増加の度合いは、フォーカスリングの第１部分の上面が消耗していると低下する。したがって、複数のデジタル値に対して差分演算を行うことにより得られる当該複数の位置における複数の差分値は、複数の位置において第１部分が消耗した量を反映する。よって、上記システムによれば、フォーカスリングの第１部分の消耗量を把握することが可能となる。
一実施形態では、演算装置は複数の差分値の各々と所定値との差を演算してもよい。演算装置において求められる差は、第１部分が各位置で消耗した量を反映する。
一実施形態では、回路基板は、複数のデジタル値を演算装置に無線送信する通信装置を更に有していてもよい。
別の態様においては、フォーカスリングを検査するための別のシステムが提供される。フォーカスリングは、プラズマ処理装置の処理容器内において被処理体を載置する載置台上に設けられており、環状板形状を有する第１部分と、第１部分上で延在する環状板形状を有する第２部分とを有し、第２部分の内縁の直径は第１部分の内縁よりも大径である。このシステムは、静電容量測定用の測定器、搬送装置、及び演算装置を備えている。測定器は、円盤状のベース基板、センサチップ、及び回路基板を有する。センサチップは、第１センサ電極及び第２センサ電極を有する。第１電極は下方に向いている。第２センサ電極は、ベース基板のエッジの外側に向いている。センサチップは、ベース基板のエッジに沿って設けられている。回路基板は、第１センサ電極及び第２センサ電極に高周波信号を与え、第１センサ電極における電圧振幅から静電容量を表す第１のデジタル値を取得し、第２センサ電極における電圧振幅から静電容量を表す第２のデジタル値を取得するよう構成されている。搬送装置は、測定器を走査して、第１部分上且つ第２部分の内縁によって囲まれた領域内でセンサチップを移動させるよう構成されている。演算装置は、フォーカスリングの第２部分の内縁に交差する方向に沿った複数の位置において測定器によって取得された複数の第１のデジタル値及び第２のデジタル値を受け、複数の第１のデジタル値に対する差分演算により、複数の位置における差分値を求めよう構成さている。
複数の第１のデジタル値は、下方、即ちフォーカスリングの第１部分の上面に対面する第１センサ電極における電圧振幅から得られる。したがって、複数の第１のデジタル値から得られる複数の差分値は、複数の位置において第１部分が消耗した量を反映する。また、第２のデジタル値は、ベース基板の外側、即ち、フォーカスリングの第２部分の内縁に対面する第２センサ電極における電圧振幅から得られる。したがって、第２のデジタル値は、第２部分の内縁の消耗量を反映する。よって、上記別の態様に係るシステムによれば、フォーカスリングの第１部分の消耗量及び第２部分の消耗量を把握することが可能となる。
一実施形態では、センサチップは、ガード電極を更に有する。ガード電極は、第１センサ電極と第２センサ電極との間に介在し、当該ガード電極には高周波信号が供給されるようになっている。この実施形態では、ガード電極による遮蔽によって、第１センサ電極の下方に対する指向性、及び、フォーカスリングの第２部分が位置する方向に対する第２センサ電極の指向性が高めれる。
一実施形態では、演算装置は、複数の差分値の各々と所定値との差を演算してもよい。演算装置において求められる差は、第１部分が各位置で消耗した量を反映する。
一実施形態では、回路基板は、複数の第１のデジタル値及び第２のデジタル値を演算装置に無線送信する通信装置を更に有していてもよい。
更に別の態様においては、静電容量測定用の測定器を用いてフォーカスリングを検査する方法が提供される。フォーカスリングは、プラズマ処理装置の処理容器内において被処理体を載置する載置台上に設けられており、環状板形状を有する第１部分と、第１部分上で延在する環状板形状を有する第２部分とを有し、第２部分の内縁の直径は第１部分の内縁よりも大径である。測定器は、円盤状のベース基板、センサチップ、及び回路基板を有している。センサチップは、センサ電極を有し、ベース基板のエッジに沿って設けられている。回路基板は、センサ電極に高周波信号を与え、センサ電極における電圧振幅から静電容量を表すデジタル値を取得するよう構成されている。この方法は、フォーカスリングの第１部分上且つ第２部分の内縁によって囲まれた領域内でセンサチップを移動させるよう測定器を走査する工程と、フォーカスリングの第２部分の内縁に交差する方向に沿った複数の位置において測定器によって取得された複数のデジタル値に対する差分演算により、複数の位置における複数の差分値を求める工程と、を含む。この方法によれば、フォーカスリングの第１部分の消耗量を把握することが可能となる。一実施形態では、方法は、複数の差分値の各々と所定値との差を求める工程を更に含んでいてもよい。
更に別の態様においては、静電容量測定用の測定器を用いてフォーカスリングを検査する別の方法が提供される。フォーカスリングは、プラズマ処理装置の処理容器内において被処理体を載置する載置台上に設けられており、環状板形状を有する第１部分と、第１部分上で延在する環状板形状を有する第２部分とを有し、第２部分の内縁の直径は第１部分の内縁よりも大径である。測定器は、円盤状のベース基板、センサチップ、及び回路基板を有する。センサチップは、第１センサ電極及び第２センサ電極を有する。第１電極は下方に向いている。第２センサ電極は、ベース基板のエッジの外側に向いている。センサチップは、ベース基板のエッジに沿って設けられている。回路基板は、第１センサ電極及び第２センサ電極に高周波信号を与え、第１センサ電極における電圧振幅から静電容量を表す第１のデジタル値を取得し、第２センサ電極における電圧振幅から静電容量を表す第２のデジタル値を取得するよう構成されている。この方法は、フォーカスリングの第１部分上且つ第２部分の内縁によって囲まれた領域内でセンサチップを移動させるよう測定器を走査する工程と、フォーカスリングの第２部分の内縁に交差する方向に沿った複数の位置において測定器によって取得された複数の第１のデジタル値に対する差分演算により、複数の位置における差分値を求める工程と、を含む。この方法によれば、フォーカスリングの第１部分及び第２部分の消耗量を把握することが可能となる。一実施形態では、方法は、複数の差分値の各々と所定値との差を求める工程を更に含んでいてもよい。
以上説明したように、フォーカスリングの消耗量の把握のためのフォーカスリングの検査が可能となる。
図１は、一実施形態に係るシステムを示す図である。 プラズマ処理装置の一例を示す図である。 静電チャックとフォーカスリングの構成を示す断面図である。 一実施形態に係る測定器の斜視図である。 一実施形態に係るセンサチップの斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿ったとった断面図である。 一実施形態における回路基板の構成を示す図である。 一実施形態に係るフォーカスリングを検査する方法を示す流れ図である。 実験の内容を説明するための図である。 実験において測定した静電容量を示すグラフである。 図１０のグラフに示した静電容量の差分値を示すグラフである。 別の実施形態に係る測定器を示す斜視図である。 別の実施形態に係るセンサチップを示す断面図である。 別の実施形態に係る回路基板の構成を示す図である。 別の実施形態に係るフォーカスリングを検査する方法を示す流れ図である。 ベース基板におけるセンサチップの搭載位置の一例を示す図である。 ベース基板におけるセンサチップの搭載位置の別の一例を示す図である。
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
図１は、一実施形態に係るシステムを示す図である。図１に示すシステムは、被処理体（以下、「ウエハＷ」ということがある）を処理するための処理装置、及び当該処理装置に被処理体を搬送するための搬送装置を備え、プラズマ処理装置の処理容器内に設けられたフォーカスリングを検査することが可能な処理システム１として構成されている。処理システム１は、台２ａ〜２ｄ、容器４ａ〜４ｄ、ローダモジュールＬＭ、アライナＡＮ、ロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６、及びトランスファーチャンバＴＣを備えている。
台２ａ〜２ｄは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。容器４ａ〜４ｄはそれぞれ、台２ａ〜２ｄ上に搭載されている。容器４ａ〜４ｄはそれぞれ、ウエハＷを収容するように構成されている。
ローダモジュールＬＭは、大気圧状態の搬送空間をその内部に画成するチャンバ壁を有している。ローダモジュールＬＭは、この搬送空間内に搬送装置ＴＵ１を有している。搬送装置ＴＵ１は、容器４ａ〜４ｄとアライナＡＮとの間、アライナＡＮとロードロックチャンバＬＬ１〜ＬＬ２の間、ロードロックチャンバＬＬ１〜ＬＬ２と容器４ａ〜４ｄの間でウエハＷを搬送するように構成されている。
アライナＡＮは、ローダモジュールＬＭと接続されている。アライナＡＮは、ウエハＷの位置調整（ウエハＷの位置の較正）を行うように構成されている。アライナＡＮにおけるウエハＷの位置調整は、ウエハＷのオリエンテーションフラット又はノッチ等を利用して行われ得る。
ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２の各々は、ローダモジュールＬＭとトランスファーチャンバＴＣとの間に設けられている。ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２の各々は、予備減圧室を提供している。
トランスファーチャンバＴＣは、ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２にゲートバルブを介して接続されている。トランスファーチャンバＴＣは、減圧可能な減圧室を提供しており、当該減圧室に搬送装置ＴＵ２を収容している。搬送装置ＴＵ２は、ロードロックチャンバＬＬ１〜ＬＬ２とプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６との間、及び、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち任意の二つのプロセスモジュール間において、ウエハＷを搬送するように構成されている。
プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６は、トランスファーチャンバＴＣにゲートバルブを介して接続されている。プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の各々は、ウエハＷに対してプラズマ処理といった専用の処理を行うよう構成された処理装置である。
この処理システム１においてウエハＷの処理が行われる際の一連の動作は以下の通り例示される。ローダモジュールＬＭの搬送装置ＴＵ１が、容器４ａ〜４ｄの何れかからウエハＷを取り出し、当該ウエハＷをアライナＡＮに搬送する。次いで、搬送装置ＴＵ１は、位置調整されたウエハＷをアライナＡＮから取り出して、当該ウエハＷをロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２のうち一方のロードロックチャンバに搬送する。次いで、一方のロードロックチャンバが、予備減圧室の圧力を所定の圧力に減圧する。次いで、トランスファーチャンバＴＣの搬送装置ＴＵ２が、一方のロードロックチャンバからウエハＷを取り出し、当該ウエハＷをプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち何れかに搬送する。そして、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち一以上のプロセスモジュールがウエハＷを処理する。そして、搬送装置ＴＵ２が、処理後のウエハをプロセスモジュールからロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２のうち一方のロードロックチャンバに搬送する。次いで、搬送装置ＴＵ１がウエハＷを一方のロードロックチャンバから容器４ａ〜４ｄの何れかに搬送する。
この処理システム１は、制御部ＭＣを更に備えている。制御部ＭＣは、プロセッサ、メモリといった記憶装置、表示装置、入出力装置、通信装置等を備えるコンピュータであり得る。上述した処理システム１の一連の動作は、記憶装置に記憶されたプログラムに従った制御部ＭＣによる処理システム１の各部の制御により、実現されるようになっている。
図２は、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の何れかとして採用され得るプラズマ処理装置の一例を示す図である。図２に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型プラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１０は、略円筒形状の処理容器１２を備えている。処理容器１２は、例えば、アルミニウムから形成されており、その内壁面には、陽極酸化処理が施され得る。この処理容器１２は保安接地されている。
処理容器１２の底部上には、略円筒形状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、例えば、絶縁材料から構成されている。支持部１４は、処理容器１２内において、処理容器１２の底部から鉛直方向に延在している。また、処理容器１２内には、載置台ＰＤが設けられている。載置台ＰＤは、支持部１４によって支持されている。
載置台ＰＤは、下部電極ＬＥ及び静電チャックＥＳＣを有している。下部電極ＬＥは、第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂは、例えばアルミニウムといった金属から構成されており、略円盤形状をなしている。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられており、第１プレート１８ａに電気的に接続されている。
第２プレート１８ｂ上には、静電チャックＥＳＣが設けられている。静電チャックＥＳＣは、導電膜である電極を一対の絶縁層又は絶縁シート間に配置した構造を有しており、略円盤形状を有している。静電チャックＥＳＣの電極には、直流電源２２がスイッチ２３を介して電気的に接続されている。この静電チャックＥＳＣは、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力によりウエハＷを吸着する。これにより、静電チャックＥＳＣは、ウエハＷを保持することができる。
第２プレート１８ｂの周縁部上には、フォーカスリングＦＲが設けられている。図３は、静電チャックとフォーカスリングの構成を示す断面図である。図３に示すように、フォーカスリングＦＲは、ウエハＷのエッジ及び静電チャックＥＳＣを囲むよう、当該静電チャックＥＳＣの中心軸線ＡＸＥに対して周方向に延在している。フォーカスリングＦＲは、第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２を有している。第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２は環状板形状を有している。第２部分Ｐ２は、第１部分Ｐ１上に設けられている。第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉは第１部分Ｐ１の内縁Ｐ１ｉの直径よりも大きい直径を有している。ウエハＷは、そのエッジ領域が、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１上に位置するように、静電チャックＥＳＣ上に載置される。このフォーカスリングＦＲは、シリコン、炭化ケイ素、酸化シリコンといった種々の材料のうち何れかから形成され得る。
図２に戻り、第２プレート１８ｂの内部には、冷媒流路２４が設けられている。冷媒流路２４は、温調機構を構成している。冷媒流路２４には、処理容器１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路２４に供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻される。このように、冷媒流路２４とチラーユニットとの間では、冷媒が循環される。この冷媒の温度を制御することにより、静電チャックＥＳＣによって支持されたウエハＷの温度が制御される。
また、プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャックＥＳＣの上面とウエハＷの裏面との間に供給する。
また、プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を備えている。上部電極３０は、載置台ＰＤの上方において、当該載置台ＰＤと対向配置されている。上部電極３０と載置台ＰＤとの間には、ウエハＷにプラズマ処理を行うための処理空間Ｓが提供されている。
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４は処理空間Ｓに面しており、当該天板３４には複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。この天板３４は、シリコン又は石英から形成され得る。或いは、天板３４は、アルミニウム製の母材の表面に酸化イットリウムといった耐プラズマ性の膜を形成することによって構成され得る。
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成され得る。この支持体３６は、水冷構造を有し得る。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。このガス拡散室３６ａからは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが下方に延びている。また、支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数種のガス用の複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群４４はマスフローコントローラといった複数の流量制御器を含んでいる。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。
また、プラズマ処理装置１０では、処理容器１２の内壁に沿ってデポシールド４６が着脱自在に設けられている。デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。デポシールド４６は、処理容器１２にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するものであり、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。
処理容器１２の底部側、且つ、支持部１４と処理容器１２の側壁との間には排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。排気プレート４８には、その板厚方向に貫通する複数の孔が形成されている。この排気プレート４８の下方、且つ、処理容器１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１２内の空間を所望の真空度まで減圧することができる。また、処理容器１２の側壁にはウエハＷの搬入出口１２ｇが設けられており、この搬入出口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉可能となっている。
また、プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６２及び第２の高周波電源６４を更に備えている。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の高周波を発生する電源であり、例えば、２７〜１００ＭＨｚの周波数の高周波を発生する。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して上部電極３０に接続されている。整合器６６は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（上部電極３０側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極ＬＥに接続されていてもよい。
第２の高周波電源６４は、ウエハＷにイオンを引き込むための高周波バイアスを発生する電源であり、例えば、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数の高周波バイアスを発生する。第２の高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極ＬＥに接続されている。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極ＬＥ側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
このプラズマ処理装置１０では、複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスが処理容器１２内に供給される。また、処理容器１２内の空間の圧力が排気装置５０によって所定の圧力に設定される。さらに、第１の高周波電源６２からの高周波によって処理容器１２内のガスが励起される。これにより、プラズマが生成される。そして、発生した活性種によってウエハＷが処理される。なお、必要に応じて、第２の高周波電源６４の高周波バイアスによってウエハＷにイオンが引き込まれてもよい。
以下、処理システム１においてフォーカスリングＦＲを検査するために用いられる測定器の実施形態について説明する。図４は、一実施形態に係る測定器の斜視図である。図４に示す測定器１００は、ベース基板１０２を備えている。ベース基板１０２は、例えば、シリコンから形成されており、ウエハＷと同様に略円盤形状を有している。
ベース基板１０２は、下側部分１０２ａ及び上側部分１０２ｂを有している。下側部分１０２ａは、測定器１００が静電チャックＥＳＣの上方に配置されるときに、上側部分１０２ｂよりも静電チャックＥＳＣの近くに位置する部分である。ベース基板１０２の下側部分１０２ａには、静電容量測定用の複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈが搭載されている。なお、測定器１００に搭載されるセンサチップの個数は、一個以上の任意の個数であり得る。複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈは、ベース基板１０２のエッジに沿って、例えば当該エッジの全周において等間隔に、配列されている。具体的には、複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈの各々の前側端面１０４ｆがベース基板１０２の下側部分１０２ａのエッジに沿うように設けられている。なお、図４では、複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈのうちセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｃが見えている。
ベース基板１０２の上側部分１０２ｂの上面は、凹部１０２ｒを画成している。凹部１０２ｒは、中央領域１０２ｃ及び複数の放射領域１０２ｈを含んでいる。中央領域１０２ｃは、中心軸線ＡＸ１００と交差する領域である。中心軸線ＡＸ１００は、ベース基板１０２の中心を板厚方向に通過する軸線である。中央領域１０２ｃには、回路基板１０６が設けられている。複数の放射領域１０２ｈは、中央領域１０２ｃから複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈが配置されている領域の上方まで中心軸線ＡＸ１００に対して放射方向に延在している。複数の放射領域１０２ｈには、複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈと回路基板１０６とをそれぞれ電気的に接続するための配線部１０８Ａ〜１０８Ｈが設けられている。なお、図４に示す測定器１００では、複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈはベース基板１０２の下側部分１０２ａに搭載されているが、複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈはベース基板１０２の上側部分１０２ｂに搭載されていてもよい。
以下、センサチップについて詳細に説明する。図５は、一実施形態に係るセンサチップの斜視図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿ったとった断面図である。図５〜図６に示すセンサチップ１０４は、測定器１００の複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈとして利用されるセンサチップである。なお、以下の説明では、ＸＹＺ直交座標系を適宜参照する。Ｘ方向は、センサチップ１０４の前方向を示しており、Ｙ方向は、Ｘ方向に直交する一方向であってセンサチップ１０４の幅方向を示しており、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向であってセンサチップ１０４の上方向を示している。
図５及び図６に示すように、センサチップ１０４は、センサ電極１４１、及び基板部１４４を備えている。基板部１４４は、本体部１４４ｍ及び表層部１４４ｆを有している。本体部１４４ｍは、例えばシリコンから構成される。表層部１４４ｆは、絶縁領域であり、本体部１４４ｍの表面に設けられている。表層部１４４ｆは、例えば、シリコンの熱酸化膜である。
基板部１４４の表面は、前側端面１４４ｃを含んでいる。前側端面１４４ｃは、段状に形成されており、上側部分１４４ｕ及び下側部分１４４ｄを含んでいる。前側端面１４４ｃの下側部分１４４ｄは、前側端面１４４ｃの上側部分１４４ｕよりも前方に突出している。一実施形態では、前側端面１４４ｃの上側部分１４４ｕ及び下側部分１４４ｄは、それぞれに所定の曲率をもった曲面となっている。即ち、前側端面１４４ｃの上側部分１４４ｕは、当該上側部分１４４ｕの任意の位置で一定の曲率をしており、当該上側部分１４４ｕの曲率は、測定器１００の中心軸線ＡＸ１００と前側端面１４４ｃの上側部分１４４ｕとの間の距離の逆数である。また、前側端面１４４ｃの下側部分１４４ｄは、当該下側部分１４４ｄの任意の位置で一定の曲率をしており、当該下側部分１４４ｄの曲率は、測定器１００の中心軸線ＡＸ１００と前側端面１４４ｃの下側部分１４４ｄとの間の距離の逆数である。
センサ電極１４１は、前側端面１４４ｃの上側部分１４４ｕに沿って設けられている。一実施形態では、このセンサ電極１４１の前面１４１ｆも曲面になっている。即ち、センサ電極１４１の前面１４１ｆは、当該前面１４１ｆの任意の位置で一定の曲率を有しており、当該曲率は、測定器１００の中心軸線ＡＸ１００と前面１４１ｆとの間の距離の逆数である。
このセンサチップ１０４の前側端面１０４ｆは、基板部１４４の前側端面１４４ｃの下側部分１４４ｄ及びセンサ電極１４１の前面１４１ｆを含んでいる。センサチップ１０４は、前側端面１０４ｆがベース基板１０２のエッジに沿うように当該ベース基板１０２に取り付けられる。即ち、基板部１４４の前側端面１４４ｃの下側部分の曲率中心、及び、センサ電極１４１の前面１４１ｆの曲率中心が、中心軸線ＡＸ１００に一致するように、ベース基板１０２に取り付けられる。
センサチップ１０４のセンサ電極１４１は、配線部を介して回路基板１０６に接続される。図７は、一実施形態における回路基板の構成を示す図である。図７に示すように、回路基板１０６は、高周波発振器１６１、複数のＣ／Ｖ変換回路１６２Ａ〜１６２Ｈ、及び、Ａ／Ｄ変換器１６３を有している。一実施形態では、回路基板１０６は、記憶装置１６５及び通信装置１６６を更に有し得る。また、更なる実施形態では、回路基板１０６は、プロセッサ１６４、及び電源１６７を更に有し得る。
複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈの各々は、複数の配線部１０８Ａ〜１０８Ｈのうち対応の配線部を介して回路基板１０６に接続されている。また、複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈの各々は、対応の配線部に含まれる配線を介して、複数のＣ／Ｖ変換回路１６２Ａ〜１６２Ｈのうち対応のＣ／Ｖ変換回路に接続されている。以下、複数のセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈの各々と同構成の一つのセンサチップ１０４、複数の配線部１０８Ａ〜１０８Ｈの各々と同構成の一つの配線部１０８、及び複数のＣ／Ｖ変換回路１６２Ａ〜１６２Ｈの各々と同構成の一つのＣ／Ｖ変換回路１６２について説明する。
配線部１０８は配線１８１を含んでいる。この配線１８１は、センサ電極１４１に接続されている。高周波発振器１６１は、バッテリーといった電源１６７に接続されており、当該電源１６７からの電力を受けて高周波信号を発生するよう構成されている。なお、電源１６７は、プロセッサ１６４及び通信装置１６６にも接続されている。高周波発振器１６１は、出力線を有している。高周波発振器１６１は、発生した高周波信号を出力線を介して、配線１８１に与えるようになっている。したがって、高周波発振器１６１からの高周波信号は、センサチップ１０４のセンサ電極１４１に与えられる。
Ｃ／Ｖ変換回路１６２の入力には配線１８１が接続されている。即ち、Ｃ／Ｖ変換回路１６２の入力には、センサチップ１０４のセンサ電極１４１が接続されている。また、Ｃ／Ｖ変換回路１６２には、グランドＧＣに接続されたグランド電位線ＧＬが接続されている。Ｃ／Ｖ変換回路１６２は、その入力における電圧振幅から、当該入力に接続されたセンサ電極が形成する静電容量を表す電圧信号を生成し、当該電圧信号を出力するよう構成されている。なお、Ｃ／Ｖ変換回路１６２に接続されたセンサ電極１４１が形成する静電容量が大きいほど、当該Ｃ／Ｖ変換回路１６２が出力する電圧信号の電圧の大きさは大きくなる。
Ａ／Ｄ変換器１６３の入力には、複数のＣ／Ｖ変換回路１６２Ａ〜１６２Ｈの出力が接続している。また、Ａ／Ｄ変換器１６３は、プロセッサ１６４に接続している。Ａ／Ｄ変換器１６３は、プロセッサ１６４からの制御信号によって制御され、複数のＣ／Ｖ変換回路１６２Ａ〜１６２Ｈの出力信号（電圧信号）をデジタル値に変換する。即ち、Ａ／Ｄ変換器１６３は、静電容量の大きさを表すデジタル値を生成し、当該デジタル値をプロセッサ１６４に出力する。
プロセッサ１６４には記憶装置１６５が接続されている。記憶装置１６５は、不揮発性メモリといった記憶装置であり、Ａ／Ｄ変換器１６３から出力されたデジタル値を記憶するよう構成されている。
通信装置１６６は、任意の無線通信規格に準拠した通信装置である。例えば、通信装置１６６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠している。通信装置１６６は、記憶装置１６５に記憶されているデジタル値を無線送信するように構成されている。
図１に戻り、処理システム１は、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の何れかとして採用されているプラズズマ処理装置内のフォーカスリングＦＲを、測定器１００を利用して検査する。フォーカスリングＦＲの検査時には、搬送装置ＴＵ２によって測定器１００がフォーカスリングＦＲによって囲まれた領域内で走査される。測定器１００の走査中に取得された複数のデジタル値は、処理システム１の演算装置ＡＵに送信される。演算装置ＡＵは、プロセッサ、メモリといった記憶装置、及び通信装置を有するコンピュータであり、複数のデジタル値に対して、フォーカスリングＦＲの消耗を把握するための演算処理を行う。この演算装置ＡＵの演算処理は、当該演算装置ＡＵの記憶装置に記憶されたプログラムに従って動作するプロセッサによって行われ得る。
以下、フォーカスリングＦＲを検査する方法の実施形態と共に、当該方法における処理システム１の各部の動作について説明する。図８は、一実施形態に係るフォーカスリングを検査する方法を示す流れ図である。
図８に示す方法ＭＴ１では、まず、容器４ａ〜４ｄの何れかに収容されている測定器１００が搬送装置ＴＵ１によってアライナＡＮに搬送される。そして、工程ＳＴ１において、アライナＡＮによって測定器１００の位置調整（位置の較正）が行われる。
続く工程ＳＴ２では、測定器１００がプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち何れかとして採用されているプラズマ処理装置に搬送される。具体的には、測定器１００は、搬送装置ＴＵ１によってロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２のうち一方のロードロックチャンバに搬送される。次いで、測定器１００は、搬送装置ＴＵ２によって一方のロードロックチャンバから、プラズマ処理装置の処理容器内に搬入される。
続く工程ＳＴ３では、搬送装置ＴＵ２によって、測定器１００が走査される。具体的には、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１上、且つ、フォーカスリングの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉによって囲まれた領域内でセンサチップ１０４Ａ〜１０４Ｈを移動させるよう、搬送装置ＴＵ２が、測定器１００を走査する。また、測定器１００の走査中に、当該測定器１００は、センサ電極１４１の電圧振幅から静電容量を表すデジタル値を取得する。そして、測定器１００は、その走査中に取得した複数のデジタル値を記憶装置１６５に記憶する。なお、複数のデジタル値は、プロセッサ１６４による制御の下で予め定められたタイミングに取得され得る。
続く工程ＳＴ４では、測定器１００がプロセスモジュールから搬出され、容器４ａ〜４ｄの何れかに戻される。続く工程ＳＴ５では、記憶装置１６５に記憶されている複数のデジタル値が演算装置ＡＵに送信される。複数のデジタル値は、演算装置ＡＵからの指令によって通信装置１６６から演算装置ＡＵに送信されてもよく、或いは、回路基板１０６に設けられたタイマのカウントに基づくプロセッサ１６４の制御により、所定のタイミングで演算装置ＡＵに送信されてもよい。
続く工程ＳＴ６では、演算装置ＡＵが、フォーカスリングＦＲの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉに交差する方向に沿った複数の位置において測定器１００によって取得された複数のデジタル値に対する差分演算を実行する。これにより、演算装置ＡＵは、当該複数の位置における複数の差分値を取得する。なお、複数の位置における差分値は以下の式（１）で定義される。
ΔＣ（Ｌ（ｉ））＝Ｃ（Ｌ（ｉ））−Ｃ（Ｌ（ｉ−１）） …（１）
ここで、ｉは、１〜Ｎの間の整数である。Ｌ（ｉ）は、フォーカスリングＦＲの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉに交差する方向に沿った位置を示すパラメータであり、具体的には、当該位置とフォーカスリングＦＲの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉとの間の距離である。Ｌ（ｉ）は、ｉが小さいほど大きな値となる。Ｃ（Ｌ（ｉ））は、Ｌ（ｉ）によって特定される位置で取得されたデジタル値（静電容量）を示している。なお、Ｃ（Ｌ（０））には、所定値を用いることができる。或いは、Ｃ（Ｌ（０））には、複数のデジタル値の全て又は当該複数のデジタル値のうち幾つかを用いた外挿によって求められる値を利用することができる。
一実施形態では、続く工程ＳＴ７において、演算装置ＡＵは、上記複数の位置それぞれのための複数の所定値と上記複数の差分値との間の差を演算する。なお、複数の所定値は、消耗していない初期状態のフォーカスリングＦＲに対して、上記複数の位置において取得される複数のデジタル値から求められる複数の差分値であり、演算装置ＡＵの記憶装置に予め記憶しておくことができる。
センサ電極１４１の電圧振幅から得られる静電容量は、センサ電極１４１がフォーカスリングＦＲの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉに近付くにつれて増加する。また、この増加の度合いは、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１の上面Ｐ１ｔが消耗していると低下する。したがって、第１部分Ｐ１上の複数の位置での静電容量を表す複数のデジタル値に対して差分演算を行うことにより得られる当該複数の位置における複数の差分値は、複数の位置において第１部分Ｐ１が消耗した量を反映する。よって、処理システム１及び上記方法ＭＴ１によれば、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１の消耗量を把握することが可能となる。
また、一実施形態では、工程ＳＴ７において上記複数の位置それぞれのための複数の所定値と上記複数の差分値との間の差が求められる。このように求められる差も、第１部分Ｐ１が各位置で消耗した量を反映する。よって、処理システム１及び上記方法ＭＴ１によれば、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１の消耗量を把握することが可能となる。
ここで、センサチップ１０４を用いて行った実験について説明する。この実験では、図９に示すように、消耗したフォーカスリングＦＲを用い、当該フォーカスリングＦＲの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉに向かう方向ＲＤにセンサチップ１０４を走査し、当該センサチップ１０４のセンサ電極１４１に接続された静電容量メータによって、方向ＲＤに沿った複数の位置での静電容量を測定した。なお、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１の上面Ｐ１ｔの最上位置とセンサチップ１０４の下面の間の距離ＬＶＤ（Ｚ方向の距離）は１００μｍであった。また、第１部分Ｐ１の内縁Ｐ１ｉと第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉとの間の距離Ｌ１２（最短距離）は、２．５ｍｍであった。
図１０のグラフは、フォーカスリングＦＲの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉとセンサチップ１０４との間の距離ＬＲＤと測定した静電容量との関係を示す。なお、距離ＬＲＤは、フォーカスリングＦＲの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉと第１部分Ｐ１の上面Ｐ１ｔとの境界と、センサチップ１０４の基板部１４４の前側端面１４４ｃの下側部分１４４ｄとの間の方向ＲＤにおける距離である。図１０に示すように、距離ＬＲＤが２．５ｍｍになると、即ち、センサ電極１４１がフォーカスリングＦＲ上に位置すると、静電容量が急激に大きくなっている。フォーカスリングＦＲが消耗していなければ、距離ＬＲＤが２．５ｍｍ以下になってセンサチップ１０４が第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉに近付くにつれて、静電容量の値は略線形に増加するはずである。しかしながら、実験で利用したフォーカスリングＦＲは、図９に示すように消耗しているので、センサチップ１０４が第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉに近付くにつれた静電容量の増加の度合いは、略線形の増加に比して、低下している。
図１１のグラフに、図１０のグラフに示した静電容量の差分値を示す。図１０に示す差分値ΔＣ（ＬＲＤ（ｉ））は、下記の式（２）を用いて求めた。
ΔＣ（ＬＲＤ（ｉ））＝Ｃ（ＬＲＤ（ｉ））−Ｃ（ＬＲＤ（ｉ−１）） …（２）
ここで、ｉは、１〜Ｎの間の整数である。距離ＬＲＤ（ｉ）は複数の静電容量の各々を取得したときの距離ＬＲＤであり、ｉが小さいほど大きな値となる。また、Ｃ（ＬＲＤ（ｉ））は、距離ＬＲＤ（ｉ）において取得された静電容量である。なお、Ｃ（ＬＲＤ（０））には、Ｃ（ＬＲＤ（１））と同一の値を用いた。
図１１のグラフに示すように、距離ＬＲＤ（ｉ）と複数の差分値との関係は、図９に示したフォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１の上面Ｐ１ｔの形状を反映している。即ち、複数の差分値は、方向ＲＤに沿った複数の位置において第１部分が消耗した量を反映していることがわかる。また、図１１には、フォーカスリングＦＲが消耗していない場合の複数の差分値を表す点線が描かれている。即ち、方向ＲＤの複数の位置における複数の所定値を表す点線が描かれている。図１１から明らかなように、各位置における所定値と差分値ΔＣとの間の差は、図９に示したフォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１の上面Ｐ１ｔのＺ方向における消耗量を反映していることがわかる。したがって、処理システム１及び方法ＭＴ１によれば、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１の消耗量を把握することが可能となることがわかる。
以下、別の実施形態に係る測定器２００について説明する。図１２は、別の実施形態に係る測定器を示す斜視図である。図１２に示す測定器２００は、ベース基板２０２を備えている。ベース基板２０２は、例えば、シリコンから形成されており、ウエハＷと同様に略円盤形状を有している。
ベース基板２０２は、下側部分２０２ａ及び上側部分２０２ｂを有している。下側部分２０２ａは、測定器２００が静電チャックＥＳＣの上方に配置されるときに、上側部分２０２ｂよりも静電チャックＥＳＣの近くに位置する部分である。ベース基板２０２の下側部分２０２ａには、複数のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈが搭載されている。なお、測定器２００に搭載されるセンサチップの個数は、一個以上の任意の個数であればよい。複数のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈは、ベース基板２０２のエッジに沿って、例えば当該エッジの全周において等間隔に、配列されている。具体的には、複数のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈの各々の前側端面２０４ｆがベース基板２０２の下側部分２０２ａのエッジに沿うように設けられている。なお、図１２では、複数のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈのうちセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｃが見えている。
ベース基板２０２の上側部分２０２ｂの上面は、凹部２０２ｒを画成している。凹部２０２ｒは、中央領域２０２ｃ及び複数の放射領域２０２ｈを含んでいる。中央領域２０２ｃは、中心軸線ＡＸ２００と交差する領域である。中心軸線ＡＸ２００は、ベース基板２０２の中心を板厚方向に通過する軸線である。中央領域２０２ｃには、回路基板２０６が設けられている。複数の放射領域２０２ｈは、中央領域２０２ｃから複数のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈが配置されている領域の上方まで中心軸線ＡＸ２００に対して放射方向に延在している。複数の放射領域２０２ｈには、複数のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈと回路基板１０６とをそれぞれ電気的に接続するための配線部２０８Ａ〜２０８Ｈが設けられている。
以下、測定器２００のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈとして用いることができる別の実施形態に係るセンサチップについて説明する。図１３は、別の実施形態に係るセンサチップを示す断面図である。図１３に示すセンサチップ２０４は、第１センサ電極２４１、第２センサ電極２４２、ガード電極２４３、及び、基板部２４４を有している。
基板部２４４は、本体部２４４ｍ及び絶縁領域２４４ｆを有している。本体部２４４ｍは、電気的にフロート状態となる箇所であり、導電性を有する材料から形成されていてもよく、或いは、絶縁材料から形成されていてもよい。例えば、本体部２４４ｍは、シリコンから構成されている。絶縁領域２４４ｆは、本体部２４４ｍの表面を覆っている。絶縁領域２４４ｆは、例えば、シリコンの熱酸化膜であり得る。
第１センサ電極２４１は、下方（−Ｚ方向）に向いており、一実施形態では、基板部２４４の下面に沿って延在している。第２センサ電極２４２は、ベース基板２０２のエッジの外側、即ち、中心軸線ＡＸ２００に対して放射方向に向くように形成されている。一実施形態では、第２センサ電極２４２は、基板部２４４の前側端面２４４ｃの前方で延在している。なお、前側端面２４４ｃは、下面２４４ｂに交差する方向に延在している。
ガード電極２４３は、第１センサ電極２４１と第２センサ電極２４２の間に介在している。一実施形態では、ガード電極２４３は、第２センサ電極２４２と基板部２４４との間に設けられており、基板部２４４の前側端面２４４ｃに沿って延在している。
一実施形態では、センサチップ２０４は、絶縁領域２４７を更に有している。絶縁領域２４７は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、又はポリイミドから形成されている。絶縁領域２４７は、基板部２４４の表面、第１センサ電極２４１の表面、第２センサ電極２４２の表面、及びガード電極２４３の表面を覆っており、また、第２センサ電極２４２とガード電極２４３の間に介在している。
図１４は、別の実施形態に係る回路基板の構成を示す図である。図１３に示す回路基板２０６は、高周波発振器２６１、複数の変換回路対２６２Ａ〜２６２Ｈ、及び、Ａ／Ｄ変換器２６３を有している。複数の変換回路対２６２Ａ〜２６２Ｈの各々は、Ｃ／Ｖ変換回路２６２１及びＣ／Ｖ変換回路２６２２を含んでいる。一実施形態では、回路基板２０６は、記憶装置２６５及び通信装置２６６を更に有し得る。また、更なる実施形態では、回路基板２０６は、プロセッサ２６４、及び電源２６７を更に有し得る。
複数のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈの各々は、複数の配線部２０８Ａ〜２０８Ｈのうち対応の配線部を介して回路基板２０６に接続されている。また、複数のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈの各々は、対応の配線部に含まれる幾つかの配線を介して、複数の変換回路対２６２Ａ〜２６２Ｈのうち対応の変換回路対に接続されている。以下、複数のセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈの各々と同構成の一つのセンサチップ２０４、複数の配線部２０８Ａ〜２０８Ｈの各々と同構成の一つの配線部２０８、及び複数の変換回路対２６２Ａ〜２６２Ｈの各々と同構成の一つの変換回路対２６２について説明する。
配線部２０８は配線２８１〜２８３を含んでいる。配線２８１は、第１センサ電極２４１と変換回路対２６２のＣ／Ｖ変換回路２６２１とを互いに接続している。配線２８２は、第２センサ電極２４２と変換回路対２６２のＣ／Ｖ変換回路２６２２とを互いに接続している。配線２８３は、ガード電極２４３に接続されている。
高周波発振器２６１は、バッテリーといった電源２６７に接続されており、当該電源２６７からの電力を受けて高周波信号を発生するよう構成されている。なお、電源２６７は、プロセッサ２６４及び通信装置２６６にも接続されている。高周波発振器２６１は、複数の出力線を有している。高周波発振器２６１は、複数の出力線を介して、配線２８１、配線２８２、及び配線２８３に高周波信号を与えるようになっている。したがって、高周波発振器２６１からの高周波信号は、第１センサ電極２４１、第２センサ電極２４２、及びガード電極２４３に与えられる。
Ｃ／Ｖ変換回路２６２１の入力には配線１８１が接続されている。即ち、Ｃ／Ｖ変換回路２６２１の入力には、センサチップ２０４の第１センサ電極２４１が接続されている。Ｃ／Ｖ変換回路２６２１は、その入力における電圧振幅から、当該入力に接続された第１センサ電極２４１が形成する静電容量を表す電圧信号を生成し、当該電圧信号を出力するよう構成されている。なお、Ｃ／Ｖ変換回路２６２１に接続された第１センサ電極２４１が形成する静電容量が大きいほど、当該Ｃ／Ｖ変換回路２６２１が出力する電圧信号の電圧の大きさは大きくなる。
Ｃ／Ｖ変換回路２６２２の入力には配線２８２が接続されている。即ち、Ｃ／Ｖ変換回路２６２２の入力には、センサチップ２０４の第２センサ電極２４２が接続されている。Ｃ／Ｖ変換回路２６２２は、その入力における電圧振幅から、当該入力に接続された第２センサ電極２４２が形成する静電容量を表す電圧信号を生成し、当該電圧信号を出力するよう構成されている。なお、Ｃ／Ｖ変換回路２６２２に接続された第２センサ電極２４２が形成する静電容量が大きいほど、当該Ｃ／Ｖ変換回路２６２２が出力する電圧信号の電圧の大きさは大きくなる。
Ａ／Ｄ変換器２６３の入力には、複数の変換回路対２６２Ａ〜２６２Ｈの各々のＣ／Ｖ変換回路２６２１の出力及びＣ／Ｖ変換回路２６２２の出力が接続している。また、Ａ／Ｄ変換器２６３は、プロセッサ２６４に接続している。Ａ／Ｄ変換器２６３は、プロセッサ２６４からの制御信号によって制御され、複数の変換回路対２６２Ａ〜２６２Ｈの各々のＣ／Ｖ変換回路２６２１の出力信号（電圧信号）を第１のデジタル値に変換し、Ｃ／Ｖ変換回路２６２２の出力信号（電圧信号）を第２のデジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換器２６３は、第１のデジタル値及び第２のデジタル値をプロセッサ２６４に出力する。
プロセッサ２６４には記憶装置２６５が接続されている。記憶装置２６５は、不揮発性メモリといった記憶装置であり、Ａ／Ｄ変換器２６３から出力されたデジタル値を記憶するよう構成されている。
通信装置２６６は、任意の無線通信規格に準拠した通信装置である。例えば、通信装置２６６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠している。通信装置２６６は、記憶装置２６５に記憶されている第１のデジタル値及び第２のデジタル値を無線送信するように構成されている。
以下、フォーカスリングＦＲを検査する方法の別の実施形態と共に、当該方法における処理システム１の各部の動作について説明する。図１５は、別の実施形態に係るフォーカスリングを検査する方法を示す流れ図である。図１５に示す方法ＭＴ２では、測定器２００が用いられる。
方法ＭＴ２の工程ＳＴ２１は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ１と同様の工程である。工程ＳＴ２１では、アライナＡＮによって測定器２００の位置調整が行われる。続く工程ＳＴ２２は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ２と同様の工程である。工程ＳＴ２２では、測定器２００がプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち何れかとして採用されているプラズマ処理装置に搬送される。
続く工程ＳＴ２３では、搬送装置ＴＵ２によって、測定器２００が走査される。具体的には、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１上、且つ、フォーカスリングの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉによって囲まれた領域内でセンサチップ２０４Ａ〜２０４Ｈを移動させるよう、搬送装置ＴＵ２が、測定器２００を走査する。また、測定器２００の走査中に、当該測定器２００は、第１センサ電極２４１の電圧振幅から静電容量を表す第１のデジタル値を取得し、第２センサ電極２４２の電圧振幅から静電容量を表す第２のデジタル値を取得する。そして、測定器２００は、その走査中に取得した複数の第１のデジタル値及び第２のデジタル値を記憶装置２６５に記憶する。なお、複数の第１のデジタル値及び第２のデジタル値は、プロセッサ２６４による制御の下で予め定められたタイミングに取得され得る。
続く工程ＳＴ２４は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ４と同様の工程である。工程ＳＴ２４では、測定器２００がプロセスモジュールから搬出され、容器４ａ〜４ｄの何れかに戻される。続く工程ＳＴ２５では、記憶装置２６５に記憶されている複数の第１のデジタル値及び第２のデジタル値が演算装置ＡＵに送信される。複数の第１のデジタル値及び第２のデジタル値は、演算装置ＡＵからの指令によって通信装置２６６から演算装置ＡＵに送信されてもよく、或いは、回路基板２０６に設けられたタイマのカウントに基づくプロセッサ２６４の制御により、所定のタイミングで演算装置ＡＵに送信されてもよい。
続く工程ＳＴ２６では、演算装置ＡＵが、フォーカスリングＦＲの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉに交差する方向に沿った複数の位置において測定器２００によって取得された複数の第１のデジタル値に対する差分演算を実行する。この差分演算は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ６の差分演算と同様の演算である。これにより、演算装置ＡＵは、当該複数の位置における複数の差分値を取得する。
続く工程ＳＴ２７では、演算装置ＡＵは、上記複数の位置それぞれのための複数の所定値と上記複数の差分値との間の差を演算する。なお、複数の所定値は、消耗していない初期状態のフォーカスリングＦＲに対して、上記複数の位置において取得される複数のデジタル値から求められる複数の差分値であり、演算装置ＡＵの記憶装置に予め記憶しておくことができる。このように求められる差は、第１部分Ｐ１が各位置で消耗した量を反映する。また、工程ＳＴ２７では、演算装置ＡＵは、第２のデジタル値から第２部分Ｐ２の消耗量を求める。例えば、演算装置ＡＵは、第２のデジタル値を用いてテーブルを参照することにより、第２部分Ｐ２の消耗量を求めることができる。或いは、演算装置ＡＵは、第２のデジタル値を消耗量に変換する所定の関数を用いて、第２のデジタル値から第２部分Ｐ２の消耗量を求めることができる。
上述の複数の第１のデジタル値は、下方、即ちフォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１の上面Ｐ１ｔに対面する第１センサ電極２４１における電圧振幅から得られる。したがって、複数の第１のデジタル値から得られる複数の差分値は、複数の位置において第１部分Ｐ１の上面Ｐ１ｔが消耗した量を反映する。また、第２のデジタル値は、ベース基板２０２の外側、即ち、フォーカスリングＦＲの第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉに対面する第２センサ電極２４２における電圧振幅から得られる。したがって、第２のデジタル値は、第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉの消耗量を反映する。よって、センサチップ２０４を搭載した測定器２００を利用する処理システム１、及び方法ＭＴ２によれば、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１の消耗量及び第２部分Ｐ２の消耗量を個別に把握することが可能となる。
また、センサチップ２０４によれば、ガード電極２４３による遮蔽によって、第１センサ電極２４１の下方に対する指向性、及び、フォーカスリングの第２部分Ｐ２が位置する方向に対する第２センサ電極２４２の指向性が高めれる。
なお、図１２に示した測定器２００では、図１６に示すように、ベース基板２０２の下側部分２０２ａにセンサチップ２０４（２０４Ａ〜２０４Ｈ）が搭載されているが、図１７に示すように、センサチップ２０４（２０４Ａ〜２０４Ｈ）はベース基板２０２の上側部分２０２ｂに搭載されていてもよい。
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、処理システム１のプロセスモジュールの個数は一以上の任意の個数であり得る。また、上記説明では、処理システム１のプロセスモジュールの例として、容量結合型のプラズマ処理装置を例示したが、プロセスモジュールとして利用可能なプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波を利用するプラズマ処理装置のように、任意のプラズマ処理装置であり得る。
１…処理システム、ＡＮ…アライナ、ＬＬ１，ＬＬ２…ロードロックチャンバ、ＬＭ…ローダモジュール、ＴＣ…トランスファーチャンバ、ＴＵ１，ＴＵ２…搬送装置、ＰＭ１〜ＰＭ６…プロセスモジュール、ＭＣ…制御部、ＡＵ…演算装置、１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、３０…上部電極、４０…ガスソース群、５０…排気装置、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、ＰＤ…載置台、ＬＥ…下部電極、ＥＳＣ…静電チャック、ＦＲ…フォーカスリング、Ｐ１…第１部分、Ｐ１ｉ…内縁、Ｐ１ｔ…上面、Ｐ２…第２部分、Ｐ２ｉ…内縁、１００…測定器、１０２…ベース基板、１０４，１０４Ａ〜１０４Ｈ…センサチップ、１４１…センサ電極、１４４…基板部、１０６…回路基板、１６１…高周波発振器、１６２，１６２Ａ〜１６２Ｈ…Ｃ／Ｖ変換回路、１６３…Ａ／Ｄ変換器、１６４…プロセッサ、１６５…記憶装置、１６６…通信装置、１６７…電源、１０８，１０８Ａ〜１０８Ｈ…配線部、２００…測定器、２０２…ベース基板、２０４，２０４Ａ〜２０４Ｈ…センサチップ、２４１…第１センサ電極、２４２…第２センサ電極、２４３…ガード電極、２４４…基板部、２４４ｍ…本体部、２０６…回路基板、２６１…高周波発振器、２６２，２６２Ａ〜２６２Ｈ…変換回路対、２６３…Ａ／Ｄ変換器、２６４…プロセッサ、２６５…記憶装置、２６６…通信装置、２６７…電源、ＧＬ…グランド電位線、２０８，２０８Ａ〜２０８Ｈ…配線部、２８１〜２８３…配線、２６２１，２６２２…Ｃ／Ｖ変換回路。

Claims (11)

  1. フォーカスリングを検査するためのシステムであって、
    前記フォーカスリングは、プラズマ処理装置の処理容器内において被処理体を載置する載置台上に設けられており、環状板形状を有する第１部分と、前記第１部分上で延在する環状板形状を有する第２部分とを有し、該第２部分の内縁の直径は該第１部分の内縁よりも大径であり、
    該システムは、
    静電容量測定用の測定器であり、
    円盤状のベース基板と、
    センサ電極を有し、前記ベース基板のエッジに沿って設けられたセンサチップと、
    前記センサ電極に高周波信号を与えし、該センサ電極における電圧振幅から静電容量を表すデジタル値を取得するよう構成された回路基板と、
    を有する、該測定器と、
    前記測定器を走査して、前記第１部分上且つ前記第２部分の内縁によって囲まれた領域内で前記センサチップを移動させるよう構成された搬送装置と、
    前記第２部分の内縁に交差する方向に沿った複数の位置において前記測定器によって取得された複数のデジタル値を受け、前記複数のデジタル値に対する差分演算により、前記複数の位置における複数の差分値を求めるよう構成された演算装置と、
    を備えるシステム。
  2. 前記演算装置は、前記複数の差分値の各々と所定値との差を演算する、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記回路基板は、前記複数のデジタル値を前記演算装置に無線送信する通信装置を更に有する、請求項１又は２に記載のシステム。
  4. フォーカスリングを検査するためのシステムであって、
    前記フォーカスリングは、プラズマ処理装置の処理容器内において被処理体を載置する載置台上に設けられており、環状板形状を有する第１部分と、前記第１部分上で延在する環状板形状を有する第２部分とを有し、該第２部分の内縁の直径は該第１部分の内縁よりも大径であり、
    該システムは、
    静電容量測定用の測定器であり、
    円盤状のベース基板と、
    下方に向いた第１センサ電極、及び、前記ベース基板のエッジの外側に向いた第２センサ電極を有し、前記ベース基板の前記エッジに沿って設けられたセンサチップと、
    前記第１センサ電極及び前記第２センサ電極に高周波信号を与え、該第１センサ電極における電圧振幅から静電容量を表す第１のデジタル値を取得し、該第２センサ電極における電圧振幅から静電容量を表す第２のデジタル値を取得するよう構成された回路基板と、
    を有する、該測定器と、
    前記測定器を走査して、前記第１部分上且つ前記第２部分の内縁によって囲まれた領域内で前記センサチップを移動させるよう構成された搬送装置と、
    前記第２部分の内縁に交差する方向に沿った複数の位置において前記測定器によって取得された複数の第１のデジタル値、及び第２のデジタル値を受け、前記複数の第１のデジタル値に対する差分演算により、前記複数の位置における複数の差分値を求めよう構成された演算装置と、
    を備えるシステム。
  5. 前記センサチップは、前記第１センサ電極と前記第２センサ電極との間に介在し、前記高周波信号が与えられるガード電極を更に有する、請求項４に記載のシステム。
  6. 前記演算装置は、前記複数の差分値の各々と所定値との差を求める、請求項４又は５に記載のシステム。
  7. 前記回路基板は、前記複数の第１のデジタル値及び前記第２のデジタル値を前記演算装置に無線送信する通信装置を更に有する、請求項４〜６の何れか一項に記載のシステム。
  8. 静電容量測定用の測定器を用いてフォーカスリングを検査する方法であって、
    前記フォーカスリングは、プラズマ処理装置の処理容器内において被処理体を載置する載置台上に設けられており、環状板形状を有する第１部分と、前記第１部分上で延在する環状板形状を有する第２部分とを有し、該第２部分の内縁の直径は該第１部分の内縁よりも大径であり、
    前記測定器は、
    円盤状のベース基板と、
    センサ電極を有し、前記ベース基板のエッジに沿って設けられたセンサチップと、
    前記センサ電極に高周波信号を与えし、該センサ電極における電圧振幅から静電容量を表すデジタル値を取得するよう構成された回路基板と、
    を有し、
    該方法は、
    前記第１部分上且つ前記第２部分の内縁によって囲まれた領域内で前記センサチップを移動させるよう前記測定器を走査する工程と、
    前記第２部分の内縁に交差する方向に沿った複数の位置において前記測定器によって取得された複数のデジタル値に対する差分演算により、前記複数の位置における複数の差分値を求める工程と、
    を含む方法。
  9. 前記複数の差分値の各々と所定値との差を求める工程を更に含む、請求項８に記載の方法。
  10. 静電容量測定用の測定器を用いてフォーカスリングを検査する方法であって、
    前記フォーカスリングは、プラズマ処理装置の処理容器内において被処理体を載置する載置台上に設けられており、環状板形状を有する第１部分と、前記第１部分上で延在する環状板形状を有する第２部分とを有し、該第２部分の内縁の直径は該第１部分の内縁よりも大径であり、
    前記測定器は、
    円盤状のベース基板と、
    下方に向いた第１センサ電極、及び、前記ベース基板のエッジの外側に向いた第２センサ電極を有し、前記ベース基板の前記エッジに沿って設けられたセンサチップと、
    前記第１センサ電極及び前記第２センサ電極に高周波信号を与え、該第１センサ電極における電圧振幅から静電容量を表す第１のデジタル値を取得し、該第２センサ電極における電圧振幅から静電容量を表す第２のデジタル値を取得するよう構成された回路基板と、
    を有し、
    該方法は、
    前記第１部分上且つ前記第２部分の内縁によって囲まれた領域内で前記センサチップを移動させるよう前記測定器を走査する工程と、
    前記第２部分の内縁に交差する方向に沿った複数の位置において前記測定器によって取得された複数の第１のデジタル値に対する差分演算により、前記複数の位置における複数の差分値を求め工程と、
    を含む、方法。
  11. 前記複数の差分値の各々と所定値との差を求める工程を更に含む、請求項１０に記載の方法。
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