JP2022107401A - 測定器及び測定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】測定器の測定精度を安定化させる技術を提供する。【解決手段】例示的実施形態に係る測定器は、上面及び下面を有するベース基板と、複数のセンサと、回路基板と、を備える。複数のセンサは、ベース基板のエッジに沿って配置され、下方に向いた複数の電極を提供する。回路基板は、ベース基板上に搭載されている。回路基板は、複数のセンサのそれぞれに接続されている。回路基板は、複数の電極に高周波信号を与え、複数の電極における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成する。複数のセンサは、ベース基板の下面よりも下方に突出している。【選択図】図１０

Description

本開示の例示的実施形態は、測定器及び測定方法に関する。
特許文献１には、静電容量を測定する測定器が記載されている。この測定器は、ベース基板、第１センサ、第２センサ、及び、回路基板を備えている。ベース基板は、被加工物の直径と同様の直径を有する円盤状を呈している。第１センサは、ベース基板上面のエッジに沿って設けられた第１電極を有する。第２センサは、ベース基板下面側に設けられた第２電極を有する。回路基板は、ベース基板上に搭載されており、第１センサ及び第２センサに接続されている。回路基板は、第１電極及び第２電極に高周波信号を与え、第１電極における電圧振幅から静電容量に応じた第１の測定値を取得し、第２電極における電圧振幅から静電容量に応じた第２の測定値を取得する。
特開２０１７－２２８７５４号公報
本開示は、測定器の測定精度を安定化させる技術を提供する。
一つの例示的実施形態においては、測定器が提供される。測定器は、上面及び下面を有するベース基板と、複数のセンサと、回路基板と、を備える。複数のセンサは、ベース基板のエッジに沿って配置され、下方に向いた複数の電極を提供する。回路基板は、ベース基板上に搭載されている。回路基板は、複数のセンサのそれぞれに接続されている。回路基板は、複数の電極に高周波信号を与え、複数の電極における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成する。複数のセンサは、ベース基板の下面よりも下方に突出している。
一つの例示的実施形態に係る測定器によれば、測定器の測定精度を安定化させることができる。
処理システムを例示する図である。 アライナを例示する斜視図である。 プラズマ処理装置の一例を示す図である。 一例の測定器を上面側から見て示す平面図である。 一例の測定器を下面側から見て示す平面図である。 測定器における第１センサの一例を示す斜視図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿ってとった断面図である。 測定器における第２センサの一例を示す拡大図である。 測定器における回路基板の構成の一例を例示する図である。 測定器の径方向に沿ってとった第２センサの断面図である。 測定器を用いた測定方法の一例を示すフロー図である。 他の例における第２センサの断面図である。 さらに他の例における第２センサの断面図である。
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
一つの例示的実施形態においては、測定器が提供される。測定器は、上面及び下面を有するベース基板と、複数のセンサと、回路基板と、を備える。複数のセンサは、ベース基板のエッジに沿って配置され、下方に向いた複数の電極を提供する。回路基板は、ベース基板上に搭載されている。回路基板は、複数のセンサのそれぞれに接続されている。回路基板は、複数の電極に高周波信号を与え、複数の電極における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成する。複数のセンサは、ベース基板の下面よりも下方に突出している。
上記の測定器では、ベース基板から下方に向いた複数の電極に対向する対象物がある場合に、それぞれの電極と対象物との間の静電容量を表す測定値が取得される。この測定値は、電極と対象物との間の距離の大きさに応じて変化し得る。複数のセンサがベース基板の下面よりも下方に突出している場合、対象物上に載置された測定器は、複数のセンサによって支持され得る。この場合、複数のセンサ同士において、電極と対象物との間の距離は互いに同じとなる。したがって、センサ間での測定条件のバラツキが抑制され、測定器の測定精度を安定化させることができる。
一つの例示的実施形態において、複数の電極は、ベース基板の下面の延在方向に沿って延在し、複数のセンサは、複数の電極をそれぞれ覆う複数の絶縁部材を有してもよい。この構成では、対象物上に測定器が載置される場合に、複数のセンサをそれぞれ構成する絶縁部材が対象物に接触する。
一つの例示的実施形態において、複数の絶縁部材は、ガラス、セラミック又は絶縁性樹脂のいずれかによって形成されていてよい。
一つの例示的実施形態において、ベース基板の下面には、複数のセンサをそれぞれ収容する複数の凹部が形成されており、複数のセンサは、対応する複数の凹部に収容された状態で、ベース基板の下面よりも下方に突出していてもよい。この構成では、ベース基板内において複数のセンサを精度良くに位置決めできる。
一つの例示的実施形態において、複数のセンサは、ベース基板のエッジに沿って周方向に等間隔で配置された３つのセンサであってよい。この構成では、３つのセンサによって測定器を安定して支持できる。
また、他の例示的実施形態においては、測定器と対象物との間の静電容量を測定する方法が提供される。測定器は、上面及び下面を有するベース基板と、複数のセンサと、回路基板と、を備える。複数のセンサは、ベース基板のエッジに沿って配置され、下方に向いた複数の電極を提供する。回路基板は、ベース基板上に搭載されている。回路基板は、複数のセンサのそれぞれに接続されている。回路基板は、複数の電極に高周波信号を与え、複数の電極における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成する。複数のセンサは、ベース基板の下面よりも下方に突出している。該方法は、複数のセンサによって測定器が支持されるように、対象物の上面に測定器を載置することを含む。該方法は、対象物の上面に測定器が載置された状態で、複数の電極に高周波信号を与えることによって、複数の電極における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成することを含む。
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。
まず、被加工物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有する処理システムについて説明する。図１は、処理システムを例示する図である。処理システム１は、半導体製造装置Ｓ１としての機能を有する。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、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６、トランスファーモジュールＴＦ、及び、制御部ＭＣを備えている。なお、台２ａ～２ｄの個数、容器４ａ～４ｄの個数、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の個数、及び、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６の個数は限定されるものではなく、一以上の任意の個数であり得る。
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の各々は、例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）と称される容器である。容器４ａ～４ｄのそれぞれは、被加工物Ｗを収容するように構成され得る。被加工物Ｗは、ウエハのように略円盤形状を有する。
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。この搬送空間内には搬送装置ＴＵ１が設けられている。搬送装置ＴＵ１は、例えば、多関節ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ１は、容器４ａ～４ｄとアライナＡＮとの間、アライナＡＮとロードロックモジュールＬＬ１～ＬＬ２の間、ロードロックモジュールＬＬ１～ＬＬ２と容器４ａ～４ｄの間で被加工物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、被加工物Ｗの位置の調整（位置の較正）を行うように構成されている。図２は、アライナを例示する斜視図である。アライナＡＮは、支持台６Ｔ、駆動装置６Ｄ、及び、センサ６Ｓを有している。支持台６Ｔは、鉛直方向に延びる軸線中心に回転可能な台であり、その上に被加工物Ｗを支持するように構成されている。支持台６Ｔは、駆動装置６Ｄによって回転される。駆動装置６Ｄは、制御部ＭＣによって制御される。駆動装置６Ｄからの動力により支持台６Ｔが回転すると、当該支持台６Ｔ上に載置された被加工物Ｗも回転するようになっている。
センサ６Ｓは、光学センサであり、被加工物Ｗが回転されている間、被加工物Ｗのエッジを検出する。センサ６Ｓは、エッジの検出結果から、基準角度位置に対する被加工物ＷのノッチＷＮ（或いは、別のマーカー）の角度位置のずれ量、及び、基準位置に対する被加工物Ｗの中心位置のずれ量を検出する。センサ６Ｓは、ノッチＷＮの角度位置のずれ量及び被加工物Ｗの中心位置のずれ量を制御部ＭＣに出力する。制御部ＭＣは、ノッチＷＮの角度位置のずれ量に基づき、ノッチＷＮの角度位置を基準角度位置に補正するための支持台６Ｔの回転量を算出する。制御部ＭＣは、この回転量の分だけ支持台６Ｔを回転させるよう、駆動装置６Ｄを制御する。これにより、ノッチＷＮの角度位置を基準角度位置に補正することができる。また、制御部ＭＣは、アライナＡＮから被加工物Ｗを受け取る際の搬送装置ＴＵ１のエンドエフェクタ（ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔｏｒ）の位置を、被加工物Ｗの中心位置のずれ量に基づき、制御する。これにより、搬送装置ＴＵ１のエンドエフェクタ上の所定位置に被加工物Ｗの中心位置が一致する。
図１に戻り、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、ローダモジュールＬＭとトランスファーモジュールＴＦとの間に設けられている。ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、予備減圧室を提供している。
トランスファーモジュールＴＦは、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２にゲートバルブを介して気密に接続されている。トランスファーモジュールＴＦは、減圧可能な減圧室を提供している。この減圧室には、搬送装置ＴＵ２が設けられている。搬送装置ＴＵ２は、例えば、搬送アームＴＵａを有する多関節ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ２は、ロードロックモジュール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、被加工物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、トランスファーモジュールＴＦにゲートバルブを介して気密に接続されている。プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６の各々は、被加工物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において被加工物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の何れかから被加工物Ｗを取り出し、当該被加工物ＷをアライナＡＮに搬送する。次いで、搬送装置ＴＵ１は、その位置が調整された被加工物ＷをアライナＡＮから取り出して、当該被加工物ＷをロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２のうち一方のロードロックモジュールに搬送する。次いで、一方のロードロックモジュールが、予備減圧室の圧力を所定の圧力に減圧する。次いで、トランスファーモジュールＴＦの搬送装置ＴＵ２が、一方のロードロックモジュールから被加工物Ｗを取り出し、当該被加工物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被加工物Ｗを処理する。そして、搬送装置ＴＵ２が、処理後の被加工物ＷをプロセスモジュールからロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２のうち一方のロードロックモジュールに搬送する。次いで、搬送装置ＴＵ１が被加工物Ｗを一方のロードロックモジュールから容器４ａ～４ｄの何れかに搬送する。
この処理システム１は、上述したように制御部ＭＣを備えている。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３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３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、略円筒形状のチャンバ本体１２を備えている。チャンバ本体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。このチャンバ本体１２は保安接地されている。
チャンバ本体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、チャンバ本体１２内に設けられており、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。また、チャンバ本体１２によって提供されるチャンバＳ内には、ステージＳＴが設けられている。ステージＳＴは、支持部１４によって支持されている。
ステージＳＴ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被加工物Ｗを吸着する。これにより、静電チャックＥＳＣは、被加工物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、エッジリングＥＲが設けられている。このエッジリングＥＲは、被加工物Ｗのエッジ及び静電チャックＥＳＣを囲むように設けられている。エッジリングＥＲは、第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２を有している（図７参照）。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よりも外側の部分である。第２部分Ｐ２は、第１部分Ｐ１よりも高さ方向に大きな厚みを有している。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。被加工物Ｗは、そのエッジ領域が、エッジリングＥＲ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。このエッジリングＥＲ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。
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、チャンバ本体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被加工物Ｗの温度が制御される。
ステージＳＴには、当該ステージＳＴを貫通する複数（例えば、三つ）の貫通孔２５が形成されている。複数の貫通孔２５は、平面視において静電チャックＥＳＣの内側に形成されている。これら、それぞれの貫通孔２５には、リフトピン２５ａが挿入されている。なお、図３においては、一本のリフトピン２５ａが挿入された一つの貫通孔２５が描かれている。リフトピン２５ａは、貫通孔２５内において上下動可能に設けられている。リフトピン２５ａの上昇によって、静電チャックＥＳＣ上に支持された被加工物Ｗが上昇する。
ステージＳＴには、平面視において静電チャックＥＳＣよりも外側の位置に、当該ステージＳＴ（下部電極ＬＥ）を貫通する複数（例えば、三つ）の貫通孔２７が形成されている。これら、それぞれの貫通孔２７には、リフトピン２７ａが挿入されている。なお、図３においては、一本のリフトピン２７ａが挿入された一つの貫通孔２７が描かれている。リフトピン２７ａは、貫通孔２７内において上下動可能に設けられている。リフトピン２７ａの上昇によって、第２プレート１８ｂ上に支持されたエッジリングＥＲが上昇する。
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の上面と被加工物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、ステージＳＴの上方において、当該ステージＳＴと対向配置されている。上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、チャンバ本体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はチャンバ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、チャンバ本体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、チャンバ本体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、アルミニウム材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。
チャンバ本体１２の底部側、且つ、支持部１４とチャンバ本体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、アルミニウム材に酸化イットリウム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、チャンバ本体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、チャンバ本体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、チャンバ本体１２の側壁には被加工物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、プラズマ生成用の第１の高周波を発生する電源であり、例えば、２７～１００ＭＨｚの周波数を有する高周波を発生する。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、被加工物Ｗにイオンを引き込むための第２の高周波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チャンバＳに供給される。また、チャンバＳ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からの第１の高周波によってチャンバＳ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被加工物Ｗが処理される。なお、必要に応じて、第２の高周波電源６４の第２の高周波に基づくバイアスにより、被加工物Ｗにイオンが引き込まれてもよい。
続いて、測定器について説明する。図４は、測定器を上面側から見て示す平面図である。図５は、測定器を下面側から見て示す平面図である。図４及び図５に示す測定器１００は、上面１０２ａ及び下面１０２ｂを有するベース基板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、被加工物Ｗの形状と同様の形状、即ち略円盤形状を有している。ベース基板１０２の直径は、被加工物Ｗの直径と同様の直径であり、例えば、３００ｍｍである。測定器１００の形状及び寸法は、このベース基板１０２の形状及び寸法によって規定される。したがって、測定器１００は、被加工物Ｗの形状と同様の形状を有し、且つ、被加工物Ｗの寸法と同様の寸法を有する。また、ベース基板１０２のエッジには、ノッチ１０２Ｎ（或いは、別のマーカー）が形成されている。
ベース基板１０２には、静電容量測定用の複数の第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃが設けられている。複数の第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃ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、周方向に等間隔で配列されている。具体的には、複数の第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃの各々は、ベース基板１０２の上面側のエッジに沿うように設けられている。複数の第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃの各々の前側端面は、ベース基板１０２の側面に沿っている。
また、ベース基板１０２には、静電容量測定用の複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃが設けられている。複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃ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、周方向に等間隔で配列されている。具体的には、複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃの各々は、ベース基板の下面側のエッジに沿うように設けられている。複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃの各々のセンサ電極１６１は、ベース基板１０２の下面１０２ｂの延在方向に沿って延在している。また、第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃと第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃとは、周方向において６０°間隔で交互に配列されている。なお、以下の説明において、第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃ及び第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃを総称して静電容量センサとする場合がある。
ベース基板１０２の上面１０２ａの中央には、回路基板１０６が設けられている。回路基板１０６と複数の第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃとの間には、互いを電気的に接続するための配線群１０８Ａ～１０８Ｃが設けられている。また、回路基板１０６と複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃとの間には、互いを電気的に接続するための配線群２０８Ａ～２０８Ｃが設けられている。回路基板１０６、配線群１０８Ａ～１０８Ｃ、及び配線群２０８Ａ～２０８Ｃは、カバー１０３によって覆われている。
以下、第１センサについて詳細に説明する。図６は、センサの一例を示す斜視図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿ってとった断面図である。図６及び図７に示す第１センサ１０４は、測定器１００の複数の第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃとして利用されるセンサであり、一例では、チップ状の部品として構成されている。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、第１センサ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第１センサ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第１センサ１０４の上方向を示している。図７には、第１センサ１０４と共にエッジリングＥＲが示されている。
第１センサ１０４は、電極１４１、ガード電極１４２、センサ電極１４３、基板部１４４及び絶縁領域１４７を有している。
基板部１４４は、例えばホウケイ酸ガラスまたは石英から形成されている。基板部１４４は、上面１４４ａ、下面１４４ｂ、及び前側端面１４４ｃを有している。ガード電極１４２は、基板部１４４の下面１４４ｂの下方に設けられており、Ｘ方向及びＹ方向に延在している。また、電極１４１は、絶縁領域１４７を介してガード電極１４２の下方に設けられており、Ｘ方向及びＹ方向に延在している。絶縁領域１４７は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、又は、ポリイミドから形成されている。
基板部１４４の前側端面１４４ｃは、段状に形成されている。前側端面１４４ｃの下側部分１４４ｄは、当該前側端面１４４ｃの上側部分１４４ｕよりもエッジリングＥＲの側に向けて突出している。センサ電極１４３は、前側端面１４４ｃの上側部分１４４ｕに沿って延在している。一つの例示的実施形態では、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１４３は、前側端面１４４ｃの上側部分１４４ｕに沿って設けられている。一つの例示的実施形態では、このセンサ電極１４３の前面１４３ｆも曲面になっている。即ち、センサ電極１４３の前面１４３ｆは、当該前面１４３ｆ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１４３ｆとの間の距離の逆数である。
この第１センサ１０４を測定器１００のセンサとして用いる場合には、後述のように電極１４１が配線１８１に接続され、ガード電極１４２が配線１８２に接続され、センサ電極１４３が配線１８３に接続される。
第１センサ１０４においては、センサ電極１４３が、電極１４１及びガード電極１４２によって、第１センサ１０４の下方に対して遮蔽されている。したがって、この第１センサ１０４によれば、特定方向、即ち、センサ電極１４３の前面１４３ｆが向いている方向（Ｘ方向）に高い指向性をもって静電容量を測定することが可能となる。
以下、第２センサについて説明する。なお、第２センサの断面形状については後述する。図８は、図５の部分拡大図であり、一つの第２センサを示す。第２センサ１０５は、センサ電極１６１を有している。センサ電極１６１のエッジは部分的に円弧形状をなしている。例えば、センサ電極１６１は、内縁１６１ａと外縁１６１ｂと側縁１６１ｃとによって規定される平面形状を有している。一例として、外縁１６１ｂは、中心軸線ＡＸ１００を中心とした半径を有する円弧状をなしており、側縁１６１ｃと内縁１６１ａとは直線状をなしている。複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃそれぞれのセンサ電極１６１における径方向外側の外縁１６１ｂは、共通する円上で延在する。センサ電極１６１のエッジの一部の曲率は、静電チャックＥＳＣのエッジの曲率に一致している。一つの例示的実施形態では、センサ電極１６１における径方向外側のエッジを形成する外縁１６１ｂの曲率が、静電チャックＥＳＣのエッジの曲率に一致している。なお、外縁１６１ｂの曲率中心、即ち、外縁１６１ｂがその上で延在する円の中心は、中心軸線ＡＸ１００を共有している。
一つの例示的実施形態では、第２センサ１０５は、センサ電極１６１を囲むガード電極１６２を更に含んでいる。ガード電極１６２は、枠状をなしており、センサ電極１６１をその全周にわたって囲んでいる。ガード電極１６２とセンサ電極１６１は、それらの間に電気的な絶縁領域１６４が介在するよう、互いに離間している。また、一つの例示的実施形態では、第２センサ１０５は、ガード電極１６２の外側で当該ガード電極１６２を囲む電極１６３を更に含んでいる。電極１６３は、枠状をなしており、ガード電極１６２をその全周にわたって囲んでいる。ガード電極１６２と電極１６３は、それらの間に電気的な絶縁領域１６５が介在するよう互いに離間している。
以下、回路基板１０６の構成について説明する。図９は、測定器の回路基板の構成を例示する図である。回路基板１０６は、高周波発振器１７１、複数のＣ／Ｖ変換回路１７２Ａ～１７２Ｃ、複数のＣ／Ｖ変換回路２７２Ａ～２７２Ｃ、Ａ／Ｄ変換器１７３、プロセッサ１７４、記憶装置１７５、通信装置１７６、及び、電源１７７を有している。一例においては、プロセッサ１７４、記憶装置１７５等によって演算装置が構成されている。
複数の第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃの各々は、複数の配線群１０８Ａ～１０８Ｃのうち対応の配線群を介して回路基板１０６に接続されている。また、複数の第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃの各々は、対応の配線群に含まれる幾つかの配線を介して、複数のＣ／Ｖ変換回路１７２Ａ～１７２Ｃのうち対応のＣ／Ｖ変換回路に接続されている。複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃの各々は、複数の配線群２０８Ａ～２０８Ｃのうち対応の配線群を介して回路基板１０６に接続されている。また、複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃの各々は、対応の配線群に含まれる幾つかの配線を介して、複数のＣ／Ｖ変換回路２７２Ａ～２７２Ｃのうち対応のＣ／Ｖ変換回路に接続されている。以下、第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃの各々と同構成の一つの第１センサ１０４、配線群１０８Ａ～１０８Ｃの各々と同構成の一つの配線群１０８、Ｃ／Ｖ変換回路１７２Ａ～１７２Ｃの各々と同構成の一つのＣ／Ｖ変換回路１７２、について説明する。また、第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃの各々と同構成の一つの第２センサ１０５、配線群２０８Ａ～２０８Ｃの各々と同構成の一つの配線群２０８、及び、Ｃ／Ｖ変換回路２７２Ａ～２７２Ｃの各々と同構成のＣ／Ｖ変換回路２７２について説明する。
配線群１０８は、配線１８１～１８３を含んでいる。配線１８１の一端は、電極１４１に接続されている。この配線１８１は、回路基板１０６のグランドＧＣに接続されたグランド電位線ＧＬに接続されている。なお、配線１８１は、グランド電位線ＧＬにスイッチＳＷＧを介して接続されていてもよい。また、配線１８２の一端は、ガード電極１４２に接続されており、配線１８２の他端はＣ／Ｖ変換回路１７２に接続されている。また、配線１８３の一端は、センサ電極１４３に接続されており、配線１８３の他端はＣ／Ｖ変換回路１７２に接続されている。
配線群２０８は、配線２８１～２８３を含んでいる。配線２８１の一端は、電極１６３に接続されている。この配線２８１は、回路基板１０６のグランドＧＣに接続されたグランド電位線ＧＬに接続されている。なお、配線２８１は、グランド電位線ＧＬにスイッチＳＷＧを介して接続されていてもよい。また、配線２８２の一端は、ガード電極１６２に接続されており、配線２８２の他端はＣ／Ｖ変換回路２７２に接続されている。また、配線２８３の一端は、センサ電極１６１に接続されており、配線２８３の他端はＣ／Ｖ変換回路２７２に接続されている。
高周波発振器１７１は、バッテリーといった電源１７７に接続されており、当該電源１７７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１７７は、プロセッサ１７４、記憶装置１７５、及び、通信装置１７６にも接続されている。高周波発振器１７１は、複数の出力線を有している。高周波発振器１７１は、発生した高周波信号を複数の出力線を介して、配線１８２及び配線１８３、並びに、配線２８２及び配線２８３に与えるようになっている。したがって、高周波発振器１７１は、第１センサ１０４のガード電極１４２及びセンサ電極１４３に電気的に接続されており、当該高周波発振器１７１からの高周波信号は、ガード電極１４２及びセンサ電極１４３に与えられるようになっている。また、高周波発振器１７１は、第２センサ１０５のセンサ電極１６１及びガード電極１６２に電気的に接続されており、当該高周波発振器１７１からの高周波信号は、センサ電極１６１及びガード電極１６２に与えられるようになっている。
Ｃ／Ｖ変換回路１７２の入力には、ガード電極１４２に接続された配線１８２、及び、センサ電極１４３に接続された配線１８３が接続されている。即ち、Ｃ／Ｖ変換回路１７２の入力には、第１センサ１０４のガード電極１４２及びセンサ電極１４３が接続されている。また、Ｃ／Ｖ変換回路２７２の入力には、センサ電極１６１及びガード電極１６２がそれぞれ接続されている。Ｃ／Ｖ変換回路１７２及びＣ／Ｖ変換回路２７２は、その入力における電位差に応じた振幅を有する電圧信号を生成し、当該電圧信号を出力するよう構成されている。Ｃ／Ｖ変換回路１７２は、対応する第１センサ１０４が形成する静電容量に応じた電圧信号を生成する。すなわち、Ｃ／Ｖ変換回路１７２に接続されたセンサ電極の静電容量が大きいほど、当該Ｃ／Ｖ変換回路１７２が出力する電圧信号の電圧の大きさは大きくなる。同様に、Ｃ／Ｖ変換回路２７２に接続されたセンサ電極の静電容量が大きいほど、当該Ｃ／Ｖ変換回路２７２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１７３の入力には、Ｃ／Ｖ変換回路１７２及びＣ／Ｖ変換回路２７２の出力が接続している。また、Ａ／Ｄ変換器１７３は、プロセッサ１７４に接続している。Ａ／Ｄ変換器１７３は、プロセッサ１７４からの制御信号によって制御され、Ｃ／Ｖ変換回路１７２の出力信号（電圧信号）及びＣ／Ｖ変換回路２７２の出力信号（電圧信号）を、デジタル値に変換し、検出値としてプロセッサ１７４に出力する。
プロセッサ１７４には記憶装置１７５が接続されている。記憶装置１７５は、揮発性メモリといった記憶装置であり、例えば、測定データを記憶するよう構成されている。また、プロセッサ１７４には、別の記憶装置１７８が接続されている。記憶装置１７８は、不揮発性メモリといった記憶装置であり、例えば、プロセッサ１７４によって読み込まれて実行されるプログラムが記憶されている。
通信装置１７６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１７６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠している。通信装置１７６は、記憶装置１７５に記憶されている測定データを無線送信するように構成されている。
プロセッサ１７４は、上述したプログラムを実行することにより、測定器１００の各部を制御するように構成されている。例えば、プロセッサ１７４は、ガード電極１４２、センサ電極１４３、センサ電極１６１、及び、ガード電極１６２に対する高周波発振器１７１からの高周波信号の供給を制御する。また、プロセッサ１７４は、記憶装置１７５に対する電源１７７からの電力供給、通信装置１７６に対する電源１７７からの電力供給等を制御する。さらに、プロセッサ１７４は、上述したプログラムを実行することにより、Ａ／Ｄ変換器１７３から入力された検出値に基づいて、第１センサ１０４の測定値及び第２センサ１０５の測定値を取得する。一実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１７３から出力された検出値をＸとした場合、プロセッサ１７４では、測定値が（ａ・Ｘ＋ｂ）に比例した値となるように、検出値に基づいて測定値を取得している。ここで、ａ及びｂは回路状態等によって変化する定数である。プロセッサ１７４は、例えば、測定値が（ａ・Ｘ＋ｂ）に比例した値となるような所定の演算式（関数）を有していてよい。
以上説明した測定器１００では、測定器１００がエッジリングＥＲによって囲まれた領域に配置されている状態において、複数のセンサ電極１４３及びガード電極１４２はエッジリングＥＲの内縁と対面する。これらセンサ電極１４３の信号とガード電極１４２の信号との電位差に基づいて生成される測定値は、複数のセンサ電極１４３それぞれとエッジリングＥＲとの間の距離を反映する静電容量を表している。なお、静電容量Ｃは、Ｃ＝εＳ／ｄで表される。εはセンサ電極１４３の前面１４３ｆとエッジリングＥＲの内縁との間の媒質の誘電率であり、Ｓはセンサ電極１４３の前面１４３ｆの面積であり、ｄはセンサ電極１４３の前面１４３ｆとエッジリングＥＲの内縁との間の距離と見なすことができる。
したがって、測定器１００によれば、被加工物Ｗを模した当該測定器１００とエッジリングＥＲとの相対的な位置関係を反映する測定データが得られる。例えば、測定器１００によって取得される複数の測定値は、センサ電極１４３の前面１４３ｆとエッジリングＥＲの内縁との間の距離が大きくなるほど、小さくなる。したがって、第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃの各々のセンサ電極１４３の静電容量を表す測定値に基づいて、エッジリングＥＲの各径方向における各センサ電極１４３のずれ量を求めることができる。そして、各径方向における第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃの各々のセンサ電極１４３のずれ量から、測定器１００の搬送位置の誤差を求めることができる。
また、測定器１００が静電チャックＥＳＣに載置されている状態では、複数のセンサ電極１６１及びガード電極１６２は静電チャックＥＳＣと対面する。上述の通り、静電容量Ｃは、Ｃ＝εＳ／ｄで表される。εはセンサ電極１６１と静電チャックＥＳＣとの間の媒質の誘電率であり、ｄはセンサ電極１６１と静電チャックＥＳＣとの間の距離であり、Ｓは平面視においてセンサ電極１６１と静電チャックＥＳＣとが互いに重なり合う面積と見なすことができる。面積Ｓは、測定器１００と静電チャックＥＳＣとの相対的な位置関係によって変化する。したがって、測定器１００によれば、被加工物Ｗを模した当該測定器１００と静電チャックＥＳＣとの相対的な位置関係を反映する測定データが得られる。
一例では、所定の搬送位置、すなわち静電チャックＥＳＣの中心と測定器１００の中心とが一致する静電チャックＥＳＣ上の位置に測定器１００が搬送された場合、センサ電極１６１における外縁１６１ｂと静電チャックＥＳＣのエッジとが一致してもよい。この場合、例えば、測定器１００の搬送位置が所定の搬送位置からずれることにより、センサ電極１６１が静電チャックＥＳＣに対して径方向の外側にずれたときに、面積Ｓは小さくなる。すなわち、センサ電極１６１によって測定される静電容量は、所定の搬送位置に測定器１００が搬送された場合の静電容量に比べて小さくなる。したがって、第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃの各々のセンサ電極１６１の静電容量を表す測定値に基づいて、静電チャックＥＳＣの各径方向における各センサ電極１６１のずれ量を求めることができる。そして、各径方向における第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃの各々のセンサ電極１６１のずれ量から、測定器１００の搬送位置の誤差を求めることができる。
続いて、第２センサ１０５について、更に詳細に説明する。図１０は、測定器の径方向に沿ってとった第２センサの断面図であり、一つの第２センサ１０５の断面を模式的に示す。図１０に示すように、第２センサ１０５は、ベース基板１０２の下面１０２ｂよりも下方に向かって突出している。一例の測定器１００において、ベース基板１０２の下面１０２ｂには、第２センサ１０５を収容するための凹部１２１が形成されている。すなわち、下面１０２ｂには、３つの第２センサ１０５を収容するための３つの凹部１２１が、周方向に等間隔で形成されている。凹部１２１の深さは、電極１６１，１６２，１６３の厚みよりも大きい。また、凹部１２１は、平面視において電極１６１，１６２，１６３を囲むことが可能な形状を有している。一例の第２センサ１０５は、電極１６１，１６２，１６３を覆う電気的な絶縁部材１６６を有する。絶縁部材１６６は、板状を呈していてよい。絶縁部材１６６は、ガラス、セラミック又は絶縁性樹脂のいずれかによって形成され得る。絶縁性樹脂は、例えばエポキシ樹脂であってよい。
絶縁部材１６６は、平面視において、凹部１２１の輪郭に沿った形状であって、凹部１２１の輪郭よりも一回り大きい外形を有している。電極１６１，１６２，１６３は、絶縁部材１６６の上面１６６ｂに形成されている。絶縁部材１６６の上面１６６ｂの周縁は、下面１０２ｂにおける凹部１２１の周縁に固定されている。これにより、電極１６１，１６２，１６３は、凹部１２１と絶縁部材１６６とによって形成される空間内に配置される。この場合、上述した絶縁領域１６４，１６５は、空間によって形成されている。当該空間は、密閉されていてもよいし、外部と連通していてもよい。
上記構成により、第２センサ１０５は、対応する凹部１２１に固定された状態で、ベース基板１０２の下面１０２ｂよりも下方まで突出する。図１０の例では、下面１０２ｂからの第２センサ１０５の突出量の大きさは、ベース基板１０２の厚さ方向における、下面１０２ｂから第２センサ１０５の下端までの距離１６６Ｌである。なお、一例の第２センサ１０５の下端は、絶縁部材１６６の下面１６６ａである。一例においては、絶縁部材１６６の上面１６６ｂが下面１０２ｂに固定されているため、距離１６６Ｌは、絶縁部材１６６の上面１６６ｂから下面１６６ａまでの厚さと同じである。一例において、距離１６６Ｌは、０．０５ｍｍ～０．５ｍ程度であってよい。例えば、距離１６６Ｌは、絶縁部材１６６を構成する材料に応じて決定されてもよい。なお、距離１６６Ｌは、上記例示の範囲に限定されるものではない。
続いて、上述した測定器１００を用いた静電容量の測定方法について説明する。図１１は、測定器を用いた測定方法を示すフロー図である。図１１に示すように、一例の測定方法においては、ます、測定器１００が搬送され（ステップＳＴ１）、搬送された測定器１００が載置される（ステップＳＴ２）。上述の通り、処理システム１における搬送装置ＴＵ２は、制御部ＭＣによって制御される。一例では、搬送装置ＴＵ２は、制御部ＭＣから送信される搬送位置データに基づき静電チャックＥＳＣの載置領域上に被加工物Ｗ及び測定器１００を搬送し得る。載置領域は、静電チャックＥＳＣの上面であってよい。ステップＳＴ１，ＳＴ２では、搬送位置データによって特定される載置領域上の位置に、搬送装置ＴＵ２によって測定器１００が搬送される。具体的には、搬送装置ＴＵ１が、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２のうち一方のロードロックモジュールに測定器１００を搬送する。そして、搬送装置ＴＵ２が、搬送位置データに基づいて、一方のロードロックモジュールから、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち何れかに測定器１００を搬送し、当該測定器１００を静電チャックＥＳＣの載置領域上に載置する。載置領域上において、測定器１００は、ベース基板１０２が複数の第２センサ１０５によって支持されるように、対象物である静電チャックＥＳＣの上面に載置される。この状態では、複数の第２センサ１０５における絶縁部材１６６の下面１６６ａが静電チャックＥＳＣの上面に当接している。搬送位置データは、例えばエッジリングＥＲ又は載置領域の中心位置に測定器１００の中心軸線ＡＸ１００の位置が一致するように予め定められた座標データであってよい。
次に、測定器１００によって静電容量が取得される（ステップＳＴ３）。すなわち、測定器１００は、静電チャックＥＳＣの上面に測定器１００が載置された状態で、複数の電極に高周波信号を与えることによって、複数の電極における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成する。具体的には、測定器１００は、エッジリングＥＲと第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃのそれぞれのセンサ電極１６１との間の静電容量の大きさに応じた複数のデジタル値（測定値）を取得し、当該複数のデジタル値を記憶装置１７５に記憶する。また、測定器１００は、静電チャックＥＳＣ（対象物）の載置領域と第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃのそれぞれのセンサ電極１６１との間の静電容量の大きさに応じた複数のデジタル値（測定値）を取得し、当該複数のデジタル値を記憶装置１７５に記憶する。一つの例示的実施形態においては、第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃによって取得されたそれぞれの静電容量に基づいて、エッジリングＥＲの中心位置に対する測定器１００の中心のずれ量（誤差）が導出され得る。また、第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃによって取得されたそれぞれの静電容量に基づいて、静電チャックＥＳＣの中心位置に対する測定器１００の中心のずれ量が導出され得る。このようなずれ量は、例えば、搬送装置ＴＵ２による搬送に利用される搬送位置データの較正に利用され得る。
以上説明のとおり、一つの例示的実施形態においては、測定器１００が提供される。測定器１００は、平坦な下面１０２ｂを有するベース基板１０２と、複数の第２センサ１０５と、回路基板１０６と、を備える。複数の第２センサ１０５は、ベース基板１０２のエッジに沿って配置され、下方に向いた複数の電極１６１を提供する。回路基板１０６は、ベース基板１０２上に搭載されている。回路基板１０６は、複数の第２センサ１０５のそれぞれに接続されている。回路基板１０６は、複数の電極１６１に高周波信号を与え、複数の電極１６１における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成する。複数の第２センサ１０５は、ベース基板１０２の下面１０２ｂよりも下方に向かって突出している。
上記の測定器１００では、ベース基板１０２から下方に向いた複数のセンサ電極１６１に対向する対象物（一例においては静電チャックＥＳＣ）がある場合に、それぞれのセンサ電極１６１と対象物との間の静電容量を表す測定値が取得される。この測定値は、センサ電極１６１と対象物との間の距離の大きさに応じて変化し得る。対象物が平坦ではない場合、対象物上に測定器が載置されると、複数のセンサのうちのいくつかが対象物から離間し得る。例えば、対象物の中央が盛り上がっている場合、対象物の中央とベース基板の中央とが接触することにより、ベース基板の周縁が部分的に対象物から浮き上がることが考えられる。このような場合、複数のセンサ同士で電極と対象物との間の距離にばらつきが生じることが考えられる。例えば、対象物が静電チャックＥＳＣである場合、静電チャックＥＳＣの消耗具合、個体差などによって静電チャックＥＳＣの上面が平坦ではないことが考えられる。また、ベース基板１０２に反り等が発生している場合、平坦な対象物上に測定器１００が載置されたとしても、複数のセンサ同士で電極と対象物との間の距離にばらつきが生じることが考えられる。例えば、測定器１００のベース基板１０２には、回路基板１０６等を搭載するための所定の機械加工が施されている。また、測定器１００は、例えば摂氏２０度から８０度程度の環境下で使用されることが想定される。測定器１００のベース基板１０２には、上記の製造上又は使用環境上の理由により、反り、ゆがみ等が生じることが考えられる。
一例の測定器１００のように、複数の第２センサ１０５がベース基板１０２の下面１０２ｂよりも下方に突出している場合、静電チャックＥＳＣ上に載置された測定器１００は、複数の第２センサ１０５によって支持され得る。そのため、例えば、静電チャックＥＳＣの中央が盛り上がっているとしても、ベース基板１０２の中央と静電チャックＥＳＣの中央とが接触することが抑制される。これにより、複数の第２センサ１０５同士において、センサ電極１６１と静電チャックＥＳＣの上面との間の距離は、互いに同じになる。一例において、センサ電極１６１と静電チャックＥＳＣの上面との間の距離は、下面１０２ｂから第２センサ１０５の下端までの距離１６６Ｌに等しくなる。したがって、センサ間での測定条件のバラツキが抑制され、測定器１００の測定精度を安定化させることができる。
一つの例示的実施形態において、複数のセンサ電極１６１は、ベース基板１０２の下面１０２ｂの延在方向に沿って延在し、複数の第２センサ１０５は、複数のセンサ電極１６１をそれぞれ覆う複数の絶縁部材１６６を有している。この構成では、静電チャックＥＳＣ上に測定器１００が載置される場合に、複数の第２センサ１０５をそれぞれ構成する絶縁部材１６６が静電チャックＥＳＣの上面に接触する。
一つの例示的実施形態において、複数の絶縁部材１６６は、ガラス、セラミック又は絶縁性樹脂のいずれかによって形成されているため、比較的安価に、また簡便に製造され得る。
一つの例示的実施形態において、ベース基板１０２の下面１０２ｂには、複数の第２センサ１０５をそれぞれ収容する複数の凹部１２１が形成されている。複数の第２センサ１０５は、対応する複数の凹部１２１に収容された状態で、ベース基板１０２の下面１０２ｂから下方に突出している。この構成では、ベース基板１０２内において複数の第２センサ１０５を精度良く位置決めできる。また、測定器１００の厚みが大きくなることを抑制できる。
一つの例示的実施形態において、複数の第２センサ１０５は、ベース基板１０２のエッジに沿って周方向に等間隔で配置された３つのセンサであってよい。この構成では、３つの第２センサ１０５によって測定器１００が安定して支持され得る。また、測定器１００が第２センサ１０５によって支持されている状態では、全ての第２センサ１０５の絶縁部材１６６が静電チャックＥＳＣの上面に当接する。
以上、例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。
図１２は、図１０と同様に、測定器の径方向に沿ってとった他の例の第２センサの断面図である。図１２の例において、ベース基板１０２の下面１０２ｂには、第２センサ１０５を収容するための凹部１２２が形成されている。すなわち、下面１０２ｂには、３つの第２センサ１０５を収容するための３つの凹部１２２が、周方向に等間隔で形成されている。凹部１２２は、平面視において電極１６１，１６２，１６３を囲むことが可能な形状を有している。一例の第２センサ１０５は、電極１６１，１６２，１６３を覆う絶縁部材１６７を有する。一例の絶縁部材１６７は、板状を呈していてよい。絶縁部材１６７は、ガラス、セラミック又は絶縁性樹脂のいずれかによって形成され得る。絶縁性樹脂は、例えばエポキシ樹脂であってよい。
絶縁部材１６７は、平面視において、凹部１２１の輪郭に沿った形状を有する。電極１６１，１６２，１６３は、絶縁部材１６７に埋設されている。すなわち、絶縁部材１６７は、電極１６１，１６２，１６３と凹部１２２の天面との間、電極１６１と電極１６２との間、電極１６２と電極１６３との間、電極１６３の外周、及び、電極１６１，１６２，１６３の下面側に設けられている。上述した絶縁領域１６４，１６５は、絶縁部材１６７によって形成されている。絶縁部材１６７は、上下方向の中央よりも上側部分が凹部１２２内に収容された状態で、ベース基板１０２に固定されている。絶縁部材１６７の下側部分は、凹部１２２からベース基板１０２の下面１０２ｂよりも下方に向かって突出している。これにより、第２センサ１０５間での測定条件のバラツキが抑制され、測定精度を安定化させることができる。また、図１２の構成では、絶縁部材１６７における電極１６１，１６２，１６３よりも下側部分の厚みを比較的自由に設計できる。例えば、当該厚みを薄くすることによって、電極１６１，１６２，１６３と対象物との間の距離を小さくすることができ、第２センサ１０５の感度が向上し得る。
また、図１３は、図１０及び図１２と同様に、測定器の径方向に沿ってとったさらに他の例の第２センサの断面図である。図１３の例において、ベース基板１０２の下面１０２ｂには、第２センサ１０５を収容するための凹部１２３が形成されている。すなわち、下面１０２ｂには、３つの第２センサ１０５を収容するための３つの凹部１２３が、周方向に等間隔で形成されている。凹部１２３は、平面視において電極１６１，１６２，１６３を囲むことが可能な形状を有している。第２センサ１０５は、電極１６１，１６２，１６３を覆う絶縁部材１６８を有する。一例の絶縁部材１６８は、略板状を呈していてよい。絶縁部材１６８は、ガラス、セラミック又は絶縁性樹脂のいずれかによって形成され得る。絶縁性樹脂は、例えばエポキシ樹脂であってよい。
絶縁部材１６８は、平面視において、凹部１２３の輪郭に沿った形状である。絶縁部材１６８は、電極１６１と電極１６２との間、電極１６２と電極１６３との間、電極１６３の外周、及び、電極１６１，１６２，１６３の下面側に設けられている。すなわち、電極１６１，１６２，１６３は、絶縁部材１６８の上面側に設けられている。上述した絶縁領域１６４，１６５は、絶縁部材１６８によって形成されている。絶縁部材１６８は、上下方向の中央よりも上側部分が凹部１２３内に収容された状態で、ベース基板１０２に固定されている。絶縁部材１６８の下側部分は、凹部１２３からベース基板１０２の下面１０２ｂよりも下方に向かって突出している。これにより、第２センサ１０５間での測定条件のバラツキが抑制され、測定精度を安定化させることができる。また、図１３の構成においても、図１２の構成と同様に、絶縁部材１６８における電極１６１，１６２，１６３よりも下側部分の厚みを比較的自由に設計できる。
また、図１０において、凹部１２１と絶縁部材１６６とによって空間が形成される例を示したが、当該空間には、絶縁体が充填されていてもよい。空間に充填される絶縁体は、絶縁部材１６６を構成する材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。空間を絶縁体によって充填する場合、ベース基板１０２に対して第２センサ１０５を容易に組み付けることができる。また、図１２，１３の構成と同様に、絶縁部材１６６の厚みを容易に薄くすることができる。
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
１００…測定器、１０２…ベース基板、１０２ｂ…下面、１０５…第２センサ（センサ）、１０６…回路基板、１６１…センサ電極（電極）。

Claims (6)

  1. 下面を有するベース基板と、
    前記ベース基板のエッジに沿って配置され、下方に向いた複数の電極を提供する複数のセンサと、
    前記ベース基板に搭載されており、前記複数のセンサのそれぞれに接続された回路基板であって、前記複数の電極に高周波信号を与え、前記複数の電極における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成するよう構成された、該回路基板と、を備え、
    前記複数のセンサは、前記ベース基板の前記下面よりも下方に向かって突出している、測定器。
  2. 前記複数の電極は、前記ベース基板の前記下面の延在方向に沿って延在し、
    前記複数のセンサは、前記複数の電極をそれぞれ覆う複数の絶縁部材を有する、請求項１に記載の測定器。
  3. 前記複数の絶縁部材は、ガラス、セラミック又は絶縁性樹脂のいずれかによって形成されている、請求項２に記載の測定器。
  4. 前記ベース基板の前記下面には、前記複数のセンサをそれぞれ収容する複数の凹部が形成されており、
    前記複数のセンサは、対応する前記複数の凹部に収容された状態で、前記ベース基板の前記下面から下方に突出している、請求項１～３のいずれか一項に記載の測定器。
  5. 前記複数のセンサは、前記ベース基板の前記エッジに沿って周方向に等間隔で配置された３つのセンサである、請求項１～４のいずれか一項に記載の測定器。
  6. 測定器と対象物との間の静電容量を測定する方法であって、
    前記測定器は、
    下面を有するベース基板と、
    前記ベース基板のエッジに沿って配置され、下方に向いた複数の電極をそれぞれ提供する複数のセンサと、
    前記ベース基板上に搭載されており、前記複数のセンサのそれぞれに接続された回路基板であって、前記複数の電極に高周波信号を与え、前記複数の電極における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成するよう構成された、該回路基板と、を備え、
    前記複数のセンサは、前記ベース基板の前記下面から下方に突出しており、
    該方法は、
    前記複数のセンサによって前記測定器が支持されるように、前記対象物の上面に前記測定器を載置することと、
    前記対象物の上面に前記測定器が載置された状態で、前記複数の電極に高周波信号を与えることによって、前記複数の電極における電圧振幅のそれぞれから静電容量を表す複数の測定値を生成することと、
    を含む、測定方法。


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