JP2024036972A - 測定方法 - Google Patents

測定方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2024036972A
JP2024036972A JP2022141557A JP2022141557A JP2024036972A JP 2024036972 A JP2024036972 A JP 2024036972A JP 2022141557 A JP2022141557 A JP 2022141557A JP 2022141557 A JP2022141557 A JP 2022141557A JP 2024036972 A JP2024036972 A JP 2024036972A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
stage
chamber
sensor
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022141557A
Other languages
English (en)
Inventor
侑治 秋月
光 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2022141557A priority Critical patent/JP2024036972A/ja
Publication of JP2024036972A publication Critical patent/JP2024036972A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

【課題】プロセス処理が行われる温度環境と同じ又は同様の温度環境で、測定器によって静電容量を測定する技術を提供する。【解決手段】例示的実施形態に係る測定方法は、プロセス処理レシピのうち、ステージの温度条件、上部電極の温度条件、及び、ガス供給装置によって供給されるガスの圧力条件、の少なくとも１つの条件を調節する工程を含む。この工程では、ステージ上の測定器の回路基板の温度が回路基板の定格温度の範囲になるように、条件が調節される。【選択図】図１５

Description

本開示の例示的実施形態は、測定方法に関する。
特許文献１には、静電容量測定用の測定器が記載されている。この測定器は、プラズマ処理装置内において、エッジリングで囲まれた静電チャック上に搬送され、エッジリングとの間に形成される静電容量値及び静電チャックとの間に形成される静電容量値を測定する。測定器は、測定された静電容量値に基づいて、エッジリングの中心と測定器の中心とのずれ量、及び、静電チャックの中心と測定器の中心とのずれ量を導出することができる。
特開２０２０－１９０５３９号公報
本開示は、プロセス処理が行われる温度環境と同じ又は同様の温度環境で、測定器によって静電容量を測定する技術を提供する。
一つの例示的実施形態においては、プロセス処理を実行するための処理システムのチャンバ内において測定器によって静電容量を表す測定値を取得する測定方法が提供される。処理システムは、チャンバを提供するチャンバ本体を有するプロセスモジュールと、チャンバ内に測定器を搬送する搬送装置と、を備える。プロセスモジュールは、チャンバ本体に設けられた搬送用の開口部と、開口部を開閉するシャッターと、チャンバ本体の内壁に沿って設けられるデポシールドと、測定器が載置されるステージと、ステージの上方に位置する上部電極と、を含む。また、プロセスモジュールは、チャンバ内にガスを供給するガス供給部を含む。プロセス処理は、シャッター、デポシールド、ステージ及び上部電極をそれぞれ所定の温度に制御するとともに、ガス供給部によって供給されるガスを所定の圧力に制御する、プロセス処理レシピに基づく環境下で実施される。測定器は、円盤状のベース基板と、ベース基板に設けられた、静電容量を表す測定値を測定するためのセンサ電極と、ベース基板に設けられた温度センサと、ベース基板に設けられ、センサ電極及び温度センサに接続された回路基板と、を備える。該方法は、ステージ上の所定位置に搬送装置によって測定器を搬送する工程を含む。該方法は、プロセス処理レシピのうち、ステージの温度条件、上部電極の温度条件、及び、ガス供給部によって供給されるガスの圧力条件、の少なくとも１つの条件を調節する工程を含む。この工程では、ステージ上の測定器の回路基板の温度が回路基板の定格温度の範囲になるように、条件が調節される。該方法は、ステージ上の測定器の回路基板の温度が定格温度未満で安定した状態で、測定器のセンサ電極によって測定値を取得する工程を備える。
一つの例示的実施形態に係る測定方法によれば、プロセス処理が行われる温度環境と同じ又は同様の温度環境で、測定器によって静電容量を測定することができる。
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。 温度制御機構を説明するためのブロック図である。 一例の測定器を上面側から見て示す平面図である。 一例の測定器を底面側から見て示す平面図である。 第１センサの一例を示す斜視図である。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。 図６の第２センサの拡大図である。 測定器の回路基板の構成を例示する図である。 測定器の回路基板の構成の詳細を例示する図である。 基準パラメータ群の一例を示すテーブルである。 補正パラメータ群の一例を示すテーブルである。 プロセス処理装置で利用されるレシピを示す図である。 測定器によって静電容量が測定される際の手順の一例を示すフローチャートである。
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、プロセス処理を実行するための処理システムのチャンバ内において測定器によって静電容量を表す測定値を取得する測定方法が提供される。処理システムは、チャンバを提供するチャンバ本体を有するプロセスモジュールと、チャンバ内に測定器を搬送する搬送装置と、を備える。プロセスモジュールは、チャンバ本体に設けられた搬送用の開口部と、開口部を開閉するシャッターと、チャンバ本体の内壁に沿って設けられるデポシールドと、測定器が載置されるステージと、ステージの上方に位置する上部電極と、を含む。また、プロセスモジュールは、チャンバ内にガスを供給するガス供給部を含む。プロセス処理は、シャッター、デポシールド、ステージ及び上部電極をそれぞれ所定の温度に制御するとともに、ガス供給部によって供給されるガスを所定の圧力に制御する、プロセス処理レシピに基づく環境下で実施される。測定器は、円盤状のベース基板と、ベース基板に設けられた、静電容量を表す測定値を測定するためのセンサ電極と、ベース基板に設けられた温度センサと、ベース基板に設けられ、センサ電極及び温度センサに接続された回路基板と、を備える。該方法は、ステージ上の所定位置に搬送装置によって測定器を搬送する工程を含む。該方法は、プロセス処理レシピのうち、ステージの温度条件、上部電極の温度条件、及び、ガス供給部によって供給されるガスの圧力条件、の少なくとも１つの条件を調節する工程を含む。この工程では、ステージ上の測定器の回路基板の温度が回路基板の定格温度の範囲になるように、条件が調節される。該方法は、ステージ上の測定器の回路基板の温度が定格温度未満で安定した状態で、測定器のセンサ電極によって測定値を取得する工程を備える。
上記の測定方法では、少なくともシャッター及びデポシールドの温度がプロセス処理における温度条件に制御されているため、チャンバ内の温度をプロセス処理が実施されるときの温度に近づけることができる。一方、ステージの温度、上部電極の温度、及び、ガス供給部によって供給されるガスの圧力、の少なくとも１つが調節されることにより、ステージ上の測定器の回路基板の温度は定格温度の範囲になる。ステージ上に載置された測定器の温度は、ステージからの熱伝達、上部電極からの熱放射、及び、チャンバ内のガスによる熱対流の影響を受けやすい。そこで、ステージの温度、上部電極の温度、及び、ガスの圧力のいずれかが調整されることにより、例えばチャンバ内が高温に保たれた状態であったとしても、測定器の温度を定格温度に保つことができる。ステージ上の測定器の温度が定格温度未満で安定することにより、プロセス処理が行われる温度環境と同じ又は同様の温度環境で、測定器によって静電容量を測定することができる。
一つの例示的実施形態において、プロセス処理では、以下のように制御されてよい。シャッターの温度は、３０℃より高く１５０℃以下の範囲内に制御されてよい。デポシールドの温度は３０℃より高く１５０℃以下の範囲内に制御されてよい。ステージの温度は２０℃より高く８０℃以下の範囲内に制御されてよい。上部電極の温度は４０℃より高く１５０℃以下の範囲内に制御されてよい。ガス供給部によって供給されるガスの圧力は、１００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下の範囲に制御されてよい。
一つの例示的実施形態において、定格温度の上限は８０℃であってよい。
一つの例示的実施形態において、調節する工程は、ガス供給部によって供給されるガスの圧力を５００ｍＴｏｒｒ以上に調節してよい。この構成では、ガスの熱対流によって測定器の熱が放熱されやすくなる。これにより、熱平衡状態における測定器の温度が低くなるとともに、熱平衡状態に到達するまでの時間を短くすることができる。
一つの例示的実施形態において、調節する工程は、上部電極の温度を４０℃以下に調節してよい。この構成では、上部電極からの熱放射の影響が低減されることにより、測定器の温度上昇を抑制できる。
一つの例示的実施形態において、調節する工程は、ステージの温度を２０℃以下に調節してよい。この構成では、ステージからの熱伝達の影響が低減されることにより、測定器の温度上昇を抑制できる。
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。
一つの例示的実施形態に係る測定器は、搬送システムＳ１としての機能を有する処理システム１によって搬送され得る。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、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、制御部ＭＣ及び保管装置５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プロセス処理を行うよう構成された処理装置である。
保管装置５は、除湿された環境下で後述する測定器１００を保管し得る。図１に示すように、保管装置５は、密閉可能な内部空間を提供するチャンバ５ａと、チャンバ５ａにバルブを介して接続されたガス供給装置５ｂと、チャンバ５ａに接続された排気装置５ｃとを含む。一例の保管装置５は、ローダモジュールＬＭに隣接して設置されていてもよい。この場合、チャンバ５ａは、測定器１００が通過可能なゲートを介して、ローダモジュールＬＭの搬送空間に接続されていてよい。ゲートが開いた状態では、チャンバ５ａ内の空間とローダモジュールＬＭ内の搬送空間とが接続される。ゲートが閉じた状態ではチャンバ５ａ内の空間が密閉され得る。測定器１００は、チャンバ５ａのゲートが開いた状態において、搬送装置ＴＵ１によって搬送され得る。例えば、搬送装置ＴＵ１は、ローダモジュールＬＭを介して、ロードロックモジュールＬＬ１～ＬＬ２とチャンバ５ａとの間で測定器１００を搬送し得る。
ガス供給装置５ｂは、水分を含まないパージガスをチャンバ５ａ内に供給し得る。パージガスは、例えば窒素ガス等の不活性ガスであってよい。排気装置５ｃは、チャンバ５ａ内のガスを外部に排気するための装置である。一例として、排気装置５ｃは、チャンバ５ａ内を所望の真空度まで減圧できる真空ポンプであってもよい。
例えば、ガス供給装置５ｂからパージガスがチャンバ５ａ内に供給されることによって、チャンバ５ａの内部空間が除湿環境となり得る。また、排気装置５ｃによってチャンバ５ａの内部空間が真空引きされることによって、チャンバ５ａの内部空間が除湿環境となり得る。一例として、チャンバ５ａの内部空間は、到達真空度が１０ｍＴｏｒｒ程度の真空除湿環境に調整されてよい。除湿環境とは、空間における湿度が１０％以下であることをいう。なお、シリカゲル等の除湿剤をチャンバ５ａ内に配置することによって、チャンバ５ａ内の除湿環境を実現してもよい。
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８参照）。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。
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（ガス供給部）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Ｎ２ガス、Ｈｅガス等）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、搬入出口１２ｇ（開口部）は、チャンバ本体１２の内側に設けられたシャッター４７により開閉可能となっている。シャッター４７は、チャンバ本体１２の内壁に沿った板状部材であってよい。例えば、シャッター４７は、上下方向に沿って移動が制御されるように構成されている。一例では、シャッター４７が上昇した状態において搬入出口１２ｇが閉状態であり、シャッター４７が下降した状態において搬入出口１２ｇが開状態となる。
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。
図４は、温度制御機構を説明するためのブロック図である。図４に示すように、プラズマ処理装置１０は、温度制御機構７０を有していてよい。この温度制御機構７０は、上部電極３０、ステージＳＴ、デポシールド４６及びシャッター４７の温度制御を実行する。温度制御機構７０は、第１温度制御機構７２、第２温度制御機構７３、第３温度制御機構７４及び第４温度制御機構７５を含む。また、温度制御機構７０は、制御部ＭＣによって制御されている。
第１温度制御機構７２は、上部電極３０の温度を制御する。例えば、第１温度制御機構７２は、冷媒流路３３と、ヒータ３７とを含む。冷媒流路３３は上部電極３０の内部に設けられている。冷媒流路３３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３３ｃから配管３３ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路３３に供給された冷媒は、配管３３ｂを介してチラーユニット３３ｃに戻される。このように、冷媒流路３３とチラーユニット３３ｃとの間では、冷媒が循環される。ヒータ３７は、上部電極３０の中に設けられている。ヒータ３７によって上部電極３０を加熱することにより、上部電極３０の温度を高い温度に設定することができる。例えば、上部電極３０には、温度センサ３６ｄが設けられており、上部電極３０の温度が設定された温度を保持するように、チラーユニット３３ｃ及びヒータ３７が制御される。
第２温度制御機構７３は、ステージＳＴの温度を制御する。例えば、第２温度制御機構７３は、冷媒流路２４と、ヒータ２９とを含む。冷媒流路２４は第２プレート１８ｂの内部に設けられている。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２４ｃ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２４ｃに戻される。このように、冷媒流路２４とチラーユニット２４ｃとの間では、冷媒が循環される。ヒータ２９は、例えば、静電チャックＥＳＣの中に設けられている。ヒータ２９によって静電チャックＥＳＣを加熱することにより、静電チャックＥＳＣの温度を高い温度に設定することができる。例えば、静電チャックＥＳＣには、温度センサ２１が設けられており、静電チャックＥＳＣの温度が設定された温度を保持するように、チラーユニット２４ｃ及びヒータ２９が制御される。
第３温度制御機構７４は、デポシールド４６の温度を制御する。例えば、第３温度制御機構７４は、デポシールド４６に埋設されたヒータ４６ａを含む。デポシールド４６の温度は、ヒータ４６ａによって入熱されることにより制御される。例えば、デポシールド４６には、温度センサ４６ｂが設けられており、デポシールド４６の温度が設定された温度を保持するように、ヒータ４６ａが制御される。
第４温度制御機構７５は、シャッター４７の温度を制御する。例えば、第４温度制御機構７５は、シャッター４７に埋設されたヒータ４７ａを含む。シャッター４７の温度は、ヒータ４７ａによって入熱されることにより制御される。例えば、シャッター４７には、温度センサ４７ｂが設けられており、シャッター４７の温度が設定された温度を保持するように、ヒータ４７ａが制御される。
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置１０のチャンバ内の環境は、温度制御機構７０及びガス供給ライン２８によって所定の状態に保持され得る。一例では、チャンバ内の環境は、プロセス処理レシピに基づいて調整され得る。
プロセス処理レシピは、シャッター４７、デポシールド４６、ステージＳＴ及び上部電極３０のそれぞれの温度条件と、ガス供給ライン２８によって供給されるガスの圧力条件とを含む。プロセス処理レシピは、レシピデータとして、制御部ＭＣの記憶装置に記憶されていてもよい。例えば、プロセス処理では、シャッター４７、デポシールド４６、ステージＳＴ及び上部電極３０が、所定の温度に制御されるとともに、ガス供給ライン２８によって供給されるガスが所定の圧力に制御される。例えば、上部電極３０の温度条件は、４０℃より高く１５０℃以下であってよい。デポシールド４６の温度条件は、３０℃より高く１５０℃以下であってよい。シャッター４７の温度条件は、３０℃より高く１５０℃以下であってよい。ステージＳＴの温度条件は、２０℃より高く８０℃以下であってよい。チャンバ内のガス圧は、１００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下であってよい。
続いて、測定器について説明する。図５は、測定器を上面側から見て示す平面図である。図６は、測定器を底面側から見て示す平面図である。図５及び図６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、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、等間隔に配列されている。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、等間隔に配列されている。具体的には、複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃの各々は、ベース基板の底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の底面に沿っている。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。
ベース基板１０２の上面の中央には、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。回路基板１０６の定格温度は、例えば２０℃～８０℃であってよい。
以下、第１センサについて詳細に説明する。図７は、センサの一例を示す斜視図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。図７及び図８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８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センサについて詳細に説明する。図９は、図６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。即ち、センサ電極１６１は、中心軸線ＡＸ１００を中心とした異なる半径を有する二つの円弧である内縁１６１ａ及び外縁１６１ｂによって規定される平面形状を有している。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。また、複数の第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃそれぞれのセンサ電極１６１における径方向内側の内縁１６１ａは、他の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１０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。また、回路基板１０６は、温度センサ１７９を有している。温度センサ１７９は、検出した温度に応じた信号をプロセッサ１７４に出力する。例えば、温度センサ１７９は、測定器１００の周囲の環境の温度を取得することができる。
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に接続されたパッド１５１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に接続されたパッド１５２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に接続されたパッド１５３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、パッド１５２に接続された配線１８２、及び、パッド１５３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、温度環境の変化によって生じる静電容量の測定値の変動を抑制するための構成について説明する。まず、高周波発振器１７１と配線１８２及び配線１８３とＣ／Ｖ変換回路１７２との接続について、より詳細に説明する。図１１は、高周波発振器１７１と配線１８２及び配線１８３とＣ／Ｖ変換回路１７２との接続を示す回路図である。図１１に示すように、高周波発振器１７１と配線１８２との間には、抵抗１７１ａが接続されている。高周波発振器１７１と配線１８３との間には、可変抵抗１７１ｂ及び可変コンデンサ１７１ｃを含む位相調整回路１７１ｄが接続されている。Ｃ／Ｖ変換回路１７２は、その一部にオペアンプ及び抵抗を含む増幅回路１７２ａを有している。増幅回路１７２ａでは、オペアンプの反転入力端子に配線１８３が接続されており、オペアンプの非反転入力端子に配線１８２が接続されている。また、オペアンプの反転入力端子と出力端子とは抵抗を介して接続されている。増幅回路１７２ａは、Ｃ／Ｖ変換回路１７２に入力されたセンサ電極１４３からの信号とガード電極１４２からの信号との電位差を増幅させる。
高周波発振器１７１と配線２８２及び配線２８３とＣ／Ｖ変換回路２７２とは、高周波発振器１７１と配線１８２及び配線１８３とＣ／Ｖ変換回路１７２と同様に接続されている。すなわち、高周波発振器１７１と配線２８２との間には、抵抗が接続されている。高周波発振器１７１と配線２８３との間には、可変抵抗及び可変コンデンサを含む位相調整回路が接続されている。Ｃ／Ｖ変換回路２７２は、その一部にオペアンプ及び抵抗を含む増幅回路を有している。増幅回路では、オペアンプの反転入力端子に配線２８３が接続されており、オペアンプの非反転入力端子に配線２８２が接続されている。また、オペアンプの反転入力端子と出力端子とは抵抗を介して接続されている。
上記のような回路構成においては、位相調整回路１７１ｄの可変抵抗１７１ｂの抵抗値が変更されることにより、センサ電極１４３からの信号の振幅が変更され得る。また、位相調整回路１７１ｄの可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値が変更されることにより、センサ電極１４３からの信号の位相が変更され得る。一つの例示的実施形態では、可変抵抗１７１ｂの抵抗値と可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値とがプロセッサ１７４によって調整（制御）されることにより、位相調整回路１７１ｄのアドミタンスが調整されている。
図１１では、プロセッサ１７４に接続されたＤ／Ａコンバータ１７４ａの出力が可変抵抗１７１ｂに入力されている。プロセッサ１７４は、可変抵抗１７１ｂの抵抗値を調整するためのパラメータをデジタル信号としてＤ／Ａコンバータ１７４ａに出力する。Ｄ／Ａコンバータ１７４ａは、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換して、可変抵抗１７１ｂに出力する。これにより、可変抵抗１７１ｂの抵抗値は、プロセッサ１７４から出力されたデジタル信号に対応した抵抗値に制御される。
また、プロセッサ１７４に接続されたＤ／Ａコンバータ１７４ｂの出力は、可変コンデンサ１７１ｃに入力されている。プロセッサ１７４は、可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値を調整するためのパラメータをデジタル信号としてＤ／Ａコンバータ１７４ｂに出力する。Ｄ／Ａコンバータ１７４ｂは、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換して、可変コンデンサ１７１ｃに出力する。これにより、可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値は、プロセッサ１７４から出力されたデジタル信号に対応した静電容量値に制御される。
一つの例示的な実施形態では、プロセッサ１７４は、可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値を調整するための基準となる基準パラメータ群（第２パラメータ群）に基づいて、測定環境に応じた補正パラメータ群を取得する。基準パラメータ群は、除湿環境において予め取得された複数の基準パラメータを有する。例えば、基準パラメータ群は、測定器１００の製造段階において取得されてもよい。
可変抵抗１７１ｂの抵抗値を調整するための基準パラメータ群、及び、可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値を調整するための基準パラメータ群は、例えば、記憶装置１７８にテーブルとして格納されていてよい。テーブルは、複数の温度のそれぞれに対応する基準パラメータを有している。基準パラメータ群は、複数の温度のそれぞれにおいて複数のＣ／Ｖ変換回路１７２，２７２の出力電圧信号の基準点調整のために用いられる。一例として、基準点調整は、ゼロ点調整であってよい。すなわち、基準パラメータは、測定器１００の検出対象が存在しない状態で、Ｃ／Ｖ変換回路１７２，２７２から出力される電圧信号がゼロになるように、可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値を調整するパラメータであってよい。このパラメータは、可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値及び可変抵抗１７１ｂの抵抗値をそれぞれ制御するためにプロセッサ１７４からＤ／Ａコンバータ１７４ａ，１７４ｂに出力されたデジタル信号に対応するパラメータであってよい。
一例として、記憶装置１７８は、可変抵抗１７１ｂを制御するための基準パラメータを要素とするテーブルを第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃごとに有している。記憶装置１７８は、可変抵抗１７１ｂを制御するための基準パラメータを要素とするテーブルを第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃごとに有している。可変抵抗１７１ｂを制御するための各テーブルは、複数の温度ごとに各センサに対応する基準パラメータを有している。
記憶装置１７８は、可変コンデンサ１７１ｃを制御するための基準パラメータを要素とするテーブルを第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃごとに有している。記憶装置１７８は、可変コンデンサ１７１ｃを制御するための基準パラメータを要素とするテーブルを第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃごとに有している。可変コンデンサ１７１ｃを制御するための各テーブルは、複数の温度ごとに各センサに対応する基準パラメータを有している。
基準パラメータ群は、測定器１００が実際に使用される際の環境下で取得されてもよい。すなわち、一例の基準パラメータ群は、２０℃～８０℃の温度環境下、且つ、到達真空度が１０ｍＴｏｒｒ程度の湿度１０％以下に除湿された除湿環境下で取得されてもよい。一つの例示的実施形態においては、除湿環境下で１日以上経過した測定器１００によって基準パラメータ群が取得される。
基準パラメータ群の取得にあたっては、上記環境下において、測定器１００による検出対象が存在しない状態で、Ｃ／Ｖ変換回路１７２，２７２から出力される電圧信号がゼロになるように可変抵抗１７１ｂ及び可変コンデンサ１７１ｃを調整する。測定器１００による検出対象が存在しない状態とは、例えば測定器１００から検出対象までの間に検出値がゼロとなるべき空間が形成された状態であってよい。そして、このように調整されたときの、可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値を目的とする基準パラメータとして取得する。測定器１００を２０℃～８０℃に調温した状態で、それぞれの温度において基準パラメータを取得することにより、テーブルを作成することができる。なお、２０℃～８０℃までの範囲において所定温度刻みで基準パラメータを取得してもよい。例えば、約３℃刻みで基準パラメータが取得されてもよい。この場合、基準パラメータが取得されていない温度帯については、取得された基準パラメータに基づいて推定されてもよい。一例として、取得された基準パラメータ間を線形補間することにより、基準パラメータが取得されていない温度帯の基準パラメータを決定してもよい。
上述のとおり、基準パラメータ群は、測定器１００の製造段階で取得されており、実際の使用環境においてそのまま使用できないことがある。例えば、使用前に測定器１００を除湿環境においたとしても、基準パラメータ群が取得されたときの測定器１００の状態を再現できず、基準パラメータ群を使用してもゼロ点調整ができないことがある。そこで、一の例示的実施形態における測定器１００では、基準パラメータ群に基づいて、使用時の環境に適した補正パラメータ群を取得する。
一例のプロセッサ１７４は、使用時の環境下において基準点調整のためのパラメータ（第１パラメータ）を任意の温度で取得し、この取得されたパラメータと基準パラメータとに基づいて、使用時の環境下における各温度のパラメータを取得する。すなわち、一例のプロセッサ１７４は、測定器１００の検出対象が存在しない状態において、Ｃ／Ｖ変換回路１７２，２７２の電圧信号がゼロになるように、可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値を調整するパラメータを取得する。プロセッサ１７４は、このパラメータが取得された時（第１の時間）の温度を示す温度データを補正時温度として取得し、パラメータと共に保持する。プロセッサ１７４は、補正時温度において取得されたパラメータが基準パラメータに合致するように、基準パラメータを補正する。例えば、プロセッサ１７４は、基準パラメータ群に基づいて補正時温度に対応する基準パラメータを取得し、補正時温度において取得されたパラメータ（第１パラメータ）との差分を取得する。例えば、補正時温度に対応する基準パラメータがテーブルに保存されていない場合には、予め取得されている基準時パラメータ群を線形補間したデータによって補正時温度に対応する基準パラメータを取得してもよい。プロセッサ１７４は、取得された差分を基準パラメータ群の全ての基準パラメータに展開することで、補正パラメータ群を取得する。
図１２は、基準パラメータ群を格納したテーブルの一例である。図１３は、補正パラメータ群を格納したテーブルの一例である。図１２及び図１３では、複数の温度において基準点調整されたときの、温度ごとの抵抗値のパラメータと静電容量値のパラメータとが示されている。測定器１００が図１２に示す基準パラメータ群を有しているときに、２３．８℃の温度環境において基準点調整のためのパラメータ（第１パラメータ）を新たに取得したとする。例えば、新たに取得された基準点調整のための抵抗値のパラメータは、「１１０９７」という値であり静電容量値のパラメータは「３８８９２」という値であるとする。この場合、プロセッサ１７４は、基準パラメータ群を構成する基準パラメータ間を線形補間することにより、２３．８℃における抵抗値の基準パラメータとして「１１０６８」という値を取得し、静電容量値の基準パラメータとして「３８８７３」という値を取得する。プロセッサ１７４は、基準点調整のために取得されたパラメータである「１１０９７」及び「３８８９２」と基準パラメータである「１１０６８」及び「３８８７３」とのそれぞれの差分を取得する。プロセッサ１７４は、取得した差分を基準パラメータ群の全ての基準パラメータに展開する。すなわち、上記例の場合、プロセッサ１７４は、差分である「２９」及び「１９」を抵抗値の基準パラメータ及び静電容量値の基準パラメータにそれぞれ加算し、図１３に示す補正パラメータ群を取得する。
プロセッサ１７４は、取得された補正パラメータ群を用いて、変動する温度に適応するように、可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値を調整する。すなわち、プロセッサ１７４は、第１の時間よりも後の第２の時間において、温度センサ１７９によって取得される温度に対応する補正パラメータを補正パラメータ群に基づいて取得する。そして、プロセッサ１７４は、取得した補正パラメータに基づいて、可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値を調整する。取得された温度に対応する補正パラメータが格納されていない場合には、各補正パラメータ間を線形補間して対応する補正パラメータを取得してもよい。
また、上述のとおり、プロセッサ１７４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、測定値が（ａ・Ｘ＋ｂ）に比例した値となるように、測定値を取得している。ａ及びｂは回路状態等によって変化する定数であり、環境温度に依存し得る。一実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１７３から出力される検出値Ｘのそれぞれが、計算値による静電容量を示す測定値に変換されるように、Ｃ／Ｖ変換回路１７２Ａ～１７２Ｃ及びＣ／Ｖ変換回路２７２Ａ～２７２Ｃのそれぞれに対応して定数ａ，ｂが調整される。計算値による静電容量は、上述の静電容量Ｃを求める式によって算出され得る。
一つの例示的実施形態では、プロセッサ１７４によって、定数ａ，ｂが調整される。定数ａ，ｂは、例えば、記憶装置１７８にテーブルとして格納されていてよい。テーブルは、複数の温度のそれぞれに対応づけられた定数ａ，ｂを要素として有している。一例として、記憶装置１７８は、Ｃ／Ｖ変換回路１７２Ａ～１７２Ｃ及びＣ／Ｖ変換回路２７２Ａ～２７２Ｃのそれぞれに対応するテーブルを有している。すなわち、記憶装置１７８は、Ａ／Ｄ変換器１７３から出力される複数の測定値の温度依存性を抑制するために、複数の温度にそれぞれ対応付けられた複数の定数群を記憶している。それぞれの定数群は、Ｃ／Ｖ変換回路１７２Ａ～１７２Ｃ及びＣ／Ｖ変換回路２７２Ａ～２７２Ｃのそれぞれに対応する複数の定数ａ，ｂを有する。プロセッサ１７４は、環境温度に対応した定数群を選択し、選択された定数群を構成する複数の定数ａ，ｂをそれぞれ対応する関数の定数として用いる。
このようなテーブルを取得する方法の一例について説明する。なお、測定器１００の使用環境は、例えば、２０℃～８０℃であり、到達真空度が１０ｍＴｏｒｒ程度の除湿された真空環境下であってよい。
定数ａ，ｂは、測定器１００が実際に使用される際の環境下で取得される。すなわち、一例では、２０℃～８０℃の温度環境下であり、且つ、到達真空度が１０ｍＴｏｒｒ程度の除湿された真空環境下で定数ａ，ｂが取得される。定数ａ，ｂの取得にあたっては、まず、エッジリングＥＲの内側、且つ、静電チャックＥＳＣ上に測定器１００が配置される。そして、この状態で、測定器１００の位置を水平に変化させながら、測定器１００の相対的な位置と当該位置における検出値Ｘとを取得する。測定器１００の相対的な位置とは、エッジリングＥＲに対する第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃそれぞれの距離であってよい。この場合、計算値による第１センサ１０４Ａ～１０４Ｃそれぞれの静電容量が算出され得る。また、測定器１００の相対的な位置とは、静電チャックＥＳＣに対する第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃの位置であってよい。この場合、平面視におけるセンサ電極１６１と静電チャックＥＳＣとが互いに重なり合う面積が算出され得る。すなわち、計算値による第２センサ１０５Ａ～１０５Ｃそれぞれの静電容量が算出され得る。そして、取得された検出値Ｘが計算値による静電容量に近似されるように定数ａ，ｂが算出される。算出された定数ａ，ｂがテーブルを構成する要素として取得される。測定器１００を２０℃～８０℃に調温した状態で、それぞれの温度において定数ａ，ｂを取得することにより、テーブルを作成することができる。
続いて、測定器１００によって静電容量値の測定が実行される際の、プラズマ処理装置のチャンバ内の環境制御について説明する。
一つの例示的実施形態においては、ステージＳＴ上の測定器１００の回路基板１０６の温度が定格温度の範囲で安定するように、プラズマ処理装置１０のチャンバＳ内の環境が制御される。上述のとおり、プラズマ処理装置１０のチャンバＳ内の環境は、温度制御機構７０及びガス供給ライン２８によって所定の状態に保持され得る。そこで、一例では、チャンバＳ内の環境は、測定器１００による静電容量値の測定を行うための条件（測定レシピ）に基づいて調整され得る。
測定器１００による測定を行うための測定レシピは、ステージＳＴ上の測定器１００の回路基板１０６の温度を回路基板１０６の定格温度の範囲で安定させるための条件である。この測定レシピは、上述のプロセス処理レシピのうち、ステージＳＴの温度条件、上部電極３０の温度条件、及び、ガス供給ライン２８によって供給されるガスの圧力条件、の少なくとも１つの条件を調節した構成となっている。すなわち、測定レシピとプロセス処理レシピとでは、シャッター４７及びデポシールド４６の温度条件が共通していてよい。
図１４は、プロセス処理レシピ及び測定レシピを示す。この例のプロセス処理レシピでは、上部電極３０、デポシールド４６及びシャッター４７の温度が１５０℃であり、ステージＳＴの温度が６０℃である。また、ガス圧は１００ｍＴｏｒｒであり、ガス流量は２００ｓｃｃｍである。例えば、供給されるガスは、Ｎ２ガスであってよい。プロセス処理レシピに基づく環境下において、ステージＳＴ上に載置された測定器１００の温度は、一定の時間で定格温度の上限である８０℃を超える傾向にあることが実験から分かっている。
図１４には、３つの測定レシピが例示されている。測定レシピ１では、上部電極３０の温度が４０℃であり、その他の条件はプロセス処理レシピと同じである。上部電極３０の温度がプロセス処理レシピよりも低く設定されていることにより、上部電極３０による熱放射の影響が低減される。測定レシピ１に基づく環境下において、ステージＳＴ上に載置された測定器１００の温度は、定格温度の上限である８０℃を超えない温度で安定することが実験から分かっている。
測定レシピ２では、ステージＳＴの温度が２０℃であり、その他の条件はプロセス処理レシピと同じである。ステージＳＴの温度がプロセス処理レシピよりも低く設定されていることにより、ステージＳＴによる熱伝達の影響が低減される。測定レシピ２に基づく環境下において、ステージＳＴ上に載置された測定器１００の温度は、定格温度の上限である８０℃を超えない温度で安定することが実験から分かっている。
測定レシピ３では、チャンバ内のガス圧が５００ｍＴｏｒｒであり、ガス流量が１０００ｓｃｃｍであり、その他の条件はプロセス処理レシピと同じである。ガス圧がプロセス処理レシピよりも高く設定されていることにより、熱対流の影響が増大し、測定器１００の熱が放熱されやすくなる。測定レシピ１に基づく環境下において、ステージＳＴ上に載置された測定器１００の温度は、プロセス処理の環境下に比べて低い温度で平衡状態になることが実験から分かっている。また、測定器の温度が熱平衡状態に到達するまでの時間も短くなる。
続いて、測定器１００の動作の一例について説明する。図１５は、測定器１００によって静電容量が測定される工程を示すフロー図である。該フロー図における動作は、測定器１００のプロセッサ１７４又は制御部ＭＣによって制御されている。なお、前提として、測定器１００は工場等において組み立てられており、較正用の調整が行われている。較正用の調整は、上述の定数ａ，ｂを要素とするテーブルの取得であってよい。その後、除湿環境で１日以上経過した測定器１００によって基準パラメータ群が取得されている。
図１５に示す動作フローでは、測定器１００は保管装置５のチャンバ５ａ内に保管されている。一例では、保管装置５のチャンバ５ａ内に測定器１００が載置された状態で、チャンバ５ａ内が除湿環境とされる。このとき、チャンバ５ａ内は、除湿されたパージガス雰囲気下、真空環境下等の除湿環境下にあってよい。まず、測定器１００は、温度センサ１７９によって周囲の温度を検出する（ステップＳＴ１）。検出された温度データは、例えば、記憶装置１７５に記憶される。次に、Ｃ／Ｖ変換回路１７２，２７２の出力電圧信号の基準点調整が実行される（ステップＳＴ２）。上述のとおり、基準点調整はゼロ点調整であってよい。すなわち、測定器１００による検出対象が存在しない状態において、Ｃ／Ｖ変換回路１７２，２７２から出力される電圧信号がゼロになるように、プロセッサ１７４によって、可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値が調整される。ステップＳＴ１とステップＳＴ２との順番は逆であってもよいし、同時であってもよい。
プロセッサ１７４は、可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値を調整するためにＤ／Ａコンバータ１７４ａ，１７４ｂに出力したデジタル値を例えば記憶装置１７５に記憶する。すなわち、プロセッサ１７４は、現在の環境下における基準点調整のためのパラメータを取得する（ステップＳＴ３）。一例では、測定器１００が保管装置５のチャンバ５ａに保管されている状態において、測定器１００による検出対象が存在しないようになっている。そのため、上記各ステップは、保管装置５内において実行可能である。なお、保管装置５から取り出された測定器１００によって上記各ステップが実行されてもよい。
続いて、測定器１００は、補正パラメータ群を取得する（ステップＳＴ４）。すなわち、プロセッサ１７４は、予め記憶している基準パラメータ群に基づいて、ステップＳＴ１において取得された温度データに対応する基準パラメータを取得する。そして、プロセッサ１７４は、この取得した基準パラメータとステップＳＴ３で取得したパラメータとに基づいて、ステップＳＴ３で取得したパラメータに対応するように基準パラメータ群を補正することによって、補正パラメータ群を取得する。取得された補正パラメータ群は、例えば記憶装置１７５に保存される。
続いて、プラズマ処理装置１０のチャンバ内の温度環境が測定環境に適合するように調整される（ステップＳＴ５）。すなわち、プラズマ処理装置１０は、測定レシピに基づいて制御部ＭＣによって制御される。一例においては、図１４に示す測定レシピ１～３のいずれかのレシピに基づいて、温度制御機構７０及びガス供給ライン２８が制御される。
続いて、測定器１００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によって搬送される（ステップＳＴ６）。一例においては、搬送の直前まで、測定器１００は保管装置５によって生成される除湿環境下で保管されていてよい。ステップＳＴ６では、搬送装置ＴＵ１が、保管装置５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。搬送位置データは、エッジリングＥＲ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る。また、搬送位置データは、静電チャックＥＳＣ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もよい。
続いて、測定器１００の温度が安定したか否かが判定される（ステップＳＴ７）。すなわち、温度センサ１７９によって検出される温度データの変化量が所定の閾値を超えているか否かが判定される。例えば、所定の時間幅における温度データの変化量が所定の値未満である場合には、測定器１００の温度が安定したと判定される。
ステップＳＴ７において測定器１００の温度が安定したと判定されると、安定した温度に応じてアドミタンスが設定される（ステップＳＴ８）。例えば、温度データは、記憶装置１７５に記憶される。そして、安定後の温度データに応じて、位相調整回路１７１ｄにおける可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値が設定される。すなわち、プロセッサ１７４は、記憶装置１７５に記憶された補正パラメータ群の中から、安定後の温度データに対応する補正パラメータを取得する。取得した補正パラメータをプロセッサ１７４がデジタル信号としてＤ／Ａコンバータ１７４ａに出力することにより、可変抵抗１７１ｂの抵抗値及び可変コンデンサ１７１ｃの静電容量値が制御される。
続いて、測定器１００による測定が実施される（ステップＳＴ９）。ステップＳＴ９では、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）が、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル値に変換され、検出値としてプロセッサ１７４に出力される。この検出値は、温度データと紐付けられて、例えば記憶装置１７５に記憶されてもよい。
続いて、Ａ／Ｄ変換器１７３から出力された検出値Ｘから静電容量を表す測定値を算出するための関数の定数が設定される（ステップＳＴ９）。一つの例示的実施形態では、測定値が（ａ・Ｘ＋ｂ）に比例した値となるように関数が設定されている。プロセッサ１７４は、記憶装置１７８に記憶された複数の定数ａ，ｂを含むテーブルから、検出値に紐付けられた温度データに対応する定数ａ，ｂを取得する。これにより、定数ａ，ｂが設定される（ステップＳＴ１０）。
続いて、静電容量が取得される（ステップＳＴ１１）。すなわち、取得された定数ａ，ｂが反映された関数によって、検出値が静電容量を表す測定値に変換される。取得された静電容量のデータは、センサごとに、温度データ、検出値等と紐付けられた状態で、記憶装置１７５に記憶され得る。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。一例においては、上記の動作フローに基づいて搬送位置データが較正された後に、プロセス処理レシピに基づいてチャンバＳ内の環境が制御され、被加工物Ｗのプロセス処理が実行されてもよい。
以上説明のとおり、一つの例示的実施形態に係る測定方法は、プロセス処理レシピのうち、ステージＳＴの温度条件、上部電極３０の温度条件、及び、ガス供給ライン２８によって供給されるガスの圧力条件、の少なくとも１つの条件を調節する工程を含む。この工程では、ステージＳＴ上の測定器１００の回路基板１０６の温度が回路基板１０６の定格温度の範囲になるように、条件が調節される。該方法は、ステージＳＴ上の測定器１００の回路基板１０６の温度が定格温度未満で安定した状態で、測定器１００によって測定値を取得する工程を備える。
処理システム１においてプロセス処理を行う場合、被加工物Ｗ、静電チャックＥＳＣ、及びエッジリングＥＲの互いの位置関係が重要である。そのため、被加工物Ｗが搬送される位置を示す信頼性の高いデータを取得することが求められている。一例として、被加工物Ｗと同型状を有する測定器１００を搬送することにより、搬送された測定器１００と、静電チャックＥＳＣ及びエッジリングＥＲとの互いの位置関係を示すデータが取得され得る。
しかしながら、プロセス処理が実行される際には、チャンバＳ内は高温の環境となっている。このような高温環境下においてはチャンバＳ内の金属部材が熱膨張するため、常温環境下で取得された位置データに基づいて被加工物Ｗを搬送した場合に、搬送位置にずれが生じることが考えられる。そこで、高温環境下において測定器１００を用いて搬送位置の誤差を求めることにより、高温環境下での搬送位置データをより正確に較正することが可能となる。しかしながら、測定器１００に搭載された回路基板等の電子部品の定格温度は、一例では２０℃～８０℃であるため、プロセス処理と同じ環境下に測定器１００が置かれた場合には、測定器１００が故障する可能性がある。そこで、プロセス処理が行われる温度環境と同じ又は同様の温度環境としながら、測定器１００によって静電容量を測定する技術が求められる。
一つの例示的実施形態では、少なくともシャッター４７及びデポシールド４６の温度条件がプロセス処理における温度条件に制御されているため、チャンバＳ内の温度をプロセス処理が実施されるときの温度に近づけることができる。これにより、チャンバＳ内の部材は、プロセス処理の環境下と同様に熱膨張することになる。一方、ステージＳＴの温度、上部電極３０の温度、及び、ガス供給ライン２８によって供給されるガスの圧力、の少なくとも１つが調節されることにより、ステージＳＴ上の測定器１００の回路基板１０６の温度は定格温度の範囲になる。ステージＳＴ上に載置された測定器１００の温度は、ステージＳＴからの熱伝達、上部電極３０からの熱放射、及び、チャンバＳ内のガスによる熱対流の影響を受けやすい。そこで、ステージＳＴの温度、上部電極３０の温度、及び、ガスの圧力のいずれかが調整されることにより、例えばチャンバＳ内が高温に保たれた状態であったとしても、測定器１００の温度を定格温度に保つことができる。ステージＳＴ上の測定器１００の温度が定格温度未満で安定することにより、プロセス処理が行われる温度環境と同じ又は同様の温度環境で、測定器１００によって静電容量を測定することができる。
一つの例示的実施形態において、調節する工程は、ガス供給ライン２８によって供給されるガスの圧力を５００ｍＴｏｒｒ以上に調節している。この構成では、ガスの熱対流によって測定器１００の熱が放熱されやすくなる。これにより、熱平衡状態における測定器１００の温度が低くなるとともに、熱平衡状態に到達するまでの時間を短くすることができる。
一つの例示的実施形態において、調節する工程は、上部電極３０の温度を４０℃以下に調節している。この構成では、上部電極３０からの熱放射の影響が低減されることにより、測定器１００の温度上昇を抑制できる。
一つの例示的実施形態において、調節する工程は、ステージＳＴの温度を２０℃以下に調節している。この構成では、ステージＳＴからの熱伝達の影響が低減されることにより、測定器１００の温度上昇を抑制できる。
以上、種々の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。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
例えば、測定器１００の動作の説明では、ステップＳＴ９において定数ａ，ｂを調整する例を示したが、ステップＳＴ９は省略されてもよい。
また、測定器１００の定格温度は、２０℃～８０℃に限定されない。例えば、定格温度の上限は８０℃より高くてもよい。測定レシピの温度条件等は、定格温度に基づいて変更されてよい。
また、測定レシピ１では、上部電極３０の温度が４０℃に制御される例を示したが、上部電極３０の温度は、３０℃以上４０℃未満の範囲であってもよい。
また、測定レシピ２では、ステージの温度が２０℃に制御される例を示したが、ステージの温度は、０℃以上２０℃未満の範囲であってもよい。
また、測定レシピ３では、ガス圧が５００ｍＴｏｒｒに制御される例を示したが、ガス圧は、５００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下の範囲であってもよい。
また、測定レシピとして、プロセス処理レシピのうち、ステージの温度条件、上部電極の温度条件、及び、ガスの圧力条件のうちの１つの条件が調節される例を示したが、測定レシピはこれに限定されない。測定レシピは、ステージの温度条件、上部電極の温度条件、及び、ガスの圧力条件のうちの複数の条件が調節されてもよい。
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。
１…処理システム、１２…チャンバ本体、１２ｇ…搬入出口（開口部）、２８…ガス供給ライン（ガス供給部）、３０…上部電極、４６…デポシールド、４７…シャッター、１００…測定器、１０２…ベース基板、１０４…第１センサ（センサ）、１０５…第２センサ（センサ）、１０６…回路基板、１７９…温度センサ、ＰＭ１～ＰＭ６…プロセスモジュール、Ｓ…チャンバ、ＳＴ…ステージ。

Claims (6)

  1. プロセス処理を実行するための処理システムのチャンバ内において測定器によって静電容量を表す測定値を取得する測定方法であって、
    前記処理システムは、
    前記チャンバを提供するチャンバ本体を有するプロセスモジュールと、
    前記チャンバ内に前記測定器を搬送する搬送装置と、を備え、
    前記プロセスモジュールは、
    前記チャンバ本体に設けられた搬送用の開口部と、
    前記開口部を開閉するシャッターと、
    前記チャンバ本体の内壁に沿って設けられるデポシールドと、
    前記チャンバ内に設けられており、前記測定器が載置されるステージと、
    前記ステージの上方に位置する上部電極と、
    前記チャンバ内にガスを供給するガス供給部と、を少なくとも含み、
    前記プロセス処理は、前記シャッター、前記デポシールド、前記ステージ及び前記上部電極をそれぞれ所定の温度に制御するとともに、前記ガス供給部によって供給されるガスを所定の圧力に制御する、プロセス処理レシピに基づく環境下で実施され、
    前記測定器は、
    円盤状のベース基板と、
    前記ベース基板に設けられた、静電容量を表す測定値を測定するためのセンサ電極と、
    前記ベース基板に設けられた温度センサと、
    前記ベース基板に設けられ、前記センサ電極及び前記温度センサに接続された回路基板と、を備え、
    該方法は、
    前記ステージ上の所定位置に前記搬送装置によって前記測定器を搬送する工程と、
    前記ステージ上の前記測定器の前記回路基板の温度が前記回路基板の定格温度の範囲になるように、前記プロセス処理レシピのうち、前記ステージの温度条件、前記上部電極の温度条件、及び、前記ガス供給部によって供給されるガスの圧力条件、の少なくとも１つの条件を調節する工程と、
    前記ステージ上の前記測定器の前記回路基板の温度が前記定格温度未満で安定した状態で、前記測定器の前記センサ電極によって前記測定値を取得する工程と、を備える、測定方法。
  2. 前記プロセス処理では、
    前記シャッターの温度が３０℃より高く１５０℃以下の範囲内に制御され、
    前記デポシールドの温度が３０℃より高く１５０℃以下の範囲内に制御され、
    前記ステージの温度が２０℃より高く８０℃以下の範囲内に制御され、
    前記上部電極の温度が４０℃より高く１５０℃以下の範囲内に制御され、
    前記ガス供給部によって供給されるガスの圧力が５００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下の範囲に制御される、請求項１に記載の測定方法。
  3. 前記定格温度の上限は８０℃である、請求項１に記載の測定方法。
  4. 前記調節する工程は、前記ガス供給部によって供給されるガスの圧力を５００ｍＴｏｒｒ以上に調節する、請求項１に記載の測定方法。
  5. 前記調節する工程は、前記上部電極の温度を４０℃以下に調節する、請求項１に記載の測定方法。
  6. 前記調節する工程は、前記ステージの温度を２０℃以下に調節する、請求項１に記載の測定方法。
JP2022141557A 2022-09-06 2022-09-06 測定方法 Pending JP2024036972A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022141557A JP2024036972A (ja) 2022-09-06 2022-09-06 測定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022141557A JP2024036972A (ja) 2022-09-06 2022-09-06 測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024036972A true JP2024036972A (ja) 2024-03-18

Family

ID=90273155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022141557A Pending JP2024036972A (ja) 2022-09-06 2022-09-06 測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024036972A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI794259B (zh) 校正測量器之方法及箱
KR20170142905A (ko) 정전 용량 측정용 측정기, 및 측정기를 이용하여 처리 시스템에 있어서의 반송 위치 데이터를 교정하는 방법
US10074549B2 (en) Method for acquiring data indicating electrostatic capacitance
TWI781253B (zh) 獲得測量器之偏離量的方法以及校正處理系統之搬送位置資料的方法
TWI794563B (zh) 搬送方法及搬送系統
KR20170113262A (ko) 정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법
US10837991B2 (en) Electrostatic capacitance measuring device
US11519948B2 (en) Measuring device and method
JP2024036972A (ja) 測定方法
US20230266261A1 (en) Measuring method, measuring device, and measuring system
JP2023121729A (ja) 測定方法、測定器及び測定システム
JP2020190539A (ja) 測定器及び測定方法
CN116626397A (zh) 测定方法、测定器及测定系统
US20230204643A1 (en) Measuring instrument and measuring method
WO2023074876A1 (ja) 測定方法及び測定システム
JP2022107401A (ja) 測定器及び測定方法
JP2022068582A (ja) 搬送位置データの較正方法