JP2024512465A - 静電チャック用の三極電極配置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】システムは、台座と、コントローラとを備える。台座は、処理チャンバ内のシャワーヘッドの下に配置され、処理中に基板を台座にクランプする少なくとも３つの電極を含む。コントローラは、少なくとも３つの電極とシャワーヘッドとの間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。【選択図】図１

Description

＜関連出願の相互参照＞
本出願は、２０２１年３月１６日に出願された米国仮出願第６３／１６１，６４７号の利益を主張する。上記で参照された出願の全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般に、半導体処理システムに関し、より詳細には、静電チャック用の三極電極配置に関する。

ここで提供される背景の説明は、本開示の内容を概ね提示することを目的とする。この背景技術のセクションで説明されている範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。

基板処理システムは、典型的には、半導体ウエハなどの基板の堆積、エッチング、および他の処理を実施する複数の処理チャンバ（プロセスモジュールとも呼ばれる）を含む。基板上で実施することができるプロセスの例には、限定はしないが、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス、化学強化プラズマ気相堆積（ＣＥＰＶＤ）プロセス、スパッタリング物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセス、原子層堆積（ＡＬＤ）、およびプラズマ強化ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）が挙げられる。基板上で実施することができるプロセスの追加の例には、限定はしないが、エッチング（例えば、化学エッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチングなど）および洗浄プロセスが挙げられる。

処理中、基板は、基板処理システムの処理チャンバ内の台座、静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体上に配置される。堆積中、１つまたは複数の前駆体を含むガス混合物が処理チャンバに導入され、プラズマが打たれて化学反応を活性化する。エッチング中、エッチングガスを含むガス混合物が処理チャンバに導入され、プラズマが打たれて化学反応を活性化する。コンピュータ制御のロボットが、典型的には、基板が処理されるシーケンスにおいて基板をある処理チャンバから別の処理チャンバに移送する。

システムは、台座と、コントローラとを備える。台座は、処理チャンバ内のシャワーヘッドの下に配置され、処理中に基板を台座にクランプする少なくとも３つの電極を含む。コントローラは、少なくとも３つの電極とシャワーヘッドとの間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

別の特徴において、台座は、少なくとも３つの電極を囲む円周電極をさらに備える。

別の特徴において、台座は、誘電体プレートを備え、少なくとも３つの電極は、誘電体プレートに配置される。

別の特徴において、誘電体プレートは、積層される。

別の特徴において、誘電体プレートは、モノリシックである。

別の特徴において、誘電体プレートは、単結晶材料、ガラス質材料、またはポリマー材料で作製される。

別の特徴において、システムは、台座を移動させること、および台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成された複数のアクチュエータをさらに備える。複数のアクチュエータの各々は、少なくとも３つの自由度を有する。

別の特徴において、複数のアクチュエータは、台座を移動させること、および台座を移動させること、シャワーヘッドを移動させること、または台座とシャワーヘッドの相対位置に影響を与えることによって台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成される。

別の特徴において、コントローラは、アクチュエータを制御して台座－シャワーヘッド間のギャップを調整し、相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを調整するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、インピーダンスに基づいて、基板が存在しないのか、基板が存在するが台座にクランプされていないのか、または基板が存在し台座にクランプされているのかを決定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、少なくとも３つの電極と基板との間のインピーダンスを検知することによって、台座－基板間のギャップ、ならびに台座と基板との間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、少なくとも３つの電極と基板との間のインピーダンスを検知することによって、台座－基板間の相対偏心率を測定するように構成される。

他の特徴において、台座およびシャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置される。少なくとも３つの電極は、垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に台座内で配置される。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、パイ形状であり、システムは、少なくとも３つの電極よりも大きい半径を有する環状電極をさらに備える。

他の特徴において、環状電極は、半径方向内側に延びる複数のスポーク状部分を含む。スポーク状部分の各々は、少なくとも３つの電極とは異なる対の電極の間に配置される。

他の特徴において、台座およびシャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置される。少なくとも３つの電極および環状電極は、垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に台座内で配置される。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、パイ形状であり、システムは、少なくとも３つの電極よりも小さい半径を有するディスク形状の電極をさらに備える。

他の特徴において、台座およびシャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置される。少なくとも３つの電極は、垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に台座内で配置される。ディスク形状の電極は、水平面に平行な別々のプレートに台座内で配置される。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、パイ形状であり、システムは、少なくとも３つの電極よりも大きい半径を有し、少なくとも３つの電極の周囲に配置された複数の円弧形状の電極をさらに備える。

別の特徴において、少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極は、水平面に平行な１つまたは複数の平面に台座内で配置される。

他の特徴において、複数のスイッチをさらに備え、コントローラは、複数のスイッチを使用して対にある少なくとも３つの電極に接続するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、少なくとも３つの電極のそれぞれの対に直接接続されてインピーダンスを検知する複数の検知回路を備える。

他の特徴において、システムは、複数のスイッチをさらに備え、コントローラは、複数のスイッチを使用して対にある少なくとも３つの電極および環状電極に接続するように構成され、対の各々は、環状電極と、少なくとも３つの電極のうちの異なる１つとを含む。

他の特徴において、システムは、複数のスイッチをさらに備え、コントローラは、複数のスイッチを使用して対にある少なくとも３つの電極およびディスク形状の電極に接続するように構成され、対の各々は、ディスク形状の電極と、少なくとも３つの電極のうちの異なる１つとを含む。

他の特徴において、システムは、複数のスイッチをさらに備え、コントローラは、複数のスイッチを使用して対にある少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極に接続するように構成され、対の各々は、少なくとも３つの電極のうちの異なる１つと、複数の円弧形状の電極のうちの異なる１つとを含む。

他の特徴において、台座は、ベースプレートと、ベースプレート上に配置された誘電体プレートとを備える。少なくとも３つの電極は、誘電体プレートに配置される。

別の特徴において、少なくとも３つの電極は、単一のＤＣ電位に接続される。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、円周電極は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、ディスク形状の電極は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、複数の円弧形状の電極は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される。

他の特徴において、ディスク形状の電極は、第１の電位に接続され、少なくとも３つの電極は、３６０度を少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する時変電位に接続される。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の対の電極と、第２の対の電極とを含む。互いに正反対に配置され、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続された第１の対の電極。互いに正反対に配置され、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続された第２の対の電極。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の対の電極と、第２の対の電極とを含む。第１の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性、および第１の極性とは反対の第２の極性を有する第１の時変電位にそれぞれ接続される第１の電極および第２の電極を含む。第２の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性および第２の極性を有する第２の時変電位にそれぞれ接続される第３の電極および第４の電極を含む。第２の時変電位は、３６０度を少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する。

別の特徴において、コントローラは、台座とシャワーヘッドとの間にプラズマが存在する状態で少なくとも３つの電極とシャワーヘッドとの間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

さらに他の特徴において、システムは、台座と、コントローラとを備える。台座は、処理チャンバ内のシャワーヘッドの下に配置される。台座は、処理中に基板を台座にクランプする少なくとも３つの電極を含む。少なくとも３つの電極は、パイ形状である。台座は、少なくとも３つの電極よりも大きい半径を有する環状電極を含む。コントローラは、シャワーヘッドと少なくとも３つの電極および環状電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

他の特徴において、環状電極は、半径方向内側に延びる複数のスポーク状部分を含む。スポーク状部分の各々は、少なくとも３つの電極とは異なる対の電極の間に配置される。

他の特徴において、台座およびシャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置される。少なくとも３つの電極および環状電極は、垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に台座内で配置される。

他の特徴において、システムは、複数のスイッチをさらに備える。コントローラは、複数のスイッチを使用して対にある少なくとも３つの電極および環状電極に接続するように構成され、対の各々は、環状電極と、少なくとも３つの電極のうちの異なる１つとを含む。

他の特徴において、システムは、台座を移動させること、および台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成された複数のアクチュエータをさらに備える。複数のアクチュエータの各々は、少なくとも３つの自由度を有する。

他の特徴において、複数のアクチュエータは、台座を移動させること、および台座を移動させること、シャワーヘッドを移動させること、または台座とシャワーヘッドの相対位置に影響を与えることによって台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成される。

別の特徴において、コントローラは、アクチュエータを制御して台座－シャワーヘッド間のギャップを調整し、相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを調整するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、インピーダンスに基づいて、基板が存在しないのか、基板が存在するが台座にクランプされていないのか、または基板が存在し台座にクランプされているのかを決定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、基板と少なくとも３つの電極および環状電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－基板間のギャップ、ならびに台座と基板との間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、基板と少なくとも３つの電極および環状電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－基板間の相対偏心率を測定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、少なくとも３つの電極および環状電極のそれぞれの対に直接接続されてインピーダンスを検知する複数の検知回路を備える。

他の特徴において、台座は、ベースプレートと、ベースプレート上に配置された誘電体プレートとを備える。少なくとも３つの電極および環状電極は、誘電体プレートに配置される。

別の特徴において、少なくとも３つの電極および環状電極は、単一のＤＣ電位に接続される。

別の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、環状電極は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される。

別の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の対の電極と、第２の対の電極とを含む。第１の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続される。第２の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される。

別の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の対の電極と、第２の対の電極とを含む。第１の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性、および第１の極性とは反対の第２の極性を有する第１の時変電位にそれぞれ接続される第１の電極および第２の電極を含む。第２の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性および第２の極性を有する第２の時変電位にそれぞれ接続される第３の電極および第４の電極を含む。第２の時変電位は、３６０度を少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する。

別の特徴において、コントローラは、台座とシャワーヘッドとの間にプラズマが存在する状態でシャワーヘッドと少なくとも３つの電極および環状電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

さらに他の特徴において、システムは、台座と、コントローラとを備える。台座は、処理チャンバ内のシャワーヘッドの下に配置される。台座は、処理中に基板を台座にクランプする少なくとも３つの電極を含む。少なくとも３つの電極は、パイ形状である。台座は、少なくとも３つの電極よりも小さい半径を有するディスク形状の電極を含む。コントローラは、シャワーヘッドと少なくとも３つの電極およびディスク形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

他の特徴において、台座およびシャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置される。少なくとも３つの電極は、垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に台座内で配置され、ディスク形状の電極は、水平面に平行な別々のプレートに台座内で配置される。

他の特徴において、システムは、複数のスイッチをさらに備える。コントローラは、複数のスイッチを使用して対にある少なくとも３つの電極およびディスク形状の電極に接続するように構成され、対の各々は、ディスク形状の電極と、少なくとも３つの電極のうちの異なる１つとを含む。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続される。ディスク形状の電極は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される。

他の特徴において、システムは、台座を移動させること、および台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成された複数のアクチュエータをさらに備える。複数のアクチュエータの各々は、少なくとも３つの自由度を有する。

他の特徴において、複数のアクチュエータは、台座を移動させること、および台座を移動させること、シャワーヘッドを移動させること、または台座とシャワーヘッドの相対位置に影響を与えることによって台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成される。

別の特徴において、コントローラは、アクチュエータを制御して台座－シャワーヘッド間のギャップを調整し、相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを調整するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、インピーダンスに基づいて、基板が存在しないのか、基板が存在するが台座にクランプされていないのか、または基板が存在し台座にクランプされているのかを決定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、基板と少なくとも３つの電極およびディスク形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－基板間のギャップ、ならびに台座と基板との間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、基板と少なくとも３つの電極およびディスク形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－基板間の相対偏心率を測定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、少なくとも３つの電極およびディスク形状の電極のそれぞれの対に直接接続されてインピーダンスを検知する複数の検知回路を備える。

他の特徴において、台座は、ベースプレートと、ベースプレート上に配置された誘電体プレートとを備える。 少なくとも３つの電極およびディスク形状の電極は、誘電体プレートに配置される。

別の特徴において、少なくとも３つの電極およびディスク形状の電極は、単一のＤＣ電位に接続される。

別の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の対の電極と、第２の対の電極とを含む。第１の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続される。第２の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される。

別の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の対の電極と、第２の対の電極とを含む。第１の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性、および第１の極性とは反対の第２の極性を有する第１の時変電位にそれぞれ接続される第１の電極および第２の電極を含む。第２の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性および第２の極性を有する第２の時変電位にそれぞれ接続される第３の電極および第４の電極を含む。第２の時変電位は、３６０度を少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する。

別の特徴において、コントローラは、台座とシャワーヘッドとの間にプラズマが存在する状態でシャワーヘッドと少なくとも３つの電極およびディスク形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

さらに他の特徴において、システムは、台座と、コントローラとを備える。台座は、処理チャンバ内のシャワーヘッドの下に配置される。台座は、処理中に基板を台座にクランプする少なくとも３つの電極を含む。少なくとも３つの電極は、パイ形状である。台座は、少なくとも３つの電極よりも大きい半径を有し、少なくとも３つの電極の周囲に配置された複数の円弧形状の電極を含む。コントローラは、シャワーヘッドと少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

他の特徴において、台座およびシャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置される。少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極は、垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に台座内で配置される。

他の特徴において、システムは、複数のスイッチをさらに備える。コントローラは、複数のスイッチを使用して対にある少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極に接続するように構成され、対の各々は、少なくとも３つの電極のうちの異なる１つと、複数の円弧形状の電極のうちの異なる１つとを含む。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続される。複数の円弧形状の電極は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される。

他の特徴において、システムは、台座を移動させること、および台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成された複数のアクチュエータをさらに備える。

他の特徴において、複数のアクチュエータは、台座を移動させること、および台座を移動させること、シャワーヘッドを移動させること、または台座とシャワーヘッドの相対位置に影響を与えることによって台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成される。

別の特徴において、コントローラは、アクチュエータを制御して台座－シャワーヘッド間のギャップを調整し、相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを調整するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、インピーダンスに基づいて、基板が存在しないのか、基板が存在するが台座にクランプされていないのか、または基板が存在し台座にクランプされているのかを決定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、基板と少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－基板間のギャップ、ならびに台座と基板との間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、基板と少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－基板間の相対偏心率を測定するように構成される。

別の特徴において、コントローラは、少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極のそれぞれの対に直接接続されてインピーダンスを検知する複数の検知回路を備える。

別の特徴において、台座は、ベースプレートと、ベースプレート上に配置された誘電体プレートとを備える。 少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極は、誘電体プレートに配置される。

別の特徴において、少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極は、単一のＤＣ電位に接続される。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の対の電極と、第２の対の電極とを含む。第１の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続される。第２の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される。

他の特徴において、少なくとも３つの電極は、第１の対の電極と、第２の対の電極とを含む。第１の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性、および第１の極性とは反対の第２の極性を有する第１の時変電位にそれぞれ接続される第１の電極および第２の電極を含む。第２の対の電極は、互いに正反対に配置され、第１の極性および第２の極性を有する第２の時変電位にそれぞれ接続される第３の電極および第４の電極を含む。第２の時変電位は、３６０度を少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する。

別の特徴において、コントローラは、台座とシャワーヘッドとの間にプラズマが存在する状態でシャワーヘッドと少なくとも３つの電極および複数の円弧形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに台座とシャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される。

本開示を適用可能な他の分野は、詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。

図１は、静電チャック（ＥＳＣ）およびシャワーヘッドを含む処理チャンバを備える基板処理システムの一例を示す図である。

図２Ａは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するためにＥＳＣ内で使用することができる電極の様々な配置を示す図である。 図２Ｂは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するためにＥＳＣ内で使用することができる電極の様々な配置を示す図である。 図２Ｃは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するためにＥＳＣ内で使用することができる電極の様々な配置を示す図である。 図２Ｄは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するためにＥＳＣ内で使用することができる電極の様々な配置を示す図である。 図２Ｅは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するためにＥＳＣ内で使用することができる電極の様々な配置を示す図である。 図２Ｆは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するためにＥＳＣ内で使用することができる電極の様々な配置を示す図である。

図３Ａは、制御回路へのＥＳＣ内の電極および他の電気要素の接続を実施する一例を示す図である。

図３Ｂは、ＥＳＣ内の３つのクランプ電極およびＲＦ電極にバイアスをかけるためのバイアスシステムの一例を示す図である。 図３Ｃは、ＥＳＣ内の３つのクランプ電極およびＲＦ電極にバイアスをかけるためのバイアスシステムの一例を示す図である。

図３Ｄは、ＥＳＣ内の４つのクランプ電極およびＲＦ電極にバイアスをかけるためのバイアスシステムの一例を示す図である。

図４Ａは、ＥＳＣ内の電極の異なる配置を利用することによって基板の状態を検知する検知システムの例を示す図である。 図４Ｂは、ＥＳＣ内の電極の異なる配置を利用することによって基板の状態を検知する検知システムの例を示す図である。 図４Ｃは、ＥＳＣ内の電極の異なる配置を利用することによって基板の状態を検知する検知システムの例を示す図である。 図４Ｄは、ＥＳＣ内の電極の異なる配置を利用することによって基板の状態を検知する検知システムの例を示す図である。

図５Ａは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するために図４Ａ～図４Ｄの検知システムを利用するシステムの例を示す図である。 図５Ｂは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するために図４Ａ～図４Ｄの検知システムを利用するシステムの例を示す図である。 図５Ｃは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するために図４Ａ～図４Ｄの検知システムを利用するシステムの例を示す図である。 図５Ｄは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するために図４Ａ～図４Ｄの検知システムを利用するシステムの例を示す図である。

図６Ａは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を調整するために使用される機構の例を示す図である。 図６Ｂは、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を調整するために使用される機構の例を示す図である。

図７は、ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定および調整するための方法を示す図である。

図８Ａは、基板がＥＳＣ上で誤って載置されているか（すなわち、中心からずれて載置されているか）を検出するための方法を示す図である。

図８Ｂは、基板が処理中にＥＳＣ上で中心からずれているかを検出するための方法を示す図である。

図９は、ＥＳＣと基板との間のギャップおよび相対傾斜を測定するための方法を示す図である。

図１０は、ＥＳＣと共に使用されるリフトピンの一例を示す図である。

図１１Ａは、図３Ｂ～図３Ｄに示すバイアスシステムを使用して用いられるクランプ方式の例において、図２Ｃおよび図２Ｆに示す電極に印加される電位のタイミング図である。 図１１Ｂは、図３Ｂ～図３Ｄに示すバイアスシステムを使用して用いられるクランプ方式の例において、図２Ｃおよび図２Ｆに示す電極に印加される電位のタイミング図である。

これらの図面において、参照番号は、類似の要素および／または同一の要素を指すために再度利用されることがある。

プロセスモジュールにおいて、台座－シャワーヘッド間のギャップおよび傾斜制御は、最新の半導体ウエハ処理にとって重要である。特に、比較的高温（＞４００℃）で実施されるプロセスは、他のプロセスよりもギャップおよび傾斜制御に対して敏感になる傾向があり、より多くのプロセスが高温空間に移行している。台座－シャワーヘッド間のギャップおよび傾斜は室温で測定することができるが、実際のプロセス温度まで加熱されるとプロセスモジュールの主要構成要素が膨張して移動するため、高温プロセスにおける測定は困難になる場合がある。そのような環境における測定システムは、典型的には間接的であり、多くの場合、ギャップおよび傾斜調節を実施するために実際の基板の使用を必要とする。実際の基板の使用により顧客のシリコンが消費され、基板が無駄になる。したがって、これらの高温（＞４００℃）温度で動作することができるｉｎ－ｓｉｔｕ直接測定システムが望まれている。また、堆積物が従来の光センサ窓に蓄積し、時間の経過と共にそのような測定に使用することができなくなる場合がある。さらに、台座とシャワーヘッドとの間に視線センサを実装すると、プロセス性能の問題が生じる場合がある（すなわち、シャワーヘッドに穴を追加すると均一性に影響する）。本開示によれば、以下に説明するように、静電チャック（ＥＳＣ）内の電極を用いて、ギャップおよび傾斜を測定することが可能である。

ＥＳＣは、典型的には、逆極性の内部電極の双極対と、独立してＲＦまたはＤＣバイアスがかけられ得る外部電極とを含む。検知回路が、一対の内部電極間のインピーダンスを測定し、基板の状態（ウエハが存在しない、ウエハが存在する、ウエハがクランプされている）を評価することができる。本開示は、基板およびＥＳＣ－シャワーヘッド間のギャップの検知に使用される、ＥＳＣ内に三極電極配置を備えるシステムを提供し、これは傾斜計算を可能にする空間分解能を有する。簡単に言うと、システムは、２つの要素を備える：ａ）ＥＳＣをシャワーヘッドから約１ミリメートル（１ｍｍ）以内に移動させ、基板の状態を検知するために使用される検知回路を利用することによってＥＳＣ－シャワーヘッド間のギャップを測定するための機構、ならびにｂ）ＥＳＣ－シャワーヘッド間の相対傾斜の測定および調整を可能にする追加の第３の内部電極。

ａ）の測定から、台座Ｚ駆動アセンブリ（すなわち、シャワーヘッドに対して垂直に台座を移動させるための電極面に直交する駆動軸を有する駆動アセンブリ）からの精密位置情報をＥＳＣの測定変位に加え、正味のＥＳＣ－シャワーヘッド間の距離（すなわち、ＥＳＣ－シャワーヘッド間のギャップ）を計算することができる。Ａ、Ｂ、およびＣとして３つの電極を表すと、第３の電極により、検知回路を使用して以下のモードの差動インピーダンス測定が可能になる：以下に詳細に説明するように、１）ＡからＢ、ＢからＣ、およびＣからＡ、ならびに２）Ａから外部電極、Ｂから外部電極、およびＣから外部電極。これらの測定値から、シャワーヘッドに対するＥＳＣの局所変位を推測することができる。３つのセットの局所変位測定値から、相対傾斜を計算することができる。その後、傾斜測定を使用してＥＳＣ－シャワーヘッド間の相対傾斜を調整し、基板上の性能を調節することが可能である。本開示のこれらおよび他の特徴について、以下に詳細に説明する。

本開示は、以下のように構成される。最初に、本開示のギャップおよび傾斜測定システムを実装することができる基板処理システムの一例が、図１を参照して示され説明される。続いて、ギャップおよび傾斜測定システムで利用することができる電極の様々な配置が、図２Ａ～図２Ｆを参照して示され説明される。制御回路へのＥＳＣ内の電極および他の電気要素の接続を実施する一例が、図３Ａを参照して示され説明される。ＥＳＣ内の３つのクランプ電極およびＲＦ電極にバイアスをかけるためのバイアスシステムの例が、図３Ｂおよび図３Ｃを参照して示され説明される。ＥＳＣ内の４つのクランプ電極およびＲＦ電極にバイアスをかけるためのバイアスシステムの一例が、図３Ｄを参照して示され説明される。ＥＳＣ内の電極の異なる配置を利用することによって基板の状態を検知する検知システムの例が、図４Ａ～図４Ｄを参照して示され説明される。ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するためにこれらの検知システムを利用するシステムの例が、図５Ａ～５Ｄを参照して示され説明される。ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を調整するために使用することができる機構の例が、図６Ａおよび図６Ｂを参照して示され説明される。ＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定および調整するための方法が、図７を参照して示され説明される。基板がＥＳＣ上で誤って載置されているか（すなわち、中心からずれて載置されているか）を検出するための方法が、図８Ａを参照して示され説明される。基板が処理中にＥＳＣ上で中心を外れて移動するかを検出するための方法が、図８Ｂを参照して示され説明される。ＥＳＣと基板との間のギャップおよび相対傾斜を測定するための方法が、図９を参照して示され説明される。ＥＳＣと共に使用されるリフトピンの一例が、図１０を参照して示され説明される。図２Ｂ～図２Ｆに示す電極配置を使用し、かつ図３Ｂおよび図３Ｃに示すバイアスシステムを使用して用いることができるクランプ方式の例が、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して示され説明される。

本開示全体を通して、台座という用語が使用されるが、台座は、サセプタ、静電チャック（ＥＳＣ）などとも呼ばれる基板支持体を含む。さらに、静電容量という用語が使用されるが、代わりに静電容量を含むインピーダンスという用語が一般的に使用されてもよい。台座－シャワーヘッド間のギャップは、台座とシャワーヘッドとの間の距離、すなわち物理的変位の尺度である。

図１は、処理チャンバ１０２を備える基板処理システム１００の一例を示す。例はプラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）の場面で説明されているが、本開示の教示は、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ強化ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）、ＣＶＤ、またはエッチングを含む他の処理などの他のタイプの基板処理に適用することができる。基板処理システム１００は、基板処理システム１００の他の構成要素を取り囲み、ＲＦプラズマ（使用される場合）を含む処理チャンバ１０２を備える。

処理チャンバ１０２は、上部電極１０４と、基板１０８が処理中に配置される静電チャック（ＥＳＣ）１０６とを備える。例えば、上部電極１０４は、プロセスガスを処理チャンバ１０２に導入および分配するシャワーヘッドなどのガス分配デバイス１１０を含み得る。シャワーヘッド１１０は、処理チャンバ１０２の上面に接続された一端を含むステム部分を含むことができる。シャワーヘッド１１０のベース部分は、概して円筒形であり、処理チャンバ１０２の上面から離間された場所においてステム部分の反対側の端部から半径方向外側に延びる。シャワーヘッド１１０のベース部分の基板に面する表面またはフェースプレートは、気化した前駆体、プロセスガス、またはパージガスが流れる複数の穴を含む。あるいは、上部電極１０４は導電プレートを含んでもよく、プロセスガスは別の方式で導入されてもよい。

ＥＳＣ１０６は、下部電極として作用する金属（例えば、アルミニウム）で作製されたベースプレート１１２を備える。ベースプレート１１２は、ゾーンヒータ（図示せず）などの１つまたは複数のヒータを含むことができる誘電体プレート１１４を支持する。熱抵抗層１１６が、誘電体プレート１１４とベースプレート１１２との間に配置され得る。ベースプレート１１２はまた、ベースプレート１１２を通して冷却剤を流すための１つまたは複数のチャネル１１８を含み得る。ＥＳＣ１０６は、ベースプレート１１２の中心から垂直下方に延び、ベースプレート１１２を支持するステム部分１１７を含む。アクチュエータ１１９がステム部分１１７に結合されてコントローラ１６０によって制御され、シャワーヘッド１１０に対してＥＳＣ１０６を移動させる。

誘電体プレート１１４は、モノリシックまたは積層アセンブリであってもよい。誘電体プレート１１４はまた、サファイアなどの単結晶材料、様々なガラスなどのガラス質材料、またはポリマー材料から作製することができる。誘電体プレート１１４は、少なくとも３つのクランプ電極１１５－１、１１５－２、１１５－３（総称してクランプ電極１１５）を含む。クランプ電極１１５は、処理中に基板１０８を誘電体プレート１１４にクランプするために使用される。クランプ電極１１５の様々な例および配置が、図２Ａ～図２Ｅを参照して以下に詳細に示され説明される。クランプ電極１１５は、一般に、コントローラ１６０に接続されて示される。図１は一般的な接続を示すが、詳細な接続の例が図３Ａ～図４Ｄに示される。クランプシステムの一例が、図３Ｂを参照して示され説明される。加えて、クランプ電極１１５は、図４Ａ～図５Ｃを参照して以下に詳細に説明するように、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップを検知するため、およびＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間の相対傾斜を測定するために使用される。さらに、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび傾斜を調整するために使用される様々な機構が、図６Ａおよび図６Ｂを参照して詳細に示され説明される。

プラズマが使用される場合、ＲＦ生成システム１２０が、ＲＦ電圧を生成し、上部電極１０４および下部電極（例えば、ＥＳＣ１０６のベースプレート１１２）の一方に出力する。上部電極１０４およびベースプレート１１２の他方は、ＤＣ接地されるか、ＡＣ接地されるか、または浮動とすることができる。ほんの一例として、ＲＦ生成システム１２０は、整合および分配ネットワーク１２４によって上部電極１０４またはベースプレート１１２に供給されるＲＦ電力を生成するＲＦ発生器１２２を含み得る。他の例では、プラズマは、誘導的または遠隔的に生成されてもよい。

ガス送給システム１３０が、１つまたは複数のガス源１３２－１、１３２－２、…、および１３２－Ｎ（総称してガス源１３２）を含み、Ｎは、ゼロよりも大きい整数である。ガス源１３２は、弁１３４－１、１３４－２、…、および１３４－Ｎ（総称して弁１３４）およびマスフローコントローラ１３６－１、１３６－２、…、および１３６－Ｎ（総称してマスフローコントローラ１３６）によってマニホールド１４０に接続される。蒸気送給システム１４２が、気化した前駆体を処理チャンバ１０２に接続されたマニホールド１４０または別のマニホールド（図示せず）に供給する。マニホールド１４０の出力は、処理チャンバ１０２に供給される。

コントローラ１６０は、基板処理システム１００の様々な構成要素を制御する。例えば、コントローラ１６０は、誘電体プレート１１４におけるクランプ電極１１５に接続される。コントローラ１６０は、図４Ａ～図４Ｄを参照して以下に詳細に説明するように、クランプ電極１１５と基板１０８との間の静電容量を測定する回路を備える。コントローラ１６０は、図５Ａ～図５Ｃを参照して以下に詳細に説明するように、クランプ電極１１５とシャワーヘッド１１０との間の静電容量を測定する回路を備える。これらの回路はまた、図５Ａ～５Ｃを参照して以下に詳細に説明するように、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するために使用される。コントローラ１６０はまた、図６Ａおよび図６Ｂを参照して以下に詳細に説明するように、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整する追加の回路を含む。

加えて、コントローラ１６０は、ＥＳＣ１０６およびシャワーヘッド１１０に配置されたセンサ（図示せず）を使用して、ＥＳＣ１０６およびシャワーヘッド１１０の温度を検知することが可能である。コントローラ１６０は、検知された温度に基づいて、ＥＳＣ１０６、基板１０８、およびシャワーヘッド１１０の温度を制御することができる。コントローラ１６０は、冷却剤アセンブリ１５０と通信し、ＥＳＣ１０６のベースプレート１１２におけるチャネル１１８を通る冷却剤の流れを制御することができる。例えば、冷却剤アセンブリ１５０は、冷却剤ポンプと、リザーバと、１つまたは複数の温度センサ（図示せず）とを含むことができる。コントローラ１６０は、冷却剤アセンブリ１５０を動作させ、チャネル１１８を通して冷却剤を選択的に流してＥＳＣ１０６を冷却することができる。弁１５６およびポンプ１５８を使用して、処理チャンバ１０２内の真空を維持し、処理チャンバ１０２から反応剤を排出することができる。

図２Ａ～図２Ｆは、ＥＳＣ１０６で使用することができる様々な電極配置の例を示す。異なる参照番号が使用されているが、これらの電極配置のいずれも、図１に示す電極１１５として使用することができることが理解される。これらの電極配置の各々において、電極は、互いに電気的に絶縁されている。説明の簡略化のために図示されていないが、電極間に小さな有限のギャップが存在し、それらの間に電気的絶縁を提供することが理解される。図２Ａは、２つの内部電極２０２、２０４（双極電極と呼ばれる）と、任意選択の外部電極２０６とを備える電極配置２００を示す。内部および外部電極２０２、２０４、および２０６は、ＥＳＣ１０６（図１に示す）内の誘電体プレート１１４に配置され得る。内部および外部電極２０２、２０４、および２０６は、誘電体プレート１１４の誘電体材料によって互いに電気的に絶縁されている。内部電極２０２、２０４は、基板１０８をＥＳＣ１０６にクランプするためにＤＣバイアスがかけられるクランプ電極である。外部電極２０６は、内部電極２０２、２０４とは独立してＤＣまたはＲＦバイアスをかけることができる。電極にバイアスをかけるためのバイアスシステムの一例が、図３Ｂを参照して以下に示され説明される。

内部および外部電極２０２、２０４、および２０６への電気的接続は、それぞれ２０８、２１０、および２１２で識別される場所で行うことができる。場所２０８、２１０、および２１２は、電気的接続がＥＳＣのステム部分１１７（図１に示す）を通ってコントローラ１６０にルーティングされ得るように、一般にＥＳＣの中心に近接している。

図２Ｂ～図２Ｆは、本開示による少なくとも３つの内部電極またはクランプ電極を備える電極配置を示す。説明の簡略化のために３つの内部電極が示されているが、追加の（例えば、４つ以上の）電極が使用されてもよい。図２Ｂは、３つの内部電極２５２、２５４、２５６（三極電極と呼ばれる）と、任意選択の外部電極２５８とを備える電極配置２５０を示す。内部および外部電極２５２、２５４、２５６、および２５８は、ＥＳＣ１０６（図１に示す）内の誘電体プレート１１４に配置され得る。内部および外部電極２５２、２５４、２５６、および２５８は、誘電体プレート１１４の誘電体材料によって互いに電気的に絶縁されている。図１に示す電極１１５の一例であり、電極１１５として使用することができる内部電極２５２、２５４、２５６は、基板をＥＳＣにクランプするためにＤＣバイアスがかけられるクランプ電極である。外部電極２５８は、内部電極２５２、２５４、２５６とは独立してＤＣまたはＲＦバイアスがかけられる。内部電極２５２、２５４、２５６はクランプ電極と呼ばれるが、これらの電極はクランプに使用する必要はないことに留意されたい。むしろ、これらの電極は、ＤＣ（またはＡＣ）クランプ機能を有さないＲＦアンテナであることに加えて、以下に説明するように検知のみに使用することが可能である。同様に、外部電極２５８は、ＤＣもしくはＲＦバイアスをかけることができ、または単に検知機能を果たすことができる。あるいは、外部電極２５８は、等電位境界条件のみを提供する「ガードリング」受動電極機能としての役割を果たすことができる。電極にバイアスをかけるためのバイアスシステムの一例が、図３Ｂを参照して以下に示され説明される。

例えば、内部電極２５２、２５４、２５６は、パイ形状であってもよい。しかし、内部電極２５２、２５４、２５６は、任意の他の形状であってもよい。例えば、内部電極２５２、２５４、２５６は、同じ弧長、半径、および厚さを有してもよい（しかし、必ずしも有する必要はない）。例えば、内部電極２５２、２５４、２５６の重心は、正三角形の頂点を形成することができる。例えば、内部電極２５２、２５４、２５６は、ＥＳＣ１０６の上面に平行な（すなわち、基板１０８に平行な）平面に優先的に配置することができる。しかし、内部電極２５２、２５４、２５６は、同一平面上にある必要はなく、ＥＳＣ１０６の上面に平行な１つまたは複数の平面に配置されてもよい。

外部電極２５８は、内部電極２５２、２５４、２５６よりも大きい半径を有する環状部分２５９を含む。外部電極２５８は、外部電極２５８の中心から半径方向に延びて環状部分２５９に接続する３つのスポーク２７０、２７２、２７４を含む。スポーク２７０、２７２、２７４は、それぞれ内部電極２５２と２５４、２５４と２５６、および２５６と２５２との間のギャップ内に位置する。別の言い方をすると、内部電極２５２、２５４、２５６は、それぞれスポーク２７４と２７０、２７０と２７２、および２７２と２７４との間のギャップ内に位置する。スポーク２７０、２７２、２７４は、等しい幅を有し得、互いに約１２０度の間隔を置いて配置され得る。内部電極２５２、２５４、２５６は、外部電極２５８と同一平面上にあってもなくてもよい。さらに、内部電極２５２、２５４、２５６は、外部電極２５８と同じ厚さを有しても有さなくてもよい。あるいは、外部電極２５８は、上述のものと同様の内部電極２５２、２５４、２５６との幾何学的関係を有することができる任意の他の形状であってもよい。

内部および外部電極２５２、２５４、２５６、および２５８への電気的接続は、それぞれ２６０、２６２、２６４、および２６６で識別される場所で行われる。場所２６０、２６２、２６４、および２６６は、電気的接続がＥＳＣのステム部分１１７を通ってコントローラ１６０（図１に示す）にルーティングされ得るように、一般にＥＳＣ１０６の中心に近接している。外部電極２５８に対する電気的接続は、以下のように行われる。３つのスポーク２７０、２７２、２７４は、外部電極２５８の環状部分２５９を中心に接続する。スポーク２７０、２７２、２７４は、検知内部電極２５２、２５４、２５６と同一平面上にある必要はないことに留意されたい。それらを同一平面上に製作する方が安価であるが、スポーク２７０、２７２、２７４が検知内部電極２５２、２５４、２５６と同一平面上にない場合、電気的接続がセンサの一部ではないために検知機能は強化される。有限の幅を有するスポーク２７０、２７２、２７４の存在は、スポーク２７０、２７２、２７４のストリップが基板１０８に何らかの容量結合を提供するため、測定の重心に影響を与える。

図２Ｃおよび図２Ｄは、３つの内部電極２５２、２５４、２５６と、任意選択のディスク形状の電極３０２であって、ディスク形状の電極３０２の中心に電気的接続３０４を有する任意選択のディスク形状の電極３０２とを備える電極配置３００を示す。内部電極２５２、２５４、２５６およびディスク形状の電極３０２は、ＥＳＣ１０６（図１に示す）内の誘電体プレート１１４に配置され得る。内部電極２５２、２５４、２５６およびディスク形状の電極３０２は、誘電体プレート１１４の誘電体材料によって互いに電気的に絶縁されている。

ディスク形状の電極３０２は、内部電極２５２、２５４、２５６よりも小さい半径を有する。内部電極２５２、２５４、２５６の重心は、ディスク形状の電極３０２の円周上に位置してもよい。ディスク形状の電極３０２は、内部電極２５２、２５４、２５６に平行な平面に配置される。ディスク形状の電極３０２は、それぞれ図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、内部電極２５２、２５４、２５６の上または下に配置することができる。内部電極２５２、２５４、２５６は、ディスク形状の電極３０２と同じ厚さを有しても有さなくてもよい。ディスク形状の電極３０２は、内部電極２５２、２５４、２５６とは独立してＤＣまたはＲＦバイアスがかけられる。あるいは、ディスク形状の電極３０２は、上述のものと同様の内部電極２５２、２５４、２５６との幾何学的関係を有することができる任意の他の形状であってもよい。内部電極２５２、２５４、２５６の他の詳細は、図２Ｂを参照して既に上述した通りであり、したがって簡潔にするために再度説明しない。

図２Ｅは、３つの内部電極２５２、２５４、２５６と、円弧形状である３つの任意選択の外部電極３５２、３５４、３５６とを備える電極配置３５０を示す。外部電極３５２、３５４、３５６は環状であり、内部電極２５２、２５４、２５６よりも大きい半径を有する。内部電極２５２、２５４、２５６および外部電極３５２、３５４、３５６は、同心円状である。内部電極２５２、２５４、２５６の重心はそれぞれ、外部電極３５２、３５４、３５６の重心と同一線上にある。

内部電極２５２、２５４、２５６および外部電極３５２、３５４、３５６は、ＥＳＣ１０６（図１に示す）内の誘電体プレート１１４に配置され得る。内部電極２５２、２５４、２５６および外部電極３５２、３５４、３５６は、誘電体プレート１１４の誘電体材料によって互いに電気的に絶縁されている。内部電極２５２、２５４、２５６は、外部電極３５２、３５４、３５６と同一平面上にあってもなくてもよい。さらに、内部電極２５２、２５４、２５６は、外部電極３５２、３５４、３５６と同じ厚さを有しても有さなくてもよい。あるいは、外部電極３５２、３５４、３５６は、上述のものと同様の内部電極２５２、２５４、２５６との幾何学的関係を有することができる任意の他の形状であってもよい。

外部電極３５２、３５４、および３５６は、内部電極２５２、２５４、２５６とは独立してＤＣまたはＲＦバイアスがかけられる。電極配置３５０は、低温用途（例えば、＜３００℃で実施されるプロセス）に適している。これらの用途では、ＥＳＣのステム部分は、図１に示すステム部分１１７よりも大きい直径を有することができる。例えば、ＥＳＣのステム部分は、基板１０８が処理中に配置されるＥＳＣの上面の周囲（すなわち、外径）まで延びる直径を有することが可能である。したがって、外部電極３５２、３５４、および３５６への電気的接続は、ＥＳＣのステム部分の中心から離れた、それぞれ３６２、３６４、および３６６で識別される場所で行うことができる。電気的接続を提供するための上記の方式は限定的ではなく、高温プロセスで使用するために構築された台座では異なる方式が使用されてもよいことに留意されたい。内部電極２５２、２５４、２５６の他の詳細は、図２Ｂを参照して上述した通りであり、したがって簡潔にするために再度説明しない。図２Ｆに示す別の電極配置について、図３Ｃに示すバイアスシステムと共に以下に説明する。

電極にバイアスをかけるためのバイアスシステム、電極を使用して基板の状態を検知する検知システム、ならびにＥＳＣとシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定するためのシステムを説明する前に、制御回路へのＥＳＣ内の電極および他の電気要素の接続を実施する一例について説明する。本開示全体を通して、電極について同様の接続が想定されており、他の図には同様の詳細が示されていない。代わりに、電極の接続および電極自体が、本開示の他の特徴の説明を簡略化するために、これらの他の図に概略的にのみ示されている。

図３Ａは、制御回路へのＥＳＣ１０６内の電極および他の電気要素の接続を実施する一例を示す。例えば、３つの内部電極２５２、２５４、２５６およびそれらの接続のみが示されている。他の電極（例えば、外部電極２５８、ディスク形状の電極３０２など）もまた、同様に制御回路に接続することができることが理解される。

例えば、３つの内部電極２５２、２５４、２５６を制御回路に接続するために、図示のように、スルーホール３７０、３７２、および３７４が誘電体プレート１１４およびベースプレート１１２を通して開けられる。導体３７６、３７８、３８０は、それぞれスルーホール３７０、３７２、および３７４を介してルーティングされる。図示されていないが、導体３７６、３７８、３８０は、ベースプレート１１２から電気的に絶縁されている。導体３７６、３７８、３８０の第１の端部は、それぞれ場所２６０、２６２、２６４で３つの内部電極２５２、２５４、２５６に接続される。導体３７６、３７８、３８０の第２の端部は、ベースプレート１１２の底部に固定された第１のＰＣＢ３８２に接続される。

第１のＰＣＢ３８２は、ファシリティプレート３８６に固定された第２のＰＣＢ３８４に接続される。第１のＰＣＢ３８２および第２のＰＣＢ３８４は、複数のばね仕掛けのピン接続３８３によって互いに接続される。ピン接続３８３は、第２のＰＣＢ３８４上に配置される。第１のＰＣＢ３８２は、複数のパッド（図示せず）を含む。ピン接続３８３の先端は、第１のＰＣＢ３８２上の対応するパッドに接触する。第２のＰＣＢ３８４は、電源および制御回路３９０に接続される。電源および制御回路３９０は、電力を第２のＰＣＢ３８４に供給する。第１のＰＣＢ３８２は、第２のＰＣＢ３８４から電力を受け取り、それぞれ導体３７６、３７８、３８０を介して電力を３つの内部電極２５２、２５４、２５６に供給する。

第１のＰＣＢ３８２または第２のＰＣＢ３８４は、誘電体プレート１１４内の電極を電源および制御回路３９０ならびにコントローラ１６０に選択的に接続するために使用されるスイッチ（図３Ｂ～図６Ｂに示す）を含んでもよい。これらのスイッチは、電源および制御回路３９０ならびに／またはコントローラ１６０によって制御される。第１のＰＣＢ３８２または第２のＰＣＢ３８４は、ＲＦバイアスとＤＣバイアスの両方が利用される場合に使用されるブロッキング回路を含むことができる。ブロッキング回路は、インダクタおよびコンデンサ（図３Ｂ～図３Ｄを参照）を備える。コントローラ１６０は、電源および制御回路３９０を制御する。コントローラ１６０は、直接第１のＰＣＢ３８２ならびに／または第２のＰＣＢ３８４と通信してもよいし、電源および制御回路３９０を介して通信してもよい。

スイッチの動作、ならびに電源および制御回路３９０への電極の接続について、図３Ｂを参照して以下に説明する。本開示によるギャップおよび相対傾斜を測定するためのスイッチの動作およびコントローラ１６０への電極の接続については、図４Ａ～図５Ｃを参照して以下でさらに詳細に説明する。説明の便宜上、図３Ｂ～図６Ｂでは、スイッチは、第１および第２のＰＣＢ３８２、３８４を集合的に指すために使用されるファシリティプレート３８６に配置されるものとして示されている。さらに、説明の簡略化のために、図４Ｂ～図５Ｃでは、電極およびスイッチに焦点を当てるためにベースプレート１１２を省略している。

完全性のために、第１のＰＣＢ３８２は、加熱プレート３８８に配置されたヒータおよび温度センサ（図示せず）への電気的接続をさらに含む。第１のＰＣＢ３８２はまた、電力および信号分配ハードウェアを含む。第１のＰＣＢ３８２は、第２のＰＣＢ３８４から電力を受け取り、電力を加熱プレート３８８内のヒータに供給する。さらに、誘電体プレート１１４の温度を検知する複数の温度プローブ３９２が、ベースプレート１１２に配置される。加えて、ベースプレート１１２の温度を検知する温度プローブ３９４もまた、ベースプレート１１２に配置される。第１のＰＣＢ３８２は、温度プローブ３９２、３９４への接続を含む。第１のＰＣＢ３８２は、温度プローブ３９２、３９４から信号を受信する。第２のＰＣＢ３８４は、第１のＰＣＢ３８２から信号を受信する。第２のＰＣＢ３８４は、信号を電源および制御回路３９０に供給する。電源および制御回路３９０は、温度プローブ３９２、３９４からの信号に基づいて加熱プレート３８８内のヒータへの電力を制御する。加えて、電源および制御回路３９０はまた、温度プローブ３９２、３９４からの信号に基づいて冷却チャネル１１８を通る冷却剤の流れを制御する。

図３Ｂおよび図３Ｃは、ＥＳＣ１０６内の電極にバイアスをかけるバイアスシステムの例を示す。図３Ｂは、単極クランプシステムを実装するバイアスシステム４００の一例を示し、図３Ｃは、双極クランプシステムを実装するバイアスシステム４００－１の一例を示す。バイアスシステム４００および４００－１は、バイアスシステム４００と総称して呼ばれる。例示の目的で、これらの例は、図２Ｂに示す３つの内部電極２５２、２５４、２５６および外部電極２５８のみを示す。しかし、バイアスシステム４００は、図２Ｃ～図２Ｆに示す他の電極配置にバイアスをかけるためにも適合され、かつ使用されてもよいことが理解される。

バイアスシステム４００は、コントローラ１６０と、図３ＢのスイッチＳ１およびＳ２、ならびに図３ＣのスイッチＳ１（総称してスイッチ４０２）とを備える。スイッチ４０２は任意選択であり、使用時にファシリティプレート３８６に配置される。例えば、図３Ｂでは、内部電極２５２、２５４、２５６および外部電極２５８は、スイッチＳ２を介して電源および制御回路３９０内のＤＣ電源４０６に接続される。あるいは、内部電極２５２、２５４、２５６および外部電極２５８は、スイッチＳ１を介して電源および制御回路３９０内のＲＦ電源４１０に接続することができる。

図３Ｂおよび図３Ｃでは、コントローラ１６０は、スイッチＳ１およびＳ２を制御する。図３Ｂでは、スイッチＳ２が閉じられると、ＤＣ電源４０６からのＤＣ電力が、内部電極２５２、２５４、２５６および外部電極２５８に印加される。スイッチＳ１が閉じられると、ＲＦ電源４１０からのＲＦ電力が、内部電極２５２、２５４、２５６および外部電極２５８に印加される。図３Ｃでは、ＤＣ電源４０６からのＤＣ電力が、内部電極２５２、２５４、２５６に印加される。加えて、スイッチＳ１が閉じられると、ＲＦ電源４１０からのＲＦ電力が、外部電極２５８に印加される。

図３Ｂおよび図３Ｃ（ならびに図３Ｄ）に示すバイアスシステム４００はＤＣバイアスとＲＦバイアスの両方を使用するため、インダクタおよびコンデンサなどのＤＣおよびＲＦブロッキング要素を備えるブロッキング回路が使用される。一般に、インダクタは、高周波がＤＣ電源に損傷を与えるのを阻止し、コンデンサは、ＤＣのような低周波がＲＦ発生器に損傷を与えるのを阻止する。インダクタおよびコンデンサは電源および制御回路３９０内に示されているが、インダクタおよびコンデンサは、ファシリティプレート３８６に配置されてもよい。実際には、これらの一般化された要素は、システム内に存在する他の周波数による損傷または干渉から隣接する電源を保護するために、特定の周波数を阻止するように調節されたローカル回路ネットワークとして実装され得る。

図２Ｂ～図２Ｅを参照して上述したように、例示の目的で３つの内部電極２５２、２５４、２５６が示されているが、４つ以上の内部電極を使用することができることに留意されたい。第４の内部電極が使用される場合、第４の内部電極は測定の観点から不要であるが、４つの電極は対で使用することができるため、第４の内部電極は静電クランプのためのＤＣバイアスを簡略化することができる。例えば、第１の対の電極をバイポーラ電圧源の第１のタップに接続することができ、第２の対の電極をバイポーラ電圧源の第２のタップに接続することができる。

例えば、図２Ｆは、４つの内部電極３１２、３１４、３１６、３１８と、任意選択の外部電極３２０とを備える電極配置３１０を示す。内側および外部電極３１２、３１４、３１６、３１８、および３２０は、ＥＳＣ１０６（図１に示す）内の誘電体プレート１１４に配置され得る。内側および外部電極３１２、３１４、３１６、３１８、および３２０は、誘電体プレート１１４の誘電体材料によって互いに電気的に絶縁されている。内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、基板１０８をＥＳＣ１０６にクランプするためにＤＣバイアスがかけられるクランプ電極である。外部電極３２０は、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８とは独立してＤＣまたはＲＦバイアスがかけられる。電極にバイアスをかけるためのバイアスシステムの一例が、図３Ｃを参照して以下に示され説明される。

例えば、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、パイ形状であってもよい。しかし、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、任意の他の形状であってもよい。例えば、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、同じ弧長、半径、および厚さを有してもよい（しかし、必ずしも有する必要はない）。例えば、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８の重心は、正方形の頂点を形成することができる。例えば、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、ＥＳＣ１０６の上面に平行な（すなわち、基板１０８に平行な）平面に優先的に配置することができる。しかし、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、同一平面上にある必要はなく、ＥＳＣ１０６の上面に平行な１つまたは複数の平面に配置されてもよい。

外部電極３２０は、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８よりも大きい半径を有する環状部分３２２を含む。外部電極３２０は、外部電極３２０の中心から半径方向に延びて環状部分３２２に接続する４つのスポーク３２４、３２６、３２８、３３０を含む。スポーク３２４、３２６、３２８、３３０は、それぞれ内部電極３１２と３１４、３１４と３１６、３１６と３１８、および３１８と３２０との間のギャップ内に位置する。別の言い方をすると、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、それぞれスポーク３３０と３２４、３２４と３２６、３２６と３２８、および３２８と３３０との間のギャップ内に位置する。スポーク３２４、３２６、３２８、３３０は、等しい幅を有し得、互いに約９０度の間隔を置いて配置され得る。内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、外部電極３２０と同一平面上にあってもなくてもよい。さらに、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、外部電極３２０と同じ厚さを有しても有さなくてもよい。あるいは、外部電極３２０は、上述のものと同様の内部電極３１２、３１４、３１６、３１８との幾何学的関係を有することができる任意の他の形状であってもよい。

内側および外部電極３１２、３１４、３１６、３１８、および３２０への電気的接続は、それぞれ３３２、３３４、３３６、３３８、および３４０で識別される場所で行われる。場所３３２、３３４、３３６、３３８、および３４０は、電気的接続がＥＳＣのステム部分１１７を通ってコントローラ１６０（図１に示す）にルーティングされ得るように、一般にＥＳＣ１０６の中心に近接している。外部電極３２０に対する電気的接続は、以下のように行われる。４つのスポーク３２４、３２６、３２８、３３０は、外部電極３２０の環状部分３２２を中心に接続する。スポーク３２４、３２６、３２８、３３０は、検知内部電極３１２、３１４、３１６、３１８と同一平面上にある必要はないことに留意されたい。それらを同一平面上に製作する方が安価であるが、スポーク３２４、３２６、３２８、３３０が検知内部電極３１２、３１４、３１６、３１８と同一平面上にない場合、電気的接続がセンサの一部ではないために検知機能は強化される。有限の幅を有するスポーク３２４、３２６、３２８、３３０の存在は、スポーク３２４、３２６、３２８、３３０のストリップが基板１０８に何らかの容量結合を提供するため、測定の重心に影響を与える。

図３Ｄ は、ＥＳＣ１０６内の電極にバイアスをかけるためのバイアスシステム４０１の一例を示す。簡略化のために、双極クランプシステムの一例のみを示す。単極クランプシステムもまた、実装することができることが理解される。例示の目的で、この例は、それぞれ電極Ｅ１～Ｅ５として図２Ｆに示す４つの内部電極３１２、３１４、３１６、３１８および外部電極３２０を示す。バイアスシステム４０１は、コントローラ１６０と、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、およびＳ５（総称してスイッチ４０３）とを備える。スイッチ４０３は任意選択であり、使用時にファシリティプレート３８６に配置される。インダクタは電源および制御回路３９０内に示され、コンデンサはファシリティプレート３８６内に示されているが、インダクタおよびコンデンサは、電源および制御回路３９０またはファシリティプレート３８６に配置されてもよい。内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、１つまたは複数のＤＣ電源に対で接続される。例えば、第１の対の内部電極３１２、３１４（Ｅ１、Ｅ２）および第２の対の内部電極３１６、３１８（Ｅ３、Ｅ４）は、スイッチ４０３を介して電源および制御回路３９０内のＤＣ電源４０４、４０８にそれぞれ接続される。いくつかの例では、単一の双極電圧源が使用されてもよく、第１の対の内部電極３１２、３１４（Ｅ１、Ｅ２）は、バイポーラ電圧源の一方のタップに接続されてもよく、第２の対の内部電極３１６、３１８（Ｅ３、Ｅ４）は、バイポーラ電圧源の他方のタップに接続されてもよい。

いくつかの例では、電極は、異なるように対にされてもよい。例えば、上述のように隣接する電極を対にする代わりに、対向する電極（Ｅ１、Ｅ３）および（Ｅ２、Ｅ４）を対にしてもよい。いくつかの例では、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、単一のスイッチを介して単一のＤＣ電源に接続され得る。あるいは、図示されていないが、内部電極３１２、３１４、３１６、３１８は、代わりに１つまたは複数のＲＦ電源に接続されてもよい。外部電極３２０は、スイッチＳ５を介して電源および制御回路３９０内のＲＦ電源４１０に接続することができる。あるいは、図示されていないが、外部電極３２０は、ＤＣ電源に接続されてもよい。

コントローラ１６０は、スイッチＳ１～Ｓ４を動作させてＤＣ電力（または、使用する場合にはＡＣ電力）を内部電極３１２、３１４、３１６、３１８に供給し、基板１０８を誘電体プレート１１４にクランプする。コントローラ１６０は、スイッチＳ５を動作させてＲＦ電力を供給し、半径方向差動ＲＦバイアスを基板１０８に提供する。いくつかの例では、ＤＣバイアスを基板１０８に提供するために、ＲＦ電源４１０の代わりにＤＣ電源が使用されてもよい。図２Ｂ～図２Ｆに示す電極配置を使用し、かつ図３Ｂ～図３Ｄに示すバイアスシステムを使用して用いることができる様々なクランプ方式の例が、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して以下に示され説明される。

図４Ａ～図４Ｄは、基板（例えば、図１に示す基板１０８）の状態を検知するために使用される検知システムの例を示す。検知システムは、ＥＳＣ１０６内の電極の異なる配置を利用して基板の状態を検知する。基板の状態には、基板が存在しない、基板が存在する、および基板がクランプされているが挙げられる。図４Ａは、単一の静電容量測定回路を使用し、かつＥＳＣ１０６に配置された３つの内部電極２５２、２５４、２５６（すなわち、３つのクランプ電極）のみを使用して基板１０８の状態を検知する検知システムを示す。図４Ｂは、ＥＳＣ１０６に配置された３つの内部電極２５２、２５４、２５６および第４の電極（例えば、外部電極２５８またはディスク形状の内部電極３０２）を使用して基板１０８の状態を検知する検知システムを示す。図４Ｃは、ＥＳＣ１０６に配置された３つの内部電極２５２、２５４、２５６および３つの外部電極３５２、３５４、３５６を使用して基板１０８の状態を検知する検知システムを示す。図４Ｄは、３つの別々の静電容量測定回路を使用して基板１０８の状態を検知する検知システムを示す。以下の説明全体を通して、基板１０８は導電性である。

図４Ａでは、検知システム４５０が、内部電極２５２、２５４、２５６と、ＥＳＣ１０６のファシリティプレート３８６（図３Ａに示す）に配置されたセットのスイッチＳ１～Ｓ６（総称してスイッチ４５２）とを備える。検知システム４５０は、静電容量測定回路４６０を含むコントローラ１６０をさらに備える。

第１の静電容量４２０が、内部電極２５２と基板１０８との間に形成され、誘電体プレート１１４の誘電体材料は、内部電極２５２と基板１０８との間の誘電体として作用する。第２の静電容量４２２が、内部電極２５４と基板１０８との間に形成され、誘電体プレート１１４の誘電体材料は、内部電極２５４と基板１０８との間の誘電体として作用する。第３の静電容量４２４が、内部電極２５６と基板１０８との間に形成され、誘電体プレート１１４の誘電体材料は、内部電極２５６と基板１０８との間の誘電体として作用する。

第１、第２、および第３の静電容量の値は、基板が存在しないのか、基板が存在するのか、または基板がクランプされているのかに基づいて変化する。第１、第２、および第３の静電容量の値は、電極２５２、２５４、２５６と基板１０８との間の距離に反比例する。第１、第２、および第３の静電容量の値は、電極２５２、２５４、２５６と基板１０８との間の距離が減少するにつれて増加する。第１、第２、および第３の静電容量の値は、基板１０８が存在しない場合には比較的低い（例えば、第１の閾値以下）。第１、第２、および第３の静電容量の値は、基板１０８が存在するが基板１０８がクランプされていない場合には比較的高い（例えば、第１の閾値よりも大きいが、第１の閾値よりも高い第２の閾値以下）。第１、第２、および第３の静電容量の値は、基板１０８がクランプされている場合には非常に高い（例えば、第２の閾値よりも大きい）。

コントローラ１６０は、異なる対の第１、第２、および第３の静電容量を静電容量測定回路４６０に接続するようにスイッチ４５２を制御する。例えば、スイッチＳ１およびＳ５（またはＳ４およびＳ２）が閉じられ、すべての他のスイッチが開いた状態で、第１および第２の静電容量は直列に互いに接続され、第１および第２の静電容量の直列結合は静電容量測定回路４６０に接続される。スイッチＳ１およびＳ６（またはＳ４およびＳ３）が閉じられ、すべての他のスイッチが開いた状態で、第１および第３の静電容量は直列に互いに接続され、第２および第３の静電容量の直列結合は静電容量測定回路４６０に接続される。スイッチＳ２およびＳ６（またはＳ５およびＳ３）が閉じられ、すべての他のスイッチが開いた状態で、第２および第３の静電容量は直列に互いに接続され、第１および第３の静電容量の直列結合は静電容量測定回路４６０に接続される。

例えば、静電容量測定回路４６０は、発振回路またはＰＬＬを含み得る。例えば、静電容量測定回路４６０は、１つまたは複数の受動構成要素（例えば、抵抗器）を含むことができる。静電容量測定回路４６０への２つの入力または接続は、静電容量測定回路４６０のタイミング制御（すなわち、周期）を形成する。上述のように、第１、第２、および第３の静電容量のいずれかの対がスイッチ４５２を使用して静電容量測定回路４６０に接続されると、静電容量測定回路４６０の時定数および発振周波数は、第１、第２、および第３の静電容量の静電容量値の変動に応じて変化する。静電容量値は、基板１０８が存在しないのか、基板１０８が存在するがクランプされていないのか、または基板１０８が存在しクランプされているのかに応じて変化するため、静電容量測定回路４６０の時定数および発振周波数もまた、基板１０８が存在しないのか、基板１０８が存在するがクランプされていないのか、または基板１０８が存在しクランプされているのかに応じて変化する。静電容量測定回路４６０は、静電容量測定回路４６０の発振周波数の変化を測定することによって静電容量の変化を測定する。コントローラ１６０は、静電容量測定回路４６０の発振周波数の変化に基づいて、基板１０８が存在しないのか、基板１０８が存在するがクランプされていないのか、または基板１０８が存在しクランプされているのかを決定する。

３つの静電容量測定値のうちのいずれか１つ（すなわち、３つの電極２５２、２５４、２５６のうちのいずれか２つ）は、基板１０８の状態を決定するのに十分であることに留意されたい。しかし、図５Ａを参照して以下に説明するように、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するために、少なくとも３つの電極２５２、２５４、２５６が使用される。簡単に言うと、ＥＳＣ１０６は、シャワーヘッド１１０の近く（例えば、シャワーヘッド１１０の１ｍｍ以内）に移動される。ＥＳＣ１０６の誘電体プレート１１４は、電極２５２、２５４、２５６とシャワーヘッド１１０との間の誘電体として作用する。電極２５２、２５４、２５６とシャワーヘッド１１０との間の静電容量は、上述のように電極２５２、２５４、２５６と基板１０８との間で測定される静電容量と同様に測定することができる。次に、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜は、図５Ａを参照して以下に説明するように測定することができる。

図４Ｂでは、検知システム５００が、内部電極２５２、２５４、２５６と、第４の電極５０４とを備える。例えば、外部電極２５８は、第４の電極５０４として示される。あるいは、ディスク形状の電極３０２を、第４の電極５０４として使用することも可能である。検知システム５００は、ＥＳＣ１０６のファシリティプレート３８６（図３Ａに示す）に配置されたセットのスイッチＳ１～Ｓ４（総称してスイッチ５０２）を備える。検知システム５００は、静電容量測定回路４６０を備えるコントローラ１６０をさらに備える。

第１、第２、および第３の静電容量は、図４Ａを参照して上述したように電極２５２、２５４、２５６と基板１０８との間に形成される。加えて、第４の静電容量が、第４の電極５０４と基板１０８との間に形成され、誘電体プレート１１４の誘電体材料は、第４の電極５０４と基板１０８との間の誘電体として作用する。コントローラ１６０は、以下のように異なる対の第１～第４の静電容量を静電容量測定回路４６０に接続するようにスイッチ５０２を制御する。

例えば、スイッチＳ１およびＳ４が閉じられ、スイッチＳ２およびＳ３が開いた状態で、第１および第４の静電容量は直列に互いに接続され、第１および第４の静電容量の直列結合は静電容量測定回路４６０に接続される。スイッチＳ２およびＳ４が閉じられ、スイッチＳ１およびＳ３が開いた状態で、第２および第４の静電容量は直列に互いに接続され、第２および第４の静電容量の直列結合は静電容量測定回路４６０に接続される。スイッチＳ３およびＳ４が閉じられ、スイッチＳ１およびＳ２が開いた状態で、第３および第４の静電容量は直列に互いに接続され、第３および第４の静電容量の直列結合は静電容量測定回路４６０に接続される。

上述のように、第４の静電容量と、第１、第２、および第３の静電容量のいずれかとを含む静電容量のいずれかの対がスイッチ５０２を使用して静電容量測定回路４６０に接続されると、静電容量測定回路４６０の時定数および発振周波数は、第１、第２、第３、および第４の静電容量の静電容量値の変動に応じて変化する。静電容量値は、基板１０８が存在しないのか、基板１０８が存在するがクランプされていないのか、または基板１０８が存在しクランプされているのかに応じて変化するため、静電容量測定回路４６０の時定数および発振周波数もまた、基板１０８が存在しないのか、基板１０８が存在するがクランプされていないのか、または基板１０８が存在しクランプされているのかに応じて変化する。静電容量測定回路４６０のすべての他の特徴は、図４Ａを参照して上述したものと同じであり、したがって簡潔にするために再度説明しない。

ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するために、ＥＳＣ１０６は、シャワーヘッド１１０の近く（例えば、シャワーヘッド１１０の１ｍｍ以内）に移動される。ＥＳＣ１０６の誘電体プレート１１４は、電極２５２、２５４、２５６、５０４とシャワーヘッド１１０との間の誘電体として作用する。電極２５２、２５４、２５６、５０４とシャワーヘッド１１０との間の静電容量（すなわち、電極と誘電体プレート１１４の表面との間の実効静電容量、ならびに誘電体プレート１１４の表面からシャワーヘッド１１０の面までの静電容量）は、上述のように電極２５２、２５４、２５６、５０４と基板１０８との間で測定される静電容量と同様に測定することができる。次に、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜は、図５Ｂを参照して以下に説明するように測定することができる。

図４Ｃでは、検知システム５５０が、内部電極２５２、２５４、２５６と、３つの外部電極３５２、３５４、３５６とを備える。検知システム５００は、ＥＳＣ１０６のファシリティプレート３８６（図３Ａに示す）に配置されたセットのスイッチＳ１～Ｓ６（総称してスイッチ５５２）を備える。検知システム５５０は、静電容量測定回路４６０を備えるコントローラ１６０をさらに備える。

第１、第２、および第３の静電容量は、図４Ａを参照して上述したように電極２５２、２５４、２５６と基板１０８との間に形成される。加えて、第４、第５、および第６の静電容量が、電極３５２、３５４、３５６と基板１０８との間に形成され、誘電体プレート１１４の誘電体材料は、電極３５２、３５４、３５６と基板１０８との間の誘電体として作用する。コントローラ１６０は、以下のように異なる対の第１～第６の静電容量を静電容量測定回路４６０に接続するようにスイッチ５５２を制御する。

例えば、スイッチＳ１およびＳ４が閉じられ、すべての他のスイッチが開いた状態で、第１および第４の静電容量は直列に互いに接続され、第１および第４の静電容量の直列結合は静電容量測定回路４６０に接続される。スイッチＳ２およびＳ５が閉じられ、すべての他のスイッチが開いた状態で、第２および第５の静電容量は直列に互いに接続され、第２および第５の静電容量の直列結合は静電容量測定回路４６０に接続される。スイッチＳ３およびＳ６が閉じられ、すべての他のスイッチが開いた状態で、第３および第６の静電容量は直列に互いに接続され、第３および第６の静電容量の直列結合は静電容量測定回路４６０に接続される。

上述のように、静電容量のいずれかの対（第１と第４、第２と第５、または第３と第６）がスイッチ５５２を使用して静電容量測定回路４６０に接続されると、静電容量測定回路４６０の時定数および発振周波数は、第１～第６の静電容量の静電容量値の変動に応じて変化する。静電容量値は、基板１０８が存在しないのか、基板１０８が存在するがクランプされていないのか、または基板１０８が存在しクランプされているのかに応じて変化するため、静電容量測定回路４６０の時定数および発振周波数もまた、基板１０８が存在しないのか、基板１０８が存在するがクランプされていないのか、または基板１０８が存在しクランプされているのかに応じて変化する。静電容量測定回路４６０のすべての他の特徴は、図４Ａを参照して上述したものと同じであり、したがって簡潔にするために再度説明しない。

図４Ｄ は、検知システム５５０の代わりに使用することができる検知システム５５１を示す。検知システム５５１は、３つの対の電極に恒久的にそれぞれ接続された３つの独立した静電容量測定回路４６０－１、４６０２、および４６０－３を使用する。例えば、第１の静電容量測定回路４６０－１は、電極対Ｅ１／Ｅ２に接続され、第２の静電容量測定回路４６０－２は、電極対Ｅ１／Ｅ３に接続され、第３の静電容量測定回路４６０－３は、電極対Ｅ２／Ｅ３に接続される。独立した静電容量測定回路を使用することにより、順次ではなく同時に静電容量測定を行うことが可能になり、スイッチを排除する（またはスイッチの数を低減する）ことができる。

ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するために、ＥＳＣ１０６は、シャワーヘッド１１０の近く（例えば、シャワーヘッド１１０の１ｍｍ以内）に移動される。ＥＳＣ１０６の誘電体プレート１１４は、電極２５２、２５４、２５６、３５２、３５４、３５６とシャワーヘッド１１０との間の誘電体として作用する。電極２５２、２５４、２５６、３５２、３５４、３５６とシャワーヘッド１１０との間の静電容量は、上述のように電極２５２、２５４、２５６、３５２、３５４、３５６と基板１０８との間で測定される静電容量と同様に測定することができる。次に、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜は、図５Ｃを参照して以下に詳細に説明するように測定することができる。

図５Ａ～図５Ｄは、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップ（例えば、平均的なシャワーヘッド－台座間のギャップ）および相対傾斜（すなわち、傾斜の大きさおよび傾斜の方向（すなわち、傾斜軸の向き））を測定するためのシステムの例を示す。これらのシステムは、図４Ａ～図４Ｄに示す検知システムを利用する。図４Ａ～図４Ｄの検知システムでは、基板１０８は、静電容量の一方のプレートを形成し、ＥＳＣ１０６内の様々な電極は、静電容量の他方のプレートを形成し、誘電体プレート１１４は、２つのプレート間の誘電体として作用する。図５Ａ～図５Ｄのシステムでは、シャワーヘッド１１０は、静電容量の一方のプレートを形成し、ＥＳＣ１０６内の様々な電極は、静電容量の他方のプレートを形成し、誘電体プレート１１４は、２つのプレート間の誘電体として作用する。

図５Ａは、３つの内部電極２５２、２５４、２５６のみを使用して基板１０８の状態を検知する検知システム４５０が、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび傾斜を測定するために使用されることを示す。図５Ｂは、３つの内部電極２５２、２５４、２５６および第４の電極５０４を使用して基板１０８の状態を検知する検知システム５００が、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび傾斜を測定するために使用されることを示す。図５Ｃは、３つの内部電極２５２、２５４、２５６および３つの外部電極３５２、３５４、３５６を使用して基板１０８の状態を検知する検知システム５５０が、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび傾斜を測定するために使用されることを示す。図５Ｂおよび図５Ｃに示すように４つ以上の電極を使用すると、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび傾斜を測定することができる解像度が改善される。これらのシステムについて、以下に詳細に説明する。

図５Ａは、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するためのシステム６００を示す。システム６００は、３つの内部電極２５２、２５４、２５６、およびＥＳＣ１０６のファシリティプレート３８６（図３Ａに示す）に配置されたスイッチ４５２を利用することによってギャップおよび相対傾斜を測定する。システム６００は、以下のようにコントローラ１６０に含まれる静電容量測定回路４６０を使用してギャップおよび相対傾斜を測定する。

ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するために、ＥＳＣ１０６は、シャワーヘッド１１０の近く（例えば、シャワーヘッド１１０の１ｍｍ以内）に移動される。静電容量測定回路４６０を使用して、３つの静電容量測定が行われる。具体的には、図４Ａを参照して上述したように、３つの内部電極２５２、２５４、２５６がスイッチ４５２を使用して対にされ、３つの電極対の各々が静電容量測定回路４６０に順次接続される。静電容量測定回路４６０は、３つの電極対の各々とシャワーヘッド１１０との間の３つの静電容量を測定する。

３つの静電容量測定は、図４Ａを参照して上述したように、静電容量測定回路４６０を使用して順次行うことができる。あるいは、図示されていないが、３つの静電容量測定は、３つの別々のセットの静電容量測定回路４６０を使用して同時に行うことも可能である。ＥＳＣ１０６における３つの内部電極２５２、２５４、２５６の配置により、３つの静電容量測定は空間的に分離されており、シャワーヘッド１１０に対する３つの内部電極２５２、２５４、２５６の３つの相対変位を提供する。

コントローラ１６０は、ギャップ測定回路４７０と、傾斜測定回路４７２とを備える。ギャップ測定回路４７０は、シャワーヘッド１１０に対する３つの内部電極２５２、２５４、２５６の３つの相対変位から、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップ（すなわち、距離）を測定する。傾斜測定回路４７２は、３つの相対変位に基づいて傾斜の大きさおよび方向を計算する。例えば、傾斜測定回路４７２は、平面を３つの相対変位にフィッティングし、フィッティングされた平面と水平面との間の角度を計算することによって傾斜の大きさおよび方向を計算する。

図５Ｂは、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するためのシステム６５０を示す。システム６５０は、３つの内部電極２５２、２５４、２５６、第４の電極５０４（例えば、外部電極２５８またはディスク形状の電極３０２）、およびＥＳＣ１０６のファシリティプレート３８６（図３Ａに示す）に配置されたスイッチ５０２を利用することによってギャップおよび相対傾斜を測定する。システム６５０は、以下のようにコントローラ１６０に含まれる静電容量測定回路４６０を使用してギャップおよび相対傾斜を測定する。

ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するために、ＥＳＣ１０６は、シャワーヘッド１１０の近く（例えば、シャワーヘッド１１０の１ｍｍ以内）に移動される。静電容量測定回路４６０を使用して、３つの静電容量測定が行われる。具体的には、図４Ｂを参照して上述したように、３つの内部電極２５２、２５４、２５６の各々が第４の電極５０４と対にされ、３つの電極対の各々がスイッチ５０２を使用して静電容量測定回路４６０に順次接続される。静電容量測定回路４６０は、３つの電極対の各々とシャワーヘッド１１０との間の３つの静電容量を測定する。

３つの静電容量測定は、図４Ｂを参照して上述したように、静電容量測定回路４６０を使用して順次行うことができる。あるいは、３つの静電容量測定は、別々のセットの静電容量測定回路４６０（例えば、図４Ｄ参照）を使用して同時に行うことも可能である。ＥＳＣ１０６における電極２５２、２５４、２５６、５０４の配置により、３つの静電容量測定は空間的に分離されており、シャワーヘッド１１０に対する３つの内部電極２５２、２５４、２５６の３つの相対変位を提供する。

コントローラ１６０は、ギャップ測定回路４７０と、傾斜測定回路４７２とを備える。ギャップ測定回路４７０は、シャワーヘッド１１０に対する３つの内部電極２５２、２５４、２５６の３つの相対変位から、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップ（すなわち、距離）を測定する。傾斜測定回路４７２は、３つの相対変位に基づいて傾斜の大きさおよび方向を計算する。例えば、傾斜測定回路４７２は、平面を３つの相対変位にフィッティングし、フィッティングされた平面と水平面との間の角度を計算することによって傾斜の大きさおよび方向を計算する。

図５Ｃは、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するためのシステム７００を示す。システム７００は、３つの内部電極２５２、２５４、２５６、３つの外部電極３５２、３５４、３５６、およびＥＳＣ１０６のファシリティプレート３８６（図３Ａに示す）に配置されたスイッチ５５２を利用することによってギャップおよび相対傾斜を測定する。システム７００は、以下のようにコントローラ１６０に含まれる静電容量測定回路４６０を使用してギャップおよび相対傾斜を測定する。

ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するために、ＥＳＣ１０６は、シャワーヘッド１１０の近く（例えば、シャワーヘッド１１０の１ｍｍ以内）に移動される。静電容量測定回路４６０を使用して、３つの静電容量測定が行われる。具体的には、図４Ｃを参照して上述したように、３つの内部電極２５２、２５４、２５６が３つの外部電極３５２、３５４、３５６とそれぞれ対にされ、３つの電極対の各々がスイッチ５５２を使用して静電容量測定回路４６０に順次接続される。３つの静電容量が、３つの電極対の各々とシャワーヘッド１１０との間で測定される。

３つの静電容量測定は、図４Ｂを参照して上述したように、静電容量測定回路４６０を使用して順次行うことができる。あるいは、３つの静電容量測定は、別々のセットの静電容量測定回路４６０（例えば、図４Ｄ参照）を使用して同時に行うことも可能である。ＥＳＣ１０６における電極２５２、２５４、２５６、３５２、３５４、３５６の配置により、３つの静電容量測定は空間的に分離されており、シャワーヘッド１１０に対する３つの内部電極２５２、２５４、２５６の３つの相対変位を提供する。

コントローラ１６０は、ギャップ測定回路４７０と、傾斜測定回路４７２とを備える。ギャップ測定回路４７０は、シャワーヘッド１１０に対する３つの内部電極２５２、２５４、２５６の３つの相対変位から、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップ（すなわち、距離）を測定する。傾斜測定回路４７２は、３つの相対変位に基づいて傾斜の大きさおよび方向を計算する。例えば、傾斜測定回路４７２は、平面を３つの相対変位にフィッティングし、フィッティングされた平面と水平面との間の角度を計算することによって傾斜の大きさおよび方向を計算する。

いくつかの例では、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップは比較的大きい場合があり、これによりＥＳＣ１０６内の電極とシャワーヘッド１１０との間の静電容量が非常に小さくなり、測定が困難になる。このようなシステムでは、プラズマがＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間で衝突する場合がある。ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間にプラズマが存在すると、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間の大きなギャップにもかかわらず、ＥＳＣ１０６内の電極とシャワーヘッド１００との間のインピーダンスが変化し、静電容量測定が容易になる。例えば、プラズマの密度および電気性質は、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップに依存し、これは静電容量測定に影響を与える。したがって、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜は、プラズマの存在下で実行される静電容量測定に基づいて測定することができる。

図５Ｄは、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間に衝突するプラズマ６０３を使用してＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定するためのシステム６０１を示す。例えば、プラズマ６０３は、基板が存在しないことを除いて、図図１を参照して上述したようにＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間に衝突し得る。システム６０１は、プラズマ６０３の追加を除いて、図５Ａを参照して示され上述したシステム６００と同一である。システム６０１は、図５Ａを参照して上述したように、コントローラ１６０に含まれる静電容量測定回路４６０を使用してギャップおよび相対傾斜を測定する。図示されていないが、図５Ｂおよび図５Ｃに示すシステムはまた、プラズマを用いて、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定することも可能である。

図６Ａおよび図６Ｂは、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整するために使用することができる機構の例を示す。例えば、少なくとも３つの角度自由度を提供し、少なくとも３つの角度調整を可能にするジンバルまたは同様の機構を、ＥＳＣ１０６、シャワーヘッド１１０、またはその両方と共に使用して、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整することができる。あるいは、それぞれのモータを使用して３つの角度自由度で移動させることができるねじ付きフィーチャなどのアクチュエータを、ＥＳＣ１０６、シャワーヘッド１１０、またはその両方と共に使用して、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整することができる。図６Ａは、ＥＳＣ１０６と共に使用されるアクチュエータおよびモータの例を示す（すなわち、ＥＳＣ１０６は、ジンバル式である）。図６Ｂは、シャワーヘッド１１０と共に使用されるアクチュエータおよびモータの例を示す（すなわち、シャワーヘッド１１０は、ジンバル式である）。ほんの一例として、３つのアクチュエータが図６Ａおよび図６Ｂを参照して示され以下に説明されるが、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整するために２つのアクチュエータのみを使用することができる。

図６Ａは、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定および調整するためのシステム７５０を示す。システム７５０は、誘電体プレート１１４、ベースプレート１１２、ステム部分１１７、およびアクチュエータ１１９を含むＥＳＣ１０６を備える。誘電体プレート１１４は、電極７５４およびスイッチ７５６を含み、これらは図５Ａ～図５Ｄに示す電極配置および対応するスイッチのいずれかを含み得る。

システム７５０は、シャワーヘッド１１０と、コントローラ１６０とをさらに備える。シャワーヘッド１１０は、処理チャンバ１０２の上部プレート７５２に装着される。コントローラ１６０は、静電容量測定回路４６０と、ギャップ測定回路４７０と、傾斜測定回路４７２とを備える。コントローラ１６０は、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整するギャップおよび傾斜調整回路（以下、調整回路）４８０をさらに備える。静電容量測定回路４６０、ギャップ測定回路４７０、および傾斜測定回路４７２は、図５Ａ～図５Ｄを参照して上述したようにＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定し、したがって簡潔にするために再度説明しない。

３つのアクチュエータがＥＳＣ１０６に装着され、以下のようにＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整する。ＥＳＣ１０６のステム部分１１７に装着されるアクチュエータ１１９に加えて、アクチュエータ８１０および８１２は、それぞれの装着アセンブリ８２０、８２２を使用して処理チャンバ１０２の円筒形側壁８０４に装着される。アクチュエータ８１０、８１２、および１１９の各々は、３つの角度自由度を有する。３つの自由度のうち、２つの自由度は相対傾斜を調整するために使用され、１つの自由度はＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップを調整するために使用される。アクチュエータ８１０、８１２、および１１９は、それぞれのモータ８３０、８３２、および８３４によって駆動される。調整回路４８０は、以下のようにモータ８３０、８３２、および８３４を制御することによってＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整する。

使用中、ギャップ測定回路４７０は、図５Ａ～図５Ｄを参照して上述したように、ＥＳＣ１０６で使用される電極構成に応じて、システム６５０、７００、または７５０のいずれかを使用してＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップを測定する。傾斜測定回路４７２は、図５Ａ～図５Ｄを参照して上述したように、ＥＳＣ１０６で使用される電極構成に応じて、システム６５０、７００、または７５０のいずれかを使用してＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間の相対傾斜を測定する。

傾斜なしか、または特定の傾斜（大きさおよび方向）が望まれる場合、任意の検出された傾斜を以下のように調整し、所望の傾斜を達成することが可能である。測定された傾斜および所望の傾斜に基づいて、調整回路４８０は、それぞれのアクチュエータ８１０、８１２、および１１９を駆動するモータ８３０、８３２、および８３４を制御することによって、所望に応じて（すなわち、傾斜なしか、または所望の傾斜）シャワーヘッド１１０に対するＥＳＣ１０６の傾斜（大きさおよび方向）を調整する。測定されたギャップおよび所望のギャップに基づいて、調整回路４８０は、それぞれのアクチュエータ８１０、８１２、および１１９を駆動するモータ８３０、８３２、および８３４を制御することによって、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップを制御する。

図６Ｂは、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定および調整するためのシステム８００を示す。システム８００は、誘電体プレート１１４、ベースプレート１１２、ステム部分１１７、およびアクチュエータ１１９を含むＥＳＣ１０６を備える。誘電体プレート１１４は、電極７５４およびスイッチ７５６を含み、これらは図５Ａ～図５Ｄに示す電極配置および対応するスイッチのいずれかを含み得る。

システム８００は、シャワーヘッド１１０と、コントローラ１６０とをさらに備える。シャワーヘッド１１０は、処理チャンバ１０２の上部プレート７５２に装着される。コントローラ１６０は、静電容量測定回路４６０と、ギャップ測定回路４７０と、傾斜測定回路４７２とを備える。コントローラ１６０は、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整するギャップおよび傾斜調整回路（すなわち、調整回路）４８０をさらに備える。静電容量測定回路４６０、ギャップ測定回路４７０、および傾斜測定回路４７２は、図５Ａ～図５Ｄを参照して上述したようにＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を測定し、したがって簡潔にするために再度説明しない。

３つのアクチュエータ８５０、８５２、および８５４がシャワーヘッド１１０に装着され、以下のようにＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整する。アクチュエータ８５０、８５２、および８５４は、処理チャンバ１０２の上部プレート７５２に装着される。例えば、アクチュエータ８５０、８５２、および８５４は、互いに１２０°離間して円周方向に配置される。アクチュエータ８５０、８５２、および８５４の各々は、３つの角度自由度を有する。３つの自由度のうち、２つの自由度は相対傾斜を調整するために使用され、１つの自由度はＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップを調整するために使用される。アクチュエータ８５０、８５２、および８５４は、それぞれのモータ８７０、８７２、および８７４によって駆動される。調整回路４８０は、以下のようにモータ８７０、８７２、および８７４を制御することによってＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび相対傾斜を調整する。

使用中、ギャップ測定回路４７０は、図５Ａ～図５Ｄを参照して上述したように、ＥＳＣ１０６で使用される電極構成に応じて、システム６５０、７００、または７５０のいずれかを使用してＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップを測定する。傾斜測定回路４７２は、図５Ａ～図５Ｄを参照して上述したように、ＥＳＣ１０６で使用される電極構成に応じて、システム６５０、７００、または７５０のいずれかを使用してＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間の相対傾斜を測定する。

傾斜なしか、または特定の傾斜（大きさおよび方向）が望まれる場合、任意の検出された傾斜を以下のように調整し、所望の傾斜を達成することが可能である。測定された傾斜および所望の傾斜に基づいて、調整回路４８０は、それぞれのアクチュエータ８５０、８５２、および８５４を駆動するモータ８７０、８７２、および８７４を制御することによって、所望に応じて（すなわち、傾斜なしか、または所望の傾斜）シャワーヘッド１１０に対するＥＳＣ１０６の傾斜（大きさおよび方向）を調整する。測定されたギャップおよび所望のギャップに基づいて、調整回路４８０は、それぞれのアクチュエータ８５０、８５２、および８５４を駆動するモータ８７０、８７２、および８７４を制御することによって、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップを制御する。

図７は、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間のギャップおよび傾斜を測定および調整するための方法９００を示す。方法９００は、コントローラ１６０によって実施することができる。以下の説明では、制御という用語は、コントローラ１６０を指す。９０２において、制御は、３つ以上の電極を備えるＥＳＣ１０６をシャワーヘッド１１０の近くに移動させる。９０４において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第１の対の電極を選択する。９０６において、制御は、第１の対の電極とシャワーヘッド１１０との間の第１の静電容量を測定する。９０８において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第２の対の電極を選択する。９１０において、制御は、第２の対の電極とシャワーヘッド１１０との間の第２の静電容量を測定する。９１２において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第３の対の電極を選択する。９１４において、制御は、第３の対の電極とシャワーヘッド１１０との間の第３の静電容量を測定する。図示されていないが、４つ以上の電極が図５Ｂおよび図５Ｃを参照して上述したように使用される場合、追加の静電容量測定を行うことができる。あるいは、９０４～９１４において、別の回路（すなわち、別の電極対）の選択は、多重化を使用して、または図４Ｄに示すような専用の測定回路が利用される場合には行われた測定を単に読み取ることによって達成され得ることに留意されたい。

９２０において、制御は、静電容量測定に基づいてＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間の距離（すなわち、ギャップ）を測定する。９２４において、制御は、ギャップを調整するのかを決定する。ギャップを調整する場合、９２６において、制御は、ＥＳＣ１０６、シャワーヘッド１１０、またはその両方に装着された１つまたは複数のアクチュエータを移動させ、所望のギャップが達成されるまでギャップを調整する。制御は、アクチュエータを移動させながら静電容量を測定することによって、所望のギャップが達成されるのかを決定する。続いて、またはギャップが調整されない場合、制御は９３０に進む。

９３０において、制御は、静電容量測定に基づいて（例えば、上述のような平面フィッティングを使用して）ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間の相対傾斜（大きさおよび方向）を測定する。９３２において、制御は、相対傾斜（大きさおよび／または方向）を調整するのかを決定する。相対傾斜（大きさおよび／または方向）を調整する場合、９３４において、制御は、ＥＳＣ１０６、シャワーヘッド１１０、またはその両方に装着された１つまたは複数のアクチュエータを移動させ、所望の相対傾斜（大きさおよび／または方向）が達成されるまで相対傾斜（大きさおよび／または方向）を調整する。制御は、アクチュエータを移動させながら静電容量を測定することによって、所望の相対傾斜（大きさおよび／または方向）が達成されるのかを決定する。続いて、または相対傾斜が調整されない場合、制御は９４０に進む。９４０において、制御は、ＥＳＣ１０６とシャワーヘッド１１０との間の調整されたギャップおよび相対傾斜を用いて基板１０８をロードして処理する。

加えて、図５Ａ～図６Ｃを参照して上述したシステムは、基板がＥＳＣ１０６上で誤って載置されているか（すなわち、中心からずれて載置されているか）を検出することができる。基板が誤って載置されている場合、これらのシステムは、基板が中心からずれている方向を決定し、修正アクションを計算し、以下の図８Ａおよび図８Ｂを参照して説明するように修正アクションを実行することができる。例えば、図８Ａでは、基板は、最初に、ＥＳＣ１０６上に基板を載置するロボットによって誤って載置される可能性がある。システムは、基板が中心からずれていることを検出することができ、基板は、手動でまたはロボットを使用して中心に合わせることができる。追加的または代替的に、図８Ｂでは、基板は、クランプシステムの問題、および／またはＥＳＣ１０６で使用される背面ガス圧力などの他の機構の劣化により、処理中に中心からずれることがある。システムは、基板が中心からずれていることを検出し、プロセスを停止し、クランプ解除シーケンスを開始し、基板とＥＳＣ１０６との間に相対運動を生じさせて基板を再度中心に合わせ、基板を再クランプし、プロセスを再開／再び続けることができる。

図８Ａは、基板（例えば、基板１０８）が台座上で誤って載置されているか（すなわち、中心からずれて載置されているか）を検出するための方法９５０を示す。方法９５０は、コントローラ１６０によって実施することができる。以下の説明では、制御という用語は、コントローラ１６０を指す。９５２において、制御は、（例えば、ロボットを使用して）ＥＳＣ１０６上に基板を載置する。９５４において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第１の対の電極を選択する。９５６において、制御は、第１の対の電極と基板との間の第１の静電容量を測定する。９５８において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第２の対の電極を選択する。９６０において、制御は、第２の対の電極と基板との間の第２の静電容量を測定する。９６２において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第３の対の電極を選択する。９６４において、制御は、第３の対の電極と基板との間の第３の静電容量を測定する。図示されていないが、４つ以上の電極が図５Ｂおよび図５Ｃを参照して上述したように使用される場合、追加の静電容量測定を行うことができる。あるいは、９０４～９１４において、別の回路（すなわち、別の電極対）の選択は、多重化を使用して、または図４Ｄに示すような専用の測定回路が利用される場合には行われた測定を単に読み取ることによって達成され得ることに留意されたい。

９６６において、制御は、静電容量測定に基づいて、基板が中心からずれているかを決定する。例えば、制御は、基板が中心からずれており、３つの静電容量値が等しくない（例えば、１つの静電容量値が他の２つの静電容量値とは異なる）と決定することができる。基板が中心からずれていない場合、方法９５０は終了する。基板が中心からずれている場合、９６８において、制御は、静電容量値に基づいて、基板が中心からずれている方向を決定する。９７０において、制御は、基板を中心に合わせるための調整を計算する。９７２において、方法９５０は、基板とＥＳＣ１０６との間の相対運動を開始して基板を中心に合わせる（例えば、ロボットがＥＳＣ１０６上の基板を拾い上げて交換することができる）。９７４において、制御は基板を処理し、方法９５０は終了する。

図８Ｂは、基板（例えば、基板１０８）が処理中に台座上で中心からずれているかを検出するための方法１０００を示す。方法１０００は、コントローラ１６０によって実施することができる。以下の説明では、制御という用語は、コントローラ１６０を指す。１００２において、制御は、ＥＳＣ１０６上に配置された基板の処理を始める。１００４において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第１の対の電極を選択する。１００６において、制御は、第１の対の電極と基板との間の第１の静電容量を測定する。１００８において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第２の対の電極を選択する。１０１０において、制御は、第２の対の電極と基板との間の第２の静電容量を測定する。１０１２において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第３の対の電極を選択する。１０１４において、制御は、第３の対の電極と基板との間の第３の静電容量を測定する。図示されていないが、４つ以上の電極が図５Ｂおよび図５Ｃを参照して上述したように使用される場合、追加の静電容量測定を行うことができる。あるいは、９０４～９１４において、別の回路（すなわち、別の電極対）の選択は、多重化を使用して、または図４Ｄに示すような専用の測定回路が利用される場合には行われた測定を単に読み取ることによって達成され得ることに留意されたい。

１０１６において、制御は、静電容量測定に基づいて、基板が中心からずれているかを決定する。例えば、制御は、基板が中心からずれており、３つの静電容量値が等しくない（例えば、１つの静電容量値が他の２つの静電容量値とは異なる）と決定することができる。基板が中心からずれていない場合、１０１７において、制御は基板の処理を継続し、制御は１００４に戻る。

基板が中心からずれている場合、１０１８において、制御は、静電容量値に基づいて、基板が中心からずれている方向を決定する。１０２０において、制御は、基板を中心に合わせるための調整を計算する。１０２２において、制御は、プロセスを停止する。１０２４において、制御は、クランプ解除シーケンスを開始し、基板のクランプを解除する。１０２６において、方法９５０は、基板とＥＳＣ１０６との間の相対運動を開始して基板を中心に合わせる（例えば、ロボットがＥＳＣ１０６上の基板を拾い上げて交換することができる）。１０２８において、制御は、基板をクランプする。１０３０において、制御は基板の処理を再び続け、方法１０００は終了する。

加えて、台座とシャワーヘッドとの間のギャップおよび傾斜を測定するための上述の方法を使用して、図５Ａ～図６Ｃのシステムはまた、基板が台座の上（例えば、リフトピン上、図１０参照）に載置されるときの基板－台座間のギャップ、相対傾斜、および傾斜軸の向き、ならびに基板が台座上に載置されるときの相対偏心率を測定することができる。相対偏心率は、基板の中心と台座の中心との間の差である。優先的に、基板の中心は台座の中心と位置合わせされるべきであり、その場合、相対偏心率はゼロである。検知の観点から、偏心率の測定は、システムが非常に小さいギャップにおいて（例えば、リフトピン上の小さいリフトで）基板－ＥＳＣ間の相対偏心率を測定することを除いて、シャワーヘッド－ＥＳＣ間の相対傾斜を検出することと同じである。

製造業者がダイのレイアウトを基板の外径（すなわち、縁部）に近づけるようにしているため、相対偏心率はますます重要になっている。ウエハが中心にない場合、プロセス欠陥が基板の縁部に近い部分で発生する場合がある。さらに、基板が台座上に載置されているとき、基板が台座にクランプされる前に、台座と基板との間の熱平衡を達成するために（すなわち、熱が台座から基板に徐々に伝達されるように）一定期間にわたって基板は台座のわずかに上のリフトピン上に保持される。均一な熱伝達を基板全体にわたって発生させ、基板内で生じる様々な欠陥を最小限に抑えるために、基板は、優先的に台座に平行に保持されるべきである。これらの目的を達成するために、基板が台座の上（例えば、リフトピン上）に載置されるときに台座と基板との間のギャップおよび傾斜が測定され、基板が台座上に載置されるときに相対偏心率が測定される。リフトピンは測定値に基づいて調整されないが、ツールまたはプロセスモジュールが次に整備される際、測定値を使用してリフトピンおよび他の機構の調整を実施することができる。相対偏心率の測定は、図８Ａおよび図８Ｂを参照して上述したように基板が中心からずれているかを決定することと同じであり、したがって簡潔にするために繰り返さない。

図９は、台座（例えば、ＥＳＣ１０６）と基板（例えば、基板１０８）との間のギャップおよび相対傾斜を測定するための方法１０５０を示し、これは、図７を参照して上述した台座とシャワーヘッドとの間のギャップおよび相対傾斜を測定することと本質的に同様である。方法１０５０は、コントローラ１６０によって実施することができる。以下の説明では、制御という用語は、コントローラ１６０を指す。

１０５２において、基板をクランプして処理する前に、基板は、ＥＳＣ１０６のわずかに上のリフトピン上に保持される。１０５４において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第１の対の電極を選択する。１０５６において、制御は、第１の対の電極と基板との間の第１の静電容量を測定する。１０５８において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第２の対の電極を選択する。１０６０において、制御は、第２の対の電極と基板との間の第２の静電容量を測定する。１０６２において、制御は、ＥＳＣ１０６内の第３の対の電極を選択する。１０６４において、制御は、第３の対の電極と基板との間の第３の静電容量を測定する。図示されていないが、４つ以上の電極が図５Ｂおよび図５Ｃを参照して上述したように使用される場合、追加の静電容量測定を行うことができる。あるいは、９０４～９１４において、別の回路（すなわち、別の電極対）の選択は、多重化を使用して、または図４Ｄに示すような専用の測定回路が利用される場合には行われた測定を単に読み取ることによって達成され得ることに留意されたい。

１０６６において、制御は、静電容量測定に基づいてＥＳＣ１０６と基板との間の距離（すなわち、ギャップ）を測定する。１０６８において、制御は、静電容量測定に基づいて（例えば、上述のような平面フィッティングを使用して）ＥＳＣ１０６と基板との間の相対傾斜（大きさおよび方向）を測定する。１０７０において、制御は、基板がＥＳＣ１０６のわずかに上のリフトピン上に保持されている間、ＥＳＣ１０６から基板への均一な熱伝達のために、ＥＳＣ１０６に平行に基板を保持するために相対傾斜（大きさおよび／または方向）の調整が必要かを決定する。相対傾斜（大きさおよび／または方向）の調整が必要な場合、１０７２において、制御は、次の整備中にリフトピンを調整することができるようにするための指示を提供する。１０７４において、制御は、ＥＳＣ１０６と基板との間の熱平衡に達したかを決定する。制御は、熱平衡に達するまで待機する。その後、１０７６において、制御は、基板をＥＳＣ１０６にクランプして基板を処理する。

図１０ は、台座１１００と共に使用されるリフトピンの一例を示す。例えば、台座は、図１に示す基板処理システム１００におけるＥＳＣ１０６の代わりに使用することができ、図２Ａ～図２Ｅに示す電極のいずれかを含むことができる。台座１１００は、基板支持プレート１１１０と、支持柱１１１２と、ベース１１１４とを含む。基板支持プレート１１１０は、図２Ａ～図２Ｅに示す電極のいずれかを含むことができる。ベース１１１４は、後述するリフトピンおよびリフトピンホルダアセンブリを設置することができるリング形状のプラットフォームまたは構造（リフトリングとも呼ばれる）を含み得る。いくつかの例では、支持柱１１１２は、ベース１１１４に対して移動する。

リフトピンホルダアセンブリ１１２０（全体的に示す）は、ベース１１１４上の基板支持プレート１１１０の下に配置される。リフトピンホルダアセンブリ１１２０は、ベース部分１１２６と、リフトピン１１３０と、リフトピンホルダ１１３４とを含む。いくつかの例では、リフトピンホルダアセンブリ１１２０およびリフトピン１１３０は、概して円筒形である。リフトピン１１３０は、リフトピン１１３０をリフトピンホルダアセンブリ１１２０内にロックするのに有用な円形溝１１３１を含む。

１つまたは複数のガイド要素１１４０を使用して、リフトピン１１３０のガイドを助けることが可能である。いくつかの例では、ガイド要素１１４０は、基板支持プレート１１１０の底面に取り付けられる円筒形支持体１１４３を含む。円筒形支持体１１４３は、中間部分リフトピン１１３０を受け入れるためのボア１１４５を含む。同様に、基板支持プレート１１１０は、リフトピン１１３０の上部分を受け入れるためのボア１１４１（全体的に示す）を含む。

使用中、ベース１１１４は、（例えば、コントローラ１６０および適切なアクチュエータを使用して）基板支持プレート１１１０に対して昇降し、基板支持プレート１１１０の上面に対するリフトピン１１３０の上端の高さを変えることができる。その結果、リフトピン１１３０は、基板支持プレート１１１０の上に基板１０８を持ち上げるか、または基板支持プレート１１１０上にロードされる基板１１０８を受け入れるように位置決めされる。ギャップ１１４８が、基板１１０８と基板支持プレート１１１０の上面との間に設けられる。

加えて、図２Ｂ～図２Ｆに示す電極を使用して、かつ図３Ｂ～図３Ｄ（およびその変形例）のバイアスシステムを使用して、様々なクランプ配置を用いることができる。以下に説明するクランプ配置の例では、コントローラ１６０は、以下に説明するように、図３Ｂ～図３Ｄ（およびその変形例）に示す電源および制御回路３９０ならびに様々なスイッチを制御し、異なる電位を電極に供給することができる。

例えば、図２Ｂ～図２Ｆに示す電極は、すべての電極が同じＤＣ電位に接続される単極クランプ配置で配置されてもよい。あるいは、図２Ｂ～図２Ｆに示す電極は、指定された対の電極が反対極性のＤＣ電位に接続される異なる双極クランプ配置で配置されてもよい。クランプ配置の例示的な例が、以下に示される。

例えば、図２Ｂでは、内部電極２５２、２５４、２５６は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続することができ、外部電極２５９は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続することができる。例えば、図２Ｃでは、内部電極３０２は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続することができ、外部電極２５２、２５４、２５６は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続することができる。例えば、図２Ｅでは、内部電極２５２、２５４、２５６は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続することができ、外部電極３５２、３５４、３５６は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続することができる。

多くの他の代替のクランプ配置もまた、可能である。例えば、「ＡＣ」クランプ配置では、外部電極（または図２Ｃおよび図２Ｄでは、内部電極３０２）は、第１の電位に接続することができ、すべての他の電極は、大きさが互いに位相シフトしてピークに達する第２の時変電位に接続することができ、位相シフトは、３６０度を他の電極の数で割った数にほぼ等しい。図１１Ａは、この例における電位のタイミング図を示す。

あるいは、台座を一周することによって列挙される４つ（またはそれ以上）の偶数の内部電極（例えば、図２Ｆ参照）が存在すると仮定する（例えば、図２Ｆでは、電極３１２、３１４、３１６、および３１８は、それぞれ電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４として番号付けされる）。双極配置では、第１の電極Ｅ１ ３１２、および第１の電極Ｅ１ ３１２と正反対の第３の電極Ｅ３ ３１６は、第１の電極対を形成することができ、第１の極性を有する第１の電位に接続することができ、第２の電極Ｅ２ ３１４、および第２の電極Ｅ２ ３１４と正反対の第４の電極Ｅ４ ３１８は、第２の電極対用とすることができ、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２の電位に接続することができる。

あるいは、「ＡＣ」クランプ配置では、第１の電極Ｅ１ ３１２、および第１の電極Ｅ１ ３１２と正反対の第３の電極Ｅ３ ３１６は、第１の電極対を形成することが可能である。第１の電極Ｅ１ ３１２は、第１の極性を有する第１の電位に接続することができ、第３の電極Ｅ３ ３１６は、第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２の電位に接続することができる。第２の電極Ｅ２ ３１４、および第２の電極Ｅ２ ３１４と正反対の第４の電極Ｅ４ ３１８は、第２の電極対を形成することが可能である。第２の電極Ｅ２ ３１４は、第１の電極Ｅ１ ３１２から９０度の（すなわち、３６０度を電極の数、この例では４つで割った）位相シフトで第１の極性を有する第１の電位に接続することができ、第４の電極Ｅ４ ３１８は、第３の電極Ｅ３ ３１６から９０度の位相シフトで第２の極性を有する第２の電位に接続することができる。図１１Ｂは、この例における電位のタイミング図を示す。

一般に、台座を一周することによって列挙される内部電極の数が偶数である場合、第１の電極対は、第１の電極、および第１の電極と正反対の第２の電極によって形成され得る。第１の電極から出発して台座を一周することで、追加の不対電極が第１および第２の電極と同様に対にされる。第１および第２の電極を含む第１の電極対において、第１の電極は、第１の時変電位に接続することができ、第１の電極と正反対の第２の電極は、第１の時変電位とは反対の極性を有する第２の時変電位に接続することができる。正反対の電極の各連続する電極対における電極は、第１の電極対における第１および第２の電極と同様の第１および第２の時変電位に接続され、各連続する電極対は、３６０度を電極の数で割った数に等しい、第１の電極対からの位相シフトを有する。

さらに、電極のサイズおよび形状は、平衡または対称である必要はない。システムの感度は、電極の面積が大きくなるほど、ならびに電極がウエハに近づくほど強化される。

前述の説明は、本質的に単に例示的であり、本開示、その適用、または使用を決して限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施することができる。したがって、本開示は具体的な例を含むが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すると他の変更態様が明白となるので、本開示の真の範囲はそのような例に限定されるべきではない。

方法における１つまたは複数のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（または同時に）実行してもよいことを理解されたい。さらに、各実施形態は特定の特徴を有するものとして上に説明されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して説明したこれらの特徴のいずれか１つまたは複数を、他の実施形態において実施すること、および／または、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることが（たとえそのような組み合わせが明示的に説明されていないとしても）可能である。言い換えれば、説明された実施形態は相互に排他的ではなく、１つまたは複数の実施形態を互いに入れ替えることは本開示の範囲に含まれる。

要素同士（例えば、モジュール同士、回路要素同士、半導体層同士など）の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接した」、「隣に」、「上に」、「上方に」、「下方に」、および「配置された」などの様々な用語を使用して説明される。また、上記開示において第１の要素と第２の要素との間の関係が説明されるとき、「直接」であると明示的に説明されない限り、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係の可能性があるが、第１の要素と第２の要素との間に１つまたは複数の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的な関係の可能性もある。本明細書で使用する場合、Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを使用した論理（ＡまたはＢまたはＣ）の意味で解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つ」の意味で解釈されるべきではない。

いくつかの実施態様では、コントローラはシステムの一部であり、そのようなシステムは上述した例の一部であってもよい。そのようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理機器を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後のシステム動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。そのような電子機器は「コントローラ」と呼ばれることがあり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。

コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、処理ガスの送給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送給設定、位置および動作設定、特定のシステムに接続または連動するツールおよび他の移送ツールに対するウエハの搬入と搬出、および／またはロードロックに対するウエハの搬入と搬出が含まれる。

広義には、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つまたは複数のマイクロプロセッサ、すなわちプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含んでもよい。

プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上で、または半導体ウエハ用に、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハダイの製作における１つまたは複数の処理ステップを実現するためプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってもよい。

コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと統合または結合されるか、他の方法でシステムにネットワーク接続されるコンピュータの一部であってもよく、またはそのようなコンピュータに結合されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製作動作の履歴を検討し、複数の製作動作から傾向または性能基準を検討し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してもよい。

いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供することができる。そのようなネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてもよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでもよく、そのようなパラメータおよび／または設定は、その後リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実施される各処理ステップのためのパラメータを特定するものである。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラが連動または制御するように構成されるツールのタイプに特有のものであってもよいことを理解されたい。

したがって、上述したように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続され共通の目的（本明細書で説明されるプロセスおよび制御など）に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを備えることによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例として、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路であって、（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔配置されておりチャンバにおけるプロセスを制御するよう組み合わせられる１つまたは複数の集積回路と通信するものが挙げられるであろう。

例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、追跡チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連するか使用されてもよい任意の他の半導体処理システムを含むことができるが、これらに限定されない。

上述のように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、１つまたは複数の他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内のツール場所および／もしくはロードポートに対してウエハの容器を搬入および搬出する材料搬送に使用されるツールと通信してもよい。

Claims (83)

1. システムであって、
   処理チャンバ内のシャワーヘッドの下に配置された台座であって、処理中に基板を前記台座にクランプする少なくとも３つの電極を含む台座と、
   前記少なくとも３つの電極と前記シャワーヘッドとの間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに前記台座と前記シャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたコントローラと
   を備える、システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記台座は、前記少なくとも３つの電極を囲む円周電極をさらに備える、システム。
3. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記台座は、誘電体プレートを備え、前記少なくとも３つの電極は、前記誘電体プレートに配置される、システム。
4. 請求項３に記載のシステムであって、
   前記誘電体プレートは、積層される、システム。
5. 請求項３に記載のシステムであって、
   前記誘電体プレートは、モノリシックである、システム。
6. 請求項３に記載のシステムであって、
   前記誘電体プレートは、単結晶材料、ガラス質材料、またはポリマー材料で作製される、システム。
7. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記台座を移動させること、および前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成された複数のアクチュエータ
   をさらに備え、
   前記複数のアクチュエータの各々は、少なくとも３つの自由度を有する、
   システム。
8. 請求項７に記載のシステムであって、
   前記複数のアクチュエータは、前記台座を移動させること、および前記台座を移動させること、前記シャワーヘッドを移動させること、または前記台座と前記シャワーヘッドの相対位置に影響を与えることによって前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成される、システム。
9. 請求項７に記載のシステムであって、
   前記コントローラは、前記アクチュエータを制御して前記台座－シャワーヘッド間のギャップを調整し、前記相対傾斜の前記大きさおよび前記方向のうちの前記少なくとも１つを調整するように構成される、システム。
10. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記インピーダンスに基づいて、前記基板が存在しないのか、前記基板が存在するが前記台座にクランプされていないのか、または前記基板が存在し前記台座にクランプされているのかを決定するように構成される、システム。
11. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記少なくとも３つの電極と前記基板との間の前記インピーダンスを検知することによって、台座－基板間のギャップ、ならびに前記台座と前記基板との間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される、システム。
12. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記少なくとも３つの電極と前記基板との間の前記インピーダンスを検知することによって、台座－基板間の相対偏心率を測定するように構成される、システム。
13. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記台座および前記シャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置され、前記少なくとも３つの電極は、前記垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に前記台座内で配置される、システム。
14. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、パイ形状であり、前記システムは、前記少なくとも３つの電極よりも大きい半径を有する環状電極をさらに備える、システム。
15. 請求項１４に記載のシステムであって、
    前記環状電極は、半径方向内側に延びる複数のスポーク状部分を含み、前記スポーク状部分の各々は、前記少なくとも３つの電極とは異なる対の電極の間に配置される、システム。
16. 請求項１４に記載のシステムであって、
    前記台座および前記シャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置され、前記少なくとも３つの電極および前記環状電極は、前記垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に前記台座内で配置される、システム。
17. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、パイ形状であり、前記システムは、前記少なくとも３つの電極よりも小さい半径を有するディスク形状の電極をさらに備える、システム。
18. 請求項１７に記載のシステムであって、
    前記台座および前記シャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置され、前記少なくとも３つの電極は、前記垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に前記台座内で配置され、前記ディスク形状の電極は、前記水平面に平行な別々のプレートに前記台座内で配置される、システム。
19. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、パイ形状であり、前記システムは、前記少なくとも３つの電極よりも大きい半径を有し、前記少なくとも３つの電極の周囲に配置された複数の円弧形状の電極をさらに備える、システム。
20. 請求項１９に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極は、水平面に平行な１つまたは複数の平面に前記台座内で配置される、システム。
21. 請求項１に記載のシステムであって、
    複数のスイッチをさらに備え、前記コントローラは、前記複数のスイッチを使用して対にある前記少なくとも３つの電極に接続するように構成される、システム。
22. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記少なくとも３つの電極のそれぞれの対に直接接続されてインピーダンスを検知する複数の検知回路を備える、システム。
23. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極よりも大きい半径を有する環状電極と、
    複数のスイッチと
    をさらに備え、
    前記コントローラは、前記複数のスイッチを使用して対にある前記少なくとも３つの電極および前記環状電極に接続するように構成され、前記対の各々は、前記環状電極と、前記少なくとも３つの電極のうちの異なる１つとを含む、
    システム。
24. 請求項１７に記載のシステムであって、
    複数のスイッチをさらに備え、前記コントローラは、前記複数のスイッチを使用して対にある前記少なくとも３つの電極および前記ディスク形状の電極に接続するように構成され、前記対の各々は、前記ディスク形状の電極と、前記少なくとも３つの電極のうちの異なる１つとを含む、システム。
25. 請求項１９に記載のシステムであって、
    複数のスイッチをさらに備え、前記コントローラは、前記複数のスイッチを使用して対にある前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極に接続するように構成され、前記対の各々は、前記少なくとも３つの電極のうちの異なる１つと、前記複数の円弧形状の電極のうちの異なる１つとを含む、システム。
26. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記台座は、
    ベースプレートと、
    前記ベースプレート上に配置された誘電体プレートと
    を備え、
    前記少なくとも３つの電極は、前記誘電体プレートに配置される、
    システム。
27. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、単一のＤＣ電位に接続される、システム。
28. 請求項２に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、
    前記円周電極は、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される、
    システム。
29. 請求項１７に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、
    前記ディスク形状の電極は、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される、
    システム。
30. 請求項１９に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、
    前記複数の円弧形状の電極は、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される、
    システム。
31. 請求項１６に記載のシステムであって、
    前記ディスク形状の電極は、第１の電位に接続され、
    前記少なくとも３つの電極は、３６０度を前記少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する時変電位に接続される、
    システム。
32. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、
    互いに正反対に配置され、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続された第１の対の電極と、
    互いに正反対に配置され、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続された第２の対の電極と
    を含む、システム。
33. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、
    互いに正反対に配置され、第１の極性、および前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第１の時変電位にそれぞれ接続される第１の電極および第２の電極を含む第１の対の電極と、
    互いに正反対に配置され、前記第１の極性および前記第２の極性を有する第２の時変電位にそれぞれ接続される第３の電極および第４の電極を含む第２の対の電極と
    を含み、
    前記第２の時変電位は、３６０度を前記少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する、
    システム。
34. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記台座と前記シャワーヘッドとの間にプラズマが存在する状態で前記少なくとも３つの電極と前記シャワーヘッドとの間のインピーダンスを検知することによって、前記台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の前記大きさおよび前記方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される、システム。
35. システムであって、
    処理チャンバ内のシャワーヘッドの下に配置された台座であって、
    処理中に基板を前記台座にクランプする少なくとも３つの電極であって、前記少なくとも３つの電極は、パイ形状である少なくとも３つの電極、ならびに
    前記少なくとも３つの電極よりも大きい半径を有する環状電極
    を含む台座と、
    前記シャワーヘッドと前記少なくとも３つの電極および前記環状電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに前記台座と前記シャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたコントローラと
    を備える、システム。
36. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記環状電極は、半径方向内側に延びる複数のスポーク状部分を含み、前記スポーク状部分の各々は、前記少なくとも３つの電極とは異なる対の電極の間に配置される、システム。
37. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記台座および前記シャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置され、前記少なくとも３つの電極および前記環状電極は、前記垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に前記台座内で配置される、システム。
38. 請求項３５に記載のシステムであって、
    複数のスイッチをさらに備え、前記コントローラは、前記複数のスイッチを使用して対にある前記少なくとも３つの電極および前記環状電極に接続するように構成され、前記対の各々は、前記環状電極と、前記少なくとも３つの電極のうちの異なる１つとを含む、システム。
39. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記台座を移動させること、および前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成された複数のアクチュエータ
    をさらに備え、
    前記複数のアクチュエータの各々は、少なくとも３つの自由度を有する、
    システム。
40. 請求項３９に記載のシステムであって、
    前記複数のアクチュエータは、前記台座を移動させること、および前記台座を移動させること、前記シャワーヘッドを移動させること、または前記台座と前記シャワーヘッドの相対位置に影響を与えることによって前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成される、システム。
41. 請求項３９に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記アクチュエータを制御して前記台座－シャワーヘッド間のギャップを調整し、前記相対傾斜の前記大きさおよび前記方向のうちの前記少なくとも１つを調整するように構成される、システム。
42. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記インピーダンスに基づいて、前記基板が存在しないのか、前記基板が存在するが前記台座にクランプされていないのか、または前記基板が存在し前記台座にクランプされているのかを決定するように構成される、システム。
43. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記基板と前記少なくとも３つの電極および前記環状電極との間の前記インピーダンスを検知することによって、台座－基板間のギャップ、ならびに前記台座と前記基板との間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される、システム。
44. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記基板と前記少なくとも３つの電極および前記環状電極との間の前記インピーダンスを検知することによって、台座－基板間の相対偏心率を測定するように構成される、システム。
45. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記少なくとも３つの電極および前記環状電極のそれぞれの対に直接接続されてインピーダンスを検知する複数の検知回路を備える、システム。
46. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記台座は、
    ベースプレートと、
    前記ベースプレート上に配置された誘電体プレートと
    を備え、
    前記少なくとも３つの電極および前記環状電極は、前記誘電体プレートに配置される、
    システム。
47. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極および前記環状電極は、単一のＤＣ電位に接続される、システム。
48. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、
    前記環状電極は、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される、
    システム。
49. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、
    互いに正反対に配置され、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続された第１の対の電極と、
    互いに正反対に配置され、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続された第２の対の電極と
    を含む、システム。
50. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、
    互いに正反対に配置され、第１の極性、および前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第１の時変電位にそれぞれ接続される第１の電極および第２の電極を含む第１の対の電極と、
    互いに正反対に配置され、前記第１の極性および前記第２の極性を有する第２の時変電位にそれぞれ接続される第３の電極および第４の電極を含む第２の対の電極と
    を含み、
    前記第２の時変電位は、３６０度を前記少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する、
    システム。
51. 請求項３５に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記台座と前記シャワーヘッドとの間にプラズマが存在する状態で前記シャワーヘッドと前記少なくとも３つの電極および前記環状電極との間のインピーダンスを検知することによって、前記台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の前記大きさおよび前記方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される、システム。
52. システムであって、
    処理チャンバ内のシャワーヘッドの下に配置された台座であって、
    処理中に基板を前記台座にクランプする少なくとも３つの電極であって、前記少なくとも３つの電極は、パイ形状である少なくとも３つの電極、ならびに
    前記少なくとも３つの電極よりも小さい半径を有するディスク形状の電極
    を含む台座と、
    前記シャワーヘッドと前記少なくとも３つの電極および前記ディスク形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに前記台座と前記シャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたコントローラと
    を備える、システム。
53. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記台座および前記シャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置され、前記少なくとも３つの電極は、前記垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に前記台座内で配置され、前記ディスク形状の電極は、前記水平面に平行な別々のプレートに前記台座内で配置される、システム。
54. 請求項５２に記載のシステムであって、
    複数のスイッチをさらに備え、前記コントローラは、前記複数のスイッチを使用して対にある前記少なくとも３つの電極および前記ディスク形状の電極に接続するように構成され、前記対の各々は、前記ディスク形状の電極と、前記少なくとも３つの電極のうちの異なる１つとを含む、システム。
55. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、
    前記ディスク形状の電極は、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される、
    システム。
56. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記台座を移動させること、および前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成された複数のアクチュエータ
    をさらに備え、
    前記複数のアクチュエータの各々は、少なくとも３つの自由度を有する、
    システム。
57. 請求項５６に記載のシステムであって、
    前記複数のアクチュエータは、前記台座を移動させること、および前記台座を移動させること、前記シャワーヘッドを移動させること、または前記台座と前記シャワーヘッドの相対位置に影響を与えることによって前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成される、システム。
58. 請求項５６に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記アクチュエータを制御して前記台座－シャワーヘッド間のギャップを調整し、前記相対傾斜の前記大きさおよび前記方向のうちの前記少なくとも１つを調整するように構成される、システム。
59. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記インピーダンスに基づいて、前記基板が存在しないのか、前記基板が存在するが前記台座にクランプされていないのか、または前記基板が存在し前記台座にクランプされているのかを決定するように構成される、システム。
60. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記基板と前記少なくとも３つの電極および前記ディスク形状の電極との間の前記インピーダンスを検知することによって、台座－基板間のギャップ、ならびに前記台座と前記基板との間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される、システム。
61. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記基板と前記少なくとも３つの電極および前記ディスク形状の電極との間の前記インピーダンスを検知することによって、台座－基板間の相対偏心率を測定するように構成される、システム。
62. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記少なくとも３つの電極および前記ディスク形状の電極のそれぞれの対に直接接続されてインピーダンスを検知する複数の検知回路を備える、システム。
63. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記台座は、
    ベースプレートと、
    前記ベースプレート上に配置された誘電体プレートと
    を備え、
    前記少なくとも３つの電極および前記ディスク形状の電極は、前記誘電体プレートに配置される、
    システム。
64. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極および前記ディスク形状の電極は、単一のＤＣ電位に接続される、システム。
65. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、
    互いに正反対に配置され、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続された第１の対の電極と、
    互いに正反対に配置され、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続された第２の対の電極と
    を含む、システム。
66. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、
    互いに正反対に配置され、第１の極性、および前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第１の時変電位にそれぞれ接続される第１の電極および第２の電極を含む第１の対の電極と、
    互いに正反対に配置され、前記第１の極性および前記第２の極性を有する第２の時変電位にそれぞれ接続される第３の電極および第４の電極を含む第２の対の電極と
    を含み、
    前記第２の時変電位は、３６０度を前記少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する、
    システム。
67. 請求項５２に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記台座と前記シャワーヘッドとの間にプラズマが存在する状態で前記シャワーヘッドと前記少なくとも３つの電極および前記ディスク形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、前記台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の前記大きさおよび前記方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される、システム。
68. システムであって、
    処理チャンバ内のシャワーヘッドの下に配置された台座であって、
    処理中に基板を前記台座にクランプする少なくとも３つの電極であって、前記少なくとも３つの電極は、パイ形状である少なくとも３つの電極、ならびに
    前記少なくとも３つの電極よりも大きい半径を有し、前記少なくとも３つの電極の周囲に配置された複数の円弧形状の電極
    を含む台座と、
    前記シャワーヘッドと前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに前記台座と前記シャワーヘッドとの間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたコントローラと
    を備える、システム。
69. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記台座および前記シャワーヘッドは、垂直軸に沿って配置され、前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極は、前記垂直軸に直角である水平面に平行な１つまたは複数の平面に前記台座内で配置される、システム。
70. 請求項６８に記載のシステムであって、
    複数のスイッチをさらに備え、前記コントローラは、前記複数のスイッチを使用して対にある前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極に接続するように構成され、前記対の各々は、前記少なくとも３つの電極のうちの異なる１つと、前記複数の円弧形状の電極のうちの異なる１つとを含む、システム。
71. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続され、
    前記複数の円弧形状の電極は、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続される、
    システム。
72. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記台座を移動させること、および前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成された複数のアクチュエータ
    をさらに備え、
    前記複数のアクチュエータの各々は、少なくとも３つの自由度を有する、
    システム。
73. 請求項７２に記載のシステムであって、
    前記複数のアクチュエータは、前記台座を移動させること、および前記台座を移動させること、前記シャワーヘッドを移動させること、または前記台座と前記シャワーヘッドの相対位置に影響を与えることによって前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の向きを変えることのうちの少なくとも１つを行うように構成される、システム。
74. 請求項７２に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記アクチュエータを制御して前記台座－シャワーヘッド間のギャップを調整し、前記相対傾斜の前記大きさおよび前記方向のうちの前記少なくとも１つを調整するように構成される、システム。
75. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記インピーダンスに基づいて、前記基板が存在しないのか、前記基板が存在するが前記台座にクランプされていないのか、または前記基板が存在し前記台座にクランプされているのかを決定するように構成される、システム。
76. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記基板と前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極との間の前記インピーダンスを検知することによって、台座－基板間のギャップ、ならびに前記台座と前記基板との間の相対傾斜の大きさおよび方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される、システム。
77. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記基板と前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極との間の前記インピーダンスを検知することによって、台座－基板間の相対偏心率を測定するように構成される、システム。
78. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極のそれぞれの対に直接接続されてインピーダンスを検知する複数の検知回路を備える、システム。
79. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記台座は、
    ベースプレートと、
    前記ベースプレート上に配置された誘電体プレートと
    を備え、
    前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極は、前記誘電体プレートに配置される、
    システム。
80. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極は、単一のＤＣ電位に接続される、システム。
81. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、
    互いに正反対に配置され、第１の極性を有する第１のＤＣ電位に接続された第１の対の電極と、
    互いに正反対に配置され、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第２のＤＣ電位に接続された第２の対の電極と
    を含む、システム。
82. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記少なくとも３つの電極は、
    互いに正反対に配置され、第１の極性、および前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する第１の時変電位にそれぞれ接続される第１の電極および第２の電極を含む第１の対の電極と、
    互いに正反対に配置され、前記第１の極性および前記第２の極性を有する第２の時変電位にそれぞれ接続される第３の電極および第４の電極を含む第２の対の電極と
    を含み、
    前記第２の時変電位は、３６０度を前記少なくとも３つの電極の総数で割った位相シフトを有する、
    システム。
83. 請求項６８に記載のシステムであって、
    前記コントローラは、前記台座と前記シャワーヘッドとの間にプラズマが存在する状態で前記シャワーヘッドと前記少なくとも３つの電極および前記複数の円弧形状の電極との間のインピーダンスを検知することによって、前記台座－シャワーヘッド間のギャップ、ならびに前記台座と前記シャワーヘッドとの間の前記相対傾斜の前記大きさおよび前記方向のうちの少なくとも１つを測定するように構成される、システム。

Images