KR102307737B1 - 정전 용량 측정용의 센서 칩 및 센서 칩을 구비한 측정기 - Google Patents

정전 용량 측정용의 센서 칩 및 센서 칩을 구비한 측정기 Download PDF

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Abstract

특정 방향에 높은 지향성을 가지고 정전 용량의 측정을 행하는 것을 가능하게 한다. 일실시 형태의 정전 용량 측정용의 센서 칩은 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 가지고 있다. 제 1 전극은 제 1 부분을 가지고 있다. 제 2 전극은 제 1 전극의 제 1 부분 상에서 연장되는 제 2 부분을 가지고, 센서 칩 내에서 제 1 전극으로부터 절연되어 있다. 제 3 전극은 제 1 전극의 제 1 부분 및 제 2 전극의 제 2 부분에 교차하는 방향으로 연장되는 전면을 가지고, 제 1 부분 상, 또한 제 2 부분 상에 마련되어 있고, 상기 센서 칩 내에서 제 1 전극 및 제 2 전극으로부터 절연되어 있다.

Description

정전 용량 측정용의 센서 칩 및 센서 칩을 구비한 측정기 {SENSOR CHIP FOR ELECTROSTATIC CAPACITANCE MEASUREMENT AND MEASURING DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명의 실시 형태는, 정전 용량 측정용의 센서 칩 및 해당 센서 칩을 구비한 측정기에 관한 것이다.
반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에서는, 피처리체를 처리하기 위한 처리 장치가 이용된다. 처리 장치는, 일반적으로 처리 용기 및 배치대를 가지고 있다. 피처리체는 반송 장치에 의해 처리 용기 내로 반입되고, 배치대 상에 배치된다. 그리고, 피처리체는 처리 용기 내에서 처리된다.
배치대 상에서의 피처리체의 위치는, 당해 피처리체의 처리의 면내 균일성과 같은 각종 요구를 충족하기 위하여, 중요한 요소이다. 따라서, 반송 장치는 배치대 상의 정해진 위치로 피처리체를 반송할 필요가 있다. 반송 장치에 의한 피처리체의 반송 위치가 정해진 위치로부터 이탈해 있는 경우에는, 반송 장치의 반송처를 특정하는 좌표 정보가 수정되어야 한다.
반송 장치의 좌표 정보의 수정을 위해서는, 배치대 상에서의 피처리체의 위치를 검출할 필요가 있다. 종래, 이러한 위치의 검출에는 정전 용량 센서가 이용되고 있다. 정전 용량 센서를 이용한 위치의 검출에 대해서는, 예를 들면 하기의 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
일본특허명세서 제4,956,328호
그런데, 플라즈마 처리 장치와 같은 처리 장치에서는, 피처리체를 흡착하는 정전 척을 가지는 배치대가 이용되고 있다. 또한 배치대 상에는, 피처리체의 엣지를 둘러싸도록 포커스 링이 마련되어 있다.
도 1은 정전 척과 포커스 링의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 정전 척(ESC)은 대략 원반 형상을 가지고 있다. 포커스 링(FR)은, 정전 척(ESC)을 둘러싸도록, 당해 정전 척(ESC)의 중심축선(AXE)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 포커스 링(FR)은 제 1 부분(P1) 및 제 2 부분(P2)을 가지고 있다. 제 1 부분(P1) 및 제 2 부분(P2)은 환상(環狀) 판 형상을 가지고 있다. 제 2 부분(P2)은 제 1 부분(P1) 상에 마련되어 있다. 제 2 부분(P2)의 내연(P2i)은 제 1 부분(P1)의 내연(P1i)의 직경보다 큰 직경을 가지고 있다. 피처리체(도 1에서는, 웨이퍼(W))는 그 엣지 영역이 포커스 링(FR)의 제 1 부분(P1) 상에 위치하도록, 정전 척(ESC) 상에 배치된다.
상기와 같은 정전 척(ESC)과 포커스 링(FR)을 이용하는 구성에서는, 피처리체의 엣지와 포커스 링(FR)의 제 2 부분(P2)의 내연(P2i) 사이의 간극의 거리가 둘레 방향에서 변동되어 있으면, 플라즈마의 편향이 발생하여, 피처리체의 면내의 에칭 치수가 변동하는 등의 특성의 불균일이 발생한다. 또한, 피처리체에 대한 파티클의 국소적인 부착이 발생한다. 따라서, 피처리체의 엣지와 포커스 링(FR)의 제 2 부분(P2)의 내연(P2i) 사이의 간극의 거리가 둘레 방향에서 대략 일정하게 되도록, 반송 장치의 좌표 정보, 즉 피처리체의 반송처의 좌표 정보를 수정할 필요가 있다. 이를 위해서는, 피처리체의 엣지와 포커스 링(FR)의 제 2 부분(P2)의 내연(P2i) 사이의 간극의 거리를 측정할 필요가 있다.
따라서 본원 발명자는, 상기 거리를 반영하는 물리량으로서 정전 용량을 측정하기 위한 센서 칩을 피처리체와 동일 형상의 측정기에 탑재하고, 당해 측정기를 반송 장치에 의해 정전 척 상으로 반송하고, 당해 측정기에 의해 정전 용량을 취득하는 기술을 개발하고 있다. 도 2에 정전 용량을 측정하기 위한 센서 칩의 일례의 종단면에서의 구조를 나타낸다. 도 2에 나타내는 센서 칩(1000)은, 피처리체와 동일 형상의 측정기의 엣지를 따라 배치 가능한 센서 칩의 일례이며, 기판부(1002) 및 전극(1004)을 가지고 있다. 기판부(1002)는 본체부(1002m)를 가지고 있다. 본체부(1002m)는 예를 들면 실리콘으로 형성된다. 본체부(1002m)의 표면에는 절연 영역(1002f)이 형성되어 있다. 절연 영역(1002f)은 예를 들면 열산화막이다. 기판부(1002)는 상면(1002a), 하면(1002b) 및 단면(端面)(1002c)을 가지고 있다. 단면(1002c)은 단(段) 형상으로 형성되어 있고, 단면(1002c)의 하측 부분(1002d)은 당해 단면(1002c)의 상측 부분(1002u)보다 포커스 링(FR) 측으로 돌출되어 있다. 전극(1004)은 단면(1002c)의 상측 부분(1002u)을 따라 마련되어 있다.
도 3은, 도 2에 나타내는 센서 칩의 전극을 정전 용량 미터에 접속하고, 당해 센서 칩(1000)을 포커스 링(FR)의 제 2 부분(P2)의 내연(P2i)을 향하는 방향(RD)(도 2 참조)으로 이동시키면서 측정한 정전 용량을 나타내고 있다. 또한, 정전 용량의 측정 시의 제 1 부분(P1)의 상면(P1t)과 센서 칩(1000)의 하면 간의 거리(LVD)(도 2 참조)는 100 μm이다. 도 3에서, 횡축은 기판부(1002)의 단면(1002c)의 하측 부분(1002d)과 포커스 링(FR)의 제 2 부분(P2)의 내연(P2i) 간의 거리(LRD)(도 2 참조)를 나타내고 있고, 종축은 정전 용량을 나타내고 있다. 또한 도 3에는, 방향(RD)으로만 정전 용량이 존재한다고 가정했을 때의 정전 용량의 계산값과, 센서 칩(1000)을 이용하여 측정된 정전 용량의 실측값이 나타나 있다.
도 3에 나타내는 계산값과 대비하여 실측값을 참조하면, 거리(LRD)가 약 2.5 mm일 때, 센서 칩(1000)을 이용한 측정에 의해 얻어지는 정전 용량(실측값)이 급격하게 커지는 현상이 발생하고 있다. 이 2.5 mm의 거리(LRD)는, 제 2 부분(P2)의 내연(P2i)과 제 1 부분(P1)의 내연(P1i) 간의 거리(L12)(도 2 참조)와 동일한 거리이다. 따라서, 이 현상은, 센서 칩(1000)의 전극(1004)에 대하여 포커스 링(FR)의 내연(제 2 부분(P2)의 내연(P2i))이 존재하는 특정 방향(도 2의 방향(RD))의 정전 용량뿐 아니라, 하방(도 2의 방향(VD))에서의 정전 용량이, 센서 칩(1000)에 의한 측정에 영향을 주고 있는 것을 나타내고 있다. 그러나, 포커스 링(FR)의 내연과 센서 칩(1000) 간의 거리(LRD)의 파악에 있어서, 센서 칩(1000)의 하방에서의 정전 용량은 불필요하다.
따라서, 특정 방향으로 높은 지향성을 가지고 정전 용량의 측정을 행하는 것을 가능하게 할 필요가 있다.
일태양에서는, 정전 용량 측정용의 센서 칩이 제공된다. 이 센서 칩은 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 가지고 있다. 제 1 전극은 제 1 부분을 가지고 있다. 제 2 전극은 제 1 전극의 제 1 부분 상에서 연장되는 제 2 부분을 가지고, 센서 칩 내에서 제 1 전극으로부터 절연되어 있다. 제 3 전극은, 제 1 전극의 제 1 부분 및 제 2 전극의 제 2 부분에 교차하는 방향으로 연장되는 전면(前面)을 가지고, 제 1 부분 상 또한 제 2 부분 상에 마련되어 있고, 상기 센서 칩 내에서 제 1 전극 및 제 2 전극으로부터 절연되어 있다.
일태양에 따른 센서 칩에서는, 센서 전극인 제 3 전극이 제 1 전극의 제 1 부분 상에 마련되어 있고, 제 1 전극의 제 1 부분과 제 3 전극의 사이에는 제 2 전극의 제 2 부분이 개재되어 있다. 이 센서 칩의 이용 시에는, 제 1 전극의 전위가 그라운드 전위로 설정되고, 제 2 전극과 제 3 전극에 고주파 신호가 공급된다. 이 때, 제 3 전극의 전압 진폭은, 상기 제 3 전극에 대하여 제 1 전극이 마련되어 있는 방향, 즉 센서 칩의 하방으로부터의 정전 용량의 영향을 받지 않고, 특정 방향, 즉 상기 제 3 전극의 전면이 향하고 있는 방향에서의 정전 용량을 반영한 전압 진폭이 된다. 따라서, 이 센서 칩을 이용함으로써, 특정 방향에 높은 지향성을 가지고 정전 용량을 측정하는 것이 가능해진다.
일실시 형태에서는, 제 1 전극 및 제 2 전극은, 제 3 전극의 전면이 배치되어 있는 영역의 측에서 개구되고, 또한, 제 3 전극의 주위를 둘러싸도록 연장되어 있어도 된다. 이 실시 형태에 따르면, 제 1 전극 및 제 2 전극에 의해, 제 3 전극이 특정 방향 이외의 방향에 대하여 차폐된다. 따라서, 정전 용량의 측정에서의 특정 방향에 대한 지향성이 더 향상된다.
일실시 형태에서는, 센서 칩은 단면을 더 구비하고 있고, 상기 단면은, 정해진 곡률을 가지는 곡면이며, 제 3 전극의 전면은 상기 단면을 따라 연장되어 있어도 된다. 이 실시 형태에 따르면, 제 3 전극의 전면의 각 위치와 포커스 링의 내연 간의 직경 방향의 거리를 대략 등거리로 설정할 수 있다. 따라서, 정전 용량의 측정의 정밀도가 더 향상된다.
일실시 형태에서는, 센서 칩은 기판부를 더 구비할 수 있다. 기판부는 전면 및 하면을 포함하는 표면을 가지고, 상기 표면에서 절연성을 가진다. 제 3 전극은 기판부의 전면을 따라 연장되어 있고, 제 2 전극의 제 2 부분은 기판부의 하면을 따라 연장되어 있다. 일실시 형태에서는, 기판부는 절연 재료로 형성되어 있다. 기판부가 절연 재료로 형성됨으로써, 센서 칩의 내부 정전 용량이 저감된다. 또한 일실시 형태에서, 절연 재료는 붕규산 글라스, 질화 실리콘, 석영 또는 산화 알루미늄일 수 있다.
다른 태양에 있어서는, 정전 용량을 측정하기 위한 측정기가 제공된다. 이 측정기는 베이스 기판, 복수의 센서 칩 및 회로 기판을 구비하고 있다. 복수의 센서 칩은 상술한 센서 칩 중 어느 하나이며, 베이스 기판의 엣지를 따라 배열되어 있다. 회로 기판은 베이스 기판 상에 탑재되어 있다. 회로 기판은 그라운드 전위선, 고주파 발진기, C/V 변환 회로 및 A/D 변환기를 가지고 있다. 그라운드 전위선은 제 1 전극에 전기적으로 접속 가능하다. 고주파 발진기는 고주파 신호를 발생하도록 구성되어 있고, 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에 전기적으로 접속되어 있다. C/V 변환 회로는 복수의 센서 칩의 각각의 제 3 전극에서의 전압 진폭을, 정전 용량을 나타내는 전압 신호로 변환하도록 구성되어 있다. A/D 변환기는 C/V 변환 회로로부터 출력되는 전압 신호를 디지털값으로 변환한다. 이 태양의 측정기에 의하면, 센서 칩의 제 3 전극에서의 전압 진폭으로부터, 정전 용량을 나타내는 디지털값을 취득하는 것이 가능해진다.
일실시 형태에서는, 회로 기판은 기억 장치 및 통신 장치를 더 가질 수 있다. 기억 장치는 상기 디지털값을 기억하도록 구성되어 있다. 통신 장치는 기억 장치에 기억된 디지털값을 무선 송신하도록 구성되어 있다. 이 실시 형태에 따르면, 기억 장치에 기억된 디지털값을 무선 송신하는 것이 가능해진다.
일실시 형태에서는, 회로 기판은 제 1 전극을 그라운드 전위선에 선택적으로 접속하기 위한 스위치를 더 가지고 있어도 된다. 제 1 전극이 그라운드 전위선에 접속되어 있을 때는, 측정기는 상기 특정 방향에서의 정전 용량을 측정할 수 있다. 한편, 제 1 전극이 그라운드 전위선으로부터 접속되어 있지 않을 때는, 측정기는 상기 특정 방향의 정전 용량과 하방의 정전 용량의 합성 정전 용량을 측정할 수 있다.
일실시 형태에서는, 베이스 기판은 원반 형상을 가지고 있고, 복수의 센서 칩은 베이스 기판의 엣지를 따라 마련되어 있어도 된다. 이 실시 형태에서는, 복수의 센서 칩의 각각은 단면을 가지고 있고, 상기 단면은 정해진 곡률을 가지는 곡면이며, 제 3 전극의 전면은 상기 단면을 따라 연장된다. 이 실시 형태에서는, 측정기는, 원반 형상인 피처리체의 형상과 대략 동일 형상을 가지는 것이 된다. 또한 측정기는, 포커스 링과 상기 측정기의 엣지 간의 거리를 반영한 특정 방향에서의 정전 용량을 높은 정밀도로 측정하는 것이 가능해진다.
이상에 설명한 바와 같이, 특정 방향으로 높은 지향성을 가지고 정전 용량의 측정을 행하는 것이 가능해진다.
도 1은 정전 척과 포커스 링의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 정전 용량을 측정하기 위한 센서 칩의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은 도 2의 센서 칩을 이용하여 측정한 정전 용량을 나타내는 그래프이다.
도 4는 반송 장치를 가지는 처리 시스템을 예시하는 도이다.
도 5는 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은 일실시 형태에 따른 측정기의 사시도이다.
도 7은 일실시 형태에 따른 센서 칩의 사시도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX선을 따라 취한 단면도이다.
도 10은 일실시 형태에서의 회로 기판의 구성을 나타내는 도이다.
도 11은 회로 기판(106) 및 센서 칩(104)의 등가 회로도이다.
도 12는 일실시 형태에 따른 처리 시스템의 반송 장치의 조정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13은 다른 실시 형태에 따른 센서 칩의 종단면도이다.
도 14는 센서 칩의 성능 평가의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 15는 또 다른 실시 형태에 따른 센서 칩의 종단면도이다.
이하에, 도면을 참조하여 각종 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.
먼저, 피처리체(이하, '웨이퍼(W)'라고 하는 경우가 있음)를 처리하기 위한 처리 장치 및 당해 처리 장치로 피처리체를 반송하기 위한 반송 장치를 가지는 처리 시스템에 대하여 설명한다. 도 4는 반송 장치를 가지는 처리 시스템을 예시하는 도이다. 도 4에 나타내는 처리 시스템(1)은 받침대(2a ~ 2d), 용기(4a ~ 4d), 로더 모듈(LM), 얼라이너(AN), 로드록 챔버(LL1, LL2), 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6) 및 트랜스퍼 챔버(TC)를 구비하고 있다.
받침대(2a ~ 2d)는 로더 모듈(LM)의 일 가장자리를 따라 배열되어 있다. 용기(4a ~ 4d)는 각각 받침대(2a ~ 2d) 상에 탑재되어 있다. 용기(4a ~ 4d)는 각각 웨이퍼(W)를 수용하도록 구성되어 있다.
로더 모듈(LM)은 대기압 상태의 반송 공간을 그 내부에 구획 형성하는 챔버벽을 가지고 있다. 로더 모듈(LM)은 이 반송 공간 내에 반송 장치(TU1)를 가지고 있다. 반송 장치(TU1)는 용기(4a ~ 4d)와 얼라이너(AN)의 사이, 얼라이너(AN)와 로드록 챔버(LL1 ~ LL2)의 사이, 로드록 챔버(LL1 ~ LL2)와 용기(4a ~ 4d)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하도록 구성되어 있다.
얼라이너(AN)는 로더 모듈(LM)과 접속되어 있다. 얼라이너(AN)는 웨이퍼(W)의 위치 조정(위치의 교정)을 행하도록 구성되어 있다. 얼라이너(AN)에서의 웨이퍼(W)의 위치 조정은, 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫 또는 노치 등을 이용하여 행해질 수 있다.
로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2)의 각각은, 로더 모듈(LM)과 트랜스퍼 챔버(TC)의 사이에 마련되어 있다. 로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2)의 각각은 예비 감압실을 제공하고 있다.
트랜스퍼 챔버(TC)는 로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2)에 게이트 밸브를 개재하여 접속되어 있다. 트랜스퍼 챔버(TC)는 감압 가능한 감압실을 제공하고 있고, 당해 감압실에 반송 장치(TU2)를 수용하고 있다. 반송 장치(TU2)는 로드록 챔버(LL1 ~ LL2)와 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6)의 사이, 및, 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6) 중 임의의 두 개의 프로세스 모듈 사이에서, 웨이퍼(W)를 반송하도록 구성되어 있다.
프로세스 모듈(PM1 ~ PM6)은 트랜스퍼 챔버(TC)에 게이트 밸브를 개재하여 접속되어 있다. 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6)의 각각은, 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 처리와 같은 전용의 처리를 행하도록 구성된 처리 장치이다.
이 처리 시스템(1)에서 웨이퍼(W)의 처리가 행해질 시의 일련의 동작은 이하와 같이 예시된다. 로더 모듈(LM)의 반송 장치(TU1)가, 용기(4a ~ 4d) 중 어느 일방으로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 당해 웨이퍼(W)를 얼라이너(AN)로 반송한다. 이어서, 반송 장치(TU1)는, 위치 조정된 웨이퍼(W)를 얼라이너(AN)로부터 취출하여, 당해 웨이퍼(W)를 로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2) 중 일방의 로드록 챔버로 반송한다. 이어서, 일방의 로드록 챔버가 예비 감압실의 압력을 정해진 압력으로 감압한다. 이어서, 트랜스퍼 챔버(TC)의 반송 장치(TU2)가, 일방의 로드록 챔버로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 당해 웨이퍼(W)를 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6) 중 어느 일방으로 반송한다. 그리고, 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6) 중 하나 이상의 프로세스 모듈이 웨이퍼(W)를 처리한다. 그리고, 반송 장치(TU2)가, 처리 후의 웨이퍼를 프로세스 모듈로부터 로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2) 중 일방의 로드록 챔버로 반송한다. 이어서, 반송 장치(TU1)가 웨이퍼(W)를 일방의 로드록 챔버로부터 용기(4a ~ 4d) 중 어느 일방으로 반송한다.
이 처리 시스템(1)은 제어부(MC)를 더 구비하고 있다. 제어부(MC)는 프로세서, 메모리와 같은 기억 장치, 표시 장치, 입출력 장치, 통신 장치 등을 구비하는 컴퓨터일 수 있다. 상술한 처리 시스템(1)의 일련의 동작은, 기억 장치에 기억된 프로그램에 따른 제어부(MC)에 의한 처리 시스템(1)의 각 부의 제어에 의해 실현되도록 되어 있다.
도 5는 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6) 중 어느 일방으로서 채용될 수 있는 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도이다. 도 5에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는 용량 결합형 플라즈마 에칭 장치이다. 플라즈마 처리 장치(10)는 대략 원통 형상의 처리 용기(12)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있고, 그 내벽면에는 양극 산화 처리가 실시될 수 있다. 이 처리 용기(12)는 보안 접지되어 있다.
처리 용기(12)의 저부 상에는 대략 원통 형상의 지지부(14)가 마련되어 있다. 지지부(14)는 예를 들면 절연 재료로 구성되어 있다. 지지부(14)는 처리 용기(12) 내에서, 처리 용기(12)의 저부로부터 연직 방향으로 연장되어 있다. 또한, 처리 용기(12) 내에는 배치대(PD)가 마련되어 있다. 배치대(PD)는 지지부(14)에 의해 지지되어 있다.
배치대(PD)는 하부 전극(LE) 및 정전 척(ESC)을 가지고 있다. 하부 전극(LE)은 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)를 포함하고 있다. 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)는 예를 들면 알루미늄과 같은 금속으로 구성되어 있고, 대략 원반 형상을 이루고 있다. 제 2 플레이트(18b)는 제 1 플레이트(18a) 상에 마련되어 있고, 제 1 플레이트(18a)에 전기적으로 접속되어 있다.
제 2 플레이트(18b) 상에는 정전 척(ESC)이 마련되어 있다. 정전 척(ESC)은 도전막인 전극을 한 쌍의 절연층 또는 절연 시트 사이에 배치한 구조를 가지고 있고, 대략 원반 형상을 가지고 있다. 정전 척(ESC)의 전극에는 직류 전원(22)이 스위치(23)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 이 정전 척(ESC)은, 직류 전원(22)으로부터의 직류 전압에 의해 생긴 쿨롱력 등의 정전력에 의해 웨이퍼(W)를 흡착한다. 이에 의해, 정전 척(ESC)은 웨이퍼(W)를 유지할 수 있다.
제 2 플레이트(18b)의 주연부 상에는 포커스 링(FR)이 마련되어 있다. 이 포커스 링(FR)은, 도 1을 참조하여 설명한 포커스 링과 동일한 것이다. 즉, 포커스 링(FR)은 웨이퍼(W)의 엣지 및 정전 척(ESC)을 둘러싸도록 마련되어 있다. 포커스 링(FR)은 제 1 부분(P1) 및 제 2 부분(P2)을 가지고 있다. 제 1 부분(P1) 및 제 2 부분(P2)은 환상 판 형상을 가지고 있다. 제 2 부분(P2)은 제 1 부분(P1) 상에 마련되어 있다. 제 2 부분(P2)의 내연(P2i)은 제 1 부분(P1)의 내연(P1i)의 직경보다 큰 직경을 가지고 있다. 웨이퍼(W)는, 그 엣지 영역이 포커스 링(FR)의 제 1 부분(P1) 상에 위치하도록 정전 척(ESC) 상에 배치된다. 이 포커스 링(FR)은 실리콘, 탄화 규소, 산화 실리콘과 같은 각종 재료 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
제 2 플레이트(18b)의 내부에는 냉매 유로(24)가 마련되어 있다. 냉매 유로(24)는 온도 조절 기구를 구성하고 있다. 냉매 유로(24)에는 처리 용기(12)의 외부에 마련된 칠러 유닛으로부터 배관(26a)을 거쳐 냉매가 공급된다. 냉매 유로(24)에 공급된 냉매는, 배관(26b)을 거쳐 칠러 유닛으로 되돌려진다. 이와 같이, 냉매 유로(24)와 칠러 유닛의 사이에서는 냉매가 순환된다. 이 냉매의 온도를 제어함으로써, 정전 척(ESC)에 의해 지지된 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에는 가스 공급 라인(28)이 마련되어 있다. 가스 공급 라인(28)은 전열 가스 공급 기구로부터의 전열 가스 예를 들면 He 가스를, 정전 척(ESC)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면과의 사이로 공급한다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 상부 전극(30)을 구비하고 있다. 상부 전극(30)은 배치대(PD)의 상방에서, 당해 배치대(PD)와 대향 배치되어 있다. 상부 전극(30)과 배치대(PD)의 사이에는 웨이퍼(W)에 플라즈마 처리를 행하기 위한 처리 공간(S)이 제공되어 있다.
상부 전극(30)은 절연성 차폐 부재(32)를 개재하여, 처리 용기(12)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(30)은 천판(34) 및 지지체(36)를 포함할 수 있다. 천판(34)은 처리 공간(S)에 면하고 있고, 당해 천판(34)에는 복수의 가스 토출홀(34a)이 마련되어 있다. 이 천판(34)은 실리콘 또는 석영으로 형성될 수 있다. 혹은, 천판(34)은 알루미늄제인 모재의 표면에 산화 이트륨과 같은 내플라즈마성의 막을 형성함으로써 구성될 수 있다.
지지체(36)는 천판(34)을 착탈 가능하게 지지하는 것이며, 예를 들면 알루미늄과 같은 도전성 재료로 구성될 수 있다. 이 지지체(36)는 수냉 구조를 가질 수 있다. 지지체(36)의 내부에는 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 이 가스 확산실(36a)로부터는, 가스 토출홀(34a)에 연통하는 복수의 가스 통류홀(36b)이 하방으로 연장되어 있다. 또한, 지지체(36)에는 가스 확산실(36a)로 처리 가스를 유도하는 가스 도입구(36c)가 형성되어 있고, 이 가스 도입구(36c)에는 가스 공급관(38)이 접속되어 있다.
가스 공급관(38)에는 밸브군(42) 및 유량 제어기군(44)을 개재하여 가스 소스군(40)이 접속되어 있다. 가스 소스군(40)은 복수종의 가스용의 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 밸브군(42)은 복수의 밸브를 포함하고 있고, 유량 제어기군(44)은 매스 플로우 컨트롤러와 같은 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스는 각각, 밸브군(42)의 대응의 밸브 및 유량 제어기군(44)의 대응의 유량 제어기를 개재하여 가스 공급관(38)에 접속되어 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는 처리 용기(12)의 내벽을 따라 퇴적물 실드(46)가 착탈 가능하게 마련되어 있다. 퇴적물 실드(46)는 지지부(14)의 외주에도 마련되어 있다. 퇴적물 실드(46)는 처리 용기(12)에 에칭 부생물(퇴적물)이 부착하는 것을 방지하는 것이며, 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 구성될 수 있다.
처리 용기(12)의 저부측, 또한 지지부(14)와 처리 용기(12)의 측벽과의 사이에는 배기 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배기 플레이트(48)는, 예를 들면 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 구성될 수 있다. 배기 플레이트(48)에는 그 판 두께 방향으로 관통하는 복수의 홀이 형성되어 있다. 이 배기 플레이트(48)의 하방, 또한 처리 용기(12)에는 배기구(12e)가 마련되어 있다. 배기구(12e)에는 배기관(52)을 개재하여 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는 압력 조정 밸브 및 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지고 있고, 처리 용기(12) 내의 공간을 원하는 진공도까지 감압할 수 있다. 또한, 처리 용기(12)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반입반출구(12g)가 마련되어 있고, 이 반입반출구(12g)는 게이트 밸브(54)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 제 1 고주파 전원(62) 및 제 2 고주파 전원(64)을 더 구비하고 있다. 제 1 고주파 전원(62)은 플라즈마 생성용의 고주파를 발생하는 전원이며, 예를 들면 27 ~ 100 MHz의 주파수의 고주파를 발생한다. 제 1 고주파 전원(62)은 정합기(66)를 개재하여 상부 전극(30)에 접속되어 있다. 정합기(66)는 제 1 고주파 전원(62)의 출력 임피던스와 부하측(상부 전극(30)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 가지고 있다. 또한, 제 1 고주파 전원(62)은 정합기(66)를 개재하여 하부 전극(LE)에 접속되어 있어도 된다.
제 2 고주파 전원(64)은 웨이퍼(W)에 이온을 인입하기 위한 고주파 바이어스를 발생하는 전원이며, 예를 들면 400 kHz ~ 13.56 MHz의 범위 내의 주파수의 고주파 바이어스를 발생한다. 제 2 고주파 전원(64)은 정합기(68)를 개재하여 하부 전극(LE)에 접속되어 있다. 정합기(68)는 제 2 고주파 전원(64)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(LE)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 가지고 있다.
이 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 복수의 가스 소스 중 선택된 하나 이상의 가스 소스로부터의 가스가 처리 용기(12) 내로 공급된다. 또한, 처리 용기(12) 내의 공간의 압력이 배기 장치(50)에 의해 정해진 압력으로 설정된다. 또한, 제 1 고주파 전원(62)으로부터의 고주파에 의해 처리 용기(12) 내의 가스가 여기된다. 이에 의해, 플라즈마가 생성된다. 그리고, 발생한 활성종에 의해 웨이퍼(W)가 처리된다. 또한 필요에 따라, 제 2 고주파 전원(64)의 고주파 바이어스에 의해 웨이퍼(W)에 이온이 인입되어도 된다.
이하, 포커스 링(FR)에 대한 거리를 반영한 정전 용량을 측정하기 위한 측정기의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 6은 일실시 형태에 따른 측정기의 사시도이다. 도 6에 나타내는 측정기(100)는 베이스 기판(102)을 구비하고 있다. 베이스 기판(102)은 예를 들면 실리콘으로 형성되어 있고, 웨이퍼(W)와 마찬가지로 대략 원반 형상을 가지고 있다. 베이스 기판(102)의 직경은 웨이퍼(W)와 동일한 직경이며, 예를 들면 300 mm이다.
베이스 기판(102)은 하측 부분(102a) 및 상측 부분(102b)을 가지고 있다. 하측 부분(102a)은, 측정기(100)가 정전 척(ESC)의 상방에 배치될 때, 상측 부분(102b)보다 정전 척(ESC)의 가까이에 위치하는 부분이다. 베이스 기판(102)의 하측 부분(102a)에는 정전 용량 측정용의 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)이 탑재되어 있다. 또한, 측정기(100)에 탑재되는 센서 칩의 개수는 3 개 이상의 임의의 개수일 수 있다. 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)은 베이스 기판(102)의 엣지를 따라, 예를 들면 당해 엣지의 전체 둘레에서 등간격으로 배열되어 있다. 구체적으로, 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)의 각각의 전측 단면(104f)이 베이스 기판(102)의 하측 부분(102a)의 엣지를 따르도록 마련되어 있다. 또한 도 6에서는, 복수의 센서 칩(104A ~ 104H) 중 센서 칩(104A ~ 104C)이 보이고 있다.
베이스 기판(102)의 상측 부분(102b)의 상면은 오목부(102r)를 구획 형성하고 있다. 오목부(102r)는 중앙 영역(102c) 및 복수의 방사 영역(102h)을 포함하고 있다. 중앙 영역(102c)은 중심축선(AX100)과 교차하는 영역이다. 중심축선(AX100)은 베이스 기판(102)의 중심을 판 두께 방향으로 통과하는 축선이다. 중앙 영역(102c)에는 회로 기판(106)이 마련되어 있다. 복수의 방사 영역(102h)은 중앙 영역(102c)으로부터 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)이 배치되어 있는 영역의 상방까지 중심축선(AX100)에 대하여 방사 방향으로 연장되어 있다. 복수의 방사 영역(102h)에는 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)과 회로 기판(106)을 각각 전기적으로 접속하기 위한 배선군(108A ~ 108H)이 마련되어 있다. 또한 도 6에 나타내는 측정기(100)에서는, 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)은 베이스 기판(102)의 하측 부분(102a)에 탑재되어 있는데, 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)은 베이스 기판(102)의 상측 부분(102b)에 탑재되어 있어도 된다.
이하, 센서 칩에 대하여 상세하게 설명한다. 도 7은 일실시 형태에 따른 센서 칩의 사시도이다. 도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 취한 단면도이며, 센서 칩과 함께 측정기의 베이스 기판을 나타내고 있다. 도 9는 도 8의 IX-IX선을 따라 취한 단면도이다. 도 7 ~ 도 9에 나타내는 센서 칩(104)은, 측정기(100)의 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)으로서 이용되는 센서 칩이다. 또한 이하의 설명에서는, XYZ 직교 좌표계를 적절히 참조한다. X 방향은 센서 칩(104)의 전방향을 나타내고 있고, Y 방향은 X 방향에 직교하는 일방향으로 센서 칩(104)의 폭방향을 나타내고 있으며, Z 방향은 X 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향으로 센서 칩(104)의 상방향을 나타내고 있다.
도 7 ~ 도 9에 나타내는 바와 같이, 일실시 형태에서는, 센서 칩(104)은 전측 단면(104f), 상면(104t), 하면(104b), 한 쌍의 측면(104s) 및 후측 단면(104r)을 가지고 있다. 전측 단면(104f)은 X 방향에서 센서 칩(104)의 전측 표면을 구성하고 있다. 센서 칩(104)은 전측 단면(104f)이 중심축선(AX100)에 대하여 방사 방향을 향하도록, 측정기(100)의 베이스 기판(102)에 탑재된다(도 6 참조). 또한, 센서 칩(104)이 베이스 기판(102)에 탑재되어 있는 상태에서는, 전측 단면(104f)은 베이스 기판(102)의 엣지를 따라 연장된다. 따라서, 측정기(100)가 정전 척(ESC) 상에 배치될 때, 전측 단면(104f)은 포커스 링(FR)의 내연에 대면한다.
후측 단면(104r)은 X 방향에서 센서 칩(104)의 후측 표면을 구성하고 있다. 센서 칩(104)이 베이스 기판(102)에 탑재되어 있는 상태에서는, 후측 단면(104r)은 전측 단면(104f)보다 중심축선(AX100)의 가까이에 위치한다. 상면(104t)은 Z 방향에서 센서 칩(104)의 상측 표면을 구성하고 있고, 하면(104b)은 Z 방향에서 센서 칩(104)의 하측 표면을 구성하고 있다. 또한, 한 쌍의 측면(104s)은 Y 방향에서 센서 칩(104)의 표면을 구성하고 있다.
센서 칩(104)은 제 1 전극(141), 제 2 전극(142) 및 제 3 전극(143)을 가지고 있다. 제 1 전극(141)은 도체로 형성되어 있다. 제 1 전극(141)은 제 1 부분(141a)을 가지고 있다. 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 부분(141a)은 일실시 형태에서는 X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있다.
제 2 전극(142)은 도체로 형성되어 있다. 제 2 전극(142)은 제 2 부분(142a)을 가지고 있다. 제 2 부분(142a)은 제 1 부분(141a) 상에서 연장되어 있다. 센서 칩(104) 내에서, 제 2 전극(142)은 제 1 전극(141)으로부터 절연되어 있다. 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 일실시 형태에서는, 제 2 부분(142a)은 제 1 부분(141a) 상에서 X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있다.
제 3 전극(143)은 도체로 형성된 센서 전극이며, 제 1 전극(141)의 제 1 부분(141a) 및 제 2 전극(142)의 제 2 부분(142a) 상에 마련되어 있다. 제 3 전극(143)은 센서 칩(104) 내에서 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(142)으로부터 절연되어 있다. 제 3 전극(143)은 전면(143f)을 가지고 있다. 이 전면(143f)은 제 1 부분(141a) 및 제 2 부분(142a)에 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 또한, 전면(143f)은 센서 칩(104)의 전측 단면(104f)을 따라 연장되어 있다. 일실시 형태에서는, 전면(143f)은 센서 칩(104)의 전측 단면(104f)의 일부를 구성하고 있다. 혹은, 센서 칩(104)은 제 3 전극(143)의 전면(143f)의 전측에 당해 전면(143f)을 덮는 절연층을 가지고 있어도 된다.
도 7 ~ 도 9에 나타내는 바와 같이, 일실시 형태에서는, 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(142)은 제 3 전극(143)의 전면(143f)이 배치되어 있는 영역의 측(X 방향)에서 개구되고, 또한, 제 3 전극(143)의 주위를 둘러싸도록 연장되어 있다. 즉, 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(142)은 제 3 전극(143)의 상방, 후방 및 측방에서, 당해 제 3 전극(143)을 둘러싸도록 연장되어 있다.
또한 도 7 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 일실시 형태에서는, 센서 칩(104)의 전측 단면(104f)은 정해진 곡률을 가지는 곡면이다. 즉, 전측 단면(104f)은 당해 전측 단면의 임의의 위치에서 일정한 곡률을 가지고 있고, 당해 전측 단면(104f)의 곡률은, 측정기(100)의 중심축선(AX100)과 당해 전측 단면(104f) 간의 거리의 역수이다. 센서 칩(104)은 전측 단면(104f)의 곡률 중심이 중심축선(AX100)에 일치하도록 베이스 기판(102)에 탑재된다.
일실시 형태에서는, 센서 칩(104)은 기판부(144), 절연 영역(146 ~ 148), 패드(151 ~ 153) 및 비아 배선(154)을 더 가질 수 있다. 기판부(144)는 본체부(144m) 및 표층부(144f)를 가지고 있다. 본체부(144m)는 예를 들면 실리콘으로 형성되어 있다. 표층부(144f)는 본체부(144m)의 표면을 덮고 있다. 표층부(144f)는 절연 재료로 형성되어 있다. 표층부(144f)는 예를 들면 실리콘의 열산화막이다.
제 2 전극(142)의 제 2 부분(142a)은 기판부(144)의 하방에서 연장되어 있고, 기판부(144)와 제 2 전극(142)의 사이에는 절연 영역(146)이 마련되어 있다. 절연 영역(146)은 예를 들면 SiO2, SiN, Al2O3 또는 폴리이미드로 형성되어 있다.
제 1 전극(141)의 제 1 부분(141a)은 기판부(144) 및 제 2 전극(142)의 제 2 부분(142a)의 하방에서 연장되어 있다. 제 1 전극(141)과 제 2 전극(142)의 사이에는 절연 영역(147)이 마련되어 있다. 절연 영역(147)은 예를 들면 SiO2, SiN, Al2O3 또는 폴리이미드로 형성되어 있다.
절연 영역(148)은 센서 칩(104)의 상면(104t)을 구성하고 있다. 절연 영역(148)은 예를 들면 SiO2, SiN, Al2O3 또는 폴리이미드로 형성되어 있다. 이 절연 영역(148)에는 패드(151 ~ 153)가 형성되어 있다. 패드(153)는 도체로 형성되어 있고, 제 3 전극(143)에 접속되어 있다. 구체적으로, 절연 영역(146), 제 2 전극(142), 절연 영역(147) 및 제 1 전극(141)을 관통하는 비아 배선(154)에 의해, 제 3 전극(143)과 패드(153)가 서로 접속되어 있다. 비아 배선(154)의 주위에는 절연체가 마련되어 있고, 당해 비아 배선(154)은 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(142)으로부터 절연되어 있다. 패드(153)는 베이스 기판(102)에 마련된 비아 배선(123) 및 오목부(102r)의 방사 영역(102h)에 마련된 배선(183)을 개재하여 회로 기판(106)에 접속되어 있다. 패드(151) 및 패드(152)도 마찬가지로 도체로 형성되어 있다. 패드(151) 및 패드(152)는 각각, 대응의 비아 배선을 개재하여 제 1 전극(141), 제 2 전극(142)에 접속되어 있다. 또한, 패드(151) 및 패드(152)는 베이스 기판(102)에 마련된 대응의 비아 배선 및 오목부(102r)의 방사 영역(102h)에 마련된 대응의 배선을 개재하여 회로 기판(106)에 접속된다.
이하, 회로 기판(106)의 구성에 대하여 설명한다. 도 10은 일실시 형태에서의 회로 기판의 구성을 나타내는 도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 회로 기판(106)은 고주파 발진기(161), 복수의 C/V 변환 회로(162A ~ 162H) 및 A/D 변환기(163)를 가지고 있다. 일실시 형태에서는, 회로 기판(106)은 기억 장치(165) 및 통신 장치(166)를 더 가질 수 있다. 또한 다른 실시 형태에서는, 회로 기판(106)은 프로세서(164) 및 전원(167)을 더 가질 수 있다.
복수의 센서 칩(104A ~ 104H)의 각각은, 복수의 배선군(108A ~ 108H) 중 대응의 배선군을 개재하여 회로 기판(106)에 접속되어 있다. 또한, 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)의 각각은, 대응의 배선군에 포함되는 몇 개의 배선을 개재하여, 복수의 C/V 변환 회로(162A ~ 162H) 중 대응의 C/V 변환 회로에 접속되어 있다. 이하, 복수의 센서 칩(104A ~ 104H)의 각각과 동일 구성의 하나의 센서 칩(104), 복수의 배선군(108A ~ 108H)의 각각과 동일 구성의 하나의 배선군(108), 및 복수의 C/V 변환 회로(162A ~ 162H)의 각각과 동일 구성의 하나의 C/V 변환 회로(162)에 대하여 설명한다.
배선군(108)은 배선(181 ~ 183)을 포함하고 있다. 배선(181)의 일단은 제 1 전극(141)에 접속된 패드(151)에 접속되어 있다. 이 배선(181)은 회로 기판(106)의 그라운드(GC)에 접속된 그라운드 전위선(GL)에 스위치(SWG)를 개재하여 접속되어 있다. 또한, 배선(182)의 일단은 제 2 전극(142)에 접속된 패드(152)에 접속되어 있고, 배선(182)의 타단은 C/V 변환 회로(162)에 접속되어 있다. 또한, 배선(183)의 일단은 제 3 전극(143)에 접속된 패드(153)에 접속되어 있고, 배선(183)의 타단은 C/V 변환 회로(162)에 접속되어 있다.
고주파 발진기(161)는 배터리와 같은 전원(167)에 접속되어 있고, 당해 전원(167)으로부터의 전력을 받아 고주파 신호를 발생하도록 구성되어 있다. 또한, 전원(167)은 프로세서(164) 및 통신 장치(166)에도 접속되어 있다. 고주파 발진기(161)는 복수의 출력선을 가지고 있다. 고주파 발진기(161)는 발생한 고주파 신호를 복수의 출력선을 개재하여, 배선(182) 및 배선(183)에 부여하도록 되어 있다. 따라서, 고주파 발진기(161)로부터의 고주파 신호는 센서 칩(104)의 제 2 전극(142) 및 제 3 전극(143)에 부여된다.
C/V 변환 회로(162)의 입력에는 배선(182) 및 배선(183)이 접속되어 있다. 즉, C/V 변환 회로(162)의 입력에는 센서 칩(104)의 제 2 전극(142) 및 제 3 전극(143)이 접속되어 있다. C/V 변환 회로(162)는 그 입력에서의 전압 진폭으로부터, 당해 입력에 접속된 전극이 형성하는 정전 용량을 나타내는 전압 신호를 생성하고, 당해 전압 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 또한, C/V 변환 회로(162)에 접속된 전극이 형성하는 정전 용량이 클수록, 당해 C/V 변환 회로(162)가 출력하는 전압 신호의 전압의 크기는 커진다.
도 11에 회로 기판(106) 및 센서 칩(104)의 등가 회로도를 나타낸다. 도 11에서, 용량 소자(C1)는 센서 칩(104)의 제 3 전극(143)이 그 전방(X 방향)에서 형성하는 정전 용량에 대응한 소자이다. 또한, 용량 소자(C2)는 센서 칩(104)의 제 2 전극(142)이 그 하방(-Z 방향)에서 형성하는 정전 용량에 대응한 소자이다. 측정기(100)는 반송 장치에 의해 반송되는 이동 물체이며, 회로 기판(106)의 그라운드(GC)는 프로세스 모듈의 그라운드(GND)와는 접속되어 있지 않다. 따라서, 회로 기판(106)의 그라운드(GC)의 전위는 그라운드(GND)와 동일 전위는 아니다. 따라서, 도 11의 등가 회로에서는, 그라운드(GC)는 전압원(VS) 및 저항(R3)을 개재하여 그라운드(GND)와 접속하도록 나타나 있다. 또한 등가 회로에서는, 용량 소자(C1)의 일단은 전압원(VS) 및 저항(R1)을 개재하여 그라운드(GND)와 접속하도록 나타나 있고, 용량 소자(C2)의 일단은 전압원(VS) 및 저항(R2)을 개재하여 그라운드(GND)와 접속하도록 나타나 있다. 또한, 용량 소자(C1)의 타단, 즉 제 3 전극(143)은 고주파 발진기(161)에 접속되어 있고, 용량 소자(C2)의 타단, 즉 제 2 전극(142)은 스위치(SW)를 개재하여 고주파 발진기(161)에 접속되어 있다.
배선(181)이 그라운드 전위선(GL)에 접속되어 있는 상태에서는, 도 11의 등가 회로에서 스위치(SW)는 열린 상태가 된다. 따라서, 배선(181)이 그라운드 전위선(GL)에 접속되어 있는 상태에서는, C/V 변환 회로(162)로부터 제 2 전극(142)이 접속되지 않은 상태가 된다. 따라서 이 상태에서는, C/V 변환 회로(162)는 제 3 전극(143)이 형성하는 정전 용량의 크기에 따른 크기의 전압 신호를 출력한다. 한편, 배선(181)이 그라운드 전위선(GL)에 접속되어 있지 않은 상태에서는, 도 11의 등가 회로에서 스위치(SW)는 닫혀진 상태가 된다. 따라서, 배선(181)이 그라운드 전위선(GL)에 접속되어 있지 않은 상태에서는, C/V 변환 회로(162)에 제 2 전극(142)이 접속된 상태가 된다. 따라서 이 상태에서는, C/V 변환 회로(162)는 제 3 전극(143)이 그 전방(X 방향)에 형성하는 정전 용량과 제 2 전극(142)이 그 하방(-Z 방향)에 형성하는 정전 용량과의 합성 용량의 크기에 따른 크기의 전압을 가지는 전압 신호를 출력한다.
A/D 변환기(163)의 입력에는 복수의 C/V 변환 회로(162A ~ 162H)의 출력이 접속되어 있다. 또한, A/D 변환기(163)는 프로세서(164)에 접속하고 있다. A/D 변환기(163)는 프로세서(164)로부터의 제어 신호에 의해 제어되고, 복수의 C/V 변환 회로(162A ~ 162H)의 출력 신호(전압 신호)를 디지털값으로 변환한다. 즉, A/D 변환기(163)는 정전 용량의 크기를 나타내는 디지털값을 생성하고, 당해 디지털값을 프로세서(164)에 출력한다.
프로세서(164)에는 기억 장치(165)가 접속되어 있다. 기억 장치(165)는 불휘발성 메모리와 같은 기억 장치이며, A/D 변환기(163)로부터 출력된 디지털값을 기억하도록 구성되어 있다.
통신 장치(166)는 임의의 무선 통신 규격에 준거한 통신 장치이다. 예를 들면, 통신 장치(166)는 Bluetooth(등록 상표)에 준거하고 있다. 통신 장치(166)는 기억 장치(165)에 기억되어 있는 디지털값을 무선 송신하도록 구성되어 있다.
상술한 바와 같이, 측정기(100)에 탑재되는 센서 칩(104)에서는, 센서 전극인 제 3 전극(143)이 제 1 전극(141) 상에 마련되어 있고, 제 1 전극(141)과 제 3 전극(143)의 사이에는 제 2 전극(142)의 제 2 부분이 개재되어 있다. 이 센서 칩(104)의 이용 시에는, 제 1 전극(141)의 전위가 그라운드 전위로 설정되고, 제 2 전극(142)과 제 3 전극(143)에는 고주파 신호가 공급된다. 이 때, 제 3 전극(143)의 전압 진폭은 당해 제 3 전극(143)에 대하여 제 1 전극(141)이 마련되어 있는 방향, 즉 센서 칩(104)의 하방으로부터의 정전 용량의 영향을 받지 않고, 특정 방향, 즉 제 3 전극(143)의 전면(143f)이 향하고 있는 방향(X 방향)에서의 정전 용량을 반영한 전압 진폭이 된다. 따라서, 센서 칩(104)에 의하면, 특정 방향에 높은 지향성을 가지고 정전 용량을 측정하는 것이 가능해진다.
또한 일실시 형태에서는, 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(142)은 제 3 전극(143)의 전면이 배치되어 있는 영역의 측(X 방향)에서 개구되고, 또한 제 3 전극(143)의 주위를 둘러싸도록 연장되어 있다. 이 실시 형태에 따르면, 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(142)에 의해, 제 3 전극(143)이 특정 방향 이외의 방향에 대하여 차폐된다. 따라서, 정전 용량의 측정에서, 특정 방향에 대한 센서 칩(104)의 지향성이 더 향상된다.
또한 일실시 형태에서는, 센서 칩(104)의 전측 단면(104f)은 정해진 곡률을 가지는 곡면으로서 구성되어 있고, 제 3 전극(143)의 전면(143f)은 전측 단면(104f)을 따라 연장되어 있다. 이 실시 형태에 따르면, 제 3 전극(143)의 전면(143f)의 각 위치와 포커스 링(FR)의 내연 간의 직경 방향의 거리를 대략 등거리로 설정할 수 있다. 따라서, 정전 용량의 측정의 정밀도가 더 향상된다.
또한, 측정기(100)에서는 센서 칩(104A ~ 104H)이 베이스 기판(102)의 엣지를 따라 배열되어 있다. 따라서, 이 측정기(100)를 정전 척(ESC) 상에 배치하면, 포커스 링(FR)과 센서 칩(104A ~ 104H)의 각각과의 사이의 정전 용량을 나타내는 복수의 디지털값을 취득할 수 있다. 또한, 정전 용량(C)은 C = εS / d로 나타내진다. ε는 제 3 전극(143)의 전면(143f)과 포커스 링(FR)의 내연 사이의 매질의 유전율이며, S는 제 3 전극(143)의 전면(143f)의 면적이며, d는 제 3 전극(143)의 전면(143f)과 포커스 링(FR)의 내연 간의 거리라고 간주할 수 있다. 따라서, 측정기(100)에 의해 취득되는 복수의 디지털값은, 제 3 전극(143)의 전면(143f)과 포커스 링(FR)의 내연 간의 거리가 커질수록 작아진다.
일실시 형태에서는, 측정기(100)는 상기의 디지털값을 기억 장치(165)에 기억하여, 당해 디지털값을 통신 장치(166)로부터 무선 송신하도록 구성된다. 이와 같이 무선 송신되는 디지털값을 이용함으로써, 측정기(100)의 엣지와 포커스 링(FR)의 내연 사이의 간극의 거리(중심축선(AX100)에 대하여 방사 방향의 거리)가 둘레 방향에서 일정하게 되도록, 반송 장치의 반송처의 좌표 정보를 수정하는 것이 가능해진다.
이하, 측정기(100)를 이용한 처리 시스템(1)의 반송 장치의 조정 방법에 대하여 설명한다. 도 12는 일실시 형태에 따른 처리 시스템의 반송 장치의 조정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 12에 나타내는 방법(MT)에서는, 용기(4a ~ 4d)의 어느 일방에 수용되어 있는 측정기(100)가 반송 장치(TU1)에 의해 얼라이너(AN)로 반송된다. 그리고, 공정(ST1)에서 얼라이너(AN)에 의해 측정기(100)의 위치 조정(위치의 교정)이 행해진다.
이어지는 공정(ST2)에서는, 측정기(100)가 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6) 중 어느 일방으로 반송된다. 구체적으로, 측정기(100)는 반송 장치(TU1)에 의해 로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2) 중 일방의 로드록 챔버로 반송된다. 이어서, 측정기(100)는 반송 장치(TU2)에 의해 일방의 로드록 챔버로부터, 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6) 중 어느 일방으로 반송되고, 정전 척(ESC) 상에 배치된다.
이어지는 공정(ST3)에서는, 측정기(100)가 정전 용량의 측정을 행한다. 구체적으로, 측정기(100)는 포커스 링(FR)의 내연과 측정기(100)의 센서 칩(104A ~ 104H)의 각각의 제 3 전극(143) 사이의 정전 용량의 크기에 따른 복수의 디지털값을 취득하고, 당해 복수의 디지털값을 기억 장치(165)에 기억한다. 또한, 복수의 디지털값은 프로세서(164)에 의한 제어 하에서 미리 정해진 타이밍에 취득될 수 있다.
이어지는 공정(ST4)에서는, 측정기(100)가 프로세스 모듈로부터 반출되고, 용기(4a ~ 4d) 중 어느 일방으로 되돌려진다. 이어지는 공정(ST5)에서는, 기억 장치(165)에 기억되어 있는 복수의 디지털값이 제어부(MC)로 송신된다. 복수의 디지털값은, 제어부(MC)로부터의 지령에 의해 통신 장치(166)로부터 제어부(MC)로 송신되어도 되고, 혹은, 회로 기판(106)에 마련된 타이머의 카운트에 기초하는 프로세서(164)의 제어에 의해, 정해진 타이밍에 제어부(MC)로 송신되어도 된다.
이어지는 공정(ST6)에서는, 제어부(MC)가, 수신한 복수의 디지털값에 기초하여, 측정기(100)의 반송 위치의 확인을 행한다. 구체적으로, 제어부(MC)는, 포커스 링(FR)의 내연과 측정기(100)의 엣지 사이의 간극의 거리의 둘레 방향에서의 분포를 복수의 디지털값으로부터 확인하고, 미리 정해진 기준에 따라, 포커스 링(FR)의 내연과 측정기(100)의 엣지 사이의 간극의 거리의 둘레 방향에서의 분포가 일정하다고 간주할 수 있는지 여부를 판정한다.
포커스 링(FR)의 내연과 측정기(100)의 엣지 사이의 간극의 거리의 둘레 방향에서의 분포가 일정하다고 간주할 수 없는 경우에는, 이어지는 공정(STJ)에서, 반송 장치(TU2)의 반송처를 특정하는 좌표 정보의 수정이 필요하다고 판정되고, 공정(ST7)에서 반송 장치(TU2)의 당해 좌표 정보가 제어부(MC)에 의해 수정된다. 예를 들면, 포커스 링(FR)의 내연과 측정기(100)의 엣지 사이의 간극의 거리의 둘레 방향에서의 분포를 일정하게 하는 보정량이 복수의 디지털값으로부터 산출되고, 반송 장치(TU2)의 좌표 정보가 당해 보정량을 이용하여 수정된다. 그리고, 공정(ST1) ~ 공정(ST6) 및 공정(STJ)이 재차 실행된다. 한편, 포커스 링(FR)의 내연과 측정기(100)의 엣지 사이의 간극의 거리의 둘레 방향에서의 분포가 일정하다고 간주할 수 있는 경우에는, 공정(STJ)에서 반송 장치(TU2)의 반송처를 특정하는 좌표 정보의 수정이 필요없는 것으로 판정되고, 방법(MT)이 종료된다.
이와 같이 측정기(100)를 이용하는 방법(MT)에 의하면, 처리 시스템(1)의 반송 장치(TU2)의 반송처의 좌표 정보의 수정을 위하여 이용 가능한 복수의 디지털값이 측정기(100)에 의해 제공되고, 필요에 따라 반송 장치(TU2)의 당해 좌표 정보를 수정하는 것이 가능해진다. 이와 같이 보정된 반송 장치(TU2)가 웨이퍼(W)의 반송에 이용됨으로써, 포커스 링(FR)의 내연과 웨이퍼(W) 사이의 간극의 거리를 대략 일정하게 설정하는 것이 가능해진다. 그 결과, 플라즈마의 편향을 억제하고, 웨이퍼 면내의 에칭 치수의 변동과 같은 특성의 불균일을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 웨이퍼(W) 상에의 파티클의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
이하, 측정기(100)에 탑재할 수 있는 다른 실시 형태에 따른 센서 칩에 대하여 설명한다. 도 13은 다른 실시 형태에 따른 센서 칩의 단면도이다. 도 13에는 센서 칩(204)의 종단면도가 나타나 있고, 또한 센서 칩(204)과 함께 포커스 링(FR)이 나타나 있다.
센서 칩(204)은 제 1 전극(241), 제 2 전극(242) 및 제 3 전극(243)을 가지고 있다. 또한 일실시 형태에서는, 센서 칩(204)은 기판부(244) 및 절연 영역(247)을 더 가질 수 있다.
기판부(244)는 본체부(244m) 및 표층부(244f)를 가지고 있다. 본체부(244m)는 예를 들면 실리콘으로 형성되어 있다. 표층부(244f)는 본체부(244m)의 표면을 덮고 있다. 표층부(244f)는 절연 재료로 형성되어 있다. 표층부(244f)는 예를 들면 실리콘의 열산화막이다.
기판부(244)는 상면(244a), 하면(244b) 및 전측 단면(244c)을 가지고 있다. 제 2 전극(242)은 기판부(244)의 하면(244b)의 하방에 마련되어 있고, X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있다. 또한, 제 1 전극(241)은 절연 영역(247)을 개재하여 제 2 전극(242)의 하방에 마련되어 있고, X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있다.
기판부(244)의 전측 단면(244c)은 단 형상으로 형성되어 있다. 전측 단면(244c)의 하측 부분(244d)은 당해 전측 단면(244c)의 상측 부분(244u)보다 포커스 링(FR) 측을 향해 돌출되어 있다. 제 3 전극(243)은 전측 단면(244c)의 상측 부분(244u)을 따라 연장되어 있다.
이 센서 칩(204)을 측정기(100)의 센서 칩으로서 이용하는 경우에는, 제 1 전극(241)이 배선(181)에 접속되고, 제 2 전극(242)이 배선(182)에 접속되고, 제 3 전극(243)이 배선(183)에 접속된다.
센서 칩(204)에서는 센서 전극인 제 3 전극(243)이, 제 1 전극(241) 및 제 2 전극(242)에 의해 센서 칩(204)의 하방에 대하여 차폐되어 있다. 따라서, 이 센서 칩(204)에 의하면, 특정 방향, 즉, 제 3 전극(243)의 전면(243f)을 향하고 있는 방향(X 방향)에 높은 지향성을 가지고 정전 용량을 측정하는 것이 가능해진다.
이하, 센서 칩(204)의 성능 평가의 결과에 대하여 설명한다. 이 성능 평가에서는, 센서 칩(204)의 제 3 전극(243)을 정전 용량 미터에 접속하고, 당해 센서 칩(204)을 포커스 링(FR)의 제 2 부분(P2)의 내연(P2i)을 향하는 방향(RD)으로 이동시키면서, 정전 용량을 측정했다. 또한 비교를 위하여, 도 2에 나타낸 센서 칩(1000)의 전극(1004)을 정전 용량 미터에 접속하고, 당해 센서 칩(1000)을 포커스 링(FR)의 제 2 부분(P2)의 내연(P2i)을 향하는 방향(RD)으로 이동시키면서, 정전 용량을 측정했다. 또한, 정전 용량의 측정 시의 제 1 부분(P1)의 상면(P1t)과 센서 칩(204)의 하면(244b) 간의 거리(LVD)는 300 μm였다. 또한, 정전 용량의 측정 시의 제 1 부분(P1)의 상면(P1t)과 센서 칩(1000)의 하면(1002b) 간의 거리(LVD)도 300 μm였다.
도 14에 측정한 정전 용량을 나타내는 그래프를 나타낸다. 도 14에서, 횡축은 센서 칩(204)의 전측 단면(244c)의 하측 부분(244d)과 포커스 링(FR)의 제 2 부분(P2)의 내연(P2i) 간의 거리(LRD), 및, 센서 칩(1000)의 단면(1002c)의 하측 부분(1002d)과 포커스 링(FR)의 제 2 부분(P2)의 내연(P2i) 간의 거리(LRD)를 나타내고 있고, 종축은 정전 용량을 나타내고 있다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 센서 칩(1000)에 의해 측정된 정전 용량은, 거리(LRD)가 2.5 mm일 때 상승하지만, 센서 칩(204)에 의해 측정된 정전 용량은, 거리(LRD)가 2.5 mm일 때의 증가가 저감되어 있다. 즉, 센서 칩(204)에 의하면, 특정 방향(도 13의 방향(RD))으로 높은 지향성을 가지고 정전 용량을 측정하는 것이 가능하다는 것이 확인되었다.
이하, 측정기(100)에 탑재할 수 있는 또 다른 실시 형태에 따른 센서 칩에 대하여 설명한다. 도 15는 또 다른 실시 형태에 따른 센서 칩의 종단면도이다. 도 15에 나타내는 센서 칩(104A)은 센서 칩(104)의 변형 태양이며, 기판부(144) 대신에 기판부(144A)를 가지고 있는 점에서 센서 칩(104)과 상이하다. 기판부(144A)는 절연 재료로 형성되어 있다. 예를 들면, 기판부(144A)는 붕규산 글라스로 형성되어 있다. 또한, 기판부(144A)는 질화 실리콘으로 형성되어 있어도 된다.
기판부(144A)는 다면체이며, 전면(144a) 및 하면(144b)을 포함하는 표면을 가진다. 일례에서는, 기판부(144A)의 표면은 상면(144c), 후면(144d) 및 한 쌍의 측면을 더 포함하고 있다. 하면(144b) 및 상면(144c)은 X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있고, 서로 대향하고 있다. 전면(144a)은 기판부(144A)의 X 방향에서의 전측 단면을 구성하고 있고, 하면(144b)에 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 전면(144a)은 정해진 곡률을 가질 수 있다. 이 곡률은, 센서 칩(104A)이 베이스 기판(102)에 탑재되어 있을 때, 중심축선(AX100)과 전면(144a) 간의 거리의 역수이다. 후면(144d)은, X 방향에서 기판부(144A)의 후측 단면을 구성하고 있고, 전면(144a)과 대향하고 있다. 또한 한 쌍의 측면은, 전면(144a)의 Y 방향에서의 일방의 가장자리부와 후면(144d)의 Y 방향에서의 일방의 가장자리부와의 사이, 및, 전면(144a)의 Y 방향에서의 타방의 가장자리부와 후면(144d)의 Y 방향에서의 타방의 가장자리와의 사이에서 연장되어 있다.
제 3 전극(143)은 기판부(144A)의 전면(144a) 및 상면(144c)을 따라 연장되어 있다. 절연 영역(146)은 기판부(144A)의 하면(144b), 상면(144c), 후면(144d) 및 한 쌍의 측면, 그리고, 상면(144c) 상에서 연장되는 제 3 전극(143)을 덮도록 연장되어 있다. 제 2 전극(142)은 절연 영역(146)을 덮도록 마련되어 있다. 또한, 제 2 전극(142)의 제 2 부분(142a)은 절연 영역(146)을 개재하여, 기판부(144A)의 하면(144b)을 따라 연장되어 있다. 또한, 절연 영역(147)은 제 2 전극(142)을 덮도록 연장되어 있다. 또한, 제 1 전극(141)은 절연 영역(147)을 덮도록 마련되어 있다. 또한, 제 1 전극(141)의 제 1 부분(141a)은 절연 영역(147)을 개재하여, 제 2 전극(142)의 제 2 부분(142a)의 하방에서 연장되어 있다.
상술한 센서 칩(104)의 기판부(144)의 본체부(144m)가 실리콘으로 형성되어 있는 경우에는, 센서 칩(104)은 내부 정전 용량을 가진다. 이 내부 정전 용량을 위하여, 고주파 발진기(161)의 출력을 큰 출력으로 설정할 필요가 생긴다. 한편, 센서 칩(104A)에서는, 기판부(144A)가 절연 재료에 의해 형성되어 있으므로, 내부 정전 용량이 매우 작다. 따라서, 센서 칩(104A)을 가지는 측정기(100)에서는, 고주파 발진기(161)의 출력을 작게 할 수 있다.
또한, 측정기(100)는 높은 온도를 포함하는 온도 대역(예를 들면 20℃ ~ 80℃), 및, 감압 환경(예를 들면, 1 Torr(133.3 Pa) 이하)에서 사용될 수 있으므로, 기판부(144A)로부터의 가스의 발생을 억제할 필요가 있다. 이 때문에, 기판부(144A)를 붕규산 글라스, 질화 실리콘, 석영 또는 산화 알루미늄으로 형성할 수 있다. 이러한 기판부(144A)에 의하면, 가스의 발생이 억제될 수 있다.
또한, 측정기(100)는 높은 온도를 포함하는 온도 대역(예를 들면 20℃ ~ 80℃)에서 사용될 수 있으므로, 기판부(144A)는 베이스 기판(102)의 구성 재료의 선팽창 계수에 가까운 선팽창 계수를 가지는 것이 바람직하다. 이 때문에, 베이스 기판(102)이 실리콘으로 형성되어 있는 경우에는, 기판부(144A)를, 예를 들면 붕규산 글라스 또는 질화 실리콘으로 형성할 수 있다. 이러한 기판부(144A)의 선팽창 계수는, 베이스 기판(102)의 선팽창 계수에 가깝다. 따라서, 기판부(144A)의 선팽창 계수와 베이스 기판(102)의 선팽창 계수의 차에 기인하는, 센서 칩(104A)의 손상 및 베이스 기판(102)으로부터의 센서 칩(104A)의 떨어짐을 억제할 수 있다.
또한, 측정기(100)의 중량은 작은 것이 바람직하다. 따라서, 기판부(144A)의 밀도(단위 체적당 질량)는 베이스 기판(102)의 밀도에 가깝거나, 또는, 베이스 기판(102)의 밀도보다 작은 것이 요망된다. 이 때문에, 베이스 기판(102)이 실리콘으로 형성되어 있는 경우에는, 기판부(144A)를 예를 들면 붕규산 글라스로 형성할 수 있다.
이상, 각종 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고 각종 변형 태양을 구성 가능하다. 예를 들면, 처리 시스템(1)의 프로세스 모듈의 개수는 하나 이상의 임의의 개수일 수 있다. 또한 상기 설명에서는, 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6)의 예로서 플라즈마 처리 장치를 예시했지만, 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6)은 정전 척 및 포커스 링을 이용하는 것이면, 임의의 처리 장치일 수 있다. 또한, 상술한 플라즈마 처리 장치(10)는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치였지만, 프로세스 모듈(PM1 ~ PM6)로서 이용 가능한 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치, 마이크로파와 같은 표면파를 이용하는 플라즈마 처리 장치와 같이, 임의의 플라즈마 처리 장치일 수 있다.
또한 상술한 실시 형태에서는, 제어부(MC)가, 측정기(100)로부터 복수의 디지털값을 취득하여, 반송 장치(TU2)의 좌표 정보를 수정하고 있지만, 제어부(MC)와는 별개의 컴퓨터에 의해, 측정기(100)로부터의 복수의 디지털값의 취득, 및 반송 장치(TU2)의 좌표 정보의 수정이 행해져도 된다.
1 : 처리 시스템
LM : 로더 모듈
AN : 얼라이너
LL1, LL2 : 로드록 챔버
TC : 트랜스퍼 챔버
TU1, TU2 : 반송 장치
PM1 ~ PM6 : 프로세스 모듈
MC : 제어부
10 : 플라즈마 처리 장치
12 : 처리 용기
30 : 상부 전극
40 : 가스 소스군
50 : 배기 장치
62 : 제 1 고주파 전원
64 : 제 2 고주파 전원
PD : 배치대
LE : 하부 전극
ESC : 정전 척
FR : 포커스 링
P1 : 제 1 부분
P2 : 제 2 부분
100 : 측정기
102 : 베이스 기판
104 : 센서 칩
104A ~ 104H : 센서 칩
104f : 전측 단면
141 : 제 1 전극
141a : 제 1 부분
142 : 제 2 전극
142a : 제 2 부분
143 : 제 3 전극
143f : 전면
106 : 회로 기판
108, 108A ~ 108H : 배선군
161 : 고주파 발진기
162 : C/V 변환 회로
162A ~ 162H : C/V 변환 회로
163 : A/D 변환기
164 : 프로세서
165 : 기억 장치
167 : 전원
GL : 그라운드 전위선
SWG : 스위치

Claims (10)

  1. 정전 용량 측정용의 센서 칩으로서,
    제 1 부분을 가지는 제 1 전극과,
    상기 제 1 부분 상에서 연장되는 제 2 부분을 가지고, 상기 센서 칩 내에서 상기 제 1 전극으로부터 절연된 제 2 전극과,
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분에 교차하는 방향으로 연장되는 전면을 가지고, 상기 제 1 부분 상 또한 상기 제 2 부분 상에 마련되고, 상기 센서 칩 내에서 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극으로부터 절연된 제 3 전극과,
    단면을 구비하고,
    상기 단면은 정해진 곡률을 가지는 곡면이며,
    상기 제 3 전극의 상기 전면은 상기 단면을 따라 연장되어 있는 센서 칩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 상기 제 3 전극의 상기 전면이 배치되어 있는 영역의 측으로 개구되고, 또한, 상기 제 3 전극의 주위를 둘러싸도록 연장되어 있는 센서 칩.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    전면 및 하면을 포함한 표면을 가지고, 상기 표면에서 절연성을 가지는 기판부를 더 구비하고,
    상기 제 3 전극은 상기 기판부의 상기 전면을 따라 연장되어 있고,
    상기 제 2 전극의 상기 제 2 부분은 상기 기판부의 상기 하면을 따라 연장되어 있는 센서 칩.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판부는 절연 재료로 형성되어 있는 센서 칩.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연 재료는 붕규산 글라스, 질화 실리콘, 석영 또는 산화 알루미늄인 센서 칩.
  7. 정전 용량을 측정하기 위한 측정기로서,
    베이스 기판과,
    상기 베이스 기판의 엣지를 따라 배열된 복수의 센서 칩으로, 각각이 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 센서 칩인, 상기 복수의 센서 칩과,
    상기 베이스 기판 상에 탑재된 회로 기판
    을 구비하고,
    상기 회로 기판은,
    상기 제 1 전극에 전기적으로 접속 가능한 그라운드 전위선과,
    고주파 신호를 발생하는 고주파 발진기로, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에 전기적으로 접속된 상기 고주파 발진기와,
    상기 복수의 센서 칩의 각각의 상기 제 3 전극에서의 전압 진폭을, 정전 용량을 나타내는 전압 신호로 변환하는 C/V 변환 회로와,
    상기 C/V 변환 회로로부터 출력되는 상기 전압 신호를 디지털값으로 변환하는 A/D 변환기
    를 가지는 측정기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 회로 기판은,
    상기 디지털값을 기억하기 위한 기억 장치와,
    상기 기억 장치에 기억된 디지털값을 무선 송신하기 위한 통신 장치
    를 더 가지는 측정기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 회로 기판은 상기 제 1 전극을 상기 그라운드 전위선에 선택적으로 접속하기 위한 스위치를 더 가지는 측정기.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 원반 형상을 가지고 있고,
    상기 복수의 센서 칩의 각각의 상기 단면은 상기 베이스 기판의 엣지를 따라 마련되어 있는 측정기.
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