KR20170113262A - 정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 측정기와 포커스 링의 사이의 정전 용량을 나타내는 측정 데이터의 취득에 있어서, 측정기의 전원의 소비 전력을 억제한다.
(해결 수단) 측정기의 프로세서가, 하나 이상의 제 1 데이터 세트를, 미리 설정된 시간 간격으로 취득한다. 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각은, 측정기의 하나 이상의 센서 전극 중 대응하는 센서 전극의 정전 용량을 나타내는 복수의 디지털 값을 포함한다. 프로세서는, 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치가 제 1 임계치 이상이 된 것에 응답하여, 복수의 제 2 데이터 세트를 취득한다. 복수의 제 2 데이터 세트의 각각은, 측정기의 복수의 센서 전극 중 대응하는 센서 전극의 정전 용량을 나타내는 복수의 디지털 값을 포함한다. 프로세서는, 복수의 제 2 데이터 세트에 근거하는 측정 데이터를 측정기의 기억 장치에 기억시킨다. 그 다음에, 측정기가, 챔버로부터 반출된다.

Description

정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법{METHOD FOR ACQUIRING DATA INDICATING ELECTROSTATIC CAPACITANCE}
본 발명의 실시 형태는, 처리 시스템의 반송 장치에 의해 챔버 내에 반송되는 측정기와 포커스 링의 사이의 정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스라고 하는 전자 디바이스의 제조에서는, 피가공물(Workpiece)을 처리하기 위한 프로세스 모듈을 갖는 처리 시스템이 이용된다. 프로세스 모듈은, 일반적으로, 챔버 본체 및 탑재대를 갖고 있다. 또한, 처리 시스템은, 반송 장치를 구비하고 있다. 피가공물은, 챔버 본체에 의해 제공되는 챔버 내에 반송 장치에 의해 반입되고, 탑재대상에 탑재된다. 그리고, 피가공물은, 챔버 내에서 처리된다.
탑재대상에서의 피가공물의 위치는, 해당 피가공물의 처리의 면 내 균일성이라고 하는 다양한 요구를 만족시키기 위해, 중요한 요소이다. 따라서, 반송 장치는, 탑재대상의 적절한 위치에 피가공물을 반송할 필요가 있다. 피가공물이 적절한 위치에 반송되지 않는 경우에는, 반송 장치의 반송처 위치를 특정하는 좌표 정보가 보정되지 않으면 안 된다.
좌표 정보의 보정을 위해서는, 탑재대상에서의 피가공물의 위치를 검출할 필요가 있다. 종래, 이와 같은 위치의 검출에는, 정전 용량을 측정하는 측정기가 이용되고 있다. 이와 같은 측정기를 이용한 위치의 검출에 대해서는, 예컨대, 하기의 특허 문헌 1에 기재되어 있다. 또, 특허 문헌 1에 기재된 측정기는, 챔버의 외부에 마련된 제어부에, 측정한 정전 용량을 무선 송신하도록 되어 있다.
또한, 특허 문헌 2에는, 프로세스 모듈의 챔버 내에 배치되고, 프로세스 중에 측정한 데이터를 챔버의 외부에 마련된 수신기에 무선 송신하는 와이어리스 센서에 대하여 기재되어 있다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 제 4956328호 명세서
(특허 문헌 2) 일본 특허 제 4251814호 명세서
그런데, 챔버 본체는 일반적으로 금속제이므로, 챔버 내에 놓인 측정기와 챔버의 외부에 놓인 기기는 무선 통신을 행할 수는 없다. 따라서, 측정기는, 챔버 내에 있는 동안, 자율적으로 측정 데이터를 취득하고, 해당 측정 데이터를 기억할 필요가 있다. 이와 같은 측정기에 있어서의 자율적인 동작을 위해, 해당 측정기는 배터리라고 하는 전원을 구비할 필요가 있다. 이 전원의 소비 전력을 억제하는 것이 필요하다.
일 양태에 있어서는, 정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법이 제공된다. 이 방법에서는, 처리 시스템의 반송 장치에 의해 챔버 내에 반송되는 측정기와 포커스 링의 사이의 정전 용량이 취득된다. 처리 시스템은, 프로세스 모듈, 반송 장치, 및, 제어부를 구비한다. 프로세스 모듈은, 챔버 본체 및 탑재대를 구비한다. 챔버 본체는 챔버를 제공한다. 탑재대는, 챔버 내에 마련되어 있고, 그 위에 측정기가 탑재되도록 되어 있다. 제어부는, 반송 장치를 제어한다.
측정기는, 베이스 기판, 복수의 센서부, 및, 회로 기판을 구비한다. 베이스 기판은, 원반 형상을 갖는다. 복수의 센서부는, 베이스 기판의 에지를 따라 배열되어 있다. 회로 기판은, 베이스 기판상에 탑재되어 있다. 복수의 센서부의 각각은, 베이스 기판의 에지를 따라 연장되는 전면을 갖는다. 회로 기판은, 고주파 발진기, 복수의 C/V 변환 회로, A/D 변환기, 프로세서, 기억 장치, 통신 장치, 및, 전원을 갖는다. 고주파 발진기는, 고주파 신호를 발생시키도록 구성되어 있고, 복수의 센서부의 각각의 센서 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 C/V 변환 회로의 각각은, 복수의 센서부 중 대응하는 센서부의 센서 전극에 있어서의 전압 진폭을, 정전 용량을 나타내는 전압 신호로 변환하도록 구성되어 있다. A/D 변환기는, 복수의 C/V 변환 회로의 각각으로부터 출력되는 전압 신호를 디지털 값으로 변환하도록 구성되어 있다. 프로세서는, A/D 변환기에 접속되어 있다. 기억 장치는, 프로세서에 접속되어 있다. 통신 장치는, 기억 장치에 기억된 데이터를 무선 송신하도록 구성되어 있다. 전원은, 프로세서, 고주파 발진기, 및, 통신 장치에 전력을 공급하도록 구성되어 있다.
일 양태와 관련되는 방법은, (ⅰ) 프로세서가, 미리 설정된 시간 간격으로, 하나 이상의 제 1 데이터 세트를 취득하는 공정으로서, 상기 하나 이상의 데이터 세트의 각각은, 복수의 센서부에 포함되는 하나 이상의 센서부 중 대응하는 센서부의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 제 1 샘플링 주기로 취득하는 것에 의해 얻어지는 복수의 디지털 값을 포함하는, 상기 공정과, (ⅱ) 탑재대상에서 포커스 링에 의해 둘러싸인 영역에 반송 장치에 의해 측정기를 반송하는 공정과, (ⅲ) 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값 중 하나 이상 또는 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치가 제 1 임계치 이상이 된 것에 응답하여, 프로세서가, 측정 기간에 있어서, 복수의 제 2 데이터 세트를 취득하는 공정으로서, 상기 복수의 제 2 데이터 세트의 각각은, 복수의 센서부 중 대응하는 센서부의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 측정 기간 내에 있어서 제 2 샘플링 주기로 취득하는 것에 의해 얻어지는 복수의 디지털 값을 포함하는, 상기 공정과, (ⅳ) 프로세서가, 측정 데이터를 기억 장치에 기억시키는 공정으로서, 상기 측정 데이터는, 복수의 제 2 데이터 세트, 또는, 복수의 제 2 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치를 구하는 것에 의해 얻어지는 복수의 평균치를 포함하는, 상기 공정과, (ⅴ) 반송 장치에 의해, 챔버로부터 측정기를 반출하는 공정을 포함한다.
일 양태와 관련되는 방법에서는, 원반 형상의 베이스 기판의 에지를 따라 배열된 복수의 센서 전극을 구비한 측정기가 이용되고, 포커스 링의 내연과 측정기의 에지의 사이의 간격의 둘레 방향에 있어서의 분포를 반영하는 측정 데이터가 얻어진다. 또한, 복수의 센서 전극의 각각의 정전 용량을 나타내는 디지털 값은, 포커스 링에 의해 둘러싸인 영역에 측정기가 있을 때에 커진다. 이 방법에서는, 항상 측정 데이터를 취득하는 것이 아니라, 측정 기간보다 앞의 기간에 있어서는, 미리 설정된 시간 간격으로 하나 이상의 제 1 데이터 세트가 취득된다. 그리고, 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값 중 하나 이상 또는 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치가 제 1 임계치 이상이 되었을 때에, 측정 기간에 있어서 제 2 데이터 세트의 취득이 행해지고, 그리고, 측정 데이터의 기억이 행해진다. 이와 같이, 본 방법에서는, 측정 기간보다 앞의 기간에 있어서는, 측정기에 있어서 단속적인 동작이 행해지므로, 측정기의 전원의 소비 전력이 억제된다.
일 실시 형태에 있어서, 방법은, (ⅵ) 측정 기간의 종료 후에, 프로세서가, 미리 설정된 시간 간격으로, 하나 이상의 제 3 데이터 세트를 취득하는 공정으로서, 상기 하나 이상의 데이터 세트의 각각은, 복수의 센서부에 포함되는 하나 이상의 센서부 중 대응하는 센서부의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 제 3 샘플링 주기로 취득하는 것에 의해 얻어지는 복수의 디지털 값을 포함하는, 상기 공정과, (ⅶ) 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값 중 하나 이상 또는 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치가 제 2 임계치 이상이 된 것에 응답하여, 프로세서가, 통신 장치에 상기 측정 데이터를 무선 송신시키는 공정을 더 포함한다.
챔버로부터 반출된 측정기는, 후프(FOUP)라고 칭해지는 용기에 수용된다. 이 용기 내에 있을 때에, 복수의 센서부의 센서 전극의 정전 용량은 증가한다. 따라서, 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값 중 하나 이상 또는 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치가 제 2 임계치 이상이 된 것에 응답하여, 통신 장치에 측정 데이터를 무선 송신시키는 것에 의해, 측정기는 챔버의 외부에 있을 때에 자율적으로 측정 데이터를 무선 송신할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 의하면, 측정 기간의 뒤에 있어서도, 측정기에 있어서 단속적인 동작이 행해지므로, 측정기의 전원의 소비 전력이 더 억제된다.
일 실시 형태에 있어서는, 하나 이상의 제 1 데이터 세트가 취득되는 기간과, 다음으로 하나 이상의 제 1 데이터 세트가 취득되는 기간의 사이에 있어서, 전원으로부터의 고주파 발진기로의 전력 공급이 정지되더라도 좋다. 또한, 일 실시 형태에 있어서는, 하나 이상의 제 3 데이터 세트가 취득되는 기간과, 다음으로 하나 이상의 제 3 데이터 세트가 취득되는 기간의 사이에 있어서, 전원으로부터의 고주파 발진기로의 전력 공급이 정지되더라도 좋다.
일 실시 형태에 있어서는, 측정기를 반송하는 공정에 있어서, 제어부는, 미리 설정된 좌표 정보로 반송처 위치에 측정기를 반송하도록, 반송 장치를 제어한다. 이 실시 형태의 방법은, 제어부가, 측정 데이터로부터 특정되는, 포커스 링과 측정기의 에지의 사이의 간격의 둘레 방향에 있어서의 차이가 저감되도록, 좌표 정보를 보정하는 공정을 더 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 측정기와 포커스 링의 사이의 정전 용량을 나타내는 측정 데이터의 취득에 있어서, 측정기의 전원의 소비 전력을 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 일 실시 형태와 관련되는 정전 용량을 측정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 처리 시스템을 예시하는 도면이다.
도 3은 용기를 예시하는 단면도이다.
도 4는 얼라이너를 예시하는 사시도이다.
도 5는 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 측정기를 예시하는 사시도이다.
도 7은 센서부의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 취한 단면도이다.
도 10은 측정기의 회로 기판의 구성을 예시하는 도면이다.
도 11은 도 1에 나타내는 방법에 관련되는 타이밍 차트이다.
도 12는 센서부의 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 13은 센서부의 또 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 14는 다른 실시 형태와 관련되는 측정기의 회로 기판의 구성을 예시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은 일 실시 형태와 관련되는 정전 용량을 측정하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1에 나타내는 방법 MT는, 처리 시스템의 반송 장치에 의해 챔버 내에 반송되는 측정기와 포커스 링의 사이의 정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법이다. 일 실시 형태에서는, 방법 MT에서는, 취득된 데이터를 이용하여, 반송 장치의 반송처 위치의 좌표 정보가 수정된다.
도 2는 처리 시스템을 예시하는 도면이다. 도 2에 나타내는 처리 시스템(1)은, 방법 MT를 적용할 수 있는 처리 시스템이다. 처리 시스템(1)은, 받침대(2a~2d), 용기(4a~4d), 로더 모듈 LM, 얼라이너 AN, 로드 록 모듈 LL1, LL2, 프로세스 모듈 PM1~PM6, 트랜스퍼 모듈 TF, 및, 제어부 MC를 구비하고 있다. 또, 받침대(2a~2d)의 개수, 용기(4a~4d)의 개수, 로드 록 모듈 LL1, LL2의 개수, 및, 프로세스 모듈 PM1~PM6의 개수는 한정되는 것이 아니고, 하나 이상의 임의의 개수일 수 있다.
받침대(2a~2d)는, 로더 모듈 LM의 한 가장자리를 따라 배열되어 있다. 용기(4a~4d)는 각각, 받침대(2a~2d)상에 탑재되어 있다. 용기(4a~4d)의 각각은, 예컨대, FOUP(Front Opening Unified Pod)라고 칭해지는 용기이다. 용기(4a~4d)의 각각은, 피가공물 W를 수용하도록 구성되어 있다. 피가공물 W는, 대략 원반 형상을 갖는다.
도 3은 용기를 예시하는 단면도이다. 도 3에는, 용기(4a~4d)의 각각으로서 채용될 수 있는 용기(4)의 종단면도가 나타나 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 용기(4)는, 용기 본체(4M), 및, 한 쌍의 지지 부재(4S)를 갖고 있다. 용기 본체(4M)는, 그 내부에 공간을 제공하고 있다. 한 쌍의 지지 부재(4S)는, 용기 본체(4M)에 의해 제공된 공간 내에 있어서, 용기 본체(4M)의 한 쌍의 측벽을 따라 마련되어 있다. 한 쌍의 지지 부재(4S)는, 복수의 슬롯(4L)을 제공하고 있다. 복수의 슬롯(4L)은, 연직 방향으로 배열되어 있고, 용기 본체(4M)에 의해 제공된 공간의 깊이 방향(예컨대, 상기 연직 방향에 수직인 방향)으로 연장되어 있다. 복수의 슬롯(4L)의 각각에는, 피가공물 W가 수용될 수 있다. 복수의 슬롯(4L)의 어느 하나에 수용된 피가공물 W는, 한 쌍의 지지 부재(4S)에 의해 지지되도록 되어 있다.
도 2로 돌아와서, 로더 모듈 LM은, 대기압 상태의 반송 공간을 그 내부에 규정하는 챔버벽을 갖고 있다. 이 반송 공간 내에는 반송 장치 TU1이 마련되어 있다. 반송 장치 TU1은, 예컨대, 다관절 로봇이고, 제어부 MC에 의해 제어된다. 반송 장치 TU1은, 용기(4a~4d)와 얼라이너 AN의 사이, 얼라이너 AN과 로드 록 모듈 LL1~LL2의 사이, 로드 록 모듈 LL1~LL2와 용기(4a~4d)의 사이에서 피가공물 W를 반송하도록 구성되어 있다.
얼라이너 AN은, 로더 모듈 LM과 접속되어 있다. 얼라이너 AN은, 피가공물 W의 위치의 조정(위치의 교정)을 행하도록 구성되어 있다. 도 4는 얼라이너를 예시하는 사시도이다. 얼라이너 AN은, 지지대(6T), 구동 장치(6D), 및, 센서(6S)를 갖고 있다. 지지대(6T)는, 상기 연직 방향으로 연장되는 축선 중심으로 회전 가능한 받침대이고, 그 위에 피가공물 W를 지지하도록 구성되어 있다. 지지대(6T)는, 구동 장치(6D)에 의해 회전된다. 구동 장치(6D)는, 제어부 MC에 의해 제어된다. 구동 장치(6D)로부터의 동력에 의해 지지대(6T)가 회전하면, 해당 지지대(6T)상에 탑재된 피가공물 W도 회전하도록 되어 있다.
센서(6S)는, 광학 센서이고, 피가공물 W가 회전되고 있는 동안, 피가공물 W의 에지를 검출한다. 센서(6S)는, 에지의 검출 결과로부터, 기준 각도 위치에 대한 피가공물 W의 노치 WN(혹은, 다른 마커)의 각도 위치의 어긋남량, 및, 기준 위치에 대한 피가공물 W의 중심 위치의 어긋남량을 검출한다. 센서(6S)는, 노치 WN의 각도 위치의 어긋남량 및 피가공물 W의 중심 위치의 어긋남량을 제어부 MC에 출력한다. 제어부 MC는, 노치 WN의 각도 위치의 어긋남량에 근거하여, 노치 WN의 각도 위치를 기준 각도 위치로 보정하기 위한 지지대(6T)의 회전량을 산출한다. 제어부 MC는, 이 회전량만큼 지지대(6T)를 회전시키도록, 구동 장치(6D)를 제어한다. 이것에 의해, 노치 WN의 각도 위치를 기준 각도 위치로 보정할 수 있다. 또한, 제어부 MC는, 반송 장치 TU1의 엔드 이펙터(end effector)상의 소정 위치에 피가공물 W의 중심 위치가 일치하도록, 얼라이너 AN으로부터 피가공물 W를 받을 때의 반송 장치 TU1의 엔드 이펙터의 위치를, 피가공물 W의 중심 위치의 어긋남량에 근거하여 제어한다.
도 2로 돌아와서, 로드 록 모듈 LL1 및 로드 록 모듈 LL2의 각각은, 로더 모듈 LM과 트랜스퍼 모듈 TF의 사이에 마련되어 있다. 로드 록 모듈 LL1 및 로드 록 모듈 LL2의 각각은, 예비 감압실을 제공하고 있다. 로드 록 모듈 LL1과 로더 모듈 LM의 사이에는 게이트 밸브가 마련되어 있다. 로드 록 모듈 LL1의 예비 감압실과 로더 모듈 LM의 반송 공간은, 게이트 밸브를 여는 것에 의해 연통되고, 게이트 밸브를 닫는 것에 의해 서로 분리된다. 또한, 로드 록 모듈 LL2와 로더 모듈 LM의 사이에는 다른 게이트 밸브가 마련되어 있다. 로드 록 모듈 LL2의 예비 감압실과 로더 모듈 LM의 반송 공간은, 게이트 밸브를 개방하는 것에 의해 연통되고, 게이트 밸브를 닫는 것에 의해 서로 분리된다.
트랜스퍼 모듈 TF는, 로드 록 모듈 LL1 및 로드 록 모듈 LL2에 게이트 밸브를 거쳐서 접속되어 있다. 트랜스퍼 모듈 TF는, 감압 가능한 감압실을 제공하고 있다. 이 감압실에는, 반송 장치 TU2가 마련되어 있다. 반송 장치 TU2는, 예컨대, 다관절 로봇이고, 제어부 MC에 의해 제어된다. 반송 장치 TU2는, 로드 록 모듈 LL1~LL2와 프로세스 모듈 PM1~PM6의 사이, 및, 프로세스 모듈 PM1~PM6 중 임의의 2개의 프로세스 모듈 사이에 있어서, 피가공물 W를 반송하도록 구성되어 있다.
프로세스 모듈 PM1~PM6의 각각은, 트랜스퍼 모듈 TF에 게이트 밸브를 거쳐서 접속되어 있다. 프로세스 모듈 PM1~PM6의 각각은, 피가공물 W에 대하여 플라즈마 처리라고 하는 전용의 처리를 행하도록 구성된 처리 장치이다. 프로세스 모듈 PM1~PM6의 각각의 챔버와 트랜스퍼 모듈 TF의 감압실은, 게이트 밸브를 여는 것에 의해 연통되고, 게이트 밸브를 닫는 것에 의해 서로 분리된다.
이 처리 시스템(1)에 있어서 피가공물 W의 처리가 행해질 때의 일련의 동작은 이하와 같이 예시된다. 로더 모듈 LM의 반송 장치 TU1이, 용기(4a~4d)의 어느 한쪽으로부터 피가공물 W를 꺼내고, 해당 피가공물 W를 얼라이너 AN에 반송한다. 그 다음에, 반송 장치 TU1은, 그 위치가 조정된 피가공물 W를 얼라이너 AN으로부터 꺼내서, 해당 피가공물 W를 로드 록 모듈 LL1 및 로드 록 모듈 LL2 중 한쪽의 로드 록 모듈에 반송한다. 그 다음에, 한쪽의 로드 록 모듈이, 예비 감압실의 압력을 소정의 압력으로 감압한다. 그 다음에, 트랜스퍼 모듈 TF의 반송 장치 TU2가, 한쪽의 로드 록 모듈로부터 피가공물 W를 꺼내고, 해당 피가공물 W를 프로세스 모듈 PM1~PM6 중 어느 한쪽에 반송한다. 그리고, 프로세스 모듈 PM1~PM6 중 하나 이상의 프로세스 모듈이 피가공물 W를 처리한다. 그리고, 반송 장치 TU2가, 처리 후의 피가공물 W를 프로세스 모듈로부터 로드 록 모듈 LL1 및 로드 록 모듈 LL2 중 한쪽의 로드 록 모듈에 반송한다. 그 다음에, 반송 장치 TU1이 피가공물 W를 한쪽의 로드 록 모듈로부터 용기(4a~4d)의 어느 한쪽에 반송한다.
이 처리 시스템(1)은, 상술한 바와 같이 제어부 MC를 구비하고 있다. 제어부 MC는, 프로세서, 메모리라고 하는 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 MC에 의한 처리 시스템(1)의 각 부의 제어에 의해, 실현되도록 되어 있다.
도 5는 프로세스 모듈 PM1~PM6의 어느 하나로서 채용될 수 있는 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는, 용량 결합형 플라즈마 에칭 장치이다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 대략 원통 형상의 챔버 본체(12)를 구비하고 있다. 챔버 본체(12)는, 예컨대, 알루미늄으로 형성되어 있고, 그 내벽면에는, 양극 산화 처리가 실시될 수 있다. 이 챔버 본체(12)는 보안 접지되어 있다.
챔버 본체(12)의 저부상에는, 대략 원통 형상의 지지부(14)가 마련되어 있다. 지지부(14)는, 예컨대, 절연 재료로 구성되어 있다. 지지부(14)는, 챔버 본체(12) 내에 마련되어 있고, 챔버 본체(12)의 저부로부터 위쪽으로 연장되어 있다. 또한, 챔버 본체(12)에 의해 제공되는 챔버 S 내에는, 탑재대 PD가 마련되어 있다. 탑재대 PD는, 지지부(14)에 의해 지지되어 있다.
탑재대 PD는, 하부 전극 LE 및 정전 척 ESC를 갖고 있다. 하부 전극 LE는, 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)를 포함하고 있다. 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)는, 예컨대 알루미늄이라고 하는 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 ESC가 마련되어 있다. 정전 척 ESC는, 도전막인 전극을 한 쌍의 절연층 또는 절연 시트 사이에 배치한 구조를 갖고 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 정전 척 ESC의 전극에는, 직류 전원(22)이 스위치(23)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 이 정전 척 ESC는, 직류 전원(22)으로부터의 직류 전압에 의해 생긴 쿨롱력 등의 정전력에 의해 피가공물 W를 흡착한다. 이것에 의해, 정전 척 ESC는, 피가공물 W를 유지할 수 있다.
제 2 플레이트(18b)의 주연부상에는, 포커스 링 FR이 마련되어 있다. 이 포커스 링 FR은, 피가공물 W의 에지 및 정전 척 ESC를 둘러싸도록 마련되어 있다. 포커스 링 FR은, 제 1 부분 P1 및 제 2 부분 P2를 갖고 있다(도 8 참조). 제 1 부분 P1 및 제 2 부분 P2는 환상(環狀) 판 형상을 갖고 있다. 제 2 부분 P2는, 제 1 부분 P1상에 마련되어 있다. 제 2 부분 P2의 내연 P2i는 제 1 부분 P1의 내연 P1i의 직경보다 큰 직경을 갖고 있다. 피가공물 W는, 그 에지 영역이, 포커스 링 FR의 제 1 부분 P1상에 위치하도록, 정전 척 ESC상에 탑재된다. 이 포커스 링 FR은, 실리콘, 탄화규소, 산화실리콘이라고 하는 다양한 재료 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
제 2 플레이트(18b)의 내부에는, 냉매 유로(24)가 마련되어 있다. 냉매 유로(24)는, 온조 기구를 구성하고 있다. 냉매 유로(24)에는, 챔버 본체(12)의 외부에 마련된 칠러 유닛으로부터 배관(26a)을 거쳐서 냉매가 공급된다. 냉매 유로(24)에 공급된 냉매는, 배관(26b)을 거쳐서 칠러 유닛으로 되돌려진다. 이와 같이, 냉매 유로(24)와 칠러 유닛의 사이에서는, 냉매가 순환된다. 이 냉매의 온도를 제어하는 것에 의해, 정전 척 ESC에 의해 지지된 피가공물 W의 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, 예컨대 He 가스를, 정전 척 ESC의 상면과 피가공물 W의 이면의 사이에 공급한다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는, 상부 전극(30)을 구비하고 있다. 상부 전극(30)은, 탑재대 PD의 위쪽에 있어서, 해당 탑재대 PD와 대향 배치되어 있다. 상부 전극(30)은, 절연성 차폐 부재(32)를 통해서, 챔버 본체(12)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(30)은, 천판(34) 및 지지체(36)를 포함할 수 있다. 천판(34)은 챔버 S에 면하고 있고, 해당 천판(34)에는 복수의 가스 토출 구멍(34a)이 마련되어 있다. 이 천판(34)은, 실리콘 또는 석영으로 형성될 수 있다. 혹은, 천판(34)은, 알루미늄제의 모재의 표면에 산화이트륨이라고 하는 플라즈마 내성의 막을 형성하는 것에 의해 구성될 수 있다.
지지체(36)는, 천판(34)을 착탈이 자유롭게 지지하는 것이고, 예컨대 알루미늄이라고 하는 도전성 재료로 구성될 수 있다. 이 지지체(36)는, 수랭 구조를 가질 수 있다. 지지체(36)의 내부에는, 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 이 가스 확산실(36a)로부터는, 가스 토출 구멍(34a)에 연통하는 복수의 가스 통류 구멍(36b)이 아래쪽으로 연장되어 있다. 또한, 지지체(36)에는, 가스 확산실(36a)에 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 거쳐서, 가스 소스군(40)이 접속되어 있다. 가스 소스군(40)은, 복수 종류의 가스용의 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 밸브군(42)은 복수의 밸브를 포함하고 있고, 유량 제어기군(44)은 매스 플로우 컨트롤러라고 하는 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스는 각각, 밸브군(42)의 대응하는 밸브 및 유량 제어기군(44)의 대응하는 유량 제어기를 거쳐서, 가스 공급관(38)에 접속되어 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 챔버 본체(12)의 내벽을 따라 퇴적물 실드(46)가 착탈이 자유롭게 마련되어 있다. 퇴적물 실드(46)는, 지지부(14)의 외주에도 마련되어 있다. 퇴적물 실드(46)는, 챔버 본체(12)에 에칭 부생물(퇴적물)이 부착되는 것을 방지하는 것이고, 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복하는 것에 의해 구성될 수 있다.
챔버 본체(12)의 저부측, 또한, 지지부(14)와 챔버 본체(12)의 측벽의 사이에는 배기 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배기 플레이트(48)는, 예컨대, 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복하는 것에 의해 구성될 수 있다. 배기 플레이트(48)에는, 그 판 두께 방향으로 관통하는 복수의 구멍이 형성되어 있다. 이 배기 플레이트(48)의 아래쪽, 또한, 챔버 본체(12)에는, 배기구(12e)가 마련되어 있다. 배기구(12e)에는, 배기관(52)을 거쳐서 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는, 압력 조정 밸브 및 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있고, 챔버 본체(12) 내의 공간을 소망하는 진공도까지 감압할 수 있다. 또한, 챔버 본체(12)의 측벽에는 피가공물 W의 반입출구(12g)가 마련되어 있고, 이 반입출구(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 제 1 고주파를 발생시키는 전원이고, 예컨대, 27~100㎒의 주파수를 갖는 고주파를 발생시킨다. 제 1 고주파 전원(62)은, 정합기(66)를 거쳐서 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 갖고 있다. 또, 제 1 고주파 전원(62)은, 정합기(66)를 거쳐서 하부 전극 LE에 접속되어 있더라도 좋다.
제 2 고주파 전원(64)은, 피가공물 W에 이온을 끌어들이기 위한 제 2 고주파를 발생시키는 전원이고, 예컨대, 400㎑~13.56㎒의 범위 내의 주파수의 고주파를 발생시킨다. 제 2 고주파 전원(64)은, 정합기(68)를 거쳐서 하부 전극 LE에 접속되어 있다. 정합기(68)는, 제 2 고주파 전원(64)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극 LE측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다.
이 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 복수의 가스 소스 중 선택된 하나 이상의 가스 소스로부터의 가스가 챔버 S에 공급된다. 또한, 챔버 S의 압력이 배기 장치(50)에 의해 소정의 압력으로 설정된다. 또한, 제 1 고주파 전원(62)으로부터의 제 1 고주파에 의해 챔버 S 내의 가스가 여기된다. 이것에 의해, 플라즈마가 생성된다. 그리고, 발생한 활성종에 의해 피가공물 W가 처리된다. 또, 필요에 따라서, 제 2 고주파 전원(64)의 제 2 고주파에 근거하는 바이어스에 의해, 피가공물 W에 이온이 끌어들여지더라도 좋다.
이하, 방법 MT에 있어서 이용되는 측정기에 대하여 설명한다. 도 6은 측정기를 예시하는 사시도이다. 도 6에 나타내는 측정기(100)는, 베이스 기판(102)을 구비하고 있다. 베이스 기판(102)은, 예컨대, 실리콘으로 형성되어 있고, 피가공물 W의 형상과 마찬가지의 형상, 즉 대략 원반 형상을 갖고 있다. 베이스 기판(102)의 직경은, 피가공물 W와 마찬가지의 직경이고, 예컨대, 300㎜이다. 측정기(100)의 형상 및 치수는, 이 베이스 기판(102)의 형상 및 치수에 의해 규정된다. 따라서, 측정기(100)는, 피가공물 W의 형상과 마찬가지의 형상을 갖고, 또한, 피가공물 W의 치수와 마찬가지의 치수를 갖는다. 또한, 베이스 기판(102)의 에지에는, 노치(102N)(혹은, 다른 마커)가 형성되어 있다.
베이스 기판(102)은, 아래쪽 부분(102a) 및 위쪽 부분(102b)을 갖고 있다. 아래쪽 부분(102a)은, 측정기(100)가 정전 척 ESC의 위쪽에 배치될 때에, 위쪽 부분(102b)보다 정전 척 ESC의 가까이에 위치하는 부분이다. 베이스 기판(102)의 아래쪽 부분(102a)에는, 정전 용량 측정용의 복수의 센서부(104A~104H)가 마련되어 있다. 또, 측정기(100)에 마련되는 센서부의 개수는, 3개 이상의 임의의 개수일 수 있다. 복수의 센서부(104A~104H)는, 베이스 기판(102)의 에지를 따라, 예컨대 해당 에지의 전체 둘레에 있어서 등간격으로 배열되어 있다. 구체적으로는, 복수의 센서부(104A~104H)의 각각의 앞쪽 단면(104f)이 베이스 기판(102)의 아래쪽 부분(102a)의 에지를 따르도록 마련되어 있다. 또, 도 6에서는, 복수의 센서부(104A~104H) 중 센서부(104A~104C)가 보이고 있다.
베이스 기판(102)의 위쪽 부분(102b)의 상면은, 오목부(102r)를 제공하고 있다. 오목부(102r)는, 중앙 영역(102c) 및 복수의 방사 영역(102h)을 포함하고 있다. 중앙 영역(102c)은, 중심 축선 AX(100)와 교차하는 영역이다. 중심 축선 AX(100)는, 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 센서부(104A~104H)가 배치되어 있는 영역의 위쪽까지 중심 축선 AX(100)에 대하여 방사 방향으로 연장되어 있다. 복수의 방사 영역(102h)에는, 복수의 센서부(104A~104H)와 회로 기판(106)을 각각 전기적으로 접속하기 위한 배선군(108A~108H)이 마련되어 있다. 또, 복수의 센서부(104A~104H)는 베이스 기판(102)의 위쪽 부분(102b)에 마련되어 있더라도 좋다.
이하, 센서부에 대하여 상세하게 설명한다. 도 7은 센서부의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 취한 단면도이고, 센서부와 함께 측정기의 베이스 기판 및 포커스 링을 나타내고 있다. 도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 취한 단면도이다. 도 7~도 9에 나타내는 센서부(104)는, 측정기(100)의 복수의 센서부(104A~104H)로서 이용되는 센서부이고, 일례에서는, 칩 형상의 부품으로서 구성되어 있다. 또, 이하의 설명에서는, XYZ 직교 좌표계를 적당히 참조한다. X 방향은, 센서부(104)의 앞 방향을 나타내고 있고, Y 방향은, X 방향에 직교하는 한 방향으로서 센서부(104)의 폭 방향을 나타내고 있고, Z 방향은, X 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향으로서 센서부(104)의 위쪽 방향을 나타내고 있다.
도 7~도 9에 나타내는 바와 같이, 센서부(104)는, 앞쪽 단면(104f), 상면(104t), 하면(104b), 한 쌍의 측면(104s), 및 뒤쪽 단면(104r)을 갖고 있다. 앞쪽 단면(104f)은, X 방향에 있어서 센서부(104)의 앞쪽 표면을 구성하고 있다. 센서부(104)는, 앞쪽 단면(104f)이 중심 축선 AX(100)에 대하여 방사 방향으로 향하도록, 측정기(100)의 베이스 기판(102)에 탑재된다(도 6 참조). 또한, 센서부(104)가 베이스 기판(102)에 탑재되어 있는 상태에서는, 앞쪽 단면(104f)은, 베이스 기판(102)의 에지를 따라 연장된다. 따라서, 측정기(100)가 정전 척 ESC상에 배치될 때에, 앞쪽 단면(104f)은, 포커스 링 FR의 내연에 대면한다.
뒤쪽 단면(104r)은, X 방향에 있어서 센서부(104)의 뒤쪽 표면을 구성하고 있다. 센서부(104)가 베이스 기판(102)에 탑재되어 있는 상태에서는, 뒤쪽 단면(104r)은, 앞쪽 단면(104f)보다 중심 축선 AX(100)의 가까이에 위치한다. 상면(104t)은 Z 방향에 있어서 센서부(104)의 위쪽 표면을 구성하고 있고, 하면(104b)은 Z 방향에 있어서 센서부(104)의 아래쪽 표면을 구성하고 있다. 또한, 한 쌍의 측면(104s)은, Y 방향에 있어서 센서부(104)의 표면을 구성하고 있다.
센서부(104)는, 전극(143)을 갖고 있다. 센서부(104)는, 전극(141) 및 전극(142)을 더 갖고 있더라도 좋다. 전극(141)은, 도체로 형성되어 있다. 전극(141)은, 제 1 부분(141a)을 갖고 있다. 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 부분(141a)은, X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있다.
전극(142)은, 도체로 형성되어 있다. 전극(142)은, 제 2 부분(142a)을 갖고 있다. 제 2 부분(142a)은, 제 1 부분(141a)의 위에서 연장되어 있다. 센서부(104) 내에 있어서, 전극(142)은, 전극(141)으로부터 절연되어 있다. 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 2 부분(142a)은, 제 1 부분(141a)의 위에서, X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있다.
전극(143)은, 도체로 형성된 센서 전극이다. 전극(143)은, 전극(141)의 제 1 부분(141a) 및 전극(142)의 제 2 부분(142a)의 위에 마련되어 있다. 전극(143)은, 센서부(104) 내에 있어서 전극(141) 및 전극(142)으로부터 절연되어 있다. 전극(143)은, 전면(143f)을 갖고 있다. 이 전면(143f)은, 제 1 부분(141a) 및 제 2 부분(142a)에 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 또한, 전면(143f)은, 센서부(104)의 앞쪽 단면(104f)을 따라 연장되어 있다. 일 실시 형태에서는, 전면(143f)은, 센서부(104)의 앞쪽 단면(104f)의 일부를 구성하고 있다. 혹은, 센서부(104)는, 전극(143)의 전면(143f)의 앞쪽에 해당 전면(143f)을 덮는 절연막을 갖고 있더라도 좋다.
도 7~도 9에 나타내는 바와 같이, 전극(141) 및 전극(142)은, 전극(143)의 전면(143f)이 배치되어 있는 영역의 쪽(X 방향)에서 개구하고, 또한, 전극(143)의 주위를 둘러싸도록 연장되어 있더라도 좋다. 즉, 전극(141) 및 전극(142)은, 전극(143)의 위쪽, 뒤쪽, 및, 옆쪽에 있어서, 해당 전극(143)을 둘러싸도록 연장되어 있더라도 좋다.
또한, 센서부(104)의 앞쪽 단면(104f)은, 소정의 곡률을 갖는 곡면일 수 있다. 이 경우에, 앞쪽 단면(104f)은, 해당 앞쪽 단면의 임의의 위치에서 일정한 곡률을 갖고 있고, 해당 앞쪽 단면(104f)의 곡률은, 측정기(100)의 중심 축선 AX(100)와 해당 앞쪽 단면(104f)의 사이의 거리의 역수일 수 있다. 이 센서부(104)는, 앞쪽 단면(104f)의 곡률 중심이 중심 축선 AX(100)에 일치하도록, 베이스 기판(102)에 탑재된다.
또한, 센서부(104)는, 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 갖고 있다. 본체부(144m)는, 예컨대 실리콘으로 형성되어 있다. 표층부(144f)는, 본체부(144m)의 표면을 덮고 있다. 표층부(144f)는, 절연 재료로 형성되어 있다. 표층부(144f)는, 예컨대, 실리콘의 열산화막이다.
전극(142)의 제 2 부분(142a)은, 기판부(144)의 아래쪽에 있어서 연장되어 있고, 기판부(144)와 전극(142)의 사이에는, 절연 영역(146)이 마련되어 있다. 절연 영역(146)은, 예컨대, SiO2, SiN, Al2O3, 또는, 폴리이미드로 형성되어 있다.
전극(141)의 제 1 부분(141a)은, 기판부(144) 및 전극(142)의 제 2 부분(142a)의 아래쪽에 있어서 연장되어 있다. 전극(141)과 전극(142)의 사이에는 절연 영역(147)이 마련되어 있다. 절연 영역(147)은, 예컨대, SiO2, SiN, Al2O3, 또는, 폴리이미드로 형성되어 있다.
절연 영역(148)은, 센서부(104)의 상면(104t)을 구성하고 있다. 절연 영역(148)은, 예컨대, SiO2, SiN, Al2O3, 또는, 폴리이미드로 형성되어 있다. 이 절연 영역(148)에는, 패드(151~153)가 형성되어 있다. 패드(153)는, 도체로 형성되어 있고, 전극(143)에 접속되어 있다. 구체적으로는, 절연 영역(146), 전극(142), 절연 영역(147), 및, 전극(141)을 관통하는 비아 배선(154)에 의해, 전극(143)과 패드(153)가 서로 접속되어 있다. 비아 배선(154)의 주위에는 절연체가 마련되어 있고, 해당 비아 배선(154)은 전극(141) 및 전극(142)으로부터 절연되어 있다. 패드(153)는, 베이스 기판(102) 내에 마련된 비아 배선(123), 및, 오목부(102r)의 방사 영역(102h)에 마련된 배선(183)을 거쳐서 회로 기판(106)에 접속되어 있다. 패드(151) 및 패드(152)도 마찬가지로 도체로 형성되어 있다. 패드(151) 및 패드(152)는 각각, 대응하는 비아 배선을 거쳐서, 전극(141), 전극(142)에 접속되어 있다. 또한, 패드(151) 및 패드(152)는, 베이스 기판(102)에 마련된 대응하는 비아 배선 및 오목부(102r)의 방사 영역(102h)에 마련된 대응하는 배선을 거쳐서 회로 기판(106)에 접속된다.
이하, 회로 기판(106)의 구성에 대하여 설명한다. 도 10은 측정기의 회로 기판의 구성을 예시하는 도면이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 회로 기판(106)은, 고주파 발진기(161), 복수의 C/V 변환 회로(162A~162H), A/D 변환기(163), 프로세서(164), 기억 장치(165), 통신 장치(166), 및, 전원(167)을 갖고 있다.
복수의 센서부(104A~104H)의 각각은, 복수의 배선군(108A~108H) 중 대응하는 배선군을 거쳐서 회로 기판(106)에 접속되어 있다. 또한, 복수의 센서부(104A~104H)의 각각은, 대응하는 배선군에 포함되는 몇 개의 배선을 거쳐서, 복수의 C/V 변환 회로(162A~162H) 중 대응하는 C/V 변환 회로에 접속되어 있다. 이하, 복수의 센서부(104A~104H)의 각각과 동일한 구성의 하나의 센서부(104), 복수의 배선군(108A~108H)의 각각과 동일한 구성의 하나의 배선군(108), 및 복수의 C/V 변환 회로(162A~162H)의 각각과 동일한 구성의 하나의 C/V 변환 회로(162)에 대하여 설명한다.
배선군(108)은, 배선(181~183)을 포함하고 있다. 배선(181)의 일단은, 전극(141)에 접속된 패드(151)에 접속되어 있다. 이 배선(181)은, 회로 기판(106)의 그라운드 GC에 접속된 그라운드 전위선 GL에 접속되어 있다. 또, 배선(181)은, 그라운드 전위선 GL에 스위치 SWG를 거쳐서 접속되어 있더라도 좋다. 또한, 배선(182)의 일단은, 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, 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, 배터리라고 하는 전원(167)에 접속되어 있고, 해당 전원(167)으로부터의 전력을 받아서 고주파 신호를 발생시키도록 구성되어 있다. 또, 전원(167)은, 프로세서(164), 기억 장치(165), 및, 통신 장치(166)에도 접속되어 있다. 고주파 발진기(161)는, 복수의 출력선을 갖고 있다. 고주파 발진기(161)는, 발생시킨 고주파 신호를 복수의 출력선을 거쳐서, 배선(182) 및 배선(183)에 주도록 되어 있다. 따라서, 고주파 발진기(161)는, 센서부(104)의 전극(142) 및 전극(143)에 전기적으로 접속되어 있고, 해당 고주파 발진기(161)로부터의 고주파 신호는, 전극(142) 및 전극(143)에 주어지도록 되어 있다.
C/V 변환 회로(162)의 입력에는 배선(182) 및 배선(183)이 접속되어 있다. 즉, C/V 변환 회로(162)의 입력에는, 센서부(104)의 전극(142) 및 전극(143)이 접속되어 있다. C/V 변환 회로(162)는, 그 입력에 있어서의 전압 진폭으로부터, 해당 입력에 접속된 전극(전극(143))의 정전 용량을 나타내는 전압 신호를 생성하고, 해당 전압 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 또, C/V 변환 회로(162)에 접속된 전극의 정전 용량이 클수록, 해당 C/V 변환 회로(162)가 출력하는 전압 신호의 전압의 크기는 커진다.
A/D 변환기(163)의 입력에는, 복수의 C/V 변환 회로(162A~162H)의 출력이 접속하고 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 디지털 값으로 변환한다. 즉, A/D 변환기(163)는, 전극(143)의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 생성하고, 해당 디지털 값을 프로세서(164)에 출력한다.
프로세서(164)에는 기억 장치(165)가 접속되어 있다. 기억 장치(165)는, 휘발성 메모리라고 하는 기억 장치이고, 후술하는 측정 데이터를 기억하도록 구성되어 있다. 또한, 프로세서(164)에는, 다른 기억 장치(168)가 접속되어 있다. 기억 장치(168)는, 비휘발성 메모리라고 하는 기억 장치이고, 프로세서(164)에 의해 판독되어 실행되는 프로그램이 기억되어 있다. 또한, 기억 장치(168)에는, 후술하는 파라미터도 기억될 수 있다.
통신 장치(166)는, 임의의 무선 통신 규격에 준거한 통신 장치이다. 예컨대, 통신 장치(166)는, Bluetooth(등록상표)에 준거하고 있다. 통신 장치(166)는, 기억 장치(165)에 기억되어 있는 측정 데이터를 무선 송신하도록 구성되어 있다.
프로세서(164)는, 상술한 프로그램을 실행하는 것에 의해, 방법 MT에 있어서 측정기(100)의 각 부를 제어하도록 구성되어 있다. 예컨대, 프로세서(164)는, 전극(142) 및 전극(143)에 대한 전원(167)으로부터의 고주파 신호의 공급, 기억 장치(165)에 대한 전원(167)으로부터의 전력 공급, 통신 장치(166)에 대한 전원(167)으로부터의 전력 공급 등을 제어하도록 되어 있다. 또한, 프로세서(164)는, 상술한 프로그램을 실행하는 것에 의해, 방법 MT에 있어서의 디지털 값의 취득, 측정 데이터의 기억 장치(165)로의 기억, 및, 측정 데이터의 송신 등을 실행하도록 되어 있다.
이 측정기(100)에서는, 센서부(104A~104H)가 베이스 기판(102)의 에지를 따라 배열되어 있다. 따라서, 이 측정기(100)를 정전 척 ESC상에 배치하면, 포커스 링 FR과 센서부(104A~104H)의 각각의 사이의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 취득할 수 있다. 또, 정전 용량 C는, C=εS/d로 나타내어진다. ε은 전극(143)의 전면(143f)과 포커스 링 FR의 내연의 사이의 매질의 유전율이고, S는 전극(143)의 전면(143f)의 면적이고, d는 전극(143)의 전면(143f)과 포커스 링 FR의 내연의 사이의 거리라고 볼 수 있다. 따라서, 측정기(100)에 의해 취득되는 복수의 디지털 값은, 전극(143)의 전면(143f)과 포커스 링 FR의 내연의 사이의 거리가 커질수록 작아진다.
또한, 상술한 바와 같이, 측정기(100)에 탑재되는 센서부(104)에서는, 전극(143)(센서 전극)이, 전극(141)의 제 1 부분(141a)의 위에 마련되어 있고, 전극(141)의 제 1 부분(141a)과 전극(143)의 사이에는 전극(142)의 제 2 부분(142a)이 개재되어 있다. 이 센서부(104)의 이용시에는, 스위치 SWG가 닫혀져 전극(141)의 전위가 그라운드 전위로 설정되고, 전극(142)과 전극(143)에는 고주파 신호가 공급된다. 이때, 전극(143)의 전압 진폭은, 해당 전극(143)에 대하여 전극(141)의 제 1 부분(141a)이 마련되어 있는 방향, 즉 센서부(104)의 아래쪽으로부터의 정전 용량의 영향을 받지 않고, 특정 방향, 즉, 전극(143)의 전면(143f)이 향하고 있는 방향(X 방향)에 있어서의 정전 용량을 반영한 전압 진폭이 된다. 따라서, 센서부(104)에 의하면, 특정 방향으로 높은 지향성을 갖고 정전 용량을 측정하는 것이 가능하게 된다. 또, 센서부(104)의 이용시에 스위치 SWG가 열리면, C/V 변환 회로(162)는, 전극(143)의 정전 용량과 전극(142)의 정전 용량의 합성 용량의 크기에 따른 크기의 전압을 갖는 전압 신호를 출력하게 된다.
또한, 전극(141) 및 전극(142)은, 전극(143)의 전면이 배치되어 있는 영역의 쪽(X 방향)에서 개구하고, 또한, 전극(143)의 주위를 둘러싸도록 연장되어 있다. 따라서, 전극(141) 및 전극(142)에 의해, 전극(143)이 특정 방향 이외의 방향에 대하여 차폐된다. 그러므로, 정전 용량의 측정에 있어서, 특정 방향에 대한 센서부(104)의 지향성이 더 향상된다.
또한, 센서부(104)의 앞쪽 단면(104f)은 소정의 곡률을 갖는 곡면으로서 구성되어 있고, 전극(143)의 전면(143f)은, 앞쪽 단면(104f)을 따라 연장되어 있다. 따라서, 전극(143)의 전면(143f)의 각 위치와 포커스 링 FR의 내연의 사이의 지름 방향의 거리를 대략 등거리로 설정할 수 있다. 그러므로, 정전 용량의 측정의 정밀도가 더 향상된다.
이하, 다시 도 1을 참조하여, 방법 MT에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 1과 함께 도 11을 참조한다. 도 11은 도 1에 나타내는 방법에 관련되는 타이밍 차트이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 방법 MT에서는, 우선, 공정 ST1이 실행된다. 공정 ST1에서는, 측정기(100)의 전원(167)이 ON으로 설정된다. 그리고, 프로세서(164)가 기억 장치(168)에 기억된 프로그램의 실행을 개시한다. 이어지는 공정 ST2에서는, 측정기(100)가 용기(4a~4d) 중 어느 한쪽의 슬롯에 수용된다.
이어지는 공정 ST3에서는, 측정기(100)에 파라미터가 입력된다. 파라미터는, 제어부 MC로부터 측정기(100)에 무선 송신될 수 있다. 측정기(100)는, 수신한 파라미터를 기억 장치(168)에 기억한다. 파라미터는, 제 1 모니터링 기간의 시간 길이 TA, 시간 간격 IA, 제 1 샘플링 주기, 측정 기간의 시간 길이 TM, 제 2 샘플링 주기, 제 2 모니터링 기간의 시간 길이 TB, 시간 간격 IB, 제 3 샘플링 주기, 제 1 임계치 Th1, 및, 제 2 임계치 Th2를 포함한다. 또, 시간 길이 TA, 시간 간격 IA, 제 1 샘플링 주기는 각각, 시간 길이 TB, 시간 간격 IB, 제 3 샘플링 주기와 공통이더라도 좋다. 이 경우에는, 파라미터는, 시간 길이 TB, 시간 간격 IB, 및, 제 3 샘플링 주기를 포함하지 않는다. 이후, 방법 MT에서는, 병렬적으로 처리가 진행된다. 또, 도 1에 있어서 2개의 이중선의 사이에 그려진 2개의 처리의 흐름은, 병렬적으로 실행되는 처리의 흐름이다.
공정 ST3에 이어지는 공정 ST4에서는, 제어부 MC에 의한 제어의 아래에서, 측정기(100)가, 반송 장치 TU1에 의해 얼라이너 AN에 반송된다. 그리고, 얼라이너 AN에서는, 제어부 MC에 의한 제어의 아래에서, 상술한 피가공물 W의 위치의 조정과 마찬가지로, 측정기(100)의 위치의 조정, 즉, 위치의 교정이 행해진다.
이어지는 공정 ST5에서는, 측정기(100)가, 탑재대 PD상에서 포커스 링 FR에 의해 둘러싸인 영역 내에 반송된다. 구체적으로는, 제어부 MC에 의한 제어의 아래에서, 측정기(100)가, 반송 장치 TU1에 의해, 얼라이너 AN으로부터 로드 록 모듈 LL1 및 로드 록 모듈 LL2 중 한쪽의 로드 록 모듈에 반송된다. 그 다음에, 반송 장치 TU2에 의해, 한쪽의 로드 록 모듈로부터, 프로세스 모듈 PM1~PM6 중 하나의 프로세스 모듈의 챔버 내에 반송된다. 챔버 내에 있어서는, 측정기(100)는, 탑재대 PD상에서 포커스 링 FR에 의해 둘러싸인 영역 내에 배치된다. 또, 반송 장치 TU2에 의한 측정기(100)의 반송처 위치(탑재대 PD상의 위치)는, 미리 설정된 좌표 정보에 의해 특정된다. 그 후, 해당 하나의 프로세스 모듈과 트랜스퍼 모듈 TF의 사이의 게이트 밸브가 닫힌다.
공정 ST5에 이어지는 공정 ST6에서는, 측정기(100)가 챔버로부터 반출된다. 구체적으로는, 제어부 MC에 의한 제어의 아래에서, 그 후, 상기 하나의 프로세스 모듈과 트랜스퍼 모듈 TF의 사이의 게이트 밸브가 열리고, 그 다음에, 측정기(100)는, 반송 장치 TU2에 의해, 챔버로부터 꺼내져서, 로드 록 모듈 LL1 및 로드 록 모듈 LL2 중 한쪽의 로드 록 모듈에 반송된다. 이어지는 공정 ST7에서는, 측정기(100)가, 용기(4a~4d) 중 하나의 용기의 슬롯에 수용된다. 구체적으로는, 제어부 MC에 의한 제어의 아래에서, 측정기(100)는, 반송 장치 TU1에 의해, 한쪽의 로드 록 모듈로부터 하나의 용기의 슬롯에 반송된다.
한편, 공정 ST3의 뒤에, 공정 ST11에 있어서, 측정기(100)의 프로세서(164)가, 하나 이상의 제 1 데이터 세트를 취득한다. 이 공정 ST11은, 시간 길이 TA의 제 1 모니터링 기간에 있어서 실행된다. 시간 길이 TA는, 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 1초이다. 공정 ST11에 있어서 취득되는 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각은, 프로세서(164)가, 복수의 센서부(104A~104H) 중 대응하는 센서부의 전극(143)의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 제 1 샘플링 주기에 취득하는 것으로써 얻어진다. 제 1 샘플링 주기는 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 0.1초이다. 또, 공정 ST11에 있어서 이용되는 센서부는, 복수의 센서부(104A~104H)의 전부이더라도 좋고, 혹은, 상술한 파라미터에 있어서 지정되는 하나 이상의 센서부이더라도 좋다.
이어지는 공정 ST12에서는, 프로세서(164)는, 공정 ST11에서 취득된 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치가 제 1 임계치 Th1 이상인지 아닌지를 판정한다. 또, 측정기(100)가 포커스 링 FR에 둘러싸인 영역에 배치되면, 상술한 하나 이상의 센서부의 전극(143)의 정전 용량이 커진다. 따라서, 제 1 임계치 Th1과 하나 이상의 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치를 비교하는 것에 의해, 측정기(100)가 포커스 링 FR에 둘러싸인 영역에 배치되어 있는지 아닌지를 판정할 수 있다. 프로세서(164)는, 공정 ST12에 있어서 평균치가 제 1 임계치 Th1 이상이 아니라고 판정한 경우에는, 이어지는 공정 ST13에 있어서, 공정 ST11의 종료시로부터 시간 간격 IA가 경과했는지 아닌지를 판정한다. 시간 간격 IA는, 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 29초이다. 공정 ST11의 종료시로부터 시간 간격 IA가 경과하고 있지 않은 경우에는, 프로세서(164)는, 다시 공정 ST13의 판정을 행한다. 한편, 공정 ST11의 종료시로부터 시간 간격 IA가 경과하고 있는 경우에는, 프로세서(164)는, 다시 공정 ST11에 있어서, 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 취득을 행한다. 또, 시간 간격 IA에 있어서, 프로세서(164)는, 전원(167)으로부터 고주파 발진기(161)로의 전력의 공급을 정지하더라도 좋다.
공정 ST12에 있어서, 프로세서(164)는, 평균치가 제 1 임계치 Th1 이상이 되었다고 판정하면, 공정 ST14의 처리로 이행한다. 또, 공정 ST12에서는, 평균치가 아닌, 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값 중 하나 이상이 제 1 임계치 Th1과 비교되더라도 좋다.
공정 ST14에서는, 프로세서(164)는, 복수의 제 2 데이터 세트의 취득을 행한다. 이 공정 ST14는, 시간 길이 TM의 측정 기간에 있어서 실행된다. 시간 길이 TM은, 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 1초이다. 공정 ST14에 있어서 취득되는 복수의 제 2 데이터 세트의 각각은, 복수의 센서부(104A~104H) 중 대응하는 센서부의 전극(143)의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 측정 기간 내에 있어서 제 2 샘플링 주기로 취득하는 것에 의해 얻어지는 복수의 디지털 값을 포함한다. 제 2 샘플링 주기는, 한정되는 것은 아닌, 예컨대, 0.1초이다.
이어지는 공정 ST15에서는, 프로세서가, 측정 데이터를 기억 장치(165)에 기억시킨다. 측정 데이터는, 복수의 제 2 데이터 세트이더라도 좋다. 혹은, 측정 데이터는, 복수의 제 2 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치를 구하는 것에 의해 얻어지는 복수의 평균치이더라도 좋다.
이어지는 공정 ST16에서는, 프로세서(164)가, 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 취득을 행한다. 이 공정 ST16은, 시간 길이 TB의 제 2 모니터링 기간에 있어서 실행된다. 제 2 모니터링 기간의 시간 길이 TB는, 상술한 바와 같이 시간 길이 TA와 공통이더라도 좋다. 공정 ST16에 있어서 취득되는 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각은, 프로세서(164)가, 복수의 센서부(104A~104H)에 포함되는 하나 이상의 센서부 중 대응하는 센서부의 전극(143)의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 제 3 샘플링 주기로 취득하는 것에 의해 얻어진다. 또, 공정 ST16에 있어서 이용되는 센서부는, 복수의 센서부(104A~104H)의 전부이더라도 좋고, 혹은, 상술한 파라미터에 있어서 지정되는 하나 이상의 센서부이더라도 좋다. 또한, 제 3 샘플링 주기는, 제 1 샘플링 주기와 공통이더라도 좋다.
이어지는 공정 ST17에서는, 프로세서(164)는, 공정 ST16에서 취득된 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치가 제 2 임계치 Th2 이상인지 아닌지를 판정한다. 또, 측정기(100)가 용기(4a~4d) 중 임의의 하나의 용기의 슬롯에 수용되면, 상술한 하나 이상의 센서부의 전극(143)의 정전 용량이 커진다. 따라서, 제 2 임계치 Th2와 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치를 비교하는 것에 의해, 측정기(100)가 용기(4a~4d) 중 어느 한쪽의 슬롯에 수용되어 있는지 아닌지를 판정할 수 있다. 또, 용기의 슬롯에 측정기(100)가 수용되어 있을 때의 전극(143)의 정전 용량은, 포커스 링 FR에 둘러싸인 영역에 측정기(100)가 배치될 때의 전극(143)의 정전 용량보다 작다. 따라서, 제 2 임계치 Th2는 제 1 임계치 Th1보다 작은 값이다.
프로세서(164)는, 공정 ST17에 있어서 평균치가 제 2 임계치 Th2 이상이 아니라고 판정한 경우에는, 이어지는 공정 ST18에 있어서, 공정 ST16의 종료시로부터 시간 간격 IB가 경과했는지 아닌지를 판정한다. 공정 ST11의 종료시로부터 시간 간격 IB가 경과하고 있지 않은 경우에는, 프로세서(164)는, 다시 공정 ST18의 판정을 행한다. 한편, 공정 ST16의 종료시로부터 시간 간격 IB가 경과하고 있는 경우에는, 프로세서(164)는, 다시 공정 ST16에 있어서, 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 취득을 행한다. 또, 시간 간격 IB에 있어서, 프로세서(164)는, 전원(167)으로부터 고주파 발진기(161)로의 전력의 공급을 정지하더라도 좋다. 또한, 제 2 모니터링 기간과 다음의 제 2 모니터링 기간의 사이의 시간 간격은, 시간 간격 IB가 아닌, 시간 간격 IA이더라도 좋다.
공정 ST17에 있어서, 프로세서(164)는, 평균치가 제 2 임계치 Th2 이상이 되었다고 판정하면, 공정 ST19의 처리로 이행한다. 또, 공정 ST17에서는, 평균치가 아닌, 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값 중 하나 이상이 제 2 임계치 Th2와 비교되더라도 좋다.
공정 ST19에서는, 프로세서(164)는, 기억 장치(165)에 의해 기억되어 있는 측정 데이터를 제어부 MC에 접속된 수신부에 무선 송신한다. 제어부 MC는, 측정 데이터를 수신하면, 공정 ST8에 있어서, 제어부 MC는, 반송 장치 TU2의 반송처 위치의 좌표 정보를 보정한다. 구체적으로는, 측정 데이터로부터 특정되는 포커스 링 FR과 측정기(100)의 에지의 사이의 간격의 둘레 방향에 있어서의 차이가 저감되도록, 좌표 정보를 보정한다. 이 공정 ST19의 실행이 완료되면, 방법 MT는 종료된다.
이상 설명한 바와 같이, 방법 MT에서는, 원반 형상의 베이스 기판(102)의 에지를 따라 배열된 복수의 전극(143)(센서 전극)을 구비한 측정기(100)가 이용되고, 포커스 링 FR의 내연과 측정기(100)의 에지의 사이의 간격의 둘레 방향에 있어서의 분포를 반영하는 측정 데이터가 얻어진다. 또한, 복수의 전극(143)의 각각의 정전 용량을 나타내는 디지털 값은, 포커스 링 FR에 의해 둘러싸인 영역에 측정기(100)가 있을 때에 커진다. 방법 MT에서는, 항상, 측정 데이터를 취득하는 것이 아니고, 측정 기간보다 앞의 기간에 있어서는, 시간 간격 IA로 하나 이상의 제 1 데이터 세트가 취득된다. 그리고, 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값 중 하나 이상 또는 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치가 제 1 임계치 Th1 이상이 되었을 때에, 측정 기간에 있어서 제 2 데이터 세트의 취득이 행해지고, 그리고, 측정 데이터의 기억이 행해진다. 이와 같이, 방법 MT에서는, 측정 기간보다 앞의 기간에 있어서는, 측정기(100)에 있어서 단속적인 동작이 행해지므로, 측정기(100)의 전원(167)의 소비 전력이 억제된다.
또한, 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값 중 하나 이상 또는 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 복수의 디지털 값의 평균치가 제 2 임계치 Th2 이상이 된 것에 응답하여, 통신 장치(166)에 측정 데이터를 무선 송신시키는 것에 의해, 측정기(100)는 프로세스 모듈의 챔버의 외부에 있을 때에 자율적으로 측정 데이터를 무선 송신할 수 있다. 따라서, 측정 기간의 뒤에 있어서도, 측정기(100)에 있어서 단속적인 동작이 행해지므로, 측정기(100)의 전원(167)의 소비 전력이 더 억제된다.
이하, 측정기(100)에 탑재할 수 있는 센서부의 다른 예에 대하여 설명한다. 도 12는 센서부의 다른 예를 나타내는 종단면도이다. 도 12에 나타내는 센서부(104A)는, 센서부(104)의 변형 형태이고, 기판부(144) 대신에 기판부(144A)를 갖고 있는 점에 있어서, 센서부(104)와 상이하다. 기판부(144A)는, 절연 재료로 형성되어 있다. 예컨대, 기판부(144A)는, 붕규산 유리로 형성되어 있다. 또, 기판부(144A)는, 질화실리콘으로 형성되어 있더라도 좋다.
기판부(144A)는, 다면체이고, 전면(144a) 및 하면(144b)을 포함하는 표면을 갖는다. 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 방향에 있어서의 앞쪽 단면을 구성하고 있고, 하면(144b)에 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 전면(144a)은, 소정의 곡률을 가질 수 있다. 이 곡률은, 센서부(104A)가 베이스 기판(102)에 탑재되어 있을 때에, 중심 축선 AX(100)와 전면(144a)의 사이의 거리의 역수이다. 후면(144d)은, X 방향에 있어서 기판부(144A)의 뒤쪽 단면을 구성하고 있고, 전면(144a)과 대향하고 있다. 또한, 한 쌍의 측면은, 전면(144a)의 Y 방향에 있어서의 한쪽의 가장자리와 후면(144d)의 Y 방향에 있어서의 한쪽의 가장자리의 사이, 및, 전면(144a)의 Y 방향에 있어서의 다른 쪽의 가장자리와 후면(144d)의 Y 방향에 있어서의 다른 쪽의 가장자리의 사이에서 연장되어 있다.
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, 및, 상면(144c)상에서 연장되는 전극(143)을 덮도록, 연장되어 있다. 전극(142)은, 절연 영역(146)을 덮도록 마련되어 있다. 또한, 전극(142)의 제 2 부분(142a)은, 절연 영역(146)을 사이에 두고, 기판부(144A)의 하면(144b)을 따라 연장되어 있다. 또한, 절연 영역(147)은, 전극(142)을 덮도록, 연장되어 있다. 또한, 전극(141)은, 절연 영역(147)을 덮도록 마련되어 있다. 또한, 전극(141)의 제 1 부분(141a)은, 절연 영역(147)을 사이에 두고, 전극(142)의 제 2 부분(142a)의 아래쪽에서 연장되어 있다.
상술한 센서부(104)의 기판부(144)의 본체부(144m)가 실리콘으로 형성되어 있는 경우에는, 센서부(104)는, 내부 정전 용량을 갖는다. 이 내부 정전 용량 때문에, 고주파 발진기(161)의 출력을 큰 출력으로 설정할 필요가 생긴다. 한편, 센서부(104A)에서는, 기판부(144A)가, 절연 재료에 의해 형성되어 있으므로, 내부 정전 용량이 매우 작다. 따라서, 센서부(104A)를 갖는 측정기(100)에서는, 고주파 발진기(161)의 출력을 작게 할 수 있다.
또한, 측정기(100)는, 높은 온도를 포함하는 온도 대역(예컨대 20℃~80℃), 및, 감압 환경(예컨대, 1Torr(133.3㎩) 이하)에 있어서 사용될 수 있으므로, 기판부(144A)로부터의 가스의 발생을 억제할 필요가 있다. 이 때문에, 기판부(144A)를 붕규산 유리, 질화실리콘, 석영, 또는, 산화알루미늄으로 형성할 수 있다. 이와 같은 기판부(144A)에 의하면, 가스의 발생이 억제될 수 있다.
또한, 측정기(100)는, 높은 온도를 포함하는 온도 대역(예컨대 20℃~80℃)에 있어서 사용될 수 있으므로, 기판부(144A)는, 베이스 기판(102)의 구성 재료의 선팽창 계수에 가까운 선팽창 계수를 갖는 것이 바람직하다. 이 때문에, 베이스 기판(102)이 실리콘으로 형성되어 있는 경우에는, 기판부(144A)를, 예컨대 붕규산 유리 또는 질화실리콘으로 형성할 수 있다. 이와 같은 기판부(144A)의 선팽창 계수는, 베이스 기판(102)의 선팽창 계수에 가깝다. 따라서, 기판부(144A)의 선팽창 계수와 베이스 기판(102)의 선팽창 계수의 차이에 기인하는, 센서부(104A)의 손상, 및, 베이스 기판(102)으로부터의 센서부(104A)의 벗겨짐을 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 바람직하다. 이 때문에, 베이스 기판(102)이 실리콘으로 형성되어 있는 경우에는, 기판부(144A)를, 예컨대 붕규산 유리로 형성할 수 있다.
이하, 측정기(100)에 탑재할 수 있는 센서부의 또 다른 예에 대하여 설명한다. 도 13은 센서부의 또 다른 예를 나타내는 종단면도이다. 도 13에는, 센서부(204)의 종단면도가 나타나 있고, 또한, 센서부(204)와 함께 포커스 링 FR이 나타나 있다.
센서부(204)는, 전극(241), 전극(242), 및, 전극(243)을 갖고 있다. 센서부(204)는, 기판부(244) 및 절연 영역(247)을 더 가질 수 있다. 기판부(244)는, 본체부(244m) 및 표층부(244f)를 갖고 있다. 본체부(244m)는, 예컨대 실리콘으로 형성되어 있다. 표층부(244f)는 본체부(244m)의 표면을 덮고 있다. 표층부(244f)는 절연 재료로 형성되어 있다. 표층부(244f)는, 예컨대, 실리콘의 열산화막이다.
기판부(244)는, 상면(244a), 하면(244b), 및, 앞쪽 단면(244c)을 갖고 있다. 전극(242)은, 기판부(244)의 하면(244b)의 아래쪽에 마련되어 있고, X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있다. 또한, 전극(241)은, 절연 영역(247)을 사이에 두고 전극(242)의 아래쪽에 마련되어 있고, X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있다.
기판부(244)의 앞쪽 단면(244c)은, 계단 형상으로 형성되어 있다. 앞쪽 단면(244c)의 아래쪽 부분(244d)은, 해당 앞쪽 단면(244c)의 위쪽 부분(244u)보다 포커스 링 FR의 쪽으로 향하여 돌출하고 있다. 전극(243)은, 앞쪽 단면(244c)의 위쪽 부분(244u)을 따라 연장되어 있다.
이 센서부(204)를 측정기(100)의 센서부로서 이용하는 경우에는, 전극(241)이 배선(181)에 접속되고, 전극(242)이 배선(182)에 접속되고, 전극(243)이 배선(183)에 접속된다.
센서부(204)에 있어서는, 센서 전극인 전극(243)이, 전극(241) 및 전극(242)에 의해, 센서부(204)의 아래쪽에 대하여 차폐되어 있다. 따라서, 이 센서부(204)에 의하면, 특정 방향, 즉, 전극(243)의 전면(243f)이 향하고 있는 방향(X 방향)으로 높은 지향성을 갖고 정전 용량을 측정하는 것이 가능하게 된다.
이하, 다른 실시 형태와 관련되는 측정기에 대하여 설명한다. 도 14는 다른 실시 형태와 관련되는 측정기의 회로 기판의 구성을 예시하는 도면이다. 도 14에 나타내는 측정기(100A)는, 측정기(100)의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 더하여, 가속도 센서(171), 온도 센서(172), 습도 센서(173), 및, 압력 센서(174)를 더 갖고 있다. 가속도 센서(171), 온도 센서(172), 습도 센서(173), 및, 압력 센서(174)는, 프로세서(164)에 접속되어 있다. 가속도 센서(171)는, 측정한 측정기(100A)의 가속도를 나타내는 가속도 데이터를 프로세서(164)에 출력한다. 온도 센서(172)는, 측정한 측정기(100A)의 주위의 온도를 나타내는 온도 데이터를 프로세서(164)에 출력한다. 습도 센서(173)는, 측정한 측정기(100A)의 주위의 습도를 나타내는 습도 데이터를 프로세서(164)에 출력한다. 압력 센서(174)는, 측정한 측정기(100A)의 주위의 압력을 나타내는 압력 데이터를 프로세서(164)에 출력한다.
프로세서(164)는, 가속도 데이터, 온도 데이터, 습도 데이터, 및, 압력 데이터에 근거하여, 이상 검출 처리를 행한다. 프로세서(164)는, 가속도 데이터로부터 특정되는 측정기(100A)의 가속도와 가속도의 임계치를 비교하고, 측정기(100A)의 가속도가 해당 가속도의 임계치보다 큰 경우에는, 측정기(100A)의 반송 도중에 이상이 발생한 것이라고 판단하고, 제 1 신호를 제어부 MC에 무선 송신한다. 또한, 프로세서(164)는, 측정기(100A)의 가속도로부터 측정기(100A)에 이상 진동이 생기고 있는 것이라고 판단되는 경우에, 제 2 신호를 제어부 MC에 무선 송신한다. 제어부 MC는, 제 1 신호 또는 제 2 신호를 수신하면, 측정기(100A)의 반송을 정지한다. 또, 제 1 신호에 관련되는 이상은, 반송 장치 TU1 또는 반송 장치 TU2가, 다른 툴과 접촉한 경우에 발생할 수 있다. 또한, 제 2 신호에 관련되는 이상은, 반송 장치 TU1 또는 반송 장치 TU2의 동작 불량이 생기고 있는 경우에, 발생할 수 있다.
또한, 프로세서(164)는, 가속도 데이터로부터 특정되는 측정기(100A)의 각도가 각도의 임계치보다 큰 경우에, 제 3 신호를 제어부 MC에 무선 송신한다. 측정기(100A)의 각도는, 측정기(100A)의 수평도를 나타내는 척도이고, 예컨대, 가속도 데이터로부터 특정되는 측정기(100A)의 가속도에 근거하여 산출된다. 제어부 MC는, 제 3 신호를 수신하면, 측정기(100A)의 용기(4a~4d)의 어느 하나로의 회수를 위한 제어를 행한다. 또, 제 3 신호에 관련되는 이상은, 측정기(100A)의 일부가 포커스 링 FR상에 올라앉은 경우에 발생할 수 있다.
또한, 프로세서(164)는, 온도 데이터로부터 특정되는 측정기(100A)의 주위의 온도가 온도의 임계치보다 높은 경우에는, 제 4 신호를 제어부 MC에 무선 송신한다. 제어부 MC는, 제 4 신호를 수신하면, 측정기(100A)의 회수를 위한 제어를 행한다. 또, 제 4 신호에 관련되는 이상은, 측정기(100A)가 반입된 챔버를 제공하는 프로세스 모듈의 이상에 의해 발생할 수 있다.
또한, 프로세서(164)는, 습도 데이터로부터 특정되는 측정기(100A)의 주위의 습도가 습도의 임계치보다 높은 경우에는, 제 5 신호를 제어부 MC에 무선 송신한다. 제어부 MC는, 제 5 신호를 수신하면, 탈수 시퀀스를 실행한다. 탈수 시퀀스는, 예컨대, 배기에 의해 실현될 수 있다. 또, 제 5 신호에 관련되는 이상은, 용기(4a~4d), 로더 모듈 LM, 로드 록 모듈 LL1, 또는, 로드 록 모듈 LL에 있어서의 흡습에 의해 발생할 수 있다.
또한, 프로세서(164)는, 압력 데이터로부터 특정되는 측정기(100A)의 주위의 압력이 압력의 임계치보다 높은 경우에는, 제 6 신호를 제어부 MC에 무선 송신한다. 제어부 MC는, 제 6 신호를 수신하면, 배기 처리, 퍼지 처리, 또는, 측정기(100A)의 회수를 위한 제어를 실행한다. 또, 제 6 신호에 관련되는 이상은, 로드 록 모듈 LL1의 예비 감압실, 로드 록 모듈 LL2의 예비 감압실, 트랜스퍼 모듈의 감압실, 또는, 프로세스 모듈의 챔버의 감압의 부족에 의해 발생할 수 있다. 또한, 제 6 신호에 관련되는 이상은, 프로세스 모듈의 챔버 내에 가스가 잔류하고 있는 경우에 발생할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서, 방법 MT는, 상술한 이상 검출 처리를 더 포함할 수 있다. 이상 검출 처리는, 공정 ST3의 실행 후에 도 1에 나타내는 이중선 사이의 2개의 처리의 흐름과 병렬적으로 실행될 수 있다. 이 이상 검출 처리에서는 상술한 제 1~제 6 신호의 송신을 위해, 측정기(100A)와 제어부 MC가 무선 통신 가능한 상태인 것이 필요하다. 이 때문에, 용기(4a~4d), 로더 모듈 LM, 로드 록 모듈 LL1, 로드 록 모듈 LL2, 및, 트랜스퍼 모듈 TF의 각각은, 전파를 투과 가능한 창 영역을 가질 수 있다. 혹은, 용기(4a~4d) 각각의 내부 공간, 로더 모듈 LM의 반송 공간, 로드 록 모듈 LL1의 예비 감압실, 로드 록 모듈 LL2의 예비 감압실, 및, 트랜스퍼 모듈 TF의 감압실의 각각은, 전파를 투과 가능한 창 영역에 연통하고 있다. 측정기(100A)는, 용기(4a~4d) 각각의 내부 공간, 로더 모듈 LM의 반송 공간, 로드 록 모듈 LL1의 예비 감압실, 로드 록 모듈 LL2의 예비 감압실, 및, 트랜스퍼 모듈 TF의 감압실의 어느 쪽에 배치되어 있더라도, 상기 창 영역을 통해서, 제어부 MC와 무선 통신하는 것이 가능하다. 또한, 프로세스 모듈과 트랜스퍼 모듈 TF의 사이의 게이트 밸브가 열려 있으면, 측정기(100A)는, 해당 프로세스 모듈의 챔버 내에 배치되어 있더라도, 상기 창 영역을 통해서, 제어부 MC와 무선 통신하는 것이 가능하다.
또, 이상 검출 처리에서는, 상술한 모든 이상 중 적어도 하나의 이상이 검출되면 된다. 따라서, 측정기(100A)는, 가속도 센서(171), 온도 센서(172), 습도 센서(173), 및, 압력 센서(174) 중, 이상의 검출에 필요한 센서만을 갖고 있더라도 좋다.
이상, 다양한 실시 형태에 대하여 설명하여 왔지만, 상술한 실시 형태로 한정되는 일 없이 다양한 변형 양태를 구성 가능하다. 예컨대, 프로세스 모듈 PM1~PM6의 예로서, 플라즈마 처리 장치를 예시했지만, 프로세스 모듈 PM1~PM6은, 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~PM6으로서 이용 가능한 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치, 마이크로파라고 하는 표면파를 이용하는 플라즈마 처리 장치와 같이, 임의의 플라즈마 처리 장치일 수 있다.
1 : 처리 시스템
LM : 로더 모듈
AN : 얼라이너
LL1, LL2 : 로드 록 모듈
TF : 트랜스퍼 모듈
TU1, TU2 : 반송 장치
PM1~PM6 : 프로세스 모듈
MC : 제어부
10 : 플라즈마 처리 장치
12 : 챔버 본체
30 : 상부 전극
40 : 가스 소스군
50 : 배기 장치
62 : 제 1 고주파 전원
64 : 제 2 고주파 전원
PD : 탑재대
LE : 하부 전극
ESC : 정전 척
FR : 포커스 링
P1 : 제 1 부분
P2 : 제 2 부분
100 : 측정기
102 : 베이스 기판
104 : 센서부
104A~104H : 센서부
104f : 앞쪽 단면
141 : 전극
141a : 제 1 부분
142 : 전극
142a : 제 2 부분
143 : 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

Claims (5)

  1. 처리 시스템의 반송 장치에 의해 챔버 내에 반송되는 측정기와 포커스 링의 사이의 정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법으로서,
    상기 처리 시스템은,
    상기 챔버를 제공하는 챔버 본체, 및, 상기 챔버 내에 마련되어 있고, 그 위에 상기 측정기가 탑재되는 탑재대를 갖는 프로세스 모듈과,
    상기 반송 장치와,
    상기 반송 장치를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 측정기는,
    원반 형상을 갖는 베이스 기판과,
    상기 베이스 기판의 에지를 따라 배열된 복수의 센서부와,
    상기 베이스 기판상에 탑재된 회로 기판
    을 구비하고,
    상기 복수의 센서부의 각각은, 상기 베이스 기판의 에지를 따라 연장되는 전면을 갖는 센서 전극을 갖고,
    상기 회로 기판은,
    고주파 신호를 발생시키는 고주파 발진기로서, 상기 복수의 센서부의 각각의 상기 센서 전극에 전기적으로 접속된, 상기 고주파 발진기와,
    각각이 상기 복수의 센서부 중 대응하는 센서부의 상기 센서 전극에 있어서의 전압 진폭을, 정전 용량을 나타내는 전압 신호로 변환하는 복수의 C/V 변환 회로와,
    상기 복수의 C/V 변환 회로의 각각으로부터 출력되는 상기 전압 신호를 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환기와,
    상기 A/D 변환기에 접속된 프로세서와,
    상기 프로세서에 접속된 기억 장치와,
    상기 기억 장치에 기억된 데이터를 무선 송신하기 위한 통신 장치와,
    상기 프로세서, 상기 고주파 발진기, 및, 상기 통신 장치에 전력을 공급하는 전원
    을 갖고,
    상기 방법은,
    상기 프로세서가, 미리 설정된 시간 간격으로, 하나 이상의 제 1 데이터 세트를 취득하는 공정으로서, 상기 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각은, 상기 복수의 센서부 중 대응하는 센서부의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 제 1 샘플링 주기로 취득하는 것에 의해 얻어지는 복수의 디지털 값을 포함하는, 상기 공정과,
    상기 탑재대상에서 포커스 링에 의해 둘러싸인 영역에 상기 반송 장치에 의해 상기 측정기를 반송하는 공정과,
    상기 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 상기 복수의 디지털 값 중 하나 이상 또는 상기 하나 이상의 제 1 데이터 세트의 각각에 포함되는 상기 복수의 디지털 값의 평균치가 제 1 임계치 이상이 된 것에 응답하여, 상기 프로세서가, 측정 기간에 있어서, 복수의 제 2 데이터 세트를 취득하는 공정으로서, 상기 복수의 제 2 데이터 세트의 각각은, 상기 복수의 센서부 중 대응하는 센서부의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 상기 측정 기간 내에 있어서 제 2 샘플링 주기로 취득하는 것에 의해 얻어지는 복수의 디지털 값을 포함하는, 상기 공정과,
    상기 프로세서가, 측정 데이터를 상기 기억 장치에 기억시키는 공정으로서, 상기 측정 데이터는, 상기 복수의 제 2 데이터 세트, 또는, 상기 복수의 제 2 데이터 세트의 각각에 포함되는 상기 복수의 디지털 값의 평균치를 구하는 것에 의해 얻어지는 복수의 평균치를 포함하는, 상기 공정과,
    상기 반송 장치에 의해, 상기 챔버로부터 상기 측정기를 반출하는 공정
    을 포함하는
    정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 기간의 종료 후에, 상기 프로세서가, 미리 설정된 시간 간격으로, 하나 이상의 제 3 데이터 세트를 취득하는 공정으로서, 상기 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각은, 상기 복수의 센서부에 포함되는 하나 이상의 센서부 중 대응하는 센서부의 정전 용량을 나타내는 디지털 값을 제 3 샘플링 주기로 취득하는 것에 의해 얻어지는 복수의 디지털 값을 포함하는, 상기 공정과,
    상기 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 상기 복수의 디지털 값 중 하나 이상 또는 상기 하나 이상의 제 3 데이터 세트의 각각에 포함되는 상기 복수의 디지털 값의 평균치가 제 2 임계치 이상이 된 것에 응답하여, 상기 프로세서가, 상기 통신 장치에 상기 측정 데이터를 무선 송신시키는 공정
    을 더 포함하는 정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 1 데이터 세트가 취득되는 기간과, 다음으로 상기 하나 이상의 제 1 데이터 세트가 취득되는 기간의 사이에 있어서, 상기 전원으로부터의 상기 고주파 발진기로의 전력 공급이 정지되는
    정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 3 데이터 세트가 취득되는 기간과, 다음으로 상기 하나 이상의 제 3 데이터 세트가 취득되는 기간의 사이에 있어서, 상기 전원으로부터의 상기 고주파 발진기로의 전력 공급이 정지되는
    정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 측정기를 반송하는 상기 공정에 있어서, 상기 제어부는, 미리 설정된 좌표 정보로 특정되는 반송처 위치에 상기 측정기를 반송하도록, 상기 반송 장치를 제어하고,
    상기 제어부가, 상기 측정 데이터로부터 특정되는, 상기 포커스 링과 상기 측정기의 에지의 사이의 간격의 둘레 방향에 있어서의 차이가 저감되도록, 상기 좌표 정보를 보정하는 공정을 더 포함하는
    정전 용량을 나타내는 데이터를 취득하는 방법.
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