TW202232108A - 測定器及測定方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種使測定器之測定精度穩定化之技術。 本發明之例示性實施方式之測定器具備具有上表面及下表面之基底基板、複數個感測器、及電路基板。複數個感測器沿基底基板之邊緣配置，提供朝向下方之複數個電極。電路基板搭載於基底基板上。電路基板連接於複數個感測器之各者。電路基板對複數個電極賦予高頻信號，根據複數個電極中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值。複數個感測器較基底基板之下表面更向下方突出。

Description

測定器及測定方法
本發明之例示性實施方式係關於一種測定器及測定方法。
於專利文獻1中，記載有一種測定靜電電容之測定器。該測定器具備基底基板、第1感測器、第2感測器、及電路基板。基底基板呈具有與被加工物之直徑相同之直徑之圓盤狀。第1感測器具有沿基底基板上表面之邊緣設置之第1電極。第2感測器具有設置於基底基板下表面側之第2電極。電路基板搭載於基底基板上，連接於第1感測器及第2感測器。電路基板對第1電極及第2電極賦予高頻信號，根據第1電極中之電壓振幅獲取與靜電電容對應之第1測定值，根據第2電極中之電壓振幅獲取與靜電電容對應之第2測定值。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-228754號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明提供一種使測定器之測定精度穩定化之技術。 [解決問題之技術手段]
於一個例示性實施方式中，提供一種測定器。測定器具備具有上表面及下表面之基底基板、複數個感測器、及電路基板。複數個感測器沿基底基板之邊緣配置，提供朝向下方之複數個電極。電路基板搭載於基底基板上。電路基板連接於複數個感測器之各者。電路基板對複數個電極賦予高頻信號，根據複數個電極中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值。複數個感測器較基底基板之下表面更向下方突出。 [發明之效果]
根據一個例示性實施方式之測定器，可使測定器之測定精度穩定化。
以下，對各種例示性實施方式進行說明。
於一個例示性實施方式中，提供一種測定器。測定器具備具有上表面及下表面之基底基板、複數個感測器、及電路基板。複數個感測器沿基底基板之邊緣配置，提供朝向下方之複數個電極。電路基板搭載於基底基板上。電路基板連接於複數個感測器之各者。電路基板對複數個電極賦予高頻信號，根據複數個電極中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值。複數個感測器較基底基板之下表面向下方突出。
於上述測定器中，於有與自基底基板朝向下方之複數個電極對向的對象物之情形時，獲取表示各電極與對象物之間之靜電電容之測定值。該測定值可根據電極與對象物之間之距離之大小而變化。於複數個感測器較基底基板之下表面向下方突出之情形時，載置於對象物上之測定器可由複數個感測器支持。於此情形時，於複數個感測器彼此中，電極與對象物之間之距離相互相同。因此，可抑制感測器間之測定條件之差異，從而可使測定器之測定精度穩定化。
於一個例示性實施方式中，亦可為複數個電極沿基底基板之下表面之延伸方向延伸，且複數個感測器具有分別覆蓋複數個電極之複數個絕緣構件。於該構成中，於測定器載置於對象物上之情形時，分別構成複數個感測器之絕緣構件與對象物接觸。
於一個例示性實施方式中，複數個絕緣構件可由玻璃、陶瓷或絕緣性樹脂中之任一者形成。
於一個例示性實施方式中，亦可於基底基板之下表面形成有分別收容複數個感測器之複數個凹部，且複數個感測器在收容於對應之複數個凹部之狀態下，較基底基板之下表面向下方突出。於該構成中，可於基底基板內高精度地定位複數個感測器。
於一個例示性實施方式中，複數個感測器可為沿著基底基板之邊緣於周向上等間隔地配置之3個感測器。於該構成中，可藉由3個感測器穩定地支持測定器。
又，於另一例示性實施方式中，提供一種對測定器與對象物之間之靜電電容進行測定之方法。測定器具備具有上表面及下表面之基底基板、複數個感測器、及電路基板。複數個感測器沿基底基板之邊緣配置，提供朝向下方之複數個電極。電路基板搭載於基底基板上。電路基板連接於複數個感測器之各者。電路基板對複數個電極賦予高頻信號，根據複數個電極中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值。複數個感測器較基底基板之下表面向下方突出。該方法包括如下步驟，即，以由複數個感測器支持測定器之方式，將測定器載置於對象物之上表面。該方法包括如下步驟，即，於已將測定器載置於對象物之上表面之狀態下，對複數個電極賦予高頻信號，藉此，根據複數個電極中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值。
以下，參照附圖對各種實施方式詳細地進行說明。再者，對各附圖中相同或相當之部分標註相同符號。
首先，對具有用以處理被加工物之處理裝置、及用以向該處理裝置搬送被處理體之搬送裝置的處理系統進行說明。圖1係例示處理系統之圖。處理系統1具有作為半導體製造裝置S1之功能。處理系統1具備台2a～2d、容器4a～4d、承載器模組LM、對準器AN、裝載閉鎖模組LL1,LL2、製程模組PM1～PM6、傳送模組TF、及控制部MC。再者，台2a～2d之個數、容器4a～4d之個數、裝載閉鎖模組LL1,LL2之個數、及製程模組PM1～PM6之個數不受限定，可為一個以上之任意個數。
台2a～2d沿承載器模組LM之一緣排列。容器4a～4d分別搭載於台2a～2d上。容器4a～4d之各者例如係被稱作FOUP(Front Opening Unified Pod，前開式晶圓盒)之容器。容器4a～4d之各者可構成為收容被加工物W。被加工物W如晶圓般具有大致圓盤形狀。
承載器模組LM具有於其內部劃分形成大氣壓狀態之搬送空間之腔室壁。於該搬送空間內設置有搬送裝置TU1。搬送裝置TU1例如為多關節機械手，由控制部MC控制。搬送裝置TU1構成為於容器4a～4d與對準器AN之間、對準器AN與裝載閉鎖模組LL1～LL2之間、裝載閉鎖模組LL1～LL2與容器4a～4d之間搬送被加工物W。
對準器AN與承載器模組LM連接。對準器AN構成為進行被加工物W之位置之調整(位置之校準)。圖2係例示對準器之立體圖。對準器AN具有支持台6T、驅動裝置6D、及感測器6S。支持台6T係能夠繞沿鉛直方向延伸之軸線中心旋轉之台，構成為將被加工物W支持於其上。支持台6T藉由驅動裝置6D而旋轉。驅動裝置6D由控制部MC控制。當支持台6T藉由來自驅動裝置6D之動力而旋轉時，該支持台6T上所載置之被加工物W亦旋轉。
感測器6S為光學感測器，於被加工物W旋轉期間，對被加工物W之邊緣進行檢測。感測器6S根據邊緣之檢測結果，檢測出被加工物W之凹口WN(或其他標記)之角度位置相對於基準角度位置之偏移量、及被加工物W之中心位置相對於基準位置之偏移量。感測器6S將凹口WN之角度位置之偏移量及被加工物W之中心位置之偏移量輸出至控制部MC。控制部MC基於凹口WN之角度位置之偏移量，算出用以將凹口WN之角度位置修正為基準角度位置之支持台6T之旋轉量。控制部MC控制驅動裝置6D，以使支持台6T旋轉該旋轉量。藉此，能夠將凹口WN之角度位置修正為基準角度位置。又，控制部MC基於被加工物W之中心位置之偏移量，控制自對準器AN接收被加工物W時之搬送裝置TU1之末端效應器(end effector)之位置。藉此，被加工物W之中心位置與搬送裝置TU1之末端效應器上之規定位置一致。
返回至圖1，裝載閉鎖模組LL1及裝載閉鎖模組LL2之各者設置於承載器模組LM與傳送模組TF之間。裝載閉鎖模組LL1及裝載閉鎖模組LL2之各者提供預備減壓室。
傳送模組TF經由閘閥氣密地連接於裝載閉鎖模組LL1及裝載閉鎖模組LL2。傳送模組TF提供能夠減壓之減壓室。於該減壓室設置有搬送裝置TU2。搬送裝置TU2例如為具有搬送臂TUa之多關節機械手，由控制部MC控制。搬送裝置TU2構成為於裝載閉鎖模組LL1～LL2與製程模組PM1～PM6之間、以及製程模組PM1～PM6中之任意兩個製程模組間搬送被加工物W。
製程模組PM1～PM6經由閘閥氣密地連接於傳送模組TF。製程模組PM1～PM6之各者係構成為對被加工物W進行電漿處理等專用處理之處理裝置。
將於該處理系統1中進行被加工物W之處理時之一連串動作如下所述地進行例示。承載器模組LM之搬送裝置TU1自容器4a～4d中之任一者取出被加工物W，並將該被加工物W搬送至對準器AN。繼而，搬送裝置TU1將位置調整後之被加工物W自對準器AN取出，並將該被加工物W搬送至裝載閉鎖模組LL1及裝載閉鎖模組LL2中之一個裝載閉鎖模組。繼而，一個裝載閉鎖模組將預備減壓室之壓力減壓至規定壓力。繼而，傳送模組TF之搬送裝置TU2自一個裝載閉鎖模組取出被加工物W，並將該被加工物W搬送至製程模組PM1～PM6中之任一者。然後，製程模組PM1～PM6中之一個以上之製程模組處理被加工物W。然後，搬送裝置TU2將處理後之被加工物W自製程模組搬送至裝載閉鎖模組LL1及裝載閉鎖模組LL2中之一個裝載閉鎖模組。繼而，搬送裝置TU1將被加工物W自一個裝載閉鎖模組搬送至容器4a～4d中之任一者。
如上所述，該處理系統1具備控制部MC。控制部MC可為具備處理器、記憶體等記憶裝置、顯示裝置、輸入輸出裝置、通訊裝置等之電腦。上述處理系統1之一連串動作係藉由控制部MC根據記憶裝置中所記憶之程式對處理系統1之各部進行的控制而實現。
圖3係表示可作為製程模組PM1～PM6中之任一者而採用之電漿處理裝置之一例的圖。圖3所示之電漿處理裝置10係電容耦合型電漿蝕刻裝置。電漿處理裝置10具備大致圓筒形狀之腔室本體12。腔室本體12例如由鋁形成，可對其內壁面實施陽極氧化處理。該腔室本體12安全接地。
於腔室本體12之底部上，設置有大致圓筒形狀之支持部14。支持部14例如包含絕緣材料。支持部14設置於腔室本體12內，且自腔室本體12之底部向上方延伸。又，於由腔室本體12所提供之腔室S內，設置有載台ST。載台ST由支持部14支持。
載台ST具有下部電極LE及靜電吸盤ESC。下部電極LE包含第1板18a及第2板18b。第1板18a及第2板18b例如包含鋁等金屬，呈大致圓盤形狀。第2板18b設置於第1板18a上，且電性連接於第1板18a。
於第2板18b上設置有靜電吸盤ESC。靜電吸盤ESC具有將作為導電膜之電極配置於一對絕緣層或絕緣片間之構造，具有大致圓盤形狀。於靜電吸盤ESC之電極，經由開關23電性連接有直流電源22。該靜電吸盤ESC利用由來自直流電源22之直流電壓所產生之庫侖力等靜電力而吸附被加工物W。藉此，靜電吸盤ESC能夠保持被加工物W。
於第2板18b之周緣部上設置有邊緣環ER。該邊緣環ER設置為包圍被加工物W之邊緣及靜電吸盤ESC。邊緣環ER具有第1部分P1及第2部分P2(參照圖7)。第1部分P1及第2部分P2具有環狀板形狀。第2部分P2係較第1部分P1靠外側之部分。第2部分P2於高度方向上具有較第1部分P1大之厚度。第2部分P2之內緣P2i具有較第1部分P1之內緣P1i之直徑大之直徑。被加工物W以其邊緣區域位於邊緣環ER之第1部分P1上之方式，載置於靜電吸盤ESC上。該邊緣環ER可由矽、碳化矽、氧化矽等各種材料中之任一種形成。
於第2板18b之內部設置有冷媒流路24。冷媒流路24構成調溫機構。自設置於腔室本體12之外部之冷卻器單元經由配管26a將冷媒供給至冷媒流路24。供給至冷媒流路24之冷媒經由配管26b返回至冷卻器單元。如此，冷媒於冷媒流路24與冷卻器單元之間循環。藉由控制該冷媒之溫度，控制由靜電吸盤ESC支持之被加工物W之溫度。
於載台ST，形成有貫通該載台ST之複數個(例如三個)貫通孔25。複數個貫通孔25在俯視下形成於靜電吸盤ESC之內側。於該等各貫通孔25中插入有頂起銷25a。再者，於圖3中，描繪了插入有一根頂起銷25a之一個貫通孔25。頂起銷25a設置為能夠於貫通孔25內上下移動。藉由頂起銷25a之上升，而支持於靜電吸盤ESC上之被加工物W上升。
於載台ST之在俯視下較靜電吸盤ESC靠外側之位置，形成有貫通該載台ST(下部電極LE)之複數個(例如三個)貫通孔27。於該等各貫通孔27中插入有頂起銷27a。再者，於圖3中，描繪了插入有一根頂起銷27a之一個貫通孔27。頂起銷27a設置為能夠於貫通孔27內上下移動。藉由頂起銷27a之上升，而支持於第2板18b上之邊緣環ER上升。
又，於電漿處理裝置10設置有氣體供給管線28。氣體供給管線28將來自傳熱氣體供給機構之傳熱氣體、例如He氣體供給至靜電吸盤ESC之上表面與被加工物W之背面之間。
又，電漿處理裝置10具備上部電極30。上部電極30於載台ST之上方與該載台ST對向配置。上部電極30經由絕緣性遮蔽構件32支持於腔室本體12之上部。上部電極30可包含頂板34及支持體36。頂板34面向腔室S，於該頂板34設置有複數個氣體噴出孔34a。該頂板34可由矽或石英形成。或者，頂板34可藉由在鋁製母材之表面形成氧化釔等耐電漿性之膜而構成。
支持體36對頂板34裝卸自如地予以支持，例如可包含鋁等導電性材料。該支持體36可具有水冷構造。於支持體36之內部，設置有氣體擴散室36a。與氣體噴出孔34a連通之複數個氣體流通孔36b自該氣體擴散室36a向下方延伸。又，於支持體36形成有將處理氣體引導至氣體擴散室36a之氣體導入口36c，於該氣體導入口36c連接有氣體供給管38。
於氣體供給管38，經由閥群42及流量控制器群44連接有氣體源群40。氣體源群40包含複數種氣體用之複數個氣體源。閥群42包含複數個閥，流量控制器群44包含質量流量控制器等複數個流量控制器。氣體源群40之複數個氣體源分別經由閥群42之對應之閥及流量控制器群44之對應之流量控制器而連接於氣體供給管38。
又，於電漿處理裝置10中，沿著腔室本體12之內壁，裝卸自如地設置有積存物遮罩46。積存物遮罩46亦設置於支持部14之外周。積存物遮罩46係防止蝕刻副產物(積存物)附著於腔室本體12者，可藉由將氧化釔等陶瓷被覆於鋁材而構成。
於腔室本體12之底部側且支持部14與腔室本體12之側壁之間，設置有排氣板48。排氣板48例如可藉由將氧化釔等陶瓷被覆於鋁材而構成。於排氣板48形成有沿其板厚方向貫通之複數個孔。於該排氣板48之下方且腔室本體12中設置有排氣口12e。於排氣口12e，經由排氣管52連接有排氣裝置50。排氣裝置50具有壓力調整閥及渦輪分子泵等真空泵，能夠將腔室本體12內之空間減壓至所需真空度。又，於腔室本體12之側壁，設置有被加工物W之搬入搬出口12g，該搬入搬出口12g可藉由閘閥54開啟及關閉。
又，電漿處理裝置10進而具備第1高頻電源62及第2高頻電源64。第1高頻電源62係產生電漿產生用之第1高頻之電源，例如產生具有27～100 MHz之頻率之高頻。第1高頻電源62經由匹配器66連接於上部電極30。匹配器66具有用以使第1高頻電源62之輸出阻抗與負載側(上部電極30側)之輸入阻抗匹配之電路。再者，第1高頻電源62亦可經由匹配器66連接於下部電極LE。
第2高頻電源64係產生用以將離子饋入至被加工物W之第2高頻之電源，例如產生400 kHz～13.56 MHz之範圍內之頻率之高頻。第2高頻電源64經由匹配器68連接於下部電極LE。匹配器68具有用以使第2高頻電源64之輸出阻抗與負載側(下部電極LE側)之輸入阻抗匹配之電路。
於該電漿處理裝置10中，將來自從複數個氣體源中選擇出之一個以上之氣體源之氣體供給至腔室S。又，藉由排氣裝置50將腔室S之壓力設定為規定之壓力。進而，藉由來自第1高頻電源62之第1高頻，使腔室S內之氣體激發。藉此，產生電漿。繼而，藉由所產生之活性種來處理被加工物W。再者，亦可視需要藉由基於第2高頻電源64之第2高頻之偏壓，將離子饋入至被加工物W。
繼而，對測定器進行說明。圖4係自上表面側觀察測定器而加以表示之俯視圖。圖5係自下表面側觀察測定器而加以表示之俯視圖。圖4及圖5所示之測定器100具備具有上表面102a及下表面102b之基底基板102。基底基板102例如由矽形成，具有與被加工物W之形狀相同之形狀即大致圓盤形狀。基底基板102之直徑係與被加工物W之直徑相同之直徑，例如為300 mm。測定器100之形狀及尺寸由該基底基板102之形狀及尺寸所規定。因此，測定器100具有與被加工物W之形狀相同之形狀，且具有與被加工物W之尺寸相同之尺寸。又，於基底基板102之邊緣，形成有凹口102N(或其他標記)。
於基底基板102設置有靜電電容測定用之複數個第1感測器104A～104C。複數個第1感測器104A～104C沿基底基板102之邊緣，例如於該邊緣之全周，於周向上等間隔地排列。具體而言，複數個第1感測器104A～104C之各者設置為沿著基底基板102之上表面側之邊緣。複數個第1感測器104A～104C各自之前側端面沿著基底基板102之側面。
又，於基底基板102設置有靜電電容測定用之複數個第2感測器105A～105C。複數個第2感測器105A～105C沿基底基板102之邊緣，例如於該邊緣之全周，於周向上等間隔地排列。具體而言，複數個第2感測器105A～105C之各者設置為沿著基底基板之下表面側之邊緣。複數個第2感測器105A～105C各自之感測器電極161沿基底基板102之下表面102b之延伸方向延伸。又，第2感測器105A～105C與第1感測器104A～104C於周向上以60°間隔交替地排列。再者，於以下說明中，有時會將第1感測器104A～104C及第2感測器105A～105C統稱為靜電電容感測器。
於基底基板102之上表面102a之中央，設置有電路基板106。於電路基板106與複數個第1感測器104A～104C之間，設置有用以將彼此電性連接之配線群108A～108C。又，於電路基板106與複數個第2感測器105A～105C之間，設置有用以將彼此電性連接之配線群208A～208C。電路基板106、配線群108A～108C、及配線群208A～208C由外罩103覆蓋。
以下，對第1感測器詳細地進行說明。圖6係表示感測器之一例之立體圖。圖7係沿著圖6之VII-VII線所得之剖視圖。圖6及圖7所示之第1感測器104係用作測定器100之複數個第1感測器104A～104C之感測器，於一例中，構成為晶片狀零件。再者，於以下說明中，適當地參照XYZ正交座標系統。X方向表示第1感測器104之前方向，Y方向表示與X方向正交之一方向且第1感測器104之寬度方向，Z方向表示與X方向及Y方向正交之方向且第1感測器104之上方向。於圖7中，與第1感測器104一起示出了邊緣環ER。
第1感測器104具有電極141、屏蔽電極142、感測器電極143、基板部144及絕緣區域147。
基板部144例如由硼矽酸玻璃或石英形成。基板部144具有上表面144a、下表面144b、及前側端面144c。屏蔽電極142設置於基板部144之下表面144b之下方，沿X方向及Y方向延伸。又，電極141介隔絕緣區域147設置於屏蔽電極142之下方，沿X方向及Y方向延伸。絕緣區域147例如由SiO 2、SiN、Al 2O 3、或聚醯亞胺形成。
基板部144之前側端面144c形成為階梯狀。前側端面144c之下側部分144d較該前側端面144c之上側部分144u朝邊緣環ER側突出。感測器電極143沿前側端面144c之上側部分144u延伸。於一個例示性實施方式中，前側端面144c之上側部分144u及下側部分144d分別為具有規定曲率之曲面。即，前側端面144c之上側部分144u於該上側部分144u之任意位置均具有固定之曲率，該上側部分144u之曲率係測定器100之中心軸線AX100與前側端面144c之上側部分144u之間之距離的倒數。又，前側端面144c之下側部分144d於該下側部分144d之任意位置均具有固定之曲率，該下側部分144d之曲率係測定器100之中心軸線AX100與前側端面144c之下側部分144d之間之距離的倒數。
感測器電極143沿前側端面144c之上側部分144u設置。於一個例示性實施方式中，該感測器電極143之前表面143f亦為曲面。即，感測器電極143之前表面143f於該前表面143f之任意位置均具有固定之曲率，該曲率係測定器100之中心軸線AX100與前表面143f之間之距離的倒數。
於將該第1感測器104用作測定器100之感測器之情形時，如下所述，電極141連接於配線181，屏蔽電極142連接於配線182，感測器電極143連接於配線183。
於第1感測器104中，感測器電極143相對於第1感測器104之下方被電極141及屏蔽電極142遮蔽。因此，根據該第1感測器104，能夠於特定方向、即感測器電極143之前表面143f所朝向之方向(X方向)上具有較高之指向性地測定靜電電容。
以下，對第2感測器進行說明。再者，關於第2感測器之剖面形狀，將於下文進行敍述。圖8係圖5之局部放大圖，表示一個第2感測器。第2感測器105具有感測器電極161。感測器電極161之邊緣局部呈圓弧形狀。例如，感測器電極161具有由內緣161a、外緣161b及側緣161c界定之平面形狀。作為一例，外緣161b呈以中心軸線AX100為中心之具有半徑之圓弧狀，側緣161c及內緣161a呈直線狀。複數個第2感測器105A～105C各自之感測器電極161之徑向外側之外緣161b於共通之圓上延伸。感測器電極161之邊緣之一部分之曲率與靜電吸盤ESC之邊緣之曲率一致。於一個例示性實施方式中，感測器電極161之形成徑向外側之邊緣的外緣161b之曲率與靜電吸盤ESC之邊緣之曲率一致。再者，外緣161b之曲率中心、即外緣161b於其上延伸之圓之中心共有中心軸線AX100。
於一個例示性實施方式中，第2感測器105進而包含包圍感測器電極161之屏蔽電極162。屏蔽電極162呈框狀，包圍感測器電極161之全周。屏蔽電極162與感測器電極161以電性絕緣區域164介於其等之間之方式相互離開。又，於一個例示性實施方式中，第2感測器105進而包含在屏蔽電極162之外側包圍該屏蔽電極162之電極163。電極163呈框狀，包圍屏蔽電極162之全周。屏蔽電極162與電極163以電性絕緣區域165介於其等之間之方式相互離開。
以下，對電路基板106之構成進行說明。圖9係例示測定器之電路基板之構成之圖。電路基板106具有高頻振盪器171、複數個C/V(capacitance-voltage，電容電壓)轉換電路172A～172C、複數個C/V轉換電路272A～272C、A/D(analog to digital，類比數位)轉換器173、處理器174、記憶裝置175、通訊裝置176、及電源177。於一例中，由處理器174、記憶裝置175等構成運算裝置。
複數個第1感測器104A～104C分別經由複數個配線群108A～108C中對應之配線群而連接於電路基板106。又，複數個第1感測器104A～104C分別經由對應之配線群中所包含之若干配線而連接於複數個C/V轉換電路172A～172C中對應之C/V轉換電路。複數個第2感測器105A～105C分別經由複數個配線群208A～208C中對應之配線群而連接於電路基板106。又，複數個第2感測器105A～105C分別經由對應之配線群中所包含之若干配線而連接於複數個C/V轉換電路272A～272C中對應之C/V轉換電路。以下，對與各第1感測器104A～104C為相同構成之一個第1感測器104、與各配線群108A～108C為相同構成之一個配線群108、與各C/V轉換電路172A～172C為相同構成之一個C/V轉換電路172進行說明。又，對與各第2感測器105A～105C為相同構成之一個第2感測器105、與各配線群208A～208C為相同構成之一個配線群208、及與各C/V轉換電路272A～272C為相同構成之C/V轉換電路272進行說明。
配線群108包含配線181～183。配線181之一端連接於電極141。該配線181連接於與電路基板106之接地極GC連接之接地電位線GL。再者，配線181亦可經由開關SWG連接於接地電位線GL。又，配線182之一端連接於屏蔽電極142，配線182之另一端連接於C/V轉換電路172。又，配線183之一端連接於感測器電極143，配線183之另一端連接於C/V轉換電路172。
配線群208包含配線281～283。配線281之一端連接於電極163。該配線281連接於與電路基板106之接地極GC連接之接地電位線GL。再者，配線281亦可經由開關SWG連接於接地電位線GL。又，配線282之一端連接於屏蔽電極162，配線282之另一端連接於C/V轉換電路272。又，配線283之一端連接於感測器電極161，配線283之另一端連接於C/V轉換電路272。
高頻振盪器171連接於電池等電源177，構成為接收來自該電源177之電力而產生高頻信號。再者，電源177亦連接於處理器174、記憶裝置175、及通訊裝置176。高頻振盪器171具有複數個輸出線。高頻振盪器171將所產生之高頻信號經由複數個輸出線賦予至配線182及配線183、以及配線282及配線283。因此，高頻振盪器171電性連接於第1感測器104之屏蔽電極142及感測器電極143，來自該高頻振盪器171之高頻信號被賦予至屏蔽電極142及感測器電極143。又，高頻振盪器171電性連接於第2感測器105之感測器電極161及屏蔽電極162，來自該高頻振盪器171之高頻信號被賦予至感測器電極161及屏蔽電極162。
於C/V轉換電路172之輸入，連接有與屏蔽電極142連接之配線182、及與感測器電極143連接之配線183。即，於C/V轉換電路172之輸入，連接有第1感測器104之屏蔽電極142及感測器電極143。又，於C/V轉換電路272之輸入，分別連接有感測器電極161及屏蔽電極162。C/V轉換電路172及C/V轉換電路272構成為，產生具有與其輸入處之電位差對應之振幅之電壓信號，並輸出該電壓信號。C/V轉換電路172產生與對應之第1感測器104所形成之靜電電容對應之電壓信號。即，連接於C/V轉換電路172之感測器電極之靜電電容越大，該C/V轉換電路172所輸出之電壓信號之電壓之大小越大。同樣地，連接於C/V轉換電路272之感測器電極之靜電電容越大，該C/V轉換電路272所輸出之電壓信號之電壓之大小越大。
於A/D轉換器173之輸入，連接有C/V轉換電路172及C/V轉換電路272之輸出。又，A/D轉換器173連接於處理器174。A/D轉換器173由來自處理器174之控制信號控制，將C/V轉換電路172之輸出信號(電壓信號)及C/V轉換電路272之輸出信號(電壓信號)轉換為數位值，並作為檢測值輸出至處理器174。
於處理器174連接有記憶裝置175。記憶裝置175係揮發性記憶體等記憶裝置，例如構成為記憶測定資料。又，於處理器174連接有另一記憶裝置178。記憶裝置178係非揮發性記憶體等記憶裝置，例如記憶有由處理器174讀取並予以執行之程式。
通訊裝置176係依據任意無線通訊標準之通訊裝置。例如，通訊裝置176依據Bluetooth(註冊商標)。通訊裝置176構成為無線發送記憶裝置175中所記憶之測定資料。
處理器174構成為藉由執行上述程式而控制測定器100之各部。例如，處理器174控制自高頻振盪器171對屏蔽電極142、感測器電極143、感測器電極161、及屏蔽電極162之高頻信號之供給。又，處理器174控制自電源177對記憶裝置175之電力供給、自電源177對通訊裝置176之電力供給等。進而，處理器174藉由執行上述程式，而基於自A/D轉換器173輸入之檢測值，獲取第1感測器104之測定值及第2感測器105之測定值。於一實施方式中，於將自A/D轉換器173輸出之檢測值設為X之情形時，處理器174係以測定值成為與(a・X＋b)成比例之值之方式，基於檢測值獲取測定值。此處，a及b係根據電路狀態等而變化之常數。處理器174例如可具有如測定值成為與(a・X＋b)成比例之值般之規定之運算式(函數)。
於以上所說明之測定器100中，在測定器100配置於由邊緣環ER所包圍之區域之狀態下，複數個感測器電極143及屏蔽電極142與邊緣環ER之內緣相面對。基於該等感測器電極143之信號與屏蔽電極142之信號之電位差而產生之測定值表示反映複數個感測器電極143之各者與邊緣環ER之間之距離的靜電電容。再者，靜電電容C由C＝εS/d表示。ε係感測器電極143之前表面143f與邊緣環ER之內緣之間的介質之介電常數，S係感測器電極143之前表面143f之面積，d可視為感測器電極143之前表面143f與邊緣環ER之內緣之間之距離。
因此，根據測定器100，可獲得反映模擬被加工物W之該測定器100與邊緣環ER之相對位置關係之測定資料。例如，感測器電極143之前表面143f與邊緣環ER之內緣之間之距離越大，藉由測定器100獲取之複數個測定值越小。因此，可基於表示第1感測器104A～104C各自之感測器電極143之靜電電容之測定值，而求出邊緣環ER之各徑向上之各感測器電極143之偏移量。並且，可根據各徑向上之第1感測器104A～104C各自之感測器電極143之偏移量，而求出測定器100之搬送位置之誤差。
又，在測定器100載置於靜電吸盤ESC之狀態下，複數個感測器電極161及屏蔽電極162與靜電吸盤ESC相面對。如上所述，靜電電容C由C＝εS/d表示。ε係感測器電極161與靜電吸盤ESC之間之介質之介電常數，d係感測器電極161與靜電吸盤ESC之間之距離，S可視為於俯視下感測器電極161與靜電吸盤ESC相互重疊之面積。面積S根據測定器100與靜電吸盤ESC之相對位置關係而變化。因此，根據測定器100，可獲得反映模擬被加工物W之該測定器100與靜電吸盤ESC之相對位置關係之測定資料。
於一例中，於將測定器100搬送至規定之搬送位置、即靜電吸盤ESC之中心與測定器100之中心一致的靜電吸盤ESC上之位置之情形時，感測器電極161之外緣161b與靜電吸盤ESC之邊緣可一致。於此情形時，例如，於因測定器100之搬送位置自規定之搬送位置偏移而導致感測器電極161相對於靜電吸盤ESC朝徑向之外側偏移時，面積S會變小。即，藉由感測器電極161測定之靜電電容會小於將測定器100搬送至規定之搬送位置之情形時之靜電電容。因此，可基於表示第2感測器105A～105C各自之感測器電極161之靜電電容之測定值，而求出靜電吸盤ESC之各徑向上之各感測器電極161之偏移量。並且，可根據各徑向上之第2感測器105A～105C各自之感測器電極161之偏移量，而求出測定器100之搬送位置之誤差。
繼而，對第2感測器105更詳細地進行說明。圖10係沿著測定器之徑向之第2感測器之剖視圖，模式性地表示一個第2感測器105之剖面。如圖10所示，第2感測器105較基底基板102之下表面102b向下方突出。於一例之測定器100中，於基底基板102之下表面102b，形成有用以收容第2感測器105之凹部121。即，於下表面102b，於周向上等間隔地形成有用以收容3個第2感測器105之3個凹部121。凹部121之深度大於電極161、162、163之厚度。又，凹部121具有於俯視下能夠包圍電極161、162、163之形狀。一例之第2感測器105具有覆蓋電極161、162、163之電性絕緣構件166。絕緣構件166可呈板狀。絕緣構件166可由玻璃、陶瓷或絕緣性樹脂中之任一者形成。絕緣性樹脂例如可為環氧樹脂。
絕緣構件166於俯視下呈沿著凹部121之輪廓之形狀，具有較凹部121之輪廓大一圈之外形。電極161、162、163形成於絕緣構件166之上表面166b。絕緣構件166之上表面166b之周緣固定於下表面102b中之凹部121之周緣。藉此，電極161、162、163配置於由凹部121與絕緣構件166所形成之空間內。於此情形時，上述絕緣區域164、165由空間形成。該空間可密閉，亦可與外部連通。
藉由上述構成，第2感測器105在固定於對應之凹部121之狀態下，較基底基板102之下表面102b向下方突出。於圖10之例中，第2感測器105自下表面102b突出之量之大小係基底基板102之厚度方向上的自下表面102b至第2感測器105之下端為止之距離166L。再者，一例之第2感測器105之下端係絕緣構件166之下表面166a。於一例中，絕緣構件166之上表面166b固定於下表面102b，因此，距離166L與自絕緣構件166之上表面166b至下表面166a為止之厚度相同。於一例中，距離166L可為約0.05 mm～0.5 m。例如，距離166L可根據構成絕緣構件166之材料來決定。再者，距離166L並不限定於上述例示之範圍。
繼而，對使用上述測定器100之靜電電容之測定方法進行說明。圖11係表示使用測定器之測定方法之流程圖。如圖11所示，於一例之測定方法中，首先，搬送測定器100(步驟ST1)，載置所搬送之測定器100(步驟ST2)。如上所述，處理系統1中之搬送裝置TU2由控制部MC控制。於一例中，搬送裝置TU2能夠基於自控制部MC發送之搬送位置資料，將被加工物W及測定器100搬送至靜電吸盤ESC之載置區域上。載置區域可為靜電吸盤ESC之上表面。於步驟ST1、ST2中，利用搬送裝置TU2將測定器100搬送至藉由搬送位置資料而特定出之載置區域上之位置。具體而言，搬送裝置TU1將測定器100搬送至裝載閉鎖模組LL1及裝載閉鎖模組LL2中之一個裝載閉鎖模組。繼而，搬送裝置TU2基於搬送位置資料，將測定器100自一個裝載閉鎖模組搬送至製程模組PM1～PM6中之任一者，將該測定器100載置於靜電吸盤ESC之載置區域上。於載置區域上，測定器100以基底基板102由複數個第2感測器105支持之方式，載置於作為對象物之靜電吸盤ESC之上表面。於該狀態下，複數個第2感測器105中之絕緣構件166之下表面166a與靜電吸盤ESC之上表面抵接。搬送位置資料例如可為以測定器100之中心軸線AX100之位置與邊緣環ER或載置區域之中心位置一致之方式預先制定之座標資料。
其次，藉由測定器100獲取靜電電容(步驟ST3)。即，測定器100在將測定器100載置於靜電吸盤ESC之上表面之狀態下，對複數個電極賦予高頻信號，藉此，根據複數個電極中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值。具體而言，測定器100獲取邊緣環ER與第1感測器104A～104C各自之感測器電極161之間的靜電電容之大小所對應之複數個數位值(測定值)，並將該複數個數位值記憶於記憶裝置175。又，測定器100獲取靜電吸盤ESC(對象物)之載置區域與第2感測器105A～105C各自之感測器電極161之間的靜電電容之大小所對應之複數個數位值(測定值)，並將該複數個數位值記憶於記憶裝置175。於一個例示性實施方式中，基於藉由第1感測器104A～104C獲取之各靜電電容，能夠導出測定器100之中心相對於邊緣環ER之中心位置之偏移量(誤差)。又，基於藉由第2感測器105A～105C獲取之各靜電電容，能夠導出測定器100之中心相對於靜電吸盤ESC之中心位置之偏移量。此種偏移量例如可用於搬送位置資料之校準，該搬送位置資料用於搬送裝置TU2所進行之搬送。
如以上所說明般，於一個例示性實施方式中，提供測定器100。測定器100具備具有平坦之下表面102b之基底基板102、複數個第2感測器105、及電路基板106。複數個第2感測器105沿基底基板102之邊緣配置，提供朝向下方之複數個電極161。電路基板106搭載於基底基板102上。電路基板106連接於複數個第2感測器105之各者。電路基板106對複數個電極161賦予高頻信號，根據複數個電極161中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值。複數個第2感測器105較基底基板102之下表面102b向下方突出。
於上述測定器100中，於有與自基底基板102朝向下方之複數個感測器電極161對向的對象物(於一例中為靜電吸盤ESC)之情形時，獲取表示各感測器電極161與對象物之間之靜電電容之測定值。該測定值可根據感測器電極161與對象物之間之距離之大小而變化。於對象物不平坦之情形時，當將測定器載置於對象物上時，複數個感測器中之若干個可能離開對象物。例如，於對象物之中央凸起之情形時，認為會因對象物之中央與基底基板之中央接觸而導致基底基板之周緣局部自對象物浮起。於此種情形時，認為複數個感測器彼此會於電極與對象物之間之距離上產生差異。例如，於對象物為靜電吸盤ESC之情形時，認為會因靜電吸盤ESC之消耗情況、個體差異等而導致靜電吸盤ESC之上表面並不平坦。又，於基底基板102產生翹曲等之情形時，認為即便將測定器100載置於平坦之對象物上，複數個感測器彼此亦會於電極與對象物之間之距離上產生差異。例如，對測定器100之基底基板102實施了用以搭載電路基板106等之規定之機械加工。又，設想測定器100於例如約攝氏20度至80度之環境下使用。認為測定器100之基底基板102會因上述製造方面或使用環境方面之理由而產生翹曲、應變等。
於如一例之測定器100般，複數個第2感測器105較基底基板102之下表面102b向下方突出之情形時，載置於靜電吸盤ESC上之測定器100可由複數個第2感測器105支持。因此，例如，即便靜電吸盤ESC之中央凸起，亦可抑制基底基板102之中央與靜電吸盤ESC之中央接觸。藉此，於複數個第2感測器105彼此中，感測器電極161與靜電吸盤ESC之上表面之間之距離相互相同。於一例中，感測器電極161與靜電吸盤ESC之上表面之間之距離與自下表面102b至第2感測器105之下端為止之距離166L相等。因此，可抑制感測器間之測定條件之差異，從而可使測定器100之測定精度穩定化。
於一個例示性實施方式中，複數個感測器電極161沿基底基板102之下表面102b之延伸方向延伸，複數個第2感測器105具有分別覆蓋複數個感測器電極161之複數個絕緣構件166。於該構成中，於將測定器100載置於靜電吸盤ESC上之情形時，分別構成複數個第2感測器105之絕緣構件166與靜電吸盤ESC之上表面接觸。
於一個例示性實施方式中，複數個絕緣構件166由玻璃、陶瓷或絕緣性樹脂中之任一者形成，因此價格相對低廉，又，可簡便地製造。
於一個例示性實施方式中，於基底基板102之下表面102b，形成有分別收容複數個第2感測器105之複數個凹部121。複數個第2感測器105在收容於對應之複數個凹部121之狀態下，自基底基板102之下表面102b朝下方突出。於該構成中，可於基底基板102內高精度地定位複數個第2感測器105。又，可抑制測定器100之厚度變大。
於一個例示性實施方式中，複數個第2感測器105可為沿著基底基板102之邊緣於周向上等間隔地配置之3個感測器。於該構成中，藉由3個第2感測器105可穩定地支持測定器100。又，於測定器100由第2感測器105支持之狀態下，所有第2感測器105之絕緣構件166與靜電吸盤ESC之上表面抵接。
以上，對例示性實施方式進行了說明，但並不限定於上述例示性實施方式，亦可進行各種省略、置換、及變更。
圖12與圖10同樣係沿著測定器之徑向之另一例之第2感測器之剖視圖。於圖12之例中，於基底基板102之下表面102b，形成有用以收容第2感測器105之凹部122。即，於下表面102b，於周向上等間隔地形成有用以收容3個第2感測器105之3個凹部122。凹部122具有於俯視下能夠包圍電極161、162、163之形狀。一例之第2感測器105具有覆蓋電極161、162、163之絕緣構件167。一例之絕緣構件167可呈板狀。絕緣構件167可由玻璃、陶瓷或絕緣性樹脂中之任一者形成。絕緣性樹脂例如可為環氧樹脂。
絕緣構件167於俯視下具有沿著凹部121之輪廓之形狀。電極161、162、163埋設於絕緣構件167中。即，絕緣構件167設置於電極161、162、163與凹部122之頂面之間、電極161與電極162之間、電極162與電極163之間、電極163之外周、及電極161、162、163之下表面側。上述絕緣區域164、165藉由絕緣構件167而形成。絕緣構件167以上下方向之較中央靠上側之部分收容於凹部122內之狀態固定於基底基板102。絕緣構件167之下側部分自凹部122向較基底基板102之下表面102b更下方突出。藉此，可抑制第2感測器105間之測定條件之偏差，從而可使測定精度穩定化。又，於圖12之構成中，可相對自由地設計絕緣構件167中之較電極161、162、163靠下側之部分之厚度。例如，可藉由使該厚度變薄而使電極161、162、163與對象物之間之距離變小，從而可提高第2感測器105之感度。
又，圖13與圖10及圖12同樣係沿著測定器之徑向之又一例之第2感測器之剖視圖。於圖13之例中，於基底基板102之下表面102b，形成有用以收容第2感測器105之凹部123。即，於下表面102b，於周向上等間隔地形成有用以收容3個第2感測器105之3個凹部123。凹部123於俯視下具有能夠包圍電極161、162、163之形狀。第2感測器105具有覆蓋電極161、162、163之絕緣構件168。一例之絕緣構件168可呈大致板狀。絕緣構件168可由玻璃、陶瓷或絕緣性樹脂中之任一者形成。絕緣性樹脂例如可為環氧樹脂。
絕緣構件168於俯視下呈沿著凹部123之輪廓之形狀。絕緣構件168設置於電極161與電極162之間、電極162與電極163之間、電極163之外周、及電極161、162、163之下表面側。即，電極161、162、163設置於絕緣構件168之上表面側。上述絕緣區域164、165藉由絕緣構件168而形成。絕緣構件168以較上下方向之中央靠上側之部分收容於凹部123內之狀態固定於基底基板102。絕緣構件168之下側部分自凹部123較基底基板102之下表面102b向下方突出。藉此，可抑制第2感測器105間之測定條件之差異，從而可使測定精度穩定化。又，於圖13之構成中，亦與圖12之構成同樣，可相對自由地設計絕緣構件168中之較電極161、162、163靠下側之部分之厚度。
又，於圖10中，示出了由凹部121與絕緣構件166形成空間之例，但亦可於該空間填充有絕緣體。填充於空間之絕緣體可與構成絕緣構件166之材料相同，亦可不同。於藉由絕緣體填充空間之情形時，可容易地對基底基板102組裝第2感測器105。又，與圖12、13之構成同樣，可容易地使絕緣構件166之厚度變薄。
由以上說明，本發明之各種實施方式出於說明之目的而於本說明書中予以說明，應理解可於不脫離本發明之範圍及主旨之情況下進行各種變更。因此，本說明書中揭示之各種實施方式並非意欲限定，真正之範圍及主旨由隨附之申請專利範圍表示。
1:處理系統 2a,2b,2c,2d:台 4a,4b,4c,4d:容器 6D:驅動裝置 6S:感測器 6T:支持台 10:電漿處理裝置 12:腔室本體 12e:排氣口 12g:搬入搬出口 14:支持部 18a:第1板 18b:第2板 22:直流電源 23:開關 24:冷媒流路 25:貫通孔 25a:頂起銷 26a:配管 26b:配管 27:貫通孔 27a:頂起銷 28:氣體供給管線 30:上部電極 32:絕緣性遮蔽構件 34:頂板 34a:氣體噴出孔 36:支持體 36a:氣體擴散室 36b:氣體流通孔 36c:氣體導入口 38:氣體供給管 40:氣體源群 42:閥群 44:流量控制器群 46:積存物遮罩 48:排氣板 50:排氣裝置 52:排氣管 54:閘閥 62:第1高頻電源 64:第2高頻電源 66:匹配器 68:匹配器 100:測定器 102:基底基板 102a:上表面 102b:下表面 102N:凹口 103:外罩 104:第1感測器 104A,104B,104C:第1感測器 105:第2感測器(感測器) 105A,105B,105C:第2感測器 106:電路基板 108:配線群 108A,108B,108C:配線群 121:凹部 122:凹部 123:凹部 141:電極 142:屏蔽電極 143:感測器電極 143f:前表面 144:基板部 144a:上表面 144b:下表面 144c:前側端面 144d:下側部分 144u:上側部分 147:絕緣區域 161:感測器電極(電極) 161a:內緣 161b:外緣 161c:側緣 162:屏蔽電極 163:電極 164:絕緣區域 165:絕緣區域 166:絕緣構件 166a:下表面 166b:上表面 166L:距離 167:絕緣構件 168:絕緣構件 171:高頻振盪器 172:C/V轉換電路 172A,172B,172C:C/V轉換電路 173: A/D轉換器 174:處理器 175:記憶裝置 176:通訊裝置 177:電源 178:記憶裝置 181:配線 182:配線 183:配線 208:配線群 208A,208B,208C:配線群 272:C/V轉換電路 272A,272B,272C:C/V轉換電路 281,282,283:配線 AN:對準器 AX100:中心軸線 ER:邊緣環 ESC:靜電吸盤 GL:接地電位線 LE:下部電極 LL1,LL2:裝載閉鎖模組 LM:承載器模組 MC:控制部 P1:第1部分 P1i:內緣 P2:第2部分 P2i:內緣 PM1,PM2,PM3,PM4,PM5,PM6:製程模組 S:腔室 S1:半導體製造裝置 ST:載台 SWG:開關 TF:傳送模組 TU1:搬送裝置 TU2:搬送裝置 TUa:搬送臂 W:被加工物 WN:凹口
圖1係例示處理系統之圖。 圖2係例示對準器之立體圖。 圖3係表示電漿處理裝置之一例之圖。 圖4係自上表面側觀察一例之測定器而加以表示之俯視圖。 圖5係自下表面側觀察一例之測定器而加以表示之俯視圖。 圖6係表示測定器中之第1感測器之一例之立體圖。 圖7係沿著圖6之VII-VII線所得之剖視圖。 圖8係表示測定器中之第2感測器之一例之放大圖。 圖9係例示測定器中之電路基板之構成之一例的圖。 圖10係沿著測定器之徑向之第2感測器之剖視圖。 圖11係表示使用測定器之測定方法之一例之流程圖。 圖12係另一例中之第2感測器之剖視圖。 圖13係又一例中之第2感測器之剖視圖。
102:基底基板
102b:下表面
105:第2感測器(感測器)
121:凹部
161:感測器電極(電極)
162:屏蔽電極
163:電極
164:絕緣區域
165:絕緣區域
166:絕緣構件
166a:下表面
166b:上表面
166L:距離

Claims (6)

  1. 一種測定器，其具備：基底基板，其具有下表面； 複數個感測器，其等沿上述基底基板之邊緣配置，提供朝向下方之複數個電極；以及 電路基板，其搭載於上述基底基板，連接於上述複數個感測器之各者，且該電路基板構成為對上述複數個電極賦予高頻信號，根據上述複數個電極中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值；且 上述複數個感測器較上述基底基板之上述下表面更向下方突出。
  2. 如請求項1之測定器，其中上述複數個電極沿上述基底基板之上述下表面之延伸方向延伸，且 上述複數個感測器具有分別覆蓋上述複數個電極之複數個絕緣構件。
  3. 如請求項2之測定器，其中上述複數個絕緣構件由玻璃、陶瓷或絕緣性樹脂中之任一者形成。
  4. 如請求項1至3中任一項之測定器，其中於上述基底基板之上述下表面，形成有分別收容上述複數個感測器之複數個凹部，且 上述複數個感測器在收容於對應之上述複數個凹部之狀態下，自上述基底基板之上述下表面向下方突出。
  5. 如請求項1至4中任一項之測定器，其中上述複數個感測器係沿著上述基底基板之上述邊緣於周向上等間隔地配置之3個感測器。
  6. 一種測定方法，其係對測定器與對象物之間之靜電電容進行測定之方法， 上述測定器具備： 基底基板，其具有下表面； 複數個感測器，其等沿上述基底基板之邊緣配置，分別提供朝向下方之複數個電極；以及 電路基板，其搭載於上述基底基板上，連接於上述複數個感測器之各者，且該電路基板構成為對上述複數個電極賦予高頻信號，根據上述複數個電極中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值； 上述複數個感測器自上述基底基板之上述下表面更向下方突出；且 該方法包括如下步驟： 以由上述複數個感測器支持上述測定器之方式，將上述測定器載置於上述對象物之上表面；以及 於已將上述測定器載置於上述對象物之上表面之狀態下，對上述複數個電極賦予高頻信號，藉此，根據上述複數個電極中之電壓振幅之各者產生表示靜電電容之複數個測定值。
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