JP2019096757A - 測定器のずれ量を求める方法、及び、処理システムにおける搬送位置データを較正する方法 - Google Patents

測定器のずれ量を求める方法、及び、処理システムにおける搬送位置データを較正する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】測定器のずれ量を高い精度で求めること。【解決手段】測定器は、ベース基板と、複数のセンサ電極と、高周波発振器と、演算部とを有する。複数のセンサ電極は、複数のセンサ電極からフォーカスリングの内周面までの最短の距離の和Ａが一定の値となるように配置されている。方法は、領域内に配置された測定器によって複数の測定値Ｃｉを算出するステップと、算出された複数の測定値Ｃｉを用いて定数ａを算出するステップと、算出された定数ａ及び複数の測定値Ｃｉを用いて、複数の距離を算出するステップであり、該複数の距離はそれぞれ、複数のセンサ電極からフォーカスリングの内周面までの距離を表す、該ステップと、算出された複数の距離から、ずれ量を算出するステップと、を含む。【選択図】図１１

Description

本発明の実施形態は、測定器のずれ量を求める方法、及び、処理システムにおける搬送位置データを較正する方法に関するものである。
半導体デバイスといった電子デバイスの製造においては、円盤状の被加工物を処理する処理システムが用いられている。処理システムは、被加工物を搬送するための搬送装置、及び、被加工物を処理するための処理装置を有している。処理装置は、一般的に、チャンバ本体、及び、当該チャンバ本体内に設けられた載置台を有している。載置台は、その上に載置された被加工物を支持するよう構成されている。搬送装置は、載置台上に被加工物を搬送するよう構成されている。
処理装置における被加工物の処理においては、載置台上における被加工物の位置が重要である。したがって、載置台上における被加工物の位置が所定位置からずれている場合には、搬送装置を調整する必要がある。
搬送装置を調整する技術としては、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された技術では、被加工物と同様の円盤形状を有し、静電容量測定のための電極を有する測定器が利用されている。特許文献１に記載された技術では、測定器が搬送装置によって載置台上に搬送される。載置台上における電極の位置に依存する静電容量の測定値が取得され、当該測定値に基づいて被加工物の搬送位置を修正するよう搬送装置が調整される。
特開２０１７−３５５７号公報
上述した測定器は、電極とこれに対面する対象物との間の静電容量の測定値を取得する。静電容量の測定値は、対象物の形状に応じて変化する。対象物と測定器との間の位置関係が同じ場合であっても、対象物の機差、或いは、対象物の消耗により、異なる静電容量の測定値が取得され得る。そこで、測定器によって取得される静電容量の測定値からその位置に関する測定器のずれ量を高い精度で求める方法が望まれている。また、測定器のずれ量から、処理システムにおける搬送位置データを較正する方法が望まれている。
第１の態様においては、測定器のずれ量を求める方法が提供される。ずれ量は、フォーカスリングによって囲まれた領域の中心位置に対する、該領域内に配置された該測定器の中心位置のずれ量である。測定器は、ベース基板と、複数のセンサ電極と、高周波発振器と、演算部とを有する。ベース基板は、円盤状をなす。複数のセンサ電極は、ベース基板に設けられている。高周波発振器は、複数のセンサ電極に高周波信号を与えるように設けられている。演算部は、複数のセンサ電極における電位に応じた複数の検出値から、複数のセンサ電極それぞれの静電容量を表す複数の測定値をそれぞれ算出するように構成されている。複数のセンサ電極は、ベース基板の周縁に設けられている。領域内に測定器が配置された状態で、複数のセンサ電極からフォーカスリングの内周面までのそれぞれの最短の距離の和Ａは一定の値となる。和Ａは、下記の式（１）を満たす。
Figure 2019096757
ここで、Ｎは前記複数のセンサ電極の個数であり、Ｃｉは前記複数の測定値であり、ａは定数である。該方法は、領域内に配置された測定器によって複数の測定値Ｃｉを算出するステップと、算出された複数の測定値Ｃｉを用いて式（１）における定数ａを算出するステップと、算出された定数ａ及び複数の測定値Ｃｉを用いて、複数の距離を算出するステップであり、該複数の距離はそれぞれ、複数のセンサ電極からフォーカスリングの内周面までの距離を表す、該ステップと、算出された複数の距離から、ずれ量を算出するステップと、を含む。
測定器によって取得される複数の測定値の各々は、センサ電極とフォーカスリングとの間の最短距離に反比例するので、Ｃｉ＝ａ／ｄで定義される。ここで、ｄは、センサ電極とフォーカスリングとの間の最短距離である。定数ａは、フォーカスリングの中心位置と測定器の中心位置が同一の位置関係を有していても、機差又はフォーカスリングの消耗に応じて、変化する。第１の態様に係る方法では、複数のセンサ電極が（１）式を満たすように配置されているので、複数の測定値Ｃｉから（１）式に基づき定数ａが求められる。そして、定数ａと複数の測定値Ｃｉのそれぞれから複数の距離が精度良く求められる。第１の態様に係る方法によれば、このように求められた複数の距離から、高い精度で測定器のずれ量が求められ得る。
第２の態様においては、測定器のずれ量を求める方法が提供される。ずれ量は、静電チャックの中心位置に対する、静電チャック上に配置された測定器の中心位置のずれ量である。測定器は、ベース基板と、複数のセンサ電極と、高周波発振器と、演算部と、を有する。ベース基板は円盤状をなす。複数のセンサ電極は、ベース基板の中心軸線に対して周方向に配列され、ベース基板の底面に沿って設けられている。高周波発振器は、複数のセンサ電極に高周波信号を与えるように設けられている。演算部は、複数のセンサ電極における電位に応じた複数の検出値から、複数のセンサ電極それぞれの静電容量を表す複数の測定値をそれぞれ算出するように構成されている。静電チャックは、該静電チャックの中心に対して周方向に延在する周縁を有するセラミック製の本体と、該本体内に設けられた電極を有する。静電チャックの電極のエッジは、本体の周縁よりも内側で、静電チャックの中心に対して周方向に延在している。複数のセンサ電極それぞれの径方向外側の第１のエッジは、第１の円上で延在している。第１の円は、静電チャックの本体の周縁の半径と同一の半径を有し中心軸線をベース基板と共有する。複数のセンサ電極それぞれの径方向内側の第２のエッジは、第２の円上で延在している。第２の円は、静電チャックの電極のエッジの半径と同一の半径を有し中心軸線をベース基板と共有する。複数のセンサ電極は、静電チャック上に測定器が配置された状態で、該複数のセンサ電極の第２のエッジから静電チャックの周縁までのそれぞれの最短の距離の和Ｂが一定となるように設けられている。和Ｂは、下記の式（２）を満たす。
Figure 2019096757
ここで、Ｍは前記複数のセンサ電極の個数であり、Ｄｉは前記複数の測定値であり、ｂは定数である。方法は、静電チャック上に配置された測定器によって複数の測定値Ｄｉを算出するステップと、算出された複数の測定値Ｄｉを用いて式（２）における定数ｂを算出するステップと、算出された定数ｂ及び複数の測定値Ｄｉを用いて、複数の距離を算出するステップであり、該複数の距離はそれぞれ、複数のセンサ電極の第２のエッジから静電チャックの周縁までの距離を表す、該ステップと、算出された複数の距離から、ずれ量を算出するステップと、を含む。
静電容量は電極面積に比例するので、測定器によって取得される複数の測定値の各々は、第２のエッジから静電チャックの周縁までの最短距離に応じて増加する。即ち、測定器によって取得される複数の測定値の各々は、Ｄｉ＝１／ｂ×ＷＸで定義される。ここで、ＷＸは、第２のエッジから静電チャックの周縁までの最短距離である。定数ｂは、静電チャックの中心位置と測定器の中心位置が同一の位置関係を有していても、機差又は静電チャックの消耗に応じて、変化する。第２の態様に係る方法では、複数のセンサ電極が（２）式を満たすように配置されているので、複数の測定値Ｄｉから（２）式に基づき定数ｂが求められる。そして、定数ｂと複数の測定値Ｄｉのそれぞれから複数の距離が精度良く求められる。第２の態様に係る方法によれば、このように求められた複数の距離から、高い精度で測定器のずれ量が求められ得る。
第３の態様においては、第１の態様に係る方法を用いて処理システムにおける搬送位置データを構成する方法が提供される。処理システムは、処理装置と、搬送装置とを含む。処理装置は、チャンバ本体、及び、該チャンバ本体によって提供されるチャンバ内に設けられた載置台を有する。搬送装置は、搬送位置データに基づき載置台上且つフォーカスリングによって囲まれた領域内に被加工物を搬送する。方法は、搬送位置データによって特定される領域内の位置に、搬送装置を用いて測定器を搬送するステップと、第１の態様に係る方法を用いて、ずれ量を算出するステップと、ずれ量を用いて搬送位置データを較正するステップと、を含む。第３の態様に係る方法によれば、第１の態様に係る方法によって求められたずれ量に基づき、処理システムにおける搬送位置データを構成することができる。
第４の態様においては、第２の態様に係る方法を用いて処理システムにおける搬送位置データを構成する方法が提供される。処理システムは、処理装置と、搬送装置とを含む。処理装置は、チャンバ本体、及び、該チャンバ本体によって提供されるチャンバ内に設けられた静電チャックを有する。搬送装置は、搬送位置データに基づき静電チャック上に被加工物を搬送する。方法は、搬送位置データによって特定される静電チャック上の位置に、搬送装置を用いて測定器を搬送するステップと、第２の態様に係る方法を用いて、ずれ量を算出するステップと、ずれ量を用いて搬送位置データを較正するステップと、を含む。第４の態様に係る方法によれば、第２の態様に係る方法によって求められたずれ量に基づき、処理システムにおける搬送位置データを構成することができる。
以上説明したように、測定器によって取得される静電容量の測定値からその位置に関する測定器のずれ量を高い精度で求める方法が提供される。また、測定器のずれ量から、処理システムにおける搬送位置データを構成する方法が提供される。
処理システムを例示する図である。 アライナを例示する斜視図である。 プラズマ処理装置の一例を示す図である。 測定器を上面側から見て示す平面図である。 測定器を底面側から見て示す平面図である。 第１センサの一例を示す斜視図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ってとった断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。 図５の第２センサの拡大図である。 測定器の回路基板の構成を例示する図である。 フォーカスリングと測定器との位置関係を模式的に示す図である。 静電チャックを模式的に示す断面図である。 静電チャックと測定器との位置関係を模式的に示す断面図である。 オーバーラップ長と測定値との関係を示すグラフである。 静電チャックと測定器との位置関係を模式的に示す図である。 他の形態に係る測定器を上面側から見て示す平面図である。 フォーカスリングと測定器との位置関係を模式的に示す図である。 処理システムにおける搬送位置データを較正する方法の一実施形態を示す流れ図である。 別の実施形態に係る第１センサの縦断面図である。
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
まず、円盤状の被加工物を処理するための処理装置、及び、当該処理装置に被処理体を搬送するための搬送装置を有する処理システムについて説明する。図１は、処理システムを例示する図である。処理システム１は、台２ａ〜２ｄ、容器４ａ〜４ｄ、ローダモジュールＬＭ、アライナＡＮ、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６、トランスファーモジュールＴＦ、及び、制御部ＭＣを備えている。なお、台２ａ〜２ｄの個数、容器４ａ〜４ｄの個数、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の個数、及び、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の個数は限定されるものではなく、一以上の任意の個数であり得る。
台２ａ〜２ｄは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。容器４ａ〜４ｄはそれぞれ、台２ａ〜２ｄ上に搭載されている。容器４ａ〜４ｄの各々は、例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）と称される容器である。容器４ａ〜４ｄのそれぞれは、被加工物Ｗを収容するように構成されている。被加工物Ｗは、ウエハのように略円盤形状を有する。
ローダモジュールＬＭは、大気圧状態の搬送空間をその内部に画成するチャンバ壁を有している。この搬送空間内には搬送装置ＴＵ１が設けられている。搬送装置ＴＵ１は、例えば、多関節ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ１は、容器４ａ〜４ｄとアライナＡＮとの間、アライナＡＮとロードロックモジュールＬＬ１〜ＬＬ２の間、ロードロックモジュールＬＬ１〜ＬＬ２と容器４ａ〜４ｄの間で被加工物Ｗを搬送するように構成されている。
アライナＡＮは、ローダモジュールＬＭと接続されている。アライナＡＮは、被加工物Ｗの位置の調整（位置の較正）を行うように構成されている。図２は、アライナを例示する斜視図である。アライナＡＮは、支持台６Ｔ、駆動装置６Ｄ、及び、センサ６Ｓを有している。支持台６Ｔは、鉛直方向に延びる軸線中心に回転可能な台であり、その上に被加工物Ｗを支持するように構成されている。支持台６Ｔは、駆動装置６Ｄによって回転される。駆動装置６Ｄは、制御部ＭＣによって制御される。駆動装置６Ｄからの動力により支持台６Ｔが回転すると、当該支持台６Ｔ上に載置された被加工物Ｗも回転するようになっている。
センサ６Ｓは、光学センサであり、被加工物Ｗが回転されている間、被加工物Ｗのエッジを検出する。センサ６Ｓは、エッジの検出結果から、基準角度位置に対する被加工物ＷのノッチＷＮ（或いは、別のマーカー）の角度位置のずれ量、及び、基準位置に対する被加工物Ｗの中心位置のずれ量を検出する。センサ６Ｓは、ノッチＷＮの角度位置のずれ量及び被加工物Ｗの中心位置のずれ量を制御部ＭＣに出力する。制御部ＭＣは、ノッチＷＮの角度位置のずれ量に基づき、ノッチＷＮの角度位置を基準角度位置に補正するための支持台６Ｔの回転量を算出する。制御部ＭＣは、この回転量の分だけ支持台６Ｔを回転させるよう、駆動装置６Ｄを制御する。これにより、ノッチＷＮの角度位置を基準角度位置に補正することができる。また、制御部ＭＣは、搬送装置ＴＵ１のエンドエフェクタ（ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔｏｒ）上の所定位置に被加工物Ｗの中心位置が一致するよう、アライナＡＮから被加工物Ｗを受け取る際の搬送装置ＴＵ１のエンドエフェクタの位置を、被加工物Ｗの中心位置のずれ量に基づき、制御する。
図１に戻り、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、ローダモジュールＬＭとトランスファーモジュールＴＦとの間に設けられている。ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、予備減圧室を提供している。
トランスファーモジュールＴＦは、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２にゲートバルブを介して接続されている。トランスファーモジュールＴＦは、減圧可能な減圧室を提供している。この減圧室には、搬送装置ＴＵ２が設けられている。搬送装置ＴＵ２は、例えば、多関節ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ２は、ロードロックモジュールＬＬ１〜ＬＬ２とプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６との間、及び、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち任意の二つのプロセスモジュール間において、被加工物Ｗを搬送するように構成されている。
プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６は、トランスファーモジュールＴＦにゲートバルブを介して接続されている。プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の各々は、被加工物Ｗに対してプラズマ処理といった専用の処理を行うよう構成された処理装置である。
この処理システム１において被加工物Ｗの処理が行われる際の一連の動作は以下の通り例示される。ローダモジュールＬＭの搬送装置ＴＵ１が、容器４ａ〜４ｄの何れかから被加工物Ｗを取り出し、当該被加工物ＷをアライナＡＮに搬送する。次いで、搬送装置ＴＵ１は、その位置が調整された被加工物ＷをアライナＡＮから取り出して、当該被加工物ＷをロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２のうち一方のロードロックモジュールに搬送する。次いで、一方のロードロックモジュールが、予備減圧室の圧力を所定の圧力に減圧する。次いで、トランスファーモジュールＴＦの搬送装置ＴＵ２が、一方のロードロックモジュールから被加工物Ｗを取り出し、当該被加工物ＷをプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち何れかに搬送する。そして、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち一以上のプロセスモジュールが被加工物Ｗを処理する。そして、搬送装置ＴＵ２が、処理後の被加工物ＷをプロセスモジュールからロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２のうち一方のロードロックモジュールに搬送する。次いで、搬送装置ＴＵ１が被加工物Ｗを一方のロードロックモジュールから容器４ａ〜４ｄの何れかに搬送する。
この処理システム１は、上述したように制御部ＭＣを備えている。制御部ＭＣは、プロセッサ、メモリといった記憶装置、表示装置、入出力装置、通信装置等を備えるコンピュータであり得る。上述した処理システム１の一連の動作は、記憶装置に記憶されたプログラムに従った制御部ＭＣによる処理システム１の各部の制御により、実現されるようになっている。
図３は、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の何れかとして採用され得るプラズマ処理装置の一例を示す図である。図３に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型プラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１０は、略円筒形状のチャンバ本体１２を備えている。チャンバ本体１２は、例えば、アルミニウムから形成されており、その内壁面には、陽極酸化処理が施され得る。このチャンバ本体１２は保安接地されている。
チャンバ本体１２の底部上には、略円筒形状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、例えば、絶縁材料から構成されている。支持部１４は、チャンバ本体１２内に設けられており、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。また、チャンバ本体１２によって提供されるチャンバＳ内には、ステージＳＴが設けられている。ステージＳＴは、支持部１４によって支持されている。
ステージＳＴは、下部電極ＬＥ及び静電チャックＥＳＣを有している。下部電極ＬＥは、第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂは、例えばアルミニウムといった金属から構成されており、略円盤形状をなしている。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられており、第１プレート１８ａに電気的に接続されている。
第２プレート１８ｂ上には、静電チャックＥＳＣが設けられている。静電チャックＥＳＣは、導電膜である電極を一対の絶縁層又は絶縁シート間に配置した構造を有しており、略円盤形状を有している。静電チャックＥＳＣの電極には、直流電源２２がスイッチ２３を介して電気的に接続されている。この静電チャックＥＳＣは、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力により被加工物Ｗを吸着する。これにより、静電チャックＥＳＣは、被加工物Ｗを保持することができる。
第２プレート１８ｂの周縁部上には、フォーカスリングＦＲが設けられている。このフォーカスリングＦＲは、被加工物Ｗのエッジ及び静電チャックＥＳＣを囲むように設けられている。フォーカスリングＦＲは、第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２を有している（図７参照）。第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２は環状板形状を有している。第２部分Ｐ２は、第１部分Ｐ１上に設けられている。第２部分Ｐ２の内縁Ｐ２ｉは第１部分Ｐ１の内縁Ｐ１ｉの直径よりも大きい直径を有している。被加工物Ｗは、そのエッジ領域が、フォーカスリングＦＲの第１部分Ｐ１上に位置するように、静電チャックＥＳＣ上に載置される。このフォーカスリングＦＲは、シリコン、炭化ケイ素、酸化シリコンといった種々の材料のうち何れかから形成され得る。
第２プレート１８ｂの内部には、冷媒流路２４が設けられている。冷媒流路２４は、温調機構を構成している。冷媒流路２４には、チャンバ本体１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路２４に供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻される。このように、冷媒流路２４とチラーユニットとの間では、冷媒が循環される。この冷媒の温度を制御することにより、静電チャックＥＳＣによって支持された被加工物Ｗの温度が制御される。
ステージＳＴには、当該ステージＳＴを貫通する複数（例えば、三つ）の貫通孔２５が形成されている。これら、複数の貫通孔２５には、複数本（例えば、３本）のリフトピン２５ａがそれぞれ挿入されている。なお、図３においては、一本のリフトピン２５ａが挿入された一つの貫通孔２５が描かれている。
また、プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャックＥＳＣの上面と被加工物Ｗの裏面との間に供給する。
また、プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を備えている。上部電極３０は、ステージＳＴの上方において、当該ステージＳＴと対向配置されている。上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持されている。上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４はチャンバＳに面しており、当該天板３４には複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。この天板３４は、シリコン又は石英から形成され得る。或いは、天板３４は、アルミニウム製の母材の表面に酸化イットリウムといった耐プラズマ性の膜を形成することによって構成され得る。
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成され得る。この支持体３６は、水冷構造を有し得る。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。このガス拡散室３６ａからは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが下方に延びている。また、支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数種のガス用の複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群４４はマスフローコントローラといった複数の流量制御器を含んでいる。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。
また、プラズマ処理装置１０では、チャンバ本体１２の内壁に沿ってデポシールド４６が着脱自在に設けられている。デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。デポシールド４６は、チャンバ本体１２にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するものであり、アルミニウム材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。
チャンバ本体１２の底部側、且つ、支持部１４とチャンバ本体１２の側壁との間には排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。排気プレート４８には、その板厚方向に貫通する複数の孔が形成されている。この排気プレート４８の下方、且つ、チャンバ本体１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ本体１２内の空間を所望の真空度まで減圧することができる。また、チャンバ本体１２の側壁には被加工物Ｗの搬入出口１２ｇが設けられており、この搬入出口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉可能となっている。
また、プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６２及び第２の高周波電源６４を更に備えている。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波を発生する電源であり、例えば、２７〜１００ＭＨｚの周波数を有する高周波を発生する。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して上部電極３０に接続されている。整合器６６は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（上部電極３０側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極ＬＥに接続されていてもよい。
第２の高周波電源６４は、被加工物Ｗにイオンを引き込むための第２の高周波を発生する電源であり、例えば、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数の高周波を発生する。第２の高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極ＬＥに接続されている。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極ＬＥ側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
このプラズマ処理装置１０では、複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスがチャンバＳに供給される。また、チャンバＳの圧力が排気装置５０によって所定の圧力に設定される。さらに、第１の高周波電源６２からの第１の高周波によってチャンバＳ内のガスが励起される。これにより、プラズマが生成される。そして、発生した活性種によって被加工物Ｗが処理される。なお、必要に応じて、第２の高周波電源６４の第２の高周波に基づくバイアスにより、被加工物Ｗにイオンが引き込まれてもよい。
以下、測定器について説明する。図４は、測定器を上面側から見て示す平面図である。図５は、測定器を底面側から見て示す平面図である。図４及び図５に示す測定器１００は、ベース基板１０２を備えている。ベース基板１０２は、例えば、シリコンから形成されており、被加工物Ｗの形状と同様の形状、即ち略円盤形状を有している。ベース基板１０２の直径は、被加工物Ｗの直径と同様の直径であり、例えば、３００ｍｍである。測定器１００の形状及び寸法は、このベース基板１０２の形状及び寸法によって規定される。したがって、測定器１００は、被加工物Ｗの形状と同様の形状を有し、且つ、被加工物Ｗの寸法と同様の寸法を有する。また、ベース基板１０２のエッジには、ノッチ１０２Ｎ（或いは、別のマーカー）が形成されている。
ベース基板１０２には、静電容量測定用の複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃが設けられている。複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃは、ベース基板１０２のエッジに沿って、例えば当該エッジの全周において等間隔に、配列されている。具体的には、複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃの各々は、ベース基板の上面側のエッジに沿うように設けられている。複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃの各々の前側端面１０４ｆは、ベース基板１０２の側面に沿っている。
また、ベース基板１０２には、静電容量測定用の複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃが設けられている。複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃは、ベース基板１０２のエッジに沿って、例えば当該エッジの全周において等間隔に、配列されている。具体的には、複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃの各々は、ベース基板の底面側のエッジに沿うように設けられている。複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃの各々のセンサ電極１６１は、ベース基板１０２の底面に沿っている。また、第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃと第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃとは、周方向において６０°間隔で交互に配列されている。
ベース基板１０２の上面の中央には、回路基板１０６が設けられている。回路基板１０６と複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃとの間には、互いを電気的に接続するための配線群１０８Ａ〜１０８Ｃが設けられている。また、回路基板１０６と複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃとの間には、互いを電気的に接続するための配線群２０８Ａ〜２０８Ｃが設けられている。回路基板１０６、配線群１０８Ａ〜１０８Ｃ、及び配線群２０８Ａ〜２０８Ｃは、カバー１０３によって覆われている。カバー１０３には、複数の開口１０３ａが設けられている。開口１０３ａの位置は、回路基板１０６に配置された後述する給電コネクタ１７７ａ等の位置に一致している。
以下、第１センサについて詳細に説明する。図６は、センサの一例を示す斜視図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ってとった断面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。図６〜図８に示す第１センサ１０４は、測定器１００の複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃとして利用されるセンサであり、一例では、チップ状の部品として構成されている。なお、以下の説明では、ＸＹＺ直交座標系を適宜参照する。Ｘ方向は、第１センサ１０４の前方向を示しており、Ｙ方向は、Ｘ方向に直交する一方向であって第１センサ１０４の幅方向を示しており、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向であって第１センサ１０４の上方向を示している。
図６〜図８に示すように、第１センサ１０４は、前側端面１０４ｆ、上面１０４ｔ、下面１０４ｂ、一対の側面１０４ｓ、及び、後側端面１０４ｒを有している。前側端面１０４ｆは、Ｘ方向において第１センサ１０４の前側表面を構成している。第１センサ１０４は、前側端面１０４ｆが中心軸線ＡＸ１００に対して放射方向に向くように、測定器１００のベース基板１０２に搭載される（図４参照）。また、第１センサ１０４がベース基板１０２に搭載されている状態では、前側端面１０４ｆは、ベース基板１０２のエッジに沿って延在する。したがって、測定器１００が静電チャックＥＳＣ上の領域に配置されるときに、前側端面１０４ｆは、フォーカスリングＦＲの内縁に対面する。
後側端面１０４ｒは、Ｘ方向において第１センサ１０４の後側表面を構成している。第１センサ１０４がベース基板１０２に搭載されている状態では、後側端面１０４ｒは、前側端面１０４ｆよりも中心軸線ＡＸ１００の近くに位置する。上面１０４ｔはＺ方向において第１センサ１０４の上側表面を構成しており、下面１０４ｂはＺ方向において第１センサ１０４の下側表面を構成している。また、一対の側面１０４ｓは、Ｙ方向において第１センサ１０４の表面を構成している。
第１センサ１０４は、センサ電極１４３を有している。第１センサ１０４は、電極１４１及びガード電極１４２を更に有していてもよい。電極１４１は、導体から形成されている。電極１４１は、第１部分１４１ａを有している。図６及び図７に示すように、第１部分１４１ａは、Ｘ方向及びＹ方向に延在している。
ガード電極１４２は、導体から形成されている。ガード電極１４２は、第２部分１４２ａを有している。第２部分１４２ａは、第１部分１４１ａの上で延在している。第１センサ１０４内において、ガード電極１４２は、電極１４１から絶縁されている。図６及び図７に示すように、第２部分１４２ａは、第１部分１４１ａの上で、Ｘ方向及びＹ方向に延在している。
センサ電極１４３は、導体から形成されたセンサ電極である。センサ電極１４３は、電極１４１の第１部分１４１ａ及びガード電極１４２の第２部分１４２ａの上に設けられている。センサ電極１４３は、第１センサ１０４内において電極１４１及びガード電極１４２から絶縁されている。センサ電極１４３は、前面１４３ｆを有している。この前面１４３ｆは、第１部分１４１ａ及び第２部分１４２ａに交差する方向に延びている。また、前面１４３ｆは、第１センサ１０４の前側端面１０４ｆに沿って延在している。一実施形態では、前面１４３ｆは、第１センサ１０４の前側端面１０４ｆの一部を構成している。或いは、第１センサ１０４は、センサ電極１４３の前面１４３ｆの前側に当該前面１４３ｆを覆う絶縁膜を有していてもよい。
図６〜図８に示すように、電極１４１及びガード電極１４２は、センサ電極１４３の前面１４３ｆが配置されている領域の側（Ｘ方向）で開口し、且つ、センサ電極１４３の周囲を囲むように延在していてもよい。即ち、電極１４１及びガード電極１４２は、センサ電極１４３の上方、後方、及び、側方において、当該センサ電極１４３を囲むように延在していてもよい。
また、第１センサ１０４の前側端面１０４ｆは、所定の曲率を有する曲面であり得る。この場合に、前側端面１０４ｆは、当該前側端面の任意の位置で一定の曲率を有しており、当該前側端面１０４ｆの曲率は、測定器１００の中心軸線ＡＸ１００と当該前側端面１０４ｆとの間の距離の逆数であり得る。この第１センサ１０４は、前側端面１０４ｆの曲率中心が中心軸線ＡＸ１００に一致するように、ベース基板１０２に搭載される。
また、第１センサ１０４は、基板部１４４、絶縁領域１４６〜１４８、パッド１５１〜１５３、及び、ヴィア配線１５４を更に有し得る。基板部１４４は、本体部１４４ｍ及び表層部１４４ｆを有している。本体部１４４ｍは、例えばシリコンから形成されている。表層部１４４ｆは、本体部１４４ｍの表面を覆っている。表層部１４４ｆは、絶縁材料から形成されている。表層部１４４ｆは、例えば、シリコンの熱酸化膜である。
ガード電極１４２の第２部分１４２ａは、基板部１４４の下方において延在しており、基板部１４４とガード電極１４２との間には、絶縁領域１４６が設けられている。絶縁領域１４６は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、又は、ポリイミドから形成されている。
電極１４１の第１部分１４１ａは、基板部１４４及びガード電極１４２の第２部分１４２ａの下方において延在している。電極１４１とガード電極１４２との間には絶縁領域１４７が設けられている。絶縁領域１４７は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、又は、ポリイミドから形成されている。
絶縁領域１４８は、第１センサ１０４の上面１０４ｔを構成している。絶縁領域１４８は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、又は、ポリイミドから形成されている。この絶縁領域１４８には、パッド１５１〜１５３が形成されている。パッド１５３は、導体から形成されており、センサ電極１４３に接続されている。具体的には、絶縁領域１４６、ガード電極１４２、絶縁領域１４７、及び、電極１４１を貫通するヴィア配線１５４によって、センサ電極１４３とパッド１５３が互いに接続されている。ヴィア配線１５４の周囲には絶縁体が設けられており、当該ヴィア配線１５４は電極１４１及びガード電極１４２から絶縁されている。パッド１５３は、ベース基板１０２内に設けられた配線１８３を介して回路基板１０６に接続されている。パッド１５１及びパッド１５２も同様に導体から形成されている。パッド１５１及びパッド１５２はそれぞれ、対応のヴィア配線を介して、電極１４１、ガード電極１４２に接続されている。また、パッド１５１及びパッド１５２は、ベース基板１０２に設けられた対応の配線を介して回路基板１０６に接続される。
以下、第２センサについて詳細に説明する。図９は、図５の部分拡大図であり、一つの第２センサを示す。センサ電極１６１のエッジは部分的に円弧形状をなしている。即ち、センサ電極１６１は、中心軸線ＡＸ１００を中心とした異なる半径を有する二つの円弧である内縁（第２のエッジ）１６１ａ及び外縁（第１のエッジ）１６１ｂによって規定される平面形状を有している。複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃそれぞれのセンサ電極１６１における径方向外側の外縁１６１ｂは、共通する円上で延在する。また、複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃそれぞれのセンサ電極１６１における径方向内側の内縁１６１ａは、他の共通する円上で延在する。センサ電極１６１のエッジの一部の曲率は、静電チャックＥＳＣのエッジの曲率に一致している。一実施形態では、センサ電極１６１における径方向外側のエッジを形成する外縁１６１ｂの曲率が、静電チャックＥＳＣのエッジの曲率に一致している。なお、外縁１６１ｂの曲率中心、即ち、外縁１６１ｂがその上で延在する円の中心は、中心軸線ＡＸ１００を共有している。
一実施形態では、第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃの各々は、センサ電極１６１を囲むガード電極１６２を更に含んでいる。ガード電極１６２は、枠状をなしており、センサ電極１６１をその全周にわたって囲んでいる。ガード電極１６２とセンサ電極１６１は、それらの間に絶縁領域１６４が介在するよう、互いに離間している。また、一実施形態では、第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃの各々は、ガード電極１６２の外側で当該ガード電極１６２を囲む電極１６３を更に含んでいる。電極１６３は、枠状をなしており、ガード電極１６２をその全周にわたって囲んでいる。ガード電極１６２と電極１６３は、それらの間に絶縁領域１６５が介在するよう互いに離間している。
以下、回路基板１０６の構成について説明する。図１０は、測定器の回路基板の構成を例示する図である。図１０に示すように、回路基板１０６は、高周波発振器１７１、複数のＣ／Ｖ変換回路１７２Ａ〜１７２Ｃ、複数のＣ／Ｖ変換回路２７２Ａ〜２７２Ｃ、Ａ／Ｄ変換器１７３、プロセッサ（演算部）１７４、記憶装置１７５、通信装置１７６、及び、電源１７７を有している。
複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃの各々は、複数の配線群１０８Ａ〜１０８Ｃのうち対応の配線群を介して回路基板１０６に接続されている。また、複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃの各々は、対応の配線群に含まれる幾つかの配線を介して、複数のＣ／Ｖ変換回路１７２Ａ〜１７２Ｃのうち対応のＣ／Ｖ変換回路に接続されている。複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃの各々は、複数の配線群２０８Ａ〜２０８Ｃのうち対応の配線群を介して回路基板１０６に接続されている。また、複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃの各々は、対応の配線群に含まれる幾つかの配線を介して、複数のＣ／Ｖ変換回路２７２Ａ〜２７２Ｃのうち対応のＣ／Ｖ変換回路に接続されている。以下、複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｃの各々と同構成の一つの第１センサ１０４、複数の配線群１０８Ａ〜１０８Ｃの各々と同構成の一つの配線群１０８、複数のＣ／Ｖ変換回路１７２Ａ〜１７２Ｃの各々と同構成の一つのＣ／Ｖ変換回路１７２、複数の第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃの各々と同構成の一つの第２センサ１０５、複数の配線群２０８Ａ〜２０８Ｃの各々と同構成の一つの配線群２０８、及び、複数のＣ／Ｖ変換回路２７２Ａ〜２７２Ｃの各々と同構成のＣ／Ｖ変換回路２７２について説明する。
配線群１０８は、配線１８１〜１８３を含んでいる。配線１８１の一端は、電極１４１に接続されたパッド１５１に接続されている。この配線１８１は、回路基板１０６のグランドＧに接続されたグランド電位線ＧＬに接続されている。なお、配線１８１は、グランド電位線ＧＬにスイッチＳＷＧを介して接続されていてもよい。また、配線１８２の一端は、ガード電極１４２に接続されたパッド１５２に接続されており、配線１８２の他端はＣ／Ｖ変換回路１７２に接続されている。また、配線１８３の一端は、センサ電極１４３に接続されたパッド１５３に接続されており、配線１８３の他端はＣ／Ｖ変換回路１７２に接続されている。
配線群２０８は、配線２８１〜２８３を含んでいる。配線２８１の一端は、電極１６３に接続されている。この配線２８１は、回路基板１０６のグランドＧに接続されたグランド電位線ＧＬに接続されている。なお、配線２８１は、グランド電位線ＧＬにスイッチＳＷＧを介して接続されていてもよい。また、配線２８２の一端は、ガード電極１６２に接続されており、配線２８２の他端はＣ／Ｖ変換回路２７２に接続されている。また、配線２８３の一端は、センサ電極１６１に接続されており、配線２８３の他端はＣ／Ｖ変換回路２７２に接続されている。
高周波発振器１７１は、バッテリーといった電源１７７に接続されており、当該電源１７７からの電力を受けて高周波信号を発生するよう構成されている。なお、電源１７７は、プロセッサ１７４、記憶装置１７５、及び、通信装置１７６にも接続されている。高周波発振器１７１は、複数の出力線を有している。高周波発振器１７１は、発生した高周波信号を複数の出力線を介して、配線１８２及び配線１８３、並びに、配線２８２及び配線２８３に与えるようになっている。したがって、高周波発振器１７１は、第１センサ１０４のガード電極１４２及びセンサ電極１４３に電気的に接続されており、当該高周波発振器１７１からの高周波信号は、ガード電極１４２及びセンサ電極１４３に与えられるようになっている。また、高周波発振器１７１は、第２センサ１０５のセンサ電極１６１及びガード電極１６２に電気的に接続されており、当該高周波発振器１７１からの高周波信号は、センサ電極１６１及びガード電極１６２に与えられるようになっている。
Ｃ／Ｖ変換回路１７２の入力には配線１８２及び配線１８３が接続されている。即ち、Ｃ／Ｖ変換回路１７２の入力には、第１センサ１０４のガード電極１４２及びセンサ電極１４３が接続されている。また、Ｃ／Ｖ変換回路２７２の入力には、センサ電極１６１及びガード電極１６２がそれぞれ接続されている。Ｃ／Ｖ変換回路１７２及びＣ／Ｖ変換回路２７２は、その入力における電位差に応じた振幅を有する電圧信号を生成し、当該電圧信号を出力するよう構成されている。なお、Ｃ／Ｖ変換回路１７２に接続されたセンサ電極の静電容量が大きいほど、当該Ｃ／Ｖ変換回路１７２が出力する電圧信号の電圧の大きさは大きくなる。同様に、Ｃ／Ｖ変換回路２７２に接続されたセンサ電極の静電容量が大きいほど、当該Ｃ／Ｖ変換回路２７２が出力する電圧信号の電圧の大きさは大きくなる。高周波発振器１７１と配線２８２及び配線２８３とＣ／Ｖ変換回路２７２とは、高周波発振器１７１と配線１８２及び配線１８３とＣ／Ｖ変換回路１７２と同様に接続されている。
Ａ／Ｄ変換器１７３の入力には、Ｃ／Ｖ変換回路１７２及びＣ／Ｖ変換回路２７２の出力が接続している。また、Ａ／Ｄ変換器１７３は、プロセッサ１７４に接続している。Ａ／Ｄ変換器１７３は、プロセッサ１７４からの制御信号によって制御され、Ｃ／Ｖ変換回路１７２の出力信号（電圧信号）及びＣ／Ｖ変換回路２７２の出力信号（電圧信号）を、デジタル値に変換し、検出値としてプロセッサ１７４に出力する。
プロセッサ１７４には記憶装置１７５が接続されている。記憶装置１７５は、揮発性メモリといった記憶装置であり、後述する測定データを記憶するよう構成されている。また、プロセッサ１７４には、別の記憶装置１７８が接続されている。記憶装置１７８は、不揮発性メモリといった記憶装置であり、プロセッサ１７４によって読み込まれて実行されるプログラムが記憶されている。
通信装置１７６は、任意の無線通信規格に準拠した通信装置である。例えば、通信装置１７６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠している。通信装置１７６は、記憶装置１７５に記憶されている測定データを無線送信するように構成されている。
プロセッサ１７４は、上述したプログラムを実行することにより、測定器１００の各部を制御するように構成されている。例えば、プロセッサ１７４は、ガード電極１４２、センサ電極１４３、センサ電極１６１、及び、ガード電極１６２に対する高周波発振器１７１からの高周波信号の供給、記憶装置１７５に対する電源１７７からの電力供給、通信装置１７６に対する電源１７７からの電力供給等を制御するようになっている。さらに、プロセッサ１７４は、上述したプログラムを実行することにより、Ａ／Ｄ変換器１７３から入力された検出値に基づいて、第１センサ１０４の測定値及び第２センサ１０５の測定値を取得する。
以上説明した測定器１００では、測定器１００がフォーカスリングＦＲによって囲まれた領域に配置されている状態において、複数のセンサ電極１４３及びガード電極１４２はフォーカスリングＦＲの内縁と対面する。これらセンサ電極１４３の信号とガード電極１４２の信号との電位差に基づいて生成される測定値は、複数のセンサ電極１４３それぞれとフォーカスリングとの間の距離を反映する静電容量を表している。なお、静電容量Ｃは、Ｃ＝εＳ／ｄで表される。εはセンサ電極１４３の前面１４３ｆとフォーカスリングＦＲの内縁との間の媒質の誘電率であり、Ｓはセンサ電極１４３の前面１４３ｆの面積であり、ｄはセンサ電極１４３の前面１４３ｆとフォーカスリングＦＲの内縁との間の距離と見なすことができる。したがって、測定器１００によれば、被加工物Ｗを模した当該測定器１００とフォーカスリングＦＲとの相対的な位置関係を反映する測定データが得られる。例えば、測定器１００によって取得される複数の測定値は、センサ電極１４３の前面１４３ｆとフォーカスリングＦＲの内縁との間の距離が大きくなるほど、小さくなる。
また、測定器１００が静電チャックＥＳＣに載置されている状態では、複数のセンサ電極１６１は静電チャックＥＳＣと対面する。一つのセンサ電極１６１について考えると、センサ電極１６１が静電チャックＥＳＣに対して径方向の外側にずれた場合、センサ電極１６１によって測定される静電容量は、所定の搬送位置に測定器１００が搬送された場合の静電容量に比べて小さくなる。また、センサ電極１６１が静電チャックＥＳＣに対して径方向の内側にずれた場合、センサ電極１６１によって測定される静電容量は、所定の搬送位置に測定器１００が搬送された場合の静電容量に比べて大きくなる。
以下、フォーカスリングＦＲによって囲まれた領域の中心位置（中心軸線ＡＸＦ）に対する、該領域内に配置された測定器１００の中心位置（中心軸線ＡＸ１００）のずれ量を求める方法について説明する。
図１１は、フォーカスリングＦＲとフォーカスリングＦＲの内側に配置された測定器１００との位置関係を模式的に示す。図１１では、フォーカスリングＦＲの内周と測定器１００のエッジとが示されている。また、図１１では、フォーカスリングＦＲの中心軸線ＡＸＦを原点とするＸ軸及びＹ軸による直交座標系と、測定器１００の中心軸線ＡＸ１００を原点とするＸ’軸及びＹ’軸による直交座標系とが示されている。図示例では、Ｙ’軸が第１センサ１０４Ａを通るように設定されている。
図示されるように、フォーカスリングＦＲの中心軸線ＡＸＦと測定器１００の中心軸線ＡＸ１００とのずれ量は、ΔＸ及びΔＹによって表されている。以下、ΔＸ及びΔＹの導出方法について説明する。一実施形態では、複数のセンサ電極１４３からフォーカスリングＦＲの内周面までのそれぞれの最短の距離の和Ａが一定の値となるように、３つの第１センサ１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃがベース基板１０２の周縁に周方向に１２０°間隔で均等に設けられている。図示例では、フォーカスリングＦＲの内径Ｄｆは３０２ｍｍであり、測定器１００の外径Ｄｗは３００ｍｍである。この場合、第１センサ１０４ＡからフォーカスリングＦＲの内周面までの最短距離をＧＡ、第１センサ１０４ＢからフォーカスリングＦＲの内周面までの最短距離をＧＢ、第１センサ１０４ＣからフォーカスリングＦＲの内周面までの最短距離をＧＣ、とすると、以下の式（３）が成立する。
（（Ｄｆ−Ｄｗ）／２）×３＝ＧＡ＋ＧＢ＋ＧＣ＝３．００ｍｍ ・・・式（３）
ここで、上述の通り、静電容量ＣはＣ＝εＳ／ｄによって表されるので、距離ｄはｄ＝εＳ／Ｃで表される。「εＳ」を定数ａとおくと、距離ｄはｄ＝ａ／Ｃとなる。距離ｄは、上式におけるＧＡ、ＧＢ及びＧＣに対応するので、第１センサ１０４Ａによる測定値（静電容量）をＣＡ、第１センサ１０４Ｂによる測定値をＣＢ、第１センサ１０４Ｃによる測定値をＣＣ、とすると、ＧＡ＝ａ／ＣＡ、ＧＢ＝ａ／ＣＢ、ＧＣ＝ａ／ＣＣが成立する。すなわち、式（３）は以下の式（４）のように変換される。
（ａ／ＣＡ）＋（ａ／ＣＢ）＋（ａ／ＣＣ）＝３．００ｍｍ ・・・（４）
なお、式（４）は以下の式（５）のように一般化できる。すなわち、Ｎ個の第１センサ１０４による測定値をＣｉ（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）とすると、式（５）が成立する。Ｎ個の第１センサ１０４からフォーカスリングＦＲの内周面までの最短の距離の和Ａが一定の値となる場合、和Ａは、（（Ｄｆ−Ｄｗ）／２）×Ｎによって算出され得る。
Figure 2019096757
ΔＸ及びΔＹを導出する場合、まず、第１センサ１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃのそれぞれの測定値ＣＡ，ＣＢ，ＣＣを取得する。これらの測定値ＣＡ，ＣＢ，ＣＣを上式（４）に代入することによって、定数ａを求めることができる。そして、定数ａとそれぞれの測定値ＣＡ，ＣＢ，ＣＣとに基づいて、距離ＧＡ、ＧＢ、ＧＣが導出される。
本実施形態のように、フォーカスリングＦＲの内径Ｄｆと測定器１００の外径Ｄｗとの差が、フォーカスリングＦＲの内径Ｄｆに対して十分に小さい場合、ＧＡの大きさは、Ｙ軸上におけるフォーカスリングＦＲの内周から測定器１００のエッジまでの距離Ｙ１として近似できる。すなわち、以下の式（６）が成立する。
ＧＡ≒Ｙ１ ・・・（６）
原点（中心軸線ＡＸ１００）を中心として第１センサ１０４Ａに対称な位置からフォーカスリングＦＲの内周までの距離をＧＡ’とすると、同様に、ＧＡ’の大きさは、Ｙ軸上におけるフォーカスリングＦＲの内周から測定器１００のエッジまでの距離Ｙ２に近似できる。すなわち、以下の式（７）が成立する。
ＧＡ’≒Ｙ２ ・・・（７）
ここで、Ｙ１及びＹ２は、いずれもＹ軸上における距離である。そのため、Ｙ１とＹ２との和は、フォーカスリングＦＲの内径Ｄｆと測定器１００の外径Ｄｗとの差として近似できる。すなわち、式（６）、（７）に基づいて以下の式（８）が成立する。
Ｙ１＋Ｙ２≒ＧＡ＋ＧＡ’≒２ ・・・（８）
ΔＹは、Ｙ２とＹ１との差の１／２として規定できるので、以下の式（９）のように距離ＧＡからΔＹが求まる。
ΔＹ＝（Ｙ２−Ｙ１）／２＝１−ＧＡ ・・・（９）
同様に、Ｘ軸上において、測定器１００のエッジからフォーカスリングＦＲの内周までの距離をそれぞれＸ１、Ｘ２とすると、以下の式（１０）が成立する。
Ｘ１＋Ｘ２≒２ ・・・（１０）
また、第１センサ１０４ＢからフォーカスリングＦＲまでの最短距離ＧＢと第１センサ１０４ＣからフォーカスリングＦＲまでの最短距離ＧＣとの比は、以下の式（１１）ように示される。
Ｘ１：Ｘ２＝ＧＢ：ＧＣ ・・・（１１）
ここで、ＧＣ＋ＧＢ＝Ｚとおくと、式（１０）、（１１）からＸ１、Ｘ２はそれぞれ以下の式（１２）、（１３）で示される。
Ｘ１＝２ＧＢ／Ｚ＝２ＧＢ／（ＧＣ＋ＧＢ） ・・・（１２）
Ｘ２＝２ＧＣ／Ｚ＝２ＧＣ／（ＧＣ＋ＧＢ） ・・・（１３）
よって、ΔＸは、以下の式（１４）として規定できるので、距離ＧＣ，ＧＢからΔＸが求まる。
ΔＸ＝（Ｘ２−Ｘ１）／２＝（ＧＣ−ＧＢ）／（ＧＣ＋ＧＢ） ・・・（１４）
以上のように、一実施形態では、フォーカスリングＦＲの中心軸線ＡＸＦとフォーカスリングＦＲの内側に配置された測定器１００の中心軸線ＡＸ１００とのずれ量をＸ軸に沿った方向のずれ量ΔＸと、Ｙ軸に沿った方向のずれ量ΔＹとして算出することができる。
続いて、静電チャックＥＳＣの中心位置（中心軸線ＡＸＥ）と静電チャックＥＳＣ上に配置された測定器１００の中心軸線ＡＸ１００とのずれ量を求める方法について説明する。
図１２は、静電チャックの断面図であり、静電チャックに被加工物が載置された状態を示す。一実施形態では、静電チャックＥＳＣは、セラミック製の本体と、本体内に設けられた電極Ｅとを有する。本体は、円板形状を有しており、静電チャックＥＳＣの中心に対して周方向に延在する周縁を有する。電極Ｅのエッジは、円板形状を有しており、本体の周縁よりも内側で、静電チャックＥＳＣの中心に対して周方向に延在している。静電チャックＥＳＣは、被加工物Ｗ及び測定器１００がその上に載置される載置領域Ｒを有している。載置領域Ｒは、円形のエッジを有している。被加工物Ｗ及び測定器１００は、載置領域Ｒの外径よりも大きい外径を有している。
図１３は、静電チャックの載置領域に対する測定器の搬送位置を示す図である。図１３の（ａ）は、測定器１００の中心位置と静電チャックの中心位置とが一致している場合の配置を示す。図１３の（ｂ）及び図１３の（ｃ）は、測定器１００の中心位置と静電チャックの中心位置とが互いにずれている場合の配置を示す。なお、図１３の（ｃ）では、フォーカスリングＦＲと測定器１００とが干渉し合っている。すなわち、実際には、図１３の（ｃ）に示す配置になることはない。
図１３の（ａ）に示すように、測定器１００の中心軸線ＡＸ１００と静電チャックＥＳＣの中心軸線ＡＸＥとが一致している場合、センサ電極１６１の外縁１６１ｂ（図９参照）と静電チャックＥＳＣの外縁とは一致している。また、この場合、センサ電極１６１の内縁１６１ａ（図９参照）と電極Ｅの外縁とが一致してもよい。すなわち、センサ電極１６１の外縁１６１ｂは中心軸線ＡＸ１００を中心とする第１の円上で延在しており、第１の円は静電チャックＥＳＣの本体の周縁の半径と同一の半径を有している。また、センサ電極１６１の内縁１６１ａは中心軸線ＡＸ１００を中心とする第２の円上で延在しており、第２の円は静電チャックＥＳＣの電極Ｅの周縁の半径と同一の半径を有する。
上述のように、静電容量ＣはＣ＝εＳ／ｄによって表される。ここで、距離ｄは、センサ電極１６１から静電チャックＥＳＣの表面までの距離であり、一定である。一方、Ｓは、センサ電極１６１と静電チャックＥＳＣとが互いに対面している部分の面積である。そのため、このＳは、測定器１００と静電チャックＥＳＣとの位置関係に応じて変動する。例えば、図１３の（ｂ）に示すように、センサ電極１６１と静電チャックＥＳＣとのオーバーラップ長ＷＸが小さくなる配置では、Ｓは小さくなっている。ここで、オーバーラップ長は、静電チャックＥＳＣの周縁からセンサ電極１６１における内縁１６１ａまでの最短の距離として定義され得る。
センサ電極１６１の形状は、中心軸線ＡＸ１００を中心とする円の径方向と、径方向に直交する方向とに辺を有する矩形に近似されることができる。この場合、Ｓは、径方向に直交する方向の辺の長さとオーバーラップ長ＷＸとの積によって示される。径方向に直交する方向の辺の長さをＳａとすると、Ｓは、ＳａとＷＸとの積によって示される。この場合、Ｃ＝εＳ／ｄは、Ｃ＝ε・Ｓａ・ＷＸ／ｄのように変形することができる。よって、オーバーラップ長ＷＸは、以下の式（１５）で示される。
ＷＸ＝（ｄ／（ε・Ｓａ））Ｃ ・・・（１５）
ここで、ｄ／（ε・Ｓａ）を定数ｂとおくことによって、以下の式（１６）が導出される。
ＷＸ＝ｂ・Ｃ ・・・（１６）
図１３の（ｃ）に示されるように、センサ電極１６１の内縁１６１ａと静電チャックＥＳＣの外縁とが一致した状態では、オーバーラップ長ＷＸがゼロとなる。この場合、理論上、センサ電極１６１によって計測される静電容量Ｃはゼロとなる。そこで、本実施形態では、オーバーラップ長ＷＸがゼロのときに静電容量Ｃがゼロとなるように、第２センサ１０５が校正される。一方、図１３の（ａ）に示す状態よりもセンサ電極１６１が静電チャックＥＳＣの中心軸線ＡＸＥ側に移動した場合、オーバーラップ長ＷＸはセンサ電極１６１の径方向の長さよりも大きくなる。この場合、オーバーラップ長ＷＸが大きくなったとしても、「Ｓ」の値は変化しない。しかし、静電チャックＥＳＣに電極Ｅが配置されているので、オーバーラップ長ＷＸの増加に応じて、静電容量Ｃは増加し得る。
図１４は、オーバーラップ長と静電容量Ｃを示す測定値との関係を示すグラフである。図１４のグラフでは、例えば、オーバーラップ長ＷＸ毎に第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃによって計測された測定値がプロットされている。第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｃの測定値は、ｃｈ．０１〜ｃｈ．０３にそれぞれ対応している。また、図１４では、オーバーラップ長と静電容量との関係を示す理想線が示されている。３つの第２センサによって計測された測定値（静電容量）は、オーバーラップ長ＷＸがセンサ電極１６１の径方向の長さよりもオーバーラップ長ＷＸが大きくなっても、理想線と略同じように上昇している。なお、本実施形態では、フォーカスリングＦＲの内径と測定器１００の外径との差が２ｍｍである。そのため、実際の運用領域は、オーバーラップ長ＷＸが１．００ｍｍ〜３．００ｍｍの間となっている。
図１５は、静電チャックＥＳＣと静電チャックＥＳＣ上の位置に配置された測定器１００との位置関係を模式的に示す。図１１では、静電チャックＥＳＣの外縁と測定器１００におけるセンサ電極１６１の内縁に沿った円（第２の円１００Ｎ）とが示されている。また、図１１では、静電チャックＥＳＣの中心位置を原点とするＸ軸及びＹ軸による直交座標系と、測定器１００の中心軸線ＡＸ１００を原点とするＸ’軸及びＹ’軸による直交座標系とが示されている。図示例では、Ｙ’軸が第２センサ１０５Ａと中心位置とを通るように設定されている。
図示されるように、静電チャックＥＳＣの中心位置と測定器１００の中心軸線ＡＸ１００とのずれ量は、ΔＸ及びΔＹによって表されている。以下、ΔＸ及びΔＹの導出方法について説明する。一実施形態では、静電チャックＥＳＣの外縁から複数のセンサ電極１６１の内縁までの最短の距離の和Ｂが一定の値となるように、３つの第２センサ１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃがベース基板１０２の周縁に周方向に１２０°間隔で均等に配置されている。図示例では、静電チャックＥＳＣの外径Ｄｅは２９７ｍｍであり、センサ電極１６１の内縁に沿った円の外径Ｄｗは２９７ｍｍであり、センサ電極１６１の径方向の長さＷｓは２．００ｍｍである。第２センサ１０５Ａのセンサ電極１６１のオーバーラップ長をＷＡ、第２センサ１０５Ｂのセンサ電極１６１のオーバーラップ長をＷＢ、第２センサ１０５Ｃのセンサ電極１６１のオーバーラップ長をＷＣとすると、以下の式（１７）が成立する。
（Ｗｓ−（Ｗｄ−Ｄｅ）／２）×３＝ＷＡ＋ＷＢ＋ＷＣ＝６．００ｍｍ ・・・式（１７）
ここで、上述の通り、式（１６）が成立するので、第２センサ１０５Ａによる測定値（静電容量）をＤＡ、第２センサ１０５Ｂによる測定値をＤＢ、第２センサ１０５Ｃによる測定値をＤＣ、とすると、ＷＡ＝ｂ・ＤＡ、ＷＢ＝ｂ・ＤＢ、ＷＣ＝ｂ・ＤＣが成立する。すなわち、式（１７）は式（１８）のように変換される。
（ｂ・ＤＡ）＋（ｂ・ＤＢ）＋（ｂ・ＤＣ）＝６．００ｍｍ ・・・（１８）
なお、この式（１８）は、各センサ電極１６１におけるオーバーラップ長の和Ｂが一定の値となる場合には、Ｍ個の測定値Ｄｉ（ｉ＝１，２，３，…，Ｍ）を用いて以下の式（１９）のように一般化できる。
なお、式（１８）は以下の式（１９）のように一般化できる。すなわち、Ｍ個の第２センサ１０５による測定値をＤｉ（ｉ＝１，２，３，…，Ｍ）とすると、式（１９）が成立する。各センサ電極１６１におけるオーバーラップ長の和Ｂが一定の値となる場合、和Ｂは、（Ｗｓ−（Ｗｄ−Ｄｅ）／２）×Ｍによって算出され得る。
Figure 2019096757
ΔＸ及びΔＹを導出する場合、まず、第２センサ１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃのそれぞれの測定値ＤＡ，ＤＢ，ＤＣを取得する。これらの測定値ＤＡ，ＤＢ，ＤＣを上式（１８）に代入することによって、定数ｂを求めることができる。そして、定数ｂとそれぞれの測定値ＤＡ，ＤＢ，ＤＣとによって、ＷＡ、ＷＢ、ＷＣが導出される。
ＷＡの大きさは、Ｙ軸上における静電チャックＥＳＣの外縁から第２の円１００Ｎまでの距離Ｙ１に近似できる。すなわち、以下の式（２０）が成立する。
ＷＡ≒Ｙ１ ・・・（２０）
第２の円１００Ｎの原点（中心軸線ＡＸ１００）を中心として第２センサ１０５Ａに対称な位置から静電チャックＥＳＣの外縁までの距離をＷＡ’とすると、同様に、ＷＡ’の大きさは、Ｙ軸上における静電チャックＥＳＣの外縁から第２の円１００Ｎまでの距離Ｙ２に近似できる。すなわち、以下の式（２１）が成立する。
ＷＡ’≒Ｙ２ ・・・（２１）
ここで、Ｙ１及びＹ２は、いずれもＹ軸上における距離である。そのため、Ｙ１とＹ２との和は、静電チャックＥＳＣの外径と第２の円１００Ｎの径との差に近似できる。すなわち、以下の式（２２）が成立する。
Ｙ１＋Ｙ２≒ＷＡ＋ＷＡ’≒４ ・・・（２２）
ΔＹは、Ｙ２とＹ１との差の１／２として規定できるので、以下の式（２３）のように距離ＷＡからΔＹが求まる。
ΔＹ＝（Ｙ１−Ｙ２）／２＝ＷＡ−２ ・・・（２３）
同様に、Ｘ軸上において、第２の円１００Ｎから静電チャックＥＳＣの外縁までの距離をそれぞれＸ１、Ｘ２とすると、以下の式（２４）が成立する。
Ｘ１＋Ｘ２≒４ ・・・（２４）
また、第２センサ１０５Ｂにおけるオーバーラップ長ＷＢと第２センサ１０５Ｃにおけるオーバーラップ長ＷＣとの比は、以下の式（２５）のように示される。
Ｘ１：Ｘ２＝ＷＢ：ＷＣ ・・・式（２５）
ここで、ＷＣ＋ＷＢ＝Ｚとおくと、Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ以下の式（２６）、（２７）で示される。
Ｘ１＝４ＷＢ／Ｚ＝４ＷＢ／（ＷＣ＋ＷＢ） ・・・（２６）
Ｘ２＝４ＷＣ／Ｚ＝４ＷＣ／（ＷＣ＋ＷＢ） ・・・（２７）
よって、ΔＸは、以下の式（２８）として規定できるので、オーバーラップ長ＷＣ，ＷＢからΔＸが求まる。
ΔＸ＝（Ｘ１−Ｘ２）／２＝２（ＷＢ−ＷＣ）／（ＷＢ＋ＷＣ） ・・・（２８）
以上のように、一実施形態では、静電チャックＥＳＣの中心軸線ＡＸＦと静電チャックＥＳＣ上に配置された測定器１００の中心軸線ＡＸ１００とのずれ量を、Ｘ軸に沿った方向のずれ量ΔＸと、Ｙ軸に沿った方向のずれ量ΔＹとして算出することができる。
以下、測定器１００を用いて処理システム１における搬送位置データを較正する方法について説明する。なお、上述の通り、処理システム１における搬送装置ＴＵ２は、制御部ＭＣによって制御される。一実施形態では、搬送装置ＴＵ２は、制御部ＭＣから送信される搬送位置データに基づき静電チャックＥＳＣの載置領域Ｒ上に被加工物Ｗ及び測定器１００を搬送し得る。図１８は、一実施形態に係る処理システムの搬送装置の較正方法を示す流れ図である。
図１８に示す方法ＭＴでは、まず、ステップＳＴ１が実行される。ステップＳＴ１では、搬送位置データによって特定される載置領域Ｒ上の位置に、搬送装置ＴＵ２によって測定器１００が搬送される。具体的には、搬送装置ＴＵ１が、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２のうち一方のロードロックモジュールに測定器１００を搬送する。そして、搬送装置ＴＵ２が、搬送位置データに基づいて、一方のロードロックモジュールから、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち何れかに測定器１００を搬送し、当該測定器１００を静電チャックＥＳＣの載置領域Ｒ上に載置する。搬送位置データは、例えばフォーカスリングＦＲ又は載置領域Ｒの中心位置に測定器１００の中心軸線ＡＸ１００の位置が一致するように予め定められた座標データである。中心位置の基準として、フォーカスリングＦＲ及び載置領域Ｒのいずれを選択するかは、オペレータによって決定され得る。
続くステップＳＴ２では、測定器１００が静電容量の測定を行う。具体的には、測定器１００は、フォーカスリングＦＲと第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｄのそれぞれのセンサ電極１６１との間の静電容量の大きさに応じた複数のデジタル値（測定値）を取得し、当該複数のデジタル値を記憶装置１７５に記憶する。また、測定器１００は、静電チャックＥＳＣの載置領域Ｒと第２センサ１０５Ａ〜１０５Ｄのそれぞれのセンサ電極１６１との間の静電容量の大きさに応じた複数のデジタル値（測定値）を取得し、当該複数のデジタル値を記憶装置１７５に記憶する。なお、複数のデジタル値は、プロセッサ１７４による制御の下で予め定められたタイミングで取得され得る。
続くステップＳＴ３では、測定器１００がプロセスモジュールから搬出され、トランスファーモジュールＴＦ、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２、ローダモジュールＬＭ及び容器４ａ〜４ｄの何れかに戻される。続くステップＳＴ４では、上述したずれ量を求める方法を用いて、ステップＳＴ２で取得された測定値から、フォーカスリングＦＲの中心位置と測定器１００の中心位置とのずれ量、及び、静電チャックＥＳＣの中心位置と測定器１００の中心位置とのずれ量が搬送位置の誤差として導出される。一実施形態のステップＳＴ４では、まず、記憶装置１７５に記憶されている複数のデジタル値が制御部ＭＣに送信される。複数のデジタル値は、制御部ＭＣからの指令によって通信装置１７６から制御部ＭＣに送信されてもよく、或いは、回路基板１０６Ａに設けられたタイマのカウントに基づくプロセッサ１７４の制御により、所定のタイミングで制御部ＭＣに送信されてもよい。続いて、制御部ＭＣが、受信した複数のデジタル値に基づき、測定器１００の搬送位置のずれ量を導出する。
測定器１００の搬送位置のずれ量が、所定の閾値よりも大きい場合には、続くステップＳＴ５において、搬送位置データの較正が必要であると判定される。この場合、ステップＳＴ６において、ずれ量を除去するように搬送位置データが制御部ＭＣによって修正される。そして、ステップＳＴ７において、直前に測定器１００が搬送されていたプロセスモジュールと同じプロセスモジュールに再び測定器１００が搬送され、ステップＳＴ２〜ステップＳＴ５が再度実行される。一方、測定器１００の搬送位置のずれ量が、所定の閾値よりも小さい場合には、ステップＳＴ５において、搬送位置データの較正が必要ないものと判定される。この場合、ステップＳＴ８において、次に測定器１００が搬送されるべき別のプロセスモジュールに測定器１００を搬送するか否かが判定される。次に測定器１００が搬送されるべき別のプロセスモジュールが残っている場合には、続くステップＳＴ９において、当該別のプロセスモジュールに測定器１００が搬送され、ステップＳＴ２〜ステップＳＴ５が実行される。一方、次に測定器１００が搬送されるべき別のプロセスモジュールが残っていない場合には、方法ＭＴが終了する。
このように測定器１００を用いる方法ＭＴによれば、搬送装置ＴＵ２による搬送に利用される搬送位置データの較正において利用可能な複数のデジタル値が測定器１００によって提供される。かかる複数のデジタル値を用いることにより、必要に応じて搬送位置データを較正することが可能となる。このように較正された搬送位置データを搬送装置ＴＵ２による被加工物Ｗの搬送に用いることにより、被加工物Ｗを所定の搬送位置に搬送することが可能となる。また、フォーカスリングＦＲを基準とした場合のずれ量と、静電チャックＥＳＣを基準とした場合のずれ量とを別々に取得できるので、処理内容に応じてフォーカスリングＦＲ及び静電チャックＥＳＣのいずれを基準とするのかを選択することができる。
以上説明したように、測定器によって取得される複数の測定値の各々は、センサ電極とフォーカスリングとの間の最短距離に反比例するので、Ｃｉ＝ａ／ｄで定義される。ここで、ｄは、センサ電極とフォーカスリングとの間の最短距離である。定数ａは、フォーカスリングの中心位置と測定器の中心位置が同一の位置関係を有していても、機差又はフォーカスリングの消耗に応じて、変化する。第１の態様に係る方法では、複数のセンサ電極が（１）式を満たすように配置されているので、複数の測定値Ｃｉから（１）式に基づき定数ａが求められる。そして、定数ａと複数の測定値Ｃｉのそれぞれから複数の距離が精度良く求められる。第１の態様に係る方法によれば、このように求められた複数の距離から、高い精度で測定器のずれ量が求められ得る。
また、静電容量は電極面積に比例するので、測定器によって取得される複数の測定値の各々は、第２のエッジから静電チャックの周縁までの最短距離に応じて増加する。即ち、測定器によって取得される複数の測定値の各々は、Ｄｉ＝１／ｂ×ＷＸで定義される。ここで、ＷＸは、第２のエッジから静電チャックの周縁までの最短距離である。定数ｂは、静電チャックの中心位置と測定器の中心位置が同一の位置関係を有していても、機差又は静電チャックの消耗に応じて、変化する。第２の態様に係る方法では、複数のセンサ電極が（２）式を満たすように配置されているので、複数の測定値Ｄｉから（２）式に基づき定数ｂが求められる。そして、定数ｂと複数の測定値Ｄｉのそれぞれから複数の距離が精度良く求められる。第２の態様に係る方法によれば、このように求められた複数の距離から、高い精度で測定器のずれ量が求められ得る。
続いて、測定器の他の実施形態について説明する。図１６は、一形態に係る測定器の平面図である。図１６に示す測定器２００は、上側部分１０２ｂ及び下側部分１０２ａを有するベース基板１０２を備えている。ベース基板１０２の上側部分１０２ｂには、複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｈが設けられている。複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｈは、ベース基板１０２のエッジに沿って、例えば当該エッジの全周において等間隔に、配列されている。すなわち、第１センサ１０４Ａと第１センサ１０４Ｅとは中心軸線ＡＸ２００を中心として対象の位置に配置されている。第１センサ１０４Ｂと第１センサ１０４Ｆとは中心軸線ＡＸ２００を中心として対象の位置に配置されている。第１センサ１０４Ｃと第１センサ１０４Ｇとは中心軸線ＡＸ２００を中心として対象の位置に配置されている。第１センサ１０４Ｄと第１センサ１０４Ｈとは中心軸線ＡＸ２００を中心として対象の位置に配置されている。
ベース基板１０２の上側部分１０２ｂの上面は、凹部１０２ｒを提供している。凹部１０２ｒは、中央領域１０２ｃ及び複数の放射領域１０２ｈを含んでいる。中央領域１０２ｃは、中心軸線ＡＸ２００と交差する領域である。中心軸線ＡＸ２００は、ベース基板１０２の中心を板厚方向に通過する軸線である。中央領域１０２ｃには、回路基板１０６が設けられている。複数の放射領域１０２ｈは、中央領域１０２ｃから複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｈのそれぞれが配置されている領域に向かって、中心軸線ＡＸ２００に対して放射方向に延在している。複数の放射領域１０２ｈには、複数の第１センサ１０４Ａ〜１０４Ｈを、回路基板１０６に電気的に接続するための配線群１０８Ａ〜１０８Ｈが設けられている。配線群１０８Ａ〜１０８Ｈは、測定器１００における配線群１０８と同様の構成を有している。
以下、フォーカスリングＦＲの中心位置とフォーカスリングＦＲの内側に配置された測定器２００の中心位置とのずれ量を求める方法について説明する。
図１７は、フォーカスリングＦＲとフォーカスリングＦＲの内側に配置された測定器２００との位置関係を模式的に示す。図１７では、フォーカスリングＦＲの内周と測定器２００のエッジとが示されている。また、図１７では、フォーカスリングＦＲの中心位置を原点とするＸ軸及びＹ軸による直交座標系と、測定器２００の中心位置を原点とするＸ’軸及びＹ’軸による直交座標系とが示されている。図示例では、Ｙ’軸が第１センサ１０４Ａ、１０４Ｅ、及び中心位置を通るように設定されている。また、Ｘ’軸が第１センサ１０４Ｃ、１０４Ｇ、及び中心位置を通るように設定されている。なお、以下に示す方法では、第１センサ１０４Ａ、１０４Ｅに基づいてＹ軸方向のずれ量ΔＹを算出し、第１センサ１０４Ｃ、１０４Ｇに基づいてＸ軸方向のずれ量ΔＸを算出する。そのため、図１７では、他の第１センサ１０４Ｂ，１０４Ｄ，１０４Ｆ，１０４Ｈは示されていない。
以下、ΔＸ及びΔＹの導出方法について説明する。本実施形態では、第１センサ１０４Ａと第１センサ１０４Ｅとにおいて、複数のセンサ電極１４３からフォーカスリングＦＲの内周面までのそれぞれの最短の距離の和Ａが一定の値となる。また、第１センサ１０４Ｃと第１センサ１０４Ｇとにおいて、複数のセンサ電極１４３からフォーカスリングＦＲの内周面までのそれぞれの最短の距離の和Ａが一定の値となる。図示例では、フォーカスリングＦＲの内径Ｄｆは３０２ｍｍであり、測定器１００の外径Ｄｗは３００ｍｍである。この場合、第１センサ１０４ＡからフォーカスリングＦＲの内周までの最短距離をＧＡ、第１センサ１０４ＣからフォーカスリングＦＲの内周までの最短距離をＧＣ、第１センサ１０４ＥからフォーカスリングＦＲの内周までの最短距離をＧＥ、第１センサ１０４ＧからフォーカスリングＦＲの内周までの最短距離をＧＧ、とすると、以下の式（２９）、（３０）が成立する。
ＧＡ＋ＧＥ＝２．００ｍｍ ・・・（２９）
ＧＣ＋ＧＧ＝２．００ｍｍ ・・・（３０）
第１センサ１０４Ａによる測定値（静電容量）をＣＡ、第１センサ１０４Ｃによる測定値をＣＣ、第１センサ１０４Ｅによる測定値をＣＥ、第１センサ１０４Ｇによる測定値をＣＧ、とすると、ＧＡ＝ａ／ＣＡ、ＧＣ＝ａ／ＣＣ、ＧＥ＝ａ／ＣＥ、ＧＧ＝ａ／ＣＧが成立する。すなわち、上式は下式（３１）、（３２）のように変換される。
（ａ／ＣＡ）＋（ａ／ＣＥ）＝２．００ｍｍ ・・・（３１）
（ａ／ＣＣ）＋（ａ／ＣＧ）＝２．００ｍｍ ・・・（３２）
ΔＸ及びΔＹを導出する場合、まず、測定値ＣＡ，ＣＣ，ＣＥ，ＣＧを取得する。これらの測定値ＣＡ，ＣＣ，ＣＥ，ＣＧを上式（３１）、（３２）に代入することによって、定数ａを求めることができる。そして、定数ａとそれぞれの測定値ＣＡ，ＣＣ，ＣＥ，ＣＧとによって、ＧＡ，ＧＣ，ＧＥ，ＧＧが導出される。
ΔＹは、Ｙ２とＹ１との差の１／２として規定できるので、以下の式（３３）のように距離ＧＡ、ＧＥからΔＹが求まる。
ΔＹ＝（ＧＥ−ＧＡ）／２ ・・・（３３）
同様にΔＸは、Ｘ２とＸ１との差の１／２として規定できるので、以下の式（３４）ように距離ＧＣ、ＧＤからΔＸが求まる。
ΔＸ＝（ＧＧ−ＧＣ）／２ ・・・（３４）
以上のように、本実施形態では、フォーカスリングＦＲの中心位置とフォーカスリングＦＲの内側に配置された測定器１００の中心軸線ＡＸ１００とのずれ量をＸ軸に沿った方向のずれ量ΔＸと、Ｙ軸に沿った方向のずれ量ΔＹとして算出することができる。
以上、実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。
例えば、測定器に搭載される第１センサ及び第２センサの数は、上記の実施形態に限定されない。第１センサ及び第２センサの数は、いずれも３つ以上の任意の数であってよい。また、一軸方向におけるずれ量のみを取得したい場合には、センサの数は２つであってもよい。
また、別の実施形態として測定器１００，２００に搭載することができる第１センサは別のセンサであってよい。図１９は、別の実施形態に係る第１センサの断面図である。図１９には、第１センサ２０４の縦断面図が示されており、また、第１センサ２０４と共にフォーカスリングＦＲが示されている。
第１センサ２０４は、第１電極２４１、第２電極２４２、及び第３電極２４３を有している。また、一実施形態では、第１センサ２０４は、基板部２４４及び絶縁領域２４７を更に有し得る。
基板部２４４は、例えばホウケイ酸ガラスまたは石英から形成されている。基板部２４４は、上面２４４ａ、下面２４４ｂ、及び前側端面２４４ｃを有している。第２電極２４２は、基板部２４４の下面２４４ｂの下方に設けられており、Ｘ方向及びＹ方向に延在している。また、第１電極２４１は、絶縁領域２４７を介して第２電極２４２の下方に設けられており、Ｘ方向及びＹ方向に延在している。
基板部２４４の前側端面２４４ｃは、段状に形成されている。前側端面２４４ｃの下側部分２４４ｄは、当該前側端面２４４ｃの上側部分２４４ｕよりもフォーカスリングＦＲの側に向けて突出している。第３電極２４３は、前側端面２４４ｃの上側部分２４４ｕに沿って延在している。
この第１センサ２０４を測定器１００のセンサとして用いる場合には、第１電極２４１が配線１８１に接続され、第２電極２４２が配線１８２に接続され、第３電極２４３が配線１８３に接続される。
第１センサ２０４においては、センサ電極である第３電極２４３が、第１電極２４１及び第２電極２４２によって、第１センサ２０４の下方に対して遮蔽されている。したがって、この第１センサ２０４によれば、特定方向、即ち、第３電極２４３の前面２４３ｆが向いている方向（Ｘ方向）に高い指向性をもって静電容量を測定することが可能となる。
１００…測定器、１０２…ベース基板、１０４…第１センサ、１０５…第２センサ、１４３…センサ電極、１６１…センサ電極、１０６…回路基板、ＥＳＣ…静電チャック、ＦＲ…フォーカスリング。

Claims (4)

  1. 測定器のずれ量を求める方法であって、該ずれ量は、フォーカスリングによって囲まれた領域の中心位置に対する、該領域内に配置された該測定器の中心位置のずれ量であり、 前記測定器は、
    円盤状のベース基板と、
    前記ベース基板に設けられた複数のセンサ電極と、
    前記複数のセンサ電極に高周波信号を与えるように設けられた高周波発振器と、
    前記複数のセンサ電極における電位に応じた複数の検出値から、前記複数のセンサ電極それぞれの静電容量を表す複数の測定値をそれぞれ算出するように構成された演算部と、を有し、
    前記複数のセンサ電極は、前記領域内に前記測定器が配置された状態で、前記複数のセンサ電極から前記フォーカスリングの内周面までのそれぞれの最短の距離の和Ａが一定の値となるように、前記ベース基板の周縁に設けられており、
    前記和Ａは、下記の式（１）を満たし、
    Figure 2019096757
    ここで、Ｎは前記複数のセンサ電極の個数であり、Ｃｉは前記複数の測定値であり、ａは定数であり、
    該方法は、
    前記領域内に配置された前記測定器によって前記複数の測定値Ｃｉを算出するステップと、
    算出された前記複数の測定値Ｃｉを用いて前記式（１）における前記定数ａを算出するステップと、
    算出された前記定数ａ及び前記複数の測定値Ｃｉを用いて、複数の距離を算出するステップであり、該複数の距離はそれぞれ、前記複数のセンサ電極から前記フォーカスリングの内周面までの距離を表す、該ステップと、
    算出された前記複数の距離から、前記ずれ量を算出するステップと、
    を含む、方法。
  2. 測定器のずれ量を求める方法であって、該ずれ量は、静電チャックの中心位置に対する、前記静電チャック上に配置された測定器の中心位置のずれ量であり、
    前記測定器は、
    円盤状のベース基板と、
    前記ベース基板の中心軸線に対して周方向に配列され、前記ベース基板の底面に沿って設けられた複数のセンサ電極と、
    前記複数のセンサ電極に高周波信号を与えるように設けられた高周波発振器と、
    前記複数のセンサ電極における電位に応じた複数の検出値から、前記複数のセンサ電極それぞれの静電容量を表す複数の測定値をそれぞれ算出するように構成された演算部と、を有し、
    前記静電チャックは、該静電チャックの中心に対して周方向に延在する周縁を有するセラミック製の本体と、該本体内に設けられた電極を有し、該静電チャックの該電極のエッジは、前記本体の前記周縁よりも内側で、該静電チャックの該中心に対して周方向に延在しており、
    前記複数のセンサ電極それぞれの径方向外側の第１のエッジが、前記静電チャックの前記本体の前記周縁の半径と同一の半径を有し前記中心軸線を前記ベース基板と共有する第１の円上で延在しており、
    前記複数のセンサ電極それぞれの径方向内側の第２のエッジが、前記静電チャックの前記電極の前記エッジの半径と同一の半径を有し前記中心軸線を前記ベース基板と共有する第２の円上で延在しており、
    前記複数のセンサ電極は、前記静電チャック上に前記測定器が配置された状態で、該複数のセンサ電極の前記第２のエッジから前記静電チャックの前記周縁までのそれぞれの最短の距離の和Ｂが一定となるように設けられており、
    前記和Ｂは、下記の式（２）を満たし、
    Figure 2019096757
    ここで、Ｍは前記複数のセンサ電極の個数であり、Ｄｉは前記複数の測定値であり、ｂは定数であり、
    該方法は、
    前記静電チャック上に配置された前記測定器によって前記複数の測定値Ｄｉを算出するステップと、
    算出された前記複数の測定値Ｄｉを用いて前記式（２）における前記定数ｂを算出するステップと、
    算出された前記定数ｂ及び前記複数の測定値Ｄｉを用いて、複数の距離を算出するステップであり、該複数の距離はそれぞれ、前記複数のセンサ電極の前記第２のエッジから前記静電チャックの前記周縁までの距離を表す、該ステップと、
    算出された前記複数の距離から、前記ずれ量を算出するステップと、
    を含む、方法。
  3. 請求項１に記載の方法を用いて処理システムにおける搬送位置データを較正する方法であって、
    前記処理システムは、
    チャンバ本体、及び、該チャンバ本体によって提供されるチャンバ内に設けられた載置台を有する処理装置と、
    搬送位置データに基づき前記載置台上且つ前記フォーカスリングによって囲まれた前記領域内に被加工物を搬送する搬送装置と、
    を備え、
    該方法は、
    前記搬送位置データによって特定される前記領域内の位置に、前記搬送装置を用いて前記測定器を搬送するステップと、
    請求項１に記載の方法を用いて、前記ずれ量を算出するステップと、
    前記ずれ量を用いて前記搬送位置データを較正するステップと、
    を含む方法。
  4. 請求項２に記載の方法を用いて処理システムにおける搬送位置データを較正する方法であって、
    前記処理システムは、
    チャンバ本体、及び、該チャンバ本体によって提供されるチャンバ内に設けられた前記静電チャックを有する処理装置と、
    搬送位置データに基づき前記静電チャック上に被加工物を搬送する搬送装置と、
    を備え、
    該方法は、
    前記搬送位置データによって特定される前記静電チャック上の位置に、前記搬送装置を用いて前記測定器を搬送するステップと、
    請求項２に記載の方法を用いて、前記ずれ量を算出するステップと、
    前記ずれ量を用いて前記搬送位置データを較正するステップと、を含む方法。
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