JP6537433B2 - Sensor chip for capacitance measurement and measuring instrument equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、静電容量測定用のセンサチップ及び当該センサチップを備えた測定器に関するものである。 An embodiment of the present invention relates to a sensor chip for capacitance measurement and a measuring device provided with the sensor chip.
半導体デバイスといった電子デバイスの製造では、被処理体を処理するための処理装置が用いられる。処理装置は、一般的に、処理容器及び載置台を有している。被処理体は、搬送装置によって処理容器内に搬入され、載置台上に載置される。そして、被処理体は、処理容器内において処理される。 In the manufacture of an electronic device such as a semiconductor device, a processing apparatus for processing an object is used. The processing apparatus generally includes a processing container and a mounting table. A to-be-processed object is carried in in a processing container by a conveyance apparatus, and is mounted on a mounting base. Then, the object to be treated is treated in the treatment container.
載置台上での被処理体の位置は、当該被処理体の処理の面内均一性といった種々の要求を満たすために、重要な要素である。したがって、搬送装置は、載置台上の所定位置に被処理体を搬送する必要がある。搬送装置による被処理体の搬送位置が所定位置からずれている場合には、搬送装置の搬送先を特定する座標情報が修正されなければならない。 The position of the object on the mounting table is an important factor in order to satisfy various requirements such as the in-plane uniformity of the processing of the object. Therefore, the transfer apparatus needs to transfer the object to a predetermined position on the mounting table. When the transport position of the object to be processed by the transport device is deviated from the predetermined position, the coordinate information specifying the transport destination of the transport device must be corrected.
搬送装置の座標情報の修正のためには、載置台上での被処理体の位置を検出する必要がある。従来、このような位置の検出には、静電容量センサが用いられている。静電容量センサを用いた位置の検出については、例えば、下記の特許文献1に記載されている。 In order to correct the coordinate information of the transfer device, it is necessary to detect the position of the object on the mounting table. Conventionally, a capacitance sensor is used to detect such a position. The detection of the position using a capacitance sensor is described, for example, in Patent Document 1 below.
ところで、プラズマ処理装置といった処理装置では、被処理体を吸着する静電チャックを有する載置台が用いられている。また、載置台上には、被処理体のエッジを囲むように、フォーカスリングが設けられている。 By the way, in a processing apparatus such as a plasma processing apparatus, a mounting table having an electrostatic chuck for adsorbing an object to be processed is used. Further, a focus ring is provided on the mounting table so as to surround the edge of the object to be processed.
図1は、静電チャックとフォーカスリングの構成の一例を示す断面図である。図1に示すように、静電チャックESCは略円盤形状を有している。フォーカスリングFRは、静電チャックESCを囲むよう、当該静電チャックESCの中心軸線AXEに対して周方向に延在している。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。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。被処理体(図1では、ウエハ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の上に位置するように、静電チャックESC上に載置される。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the electrostatic chuck and the focus ring. As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck ESC has a substantially disc shape. The focus ring FR extends in the circumferential direction with respect to the central axis AXE of the electrostatic chuck ESC so as to surround the electrostatic chuck ESC. The focus ring FR has a first portion P1 and a second portion P2. The first portion P1 and the second portion P2 have an annular plate shape. The second portion P2 is provided on the first portion P1. The inner edge P2i of the second portion P2 has a diameter larger than the diameter of the inner edge P1i of the first portion P1. The object to be processed (wafer W in FIG. 1) is placed on the electrostatic chuck ESC such that the edge region thereof is located on the first portion P1 of the focus ring FR.
上記のような静電チャックESCとフォーカスリングFRを利用する構成では、被処理体のエッジとフォーカスリングFRの第2部分P2の内縁P2iとの間の間隙の距離が周方向において変動していると、プラズマの偏りが発生して、被処理体の面内のエッチング寸法が変動するなどの特性のバラツキが発生する。また、被処理体に対するパーティクルの局所的な付着が発生する。したがって、被処理体のエッジとフォーカスリングFRの第2部分P2の内縁P2iとの間の間隙の距離が周方向において略一定となるように、搬送装置の座標情報、即ち被処理体の搬送先の座標情報を修正する必要がある。このためには、被処理体のエッジとフォーカスリングFRの第2部分P2の内縁P2iとの間の間隙の距離を測定する必要がある。 In the configuration using the electrostatic chuck ESC and the focus ring FR as described above, the distance of the gap between the edge of the object to be processed and the inner edge P2i of the second portion P2 of the focus ring FR varies in the circumferential direction As a result, uneven plasma occurs, which causes variations in characteristics such as variations in etching dimensions in the surface of the object to be processed. In addition, local adhesion of particles to the object occurs. Therefore, the coordinate information of the transfer device, that is, the transfer destination of the object to be processed, such that the distance between the edge of the object to be processed and the inner edge P2i of the second portion P2 of the focus ring FR becomes substantially constant in the circumferential direction. It is necessary to correct the coordinate information of. For this purpose, it is necessary to measure the distance of the gap between the edge of the object and the inner edge P2i of the second portion P2 of the focus ring FR.
そこで、本願発明者は、上記距離を反映する物理量として静電容量を測定するためのセンサチップを被処理体と同形状の測定器に搭載し、当該測定器を搬送装置によって静電チャック上に搬送し、当該測定器によって静電容量を取得する技術を開発している。図2に、静電容量を測定するためのセンサチップの一例の縦断面における構造を示す。図2に示すセンサチップ1000は、被処理体と同形状の測定器のエッジに沿って配置可能なセンサチップの一例であり、基板部1002及び電極1004を有している。基板部1002は、本体部1002mを有している。本体部1002mは、例えばシリコンから形成される。本体部1002mの表面には、絶縁領域1002fが形成されている。絶縁領域1002fは、例えば熱酸化膜である。基板部1002は、上面1002a、下面1002b、及び、端面1002cを有している。端面1002cは段状に形成されており、端面1002cの下側部分1002dは、当該端面1002cの上側部分1002uよりもフォーカスリングFRの側に突出している。電極1004は、端面1002cの上側部分1002uに沿って設けられている。
Therefore, the inventor of the present application mounts a sensor chip for measuring capacitance as a physical quantity reflecting the above distance on a measuring instrument having the same shape as the object to be processed, and places the measuring instrument on the electrostatic chuck by the transport device. We are developing technology for transporting and acquiring capacitance with the measuring device. FIG. 2 shows the structure of an example of a longitudinal cross section of a sensor chip for measuring capacitance. A
図3は、図2に示すセンサチップの電極を静電容量メータに接続し、当該センサチップ1000をフォーカスリングFRの第2部分P2の内縁P2iに向かう方向RD(図2参照)に移動させつつ測定した静電容量を示している。なお、静電容量の測定時の第1部分P1の上面P1tとセンサチップ1000の下面との間の距離LVD(図2参照)は、100μmである。図3において、横軸は、基板部1002の端面1002cの下側部分1002dとフォーカスリングFRの第2部分P2の内縁P2iとの間の距離LRD(図2参照)を示しており、縦軸は、静電容量を示している。また、図3には、方向RDのみに静電容量が存在すると仮定したときの静電容量の計算値と、センサチップ1000を用いて測定された静電容量の実測値とが示されている。
3 connects the electrodes of the sensor chip shown in FIG. 2 to the capacitance meter, and moves the
図3に示す計算値と対比して実測値を参照すると、距離LRDが約2.5mmであるときに、センサチップ1000を用いた測定により得られる静電容量(実測値)が急激に大きくなる現象が生じている。この2.5mmの距離LRDは、第2部分P2の内縁P2iと第1部分P1の内縁P1iとの間の距離L12(図2参照)と同一の距離である。したがって、この現象は、センサチップ1000の電極1004に対してフォーカスリングFRの内縁(第2部分P2の内縁P2i)が存在する特定方向(図2の方向RD)の静電容量のみならず、下方(図2の方向VD)における静電容量が、センサチップ1000による測定に影響していることを示している。しかしながら、フォーカスリングFRの内縁とセンサチップ1000との間の距離LRDの把握において、センサチップ1000の下方における静電容量は不要である。
Referring to the measured values in comparison with the calculated values shown in FIG. 3, when the distance LRD is about 2.5 mm, the capacitance (measured value) obtained by the measurement using the
したがって、特定方向に高い指向性をもって静電容量の測定を行うことを可能とする必要がある。 Therefore, it is necessary to make it possible to measure capacitance with high directivity in a specific direction.
一態様では、静電容量測定用のセンサチップが提供される。このセンサチップは、第1電極、第2電極、及び第3電極を有している。第1電極は第1部分を有している。第2電極は、第1電極の第1部分の上で延在する第2部分を有し、センサチップ内において第1電極から絶縁されている。第3電極は、第1電極の第1部分及び第2電極の第2部分に交差する方向に延びる前面を有し、第1部分の上且つ第2部分の上に設けられており、該センサチップ内において第1電極及び第2電極から絶縁されている。 In one aspect, a sensor chip for capacitance measurement is provided. The sensor chip has a first electrode, a second electrode, and a third electrode. The first electrode has a first portion. The second electrode has a second portion extending over the first portion of the first electrode and is isolated from the first electrode in the sensor chip. The third electrode has a front surface extending in a direction intersecting the first portion of the first electrode and the second portion of the second electrode, and is provided on the first portion and on the second portion, the sensor The chip is insulated from the first electrode and the second electrode in the chip.
一態様に係るセンサチップでは、センサ電極である第3電極が、第1電極の第1部分の上に設けられており、第1電極の第1部分と第3電極との間には第2電極の第2部分が介在している。このセンサチップの利用時には、第1電極の電位がグランド電位に設定され、第2電極と第3電極とに高周波信号が供給される。このとき、第3電極の電圧振幅は、当該第3電極に対して第1電極が設けられている方向、即ちセンサチップの下方からの静電容量の影響を受けず、特定方向、即ち、当該第3電極の前面が向いている方向における静電容量を反映した電圧振幅となる。したがって、このセンサチップを用いることにより、特定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。 In the sensor chip according to one aspect, the third electrode which is a sensor electrode is provided on the first portion of the first electrode, and the second electrode is disposed between the first portion of the first electrode and the third electrode. A second portion of the electrode is interposed. When the sensor chip is used, the potential of the first electrode is set to the ground potential, and a high frequency signal is supplied to the second electrode and the third electrode. At this time, the voltage amplitude of the third electrode is not affected by the direction in which the first electrode is provided with respect to the third electrode, that is, the capacitance from the lower side of the sensor chip, and the specific direction, The voltage amplitude reflects the capacitance in the direction in which the front surface of the third electrode faces. Therefore, by using this sensor chip, it is possible to measure capacitance with high directivity in a specific direction.
一実施形態では、第1電極及び第2電極は、第3電極の前面が配置されている領域の側で開口し、且つ、第3電極の周囲を囲むように延在していてもよい。この実施形態によれば、第1電極及び第2電極によって、第3電極が特定方向以外の方向に対して遮蔽される。したがって、静電容量の測定における特定方向に対する指向性が更に向上される。 In one embodiment, the first electrode and the second electrode may be opened on the side of the area where the front surface of the third electrode is disposed, and may extend around the periphery of the third electrode. According to this embodiment, the third electrode is shielded in directions other than the specific direction by the first electrode and the second electrode. Therefore, the directivity in a specific direction in the measurement of capacitance is further improved.
一実施形態では、センサチップは端面を更に備えており、当該端面は、所定の曲率を有する曲面であり、第3電極の前面は、当該端面に沿って延在していてもよい。この実施形態によれば、第3電極の前面の各位置とフォーカスリングの内縁との間の径方向の距離を略等距離に設定することができる。したがって、静電容量の測定の精度が更に向上される。 In one embodiment, the sensor chip may further include an end face, the end face being a curved surface having a predetermined curvature, and the front face of the third electrode may extend along the end face. According to this embodiment, the radial distance between each position on the front surface of the third electrode and the inner edge of the focus ring can be set to be substantially equal. Therefore, the accuracy of capacitance measurement is further improved.
一実施形態では、センサチップは基板部を更に備え得る。基板部は、前面及び下面を含む表面を有し、該表面において絶縁性を有する。第3電極は、基板部の前面に沿って延在しており、第2電極の第2部分は、基板部の下面に沿って延在している。一実施形態では、基板部は絶縁材料から形成されている。基板部が絶縁材料から形成されることにより、センサチップの内部静電容量が低減される。また、一実施形態において、絶縁材料はホウケイ酸ガラス、窒化シリコン、石英、又は、酸化アルミニウムであり得る。 In one embodiment, the sensor chip may further comprise a substrate portion. The substrate portion has a surface including a front surface and a lower surface, and the surface has an insulating property. The third electrode extends along the front surface of the substrate portion, and the second portion of the second electrode extends along the lower surface of the substrate portion. In one embodiment, the substrate portion is formed of an insulating material. By forming the substrate portion from an insulating material, the internal capacitance of the sensor chip is reduced. Also, in one embodiment, the insulating material may be borosilicate glass, silicon nitride, quartz or aluminum oxide.
別の態様においては、静電容量を測定するための測定器が提供される。この測定器は、ベース基板、複数のセンサチップ、及び、回路基板を備えている。複数のセンサチップは、上述したセンサチップのうち何れかであり、ベース基板のエッジに沿って配列されている。回路基板は、ベース基板上に搭載されている。回路基板は、グランド電位線、高周波発振器、C/V変換回路、及びA/D変換器を有している。グランド電位線は、第1電極に電気的に接続可能である。高周波発振器は、高周波信号を発生するように構成されており、第2電極及び前記第3電極に電気的に接続されている。C/V変換回路は、複数のセンサチップの各々の第3電極における電圧振幅を、静電容量を表す電圧信号に変換するように構成されている。A/D変換器は、C/V変換回路から出力される電圧信号をデジタル値に変換する。この態様の測定器によれば、センサチップの第3電極における電圧振幅から、静電容量を表すデジタル値を取得することが可能となる。 In another aspect, a meter for measuring capacitance is provided. The measuring device includes a base substrate, a plurality of sensor chips, and a circuit board. The plurality of sensor chips are any of the sensor chips described above, and are arranged along the edge of the base substrate. The circuit board is mounted on the base board. The circuit board has a ground potential line, a high frequency oscillator, a C / V conversion circuit, and an A / D converter. The ground potential line can be electrically connected to the first electrode. The high frequency oscillator is configured to generate a high frequency signal, and is electrically connected to the second electrode and the third electrode. The C / V conversion circuit is configured to convert the voltage amplitude at the third electrode of each of the plurality of sensor chips into a voltage signal representing capacitance. The A / D converter converts the voltage signal output from the C / V conversion circuit into a digital value. According to the measuring instrument of this aspect, it is possible to obtain a digital value representing capacitance from the voltage amplitude at the third electrode of the sensor chip.
一実施形態では、回路基板は、記憶装置、及び、通信装置を更に有し得る。記憶装置は、上記デジタル値を記憶するよう構成されている。通信装置は、記憶装置に記憶されたデジタル値を無線送信するように構成されている。この実施形態によれば、記憶装置に記憶されたデジタル値を無線送信することが可能となる。 In one embodiment, the circuit board may further include a storage device and a communication device. The storage device is configured to store the digital value. The communication device is configured to wirelessly transmit the digital value stored in the storage device. According to this embodiment, it is possible to wirelessly transmit the digital value stored in the storage device.
一実施形態では、回路基板は、第1電極をグランド電位線に選択的に接続するためのスイッチを更に有していてもよい。第1電極がグランド電位線に接続されているときには、測定器は、上記特定方向における静電容量を測定することができる。一方、第1電極がグランド電位線から切断されているときには、測定器は、上記特定方向の静電容量と下方の静電容量の合成静電容量を測定することができる。 In one embodiment, the circuit board may further include a switch for selectively connecting the first electrode to the ground potential line. When the first electrode is connected to the ground potential line, the measuring device can measure the capacitance in the specific direction. On the other hand, when the first electrode is disconnected from the ground potential line, the measuring instrument can measure the combined capacitance of the capacitance in the specific direction and the capacitance in the lower direction.
一実施形態では、ベース基板は、円盤形状を有しており、複数のセンサチップは、ベース基板のエッジに沿って設けられていてもよい。この実施形態では、複数のセンサチップの各々は、端面を有しており、当該端面は、所定の曲率を有する曲面であり、第3電極の前面は当該端面に沿って延在する。この実施形態では、測定器は、円盤形状の被処理体の形状と略同形状を有するものとなる。また、測定器は、フォーカスリングと当該測定器のエッジとの間の距離を反映した特定方向における静電容量を高い精度で測定することが可能となる。 In one embodiment, the base substrate has a disk shape, and a plurality of sensor chips may be provided along the edge of the base substrate. In this embodiment, each of the plurality of sensor chips has an end face, the end face is a curved surface having a predetermined curvature, and the front face of the third electrode extends along the end face. In this embodiment, the measuring instrument has substantially the same shape as the shape of the disk-shaped object to be treated. In addition, the measuring instrument can measure the capacitance in a specific direction reflecting the distance between the focus ring and the edge of the measuring instrument with high accuracy.
以上説明したように、特定方向に高い指向性をもって静電容量の測定を行うことが可能となる。 As described above, it becomes possible to measure capacitance with high directivity in a specific direction.
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。 Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference numerals.
まず、被処理体(以下、「ウエハW」ということがある)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4は、搬送装置を有する処理システムを例示する図である。図4に示す処理システム1は、台2a〜2d、容器4a〜4d、ローダモジュールLM、アライナAN、ロードロックチャンバLL1,LL2、プロセスモジュールPM1〜PM6、及び、トランスファーチャンバTCを備えている。
First, a processing apparatus for processing an object to be processed (hereinafter sometimes referred to as “wafer W”) and a processing system having a transfer apparatus for transferring the object to the processing apparatus will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a processing system having a transfer device. The processing system 1 illustrated in FIG. 4 includes
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はそれぞれ、ウエハWを収容するように構成されている。
The
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。ローダモジュールLMは、この搬送空間内に搬送装置TU1を有している。搬送装置TU1は、容器4a〜4dとアライナANとの間、アライナANとロードロックチャンバLL1〜LL2の間、ロードロックチャンバLL1〜LL2と容器4a〜4dの間でウエハWを搬送するように構成されている。
The loader module LM has a chamber wall defining therein a transfer space under atmospheric pressure. The loader module LM has a transport device TU1 in the transport space. The transfer device TU1 is configured to transfer the wafer W between the
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、ウエハWの位置調整(位置の較正)を行うように構成されている。アライナANにおけるウエハWの位置調整は、ウエハWのオリエンテーションフラット又はノッチ等を利用して行われ得る。 The aligner AN is connected to the loader module LM. The aligner AN is configured to perform position adjustment (position calibration) of the wafer W. The alignment adjustment of the wafer W in the aligner AN can be performed using an orientation flat or a notch or the like of the wafer W.
ロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2の各々は、ローダモジュールLMとトランスファーチャンバTCとの間に設けられている。ロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2の各々は、予備減圧室を提供している。 Each of the load lock chamber LL1 and the load lock chamber LL2 is provided between the loader module LM and the transfer chamber TC. Each of the load lock chamber LL1 and the load lock chamber LL2 provides a preliminary pressure reduction chamber.
トランスファーチャンバTCは、ロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2にゲートバルブを介して接続されている。トランスファーチャンバTCは、減圧可能な減圧室を提供しており、当該減圧室に搬送装置TU2を収容している。搬送装置TU2は、ロードロックチャンバ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、ウエハWを搬送するように構成されている。 The transfer chamber TC is connected to the load lock chamber LL1 and the load lock chamber LL2 via a gate valve. The transfer chamber TC provides a depressurizable decompression chamber, and the transport chamber TU2 is accommodated in the decompression chamber. The transfer device TU2 is configured to transfer the wafer W between the load lock chambers LL1 to LL2 and the process modules PM1 to PM6 and between any two process modules among the process modules PM1 to PM6. .
プロセスモジュールPM1〜PM6は、トランスファーチャンバTC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、ウエハ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。 The process modules PM1 to PM6 are connected to the transfer chamber TC via a gate valve. Each of the process modules PM1 to PM6 is a processing apparatus configured to perform dedicated processing such as plasma processing on the wafer W.
この処理システム1においてウエハ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の何れかからウエハWを取り出し、当該ウエハWをアライナANに搬送する。次いで、搬送装置TU1は、位置調整されたウエハWをアライナANから取り出して、当該ウエハWをロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2のうち一方のロードロックチャンバに搬送する。次いで、一方のロードロックチャンバが、予備減圧室の圧力を所定の圧力に減圧する。次いで、トランスファーチャンバTCの搬送装置TU2が、一方のロードロックチャンバからウエハWを取り出し、当該ウエハ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ウエハWを処理する。そして、搬送装置TU2が、処理後のウエハをプロセスモジュールからロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2のうち一方のロードロックチャンバに搬送する。次いで、搬送装置TU1がウエハWを一方のロードロックチャンバから容器4a〜4dの何れかに搬送する。
A series of operations when processing the wafer W is performed in the processing system 1 are exemplified as follows. The transfer device TU1 of the loader module LM takes out the wafer W from any of the
この処理システム1は、制御部MCを更に備えている。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。 The processing system 1 further includes a control unit MC. The control unit MC may be a computer including a processor, a storage device such as a memory, a display device, an input / output device, a communication device, and the like. The series of operations of the processing system 1 described above are realized by the control of each unit of the processing system 1 by the control unit MC in accordance with the program stored in the storage device.
図5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5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、略円筒形状の処理容器12を備えている。処理容器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。この処理容器12は保安接地されている。
FIG. 5 is a view showing an example of a plasma processing apparatus that can be adopted as any of the process modules PM1 to PM6. The
処理容器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、処理容器12内において、処理容器12の底部から鉛直方向に延在している。また、処理容器12内には、載置台PDが設けられている。載置台PDは、支持部14によって支持されている。
A substantially
載置台PD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。
The mounting table PD has a lower electrode LE and an electrostatic chuck ESC. The lower electrode LE includes a first plate 18a and a
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ウエハWを吸着する。これにより、静電チャックESCは、ウエハWを保持することができる。
An electrostatic chuck ESC is provided on the
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、図1を参照して説明したフォーカスリングと同様のものである。即ち、フォーカスリングFRは、ウエハ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。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。ウエハ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。
A focus ring FR is provided on the peripheral portion of the
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、処理容器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ウエハWの温度が制御される。
A
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の上面とウエハWの裏面との間に供給する。
Further, a
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、載置台PDの上方において、当該載置台PDと対向配置されている。上部電極30と載置台PDとの間には、ウエハWにプラズマ処理を行うための処理空間Sが提供されている。
The
上部電極30は、絶縁性遮蔽部材32を介して、処理容器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は処理空間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。
The
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。
The
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。
A
また、プラズマ処理装置10では、処理容器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、処理容器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Y2O3等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。
In the
処理容器12の底部側、且つ、支持部14と処理容器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Y2O3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、処理容器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、処理容器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、処理容器12の側壁にはウエハ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。
An
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、プラズマ生成用の高周波を発生する電源であり、例えば、27〜100MHzの周波数の高周波を発生する。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。
The
第2の高周波電源64は、ウエハWにイオンを引き込むための高周波バイアス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バイアスを発生する。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。
The second high
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処理容器12内に供給される。また、処理容器12内の空間の圧力が排気装置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からの高周波によって処理容器12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ウエハWが処理される。なお、必要に応じて、第2の高周波電源64の高周波バイアスによってウエハWにイオンが引き込まれてもよい。
In the
以下、フォーカスリングFRに対する距離を反映した静電容量を測定するための測定器の実施形態について説明する。図6は、一実施形態に係る測定器の斜視図である。図6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、ウエハWと同様に略円盤形状を有している。ベース基板102の直径は、ウエハWと同様の直径であり、例えば、300mmである。
Hereinafter, an embodiment of a measuring device for measuring the capacitance reflecting the distance to the focus ring FR will be described. FIG. 6 is a perspective view of a measuring device according to an embodiment. The measuring
ベース基板102は、下側部分102a及び上側部分102bを有している。下側部分102aは、測定器100が静電チャックESCの上方に配置されるときに、上側部分102bよりも静電チャックESCの近くに位置する部分である。ベース基板102の下側部分102aには、静電容量測定用の複数のセンサチップ104A〜104Hが搭載されている。なお、測定器100に搭載されるセンサチップの個数は、三個以上の任意の個数であり得る。複数のセンサチップ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。具体的には、複数のセンサチップ104A〜104Hの各々の前側端面104fがベース基板102の下側部分102aのエッジに沿うように設けられている。なお、図6では、複数のセンサチップ104A〜104Hのうちセンサチップ104A〜104Cが見えている。
The
ベース基板102の上側部分102bの上面は、凹部102rを画成している。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AX100と交差する領域である。中心軸線AX100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から複数のセンサチップ104A〜104Hが配置されている領域の上方まで中心軸線AX100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、複数のセンサチップ104A〜104Hと回路基板106とをそれぞれ電気的に接続するための配線群108A〜108Hが設けられている。なお、図6に示す測定器100では、複数のセンサチップ104A〜104Hはベース基板102の下側部分102aに搭載されているが、複数のセンサチップ104A〜104Hはベース基板102の上側部分102bに搭載されていてもよい。
The upper surface of the
以下、センサチップについて詳細に説明する。図7は、一実施形態に係るセンサチップの斜視図である。図8は、図7のVIII−VIII線に沿ったとった断面図であり、センサチップと共に測定器のベース基板を示している。図9は、図8のIX−IX線に沿ってとった断面図である。図7〜図9に示すセンサチップ104は、測定器100の複数のセンサチップ104A〜104Hとして利用されるセンサチップである。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、センサチップ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センサチップ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センサチップ104の上方向を示している。
The sensor chip will be described in detail below. FIG. 7 is a perspective view of a sensor chip according to an embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 7 and shows the sensor chip and the base substrate of the measuring device. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX of FIG. The
図7〜図9に示すように、一実施形態では、センサチップ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方向においてセンサチップ104の前側表面を構成している。センサチップ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6参照)。また、センサチップ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。
As shown in FIGS. 7-9, in one embodiment, the
後側端面104rは、X方向においてセンサチップ104の後側表面を構成している。センサチップ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方向においてセンサチップ104の上側表面を構成しており、下面104bはZ方向においてセンサチップ104の下側表面を構成している。また、一対の側面104sは、Y方向においてセンサチップ104の表面を構成している。
The
センサチップ104は、第1電極141、第2電極142、及び第3電極143を有している。第1電極141は、導体から形成されている。第1電極141は、第1部分141aを有している。図7及び図8に示すように、第1部分141aは、一実施形態では、X方向及びY方向に延在している。
The
第2電極142は、導体から形成されている。第2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。センサチップ104内において、第2電極142は、第1電極141から絶縁されている。図7及び図8に示すように、一実施形態では、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。
The
第3電極143は、導体から形成されたセンサ電極であり、第1電極141の第1部分141a及び第2電極142の第2部分142aの上に設けられている。第3電極143は、センサチップ104内において第1電極141及び第2電極142から絶縁されている。第3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、センサチップ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、センサチップ104の前側端面104fの一部を構成している。或いは、センサチップ104は、第3電極143の前面143fの前側に当該前面143fを覆う絶縁層を有していてもよい。
The
図7〜図9に示すように、一実施形態では、第1電極141及び第2電極142は、第3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、第3電極143の周囲を囲むように延在している。即ち、第1電極141及び第2電極142は、第3電極143の上方、後方、及び側方において、当該第3電極143を囲むように延在している。
As shown in FIGS. 7-9, in one embodiment, the
また、図7及び図9に示すように、一実施形態では、センサチップ104の前側端面104fは、所定の曲率を有する曲面である。即ち、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る。センサチップ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。
Further, as shown in FIGS. 7 and 9, in one embodiment, the
一実施形態では、センサチップ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。
In one embodiment, the
第2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と第2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。
The
第1電極141の第1部分141aは、基板部144及び第2電極142の第2部分142aの下方において延在している。第1電極141と第2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。
The
絶縁領域148は、センサチップ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、第3電極143に接続されている。具体的には、絶縁領域146、第2電極142、絶縁領域147、及び第1電極141を貫通するヴィア配線154によって、第3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は第1電極141及び第2電極142から絶縁されている。パッド153は、ベース基板102に設けられたヴィア配線123、及び凹部102rの放射領域102h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、第1電極141、第2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ヴィア配線及び凹部102rの放射領域102h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。
The
以下、回路基板106の構成について説明する。図10は、一実施形態における回路基板の構成を示す図である。図10に示すように、回路基板106は、高周波発振器161、複数のC/V変換回路162A〜162H、及び、A/D変換器163を有している。一実施形態では、回路基板106は、記憶装置165及び通信装置166を更に有し得る。また、更なる実施形態では、回路基板106は、プロセッサ164、及び電源167を更に有し得る。
Hereinafter, the configuration of the
複数のセンサチップ104A〜104Hの各々は、複数の配線群108A〜108H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、複数のセンサチップ104A〜104H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162A〜162Hのうち対応のC/V変換回路に接続されている。以下、複数のセンサチップ104A〜104Hの各々と同構成の一つのセンサチップ104、複数の配線群108A〜108Hの各々と同構成の一つの配線群108、及び複数のC/V変換回路162A〜162Hの各々と同構成の一つのC/V変換回路162について説明する。
Each of the plurality of
配線群108は、配線181〜183を含んでいる。配線181の一端は、第1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GCに接続されたグランド電位線GLに、スイッチSWGを介して接続されている。また、配線182の一端は、第2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162に接続されている。また、配線183の一端は、第3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162に接続されている。
高周波発振器161は、バッテリーといった電源167に接続されており、当該電源167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167は、プロセッサ164及び通信装置166にも接続されている。高周波発振器161は、複数の出力線を有している。高周波発振器161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に与えるようになっている。したがって、高周波発振器161からの高周波信号は、センサチップ104の第2電極142及び第3電極143に与えられる。
The
C/V変換回路162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162の入力には、センサチップ104の第2電極142及び第3電極143が接続されている。C/V変換回路162は、その入力における電圧振幅から、当該入力に接続された電極が形成する静電容量を表す電圧信号を生成し、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162に接続された電極が形成する静電容量が大きいほど、当該C/V変換回路162が出力する電圧信号の電圧の大きさは大きくなる。
A
図11に回路基板106及びセンサチップ104の等価回路図を示す。図11において、容量素子C1は、センサチップ104の第3電極143がその前方(X方向)において形成する静電容量に対応した素子である。また、容量素子C2は、センサチップ104の第2電極142がその下方(−Z方向)において形成する静電容量に対応した素子である。測定器100は搬送装置によって搬送される移動物体であり、回路基板106のグランドGCはプロセスモジュールのグランドGNDとは接続されていない。したがって、回路基板106のグランドGCの電位は、グランドGNDとは同電位ではない。よって、図11の等価回路では、グランドGCは、電圧源VS及び抵抗R3を介してグランドGNDと接続するように示されている。また、等価回路では、容量素子C1の一端は電圧源VS及び抵抗R1を介してグランドGNDと接続するように示されており、容量素子C2の一端は電圧源VS及び抵抗R2を介してグランドGNDと接続するように示されている。また、容量素子C1の他端、即ち第3電極143は高周波発振器161に接続されており、容量素子C2の他端、即ち第2電極142は、スイッチSWを介して高周波発振器161に接続されている。
The equivalent circuit schematic of the
配線181がグランド電位線GLに接続されている状態では、図11の等価回路において、スイッチSWは開かれた状態となる。したがって、配線181がグランド電位線GLに接続されている状態では、C/V変換回路162から第2電極142が切断された状態となる。よって、この状態では、C/V変換回路162は、第3電極143が形成する静電容量の大きさに応じた大きさの電圧信号を出力する。一方、配線181がグランド電位線GLに接続されていない状態では、図11の等価回路において、スイッチSWは閉じられた状態となる。したがって、配線181がグランド電位線GLに接続されていない状態では、C/V変換回路162に第2電極142が接続された状態となる。よって、この状態では、C/V変換回路162は、第3電極143がその前方(X方向)に形成する静電容量と第2電極142がその下方(−Z方向)に形成する静電容量との合成容量の大きさに応じた大きさの電圧を有する電圧信号を出力する。
In the state in which the
A/D変換器163の入力には、複数のC/V変換回路162A〜162Hの出力が接続している。また、A/D変換器163は、プロセッサ164に接続している。A/D変換器163は、プロセッサ164からの制御信号によって制御され、複数のC/V変換回路162A〜162Hの出力信号(電圧信号)をデジタル値に変換する。即ち、A/D変換器163は、静電容量の大きさを表すデジタル値を生成し、当該デジタル値をプロセッサ164に出力する。
The outputs of the plurality of C /
プロセッサ164には記憶装置165が接続されている。記憶装置165は、不揮発性メモリといった記憶装置であり、A/D変換器163から出力されたデジタル値を記憶するよう構成されている。
A
通信装置166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166は、Bluetooth(登録商標)に準拠している。通信装置166は、記憶装置165に記憶されているデジタル値を無線送信するように構成されている。
The
上述したように、測定器100に搭載されるセンサチップ104では、センサ電極である第3電極143が、第1電極141の上に設けられており、第1電極141と第3電極143との間には第2電極142の第2部分が介在している。このセンサチップ104の利用時には、第1電極141の電位がグランド電位に設定され、第2電極142と第3電極143には高周波信号が供給される。このとき、第3電極143の電圧振幅は、当該第3電極143に対して第1電極141が設けられている方向、即ちセンサチップ104の下方からの静電容量の影響を受けず、特定方向、即ち、第3電極143の前面143fが向いている方向(X方向)における静電容量を反映した電圧振幅となる。したがって、センサチップ104によれば、特定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。
As described above, in the
また、一実施形態では、第1電極141及び第2電極142は、第3電極143の前面が配置されている領域の側(X方向)で開口し、且つ、第3電極143の周囲を囲むように延在している。この実施形態によれば、第1電極141及び第2電極142によって、第3電極143が特定方向以外の方向に対して遮蔽される。したがって、静電容量の測定において、特定方向に対するセンサチップ104の指向性が更に向上される。
In one embodiment, the
また、一実施形態では、センサチップ104の前側端面104fは所定の曲率を有する曲面として構成されており、第3電極143の前面143fは、前側端面104fに沿って延在している。この実施形態によれば、第3電極143の前面143fの各位置とフォーカスリングFRの内縁との間の径方向の距離を略等距離に設定することができる。したがって、静電容量の測定の精度が更に向上される。
In one embodiment, the
また、測定器100では、センサチップ104A〜104Hがベース基板102のエッジに沿って配列されている。したがって、この測定器100を静電チャックESC上に配置すると、フォーカスリングFRとセンサチップ104A〜104Hのそれぞれとの間の静電容量を表す複数のデジタル値を取得することができる。なお、静電容量Cは、C=εS/dで表される。εは第3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は第3電極143の前面143fの面積であり、dは第3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によって取得される複数のデジタル値は、第3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。
Further, in the
一実施形態では、測定器100は、上記のデジタル値を記憶装置165に記憶して、当該デジタル値を通信装置166から無線送信するよう構成される。このように無線送信されるデジタル値を用いることにより、測定器100のエッジとフォーカスリングFRの内縁との間の間隙の距離(中心軸線AX100に対して放射方向の距離)が周方向において一定となるよう、搬送装置の搬送先の座標情報を修正することが可能となる。
In one embodiment,
以下、測定器100を用いた処理システム1の搬送装置の調整方法について説明する。図12は、一実施形態に係る処理システムの搬送装置の調整方法を示す流れ図である。図12に示す方法MTでは、容器4a〜4dの何れかに収容されている測定器100が搬送装置TU1によってアライナANに搬送される。そして、工程ST1において、アライナANによって測定器100の位置調整(位置の較正)が行われる。
Hereinafter, the adjustment method of the conveyance apparatus of the processing system 1 using the
続く工程ST2では、測定器100がプロセスモジュールPM1〜PM6のうち何れかに搬送される。具体的には、測定器100は、搬送装置TU1によってロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2のうち一方のロードロックチャンバに搬送される。次いで、測定器100は、搬送装置TU2によって一方のロードロックチャンバから、プロセスモジュールPM1〜PM6のうち何れかに搬送され、静電チャックESC上に載置される。
In the subsequent step ST2, the measuring
続く工程ST3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の内縁と測定器100のセンサチップ104A〜104Hのそれぞれの第3電極143との間の静電容量の大きさに応じた複数のデジタル値を取得し、当該複数のデジタル値を記憶装置165に記憶する。なお、複数のデジタル値は、プロセッサ164による制御の下で予め定められたタイミングに取得され得る。
In the subsequent step ST3, the measuring
続く工程ST4では、測定器100がプロセスモジュールから搬出され、容器4a〜4dの何れかに戻される。続く工程ST5では、記憶装置165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166から制御部MCに送信されてもよく、或いは、回路基板106に設けられたタイマのカウントに基づくプロセッサ164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。
In the subsequent step ST4, the measuring
続く工程ST6では、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の搬送位置の確認を行う。具体的に、制御部MCは、フォーカスリングFRの内縁と測定器100のエッジとの間の間隙の距離の周方向における分布を複数のデジタル値から確認し、予め定められた基準に従い、フォーカスリングFRの内縁と測定器100のエッジとの間の間隙の距離の周方向における分布が一定と見なせるか否かを判定する。
In the subsequent step ST6, the control unit MC confirms the transport position of the measuring
フォーカスリングFRの内縁と測定器100のエッジとの間の間隙の距離の周方向における分布が一定と見なせない場合には、続く工程STJにおいて、搬送装置TU2の搬送先を特定する座標情報の修正が必要であると判定され、工程ST7において搬送装置TU2の当該座標情報が制御部MCによって修正される。例えば、フォーカスリングFRの内縁と測定器100のエッジとの間の間隙の距離の周方向における分布を一定とする補正量が複数のデジタル値から算出され、搬送装置TU2の座標情報が当該補正量を用いて修正される。そして、工程ST1〜工程ST6及び工程STJが再度実行される。一方、フォーカスリングFRの内縁と測定器100のエッジとの間の間隙の距離の周方向における分布が一定と見なすことができる場合には、工程STJにおいて、搬送装置TU2の搬送先を特定する座標情報の修正が必要ないものと判定され、方法MTが終了する。
If the distribution in the circumferential direction of the distance of the gap between the inner edge of the focus ring FR and the edge of the measuring
このように測定器100を用いる方法MTによれば、処理システム1の搬送装置TU2の搬送先の座標情報の修正のために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、必要に応じて搬送装置TU2の当該座標情報を修正することが可能となる。このように補正された搬送装置TU2がウエハWの搬送に用いられることにより、フォーカスリングFRの内縁とウエハWとの間の間隙の距離を略一定に設定することが可能となる。その結果、プラズマの偏りを抑制し、ウエハ面内のエッチング寸法の変動といった特性のバラツキを抑制することが可能となる。また、ウエハW上へのパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
Thus, according to the method MT using the
以下、測定器100に搭載することができる別の実施形態に係るセンサチップについて説明する。図13は、別の実施形態に係るセンサチップの断面図である。図13には、センサチップ204の縦断面図が示されており、また、センサチップ204と共にフォーカスリングFRが示されている。
Hereinafter, a sensor chip according to another embodiment that can be mounted on the
センサチップ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、センサチップ204は、基板部244及び絶縁領域247を更に有し得る。
The
基板部244は、本体部244m及び表層部244fを有している。本体部244mは、例えばシリコンから形成されている。表層部244fは本体部244mの表面を覆っている。表層部244fは絶縁材料から形成されている。表層部244fは、例えば、シリコンの熱酸化膜である。
The
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。
The
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。
The
このセンサチップ204を測定器100のセンサチップ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。
When this
センサチップ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、センサチップ204の下方に対して遮蔽されている。したがって、このセンサチップ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。
In the
以下、センサチップ204の性能評価の結果について説明する。この性能評価では、センサチップ204の第3電極243を静電容量メータに接続し、当該センサチップ204をフォーカスリングFRの第2部分P2の内縁P2iに向かう方向RDに移動させつつ、静電容量を測定した。また、比較のために、図2に示したセンサチップ1000の電極1004を静電容量メータに接続し、当該センサチップ1000をフォーカスリングFRの第2部分P2の内縁P2iに向かう方向RDに移動させつつ、静電容量を測定した。なお、静電容量の測定時の第1部分P1の上面P1tとセンサチップ204の下面244bとの間の距離LVDは300μmであった。また、静電容量の測定時の第1部分P1の上面P1tとセンサチップ1000の下面1002bとの間の距離LVDも300μmであった。
Hereinafter, the result of performance evaluation of the
図14に測定した静電容量を表すグラフを示す。図14において、横軸は、センサチップ204の前側端面244cの下側部分とフォーカスリングFRの第2部分P2の内縁P2iとの間の距離LRD、及び、センサチップ1000の端面1002cの下側部分244dとフォーカスリングFRの第2部分P2の内縁P2iとの間の距離LRDを示しており、縦軸は静電容量を示している。図14に示すように、センサチップ1000によって測定された静電容量は、距離LRDが2.5mmであるときに上昇するが、センサチップ204によって測定された静電容量は、距離LRDが2.5mmであるときの増加が低減されている。即ち、センサチップ204によれば、特定方向(図13の方向RD)に高い指向性をもって静電容量を測定することが可能であることが確認された。
FIG. 14 shows a graph representing the measured capacitance. 14, the horizontal axis represents the distance LRD between the lower portion of the
以下、測定器100に搭載することができる更に別の実施形態に係るセンサチップについて説明する。図15は、更に別の実施形態に係るセンサチップの縦断面図である。図15に示すセンサチップ104Aは、センサチップ104の変形態様であり、基板部144に代えて基板部144Aを有している点において、センサチップ104と異なっている。基板部144Aは、絶縁材料から形成されている。例えば、基板部144Aは、ホウケイ酸ガラスから形成されている。なお、基板部144Aは、窒化シリコンから形成されていてもよい。
Hereinafter, a sensor chip according to still another embodiment that can be mounted on the
基板部144Aは、多面体であり、前面144a及び下面144bを含む表面を有する。一例では、基板部144Aの表面は、上面144c、後面144d、及び、一対の側面を更に含んでいる。下面144b及び上面144cは、X方向及びY方向に延在しており、互いに対向している。前面144aは、基板部144AのX方向における前側端面を構成しており、下面144bに交差する方向に延びている。前面144aは、所定の曲率を有し得る。この曲率は、センサチップ104Aがベース基板102に搭載されているときに、中心軸線AX100と前面144aとの間の距離の逆数である。後面144dは、X方向において基板部144Aの後側端面を構成しており、前面144aと対向している。また、一対の側面は、前面144aのY方向における一方の縁部と後面144dのY方向における一方の縁部との間、及び、前面144aのY方向における他方の縁部と後面144dのY方向における他方の縁部との間で延在している。
The
第3電極143は、基板部144Aの前面144a及び上面144cに沿って延在している。絶縁領域146は、基板部144Aの下面144b、上面144c、後面144d、及び、一対の側面、並びに、上面144c上で延在する第3電極143を覆うように、延在している。第2電極142は、絶縁領域146を覆うように設けられている。また、第2電極142の第2部分142aは、絶縁領域146を介して、基板部144Aの下面144bに沿って延在している。また、絶縁領域147は、第2電極142を覆うように、延在している。また、第1電極141は、絶縁領域147を覆うように設けられている。また、第1電極141の第1部分141aは、絶縁領域147を介して、第2電極142の第2部分142aの下方で延在している。
The
上述したセンサチップ104の基板部144の本体部144mがシリコンから形成されている場合には、センサチップ104は、内部静電容量を有する。この内部静電容量のために、高周波発振器161の出力を大きな出力に設定する必要が生じる。一方、センサチップ104Aでは、基板部144Aが、絶縁材料によって形成されているので、内部静電容量が極めて小さい。したがって、センサチップ104Aを有する測定器100では、高周波発振器161の出力を小さくすることができる。
When the
また、測定器100は、高い温度を含む温度帯域(例えば20℃〜80℃)、及び、減圧環境(例えば、1Torr(133.3Pa)以下)において使用され得るので、基板部144Aからのガスの発生を抑制する必要がある。このため、基板部144Aをホウケイ酸ガラス、窒化シリコン、石英、又は、酸化アルミニウムから形成することができる。このような基板部144Aによれば、ガスの発生が抑制され得る。
In addition, since the measuring
また、測定器100は、高い温度を含む温度帯域(例えば20℃〜80℃)において使用され得るので、基板部144Aは、ベース基板102の構成材料の線膨張係数に近い線膨張係数を有することが望ましい。このため、ベース基板102がシリコンから形成されている場合には、基板部144Aを、例えばホウケイ酸ガラス又は窒化シリコンから形成することができる。このような基板部144Aの線膨張係数は、ベース基板102の線膨張係数に近い。したがって、基板部144Aの線膨張係数とベース基板102の線膨張係数の差に起因する、センサチップ104の損傷、及び、ベース基板102からのセンサチップ104の剥がれを抑制することができる。
Moreover, since the measuring
また、測定器100の重量は小さいことが望ましい。したがって、基板部144Aの密度(単位体積あたりの質量)は、ベース基板102の密度に近いか、又は、ベース基板102の密度よりも小さいことが望まれる。このため、ベース基板102がシリコンから形成されている場合には、基板部144Aを、例えばホウケイ酸ガラスから形成することができる。
In addition, it is desirable that the weight of the measuring
以上、種々の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、処理システム1のプロセスモジュールの個数は一以上の任意の個数であり得る。また、上記説明では、プロセスモジュールPM1〜PM6の例として、プラズマ処理装置を例示したが、プロセスモジュールPM1〜PM6は、静電チャック及びフォーカスリングを利用するものであれば、任意の処理装置であることができる。また、上述したプラズマ処理装置10は、容量結合型のプラズマ処理装置であったが、プロセスモジュールPM1〜PM6として利用可能なプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波を利用するプラズマ処理装置のように、任意のプラズマ処理装置であり得る。
Although various embodiments have been described above, various modifications can be made without being limited to the above-described embodiments. For example, the number of process modules of the processing system 1 may be any number of one or more. In the above description, the plasma processing apparatus is exemplified as an example of the process modules PM1 to PM6. However, the process modules PM1 to PM6 are arbitrary processing apparatuses as long as they use an electrostatic chuck and a focus ring. be able to. Further, although the
また、上述した実施形態では、制御部MCが、測定器100から複数のデジタル値を取得して、搬送装置TU2の座標情報を修正しているが、制御部MCとは別個のコンピュータによって、測定器100からの複数のデジタル値の取得、及び搬送装置TU2の座標情報の修正が行われてもよい。
In the embodiment described above, the control unit MC acquires a plurality of digital values from the measuring
1…処理システム、LM…ローダモジュール、AN…アライナ、LL1,LL2…ロードロックチャンバ、TC…トランスファーチャンバ、TU1,TU2…搬送装置、PM1〜PM6…プロセスモジュール、MC…制御部、10…プラズマ処理装置、12…処理容器、30…上部電極、40…ガスソース群、50…排気装置、62…第1の高周波電源、64…第2の高周波電源、PD…載置台、LE…下部電極、ESC…静電チャック、FR…フォーカスリング、P1…第1部分、P2…第2部分、100…測定器、102…ベース基板、104…センサチップ、104A〜104H…センサチップ、104f…前側端面、141…第1電極、141a…第1部分、142…第2電極、142a…第2部分、143…第3電極、143f…前面、106…回路基板、108,108A〜108H…配線群、161…高周波発振器、162…C/V変換回路、162A〜162H…C/V変換回路、163…A/D変換器、164…プロセッサ、165…記憶装置、167…電源、GL…グランド電位線、SWG…スイッチ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing system, LM ... Loader module, AN ... Aligner, LL1, LL2 ... Load lock chamber, TC ... Transfer chamber, TU1, TU2 ... Transport apparatus, PM1-PM6 ... Process module, MC ... Control part, 10 ...
Claims (8)
第1部分を有する第1電極と、
前記第1部分の上で延在する第2部分を有し、該センサチップ内において前記第1電極から絶縁された第2電極と、
前記第1部分及び前記第2部分に交差する方向に延びる前面を有し、前記第1部分の上且つ前記第2部分の上に設けられ、該センサチップ内において前記第1電極及び前記第2電極から絶縁された第3電極と、
端面と、
を備え、
前記端面は、所定の曲率を有する曲面であり、
前記第3電極の前記前面は、前記端面に沿って延在している、
センサチップ。 A sensor chip for measuring capacitance,
A first electrode having a first portion;
A second electrode having a second portion extending above the first portion, the second electrode isolated from the first electrode in the sensor chip;
It has a front surface extending in a direction intersecting with the first portion and the second portion, and is provided on the first portion and the second portion, and the first electrode and the second in the sensor chip. A third electrode insulated from the electrodes,
End face,
Equipped with
The end face is a curved surface having a predetermined curvature,
The front surface of the third electrode extends along the end face,
Sensor chip.
前記第3電極は、前記基板部の前記前面に沿って延在しており、
前記第2電極の前記第2部分は、前記基板部の前記下面に沿って延在している、
請求項1又は2に記載のセンサチップ。 It further comprises a substrate portion having a surface including a front surface and a lower surface and having an insulating property on the surface,
The third electrode extends along the front surface of the substrate portion,
The second portion of the second electrode extends along the lower surface of the substrate portion.
The sensor chip according to claim 1 .
円盤形状を有するベース基板と、
前記ベース基板のエッジに沿って配列された複数のセンサチップであり、各々が請求項1〜5の何れか一項に記載のセンサチップである、該複数のセンサチップと、
前記ベース基板上に搭載された回路基板と、
を備え、
前記回路基板は、
前記第1電極に電気的に接続可能なグランド電位線と、
高周波信号を発生する高周波発振器であり、前記第2電極及び前記第3電極に電気的に接続された該高周波発振器と、
前記複数のセンサチップの各々の前記第3電極における電圧振幅を、静電容量を表す電圧信号に変換するC/V変換回路と、
前記C/V変換回路から出力される前記電圧信号をデジタル値に変換するA/D変換器と、
を有し、
前記複数のセンサチップの各々の前記端面は、前記ベース基板のエッジに沿って設けられている、
測定器。 A measuring instrument for measuring capacitance,
A base substrate having a disk shape ;
The plurality of sensor chips, wherein the plurality of sensor chips are arranged along an edge of the base substrate, each of which is a sensor chip according to any one of claims 1 to 5 ;
A circuit board mounted on the base board;
Equipped with
The circuit board is
A ground potential line electrically connectable to the first electrode;
A high frequency oscillator generating a high frequency signal, the high frequency oscillator electrically connected to the second electrode and the third electrode;
A C / V conversion circuit that converts voltage amplitude at the third electrode of each of the plurality of sensor chips into a voltage signal representing electrostatic capacitance;
An A / D converter for converting the voltage signal output from the C / V conversion circuit into a digital value;
I have a,
The end face of each of the plurality of sensor chips is provided along an edge of the base substrate,
Measuring instrument.
前記デジタル値を記憶するための記憶装置と、
前記記憶装置に記憶されたデジタル値を無線送信するための通信装置と、
を更に有する、請求項6に記載の測定器。 The circuit board is
A storage device for storing the digital value;
A communication device for wirelessly transmitting the digital value stored in the storage device;
The measuring device according to claim 6 , further comprising
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