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TWI781253B - 獲得測量器之偏離量的方法以及校正處理系統之搬送位置資料的方法 - Google Patents

獲得測量器之偏離量的方法以及校正處理系統之搬送位置資料的方法 Download PDF

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TWI781253B
TWI781253B TW107141562A TW107141562A TWI781253B TW I781253 B TWI781253 B TW I781253B TW 107141562 A TW107141562 A TW 107141562A TW 107141562 A TW107141562 A TW 107141562A TW I781253 B TWI781253 B TW I781253B
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measuring device
complex
sensing electrodes
electrostatic
deviation
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TW107141562A
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Inventor
杉田吉平
河野太輔
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
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Publication date
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW201937628A publication Critical patent/TW201937628A/zh
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Abstract

以高精度來獲得測量器之偏離量。
測量器係具有：基底基板；複數感應電極；高頻震盪器；以及演算部；複數感應電極係以從複數感應電極到聚焦環的內周面的最短距離之和A會成為固定值的方式來加以配置。方法係包含：藉由配置於區域內之測量器來計算出複數測量值Ci的步驟；使用所計算出之複數測量值Ci來計算出常數a的步驟；使用所計算出之常數a及複數測量值Ci，來計算出複數距離之步驟，該複數距離係個別表示從複數感應電極到聚焦環之內周面的距離；以及從計算出之複數距離來計算出偏離量的步驟。

Description

獲得測量器之偏離量的方法以及校正處理系統之搬送位置資料的方法
本發明之實施形態係關於一種獲得測量器之偏離量的方法以及校正處理系統之搬送位置資料的方法。
在所謂半導體元件之電子元件的製造中，係使用會處理圓盤狀之被加工物的處理系統。處理系統係具有用以搬送被加工物之搬送裝置以及用以處理被加工物之處理裝置。處理裝置一般而言，係具有腔室本體以及設置於該腔室本體內之載置台。載置台係構成為支撐被載置於其上的被加工物。搬送裝置係構成為將被加工物載置於載置台上。
在處理裝置中之被加工物的處理中，載置台上之被加工物的位置是相當重要的。從而，在載置台上之被加工物的位置從既定位置偏離的情況，便需要調整搬送裝置。
作為調整搬送裝置之技術係已知一種專利文獻1所記載的技術。專利文獻1所記載的技術中，會利用具有與被加工物相同的圓盤形狀，並具有用以進行靜電電容測量的電極之測量器。專利文獻1所記載的技術中，係藉由搬送裝置來將測量器搬送至載置台上。搬送裝置會以取得依存於載置台上的電極位置的靜電電容之測量值，並基於該測量值來修正被加工物之搬送位置的方式來加以調整。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2017-3557號公報
上述測量器會取得電極與對向於其的對象物之間的靜電電容的測量值。靜電電容之測量值會對應於對象物之形狀而改變。在對象物與測量器之間的位置關係相同的情況，可因對象物的機體差異或是對象物的耗損而取得不同的靜電電容之測量值。於是，便希望要有一種能以高精度從藉由測量器所取得的靜電電容之測量值來獲得其位置相關之測量器的偏離量之方法。又，希望有一種能由測量器的偏離量來校正處理系統中之搬送位置資料的方法。
第1態樣中，係提供一種獲得測量器的偏離量之方法。偏離量係配置於藉由聚焦環所圍繞之區域內的該測量器之中心位置相對於該區域的中心位置之偏離量。該測量器係具有：基底基板；複數感應電極；高頻震盪器；以及演算部。基底基板係圓盤狀。複數感應電極係設置於基底基板。高頻震盪器係以將高頻訊號施加至複數感應電極的方式來加以設置。演算部係以從複數感應電極之電位所對應的複數檢測值，而分別計算出表示複數感應電極之各靜電電容的複數測量值之方式來加以構成。該複數感應電極係設置於基底基板周圍。在將測量器配置於區域內的狀態下，以從複數感應電極到聚焦環的內周面的各最短距離之和A為固定值。和A係滿足下列數學式(1)：
Figure 107141562-A0305-02-0004-3
其中，N係該複數感應電極的個數，Ci係該複數測量值，a係常數。該方法係包含：藉由配置於區域內之測量器來計算出複數測量值Ci的步驟；使用所計算出之複數測量值Ci來計算出數學式(1)之常數a的步驟；使用所計 算出之常數a及複數測量值Ci，來計算出複數距離之步驟，該複數距離係個別表示從複數感應電極到聚焦環的內周面的距離；以及從計算出之複數距離來計算出偏離量的步驟。
由於藉由測量器所取得的各複數測量值係會與感應電極與聚焦環之間的最短距離成反比，故以Ci=a/d來加以定義。其中，d係感應電極與聚焦環之間的最短距離。常數a係具有聚焦環之中心位置與測量器之中心位置會相同的位置關係，但會對應於機體差異或聚焦環之耗損而改變。由於第1態樣相關之方法中，複數感應電極會以滿足數學式(1)的方式來加以配置，故會從複數測量值Ci而基於數學式(1)來求得常數a。然後，便會從常數a與各複數測量值Ci來精度良好地求得複數距離。藉由第1態樣相關之方法，便可從此般所求得的複數距離，來以高精度求得測量器之偏離量。
第2態樣中，係提供一種獲得測量器之偏離量的方法。偏離量係配置於靜電夾具上之測量器的中心位置相對於靜電夾具的中心位置之偏離量。測量器係具有：基底基板；複數感應電極；高頻震盪器；以及演算部。基底基板係圓盤狀。複數感應電極係相對於基底基板的中心軸線而配列於周圍方向，並會沿著基底基板的底面來加以設置。高頻震盪器係以將高頻訊號施加至複數感應電極的方式來加以設置。演算部係以從複數感應電極之電位所對應的複數檢測值，而分別計算出表示複數感應電極之各靜電電容的複數測量值之方式來加以構成。靜電夾具係具有：陶瓷製之本體，係具有相對於該靜電夾具之中心而延伸於周圍方向的周緣；以及電極，係設置於該本體內。靜電夾具之電極的邊緣係在較本體之周緣要靠內側處，相對於靜電夾具之中心而延伸於周圍方向。複數感應電極之各徑向外側的第1邊緣係延伸在第1圓上。第1圓係具有與靜電夾具之本體的周緣之半徑相同的半徑，並與基底基板共有中心軸線。複數感應電極之各徑向內側的第2邊緣係延伸在第2圓上。第2圓係具有與靜電夾具之電極的邊緣之半徑相同的半徑，並與基底基板共有中心軸線。複數感應電極係在將測量器配置於靜電夾具上的狀態下，以從複數感應電極之第2邊緣到靜電夾具的周緣的各最短距離之和B會成為固定值的方式來加以設置。和B係滿足下列數學式(2)：
Figure 107141562-A0305-02-0006-4
其中，M係該複數感應電極的個數，Di係該複數測量值，b係常數。方法係包含：藉由配置於靜電夾具上之測量器來計算出複數測量值Di的步驟；使用所計算出之複數測量值Di來計算出數學式(2)之常數b的步驟；使用所計算出之常數b及複數測量值Di，來計算出複數距離之步驟，該複數距離係個別表示從複數感應電極之第2邊緣到靜電夾具的周緣的距離；以及從計算出之複數距離來計算出偏離量的步驟。
由於靜電電容會與電極面積成正比，故藉由測量器所取得的各複數測量值便會對應於從第2邊緣到靜電夾具周緣的最短距離而增加。亦即，藉由測量器所取得的各複數測量值係以Di=1/b×WX來加以定義。其中，WX係從第2邊緣到靜電夾具周緣的最短距離。常數b係具有靜電夾具之中心位置與測量器之中心位置會相同的位置關係，但會對應於機體差異或靜電夾具之耗損而改變。由於第2態樣相關之方法中，複數感應電極會以滿足數學式(2)的方式來加以配置，故會從複數測量值Di而基於數學式(2)來求得常數b。然後，便會從常數b與各複數測量值Di來精度良好地求得複數距離。藉由第2態樣相關之方法，便可從此般所求得的複數距離，來以高精度求得測量器之偏離量。
第3態樣中，係提供一種使用第1態樣相關之方法來構成處理系統之搬送位置資料的方法。處理系統係具備處理裝置以及搬送裝置。處理裝置係具有：腔室本體；以及載置台，係設置於藉由該腔室本體所提供之腔室內。搬送裝置係基於搬送位置資料來將被加工物搬送至載置台上且為藉由聚焦環所圍繞之區域內。方法係包含：使用搬送裝置來將測量器搬送至藉由搬送位置資料所特定出之區域內的位置之步驟；使用第1態樣之方法，來計算出偏離量之步驟；以及使用偏離量來校正搬送位置資料之步驟。根據第3態樣相關之方法，便可基於藉由第1態樣相關之方法所求得的偏離量，來構成處理系統之搬送位置資料。
第4態樣中，係提供一種使用第2態樣相關之方法來構成處理系統之搬送位置資料的方法。處理系統係具備處理裝置以及搬送裝置。處理裝置係具有：腔室本體；以及靜電夾具，係設置於藉由該腔室本體所提供之腔室內。搬送裝置，係基於搬送位置資料來將被加工物搬送至靜電夾具上。方法係包含：使用搬送裝置來將測量器搬送至藉由搬送位置資料所特定出之靜電夾具上的位置之步驟；使用第2態樣相關之方法，來計算出偏離量之步驟；以及使用偏離量來校正搬送位置資料之步驟。根據第4態樣相關之方法，便可基於藉由第2態樣相關之方法所求得的偏離量，來構成處理系統之搬送位置資料。
如上述說明，便可提供一種從藉由測量器所取得的靜電電容之測量值，來以高精度獲得其位置相關之測量器的偏離量之方法。又，提供一種從測量器之偏離量來構成處理系統之搬送位置資料的方法。
100:測量器
102:基底基板
104:第1感應器
105:第2感應器
143:感應電極
161:感應電極
106:電路基板
ESC:靜電夾具
FR:聚焦環
圖1係例示處理系統之圖式。
圖2係例示對位器的立體圖。
圖3係顯示電漿處理裝置一範例的圖式。
圖4係顯示從上方側來觀察測量器之俯視圖。
圖5係顯示從底面側來觀察測量器之仰視圖。
圖6係顯示第1感應器一範例的立體圖。
圖7係沿著圖6之VII-VII來取得的剖面圖。
圖8係沿著圖7之VIII-VIII來取得的剖面圖。
圖9係圖5之第2感應器的放大圖。
圖10係例示測量器之電路基板構成的圖式。
圖11係概略性地顯示聚焦環與測量器之位置關係的圖式。
圖12係概略性地顯示靜電夾具之剖面圖。
圖13係概略性地顯示靜電夾具與測量器之位置關係的剖面圖。
圖14係顯示重疊長度與測量值之關係的圖表。
圖15係概略性地顯示靜電夾具與測量器之位置關係的圖式。
圖16係顯示從上方側來觀察另一形態相關之測量器的俯視圖。
圖17係概略性地顯示聚焦環與測量器之位置關係的圖式。
圖18係顯示校正處理系統之搬送位置資料的方法一實施形態之流程圖。
圖19係另一實施形態相關之第1感應器的縱剖面圖。
以下，便參照圖式就各種實施形態來詳細說明。另外，各圖式中會對相同或相當的部分附加相同符號。
首先，就具有用以處理圓盤狀之被加工物的處理裝置以及用以將被處理體搬送至該處理裝置的搬送裝置之處理系統來加以說明。圖1係例示處理系統之圖式。處理系統1係具備：台座2a~2d；容器4a~4d；裝載模組LM；對位器AN；裝載互鎖模組LL1、LL2；程序模組PM1~PM6；移轉模組TF；以及控制部MC。另外，台座2a~2d之個數、容器4a~4d之個數、裝載互鎖模組LL1,LL2之個數以及程序模組PM1~PM6之個數並無限制，可為一個以上的任意個數。
台座2a~2d係沿著裝載模組LM的一邊緣來加以配列。容器4a~4d係被分別搭載於台座2a~2d上。各容器4a~4d係例如被稱為FOUP(Front Opening Unified Pod)的容器。各容器4a~4d係以收納被加工物W之方式來加以構成。被加工物W係如晶圓W般具有略圓盤形狀。
裝載模組LM係具有於其內部區劃出大氣狀態之搬送空間的腔室壁。此搬送空間內係設置有搬送裝置TU1。搬送裝置TU1係例如多關節之機器人，而會藉由控制部MC來加以控制。搬送裝置TU1係以會在容器4a~4d與對位器AN之間、對位器AN與裝載互鎖模組LL1~LL2之間、裝載互鎖模組LL1~LL2與容器4a~4d之間搬送被加工物W的方式來加以構成。
對位器AN會與裝載模組LM連接。對位器AN係以進行被加工物W之位置調整(位置校正)的方式來加以構成。圖2係例示對位器之立體圖。對位器 AN係具有支撐台6T、驅動裝置6D以及感應器6S。支撐台6T係可在延伸於垂直方向的軸線中心旋轉的台座，並以會將被加工物W支撐於其上的方式來加以構成。支撐台6T係藉由驅動裝置6D來旋轉。驅動裝置6D係藉由控制部MC來加以控制。在藉由來自驅動裝置6D之動力而讓支撐台6T旋轉時，該支撐台6T上所載置之被加工物W亦會旋轉。
感應器6S係光學感應器，會在將加工物W旋轉的期間檢測出被加工物W之邊緣。感應器6S係從邊緣的檢測結果來檢測出被加工物W相對於基準角度位置的凹口WN(或是其他標記)的角度位置偏離量，以及被加工物W相對於基準位置之中心位置偏離量。感應器6S會將凹口WN之角度位置偏離量及被加工物W之中心位置偏離量輸出至控制部MC。控制部MC會基於凹口WN之角度位置偏離量來計算出用以將凹口WN之角度位置修正為基準角度位置的支撐台6T之旋轉量。控制部MC會以使支撐台6T旋轉該旋轉量之方式來控制驅動裝置6D。藉此，便可將凹口WN之角度位置修正為基準角度位置。又，控制部MC會以使被加工物W之中心位置一致於搬送裝置TU1之末端效應器(end effector)上的既定位置之方式，並基於被加工物W之中心位置偏離量來控制從對位器AN收取被加工物W時之搬送裝置TU1的末端效應器位置。
回到圖1，各裝載互鎖模組LL1及裝載互鎖模組LL2會設置於裝載模組LM及移轉模組TF之間。各裝載互鎖模組LL1及裝載互鎖模組LL2會提供預備減壓室。
移轉模組TF係透過閘閥來連接於裝載互鎖模組LL1及裝載互鎖模組LL2。移轉模組TF會提供可減壓的減壓室。此減壓室係設置有搬送裝置TU2。搬送裝置TU2係例如多關節之機器人，而藉由控制部MC來加以控制。搬送裝置TU2係以會在裝載互鎖模組LL1~LL2與程序模組PM1~PM6之間以及程序模組PM1~PM6中的任兩個程序模組之間搬送被加工物W的方式來加以構成。
程序模組PM1~PM6會透過閘閥來連接於移轉模組TF。各程序模組PM1~PM6係以會對被加工物W進行電漿處理之專門處理的方式所構成的處 理裝置。
在此處理系統1中進行被加工物W之處理時的一連串動作係如下所示。裝載模組LM之搬送裝置TU1會從容器4a~4d的任一者來取出被加工物W，而將該被加工物W搬送至對位器AN。接著，搬送裝置TU1便會從對位器AN來將調整其位置後的被加工物W取出，而將該被加工物W搬送至裝載互鎖模組LL1及裝載互鎖模組LL2中之一者的裝載互鎖模組。接著，一者的裝載互鎖模組便會將預備減壓室之壓力減壓至既定壓力。接著，移轉模組TF之搬送裝置TU2便會從一者的裝載互鎖模組來將被加工物W取出，而將該被加工物W搬送至程序模組PM1~PM6中之任一者。然後，程序模組PM1~PM6中之一個以上的程序模組便會處理被加工物W。然後，搬送裝置TU2便會從程序模組來將處理後之被加工物W搬送至裝載互鎖模組LL1及裝載互鎖模組LL2中之一者的裝載互鎖模組。接著，搬送裝置TU1便會從一者的裝載互鎖模組來將被加工物W搬送至容器4a~4d的任一者。
此處理系統1係如上述般具備控制部MC。控制部MC可為具備：處理器；記憶體的記憶裝置；顯示裝置；輸出入裝置；以及通訊裝置等的電腦。上述處理系統1之一連串動作係藉由依照記憶裝置所記憶程式之控制部MC所致處理系統1之各部的控制來加以實現。
圖3係顯示作為程序模組PM1~PM6的任一者所可採用的電漿處理裝置一範例之圖式。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係具備略圓筒形狀之腔室本體12。腔室本體12係由例如鋁所形成，其內壁面係可施有陽極氧化處理。此腔室本體12係保全接地。
腔室本體12底部上係設置有略圓筒形狀之支撐部14。支撐部14係由例如絕緣材料所構成。支撐部14係設置於腔室本體12內，而從腔室本體12底部朝上方延伸。又，藉由腔室本體12所提供之腔室S內係設置有台座ST。台座ST係藉由支撐部14來被加以支撐。
台座ST係具有下部電極LE及靜電夾具ESC。下部電極LE係包含第1板體18a及第2板體18b。第1板體18a及第2板體18b係例如由鋁之金屬所構成，而成為略圓盤形狀。第2板體18b係設置於第1板體18a上，而會電性連接於 第1板體18a。
第2板體18b上係設置有靜電夾具ESC。靜電夾具ESC係具有將為導電膜之電極配置於一對絕緣層或絕緣板之間的構造，並具有略圓盤形狀。靜電夾具ESC之電極係透過開關23來電性連接有直流電源22。此靜電夾具ESC會藉由來自直流電源22之直流電壓所產生的庫倫力等的靜電力來吸附被加工物W。藉此，靜電夾具ESC便可保持被加工物W。
第2板體18b周緣部上係設置有聚焦環FR。此聚焦環FR係以圍繞被加工物W的邊緣及靜電夾具ESC的方式來加以設置。聚焦環FR係具有第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係具有環狀板形狀。第2部分P2係設置於第1部分P1上。第2部分P2之內緣P2i係具有會較第1部分P1之內緣P1i的直徑要大的直徑。被加工物W係以其邊緣區域會位在聚焦環FR之第1部分P1上的方式來被載置於靜電夾具ESC上。此聚焦環FR係可由矽、碳化矽、氧化矽的各種材料中之任一者所形成。
第2板體18b內部係設置有冷媒流道24。冷媒流道24會構成溫控機構。冷媒流道24係從設置於腔室本體12外部之冷卻單元，透過配管26a來供給有冷媒。被供給至冷媒流道24之冷媒會透過配管26b而回到冷卻單元。如此般，在冷媒流道24與冷卻單元之間便會循環有冷媒。藉由控制此冷媒之溫度，來控制藉由靜電夾具ESC所支撐的被加工物W之溫度。
台座ST係形成有會貫穿該台座ST之複數(例如3個)貫穿孔25。該等複數貫穿孔25係分別被插入有複數根(例如3根)之升降銷25a。另外，圖3中，係描繪出被一根升降銷25a插入的一個貫穿孔25。
又，電漿處理裝置10係設置有氣體供給管線28。氣體供給管線28係將來自導熱氣體供給機構之導熱氣體(例如He氣體)供給至靜電夾具ESC上面與被加工物W內面之間。
又，電漿處理裝置10係具備上部電極30。上部電極30係在台座ST上方與該台座ST對向配置。上部電極30會透過絕緣性遮蔽構件32來被腔室本體12上部所支撐。上部電極30係可包含頂板34及支撐體36。頂板34會面向腔室S，該頂板34係設置有複數氣體噴出孔34a。此頂板34係可由矽或石英所 形成。或者，頂板34係可由於鋁製之基材表面形成氧化釔的耐電漿性膜來加以構成。
支撐體36係裝卸自如地支撐頂板34者，且可由例如鋁之導電性材料所構成。此支撐體36係可具有水冷構造。支撐體36內部係設置有氣體擴散室36a。從此氣體擴散室36a連通於氣體噴出孔34a之複數氣體流通孔36b會朝下方延伸。又，支撐體36係形成有將處理氣體導入至氣體擴散室36a的氣體導入口36c，此氣體導入口36c係連接有氣體供給管38。
氣體供給管38係透過閥群42及流量控制器群44來連接有氣體源群40。氣體源群40係包含複數種類氣體用之複數氣體源。閥群42係包含複數閥，流量控制器群44係包含質流控制器之複數流量控制器。氣體源群40之複數氣體源會分別透過閥群42所對應之閥及流量控制器群44所對應之流量控制器來連接於氣體供給管38。
又，電漿處理裝置10係沿著腔室本體12內壁來裝卸自如地設置有沉積覆蓋體46。沉積覆蓋體46亦會設置於支撐部14外周。沉積覆蓋體46係防止蝕刻副產物(沉積物)會附著於腔室本體12者，並可藉由於鋁材披覆氧化釔等的陶瓷來加以構成。
在腔室本體12底部側及支撐部14與腔室本體12側壁之間係設置有排氣板48。排氣板48係可例如藉由於鋁材披覆氧化釔等的陶瓷來加以構成。排氣板48係形成有會貫穿於其板厚方向的複數孔。此排氣板48下方及腔室本體12係設置有排氣口12e。排氣口12e會透過排氣管52來連接有排氣裝置50。排氣裝置50係具有壓力調整閥及渦輪分子泵等的真空泵，並可將腔室本體12內之空間減壓至所欲真空度。又，腔室本體12側壁係設置有被加工物W之搬出入口12g，此搬出入口12g係可藉由閘閥54來加以開閉。
又，電漿處理裝置10係進一步地具備第1高頻電源62及第2高頻電源64。第1高頻電源62係產生電漿生成用之第1高頻的電源，會產生具有例如27~100MHz頻率之高頻。第1高頻電源62會透過匹配器66來連接於上部電極30。匹配器66係具有用以匹配第1高頻電源62的輸出阻抗與負載側(上部電極30側)之輸入阻抗的電路。另外，第1高頻電源62亦可透過匹配器66來連接於 下部電極LE。
第2高頻電源64係產生用以將離子吸引至被加工物W之第2高頻的電源，會產生例如在400kHz~13.56MHz範圍內之頻率的高頻。第2高頻電源64會透過匹配器68來連接於下部電極LE。匹配器68係具有用以匹配第2高頻電源64之輸出阻抗與負載側(下部電極LE側)之輸入阻抗的電路。
此電漿處理裝置10係將來自複數氣體源中所選擇的一個以上之氣體源的氣體供給至腔室S。又，腔室S之壓力會藉由排氣裝置50來被設定在既定壓力。進一步地，腔室S內之氣體會藉由來自第1高頻電源62之第1高頻來被激發。藉此，來生成電漿。然後，藉由所產生之活性基來處理被加工物W。另外，亦可依需要，而藉由基於第2高頻電源64之第2高頻的偏壓，來將離子吸引至被加工物W。
以下，便就測量器來加以說明。圖4係顯示從上方側來觀察測量器之俯視圖。圖5係顯示從底面側來觀察測量器之仰視圖。圖4及圖5所示之測量器100係具備基底基板102。基底基板102係由例如矽所形成，並具有與被加工物W之形狀相同的形狀，亦即略圓盤形狀。基底基板102之直徑係與被加工物W之直徑相同的直徑，例如300mm。測量器100之形狀及尺寸係藉由此基底基板102之形狀及尺寸來制定。從而，測量器100係具有與被加工物W相同之形狀，並具有與被加工物W相同之尺寸。又，基底基板102之邊緣係形成有凹口102N(或其他標記)。
基底基板102係設置有靜電電容測量用之複數第1感應器104A~104C。複數第1感應器104A~104C會沿著基底基板102之邊緣，而在例如該邊緣之整周等間隔地被加以配列。具體而言，複數各第1感應器104A~104C係以沿著基底基板上面側的邊緣之方式來加以設置。複數第1感應器104A~104C之各前側端面104f會沿著基底基板102之側面。
又，基底基板102係設置有靜電電容測量用之複數第2感應器105A~105C。複數第2感應器105A~105C會沿著基底基板102之邊緣，而在例如該邊緣之整周等間隔地被加以配列。具體而言，複數各第2感應器105A~105C係以沿著基底基板上面側的邊緣之方式來加以設置。複數第2感 應器105A~105C之各感應電極161會沿著基底基板102之底面。又，第2感應器105A~105C與第1感應器104A~104C係在周圍方向中以60°的間隔來交互配列。
基底基板102上面中央係設置有電路基板106。在電路基板106與複數第1感應電極104A~104C之間係設置有用以互相電性連接的配線群108A~108C。又，在電路基板106與複數第2感應器105A~105C之間係設置有用以互相電性連接的配線群208A~208C。電路基板106、配線群108A~108C以及配線群208A~208C會藉由覆蓋體103來加以覆蓋。覆蓋體103係設置有複數開口103a。開口103a之位置會一致於配置在電路基板106的下述供電連結器177a等的位置。
以下，便就第1感應器來詳細說明。圖6係顯示感應器一範例的立體圖。圖7係沿著圖6之VII-VII線所取得的剖面圖。圖8係沿著圖7之VIII-VIII線所取得的剖面圖。圖6~圖8所示之第1感應器104係作為測量器100之複數第1感應器104A~104C來被加以使用的感應器，一範例中係作為晶片狀之構件來被加以構成。另外，下述說明中，會適當參照XYZ直角座標系統。X方向係表示第1感應器104的前方，Y方向係正交於X方向之一方向，並表示第1感應器104的寬度方向，Z方向係正交於X方向及Y方向的方向，並表示第1感應器104之上方。
如圖6~圖8所示，第1感應器104係具有前側端面104f、上面104t、下面104b、一對側面104s以及後側端面104r。前側端面104f係在X方向中構成第1感應器104之前側表面。第1感應器104係以使前側端面104f會相對於中心軸線AX100而朝向放射方向的方式來搭載於測量器100之基底基板102(參照圖4)。又，在將第1感應器104搭載於基底基板102的狀態下，前側端面104f會沿著基底基板102邊緣來加以延伸。從而，在將測量器100配置於靜電夾具ESC上之區域時，前側端面104f會對向於聚焦環FR內緣。
後側端面104r係在X方向中構成第1感應器104之後側表面。在將第1感應器104搭載於基底基板102的狀態下，後側端面104r會位在較前側端面104f要靠近中心軸線AX100。上面104t係在Z方向中構成第1感應器104之上側表 面，下面104b係在Z方向中構成第1感應器104之下側表面。又，一對側面104s係在Y方向中構成第1感應器104之表面。
第1感應器104係具有感應電極143。第1感應器104係可進一步地具有電極141及保護電極142。電極141係由導體所形成。電極141係具有第1部分141a。如圖6及圖7所示，第1部分141a係延伸在X方向及Y方向。
保護電極142係由導體所形成。保護電極142係具有第2部分142a。第2部分142a係在第1部分141a上加以延伸。在第1感應器104內，保護電極142會從電極141被絕緣。如圖6及圖7所示，第2部分142a係在第1部分141a上，延伸於X方向及Y方向。
感應電極143係由導體所形成之感應電極。感應電極143係設置在電極141之第1部分141a及保護電極142之第2部分142a上。感應電極143係在第1感應器104內從電極141及保護電極142來絕緣。感應電極143係具有前面143f。此前面143f係延伸在第1部分141a及第2部分142所交叉的方向。又，前面143f係沿著第1感應器104之前側端面104f來加以延伸。一實施形態中，前面143f係構成第1感應器104之前側端面104f一部分。或者，第1感應器104亦可具有在感應電極143之前面143f前側覆蓋該前面143f的絕緣膜。
如圖6~圖8所示，電極141及保護電極142係可在配置有感應電極143之前面143f的區域側(X方向)開口，並以圍繞感應電極143周圍之方式來加以延伸。亦即，電極141及保護電極142係可在感應電極143上方、後方以及側邊中以圍繞該感應電極143之方式來加以延伸。
又，第1感應器104之前端側面104f係可為具有既定曲率的曲面。在此情況，前側端面104f係在該前側端面之任意位置具有固定曲率，該前側端面104f的曲率可為測量器100之中心軸線AX100與該前側端面104f之間的距離之倒數。此第1感應器104係以前側端面104f的曲率中心會一致於中心軸線AX100的方式來被搭載於基底基板102。
又，第1感應器104係可進一步地具有基板部144、絕緣區域146~148、接點部151~153以及貫孔配線154。基板部144係具有本體部144m及表層部144f。本體部144m係由例如矽所形成。表層部144f會覆蓋本體部144m表面。 表層部144f係由絕緣材料所形成。表層部144f係例如矽之熱氧化膜。
保護電極142之第2部分142a係在基板部144下方延伸，在基板部144與保護電極142之間係設置有絕緣區域146。絕緣區域146係由例如SiO2、SiN、Al2O3或聚醯亞胺所形成。
電極141之第1部分141a係在基板部144及保護電極142之第2部分142a下方延伸。在電極141與保護電極142之間係設置有絕緣區域147。絕緣區域147係由例如SiO2、SiN、Al2O3或聚醯亞胺所形成。
絕緣區域148會構成第1感應器104之上面104t。絕緣區域148係由例如SiO2、SiN、Al2O3或聚醯亞胺所形成。此絕緣區域148係形成有接點部151~153。接點部153係由導體所形成，並連接於感應電極143。具體而言，係藉由貫穿絕緣區域146、保護電極142、絕緣區域147以及電極141的貫孔配線154，來將感應電極143與接點部153互相連接。貫孔配線154周圍係設置有絕緣體，該貫孔配線154係從電極141及保護電極142來絕緣。接點部153會透過設置於基底基板102內之配線183來連接於電路基板106。接點部151及接點部152亦同樣地由導體所形成。接點部151及接點部152會分別透過所對應之貫孔配線來連接於電極141、保護電極142。又，接點部151及接點部152會透過設置於基底基板102的對應配線來連接於電路基板106。
以下，便就第2感應器來詳細說明。圖9係圖5的部分放大圖，並顯示一個第2感應電極。感應電極161之邊緣係一部分成為圓弧形狀。亦即，感應電極161係具有藉由以中心軸線AX100為中心且具有相異半徑的兩個圓弧之內緣(第2邊緣)161a及外緣(第1邊緣161)所制定的平面形狀。複數第2感應器105A~105C的各感應電極161之徑向外側的外緣161b會在共通圓上延伸。又，複數第2感應器105A~105C的各感應電極161之徑向內側的內緣161a會在另一共通圓上延伸。感應電極161之邊緣的一部分曲率會一致於靜電夾具ESC的邊緣曲率。一實施形態中，形成感應電極161之徑向外側邊緣的外緣161b之曲率會一致於靜電夾具ESC之邊緣曲率。另外，外緣161b之曲率中心，亦即外緣161b會在其上延伸之圓的中心會共有中心軸線AX100。
一實施形態中，各第2感應器105A~105C係進一步地包含圍繞感應電極 161之保護電極162。保護電極1612係框狀，並橫跨其整圈來圍繞感應電極161。保護電極162與感應電極161會以使絕緣區域164介設在該等之間的方式來互相分離。又，一實施形態中，各第2感應器105A~105C係進一步地包含在保護電極612外側圍繞該保護電極162的電極163。電極163係框狀，並橫跨其整圈來圍繞保護電極162。保護電極162與電極163會以使絕緣區域165介設在該等之間的方式來互相分離。
以下，便就電路基板106之構成來加以說明。圖10係例示測量器之電路基板構成的圖式。如圖10所示，電路基板106係具有：高頻震盪器171；複數C/V轉換電路172A~172C；複數C/V轉換電路272A~272C；A/D轉換器173；處理器(演算部)174；記憶裝置175；通訊裝置176；以及電源177。
複數各第1感應器104A~104C係會透過複數配線群108A~108C中所對應之配線群來連接於電路基板106。又，複數各第1感應器104A~104C會透過被包含於所對應之配線群的幾個配線來連接於複數C/V轉換電路172A~172C中所對應的C/V轉換電路。複數各第2感應器105A~105C會透過複數配線群208A~208C中所對應之配線群來連接於電路基板106。又，複數各第2感應器105A~105C會透過被包含於所對應之配線群的幾個配線來連接於複數C/V轉換電路272A~272C中所對應的C/V轉換電路。以下，便就會與複數各第1感應器104A~104C相同構成的1個第1感應器104、會與複數各配線群108A~108C相同構成的1個配線群108、會與複數各C/V轉換電路172A~172C相同構成的1個C/V轉換電路172、會與複數各第2感應器105A~105C相同構成的1個第2感應器105、會與複數各配線群208A~208C相同構成的1個配線群208以及會與複數各C/V轉換電路272A~272C相同構成的1個C/V轉換電路272來加以說明。
配線群108係包含配線181~183。配線181一端係連接於電極141所連接的接點部151。此配線181係連接於電路基板106之大地電位G所連接的大地電位線GL。另外，配線181亦可透過開關SWG來連接於大地電位線GL。又，配線182之一端係連接於保護電極142所連接的接點部152，配線182的另端係連接於C/V轉換電路172。又，配線183之一端係連接於感應電極143所連 接的接點部153，配線183之另端係連接於C/V轉換電路172。
配線群208係包含配線281~283。配線281一端係連接於電極163。此配線281係連接於電路基板106之大地電位G所連接的大地電位線GL。另外，配線281亦可透過開關SWG來連接於大地電位線GL。又，配線282之一端係連接於保護電極162，配線282的另端係連接於C/V轉換電路272。又，配線283之一端係連接於感應電極161，配線283之另端係連接於C/V轉換電路272。
高頻震盪器171係連接於所謂電池之電源177，並構成為接收來自該電源177之電力來產生高頻訊號。另外，電源177亦會連接於處理器174、記憶裝置175以及通訊裝置176。高頻震盪器171係具有複數輸出線。高頻震盪器171會透過複數輸出線來將所產生之高頻訊號施加至配線182與配線183以及配線282與配線283。從而，高頻震盪器171便會電性連接於第1感應器104之保護電極142及感應電極143，來自該高頻震盪器171之高頻訊號會被施加至保護電極142及感應電極143。又，高頻震盪器171會電性連接於第2感應器105之感應電極161及保護電極162，來自該高頻震盪器171之高頻訊號會被施加至感應電極161及保護電極162。
C/V轉換電路172之輸入端係連接有配線182及配線183。亦即，C/V轉換電路172之輸入端係連接有第1感應器104之保護電極142及感應電極143。又，C/V轉換電路272之輸入端係分別連接有感應電極161及保護電極162。C/V轉換電路172及C/V轉換電路272係以生成具有對應於其輸入端的電位差之振幅的電壓訊號，而輸出該電壓訊號的方式來加以構成。另外，C/V轉換電路172所連接的感應電極之靜電電容愈大，則該C/V轉換電路172所輸出之電壓訊號的電壓大小會變大。同樣地，C/V轉換電路272所連接的感應電極之靜電電容愈大，則該C/V轉換電路272所輸出之電壓訊號的電壓大小會變大。高頻震盪器171與配線282、配線283與C/V轉換電路272係與高頻震盪器171與配線182、配線183與C/V轉換電路172同樣地連接。
A/D轉換器173之輸入端係連接有C/V轉換電路172及C/V轉換電路272之輸出端。又，A/D轉換器173會連接於處理器174。A/D轉換器173係藉由 來自處理器174之控制訊號來加以控制，而將C/V轉換電路172之輸出訊號(電壓訊號)及C/V轉換電路272之輸出訊號(電壓訊號)轉換為數位值，並作為檢測值來輸出至處理器174。
處理器174係連接有記憶裝置175。記憶裝置175係所謂揮發性記憶體之記憶裝置，並構成為會記憶下述測量數據。又，處理器174係連接有另一記憶裝置178。記憶裝置178係所謂非揮發性記憶體之記憶裝置，並會記憶有藉由處理器174來被讀取而實行的程式。
通訊裝置176係符合任意無線通訊規格的通訊裝置。例如，通訊裝置176係符合Bluetooth(註冊商標)。通訊裝置176係構成為會無線傳送記憶裝置175所記憶的測量數據。
處理器174係構成為藉由實行上述程式來控制測量器100之各部。例如，處理器174會控制：對保護電極142、感應電極143、感應電極161以及保護電極162供給來自高頻震盪器171之高頻訊號；對記憶裝置175供給來自電源177的電力；以及對通訊裝置176供給來自電源177的電力。進一步地，處理器174會藉由實行上述程式，並基於從A/D轉換器173所輸入的檢測值，來取得第1感應器104之測量值及第2感應器105之測量值。
上述所說明之測量器100中，在將測量器100配置於藉由聚焦環FR所圍繞之區域的狀態下，複數感應電極143及保護電極142會與聚焦環FR內緣對向。基於該等感應電極143之訊號與保護電極142之訊號的電位差所生成的測量值係表示反映出複數各感應電極143與聚焦環之間的距離之靜電電容。另外，靜電電容C係以C=εS/d來加以表示。ε係感應電極143之前面143f與聚焦環FR內緣之間的介質之介電率，S係感應電極143之前面143f的面積，d係可視作感應電極143之前面143f與聚焦環FR內緣之間的距離。從而，根據測量器100，便可得到會反映出模仿被加工物W之該測量器100與聚焦環FR之相對位置關係的測量數據。例如，藉由測量器100所取得的複數測量值係感應電極143之前面143f與聚焦環FR內緣之間的距離愈大而愈小。
又，在將測量器100載置於靜電夾具ESC的狀態下，複數感應電極161會對向於靜電夾具ESC。在就1個感應電極161來考量時，於感應電極161會 相對於靜電夾具ESC而偏離於徑向外側的情況，藉由感應電極161所測量的靜電電容會較將測量器100搬送至既定搬送位置的情況下之靜電電容要小。又，於感應電極161會相對於靜電夾具ESC而偏離於徑向內側的情況，藉由感應電極161所測量的靜電電容會較將測量器100搬送至既定搬送位置的情況下之靜電電容要大。
以下，就獲得聚焦環FR所圍繞之區域內所配置的測量器100之中心位置(中心軸線AX100)相對於該區域之中心位置(中心軸線AXF)的偏離量之方法來加以說明。
圖11係概略性地顯示聚焦環FR與被配置於聚焦環FR內側的測量器100的位置關係。圖11中，係顯示聚焦環FR內周與測量器100邊緣。又，圖11係顯示以聚焦環FR之中心軸線AXF為原點的X軸及Y軸的直角座標系，以及以測量器100之中心軸線AX100為原點的X’軸及Y’軸的直角座標系。圖示範例中，係以Y’軸會通過第1感應器104A的方式來加以設定。
如圖所示，聚焦環FR之中心軸線AXF與測量器100之中心軸線AX100的偏離量係以△X及△Y來加以表示。以下，便就△X及△Y的導出方法來加以說明。一實施形態中，係以從複數感應電極143到聚焦環FR內周面的各最短距離之和A會成為固定值的方式來在基底基板102周緣以於周圍方向間隔120°而均等地設置有3個第1感應器104A、104B、104C。圖示範例中，聚焦環FR之內徑Df係302mm，測量器100之外徑Dw係300mm。在此情況下，將從第1感應器104A到聚焦環FR內周面的最短距離作為GA，將從第1感應器104B到聚焦環FR內周面的最短距離作為GB，將從第1感應器104C到聚焦環FR內周面的最短距離作為GC時，便會成立下述算式(3)。
((Df-Dw/2)×3=GA+GB+GC=3.00mm...算式(3)
在此，如上述，由於靜電電容C係以C=εS/d來加以表示，故距離d係以d=εS/C來加以表示。在將「εS」置換為常數a時，距離d便會為d=a/C。由於距離d會對應於上述算式之GA、GB及GC，故在將第1感應器104A之測量值(靜電電容)作為CA，將第1感應器104B之測量值(靜電電容)作為CB，將第1感應器104C之測量值(靜電電容)作為CC時，GA=a/CA、GB=a/CB、GC=a/CC便 會成立。亦即，算式(3)便會轉換為下述算式(4)。
(a/CA)+(a/CB)+(a/CC)=3.00mm...(4)
另外，算式(4)係可一般化為下述算式(5)。亦即，在將N個第1感應器104之測量值作為Ci(i=1,2,3,...,N)時，算式(5)便會成立。在從N個第1感應器104到聚焦環FR內周面的最短距離之和A會成為固定值的情況，和A係可藉由((Df-Dw)/2)×N來計算出。
Figure 107141562-A0305-02-0021-5
在導出△X及△Y的情況，首先，會取得第1感應器104A、104B、104C的各測量值CA、CB、CC。藉由將該等測量值CA、CB、CC帶入上述算式(4)，便可獲得常數a。然後，便可基於常數a與各測量值CA、CB、CC，來導出距離GA、GB、GC。
如本實施形態般，在聚焦環FR之內徑Df與測量器之外徑Dw的差相對於聚焦環FR之內徑Df而相當小的情況，GA的大小便可近似於Y軸上從聚焦環FR內周到測量器100邊緣的距離Y1。亦即下述算式(6)便會成立。
GA≒Y1...(6)
在以原點(中心軸線AX100)為中心而從對稱於第1感應器104A的位置到聚焦環FR內周的距離為GA’時，同樣地，GA’的大小係可近似於Y軸上從聚焦環FR內周到測量器100邊緣的距離Y2。亦即下述算式(7)便會成立。
GA’≒Y2...(7)
其中，Y1及Y2任一者都是Y軸上的距離。因此，Y1與Y2的和便可近似於聚焦環FR之內徑Df與測量器100之外徑Dw的差。亦即，基於算式(6)、(7)來使下述算式(8)成立。
Y1+Y2≒GA+GA’≒2...(8)
由於△Y係可訂定為Y1與Y2之差的1/2，故可如下述算式(9)般來從距離GA獲得△Y。
△Y=(Y2-Y1)/2=1-GA...(9)
同樣地，在X軸上，於將從測量器100邊緣到聚焦環FR內周的距離分別作為X1、X2時，下述算式(10)便會成立。
X1+X2≒2...(10)
又，從第1感應器104B到聚焦環FR的最短距離GB與第1感應器104C到聚焦環FR的最短距離GC的比係如下述算式(11)所示。
X1：X2=GB：GC...(11)
其中，在GC+GB=Z時，便會從算式(10)、(11)並分別以下述算式(12)、(13)來表示X1、X2。
X1=2GB/Z=2GB/(GC+GB)...(12)
X2=2GC/Z=2GC/(GC+GB)...(13)
因此，由於△X會可以下述算式(14)來訂定，故會從距離GC、GB來獲得△X。
△X=(X2-X1)/2=(GC-GB)/(GC+GB)...(14)
如上述，一實施形態中，係可計算出聚焦環FR之中心軸線AXF與配置於聚焦環FR內側之測量器100的中心軸線AX100的偏離量來作為沿著X軸之方向的偏離量△X以及沿著Y軸之方向的偏離量△Y。
接著，便就獲得靜電夾具ESC之中心位置(中心軸線AXE)與配置於靜電夾具ESC上的測量器100之中心軸線AX100的偏離量之方法來加以說明。
圖12係靜電夾具之剖面圖，並表示將被加工物載置於靜電夾具之形態。一實施形態中，靜電夾具ESC係具有：陶瓷製之本體；以及電極E，係設置於本體內。本體係具有圓板形狀，並具有相對於靜電夾具ESC之中心而延伸於周圍方向的周緣。電極E之邊緣係具有圓板形狀，並會在較本體周緣要靠內側處，相對於靜電夾具ESC之中心而延伸於周圍方向。靜電夾具ESC係具有將被加工物W及測量器100載置於其上的載置區域R。載置區域R係具有圓形邊緣。被加工物W及測量器100係具有較載置區域R之外徑要大的外徑。
圖13係顯示測量器相對於靜電夾具之載置區域的搬送位置之圖式。圖13(a)係顯示測量器100之中心位置與靜電夾具之中心位置會一致的情況之 配置。圖13(b)及圖13(c)係顯示測量器100之中心位置與靜電夾具之中心位置會互相偏離的情況之配置。另外，圖13(c)中，聚焦環FR與測量器100會互相干擾。亦即，實際上，並不會有圖13(c)所示之配置。
如圖13(a)所示，在測量器100之中心軸線AX100與靜電夾具ESC之中心軸線AXE會一致的情況，感應電極161之外緣161b(參照圖9)與靜電夾具ESC之外緣會一致。又，在此情況，感應電極161之內緣161a(參照圖9)與電極E之外緣亦可一致。亦即，感應電極161之外緣161b係延伸在以中心軸線AX100為中心之第1圓上，第1圓係具有與靜電夾具ESC之本體周緣的半徑相同之半徑。又，感應電極161之內緣161a係延伸在以中心軸線AX100為中心之第2圓上，第2圓係具有與靜電夾具ESC之電極E周緣的半徑相同之半徑。
如上述，靜電電容C係以C=εS/d來加以表示。其中，距離d係從感應電極161到靜電夾具ESC表面的距離，且為固定。另一方面，S係感應電極161與靜電夾具ESC互相對向的部分之面積。因此，此S會對應於測量器100與靜電夾具ESC之位置關係來改變。例如，如圖13(b)所示，在感應電極161與靜電夾具ESC之重疊長度WX為較小的配置中，S便會較小。其中，重疊長度係可定義為從靜電夾具ESC之周緣到感應電極161中之內緣161a的最短距離。
感應電極161之形狀係可近似於在以中心軸線AX100為中心之圓的徑向與正交於徑向之方向具有邊的矩形。在此情況，S係藉由正交於徑向之方向的邊之長度與重疊長度WX之積來加以表示。在將正交於徑向之方向的邊之長度作為Sa時，S便會藉由Sa與WX之積來加以表示。在此情況，C=εS/d便可改換為C=ε．Sa．WX/d。因此，重疊長度WX係以下述算式(15)來加以表示。
WX=(d/(ε．Sa))C...(15)
其中，藉由將d/(ε．Sa)置換為常數b，便可導出下述算式(16)。
WX=b．C...(16)
如圖13(c)所示，在感應電極161之內緣161a與靜電夾具ESC之外緣一致的狀態下，重疊長度WX便會為零。在此情況，理論上藉由感應電極161所測量出之靜電電容C會為零。於是，本實施形態中，便在重疊長度WX為零 時，以使靜電電容C成為零的方式來校正第2感應器105。另一方面，相較於圖13(a)所示之狀態，在使感應電極161朝靜電夾具ESC之中心軸線AXE側的情況，重疊長度WX便會較感應電極161之徑向長度要大。在此情況，即便重疊長度WX會較大，「S」值仍不會改變。然而，由於電極E會被配置在靜電夾具ESC，故可對應於重疊長度WX的增加，來使靜電電容C增加。
圖14係顯示表示重疊長度與靜電電容C之測量值的關係之圖表。圖14之圖表係例如依各重疊長度WX來圖點出藉由第2感應器105A~105C所測量出之測量值。第2感應器105A~105C之測量值係分別對應於ch.01~ch.03。又，圖14係顯示表示重疊長度與靜電電容之關係的理想線。藉由3個第2感應器所測量出之測定值(靜電電容)係即便重疊長度WX會較感應電極161之徑向長度要大，重疊長度WX仍會以與理想線略相同之方式來上升。另外，本實施形態中，聚焦環FR內徑與測量器100外徑之差為2mm。因此，實際的運用區域便會在重疊長度WX為1.00mm~3.00mm之間。
圖15係概略性地顯示靜電夾具ESC與配置於靜電夾具ESC上之位置的測量器100之位置關係。圖15中，係顯示靜電夾具ESC外緣以及測量器100中沿著感應電極161之內緣的圓(第2圓100N)。又，圖15中，係顯示以靜電夾具ESC之中心位置為原點的X軸及Y軸之直角座標系，以及以測量器100之中心軸線AX100為原點的X’軸及Y’軸之直角座標系。圖示範例中，Y’軸係以會通過第2感應器105A與中心位置的方式來加以設定。
如圖所示，靜電夾具ESC之中心位置與測量器100之中心軸線AX100的偏離量係藉由△X及△Y來加以表示。以下，便就△X及△Y的導出方法來加以說明。一實施形態中，係以從靜電夾具ESC外緣到複數感應電極161內緣的最短距離之和B會成為固定值的方式來在基底基板102周緣以於周圍方向間隔120°而均等地設置有3個第2感應器105A、105B、105C。圖示範例中，靜電夾具ESC之外徑De係297mm，沿著感應電極161內緣之圓的外徑Dw係297mm，感應電極161之徑向長度Ws係2.00mm。在將第2感應器105A之感應電極161的重疊長度作為WA，將第2感應器105B之感應161的重疊長度作為WB，將第2感應器105C之感應161的重疊長度作為WC時，下述算式(17)便會 成立。
(WS-(Wd-De)/2)×3=WA+WB+WC=6.00mm...算式(17)
其中，如上述，由於算式(16)會成立，故在將第2感應器105A之測量值(靜電電容)作為DA，將第2感應器105B之測量值作為DB，將第2感應器105C之測量值作為DC時，WA=b．DA、WB=b．DB、WC=b．DC便會成立。亦即，算式(17)可置換為算式(18)
(b．DA)+(b．DB)+(b．DC)=6.00mm...(18)
另外，此算式(18)係在各感應電極161之重疊長度的和B會成為固定值之情況，便可使用M個測量值Di(i=1,2,3,...,M)來一般化為下述算式(19)。
另外，算式(18)可一般化為下述算式(19)。亦即，在將M個第2感應器105之測量值作為Di(i=1,2,3,...,M)時，算式(19)便會成立。在各感應電極161的重疊長度之和B會成為固定值的情況，和B便可藉由(Ws-(Wd-De)/2)×M來計算出。
Figure 107141562-A0305-02-0025-6
在導出△X及△Y的情況，首先會取得第2感應器105A、105B、105C之各測量值DA、DB、DC。藉由將該等測量值DA、DB、DC帶入上述算式(18)，便可獲得常數b。然後藉由常數b與各測量值DA、DB、DC來導出WA、WB、WC。
WA之大小係可近似於Y軸上從靜電夾具ESC外緣到第2圓100N的距離Y1。亦即，下述算式(20)便會成立。
WA≒Y1...(20)
在將以第2圓100N之原點(中心軸線AX100)為中心而從對稱於第2感應器105A的位置到靜電夾具ESC外緣的距離作為WA’時，WA’之大小可同樣地近似於Y軸上從靜電夾具ESC外緣到第2圓100N的距離Y2。亦即，下述算式(21)便會成立。
WA’≒Y2...(21)
其中，Y1及Y2的任一者都是Y軸上之距離。因此，Y1與Y2之和便可近 似於靜電夾具ESC外徑與第2圓100N之徑的差。亦即，下述算式(22)便會成立。
Y1+Y2≒WA+WA’≒4...(22)
由於△Y可訂定為Y2與Y1之差的1/2，故可如下述算式(23)般，從距離WA來獲得△Y。
△Y=(Y1-Y2)/2=WA-2...(23)
同樣地，在X軸上將從第2圓100N到靜電夾具ESC外緣的距離分別作為X1、X2時，下述算式(24)便會成立。
X1+X2≒4...(24)
又，第2感應器105B之重疊長度WB與第2感應器105C之重疊長度WC之比係如下述算式(25)所示。
X1：X2=WB：WC...算式(25)
其中，在WC+WB=Z時，X1、X2係分別以下列算式(26)、(27)所示。
X1=4WB/Z=4WB/(WC+WB)...(26)
X2=4WC/Z=4WC/(WC+WB)...(27)
因此，由於△X可訂定為下述算式(28)，故可從重疊長度WC、WB來獲得△X。
△X=(X1-X2)/2=2(WB-WC)/(WB+WC)...(28)
如上述，一實施形態中，係可計算出靜電夾具ESC之中心軸線AXF與配置於靜電夾具ESC上的測量器100之中心軸線AX100的偏離量來作為沿著X軸之方向的偏離量△X與沿著Y軸之方向的偏離量△Y。
以下，便就使用測量器100來校正處理系統1之搬送位置資料的方法來加以說明。另外，如上述，處理系統1之搬送裝置TU2係藉由控制部MC來加以控制。一實施形態中，搬送裝置TU2係可基於從控制部MC所傳送之搬送位置資料來將被加工物W及測量器100搬送至靜電夾具ESC的載置區域R上。圖18係顯示一實施形態相關之處理系統的搬送裝置之校正方法的流程圖。
圖18所示之方法MT係首先實行步驟ST1。步驟ST1係藉由搬送裝置TU2 來將測量器100搬送至藉由搬送位置資料所特定出之載置區域R上。具體而言，搬送裝置TU1會將測量器100搬送至裝載互鎖模組LL1及裝載互鎖模組LL2中之一者裝載互鎖模組。然後，搬送裝置TU2便會基於搬送位置資料，從一者裝載互鎖模組來將測量器100搬送至程序模組PM1~PM6中之任一者，而將該測量器100載置於靜電夾具ESC之載置區域R上。搬送位置資料係例如以使測量器100之中心軸線AX100的位置會一致於聚焦環FR或載置區域R之中心位置的方式所預定的座標資料。作為中心位置之基準係可選擇聚焦環FR及載置區域R的任一者，或是藉由操作者來決定。
接著的步驟ST2係讓測量器100進行靜電電容之測量。具體而言，測量器100係取得對應於聚焦環FR與第1感應電極104A~104D之各感應電極161之間的靜電電容大小的複數數位值(測量值)，而將該複數數位值記憶於記憶裝置175。又，測量器100係取得對應於靜電夾具ESC的載置區域R與第2感應器105A~105D之各感應電極161之間的靜電電容大小的複數數位值(測量值)，而將該複數數位值記憶於記憶裝置175。另外，複數數位值係可在處理器174之控制下以預定之時機點來加以取得。
接著的步驟ST3係將測量器100從程序模組搬出，而回到移轉模組TF、裝載互鎖模組LL1,LL2、裝載模組LM及容器4a~4d的任一者。接著的步驟ST4係使用上述獲得偏離量之方法，而從步驟ST2所取得的測量值來導出聚焦環FR之中心位置與測量器100之中心位置的偏離量，以及靜電夾具ESC之中心位置與測量器100之中心位置的偏離量來作為搬送位置之誤差。一實施形態之步驟ST4係首先將被記憶於記憶裝置175的複數數位值傳送至控制部MC。複數數位值係可藉由來自控制部MC之指令而從通訊裝置176來傳送至控制部MC，或是基於電路基板106所設置之計時器的計數並藉由處理器174的控制，來以既定時機點傳送至控制部MC。接著，控制部MC便會基於所接收的複數數位值，來導出測量器100之搬送位置的偏離量。
在測量器100之搬送位置的偏離量較既定閾值要大的情況，便會在接著的步驟ST5中判斷為需要進行搬送位置資料之校正。在此情況下，步驟ST6便會以去除偏離量的方式藉由控制部MC來修正搬送位置資料。然後，步驟 ST7便會再次將測量器100搬送至與先前才搬送出測量器100後之程序模組相同的程序模組，而再次實行步驟ST2~步驟ST5。另一方面，在測量器100之搬送位置的偏離量較既定閾值要小的情況，便會在步驟ST5中判斷為無需進行搬送位置資料之校正。在此情況，步驟ST8便會判斷是否要將測量器100搬送至下一個應搬送有測量器100的另一程序模組。在還留有下一個應搬送有測量器100的另一程序模組的情況，接著的步驟ST9中，係將測量器100搬送至該另一程序模組，而實行步驟ST2~步驟ST5。另一方面，在未留有下一個應搬送有測量器100的另一程序模組的情況，便結束方法MT。
如此般，根據使用測量器100之方法MT，便會藉由測量器100來提供在搬送裝置TU2之搬送所使用的搬送位置資料之校正中所可使用的複數數位值。藉由使用相關複數數位值，便可對應於需要來校正搬送位置資料。藉由將此般所校正後之搬送位置資料用於搬送裝置TU2的被加工物W的搬送，便可將被加工物W搬送至既定搬送位置。又，由於可分別取得以聚焦環FR為基準的情況之偏離量，以及以靜電夾具ESC為基準的情況之偏離量，故可對應於處理內容來選擇是否以聚焦環FR及靜電夾具ESC之任一者為基準。
如上述說明，由於藉由測量器所取得之複數各測量值係與感應電極與聚焦環之間的最短距離成反比，故會以Ci=a/d來加以定義。其中，d係感應電極與聚焦環之間的最短距離。常數a係具有聚焦環之中心位置與測量器之中心位置為相同的位置關係，但會對應於機體差異或聚焦環之耗損而改變。第1態樣相關之方法中，由於會以滿足數學式(1)之方式來配置複數感應電極，故會從複數測量值Ci並基於數學式(1)來獲得常數a。然後，從各常數a與複數測量值Ci來精度良好地獲得複數距離。根據第1態樣相關之方法，便可從此般所獲得之複數距離，以高精度來獲得測量器之偏離量。
又，由於靜電電容會與電極面積成正比，故藉由測量器所取得之複數各測量值便會對應於從第2邊緣到靜電夾具周緣的最短距離來增加。亦即，藉由測量器所取得之複數各測量值係以Di=1/b×WX來加以定義。其中，WX係從第2邊緣到靜電夾具周緣的最短距離。常數b係具有靜電夾具之中心位 置與測量器之中心位置為相同的位置關係，但會對應於機體差異或靜電夾具之耗損而改變。第2態樣相關之方法中，由於會以滿足數學式(2)之方式來配置複數感應電極，故會從複數測量值Di並基於數學式(2)來獲得常數b。然後，從各常數b與複數測量值Di來精度良好地獲得複數距離。根據第2態樣相關之方法，便可從此般所獲得之複數距離，以高精度來獲得測量器之偏離量。
接著，便就測量器之其他實施形態來加以說明。圖16係一形態相關之測量器的俯視圖。圖16所示之測量器200係具備具有上側部分102b及下側部分102a的基底基板102。基底基板102之上側部分102b係設置有複數第1感應器104A~104H。複數第1感應器104A~104H係沿著基底基板102之邊緣，來在例如該邊緣之整周等間隔地加以配列。亦即，第1感應器104A與第1感應器104E係以中心軸線AX200為中心來配置於對稱位置。第1感應器104B與第1感應器104F係以中心軸線AX200為中心來配置於對稱位置。第1感應器104C與第1感應器104G係以中心軸線AX200為中心來配置於對稱位置。第1感應器104D與第1感應器104H係以中心軸線AX200為中心來配置於對稱位置。
基底基板102之上側部分102b上面係提供凹部102r。凹部102r係包含中央區域102c及複數放射區域102h。中央區域102c係與中心軸線AX200交叉的區域。中心軸線AX200係使基底基板102中心通過於板厚方向的軸線。中央區域102c係設置有電路基板106。複數放射區域102h係從中央區域102c朝向分別配置有複數第1感應器104A~104H的區域，而相對於中心軸線AX200來延伸於放射方向。複數放射區域102h係設置有用以將複數第1感應器104A~104H電性連接於電路基板106的配線群108A~108H。配線群108A~108H係具有與測量器之配線群108相同的構成。
以下，便就獲得聚焦環FR之中心位置與配置於聚焦環FR內側之測量器200的中心位置的偏離量之方法來加以說明。
圖17係概略性地顯示聚焦環FR與配置於聚焦環FR內側之測量器200之位置關係。圖17係顯示聚焦環FR內周與測量器200邊緣。又，圖17係顯示以 聚焦環FR之中心位置為原點的X軸與Y軸之直角座標系，以及以測量器200之中心位置為原點的X’軸與Y’軸之直角座標系。圖示範例中，Y’軸會以通過第1感應器104A、104E及中心位置的方式來加以設定。又，圖示範例中，X’軸會以通過第1感應器104C、104G及中心位置的方式來加以設定。另外，下述所示之方法中，係基於第1感應器104A、104E來計算出Y軸方向的偏離量△Y，基於第1感應器104C、104G來計算出X軸方向的偏離量△X。因此，圖17並未顯示出其他第1感應器104B、104D、104F、104H。
以下，便就△X及△Y之導出方法來加以說明。本實施形態中，係在第1感應器104A與第1感應器104E中，使從複數感應電極143到聚焦環FR內周面的各最短距離之和A成為固定值。又，在第1感應器104C及第1感應器104G中，使從複數感應電極143到聚焦環FR內周面的各最短距離之和A成為固定值。圖示範例中，聚焦環FR之內徑Df係302mm，測量器100之外徑Dw係300mm。在此情況，在將從第1感應器104A到聚焦環FR內周的最短距離作為GA，將從第1感應器104C到聚焦環FR內周的最短距離作為GC，將從第1感應器104E到聚焦環FR內周的最短距離作為GE，將從第1感應器104G到聚焦環FR內周的最短距離作為GG時，下述算式(29)、(30)便會成立。
GA+GE=2.00mm...(29)
GC+GG=2.00mm...(30)
在將第1感應器104A之測量值(靜電電容)作為CA，將第1感應器104C之測量值(靜電電容)作為CC，將第1感應器104E之測量值(靜電電容)作為CE，將第1感應器104G之測量值(靜電電容)作為CG時，GA=a/CA，GC=a/CC，GE=a/CE，GG=a/CG便會成立。上述算式便會轉換為下述算式(31)、(32)。
(a/CA)+(a/CE)=2.00mm...(31)
(a/CC)+(a/CG)=2.00mm...(32)
在導出△X及△Y的情況，首先會取得CA、CC、CE、CG。藉由將該等測量值CA、CC、CE、CG帶入上述算式(31)、(32)，便可獲得常數a。然後，藉由常數a及該等測量值CA、CC、CE、CG，來導出GA、GC、GE、GG。
由於△Y可訂定為Y2與Y1之差的1/2，故會如下述算式(33)般，從距離 GA、GE來獲得△Y。
△Y=(GE-GA)/2...(33)
同樣，由於△X可訂定為X2與X1之差的1/2，故會如下述算式(34)般，從距離GC、GD來獲得△X。
△X=(GG-GC)/2...(34)
如上述，本實施形態中，便可計算出聚焦環FR之中心位置與配置於聚焦環FR內側的測量器100之中心軸線AX100的偏離量來做為沿著X軸之方向的偏離量△X，以及沿著Y軸之方向的偏離量△Y。
以上，雖已就實施形態來加以說明，但並不限於上述實施形態而可構成各種變形態樣。
例如，測量器所搭載的第1感應器及第2感應器的個數並不限於上述實施形態。第1感應器及第2感應器之個數均可為3個以上的任意個數。又，在僅欲取得一軸向之偏離量的情況，感應器之個數便可為2個。
又，作為另一實施形態，可搭載於測量器100、200的第1感應器亦可為另一感應器。圖19係另一實施形態相關之第1感應器的剖面圖。圖19係顯示第1感應器204之縱剖面圖，又，聚焦環FR會與第1感應器204一同被顯示。
第1感應器204係具有第1電極241、第2電極242以及第3電極243。又，一實施形態中，第1感應器204係可進一步地具有基板部244及絕緣區域247。
基板部244係由例如硼矽玻璃或石英所形成。基板部244係具有上面244a、下面244b以及前側端面244c。第2電極242係設置在基板部244之下面244b下方，並延伸於X方向及Y方向。又，第1電極241會透過絕緣區域247來設置於第2電極242下方，並延伸於X方向及Y方向。
基板部244之前側端面244c會形成為多段狀。前側端面244c之下側部分244d會較該前側端面244c之上側部分244u要朝聚焦環FR側突出。第3電極243會沿著前側端面244c之上側部分244u來加以延伸。
在使用此第1感應器204來作為測量器100之感應器的情況，第1電極241會連接於配線181，第2電極242會連接於配線182，第3電極243會連接於配線183。
第1感應器204中，為感應電極之第3電極243便會藉由第1電極241及第2電極242而相對於第1感應器204下方來被遮蔽。從而，藉由此第1感應器204，便可在特定方向，亦即第3電極243之前面243f所朝向的方向(X方向)帶有高指向性地來測量靜電電容。
100:測量器
104A~C:第1感應器
FR:聚焦環
AX100:中心軸線
AXF:中心軸線
Y1、Y2、X1、X2、GA、GA’、GB、GC:距離
△X、△Y:偏離量
X、Y、X’、Y’:軸

Claims (4)

  1. 一種方法，係獲得測量器之偏離量的方法，該偏離量係配置於藉由聚焦環所圍繞之區域內的該測量器之中心位置相對於該區域的中心位置之偏離量；該測量器係具有：圓盤狀之基底基板；複數感應電極，係設置於該基底基板；高頻震盪器，係以將高頻訊號施加至該複數感應電極的方式來加以設置；以及演算部，係以從該複數感應電極之電位所對應的複數檢測值，而分別計算出表示該複數感應電極之各靜電電容的複數測量值之方式來加以構成；該複數感應電極係在將該測量器配置於該區域內的狀態下，以從該複數感應電極到該聚焦環的內周面的各最短距離之和A會成為固定值的方式來設置於該基底基板的周緣；該和A係滿足下列數學式(1)：
    Figure 107141562-A0305-02-0033-7
     其中，N係該複數感應電極的個數，Ci係該複數測量值，a係常數；該方法係包含：藉由配置於該區域內之該測量器來計算出該複數測量值Ci的步驟；使用所計算出之該複數測量值Ci來計算出該數學式(1)之該常數a的步驟；使用所計算出之該常數a及該複數測量值Ci，來計算出複數距離之步驟，該複數距離係個別表示從該複數感應電極到該聚焦環的內周面的距離；以及從計算出之該複數距離來計算出該偏離量的步驟。
  2. 一種方法，係獲得測量器之偏離量的方法，該偏離量係配置於靜電夾具上之測量器的中心位置相對於該靜電夾具的中心位置之偏離量；該測量器係具有：圓盤狀之基底基板；複數感應電極，係相對於該基底基板的中心軸線而配列於周圍方向，並會沿著該基底基板的底面來加以設置；高頻震盪器，係以將高頻訊號施加至該複數感應電極的方式來加以設置；以及演算部，係以從該複數感應電極之電位所對應的複數檢測值，而分別計算出表示該複數感應電極之各靜電電容的複數測量值之方式來加以構成；該靜電夾具係具有：陶瓷製之本體，係具有相對於該靜電夾具之中心而延伸於周圍方向的周緣；以及電極，係設置於該本體內；該靜電夾具之該電極的邊緣係在較該本體之該周緣要靠內側處，相對於該靜電夾具之該中心而延伸於周圍方向；該複數感應電極之各徑向外側的第1邊緣係延伸在第1圓上，該第1圓係具有與該靜電夾具之該本體的該周緣之半徑相同的半徑，並與該基底基板共有該中心軸線；該複數感應電極之各徑向內側的第2邊緣係延伸在第2圓上，該第2圓係具有與該靜電夾具之該電極的該邊緣之半徑相同的半徑，並與該基底基板共有該中心軸線；該複數感應電極係在將該測量器配置於該靜電夾具上的狀態下，以從該複數感應電極之該第2邊緣到該靜電夾具的該周緣的各最短距離之和B會成為固定值的方式來加以設置；該和B係滿足下列數學式(2)：
    Figure 107141562-A0305-02-0034-8
     其中，M係該複數感應電極的個數，Di係該複數測量值，b係常數；該方法係包含：藉由配置於該靜電夾具上之該測量器來計算出該複數測量值Di的步驟；使用所計算出之該複數測量值Di來計算出該數學式(2)之該常數b的步驟；使用所計算出之該常數b及該複數測量值Di，來計算出複數距離之步驟，該複數距離係個別表示從該複數感應電極之該第2邊緣到該靜電夾具的周緣的距離；以及從計算出之該複數距離來計算出該偏離量的步驟。
  3. 一種方法，係使用如申請專利範圍第1項之方法來校正處理系統之搬送位置資料的方法；該處理系統係具備：處理裝置，係具有：腔室本體；以及載置台，係設置於藉由該腔室本體所提供之腔室內；以及搬送裝置，係基於搬送位置資料來將被加工物搬送至該載置台上且為藉由該聚焦環所圍繞之該區域內；該方法係包含：使用該搬送裝置來將該測量器搬送至藉由該搬送位置資料所特定出之該區域內的位置之步驟；使用如申請專利範圍第1項之方法，來計算出該偏離量之步驟；以及使用該偏離量來校正該搬送位置資料之步驟。
  4. 一種方法，係使用如申請專利範圍第2項之方法來校正處理系統之搬送位置資料的方法；該處理系統係具備：處理裝置，係具有：腔室本體；以及該靜電夾具，係設置於藉由該腔室本體所提供之腔室內；以及搬送裝置，係基於搬送位置資料來將被加工物搬送至該靜電夾具上；該方法係包含： 使用該搬送裝置來將該測量器搬送至藉由該搬送位置資料所特定出之該靜電夾具上的位置之步驟；使用如申請專利範圍第2項之方法，來計算出該偏離量之步驟；以及使用該偏離量來校正該搬送位置資料之步驟。
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