CN109219863A - 基板距离监控 - Google Patents

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Abstract

于此公开的实施方式包括一种具有传感器组件的面板，一种具有所述传感器组件的处理腔室、及在处理腔室中用于监控基板的方法。在一个实施方式中，面板经配置以将处理气体导入等离子体处理腔室中。面板具有一个或多个孔。传感器组件设置于一个或多个孔中。传感器组件具有传感器及控制器。

Description

基板距离监控
技术领域
本发明的实施方式一般地涉及用于制造微电子装置的等离子体处理腔室，且更具体而言，涉及使用于判定针对其中的基板的处理参数的传感器。
背景技术
在高精确度制造中(例如半导体制造)，在制造操作期间基板可能需要由夹具精确地固持以增加均匀的品质及减少缺陷。在一些制造操作中，可使用加热的基板支撑件为夹具以在一个或多个制造操作期间支撑基板。
在半导体基板处理腔室中，许多工艺对基板与腔室中所使用喷淋头的面板之间所限定的空隙(间隔)非常敏感，该空隙用以提供处理基板的气体。跨基板的空隙的均匀性为获得满意的基板处理结果的重要因素。此外，当冷基板放置于处理腔室内的基板支撑件上时，腔室处理温度高造成冷基板的热膨胀，而可导致处理及传输问题。在一些工艺中，例如使用旋转基板支撑件的原子层沉积(ALD)，早期侦测到基板不在(out of pocket，OOP)将避免相关联于腔室恢复的高成本，导因于基板撞击喷淋头并破坏腔室内部。
因此，存有对用于监控基板支撑件上基板的位置的改良方法及设备的需求。
发明内容
于此公开的实施方式包括一种具有传感器组件的面板，一种具有所述传感器组件的处理腔室，及一种用于监控基板距离的方法。在一个实施方式中，面板经配置以将处理气体导入等离子体处理腔室中。传感器组件设置于在面板中形成的孔中。可操作传感器组件以提供指示基板放置于面板下方的距离的测度(metric)。
在另一实施方式中，处理腔室具有腔室主体。该腔室主体具有腔室盖、腔室壁及腔室底部，其中该腔室主体包围腔室内部容积。具有工件支撑表面的基板支撑件设置于腔室内部容积中。面板在内部容积中由腔室盖支撑。面板经配置以将处理气体导入等离子体处理腔室。传感器组件设置于在面板中形成的孔中。可操作传感器组件以提供指示放置基板放置于面板下方的距离的测度。
将在以下说明书中详细阐述其他特征及优点，且对发明所属领域技术人员而言，其中部分将自说明书而显而易见，或者通过实施于此描述包含说明书、权利要求书、以及所附图式在内的实施方式来理解，。
应理解前述一般描述及以下详细描述仅为示例性，而非意欲提供对权利要求的本质及特性的理解的概括或框架。包含所附图式以提供进一步理解，且可并入说明书中而构成本说明书的一部分。图式绘示一个或多个实施方式，且与说明书一起用以说明多种实施方式的原则及操作。
附图说明
以上简要概述的本发明实施方式的上述详述特征、以及本发明实施方式的更特定描述可以通过参照本发明的实施方式来获得，其中一些实施方式绘示于所附图式中。然而，应注意所附图式仅绘示本发明典型的实施方式，因而不应视为对本发明的范围的限制，因为本发明实施方式可允许其他等同有效的实施方式。
图1为具有安装于其中的喷淋头及基板支撑件的示例性等离子体处理腔室的示意侧视图。
图2为根据一个实施方式的关于具有间隔的传感器组件的喷淋头的底部平面图。
图3为根据另一实施方式的关于具有间隔的传感器组件的喷淋头的底部平面图。
图4为关于处理腔室的内部部分的示意侧视图。
图5图示关于具有致动器的喷淋头的一个实施方式，所述致动器用于调整处理腔室内喷淋头的位置。
图6图示关于具有致动器的喷淋头的另一实施方式，所述致动器用于调整处理腔室内喷淋头的位置。
图7图示关于具有致动器的基板支撑件的一个实施方式，所述致动器用于调整处理腔室内基板支撑件的位置。
图8图示关于具有致动器的基板支撑件的另一实施方式，所述致动器用于调整处理腔室内基板支撑件的位置。
图9为具有装设于背侧气体穿孔中的传感器组件的基板支撑件的部分横截面等距图。
图10A为圆锥形弹簧支座的分离板的等距图。
图10B为圆锥形弹簧支座的平面图。
图11为传感器外壳的装设头的横截面透视图。
图12A至12C为传感器头的实例配置。
图13A至13B为实例弹簧。
具体实施方式
现在参考实施方式的细节，实施方式的实例图示于所附图式中，其中展示一些但并非所有实施方式。事实上，可以许多不同形式实现其构思，且于此不应解释为限制；反之，提供这些实施方式使得本公开内容满足可应用的合法需求。尽可能地，使用相似的附图标号标示相似的部件或零件。
于此公开的实施方式包含设置于孔中的传感器组件，该孔在经配置以将处理气体提供到半导体处理腔室中的喷淋头的面板中形成。传感器组件允许得到在处理腔室内设置于基板支撑件上的基板及面板之间的距离。可操作传感器组件以提供指示基板放置于面板下方的距离的测度。当使用多个传感器组件时，和/或当基板在一个或多个传感器组件下旋转时，可使用由一个或多个传感器组件的传感器所获得的测度以侦测指示设置于基板支撑表面的基板的未对准或基板放置成超出处理参数的测度。此外，也可使用设置于面板上多个位置处的传感器组件以判定升降销及基板支撑件是否正确放置以用于处理。传感器组件可提供至设置于基板支撑件上的基板的距离的即时量测以用于精细调谐工艺参数。例如，控制系统可使用自传感器组件所获得的距离信息以修改基板支撑件的高度以维持基板及喷淋头之间的目标距离或检查基板对准及不在的问题和/或以实质平行定向来对准面板及基板。在此方式中，可紧紧控制用于设置于基板支撑件上的基板的处理参数，且可防止由未对准或不在问题导致的基板损坏。在一个实例中，传感器组件可为激光传感器，使用以监控基板及喷淋头的面板之间的空隙值，以判定基板是否不在基板支撑件上形成的接收处。传感器组件也提供即时基板至面板的距离信息，该距离信息可使用于即时工艺控制。在一些配置中，传感器组件也可能够探测基板中的弯曲且提供反馈以影响用于确保设置于基板上的薄膜品质的正确量测。
图1根据一个实施方式图示具有喷淋头组件112的化学气相沉积(CVD)处理腔室100。处理腔室100包含具有侧壁104、底部105、及盖106的腔室主体102。侧壁104及盖106界定内部容积108。可在侧壁104中形成基板传输口110以传输基板进入及离开内部容积108。
处理腔室100具有耦接至处理腔室100的控制系统198。控制系统198包含中央处理单元(CPU)192、存储器194、及支援电路196。使用控制系统198以控制处理腔室100。当由CPU192执行软件例行程序时，将CPU 192转换成特定用途电脑(控制器)190以控制工艺及设置于处理腔室100的内部容积108内的仪器。
基板支撑件126设置于处理腔室100的内部容积108内喷淋头组件112下方。基板支撑件126可垂直地在降低装载位置(如所示)及升高处理位置(未示出)之间移动。基板支撑件126经配置以在处理期间支撑基板101。基板支撑件126可包括可移动地穿过基板支撑件126设置的多个升降销128。可致动升降销128以自基板支撑件126的支撑表面130突出，因而基板101放置成与基板支撑件126间隔开的关系以便于使用传输机械手(未示出)经由基板传输口110传输。
喷淋头组件112设置于内部容积108中且耦接至盖106。喷淋头组件112包括下方板114及面板118。下方板114放置于盖106下方，使得在下方板114及盖106之间形成第一充气部120。在一个实施方式中，喷淋头组件112进一步包括置于下方板114及面板118之间的扩散板116。扩散板116形成下方板114及扩散板116之间的第二充气部124及扩散板116及面板118之间的第三充气部122。
第一充气部120经配置以自耦接至惰性气源144的气体输送系统180接收惰性气体。下方板114经配置以自第一充气部120提供惰性气体至第二充气部124。下方板114包括多个孔隙132。孔隙132允许第一充气部120及第二充气部124之间的流体连通。在下方板114中在第一充气部120底下放置多个孔隙132。
处理腔室100进一步包含中央管道138。中央管道138穿过盖106而形成且通入第二充气部124。中央管道138经配置以自处理气源140提供处理气体至第二充气部124。在第二充气部124中，由中央管道138所供应的处理气体与自下方板114提供的惰性气体混合。可在第一充气部120和/或第二充气部124中产生多个区以允许离开面板118及输送至基板101的处理气体分布中的梯度，用以改良膜的沉积性质。在一些实施方式中，均匀地提供离开面板118及输送至基板101的处理气体分布。
扩散板116包括多个孔隙134。多个孔隙134允许第二充气部124及第三充气部122之间的流体连通。扩散板116经配置以分散提供至第三充气部122的气体混合物。第三充气部122与在面板118及基板支撑件126之间界定的处理区域142经由穿过面板118形成的多个孔隙或气体通孔136来流体连通。孔隙134允许第三充气部122及处理区域142之间的流体连通。
面板118具有盘状主体119。面板118具有面对处理腔室100的处理区域142的底部表面152，及相对于底部表面152的顶部表面154。在一个实施方式中，顶部表面154面对第三充气部122。在面板118及基板支撑件126上支撑的基板101之间界定空隙190。空隙190为基板101及面板118之间距离的量度(measure)。空隙190可自当基板支撑件126位于升高处理位置时的最小值至当基板支撑件126位于降低装载位置时的最大值的范围内变化。
盘状主体119可具有设置于盘状主体119中的一个或多个传感器组件170。传感器组件170可与控制系统198连通。可操作传感器组件170以提供指示空隙190的测度。可使用该测度以判定支撑表面172上的基板101的位置。在一个实例中，提供由传感器组件170所提供的测度至控制系统198，以基于传感器组件170所量测的至基板101的距离来使用该测度以判定面板118及基板101之间的空隙190。在此方式中，控制系统198可通过调整基板支撑件的高度来调整空隙190，以维持整个空隙190所需(亦即，目标)距离。可使用传感器组件170所提供的测度以判定仪器问题，例如卡住的升降销、基板支撑件未对准、基板101耗尽平坦度或未对准、和/或将空隙190维持在目标范围以用于额外的工艺控制以改善膜品质。
在判定空隙190之后，控制系统198可修改基板支撑件126或升降销109位置以适当地对准基板101以维持基板101与喷淋头组件112的喷淋头面板118的平坦表面，亦即，平坦度。此外，如果来自传感器组件170的测度指示出处理参数超出目标值或损坏处理腔室100或基板101可能要发生，控制器198可暂停基板101的处理。控制器也可调整喷淋头组件112的面板118以适当地与基板101对准。
面板118可由多个致动器150附接至扩散板116。致动器150可为线性致动器、平行运动精确定位系统，例如六足器(hexapod)、或其他合适的致动器。致动器150可独立于彼此移动以定向面板118的底部表面152。例如，当其他致动器150缩回以定向面板118的底部表面152的平面为实质与设置于基板支撑件126上的基板101的平面平行时，一个或多个致动器150可延伸。或者，一个或多个致动器150可附接至基板支撑件126以定向支撑表面130成一位置，其中设置于支撑表面130上的基板101的平面实质与面板118的平面平行。
简短转至图5及6，图示关于具有致动器150的喷淋头的示例实施方式。图5图示关于具有致动器150的喷淋头组件112的一个实施方式，以用于调整处理腔室100内喷淋头组件112的位置。在喷淋头组件112中的面板118的盘状主体119具有外周边518。可沿着外周边518设置致动器150。盘状主体119可具有设置于一个末端的第一致动器551及设置于相对末端的第二致动器552。每一致动器150在箭头520所示的向上方向及箭头510所示的向下方向之间的垂直方向中可移动。虚线530图示基板101的平面(未示出)。传感器组件170可指示底部表面152距基板101的距离。第一致动器501与第二致动器502合作而在向上(520)或向下(510)方向中移动，而以与指示基板101平面的虚线530平行定向来放置底部表面152。因为虚线530所指示的基板101的平面可针对每一或后续在处理腔室100中经受处理的基板101而不同，可通过用传感器组件170量测空隙190及调整第一及第二致动器551、552以定向平行于基板101的面板118的底部表面152，来判定指示基板101平面的虚线530。
图6图示关于具有致动器150的喷淋头组件112的另一实施方式，以用于调整处理腔室100内喷淋头组件112的位置。喷淋头组件112的面板118可具有沿着面板118的中央线690的主干618。多个致动器150可附接主干618与设置于扩散板116上的喷淋头支座622。可第一致动器651设置成与第二致动器652相对以调整面板118的底部表面152的倾角(inclination)。例如，第一致动器651可调整向上611以增加位置601处的第一空隙值，同时第二致动器652调整向下613以减少602处的第二空隙值。传感器组件170可量测沿着底部表面152长度的空隙190，且提供该量测值至控制器以相应地调整致动器150，因而建立与基板101平行的底部表面152。
图7图示用于具有致动器150的基板支撑件126的一个实施方式，以用于调整处理腔室100内基板支撑件126的位置。基板支撑件126设置于主干726上。可沿着基板支撑件126的中央线790设置主干726。多个致动器150可附接主干726至支撑支座714。支撑支座714可附接至升降器710，可操作升降器710以使整个基板支撑件126向上711及向下713移动。支撑支座714的部分715可延伸至主干726的内部727。致动器150可移动地连接支撑基板支撑件126的主干726至支撑支座714。致动器150可包括多个致动器，例如第一致动器751及第二致动器752。第一及第二致动器751、752可附接支撑支座714的部分715的相对侧至主干726。第一及第二致动器751、752可沿着多个轴操作。例如，第一及第二致动器751、752可为可沿着六个不同移动轴操作的六足器定位器，以调整基板支撑件126的对准。例如，第一致动器751可调整向上711以增加位置781处的第一空隙，同时第二致动器752调整向下713以减少位置782处的第二空隙值。设置于面板118中的传感器组件170可量测沿着底部表面152长度的空隙190(例如，位置781、782处的第一及第二空隙的值)，且提供这些值至控制器以调整第一及第二致动器751、752，以建立设置于基板支撑件126上的基板101及面板118之间的平行定向。
图8图示关于具有致动器150的基板支撑件126的另一实施方式，以用于调整处理腔室100内基板支撑件126的位置。升降器710类似地附接至装设中心741。然而，在此实施方式中，致动器150设置于主干726的直径826及装设中心741之间。可具有两个或更多个致动器150(例如，四个致动器150)，可在主干726及装设中心741之间操作。例如，第一致动器851及第二致动器852可操作以调整基板支撑件126而以平行方式对准设置于基板支撑件126上的基板101及面板118。
也预期：可延伸设置于处理腔室100中的传感器组件170以制造其他产品，其中需要相关于正在处理工件的偏离的信息在纳米或在微米层级。接着，可依据传感器组件170所提供的数据使用反馈环路(feedback loop)控制操作参数，以改良这些产品生产中的处理控制。
现在额外地参考图2，现在讨论面板118及传感器组件170的位置。图2为具有传感器组件170的面板118的底部平面图，传感器组件170跨面板118的底部表面218间隔。底部表面218经配置以暴露于处理腔室的处理区域142(亦即，面对基板101)且实质平行于基板支撑件126的支撑表面130。
面板118具有多个气体通孔136(在图1中示出)。面板118具有一个或多个传感器装设孔210。传感器组件170装设于面板118的传感器装设孔210中。或者，传感器组件170可装设于气体通孔136中。下方进一步相关于图9讨论传感器组件170位置的可替代布置。传感器装设孔210的形状不限于圆形孔。例如，传感器装设孔210可为圆锥形、正方形、或其他适于接收其中的传感器组件170的形状。传感器装设孔210可为激光钻孔、机械加工或以诸如3D打印之类的其他合适方式形成。在一个实施方式中，放置传感器组件170于面板118的存在的原位微观(ISM)口中。在另一实施方式中，一个或多个气体通孔136被配置为传感器装设孔210以接收传感器组件170。
在一个实施方式中，面板118具有三个传感器装设孔210，每一孔210接收一个相应的传感器组件170。在面板118中形成的传感器装设孔210也标示为第一传感器装设孔201、第二传感器装设孔202、及第三传感器装设孔203。第一、第二及第三传感器装设孔201、202、203中的每个可类似地配置以接收传感器组件170。第一、第二及第三传感器装设孔201、202、203可等距间隔。例如，第一、第二及第三传感器装设孔201、202、203可绕着共用半径上的面板118的中央278相等地间隔。面板118的中央278与基板支撑件126的中央对准，因而也与基板101的中央对准。可放置第一、第二及第三传感器装设孔201、202、203接近面板118的外周边216。或者，可放置第三传感器装设孔203较第一、第二传感器装设孔201、202更靠近中央278。在此方式中，设置于其中的传感器可能够侦测空隙190在自中央278至外周边216的不同半径处的差异。
可布置第一、第二及第三传感器装设孔201、202、203的位置，使得设置于其中的这些传感器组件170可在量测空隙190时侦测相对于面板118的基板101的表面的定向。例如，分别装设于第一、第二及第三传感器装设孔201、202、203中的三个传感器组件170可能能够判定基板表面的平面且比较所判定的基板表面的平面相对于基板表面的所需或目标平面的倾角，一般而言需为平行于基板支撑件126的支撑表面130且垂直于基板支撑件126的中央线。若基板表面未驻于目标平面中，控制系统198可判定基板可未适当地装载，是弯曲、正在移动或震动、或其他非理想地安置以用于处理。控制系统198可停止处理或发出警告信号，例如警报、电子邮件、电子通知或类似信号，以响应于判定基板101未驻于目标平面中。
如上方讨论，传感器组件170可设置于在面板118中形成的穿孔中，例如气体通孔136。传感器组件170可为多孔且允许流体(例如，处理气体)横贯穿过传感器组件170。例如，传感器组件170可具有通路，准许处理气体通过传感器组件170。转至图9，图9为在图1中示出的面板118的部分横截面视图，面板118具有装设于气体通孔136中的传感器组件170。沿着气体通孔136的中央提供垂直线998。仅图示垂直线998以示出定向。于面板118中装设传感器组件170所处的气体通孔136的形状(其中)不限于圆形孔。孔可为激光钻孔、机械加工或以其他合适方式形成。
传感器组件170包括传感器980及传感器外壳920。传感器920可为基于光纤的传感器，例如Fabry-Pérot传感器(FPS)、或干涉仪、或其他适于量测小偏离的传感器。在一个实施方式中，传感器980为FPS。传感器980与控制系统通讯。在一个实施方式中，传感器980可具有通讯连接件984硬布线(hardwired)至控制器。替代地，传感器组件170可与控制系统无线通讯。传感器980可量测指示设置于基板支撑件126上的基板101(未展示)的距离的测度，且即时提供该测度至控制系统以用于确保维持工艺完整性的分析。
传感器980可具有传感器头982。传感器头982可发射及接收讯号以进行距离量测。传感器980可精确装设于面板116中，使得传感器头982及任何物体(例如，基板(未示出))之间的距离可被即时量测，以判定具有纳米精确度的相对位移。可在气体通孔136的转换管道910内精确地装设传感器980。在图12A至12C中所示传感器头982的实例配置。传感器头982可具有合适形状以与弹簧接合，例如，在图13A至13B中所示的圆锥形弹簧943或甜甜圈式线圈弹簧942。
传感器外壳920维持传感器980于气体通孔136中。传感器头982可与垂直线998在+/-3度内对准，或，换句话说，距基板支撑件126的垂直线+/-3度。可精确调整传感器头982距面板116的底部表面152的距离自约低于5mm至约300mm。
传感器980可包括发射辐射的辐射发射器及辐射检测器，该辐射检测器量测基板101所反射的辐射的部分。辐射或信号例如，可为具有约600纳米及约1700纳米之间的波长的电磁辐射。传感器980中的辐射检测器量测所发射辐射信号的返回路径。因此，传感器980的角度及位置可影响量测。传感器外壳920维持传感器980于精确位置及定向以便于精确量测。
传感器外壳920可包含圆锥形弹簧支座922及装设头924。于此额外参考图10A、10B及11来讨论圆锥形弹簧支座922及装设头924。图10A为关于传感器组件170的圆锥形弹簧支座922的透视图。可使用锥形装设头924以及圆锥形弹簧支座922一起达成传感器980的自对准(self-alignment)。图10B为关于圆锥形弹簧支座922的平面图。图11为关于传感器组件170的装设头924的横截面视图。
装设头924及圆锥形弹簧支座922皆可由适于低温度操作的聚合物形成。或者，装设头924及圆锥形弹簧支座922可由适于高或低温应用的陶瓷或金属材料形成。装设头924及圆锥形弹簧支座922可由金属制成，诸如：不锈钢(SST)、钛、铝、钨、镍、或其他合金。或者，装设头924及圆锥形弹簧支座922可由陶瓷材料制成，诸如：氧化铝或氮化铝、或石英。装设头924及圆锥形弹簧支座922也可以金属或陶瓷材料而3D打印。
传感器外壳920经配置以允许气体流动经过传感器组件170。传感器外壳920可为多孔的。装设头924及圆锥形弹簧支座922皆可为多孔的且可额外地或可替代地具有多个孔或狭缝以允许气体流动经过。例如，如图11中所示，装设头924具有孔1126、1164以允许气体通过传感器组件170。此外，如图4A及4B中所示，圆锥形弹簧支座922具有多个孔1064。圆锥形弹簧支座922中的孔1164对准装设头924中的孔1164以促使流体流动经过传感器组件170。孔1126、1164可延伸穿过装设头924。可精确地机械加工装设头924及圆锥形弹簧支座922而具有沿着周边的孔1126、1164，例如，四个或更多个孔1126、1164，以允许气体流动经过传感器组件170。或者，可在附加的制造工艺期间(例如，3D打印)于装设头924及圆锥形弹簧支座922中形成多个孔1126。孔1126、1164的数量范围可自约1个至约100个，或者更多个，以调整流体流动经过的传导性。或者，传感器外壳920可由多孔材料形成，例如，由多孔性陶瓷形成，以进一步改善当传感器980装设于气体通孔136或其他穿孔中时的气体流动。
简短转至图10A及10B，装设头924具有主体1001。主体1001可为环形。可选地，主体1001可具有侧面开口1030。主体1010具有中央开口1050。在一个实施方式中，主体1001为六角环，其中省略六角形的一个面以形成侧面开口1030。在另一实施方式中，主体1001可具有圆环形，具有省略的主体1001区段，以有效地形成侧面开口1030。
中央开口1050可具有内周边1002。中央开口1050可具有内突出部1020自内周边1002延伸进入中央开口1050。内突出部1020可具有内周边1032。调整中央开口1050的内周边1002的大小以允许传感器980通过。内突出部1020的内周边1032小于中央开口1050的内周边1002。内突出部1020的内周边1032也小于传感器980的宽度，使得传感器980可由内突出部1020支撑。在此方式中，装设头924中的传感器980位置可经配置以精确地在气体通孔136内布置传感器980。
装设头924的主体1001具有多个孔1064。孔1064自顶部表面1009延伸至底部表面1008。在一个实施方式中，装设头924具有四个孔1064。在另一实施方式中，装设头具有六个或更多个孔1064。孔1064经配置以准许当传感器组件170装设于气体通孔136中时流体流动通过装设头924的主体1001。有利的是，传感器组件170可安装于传统静电夹具中的现存流体输送孔内部，因而允许在传感器组件170不会干扰流体流动经过容纳传感器组件170的孔的情况下改造现有的静电夹具。
装设头924的主体1001额外具有一个或多个销1074。销1074自顶部表面1009延伸通过底部表面1008。在一个实施方式中，装设头924具有三个销1074以与圆锥形弹簧支座922接合及定位圆锥形弹簧支座922中的装设头924。
简短返回至图11，圆锥形弹簧支座922具有多个接收孔1174。圆锥形弹簧支座922中的接收孔1174自装设头924接收销1074。因此，圆锥形弹簧支座922可与装设头924以预定的方式对准。
圆锥形弹簧支座922具有主体1101。主体1101可具有底部表面1107及顶部表面1108。主体1101可为环形且具有内部开口1175自底部表面1107延伸至顶部表面1108。多个鳍片1170可延伸于顶部表面1108上方。鳍片1170提供稳定性至圆锥形弹簧支座922及装设头924之间的接合处。此外，鳍片1170可协助对准装设头924中的销1074与圆锥形弹簧支座922中的接收孔1174。
主体1101可具有多个通道1160，亦即，孔1126、1164，延伸穿过主体101。通道1160可对准装设头924中的孔1064。因此，通道1160及孔1064的组合为流体提供连续的管道以跨传感器外壳920流动因而穿过传感器组件170。在一个实例中，流体在圆锥形弹簧支座922的底部1107处进入内部开口1175。流体向上移动经过圆锥形弹簧支座922朝向顶部表面1108。流体进入在圆锥形弹簧支座922中形成的通道1160，且被导入且通过装设头924的孔1064。流体在装设头924的顶部表面1009处离开孔1064且持续于气体通孔136向上至基板支撑表面172。因此，通道1160及孔1064的组合一起允许流体通过传感器组件170。
圆锥形弹簧支座922的主体1101经配置以与气体通孔136中的转换管道接合，而不会干扰流动穿过气体通孔136的流体。主体1101在底部表面1107处具有内直径1144。内直径1144向上延伸朝向顶部表面1108。内直径1144以角度1132转换至倾斜内部表面1130。倾斜内部表面1130可自内直径1144以角度1132向外延伸朝向顶部表面1108。角度1132及倾斜内部表面1130可经配置以影响流体流动的性质，例如流体传导性、压力或速率。
主体1101可额外具有外表面1177上的倒角1150。倒角1150可经调整角度以形成圆锥形弹簧支座922及转换管道910之间的压合(press fit)。倒角1150可为相距顶部表面1108的规定距离1152。距离1152可制成任何大小以适应需求。例如，可通过具有倒角1150及顶部表面1108之间较长或较短的距离1152来形成主体1101以调整距离1152的大小。或者，主体1101可在两个区段中形成，其中第一区段包括顶部表面1108且第二区段包括倒角1150。区段可以一方式连接在一起，诸如：将区段螺接(screw)在一起、使用组合的步骤及着陆、或使用允许修改距离1152的其他合适的方式。有利的是，可精确地调整传感器头982向上朝向面板118的底部表面152或向下远离面板118的底部表面152自约低于5mm至约30mm。
现在额外参考图3以及图1，现在讨论具有传感器组件170的不同位置的面板118的第二实施方式。图3为根据第二实施方式关于具有间隔的传感器组件170的面板118的底部平面图。
面板118具有布置于区域302中的传感器装设孔210(由虚线所示意地示出)。代表区域302的虚线可类似地代表区域302相关联的基板101的外周边。每一区域302具有一个或多个传感器组件170以用于量测座落于相应区域302中的基板101处的空隙190。区域302的大小及形状仅为示意且可经配置以对应一个或多个基板。在一个实施方式中，每一区域302对应于且代表单个基板101。
面板118可具有区域302的第一区域310，且具有设置于其中的一个或多个传感器装设孔210，每一传感器装设孔210保持一个相应的传感器组件170。例如，第一区域310可具有经配置以支撑及接收第一传感器组件170的第一装设孔331。第一区域310可具有经配置以支撑及接收第二传感器组件170的第二装设孔332。第一区域310也可具有经配置以支撑及接收第三传感器组件170的第三装设孔333。第一区域310可依需求或所欲而具有额外传感器装设孔210。传感器装设孔210(例如第一、第二、及第三装设孔331、332、333)可使用类似于图2中所讨论的布置来配置于第一区域310内。绕着第一区域310设置于传感器装设孔210中的传感器组件170的布置可经配置以侦测指示沿着基板101不同位置处的空隙190的测度。
面板118可具有区域302的第二区域320接续传感器装设孔210。第二区域320可具有设置于传感器装设孔210中的传感器组件170。传感器组件170经配置以沿着对应于第二区域320的第二基板量测空隙190。面板118可具有包含传感器装设孔210的区域302的第三区域330。第三区域330具有设置于传感器装设孔210中的传感器组件170。传感器组件170沿着对应于第三区域330的第三基板量测空隙190。面板118可具有包含传感器装设孔210的区域302的第四区域340。第四区域340具有设置于传感器装设孔210中的传感器组件170。传感器组件170沿着对应于第四区域340的第四基板量测空隙190。因此，有可能配置具有对应于基板101数量的数个区域的面板118，其中基板支撑件126经配置以支撑。在一个实施方式中，基板支撑件126经配置以支撑3个基板101而面板118具有三个区域302。
图4为关于处理腔室100的内部部分的示意侧面图，且可引用以便于传感器组件170的操作的讨论。示出为面板118及基板支撑件126的部分。基板支撑件126经配置以支撑多于一个基板101。在一个实施方式中，基板支撑件126支撑两个基板。在基板支撑件126的支撑表面130上形成第一基板接收口袋451。第一基板接收口袋451经配置以维持其中的第一基板401。第二基板接收口袋450也可在基板支撑件126的支撑表面130上形成。第二基板接收口袋450经配置以维持其中的第二基板402。
面板118具有多个传感器组件170。传感器组件170可为基于光纤的传感器，例如Fabry-Pérot传感器(FPS)、激光传感器、或干涉仪、或其他适于量测小(微米)距离而可自其中得到基板偏离的传感器。在一个实施方式中，传感器组件170为激光传感器。传感器组件170与控制系统198通讯。传感器组件170可经由有线或无线连接至控制系统198来通讯。传感器组件170可包含光纤及外部传感器。可使用光纤以引导激光信号自外部传感器至内部处理腔室，或自处理腔室/基板至检测器。装设于面板118中的传感器组件170输出指示至设置于基板支撑件126上的基板的距离(亦即，空隙190)的测度。传感器组件170可即时提供测度至控制系统198以用于分析及处理控制。传感器组件170提供至基板101的空隙190的量度以指示弯曲、错位、振动、或其他缺陷诱导指示器。例如，传感器组件170可沿着面板118及基板101在多个点处识别基板及面板118之间的空隙190。传感器组件170提供即时反馈，协助基板101上对处理均匀性问题的故障排除。传感器组件170的多个位置可布置相对于基板101中央的位置，例如自基板101边缘约3mm至约5mm之间，由在图3中所图示的区域302图示。与单个基板101接合的传感器组件170的不同位置允许获得基板101的平面定向。
示出具有四个传感器组件170的面板118。基板支撑件126中的每一口袋450、451可具有两个或更多个传感器组件170。例如，第二基板接收口袋450具有第一传感器471及第二传感器472。第一及第二传感器471、472可自垂直于面板118的底部表面218于+/-3度内对准。第一及第二传感器471、472量测自侦测空隙190的面板118至第二基板接收口袋450中的第二基板402的实质垂直距离。类似地，第一基板接收口袋451具有第三传感器473及第四传感器474。第三及第四传感器473、474可自垂直于面板118的底部表面218于+/-3度内对准。第三及第四传感器473、474量测距面板118实质垂直距离，这样侦测至第一基板接收口袋451中的第一基板401的空隙190。
在一些实施方式中，基板支撑件126在处理期间旋转。不完整或不适当地驻于口袋450、451中的一个的基板101通常导致对基板101、处理腔室100和/或面板118的严重损坏。因为传感器组件170即时侦测基板101何时不在，大大减少了对基板的损坏及处理腔室等待时间。
传感器组件170也可侦测基板101交接问题且提供即时反馈。例如，第三传感器473提供第三量测463的反馈。第四传感器474提供第四量测464的反馈。第三及第四量测463、464可与预测量测比较以判定在第二基板接收口袋450中的第一基板401的状态。第三及第四量测463、464实质相同且落于预定范围内的指示可指示第一基板401适当地安置在第二基板接收口袋450中，且基板401的平面定向处于处理的容忍度内。
传感器组件170也可即时侦测基板101弯曲或未对准。此外，传感器组件170可侦测面板118和/或基板支撑件126的未对准。例如，第一传感器471提供第一量测461的反馈。第二传感器472提供第二量测462的反馈。第一及第二量测461、462可与预测量测比较以判定在第一基板接收口袋451中安置的第二基板402的状态。第一及第二量测461、462实质不同或落于预定范围外的指示可指示第二基板402在第一基板接收口袋451中未对准，或平坦度处于处理的容忍度外。此外，第一及第二量测461、462可量测基板的偏离或弯曲。例如，可在中央位置中量测空隙190且比较沿着基板的外周边的空隙190的量度。传感器组件170在多个位置处量测面板116及基板101之间的空隙190。空隙190可指示基板101的平坦度及基板101对面板116的接近度。传感器组件170可量测短时间区间上空隙190对基板101的改变。控制系统198可能够使用来自传感器组件170的对空隙190的即时量测及比较每一后续量测来侦测基板101中的震动。在控制系统198判定基板正在移动之后，控制系统198可暂停处理基板。有利的是，控制系统198可最小化基板101中的薄膜应力。
可通过自一个或多个传感器组件提供一个或多个信号至控制系统来监控处理腔室中的基板。一个或多个传感器组件设置于面板中，面板设置于处理腔室中。一个或多个信号可包含指示面板及面板下方设置于基板支撑组件上的基板之间的距离的测度。测度可判定面板及基板之间的距离是否处于目标裕度外部。针对基板的测度处于目标裕度外部可产生至少一警报、调整基板制造处理或暂停基板制造处理，以响应于面板及基板之间的该距离处于目的裕度外部。例如，测度可指示处于工艺裕度外部的基板的平面定向。在另一实例中，测度可指示基板震动。
有利的是，于此描述的传感器组件通过监控基板及面板之间的空隙来帮助防止设置于基板支撑件上的基板的弯曲、未对准、及处理均匀性。防止基板弯曲减低了制造期间的膜应力。此外，防止基板的未对准最小化对腔室仪器及昂贵基板两者的损坏。
对发明所属领域具有通常知识者而言，会想到许多此处未提出的实施方式多种修改形式及其他实施方式，具有前述说明书及相关联图式中所呈现教示的益处。因此，应理解说明书及权利要求书不限于所公开的特定实施方式，且意欲包含这些修改方式及其他实施方式于所附权利要求的范围内。旨在将实施方式涵盖所提供实施方式的修改及变化而落于所附权利要求及其等效形式的范围内。虽然于此运用了特定用语，但是仅在通用及描述的意义上使用这些用语而非出于限制的目的。
尽管前述针对本发明的实施方式，但在不背离本发明的基本范围的情况下可设计本发明的其他及进一步的实施方式，且本发明的范围由随附的权利要求书来确定。

Claims (15)

1.一种经配置以将处理气体导入等离子体处理腔室的面板，所述面板包括：
盘状主体；
多个孔，穿过所述主体而形成所述多个孔；及
第一传感器组件，所述第一传感器组件设置于所述多个孔中的一个中，所述第一传感器组件包括：
传感器，所述传感器经配置以提供指示在基板支撑件与所述第一传感器组件之间限定的距离的测度。
2.如权利要求1所述的面板，进一步包括：
设置于所述主体中的至少第二传感器组件及第三传感器组件，可操作所述第二传感器组件及所述第三传感器组件以提供指示基板放置于所述面板下方的距离的测度。
3.如权利要求2所述的面板，其中所述传感器组件设置于距所述主体的中央不同距离处。
4.如权利要求2所述的面板，其中所述第一传感器组件、所述第二传感器组件及所述第三传感器组件设置于所述主体的第一区域中，且其中所述主体的第二区域包含额外的传感器组件，可操作所述额外的传感器组件以提供指示基板放置于所述面板下方的距离的测度。
5.如权利要求1所述的面板，其中所述传感器在与所述主体的表面垂直的+/-3度内对准，所述表面经配置以面对基板支撑件。
6.一种处理腔室，包括：
腔室主体，所述腔室主体具有腔室盖、腔室壁及腔室底部，其中所述腔室主体包围腔室内部容积；
基板支撑件，所述基板支撑件具有设置于所述腔室内部容积中的基板支撑表面；及
面板，所述面板在所述内部容积中由所述腔室盖支撑，所述面板经配置以将处理气体导入所述等离子体处理腔室，所述面板包括：
主体，所述主体具有面向所述基板支撑件的表面；
多个孔，穿过所述主体而形成所述多个孔；及
多个传感器组件，可操作所述多个传感器组件以提供指示基板放置于所述面板下方的距离的测度，所述基板设置于所述基板支撑件的所述基板支撑表面上，每一传感器组件包括：
传感器，所述传感器设置于穿过所述主体而形成的所述孔中的一个中。
7.如权利要求6所述的处理腔室或如权利要求1所述的面板，其中所述传感器组件包括：
基于光纤的传感器、Fabry-Pérot传感器、或激光传感器中的至少一种。
8.如权利要求6所述的处理腔室，其中所述传感器在与所述基板支撑表面垂直的+/-3度内对准。
9.如权利要求6所述的处理腔室，其中所述传感器组件与所述基板支撑表面相距低于约30mm。
10.如权利要求9所述的处理腔室，其中所述传感器组件与所述基板支撑表面相距低于约5mm。
11.如权利要求6所述的处理腔室，其中至少一些所述传感器组件设置于距所述面板的中央不同距离处。
12.如权利要求6所述的处理腔室，其中可操作所述传感器组件以与控制系统无线通讯。
13.一种用于在处理腔室中监控基板的方法，包括以下步骤：
自一个或多个传感器组件提供一个或多个信号至控制系统，所述一个或多个传感器组件设置于面板，所述面板设置于处理腔室中，所述一个或多个信号包含指示所述面板及基板之间的距离的测度，所述基板设置于所述面板下方的基板支撑件上；
由所述测度判定所述面板及所述基板之间的所述距离是否处于目标裕度外部；及
产生至少一个警报，调整基板制造工艺，及暂停基板制造工艺，以响应于所述面板及所述基板之间的所述距离处于目标裕度外部。
14.如权利要求13所述的方法，其中由所述测度判定所述面板及所述基板之间的所述距离是否处于所述目标裕度外部的步骤进一步包括以下步骤：
判定所述基板的平面定向处于处理裕度外部。
15.如权利要求13所述的方法，其中由所述测度判定所述面板及所述基板之间的所述距离是否处于所述目标裕度外部的步骤进一步包括以下步骤：
判定所述基板在震动。
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