CN115135967A - 用于腔室条件监测的电容传感器壳体 - Google Patents

Abstract

本文公开的实施例包括传感器组件。在实施例中，传感器组件包括传感器模块和壳体组件。在实施例中，所述传感器模块包括；基板；电容器，所述电容器具有在所述基板上的第一电极和第二电极；以及电容到数字转换器(CDC)，所述CDC电耦合至所述第一电极和所述第二电极。在实施例中，所述壳体组件附接至所述传感器模块并且包括：轴件，其中所述轴件是中空的；以及帽，所述帽在所述轴件的第一端上，其中所述帽具有暴露所述电容器的开口。

Description

用于腔室条件监测的电容传感器壳体

相关技术的交叉引用

本申请要求于2020年3月6日提交的美国非临时申请第16/812,071号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

实施例涉及半导体制造的领域，并且具体地涉及用于监测腔室条件的电容传感器。

相关技术说明

微电子装置、显示装置、微机电系统(MEMS)等的制造需要使用一个或多个处理腔室。例如，可使用处理腔室(例如但不限于：等离子体蚀刻腔室、等离子体增强化学气相沉积腔室、物理气相沉积腔室、等离子体处理腔室、或离子注入腔室)以制造各种装置。随着所述装置中的尺寸持续缩小到较小的关键尺寸，对均匀且稳定的处理条件(例如，单个基板上的均匀性、不同批次的基板之间的均匀性以及设施中腔室之间的均匀性)的需求在大批量制造(HVM)环境中变得越来越重要。

处理的非均匀性和不稳定性有许多不同的起源。一个此类起源就是处理本身的条件。即，随着基板在腔室中进行处理，腔室环境可能改变。例如，在蚀刻处理中，由于再沉积处理，蚀刻副产物可能沉积在腔室的内部表面上。腔室的内部表面上的再沉积层的堆积可在处理配方的后续迭代中改变等离子体化学性质并导致过程漂移。

为了对抗过程漂移，可定期清洁处理腔室。可实施原位腔室清洁(ICC)以重新设置腔室条件。当前，ICC主要基于配方。即，执行所设置的配方以便清洁处理腔室。一些ICC可使使用光发射光谱(OES)系统以用于处理配方的终点确定。然而，没有办法直接测量处理腔室的内部表面的条件(例如，再沉积层的厚度、陈化层的厚度等)。

也可开启处理腔室以便手动清洁处理腔室的部分或更换处理腔室内的磨损的耗材。然而，开启处理腔室会导致明显的停机时间，因为在生产基板可被处理之前，处理腔室需要被抽吸回降到期望的真空压力、被陈化、并且腔室需要进行重新验证。处理腔室的开启可以预定间隔(例如，在处理了一定数量的基板之后)，或在检测到偏移之后发生。依赖预定间隔可能会导致太频繁地开启腔室。从而降低处理量。在偏移检测的情况下，在已经对生产基板造成损坏之后对腔室条件进行校正。从而降低产量。

发明内容

本文公开的实施例包括在处理工具的不同位置处使用的各种传感器组件。在实施例中，传感器组件包括传感器模块和壳体组件。在实施例中，所述传感器模块包括；基板；电容器，所述电容器具有在所述基板上的第一电极和第二电极；以及电容到数字转换器(CDC)，所述CDC电耦合至所述第一电极和所述第二电极。在实施例中，所述壳体组件附接至所述传感器模块并且包括：轴件，其中所述轴件是中空的；以及帽，所述帽在所述轴件的第一端上，其中所述帽具有暴露所述电容器的开口。

在实施例中，附加的传感器组件包括：轴件，所述轴件具有第一端和第二端，其中所述轴件是中空的。所述传感器组件可进一步包括：电容器，所述电容器在基板的第一表面上，其中所述基板的第二表面与所述轴件的所述第一端对接；以及帽，所述帽在所述轴件的所述第一端上方，其中所述帽将所述基板固定为抵靠所述轴件的所述第一端，并且其中穿过所述帽的开口暴露所述电容器。

附加的实施例可包括传感器组件，包括一真空电馈通，其中所述真空电馈通件通包括第一凸缘，所述第一凸缘具有第一孔；以及壳体主体，所述壳体主体附接至所述真空电馈通件，其中所述壳体主体具有内容积、第一端和第二端，并且其中所述壳体主体包括在所述壳体主体的所述第一端上的第二凸缘，所述第二凸缘具有第二孔，所述第二孔在所述真空电馈通件上与所述第一孔对齐。在实施例中，传感器组件进一步包括轴件，所述轴件具有第一端和第二端，其中所述轴件的所述第一端附接至所述壳体主体的所述第二端，其中所述轴件是中空的；以及电容传感器，所述电容传感器由帽固定为抵靠所述轴件的所述第二端，其中所述帽包括暴露所述电容传感器的第一电极和第二电极的开口。

附图说明

图1是根据实施例的传感器模块和传感器模块与计算装置之间的通信网络的示意图。

图2是根据实施例的可被集成在传感器壳体组件中以监测腔室条件的传感器模块的横截面图。

图3是根据实施例的图示了传感器模块可能位于的示例性位置的处理工具的示意图。

图4A是根据实施例的用于在低温环境中监测腔室条件的传感器组件的横截面图。

图4B是根据实施例的用于在高温环境中监测腔室条件的传感器组件的横截面图。

图5A是根据实施例的处理工具的一部分的描绘了附接至腔室壁的传感器壳体组件的部分透视图。

图5B是根据实施例附接至腔室壁的传感器壳体组件的横截面描绘图。

图5C是根据实施例的用于附接至腔室壁的传感器壳体组件的分解透视图。

图6A是根据实施例的描绘了传感器壳体组件的处理工具的一部分的部分透视图，所述传感器壳体组件将传感器模块定位为与处理环相邻。

图6B是根据实施例的图6A中的传感器壳体组件的横截面描绘图。

图6C是根据实施例的用于将传感器模块定位为接近处理环的传感器壳体组件的分解透视图。

图7A是根据实施例的描绘了与腔室盖集成的传感器的壳体组件的处理工具的一部分的部分透视图。

图7B是根据实施例的集成到腔室盖中的传感器壳体组件的透视视图。

图7C是根据实施例的集成到腔室盖中的传感器壳体组件的分解透视图。

图8A是根据实施例的描绘了穿过处理工具的排气区域中的端口的传感器壳体组件的处理工具的一部分的截面图。

图8B是根据实施例的图8A中的传感器壳体组件的透视视图。

图8C是根据实施例的定位在处理工具的排气区域中的传感器壳体组件的分解透视图。

图9A是根据实施例的可包括一个或多个传感器组件的处理工具的横截面图。

图9B是根据实施例的图9A中的处理工具的横截面图，描绘了接入管道和排气通路的对称布局。

图10是根据实施例的可包括一个或多个传感器组件的处理工具的横截面图。

图11图示了根据实施例的可与传感器组件结合使用的示例性计算机系统的框图。

具体实施方式

本文描述的系统和方法包括用于监测腔室条件的电容传感器。在以下描述中，阐述了许多特定细节，以便提供对实施例的透彻理解。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可在没有这些特定细节的情况下实践实施例。在其他实例中，未详细描述公众所知的方面以免不必要地混淆实施例。此外，应理解，所附附图中所示出的各种实施例是说明性表示，并且不一定按比例绘制。

如上所述，腔室条件的改变可能影响处理的均匀性和稳定性(例如，跨单个基板的均匀性、不同批次的基板之间的均匀性以及设施中腔室之间的均匀性)。因此，期望监测处理工具内的腔室条件以便改善处理均匀性。本文公开的实施例包括可集成到处理工具中以便监测一个或多个腔室条件的电容传感器组件。

可监测的一个腔室条件是材料到腔室的内部表面上的沉积(例如，蚀刻副产物的再沉积)。所述再沉积层可能导致等离子体化学性质的改变，因此，可能导致处理的非均匀性或不稳定性。附加地，对于一些处理，陈化层可被设置在腔室的内部表面上方。陈化层的改变也可能导致处理非均匀性。因此，期望监测陈化层的改变。为了限制处理的非均匀性或不稳定性，可监测的附加的腔室条件是腔室内的各种部件的温度(例如，腔室壁温度、喷头温度等)。附加地，腔室内的一个或多个部件可被认为是可消耗部件。即，在腔室的操作期间，各种部件可能会磨损且最终需要更换。例如，处理环可能是一个此类可消耗部件。因此，还期望监测所述可消耗部件的腐蚀程度，以确定何时需要更换以便保持高处理均匀性。

根据本文公开的实施例的电容传感器组件的使用允许监测所述腔室条件。本文公开的电容传感器组件允许各种腔室条件的高精度测量。当材料(例如，蚀刻副产物)沉积在电容传感器的电极上方时，检测到组件的电容传感器模块的电容的改变。替代地，可(例如，在ICC处理期间)通过电容的改变来测量材料的移除。

本文公开的电容传感器组件可定位在处理工具的一个或多个不同位置中，以便为各种部件提供腔室条件测量。例如，可将传感器组件沿着腔室壁定位、定位在排气区域中、与盖组件集成和/或接近围绕基板的处理环。本文公开的实施例包括能够承受处理腔室内的环境条件的传感器组件。例如，可由实质上抗蚀刻的阻挡层来保护传感器组件。此外，阻挡层也可为抗氟化性的，以便提高信号完整性。即，在没有抗氟化性的情况下，扩散进入阻挡层的氟会引起传感器模块的电容的改变。传感器组件也可与升高的处理温度(例如，近似400℃或更高)兼容。附加地，利用限制交叉污染和/或颗粒生成的材料来形成传感器组件。

此外，电容传感器组件允许实时监测腔室条件。这是因为穿过腔室壁的电馈通件(例如，真空电馈通件)允许处理期间在腔室中监测来自传感器模块的输出。实时监测允许对处理配方进行前馈调整，以便解决现有处理的非均匀性。

在实施例中，电容传感器组件(为简洁起见也称为传感器组件)可包括传感器模块和传感器壳体组件。传感器模块可包括设置在基板上方的电容器(例如，第一电极和第二电极)。传感器模块也可包括电容到数字转换器(CDC)以用于将来自电容器的电容输出转换成为数字信号以用于后续数据处理。

为了集成传感器模块与处理工具，可使用传感器壳体组件来容纳传感器模块。传感器壳体组件包括将传感器模块固定在处理腔室内的特征，同时允许传感器模块的电容器暴露于处理环境。传感器壳体组件还可包括用于与穿过处理工具的腔室壁或腔室盖的端口对接的部件，以便允许实时捕获数据。

在特定实施例中，传感器壳体组件包括中空轴件和帽。传感器模块可由帽固定为抵靠轴件的端部。穿过帽的孔暴露了传感器模块的电容器。中空轴件允许来自传感器模块的内部连接(例如，电线、销等)受到保护而免受处理环境的影响，并被馈送到真空电馈通件以便在不破坏腔室真空的情况下离开腔室。

用于传感器模块的不同位置可导致对传感器壳体组件的各个部件进行修改以及修改部件与腔室本身的对接方式。例如，在腔室壁传感器的用例中，轴件可延伸穿过腔室壁中的端口，并且真空电馈通件可在腔室外部。在盖传感器的用例中，轴件可从盖延伸离开而进入腔室，并且真空电馈通件可被嵌入盖中。在处理环传感器的用例中，轴件可从底部腔室表面向上延伸，并与和处理环相邻的等离子体网屏相交。在此类实施例中，真空电馈通件可定位在穿过底部腔室表面的端口内。在排气区域传感器的用例中，轴件可被插入穿过腔室壁的端口，并且真空电馈通件可在腔室壁外部。在一些实施例中，可围绕传感器壳体组件的部分装配适配器，以便沿着具有任何尺寸的端口提供气密密封。

在一些实施例中，传感器组件的部分可被视为可消耗部件。例如，可在一定时间周期之后或在检测到明显的传感器漂移之后更换传感器模块。传感器壳体组件可轻松拆卸以允许简单更换。在特定实施例中，轴件可具有螺纹端以拧入附接至真空电馈通件的主壳体。这样，可通过将新的轴件拧到主壳体来移除并更换轴件和附接至轴件的其他部件(例如，帽和传感器模块)。在其他实施例中，整个传感器组件可被视为可消耗部件，并且可在一定时间周期之后或在检测到明显的传感器漂移之后更换整个传感器组件。

现在参考图1，根据实施例示出了传感器模块110的示意图。在实施例中，传感器模块110包括传感器112和CDC 114。传感器112是电容传感器。即，来自传感器112的输出是电容。然后，电容输出可由CDC转换为数字信号以进行进一步处理。可在ASIC芯片上实现CDC。在实施例中，传感器模块110由控制器116控制。控制器116也可为传感器模块110提供功率(即，V_dd)。控制器116可通信地耦合至计算装置117或集成到计算装置117中。计算装置117可控制由传感器模块110监测的处理工具的操作。因此，来自传感器112的电容输出可用于变更处理配方、清洁过程等，以解决腔室条件非均匀性。

现在参考图2，根据实施例示出了传感器模块210的横截面图。在实施例中，传感器模块210包括传感器212和CDC 214。在实施例中，传感器212可包括基板220、在基板220上方的第一电极221以及在基板220上方的第二电极222。基板220可包括材料，材料为诸如但不限于：硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝、塑料、或其他绝缘材料。为了允许制造高批量的传感器，基板220可以是可与高批量制造(HVM)处理兼容的材料。即，基板220可以是以面板形式、晶片形式等可用的材料。

在图2中，可见有两个不同的第一电极221和两个不同的第二电极222。然而，应理解，第一电极221可在图2的平面之外连接在一起，并且第二电极222可在图2的平面之外连接在一起。在实施例中，第一电极221和第二电极222可以是可与微电子处理操作兼容的导电材料。例如，用于第一电极221和第二电极222的材料可包括但不限于：铝、钼、钨、钛、镍、铬以及它们的合金。

第一电极221可由(例如，包括迹线229和通孔223的)导电路径电耦合到基板220的相对表面上的第一垫219。第二电极222可由(例如，包括通孔223的)导电路径电耦合到基板220的相对表面上的第二垫218。在实施例中，嵌入基板220中的导电路径(例如，迹线229和通孔223)可包括导电材料，导电材料为诸如但不限于钨、钼、钛、钽、它们的合金等。在实施例中，第一垫219和第二垫218可包括材料，材料为诸如但不限于：钛、镍、钯、铜等。在一些实施例中，第一垫219和第二垫218可以是多层堆叠以改善与CDC 214的集成。例如，第一垫219和第二垫218可包括堆叠，诸如钛/镍/钯、钛/铜/钯、或其他通常用于内部连接垫的材料堆叠。

在实施例中，层233可被设置在第一电极221、第二电极222、和基板220的表面上方。在特定实施例中，层233可以是保形层。即，在第一电极221和第二电极222的顶部表面上方的层233的厚度可基本上类似于在第一电极221和第二电极222的侧壁表面上方的层的厚度。层233可以是处理期间在腔室内保护传感器212的阻挡层。在等离子体腔室用于蚀刻的特定实施例中，层233可包括金属氧化物、金属氟化物和金属氟氧化物中的一者或多者。层233可包括材料，材料为诸如但不限于：氧化铝、氧化镁、氟氧化钇、氟氧化锆锆、氧化铝钇、或氧化铪。虽然提供了适用于蚀刻等离子体腔室中的层233的材料的示例，应理解，可针对各种处理环境优化用于层233的材料。例如，等离子体处理腔室、等离子体辅助沉积腔室等具有不同的处理环境，可能需要不同的材料以便使各种设计问题最小化，诸如但不限于：传感器损坏、交叉污染、各种物质的扩散等。

在实施例中，CDC 214通过粘合剂244等附接至基板220的背侧表面(即，与电极221、222相对)。CDC 214通过内部连接242电耦合至第一垫219和第二垫218。例如，内部连接242可以是引线接合等。在实施例中，内部连接242通过焊料241耦合至第一垫219和第二垫241。当在低温环境(例如，低于近似200℃)中使用传感器模块210时，使用焊料241将内部连接242附接至垫218、219可能是实用的。在一些实施例中，可仅通过焊料241将CDC 214固定到基板220。即，可省略粘合剂244。在(下面更详细地描述的)其他实施例中，省略了焊料241，以便允许在高温环境(例如，近似400℃或更高)中使用传感器模块210。CDC 214可被实现为ASIC芯片。在一些实施例中，传感器模块210可使用CDC 214内的PN接面以用于温度监测。在其他实施例中，温度传感器(未示出)可被设置在基板220上。例如，温度传感器可以是电阻温度检测器(RTD)、热电耦(TC)传感器、或热敏电阻(TR)传感器。

将电压施加到第一电极221和第二电极222生成了在第一电极221与第二电极222之间的电容器上的电荷。电容器的电容取决于不同的因素，例如第一电极221和第二电极222的几何形状、第一电极221和第二电极222之间的间距以及在第一电极221和第二电极222上存在(或不存在)材料。

随着材料被添加到第一电极221和第二电极222上(例如，蚀刻处理期间蚀刻副产物的再沉积)或从第一电极221和第二电极222上移除(例如，在ICC处理期间)，电容会改变。电容的改变指示腔室条件发生改变。取决于第一电极221和第二电极222的设计，传感器212的分辨率可为近似20aF或更小，并且具有近似5fF或更小的精确度。因此，可通过传感器212来检测腔室条件的小改变，诸如本文所述那些小改变。

如将在下面更详细地描述的，传感器模块210可与传感器壳体组件集成以形成传感器组件。集成传感器组件(例如本文所述的所述传感器组件)与处理设备允许了在执行各种处理配方期间、在基板之间的转换期间、在清洁操作(例如，ICC操作)期间、在腔室验证期间、或在任何其他期望时间期间监测腔室条件。此外，传感器组件的架构允许将传感器模块固定在许多不同位置中。此类灵活性允许同时监测处理设备的许多不同部件，以便提供增强的能力来确定腔室漂移的原因。例如，图3提供了包括在各个位置中的电容传感器组件311的集成的处理设备300的示意图。

如图3中所示，处理设备300可包括腔室342。阴极衬里345可环绕下电极361。基板305可固定到下电极361。处理环397可环绕基板305，并且等离子体网屏395可环绕处理环397。在实施例中，盖组件310可密封腔室342。腔室342可包括处理区域302和排气区域304。排气区域304可接近排气端口396。

在一些实施例中，侧壁传感器组件311_A可沿着腔室342的侧壁定位。在一些实施例中，侧壁传感器组件311_A穿过腔室342的壁并且暴露于处理区域302。在一些实施例中，盖传感器组件311_B与盖组件310集成并且面向处理区域302。在一些实施例中，将处理环传感器组件311_C定位为与处理环397相邻。例如，处理环传感器组件311_C可与环绕处理环397的等离子体网屏995集成。在又一实施例中，排气区域传感器组件311_D可位于排气区域304中。例如，排气区域传感器组件311_D可穿过腔室342的底部表面。如图所示，传感器组件311中的每一者包括离开腔室342的电引线399。这样，可使用传感器组件311来实现实时监测。

现在参考图4A，示出了根据实施例的传感器组件411的横截面图。在实施例中，传感器组件411可包括传感器模块410。传感器模块410包括传感器412和CDC 414。传感器412包括在基板420上方的第一电极421和第二电极422。在实施例中，CDC 414附接至基板420的与电极421、422相对的表面。

在实施例中，传感器组件411进一步包括用于固定传感器模块410的壳体组件。例如，壳体组件可包括真空电馈通件465、主壳体主体463、轴件462、和盖461。图4A的传感器壳体中所示出的部件本质上是示例性的。应理解，各个部件的结构可变化以便适应放置在处理工具的不同位置中。下方将更详细地描述不同的传感器壳体的变化。

在实施例中，传感器模块410由帽461固定为抵靠轴件462的端部。在一些实施例中，帽461被焊接到轴件462的端部。帽461在基板461的顶部表面上方延伸并且相对基板420的顶部表面施加力以将基板420固定到轴件462的端部。在一些实施例中，轴件462的端部可包括凹槽471。密封环(未示出)可定位在凹槽471中。基板420抵靠轴件462压缩密封环以提供气密密封。

在实施例中，帽461包括暴露传感器模块410的电容器(例如，第一电极421和第二电极422)的开口。例如，帽461的顶部表面形成环绕电容器的周边的唇部。由此，传感器模块410的电容器能够暴露于处理工具的处理环境。

在实施例中，轴件462是中空的轴件462。在一些实施例中，轴件462可被称为“管道”。中空的轴件462允许在封闭环境中将来自传感器模块410的内部连接443馈送到真空电馈通件465。这样，内部连接443不会暴露于处理工具的处理环境。在实施例中，内部连接443由焊料441固定到传感器模块410。此类连接可适用于低温处理环境(例如，比焊料熔化温度低的温度，诸如近似200℃或更低)。在此类实施例中，低温也可允许将CDC 414附接至基板420，因为在此类环境中很可能不会超过CDC 414的操作温度的温度。

在实施例中，可通过板464来密封轴件462的与传感器模块410相对的端部。密封板464可提供对轴件462的内部容积466的气密密封。在实施例中，穿过密封板464的电连接允许内部连接443穿过板464并继续至真空电馈通件465。

在实施例中，主壳体主体463可将轴件462机械地耦合到真空电馈通件465。例如，轴件462可装配到主壳体主体463的内容积467。在一些实施例中，轴件462可移除地耦合到主壳体主体463。移除轴件462的能力允许容易地更换传感器模块410(例如，在一定时间段之后或在检测到明显的传感器偏移之后)。即，在一些实施例中，轴件462、帽461以及传感器模块410可被认为是“可消耗”部件。轴件可通过螺钉机构或其他合适的附接特征可移除地耦合至主壳体主体。例如，轴件462的端部的外表面和主壳体主体463可以是螺纹的，使得轴件462可被拧入主壳体主体463。在替代实施例中，轴件462和主壳体主体463可为单片式零件，或可以以其他方式永久地附接在一起。

现在参考图4B，根据附加实施例示出了传感器组件411的横截面图。图4B中的传感器组件411针对较高温度环境进行优化。特定地，CDC 414从基板420移开，并且省略了用于内部连接443的焊料441。在实施例中，CDC 414可移动到主壳体主体463。即，CDC 414可定位在主壳体主体463的内容积467中。

附加地，为了不受焊料熔化温度的限制，可通过其他架构将内部连接443固定到基板420的垫。例如，可使用弹簧机构(例如，扑克针(poker pin)架构)将内部连接443保持为抵靠垫，或可将内部连接443焊接到基板420的垫。

现在参考图5A至图5C，示出了根据特定实施例描绘了将传感器组件511集成到处理工具500的腔室542的侧壁中的图示。

现在参考图5A，示出了根据实施例图示了附接至腔室542的壁的传感器组件511的透视视图。图5A中的图示描绘了腔室542的外表面(即，处理工具500的外部)。在图5A中，示出了传感器组件511的主壳体主体563和真空电馈通件565。传感器组件511的其余部分被腔室542遮盖。主壳体主体563和真空电馈通件565可定位在腔室542外部。

在实施例中，主壳体主体563与板572对接，其中板572绕端口(在图5A中不可见)固定至腔室542。在其他实施例中，可省略板572，并且主壳体主体563可直接附接至腔室542。

现在参考图5B，示出了根据实施例的图5A的截面视图，其描绘了端口和传感器组件511的进入腔室的部件。如图所示，轴件562延伸穿过了穿过腔室542的壁的端口584。帽561装配在轴件562的端部上方，并将传感器(未示出)暴露于腔室542的内部容积。

现在参考图5C，示出了根据实施例的可用于壁传感器的传感器组件511的分解透视图。真空电馈通件565可包括具有穿过凸缘573的孔574的凸缘573。主壳体主体563可包括具有第一孔576的第一凸缘575。真空电馈通件565的孔574可与主壳体主体的第一孔576对齐，以便(例如，使用螺栓、螺钉等)将两个部件固定在一起。凸缘573和575中的每一者可具有任意数量的孔，以便将两个部件固定在一起。

在实施例中，主壳体主体563可进一步包括在相对端部上的第二凸缘577。第二凸缘577可具有第二孔578。第二孔578可用于将主壳体主体563固定到板572或直接固定到腔室542。在实施例中，第二孔578可与第一孔576偏离以便提供容易的组装。

在实施例中，轴件562包括细长管道。在一些实施例中，轴件562包括螺纹端580。螺纹端可被拧入主壳体主体563的开口579(也可是螺纹的)以允许容易的拆卸。这样，一旦需要更换传感器512，可拧开轴件562并且可将新的轴件(具有新的帽561和传感器512)拧到主壳体主体563上。

在实施例中，传感器512可被定位在轴件562的端部与帽561之间。帽561可被焊接(或以任何其他方式固定)到轴件562。在一实施例中，帽561包括开口581，以便使传感器512暴露于处理环境。在实施例中，主壳体主体563在壳体主体563与腔室壁之间具有低的热阻。附加地，实施例还可包括与腔室壁共享共用接地的主壳体主体563。

现在参考图6A至图6C，示出了根据特定实施例的描绘了在处理工具600内接近处理环697的传感器组件611的集成的图。

现在参考图6A，示出了根据实施例的处理工具600内部的一部分的部分透视图。如图所示，传感器组件611从腔室642的内部表面延伸向上，以便将帽611定位为与环绕基板(未展示)的处理环697相邻。在所图示的特定实施例中，帽611被集成在等离子体网屏695内。例如，等离子体网屏695可包括尺寸被设置为接收帽611的开口682。在一些实施例中，等离子体网屏695可被省略或具有任何期望的结构。

在实施例中，主壳体主体663可附接至腔室642的内部表面。主壳体主体663可直接附接至腔室642，或真空电馈通件665可被定位在腔室642与主壳体主体662之间。轴件662可从主壳体主体663垂直延伸向上。轴件662的高度可适用于定位帽661的顶部表面，使得帽661的顶部表面与处理环697的顶部表面基本上共面。然而，应理解，在一些实施例中，帽的顶部表面和处理环697的顶部表面之间可能存在偏离。

现在参考图6B，示出了根据实施例的描绘了传感器组件611的结构的处理工具600的横截面图。如图所示，端口683被设置穿过腔室642的壁(例如，底部表面)。真空电馈通件665可附接至腔室642的内部表面并且延伸进入端口683。即，真空电馈通件665的一部分可在腔室642的内部容积内并且在端口683内。主壳体主体663附接至真空电馈通件665，并且轴件662垂直地延伸远离主壳体主体663。帽661可与等离子体网屏695相交。

现在参考图6C，示出了根据实施例的传感器组件611的分解透视图。如图所示，真空电馈通件665可包括具有孔674的凸缘673。在主壳体主体上提供匹配凸缘675和孔676，以便(例如，通过螺栓、螺钉等)将两个部件固定在一起。在所图示的实施例中，凸缘675和673各自具有四个孔676、674。然而，应理解，在凸缘675、673上可包括任何数量的孔676、674。

在所图示的实施例中，轴件662从主壳体主体663延伸而出。在一些实施例中，轴件662和主壳体主体663被示出为单片式零件(或永久地附接在一起)。然而，应理解，在一些实施例中，轴件662(例如，使用螺钉机构等)可移除地固定到主壳体主体663。

在实施例中，传感器612被设置在轴件662的与主壳体主体663相对的端部处。传感器612由帽661固定为抵靠轴件662。在实施例中，帽661包括允许传感器612暴露于处理环境的开口681。在实施例中，主壳体主体663在壳体主体663与等离子体网屏695之间具有低的热阻。附加地，实施例也可包括与等离子体网屏695共享共用接地的主壳体主体663。

现在参考图7A至图7C，示出了根据特定实施例的描绘了传感器组件711集成到处理工具700的盖组件708的图。

现在参考图7A，示出了根据实施例的处理工具700的盖组件708的一部分的横截面视图。在实施例中，盖组件708包括中心喷嘴707，通过中心喷嘴707提供电馈送件706。在实施例中，电馈送件706连接到真空电馈通件765。真空电馈通件765可密封中心喷嘴707的底部。即，可将中心喷嘴707的底部表面下方的容积保持在真空压力，并且中心喷嘴707的底部表面上方的容积可处于大气压力。

在实施例中，主壳体主体763可在盖组件708的真空侧中与真空电馈通件765对接。轴件762可附接至主壳体主体763并且延伸向下到处理工具700的处理区域中。在实施例中，传感器712被定位在轴件762的底部处，并且由帽761固定到位。图7A中的帽761可从传感器712一直延伸回到中心喷嘴707的底部表面。即，帽761可环绕轴件762和主壳体主体733两者。

现在参考图7B，示出了根据实施例的传感器组件711的一部分的透视图。为了清楚起见，图7B中省略了帽761。如图所示，真空电馈通件765可包括凸缘773。凸缘773可(例如，使用螺栓或其他构件)被固定为抵靠盖组件708的中心喷嘴707的底部表面。在实施例中，主壳体主体763还可包括凸缘775。凸缘775和凸缘773可由穿过凸缘775和773中的孔(未示出)的螺栓固定在一起。在实施例中，轴件762可(例如，使用螺钉机构等)被可移除地附接至主壳体主体763。

现在参考图7C，示出了根据实施例的传感器组件711的分解透视图。与图7B相似，为清楚起见省略了帽762。如图所示，真空电馈通件765与主壳体主体763对接。在实施例中，主壳体主体763可包括突出部789。突出部789的外表面可以是螺纹的，并且轴件762的内表面可以是螺纹的。即，在一些实施例中，主壳体主体763可以是凸形部件，而轴件762可以是凹形部件以用于凹凸耦合布置。在一实施例中，传感器712由帽(未示出)固定为抵靠轴件762。在实施例中，主壳体主体763在壳体主体763与盖之间具有低的热阻。附加地，来自传感器712的电输出信号可从盖上方的RF线圈电屏蔽。这样，轴件762、主壳体主体763、和帽(未示出)可以是RF接地的。在实施例中，可通过跨轴件762、主壳体主体763、和帽(未示出)的共用接地来实现RF接地。

现在参考图8A至图8C，示出了根据特定实施例的描绘了传感器组件811集成到处理工具800的腔室842的底部表面中的图。

现在参考图8A，示出了根据实施例的处理工具800的腔室842的底部表面的部分截面图。腔室842的底部表面可具有端口884。端口884可允许接入处理工具800的内区域。例如，端口884可提供对接近处理工具800的排气系统(未示出)的排气区域的接入。

在实施例中，传感器组件811可被插入端口884。传感器组件811可包括真空电馈通件865、主壳体主体863、轴件862、传感器812和帽861。在实施例中，主壳体主体863和真空电馈通件865可被定位在腔室842外部，并且轴件862可延伸到端口884中。在一些实施例中，轴件862可不完全延伸穿过端口884，而在其他实施例中，轴件862完全延伸穿过端口884。例如，轴件862可延伸穿过端口884，使得传感器812与腔室842的内部表面基本上共面。

在实施例中，端口884可具有大于轴件862的尺寸(例如，外直径)的尺寸(例如，直径)。因此，适配器888可用以完全填充端口884。适配器888可由凸缘891固定到腔室842。传感器组件811可(例如，利用将适配器888连接到主壳体主体863的一个或多个螺栓或螺钉(未示出))固定到适配器888。

现在参考图8B，示出了根据实施例的传感器组件811和适配器888的透视图。在实施例中，配接器888绕着轴件862(不可见)安置。帽861(和不可见的传感器812)可在适配器888的顶部表面上方延伸。

现在参考图8C，示出了根据实施例的传感器组件811的分解透视图。在实施例中，真空电馈通件865可包括凸缘873。凸缘873可包括一个或多个孔874。在实施例中，主壳体主体863可包括具有一个或多个第一孔876的第一凸缘875。第一凸缘875的第一孔876可与真空电馈通件865的一个或多个孔洞874对齐，以便允许真空电馈通件865和主壳体主体863耦合在一起。

在实施例中，主壳体主体863可进一步包括在主壳体主体863的与第一凸缘875相对的端部上的第二凸缘877。在实施例中，第二凸缘877可包括一个或多个第二孔878。在实施例中，第二凸缘877可用于将主壳体主体863耦合到适配器888的凸缘891。省略了穿过适配器凸缘891的孔，但应理解，凸缘891中的孔可与第二孔878对齐以便接收螺栓、螺钉等。

在所图示的实施例中，轴件862被示出为固定到主壳体主体863。轴件862和主壳体主体863可以是单片式结构，或轴件862可以(例如，使用螺钉机构)可移除地耦合至主壳体主体863。在实施例中，传感器812可由帽861固定为抵靠轴件862的端部。帽861包括将传感器812暴露于处理环境(例如，排气区域)的开口881。在实施例中，主壳体主体863在壳体主体863与腔室主体800之间具有低的热阻。附加地，实施例还可包括与腔室主体800共享共用接地的主壳体主体863。

在图5A至图8C中，提供了各种传感器组件配置。应理解，此类传感器组件可与任何腔室架构集成。同样地，多于一个传感器可分布在整个腔室中，以监测不同位置处的腔室沉积和移除以及温度。例如，也可在跨除中心之外的盖的盖上实现传感器；传感器也可垂直定位于壁上不同位置处；传感器也可以120度间隔定位在环上三个位置处，以用于环腐蚀均匀性监测器；类似地，传感器也可放置在腔室底部处的真空端口附近的多于一个位置处。相对于图9A和图9B描述了一个此类腔室架构的示例，其中可集成各种传感器组件，诸如上述的那些传感器组件。在实施例中，可将单个传感器组件集成到处理设备900中，或可将两个或更多个传感器组件集成到处理设备900中。附加地，可将两个或更多个单个类型的传感器组件集成到处理设备900中。例如，两个或更多个壁传感器组件可被集成到处理设备900中。

现在参考图9A，示出了根据实施例的等离子体处理设备900的示意性横截面图，等离子体处理设备900包括一个或多个传感器组件，诸如本文所述的那些传感器组件。等离子体处理设备900可以是等离子体蚀刻腔室、等离子体增强化学气相沉积腔室、物理气相沉积腔室、等离子体处理腔室、离子注入腔室、或其他合适的真空处理腔室。如图9A中所示，等离子体处理设备900大体上包括共通封围处理区域902和排气区域904的腔室盖组件910、腔室主体组件940、和排气组件990。实际上，将处理气体引导进入处理区域902并使用RF功率将处理气体点燃成为等离子体。基板905被定位在基板支撑组件960上并且暴露于在处理区域902中生成的等离子体，以在基板905上执行等离子体处理，诸如蚀刻、化学气相沉积、物理气相沉积、注入、等离子体退火、等离子体处理、消除、或其他等离子体处理。通过排气组件990将真空保持在处理区域902中，排气组件990通过排气区域904从等离子体处理中移除了用过的处理气体和副产物。

盖组件910大体上包括与腔室主体组件940隔离并由腔室主体组件940支撑的上电极912(或阳极)和封围上电极912的腔室盖914。上电极912经由导电气体入口管道926耦合至RF功率源903。导电气体入口管道926与腔室主体组件940的中心轴同轴，使得RF功率和处理气体两者被对称地提供。上电极912包括附接至传热板918的喷头板916。喷头板916、传热板918、和气体入口管道926均由RF导电材料(诸如铝或不锈钢)制成。

喷头板916具有中心歧管920和一个或多个外歧管922以用于使处理气体分布在处理区域902中。一个或多个外歧管922围绕中心歧管920。中心歧管920通过气体入口管道926从气体源906接收处理气体，并且(多个)外歧管922通过(多个)气体入口管道927从气体源906接收处理气体，所述处理气体可以是与中心歧管920中接收的气体相同或不同的混合物。喷头板916的双歧管配置允许将气体输送到处理区域902中的改善的控制。多歧管喷头板916相对于常规的单个歧管版本，能够增强对处理结果的中心到边缘控制。

传热流体从流体源909穿过流体入口管道930输送到传热板918。流体穿过设置在传热板918中的一个或多个流体通道919而循环，并经由流体出口管道931返回到流体源909。合适的传热流体包括水、水基乙二醇混合物、全氟聚醚(例如，

流体)、油基传热流体、或类似流体。

腔室主体组件940包括由抗处理环境的导电材料(诸如铝或不锈钢)制成的腔室主体942。基板支撑组件960居中设置在腔室主体942内，并且被定位为在对称地绕着中心轴(CA)的处理区域902中支撑基板905。基板支撑组件960还可支撑环绕基板905的处理环997。腔室主体942包括支撑上衬里组件944的外凸缘的壁架。上衬里组件944可由导电、处理可兼容材料(诸如铝、不锈钢和/或氧化钇(例如，氧化钇涂覆的铝))构成。实际上，上衬里组件944将腔室主体942的上部分从处理区域902中的等离子体屏蔽，并且可移除以允许定期清洁和维护。上衬里组件944的内凸缘支撑上电极912。绝缘体913被定位在上衬里组件944与上电极912之间，以在腔室主体组件940与上电极912之间提供电绝缘。

上衬里组件944包括附接至内凸缘和外凸缘的外壁947、底部壁948、和内壁949。外壁947和内壁949是基本上垂直的圆柱形壁。外壁947被定位为将腔室主体942从处理区域902中的等离子体屏蔽，并且内壁949被定位为至少部分地将基板支撑组件960的侧面从处理区域902中的等离子体屏蔽。除了在形成排气通路989的某些区域中，底部壁948连结内壁949和外壁947。

穿过设置在腔室主体942中的狭缝阀隧道941来接入处理区域902，狭缝阀隧道941允许基板905进入基板支撑组件960/从基板支撑组件960移除。上衬里组件944具有设置从中穿过以匹配狭缝阀隧道941的，以允许基板905从所述狭槽950中穿过。在等离子体处理设备的操作期间，门组件(未示出)关闭狭缝阀隧道941和狭槽950。

基板支撑组件960通常包括下电极961(或阴极)和中空基座962，中心轴(CA)穿过所述中空基座962的中心，并且由设置在中心区域956中并且由腔室主体942支撑的中心支撑构件957来支撑。中心轴(CA)也穿过中心支撑构件957的中心。下电极961通过匹配网络(未示出)和路由穿过中空基座962的电缆(未示出)耦合至RF功率源903。当将RF功率供应至上电极912和下电极961时，在其间形成的电场将存在于处理区域902中的处理气体点燃而成为等离子体。

(诸如通过紧固件和O形环(未示出))将中心支撑构件957密封至腔室主体942，并且(诸如通过波纹管958)将下电极961密封至中心支撑构件957。因此，中心区域956与处理区域902密封并且中心区域956可保持在大气压力下，同时处理区域902保持在真空条件下。

致动组件963被定位在中心区域956内并且附接到腔室主体942和/或中心支撑构件957。致动组件963提供下电极161相对于腔室主体942、中心支撑构件957和上电极912的垂直运动。下电极961在处理区域902内的此类垂直运动在下电极961与上电极912之间提供了可变的间隙，这允许对在其间形成的电场的增加的控制，继而提供了对在处理区域902中形成的等离子体中的密度的更好的控制。另外，由于基板905由下电极961支撑，基板905和喷头板916之间的间隙也可变化，造成对跨基板905的处理气体分布的更好的控制。

在一个实施例中，下电极961是静电卡盘，并且因此包括设置在其中的一个或多个电极(未示出)。电压源(未示出)相对于基板905偏置一个或多个电极以产生吸引力，以在处理期间将基板905维持在原位。将一个或多个电极耦合到电压源的电缆被路由穿过中空基座962并穿过多个接入管道980中的一者离开腔室主体942。

图9B是腔室主体组件940的辐条991内的接入管道980的布局的示意描绘图。如图所示，辐条991和接入管道980绕着处理设备900的中心轴(CA)以辐条图案对称地布置。在所示的实施例中，三个相同的接入管道980设置穿过腔室主体942到中心区域956中，以便于将多个管道和电缆从腔室主体942外部供应到下电极961。辐条991中的每一者与排气通路989相邻，所述排气通路989将中心区域956上方的处理区域902与中心区域956下方的排气区域904流体耦合。接入管道980的对称布置进一步在腔室主体942中(特别是在处理区域902中)提供电对称性和热对称性，以便允许在处理区域902中形成更均匀的等离子体，并在处理期间改善对基板905表面上的等离子体密度的控制。

类似地，绕着中心轴(CA)对称地将排气通路989定位在上衬里组件944中。排气通路989允许气体从处理区域902穿过排气区域904排气，并穿过排气端口996离开腔室主体942。排气端口996绕着腔室主体组件940的中心轴(CA)居中，使得气体均匀地穿过排气通路989抽出。

再次参考图9A，将导电的网状衬里995定位在上衬里组件944上。网状衬里995可由导电的、处理可兼容材料(诸铝、不锈钢、和/或氧化钇(例如，氧化钇涂覆的铝))构成。网状衬里995可具有从中穿过形成的多个孔径(未示出)。可绕着网状衬里995的中心轴对称地定位孔径，以允许排放气体均匀地从中抽出，进而促进处理区域902中均匀的等离子体形成以及允许对处理区域902中的等离子体的密度和气体流动更好的控制。在一个实施例中，网状衬里995的中心轴与腔室主体组件940的中心轴(CA)对齐。

网状衬里995可电耦合到上衬里组件944。当RF等离子体存在处理区域902内时，寻求至地面的返回路径的RF电流可沿着网状衬里995的表面行进至上衬里组件944的外壁947。因此，网状衬里995的环形对称配置提供了到地面的对称RF返回并绕过上衬里组件944的任何几何非对称。

在实施例中，一个或多个传感器组件可位于整个处理设备900的各个位置处。例如，传感器组件可位于一个或多个位置中，诸如但不限于沿着腔室942的侧壁、在排气区域904中、与处理环997相邻(例如，集成到网状衬里995中)、或与盖组件910集成。由此，可由处理设备900确定多个位置中的各种腔室条件的检测。可使用由一个或多个传感器组件供应的腔室条件以修改一个或多个参数，例如，处理配方参数、用于处理设备900的清洁过程、部件更换确定等。

尽管图9A和图9B中的处理设备900提供可受益于包括诸如本文所公开的传感器组件的工具的特定示例，应理解，实施例不限于图9A和图9B的特定构造。即，许多不同的等离子体腔室构造(诸如但不限于微电子制造工业中使用的等离子体腔室构造)也可受益于传感器组件的集成，诸如本文所公开的。

例如，图10是根据本公开的实施例的可包括一个或多个电容传感器组件(诸如上述的那些)的处理设备1000的横截面图。等离子体处理设备1000可以是等离子体蚀刻腔室、等离子体增强化学气相沉积腔室、物理气相沉积腔室、等离子体处理腔室、离子注入腔室、或其他合适的真空处理腔室。

处理设备1000包括接地腔室1042。在一些情况下，腔室1042还可包括衬里(未示出)以保护腔室1042的内部表面。腔室1042可包括处理区域1002和排气区域1004。可利用盖组件1010来密封腔室1042。处理气体从一个或多个气体源1006穿过质量流量控制器1049供应到盖组件1010并到腔室1005中。接近排气区域1004的排气端口1096可在腔室1042内保持期望的压力，并且从腔室1042中的处理移除副产物。

盖组件1010通常包括上电极，所述上电极包括喷头板1016和传热板1018。盖组件1010通过绝缘层1013与腔室1042隔离。上电极通过匹配(未示出)耦合到源RF发生器1003。源RF发生器1003可具有例如在100与180MHz之间的频率，例如在特定的实施例中，在162MHz的频带中。来自气体源1006的气体进入喷头板1016内的歧管1020，并穿过喷头板1016中的开口离开到腔室1042的处理区域1002中。在实施例中，传热板1018包括通道1019，传热流体穿过通道1019流动。喷头板1016和传热板1018由RF导电材料(诸如铝或不锈钢)制成。在某些实施例中，提供气体喷嘴或其他合适的气体分布组件以用于将处理气体在腔室1042中分布，以代替喷头板1016(或除了喷头板1016之外)。

处理区域1002可包括下电极1061，基板1005固定在下电极1061上。环绕基板1005的处理环1097的部分也可由下电极1061支撑。基板1005可穿过穿过腔室1042的狭缝阀隧道1041插入腔室1042(或从腔室1042抽出)。为了简化，省略了用于狭缝阀隧道1041的门。下电极1061可以是静电卡盘。下电极1061可由支撑构件1057支撑。在实施例中，下电极1061可包括多个加热区，每个区可独立控制温度设定点。例如，下电极1061可包括接近基板1005的中心的第一热区和接近基板1005的外周的第二热区。偏置功率RF发生器1025通过匹配1027耦合到下电极1061。若需要，偏置功率RF发生器1025提供偏置功率以对等离子体通电。偏置功率RF发生器1025可具有例如约2MHz至60MHz之间的低频，并且在特定实施例中，在13.56MHz频带中。

在实施例中，一个或多个传感器组件可位于整个处理设备1000的各个位置处。例如，传感器组件可位于一个或多个位置中，诸如但不限于沿着腔室1042的侧壁、排气区域1004中、与处理环1097相邻以及与盖组件1010集成。据此，可由处理设备1000确定多个位置中的各种腔室条件的检测。可使用由一个或多个传感器组件供应的腔室条件以修改一个或多个参数，例如，处理配方参数、用于处理设备1000的清洁过程、部件更换确定等。

现在参考图11，示出了根据实施例的处理工具的示例性计算机系统1160的框图。在实施例中，计算机系统1160耦合到处理工具并且控制处理工具中的处理。计算机系统1160可通信地耦合到一个或多个传感器模块，诸如本文所公开的那些传感器模块。计算机系统1160可利用来自一个或多个传感器模块的输出，以便修改一个或多个参数，例如，处理配方参数、用于处理工具的清洁过程、部件更换确定等。

计算机系统1160可连接(例如，网络连接)至局域网(LAN)、内联网、外联网或因特网中的其他机器。计算机系统1160可在客户端-服务器网络环境中以服务器或客户端机器的能力操作，或作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器操作。计算机系统1160可为个人计算机(PC)、平板计算机、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络应用设备、服务器、网络路由器、交换器或桥、或任何能够(依序或以其他方式)执行指令集的机器以指定所述机器要采取的动作。此外，尽管仅针对计算机系统1160示出了单个机器，术语“机器”也应被视为包含单独地或联合地执行一个(或多个)指令集以执行本文描述的任何一个或多个方法的任何机器(例如，计算机)的集合。

计算机系统1160可包括计算机程序产品，或软件1122，具有存储在其上的指令的非瞬态机器可读介质，可使用所述指令以对计算机系统1160(或其他电子装置)进行编程以根据实施例执行处理。机器可读介质包含用于以机器(例如，计算机)可读形式存储或传送信息的任何机制。例如，机器可读(例如，计算机可读)介质包含机器(例如，计算机)可读存储介质(例如，只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置等)、机器(例如，计算机)可读传输介质(电、光、声或其他形式的传播信号(例如，红外光信号、数字信号等))等。

在实施例中，计算机系统1160包含彼此经由总线1130通信的系统处理器1102、主存储器1104(例如，只读存储器(ROM)、闪存、诸如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)的动态随机存取存储器(DRAM)等)、静态存储器1106(例如，闪存、静态随机存取存储器(SRAM)等)和辅助存储器1118(例如，数据存储装置)。

系统处理器1102表示一个或多个通用处理装置，诸如微系统处理器、中心处理单元等。更具体地，系统处理器可以是复杂指令集计算(CISC)微系统处理器、精简指令集计算(RISC)微系统处理器、超长指令字(VLIW)微系统处理器、实现其他指令集的系统处理器、或实现指令集的组合的系统处理器。系统处理器1102也可以是一个或多个专用处理装置，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号系统处理器(DSP)、网络系统处理器等。系统处理器1102被配置成执行处理逻辑1126以用于执行本文描述的操作。

计算机系统1160可进一步包括用于与其他装置或机器通信的系统网络接口装置1108。计算机系统1160还可包括视频显示单元1110(例如，液晶显示器(LCD)、发光二极管显示器(LED)、或阴极射线管(CRT))、字母数字输入装置1112(例如，键盘)、游标控制装置1114(例如，鼠标)和信号发生装置1116(例如，扬声器)。

辅助存储器1118可包括机器可存取存储介质1131(或更具体地，计算机可读存储介质)，其上存储了一个或多个指令集(例如，软件1122)，所述指令集实施本文描述的任何一个或多个方法或功能。软件1122也可在由计算机系统1160执行期间完全地或至少部分地驻留在主存储器1104内和/或系统处理器1102内，主存储器1104和系统处理器1102也构成机器可读存储介质。可进一步经由系统网络接口装置1108在网络1161上传送或接收软件1122。在实施例中，网络接口装置1108可使用RF耦合、光学耦合、声耦合或电感耦合来操作。

尽管在示例性实施例中将机器可存取存储介质1131示出为单个介质，术语“机器可读存储介质”应当被视为包括单个介质或存储一个或多个指令集的多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“机器可读存储介质”也应被视为包括能够存储或编码指令集以供机器执行并且使机器执行任何一个或多个方法的任何介质。据此，术语“机器可读存储介质”应被视为包括但不限于固态存储器以及光学和磁性介质。

在前述说明书中，已描述了特定的示例性实施例。显而易见的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可对其进行各种修改。据此，说明书和附图应被视为说明性的而不是限制性的。

示例1：一种传感器组件，包括：传感器模块，其中所述传感器模块包括；基板；电容器，所述电容器具有在所述基板上的第一电极和第二电极；以及电容到数字转换器(CDC)，所述CDC电耦合至所述第一电极及所述第二电极；以及壳体组件，所述壳体组件附接至所述传感器模块，其中所述壳体组件包括：轴件，其中所述轴件是中空的；以及帽，所述帽在所述轴件的第一端上，其中所述帽具有暴露所述电容器的开口。

示例2：如示例1所述的传感器组件，其中所述基板在所述轴件的所述第一端上方。

示例3：如示例2所述的传感器组件，其中所述帽将所述基板固定为抵靠所述轴件的所述第一端。

示例4：如示例3所述的传感器组件，其中所述轴件的所述第一端包括凹槽，并且密封环位于所述凹槽中，其中所述密封环被压缩在所述基板与所述轴件之间。

示例5：如示例1至3所述的传感器组件，进一步包括：板，所述板覆盖所述轴件的第二端，其中所述板形成与所述轴件的气密密封，其中所述基板和所述板限定所述轴件的内部容积。

示例6：如示例5所述的传感器组件，其中所述CDC在所述轴件的所述内部容积内。

示例7：如示例5所述的传感器组件，其中所述壳体组件进一步包括：壳体主体，其中所述轴件被插入所述壳体主体。

示例8：如示例7所述的传感器组件，其中所述CDC在所述壳体主体内。

示例9：如示例8所述的传感器组件，其中所述CDC由内部连接附接至基板，所述内部连接延伸穿过所述轴件的内部容积并且穿过所述板。

示例10：如示例9所述的传感器组件，其中所述内部连接被焊接至所述基板上的垫，或其中所述内部连接由弹簧固定为抵靠基板上的垫。

示例11：如示例7至10所述的传感器组件，其中所述轴件被拧入壳体主体。

示例12：如示例7至11所述的传感器组件，进一步包括：真空电馈通件，所述真空电馈通件附接至所述壳体主体。

示例13：一种传感器组件，包括：轴件，所述轴件具有第一端和第二端，其中所述轴件是中空的；电容器，所述电容器在基板的第一表面上，其中所述基板的第二表面与所述轴件的所述第一端对接；以及帽，所述帽在所述轴件的所述第一端上方，其中所述帽将所述基板固定为抵靠所述轴件的所述第一端，并且其中穿过所述帽的开口暴露所述电容器。

示例14：如示例13所述的传感器组件，进一步包括：板，所述板覆盖所述轴件的所述第二端处的开口。

示例15：如示例13或示例14所述的传感器组件，其中所述帽被焊接至所述轴件。

示例16：如示例13至15所述的传感器组件，其中所述轴件接近所述第二端的外部表面为螺纹的。

示例17：如示例13至16所述的传感器组件，进一步包括：凹槽，所述凹槽在所述轴件的所述第一端中；以及密封环，所述密封环在所述凹槽中，其中所述密封环被压缩在所述基板与所述轴件之间以提供气密密封。

示例18：如示例13至18所述的传感器组件，进一步包括：电容到数字转换器(CDC)，所述CDC电耦合至所述电容器。

示例19：如示例18所述的传感器组件，其中至所述CDC的内部连接利用焊料附接至基板上的垫。

示例20：如示例18所述的传感器组件，其中至所述CDC的内部连接利用弹簧附接至基板上的垫，或其中至所述CDC的内部连接被焊接至基板上的垫。

示例21：一种处理工具，包括：腔室，所述腔室限定内部容积；其中所述内部容积包括处理区域和排气区域；盖，所述盖密封所述腔室；基板支撑件，所述基板支撑件在处理区域内，所述基板支撑件用于支撑基板和处理环；以及传感器组件，所述传感器组件附接至处理工具，其中所述传感器组件包括：一传感器模块，其中所述传感器模块包括；基板；电容器，所述电容器具有在所述基板上的第一电极和第二电极；以及电容到数字转换器(CDC)，所述CDC电耦合至所述第一电极和所述第二电极；以及壳体组件，所述壳体组件附接至所述传感器模块，其中所述壳体组件包括：轴件，其中所述轴件是中空的；以及帽，所述帽在所述轴件的第一端上，其中所述帽具有暴露所述电容器的开口；板，所述板覆盖所述轴件的所述第二端，其中所述板与所述轴件形成气密密封；其中所述基板和所述板限定所述轴件的内部容积；壳体主体，其中所述轴件附接至所述壳体主体；以及真空电馈通件，所述真空电馈通件附接至所述壳体主体。

示例22：如示例21所述的处理工具，其中所述轴件穿过所述腔室的壁，并且其中所述电容器暴露于处理区域。

示例23：如示例21所述的处理工具，其中所述传感器组件与所述盖集成，且其中所述电容器暴露于处理区域。

示例24：如示例21所述的处理工具，其中所述真空电馈通件固定为抵靠腔室壁中的端口，并且其中所述轴件从所述真空电馈通件延伸向上以便将所述电容器定位为与所述处理环相邻。

示例25：如示例21所述的处理工具，其中所述轴件至少部分地穿过腔室壁中的端口，并且暴露于排气区域。

示例26：一种传感器组件，包括：真空电馈通件，其中所述真空电馈通件包括第一凸缘，所述第一凸缘具有第一孔；壳体主体，所述壳体主体附接至所述真空电馈通件，其中所述壳体主体具有内容积、第一端和第二端，且其中所述壳体主体包括在所述壳体主体的所述第一端上的第二凸缘，所述第二凸缘具有第二孔，所述第二孔与在所述真空电馈通件上的所述第一孔对齐；一轴件，所述轴件具有一第一端及一第二端，其中所述轴件的所述第一端附接至所述壳体主体的所述第二端，其中所述轴件为中空的；以及电容传感器，所述电容传感器由帽固定为抵靠所述轴件的所述第二端，其中所述帽包括暴露所述电容传感器的第一电极和第二电极的开口。

示例27：如示例26所述的传感器组件，其中所述壳体主体进一步包括在所述壳体主体的所述第二端上的第三凸缘，所述第三凸缘具有一个或多个第三孔，其中所述第三孔从所述第二孔偏离。

示例28：如示例27所述的传感器组件，其中所述第三凸缘被定位为与安装板上的孔对接，所述安装板附接至等离子体处理工具的腔室壁的外部表面，并且其中所述轴件穿过所述腔室壁。

示例29：如示例27或示例28所述的传感器组件，进一步包括：适配器，所述适配器环绕所述轴件，其中所述适配器被配置成与等离子体处理工具的腔室壁中的端口对接，其中所述轴件穿过所述适配器的厚度，并且其中所述第三孔被定位为与所述适配器上的孔对接。

示例30：如示例26至29所述的传感器组件，其中所述轴件的内部由板与所述壳体主体的所述内容积分开。

示例31：如示例26至30所述的传感器组件，其中所述轴件被拧入所述壳体主体。

示例32：如示例26至31所述的传感器组件，其中所述帽被焊接至所述轴件。

示例33：如示例26至32所述的传感器组件，其中所述第一孔洞被配置成与等离子体处理腔室的腔室的内部表面中的孔对接，并且其中所述真空电馈通件被插入穿过腔室壁的端口。

示例34：如示例33所述的传感器组件，其中所述轴件具有长度，所述长度足以将电容传感器的顶部表面定位为平行于等离子体网屏，所述等离子体网屏环绕等离子体处理腔室的处理环。

示例35：如示例26至34所述的传感器组件，其中所述帽环绕所述轴件和所述壳体主体。

示例36：如示例35所述的传感器组件，其中所述帽被固定为抵靠等离子体处理工具的盖组件的内部表面。

示例37：如示例26至35所述的传感器组件，进一步包括：电容到数字转换器(CDC)，所述CDC电耦合至所述电容传感器。

示例38：如示例37所述的传感器组件，其中所述CDC在所述轴件内。

示例39：如示例37所述的传感器组件，其中所述CDC在所述壳体主体内。

示例40：如示例26至39所述的传感器组件，其中所述轴件的所述第二端包括凹槽，并且密封环在所述凹槽中，其中所述密封环被压缩在所述基板与所述轴件之间。

Claims (20)

1.一种传感器组件，包括：

传感器模块，其中所述传感器模块包括；

基板；

电容器，所述电容器具有在所述基板上的第一电极和第二电极；以及

电容到数字转换器(CDC)，所述CDC电耦合至所述第一电极和所述第二电极；以及

壳体组件，所述壳体组件附接至所述传感器模块，其中所述壳体组件包括：

轴件，其中所述轴件是中空的；以及

帽，所述帽在所述轴件的第一端上，其中所述帽具有暴露所述电容器的开口。

2.如权利要求1所述的传感器组件，其中所述基板在所述轴件的所述第一端上方。

3.如权利要求2所述的传感器组件，其中所述帽将所述基板固定为抵靠所述轴件的所述第一端。

4.如权利要求3所述的传感器组件，其中所述轴件的所述第一端包括凹槽，并且密封环位于所述凹槽中，其中所述密封环被压缩在所述基板与所述轴件之间。

5.如权利要求1所述的传感器组件，进一步包括：

板，所述板覆盖所述轴件的第二端，其中所述板形成与所述轴件的气密密封，其中所述基板和所述板限定所述轴件的内部容积。

6.如权利要求5所述的传感器组件，其中所述CDC在所述轴件的所述内部容积内。

7.如权利要求5所述的传感器组件，其中所述壳体组件进一步包括：

壳体主体，其中所述轴件被插入所述壳体主体。

8.如权利要求7所述的传感器组件，进一步包括：

真空电馈通件，所述真空电馈通件附接至所述壳体主体。

9.一种传感器组件，包括：

轴件，所述轴件具有第一端和第二端，其中所述轴件是中空的；

电容器，所述电容器在基板的第一表面上，其中所述基板的第二表面与所述轴件的所述第一端对接；以及

帽，所述帽在所述轴件的所述第一端上方，其中所述帽将所述基板固定为抵靠所述轴件的所述第一端，并且其中穿过所述帽的开口暴露所述电容器。

10.如权利要求9所述的传感器组件，进一步包括：

板，所述板覆盖所述轴件的所述第二端处的开口。

11.如权利要求9所述的传感器组件，其中所述帽被焊接至所述轴件。

12.如权利要求9所述的传感器组件，其中所述轴件的接近所述第二端的外部表面是螺纹的。

13.如权利要求9所述的传感器组件，进一步包括：

凹槽，所述凹槽在所述轴件的所述第一端中；以及

密封环，所述密封环在所述凹槽中，其中所述密封环被压缩在所述基板与所述轴件之间以提供气密密封。

14.一种传感器组件，包括：

真空电馈通件，其中所述真空电馈通件包括第一凸缘，所述第一凸缘具有第一孔；

壳体主体，所述壳体主体附接至所述真空电馈通件，其中所述壳体主体具有内容积、第一端和第二端，并且其中所述壳体主体包括在所述壳体主体的所述第一端上的第二凸缘，所述第二凸缘具有第二孔，所述第二孔与所述真空电馈通件上的所述第一孔对齐；

轴件，所述轴件具有第一端和第二端，其中所述轴件的所述第一端附接至所述壳体主体的所述第二端，其中所述轴件是中空的；以及

电容传感器，所述电容传感器由帽固定为抵靠所述轴件的所述第二端，其中所述帽包括暴露所述电容传感器的第一电极和第二电极的开口。

15.如权利要求14所述的传感器组件，其中所述壳体主体进一步包括在所述壳体主体的所述第二端上的第三凸缘，所述第三凸缘具有一个或多个第三孔，其中所述第三孔与所述第二孔偏离。

16.如权利要求14所述的传感器组件，其中所述轴件的内部通过板与所述壳体主体的所述内容积分开。

17.如权利要求14所述的传感器组件，其中所述轴件被拧入所述壳体主体。

18.如权利要求14所述的传感器组件，其中所述帽被焊接至所述轴件。

19.如权利要求14所述的传感器组件，其中所述帽环绕所述轴件和所述壳体主体。

20.如权利要求14所述的传感器组件，其中所述轴件的所述第二端包括凹槽，并且密封环在所述凹槽中，其中所述密封环被压缩在所述基板与所述轴件之间。

Images