CN115152009A - 用于腔室条件监测的电容传感器 - Google Patents

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K·贝拉
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L·J·恩曼
M·J·萨利
D·T·麦克科米克
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Abstract

本文中公开的实施例包括一种传感器。在一实施例中，传感器包括：基板，所述基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面。在一实施例中，传感器进一步包括：第一电极，所述第一电极在所述基板的所述第一表面之上；以及第二电极，所述第二电极在所述基板的所述第一表面之上且相邻于所述第一电极。在一实施例中，传感器进一步包括：阻挡层，所述阻挡层在所述第一电极和所述第二电极之上。

Description

用于腔室条件监测的电容传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求在2020年3月6日提交的美国非临时申请第16/812,066号的优先权，该申请的全部内容由此通过引用而并入本文。
技术领域
实施例涉及半导体制造的领域，且更具体地涉及用于监测腔室条件的电容传感器。
背景技术
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，可以使用处理腔室(诸如但不限于，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。随着这些装置中的规模持续缩放至较小的临界尺寸，针对均匀且稳定的处理条件(例如，跨单个基板的均匀性、不同批次的基板之间的均匀性、以及设施中的腔室之间的均匀性)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源自许多不同的来源。一个这样的来源是腔室本身的条件。即，随着在腔室中处理基板，腔室环境可能改变。例如，在蚀刻工艺中，由于再沉积工艺，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工艺配方的后续迭代中变更等离子体化学性质并导致工艺偏移。
为了对抗工艺偏移，可定期清洁处理腔室。可实施原位腔室清洁(ICC)以重新设定腔室条件。现今，ICC主要基于配方。即，执行设定配方以便清洁处理腔室。一些ICC可能使用光发射光谱(OES)系统以用于工艺配方的终点确定。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显著的停机时间，因为需要抽吸处理腔室回降到期望的真空压力、陈化，并且需要在可对生产基板进行处理之前对腔室进行重新验证。开启处理腔室可以以预定的间隔发生(例如，在已经处理了一定数量的基板之后)，或在检测到偏离之后。依赖预定间隔可能会导致太频繁地开启腔室。因此，生产量减低。在偏离检测的情况下，在已经对生产基板造成损坏之后对腔室条件进行校正。如此，良率减低。
发明内容
本文公开的实施例包括一种传感器。在一实施例中，传感器包括：基板，所述基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面。在一实施例中，传感器进一步包括：第一电极，所述第一电极在所述基板的所述第一表面之上；以及第二电极，所述第二电极在所述基板的所述第一表面之上且相邻于所述第一电极。在一实施例中，传感器进一步包括：阻挡层，所述阻挡层在所述第一电极和所述第二电极上。
本文公开的实施例也可包括一种传感器模块。在一实施例中，传感器模块包括：传感器基板，所述传感器基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面。在一实施例中，第一电极在所述传感器基板的所述第一表面之上，且第二电极在所述传感器基板的所述第一表面之上且相邻于所述第一电极。在一实施例中，传感器模块进一步包括：电容至数字转换器(CDC)，所述电容至数字转换器(CDC)电耦合至所述第一电极和所述第二电极。
实施例也可包括一种处理工具。在一实施例中，处理工具包括：腔室，所述腔室界定内部容积，其中所述内部容积包括处理区域和排气区域。在一实施例中，腔室可进一步包括盖，所述盖密封所述腔室；以及基板支撑件，所述基板支撑件在所述处理区域内。所述基板支撑件可用于支撑基板和工艺环。在一实施例中，处理工具可进一步包括电容传感器，所述电容传感器在所述内部容积内。在一实施例中，电容传感器包括：基板，所述基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；第一电极，所述第一电极在所述基板的所述第一表面之上；以及第二电极，所述第二电极在所述基板的所述第一表面之上且相邻于所述第一电极。在一实施例中，电容传感器可进一步包括：阻挡层，所述阻挡层在所述第一电极和所述第二电极之上。
附图说明
图1是根据一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2A是根据一实施例的电容传感器的示意图。
图2B是根据一实施例的具有沉积在电容传感器之上的层的电容传感器的示意图。
图3A是根据一实施例的具有第一电极和第二电极的电容传感器的平面图，所述第一电极和所述第二电极具有相互交叉的指部。
图3B是根据一实施例的具有被第二电极环绕的第一电极的电容传感器的平面图。
图3C是根据一实施例的具有被第二环电极环绕的第一环电极的电容传感器的平面图。
图3D是根据一实施例的具有处于互锁螺旋配置的第一电极和第二电极的电容传感器的平面图。
图3E是根据一实施例的电容传感器的平面图，所述电容传感器具有第一电极、第二电极以及围绕第一电极和第二电极的保护环。
图3F是根据一实施例的具有差分电容器的电容传感器的平面图，所述差分电容器包括第一电极、第二电极、和第三电极。
图4A是根据一实施例的在基板上的电容传感器的横截面图。
图4B是根据一实施例的在基板上的电容传感器的横截面图，所述电容传感器进一步包括温度传感器。
图4C是根据一实施例的在基板上的电容传感器的横截面图，其中电极被支撑在基板上方。
图5A是根据一实施例的在电极之上的阻挡层的横截面图。
图5B是根据一实施例的包括在电极之上的第一层和第二层的阻挡层的横截面图。
图5C是根据一实施例的阻挡层的横截面图，所述阻挡层包括在电极之上的第一层、第二层、和第三层。
图5D是根据一实施例的阻挡层的横截面图，所述阻挡层包括在电极之上的交替的第一层和第二层。
图6A是根据一实施例的在其上形成有电容传感器的单片基板的横截面图。
图6B是根据一实施例的基板的横截面图，在所述基板上形成了包括多个层的电容传感器。
图6C是根据一实施例的基板的横截面图，在所述基板上形成了包括多个交替的第一层和第二层的电容传感器。
图7A是根据一实施例的传感器模块的横截面图，所述传感器模块具有附接至基板的电容至数字转换器(CDC)。
图7B是根据一实施例的具有CDC的传感器模块的横截面图，所述CDC通过导线或引脚连接到基板。
图8A至图8F是根据一实施例的描绘用于在基板上形成电容传感器的工艺的平面图和横截面图。
图8G至图8I是根据各种实施例的电容传感器的平面图。
图9是根据一实施例的处理工具的示意图，示出了传感器模块可定位的示例性位置。
图10A是根据一实施例的可包括一个或多个传感器模块的处理工具的横截面图。
图10B是根据一实施例的图10A中的处理工具的横截面图，描绘了存取管和排气通路的对称布局。
图11是根据一实施例的可包括一个或多个传感器模块的处理工具的横截面图。
图12根据一实施例示出了可与传感器模块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明显的是，可在没有这些特定细节的情况下实现实施例。在其他实例中，未详细描述公知的方面，以免不必要地混淆实施例。此外，应理解，附图中所示出的各种实施例是说明性表示，且不一定按比例绘制。
如上所述，腔室条件的改变可能影响工艺均匀性(例如，跨单个基板的均匀性、不同批次的基板之间的均匀性、以及设施中的腔室之间的均匀性)。据此，期望监测处理工具内的腔室条件，以便改善工艺均匀性。本文公开的实施例包括可整合进入处理工具以便监测一个或多个腔室条件的电容传感器模块。
可监测的一种腔室条件是材料在腔室的内部表面上的沉积(例如，蚀刻副产物的再沉积)。这样的再沉积层可导致等离子体化学性质上的改变，并且因此可导致工艺非均匀性和工艺偏移。另外，对于一些工艺，陈化层可设置在腔室的内部表面之上。陈化层的改变也可导致工艺非均匀性和工艺偏移。这样，期望监测陈化层的改变。为了限制工艺非均匀性，可监测的另外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)。另外，腔室内的一个或多个部件可被认为是可消耗部件。即，在腔室操作期间，各种部件可能会磨损且最终需要更换。例如，工艺环可为一个这样的可消耗部件。如此，也期望监测此类可消耗部件的腐蚀程度，以便确定何时需要更换以便保持高工艺均匀性。
根据本文中公开的实施例的电容传感器模块的使用允许监测此类腔室条件。本文公开的电容传感器模块允许对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之上时，检测到传感器模块的电容上的改变。替代地，可通过电容上的改变来测量材料的移除(例如，在ICC工艺期间，在工艺期间腔室部件的腐蚀)。
本文中公开的电容传感器模块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，传感器模块可沿着腔室壁定位在排气区域中，与盖组件整合，和/或接近围绕基板的工艺环。本文中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模块。例如，可通过实质上抗蚀刻的阻挡层来保护传感器模块。此外，阻挡层也可为抗氟化的，以便改善信号完整性。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上的改变。传感器模块也可与升高的处理温度(例如，约400摄氏度或更高)相容。另外，传感器模块由限制交叉污染和/或颗粒产生的材料形成。
此外，电容传感器模块允许腔室条件的实时监测。这是因为穿过腔室壁的电馈送(诸如真空电馈通)允许腔室中在处理期间从待监测的传感器模块输出。实时监测允许对处理配方进行前馈调整，以便考虑现有工艺非均匀性。
现在参考图1，根据一实施例示出了传感器模块110的示意图。在一实施例中，传感器模块110包括传感器112和电容至数字转换器(CDC)114。传感器112是电容传感器或与热(温度)传感器整合的电容传感器。即，来自传感器112的输出是电容，或电容和温度。然后，电容输出可通过CDC转换为数字信号以用于进一步处理。可在ASIC管芯上实施CDC。在一实施例中，传感器模块110由控制器116控制。控制器116也可向传感器模块110提供功率(即，Vdd)。控制器116可通信地耦合到计算装置117或整合进入计算装置117。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。这样，来自传感器112的电容或电容和温度输出可用于变更工艺配方、清洁时间表等，以考虑腔室条件非均匀性。
现在参考图2A，根据一实施例示出了示例性的传感器212的横截面图。在一实施例中，传感器212可整合在基板220上。第一电极221和第二电极222可位于基板220上。在一实施例中，第一电极221可为感测电极，且第二电极222可为驱动电极。通孔223可将第一电极221和第二电极222连接到基板220的相对表面。
向第一电极221和第二电极222施加电压会跨电容器C1在第一电极221和第二电极222之间产生电荷。C1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。
现在参考图2B，根据一实施例示出了在将层231设置在第一电极221和第二电极222之上之后的传感器212的横截面图。层231可为腔室中的任何处理操作的结果。例如，层231可为蚀刻工艺期间的蚀刻副产物的再沉积。层231变更了第一电极221和第二电极222之间的电场，并且因此，将第一电容C1改变为第二电容C2。电容上的改变是腔室条件已改变的指示。类似于材料的添加(例如，层231的沉积)，实施例也可检测材料的移除。例如，随着层231的部分被移除，电容将从第二电容C2改变。在ICC操作、监测可消耗部件的磨损、或对陈化层进行改变的情况下，材料移除的检测特别有益。
取决于第一电极221和第二电极222的设计，传感器212的分辨率可约为10aF或更小，且具有约100aF或更小的精度。据此，可通过传感器212来检测到腔室条件上的小变化，诸如本文中所述的传感器。
为了提供期望的分辨率和精度，本文中公开的实施例可包括几种不同的电极配置。例如，图3A至图3F提供了可在传感器312中使用的几种电极实施。
现在参考图3A，根据一实施例示出了传感器312的平面图。传感器312可包括基板320、在基板320之上的第一电极321、和在基板320之上的第二电极322。在一实施例中，第一电极321可包括多个第一指部325，且第二电极322可包括多个第二指部324。第一指部325可与第二指部324相互交叉。使用相互交叉的指部在第一电极321和第二电极322之间提供增加的表面面积，这允许了更高的电容值。
现在参考图3B，根据附加的实施例示出了传感器312的平面图。在一实施例中，传感器312可包括基板320、在基板320上的第一电极321、和在基板320上的第二电极322。第一电极321可为垫(pad)等，且第二电极322可为环绕第一电极321的周边的环。
现在参考图3C，根据附加的实施例示出了传感器312的平面图。在一实施例中，传感器312可包括基板320、在基板320之上的第一电极321、和在基板320之上的第二电极322。在一些实施例中，第一电极321和第二电极322都可为环。
在图3B和图3C中，第一电极321和第二电极322被示出为具有实质圆形的形状。然而，应理解，实施例不限于这样的配置。即，外周边(和在环的情况下为内周边)可为任何形状(例如，正方形、矩形、任何多边形、或任何其他形状)。
现在参考图3D，根据附加的实施例示出了传感器312的平面图。在一实施例中，传感器312可包括基板320、在基板320之上的第一电极321、和在基板320之上的第二电极322。第一电极321和第二电极322中的每一者可具有螺旋形状，且第一电极321的螺旋可与第二电极321的螺旋互锁。在所示出的实施例中，螺旋具有实质上为90度的匝数。然而，应理解，螺旋可弯曲而没有可辨别的拐角，或拐角可具有不同于90度的角度。
现在参考图3E，根据附加的实施例示出了传感器312的平面图。在一实施例中，传感器312包括基板320、在基板之上的第一电极321、在基板之上的第二电极322、以及围绕第一电极321和第二电极322的周边的保护环326。保护环326可为传感器312提供增强的电隔离，并因此减低噪音并改善传感器312的性能。在一实施例中，保护环326保持在实质稳定的电位。例如，保护环326可保持在接地电位。在附加的实施例中，保护环可处于浮动电压。
在所示出的实施例中，保护环326被示出为围绕第一电极321和第二电极322，具有相互交叉的第一指部325和第二指部324。然而，应理解，可围绕任何电容配置来提供类似的保护环326，例如关于图3B至图3D所述的。
现在参考图3F，根据附加的实施例示出了传感器312的平面图。特定地，图3F中的传感器312是差分电容器传感器312。使用差分电容器可允许改善的噪音减低。在一实施例中，传感器312包括基板320、在基板320之上的第一电极321、在基板320之上的第二电极322、以及在基板之上的第三电极327。第二电极322可为驱动电极，且第一电极321和第三电极327可为感测电极。一对感测电极(即，第一电极321和第三电极327)两者都可参考驱动电极(即，第二电极322)。
在一实施例中，第一电极321可具有第一指部325，且第三电极327可具有第三指部328。第一指部325可与第二电极322的第二指部326A相互交叉，且第三指部325B可与第二电极322的第二指部326B相互交叉。然而，应理解，差分电容传感器可以以任何合适的电极架构形成，诸如与上述架构类似的架构，但增加了第三电极327。在一实施例中，三个电极321、322、和327也可被保护环(未示出)环绕以改善信号完整性。
在图3A至图3F中，传感器312全被示出为在基板320上具有单个电容器结构(或图3F中的单个差分电容器结构)。然而，应理解，实施例可包括设置在基板320之上的任何数量的电容器结构。例如，可在基板320之上设置两个或更多个电容器(或两个或更多个差分电容器)。
现在参考图4A，根据一实施例示出了传感器412的横截面图。在一实施例中，传感器412包括基板420，基板420具有设置在基板420之上的第一电极421和第二电极422。在图4A中，似乎存在两个不同的第一电极421和两个不同的第二电极422。然而，应理解，第一电极421可在图4A的平面外连接在一起，且第二电极422可在图4A的平面外连接在一起。
在一实施例中，第一电极421和第二电极422可为与微电子处理操作可相容的导电材料。例如，用于第一电极421和第二电极422的材料可包括但不限于：铝、钼、钨、钛、镍、铬及上述的合金。
在一实施例中，第一电极421通过穿过基板420的导电路径电耦合到基板420的背侧上的第一垫419。例如，导电路径可包括一个或多个通孔423、迹线429等。在一实施例中，第二电极422通过穿过基板420的导电路径电耦合到基板420的背侧上的第二垫418。将第二电极422耦合到第二垫418的导电路径被示出为单个通孔423，但应理解，在一些实施例中，可发生沿着导电路径的额外绕线。在一实施例中，嵌入基板420中的导电路径(例如，迹线429和通孔423)可包括导电材料，诸如但不限于：钨、钼、钛、钽、以及上述的合金等。在一实施例中，第一垫419和第二垫418可包括材料，诸如但不限于：钛、镍、钯、铜等。在一些实施例中，第一垫419和第二垫418可为多层堆叠以改善与CDC的整合(未示出)。例如，第一垫419和第二垫418可包括堆叠，诸如钛/镍/钯、钛/铜/钯、或通常用于互连垫的其他材料堆叠。
在一实施例中，第一电极421、第二电极422、和基板420的顶部表面可被层433覆盖。在特定的实施例中，层433可为保形层。即，在第一电极421和第二电极422的顶部表面之上的层433的厚度可实质上类似于在第一电极421和第二电极422的侧壁表面之上的层的厚度。层433可为在腔室内于处理期间保护传感器412的阻挡层。下面相对于图5A至图5D提供层433的更详细描述。
在一实施例中，基板420可具有适用于在处理工具内的各个位置中整合的形式因子。基板可具有约1.0mm或更小的厚度。在一些实施例中，基板420的厚度可在约0.50mm和约0.75mm之间。
在一实施例中，基板420可为抗处理腔室内的处理条件(例如，蚀刻条件)的任何合适的基板材料。然而，应理解，在一些实施例中，层433为基板420提供额外的保护，因此，在一些实施例中，可能不需要抵抗所有处理条件。基板420可为陶瓷材料、玻璃、或其他绝缘材料。在一些实施例中，基板420可为柔性基板，诸如聚合物材料。下面关于图6A至图6C提供了对可能的基板配置的更详细描述。
现在参考图4B，根据附加的实施例示出了传感器412的横截面图。在一实施例中，图4B中的传感器412实质类似于图4A中的传感器412，除了将热传感器435设置在基板420上。例如，可在基板420的背侧表面之上形成热传感器435(即，在与第一电极421和第二电极422相对的表面上)。
热传感器435可包括任何合适的感测技术。例如，图4B中的热传感器435被示出为包括多个迹线436以形成电阻温度检测器(RTD)。然而，应理解，可使用其他热传感器，诸如但不限于：热电耦(TC)传感器或热敏电阻(TR)传感器。在所示出的实施例中，热传感器435直接整合在基板420上。然而，应理解，在一些实施例中，可将包括热传感器435的分离部件装设至基板420。在其他实施例中，热传感器435可整合进入附接到传感器412的CDC(未示出)。许多管芯已经包括传感器以监测管芯温度。例如，PN接面(junction)可用于监测管芯温度。管芯的内热传感器因此也可用于监测处理工具内的外部温度。在附加的实施例中，可将光纤热传感器附接到基板背侧以监测温度。
包括热传感器435提供了额外数据以利用传感器412来监测腔室条件。例如，可监测腔室壁温度。在一些实施例中，利用热传感器435获得的热信息主要用于检测传感器的温度上的改变。在许多情况下，检测温度上的改变提供了足够的信息。这样，将热传感器435放置在基板420的背侧上(即，使其不直接暴露于处理腔室的内部)可提供足够的数据来监测所期望的腔室条件。
现在参考图4C，根据附加的实施例示出了传感器412的横截面图。图4C中的传感器412可包括支撑件434，支撑件434使第一电极421和第二电极422的部分升高而远离基板420的前侧表面。在一实施例中，支撑件434可包括与层433相同的材料。
支撑件434在第一电极421和第二电极422的部分下方界定出孔穴(cavity)435。孔穴425可具有比基板420的介电常数小的介电常数。在特定实施例中，孔穴435是空气孔穴。在其他实施例中，低k介电常数材料填充孔穴435。
在第一电极421和第二电极422的部分下方提供低k孔穴435改善了传感器412的灵敏度。这是因为，第一电极421和第二电极422之间的电容包括电极421、422上方的电场(示出为电容CA)和电极421、422下方的电场(示出为电容CB)。电容CA的改变对应于腔室中的改变，且预期电容CB将保持实质恒定(因为孔穴435被支撑件434保护)。这样，当电容CB小时(如孔穴435是低介电常数材料或空气时的情况)，CA的小改变占传感器412的总电容的较大比例。相对比下，在没有支撑件434的实施例中，较小的电场(电容CB)通过具有较高介电常数的基板420。这样，传感器412的总电容增加，且电容CA的小改变(其用于监测腔室条件)占传感器412的总电容的相对较小的比例。
现在参考图5A至图5D，根据一实施例示出了描绘第一电极521和上覆层533的一部分的一系列横截面图。在一实施例中，上覆层533是抗工艺化学性质且限制扩散的材料。首先，作为保护层，上覆层533应在工艺期间保护电极521。在蚀刻腔室的特定情况下，使用的常见蚀刻剂是氟或氯。这样，在此类条件下使用的层533应特定地抗氯或氟蚀刻剂。另外，作为扩散阻挡层，层533应防止任何等离子体化学物质扩散进入上覆层和进入基底。例如，上覆层533应抗氟化。即，抵抗氟掺入或扩散进入层533。这是因为氟添加进入层533可导致所测量的电容的改变，且引起传感器偏移。
在用于蚀刻的等离子体腔室的特定实施例中，层533可包括以下项中的一者或多者：金属氧化物、金属氟化物、和金属氟氧化物。层533可包括材料，诸如但不限于：氧化铝、氧化镁、氟氧化钇、氟氧化锆钇、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533的材料的示例，但是应理解，可针对各种工艺环境来优化用于层533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工艺环境，可能需要不同的材料，以便最小化各种设计问题，诸如但不限于传感器损坏、交叉污染、各种物质的扩散等。
现在参考图5A，根据一实施例示出了在第一电极521之上的层533的一个示例的横截面图。如所示出，层533可为单个材料层。例如，层533可包括上面列出合适的材料中的任何项。
现在参考图5B，根据一实施例示出了层533的另一示例的横截面图。如所示出，层533可包括多层堆叠。可针对不同的性能指标来优化堆叠中的每一层。代替选择在一些性能指标中次最佳的单个材料，可选择针对不同性能指标来说各自最佳的单独材料。例如，第一层533A可为抗等离子体的材料，且第二层533B可为扩散阻挡层。在特定实施例中，第一层533A可为YO(Zr:F)，且第二层533B可为Al2O3。
现在参考图5C，根据一实施例示出了层533的另一示例的横截面图。层533可包括第三层533C。在一些实施例中，第三层533C可为粘着层，或第三层533C可向多层堆叠提供任何其他所需的材料特性。
现在参考图5D，根据一实施例示出了层533的另一示例的横截面图。多层堆叠层533包括交替的第一层533A和第二层533B。这样，提供了额外的保护，以便延长传感器的可用寿命。
现在参考图6A至图6C，根据一实施例示出了描绘各种基板620配置的一系列横截面图。基板620可包括任何合适的材料。例如，基板620可包括材料，诸如但不限于：硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝、塑胶、或其他绝缘材料。为了允许制造大批量的传感器，基板620可为与大批量制造(HVM)工艺可相容的材料。即，基板620可为以面板形式、晶片形式等可用的材料。下面关于图8A至图8I更详细地描述了用于制造传感器的方法的更详细描述。
现在参考图6A，根据一实施例示出了用于传感器中的基板620的横截面图。如所示出，基板620是单片结构。即，使用单层材料来形成基板620。在所述实施例中，可穿过基板620的厚度而形成穿过基板通孔(未示出)，以在前侧表面和背侧表面之间提供电连接。
现在参考图6B，根据附加的实施例示出了基板620的横截面图。如所示出，基板620可包括多个层6201-n。尽管在图6B中示出了四个层，但是应理解，可使用任何数量的层来形成基板620。
现在参考图6C，根据一实施例示出了基板620的横截面图。如所示出，基板620可包括交替的第一层620A和第二层620B。例如，第一层620A可为硅，且第二层620B可为绝缘层，诸如但不限于：氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、或其他薄介电质。
现在参考图7A，根据一实施例示出了传感器模块710的横截面图。在一实施例中，传感器模块710包括传感器712和CDC 714。在一实施例中，传感器712可为根据本文描述的实施例的任何传感器。例如，传感器712可包括基板720、在基板720之上的第一电极721、和在基板720之上的第二电极722。第一电极721可通过导电路径(例如，包括迹线729和通孔723)电耦合至基板720的相对表面上的第一垫719。第二电极722可通过导电路径(例如，包括通孔723)电耦合至基板720的相对表面上的第二垫718。在一实施例中，层733可设置在第一电极721、第二电极722和基板720的表面之上。
在一实施例中，CDC 714通过粘着剂744等附接到基板720的背侧表面(即，与电极721、722相对)。CDC 714通过互连742电耦合到第一垫719和第二垫718。例如，互连742可为引线键合等。在一实施例中，互连742通过焊料741耦合到第一垫719和第二垫718。当在低温环境(例如，低于200摄氏度)中使用传感器模块710时，使用焊料741来将互连742附接到垫718、719是可行的。在一些实施例中，可仅通过焊料741将CDC 714固定到基板720。即，可省略粘着剂744。CDC 714可被实施为ASIC管芯。在一些实施例中，传感器模块710可将CDC 714内的PN接面用于温度监测。在其他实施例中，温度传感器(未示出)可设置在基板720上。在另外的实施例中，CDC 714可使用倒装芯片键合耦合到垫718、719。即，焊料凸块可代替引线键合互连742。
现在参考图7B，根据附加的实施例示出了传感器模块710的横截面图。在一实施例中，除了CDC 714远离基板720之外，图7B中的传感器模块710可类似于图7A中的传感器模块710。例如，CDC 714可通过互连743电耦合至第一垫719和第二垫718。在一实施例中，互连可为引线键合或引脚。互连可通过弹簧或扑克销(poker pin)固定到垫719、718。据此，可在不使用焊料的情况下固定互连743。由于不使用焊料并且CDC 714远离传感器712，可增加传感器模块710的操作温度。例如，操作温度可为约400摄氏度或更高。
现在参考图8A至图8I，一系列图示根据一实施例描绘了用于制造传感器812的工艺。图8A至图8I中公开的处理操作允许传感器812的大批量制造(HVM)。据此，可最小化个别传感器812的成本。
现在参考图8A和图8B，根据一实施例，分别示出了沿着基板面板850的线B-B’的平面图和对应的横截面图。在一实施例中，基板面板850可为任何合适的尺寸。基板面板850也可包括任何合适的基板，诸如上述基板。虽然基板面板850被示出为具有单个单片结构，但是应理解，基板面板850可包括多个层(例如，类似于上文关于图6A至图6C所描述的实施例)。在一实施例中，多个传感器区域812的电特征被图案化进入基板面板850。例如，每一传感器区域812可包括一对通孔723、第一垫819、和第二垫818。在一些实施例中，迹线(未示出)也可嵌入基板面板850内，以针对每一传感器区域812提供横向绕线。
现在参考图8C和图8D，分别示出了在将基板面板850重新格式化成为晶片基板851之后沿着线D-D’的平面图和对应的横截面图。在一实施例中，可使用激光图案化工艺来实施重新格式化。重新格式化为晶片基板851可允许与在随后的处理操作中使用的处理工具可相容，以形成传感器电极和钝化层。
在一些实施例中，可省略重新格式化操作。即，每一传感器区域812的电极可被制造在基板面板850上。在其他实施例中，传感器812的制造可以以晶片基板851的形式因子开始。例如，硅基板通常已可用于晶片形式因子。
现在参考图8E和图8F，根据一实施例分别示出了在将电极821、822和钝化层833设置在晶片基板851上之后沿着线F-F’的平面图和对应的横截面图。在一实施例中，每一传感器区域812可包括第一电极821和第二电极822。第一电极821可电耦合到第一垫819，且第二电极822可电耦合到第二垫818。在一实施例中，第一电极821和第二电极822可以以任何合适的图案来制造，诸如但不限于上文关于图3A至图3F所描述的图案。
在一实施例中，可使用任何合适的工艺来制造第一电极821和第二电极822。例如，可将用于第一电极821和第二电极822的材料的覆盖层设置在晶片基板851的顶部表面之上。然后，可使用光刻图案化工艺对覆盖层进行图案化，随后进行蚀刻(等离子体干法蚀刻或湿法化学蚀刻)。
在一实施例中，可使用任何合适的沉积工艺将钝化层833设置在第一电极821、第二电极822、和晶片基板851的顶部表面之上。在特定实施例中，可使用保形的沉积工艺来设置钝化层833。例如，沉积工艺可包括但不限于原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、喷雾热解等。在一实施例中，钝化层833可包括一个或多个层，以便对处理条件提供期望的抵抗和/或最小化扩散。例如，钝化层833(例如但不限于上文关于图5A至图5D所述的钝化层)可设置在第一电极821、第二电极822和晶片基板851的顶部表面之上。
现在参考图8G，根据一实施例示出了个别传感器812的平面图。晶片基板851中的多个传感器区域812可被单体化以形成个别的传感器812。例如，可使用激光工艺以将传感器812与具有任何形状的基板820单体化。例如，在图8G中，传感器812被示出为具有实质圆形的形状。
现在参考图8H，根据附加的实施例，示出了个别传感器812的平面图。传感器812的基板820可具有实质圆形的形状以进一步包括一个或多个凹口853。凹口853可用于将传感器812对准壳体(未示出)。
现在参考图8I，根据附加的实施例，示出了个别传感器812的平面图。传感器812的基板820可具有实质正方形的形状。然而，应理解，也可将其他形状的基板820从晶片基板851中单体化。例如，个别传感器812的基板820可具有例如但不限于矩形、其他多边形形状、椭圆形、圆形、或任何其他形状，具有不同形状的凹口或孔以用于传感器壳体机械连接以用于传感器模块封装。
在处理设备内提供电容传感器模块(诸如本文中所述的那些)允许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监测腔室条件。此外，本文中公开的传感器模块的架构允许在许多不同位置中进行整合。此类弹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工艺偏移的原因。例如，图9提供了包括在各个位置中的电容传感器模块911的整合的处理设备900的示意图。
如图9中所示出，处理设备900可包括腔室942。阴极衬垫945可环绕下电极961。基板905可固定到下电极961。工艺环997可环绕基板905，且等离子体筛995可环绕工艺环997。在一实施例中，盖组件910可密封腔室942。腔室942可包括处理区域902和排气区域904。排气区域904可接近排气端口996。
在一些实施例中，侧壁传感器模块911A可沿着腔室942的侧壁定位。在一些实施例中，侧壁传感器模块911A通过腔室942的壁且暴露于处理区域902。在一些实施例中，盖传感器模块911B与盖组件910整合且面向处理区域902。在一些实施例中，将工艺环传感器模块911C放置相邻于工艺环997。例如，工艺环传感器模块911C可与环绕工艺环997的等离子体筛995整合。在又一实施例中，排气区域传感器模块911D可位于排气区域904中。例如，排气区域传感器模块911D可通过腔室942的底部表面。如所示出，每一传感器模块911包括离开腔室942的电引线999。这样，可使用传感器模块911来实施实时监测。
图10A是根据一实施例的等离子体处理设备1000的示意性横截面图，等离子体处理设备1000包括一个或多个传感器模块，诸如本文中所述的那些。等离子体处理设备1000可为等离子体蚀刻腔室、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10A中所示出，等离子体处理设备1000通常包括集体封闭处理区域1002和排气区域1004的腔室盖组件1010、腔室主体组件1040、和排气组件1090。实际上，将处理气体引导进入处理区域1002并使用RF功率将处理气体点燃成为等离子体。基板1005位于基板支撑组件1060上且暴露于在处理区域1002中产生的等离子体，以在基板1005上执行等离子体工艺，例如蚀刻、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、减量、或其他等离子体工艺。通过排气组件1090在处理区域1002中保持真空，排气组件1090经由排气区域1004从等离子体工艺移除用过的处理气体以及副产物。
盖组件1010通常包括与腔室主体组件1040隔离并由腔室主体组件1040支撑的上电极1012(或阳极)和封闭上电极1012的腔室盖1014。上电极1012经由导电气体入口管1026耦合至RF电源1003。导电气体入口管1026与腔室主体组件1040的中心轴同轴，使得对称地提供RF功率和处理气体两者。上电极1012包括附接至传热板1018的喷头板1016。喷头板1016、传热板1018、和气体入口管1026均由RF导电材料制成，诸如铝或不锈钢。
喷头板1016具有中心歧管1020和一个或多个外歧管1022以用于将处理气体分配进入处理区域1002。一个或多个外歧管1022外接中心歧管1020。中心歧管1020经由气体入口管1026从气体源1006接收处理气体，且(多个)外歧管1022经由(多个)气体入口管1027从气体源1006接收处理气体，所述处理气体可为与中心歧管1020中接收的气体相同或不同的混合物。喷头板1016的双歧管配置允许将气体输送进入处理区域1002的经改善的控制。多歧管的喷头板1016相对于常规的单个歧管版本，能够增强处理结果的中心到边缘控制。
传热流体经由流体入口管1030从流体源1009输送到传热板1018。流体经由设置在传热板1018中的一个或多个流体通道1019而循环，并经由流体出口管1031返回到流体源1009。合适的传热流体包括水、水基乙二醇混合物、全氟聚醚(例如，
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流体)、油基传热流体、或类似的流体。
腔室主体组件1040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1042。基板支撑组件1060置中地设置在腔室主体1042内，且放置以在对称地围绕中心轴(CA)的处理区域1002中支撑基板1005。基板支撑组件1060也可支撑环绕基板1005的工艺环1097。腔室主体1042包括支撑上衬垫组件1044的外凸缘的壁架。上衬垫组件1044可由导电、工艺可相容材料构成，诸如铝、不锈钢、和/或氧化钇(例如，氧化钇涂覆的铝)。实际上，上衬垫组件1044将腔室主体1042的上部分与处理区域1002中的等离子体屏蔽，且可移除以允许定期清洁和维护。上衬垫组件1044的内凸缘支撑上电极1012。绝缘体1013位于上衬垫组件1044和上电极1012之间，以在腔室主体组件1040和上电极1012之间提供电绝缘。
上衬垫组件1044包括附接到内凸缘及外凸缘的外壁1047、底部壁1048、和内壁1049。外壁1047和内壁1049是实质垂直的圆柱形壁。放置外壁1047以将腔室主体1042与处理区域1002中的等离子体屏蔽，且放置内壁1049以至少部分地将基板支撑组件1060的侧面与处理区域1002中的等离子体屏蔽。除了在形成有排气通路1089的某些区域中，底部壁1048接合内壁1049及外壁1047。
经由设置在腔室主体1042中的狭缝阀隧道1041来处理区域1002，狭缝阀隧道1041允许基板1005进入基板支撑组件1060和从基板支撑组件1060移除。上衬垫组件1044具有设置从中穿过的狭槽1050，以匹配狭缝阀隧道1041以允许基板1005从中穿过。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1041和狭槽1050。
基板支撑组件1060通常包括下电极1061(或阴极)和中空基座1062，中心轴(CA)通过其中心，且基板支撑组件1060由设置在中心区域1056中且由腔室主体1042支撑的中心支撑构件1057来支撑。中心轴(CA)也通过中心支撑构件1057的中心。下电极1061经由匹配网络(未示出)以及路由通过中空基座1062的电缆(未示出)耦合至RF电源1003。当将RF功率供应至上电极1012和下电极1061时，在其间形成的电场将存在于处理区域1002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1057密封至腔室主体1042，且诸如通过波纹管1058，将下电极1061密封至中心支撑构件1057。因此，中心区域1056与处理区域1002密封且可保持在大气压力下，同时处理区域1002保持在真空条件下。
致动组件1063置于中心区域1056内且附接到腔室主体1042和/或中心支撑构件1057。致动组件1063提供下电极1061相对于腔室主体1042、中心支撑构件1057、以及上电极1012的垂直运动。下电极1061在处理区域1002内的这种垂直运动在下电极1061和上电极1012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，进而提供了对在处理区域1002中形成的等离子体中的密度更大的控制。另外，由于基板1005由下电极1061支撑，基板1005和喷头板1016之间的间隙也可变化，造成对跨基板1005的工艺气体分布更大的控制。
在一个实施例中，下电极1061是静电吸盘，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1005偏置一个或多个电极以产生吸引力，以在处理期间将基板1005维持就位。将一个或多个电极耦合到电压源的电缆路由通过中空基座1062并经由多个存取管1080中的一者离开腔室主体1042。
图10B是腔室主体组件1040的辐条1091内的存取管1080的布局的示意绘图。如所示出，辐条1091和存取管1080围绕处理设备1000的中心轴(CA)对称地布置成辐条图案。在所示出的实施例中，三个相同的存取管1080设置穿过腔室主体1042进入中心区域1056，以便于从腔室主体1042外部供应多个管道和电缆给下电极1061。辐条1091中的每一者相邻于排气通路1089，排气通路1089将中心区域1056上方的处理区域1002与中心区域1056下方的排气区域1004流体耦合。存取管1080的对称布置进一步在腔室主体1042中提供电和热的对称性，特别是在处理区域1002中，以便允许在处理区域1002中形成更均匀的等离子体，并且在处理期间改善对基板1005表面上的等离子体密度的控制。
类似地，围绕中心轴(CA)对称地将排气通路1089放置在上衬垫组件1044中。排气通路1089允许气体从处理区域1002经由排气区域1004排气，并经由排气端口1096离开腔室主体1042。排气端口1096围绕腔室主体组件1040的中心轴(CA)置中，使得气体均匀地经由排气通路1089抽出。
再次参考图10A，将导电的网状衬垫1095放置在上衬垫组件1044上。网状衬垫1095可由导电的、工艺可相容材料构成，诸如铝、不锈钢、和/或氧化钇(例如，氧化钇涂覆的铝)。网状衬垫1095可具有从中穿过形成的多个孔隙(未示出)。可围绕网状衬垫1095的中心轴对称地定位孔隙，以允许排放气体均匀地从中抽出，进而便于处理区域1002中均匀的等离子体形成，且允许对处理区域1002中的等离子体密度和气体流动更大的控制。在一个实施例中，网状衬垫1095的中心轴与腔室主体组件1040的中心轴(CA)对齐。
网状衬垫1095可电耦合到上衬垫组件1044。当在处理区域1002内存在RF等离子体时，寻求至接地的返回路径的RF电流可沿着网状衬垫1095的表面行进至上衬垫组件1044的外壁1047。因此，网状衬垫1095的环形对称配置提供了至接地的对称RF返回并绕过上衬垫组件1044的任何几何非对称。
在一实施例中，一个或多个传感器模块可位于整个处理设备1000的各个位置处。例如，传感器模块(或传感器模块的一部分)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、在排气区域1004中、相邻于工艺环1097(例如，整合进入网状衬垫1095)、或与盖组件1010整合。据此，可确定经由处理设备1000在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模块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的清洁时间表、部件更换确定等。
尽管图10A和图10B中的处理设备100提供可受益于包括诸如本文所公开的那些传感器模块的工具的特定示例，但是应理解，实施例不限于图10A和图10B的特定结构。即，许多不同的等离子体腔室结构(诸如但不限于微电子制造工业中使用的那些等离子体腔室结构)也可受益于传感器模块的整合，诸如本文所公开的那些。
例如，图11是根据一实施例的可包括一个或多个电容传感器模块(诸如上文所述的那些)的处理设备1100的横截面图。等离子体处理设备100可为等离子体蚀刻腔室、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1100包括接地的腔室1142。在一些情况下，腔室1142也可包括衬垫(未示出)以保护腔室1142的内部表面。腔室1142可包括处理区域1102和排气区域1104。可使用盖组件1110来密封腔室1142。工艺气体从一个或多个气体源1106经由质量流量控制器1149供应到盖组件1110并进入腔室1105。接近排气区域1104的排气端口1196可在腔室1142内保持期望的压力，且从腔室1142中的处理移除副产物。
盖组件1110通常包括上电极，所述上电极包括喷头板1116和传热板1118。盖组件1110通过绝缘层1113与腔室1142隔离。上电极经由匹配(未示出)耦合到源RF发生器1103。源RF发生器1103可具有例如在100和180MHz之间的频率，且在特定的实施例中，在162MHz的频带中。来自气体源1106的气体进入喷头板1116内的歧管1120，并经由进入喷头板1116的开口离开进入腔室1142的处理区域1102。在一实施例中，传热板1118包括通道1119，传热流体经由通道1119流动。喷头板1116和传热板1118由RF导电材料制成，诸如铝或不锈钢。在某些实施例中，提供气体喷嘴或其他合适的气体分配组件以用于将工艺气体分配进入腔室1142，以代替喷头板1116(或除了喷头板1116之外)。
处理区域1102可包括下电极1161，基板1105固定到下电极1161。环绕基板1105的工艺环1197的部分也可由下电极1161支撑。基板1105可经由穿过腔室1142的狭缝阀隧道1141插入腔室1142(或从腔室1142抽出)。为了简化，省略了用于狭缝阀隧道1141的门。下电极1161可为静电吸盘。下电极1161可由支撑构件1157支撑。在一实施例中，下电极1161可包括多个加热区，每一区可独立控制温度设定点。例如，下电极1161可包括接近基板1105的中心的第一热区和接近基板1105的周边的第二热区。偏置功率RF发生器1125经由匹配1127耦合到下电极1161。若需要，偏置功率RF发生器1125提供偏置功率以对等离子体赋能。偏置功率RF发生器1125可具有例如约2MHz至60MHz之间的低频，且在特定实施例中，在13.56MHz频带中。
在一实施例中，一个或多个传感器模块可位于整个处理设备1100的各个位置处。例如，传感器模块(或传感器模块的一部分)可位于一个或多个位置中，例如但不限于沿着腔室1142的侧壁、在排气区域1104中、相邻于工艺环1197、以及与盖组件1110整合。据此，可确定经由处理设备1100在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模块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1100的清洁时间表、部件更换确定等。
现在参考图12，根据一实施例示出了处理工具的示例性的计算机系统1260的框图。在一实施例中，计算机系统1260耦合到且控制处理工具中的处理。计算机系统1260可通信地耦合到一个或多个传感器模块，例如本文所公开的那些。计算机系统1260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，诸如，例如，处理配方参数、用于处理工具的清洁时间表、部件更换确定等。
计算机系统1260可连接(例如，网络连接)至局域网(LAN)、内联网、外联络或因特网中的其他机器。计算机系统1260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，或作为同级间(或分布式)网络环境中的同级机器操作。计算机系统1260可为个人计算机(PC)、平板PC、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、或任何能够执行对此机器要采取的动作进行指定的指令集(其为依序的或以其他方式的)的机器。此外，尽管仅针对计算机系统1260示出了单个机器，然而术语“机器”也应被视为包括个别地或联合地执行一个指令集(或多个指令集)的任何机器的集合(例如，计算机)，以执行本文描述的方法中的任何一个或多个。
计算机系统1260可包括计算机程序产品，或软件1222，具有存储于上的指令的非瞬态机器可读取介质，可使用所述指令以对计算机系统1260(或其他电子装置)进行编程以执行根据实施例的工艺。机器可读取介质包括用于以机器(例如，计算机)可读取的形式存储或传送信息的任何机制。例如，机器可读取(例如，计算机可读取)介质包括机器(例如，计算机)可读取存储介质(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)可读取传输介质(电、光、声或其他形式的传播信号(例如，红外信号、数字信号等))等。
在一实施例中，计算机系统1260包括彼此经由总线1230通信的系统处理器1202、主存储器1204(例如，只读存储器(ROM)、闪存、诸如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)之类的动态随机存取存储器(DRAM)等)、静态存储器1206(例如，闪存、静态随机存取存储器(SRAM)等)和次级存储器1218(例如，数据存储装置)。
系统处理器1202表示一个或多个通用处理装置，诸如微系统处理器、中央处理单元等。更特定地，系统处理器可为复杂指令集计算(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、实施其他指令集的系统处理器、或实施指令集的组合的系统处理器。系统处理器1202也可为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1202经配置以执行处理逻辑1226以用于执行本文描述的操作。
计算机系统1260可进一步包括用于与其他装置或机器进行通信的系统网络接口装置1208。计算机系统1260也可包括视频显示单元1210(例如，液晶显示器(LCD)、发光二极体显示器(LED)、或阴极射线管(CRT))、字母数字输入装置1212(例如，键盘)、游标控制装置1214(例如，鼠标)和信号产生装置1216(例如，扬声器)。
次级存储器1218可包括机器可存取存储介质1231(或更特定地，计算机可读取存储介质)，其上存储了一个或多个指令集(例如，软件1222)，所述一个或多个指令集施行本文描述的方法或功能中的任何一个或多个。软件1222也可在由计算机系统1260执行期间完全或至少部分地驻留在主存储器1204内和/或系统处理器1202内，主存储器1204和系统处理器1202也构成机器可读取存储介质。可进一步经由系统网络接口装置1208在网络1261上传送或接收软件1222。在一实施例中，网络接口装置1208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1231示出为单个介质，但术语“机器可读取存储介质”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及服务器)。术语“机器可读取存储介质”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“机器可读取存储介质”应被视为包括但不限于固态存储器、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。将明显的是，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，本说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的。
示例1：一种传感器，包括：基板，所述基板具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；第一电极，所述第一电极在所述基板的所述第一表面之上；第二电极，所述第二电极在所述基板的所述第一表面之上且相邻于所述第一电极；以及阻挡层，所述阻挡层在所述第一电极以及所述第二电极之上。
示例2：如示例1的传感器，其中所述第一电极包括多个第一指部，且所述第二电极包括多个第二指部，且其中所述第一指部与所述第二指部相互交叉。
示例3：如示例1的传感器，其中所述第二电极为环绕所述第一电极的周边的环。
示例4：如示例3的传感器，其中所述第一电极为环。
示例5：如示例1的传感器，其中所述第一电极为第一螺旋且所述第二电极为第二螺旋，且其中所述第一螺旋与所述第二螺旋互锁。
示例6：如示例1至5的传感器，进一步包括：保护环，所述保护环围绕所述第一电极以及所述第二电极的周边。
示例7：如示例1至6的传感器，进一步包括：第三电极，所述第三电极在所述第一表面之上且相邻于所述第二电极，其中所述第二电极在所述第一电极以及所述第三电极之间。
示例8：如示例1至7的传感器，进一步包括：支撑件，所述支撑件在所述基板的所述第一表面上方，其中所述第一电极的至少一部分及所述第二电极的至少一部分在所述支撑件上。
示例9：如示例8的传感器，其中空气孔穴在所述支撑件以及所述基板的所述第一表面之间。
示例10：如示例8的传感器，其中支撑结构在所述支撑件下方，其中所述支撑结构具有第一介电常数，所述第一介电常数小于所述基板的第二介电常数。
示例11：如示例1至10的传感器，进一步包括：从基板的第一表面到连接到第一电极的基板的第二表面的第一导电路径；从基板的第一表面到连接到第二电极的基板的第二表面的第二导电路径。
示例12：如示例1至11的传感器，其中基板包括以下项中的一者或多者：硅、氧化硅、氧化铝、和氮化铝。
示例13：如示例1至12的传感器，其中基板包括陶瓷。
示例14：如示例1至12的传感器，其中基板是柔性的。
示例15：如示例1至14的传感器，其中第一电极和第二电极包括以下项中的一者或多者：铝、钼、钨、钛、钽、镍、和铬。
示例16：如示例1至15的传感器，其中所述阻挡层为所述第一电极、所述第二电极、以及所述基板的所述第一表面之上的保形层。
示例17：如示例1至16的传感器，其中所述阻挡层为扩散阻挡，且其中所述阻挡层抗氟。
示例18：如示例17的传感器，其中所述阻挡层包括以下项中的一者或多者：金属氧化物、金属氟化物、以及金属氟氧化物。
示例19：如示例18的传感器，其中所述阻挡层包括以下项中的一者或多者：氧化铝、氧化镁、氟氧化钇、氟氧化锆钇、氧化铝钇、以及氧化铪。
示例20：如示例1至19的传感器，其中阻挡层包括第一阻挡层和第二阻挡层，其中第一阻挡层和第二阻挡层具有不同的成分。
示例21：如示例20的传感器，其中第一阻挡层是抗等离子体的，且其中第二阻挡层是扩散阻挡。
示例22：如示例1至21的传感器，进一步包括：热传感器，所述热传感器设置于所述基板的所述第二表面之上。
示例23：一种传感器模块，包括：传感器基板，所述传感器基板具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；第一电极，所述第一电极在所述传感器基板的所述第一表面之上；第二电极，所述第二电极在所述传感器基板的所述第一表面之上且相邻于所述第一电极；以及电容至数字转换器(CDC)，所述电容至数字转换器(CDC)电耦合至所述第一电极和所述第二电极。
示例24：如示例23的传感器模块，其中所述CDC附接至所述传感器基板的所述第二表面。
示例25：如示例24的传感器模块，进一步包括：第一导电路径，所述第一导电路径穿过所述传感器基板以用于将所述第一电极电耦合至所述CDC；以及第二导电路径，所述第二导电路径穿过所述传感器基板以用于将所述第二电极电耦合至所述CDC。
示例26：如示例23至25的传感器模块，其中所述CDC包括温度传感器。
示例27：如示例23至26的传感器模块，进一步包括：温度传感器，所述温度传感器在所述传感器基板的所述第二表面之上。
示例28：如示例23至27的传感器模块，其中所述传感器基板装设至封装基板上。
示例29：一种处理工具，包括：腔室，所述腔室界定内部容积，其中所述内部容积包括处理区域以及排气区域；盖，所述盖用于密封所述腔室；基板支撑件，所述基板支撑件在所述处理区域内，所述基板支撑件用于支撑基板以及工艺环；以及电容传感器，所述电容传感器在所述内部容积内，其中所述电容传感器包括：基板，所述基板具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；第一电极，所述第一电极在所述基板的所述第一表面之上；第二电极，所述第二电极在所述基板的所述第一表面上且相邻于所述第一电极；以及阻挡层，所述阻挡层在所述第一电极以及所述第二电极之上。
示例30：如示例29的处理工具，其中所述第一电极以及所述第二电极电耦合到电容至数字转换器(CDC)。
示例31：如示例30的处理工具，其中所述CDC附接至所述基板的所述第二表面。
示例32：如示例29至31的处理工具，其中所述第一电极以及所述第二电极通过支撑件与所述基板的所述第一表面间隔开来。
示例33：如示例29至32的处理工具，其中第一电极包括多个第一指部，且第二电极包括多个第二指部，且其中第一指部与第二指部相互交叉。
示例34：如示例29至33的处理工具，其中基板是圆形的。
示例35：如示例29至34的处理工具，进一步包括在圆形基板中的凹口。
示例36：如示例29至35的处理工具，其中用于电容传感器的壳体通过腔室的侧壁。
示例37：如示例29至35的处理工具，其中用于电容传感器的壳体通过盖。
示例38：如示例29至35的处理工具，其中电容传感器相邻于工艺环。
示例39：如示例29至35的处理工具，其中电容传感器在内部容积的排气区域内。
示例40：如示例29至39的处理工具，其中所述处理工具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、或离子植入腔室。
示例41：一种形成传感器的方法，包括：形成穿过基板的通孔；在基板的第一表面上形成第一垫和第二垫；在基板的第二表面上形成第一电极和第二电极，其中第一垫通过通孔中的一者电耦合到第一电极，且第二垫通过通孔中的一者电耦合到第二电极；在第一电极、第二电极、和第二表面之上形成钝化层；以及单体化基板。
示例42：示例41的方法，其中在形成通孔、第一垫和第二垫之后，将基板从面板形式因子重新格式化为晶片形式因子。
示例43：示例41或示例42的方法，其中使用保形沉积工艺形成钝化层。
示例44：示例41至43的方法，其中所述单体化为传感器基板提供圆形形状。
示例45：示例41至44的方法，其中传感器基板包括凹口。
示例46：示例41至45的方法，其中将基板单体化包括激光单体化工艺。
示例47：示例41至46的方法，其中从基板的第二表面上的覆盖层来图案化第一电极和第二电极。
示例48：示例41至47的方法，其中第一电极和第二电极包括相互交叉的指部。
示例49：示例41至47的方法，其中第二电极围绕第一电极的周边形成环。
示例50：示例41至49的方法，其中实质平行地在基板上制造多个传感器。

Claims (20)

1.一种传感器，包括：
基板，所述基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
第一电极，所述第一电极在所述基板的所述第一表面之上；
第二电极，所述第二电极在所述基板的所述第一表面之上并且相邻于所述第一电极；以及
阻挡层，所述阻挡层在所述第一电极和所述第二电极之上。
2.如权利要求1所述的传感器，其中所述第一电极包括多个第一指部，并且所述第二电极包括多个第二指部，并且其中所述第一指部与所述第二指部相互交叉。
3.如权利要求1所述的传感器，其中所述第二电极为环绕所述第一电极的周边的环。
4.如权利要求1所述的传感器，其中所述第一电极为第一螺旋并且所述第二电极为第二螺旋，并且其中所述第一螺旋与所述第二螺旋互锁。
5.如权利要求1所述的传感器，进一步包括：
保护环，所述保护环围绕所述第一电极和所述第二电极的周边。
6.如权利要求1所述的传感器，进一步包括：
第三电极，所述第三电极在所述第一表面之上并且相邻于所述第二电极，其中所述第二电极在所述第一电极与所述第三电极之间。
7.如权利要求1所述的传感器，进一步包括：
支撑件，所述支撑件在所述基板的所述第一表面上方，其中所述第一电极的至少一部分和所述第二电极的至少一部分在所述支撑件上。
8.如权利要求7所述的传感器，其中空气孔穴在所述支撑件与所述基板的所述第一表面之间。
9.如权利要求8所述的传感器，其中支撑结构在所述支撑件下方，其中所述支撑结构具有第一介电常数，所述第一介电常数小于所述基板的第二介电常数。
10.如权利要求1所述的传感器，其中所述阻挡层为所述第一电极、所述第二电极、以及所述基板的所述第一表面之上的保形层。
11.如权利要求1所述的传感器，其中所述阻挡层包括以下项中的一者或多者：金属氧化物、金属氟化物、以及金属氟氧化物。
12.如权利要求1所述的传感器，进一步包括：
热传感器，所述热传感器设置于所述基板的所述第二表面之上。
13.一种传感器模块，包括：
传感器基板，所述传感器基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
第一电极，所述第一电极在所述传感器基板的所述第一表面之上；
第二电极，所述第二电极在所述传感器基板的所述第一表面之上并且相邻于所述第一电极；以及
电容至数字转换器(CDC)，所述电容至数字转换器(CDC)电耦合至所述第一电极和所述第二电极。
14.如权利要求13所述的传感器模块，其中所述CDC附接至所述传感器基板的所述第二表面。
15.如权利要求14所述的传感器模块，进一步包括：
第一导电路径，所述第一导电路径穿过所述传感器基板以用于将所述第一电极电耦合至所述CDC；以及
第二导电路径，所述第二导电路径穿过所述传感器基板以用于将所述第二电极电耦合至所述CDC。
16.如权利要求13所述的传感器模块，其中所述CDC包括温度传感器。
17.如权利要求13所述的传感器模块，进一步包括：
温度传感器，所述温度传感器在所述传感器基板的所述第二表面之上。
18.一种处理工具，包括：
腔室，所述腔室界定内部容积，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，所述基板支撑件在所述处理区域内，所述基板支撑件用于支撑基板和工艺环；以及
电容传感器，所述电容传感器在所述内部容积内，其中所述电容传感器包括：
基板，所述基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
第一电极，所述第一电极在所述基板的所述第一表面之上；
第二电极，所述第二电极在所述基板的所述第一表面之上并且相邻于所述第一电极；以及
阻挡层，所述阻挡层在所述第一电极和所述第二电极之上。
19.如权利要求18所述的处理工具，其中所述第一电极和所述第二电极电耦合到电容至数字转换器(CDC)。
20.如权利要求18所述的处理工具，其中所述第一电极和所述第二电极通过支撑件而与所述基板的所述第一表面间隔开来。
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