TW202201460A - 用於電漿腔室條件監測的電容感測器及電容感測位置 - Google Patents

用於電漿腔室條件監測的電容感測器及電容感測位置 Download PDF

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Abstract

描述了用於電漿腔室條件監測的電容感測器及電容感測位置。在一範例中，電漿處理腔室包括一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域。腔室蓋在該腔室壁上且在該處理區域上方。腔室地板在該腔室壁下且在該處理區域下方。支撐基座在該處理區域中且在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。電容感測器模組可在該腔室壁的開口中。腔室蓋可包括電容感測器模組。腔室地板可包括排氣端口及在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口的電容感測器模組。支撐基座可包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，且電容感測器模組在該環結構的開口中。

Description

用於電漿腔室條件監測的電容感測器及電容感測位置
本揭示案的實施例屬於電漿腔室條件監測的領域，且特定地屬於用於電漿腔室條件監測的電容感測器和電容感測位置。
微電子裝置、顯示裝置、微機電系統(MEMS)等的製造需要使用一個或更多個處理腔室。例如，可使用處理腔室(例如但不限於：電漿蝕刻腔室、電漿增強化學氣相沉積腔室、物理氣相沉積腔室、電漿處理腔室、或離子注入腔室)以製造各種裝置。隨著該等裝置中的規模持續擴大到較小的臨界尺寸，針對均勻的處理條件(例如，跨單一基板的均勻性、不同批次的基板之間的均勻性、及設施中腔室之間的均勻性)以及處理期間的處理穩定性的需求在大批量製造(HVM)環境中變得越來越重要。
處理的非均勻性和不穩定性源自許多不同的來源。這樣的來源之一就是處理本身的條件。亦即，隨著在腔室中處理基板，腔室環境可能改變。例如，在蝕刻處理中，由於再沉積處理，蝕刻副產物可能沉積在腔室的內部表面上。腔室的內部表面上的再沉積層的堆積可在處理配方的後續迭代中變更電漿化學性質並導致處理偏移。
為了對抗處理偏移，可定期清潔處理腔室。可實作原位腔室清潔(ICC)以重新設定腔室條件。現今，ICC主要基於配方。亦即，執行設定配方以便清潔處理腔室。一些ICC可能使用光發射光譜(OES)系統以用於處理配方的終點決定。然而，沒有辦法直接測量處理腔室的內部表面的條件(例如，再沉積層的厚度、陳化層的厚度等)。
也可開啟處理腔室以便手動清潔處理腔室的部分或更換處理腔室內的磨損的耗材。然而，開啟處理腔室會導致顯著的停機時間，因為需要抽吸處理腔室回降到所需的真空壓力、陳化、且需要在對生產基板進行處理之前對腔室進行重新驗證。開啟處理腔室可以預定的間隔發生(例如，在處理了一定數量的基板之後)，或在偵測到偏離之後。依賴預定間隔可能會導致太頻繁地開啟腔室。因此，生產量減低。在偏離偵測的情況下，在已經對生產基板造成損壞之後對腔室條件進行校正。因此，良率減低。
本揭示案的實施例包括用於電漿腔室條件監測的電容感測器和電容感測位置。
在一實施例中，電漿處理腔室包括：一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域，該腔室壁具有穿過該腔室壁的開口。一個或更多個電容感測器模組在穿過該腔室壁分佈的開口中。腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方。腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方。支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。
在另一實施例中，電漿處理腔室包括：一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域。腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方，其中該腔室蓋包括分佈於蓋上的一個或更多個電容感測器模組。腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方。支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。
在另一實施例中，電漿處理腔室包括：一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域。腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方。腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方，其中該腔室地板包括排氣端口。一個或更多個電容感測器模組在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口。支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。
在另一實施例中，電漿處理腔室包括：一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域。腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方。腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方。支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口。電容感測器模組在該環結構的該開口中。
描述了用於電漿腔室條件監測的電容感測器和電容感測位置。在以下描述中，闡述了許多特定細節，例如腔室配置和電容感測器架構，以便提供對本揭示案的實施例的透徹理解。對於發明所屬領域具有通常知識者而言將顯而易見的是，可在沒有這些特定細節的情況下實現本揭示案的實施例。在其他實例中，未詳細描述公知的態樣(例如，電容性測量)，以免不必要地混淆本揭示案的實施例。此外，應理解，圖式中所展示的各種實施例是說明性表示，且不一定按比例繪製。
一個或更多個實施例係監測處理腔室條件的電容感測器和系統。實施例可應用於或包括位於處理腔室中的策略感測器、感測器結構和材料、電子設備、資料處理演算法、及一個或更多個感測器與處理工具的系統整合。
根據本揭示案的實施例，使用感測器以用於在至少四個位置之其中一者或更多者中監測腔室壁：腔室壁、腔室蓋、在地板下真空(SVF)端口中、及/或在邊緣環處。本文所述的感測器模組/殼體結構和組件可與高至例如攝氏400度的處理溫度相容。特定實施例可包括電容壁感測器、晶片上或晶片外熱感測器、及/或基板(例如，陶瓷基板或玻璃或矽或柔性基板)上的整合感測器(電容感測器和熱感測器)。
為了提供背景，與其他腔室壁監測方法(例如，光學、壓電、RF阻抗等)相比，本文揭露的感測器和感測器位置使電容改變的測量能夠與條件，例如，壁沉積或在處理配方的每一操作中清潔以用於ICC最佳化或對腔室陳化，以及最小化預防性維護(PM)頻率(例如，2倍以上的減低)。實施例還可使得能夠預測處理穩定性或偏移以顯著改善生產率和生產中的良率。
一些實施例涉及兩種感測技術實作的組合：電容感測器和熱感測器，例如，用於具有高敏感度和即時測量的腔室壁條件監測。涉及基板上感測器的實施例可被實作為不僅提供感測器模組小型化和信號完整性的好處，而且還提供強健的裝置效能以及可靠性。資料同步方案以及處理演算法可使得能夠直接反饋給處理控制。
在一些實施例中，本文所述的腔室內感測器可用於測量副產物累積、最佳化ICC程序、識別偏離、及/或提供更快的PM回復。一些實施例使得在現有技術方法不能執行溫度測量的位置中在處理期間能夠進行即時溫度測量。本文描述的實施例的實作可使得能夠進行腔室匹配、陳化程序的最佳化、偏離的識別、顆粒產生預測、處理效能預測(例如，蝕刻率和蝕刻非均勻性等)、PM預測、用於環位置補償的環腐蝕預測、處理偏離預測、壁吸收和解吸的測量、晶圓廠偏離偵測、及/或混合批次的腔室基線監測。
在一些實施例中，可將電容感測器和熱感測器分佈在整個腔室中，以在各個位置處監測腔室條件，然後可將其與整體處理效能相關聯，例如蝕刻率、蝕刻非均勻性、顆粒產生、處理偏移等。
圖1圖示了根據本揭示案的實施例的包括一個或更多個電容感測器的電漿處理腔室的橫截面圖。
參考圖1，電漿處理腔室100包括環繞處理區域111的腔室壁102。可在處理區域111中處理晶圓或基板112。腔室蓋104在腔室壁102上，腔室蓋104在處理區域111上方。腔室地板106在腔室壁102下，腔室地板106在處理區域111下方。支撐基座108在處理區域111中(且更特定地，可包括處理區域111中的支撐表面110)。支撐基座108在腔室蓋104下方及腔室底板106上方，且被腔室壁104環繞。
再次參考圖1，在一實施例中，腔室壁104具有穿過腔室壁104的開口。電容感測器模組116在腔室壁104的開口中。在另一實施例中，腔室蓋104包括電容感測器模組114。在另一實施例中，腔室地板106包括排氣端口。電容感測器模組120在排氣端口內或相鄰於排氣端口。在另一實施例中，支撐基座包括環繞基板支撐區域的環結構(例如，在位置118處)。環結構包括穿過該環結構的開口。電容感測器模組在環結構的開口中。在一實施例中，電漿處理腔室100包括以下一者或更多者：在腔室壁104的開口中的電容感測器模組116、在腔室蓋104中的電容感測器模組114、在腔室地板106的排氣端口120內或相鄰於該排氣端口的電容感測器模組、及/或在環結構的開口中的電容感測器模組，例如在位置118處。
圖2是圖示根據本揭示案的實施例的電容感測器的橫截面圖的示意圖。
參考圖2，電容感測器模組200包括驅動電極204和感測電極202。在驅動電極204和感測電極202之間的材料206的測量電容208可隨著材料206的成分、厚度等的改變或變化而變化。在一個實施例中，材料206代表用於沉積在處理腔室上的材料。儘管目的是移除/排除未沉積在晶圓或基板上的這種過量的材料206，一些材料206可累積在處理腔室中，且最終累積在處理腔室中的電容感測器模組200上。在另一實施例中，在一個實施例中，材料206代表在處理腔室中蝕刻晶圓或基板時形成的蝕刻副產物。儘管目的是移除/排除這種蝕刻副產物206，一些蝕刻副產物206可累積在處理腔室中，且最終累積在處理腔室中的電容感測器模組200上。
圖3和圖4圖示了根據本揭示案的實施例的在其中具有電容感測器的腔室壁的逐漸放大圖。
參考圖3和圖4，腔室部分300包括腔室壁設備302，腔室壁設備302包括腔室壁頂部304、腔室壁密封環306、和腔室壁側面308。電容感測器模組310的殼體在腔室壁頂部304下的腔室壁側面308的開口中。電容感測器殼體310包括電容感測器模組312，電容感測器模組312具有部分312A及部分312B，部分312A接近由腔室壁側面308圍繞的處理區域，部分312B遠離由腔室壁側面308圍繞的處理區域。腔室部分300也可包括用於與腔室蓋整合的耦合位置320，及相關聯的附接或支撐銷322。
在一實施例中，腔室壁側面308的開口在橫向相鄰於支撐基座的基板支撐區域的位置中。在一實施例中，腔室壁側面308的開口在垂直方向上介於支撐基座的基板支撐區域和腔室蓋之間的位置中。在一實施例中，腔室壁側面308的開口在支撐基座的基板支撐區域和腔室地板之間垂直。在一個實施例中，電容感測器模組312被包括以測量腔室壁上的材料沉積。在另一實施例中，包括電容感測器模組312以測量腔室壁的腐蝕。
圖5圖示了根據本揭示案的實施例的在其中具有電容感測器的腔室蓋的角度的橫截面圖。
參考圖5，腔室蓋部分500包括支撐環502和支撐支柱或輻條504。開口或耦合器506被包括在支撐環502中，例如，用於將腔室蓋部分500耦合至腔室壁設備302的耦合位置320。電連接器506被加工支撐件508環繞。陶瓷轂部510耦合到噴嘴520，噴嘴520包括感測器維持器520。電容感測器模組包括被包括在感測器維持器520中維持的電容感測器殼體524中的電容感測器522。電饋通514被真空密封在陶瓷轂部510內。陶瓷轂部510及噴嘴512的介面上方的區域516是腔室蓋部分500的大氣側。陶瓷轂部510及噴嘴512的介面下方的區域518是腔室蓋部分500的大氣側。
在一實施例中，電容感測器模組在垂直方向上在支撐基座的基板支撐區域上的位置501中。在另一實施例中，電容感測器模組在垂直方向上在支撐基座的基板支撐區域外部的區域上的位置中。在一個實施例中，包括電容感測器模組以測量腔室蓋上的材料沉積。在另一實施例中，包括電容感測器模組以測量腔室蓋的腐蝕。在一實施例中，電容感測器分佈在蓋上的各個位置處以監測蓋上的蓋副產物累積和腐蝕。
圖6圖示了根據本揭示案的實施例的基板處理支撐件的角度圖，該基板處理支撐件包括其中具有電容感測器的環結構。電容感測器也可分佈在沿著環的三個位置處以監測環腐蝕。
參考圖6，基板處理支撐件600在處理區域601下。基板處理支撐件500包括陰極結構602和相關聯的支撐件604。基板支撐表面606具有穿過基板支撐表面606的升降銷開口608。聚焦環610環繞基板支撐表面606。環結構612環繞聚焦環610。電容感測器模組614被包括在環結構612的開口中。
在一實施例中，電容感測器模組614被包括在環結構612的內周邊612A中，如所描繪。在另一實施例中，電容感測器模組614被包括在環結構612的外周邊612B中。在一個實施例中，電容感測器模組614被包括以測量在聚焦環610或環結構612上的材料沉積。在另一實施例中，包括電容感測器模組614以測量聚焦環610的腐蝕。
圖7圖示了根據本揭示案的實施例的具有排氣端口的腔室地板的角度的橫截面圖，該排氣端口具有相關聯的電容感測器。
參考圖7，腔室部分700包括具有陰極或支撐裝設件704和管線輸送蓋706的腔室地板設備702。第一真空端口708A不包括感測器，而第二真空端口708B包括電容感測器模組714。電容感測器模組714包括接近腔室地板設備702上方的處理區域的部分714A和遠離腔室地板設備702上方的處理區域的部分714B。腔室部分700也可包括密封環712和耦合銷714，例如用於耦合至腔室壁設備302。
在一實施例中，電容感測器模組714在支撐基座的基板支撐區域下的垂直的位置中。在一實施例中，電容感測器模組714在支撐基座的基板支撐區域外部的區域下的垂直的位置中。在一個實施例中，包括電容感測器模組714以測量在第二真空端口708B上或中或在腔室地板設備702上的材料沉積。在另一實施例中，包括電容感測器模組714以測量第二真空端口708B或腔室地板設備702的腐蝕。
圖8和圖9圖示了根據本揭示案的實施例的示例性電容感測器的橫截面圖和平面圖。
參考圖8，電容感測器模組800包括在基板810(例如，陶瓷基板)上或上方的驅動電極804和感測電極802。在驅動電極804和感測電極802之間的材料806的測量電容808可隨著材料806的成分、厚度等的改變或變化而變化。在一實施例中，感測電極802和驅動電極804之每一者包括彼此交叉或交錯的部分。
參考圖9，電容感測器模組850包括在基板860(例如，陶瓷基板)上或上方的驅動電極854和感測電極852。在驅動電極854和感測電極852之間的材料856的測量電容858可隨著材料856的成分、厚度等的改變或變化而變化。如在平面圖中所描繪的，在一實施例中，感測電極852環繞驅動電極854，例如，作為繞著圓形驅動電極的環狀環。
感測器系統可包括感測器模組、介面電子設備、控制器、及與腔室資料伺服器的整合，以用於處理控制和資料/處理同步。作為範例，圖10是根據本揭示案的實施例的包括具有電容感測器的感測器模組的感測器系統的示意圖。
參考圖10，感測器系統包括耦合至控制器1004的感測器模組1002，控制器1004繼而耦合至使用者介面1006。感測器模組1002包括電容感測器(示意性展示為1010，或結構上展示為1020)。電容感測器1010耦合到電容數位轉換器(CDC)介面電路1012。內部至模組1002的通訊可為沿著路徑1014A從電容感測器1010到CDC介面電路1012，及/或可為沿著路徑1014B從CDC介面電路1012至電容感測器1010。外部至模組1002的通訊可沿著CDC介面電路1012和控制器1004之間的路徑1016A和1016B。控制器1004可藉由Vdd 1018耦合到CDC介面電路1012。
再次參考圖10，展示了根據實施例的感測器1020的橫截面圖。在一實施例中，感測器1020包括基板1022，基板1022具有設置在基板1022上的電極1024。在一實施例中，電極1024為或包括可與微電子處理操作相容的導電材料。例如，用於電極1024的材料可包括但不限於鋁、鉬、鎢、鈦、鎳、鉻、及上述之合金。
在一實施例中，電極1024藉由穿過基板1022的導電路徑1028電性耦合到基板1022背側上的墊1030。例如，導電路徑1028可包括一個或更多個通孔、跡線等。在一實施例中，嵌入基板1022中的導電路徑1028包括導電材料，例如但不限於鎢、鉬、鈦、鉭、上述之合金等。在一實施例中，墊1030包括材料，例如但不限於鈦、鎳、鈀、銅等。在一些實施例中，墊1030是多層堆疊以改善與CDC的整合。例如，墊1030可包括堆疊，例如鈦/鎳/鈀、鈦/銅/鈀、或通常用於內部連接墊的其他材料堆疊。
在一實施例中，電極1024和基板1022的頂部表面被層1026(例如，阻擋層)覆蓋。在一實施例中，上覆的層1026是抵抗腔室條件並限制擴散的材料。在蝕刻腔室的特定情況下，使用的常見蝕刻劑為氟。這樣，在該等條件下使用的層1026應抗氟蝕刻劑。在用於蝕刻的電漿腔室的特定實施例中，層1022可包括以下一者或更多者：金屬氧化物、金屬氟化物、和金屬氟氧化物。層1022可包括材料，例如但不限於氧化鋁、氧化鎂、氟氧化釔、氟氧化鋯釔、氧化鋁釔、或氧化鉿。
在一實施例中，基板1022包括抵抗處理腔室內的處理條件(例如，蝕刻條件)的合適基板材料。基板1022可為陶瓷材料、玻璃、或其他絕緣材料。在一些實施例中，基板1022是柔性基板，例如聚合物材料。例如，基板1022可包括材料，例如但不限於矽、氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、塑膠、或其他絕緣材料。為了允許製造大批量的感測器，基板1022可為與大批量製造(HVM)處理可相容的材料。亦即，基板1022可為面板形式、晶圓形式等可用的材料。
根據本揭示案的實施例，電容感測器和熱感測器皆被整合(嵌入)進入一個感測器模組。在一個這樣的實施例中，壁感測器模組包括電容感測器、CDC、和熱感測器及將電容感測器、CDC、和熱感測器組裝在一起的殼體單元。
再次參考圖10，在一實施例中，熱感測器設置在基板1022上。例如，熱感測器可形成在基板1022的背側表面上(亦即，在與電極1024相對的表面上)。熱感測器可包括任何合適的感測技術。例如，熱感測器可包括複數個跡線以形成電阻溫度偵測器(RTD)。然而，應理解，可使用其他熱感測器，例如但不限於熱電耦(TC)感測器、或熱敏電阻(TR)感測器、以及光學熱感測器。在一個實施例中，熱感測器直接整合在基板1022上。然而，應理解，在一些實施例中，可將包括熱感測器的分離部件裝設到基板1022。在其他實施例中，可將熱感測器整合進入附接到感測器1020的CDC。 壁 / 蓋感測器解決方案
以下是示例性參數和對應的(a)重要性，(b)解決方案和(c)利益/使用。
壁和蓋的溫度 ：(a)第一晶圓效應(臨界尺寸(CD)和蝕刻率(ER))、顆粒、熱膨脹係數(CTE)；(b)感測器背面上的溫度計；(c)原位溫度的準確測量。可觸發ICC以使壁/蓋達到目標溫度。
腔室條件 ：(a)第一晶圓效應、長期的ER/CD偏移、預防性維護(PM)回復、處理的逐步穩定性；(b)直接偵測沉積和移除、除氣監測；(c)在每一晶圓/ICC和每一步驟之後監測腔室條件、處理穩定性、降低的PM、更快的時間以識別和解決偏移問題。
襯墊陳化 ：1)用於腔室匹配的腔室條件。在襯墊上使用相同材料來塗覆感測器；2)將在陳化期間接近襯墊時使用電容感測器以監測襯墊條件；3)可使用用於腔室匹配的電容感測器以將陳化條件設定為預定標準。
偏離偵測 ( 例如，回流 ) ：(a)未知的良率殺手、處理偏移；(b)不斷地測量，可偵測腔室條件中的偏移；(c)偵測殘留物質的吸收和解吸。
混合運行 ( 更多 / 更少的副產物 ) ：(a)影響腔室條件；(b)直接偵測沉積及該沉積的移除；(c)監測腔室壁條件以用於最佳配方或批次順序，以最小化處理串擾。
ICC 最佳化 ：(a)處理腔室(PC)/ER/CD的穩定性；(b)直接偵測沉積及該沉積的移除；(c)偵測沒效率的ICC並原地開發最佳ICC配方，監測襯墊/腔室壁條件以用於最佳化用於進行蝕刻(例如，基於BCl3 /Cl2 的蝕刻)處理的腔室壁/襯墊的表面保護。 電容感測器解決方案
以下是示例性參數和對應的(a)重要性，(b)解決方案和(c)利益/使用。
在單一環上的沉積 ：(a)顆粒；(b)將帽感測器安裝進入單一環；(c)開發更有效的不帶試件的ICC，終點定期清潔。
單一環腐蝕監測器 ：(a)邊緣CD/ER穩定性和MTBC最佳化；(b)將帽感測器安裝到計量晶圓上；(c)決定何時需要更換環，輔助自動設定環高度。
副產物監測器上的 RF ：(a)捕獲終點偵測(EPD)的額外方法，顆粒；(b)將帽感測器安裝在SFV附近的下腔室中；(c)偵測蝕刻何時將一層膜衝透進入下一層，決定下腔室中的副產物。
零件的磨損率 ( 斷裂時間 ) ：(a)快速決定處理改變對MTBC的影響；(b)開發安裝在特定位置中的零件上的製成的腔室材料的感測器；(c)快速決定處理改變對零件的影響以計算MTBC。
殘留化學反應感測器 ( 在晶圓上 ) ：(a)排隊時間；(b)將感測器建入測試晶圓以測量處理後的化學反應；(c)理解排隊時間和處理最佳化以減低/消除殘留的化學反應。
PVD/CVD/ALD 腔室壁 ：(a)腔室壁的清潔和陳化；(b)將感測器安裝在特定位置上以監測壁條件；(c)腔室壁的原位監測。 案例探究
以下是示例性問題和對應的(a)衝擊，及(b)減輕或消除衝擊的壁/蓋感測器偵測解決方案。
由於在一些閒置時間之後蓋 / 壁溫度偏移或改變 ( 由於故障或其他延遲 ) 而引起的 CD 衝擊 ：(a)報廢了1至3個晶圓；(b)感測器自動偵測溫度超出規格並調用預熱程序。
未最佳化的預熱程序 ：(a)浪費生產時間；(b)終點偵測(EPD)預熱/陳化程序。
逆流事件 ( 例如，後備泵故障 ) ：(a)由於腔室條件偏移而造成的晶圓報廢；(b)自動偵測壁/蓋條件上的改變。
晶圓廠偏離(例如，功率突波)：(a)晶圓報廢，重新鑑定，需要PM；(b)在不運行蝕刻率(ER)監測器的情況下決定哪個腔室有問題。
超過蓋熱預算的配方 ：(a)蓋破損，晶圓報廢，需要PM；(b)如果蓋溫度超出規格，則為故障腔室。
未最佳化的 ICC ，監測晶圓運行影響腔室條件 ：(a)較短的MTBC，延長的陳化，ICC，良率損失；(b)偵測並監測壁/蓋條件。
電漿穩定性 ：(a)良率損失；(b)以高速(例如50 hz)偵測電容上的改變。
從應用 A 轉換為應用 B ：(a)過度/不足的陳化(例如，生產時間損失/第一晶圓效應)；(b)確定腔室何時準備用於生產。
在一實施例中，電容感測器組件(或感測器組件)包括感測器模組和感測器殼體組件。感測器模組可包括設置在基板上的電容器(例如，第一電極和第二電極)。感測器模組也可包括電容至數位轉換器(CDC)以用於將來自電容器的電容輸出轉換成為數位信號以用於後續處理。為了整合感測器模組與處理工具，可使用感測器殼體組件來收容感測器模組。感測器殼體組件可包括將感測器模組固定在處理腔室內的特徵，同時允許感測器模組的電容器暴露於處理環境。感測器殼體組件也可包括用於與穿過處理工具的腔室壁或腔室蓋的端口交界的部件，以便允許即時捕獲資料。
在特定實施例中，感測器殼體組件包括中空軸件和帽。感測器模組可藉由帽固定而抵靠軸件的端部。穿過帽的孔洞暴露了感測器模組的電容器。中空軸件允許來自感測器模組的內部連接(例如，電線、銷等)受到保護而免受處理環境的影響，並被饋送到真空電饋通以便在不破壞腔室真空的情況下離開腔室。
可藉由對感測器殼體組件的各個部件進行修改及/或藉由修改部件與腔室本身的交界方式來實作感測器模組的不同位置。例如，在腔室壁感測器的範例中，軸件可延伸穿過腔室壁中的端口，且真空電饋通可在腔室外部。在蓋感測器的範例中，軸件可從蓋延伸離開而進入腔室，且真空電饋通可被嵌入蓋中。在處理環感測器的範例中，軸件可從底部腔室表面向上延伸，並與相鄰於處理環的電漿篩相交。在該等實施例中，真空電饋通可定位在穿過底部腔室表面的端口內。在排氣區域感測器的範例中，可插入軸件通過穿過腔室壁的端口，且真空電饋通可在腔室壁外部。在一些實施例中，可繞著感測器殼體組件的部分裝配適配器，以便沿著具有任何尺寸的端口提供氣密密封。
在一些實施例中，感測器組件的部分可被視為可消耗部件。例如，可在一定時間週期之後或在偵測到顯著的感測器偏移之後更換感測器模組。感測器殼體組件可輕鬆拆卸以允許簡單更換。在特定實施例中，軸件可具有螺紋端以擰入附接到真空電饋通的主要殼體。這樣，可藉由將新的軸件擰到主要殼體來移除並更換軸件和附接到軸件的其他部件(例如，帽和感測器模組)。在其他實施例中，整個感測器組件可被視為可消耗部件，且可在一定時間週期之後或在偵測到顯著的感測器偏移之後更換整個感測器組件。
在處理設備內提供電容感測器模組(例如本文所述)允許了在執行各種處理配方期間、在基板之間的轉換期間、在清潔操作(例如，ICC操作)期間、在腔室驗證期間、或在任何其他期望時間監測腔室條件。此外，本文揭露的感測器模組的架構允許在許多不同位置中進行整合。該彈性允許同時監測處理設備的許多不同部件，以便提供增強的能力來決定腔室偏移的原因。例如，圖11提供了包括在各個位置中的電容感測器模組1111的整合的處理設備1100的示意圖。
如圖11中所展示，處理設備1100可包括腔室1142。陰極襯墊1145可環繞下電極1161。基板1105可固定到下電極1161。處理環1197可環繞基板1105，且電漿篩1195可環繞處理環1197。在一實施例中，蓋組件1110可密封腔室1142。腔室1142可包括處理區域1102和排氣區域1104。排氣區域1104可接近排氣端口1196。
在一些實施例中，側壁感測器模組1111A 可沿著腔室1142的側壁定位。在一些實施例中，側壁感測器模組1111A 通過腔室1142的壁且暴露於處理區域1102。在一些實施例中，蓋感測器模組1111B 與蓋組件1110整合且面向處理區域1102。在一些實施例中，將處理環感測器模組1111C 放置相鄰於處理環1197。例如，處理環感測器模組1111C 可與環繞處理環1197的電漿篩1195整合。在又一實施例中，排氣區域感測器模組1111D 可位於排氣區域1104中。例如，排氣區域感測器模組1111D 可通過腔室1142的底部表面。如所展示，每一感測器模組1111包括離開腔室1142的電引線1199。這樣，可使用感測器模組1111來實作即時監測。
在一實施例中，側壁感測器模組1111A 在沿著腔室1142的一側的位置1120A中。在一個實施例中，側壁感測器模組1111A 在橫向相鄰於下電極1161的基板1105支撐區域的位置1122A中。在一個實施例中，側壁感測器模組1111A 在下電極1161的基板1105支撐區域與蓋組件1110之間垂直的位置1124A中。在一個實施例中，側壁感測器模組1111A 在下電極1161的基板1105支撐區域與處理設備1100的地板之間垂直的位置1126A中。
在一實施例中，蓋感測器模組1111B 在沿著蓋組件1110的位置1120B中。在一個實施例中，蓋感測器模組1111B 在與下電極1161的基板1105支撐區域同軸的位置1122B中。在一個實施例中，蓋感測器模組1111B 在下電極1161的基板1105支撐區域上垂直的位置1124B中。在一個實施例中，蓋感測器模組1111B 在下電極1161的基板1105支撐區域外部的區域上垂直的位置1126B中。
在一實施例中，處理環感測器模組1111C 在電漿篩1195的內周邊中。在另一實施例中，處理環感測器模組1111C 在電漿篩1195的外周邊中。
在一實施例中，排氣區域感測器模組1111D 在沿著腔室1142的底部表面的位置1120D中。在一個實施例中，排氣區域感測器模組1111D 在下電極1161的基板支撐區域外部的區域下垂直的位置1122D中。在一個實施例中，排氣區域感測器模組1111D 在下電極1161的基板支撐區域下垂直的位置1124D中。
額外的示例性感測器位置被標示為1177，且無意以任何方式來限制。
在一實施例中，一個或更多個電容感測器模組1111進一步包括熱感測器。在一個這樣的實施例中，電容感測器模組包括接近基板處理區域的電容感測器，且包括遠離基板處理區域的熱感測器。在另一這樣的實施例中，電容感測器模組包括接近基板支撐區域的電容感測器，且包括遠離基板支撐區域的熱感測器。
圖12A是根據一實施例的電漿處理設備1200的示意性橫截面圖，電漿處理設備1200包括一個或更多個感測器模組，例如本文所述。電漿處理設備1200可為電漿蝕刻腔室、電漿增強化學氣相沉積腔室、物理氣相沉積腔室、電漿處理腔室、離子注入腔室、原子層沉積(ALD)腔室、原子層蝕刻(ALE)腔室、或其他合適的真空處理腔室。如圖12A中所展示，電漿處理設備1200通常包括集體封閉處理區域1202和排氣區域1204的腔室蓋組件1210、腔室主體組件1240、和排氣組件1290。實際上，將處理氣體引導進入處理區域1202並使用RF功率將處理氣體點燃成為電漿。基板1205位於基板支撐組件1260上且暴露於在處理區域1202中產生的電漿，以在基板1205上執行電漿處理，例如蝕刻、化學氣相沉積、物理氣相沉積、注入、電漿退火、電漿處理、減量、或其他電漿處理。藉由排氣組件1290將真空保持在處理區域1202中，排氣組件1290經由排氣區域1204從電漿處理移除了用過的處理氣體和副產物。
蓋組件1210通常包括與腔室主體組件1240隔離並由腔室主體組件1240支撐的上電極1212(或陽極)和封閉上電極1212的腔室蓋1214。上電極1212經由導電氣體入口管1226耦合至RF電源1203。導電氣體入口管1226與腔室主體組件1240的中心軸同軸，使得對稱地提供RF功率和處理氣體兩者。上電極1212包括附接至傳熱板1218的噴頭板1216。噴頭板1216、傳熱板1218、和氣體入口管1226均由RF導電材料製成，例如鋁或不銹鋼。
噴頭板1216具有中心歧管1220和一個或更多個外歧管1222以用於將處理氣體分配進入處理區域102。一個或更多個外歧管1222外接中心歧管1220。中心歧管1220經由氣體入口管1226從氣體源1206接收處理氣體，且外歧管1222經由氣體入口管1227從氣體源1206接收處理氣體，該處理氣體可為與中心歧管1220中接收的氣體相同或不同的混合物。噴頭板1216的雙歧管配置允許將氣體輸送進入處理區域1202的改善的控制。多歧管的噴頭板116相對於常規的單一歧管版本，能夠增強處理結果的中心到邊緣控制。
傳熱流體經由流體入口管1230從流體源1209輸送到傳熱板1218。流體經由設置在傳熱板1218中的一個或更多個流體通道1219而循環，並經由流體出口管1231返回到流體源1209。合適的傳熱流體包括水、水基乙二醇混合物、全氟聚醚(例如，Galden®流體)、油基傳熱流體、或類似流體。
腔室主體組件1240包括由抗處理環境的導電材料(例如，鋁或不銹鋼)製成的腔室主體1242。基板支撐組件1260置中地設置在腔室主體1242內，且放置以在對稱地繞著中心軸(CA)的處理區域1202中支撐基板1205。基板支撐組件1260也可支撐環繞基板1205的處理環1297。腔室主體1242包括支撐上襯墊組件1244的外凸緣的壁架。上襯墊組件1244可由導電、處理可相容材料構成，例如鋁、不銹鋼、及/或氧化釔(例如，氧化釔塗覆的鋁)。實際上，上襯墊組件1244將腔室主體1242的上部分與處理區域1202中的電漿屏蔽，且可移除以允許定期清潔和維護。上襯墊組件1244的內凸緣支撐上電極1212。絕緣體1213位於上襯墊組件1244和上電極1212之間，以在腔室主體組件1240和上電極1212之間提供電絕緣。
上襯墊組件1244包括附接到內及外凸緣的外壁1247、底部壁1248、和內壁1249。外壁1247和內壁1249是實質垂直的圓柱形壁。放置外壁1247以將腔室主體1242與處理區域1202中的電漿屏蔽，且放置內壁1249以至少部分地將基板支撐組件1260的側面與處理區域1202中的電漿屏蔽。除了在形成排氣通路1289的某些區域中，底部壁1248接合內壁1249和外壁1247。
經由設置在腔室主體1242中的狹縫閥隧道1241來存取處理區域1202，狹縫閥隧道1241允許基板1205進入基板支撐組件1260和從基板支撐組件1260移除。上襯墊組件1244具有設置從中穿過的狹槽1250以匹配狹縫閥隧道1241以允許基板1205從中穿過。在電漿處理設備的操作期間，門組件(未展示)關閉狹縫閥隧道1241和狹槽1250。
基板支撐組件1260通常包括下電極1261(或陰極)和中空基座1262，中心軸(CA)通過其中心，且由設置在中心區域1256中且由腔室主體1242支撐的中心支撐構件1257來支撐。中心軸(CA)也通過中心支撐構件1257的中心。下電極1261經由匹配網路(未展示)和繞經中空基座1262的電纜(未展示)耦合至RF電源1203。當將RF功率供應至上電極1212和下電極1261時，在其間形成的電場將存在於處理區域1202中的處理氣體點燃而成為電漿。
將中心支撐構件1257密封至腔室主體1242，例如藉由緊固件和O形環(未展示)，且將下電極1261密封至中心支撐構件1257，例如藉由波紋管1258。因此，中心區域1256與處理區域1202密封且可保持在大氣壓力下，同時處理區域1202保持在真空條件下。
致動組件1263置於中心區域1256內且附接到腔室主體1242及/或中心支撐構件1257。致動組件1263提供下電極161相對於腔室主體142、中心支撐構件1257、及上電極1212的垂直運動。下電極1261在處理區域1202內的這種垂直運動在下電極1261和上電極1212之間提供了可變的間隙而允許對在其間形成的電場的增加的控制，繼而提供了對在處理區域1202中形成的電漿中的密度更好的控制。另外，由於基板1205由下電極1261支撐，基板1205和噴頭板1216之間的間隙也可變化，造成對跨基板1205的處理氣體分佈更好的控制。
在一個實施例中，下電極1261是靜電吸座，且因此包括設置在其中的一個或更多個電極(未展示)。電壓源(未展示)相對於基板1205偏置一個或更多個電極以產生吸引力，以在處理期間將基板1205維持在原位。將一個或更多個電極耦合到電壓源的電纜繞經中空基座1262並經由複數個存取管1280之一者離開腔室主體1242。
圖12B是腔室主體組件1240的輻條1291內的存取管1280的佈局的示意繪圖。如所展示，輻條1291和存取管1280繞著處理設備1200的中心軸(CA)對稱地佈置成輻條圖案。在所展示的實施例中，三個相同的存取管1280設置穿過腔室主體1242進入中心區域1256，以便於從腔室主體1242外部供應複數個管道和電纜給下電極1261。每一輻條1291相鄰於排氣通路1289，排氣通路1289將中心區域1256上方的處理區域1202與中心區域1256下方的排氣區域1204流體耦合。存取管1280的對稱佈置進一步在腔室主體1242中提供電和熱對稱性，特別是在處理區域1202中，以便允許在處理區域1202中形成更均勻的電漿，並在處理期間改善對基板1205表面上的電漿密度的控制。
類似地，繞著中心軸(CA)對稱地將排氣通路1289放置在上襯墊組件1244中。排氣通路1289允許氣體從處理區域1202經由排氣區域1204排氣，並經由排氣端口1296離開腔室主體1242。排氣端口1296繞著腔室主體組件1240的中心軸(CA)置中，使得氣體均勻地經由排氣通路1289抽出。
再次參考圖12A，將導電的網狀襯墊1295放置在上襯墊組件1244上。網狀襯墊1295可由導電的、處理可相容材料構成，例如鋁、不銹鋼、及/或氧化釔(例如，氧化釔塗覆的鋁)。網狀襯墊1295可具有從中穿過形成的複數個孔隙(未展示)。可繞著網狀襯墊1295的中心軸對稱地定位孔隙，以允許排放氣體均勻地從中抽出，繼而便於處理區域1202中均勻的電漿形成，且允許對處理區域1202中的電漿密度和氣體流動更好的控制。在一個實施例中，網狀襯墊1295的中心軸與腔室主體組件1240的中心軸(CA)對齊。
網狀襯墊1295可電耦合到上襯墊組件1244。當在處理區域1202內存在RF電漿時，尋求至地面的返回路徑的RF電流可沿著網狀襯墊1295的表面行進至上襯墊組件1244的外壁1247。因此，網狀襯墊1295的環形對稱配置提供了至地面的對稱RF返回並繞過上襯墊組件1244的任何幾何非對稱。
在一實施例中，一個或更多個感測器模組可位於整個處理設備1200的各個位置處。例如，感測器模組(或感測器模組的一部分)可位於一個或更多個位置中，例如但不限於沿著腔室1242的側壁、在排氣區域1204中、相鄰於處理環1297(例如，整合進入網狀襯墊1295)、或與蓋組件1210整合。據此，可決定經由處理設備1200在多個位置中的各種腔室條件的偵測。可使用由一個或更多個感測器模組供應的腔室條件以修改一個或更多個參數，例如，處理配方參數、用於處理設備1200的清潔排程、部件更換決定等。
在一實施例中，處理設備1200包括腔室壁電容感測器模組，例如在位置1299A處。在一實施例中，處理設備1200包括腔室蓋電容感測器模組，例如在位置1299B處。在一實施例中，處理設備1200包括在排氣端口內或相鄰於排氣端口的腔室地板或排氣端口電容感測器模組，例如在位置1299D處。在一實施例中，處理設備1200包括環結構電容感測器模組，例如在位置1299C處。
在一實施例中，處理設備1200包括兩個或更多個不同的電容感測器，該等電容感測器選自由以下模組組成的群組：腔室壁電容感測器模組、腔室蓋電容感測器模組、腔室地板或排氣端口電容感測器模組、環結構電容感測器模組。在一實施例中，處理設備1200包括兩個或更多個相同的電容感測器，該等電容感測器選自由以下模組組成的群組：腔室壁電容感測器模組、腔室蓋電容感測器模組、腔室地板或排氣端口電容感測器模組、環結構電容感測器模組。
在一實施例中，腔室壁電容感測器模組、腔室蓋電容感測器模組、腔室地板或排氣端口電容感測器模組、及/或環結構電容感測器模組中的一者或更多者進一步包括熱感測器。在一個實施例中，這樣的腔室壁電容感測器模組、腔室蓋電容感測器模組、或腔室地板或排氣端口電容感測器模組包括接近處理區域1202的電容感測器，且包括遠離處理區域1202的熱感測器。在一個實施例中，環結構電容感測器模組包括接近基板1205支撐區域的電容感測器，且包括遠離基板1205支撐區域的熱感測器。
儘管圖12A和12B中的處理設備1200提供可受益於包括例如本文所揭露的感測器模組的工具的特定範例，應理解，實施例不限於圖12A和12B的特定結構。亦即，許多不同的電漿腔室結構(例如但不限於微電子製造工業中使用的電漿腔室結構)也可受益於感測器模組的整合，例如本文所揭露。
例如，圖13是根據本揭示案的實施例的可包括一個或更多個電容感測器模組(例如上述)的處理設備1300的橫截面圖。電漿處理設備100可為電漿蝕刻腔室、電漿增強化學氣相沉積腔室、物理氣相沉積腔室、電漿處理腔室、離子注入腔室、或其他合適的真空處理腔室。
處理設備1300包括接地的腔室1342。在一些情況下，腔室1342也可包括襯墊(未展示)以保護腔室1342的內部表面。腔室1342可包括處理區域1302和排氣區域1304。可使用蓋組件1310來密封腔室1342。處理氣體從一個或更多個氣體源1306經由質量流量控制器1349供應到蓋組件1310並進入腔室1305。接近排氣區域1304的排氣端口1396可在腔室1342內保持期望的壓力，且從腔室1342中的處理移除副產物。
蓋組件1310通常包括上電極，該上電極包括噴頭板1316和傳熱板1318。蓋組件1310藉由絕緣層1313與腔室1342隔離。上電極經由匹配(未展示)耦合到源RF產生器1303。源RF產生器1303可具有例如在100和180 MHz之間的頻率，且在特定的實施例中，在162 MHz的頻帶中。來自氣體源1306的氣體進入噴頭板1316內的歧管1320，並經由進入噴頭板1316的開口離開進入腔室1342的處理區域1302。在一實施例中，傳熱板1318包括通道1319，傳熱流體經由通道1319流動。噴頭板1316和傳熱板1318由RF導電材料製成，例如鋁或不銹鋼。在某些實施例中，提供氣體噴嘴或其他合適的氣體分配組件以用於將處理氣體分配進入腔室1342，以代替噴頭板1316 (或除了噴頭板1316之外)。
處理區域1302可包括下電極1361，基板1305固定在下電極1361上。環繞基板1305的處理環1397的部分也可由下電極1361支撐。基板1305可經由穿過腔室1342的狹縫閥隧道1341插入腔室1342(或從腔室1342抽出)。為了簡化，省略了用於狹縫閥隧道1341的門。下電極1361可為靜電吸座。下電極1361可由支撐構件1357支撐。在一實施例中，下電極1361可包括複數個加熱區，每一區可獨立控制溫度設定點。例如，下電極1361可包括接近基板1305的中心的第一熱區和接近基板1305的周邊的第二熱區。偏置功率RF產生器1325經由匹配1327耦合到下電極1361。若需要，偏置功率RF產生器1325提供偏置功率以對電漿賦能。偏置功率RF產生器1325可具有例如約2 MHz至60 MHz之間的低頻，且在特定實施例中，在13.56 MHz頻帶中。
在一實施例中，一個或更多個感測器模組可位於整個處理設備1300的各個位置處。例如，感測器模組(或感測器模組的一部分)可位於一個或更多個位置中，例如但不限於沿著腔室1342的側壁的位置1399A處、靠近或在排氣區域1304中的位置1399D處、相鄰於或在處理環1397內的位置1399C處、及/或與蓋組件1310整合的例如位置1399B處。據此，可決定經由處理設備1300在多個位置中的各種腔室條件的偵測。可使用由一個或更多個感測器模組供應的腔室條件以修改一個或更多個參數，例如，處理配方參數、用於處理設備1300的清潔排程、部件更換決定等。
現在參考圖14，根據一實施例圖示了處理工具的示例性的電腦系統1460的區塊圖。在一實施例中，電腦系統1460耦合到且控制處理工具中的處理。電腦系統1460可通訊地耦合到一個或更多個感測器模組，例如本文所揭露。電腦系統1460可利用來自一個或更多個感測器模組的輸出，以便修改一個或更多個參數，例如，處理配方參數、用於處理工具的清潔排程、部件更換決定等。
電腦系統1460可連接(例如，網路連接)至區域網路(LAN)、內聯網路、外聯網路或網際網路中的其他機器。電腦系統1460可在客戶端-伺服器網路環境中以伺服器或客戶端機器的能力操作，或作為同級間(或分佈式)網路環境中的同級機器操作。電腦系統1460可為個人電腦(PC)、平板電腦、機上盒(STB)、個人數位助理(PDA)、行動式電話、網路應用設備、伺服器、網路路由器、交換器或橋、或任何能夠執行指令集(依序或其他)的機器以指定該機器要採取的動作。此外，儘管僅針對電腦系統1460圖示了單一機器，術語「機器」也應被視為包含個別地或聯合地執行一指令集(或多個指令集)的任何機器的集合(例如，電腦)，以執行本文描述的任何一個或更多個方法。
電腦系統1460可包含電腦程式產品，或軟體1422，具有儲存於上的指令的非暫態機器可讀取媒體，可使用該等指令以對電腦系統1460(或其他電子裝置)進行編程以執行根據實施例的處理。機器可讀取媒體包含用於以機器(例如，電腦)可讀取的形式儲存或傳送資訊的任何機制。例如，機器可讀取(例如，電腦可讀取)媒體包含機器(例如，電腦)可讀取儲存媒體(例如，唯讀記憶體(「ROM」)、隨機存取記憶體(「RAM」)、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體、快閃記憶體裝置等)、機器(例如，電腦)可讀取傳輸媒體(電、光、聲或其他形式的傳播信號(例如，紅外光信號、數位信號等))等。
在一實施例中，電腦系統1460包含彼此經由匯流排1430通訊的系統處理器1402、主記憶體1404(例如，唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、諸如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM (RDRAM)的動態隨機存取記憶體(DRAM)等)、靜態記憶體1406(例如，快閃記憶體、靜態隨機存取記憶體(SRAM)等)和次級記憶體1418(例如，資料儲存裝置)。
系統處理器1402表示一個或更多個一般用途處理裝置，諸如微系統處理器、中心處理單元等。更特定地，系統處理器可為複雜指令集計算(CISC)微系統處理器、精簡指令集計算(RISC)微系統處理器、超長指令字(VLIW)微系統處理器、實作其他指令集的系統處理器、或實作指令集的組合的系統處理器。系統處理器1402也可為一個或更多個特殊用途處理裝置，例如特定應用積體電路(ASIC)、現場可編程閘陣列(FPGA)、數位信號系統處理器(DSP)、網路系統處理器等。系統處理器1402經配置以執行處理邏輯1426以用於執行本文描述的操作。
電腦系統1460可進一步包含用於與其他裝置或機器通訊的系統網路介面裝置1408。電腦系統1460也可包含視訊顯示單元1410(例如，液晶顯示器(LCD)、發光二極體顯示器(LED)、或陰極射線管(CRT))、字母數字輸入裝置1412(例如，鍵盤)、游標控制裝置1414(例如，滑鼠)和信號產生裝置1416(例如，揚聲器)。
次級記憶體1418可包含機器可存取儲存媒體1431(或更特定地，電腦可讀取儲存媒體)，其上儲存了一個或更多個指令集(例如，軟體1422)，該等指令集施行本文描述的任何一個或更多個方法或功能。軟體1422也可在由電腦系統1460執行期間完全或至少部分地駐留在主記憶體1404內及/或系統處理器1402內，主記憶體1404和系統處理器1402也構成機器可讀取儲存媒體。可進一步經由系統網路介面裝置1408在網路1461上傳送或接收軟體1422。在一實施例中，網路介面裝置1408可使用RF耦合、光學耦合、聲耦合或電感耦合來操作。
儘管在示例性實施例中將機器可存取儲存媒體1431展示為單一媒體，術語「機器可讀取儲存媒體」應當被視為包含單一媒體或儲存一個或更多個指令集的多個媒體(例如，集中式或分佈式資料庫及/或相關聯的快取及伺服器)。術語「機器可讀取儲存媒體」也應被視為包含能夠儲存或編碼指令集以供機器執行並且使機器執行任何一個或更多個方法的任何媒體。據此，術語「機器可讀取儲存媒體」應被視為包含但不限於固態記憶體，及光學和磁性媒體。
因此，本揭示案的實施例包括用於電漿腔室條件監測的電容感測器和電容感測位置。
包括摘要中描述的內容，本揭示案的實施例的圖示實作的以上描述並不意圖為窮舉性的或將本揭示案限制為所揭露的精確形式。儘管本文出於說明性目的描述了本揭示案的特定實作和示範例，如發明所屬領域具有通常知識者將理解的，在本揭示案的範圍內進行各種等效修改是可能的。
可根據以上詳細描述對本揭示案進行這些修改。在以下請求項中使用的術語不應被詮釋以將本揭示案限制為說明書和請求項中揭露的特定實作。而是，本揭示案的範圍將完全由以下請求項來決定，請求項將根據請求項解釋的既定原則來詮釋。
範例實施例1：一種電漿處理腔室，包括：一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域，該腔室壁包括穿過該腔室壁的一開口。電容感測器模組在該腔室壁的該開口中。腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方。腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方。支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。
範例實施例2：範例實施例1之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組進一步包括一熱感測器。
範例實施例3：範例實施例2之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組包括一電容感測器，該電容感測器接近該處理區域，且包括遠離該處理區域的該熱感測器。
範例實施例4：範例實施例1、2、或3之電漿處理腔室，其中該腔室壁的開口在橫向相鄰於支撐基座的基板支撐區域的位置中。
範例實施例5：範例實施例1、2、或3之電漿處理腔室，其中該腔室壁的開口在支撐基座的基板支撐區域及腔室蓋之間垂直的位置中。
範例實施例6：範例實施例1、2、或3之電漿處理腔室，其中該腔室壁的開口在支撐基座的基板支撐區域及腔室地板之間垂直的位置中。
範例實施例7：範例實施例1、2、或3之電漿處理腔室，其中該腔室蓋包括一第二電容感測器模組。
範例實施例8：範例實施例7之電漿處理腔室，其中該腔室地板包括一排氣端口，且其中該電漿處理腔室包括在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口的一第三電容感測器模組。
範例實施例9：範例實施例8之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第四電容感測器模組。
範例實施例10：範例實施例7之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第三電容感測器模組。
範例實施例11：範例實施例1、2、或3之電漿處理腔室，其中該腔室地板包括一排氣端口，且其中該電漿處理腔室包括在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口的一第二電容感測器模組。
範例實施例12：範例實施例11之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第三電容感測器模組。
範例實施例13：範例實施例1、2、或3之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第二電容感測器模組。
範例實施例14：一種電漿處理腔室，包括：一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域。腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方，其中該腔室蓋包括一電容感測模組。腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方。支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。
範例實施例15：範例實施例14之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組進一步包括一熱感測器。
範例實施例16：範例實施例15之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組包括一電容感測器，該電容感測器接近該處理區域，且包括遠離該處理區域的該熱感測器。
範例實施例17：範例實施例14、15、或16之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組在支撐基座的基板支撐區域上垂直的位置中。
範例實施例18：範例實施例14、15、或16之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組在支撐基座的基板支撐區域外部的區域上垂直的位置中。
範例實施例19：範例實施例14、15、或16之電漿處理腔室，其中該腔室地板包括一排氣端口，且其中該電漿處理腔室包括在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口的一第二電容感測器模組。
範例實施例20：範例實施例19之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第三電容感測器模組。
範例實施例21：範例實施例14、15、或16之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第二電容感測器模組。
範例實施例22：一種電漿處理腔室，包括：一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域。腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方。腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方，其中該腔室地板包括一排氣端口。電容感測器模組在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口。支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。
範例實施例23：範例實施例22之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組進一步包括一熱感測器。
範例實施例24：範例實施例23之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組包括一電容感測器，該電容感測器接近該處理區域，且包括遠離該處理區域的該熱感測器。
範例實施例25：範例實施例22、23、或24之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組在支撐基座的基板支撐區域下垂直的位置中。
範例實施例26：範例實施例22、23、或24之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組在支撐基座的基板支撐區域外部的區域下垂直的位置中。
範例實施例27：範例實施例22、23、或24之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第二電容感測器模組。
範例實施例28：一種電漿處理腔室，包括：一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域。腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方。腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方。支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口。電容感測器模組在該環結構的該開口中。
範例實施例29：範例實施例28之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組進一步包括一熱感測器。
範例實施例30：範例實施例29之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組包括一電容感測器，該電容感測器接近該基板支撐區域，且包括遠離該基板支撐區域的該熱感測器。
100:電漿處理腔室 102:腔室壁 104:腔室蓋 106:腔室地板 108:支撐基座 110:支撐表面 111:處理區域 112:基板 114:電容感測器模組 116:電容感測器模組 118:位置 120:電容感測器模組 200:電容感測器模組 202:感測電極 204:驅動電極 206:材料 208:測量電容 300:腔室部分 302:腔室壁設備 304:腔室壁頂部 306:腔室壁密封環 308:腔室壁側面 310:電容感測器模組 312:電容感測器模組 312A:部分 312B:部分 320:耦合位置 322:支撐銷 500:腔室蓋部分 501:位置 502:支撐環 504:輻條 506:耦合器 508:加工支撐件 510:陶瓷轂部 512:噴嘴 514:電饋通 516:區域 518:區域 520:感測器維持器 522:電容感測器 524:電容感測器殼體 600:基板處理支撐件 601:處理區域 602:陰極結構 604:支撐件 606:基板支撐表面 608:升降銷開口 610:聚焦環 612:環結構 612A:內周邊 612B:外周邊 614:電容感測器模組 700:腔室部分 702:腔室地板設備 704:支撐裝設件 706:管線輸送蓋 708A:第一真空端口 708B:第二真空端口 712:密封環 714:電容感測器模組 714A:部分 714B:部分 800:電容感測器模組 802:感測電極 804:驅動電極 806:材料 808:測量電容 810:基板 850:電容感測器模組 852:感測電極 854:驅動電極 856:材料 858:測量電容 860:基板 1002:感測器模組 1004:控制器 1006:使用者介面 1010:電容感測器 1012:電容數位轉換器(CDC)介面電路 1014A:路徑 1014B:路徑 1016A:路徑 1016B:路徑 1018:Vdd 1020:感測器 1022:基板 1024:電極 1026:層 1028:導電路徑 1030:墊 1100:處理設備 1102:處理區域 1104:排氣區域 1105:基板 1110:蓋組件 1111:電容感測器模組 1111A :側壁感測器模組 1111B :蓋感測器模組 1111C :處理環感測器模組 1111D :排氣區域感測器模組 1120A:位置 1120B:位置 1120D:位置 1122A:位置 1122B:位置 1122D:位置 1124A:位置 1124B:位置 1124D:位置 1126A:位置 1126B:位置 1142:腔室 1145:陰極襯墊 1161:下電極 1177:位置 1195:電漿篩 1196:排氣端口 1197:處理環 1199:電引線 1200:電漿處理設備 1202:處理區域 1203:RF電源 1204:排氣區域 1205:基板 1206:氣體源 1209:流體源 1210:腔室蓋組件 1212:上電極 1213:絕緣體 1214:腔室蓋 1216:噴頭板 1218:傳熱板 1219:流體通道 1220:中心歧管 1222:外歧管 1226:導電氣體入口管 1227:氣體入口管 1230:流體入口管 1231:流體出口管 1240:腔室主體組件 1241:狹縫閥隧道 1242:腔室主體 1244:上襯墊組件 1247:外壁 1248:底部壁 1249:內壁 1250:狹槽 1256:中心區域 1257:中心支撐構件 1258:波紋管 1260:基板支撐組件 1261:下電極 1262:中空基座 1263:致動組件 1280:存取管 1289:排氣通路 1290:排氣組件 1291:輻條 1295:網狀襯墊 1296:排氣端口 1297:處理環 1299A:位置 1299B:位置 1299C:位置 1299D:位置 1300:處理設備 1302:處理區域 1303:源RF產生器 1304:排氣區域 1305:腔室 1306:氣體源 1310:蓋組件 1313:絕緣層 1316:噴頭板 1318:傳熱板 1319:通道 1320:歧管 1325:偏置功率RF產生器 1327:匹配 1341:狹縫閥隧道 1342:腔室 1349:質量流量控制器 1357:支撐構件 1361:下電極 1396:排氣端口 1397:處理環 1399A:位置 1399B:位置 1399C:位置 1399D:位置 1402:系統處理器 1404:主記憶體 1406:靜態記憶體 1408:系統網路介面裝置 1410:視訊顯示單元 1412:字母數字輸入裝置 1414:游標控制裝置 1416:信號產生裝置 1418:次級記憶體 1422:軟體 1426:處理邏輯 1430:匯流排 1431:機器可存取儲存媒體 1460:電腦系統 1461:網路 CA:中心軸
圖1圖示了根據本揭示案的實施例的包括一個或更多個電容感測器的電漿處理腔室的橫截面圖。
圖2是圖示根據本揭示案的實施例的電容感測器的橫截面圖的示意圖。
圖3和圖4圖示了根據本揭示案的實施例的在其中具有電容感測器的腔室壁的逐漸放大圖。
圖5圖示了根據本揭示案的實施例的在其中具有電容感測器的腔室蓋的角度的橫截面圖。
圖6圖示了根據本揭示案的實施例的基板處理支撐件的角度圖，該基板處理支撐件包括其中具有電容感測器的環結構。
圖7圖示了根據本揭示案的實施例的具有排氣端口的腔室地板的角度的橫截面圖，該排氣端口具有相關聯的電容感測器。
圖8和圖9圖示了根據本揭示案的實施例的示例性電容感測器的橫截面圖和平面圖。
圖10是根據本揭示案的實施例的包括具有電容感測器的感測器模組的感測器系統的示意圖。
圖11提供了根據本揭示案的實施例的包括在各個位置的電容感測器模組的整合的處理設備的示意圖。
圖12A是根據本揭示案的實施例的包括一個或更多個感測器模組的電漿處理設備的示意橫截面圖。
圖12B是根據本揭示案的實施例的圖12A的電漿處理設備的腔室主體組件的輻條內的存取管的佈局的示意繪圖。
圖13是根據本揭示案的實施例的可包括一個或更多個電容感測器模組的處理設備的橫截面圖。
圖14圖示了根據本揭示案的實施例的處理工具的示例性電腦系統的區塊圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:電漿處理腔室
102:腔室壁
104:腔室蓋
106:腔室地板
108:支撐基座
110:支撐表面
111:處理區域
112:基板
114:電容感測器模組
116:電容感測器模組
118:位置
120:電容感測器模組

Claims (20)

  1. 一種電漿處理腔室，包括： 一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域，該腔室壁包括穿過該腔室壁的一開口； 一電容感測器模組，該電容感測器模組在該腔室壁的該開口中； 一腔室蓋，該腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方； 一腔室地板，該腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方；及 一支撐基座，該支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。
  2. 如請求項1所述之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組進一步包括一熱感測器。
  3. 如請求項2所述之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組包括一電容感測器，該電容感測器接近該處理區域，且包括遠離該處理區域的該熱感測器。
  4. 如請求項1所述之電漿處理腔室，其中該腔室蓋包括一第二電容感測器模組。
  5. 如請求項4所述之電漿處理腔室，其中該腔室地板包括一排氣端口，且其中該電漿處理腔室包括在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口的一第三電容感測器模組。
  6. 如請求項5所述之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第四電容感測器模組。
  7. 如請求項4所述之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第三電容感測器模組。
  8. 如請求項1所述之電漿處理腔室，其中該腔室地板包括一排氣端口，且其中該電漿處理腔室包括在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口的一第二電容感測器模組。
  9. 如請求項8所述之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第三電容感測器模組。
  10. 如請求項1所述之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第二電容感測器模組。
  11. 一種電漿處理腔室，包括： 一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域； 一腔室蓋，該腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方，其中該腔室蓋包括一電容感測模組； 一腔室地板，該腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方；及 一支撐基座，該支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。
  12. 如請求項11所述之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組進一步包括一熱感測器。
  13. 如請求項11所述之電漿處理腔室，其中該腔室地板包括一排氣端口，且其中該電漿處理腔室包括在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口的一第二電容感測器模組。
  14. 如請求項13所述之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第三電容感測器模組。
  15. 如請求項11所述之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第二電容感測器模組。
  16. 一種電漿處理腔室，包括： 一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域； 一腔室蓋，該腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方； 一腔室地板，該腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方，其中該腔室地板包括一排氣端口； 一電容感測器模組，該電容感測器模組在該排氣端口內或相鄰於該排氣端口；及 一支撐基座，該支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞。
  17. 如請求項16所述之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組進一步包括一熱感測器。
  18. 如請求項16所述之電漿處理腔室，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口，且其中該電漿處理腔室包括在該環結構的該開口中的一第二電容感測器模組。
  19. 一種電漿處理腔室，包括： 一腔室壁，該腔室壁環繞一處理區域； 一腔室蓋，該腔室蓋在該腔室壁上，該腔室蓋在該處理區域上方； 一腔室地板，該腔室地板在該腔室壁下，該腔室地板在該處理區域下方； 一支撐基座，該支撐基座在該處理區域中，該支撐基座在該腔室蓋下方及該腔室地板上方，且該支撐基座被該腔室壁環繞，其中該支撐基座包括一環結構，該環結構環繞一基板支撐區域，該環結構包括穿過該環結構的一開口；及 一電容感測器模組，該電容感測器模組在該環結構的該開口中。
  20. 如請求項19所述之電漿處理腔室，其中該電容感測器模組進一步包括一熱感測器。
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