TWI719226B - 具有可暴露感測層的晶圓處理裝備 - Google Patents

Abstract

實施例包括用於偵測顆粒、監測蝕刻或沉積速率、或控制晶圓製造處理的操作的裝置與方法。在實施例中，一或更多個微感測器係安裝在晶圓處理裝備上，並且能夠即時量測材料沉積與移除速率。選擇性暴露微感測器，而使得微感測器的感測層係在另一微感測器的主動操作期間藉由遮罩層保護，而當其他微感測器到達使用壽命終點時可以移除保護遮罩層，以暴露感測層。亦描述及請求其他實施例。

Description

具有可暴露感測層的晶圓處理裝備

本申請案主張2016年8月25日所提交之美國專利申請案第15/247,717號之權益，其全部內容藉由引用併入本文。

實施例係關於半導體處理領域，更特定關於量測晶圓處理工具中的材料沉積或材料移除的裝置與方法。

製造半導體裝置的主要問題在於半導體晶圓的顆粒污染。此類污染通常發生於藉由晶圓處理工具在半導體裝置的製造期間執行的一或更多個操作期間。舉例而言，晶圓處理工具可以包括幾個介面，例如藉由裝載閘相互連接的幾個腔室，而該等系統部件中之任一者的致動或操作可以產生金屬或非金屬顆粒，例如鋁、不銹鋼、鋯、或可能污染工具中的半導體晶圓的其他顆粒。該領域具有通常知識者將理解，顆粒可能來自晶圓處理工具內除了介面與移動部件之外的許多來源，並因此藉由實例的方式提供上文所述者。

為了識別顆粒污染的來源及/或根本原因，透過晶圓處理工具的一或更多個腔室週期性處理半導體晶圓，然後進行顆粒檢查操作。顆粒檢查操作要求經處理的晶圓針對光學檢查裝備的檢查排成佇列，以識別顆粒的位置與一般尺寸，然後針對掃描電子顯微鏡、能量色散光譜儀、或其他檢查技術的檢查排成佇列，以確定晶圓上的顆粒的存在及/或組成物。在偵測到顆粒的存在與組成物之後，可能需要額外的故障排除，以確定由晶圓處理工具執行的實際上導致顆粒污染的操作。

半導體裝置的製造可以關於藉由使用例如沉積或蝕刻處理的晶圓處理工具在基板上的材料的沉積及移除，更特定為半導體材料。為了精確地沉積或移除指定量的半導體材料，可以使用膜厚度量測技術。舉例而言，可以藉由在給定量的時間內處理半導體材料的晶圓，然後使用橢偏儀量測沉積或移除的膜的量，而間接量測材料沉積及材料移除速率。此外，感測器已用於量測與沉積/移除速率相關的次要因素，以間接估計晶圓製造處理期間的沉積/移除速率。

實施例包括具有微感測器（例如，MEMS標度的尺寸及/或使用MEMS處理製造的感測器）的晶圓處理裝備，以偵測材料沉積或移除的量或速率。在實施例中，晶圓處理裝備包括具有用於偵測晶圓處理工具內的顆粒的微感測器的顆粒監測裝置，或是具有用於監測或控制晶圓製造處理的微感測器的晶圓處理工具。晶圓處理裝備的微感測器可以包括感測層與遮罩層，經配置而使得感測層可以選擇性保護或暴露。因此，微感測器的感測層可以藉由遮罩層保護，而另一微感測器係暴露以主動感測顆粒及/或材料沉積或移除。當其他微感測器達到使用壽命結束時，可以移除遮罩層，以暴露感測層。因此，可以刷新晶圓處理裝備的微感測器，而不需中斷晶圓製造處理，例如打開晶圓處理工具的腔室或處理站。

在實施例中，晶圓處理裝備（例如晶圓處理工具或顆粒監測裝置）包括第一微感測器與第二微感測器。舉例而言，微感測器可以安裝在晶圓處理工具的處理腔室的腔室容積內，或者可以安裝在顆粒監測裝置的晶圓基板的支撐表面上。每一微感測器可以包括藉由遮罩層覆蓋的感測層。更特定言之，當相同或不同微感測器的不同感測層正在監測處理時，可以在晶圓製造處理的階段期間藉由遮罩層保護感測層。亦即，主動式微感測器的暴露感測層可以對周圍環境及/或腔室容積開放，以監測晶圓製造處理。感測器可以具有各別參數（例如電容），並且當材料從感測層的感測器表面移除時，參數可能改變。因此，當材料從暴露感測層移除時，可以偵測參數的對應改變，以感測蝕刻處理（例如顆粒沉積或移除量或速率）。

在實施例中，微感測器包括具有不同厚度的遮罩層。舉例而言，覆蓋遮罩層可以覆蓋幾個微感測器的感測層，而覆蓋遮罩層可以具有包括可變厚度的層輪廓。因此，遮罩層的移除可能造成在第二感測層之前暴露第一感測層，而允許獨立及選擇性暴露感測層，以在晶圓製造處理中的不同時間處感測。

在實施例中，微感測器包括具有不同材料的遮罩層，不同材料可以接受不同蝕刻劑的蝕刻。亦即，覆蓋第一感測層的第一遮罩層可以與覆蓋第二感測層的第二遮罩層不同。舉例而言，第一遮罩層可以包括氧化物，而第二遮罩層可以包括氮化物。因此，可以使用侵蝕氧化物的蝕刻劑以移除第一遮罩層及暴露第一感測層，並且可以施加侵蝕氮化物的蝕刻劑以移除第二遮罩層及暴露第二感測層。因此，第一遮罩層的移除可能造成第一感測層在與第二感測層不同的時間處暴露，而允許獨立及選擇性暴露感測層，以在晶圓製造處理中的不同時間處感測。

上述發明內容並不包括所有態樣的詳盡清單。可預期包括可以從上文總結的各種態樣的所有合適組合以及下文的實施方式所揭示與專利請求範圍中特定指出的那些而實施的所有系統與方法。此類組合具有上述發明內容中並未具體敘述的特定優點。

根據各種實施例描述用於顆粒偵測、蝕刻/沉積速率監測、或晶圓製造處理的其他製造或控制的裝置與方法。在下文的描述中，闡述許多特定細節，以提供對實施例的透徹理解。對於該領域具有通常知識者顯而易見的是，可以在沒有該等特定細節的情況下實施實施例。在其他情況下，已知態樣並未詳細描述，而不會不必要地模糊實施例。此外，應理解，隨附圖式中所示的各種實施例係為示意性表示，且不一定按比例繪製。

用於量測材料沉積與移除的現有技術並未提供晶圓製造處理的即時量測與控制，或是依據與次要因素的相關性而提供材料沉積/移除的估計，而非直接量測沉積/移除。舉例而言，可以使用橢偏儀以量測膜厚度，然而由於橢偏儀係為週期監視器，所以橢偏儀無法偵測正常生產運行中的沉積/移除速率的即時偏離或漂移。此外，裝設在晶圓處理工具的處理腔室中以量測次要因素（例如電漿中的RF匹配位置或氣體濃度）的感測器並未直接量測所關注的變量（沉積/移除速率），並且該等量測在沒有電漿的腔室內變得更具挑戰性。

具有用於在所有壓力方案（例如在真空條件下，以及在無電漿條件下）中量測材料沉積或材料移除的微感測器的晶圓處理裝備係描述如下。舉例而言，安裝在處理腔室上的微感測器可以包括感測器表面，並且當材料沉積在感測器表面上或從感測器表面移除時，微感測器的參數（例如電容）可能改變。因此，可以監測材料沉積或移除量或速率的即時量測以及這種量或速率的均勻性，並用於控制藉由晶圓處理系統執行的晶圓製造處理。

用於晶圓製造處理的即時量測的微感測器將隨著時間而改變。更特定言之，藉由設計，可以藉由蝕刻（或藉由沉積生長）移除感測器表面，而感測器表面可能變得粗糙，感測器表面的表面區域可能改變，感測器表面可能氧化等。該等改變會影響微感測器的靈敏度並降低可靠性。舉例而言，在幾十個晶圓處理循環之後，微感測器可能會失去可靠性，而需要打開處理腔室清潔或更換微感測器。然而，微感測器的此種刷新可能會中斷晶圓製造處理的處理流程，而因此，當微感測器劣化時，具有不需停止晶圓製造處理而延長晶圓處理裝備的感測能力的需要。

在一態樣中，晶圓處理裝備可以包括可選擇性暴露的微感測器，以允許不同的微感測器取代劣化的微感測器。舉例而言，每一微感測器可以包括藉由中介遮罩層分離的幾層感測層。因此，在第一感測層劣化之後，可以移除感測層與一或更多個中介遮罩層，以暴露用於主動操作的底下的感測層。可替代地，可以藉由具有可變厚度的覆蓋遮罩層覆蓋幾個橫向分離的感測層。因此，可以蝕刻覆蓋遮罩層，以依據覆蓋各別感測層的覆蓋遮罩層的厚度依序暴露感測層。舉例而言，隨著覆蓋遮罩層移除，大於第一厚度的第二厚度的材料下的第二感測層可以在第一厚度的材料下的第一感測層暴露之後一段時間暴露。使用允許選擇性暴露新的感測層以代替劣化的感測層的感測器方案，可以增加晶圓處理裝備的壽命，而更特定言之，可以增加在打開處理腔室進行感測器維護之前可實現的晶圓製造處理的晶圓處理循環數量。

應理解，下文描述的晶圓處理系統與方法可以用於將材料沉積於基板上或從基板移除的任何形狀因子或處理中。更特定言之，儘管晶圓處理系統與方法係描述為關於用於製造積體電路的晶圓處理，但是該等裝置與方法亦可適用於其他技術，例如電子工業中的顯示器及/或太陽能工業中的光伏電池。

參照第1圖，係圖示為根據實施例的晶圓處理系統的圖示。晶圓處理系統100可包括藉由通訊鏈路106通訊耦接至電腦系統104的晶圓處理工具102。通訊鏈路106可以是有線或無線連接，亦即，晶圓處理工具102可以直接或無線地與電腦系統104通訊。應理解，儘管資料可以藉由通訊鏈路106從晶圓處理工具102及/或晶圓處理工具102內的裝置傳送，但在一些實施例中，晶圓處理工具102內的裝置可以是被動式裝置。亦即，裝置可以藉由晶圓處理工具102處理，而可能經歷改變，並且可以在將裝置從晶圓處理工具102取出之後量測該改變。舉例而言，此舉可以是如下所述的顆粒偵測工具或蝕刻/沉積監測工具的特徵。

晶圓處理工具102可以包括藉由一或更多個裝載閘112實體連接至工廠介面110的緩衝腔室108。此外，一或更多個處理腔室114可以藉由一或更多個各別裝載閘112實體連接至緩衝腔室108。緩衝腔室108可以作為大於處理腔室114的各別容積的中間容積，而保持在低壓下，儘管緩衝腔室108的壓力係高於處理腔室114內的處理壓力。因此，可以在半導體裝置的製造期間在真空條件下在晶圓處理工具102的腔室之間移動半導體晶圓（例如矽晶圓）。此種移動可以藉由包括在晶圓處理工具102中的各種裝置實現，例如機器人、機器手臂、穿梭器等。

可以在處理腔室114中執行各種製造操作。舉例而言，至少一個處理腔室114可以是蝕刻腔室、沉積腔室、半導體光刻工具的腔室、或任何其他半導體處理腔室。因此，處理腔室114可用於在真空條件、大氣條件、或任何其他壓力方案下執行晶圓製造處理。

除了變化的壓力方案之外，處理腔室114亦可用於執行具有不同能量條件的製造處理。舉例而言，處理腔室114可以是自由基驅動的蝕刻腔室或不包括電漿的沉積腔室。亦即，處理腔室114可以在晶圓製造處理期間為無電漿的狀態。可替代地，處理腔室114可以是電漿式蝕刻或沉積腔室。

在晶圓製造處理期間，半導體晶圓可以透過裝載閘112從緩衝腔室108轉移到處理腔室114中之一者。處理腔室114可以具有例如使用真空泵及/或渦輪泵（第4圖）降低至真空條件的腔室壓力。在此描述的上下文中，真空條件可以是小於0.5atm的任何壓力。在實施例中，當處理腔室114具有小於緩衝腔室108的壓力的腔室壓力時（例如小於100毫托），則處理腔室114中的真空條件存在。因此，可以在真空條件下進行在處理腔室114中執行的製造操作。

在處理腔室114中執行的製造操作期間可能產生一或更多個顆粒。舉例而言，顆粒可以是當特定操作發生時發射至處理腔室114中的金屬或非金屬顆粒，例如當裝載閘112的閥打開時，當裝載閘門鎖定時，當提升銷移動時，或任何其他工具操作發生時。所發射的顆粒可能落在半導體晶圓上，而顆粒的著陸位置與時間可能對應於顆粒污染的來源。舉例而言，顆粒可能在裝載閘112關閉的時間點落在更靠近裝載閘112的半導體晶圓上，而表示裝載閘112的部件及/或裝載閘112的致動係為顆粒的來源。因此，可以看出，提供關於顆粒落在半導體晶圓上的位置與時間的資訊的顆粒監測可用於確定顆粒污染的來源。

參照第2圖，係圖示為根據實施例的顆粒監測裝置的圖示。顆粒監測裝置200可經配置以在晶圓處理工具102的腔室（例如緩衝腔室108及/或處理腔室114）之間移動。舉例而言，顆粒監測裝置200可以包括具有整體形狀因子及/或與半導體晶圓相同的材料與形狀的晶圓基板202。亦即，晶圓基板202可以至少部分地由半導體材料（例如，結晶矽材料）組成。此外，晶圓基板202可以具有基本上為碟狀並包括具有直徑206的支撐表面204的晶圓形狀因子。支撐表面204可以是碟的上表面，並且晶圓基板202的底表面（未圖示）可以與支撐表面204間隔開厚度208。在實施例中，晶圓基板202的晶圓形狀因子包括在95至455mm之間的直徑206，例如，直徑206可以標稱為100mm、300mm、或450mm。此外，晶圓基板202的晶圓形狀因子可以包括小於1mm的厚度208，例如525μm、775μm、或925μm。厚度208亦可大於1mm，例如幾毫米至10mm。因此，可以使用容易取得的晶圓材料以及典型的晶圓製造處理與裝備以製造顆粒監測裝置200，而可以在藉由晶圓處理工具102處理時基本上模擬半導體晶圓。

顆粒監測裝置200可以包括安裝在支撐表面204上的預定位置處的幾個微感測器。微感測器可以是以下描述的一或更多種微感測器類型。舉例而言，微感測器210可以包括藉由對應的遮罩層覆蓋的各別感測層。微感測器210可以包括各別參數，以及包括各別感測層上的各別感測器表面。因此，當材料沉積在各別感測器表面上或從各別感測器表面移除時，各別參數可能改變。許多微感測器210（例如數千到數百萬個微感測器）可以安裝在支撐表面204上。每一微感測器210可以具有已知位置。舉例而言，第一微感測器212可以位於第一位置處，而第二微感測器214可以位於第二位置。第二位置可以具有相對於第一位置或相對於顆粒監測裝置200上的一些其他參考點的已知位置。

微感測器210可以隨機分佈在支撐表面204上，或者可以利用預定圖案佈置。舉例而言，第2圖所示的微感測器210顯示為隨機分佈在支撐表面204上，儘管其絕對或相對位置可以是預定且已知的。在實施例中，微感測器210係以預定圖案佈置，例如網格圖案、同心圓圖案、螺旋圖案等。可以使用已知的蝕刻處理以實現該等圖案，以在顆粒監測裝置200的支撐表面204上的精確位置處建立微感測器210。

在實施例中，微感測器210係散佈在支撐表面204的表面區域的大部分上。舉例而言，透過微感測器陣列的最外面的微感測器210所繪製的外部輪廓可以描繪至少一半的支撐表面204的表面區域的陣列區域。在實施例中，陣列區域係為表面區域的至少75％，例如大於支撐表面204的表面區域的90％。

顆粒監測裝置200的微感測器210可以透過一或更多個電連接器彼此互連或其他電路互連。舉例而言，微感測器210可以藉由在支撐表面204上運行的電跡線216串聯連接。可替代或附加地，幾個微感測器210可以藉由各別電跡線216並聯電連接。因此，可以在微感測器210之間進行電連接，或者微感測器210可以使用電跡線、電引線、通孔、及其他已知類型的電連接器連接至晶圓電子裝置（亦即電子電路218）。

顆粒監測裝置200的每一微感測器210可經配置以在顆粒與感測器相互作用時感測給定參數的改變。舉例而言，微感測器210可以包括如下所述的電容微感測器，並且可以具有當材料沉積在微感測器210的感測器表面上或從微感測器210的感測器表面移除時改變的電容。因此，當微感測器210接收晶圓處理工具102的腔室（例如處理腔室114）內的顆粒時，電容可能改變。此處，術語「接收」表示影響電容的顆粒與微感測器210之間的相互作用。應理解，如下所述，顆粒監測裝置200可以包括其他微感測器類型，而因此在藉由該等微感測器接收顆粒時可以感測不同參數。舉例而言，如下所述，參數可以是微感測器的電壓、電流、或另一實體或電特性，而在顆粒落在微感測器上，靠近或穿過微感測器，或撞擊微感測器時改變。當閱讀此描述時，該領域具有通常知識者將理解其他顆粒與感測器的相互作用。

參照第3圖，係圖示為根據實施例的顆粒監測裝置的截面圖。類似於典型的半導體晶圓的裝載與處理，微感測器210可以封裝在晶圓基板202上，而可自動裝載至系統中，並移動貫穿系統。因此，微感測器210可以經歷與生產半導體晶圓相同的環境。在實施例中，具有幾個微感測器210的感測器層302覆蓋晶圓基板202的至少一部分。因此，感測器層302的微感測器210係安裝在晶圓基板202的支撐表面204上。

如下所述，感測器層302並不會與感測層混淆。更特定言之，感測器層302可以是其中設置一或更多個微感測器210的晶圓處理裝備的層，而感測層可以是單獨微感測器210的幾個層中之一者，並可以暴露於周圍環境，以偵測蝕刻/沉積速率、氣體濃度、副產物累積、顆粒等。

顆粒監測裝置200的任何部分都可以藉由標準的絕緣層上矽（SOI）基板或其他類型的晶圓的堆疊構建。晶圓可以在晶圓層級結合，亦即，具有整體形成的功能部件的單獨晶圓的結合。可替代地，晶圓可以具有在構建顆粒監測裝置200之前或之後結合的單獨模組，例如晶片、感測器等。應理解，此類處理可以允許使用SOI技術以最佳化蝕刻感測器、高溫電子裝置、或整合至顆粒監測裝置200中的其他模組/部件。應理解，此類方法亦可用於製造下文描述的晶圓處理裝備的部分，例如晶圓製造處理裝備中的微感測器210。

在實施例中，晶圓基板202係構造成保護顆粒監測裝置200的電子電路218免於晶圓處理工具102中的電漿的侵襲。因此，晶圓基板202可以包括夾在頂層306與底層308之間的電子電路218(例如晶圓電子裝置)。舉例而言，電子電路218可以包括功率源304，例如薄膜電池。薄膜電池可以包覆於矽的層306、308之間，而因此可以藉由二個矽晶圓保護而免於來自頂部或底部的電漿侵襲。此外，功率源304可以藉由阻隔密封件310保護而免於來自側面的電漿侵襲。阻隔密封件310可以夾在圍繞功率源304的頂層306與底層308之間。更特定言之，阻隔密封件310可以圍繞晶圓基板202的圓周延伸，以形成圍繞功率源304的側面的保護壁。因此，功率源304可以包覆在晶圓基板202內。

功率源304可以電連接至頂層306及/或感測器層302中的電子電路218的一或更多個部件。舉例而言，可以將電子電路218(例如控制電子裝置，如處理器、記憶體、或通訊電子裝置)建立至晶圓基板202的頂層306中。功率源304可以藉由電連接(例如透過延伸通過顆粒監測裝置200的一或更多個層的矽通孔)而連接至頂層306中的電子電路218。類似地，頂層306中的功率源304及/或電子電路218(例如處理器)可以藉由電跡線或電通孔電連接至感測器層302中的微感測器210。因此，功率源304可以電耦接至電子電路218的處理器、微感測器210、或其他電子電路218，以對電子裝置供電。

應理解，可以藉由將電子電路218在模組或晶片層級結合至晶圓基板上，然後將部件封蓋，以提供晶圓處理工具102及/或晶圓處理裝備的一些區域的物理、化學、及電性保護。舉例而言，電池、處理器、感測器、無線通訊模組等可以結合，然後封蓋，例如藉由阻隔層312。然而，一些部件可能暴露於晶圓處理環境。舉例而言，微感測器210可以暴露在如下所述的晶圓處理工具200或晶圓處理裝備上，以監測蝕刻及沉積處理。

微感測器210可能暴露於晶圓處理工具102內的電漿，而因此感測器最終可能磨損。以下描述用於延長感測器的總壽命的感測器方案。然而，封裝微感測器210而使得微感測器可回收可能是有利的。在實施例中，微感測器210的封裝包括微感測器210與底下的基板之間的阻隔層312。舉例而言，在顆粒監測裝置200的情況下，阻隔層312可以設置於微感測器210與晶圓基板202的支撐表面204之間。微感測器210可以使用已知的互連技術（例如透過矽通孔）通過阻隔層312電連接至晶圓電子裝置（亦即電子電路218）。控制電子裝置與感測器之間的阻隔層312可以在回收期間保護電子裝置。舉例而言，微感測器210可以藉由剝離劑（亦即藉由電漿、氣體、或液體蝕刻劑）移除，而阻隔層312可以不被相同的剝離劑剝離。亦即，阻隔層312可以是不受剝離劑（例如氣相或液體蝕刻劑）影響的任何導電或絕緣材料。因此，一旦微感測器210達到其使用壽命的終點，則可以施加電漿，以將感測器層302的微感測器剝離阻隔層312，而不會讓建立於晶圓基板202中的電子電路218劣化。類似地，可以使用機械剝離以移除磨損的感測器。然後，可以在阻隔層312上形成具有一組新的微感測器210的新的感測器層302，而相較於形成全新的顆粒監測裝置200以較低成本重新構建顆粒監測裝置200。

可以使用已知的半導體處理與技術以形成顆粒監測裝置200的部件。舉例而言，如上所述，可以使用貫通矽通孔通過阻隔層312及/或晶圓基板202形成感測器與電子電路218之間的電連接。此外，可以使用已知技術將部件建立至顆粒監測裝置200的層中。舉例而言，微感測器210可以單獨形成，然後在回收處理中使用翻轉晶片技術安裝在阻隔層312上。

顆粒監測裝置200中的微感測器210的實施方案表示使用用於顆粒偵測的微感測器210的實施例。存在晶圓製造處理裝備與方法中的微感測器210的其他用途。舉例而言，微感測器210可以安裝在晶圓處理工具102上，以偵測或量測蝕刻/沉積速率，而此類資料可以用於控制晶圓製造處理，例如蝕刻或沉積處理。

參照第4圖，係圖示為根據實施例的安裝在晶圓處理工具上的幾個微感測器的截面圖。晶圓402（例如半導體材料的晶圓或顆粒監測裝置200的晶圓基板202）可以在晶圓處理工具102的處理腔室114中接受晶圓製造處理。隨著晶圓402移動通過晶圓處理工具102，晶圓402可能經歷不同的壓力條件。舉例而言，半導體晶圓402可以在大氣條件下插入工廠介面110中。然後，隨著半導體晶圓402進入工廠介面110與緩衝腔室108之間的裝載閘112，裝載閘112可以達到120毫托的真空條件。然後，半導體晶圓402可以從裝載閘112進入緩衝腔室108，其中緩衝腔室108的壓力為100毫托。

晶圓402可以透過裝載閘112從緩衝腔室108轉移到處理腔室114中之一者。舉例而言，處理腔室114可以包括圍繞腔室容積406的腔室壁404，而腔室容積406的尺寸可以設計成接收晶圓402。因此，可以在處理腔室114內的晶圓製造處理期間將半導體材料沉積在晶圓402上或從晶圓402移除。在晶圓製造處理期間，處理腔室114的腔室容積406可以具有使用例如真空源408（例如真空泵及/或渦輪泵）降低到真空條件的腔室壓力。在此描述的上下文中，真空條件可以是小於0.5atm的任何壓力。在實施例中，當處理腔室114具有小於緩衝腔室108的壓力的腔室壓力時（例如小於100毫托），則處理腔室114中的真空條件存在。因此，在晶圓製造處理的製造操作期間，處理腔室114可以處於真空條件下。此外，真空條件可以減少或消除來自腔室容積406的氣體混合物，而因此腔室容積406可以在晶圓製造處理期間為無電漿的狀態。

一或更多個微感測器（例如微感測器210）可以安裝在晶圓處理工具102上。微感測器可以是以下描述的一或更多種微感測器類型。舉例而言，微感測器210可以包括藉由對應的遮罩層覆蓋的各別感測層。微感測器210可以安裝在腔室容積406內的處理腔室114上的一或更多個位置處。更特定言之，幾個微感測器210可以安裝在腔室容積406內的腔室壁404上的預定位置處。

在實施例中，微感測器210係安裝在晶圓處理工具102的除了腔室壁404之外的部分上。舉例而言，代替或附加於將微感測器210安裝在腔室壁404上，可以將一或更多個微感測器210安裝在處理腔室114內的晶圓托持器410上。舉例而言，晶圓托持器410可以是具有用於在晶圓製造處理期間靜電夾持晶圓402的電極的靜電卡盤。晶圓托持器410可以包括將晶圓402夾持其上的托持表面412。舉例而言，托持表面412可以是晶圓托持器410上的介電材料層，而微感測器210可以安裝在托持表面412上。更特定言之，微感測器210可以在晶圓製造處理期間安裝在托持表面412上靠近晶圓402及/或與晶圓402橫向偏移的區域中。舉例而言，處理套件可以包括圍繞托持表面412上的晶圓402的環，而微感測器210可以安裝在處理套件上。

預期微感測器210可以足夠接近晶圓402地位於處理腔室114中，或者建立至處理腔室114的可消耗或非消耗部件中（例如晶圓托持器410），以偵測晶圓402的材料沉積或移除速率的改變。舉例而言，晶圓402可以具有面向前方的表面（亦即背離托持表面412而朝向電漿的表面），而微感測器210可以安裝在托持表面412上，而使得敏感於材料沉積/移除的感測器表面亦面向前方。

應理解，微感測器210可以安裝在晶圓處理工具102上的在處理腔室114內的位置之外的位置處。舉例而言，一或更多個微感測器可以安裝在裝載閘112上、之中、或附近。類似地，微感測器210可以安裝在晶圓處理工具102的氣體管線（未圖示）、控制流向真空源408的流動的晶圓處理工具102的壓力控制閥414、晶圓處理工具102的機器人、或晶圓處理工具102的提升銷上、之中、或附近，以上定義幾個示例性位置。取決於所期望的特定處理量測與控制，微感測器210可以安裝在晶圓處理工具102的其他位置附近。此處，「附近」係作為相對術語，但應理解，微感測器210的存在靠近晶圓處理工具102的特定部件意欲描述一距離，而使得沉積在部件上或從部件移除的顆粒或材料可以在統計上大致與所安裝的感測器相互作用。下文所描述的方法進一步描述該等相互作用的實例。

如本文所使用的術語「微」可以指稱根據實施例的某些感測器或結構的描述尺寸。舉例而言，術語「微感測器」可以指稱具有奈米至100μm的標度的尺寸的電容感測器。亦即，在實施例中，如下所述的微感測器210可以具有0.05至100μm的範圍內的並聯或串聯連接的單獨細胞格的典型尺寸。因此，如本文所述的微感測器210可以容易地與其他感測器類型（例如，微量天秤）區別，微量天秤係為能夠精確量測百萬分之一克的重量的儀器。亦即，微量天秤可以在微標度上量測重量，但並非在本文所述的微感測器的相同尺寸範圍內。尺寸範圍的差異是有利的，至少因為幾個微感測器（例如，數千個）可以配合腔室容積406或晶圓處理工具102的其他處，而幾個微量天秤可能無法配合尺寸設定成接收半導體晶圓402的腔室容積406。

如本文所使用的術語「微感測器」亦可以指稱使用與微機電系統（MEMS）相關的材料與製造處理而製造的感測器。亦即，本文所述的微感測器210可以使用MEMS處理（例如沉積處理、圖案化、蝕刻等）而製造。因此，微感測器210可以是具有使用MEMS處理形成的尺寸與結構的MEMS標度感測器。然而，應理解，實施例並不一定受此限制，而實施例的某些態樣可以適用於更大尺寸及可能更小尺寸的標度。

儘管可以只在晶圓處理工具102上安裝一個微感測器，但可以將許多微感測器（例如數百到數百萬個微感測器）配合腔室容積406或者安裝在晶圓處理工具102上的其他處。亦即，考慮到下文描述的微感測器的MEMS標度尺寸，許多微感測器可以沿著晶圓處理工具102分佈（例如圍繞腔室壁404（或晶圓處理工具102的其他部件）），以監測晶圓製造處理參數，例如，即時在處理腔室114內沉積/移除半導體材料。

每一微感測器210可以具有已知位置。舉例而言，第一微感測器可以位於晶圓處理工具102上的第一預定位置處（例如，腔室容積406內的第一位置處），而第二微感測器可以位於晶圓處理工具102的第二預定位置處（例如，腔室容積406內的第二位置處）。微感測器210可以隨機分佈在處理腔室114上，或者以預定圖案分佈。舉例而言，第二位置可以具有相對於第一位置或相對於處理腔室114上的一些其他參考點的已知位置。因此，藉由比較來自第一微感測器與第二微感測器的即時量測，可以如下所述確定材料沉積/移除的均勻性。

晶圓處理工具102可以包括其他感測器及/或量測儀器，以偵測晶圓製造處理的處理參數。其他感測器及/或量測儀器可能不是微感測器。舉例而言，相對於下文描述的MEMS標度感測器，晶圓處理工具102可以包括安裝在處理腔室114上或者另外安裝的光譜儀416，以在晶圓製造處理期間偵測腔室容積406的光發射光譜（OES）簽名。OES簽名可以識別腔室容積406內的元素的類型與數量。舉例而言，OES簽名可以在晶圓製造處理期間識別腔室容積406內的電漿中存在哪些化學元素。可以使用其他感測器以偵測在腔室容積406中執行的晶圓製造處理的其他處理參數。此類其他感測器可以包括用於量測遞送至處理腔室114或晶圓402的功率的電感測器，用於量測晶圓托持器410的電特性的電感測器等。該等感測器可能無法量測半導體材料1108的沉積/移除的實際量或速率，但是由於下述原因而可能與由微感測器210進行的實際沉積/移除量測相關。

亦可以使用其他感測器以收集與晶圓處理工具102中的顆粒的存在相關的資訊。舉例而言，一或更多個量測裝置（例如加速度計（未圖示））可以安裝在晶圓處理工具102的移動部件上。在實施例中，機器人或機器臂包括用於感測機器人的運動的加速度計。可替代地，裝載閘門包括加速度計。因此，晶圓製造處理的處理參數（例如表示機器人移動的運動資料）可以藉由加速度計偵測，並可以與從微感測器210收集的顆粒感測資料相關聯，以確定微粒的來源。此類其他感測器（例如加速度計）的應用在下文進一步描述。

微感測器210及/或晶圓處理工具102的量測儀器或裝置可以透過一或更多個電連接器彼此互連或與其他電路互連。舉例而言，微感測器210可以藉由在腔室壁404及/或晶圓托持器410上運行的電跡線串聯連接。可替代或附加地，幾個微感測器210可以藉由各別電跡線216並聯電連接。因此，可以在微感測器210之間進行電連接，及/或微感測器210可以使用電跡線、電引線、通孔、及其他已知類型的電連接器連接至電子電路218。

參照第5圖，係圖示為根據實施例的顆粒監測裝置或晶圓處理工具的電子電路的方塊圖的圖示。顆粒監測裝置200或晶圓處理工具102的電子電路218可以藉由晶圓402或晶圓處理工具102的底下的結構支撐。舉例而言，如上所述，電子電路218可以安裝在顆粒監測裝置200的頂層306上。電子電路218可以封閉在殼體中。電子電路218的殼體及/或電子部件可以整合至晶圓402中，例如殼體可以是包覆電子電路218的晶圓基板層。可替代地，殼體可以安裝在晶圓處理工具102上，例如在腔室壁404或晶圓托持器410上。類似地，殼體可以安裝在晶圓處理工具102的另一部分上，例如在腔室容積406外部的外表面上。因此，電子電路218可以相對於微感測器210而共同定位或遠端放置。儘管如此，即使在相對於微感測器210遠端安裝時，電子電路218可以透過一或更多個輸入/輸出（I/O）連接502（例如電跡線、電引線、或通孔）放置，而與微感測器210電連接。

晶圓處理裝備的電子電路218可以包括時鐘504。如本領域中已知的，時鐘504可以是具有電子振盪器（例如石英晶體）的電子電路，以輸出具有精確頻率的電訊號。因此，時鐘504可經配置以輸出對應於透過I/O連接502接收的電訊號的時間值。時間值可以是獨立於其他操作的絕對時間值，或者時間值可以與晶圓處理裝備中的其他時鐘同步。舉例而言，時鐘504可以與晶圓處理工具102的系統時鐘或鏈接至晶圓處理工具102的製造設施的主控電腦的系統時鐘同步，而使得由時鐘504輸出的時間值對應於系統時間值及/或藉由系統時鐘輸出或控制的系統操作。時鐘504可經配置成當發生特定處理操作時啟動時間值的輸出。晶圓處理裝備的電子電路218可以包括網路介面裝置506，以在晶圓處理工具102與主控電腦之間發送及接收通訊。

晶圓處理裝備的電子電路218可以包括處理器508。處理器508可以可操作地耦接（例如藉由匯流排510及/或跡線電連接）至時鐘504。處理器508表示一或更多個通用處理裝置，例如微處理器、中央處理單元、或類似者。更特定言之，處理器508可以是複雜指令集計算（CISC）微處理器、簡化指令集計算（RISC）微處理器、非常長的指令字元（VLIW）微處理器、實現其他指令集的處理器、或實現指令集的組合的處理器。處理器508亦可以是一或更多個專用處理裝置，例如特定應用積體電路（ASIC）、現場可程式化閘陣列（FPGA）、數位訊號處理器（DSP）、網路處理器、或類似者。

處理器508經配置以執行用於執行本文所述的操作的處理邏輯。舉例而言，處理器508可經配置以接收及分析來自位於顆粒監測裝置200或晶圓處理工具102上的不同預定位置處的幾個微感測器210的輸入訊號。因此，處理器508可以確定及記錄與可操作地連接的微感測器210相關的資料。舉例而言，當微感測器的電容改變時，處理器508可以記錄微感測器210的位置。處理器508亦可接收來自對應於每一所接收的輸入訊號的時鐘504的時間值輸出，並且可以將輸出至記憶體的時間值記錄為時間戳記。因此，處理器508可以比較來自幾個微感測器210的輸入訊號，以例如確定在給定時間的晶圓製造處理的均勻性。處理器508可經配置以依據從微感測器210接收的訊號而確定其他類型的資訊。舉例而言，如下所述，可以使用從一或更多個微感測器210接收的輸入訊號，以終止晶圓製造處理或確定晶圓製造處理中的改變的根本原因。

如本文所述，處理器508可以提供其他功能。舉例而言，處理器508可以包括訊號處理功能，例如可以將來自微感測器210的類比訊號轉換成數位訊號。當然，亦可針對此目的使用專用的數位類比轉換器。類似地，其他電子裝置可以用於所描述的任何處理功能，例如對位移電流進行濾波，執行資料上的邏輯確定的任務（例如參照查找表），應用校正因子等。亦應理解，如同已知的，此類處理可以利用本端或分佈式的方式進行。因此，為了簡潔起見，該等電子與處理技術並不在本文詳細論述。

微感測器210的監測可藉由處理器508以單獨或以群組為基礎而執行。亦即，處理器508可以監測及記錄每一微感測器210的單獨資料。因此，每一微感測器210可以是可單獨識別，例如藉由與位置或其他感測器特定資料相關聯的唯一感測器識別號碼。在實施例中，微感測器210可以分組監測。舉例而言，處理器508可以監測及記錄一或更多個微感測器210的群組的區塊資料。該等群組可以指稱為感測器方塊，而每一感測器方塊可以具有對應的功率源與處理器。亦即，感測器方塊可以彼此獨立地工作，並被單獨監測或控制。因此，微感測器210的群組可以與位置或對應於整個感測器群組的其他群組特定資料相關聯。

晶圓處理裝備的電子電路218可以包括安裝在例如晶圓基板202或腔室壁404上的記憶體512。記憶體512可以包括主記憶體（例如，唯讀記憶體（ROM）、快閃記憶體、動態隨機存取記憶體（DRAM）（例如同步DRAM（SDRAM）或Rambus DRAM（RDRAM）等）、靜態記憶體（例如，快閃記憶體、靜態隨機存取記憶體（SRAM）等）、或次要記憶體（例如，資料儲存裝置）。處理器508可以經由匯流排510或其他電連接而與記憶體512通訊。因此，處理器508可以可操作地耦接至記憶體512，以在記憶體512中記錄觸發的微感測器210的預定位置以及由時鐘504所輸出的時間值。亦即，記憶體512可以收錄顆粒或材料沉積在微感測器210上或從微感測器210上移除的時間，以及收錄當材料落在微感測器210上或離開微感測器210時受影響的微感測器所安裝的位置。

晶圓處理工具102的電子電路218可以包括如上所述的功率源304。功率源304可以包括電池、電容器區塊、或其他已知功率供應器。功率源304可以透過匯流排510電連接至電子電路218的一或更多個部件並可對其供電（例如微感測器210、時鐘504、處理器508、或記憶體512）。

晶圓處理工具102的電子電路218可以包括附加部件。舉例而言，電子電路218可以包括加速度計514，加速度計514在顆粒監測裝置200停止移動時（例如在裝載到晶圓處理工具102的特定處理腔室114之後）觸發時鐘504開始輸出時間值。因此，時間值可以提供關於顆粒監測裝置200何時裝載到晶圓處理工具102的特定處理站的資訊。電子電路218可以包括頻率源516（例如寬頻率源516）或偵測器518。頻率源516與偵測器518可以具有關於晶圓處理工具102的微感測器210的具體實施例的特定應用。舉例而言，如下所述，頻率源516與偵測器518可以用於驅動及監測微諧振器型微感測器。

上述電子電路218的部件係為可以使用的感測器的範圍的說明，而非限制。舉例而言，附加感測器（例如溫度感測器520）可以整合至晶圓處理工具102的製造中。溫度感測器520可以監測晶圓處理工具102中之一或更多個部件（例如腔室容積406）的溫度。現在描述微感測器210的各種實施例。首先說明微感測器210的配置與圖示本質上為說明性，而該領域具有通常知識者可依據此描述而考慮許多附加配置。

參照第6圖，係圖示為根據實施例的具有包括可選擇性暴露的感測層的積層結構的幾個微感測器的截面圖。可以將下文描述類型的幾個微感測器210（例如電容、石英晶體微平衡（QCM）、或型諧振器感測器）設置在處理腔室內。舉例而言，第一微感測器212與第二微感測器214可以安裝在處理腔室114或晶圓基板202的安裝表面602上。第一微感測器212與第二微感測器214可以彼此相鄰（例如並排配置），而每一微感測器可以包括一或更多個感測層604以及一或更多個遮罩層606。此外，第一微感測器212與第二微感測器214的感測層604可以選擇性暴露，而使得在第二微感測器214的感測層604藉由遮罩層606遮蔽時，第一微感測器212的感測層604係暴露於周圍環境中(例如腔室容積406)。類似地，在第一微感測器212的感測層604藉由遮罩層606遮蔽時，第二微感測器214的感測層604可以暴露於周圍環境中。

為了實現可選擇性暴露的感測器結構，每一微感測器可以包括一或更多個積層及交替材料的柱狀物。舉例而言，第一微感測器212可以具有初始配置，包括積層在第一遮罩層610上的暴露感測層608。類似地，第一遮罩層610可以積層在第一感測層612上。暴露感測層608可以對周圍環境(例如腔室容積)開放，以在第一感測層612藉由第一遮罩層610保護時，感測及監測晶圓製造處理。

第二微感測器214可以包括類似於第一微感測器212的結構。舉例而言，第二微感測器214可以在第二感測層616上具有第二遮罩層614。然而，在初始配置中，第二遮罩層614可以對周圍環境開放，而使得第二感測層616受到第一微感測器212的暴露感測層608所監測的晶圓製造處理的保護。如下所述，當第一感測層612到達使用壽命的終點時，可以移除第二遮罩層614，以暴露第二感測層616。因此，晶圓處理裝備的感測能力可以刷新及延長，而第二感測層616可以在隨後的一系列晶圓處理循環期間暴露，以監測周圍環境。

在實施例中，第一微感測器212或第二微感測器214的交替遮罩層606可以包括不同的材料。更特定言之，形成遮罩層606的材料可能受到不同動作的蝕刻的影響。作為實例，初始配置中設置在暴露感測層608下方的第一遮罩層610可以由第一遮罩材料形成，而可能在初始配置期間暴露於周圍環境的第二遮罩層614可以由第二遮罩材料形成。第一遮罩材料可能受到在腔室容積內的蝕刻劑蝕刻的影響，而第二遮罩材料可能不會受到相同蝕刻劑的蝕刻的影響，反之亦然。因此，當蝕刻第二遮罩層614以暴露底下的第二感測層616時，所使用的蝕刻劑可能不會移除第一遮罩層610，而因此第一微感測器212底下的第一感測層612可以在第二感測層616監測晶圓製造處理時保持完整且受到保護。

每一微感測器內的感測層604可以藉由一或更多個遮罩層606彼此分離。舉例而言，第一微感測器212的暴露感測層608可以藉由第一遮罩層610而與第一感測層612分離。亦即，第一遮罩層606可以在暴露感測層608與第一感測層612之間。類似地，中間遮罩層618可以設置在第一感測層612中的暴露感測層608之間。舉例而言，中間遮罩層618可以如圖所示在第一遮罩層610下方，或在第一遮罩層610上方。換言之，可以藉由微感測器的二或更多個遮罩層分離微感測器的二個感測層。此外，相同微感測器的遮罩層可以包括不同的材料。舉例而言，中間遮罩層618可以由受到與第一遮罩層610不同的蝕刻劑影響的不同材料形成。因此，每一微感測器的遮罩層606可以由不同材料形成，而允許其藉由預定的蝕刻劑選擇性蝕刻，以根據需要暴露底下的結構。

第6圖所示的積層結構可以包括表示單獨微感測器或微感測器的部分的感測層604。更特定言之，第一微感測器212可以包括具有各別第一與第二導體的幾個經堆疊且垂直偏移的電容微感測器（此類導體在下文參照第9圖進行描述）。可替代地，第一微感測器212可視為單獨的電容微感測器，而因此如下所述的電容微感測器的細長導體可以形成為具有積層結構，以包括藉由中介遮罩層606彼此絕緣的幾個垂直分離的感測層604。

當微感測器包括積層結構時，各層的蝕刻可以改變微感測器的參數。舉例而言，當感測器本身分層時，層的移除可能改變感測器的電容。因此，隨著電容改變，可以重新校準感測器，以針對蝕刻進行調整。亦即，可以重新校準感測器，以調整新的基底電容，以精確地感測晶圓製造處理。

參照第7圖，係圖示為根據實施例的具有在可選擇性暴露的感測層604上的覆蓋遮罩層702的幾個微感測器的截面圖。幾個微感測器可以並排佈置在安裝表面602上。最左側的微感測器可以包括處於初始配置的暴露感測層608。對之，其他微感測器（例如第一微感測器212與第二微感測器214）可以包括各別的感測層604與遮罩層606。舉例而言，第一微感測器212可以包括第一感測層612上的第一遮罩層610。類似地，第二微感測器214可以包括第二感測層616上的第二遮罩層614。

如圖所示，每一微感測器的各別遮罩層606可以是覆蓋遮罩層702的一部分。更特定言之，可以在各別感測器探針上施加連續的遮罩塗層，以在暴露感測層608在初始配置期間監測周圍環境時保護被覆蓋的感測層604。覆蓋遮罩層702可以抵抗用於暴露感測層608監測晶圓製造處理期間的蝕刻劑。如下所述，當暴露感測層608到達使用壽命的終點時，可以使用覆蓋遮罩層702會受到蝕刻的影響的另一蝕刻劑，而其他蝕刻劑可以減少覆蓋遮罩層702的厚度，而使得遮罩材料被移除，以讓相鄰的微感測器暴露，例如讓第一微感測器212暴露。

覆蓋遮罩層702可以包括具有可變厚度的層輪廓，而依據覆蓋微感測器的覆蓋遮罩層702的部分的各別厚度，使得底下的微感測器210藉由蝕刻劑依序暴露。舉例而言，如圖所示，覆蓋遮罩層702可以具有楔形層輪廓，而使得第一感測層612上的第一遮罩層610具有第一厚度，以及第二感測層616上的第二遮罩層614具有不同於第一厚度的第二厚度。亦即，第一厚度可以小於第二厚度，而因此以均勻速率移除覆蓋遮罩層702將在第二感測層616之前讓第一感測層612暴露。覆蓋遮罩層702的層輪廓可以包括任何可變厚度的輪廓。舉例而言，層輪廓可以是階梯狀、拋物線等。

參照第8圖，係圖示為根據實施例的具有在可選擇性暴露的感測層604上的不同材料的遮罩層606的幾個微感測器的截面圖。幾組微感測器可以佈置在安裝表面602上。每組微感測器可以包括由各別遮罩層606覆蓋的各別感測層604。舉例而言，第一組微感測器212可以包括各別第一感測層612（隱藏）上的各別第一遮罩層610。類似地，第二組微感測器214可以包括各別第二感測層616（隱藏）上的各別第二遮罩層614。在晶圓製造處理期間的任何一個時間，一組微感測器可以包括各別暴露感測層608。因此，暴露感測層608可以監測晶圓製造處理（例如，可被蝕刻），同時其他組微感測器的感測層604保持在各別遮罩層606下被保護。

各組微感測器的各別遮罩層606可以由受到不同蝕刻劑蝕刻的影響的不同材料形成。因此，當已經使用到及/或已經達到使用壽命終點的另一組暴露感測層608時，可以選擇性移除各種組的遮罩層606，以暴露底下的感測層604。

在實施例中，每組微感測器電連接至各別電匯流排802。因此，可以對這些組的微感測器進行單獨採樣，以偵測微感測器的參數的改變，而因此量測及監測晶圓製造處理。

上述感測器方案可以組合成混合感測器配置。舉例而言，關於第6圖描述的多層感測器結構可以包括具有可變厚度的頂部遮罩，例如第7圖的覆蓋遮罩層702所示的輪廓。可以藉由蝕刻可變厚度的頂部遮罩以依序暴露第一組微感測器的感測層604，然後可以藉由移除在積層結構的垂直偏移感測層604之間的中間遮罩層618以暴露微感測器的後續感測層604。

參照第9圖，係圖示為根據實施例的晶圓處理系統的微感測器的透視圖。微感測器210可以包括具有電容的電容微感測器，而微感測器210的電容可以回應於由晶圓處理工具102執行的晶圓製造處理而改變。微感測器210可以採用連接至量測電路的二或更多個電極。舉例而言，微感測器210可以在感測層中具有一對導體，包括藉由介電間隙與第二導體904分離的第一導體902。第一導體902及/或第二導體904可以帶電荷。舉例而言，可以將一或更多個電極直接連結，以驅動及感測來自電子電路218的量測電路的訊號。在實施例中，電極中之一者係連接到接地電位。

第一導體902與第二導體904可以由導電材料形成，例如多晶矽、鋁、鎢等。導體可以形成於基板906上或安裝在基板906上。基板906可以是顆粒監測裝置200的晶圓基板202的一部分。可替代地，基板906可以安裝在晶圓處理工具102上。基板906可以是矽晶圓基板、有機材料、覆蓋玻璃基板、或另一固體介電基板（例如氧化鋁、石英、二氧化矽等）。

每一導體可以包括從導電墊908沿著各別平面延伸的幾個指狀導體。舉例而言，第一導體902可以包括幾個第一細長導體910，而第二細長導體912可以包括幾個第二細長導體912。在實施例中，第一細長導體910與第二細長導體912互相交錯。更特定言之，細長導體可以在相同平面內互鎖或相互嚙合，以在指狀結構之間形成電容。訊號可以透過導電墊908進出細長導體。因此，微感測器210可以包括具有平面配置的電容器。

微感測器210可設計成讓靈敏度最大化。舉例而言，微感測器210的電極可以形成為小尺寸，並藉由小空間分離。此種尺寸縮放可以藉由單獨製造感測器以實現高靈敏度與高有效面積密度，並在整體上對較小顆粒敏感，以及能夠更加離散地偵測顆粒。作為實例，每一細長導體可以藉由小於3微米的介電間隙距離來分離。在實施例中，介電間隙距離可以在50-100nm的範圍內。因此，微感測器210可以偵測電極之間的介電特性中的小的擾動。亦可以操縱監測及控制電子電路218的設計以調節靈敏度。因此，微感測器210的典型偵測範圍可以是低毫微微法拉到幾十微微法拉的範圍，而偵測的解析度可以在微微微法拉的數量級中。

參照第10圖，係圖示為根據實施例的晶圓處理系統的微感測器的透視圖。微感測器210可以包括在第一導體902或第二導體904中之一或更多者上的塗層1002。舉例而言，塗層1002可以施加在已經圖案化成平面交錯電容器的導體的區域上。塗層1002可以是有機或介電材料。更特定言之，塗層1002可以包括選擇用於與晶圓製造處理反應的材料。舉例而言，塗層1002可以包括蝕刻處理的靶材料。在實施例中，塗層1002包括介電材料，例如氧化矽或氮化矽。因此，當藉由晶圓處理工具102執行蝕刻處理時，可以移除一定量的塗層1002。

在實施例中，塗層1002形成微感測器210的遮罩層的一部分，而導體902、904形成微感測器210的感測層的一部分。感測器層亦可以是多層的，並包括如上所述的中介遮罩層。

參照第11圖，係圖示為根據實施例的晶圓處理系統的微感測器環繞第10圖的線段A-A所取得的截面圖。微感測器210包括在基板906上的一對導體1102。舉例而言，一對導體1102可以包括第一導體902的第一細長導體910與第二導體904的第二細長導體912。如上所述，一對導體1102可以至少部分地藉由塗層1002覆蓋。塗層1002可以是如第10圖所示的覆蓋塗層。更特定言之，塗層1002可以包括橫向於交錯導體之間的填料部分1104（亦即，填充介電間隙）以及層疊於導體的頂表面上的外塗層部分1106。塗層1002可以具有積層結構，例如，填料1104可以是由第一材料（例如硬介電（例如，氧化物或氮化物））形成的第一層，而外塗層1106可以是由第二材料（例如有機材料）形成的第二層。應理解，塗層1002的任一部分係為可選擇的。舉例而言，在實施例中，塗層1002包括橫向於導體之間的填料1104，而塗層1002並未包括外塗層1106，而使得導體的頂表面暴露。可替代地，塗層1002可以包括在導體上方的外塗層1106，而塗層1002可以不包括填料1104，而使得橫向於導體之間的介電間隙中存在空隙。可以使用塗層1002的其他實施例。舉例而言，塗層1002可以是共形的，而使得薄共形塗層（例如2奈米厚）係層疊於導體與基板906的頂表面及橫向表面上。細長導體的寬度或高度可以大於共形塗層1002的厚度（例如3微米），因此塗層1002可以覆蓋微感測器210的整個表面，而一對導體1102之間的介電間隙的至少一部分可能未填充。

將材料1108沉積至微感測器210的任何部分上可能導致微感測器210的電容改變。舉例而言，將材料1108沉積至第9圖所示的交錯指狀結構或第10圖所示的塗層1002中可以藉由變動一對導體1102之間的電場而改變電容。

在實施例中，沉積在微感測器210上的材料1108係為氣體。因此，微感測器210可以包括幾個表面區域增加結構。舉例而言，表面區域增加結構可以包括設計成截留或吸收氣體的纖維或細孔1110。舉例而言，塗層1002可以包括具有預定孔隙率的材料（例如多孔氮氧化物），以在處理腔室114內像海綿那樣吸收氣體。當藉由細孔1110吸收氣體時，氣體可以變動塗層1002的介電常數（例如藉由增加相較於充氣細孔1110的散裝材料的介電常數），而電容可能改變。

將材料從微感測器210移除可能導致微感測器210的電容改變。舉例而言，從交錯指狀結構或塗層1002移除材料1108可以藉由變動電場而改變電容。

可以感測由材料1108的沉積或移除所造成的電容改變，以確定沉積的量或速率。舉例而言，電容的改變可以與所增加或移除的材料1108的量直接相關。此外，當可以即時監測電容時，可以計算蝕刻速率（例如每分鐘的埃）。初步資料表明，可以量測微感測器210的電容改變，以偵測微感測器210上的顆粒的存在。此外，幾個微感測器210可以多工傳輸，以偵測相對大的顆粒。類似地，組合微感測器210可用於確定顆粒尺寸。

可以依據微感測器210係用於監測或控制的處理而進行導體902、904、基板906、及塗層1002的材料選擇。舉例而言，一或更多個結構可能並未受到正在監測的蝕刻處理的影響。舉例而言，塗層1002可以設計為藉由蝕刻處理移除，而基板906可以設計為不受到蝕刻處理的影響。類似地，塗層1002可以藉由處理移除，而細長導體可能無法藉由處理移除。

微感測器210的結構的幾何形狀亦可以設計成對應於正在監測或控制的處理。舉例而言，當處理包括材料沉積時，指狀結構可以盡可能彼此靠近地放置，以確保在材料1108沉積於導體上或導體之間時，發生可偵測的電容改變。導體的厚度亦可以變化。舉例而言，與平面結構相反，交錯指狀細長導體可以加厚，以讓結構更像平行板結構。

參照第12圖，係圖示為根據實施例的晶圓處理系統的電晶體感測器類型的微感測器的示意圖。在實施例中，晶圓處理裝備的一或更多個微感測器210包括電晶體感測器1200。電晶體感測器1200可以形成微感測器210的感測層的一部分。電晶體感測器1200可以包括一或更多個電晶體，例如MOSFET 1202。MOSFET 1202可以包括源極1204、汲極1206、及閘極1208。電晶體感測器1200亦可包括在晶圓製造處理期間接收或發射材料1108的收集器1210。收集器1210可以與MOSFET 1202實體分離，然而，子部件可以彼此電連接。舉例而言，收集器1210可以透過電跡線1212電連接到MOSFET 1202的閘極1208。因此，即使當收集器1210位於與MOSFET 1202間隔開的預定位置時，亦可將MOSFET 1202配置成偵測材料1108已著陸至收集器1210或從收集器1210蒸發。

收集器1210可調整尺寸及經配置以接收材料1108。舉例而言，材料1108顆粒的典型尺寸可以在45奈米至1微米的範圍內，因此，收集器1210可以包括具有至少1微米直徑的外緣的外部輪廓。當以向下方向觀察時，外緣的形狀可以是圓形、矩形、或任何其他形狀。此外，收集器1210可以是平坦的，亦即可以具有平面感測器表面，或者收集器1210可以具有錐形感測器表面。在實施例中，收集器1210並非為與MOSFET 1202分離的結構，而是併入至MOSFET 1202中。舉例而言，收集器1210可以是MOSFET 1202的閘極1208上的集電區域。

類似於以下所述的微諧振器感測器1300，電晶體感測器1200的收集器1210可以包括經配置以模擬晶圓402的表面的感測器表面。舉例而言，電晶體感測器1200可以位於靠近晶圓402（例如位於托持表面412上），而感測器表面可經定向以面向平行於晶圓表面所面向的方向的朝前方向。收集器1210可以包括多層結構，例如具有相同或不同材料的基層與頂層。

在實施例中，電晶體感測器1200的參數係對應於MOSFET 1202。更特定言之，電晶體感測器1200的參數可以是跨閘極1208量測的MOSFET 1202的閾值電壓。閾值電壓可以直接對應於收集器1210上的材料1108的存在或不存在。舉例而言，當第一數量的材料1108在收集器1210上時，閾值電壓可以具有第一值，而當第二數量的材料1108在收集器1210上時，閾值電壓可以具有第二值（不同於第一值）。因此，可以依據電晶體感測器1200的閾值電壓而確定從收集器1210的感測器表面收集或發射的材料1108。處理器508可經配置以偵測閾值電壓的改變，並因此在偵測到閾值電壓的改變時，晶圓處理工具102可以注意到顆粒偵測或材料1108沉積或移除的量的改變。可以隨時間收錄閾值電壓，以確定晶圓402上的材料1108的實際沉積速率或移除速率。

參照第13圖，係圖示為根據實施例的晶圓處理系統的微諧振器類型的微感測器的示意圖。在實施例中，晶圓處理工具102的一或更多個微感測器包括微諧振器感測器1300。微諧振器感測器1300可以形成微感測器210的感測層的一部分。微諧振器感測器1300可以是合適的諧振質量感測器，例如石英晶體微量天秤（QCM）、表面聲波（SAW）、或膜體聲波諧振器（FBAR），其量化沉積在其表面上的空氣中的顆粒的累積質量1302。為了簡明起見以及易於理解而簡化說明，在此並不描述微諧振器感測器1300的複雜性與多樣性。微諧振器感測器1300可以分佈在顆粒監測裝置200或晶圓處理工具102上的預定位置處。每一微諧振器感測器1300可以具有如本領域已知的特徵頻率，例如諧振頻率。舉例而言，不需要詳細說明，微諧振器感測器1300可以藉由簡單的質量彈簧系統表示。微諧振器感測器1300的特徵頻率可以與微諧振器系統的質量1302成反比。舉例而言，特徵頻率可以與微諧振器感測器1300的sqrt（k/M）成比例，其中「M」對應於質量1302，而「k」對應於微諧振器感測器1300的比例常數。因此，應認知，當微諧振器感測器1300接收或給出材料1108時（例如在晶圓製造處理中），特徵頻率平移。舉例而言，當材料1108（例如半導體材料）沉積在晶圓處理工具102的處理腔室114內的微諧振器感測器1300的感測器表面上或從其上移除時，微諧振器感測器1300的質量1302改變，並因此特徵頻率平移。

在實施例中，感測器表面包括材料1108。更特定言之，感測器表面可以由與在晶圓製造處理期間沉積在晶圓402上或從晶圓402移除的材料1108相同的半導體材料1108形成。舉例而言，當晶圓製造處理係為將矽沉積到矽晶圓402上的沉積處理時，感測器表面可以包括矽，以確保沉積的材料1108係以類似於與晶圓402的相互作用的方式與感測器表面相互作用。類似地，當晶圓製造處理係為從矽晶圓402移除矽的蝕刻處理時，感測器表面可以包括矽，以確保材料1108係以與矽從晶圓402移除的速率類似的速率從感測器表面蝕刻。因此，感測器表面可以模擬晶圓402的表面，以量測在晶圓製造處理期間同時發生於晶圓402的實際沉積速率或移除速率。

參照第14圖，係圖示為根據實施例的晶圓處理系統的光學感測器類型的微感測器的示意圖。在實施例中，晶圓處理工具102的一或更多個微感測器包括光學感測器1400。光學感測器1400可以形成微感測器210的感測層的一部分。光學感測器1400可以是本領域已知的微光電機械系統（MOEMS），並且可以使用已知的半導體處理操作直接形成於基板上。為了簡明起見以及易於理解而簡化說明，在此並不描述MOEMS的複雜性與多樣性。光學感測器1400可以包括分佈在基板的感測器表面（未圖示）上的幾個微反射鏡或透鏡。不需要進一步描述，光學感測器1400可以包括從光源1404發出的光學路徑1402。光學路徑1402可以在光源1404與光偵測器1406之間。在實施例中，光學感測器1400的參數係對應於是否在光偵測器1406處從光源1404接收光。舉例而言，可以回應於干擾光學路徑1402的材料1108而改變參數。亦即，當材料1108的顆粒通過或停留在光學路徑1402中並阻擋光源1404與光偵測器1406之間的光時，可能改變參數。在實施例中，當顆粒通過光學感測器1400時，來自光源1404的光反射而沿著不同的光學路徑1402朝向另一光偵測器1406。由另一光偵測器1406偵測到所反射的光可以導致光學感測器1400的參數的改變。舉例而言，參數可以是對應於光偵測的光學感測器1400的輸出電壓。處理器508可經配置以偵測輸出電壓的改變，並因此在偵測到輸出電壓的改變及/或當光學路徑1402中的干擾時，晶圓處理工具102可以注意到基板上的感測器表面的材料1108的沉積或移除的改變，而因此可以即時量測及監測沉積/移除的量及/或速率。

應理解，由於上述微感測器類型係基於獨立於外部壓力的電參數而操作，所以具有結合微諧振器感測器1300、電晶體感測器1200、或光學感測器1400中之一或更多者的一或更多個微感測器210的顆粒監測裝置200或晶圓處理工具102可以在任何壓力條件下（包括在真空條件下）工作。類似地，微感測器可以操作，而不論腔室容積406的氣體濃度，包括在無電漿的條件下。

顆粒監測裝置200或晶圓處理工具102可以包括上述感測器的任何組合。舉例而言，微感測器210可以在底下的基板上分成數千組。更特定言之，微感測器210可以連結成區塊，而可以藉由從區塊中選擇不同數量的電容器以選擇基底電容。此種選擇可以藉由處理器508控制。在實施例中，處理器508監測不同類型的感測器。舉例而言，可以同時監測或在晶圓製造處理的不同階段監測經配置以偵測材料沉積的微感測器210與經配置以偵測材料蝕刻的微感測器210，以收集附加資料並形成多用途感測器。類似地，可以使用類比到數位電容量測電路，以利用不同頻率監測微感測器210，以獲取附加資訊。舉例而言，量測電路可以利用低頻率、高頻率、或藉由掃描寬範圍的頻率以探測一或更多個微感測器210，以收集附加資訊。

具有安裝在例如處理腔室114上的微感測器的晶圓處理工具102可以用於監測或控制晶圓製造處理。監測可以包括隨著主動式微感測器達到使用壽命終點而刷新或顯露微感測器的感應層。儘管沒有限制，但是下文描述執行此種監測及控制的幾種方法。為了簡潔起見，以下描述的方法中的操作可以指稱具有電容參數的微感測器的監測，然而，該等方法可以適用於結合其他微感測器類型，例如上述的微感測器類型。

參照第15圖，係圖示為根據實施例表示刷新晶圓處理裝備的微感測器的方法的操作的流程圖的圖示。第16A圖至第16C圖圖示第15圖所述的方法的操作，而因此下文一起描述第15圖與第16A圖至第16C圖。

晶圓處理裝置可以包括如上參照第7圖所述的可選擇性暴露的微感測器。在操作1502處，可以在處理腔室114中啟動晶圓製造處理。參照第16A圖，可以將晶圓402裝載至具有幾個微感測器210的腔室容積中，並且可以啟動蝕刻處理。如第16A圖所示，可以在初始配置中暴露最左邊的微感測器210。亦即，當晶圓製造處理開始時，最左邊的微感測器210可以暴露至腔室容積406。

在操作1504處，晶圓製造處理可以包括蝕刻，以從晶圓402移除材料。最左邊的微感測器210可以是具有包括類似於晶圓的材料的感測層的暴露微感測器。因此，暴露微感測器的暴露感測層上的暴露感測器表面可以藉由晶圓製造處理的蝕刻劑進行蝕刻。因此，暴露微感測器可以在晶圓製造處理期間感測及監測材料的移除。

可能與暴露微感測器相鄰的第一微感測器212可以包括暴露於腔室容積406的第一遮罩層610。第一遮罩層610可以不受到在晶圓製造處理期間使用的蝕刻劑的影響。因此，第一遮罩層610下方的第一感測層612可以在晶圓製造處理的一階段期間受到保護，而免於蝕刻處理的影響。

暴露微感測器可以被蝕刻，直到感測器達到使用壽命終點。可以監測暴露微感測器，以確定暴露感測表面的表面形態何時改變，使得感測器的靈敏度超出允許範圍，而表明使用壽命終點。針對使用壽命終點測試暴露微感測器之步驟可以包括電診斷程序。舉例而言，可以透過對應電跡線216將電輸入遞送至暴露微感測器，並且可以量測來自暴露微感測器的輸出。暴露微感測器的輸出可以回應於輸入訊號，並且可以對應於微感測器的參數。舉例而言，輸出可以對應於暴露微感測器的靈敏度。在此種情況下，靈敏度可以依據表面形態而變化，而因此當輸出為預定值時，可以確定暴露微感測器係處於使用壽命終點處。在實施例中，當微感測器的參數以預定方式呈現時，暴露微感測器可能處於使用壽命終點處。舉例而言，當暴露微感測器為電容微感測器時，當微感測器的電容不再相對於晶圓製造處理線性改變時，暴露微感測器可能處於使用壽命終點處。

當暴露微感測器需要退役以進行更換時，可以選擇性暴露另一微感測器。在操作1506處，可以剝離與暴露微感測器相鄰的第一微感測器212的第一遮罩層610，以暴露第一微感測器212的第一感測層612上的第一感測器表面。可以使用各種技術以執行第一遮罩層610的剝離。舉例而言，可以藉由侵蝕第一遮罩層610的化學品剝離遮罩層。化學品的配方可以取決於遮罩材料。舉例而言，包含第一遮罩層610的覆蓋遮罩層702可以包括氧化物或氮化物，而可以適當配製剝離化學品，以移除氧化物及氮化物材料。

在實施例中，覆蓋遮罩層702係由與晶圓製造處理所設計移除的不同材料形成。舉例而言，晶圓製造處理可以設計成移除氧化物材料，因此，覆蓋遮罩層702可以由保護性氮化物層形成。因此，晶圓製造處理的靶材料可能不會受到用於剝離第一遮罩層610的蝕刻劑影響。

可以使用替代技術以剝離覆蓋感測器表面的遮罩層。舉例而言，遮罩層可以使用造成遮罩層分解及/或溶解的熱技術(亦即升高的溫度)剝離。在實施例中，遮罩層可以使用其他試劑分解及/或溶解。舉例而言，可以將水施加至遮罩層，以溶解及剝離遮罩層，而使得底下的感測層變成暴露出來。

如第16B圖所示，覆蓋遮罩層702可以後退，以將第一微感測器212暴露於退役的最左邊的微感測器210的右側。在實施例中，藉由中斷感測器的任何電取樣(亦即藉由電斷開感測器)，可以讓最左邊的微感測器210從使用中移除。覆蓋遮罩層702的移除速率可以由於不同原因(例如，蝕刻處理的變化)而變化，而因此偵測覆蓋遮罩層702何時已經後退夠遠以暴露第一微感測器212但又不足以暴露第二微感測器214的第二感測層616之步驟可以提供有用的資訊。為此目的，在剝離遮罩層期間可以同時監測第一微感測器212與第二微感測器214。舉例而言，可以感測微感測器的參數(例如電容)。電容可以依據微感測器的感測層上的遮罩層的厚度及/或存在而變化，而因此可以確定何時遮罩層從第一感測層612移除且仍然存在於第二感測層616上。此診斷可用於觸發晶圓製造處理中的下一操作（例如晶圓蝕刻處理的繼續）。

在操作1508處，可以在晶圓製造處理期間蝕刻暴露第一感測層612上的暴露感測器表面。亦即，晶圓製造處理可以包括晶圓的蝕刻，而第一微感測器212可以主動地感測該處理。此舉可以繼續，直到第一微感測器212達到使用壽命終點，並可以如上所述而確定。

在操作1510處，可以剝離第二微感測器214的第二遮罩層614，以暴露第二感測層616上的第二感測器表面。可以使用上述任何剝離技術以執行第二感測器表面的選擇性暴露。因此，在晶圓製造處理的先前區段期間被保護的第二微感測器214可以在晶圓製造處理的後續區段期間暴露，而成為主動式感測器。可能在使用壽命終點處的第一微感測器212可以在後續區段期間退役。

在操作1512處，可以在晶圓製造處理期間蝕刻暴露第二感測層616上的暴露感測器表面。亦即，晶圓製造處理可以包括晶圓的蝕刻，而第二微感測器214可以主動地感測該處理。此舉可以繼續，直到第二微感測器214達到使用壽命終點，並可以如上所述而確定。可以重複上述程序，以暴露額外的微感測器，以在延長的時間段（例如數百個處理循環）中連續感測晶圓製造處理。

參照第17圖，係圖示為根據實施例表示刷新晶圓處理裝備的微感測器的方法的操作的流程圖的圖示。第18A圖至第18F圖圖示第17圖所述的方法的操作，而因此下文一起描述第17圖與第18A圖至第18F圖。

晶圓處理裝置可以包括如上參照第6圖所述的幾個可選擇性暴露的微感測器。在操作1702處，可以在處理腔室中啟動晶圓製造處理。參照第18A圖，第一微感測器212可以在初始配置中包括暴露感測層。在初始配置中，第二微感測器214可以包括保護底下的第二感測層616的第二遮罩層614。更特定言之，當正在處理腔室中處理晶圓時，可藉由第二遮罩層614保護第二感測層616。

在操作1704處，晶圓製造處理可以包括蝕刻，以從晶圓移除材料。第一微感測器212的暴露感測層可以包括類似於晶圓的材料。因此，暴露感測層上的暴露感測器表面可以藉由晶圓製造處理的蝕刻劑進行蝕刻。因此，第一微感測器212的暴露感測層可以感測及監測材料的移除。然而，用於從第一感測器表面移除材料的蝕刻劑可能無法從第二遮罩層614移除材料。亦即，可能與第一微感測器212相鄰的第二微感測器214可以包括暴露於腔室容積的第二遮罩層614。第二遮罩層614可以由與暴露感測層不相似的材料形成，而因此第二遮罩層614下方的第二感測層616可以在晶圓製造處理的一階段期間被保護，而免於蝕刻處理的影響。

第一微感測器212的暴露感測層可以被蝕刻，直到感測器達到使用壽命終點。當第一微感測器212需要刷新時，可以選擇性暴露第二微感測器214的第二感測層616。

參照第18C圖，在操作1706處，在暴露第二感測層616之前或之後，可以剝離第一感測層612的任何殘餘感測器材料。舉例而言，可以使用上述任何剝離技術以移除殘餘第一感測層612。

在操作1708處，可以藉由剝離第二遮罩層614而暴露第二感測層616。可以使用上述任何剝離技術以移除第二遮罩層614。第二遮罩層614可能並不受到用於處理晶圓的蝕刻劑的影響，而第二遮罩層614可能受到不會侵蝕晶圓的另一蝕刻劑的蝕刻的影響。因此，可以剝離第二遮罩層614而不會影響在移除暴露感測層608之後暴露於腔室容積的晶圓或第一遮罩層610。更特定言之，第二遮罩層614可以由與第一遮罩層610不同的材料形成，而因此蝕刻劑的施加可以移除一個遮罩層而不會移除另一個。

參照第18D圖，在操作1710處，在移除第二遮罩層614以暴露第二感測層616之後，可以剝離第一微感測器212的第一遮罩層610，以暴露中間遮罩層618。中間遮罩層618可以形成於第一微感測器212的底下的感測層604上。更特定言之，中間遮罩層618可以由不會受到用於處理晶圓的蝕刻劑的蝕刻影響的材料形成。舉例而言，中間遮罩層618可以具有與在晶圓製造處理的較早階段期間保護第二感測層616的第二遮罩層614相同的材料。因此，當第二感測層616正在監測該處理時，中間遮罩層618將不會被蝕刻劑侵蝕。

參照第18E圖，在操作1712處，第二微感測器214的暴露感測層可以用於感測及監測晶圓製造處理。舉例而言，第二感測層616可以監測材料從晶圓的移除。同時，中間遮罩層618可以保護第一微感測器212的底下的感測層。第二微感測器214的暴露感測層可以被蝕刻，直到感測器達到使用壽命終點。

參照第18F圖，當需要更換第二微感測器214時，可以藉由暴露另一感測層604以刷新第一微感測器212。更特定言之，第二感測層616與中間遮罩層618可以從其各別微感測器剝離，以暴露第一微感測器212的底下的感測層604，以及暴露第二微感測器214的遮罩層606。因此，可以依次蝕刻第一微感測器212與第二微感測器214的積層結構，以間歇暴露感測層，而刷新微感測器與晶圓製造裝備的感測能力。

參照第19圖，係圖示為根據實施例的晶圓處理系統的示例性電腦系統的方塊圖。所示電腦系統104的一或更多個部件可以用於晶圓處理工具102的電子電路218中。因此，上文關於第5圖論述的電子電路218可以是電腦系統104的子集。可替代地，電子電路218可以是顆粒監測裝置200或晶圓處理工具102的局部，而電腦系統104可以是作為電子電路218及/或晶圓處理工具102的電腦的介面的製造設備主控電腦。在實施例中，電腦系統104係耦接及控制機器人、裝載閘112、處理腔室114、及晶圓處理工具102的其他部件。如上所述，電腦系統104亦可接收及分析由微感測器210提供的顆粒偵測或材料沉積/移除資訊。

電腦系統104可以連接（例如，聯網）至本端區域網路（LAN）、內部網路、外部網路、或網際網路中的其他機器。電腦系統104可以在客戶端對伺服器網路環境中的伺服器或客戶端機器的功能中操作，或者作為點對點（或分佈式）網路環境中的點端機器操作。電腦系統104可以是個人電腦（PC）、平板電腦、機上盒（STB）、個人數位助理（PDA）、行動電話、網路設備、伺服器、網路路由器、交換機或橋接器、或能夠執行指定要由該機器採取的動作的一組指令（依序或其他）的任何機器。此外，儘管僅圖示用於電腦系統104的單一機器，但是術語「機器」亦應視為包括單獨或共同執行一組（或多組）指令的機器（例如，電腦）的集合，該一組（或多組）指令係用於實行本文所述的任何一或更多種方法。

電腦系統104可以包括具有指令儲存其上的非暫態機器可讀取媒體的電腦程式產品或軟體1902，而可用於對電腦系統104（或其他電子裝置）程式化，以執行根據實施例的處理。機器可讀取媒體包括用於以機器（例如，電腦）可讀取的形式儲存或發送資訊的任何機制。舉例而言，機器可讀取（例如，電腦可讀取）媒體包括機器（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、或其他形式的傳播訊號（例如，紅外訊號、數位訊號等））等。

在實施例中，電腦系統104包括系統處理器1904、主記憶體1906（例如，唯讀記憶體（ROM）、快閃記憶體、動態隨機存取記憶體（DRAM）（例如同步DRAM（SDRAM）或Rambus DRAM（RDRAM）等）、靜態記憶體1908（例如，快閃記憶體、靜態隨機存取記憶體（SRAM）等）、及次要記憶體（例如，資料儲存裝置1924），其經由匯流排1909彼此通訊。

系統處理器1904表示一或更多個通用處理裝置，例如微系統處理器、中央處理單元、或類似者。更特定言之，系統處理器1904可以是複雜指令集計算（CISC）微系統處理器、簡化指令集計算（RISC）微系統處理器、非常長的指令字元（VLIW）微系統處理器、實現其他指令集的系統處理器、或實現指令集的組合的系統處理器。系統處理器1904亦可以是一或更多個專用處理裝置，例如特定應用積體電路（ASIC）、可程式化邏輯陣列閘（FPGA）、數位訊號系統處理器（DSP）、網路系統處理器、或類似者。系統處理器1904經配置以執行用於執行本文所述的操作的處理邏輯1910。

電腦系統104可進一步包括用於透過網路1914與其他裝置或機器（例如，晶圓處理工具102）通訊的系統網路介面裝置1912。電腦系統104亦可包括視訊顯示單元1916（例如，液晶顯示器（LCD）、發光二極體顯示器（LED）、或陰極射線管（CRT））、文字數字輸入裝置1918（例如，鍵盤）、游標控制裝置1920（例如，滑鼠）、及訊號產生裝置1922（例如，喇叭）。

次要記憶體可以包括具有機器可存取儲存媒體1926（或更具體地，電腦可讀取儲存媒體）的資料儲存裝置1924，其上儲存體現任何一或更多個本文所述的方法或功能的一或更多組指令（例如，軟體1902）。軟體1902亦可以完全地或至少部分地在由電腦系統104執行期間駐留於主記憶體1906及/或系統處理器1904內，主記憶體1906與系統處理器1904亦構成機器可讀取儲存媒體。軟體1902可以進一步經由系統網路介面裝置1912在網路1914上發送或接收。

儘管在示例性實施例中將機器可存取儲存媒體1926圖示為單一媒體，但是術語「機器可讀取儲存媒體」應視為包括儲存一或更多組指令的單一媒體或多個媒體（例如，集中式或分佈式資料庫，以及/或相關聯的快取與伺服器）。術語「機器可讀取儲存媒體」亦應視為包括能夠儲存或編碼一組指令以供機器執行並使機器實行任何一或更多種方法的任何媒體。因此，術語「機器可讀取儲存媒體」應視為包括但不限於固態記憶體以及光與磁媒體。

在前面的說明書中，已描述具體的示例性實施例。應理解，在不悖離所附請求項之範圍的情況下，可以進行各種修改。因此，說明書與圖式係視為說明性而非限制性。

100‧‧‧晶圓處理系統102‧‧‧晶圓處理工具104‧‧‧電腦系統106‧‧‧通訊鏈路108‧‧‧緩衝腔室110‧‧‧工廠介面112‧‧‧裝載閘114‧‧‧處理腔室200‧‧‧顆粒監測裝置202‧‧‧晶圓基板204‧‧‧支撐表面206‧‧‧直徑208‧‧‧厚度210‧‧‧微感測器212‧‧‧第一微感測器214‧‧‧第二微感測器216‧‧‧電跡線218‧‧‧電子電路302‧‧‧感測器層304‧‧‧功率源306‧‧‧頂層308‧‧‧底層310‧‧‧阻隔密封件402‧‧‧晶圓404‧‧‧腔室壁406‧‧‧腔室容積408‧‧‧真空源410‧‧‧晶圓托持器412‧‧‧托持表面414‧‧‧壓力控制閥416‧‧‧光譜儀502‧‧‧輸入/輸出（I/O）連接504‧‧‧時鐘506‧‧‧網路介面裝置508‧‧‧處理器510‧‧‧匯流排512‧‧‧記憶體514‧‧‧加速度計516‧‧‧頻率源518‧‧‧偵測器520‧‧‧溫度感測器602‧‧‧安裝表面604‧‧‧感測層606‧‧‧遮罩層608‧‧‧暴露感測層610‧‧‧第一遮罩層612‧‧‧第一感測層614‧‧‧第二遮罩層616‧‧‧第二感測層618‧‧‧中間遮罩層702‧‧‧覆蓋遮罩層802‧‧‧匯流排902‧‧‧第一導體904‧‧‧第二導體906‧‧‧基板908‧‧‧導電墊910‧‧‧第一細長導體912‧‧‧第二細長導體1002‧‧‧塗層1102‧‧‧一對導體1104‧‧‧填料1106‧‧‧外塗層1108‧‧‧材料1110‧‧‧細孔1200‧‧‧電晶體感測器1202‧‧‧MOSFET1204‧‧‧源極1206‧‧‧汲極1208‧‧‧閘極1210‧‧‧收集器1212‧‧‧電跡線1300‧‧‧微諧振器感測器1302‧‧‧累積質量1400‧‧‧光學感測器1402‧‧‧光學路徑1404‧‧‧光源1406‧‧‧光偵測器1502‧‧‧操作1504‧‧‧操作1506‧‧‧操作1508‧‧‧操作1510‧‧‧操作1512‧‧‧操作1702‧‧‧操作1704‧‧‧操作1706‧‧‧操作1708‧‧‧操作1710‧‧‧操作1712‧‧‧操作1902‧‧‧軟體1904‧‧‧系統處理器1906‧‧‧主記憶體1908‧‧‧靜態記憶體1909‧‧‧匯流排1910‧‧‧處理邏輯1912‧‧‧系統網路介面裝置1914‧‧‧網路1916‧‧‧視訊顯示單元1918‧‧‧文字數字輸入裝置1920‧‧‧游標控制裝置1922‧‧‧訊號產生裝置1924‧‧‧資料儲存裝置1926‧‧‧機器可存取儲存媒體

第1圖係為根據實施例的晶圓處理系統的圖示。

第2圖係為根據實施例的顆粒監測裝置的圖示。

第3圖係為根據實施例的顆粒監測裝置的截面圖。

第4圖係為根據實施例的安裝在晶圓處理工具上的幾個微感測器的截面圖。

第5圖係為根據實施例的顆粒監測裝置或晶圓處理工具的電子電路的方塊圖的圖示。

第6圖係為根據實施例的具有包括可選擇性暴露的感測層的積層結構的幾個微感測器的截面圖。

第7圖係為根據實施例的具有在可選擇性暴露的感測層上的覆蓋遮罩層的幾個微感測器的截面圖。

第8圖係為根據實施例的具有在可選擇性暴露的感測層上的不同材料的遮罩層的幾個微感測器的截面圖。

第9圖係為根據實施例的晶圓處理系統的微感測器的透視圖。

第10圖係為根據實施例的晶圓處理系統的微感測器的透視圖。

第11圖係為根據實施例的晶圓處理系統的微感測器環繞第10圖的線段A-A所取得的截面圖。

第12圖係為根據實施例的晶圓處理系統的電晶體感測器類型的微感測器的示意圖。

第13圖係為根據實施例的晶圓處理系統的微諧振器類型的微感測器的示意圖。

第14圖係為根據實施例的晶圓處理系統的光學感測器類型的微感測器的示意圖。

第15圖係為根據實施例表示刷新晶圓處理裝備的微感測器的方法的操作的流程圖的圖示。

第16A-16C圖係為圖示根據實施例的刷新晶圓處理裝備的微感測器的方法的操作的截面圖。

第17圖係為根據實施例表示刷新晶圓處理裝備的微感測器的方法的操作的流程圖的圖示。

第18A-18F圖係為圖示根據實施例的刷新晶圓處理裝備的微感測器的方法的操作的截面圖。

第19圖圖示根據實施例的晶圓處理系統的示例性電腦系統的方塊圖。

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

114‧‧‧處理腔室

210‧‧‧微感測器

402‧‧‧晶圓

404‧‧‧腔室壁

406‧‧‧腔室容積

408‧‧‧真空源

410‧‧‧晶圓托持器

412‧‧‧托持表面

414‧‧‧壓力控制閥

416‧‧‧光譜儀

Claims (20)

1. 一種晶圓處理工具，包含：一處理腔室，具有一腔室容積；一第一微感測器，安裝在該腔室容積內，其中該第一微感測器包括在一第一感測層上的一第一遮罩層；以及一第二微感測器，安裝在該腔室容積內，其中該第二微感測器包括在一第二感測層上的一第二遮罩層；其中該第一微感測器與該第二微感測器具有各別參數，並在該等各別感測層上包括各別感測器表面，且其中當從該等各別感測器表面移除材料時，該等各別參數改變。
2. 如請求項1所述之晶圓處理工具，進一步包含安裝在該腔室容積內並開放至該腔室容積的一暴露感測層。
3. 如請求項2所述之晶圓處理工具，其中該第一遮罩層具有一第一厚度，而該第二遮罩層具有不同於該第一厚度的一第二厚度。
4. 如請求項3所述之晶圓處理工具，其中該第一遮罩層與該第二遮罩層係為具有包括一可變厚度的一層輪廓的一覆蓋遮罩層的部分。
5. 如請求項2所述之晶圓處理工具，其中該第 一遮罩層具有一第一遮罩材料，其中該第二遮罩層具有一第二遮罩材料，且其中該第一遮罩材料受到該腔室容積內的一蝕刻劑的蝕刻的影響，而該第二遮罩材料不會受到該蝕刻劑的蝕刻的影響。
6. 如請求項5所述之晶圓處理工具，其中該第一微感測器包括該暴露感測層，且其中該第一遮罩層係在該暴露感測層與該第一感測層之間。
7. 如請求項6所述之晶圓處理工具，進一步包含在該暴露感測層與該第一感測層之間的一中間遮罩層。
8. 如請求項1所述之晶圓處理工具，其中該等微感測器包括微感測器，其中該等各別參數係為該等微感測器的電容，且其中當一材料從該等各別感測器表面移除時，該等電容改變。
9. 一種顆粒監測裝置，包含：一晶圓基板，包括晶圓電子裝置與一支撐表面；一第一微感測器，安裝在該支撐表面上，其中該第一微感測器包括在一第一感測層上的一第一遮罩層；以及一第二微感測器，安裝在該支撐表面上，其中該第二微感測器包括在一第二感測層上的一第二遮罩層；其中該第一微感測器與該第二微感測器具有各別參 數，並在該等各別感測層上包括各別感測器表面，且其中當從該等各別感測器表面移除材料時，該等各別參數改變。
10. 如請求項9所述之顆粒監測裝置，進一步包含安裝在該支撐表面上並開放至一周圍環境的一暴露感測層。
11. 如請求項10所述之顆粒監測裝置，其中該第一遮罩層具有一第一厚度，而該第二遮罩層具有不同於該第一厚度的一第二厚度。
12. 如請求項11所述之顆粒監測裝置，其中該第一遮罩層與該第二遮罩層係為具有包括一可變厚度的一層輪廓的一覆蓋遮罩層的部分。
13. 如請求項10所述之顆粒監測裝置，其中該第一遮罩層具有一第一遮罩材料，其中該第二遮罩層具有一第二遮罩材料，且其中該第一遮罩材料受到該周圍環境內的一蝕刻劑的蝕刻的影響，而該第二遮罩材料不會受到該蝕刻劑的蝕刻的影響。
14. 如請求項13所述之顆粒監測裝置，其中該第一微感測器包括該暴露感測層，且其中該第一遮罩層係在該暴露感測層與該第一感測層之間。
15. 如請求項14所述之顆粒監測裝置，進一步包含在該暴露感測層與該第一感測層之間的一中間遮 罩層。
16. 如請求項9所述之顆粒監測裝置，其中該等微感測器包括微感測器，其中該等各別參數係為該等微感測器的電容，且其中當材料從該等各別感測器表面移除時，該等電容改變。
17. 一種用於晶圓處理的方法，包含以下步驟：在具有一腔室容積的一處理腔室中啟動一晶圓製造處理，其中一第一微感測器與一第二微感測器係設置於該處理腔室內，且其中該第一微感測器的一第一感測層與該第二微感測器的一第二遮罩層係暴露於該腔室容積；藉由一蝕刻劑蝕刻該第一微感測器的該第一感測層上的一第一感測器表面；以及剝離該第二微感測器的該第二遮罩層，以將該第二微感測器的一第二感測層上的一第二感測器表面暴露於該腔室容積。
18. 如請求項17所述之方法，其中該等微感測器包括具有各別電容的微感測器，且其中當材料從該等各別感測器表面移除時，該等各別電容改變。
19. 如請求項18所述之方法，進一步包含以下步驟： 量測該等各別電容；以及依據該等各別電容確定該第二感測層上的該第二感測器表面是否暴露於該腔室容積。
20. 如請求項18所述之方法，其中該蝕刻劑從該第一感測器表面移除材料，並且不會從該第二遮罩層移除材料。

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