特許 7406646 チャンバ状態モニタリングのための容量性センサハウジング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-19

(45)【発行日】2023-12-27

(54)【発明の名称】チャンバ状態モニタリングのための容量性センサハウジング

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20231220BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 103

H01L21/205

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022552753

(86)(22)【出願日】2021-01-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-14

(86)【国際出願番号】 US2021014197

(87)【国際公開番号】W WO2021178061

(87)【国際公開日】2021-09-10

【審査請求日】2022-11-01

(31)【優先権主張番号】16/812,071

(32)【優先日】2020-03-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】パン， ヤオリン

(72)【発明者】

【氏名】テ， パトリック ジョン

(72)【発明者】

【氏名】テデスキ， レナード

(72)【発明者】

【氏名】ウィルワース， ミカエル ディー．

(72)【発明者】

【氏名】マコーミック， ダニエル トーマス

【審査官】加藤 芳健

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０３６１３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－６４３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－２８３１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５２２９００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０３

Ｃ２３Ｃ １６／５０５

Ｃ２３Ｃ １４／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサモジュールであって、
基板、
前記基板上の第１の電極と第２の電極とを有するキャパシタ、及び
前記第１の電極及び前記第２の電極に電気的に連結された容量性－デジタル変換器（ＣＤＣ）
を備える、センサモジュールと、
前記センサモジュールに取り付けられたハウジングアセンブリであって、
中空であるシャフト、及び
前記シャフトの第１の端部上方のキャップであって、前記キャパシタを露出させるための開口部を有する、キャップ
を備える、ハウジングアセンブリと
を備える、センサアセンブリ。

【請求項2】

前記基板は、前記シャフトの前記第１の端部上方にある、請求項１に記載のセンサアセンブリ。

【請求項3】

前記キャップは、前記基板を前記シャフトの前記第１の端部に当てて固定する、請求項２に記載のセンサアセンブリ。

【請求項4】

前記シャフトの前記第１の端部は溝を備え、前記溝内にシールリングがあり、前記シールリングは、前記基板と前記シャフトとの間で圧縮される、請求項３に記載のセンサアセンブリ。

【請求項5】

前記シャフトの第２の端部を覆うプレートであって、前記プレートが前記シャフトと共に気密シールを形成し、前記基板及び前記プレートが前記シャフトの内部空間を画定する、プレート
を更に備える、請求項１に記載のセンサアセンブリ。

【請求項6】

前記ＣＤＣは、前記シャフトの前記内部空間内にある、請求項５に記載のセンサアセンブリ。

【請求項7】

前記ハウジングアセンブリは、
前記シャフトが挿入されるハウジング本体
を更に備える、請求項５に記載のセンサアセンブリ。

【請求項8】

前記ハウジング本体に取り付けられた真空電気フィードスルー
を更に備える、請求項７に記載のセンサアセンブリ。

【請求項9】

第１の端部と第２の端部を有し、中空であるシャフトと、
基板の第１の表面上のキャパシタであって、前記基板の第２の表面は、前記シャフトの前記第１の端部とインターフェース連結する、キャパシタと、
前記シャフトの前記第１の端部上方のキャップであって、前記キャップは前記基板を前記シャフトの前記第１の端部に当てて固定し、前記キャップを通る開口部が前記キャパシタを露出させる、キャップと
を備える、センサアセンブリ。

【請求項10】

前記シャフトの前記第２の端部で開口部を覆うプレート
を更に備える、請求項９に記載のセンサアセンブリ。

【請求項11】

前記キャップは、前記シャフトに溶接される、請求項９に記載のセンサアセンブリ。

【請求項12】

前記第２の端部に近接する前記シャフトの外面がねじ式である、請求項９に記載のセンサアセンブリ。

【請求項13】

前記シャフトの前記第１の端部の溝と、
前記溝内のシールリングであって、気密シールを提供するために前記基板と前記シャフトとの間で圧縮される、シールリングと
を更に備える、請求項９に記載のセンサアセンブリ。

【請求項14】

第１の孔を有する第１のフランジを備える、真空電気フィードスルーと、
前記真空電気フィードスルーに取り付けられたハウジング本体であって、前記ハウジング本体は、内部空間と第１の端部と第２の端部とを有し、且つ前記ハウジング本体の前記第１の端部上に第２のフランジを備え、前記第２のフランジは、前記真空電気フィードスルー上の前記第１の孔と位置合わせされる第２の孔を有する、ハウジング本体と、
第１の端部及び第２の端部を有するシャフトであって、前記シャフトの前記第１の端部は、前記ハウジング本体の前記第２の端部に取り付けられ、前記シャフトは中空である、シャフトと、
キャップによって前記シャフトの前記第２の端部に当てて固定された容量性センサであって、前記キャップは、前記容量性センサの第１の電極及び第２の電極を露出させるための開口部を備える、容量性センサと
を備える、センサアセンブリ。

【請求項15】

前記ハウジング本体は、前記ハウジング本体の前記第２の端部上に第３のフランジを更に備え、前記第３のフランジは１つ又は複数の第３の孔を有し、前記第３の孔は前記第２の孔からオフセットされる、請求項１４に記載のセンサアセンブリ。

【請求項16】

前記シャフトの内部は、プレートによって前記ハウジング本体の前記内部空間から分離されている、請求項１４に記載のセンサアセンブリ。

【請求項17】

前記シャフトは、前記ハウジング本体に螺合される、請求項１４に記載のセンサアセンブリ。

【請求項18】

前記キャップは、前記シャフトに溶接される、請求項１４に記載のセンサアセンブリ。

【請求項19】

前記キャップは、前記シャフト及び前記ハウジング本体を取り囲む、請求項１４に記載のセンサアセンブリ。

【請求項20】

前記シャフトの前記第２の端部は溝を備え、前記溝内にシールリングがあり、前記シールリングは、基板と前記シャフトとの間で圧縮される、請求項１４に記載のセンサアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年３月６日に出願された米国特許出願第１６／８１２，０７１号の優先権を主張し、その全内容が、参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

実施形態は、半導体製造の分野に関し、特に、チャンバ状態をモニタリングするための容量性センサに関する。

【背景技術】

【0003】

マイクロエレクトロニクスデバイス、ディスプレイデバイス、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）などの製造には、１つ又は複数の処理チャンバの使用が必要である。例えば、様々なデバイスを製造するために、限定されないが、プラズマエッチングチャンバ、プラズマ化学気相堆積チャンバ、物理的気相堆積チャンバ、プラズマ処理チャンバ、又はイオン注入チャンバなどの処理チャンバが使用されうる。このようなデバイスでスケーリングにより限界寸法が縮小されるにつれて、均一で安定した処理条件（例えば、単一基板にわたる均一性、異なるロットの基板間での均一性、及び施設内のチャンバ間での均一性）の必要性が、大量生産（ＨＶＭ）環境においてますます重要になっている。

【0004】

多くの様々な原因から、処理の不均一性又は不安定性が生じる。そのような原因の１つは、プロセス自体の状態である。即ち、基板がチャンバ内で処理される際に、チャンバ環境が変化しうる。例えば、エッチングプロセスにおいて、エッチング副生成物は、再堆積プロセスの結果として、チャンバの内部表面上に堆積されうる。チャンバの内部表面上に再堆積層が蓄積すると、プロセス方策のその後の反復でプラズマ化学物質が変化し、プロセスドリフトが発生する可能性がある。

【0005】

処理ドリフトに対抗するために、処理チャンバは、定期的に洗浄されうる。チャンバ状態をリセットするために、インシトゥ（その場）チャンバ洗浄（ＩＣＣ）が実施されうる。現在、ＩＣＣは主に方策ベースである。即ち、処理チャンバを洗浄するために、設定された方策が実行される。いくつかのＩＣＣは、プロセス方策の終点決定のために発光分析（ＯＥＳ）システムを使用することがある。しかしながら、処理チャンバの内部表面の状態（例えば、再堆積層の厚さ、シーズニング層の厚さ等）を直接測定する方法はない。

【0006】

処理チャンバの部分を手動で洗浄するために、又は処理チャンバ内の摩耗した消耗品を交換するために、処理チャンバが開放されることもある。しかしながら、処理チャンバを開放することは、処理チャンバが所望の真空圧力までポンプで戻され、シーズニングされる必要があり、生産基板が処理されうる前にチャンバを再検証する必要があるので、かなりのダウンタイムが生じる。処理チャンバを開放することは、所定の間隔で（例えば、特定の数の基板が処理された後に）、又はエクスカーション（ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ）が検出された後に、行われることがある。所定の間隔に依存することにより、結果的に、チャンバをあまりにも頻繁に開放することになりうる。したがって、スループットが低下する。偏位が検出される場合、チャンバ状態の修正は、生産基板への損傷が既に発生した後に行われる。したがって、歩留りが低下する。

【発明の概要】

【0007】

本明細書に開示される実施形態は、処理ツールの異なる場所で使用するための様々なセンサアセンブリを備える。実施形態では、センサアセンブリは、センサモジュールと、ハウジングアセンブリとを備える。実施形態では、センサモジュールは、基板と、基板上の第１の電極及び第２の電極を有するキャパシタと、第１の電極及び第２の電極に電気的に連結された容量性デジタル変換器（ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃａｐａｃｉｔｉｖｅ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ：ＣＤＣ）とを備える。実施形態では、ハウジングアセンブリは、センサモジュールに取り付けられており、中空のシャフトと、シャフトの第１の端部上方のキャップを備える。キャップは、キャパシタを露出させるための開口部を有している。

【0008】

実施形態では、追加のセンサアセンブリは、第１の端部と第２の端部とを有するシャフトを備え、シャフトは中空である。センサアセンブリは、基板の第１の表面上方のキャパシタであって、基板の第２の表面がシャフトの第１の端部とインターフェース連結する、キャパシタと、シャフトの第１の端部上方のキャップであって、基板をシャフトの第１の端部に当てて固定し、キャップを通る開口部がキャパシタを露出させる、キャップとを更に備える。

【0009】

追加的な実施形態は、第１の孔を有する第１のフランジを備える真空電気フィードスルーと、真空電気フィードスルーに取り付けられたハウジング本体であって、ハウジング本体は内部空間と第１の端部と第２の端部とを有し、且つハウジング本体の第１の端部上に第２のフランジを備え、第２のフランジは、真空電気フィードスルー上の第１の孔と位置合わせされる第２の孔を有する、ハウジング本体とを備えるセンサアセンブリを備えうる。実施形態では、センサアセンブリは、第１の端部及び第２の端部を有するシャフトであって、シャフトの第１の端部は、ハウジング本体の第２の端部に取り付けられ、シャフトは中空である、シャフトと、キャップによってシャフトの第２の端部に当てて固定された容量性センサであって、キャップは、容量性センサの第１の電極及び第２の電極を露出させるための開口部を備える、容量性センサとを更に備える。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態による、センサモジュールと、センサモジュールとコンピューティングデバイスとの間の通信ネットワークとの概略図である。

【図2】実施形態による、チャンバ状態をモニタするためにセンサハウジングアセンブリに統合されうるセンサモジュールの断面図である。

【図3】実施形態による、センサモジュールが位置しうる例示的な場所を示す、処理ツールの概略図である。

【図4A】実施形態による、低温環境におけるチャンバ状態をモニタするために使用するためのセンサアセンブリの断面図である。

【図4B】実施形態による、高温環境におけるチャンバ状態をモニタするために使用するためのセンサアセンブリの断面図である。

【図5A】実施形態による、チャンバ壁に取り付けられたセンサハウジングアセンブリを示す、処理ツールの一部の部分斜視図である。

【図5B】実施形態による、チャンバ壁に取り付けられたセンサハウジングアセンブリの断面図である。

【図5C】実施形態による、チャンバ壁に取り付けるためのセンサハウジングアセンブリの分解斜視図である。

【図6A】実施形態による、処理リングに近接してセンサモジュールを位置決めするセンサハウジングアセンブリを示す、処理ツールの一部の部分斜視図である。

【図6B】実施形態による、図６Ａのセンサハウジングアセンブリの断面図である。

【図6C】実施形態による、処理リングに近接してセンサモジュールを位置決めするためのセンサハウジングアセンブリの分解斜視図である。

【図7A】実施形態による、チャンバリッドと統合されたセンサハウジングアセンブリを示す、処理ツールの一部の部分斜視図である。

【図7B】実施形態による、チャンバリッドに統合されたセンサハウジングアセンブリの斜視図である。

【図7C】実施形態による、チャンバリッドに統合されたセンサハウジングアセンブリの分解斜視図である。

【図8A】実施形態による、処理ツールの一部の断面図であり、センサハウジングアセンブリが処理ツールの排出領域内のポートを通過することを示している。

【図8B】実施形態による、図８Ａのセンサハウジングアセンブリの斜視図である。

【図8C】実施形態による、処理ツールの排出領域に位置するセンサハウジングアセンブリの分解斜視図である。

【図9A】実施形態による、１つ又は複数のセンサアセンブリを備えうる処理ツールの断面図である。

【図9B】実施形態による、アクセスチューブ及び排出通路の対称的なレイアウトを示す、図９Ａの処理ツールの断面図である。

【図10】実施形態による、１つ又は複数のセンサアセンブリを備えうる処理ツールの断面図である。

【図11】実施形態による、センサアセンブリと併用されうる例示的なコンピュータシステムのブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本明細書に記載されるシステム及び方法は、チャンバ状態をモニタするための容量性センサを含む。以下の説明では、実施形態の網羅的な理解を提供するために、多数の具体的な詳細事項が明記される。当業者には、これらの具体的な詳細がなくとも実施形態が実施されうることが明らかとなろう。他の事例では、実施形態が不必要に不明瞭にならないように、周知の態様については詳細に説明していない。更に、添付の図に示す様々な実施形態が例示的な表現であり、必ずしも縮尺どおりには描かれないことを理解されたい。

【0012】

上述のように、チャンバ状態の変化は、プロセスの均一性及び安定性（例えば、単一の基板にわたる均一性、異なるロットの基板間の均一性、及び施設内のチャンバ間の均一性）に影響を与えうる。したがって、プロセスの均一性を改善するために、処理ツール内のチャンバ状態をモニタすることが望ましい。本明細書に開示される実施形態は、１つ又は複数のチャンバ状態をモニタするために、処理ツールに統合されうる容量性センサアセンブリを含む。

【0013】

モニタされうる１つのチャンバ状態は、チャンバの内部表面上への材料の堆積（例えば、エッチング副生成物の再堆積）である。そのような再堆積層は、プラズマ化学に変化をもたらす可能性があり、ひいては、プロセスの不均一性又は不安定性をもたらす可能性がある。加えて、いくつかのプロセスのために、シーズニング層がチャンバの内部表面上に配置されうる。シーズニング層に対する変化はまた、プロセスの不均一性をもたらしうる。したがって、シーズニング層に対する変化をモニタすることが望ましい。プロセスの不均一性又は不安定性を制限するためにモニタされうる追加のチャンバ状態は、チャンバ内の様々な部品の温度（例えば、チャンバ壁温度、シャワーヘッド温度など）である。加えて、チャンバ内の１つ又は複数の部品は、消耗部品と見なされうる。即ち、チャンバの動作中に、様々な部品が摩耗し、最終的には交換しなければならないことがある。例えば、処理リングは、そのような消耗部品の１つでありうる。したがって、高いプロセスの均一性を維持するために、いつ交換が必要であるかを決定するために、そのような消耗部品の侵食の程度をモニタすることもまた望ましい。

【0014】

本明細書に開示される実施形態による容量性センサアセンブリを使用することにより、そのようなチャンバ状態をモニタすることが可能になる。本明細書に開示される容量性センサアセンブリにより、種々のチャンバ状態の高精度な測定が可能になる。アセンブリの容量性センサモジュールの容量の変化は、材料（例えば、エッチング副生成物）が容量性センサの電極の上方に堆積されるときに検出される。代替的には、材料の除去（例えば、ＩＣＣプロセス中）は、容量の変化によって測定されうる。

【0015】

本明細書に開示される容量性センサアセンブリは、様々な構成要素に対するチャンバ状態の測定値を提供するために、処理ツールの１つ又は複数の異なる場所位置しうる。例えば、センサアセンブリは、チャンバ壁に沿って、排出領域内に位置し、リッドアセンブリと統合され、及び／又は基板の周囲の処理リングに近接して配置されうる。本明細書に開示される実施形態は、処理チャンバ内の環境条件に耐えることができるセンサアセンブリを含む。例えば、センサアセンブリは、実質的にエッチング耐性のあるバリア層によって保護されうる。更に、バリア層はまた、信号の完全性を改善するために、耐フッ素化性でありうる。即ち、耐フッ素化性でなければ、バリア層内に拡散するフッ素は、センサモジュールの容量の変化を引き起こすことになる。センサアセンブリはまた、上昇した処理温度（例えば、約４００℃以上）に適合しうる。加えて、センサアセンブリは、相互汚染及び／又は粒子発生を制限する材料で形成される。

【0016】

更に、容量性センサアセンブリにより、チャンバ状態のリアルタイムモニタリングが可能になる。これは、真空電気フィードスルーのようなチャンバ壁を通る電気フィードが、チャンバ内での処理中にセンサモジュールからの出力をモニタできるようにするからである。リアルタイムモニタリングは、既存のプロセスの不均一性を考慮するために、フィードフォワード調整を処理方策に行うことができるようにする。

【0017】

実施形態では、容量性センサアセンブリ（簡潔にセンサアセンブリとも呼ばれる）は、センサモジュール及びセンサハウジングアセンブリを含みうる。センサモジュールは、基板上方に配置されるキャパシタ（例えば、第１の電極及び第２の電極）を含みうる。また、センサモジュールは、キャパシタから出力される容量を、その後のデータ処理のためにデジタル信号に変換するための容量－デジタル変換器（ＣＤＣ）を含みうる。

【0018】

センサモジュールを処理ツールと統合するために、センサハウジングアセンブリ使用して、センサモジュールを収納してもよい。センサハウジングアセンブリは、センサモジュールを処理チャンバ内に固定する一方で、センサモジュールのキャパシタを処理環境に曝露できる特徴を含む。また、センサハウジングアセンブリは、データをリアルタイムで捕捉できるようにするために、処理ツールのチャンバ壁又はチャンバリッドを通してポートとインターフェース連結するための構成要素を含みうる。

【0019】

特定の実施形態では、センサハウジングアセンブリは、中空シャフトとキャップとを備える。センサモジュールは、キャップによってシャフトの端部に対して固定されうる。キャップを通る孔により、センサモジュールのキャパシタが露出される。中空シャフトは、チャンバ真空を乱すことなくチャンバを出るために、センサモジュールからの相互接続（例えば、ワイヤ、ピンなど）を処理環境から保護し、真空電気フィードスルーに供給できるようにする。

【0020】

センサモジュールのための異なる場所が、センサハウジングアセンブリの様々な構成要素の修正をもたらし、構成要素がチャンバ自体とどのようにインターフェース連結する（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）かを修正する結果となりうる。例えば、チャンバ壁センサの場合、シャフトは、チャンバ壁内のポートを通って延び、真空電気フィードスルーは、チャンバの外側にありうる。リッドセンサの場合、シャフトがリッドからチャンバ内に延び、真空電気フィードスルーがリッド内に埋め込まれうる。処理リングセンサの場合、シャフトは、底チャンバ表面から上方に延び、処理リングに隣接するプラズマスクリーンと交差しうる。そのような実施形態では、真空電気フィードスルーは、底チャンバ表面を通るポート内に配置されうる。排出領域センサの場合、シャフトは、チャンバ壁を通るポートを通して挿入されてもよく、真空電気フィードスルーは、チャンバ壁の外側にあってもよい。いくつかの実施形態では、任意の寸法を有するポートに沿って気密シールを提供するために、アダプタがセンサハウジングアセンブリの部分の周囲に嵌合されうる。

【0021】

いくつかの実施形態では、センサアセンブリの部分は、消耗部品とみなされうる。例えば、センサモジュールは、ある期間の後に、又は重要なセンサドリフトが検出された後に、置き換えられうる。センサハウジングアセンブリは、簡単な交換ができるように容易に分解されうる。特定の実施形態では、シャフトは、真空電気フィードスルーに取り付けられる主ハウジングにねじ留めするスレッドエンド（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｅｎｄ）を有しうる。このように、シャフトに取り付けられたシャフト及び他の構成要素（例えば、キャップ及びセンサモジュール）は、取り外され、新しいシャフトを主ハウジングにネジで留めることによって交換されうる。他の実施形態では、センサアセンブリ全体は、消耗部品とみなされ、センサアセンブリ全体は、一定期間の後に、又は重要なセンサドリフトが検出された後に、置き換えられうる。

【0022】

ここで図１を参照すると、実施形態による、センサモジュール１１０の概略図が示されている。実施形態では、センサモジュール１１０は、センサ１１２及びＣＤＣ１１４を備える。センサ１１２は、容量性センサである。すなわち、センサ１１２からの出力は容量である。次いで、容量出力は、更なる処理のために、ＣＤＣによってデジタル信号に変換されうる。ＣＤＣは、ＡＳＩＣダイ上に実装されうる。実施形態では、センサモジュール１１０は、コントローラ１１６によって制御される。また、コントローラ１１６は、電力（即ち、Ｖｄｄ）をセンサモジュール１１０に供給しうる。コントローラ１１６は、コンピューティングデバイス１１７に通信可能に連結されてもよく、又はコンピューティングデバイス１１７に統合されてもよい。コンピューティングデバイス１１７は、センサモジュール１１０によってモニタされている処理ツールの動作を制御しうる。そのように、センサ１１２から出力される容量は、チャンバ状態の不均一性を説明するために、プロセス方策、洗浄スケジュール等を変更するために使用されうる。

【0023】

ここで図２を参照すると、実施形態による、センサモジュール２１０の断面図が示されている。実施形態では、センサモジュール２１０は、センサ２１２及びＣＤＣ２１４を備える。実施形態では、センサ２１２は、基板２２０と、基板２２０上方の第１の電極２２１と、基板２２０上方の第２の電極２２２とを備えうる。基板２２０は、限定されないが、シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、プラスチック、又は他の絶縁材料といった材料を含みうる。センサの大量製造を可能にするために、基板２２０は、大量製造（ＨＶＭ）プロセスに適合する材料であってもよい。即ち、基板２２０は、パネル形態、ウエハ形態などで利用可能な材料でありうる。

【0024】

図２では、２つの別個の第１の電極２２１及び２つの別個の第２の電極２２２が見られる。しかしながら、第１の電極２２１は、図２の面外でまとめて接続されてもよく、第２の電極２２２は、図２の面外でまとめて接続されてもよいと理解すべきである。実施形態では、第１の電極２２１及び第２の電極２２２は、超小型電子処理動作に適合する導電性材料でありうる。例えば、第１の電極２２１及び第２の電極２２２のための材料は、アルミニウム、モリブデン、タングステン、チタン、ニッケル、クロム、及びこれらの合金を含みうるが、これらに限定されない。

【0025】

第１の電極２２１は、導電経路（例えば、トレース２２９及びビア２２３を含む）によって、基板２２０の反対側の表面上にある第１のパッド２１９に電気的に連結されうる。第２の電極２２２は、導電経路（例えば、ビア２２３を含む）によって、基板２２０の反対側の表面上にある第２のパッド２１８に電気的に連結されうる。実施形態では、基板２２０に埋め込まれた導電経路（例えば、トレース２２９及びビア２２３）は、限定されないが、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、これらの合金などの導電性材料を含みうる。実施形態では、第１のパッド２１９及び第２のパッド２１８は、限定されないが、チタン、ニッケル、パラジウム、銅などの材料を含みうる。いくつかの実施形態では、第１のパッド２１９及び第２のパッド２１８は、ＣＤＣ２１４との統合を改善するための多層スタックでありうる。例えば、第１のパッド２１９及び第２のパッド２１８は、チタン／ニッケル／パラジウム、チタン／銅／パラジウム、又は相互接続パッドに一般に使用される他の材料スタックなどのスタックを含みうる。

【0026】

実施形態では、層２３３は、第１の電極２２１、第２の電極２２２、及び基板２２０の表面上方に配置されうる。特定の実施形態では、層２３３は共形層でありうる。即ち、第１の電極２２１及び第２の電極２２２の上面にわたる層２３３の厚さは、第１の電極２２１及び第２の電極２２２の側壁面にわたる層の厚さと実質的に類似しうる。層２３３は、チャンバ内の処理中にセンサ２１２を保護するバリア層でありうる。エッチングに使用されるプラズマチャンバの特定の実施形態では、層２３３は、金属酸化物、金属フッ化物、及び金属酸化フッ化物のうちの１つ又は複数を含みうる。層２３３は、限定されないが、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、オキシフッ化イットリウム、オキシフッ化イットリウムジルコニウム、酸化イットリウムアルミニウム、又は酸化ハフニウムなどの材料を含みうる。エッチングプラズマチャンバ内の層２３３に適した材料の例が提供されるが、層２３３に使用される材料は、様々な処理環境に対して最適化されうると理解されたい。例えば、プラズマ処理チャンバ、プラズマ支援堆積チャンバなどは、限定されないが、センサへの損傷、相互汚染、様々な種の拡散などといった、様々な設計上の懸念を最小限に抑えるために、異なる材料を必要としうる異なる処理環境を有している。

【0027】

実施形態では、ＣＤＣ２１４は、接着剤２４４などによって基板２２０の裏側表面（すなわち、電極２２１、２２２とは反対側）に取り付けられる。ＣＤＣ２１４は、相互接続２４２によって、第１のパッド２１９及び第２のパッド２１８に電気的に連結される。例えば、相互接続２４２は、ワイヤボンド等でありうる。実施形態によると、相互接続２４２は、はんだ２４１によって第１のパッド２１９及び第２のパッド２４１に連結される。相互接続２４２をパッド２１８、２１９に取り付けるためにはんだ２４１を使用することは、センサモジュール２１０が低温環境（例えば、約２００℃未満）で利用される場合に実用的でありうる。いくつかの実施形態では、ＣＤＣ２１４は、はんだ２４１のみによって基板２２０に固定されてもよい。即ち、接着剤２４４は省略されてもよい。他の実施形態（以下でより詳細に説明する）では、はんだ２４１は、高温環境（例えば、約４００℃以上）でセンサモジュール２１０を使用できるようにするために省略される。ＣＤＣ２１４は、ＡＳＩＣダイとして実装されうる。いくつかの実施形態では、温度モニタリングのために、ＣＤＣ２１４内のＰＮ接合がセンサモジュール２１０によって使用されうる。他の実施形態では、温度センサ（図示せず）が基板２２０上に配置されうる。例えば、温度センサは、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、熱電対（ＴＣ）センサ、又はサーミスタ（ＴＲ）センサでありうる。

【0028】

第１の電極２２１及び第２の電極２２２に電圧を印加することにより、第１の電極２２１と第２の電極２２２との間のキャパシタにわたって電荷が発生する。キャパシタの容量は、第１の電極２２１及び第２の電極２２２の形状寸法、第１の電極２２１と第２の電極２２２との間の間隔、並びに第１の電極２２１及び第２の電極２２２上方の材料の有無といった異なる要因に依存する。

【0029】

材料が第１の電極２２１及び第２の電極２２２の上方に追加される（例えば、エッチングプロセス中のエッチング副生成物の再堆積）か、又は第１の電極２２１及び第２の電極２２２の上方から除去される（例えば、ＩＣＣプロセス中）際に、容量は変化する。容量の変化は、チャンバ状態に変化があったことを示すものである。第１の電極２２１及び第２の電極２２２の設計に応じて、センサ２１２の分解能は、ほぼ２０ａＦ以下であり、ほぼ５ｆＦ以下の精度を有しうる。したがって、チャンバ状態の小さな変化は、本明細書に記載されるものなどのセンサ２１２によって検出されうる。

【0030】

以下でより詳細に説明することになるように、センサモジュール２１０は、センサアセンブリを形成するために、センサハウジングアセンブリと統合されうる。本明細書に記載されるようなセンサアセンブリを処理装置と統合することにより、様々な処理方策の実行中に、基板間の移送中に、洗浄動作（例えば、ＩＣＣ動作）中に、チャンバ検証中に、又は任意の他の所望の時間中に、チャンバ状態をモニタすることが可能になる。更に、センサアセンブリのアーキテクチャにより、センサモジュールを多くの異なる場所に固定することが可能になる。そのような柔軟性は、チャンバドリフトの原因を決定するための強化された能力を提供するために、処理装置の多くの異なる構成要素が同時にモニタできるようにする。例えば、図３は、様々な場所における容量性センサアセンブリ３１１の統合を含む処理装置３００の概略図を提供する。

【0031】

図３に示すように、処理装置３００は、チャンバ３４２を備えうる。カソードライナ３４５は、下部電極３６１を囲みうる。基板３０５は、下部電極３６１に固定されうる。処理リング３９７は、基板３０５を囲み、プラズマスクリーン３９５は、処理リング３９７を囲みうる。実施形態では、リッドアセンブリ３１０は、チャンバ３４２を密閉しうる。チャンバ３４２は、処理領域３０２及び排出領域３０４を含みうる。排出領域３０４は、排気口３９６に近接しうる。

【0032】

いくつかの実施形態において、側壁センサアセンブリ３１１Ａは、チャンバ３４２の横壁に沿って位置しうる。いくつかの実施形態では、側壁センサアセンブリ３１１Ａは、チャンバ３４２の壁を通過し、処理領域３０２に露出される。いくつかの実施形態では、リッドセンサアセンブリ３１１Ｂは、リッドアセンブリ３１０と統合され、処理領域３０２に面する。いくつかの実施形態では、処理リングセンサアセンブリ３１１Ｃは、処理リング３９７に隣接して配置される。例えば、処理リングセンサモジュール３１１Ｃは、処理リング３９７を囲むプラズマスクリーン９９５と統合されうる。更に別の実施の形態では、排出領域センサアセンブリ３１１Ｄが排出領域３０４に位置しうる。例えば、排出領域センサアセンブリ３１１Ｄは、チャンバ３４２の底面を通過しうる。図示されたように、センサアセンブリ３１１の各々は、チャンバ３４２から出る電気リード３９９を含む。よって、センサアセンブリ３１１によるリアルタイムモニタリングが実施されうる。

【0033】

ここで図４Ａを参照すると、実施形態による、センサアセンブリ４１１の断面図が示される。実施形態によると、センサアセンブリ４１１は、センサモジュール４１０を備えうる。センサモジュール４１０は、センサ４１２及びＣＤＣ４１４を備える。センサ４１２は、基板４２０の上方に第１の電極４２１と第２の電極４２２とを備える。実施形態では、ＣＤＣ４１４は、電極４２１、４２２とは反対側の基板４２０の表面に取り付けられる。

【0034】

実施形態では、センサアセンブリ４１１は、センサモジュール４１０を固定するためのハウジングアセンブリを更に備える。例えば、ハウジングアセンブリは、真空電気フィードスルー４６５と、主ハウジング本体４６３と、シャフト４６２と、リッド４６１とを含みうる。図４Ａのセンサハウジングに図示される構成要素は、本質的に例示的なものである。個々の構成要素の構造は、処理ツールの異なる場所における配置に対応するために変更されうると理解されたい。異なるセンサハウジングのバリエーションについては、以下により詳細に説明される。

【0035】

実施形態では、センサモジュール４１０は、キャップ４６１によってシャフト４６２の端部に当てて固定される。いくつかの実施形態では、キャップ４６１は、シャフト４６２の端部に溶接される。キャップ４６１は、基板４２０の上面にわたって延び、基板４２０の上面に対して力を加えて、基板４２０をシャフト４６２の端部に固定する。いくつかの実施形態では、シャフト４６２の端部は、溝４７１を備えうる。シールリング（図示せず）は、溝４７１内に位置しうる。基板４２０は、気密シールを提供するために、シールリングをシャフト４６２に当てて圧縮する。

【0036】

実施形態では、キャップ４６１は、センサモジュール４１０（例えば、第１の電極４２１及び第２の電極４２２）のキャパシタを露出させるための開口部を備える。例えば、キャップ４６１の上面は、キャパシタの周囲を取り囲むリップを形成する。従って、センサモジュール４１０のキャパシタは、処理ツールの処理環境に曝されうる。

【0037】

実施形態では、シャフト４６２は中空シャフト４６２である。シャフト４６２は、いくつかの実施形態では「チューブ」と呼ばれうる。中空シャフト４６２は、センサモジュール４１０からの相互接続４４３を、閉鎖環境で真空電気フィードスルー４６５に供給可能にする。したがって、相互接続４４３は、処理ツールの処理環境に露出されない。実施形態では、相互接続４４３は、はんだ４４１によってセンサモジュール４１０に固定される。そのような接続は、低温処理環境（例えば、約２００℃以下など、はんだ溶融温度よりも低い温度）に適しうる。そのような実施形態では、低温は、ＣＤＣ４１４を基板４２０に取り付けることを可能とするが、これは、ＣＤＣ４１４の動作温度が、そのような環境では超えられない可能性が高いからである。

【0038】

実施形態では、シャフト４６２のセンサモジュール４１０とは反対側の端部は、プレート４６４によって密閉されうる。シールプレート４６４は、シャフト４６２の内部空間４６６に気密シールを提供しうる。実施形態では、シールプレート４６４を通る電気接続により、相互接続４４３がプレート４６４を通過し、真空電気フィードスルー４６５へと続くことができるようにする。

【0039】

実施形態では、主ハウジング本体４６３は、シャフト４６２を真空電気フィードスルー４６５に機械的に連結しうる。例えば、シャフト４６２は、主ハウジング本体４６３の内部空間４６７に嵌合しうる。いくつかの実施形態では、シャフト４６２は、主ハウジング本体４６３に取り外し可能に連結される。シャフト４６２を取り外すことができると、センサモジュール４１０を容易に交換できるようになる（例えば、一定の期間の後に、又は重大なセンサドリフトが検出された後に）。すなわち、いくつかの実施形態では、シャフト４６２、キャップ４６１、及びセンサモジュール４１０は、「消耗」部品と見なされうる。シャフトは、ねじ機構、又は他の適当な取り付けフィーチャによって主ハウジング本体に取り外し可能に連結されうる。例えば、シャフト４６２及び主ハウジング本体４６３の端部の外面は、シャフト４６２が主ハウジング本体４６３に螺合されうるように、ねじ式（ｔｈｒｅａｄｅｄ）でありうる。代替的な実施形態では、シャフト４６２及び主ハウジング本体４６３は、モノリシック部品であってもよく、又は他の方法で永久的にまとめて取り付けられてもよい。

【0040】

ここで図４Ｂを参照すると、更なる実施形態による、センサアセンブリ４１１の断面図が示される。図４Ｂのセンサアセンブリ４１１は、より高い温度環境のために最適化される。特に、ＣＤＣ４１４は、基板４２０から離れるように移動され、相互接続４４３のためのはんだ４４１は省略される。実施形態では、ＣＤＣ４１４は、主ハウジング本体４６３に移動されうる。すなわち、ＣＤＣ４１４は、主ハウジング本体４６３の内部空間４６７内に位置しうる。

【0041】

加えて、はんだの溶融温度によって制限されないように、相互接続４４３は、他のアーキテクチャによって基板４２０のパッドに固定されうる。例えば、相互接続４４３は、バネ機構（例えば、ポーカーピンアーキテクチャ）でパッドに当てて保持されてもよく、又は相互接続４４３は、基板４２０のパッドに溶接されてもよい。

【0042】

ここで図５Ａ～図５Ｃを参照すると、特定の実施形態による、処理ツール５００のチャンバ５４２の側壁へのセンサアセンブリ５１１の統合を描写する図が示されている。

【0043】

ここで図５Ａを参照すると、実施形態による、チャンバ５４２の壁に取り付けられたセンサアセンブリ５１１の斜視図が示される。図５Ａの図は、チャンバ５４２の外面（すなわち、処理ツール５００の外側）を示す。図５Ａには、センサアセンブリ５１１の主ハウジング本体５６３及び真空電気フィードスルー５６５が示されている。センサアセンブリ５１１の残りの部分は、チャンバ５４２によって不明瞭である。主ハウジング本体５６３及び真空電気フィードスルー５６５は、チャンバ５４２の外側に位置しうる。

【0044】

実施形態では、主ハウジング本体５６３は、ポート（図５Ａでは見えない）の周囲でチャンバ５４２に固定されるプレート５７２とインターフェース連結する。他の実施形態では、プレート５７２は省略され、主ハウジング本体５６３がチャンバ５４２に直接取り付けられてもよい。

【0045】

ここで図５Ｂを参照すると、実施形態による、チャンバ内を通過するセンサアセンブリ５１１のポート及び構成要素を描写する図５Ａの断面図が示されている。図示されたように、シャフト５６２は、チャンバ５４２の壁を通り、ポート５８４を通って延びる。キャップ５６１は、シャフト５６２の端部に嵌合し、チャンバ５４２の内部空間にセンサ（図示せず）を露出する。

【0046】

ここで図５Ｃを参照すると、実施形態による、壁センサに使用されうるセンサアセンブリ５１１の分解斜視図が示されている。真空電気フィードスルー５６５は、フランジ５７３を通る孔５７４を有するフランジ５７３を含みうる。主ハウジング本体５６３は、第１の孔５７６を有する第１のフランジ５７５を含みうる。真空電気フィードスルー５６５の孔５７４は、２つの構成要素をまとめて固定するために（例えば、ボルト、ねじ等で）、主ハウジング本体の第１の孔５７６と位置合わせされうる。フランジ５７３及び５７５は各々、２つの構成要素を互いに固定するために、任意の数の孔を有しうる。

【0047】

実施形態では、主ハウジング本体５６３は、反対側の端部に第２のフランジ５７７を更に備えうる。第２のフランジ５７７は、第２の孔５７８を有しうる。第２の孔５７８は、主ハウジング本体５６３をプレート５７２に固定するために、又はチャンバ５４２に直接固定するために使用されうる。実施形態では、第２の孔５７８は、組み立てを容易にするために、第１の孔５７６からオフセットされうる。

【0048】

実施形態では、シャフト５６２は、細長いチューブを含む。いくつかの実施形態では、シャフト５６２は、スレッドエンド（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｅｎｄ）５８０を含む。スレッドエンドは、容易に分解できるように、主ハウジング本体５６３の開口部５７９（ねじ式であってもよい）に螺合されうる。そのように、センサ５１２がいったん交換される必要があると、シャフト５６２はねじが外され、新しいシャフト（新しいキャップ５６１及びセンサ５１２を備える）が主ハウジング本体５６３にねじ留めされうる。

【0049】

実施形態では、センサ５１２は、シャフト５６２の端部とキャップ５６１との間に位置しうる。キャップ５６１は、シャフト５６２に溶接（又は任意の他の方法で付着）されうる。実施形態では、キャップ５６１は、センサ５１２を処理環境に露出させるために、開口部５８１を備える。実施形態では、主ハウジング本体５６３は、ハウジング本体５６３とチャンバ壁との間の熱抵抗が低い。加えて、実施形態はまた、チャンバ壁と共通の接地を共有する主ハウジング本体５６３を含みうる。

【0050】

ここで図６Ａ～図６Ｃを参照すると、特定の実施形態による、処理ツール６００内の処理リング６９７に近接するセンサアセンブリ６１１の統合を描写する図が示されている。

【0051】

ここで図６Ａを参照すると、実施形態による、処理ツール６００の内部の一部の部分斜視図が示されている。図示されたように、センサアセンブリ６１１は、キャップ６１１を基板（図示せず）を取り囲む処理リング６９７に隣接して位置決めするために、チャンバ６４２の内部表面から上に延びる。図示された特定の実施形態では、キャップ６１１は、プラズマスクリーン６９５内に統合される。例えば、プラズマスクリーン６９５は、キャップ６１１を受け入れる大きさの開口部６８２を含みうる。いくつかの実施形態では、プラズマスクリーン６９５は、省略されてもよく、又は任意の所望の構造を有してもよい。

【0052】

実施形態では、主ハウジング本体６６３は、チャンバ６４２の内面に取り付けられうる。主ハウジング本体６６３は、チャンバ６４２に直接取り付けられてもよく、又は真空電気フィードスルー６６５は、チャンバ６４２と主ハウジング本体６６２との間に位置してもよい。シャフト６６２は、主ハウジング本体６６３から垂直に上に延びうる。シャフト６６２の高さは、キャップ６６１の上面を、処理リング６９７の上面と実質的に同一平面上になるように位置決めするために適切でありうる。しかしながら、いくつかの実施形態では、キャップの上面と処理リング６９７の上面との間にオフセットが存在しうることを理解されたい。

【0053】

ここで図６Ｂを参照すると、実施形態による、センサアセンブリ６１１の構造を描写する処理ツール６００の断面図が示される。図示されたように、ポート６８３は、チャンバ６４２の壁（例えば、底面）を通って配置される。真空電気フィードスルー６６５は、チャンバ６４２の内面に取り付けられ、ポート６８３内に延びうる。すなわち、真空電気フィードスルー６６５の一部分は、チャンバ６４２の内部空間内及びポート６８３内にありうる。主ハウジング本体６６３は、真空電気フィードスルー６６５に取り付けられ、シャフト６６２は、主ハウジング本体６６３から離れて垂直に延びる。キャップ６６１は、プラズマスクリーン６９５と交差しうる。

【0054】

ここで図６Ｃを参照すると、実施形態による、センサアセンブリ６１１の分解斜視図が示されている。図示されたように、真空電気フィードスルー６６５は、孔６７４を有するフランジ６７３を含みうる。２つの構成要素をまとめて固定するために（例えば、ボルト、ねじ等によって）、整合フランジ６７５及び孔６７６が主ハウジング本体に設けられている。図示された実施形態では、フランジ６７５及び６７３は、４つの孔６７６、６７４を各々有する。しかしながら、任意の数の孔６７６、６７４がフランジ６７５、６７３上に含まれうると理解されたい。

【0055】

図示された実施形態では、シャフト６６２は、主ハウジング本体６６３から外へ延びる。いくつかの実施形態では、シャフト６６２及び主ハウジング本体６６３は、モノリシック部品として示されている（又は、そうでなければ、永久的にまとめて取り付けられている）。しかし、いくつかの実施形態では、シャフト６６２は、主ハウジング本体６６３に（例えば、ねじ機構等で）取り外し可能に固定されると理解されたい。

【0056】

実施形態では、センサ６１２は、シャフト６６２の主ハウジング本体６６３とは反対側の端部に配置される。センサ６１２は、キャップ６６１によってシャフト６６２に当てて固定される。実施形態では、キャップ６６１は、センサ６１２を処理環境に曝すことができる開口部６８１を含む。実施形態では、主ハウジング本体６６３は、ハウジング本体６６３とプラズマスクリーン６９５との間の熱抵抗が低い。加えて、実施形態はまた、プラズマスクリーン６９５と共通の接地を共有する主ハウジング本体６６３を含みうる。

【0057】

ここで図７Ａ～図７Ｃを参照すると、特定の実施形態による、処理ツール７００のリッドアセンブリ７０８内へのセンサアセンブリ７１１の統合を描写する図が示されている。

【0058】

ここで図７Ａを参照すると、実施形態による、処理ツール７００のリッドアセンブリ７０８の一部の断面図が示されている。実施形態では、リッドアセンブリ７０８は、中央ノズル７０７を備え、そこを通して電気フィード（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｅｅｄ）７０６が設けられる。実施形態では、電気フィード７０６は、真空電気フィードスルー７６５に接続される。真空電気フィードスルー７６５は、中央ノズル７０７の底部を密閉しうる。すなわち、中央ノズル７０７の底面より下の空間（ｖｏｌｕｍｅ）が真空圧力に保持され、中央ノズル７０７の底面より上の空間が大気圧に保持されうる。

【0059】

実施形態では、主ハウジング本体７６３は、リッドアセンブリ７０８の真空側の真空電気フィードスルー７６５とインターフェース連結しうる。シャフト７６２は、主ハウジング本体７６３に取り付けられ、処理ツール７００の処理領域内を下方に延びうる。実施形態では、センサ７１２は、シャフト７６２の底部に位置し、キャップ７６１によって所定の位置に固定される。図７Ａのキャップ７６１は、センサ７１２から中央ノズル７０７の底面まで延びうる。すなわち、キャップ７６１は、シャフト７６２と主ハウジング本体７３３の両方を取り囲みうる。

【0060】

ここで図７Ｂを参照すると、実施形態による、センサアセンブリ７１１の一部の斜視図が示される。キャップ７６１は、明確にするために図７Ｂから省略されている。図示されたように、真空電気フィードスルー７６５は、フランジ７７３を含みうる。フランジ７７３は、リッドアセンブリ７０８の中央ノズル７０７の底面に当てて固定されうる（例えば、ボルト又は他の手段を用いて）。実施形態では、主ハウジング本体７６３はまた、フランジ７７５を備えうる。フランジ７７５及びフランジ７７３は、フランジ７７５及び７７３の孔（図示せず）を通るボルトによってまとめて固定されうる。実施形態では、シャフト７６２は、主ハウジング本体７６３に（例えば、ねじ機構等で）取り外し可能に取り付けられうる。

【0061】

ここで図７Ｃを参照すると、実施形態による、センサアセンブリ７１１の分解斜視図が示されている。図７Ｂと同様に、キャップ７６２は、明確にするために省略されている。図示されたように、真空電気フィードスルー７６５は、主ハウジング本体７６３とインターフェース連結する。実施形態では、主ハウジング本体７６３は、突出部７８９を含みうる。突出部７８９の外面はねじ式であり、シャフト７６２の内面はねじ式でありうる。すなわち、いくつかの実施形態では、主ハウジング本体７６３は雄型部品であり、シャフト７６２は、雄型－雌型連結構成のための雌型部品でありうる。実施形態では、センサ７１２は、キャップ（図示せず）によってシャフト７６２に当てて固定される。実施形態では、主ハウジング本体７６３は、ハウジング本体７６３とリッドとの間の熱抵抗が低い。加えて、センサ７１２からの電気出力信号は、リッドの上のＲＦコイルから電気的に保護されうる。よって、シャフト７６２、主ハウジング本体７６３、及びキャップ（図示せず）は、ＲＦ接地されうる。実施形態では、ＲＦ接地は、シャフト７６２、主ハウジング本体７６３、及びキャップ（図示せず）にわたった共通接地によって実施されうる。

【0062】

ここで図８Ａ－図８Ｃを参照すると、特定の実施形態による、センサアセンブリ８１１の、処理ツール８００のチャンバ８４２の底面への統合を描く図が示されている。

【0063】

ここで図８Ａを参照すると、実施形態による、処理ツール８００のチャンバ８４２の底面の部分断面図が示されている。チャンバ８４２の底面は、ポート８８４を有しうる。ポート８８４により、処理ツール８００の内部領域へのアクセスが可能になりうる。例えば、ポート８８４は、処理ツール８００の排気システム（図示せず）に近接する排出領域へのアクセスを提供しうる。

【0064】

実施形態では、センサアセンブリ８１１は、ポート８８４に挿入されうる。センサアセンブリ８１１は、真空電気フィードスルー８６５、主ハウジング本体８６３、シャフト８６２、センサ８１２、及びキャップ８６１を含みうる。実施形態では、主ハウジング本体８６３及び真空電気フィードスルー８６５は、チャンバ８４２の外側に位置し、シャフト８６２は、ポート８８４内に延びうる。いくつかの実施形態では、シャフト８６２は、ポート８８４を完全に貫通しなくてもよい一方で、他の実施形態では、シャフト８６２は、ポート８８４を完全に貫通する。例えば、シャフト８６２は、センサ８１２がチャンバ８４２の内部表面と実質的に同一平面上にあるように、ポート８８４を貫通しうる。

【0065】

実施形態では、ポート８８４は、シャフト８６２の寸法（例えば、外径）よりも大きい寸法（例えば、直径）を有しうる。したがって、ポート８８４を完全に充填するために、アダプタ８８８が使用されうる。アダプタ８８８は、フランジ８９１によってチャンバ８４２に固定されうる。センサアセンブリ８１１は、アダプタ８８８に固定されうる（例えば、アダプタ８８８を主ハウジング本体８６３に接続する１つ又は複数のボルト又はねじ（図示せず）を用いて）。

【0066】

ここで図８Ｂを参照すると、実施形態による、センサアセンブリ８１１及びアダプタ８８８の斜視図が示されている。実施形態では、アダプタ８８８は、シャフト８６２の周りに着座する（図示されていない）。キャップ８６１（及び図示されていないセンサ８１２）は、アダプタ８８８の上面の上方に延びうる。

【0067】

ここで図８Ｃを参照すると、実施形態による、センサアセンブリ８１１の分解斜視図が示されている。実施形態では、真空電気フィードスルー８６５は、フランジ８７３を含みうる。フランジ８７３は、１つ又は複数の孔８７４を含みうる。実施形態では、主ハウジング本体８６３は、１つ又は複数の第１の孔８７６を有する第１のフランジ８７５を含みうる。第１のフランジ８７５の第１の孔８７６は、真空電気フィードスルー８６５及び主ハウジング本体８６３が互いに連結できるようにするために、真空電気フィードスルー８６５の１つ又は複数の孔８７４と位置合わせされうる。

【0068】

実施形態では、主ハウジング本体８６３は、主ハウジング本体８６３の、第１のフランジ８７５とは反対側の端部に、第２のフランジ８７７を更に備えうる。実施形態では、第２のフランジ８７７は、１つ又は複数の第２の孔８７８を含みうる。実施形態では、第２のフランジ８７７は、主ハウジング本体８６３をアダプタ８８８のフランジ８９１に連結するために使用されうる。アダプタフランジ８９１を通る孔は省略されるが、ボルト、ねじ等を受け入れるために、フランジ８９１の孔が第２の孔８７８と位置合わせされうると理解されたい。

【0069】

図示された実施形態では、シャフト８６２は、主ハウジング本体８６３に固着されているように示されている。シャフト８６２及び主ハウジング本体８６３は、モノリシック構造であってもよく、又はシャフト８６２は、主ハウジング本体８６３に取り外し可能に連結されてもよい（例えば、ねじ機構を用いて）。実施形態では、センサ８１２は、キャップ８６１によってシャフト８６２の端部に当てて固定されうる。キャップ８６１は、センサ８１２を処理環境（例えば、排出領域）に露出させる開口部８８１を備える。実施形態では、主ハウジング本体８６３は、ハウジング本体８６３とチャンバ本体８００との間の熱抵抗が低い。加えて、実施形態はまた、チャンバ本体８００と共通の接地を共有する主ハウジング本体８６３を含みうる。

【0070】

図５Ａ～図８Ｃでは、様々なセンサアセンブリ構成が提供される。このようなセンサアセンブリは、任意のチャンバアーキテクチャと統合されうると理解されたい。また、チャンバの堆積及び除去、並びに異なる場所での温度をモニタするために、複数のセンサをチャンバにわたって分散させることができる。例えば、センサは、中央に加えてリッドにわたってリッド上に実装することもできる。センサは、垂直に異なる位置で壁上に配置することもできる。センサは、リング侵食均一性モニタのために、リング上の１２０度離れた３つの場所に配置することもできる。同様に、センサは、チャンバの底部の真空ポートに近い複数の場所に配置することもできる。上述のような様々なセンサアセンブリが統合されうる、１つのそのようなチャンバアーキテクチャの例が、図９Ａ及び図９Ｂに関して説明される。実施形態では、単一のセンサアセンブリが処理装置９００に統合され、又は２つ以上のセンサアセンブリが処理装置９００に統合されうる。加えて、処理装置９００に統合された単一のタイプのセンサアセンブリのうちの２つ以上が存在しうる。例えば、２つ以上の壁センサアセンブリが処理装置９００に統合されうる。

【0071】

ここで図９Ａを参照すると、実施形態による、本明細書に記載されるような１つ又は複数のセンサアセンブリを備えるプラズマ処理装置９００の概略断面図が示されている。プラズマ処理装置９００は、プラズマエッチングチャンバ、プラズマ化学気相堆積チャンバ、物理的気相堆積チャンバ、プラズマ処理チャンバ、イオン注入チャンバ、又は他の適切な真空処理チャンバでありうる。図９Ａに示されるように、プラズマ処理装置９００は、概して、チャンバリッドアセンブリ９１０と、チャンバ本体アセンブリ９４０と、排気アセンブリ９９０とを含み、これらは、処理領域９０２及び排出領域９０４を集合的に包囲する。実際には、処理ガスは、処理領域９０２に導入され、ＲＦ電力を使用してプラズマに点火される。基板９０５は、基板支持アセンブリ９６０上に配置され、処理領域９０２内で生成されたプラズマに曝露されて、エッチング、化学気相堆積、物理的気相堆積、注入、プラズマアニーリング、プラズマ処理、軽減、又は他のプラズマプロセスといったプラズマプロセスを基板９０５上で実行する。真空は、排気アセンブリ９９０によって処理領域９０２内に維持され、この排気アセンブリ９９０は、排出領域９０４を通してプラズマプロセスから使用済みの処理ガス及び副生成物を除去する。

【0072】

リッドアセンブリ９１０は、概して、チャンバ本体アセンブリ９４０から分離され、且つチャンバ本体アセンブリ９４０によって支持される上部電極９１２（又はアノード）と、上部電極９１２を囲むチャンバリッド９１４とを含む。上部電極９１２は、導電性ガス入口チューブ９２６を介してＲＦ電源９０３に連結される。導電性ガス入口チューブ９２６は、チャンバ本体アセンブリ９４０の中心軸と同軸であり、その結果、ＲＦ電力及び処理ガスの両方が対称的に提供される。上部電極９１２は、伝熱プレート９１８に取り付けられたシャワーヘッドプレート９１６を含む。シャワーヘッドプレート９１６、伝熱プレート９１８、及びガス入口チューブ９２６はすべて、アルミニウム又はステンレス鋼などのＲＦ導電性材料から製造される。

【0073】

シャワーヘッドプレート９１６は、処理領域９０２内に処理ガスを分配するための中央マニホルド９２０及び１つ又は複数の外側マニホルド９２２を有する。１つ又は複数の外側マニホルド９２２は、中央マニホルド９２０を囲む。中央マニホルド９２０は、ガス入口チューブ９２６を通してガス源９０６から処理ガスを受け取り、外側マニホルド９２２は、中央マニホルド９２０内で受け取られたガスの同じ又は異なる混合物でありうる処理ガスを、１つ又は複数のガス入口チューブ９２７を通してガス源９０６から受け取る。シャワーヘッドプレート９１６のデュアルマニホルド構成（ｄｕａｌ ｍａｎｉｆｏｌｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）により、処理領域９０２へのガス供給の改善された制御が可能になる。マルチマニホルドシャワーヘッドプレート９１６により、従来の単一マニホルドバージョンとは対照的に、処理結果の中央からエッジへの制御を強化することができるようになる。

【0074】

伝熱流体は、流体入口チューブ９３０を通って、流体源９０９から伝熱プレート９１８に供給される。流体は、伝熱プレート９１８内に配置された１つ又は複数の流体チャネル９１９を通して循環され、流体出口チューブ９３１を介して流体源９０９に戻される。適した伝熱流体は、水、水ベースのエチレングリコール混合物、パーフルオロポリエーテル（例えば、Ｇａｌｄｅｎ（登録商標）流体）、油ベースの伝熱流体、又は類似の流体を含む。

【0075】

チャンバ本体アセンブリ９４０は、アルミニウム又はステンレス鋼などの処理環境に耐性のある導電性材料から製造されたチャンバ本体９４２を含む。基板支持アセンブリ９６０は、チャンバ本体９４２内で中央に配置され、中心軸（ＣＡ）について対称的に処理領域９０２内の基板９０５を支持するように位置付けられる。基板支持アセンブリ９６０はまた、基板９０５を囲む処理リング９９７を支持しうる。チャンバ本体９４２は、上部ライナアセンブリ９４４の外側フランジを支持するレッジを含む。上部ライナアセンブリ９４４は、アルミニウム、ステンレス鋼、及び／又はイットリアなどの、導電性の処理適合材料（例えばイットリアでコーティングされたアルミニウム）から構築されうる。実際には、上部ライナアセンブリ９４４は、処理領域９０２内のプラズマからチャンバ本体９４２の上部を遮蔽し、定期的な洗浄及びメンテナンスを可能にするために取り外すことができる。上部ライナアセンブリ９４４の内側フランジは、上部電極９１２を支持する。チャンバ本体アセンブリ９４０と上部電極９１２との間に電気絶縁を提供するために、上部ライナアセンブリ９４４と上部電極９１２との間に絶縁体９１３が配置される。

【0076】

上部ライナアセンブリ９４４は、内側フランジ及び外側フランジに取り付けられた外壁９４７と、底壁９４８と、内壁９４９とを含む。外壁９４７及び内壁９４９は、実質的に垂直な円筒壁である。外壁９４７は、チャンバ本体９４２を処理領域９０２内のプラズマから遮蔽するように配置され、内壁９４９は、処理領域９０２内のプラズマから基板支持アセンブリ９６０の側面を少なくとも部分的に遮蔽するように配置される。底壁９４８は、排出通路９８９が形成される特定の領域を除いて、内壁９４９と外壁９４７とを接合する。

【0077】

処理領域９０２は、基板支持アセンブリ９６０への基板９０５の進入／基板支持アセンブリ９６０からの基板９０５の取り外しを可能にする、チャンバ本体９４２内に配置されたスリットバルブトンネル９４１を通してアクセスされる。上部ライナアセンブリ９４４は、基板９０５が通過できるようにするために、スリットバルブトンネル９４１に適合するように配置されたスロット９５０を有する。ドアアセンブリ（図示せず）は、プラズマ処理装置の動作中に、スリットバルブトンネル９４１及びスロット９５０を閉じる。

【0078】

基板支持アセンブリ９６０は、概して、下部電極９６１（又はカソード）及び中空ペデスタル９６２を含み、基板支持アセンブリ９６０の中心軸（ＣＡ）の中心がこれらを通過している。そして基板支持アセンブリ９６０は、中央領域９５６に配置され、チャンバ本体９４２によって支持される中央支持部材９５７によって支持される。中心軸（ＣＡ）はまた、中央支持部材９５７の中心を通る。下部電極９６１は、整合ネットワーク（図示せず）及び中空ペデスタル９６２を通ってルート決めされたケーブル（図示せず）を介してＲＦ電源９０３に連結される。ＲＦ電力が上部電極９１２及び下部電極９６１に供給されると、そこで形成される電場が、処理領域９０２内に存在する処理ガスをプラズマに点火する。

【0079】

中央支持部材９５７は、締め具及びＯリング（図示せず）などによってチャンバ本体９４２に密閉され、下部電極９６１は、ベローズ９５８などによって中央支持部材９５７にシールされる。したがって、中央領域９５６は、処理領域９０２から密閉され、処理領域９０２が真空条件に維持されている間、大気圧に維持されうる。

【0080】

中央領域９５６内に作動アセンブリ９６３が位置決めされ、チャンバ本体９４２及び／又は中央支持部材９５７に取り付けられる。作動アセンブリ９６３は、チャンバ本体９４２、中央支持部材９５７、及び上部電極９１２に対する下部電極９６１の垂直移動を提供する。処理領域９０２内の下部電極９６１のそのような垂直移動が、下部電極９６１と上部電極９１２との間に可変間隙をもたらすことで、そこに形成される電場の制御を増加させ、次いで、処理領域９０２内に形成されるプラズマ内の密度のより優れた制御を提供できるようになる。更に、基板９０５は下部電極９６１によって支持されるので、基板９０５とシャワーヘッドプレート９１６との間の間隙も変化しうる。その結果、基板９０５にわたるプロセスガス分布のより優れた制御がもたらされる。

【0081】

１つの実施形態では、下部電極９６１は静電チャックであり、したがって、その中に配置される１つ又は複数の電極（図示せず）を含む。電圧源（図示せず）は、１つ又は複数の電極を基板９０５に対してバイアスし、引力を発生させて、処理中に基板９０５を適所に保持する。１つ又は複数の電極を電圧源に連結するケーブル配線は、中空ペデスタル９６２を通ってルート決めされ、複数のアクセスチューブ９８０のうちの１つを通ってチャンバ本体９４２から外へ送られる。

【0082】

図９Ｂは、チャンバ本体アセンブリ９４０のスポーク９９１内のアクセスチューブ９８０のレイアウトの概略図である。スポーク９９１及びアクセスチューブ９８０は、図示されたようにスポークパターンで処理装置９００の中心軸（ＣＡ）を中心として対称的に配置される。図示された実施形態では、３つの同一のアクセスチューブ９８０が、チャンバ本体９４２を通って中央領域９５６内に配置され、チャンバ本体９４２の外側から下部電極９６１への複数の配管及びケーブル配線の供給を容易にする。スポーク９９１の各々は、中央領域９５６の上の処理領域９０２を中央領域９５６の下の排出領域９０４に流体的に連結する排出通路９８９に隣接する。アクセスチューブ９８０の対称的な配置は、処理領域９０２におけるより均一なプラズマ形成を可能にし、且つ処理中の基板９０５の表面にわたるプラズマ密度制御の改善を可能にするために、チャンバ本体９４２、特に処理領域９０２における電気的及び熱的な対称性を更に提供する。

【0083】

同様に、排出通路９８９は、中心軸（ＣＡ）について対称に上部ライナアセンブリ９４４内に配置される。排出通路９８９は、処理領域９０２から排出領域９０４を通り、排気口９９６を通ってチャンバ本体９４２から、ガスを排出できるようにする。排気口９９６は、ガスが排出通路９８９を通って均等に引き抜かれるように、チャンバ本体アセンブリ９４０の中心軸（ＣＡ）を中心にセンタリングされる（ｃｅｎｔｅｒｅｄ）。

【0084】

再び図９Ａを参照すると、導電性のメッシュライナ９９５が、上部ライナアセンブリ９４４上に配置される。メッシュライナ９９５は、アルミニウム、ステンレス鋼、及び／又はイットリア（例えば、イットリアでコーティングされたアルミニウム）などの、導電性プロセス適合材料から構築されうる。メッシュライナ９９５は、そこを通って形成された複数の開孔（図示せず）を有しうる。開孔は、メッシュライナ９９５の中心軸について対称に配置され、排気ガスがそこを通って均一に引き出されることができるようにし、次いで、処理領域９０２内の均一なプラズマ形成を容易にし、処理領域９０２内のプラズマ密度及びガス流のより優れた制御を可能にする。１つの実施形態では、メッシュライナ９９５の中心軸は、チャンバ本体アセンブリ９４０の中心軸（ＣＡ）と位置合わせされる。

【0085】

メッシュライナ９９５は、上部ライナアセンブリ９４４に電気的に連結されうる。ＲＦプラズマが処理領域９０２内に存在する場合、接地へのリターン経路を求めるＲＦ電流は、メッシュライナ９９５の表面に沿って、上部ライナアセンブリ９４４の外壁９４７まで移動しうる。したがって、メッシュライナ９９５の環状対称構成は、対称なＲＦリターンを接地に提供し、上部ライナアセンブリ９４４の任意の幾何学的な非対称性をバイパスする（ｂｙｐａｓｓ）。

【0086】

実施形態では、１つ又は複数のセンサアセンブリは、処理装置９００全体の様々な場所に配位置しうる。例えば、センサアセンブリは、限定されないが、チャンバ９４２の側壁に沿って、排出領域９０４内で、処理リング９９７に隣接して（例えば、メッシュライナ９９５内に統合されて）、又はリッドアセンブリ９１０と統合されて、１つ又は複数の場所に配置されうる。したがって、処理装置９００を通じた複数の場所における様々なチャンバ状態の検出が決定されうる。１つ又は複数のセンサアセンブリによって提供されるチャンバ状態は、例えば、処理方策パラメータ、処理装置９００の洗浄スケジュール、部品交換決定などの１つ又は複数のパラメータを修正するために使用されうる。

【0087】

図９Ａ及び図９Ｂの処理装置９００は、本明細書に開示されるようなセンサアセンブリを含むことから利益を得ることができるツールの特定の例を提供するが、実施形態は、図９Ａ及び図９Ｂの特定の構成に限定されないと理解されたい。つまり、限定されないが、マイクロエレクトロニクス製造産業で使用されような、多くの異なるプラズマチャンバ構成もまた、本明細書に開示されるようなセンサアセンブリの統合から利益を得ることができる。

【0088】

例えば、図１０は、実施形態による、上述のような１つ又は複数の容量性センサアセンブリを含むことができる、処理装置１０００の断面図である。プラズマ処理装置１０００は、プラズマエッチングチャンバ、プラズマ化学気相堆積チャンバ、物理的気相堆積チャンバ、プラズマ処理チャンバ、イオン注入チャンバ、又は他の適切な真空処理チャンバでありうる。

【0089】

処理装置１０００は、接地チャンバ１０４２を含む。いくつかの例では、チャンバ１０４２はまた、チャンバ１０４２の内面を保護するためのライナ（図示せず）を備えうる。チャンバ１０４２は、処理領域１００２及び排出領域１００４を備えうる。チャンバ１０４２は、リッドアセンブリ１０１０で密閉されうる。プロセスガスは、１つ又は複数のガス源１００６から質量流量コントローラ１０４９を通ってリッドアセンブリ１０１０に供給され、チャンバ１００５に供給される。排出領域１００４に近接する排気口１０９６は、チャンバ１０４２内の所望の圧力を維持し、チャンバ１０４２内の処理から副生成物を除去しうる。

【0090】

リッドアセンブリ１０１０は、概して、シャワーヘッドプレート１０１６と伝熱プレート１０１８とを備える上部電極を含む。リッドアセンブリ１０１０は、絶縁層１０１３によってチャンバ１０４２から絶縁される。上部電極は、整合器（ｍａｔｃｈ（図示せず））を通してソースＲＦ発生器１００３に連結される。ソースＲＦ発生器１００３は、例えば、１００ＭＨｚと１８０ＭＨｚとの間の周波数を有してもよく、特定の実施形態では、１６２ＭＨｚ帯内にある。ガス源１００６からのガスは、シャワーヘッドプレート１０１６内のマニホルド１０２０内に進入し、シャワーヘッドプレート１０１６内への開口を通ってチャンバ１０４２の処理領域１００２内に出る。実施形態では、伝熱プレート１０１８は、伝熱流体が流れるチャネル１０１９を備える。シャワーヘッドプレート１０１６及び伝熱プレート１０１８は、アルミニウム又はステンレス鋼などのＲＦ導電性材料から製造される。特定の実施形態では、シャワーヘッドプレート１０１６の代わりに（又はこれに加えて）、チャンバ１０４２内へのプロセスガスの分配のために、ガスノズル又は他の適切なガス分配アセンブリが提供される。

【0091】

処理領域１００２は、基板１００５が固定される下部電極１０６１を備えうる。基板１００５を囲む処理リング１０９７の部分は、下部電極１０６１によって支持されうる。基板１００５は、チャンバ１０４２を通りスリットバルブトンネル１０４１を通してチャンバ１０４２内に挿入（又はそこから抽出）されうる。簡略化を目的として、スリットバルブトンネル１０４１のためのドアは省略される。下部電極１０６１は、静電チャックでありうる。下部電極１０６１は、支持部材１０５７によって支持されうる。実施形態では、下部電極１０６１は、複数の加熱ゾーンを含みうる。各ゾーンは、温度設定点に独立して制御可能である。例えば、下部電極１０６１は、基板１００５の中心に近接する第１の熱ゾーンと、基板１００５の周辺に近接する第２の熱ゾーンとを含みうる。バイアス電力ＲＦ発生器１０２５は、マッチ１０２７を通して下部電極１０６１に連結される。バイアス電力ＲＦ発生器１０２５は、必要に応じて、プラズマにエネルギー供給するためのバイアス電力を供給する。バイアス電力ＲＦ発生器１０２５は、例えば、約２ＭＨｚから６０ＭＨｚの間の低周波数を有しうるが、特定の実施形態では、１３．５６ＭＨｚ帯内にある。

【0092】

実施形態では、１つ又は複数のセンサアセンブリは、処理装置１０００全体の様々な場所に配位置しうる。例えば、センサアセンブリは、１つ又は複数の場所に位置しうる（例えば、限定されないが、チャンバ１０４２の側壁に沿って、排出領域１００４内で、処理リング１０９７に隣接し、リッドアセンブリ１０１０と統合された状態で）。したがって、処理装置１０００を通じた複数の場所における様々なチャンバ状態の検出が決定されうる。１つ又は複数のセンサアセンブリによって提供されるチャンバ状態は、例えば、処理方策パラメータ、処理装置１０００の洗浄スケジュール、部品交換決定などの１つ又は複数のパラメータを修正するために使用されうる。

【0093】

ここで図１１を参照すると、処理ツールの例示のコンピュータシステム１１６０を示すブロック図が実施形態に従って示されている。実施形態において、コンピュータシステム１１６０が処理ツールに連結され、処理ツールでの処理を制御する。コンピュータシステム１１６０は、本明細書に開示されるような、１つ又は複数のセンサアセンブリに通信可能に連結されうる。コンピュータシステム１１６０は、例えば、処理方策パラメータ、処理ツールの洗浄スケジュール、部品交換決定などの１つ又は複数のパラメータを修正するために、１つ又は複数のセンサアセンブリからの出力を利用しうる。

【0094】

コンピュータシステム１１６０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、又はインターネット内の他のマシンに接続（例えば、ネットワーク化）されうる。コンピュータシステム１１６０は、クライアント－サーバネットワーク環境においてはサーバ若しくはクライアントマシンの役割で、又は、ピアツーピア（又は分散）ネットワーク環境においてはピアマシンとして作動しうる。コンピュータシステム１１６０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、ウェブアプライアンス、サーバ、ネットワークルータ、スイッチ若しくはブリッジ、又は、そのマシンによって行われる動作を特定する（連続した又は別様な）命令のセットを実行可能な任意のマシンでありうる。更に、コンピュータシステム１１６０として単一のマシンのみを示しているが、「マシン」という用語は、本明細書に記載の方法のうちの任意の１つ又は複数を実施するために、命令のセット（又は複数のセット）を個々に、又は連携的に実行するマシン（例えば、コンピュータ）の任意の集合体を含むとも解釈すべきである。

【0095】

コンピュータシステム１１６０は、命令が格納された非一過性のマシン読取り可能な媒体を有するコンピュータプログラム製品、又はソフトウェア１１２２を含みうる。これらの命令は、実施形態による処理を実施するコンピュータシステム１１６０（又は、他の電子機器）をプログラムするために使用されうる。マシン可読媒体は、マシン（例えばコンピュータ）によって読み出し可能な形態により情報を格納又は伝送するための任意の機構を含む。例えば、マシン可読（例えばコンピュータ可読）媒体は、マシン（例えばコンピュータ）可読記憶媒体（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス等）、マシン（例えばコンピュータ）可読伝送媒体（電気的形態、光学的形態、音響的形態、又はその他の形態による伝播信号（例えば赤外線信号、デジタル信号等））等を含む。

【0096】

実施形態では、コンピュータシステム１１６０は、バス１１３０を介して互いに通信する、システムプロセッサ１１０２と、メインメモリ１１０４（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）（フラッシュメモリ、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）又はランバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）など）と、スタティックメモリ１１０６（例えばフラッシュメモリやスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）など）と、二次メモリ１１１８（データ記憶デバイスなど）とを含む。

【0097】

システムプロセッサ１１０２は、１つ又は複数の汎用処理デバイス（例えばマイクロシステムプロセッサや中央処理装置など）を表す。より詳細には、システムプロセッサは、複合命令セット演算（ＣＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、縮小命令セット演算（ＲＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロシステムプロセッサ、他の命令セットを実装するシステムプロセッサ、又は、命令セットの組み合わせを実装するシステムプロセッサでありうる。システムプロセッサ１１０２はまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号システムプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークシステムプロセッサといった、１つ又は複数の特殊用途処理装置であってもよい。システムプロセッサ１１０２は、本明細書に記載の工程を実行するための処理ロジック１１２６を実行するように構成される。

【0098】

コンピュータシステム１１６０は、他のデバイス又はマシンと通信するためのシステムネットワークインターフェースデバイス１１０８を更に含みうる。コンピュータシステム１１６０はまた、ビデオディスプレイユニット１１１０（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、又はブラウン管（ＣＲＴ）、英数字入力装置１１１２（例えば、キーボード）、カーソル制御装置１１１４（マウスなど）、及び信号生成装置１１１６（例えば、スピーカ）を含みうる。

【0099】

二次メモリ１１１８は、本明細書に記載の方法又は機能のうちの任意の１つ又は複数を実施する、１つ又は複数の命令セット（例えば、ソフトウエア１１２２）が記憶される、マシンアクセス可能記憶媒体１１３１（又はより具体的にはコンピュータ可読記憶媒体）を含みうる。このソフトウェア１１２２は、コンピュータシステム１１６０によって実行されている間、完全に又は少なくとも部分的に、メインメモリ１１０４及び／又はシステムプロセッサ１１０２の中にも常駐していてよく、メインメモリ１１０４及びシステムプロセッサ１１０２は、マシン可読記憶媒体も構築しうる。ソフトウェア１１２２は更に、システムネットワークインターフェースデバイス１１０８を介してネットワーク１１６１上で送信又は受信されうる。実施形態では、ネットワークインターフェースデバイス１１０８は、ＲＦ結合、光結合、音響結合、又は誘導性結合を使用して動作しうる。

【0100】

例示的な実施形態では、マシンアクセス可能記憶媒体１１３１を単一の媒体として示しているが、「マシン可読記憶媒体（ｍａｃｈｉｎｅ－ｒｅａｄａｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）」という語は、１つ又は複数の命令セットを記憶する単一の媒体又は複数の媒体（例えば、集中データベース若しくは分散データベース、並びに／又は、関連するキャッシュ及びサーバ）を含むと解釈すべきである。「マシン可読記憶媒体」という用語はまた、マシンによって実行される命令のセットを格納又は符号化することが可能であり、且つ、方法のうちの任意の１つ又は複数をマシンに実行させる任意の媒体を含むとも解釈すべきである。従って、「マシン可読記憶媒体」という用語は、ソリッドステートメモリ、光媒体、及び磁気媒体を含むがこれらに限定されないと解釈すべきである。

【0101】

前述の明細書では、特定の例示的な実施形態について説明してきた。以下の特許請求の範囲を逸脱することなく、例示の実施形態に様々な変更が加えられることが明らかとなろう。したがって、本明細書及び図面は、限定を意味するのではなく、例示を意味すると見なすべきである。

【0102】

実施例１ センサアセンブリであって、基板と、基板上の第１の電極と第２の電極とを有するキャパシタと、第１の電極及び第２の電極に電気的に連結された容量性－デジタル変換器（ＣＤＣ）とを備える、センサモジュールと、センサモジュールに取り付けられており、中空のシャフトと、シャフトの第１の端部上方のキャップとを備えるハウジングアセンブリとを備え、キャップがキャパシタを露出させるための開口部を有している、センサアセンブリ。

【0103】

実施例２ 基板はシャフトの第１の端部上方にある、実施例１に記載のセンサアセンブリ。

【0104】

実施例３ キャップは、基板をシャフトの第１の端部に当てて固定する、実施例２に記載のセンサアセンブリ。

【0105】

実施例４ シャフトの第１の端部は溝を含み、シールリングが溝内にあり、シールリングが基板とシャフトとの間で圧縮される、実施例３に記載のセンサアセンブリ。

【0106】

実施例５ シャフトの第２の端部を覆うプレートを更に備え、プレートはシャフトと気密シールを形成し、基板及びプレートは、シャフトの内部空間を画定する、実施例１～３のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0107】

実施例６ ＣＤＣがシャフトの内部空間内にある、実施例５に記載のセンサアセンブリ。

【0108】

実施例７ ハウジングアセンブリはハウジング本体を更に備え、シャフトがハウジング本体に挿入される、実施例５に記載のセンサアセンブリ。

【0109】

実施例８ ＣＤＣはハウジング本体内にある、実施例７に記載のセンサアセンブリ。

【0110】

実施例９ ＣＤＣが、シャフトの内部空間を通って延び、プレートを通過する相互接続によって基板に取り付けられる、実施例８に記載のセンサアセンブリ。

【0111】

実施例１０ 相互接続は基板上のパッドに溶接され、又は相互接続は、バネによって基板上のパッドに当てて固定される、実施例９に記載のセンサアセンブリ。

【0112】

実施例１１ シャフトがハウジング本体に螺合される、実施例７～１０のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0113】

実施例１２ ハウジング本体に取り付けられた真空電気フィードスルーを更に備える、実施例７～１１のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0114】

実施例１３ センサアセンブリであって、第１の端部と第２の端部を有し、中空であるシャフトと、
基板の第１の表面上のキャパシタであって、基板の第２の表面は、シャフトの第１の端部とインターフェース連結する、キャパシタと、シャフトの第１の端部上方のキャップであって、キャップは基板をシャフトの第１の端部に当てて固定し、キャップを通る開口部がキャパシタを露出させる、キャップとを備える、センサアセンブリ。

【0115】

実施例１４ シャフトの第２の端部で開口部を覆うプレートを更に備える、実施例１３に記載のセンサアセンブリ。

【0116】

実施例１５ キャップがシャフトに溶接される、実施例１３又は１４に記載のセンサアセンブリ。

【0117】

実施例１６ 第２の端部に近接するシャフトの外面がねじ式である、実施例１３～１５のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0118】

実施例１７ シャフトの第１の端部の溝と、溝内のシールリングであって、基板とシャフトとの間で圧縮されて気密シールを提供する、シールリングを更に備える、実施例１３～１６のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0119】

実施例１８ キャパシタに電気的に接続された容量－デジタル変換器（ＣＤＣ）を更に備える、実施例１３～１８のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0120】

実施例１９ ＣＤＣへの相互接続は、半田で基板上のパッドに取り付けられる、実施例１８に記載のセンサアセンブリ。

【0121】

実施例２０ ＣＤＣへの相互接続は、バネで基板上のパッドに取り付けられるか、又はＣＤＣへの相互接続が基板上のパッドに溶接される、実施例１８に記載のセンサアセンブリ。

【0122】

実施例２１ 処理ツールであって、処理領域及び排出領域を含む内部空間を画定するチャンバと、チャンバを密閉するためのリッドと、処理領域内にあり、基板及び処理リングを支持するための基板支持体と、処理ツールに取り付けられたセンサアセンブリとを備え、センサアセンブリは、センサモジュールと、センサモジュールに取り付けられたハウジングアセンブリとを備え、センサモジュールは、基板と、基板上の第１の電極と第２の電極とを有するキャパシタと、第１の電極及び第２の電極に電気的に連結された容量－デジタル変換器（ＣＤＣ）とを備え、ハウジングアセンブリは、中空のシャフトと、キャパシタを露出させる開口部を有する、シャフトの第１の端部上方のキャップと、シャフトの第２の端部を覆い、シャフトと共に気密シールを形成するプレートであって、基板及びプレートがシャフトの内部空間を画定する、プレートと、シャフトが取り付けられたハウジング本体と、ハウジング本体に取り付けられた真空電気フィードスルーとを備える、処理ツール。

【0123】

実施例２２ シャフトはチャンバの壁を通過し、キャパシタは処理領域に露出される、実施例２１に記載の処理ツール。

【0124】

実施例２３ センサアセンブリはリッドと統合され、キャパシタは処理領域に露出される、実施例２１の処理ツール。

【0125】

実施例２４ 真空電気フィードスルーはチャンバ壁内のポートに当てて固定され、シャフトは、処理リングに隣接してキャパシタを位置決めするために、真空電気フィードスルーから上方に延びる、実施例２１に記載の処理ツール。

【0126】

実施例２５ シャフトは、チャンバ壁のポートを少なくとも部分的に通過し、排出領域に露出される、実施例２１の処理ツール。

【0127】

実施例２６ センサアセンブリであって、第１の孔を有する第１のフランジを備える真空電気フィードスルーと、内部空間と第１の端部と第２の端部とを有し、且つハウジング本体の第１の端部上に第２のフランジを備える、真空電気フィードスルーに取り付けられたハウジング本体であって、第２のフランジが真空電気フィードスルー上の第１の孔と位置合わせされる第２の孔を有する、ハウジング本体と、第１の端部と第２の端部とを有する中空のシャフトであって、シャフトの第１の端部がハウジング本体の第２の端部に取り付けられる、シャフトと、キャップによってシャフトの第２の端部に当てて固定される容量性センサとを備え、キャップは、容量性センサの第１の電極と第２の電極とを露出させる開口部を備える、センサアセンブリ。

【0128】

実施例２７ ハウジング本体は、ハウジング本体の第２の端部上に第３のフランジを更に備え、第３のフランジは１つ又は複数の第３の孔を有し、第３の孔は第２の孔からオフセットされる、実施例２６に記載のセンサアセンブリ。

【0129】

実施例２８ 第３の孔は、プラズマ処理ツールのチャンバ壁の外面に取り付けられた取付板上の孔とインターフェース連結するように配置され、シャフトは、チャンバ壁を通過する、実施例２７に記載のセンサアセンブリ。

【0130】

実施例２９ シャフトを取り囲むアダプタを更に備え、アダプタは、プラズマ処理ツールのチャンバ壁内のポートとインターフェース連結するように構成され、シャフトはアダプタの厚さを通過し、第３の孔は、アダプタ上の孔とインターフェース連結するように位置決めされる、実施例２７又は２８に記載のセンサアセンブリ。

【0131】

実施例３０ シャフトの内部が、プレートによってハウジング本体の内部空間から分離されている、実施例２６～２９のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0132】

実施例３１ シャフトがハウジング本体に螺合される、実施例２６～３０のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0133】

実施例３２ キャップがシャフトに溶接される、実施例２６～３１のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0134】

実施例３３ 第１の孔は、プラズマ処理チャンバのチャンバの内部表面内に孔とインターフェース連結するように構成され、真空電気フィードスルーは、チャンバの壁を通るポートに挿入される、実施例２６～３２のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0135】

実施例３４ シャフトは、プラズマ処理チャンバの処理リングを取り囲むプラズマスクリーンに実質的に平行に、容量性センサの上面を位置決めするのに十分な長さを有する、実施例３３に記載のセンサアセンブリ。

【0136】

実施例３５ キャップはシャフト及びハウジング本体を取り囲む、実施例２６～３４のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0137】

実施例３６ キャップは、プラズマ処理ツールのリッドアセンブリの内部表面に当てて固定される、実施例３５に記載のセンサアセンブリ。

【0138】

実施例３７ 容量性センサに電気的に連結された容量－デジタル変換器（ＣＤＣ）を更に備える、実施例２６～３５のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【0139】

実施例３８ ＣＤＣがシャフト内にある、実施例３７に記載のセンサアセンブリ。

【0140】

実施例３９ ＣＤＣがハウジング本体内にある、実施例３７に記載のセンサアセンブリ。

【0141】

実施例４０ シャフトの第２の端部が溝を含み、シールリングが溝内にあり、シールリングが基板とシャフトとの間で圧縮される、実施例２６～３９のいずれかに記載のセンサアセンブリ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】