特許 7551764 プラズマチャンバ状態モニタリングのための容量性センサ及び容量性感知場所

(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】2024-09-06

(45)【発行日】2024-09-17

(54)【発明の名称】プラズマチャンバ状態モニタリングのための容量性センサ及び容量性感知場所

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240909BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240909BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 103

H05H1/46 M

H05H1/46 R

【請求項の数】 23

(21)【出願番号】P 2022552751

(86)(22)【出願日】2021-01-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-14

(86)【国際出願番号】 US2021013396

(87)【国際公開番号】W WO2021178049

(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】16/812,075

(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】クラウス， フィリップ アレン

(72)【発明者】

【氏名】ウィルワース， ミカエル ディー．

【審査官】鈴木 智之

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５４３２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５２２９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５１３５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３２７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５８２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５０７１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１２０８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５２２５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６０９１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理領域を囲むチャンバ壁であって、そこを貫通する開口部を含む、チャンバ壁と、
前記チャンバ壁の前記開口部に係合する容量性センサモジュールと、
前記チャンバ壁の上にあり、かつ前記処理領域上方にあるチャンバリッドと、
前記チャンバ壁の下にあり、かつ前記処理領域下方にあるチャンバ床と、
前記処理領域内の支持ペデスタルであって、前記チャンバリッド下方及び前記チャンバ床上方にあり、かつ前記チャンバ壁によって囲まれた支持ペデスタルと
を備え、
前記容量性センサモジュールの端部は、前記開口部内にある、プラズマ処理チャンバ。

【請求項2】

前記容量性センサモジュールは、熱センサを更に備える、請求項１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項3】

前記容量性センサモジュールは、前記処理領域に近接する容量性センサを含み、前記処理領域から遠位にある前記熱センサを含む、請求項２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項4】

前記チャンバリッドは、第２の容量性センサモジュールを備える、請求項１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項5】

前記チャンバ床は、前記チャンバ床を貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記チャンバ床の前記開口部に係合する第３の容量性センサモジュールを備える、請求項４に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項6】

前記支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を備え、前記リング構造はそこを貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記リング構造の前記開口部に係合する第４の容量性センサモジュールを備える、請求項５に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項7】

前記支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を備え、前記リング構造はそこを貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記リング構造の前記開口部に係合する第３の容量性センサモジュールを備える、請求項４に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項8】

前記チャンバ床は、前記チャンバ床を貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記チャンバ床の前記開口部に係合する第２の容量性センサモジュールを備える、請求項１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項9】

前記支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を備え、前記リング構造はそこを貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記リング構造の前記開口部に係合する第３の容量性センサモジュールを備える、請求項８に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項10】

前記支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を備え、前記リング構造はそこを貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記リング構造の前記開口部に係合する第２の容量性センサモジュールを備える、請求項１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項11】

処理領域を囲むチャンバ壁と、
前記チャンバ壁の上にあり、かつ前記処理領域の上方にあるチャンバリッドであって、そこを貫通する開口部を含む、チャンバリッドと、
前記チャンバリッドの前記開口部に係合する容量性センサモジュールと、
前記チャンバ壁の下にあり、かつ前記処理領域下方にあるチャンバ床と、
前記処理領域内の支持ペデスタルであって、前記チャンバリッド下方及び前記チャンバ床上方にあり、かつ前記チャンバ壁によって囲まれた支持ペデスタルと
を備え、
前記容量性センサモジュールの端部は、前記開口部内にある、プラズマ処理チャンバ。

【請求項12】

前記容量性センサモジュールは、熱センサを更に備える、請求項１１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項13】

前記容量性センサモジュールは、前記処理領域に近接する容量性センサを含み、かつ、前記処理領域から遠位にある前記熱センサを含む、請求項１２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項14】

前記チャンバ床は、前記チャンバ床を貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記チャンバ床の前記開口部に係合する第２の容量性センサモジュールを備える、請求項１１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項15】

前記支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を備え、前記リング構造はそこを貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記リング構造の前記開口部に係合する第３の容量性センサモジュールを備える、請求項１４に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項16】

前記支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を備え、前記リング構造はそこを貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記リング構造の前記開口部に係合する第２の容量性センサモジュールを備える、請求項１１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項17】

処理領域を囲むチャンバ壁と、
前記チャンバ壁の上にあり、かつ前記処理領域上方にあるチャンバリッドと、
前記チャンバ壁の下にあり、かつ前記処理領域の下方にあるチャンバ床であって、そこを貫通する開口部を備える、チャンバ床と、
前記開口部に係合する容量性センサモジュールと、
前記処理領域内の支持ペデスタルであって、前記チャンバリッド下方及び前記チャンバ床上方にあり、かつ前記チャンバ壁によって囲まれた支持ペデスタルと
を備え、
前記容量性センサモジュールの端部は、前記開口部内にある、プラズマ処理チャンバ。

【請求項18】

前記容量性センサモジュールは、熱センサを更に備える、請求項１７に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項19】

前記容量性センサモジュールは、前記処理領域に近接する容量性センサを含み、かつ、前記処理領域から遠位にある前記熱センサを含む、請求項１８に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項20】

前記支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を備え、前記リング構造はそこを貫通する開口部を備え、前記プラズマ処理チャンバは、前記リング構造の前記開口部に係合する第２の容量性センサモジュールを備える、請求項１７に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項21】

処理領域を囲むチャンバ壁と、
前記チャンバ壁の上にあり、かつ前記処理領域上方にあるチャンバリッドと、
前記チャンバ壁の下にあり、かつ前記処理領域の下方にあるチャンバ床と、
前記処理領域内の支持ペデスタルであって、前記チャンバリッド下方及び前記チャンバ床上方にあり、前記チャンバ壁によって囲まれ、かつ該支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むフォーカスリングと、前記フォーカスリングを囲むリング構造とを備え、前記リング構造はそこを貫通する開口部を含む、支持ペデスタルと、
前記リング構造の前記開口部に係合する容量性センサモジュールと
を備える、プラズマ処理チャンバ。

【請求項22】

前記容量性センサモジュールは、熱センサを更に備える、請求項２１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項23】

前記容量性センサモジュールは、前記基板支持領域に近接する容量性センサを含み、かつ前記基板支持領域から遠位にある前記熱センサを含む、請求項２２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【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１６／８１２，０７５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】

本開示の実施形態は、プラズマチャンバ状態モニタリングの分野に関し、具体的には、プラズマチャンバ状態モニタリングのための容量性センサ及び容量性感知場所に関する。

【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、均一な処理条件（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）並びにプロセス中のプロセス安定性の必要性が、大量生産（ＨＶＭ）環境においてますます重要になっている。

【0004】

多くの異なる原因から、処理の不均一性及び不安定性が生じる。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）、又は偏位（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】

本開示の実施形態は、プラズマチャンバ状態モニタリングのための容量性センサ及び容量性感知場所を含む。

【0008】

実施形態では、プラズマ処理チャンバは、処理領域を囲むチャンバ壁を含み、チャンバ壁は、そこを通る開口部を有している。１つ又は複数の容量性センサモジュールが、チャンバ壁を通して分散された開口部内にある。チャンバリッドが、チャンバ壁の上に（ｏｖｅｒ）あり、かつ処理領域の上方に（ａｂｏｖｅ）ある。チャンバ床が、チャンバ壁の下に（ｂｅｎｅａｔｈ）あり、かつ処理領域の下方に（ｂｅｌｏｗ）ある。支持ペデスタルが、処理領域内にあり、チャンバリッドの下方及びチャンバ床の上方にあり、かつチャンバ壁によって囲まれている。

【0009】

別の実施形態では、プラズマ処理チャンバが、処理領域を囲むチャンバ壁を含む。チャンバリッドが、チャンバ壁の上、及び処理領域の上方にあり、かつリッド上に分散された１つ又は複数の容量性センサモジュールを含む。チャンバ床が、チャンバ壁の下にあり、かつ処理領域の下方にある。支持ペデスタルが、処理領域内にあり、チャンバリッドの下方及びチャンバ床の上方にあり、かつチャンバ壁によって囲まれている。

【0010】

別の実施形態では、プラズマ処理チャンバが、処理領域を囲むチャンバ壁を含む。チャンバリッドが、チャンバ壁の上にあり、かつ処理領域の上方にある。チャンバ床は、チャンバ壁の下にあり、かつ処理領域の下方にあり、排出口を含む。１つ又は複数の容量性センサモジュールが、排出口内にあるか又は排出口に隣接している。支持ペデスタルが、処理領域内にあり、チャンバリッドの下方及びチャンバ床の上方にあり、かつチャンバ壁によって囲まれている。

【0011】

別の実施形態では、プラズマ処理チャンバが、処理領域を囲むチャンバ壁を含む。チャンバリッドが、チャンバ壁の上にあり、かつ処理領域の上方にある。チャンバ床が、チャンバ壁の下にあり、かつ処理領域の下方にある。支持ペデスタルが、処理領域内にあり、チャンバリッド下方及びチャンバ床上方にあり、かつチャンバ壁によって囲まれている。支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を含み、リング構造は、そこを通る開口部を含む。容量性センサモジュールは、リング構造の開口部内にある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の実施形態による、１つ又は複数の容量性センサを含むプラズマ処理チャンバの断面図を示す。

【図2】本開示の実施形態による、容量性センサの断面図を示す概略図である。

【図3】本開示の実施形態による、内部に容量性センサを有するチャンバ壁の漸進的な拡大図を示す。

【図4】本開示の実施形態による、内部に容量性センサを有するチャンバ壁の漸進的な拡大図を示す。

【図5】本開示の実施形態による、内部に容量性センサを有するチャンバリッドの角度付けされた断面図を示す。

【図6】本開示の実施形態による、内部に容量性センサを有するリング構造を含む基板処理支持体の角度付けされた図を示す。

【図7】本開示の１つの実施形態による、関連する容量性センサを有する排出口を有するチャンバ床の角度付けされた断面図を示す。

【図8】本開示の実施形態による、例示的な容量性センサの断面図を示す。

【図9】本開示の実施形態による、例示的な容量性センサの平面図を示す。

【図10】本開示の実施形態による、容量性センサを有するセンサモジュールを含むセンサシステムの概略図である。

【図11】本開示の実施形態による、様々な場所における容量性センサモジュールの統合を含む処理装置の概略図を提供する。

【図12A】本開示の実施形態による、１つ又は複数のセンサモジュールを含むプラズマ処理装置の概略断面図である。

【図12B】本開示の実施形態による、図１２Ａのプラズマ処理装置のチャンバ本体アセンブリのスポーク内のアクセスチューブの配置の概略図である。

【図13】本開示の実施形態による、１つ又は複数の容量性センサモジュールを含みうる処理装置の断面図である。

【図14】本開示の実施形態による、処理ツールの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】

【0013】

プラズマチャンバ状態モニタリングのための容量性センサ及び容量性感知場所について記載される。以下の説明では、本開示の実施形態を完全に理解できるように、チャンバ構成及び容量性センサアーキテクチャなどの多数の具体的な詳細が記載される。これらの具体的な詳細事項がなくとも本開示の実施形態が実施されうることが、当業者には明らかだろう。他の事例では、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、容量性測定（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）といった周知の態様については、詳細に説明していない。さらに、図に示す様々な実施形態は例示的な表現であり、必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではないと理解すべきである。

【0014】

１つ又は複数の実施形態は、処理チャンバの状態をモニタするための容量性センサ及びシステムを対象とする。実施形態は、処理チャンバ内に位置する戦略的センサ、センサ構造及び材料、電子機器、データ処理アルゴリズム、並びに１つ又は複数のセンサとプロセスツールとのシステム統合に適用可能でありうるか、又はこれらを含みうる。

【0015】

本開示の実施形態によれば、センサは、少なくとも４つの場所、即ち、チャンバ壁、チャンバリッド、床下真空（ＳＶＦ）ポート内、及び／又はエッジリング、のうちの１つ又は複数においてチャンバ壁モニタリングのために使用される。本明細書に記載されるセンサモジュール／ハウジング構造及びアセンブリは、例えば、摂氏４００度までのプロセス温度に適合しうる。特定の実施形態は、セラミック基板又はガラス又はシリコン又はフレキシブル基板などの基板上に、容量性壁センサ、オンチップ又はオフチップ熱センサ、及び／又は統合センサ（容量性センサ及び熱センサ）を含みうる。

【0016】

コンテキストを提供するために、他のチャンバ壁モニタリングアプローチ（例えば、光学的、圧電的、ＲＦインピーダンスなど）と比較して、本明細書に開示されるセンサ及びセンサの場所により、ＩＣＣ最適化又はチャンバシーズニングのためのプロセス方策の各動作における壁堆積又は洗浄などの条件に直接関係する容量変化の測定が可能になり、更に予防保守（ＰＭ）周波数を最小限（例えば、２倍数を上回る低減（＞２ｘ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ））にできる。実施形態はまた、生産における生産性及び歩留りを大幅に改善するために、プロセス安定性又はドリフトの予測を可能にしうる。

【0017】

いくつかの実施形態は、２つの感知技術の実施態様、例えば、高感度及びリアルタイム測定を伴うチャンバ壁状態モニタリングのための容量性センサ及び熱センサの組み合わせを含む。基板上センサ（ｓｅｎｓｏｒｓ－ｏｎ－ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を含む実施形態は、センサモジュールの小型化及び信号の完全性の利益をもたらすためだけでなく、信頼性と同様に堅牢なデバイス性能をもたらすために実装されうる。データ同期スキーム並びにプロセスアルゴリズムは、プロセス制御への直接フィードバックを可能にしうる。

【0018】

いくつかの実施形態では、副生成物の蓄積を測定し、ＩＣＣルーチンを最適化し、偏位を識別し、及び／又はより速いＰＭ回復を提供するために、本明細書に記載のチャンバ内センサが使用されうる。いくつかの実施形態は、最先端のアプローチでは温度測定を実行できない場所でのプロセス中のリアルタイム温度測定を可能にする。本明細書に記載される実施形態の実施態様は、チャンバのマッチング、シーズニング手順の最適化、偏位の識別、粒子生成予測、プロセス性能予測（例えば、エッチング速度及びエッチングの不均一性など）、ＰＭ予測、リング位置補償のためのリング侵食予測、プロセス偏位予測、壁吸収及び脱着の測定、ｆａｂ偏位（ｆａｂ ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ）検出、及び／又は混合ロットによるチャンバベースラインのモニタリングを可能にしうる。

【0019】

いくつかの実施形態では、容量性センサ及び熱センサは、種々の場所でチャンバ状態をモニタするために、チャンバ全体に分散させることができ、その後、エッチング速度、エッチングの不均一性、粒子生成、プロセスドリフトなどの全体的なプロセス性能に相関させることができる。

【0020】

図１は、本開示の実施形態による、１つ又は複数の容量性センサを含むプラズマ処理チャンバの断面図を示す。

【0021】

図１を参照すると、プラズマ処理チャンバ１００は、処理領域１１１を囲むチャンバ壁１０２を含む。ウエハ又は基板１１２は、処理領域１１１内で処理されうる。チャンバリッド１０４は、チャンバ壁１０２の上にあり、かつ処理領域１１１の上方にある。チャンバ床１０６は、チャンバ壁１０２の下にあり、かつ処理領域１１１の下方にある。支持ペデスタル１０８は、処理領域１１１内にある（より詳細には、処理領域１１１内に支持面１１０を含みうる）。支持ペデスタル１０８は、チャンバリッド１０４の下方に、かつチャンバ床１０６の上方にあり、チャンバ壁１０４に囲まれている。

【0022】

再び図１を参照すると、実施形態では、チャンバ１０４の壁は、そこを通る開口部を有する。容量性センサモジュール１１６は、チャンバ壁１０４の開口部内にある。別の実施形態では、チャンバリッド１０４は、容量性センサモジュール１１４を含む。別の実施形態では、チャンバ床１０６は、排出口を含む。容量性センサモジュール１２０は、排出口内にあるか又は排出口に隣接している。別の実施形態では、支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造（例えば、場所１１８）を含む。リング構造は、そこを通る開口部を含む。容量性センサモジュールは、リング構造の開口部内にある。実施形態では、プラズマ処理チャンバ１００は、チャンバ壁１０４の開口部内にある容量性センサモジュール１１６、チャンバリッド１０４内の容量性センサモジュール１１４、チャンバ床１０６の排出口１２０内に又は排出口１２０に隣接している容量性センサモジュール、及び／又は、例えば、場所１１８において、リング構造の開口部内にある容量性センサモジュールのうちの１つ又は複数を含む。

【0023】

図２は、本開示の実施形態による、容量性センサの断面図を示す概略図である。

【0024】

図２を参照すると、容量性センサモジュール２００は、駆動電極２０４及び感知電極２０２を含む。駆動電極２０４と感知電極２０２との間の材料２０６の測定された容量２０８は、材料２０６の組成、厚さなどが変化する又は変動すると、変動しうる。材料２０６は、１つの実施形態では、処理チャンバ上に堆積するための材料を表す。目的はウエハ又は基板上に堆積されないそのような余剰材料２０６を除去／排出することでありうるが、材料２０６の一部は、処理チャンバ内、最終的には処理チャンバ内の容量性センサモジュール２００上に蓄積しうる。別の実施形態では、１つの実施形態では、材料２０６は、処理チャンバ内でウエハ又は基板をエッチングする間に形成されるエッチング副生成物を表す。目的はそのようなエッチング副生成物２０６を除去／排出することでありうるが、エッチング副生成物２０６の一部は、処理チャンバ内、最終的には処理チャンバ内の容量性センサモジュール２００上に蓄積しうる。

【0025】

図３及び図４は、本開示の実施形態による、内部に容量性センサを有するチャンバ壁の漸進的な拡大図を示す。

【0026】

図３及び図４を参照すると、チャンバ部分３００は、チャンバ壁上部３０４、チャンバ壁シールリング３０６、及びチャンバ壁側部３０８を含むチャンバ壁装置３０２を含む。容量性センサモジュールハウジング３１０は、チャンバ壁上部３０４の下のチャンバ壁側部３０８の開口部内にある。容量性センサハウジング３１０は、チャンバ壁側部３０８によって取り囲まれた処理領域に近接する部分３１２Ａを有し、かつチャンバ壁側部３０８によって取り囲まれた処理領域から遠位にある部分３１２Ｂを有する、容量性センサモジュール３１２を含む。チャンバ部分３００はまた、チャンバリッドと統合するための連結場所３２０と、関連する取り付け又は支持ピン３２２とを含みうる。

【0027】

実施形態では、チャンバ壁側部３０８の開口部は、支持ペデスタルの基板支持領域に横方向に隣接する場所にある。実施形態では、チャンバ壁側部３０８の開口部は、支持ペデスタルの基板支持領域とチャンバリッドとの間の垂直な場所にある。実施形態では、チャンバ壁側部３０８の開口部は、支持ペデスタルの基板支持領域とチャンバ床との間の垂直な場所にある。１つの実施形態では、チャンバ壁上の材料堆積を測定するために、容量性センサモジュール３１２が含まれる。別の実施形態では、チャンバ壁の侵食を測定するために、容量性センサモジュール３１２が含まれる。

【0028】

図５は、本開示の実施形態による、内部に容量性センサを有するチャンバリッドの角度付けされた断面図を示す。

【0029】

図５を参照すると、チャンバリッド部分５００は、支持リング５０２と、支持ストラット又はスポーク５０４とを含む。開口部又はカプラ５０６は、例えば、チャンバリッド部分５００をチャンバ壁装置３０２の連結場所３２０に連結するために、支持リング５０２に含まれる。電気コネクタ５０６は、機械加工された支持体５０８によって囲まれている。セラミックハブ５１０は、センサホルダ５２０を含むノズル５２０に連結される。容量性センサモジュールは、センサホルダ５２０内に保持される容量性センサハウジング５２４内に含まれる容量性センサ５２２を含む。電気フィードスルー５１４は、セラミックハブ５１０内に真空密閉される。セラミックハブ５１０とノズル５１２との界面上方の領域５１６は、チャンバリッド部分５００の大気側である。セラミックハブ５１０とノズル５１２との界面下方の領域５１８は、チャンバリッド部分５００の大気側である。

【0030】

実施形態では、容量性センサモジュールは、支持ペデスタルの基板支持領域上の垂直な場所５０１にある。別の実施形態では、容量性センサモジュールは、支持ペデスタルの基板支持領域の外側の領域上の垂直な場所にある。１つの実施形態では、チャンバリッド上の材料堆積を測定するために、容量性センサモジュールが含まれる。別の実施形態では、チャンバリッドの侵食を測定するために、容量性センサモジュールが含まれる。実施形態では、容量性センサは、リッドの副生成物蓄積及びリッド上の侵食をモニタするために、リッド上の様々な場所に分配される。

【0031】

図６は、本開示の実施形態による、内部に容量性センサを有するリング構造を含む基板処理支持体の角度付けされた図を示す。容量性センサはまた、リングの侵食をモニタするために、リングに沿って３箇所に分散されうる。

【0032】

図６を参照すると、基板処理支持体６００は、処理領域６０１の下にある。基板処理支持体５００は、カソード構造６０２及び関連支持体６０４を含む。基板支持表面６０６は、そこを通るリフトピン開口部６０８を有している。フォーカスリング６１０は、基板支持表面６０６を囲む。リング構造６１２は、フォーカスリング６１０を囲む。容量性センサモジュール６１４は、リング構造６１２の開口部に含まれる。

【0033】

実施形態では、容量性センサモジュール６１４は、図示されるように、リング構造６１２の内周６１２Ａに含まれる。別の実施形態では、容量性センサモジュール６１４は、リング構造６１２の外周６１２Ｂに含まれる。１つの実施形態では、フォーカスリング６１０又はリング構造６１２上の材料堆積を測定するために、容量性センサモジュール６１４が含まれる。別の実施形態では、フォーカスリング６１０の侵食を測定するために、容量性センサモジュール６１４が含まれる。

【0034】

図７は、本開示の実施形態による、関連する容量性センサを有する排出口を備えるチャンバ床の角度付けされた断面図を示す。

【0035】

図７を参照すると、チャンバ部分７００は、カソード又は支持マウント７０４及びライン供給カバー７０６を有するチャンバ床装置７０２を含む。第１の真空ポート７０８Ａは、センサを含まないが、第２の真空ポート７０８Ｂは、容量性センサモジュール７１４を含む。容量性センサモジュール７１４は、チャンバ床装置７０２上方の処理領域に近接する部分７１４Ａと、チャンバ床装置７０２上方の処理領域から遠位にある部分７１４Ｂとを含む。チャンバ部分７００はまた、例えば、チャンバ壁装置３０２に連結するためのシールリング７１２及び連結ピン７１４を含みうる。

【0036】

実施形態では、容量性センサモジュール７１４は、支持ペデスタルの基板支持領域の下の垂直な場所にある。実施形態では、容量性センサモジュール７１４は、支持ペデスタルの基板支持領域の外側の領域の下の垂直な場所にある。１つの実施形態では、第２の真空ポート７０８Ｂ上若しくは中に又はチャンバ床装置７０２上に材料堆積を測定するために、容量性センサモジュール７１４が含まれる。別の実施形態では、第２の真空ポート７０８Ｂ又はチャンバ床装置７０２の侵食を測定するために、容量性センサモジュール７１４が含まれる。

【0037】

図８及び図９は、本開示の実施形態による、例示的な容量性センサの断面図及び平面図を示す。

【0038】

図８を参照すると、容量性センサモジュール８００は、セラミック基板などの基板８１０上又は上方に、駆動電極８０４と、感知電極８０２とを含む。駆動電極８０４と感知電極８０２との間の材料８０６の測定された容量８０８は、材料８０６の組成、厚さなどが変化する又は変動すると、変動しうる。１つの実施形態では、感知電極８０２及び駆動電極８０４は各々、互いに噛合又は交互配置された部分を含む。

【0039】

図９を参照すると、容量性センサモジュール８５０は、セラミック基板などの基板８６０上又は上方に、駆動電極８５４と、感知電極８５２とを含む。駆動電極８５４と感知電極８５２との間の材料８５６の測定された容量８５８は、材料８５６の組成、厚さなどが変化する又は変動すると、変動しうる。平面図に描かれるように、実施形態では、感知電極８５２は、例えば、円形駆動電極の周りの環状リングとして、駆動電極８５４を囲む。

【0040】

センサシステムは、センサモジュール、インターフェース電子機器、コントローラ、並びにプロセス制御及びデータ／プロセス同期のためのチャンバデータサーバとの統合を含みうる。例として、図１０は、本開示の実施形態による、容量性センサを有するセンサモジュールを含むセンサシステムの概略図である。

【0041】

図１０を参照すると、センサシステムは、コントローラ１００４に連結されるセンサモジュール１００２を含み、次にコントローラ１００４は、ユーザインターフェース１００６に連結される。センサモジュール１００２は、容量性センサ（１０１０として概略的に示され、又は１０２０として構造的に示される）を含む。容量性センサ１０１０は、容量デジタル変換器（ＣＤＣ）インターフェース回路１０１２に連結される。モジュール１００２内部への通信は、経路１０１４Ａに沿って容量性センサ１０１０からＣＤＣインターフェース回路１０１２まで、及び／又は経路１０１４Ｂに沿ってＣＤＣインターフェース回路１０１２から容量性センサ１０１０まで、可能である。モジュール１００２と外部との通信は、経路１０１６Ａ及び１０１６Ｂに沿ってＣＤＣインターフェース１０１２とコントローラ１００４との間で可能である。コントローラ１００４は、Ｖｄｄ１０１８によってＣＤＣインターフェース回路１０１２に連結されうる。

【0042】

ここで図１０を参照すると、実施形態による、センサ１０２０の断面図が示されている。実施形態では、センサ１０２０は、基板１０２２を含み、電極１０２４が基板１０２２の上に配置されている。実施形態では、電極１０２４は、超小型電子処理動作に適合する導電性材料であるか、又は導電性材料を含む。例えば、電極１０２４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。

【0043】

実施形態では、電極１０２４は、基板１０２２を通る導電経路１０２８によって、基板１０２２の裏側のパッド１０３０に電気的に連結される。例えば、導電経路１０２８は、１つ又は複数のビア、トレースなどを含みうる。実施形態では、基板１０２２に埋め込まれた導電経路１０２８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む。実施形態では、パッド１０３０は、限定されないが、チタン、ニッケル、パラジウム、銅などの材料を含む。いくつかの実施形態では、パッド１０３０は、ＣＤＣとの統合を改善するための多層スタックである。例えば、パッド１０３０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。

【0044】

実施形態では、電極１０２４及び基板１０２２の上面は、層１０２６（例えば、バリア層）によって覆われる。実施形態では、上にある層１０２６は、チャンバ状態に耐性があり、拡散を制限する材料である。エッチングチャンバの特定の場合、使用される一般的なエッチャントは、フッ素である。したがって、そのような条件で使用される層１０２６は、フッ素エッチャントに対して耐性があるべきである。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１０２２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１０２２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。

【0045】

実施形態では、基板１０２２は、処理チャンバ内の処理条件（例えば、エッチング条件）に耐性のある適切な基板材料を含む。基板１０２２は、セラミック材料、ガラス、又は他の絶縁材料でありうる。いくつかの実施形態では、基板１０２２は、ポリマー材料などのフレキシブル基板である。例えば、基板１０２２は、限定されないが、シリコン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、プラスチック、又は他の絶縁材料などの材料を含みうる。センサの大量製造を可能にするために、基板１０２２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１０２２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。

【0046】

本開示の１つの実施形態によれば、容量性センサ及び熱センサの両方が、１つのセンサモジュールに統合される（埋め込まれる）。そのような１つの実施形態では、壁センサモジュールは、容量性センサ、ＣＤＣ、及び熱センサと、容量性センサ、ＣＤＣ、及び熱センサをまとめて組み立てるためのハウジングユニットとを含む。

【0047】

再び図１０を参照すると、実施形態において、熱センサが、基板１０２２上に配置されている。例えば、熱センサは、基板１０２２の裏側（即ち、電極１０２４とは反対側の表面）に形成されうる。熱センサは、任意の適切な感知技術を含みうる。例えば、熱センサは、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）を形成するために複数のトレースを含むことができる。しかし、光熱センサだけではなく、限定されないが熱電対（ＴＣ）センサ又はサーミスタ（ＴＲ）センサなどの他の熱センサが使用されてもよいと理解されたい。１つの実施形態では、熱センサは、基板１０２２上に直接統合される。しかしながら、いくつかの実施形態では、熱センサを含む別個の構成要素が基板１０２２に装着されうると理解されたい。他の実施形態では、熱センサは、センサ１０２０に取り付けられたＣＤＣに統合されてもよい。

【0048】

壁／リッドセンサソリューション
以下は、例示的なパラメータ及び対応する（ａ）重要性、（ｂ）ソリューション、及び（ｃ）利益／使用である。

【0049】

壁及びリッドの温度：（ａ）１つ又は複数の第１のウエハ効果（限界寸法（ＣＤ）及びエッチング速度（ＥＲ））、粒子、熱膨張係数（ＣＴＥ）、（ｂ）センサの背面の温度計、（ｃ）インシトゥ（その場）の温度の正確な測定。壁／リッドをターゲット温度にするために、ＩＣＣがトリガされうる。

【0050】

チャンバ状態：（Ａ）１つ又は複数の第１のウエハ効果、長期ＥＲ／ＣＤドリフト、予防保守（ＰＭ）回復、プロセスの段階的な安定性、（ｂ）堆積及び除去の直接検出、ガス放出モニタリング、（ｃ）各ウエハ／ＩＣＣ及び各ステップの後のチャンバ状態、プロセスの安定性、減少したＰＭ、ドリフト問題を識別し解決するためのより高速な時間をモニタする。

【0051】

ライナシーズニング：１）チャンバマッチのためのチャンバコンディショニングセンサは、ライナ上の同じ材料でコーティングされることになる。２）容量性センサは、シーズニング中のライナの状態をモニタリングするために、ライナに近接して使用される。３）シーズニング条件は、チャンバマッチのための容量性センサで所定の基準に設定することができる。

【0052】

偏位検出（例えば、逆流）：（ａ）未知の歩留りキラー、プロセスシフト、（ｂ）絶えず測定すること、によりチャンバ状態の変化を検出することができる、（ｃ）残留種の吸収及び脱着を検出する。

【0053】

混合運転（Ｍｉｘ ｒｕｎｎｉｎｇ）（製品により多い／少ない）：（ａ）チャンバ状態に影響を及ぼす、（ｂ）堆積とその除去を直接検出する、（ｃ）プロセスクロストークを最小化するために最適な方策又はロットシーケンスのためにチャンバ壁状態をモニタする。

【0054】

ＩＣＣの最適化：（ａ）処理チャンバ（ＰＣ）／ＥＲ／ＣＤの安定性、（ｂ）堆積及びその除去を直接検出する、（ｃ）非効率的なＩＣＣを検出し、インシトゥ（その場）で最適なＩＣＣ方策を開発し、エッチング（例えば、ＢＣｌ_３／Ｃｌ_２ベースのエッチング）プロセスを行うチャンバ壁／ライナの最適な表面保護のためにライナ／チャンバ壁の状態をモニタする。

【0055】

容量性センサソリューション
以下は、例示的なパラメータ及び対応する（ａ）重要性、（ｂ）ソリューション、及び（ｃ）利益／使用である。

【0056】

単一のリング上での堆積：（Ａ）粒子、（ｂ）単一リングにキャップセンサを取り付け、（ｃ）クーポンなしでより効果的なＩＣＣを開発し、終点を定期的に洗浄する。

【0057】

単一のリング侵食モニタ：（ａ）エッジＣＤ／ＥＲの安定性とＭＴＢＣの最適化、（ｂ）キャップセンサを計測ウエハ上に取り付ける、（ｃ）リングをいつ変更する必要があるかを決定し、リングの高さを自動設定するのを補助する。

【0058】

製品モニタによるＲＦオン：（Ａ）終点検出（ＥＰＤ）、粒子を捕捉する追加の方法、（ｂ）ＳＦＶ近くの下チャンバにキャップセンサを設置する、（ｃ）エッチングが１つのフィルムを通り次のフィルムに突き抜けるときを検出し、下チャンバ内の製品によって決定する。

【0059】

部品の摩耗率（破損までの時間）：（ａ）ＭＴＢＣに対するプロセス変更の影響を迅速に判定し、（ｂ）特定の場所の部品に設置されたチャンバ材料で作られたセンサを開発し、（ｃ）ＭＴＢＣを計算するために、部品に対するプロセス変更の影響を迅速に判定する。

【0060】

残留化学反応センサ（ウエハ上）：（ａ）待機時間、（ｂ）プロセス後の化学反応を測定するために、試験ウエハにセンサを組み込み、（ｃ）残留化学反応を低減／排除するために、待機時間及びプロセス最適化を理解する。

【0061】

ＰＶＤ／ＣＶＤ／ＡＬＤチャンバ壁：（ａ）チャンバ壁の洗浄及びシーズニング、（ｂ）壁の状態をモニタするために、特定の場所にセンサを設置し、（ｃ）チャンバ壁のインシトゥ（その場）モニタリング。

【0062】

ケーススタディ
以下は、例示的な問題及び対応する（ａ）影響、及び（ｂ）影響を緩和又は排除するための壁／リッドセンサ検出ソリューションである。

【0063】

リッド／壁の温度ドリフト又は何らかのアイドル時間（故障又は他の遅延による）後の変化によるＣＤの影響、（Ａ）スクラップされた１～３つのウエハ、（ｂ）センサが自動的に仕様外の温度を検出し、ウォームアップ手順を呼び出す。

【0064】

最適化されていないウォームアップ手順：（ａ）損失生産時間、（ｂ）終点検出（ＥＰＤ）ウォームアップ／シーズン手順。

【0065】

逆流事象（例えば、バッキングポンプの障害）：（ａ）チャンバ状態シフトによるウエハスクラップ、（ｂ）壁／リッドの状態変化を自動検出する。

【0066】

Ｆａｂ偏位（例えば、電力異常）：（ａ）ウエハスクラップ、再適格性評価、必要なＰＭ、（ｂ）エッチング速度（ＥＲ）モニタを実行せずに、どのチャンバに問題があるかを判定する。

【0067】

リッド熱収支を超える方策：（ａ）破損したリッド、スクラップされたウエハ、必要なＰＭ、（ｂ）リッドの温度が仕様を超えた場合の故障チャンバ。

【0068】

最適化されていないＩＣＣ、チャンバ状態に影響するウエハ実行をモニタする：（Ａ）短縮されたＭＴＢＣ、延長されたシーズン、ＩＣＣ、歩留り損失、（ｂ）壁／リッドの状態を検出及び監視する。

【0069】

プラズマ安定性：（ａ）歩留り損失；（ｂ）高速（例えば５０ｈｚ）で容量の変化を検出する。

【0070】

アプリケーションＡからＢへの変換：（ａ）シーズンの上／下（例えば、生産時間の損失／第１のウエハ効果）、（ｂ）チャンバが生産準備完了になるときを決定する。

【0071】

実施形態では、容量性センサアセンブリ（又はセンサアセンブリ）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む。センサモジュールは、基板の上に配置されるコンデンサ（例えば、第１の電極及び第２の電極）を含みうる。センサモジュールはまた、コンデンサから出力される容量を、その後の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。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しつつ、センサモジュールのコンデンサを処理環境に曝すことができる特徴を含みうる。センサハウジングアセンブリはまた、データをリアルタイムで捕捉できるように、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んでもよい。

【0072】

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含む。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コンデンサが露出される。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。

【0073】

センサモジュールのための異なる場所は、センサハウジングアセンブリの様々な構成要素に修正を加えることによって、及び／又は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で接続されるかを修正することによって、実施されうる。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、シャフトは、リッドからチャンバ内に延び、真空電気フィードスルーは、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。

【0074】

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。

【0075】

処理装置内に本明細書に記載されるような容量性センサモジュールを設けることにより、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、本明細書に開示されるセンサモジュールのアーキテクチャは、多くの異なる場所での統合を可能にする。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１１は、様々な場所における容量性センサモジュール１１１１の統合を含む処理装置１１００の概略図を提供する。

【0076】

図１１に示すように、処理装置１１００は、チャンバ１１４２を含みうる。カソードライナ１１４５は、下部電極１１６１を囲みうる。基板１１０５は、下部電極１１６１に固定されうる。処理リング１１９７は、基板１１０５を囲み、プラズマスクリーン１１９５は、処理リング１１９７を囲みうる。実施形態では、リッドアセンブリ１１１０は、チャンバ１１４２を密閉しうる。チャンバ１１４２は、処理領域１１０２及び排出領域１１０４を含みうる。排出領域１１０４は、排気口１１９６に近接しうる。

【0077】

いくつかの実施形態では、側壁センサモジュール１１１１Ａは、チャンバ１１４２の側壁に沿って位置しうる。いくつかの実施形態では、側壁センサモジュール１１１１Ａは、チャンバ１１４２の壁を通過し、処理領域１１０２に露出される。いくつかの実施形態では、リッドセンサモジュール１１１１Ｂは、リッドアセンブリ１１１０と統合され、処理領域１１０２に面する。いくつかの実施形態では、処理リングセンサモジュール１１１１Ｃは、処理リング１１９７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１１１１Ｃは、処理リング１１９７を囲むプラズマスクリーン１１９５と統合されうる。更に別の実施の形態では、排出領域センサモジュール１１１１Ｄが、排出領域１１０４に位置しうる。例えば、排出領域センサモジュール１１１１Ｄは、チャンバ１１４２の底表面を通過しうる。図示されたように、センサモジュール１１１１の各々は、チャンバ１１４２から出る電気リード１１９９を含む。よって、センサモジュール１１１１によるリアルタイムのモニタリングが実施されうる。

【0078】

実施形態では、側壁センサモジュール１１１１Ａは、チャンバ１１４２の側面に沿った場所１１２０Ａにある。１つの実施形態では、側壁センサモジュール１１１１Ａは、下部電極１１６１の基板１１０５支持領域に横方向に隣接する場所１１２２Ａにある。１つの実施形態では、側壁センサモジュール１１１１Ａは、下部電極１１６１の基板１１０５支持領域とリッドアセンブリ１１１０との間の垂直な場所１１２４Ａにある。１つの実施形態では、側壁センサモジュール１１１１Ａは、下部電極１１６１の基板１１０５支持領域と処理装置１１００の床との間の垂直な場所１１２６Ａにある。

【0079】

実施形態では、リッドセンサモジュール１１１１Ｂは、リッドアセンブリ１１１０に沿った位置１１２０Ｂにある。１つの実施形態では、リッドセンサモジュール１１１１Ｂは、下部電極１１６１の基板１１０５支持領域と同軸の場所１１２２Ｂにある。１つの実施形態では、リッドセンサモジュール１１１１Ｂは、下部電極１１６１の基板１１０５支持領域上の垂直な場所１１２４Ｂにある。１つの実施形態では、リッドセンサモジュール１１１１Ｂは、下部電極１１６１の基板１１０５支持領域の外側の領域上の垂直な場所１１２６Ｂにある。

【0080】

実施形態では、処理リングセンサモジュール１１１１Ｃは、プラズマスクリーン１１９５の内周にある。別の実施形態では、処理リングセンサモジュール１１１１Ｃは、プラズマスクリーン１１９５の外周にある。

【0081】

実施形態では、排出領域センサモジュール１１１１Ｄは、チャンバ１１４２の底面に沿った場所１１２０Ｄにある。１つの実施形態では、排出領域センサモジュール１１１１Ｄは、下部電極１１６１の基板支持領域の外側の領域の下の垂直な場所１１２２Ｄにある。１つの実施形態では、排出領域センサモジュール１１１１Ｄは、下部電極１１６１の基板支持領域の下の垂直な場所１１２４Ｄにある。

【0082】

追加の例示的なセンサの場所は、１１７７として示されるが、決して限定することを意図していない。

【0083】

実施形態では、容量性センサモジュール１１１１のうちの１つ又は複数は、熱センサを更に含む。１つのこのような実施形態では、容量性センサモジュールは、基板処理領域に近接する容量性センサを含み、基板処理領域から遠位の熱センサを含む。別のこのような実施形態では、容量性センサモジュールは、基板支持領域に近接する容量性センサを含み、基板支持領域から遠位の熱センサを含む。

【0084】

図１２Ａは、実施形態による、本明細書に記載されたような１つ又は複数のセンサモジュールを含むプラズマ処理装置１２００の概略断面図である。プラズマ処理装置１２００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、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ、原子層エッチング（ＡＬＥ）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１２Ａに示されるように、プラズマ処理装置１２００は、概して、チャンバリッドアセンブリ１２１０と、チャンバ本体アセンブリ１２４０と、排気アセンブリ１２９０とを含み、これらは、処理領域１２０２及び排出領域１２０４を集合的に包囲する。実際には、処理ガスは、処理領域１２０２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１２０５は、基板支持アセンブリ１２６０上に配置され、処理領域１２０２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１２０５上で実行する。真空は、排気アセンブリ１２９０によって処理領域１２０２内に維持され、この排気アセンブリ１２９０は、排出領域１２０４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。

【0085】

リッドアセンブリ１２１０は、概して、チャンバ本体アセンブリ１２４０から分離され、かつチャンバ本体アセンブリ１２４０によって支持される上部電極１２１２（又はアノード）と、上部電極１２１２を囲むチャンバリッド１２１４とを含む。上部電極１２１２は、導電性ガス入口チューブ１２２６を介してＲＦ電源１２０３に連結される。導電性ガス入口チューブ１２２６は、チャンバ本体アセンブリ１２４０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１２１２は、伝熱プレート１２１８に取り付けられたシャワーヘッドプレート１２１６を含む。シャワーヘッドプレート１２１６、伝熱プレート１２１８、及びガス入口チューブ１２２６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。

【0086】

シャワーヘッドプレート１２１６は、処理領域１０２内に処理ガスを分配するための中央マニホルド１２２０及び１つ又は複数の外側マニホルド１２２２を有する。１つ又は複数の外側マニホルド１２２２は、中央マニホルド１２２０を囲む。中央マニホルド１２２０は、ガス入口チューブ１２２６を通してガス源１２０６から処理ガスを受け取り、外側マニホルド１２２２は、中央マニホルド１２２０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１２２７を通してガス源１２０６から受け取る。シャワーヘッドプレート１２１６のデュアルマニホルド構成（ｄｕａｌ ｍａｎｉｆｏｌｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）により、処理領域１２０２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１１６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。

【0087】

伝熱流体は、流体入口チューブ１２３０を通って、流体源１２０９から伝熱プレート１２１８に供給される。流体は、伝熱プレート１２１８内に配置された１つ又は複数の流体チャネル１２１９を通して循環され、流体出口チューブ１２３１を介して流体源１２０９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。

【0088】

チャンバ本体アセンブリ１２４０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１２４２を含む。基板支持アセンブリ１２６０は、チャンバ本体１２４２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１２０２内の基板１２０５を支持するように位置付けられる。基板支持アセンブリ１２６０はまた、基板１２０５を囲む処理リング１２９７を支持しうる。チャンバ本体１２４２は、上部ライナアセンブリ１２４４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１２４４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１２４４は、処理領域１２０２内のプラズマからチャンバ本体１２４２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１２４４の内側フランジは、上部電極１２１２を支持する。チャンバ本体アセンブリ１２４０と上部電極１２１２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１２４４と上部電極１２１２との間に絶縁体１２１３が配置される。

【0089】

上部ライナアセンブリ１２４４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１２４７と、底壁１２４８と、内壁１２４９とを含む。外壁１２４７及び内壁１２４９は、実質的に垂直な円筒壁である。外壁１２４７は、チャンバ本体１２４２を処理領域１２０２内のプラズマから遮蔽するように配置され、内壁１２４９は、処理領域１２０２内のプラズマから基板支持アセンブリ１２６０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１２４８は、排出通路１２８９が形成される特定の領域を除いて、内壁１２４９と外壁１２４７とを接合する。

【0090】

処理領域１２０２は、基板支持アセンブリ１２６０への基板１２０５の進入／基板支持アセンブリ１２６０からの基板１２０５の取り外しを可能にする、チャンバ本体１２４２内に配置されたスリットバルブトンネル１２４１を通してアクセスされる。上部ライナアセンブリ１２４４は、基板１２０５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１２４１に適合するように配置されたスロット１２５０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１２４１及びスロット１２５０を閉じる。

【0091】

基板支持アセンブリ１２６０は、概して、下部電極１２６１（又はカソード）及び中空ペデスタル１２６２を含み、基板支持アセンブリ１２６０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１２６０は、中央領域１２５６に配置され、チャンバ本体１２４２によって支持される中央支持部材１２５７によって支持される。中心軸（ＣＡ）はまた、中央支持部材１２５７の中心を通る。下部電極１２６１は、整合ネットワーク（図示せず）及び中空ペデスタル１２６２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１２０３に連結される。ＲＦ電力が上部電極１２１２及び下部電極１２６１に供給されると、そこで形成される電場が、処理領域１２０２内に存在する処理ガスをプラズマに点火する。

【0092】

中央支持部材１２５７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１２４２に密閉され、下部電極１２６１は、ベローズ１２５８などによって中央支持部材１２５７にシールされる。したがって、中央領域１２５６は、処理領域１２０２から密閉され、処理領域１２０２が真空条件に維持されている間、大気圧に維持されうる。

【0093】

中央領域１２５６内に作動アセンブリ１２６３が位置決めされ、チャンバ本体１２４２及び／又は中央支持部材１２５７に取り付けられる。作動アセンブリ１２６３は、チャンバ本体１４２、中央支持部材１２５７、及び上部電極１２１２に対する下部電極１６１の垂直移動を提供する。処理領域１２０２内の下部電極１２６１のそのような垂直移動が、下部電極１２６１と上部電極１２１２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１２０２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１２０５は下部電極１２６１によって支持されるので、基板１２０５とシャワーヘッドプレート１２１６との間の間隙も変化しうる。その結果、基板１２０５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。

【0094】

１つの実施形態では、下部電極１２６１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１２０５に対してバイアスし、引力を発生させて、処理中に基板１２０５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１２６２を通ってルート決めされ、複数のアクセスチューブ１２８０のうちの１つを通ってチャンバ本体１２４２から外へ送られる。

【0095】

図１２Ｂは、チャンバ本体アセンブリ１２４０のスポーク１２９１内のアクセスチューブ１２８０のレイアウトの概略図である。スポーク１２９１及びアクセスチューブ１２８０は、図示されたようにスポークパターンで処理装置１２００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１２８０が、チャンバ本体１２４２を通って中央領域１２５６内に配置され、チャンバ本体１２４２の外側から下部電極１２６１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１２９１の各々は、中央領域１２５６の上の処理領域１２０２を中央領域１２５６の下の排出領域１２０４に流体的に連結する排出通路１２８９に隣接する。アクセスチューブ１２８０の対称的な配置は、処理領域１２０２におけるより均一なプラズマ形成を可能にし、かつ処理中の基板１２０５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１２４２、特に処理領域１２０２における電気的及び熱的な対称性を更に提供する。

【0096】

同様に、排出通路１２８９は、中心軸（ＣＡ）について対称に上部ライナアセンブリ１２４４内に配置される。排出通路１２８９は、処理領域１２０２から排出領域１２０４を通り、排気口１２９６を通ってチャンバ本体１２４２から、ガスを排出できるようにする。排気口１２９６は、ガスが排出通路１２８９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１２４０の中心軸（ＣＡ）を中心にセンタリングされる（ｃｅｎｔｅｒｅｄ）。

【0097】

再び図１２Ａを参照すると、導電性のメッシュライナ１２９５が、上部ライナアセンブリ１２４４上に配置される。メッシュライナ１２９５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１２９５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１２９５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１２０２内の均一なプラズマ形成を容易にし、処理領域１２０２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１２９５の中心軸は、チャンバ本体アセンブリ１２４０の中心軸（ＣＡ）と位置合わせされる。

【0098】

メッシュライナ１２９５は、上部ライナアセンブリ１２４４に電気的に連結されうる。ＲＦプラズマが処理領域１２０２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１２９５の表面に沿って、上部ライナアセンブリ１２４４の外壁１２４７まで移動しうる。したがって、メッシュライナ１２９５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１２４４の任意の幾何学的な非対称性をバイパスする（ｂｙｐａｓｓ）。

【0099】

実施形態では、１つ又は複数のセンサモジュールは、処理装置１２００全体の様々な位置に配置されうる。例えば、センサモジュール（又はセンサモジュールの一部）は、限定されないが、チャンバ１２４２の側壁に沿って、排出領域１２０４内で、処理リング１２９７に隣接し（例えば、メッシュライナ１２９５に統合され）、又はリッドアセンブリ１２１０と統合されるなどして、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１２００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モジュール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１２００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。

【0100】

実施形態では、処理装置１２００は、例えば場所１２９９Ａに、チャンバ壁容量性センサモジュールを含む。実施形態では、処理装置１２００は、例えば場所１２９９Ｂに、チャンバリッド容量性センサモジュールを含む。実施形態において、処理装置１２００は、チャンバ床、又は排出口内に又は排出口に隣接して（例えば場所１２９９Ｄに）排出口容量性センサモジュールを含む。実施形態では、処理装置１２００は、例えば場所１２９９Ｃに、リング構造容量性センサモジュールを含む。

【0101】

実施形態では、処理装置１２００は、チャンバ壁容量性センサモジュール、チャンバリッド容量性センサモジュール、チャンバ床又は排出口容量性センサモジュール、リング構造容量性センサモジュールからなる群から選択される２つ以上の異なる容量性センサを含む。実施形態では、処理装置１２００は、チャンバ壁容量性センサモジュール、チャンバリッド容量性センサモジュール、チャンバ床又は排出口容量性センサモジュール、リング構造容量性センサモジュールからなる群から選択される２つ以上の同じ容量性センサを含む。

【0102】

実施形態では、チャンバ壁容量性センサモジュール、チャンバリッド容量性センサモジュール、チャンバ床又は排出口容量性センサモジュール、及び／又はリング構造容量性センサモジュールのうちの１つ又は複数は、熱センサを更に含む。１つの実施形態では、そのようなチャンバ壁容量性センサモジュール、チャンバリッド容量性センサモジュール、又はチャンバ床若しくは排出口容量性センサモジュールは、処理領域１２０２に近接する容量性センサを含み、処理領域１２０２から遠位の熱センサを含む。１つの実施形態では、リング構造容量性センサモジュールは、基板１２０５支持領域に近接する容量性センサを含み、基板１２０５支持領域から遠位の熱センサを含む。

【0103】

図１２Ａ及び１２Ｂの処理装置１２００は、本明細書に開示されるセンサモジュールなどのセンサモジュール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１２Ａ及び１２Ｂ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るプラズマチャンバ構成のような、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モジュールの統合から利益を得ることができる。

【0104】

例えば、図１３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モジュールを含むことができる、処理装置１３００の断面図である。プラズマ処理装置１００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。

【0105】

処理装置１３００は、接地チャンバ１３４２を含む。いくつかの例では、チャンバ１３４２はまた、チャンバ１３４２の内面を保護するためのライナ（図示せず）を含みうる。チャンバ１３４２は、処理領域１３０２及び排出領域１３０４を含みうる。チャンバ１３４２は、リッドアセンブリ１３１０で密閉されうる。プロセスガスは、１つ又は複数のガス源１３０６から質量流量コントローラ１３４９を通ってリッドアセンブリ１３１０に供給され、チャンバ１３０５に供給される。排出領域１３０４に近接する排気口１３９６は、チャンバ１３４２内の所望の圧力を維持し、チャンバ１３４２内の処理から副生成物を除去しうる。

【0106】

リッドアセンブリ１３１０は、概して、シャワーヘッドプレート１３１６と伝熱プレート１３１８とを含む上部電極を含む。リッドアセンブリ１３１０は、絶縁層１３１３によってチャンバ１３４２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１３０３に連結される。ソースＲＦ発生器１３０３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１３０６からのガスは、シャワーヘッドプレート１３１６内のマニホルド１３２０内に進入し、シャワーヘッドプレート１３１６内への開口を通ってチャンバ１３４２の処理領域１３０２内に出る。実施形態では、伝熱プレート１３１８は、伝熱流体が流れるチャネル１３１９を含む。シャワーヘッドプレート１３１６及び伝熱プレート１３１８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１３１６の代わりに（又はこれに加えて）、チャンバ１３４２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。

【0107】

処理領域１３０２は、基板１３０５が固定される下部電極１３６１を含みうる。基板１３０５を囲む処理リング１３９７の部分は、下部電極１３６１によって支持されうる。基板１３０５は、チャンバ１３４２を通るスリットバルブトンネル１３４１を通ってチャンバ１３４２内に挿入（又はチャンバ１３４２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１３４１のためのドアは省略される。下部電極１３６１は、静電チャックでありうる。下部電極１３６１は、支持部材１３５７によって支持されうる。実施形態では、下部電極１３６１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１３６１は、基板１３０５の中心に近接する第１の熱ゾーンと、基板１３０５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１３２５は、マッチ１３２７を通して下部電極１３６１に連結される。バイアス電力ＲＦ発生器１３２５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１３２５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。

【0108】

実施形態では、１つ又は複数のセンサモジュールは、処理装置１３００全体の様々な位置に配置されうる。例えば、センサモジュール（又はセンサモジュールの一部）は、１つ又は複数の場所、例えば、限定されないが、チャンバ１３４２の側壁に沿った場所１３９９Ａ、排出領域１３０４付近若しくはその中の場所１３９９Ｄ、処理リング１３９７に隣接又はその内部の場所１３９９Ｃに配置され、及び／又は場所１３９９Ｂなどでリッドセンブリ１３１０と統合されうる。したがって、処理装置１３００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モジュール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１３００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。

【0109】

ここで図１４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１４６０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１４６０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１４６０は、本明細書に開示されるような１つ又は複数のセンサモジュールに通信可能に連結されうる。コンピュータシステム１４６０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モジュールからの出力を利用しうる。

【0110】

コンピュータシステム１４６０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１４６０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１４６０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１４６０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。

【0111】

コンピュータシステム１４６０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１４２２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１４６０（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。

【0112】

実施形態では、コンピュータシステム１４６０は、バス１４３０を介して互いに通信する、システムプロセッサ１４０２と、メインメモリ１４０４（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１４０６（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１４１８（データ記憶デバイスなど）とを含む。

【0113】

システムプロセッサ１４０２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１４０２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１４０２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１４２６を実行するように構成される。

【0114】

コンピュータシステム１４６０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１４０８を更に含みうる。コンピュータシステム１４６０はまた、ビデオディスプレイユニット１４１０（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１４１２（例えば、キーボード）、カーソル制御装置１４１４（マウスなど）、及び信号生成装置１４１６（例えば、スピーカ）を含みうる。

【0115】

二次メモリ１４１８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１４２２）が記憶される、マシンアクセス可能記憶媒体１４３１（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１４２２は、コンピュータシステム１４６０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１４０４及び／又はシステムプロセッサ１４０２の中にも常駐していてよく、メインメモリ１４０４及びシステムプロセッサ１４０２は、マシン可読記憶媒体も構築しうる。ソフトウェア１４２２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１４０８を介してネットワーク１４６１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１４０８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。

【0116】

例示的な実施形態では、マシンアクセス可能記憶媒体１４３１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、かつ、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。

【0117】

したがって、本開示の実施形態は、プラズマチャンバ状態モニタリングのための容量性センサ及び容量性感知場所を含む。

【0118】

要約書に記載されているものを含む、本開示の実施形態の例示された実施態様の上記説明は、網羅的であること、又は本開示を開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。本開示の特定の実施態様及び例は、例示目的で本明細書に記載されているが、当業者が認識するであろうように、本開示の範囲内で様々な均等な変更例が可能である。

【0119】

これらの変更例は、上記の詳細な説明に照らして、本開示に対して行われうる。以下の特許請求の範囲で使用される用語は、本開示を、本明細書及び特許請求の範囲で開示される特定の実施態様に限定すると解釈すべきではない。むしろ、本開示の範囲は、確立された特許請求の範囲の解釈の原則に従って解釈される以下のクレームによって完全に決定される。

【0120】

例示的実施形態１ プラズマ処理チャンバは、処理領域を囲むチャンバ壁を含み、チャンバ壁は、そこを通る開口部を有している。容量性センサモジュールは、チャンバ壁の開口部内にある。チャンバリッドは、チャンバ壁の上にあり、かつ処理領域の上方にある。チャンバ床は、チャンバ壁の下にあり、かつ処理領域の下方にある。支持ペデスタルは、処理領域内にあり、チャンバリッドの下方及びチャンバ床の上方にあり、かつチャンバ壁によって囲まれている。

【0121】

例示的実施形態２ 容量性センサモジュールは、熱センサを更に含む、例示的実施形態１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0122】

例示的実施形態３ 容量性センサモジュールは、処理領域に近接する容量性センサを含み、処理領域から遠位にある熱センサを含む、例示的実施形態２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0123】

例示的実施形態４ チャンバ壁の開口部は、支持ペデスタルの基板支持領域に横方向に隣接する位置にある、例示的実施形態１から３のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0124】

例示的実施形態５ チャンバ壁の開口部は、支持ペデスタルの基板支持領域とチャンバリッドとの間の垂直な場所にある、例示的実施形態１から３のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0125】

例示的実施形態６ チャンバ壁の開口部は、支持ペデスタルの基板支持領域とチャンバ床との間の垂直な場所にある、例示的実施形態１から３のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0126】

例示的実施形態７ チャンバのリッドは、第２の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態１から３のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0127】

例示的実施形態８ チャンバ床は排出口を含み、プラズマ処理チャンバは、排出口内に又は排出口に隣接して第３の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態７に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0128】

例示的実施形態９ 支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を含み、リング構造は、そこを通る開口部を含み、プラズマ処理チャンバは、リング構造の開口部に第４の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態８に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0129】

例示的実施形態１０ 支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を含み、リング構造は、そこを通る開口部を含み、プラズマ処理チャンバは、リング構造の開口部内に第３の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態７に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0130】

例示的実施形態１１ チャンバ床は排出口を含み、プラズマ処理チャンバは、排出口内に又は排出口に隣接して第２の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態１から３のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0131】

例示的実施形態１２ 支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を含み、リング構造は、そこを通る開口部を含み、プラズマ処理チャンバは、リング構造の開口部内に第３の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態１１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0132】

例示的実施形態１３ 支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を含み、リング構造は、そこを通る開口部を含み、プラズマ処理チャンバは、リング構造の開口部内に第２の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態１から３のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0133】

例示的実施形態１４ プラズマ処理チャンバは、処理領域を囲むチャンバ壁を含む。チャンバリッドは、チャンバ壁上にあり、処理領域の上方にあり、かつ容量性センサモジュールを含む。チャンバ床は、チャンバ壁の下にあり、かつ処理領域の下方にある。支持ペデスタルは、処理領域内にあり、チャンバリッドの下方及びチャンバ床の上方にあり、かつチャンバ壁によって囲まれている。

【0134】

例示的実施形態１５ 容量性センサモジュールは、熱センサを更に含む、例示的実施形態１４に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0135】

例示的実施形態１６ 容量性センサモジュールは、処理領域に近接する容量性センサを含み、処理領域から遠位にある熱センサを含む、例示的実施形態１５に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0136】

例示的実施形態１７ 容量性センサモジュールが、支持ペデスタルの基板支持領域上の垂直な場所にある、例示的実施形態１４から１６のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0137】

例示的実施形態１８ 容量性センサモジュールが、支持ペデスタルの基板支持領域の外側の領域上の垂直の位置にある、例示的実施形態１４から１６のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0138】

例示的実施形態１９ チャンバ床は排出口を含み、プラズマ処理チャンバは、排出口内に又は排出口に隣接して第２の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態１４から１６のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0139】

例示的実施形態２０ 支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を含み、リング構造は、そこを通る開口部を含み、プラズマ処理チャンバは、リング構造の開口部内に第３の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態１９に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0140】

例示的実施形態２１ 支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を含み、リング構造は、そこを通る開口部を含み、プラズマ処理チャンバは、リング構造の開口部内に第２の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態１４から１６のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0141】

例示的実施形態２２ プラズマ処理チャンバは、処理領域を囲むチャンバ壁を含む。チャンバリッドは、チャンバ壁の上にあり、かつ処理領域の上方にある。チャンバ床は、チャンバ壁の下にあり、かつ処理領域の下方にあり、排出口を含む。容量性センサモジュールは、排出口内にあるか、又は排出口に隣接している。支持ペデスタルは、処理領域内にあり、チャンバリッドの下方及びチャンバ床の上方にあり、かつチャンバ壁によって囲まれている。

【0142】

例示的実施形態２３ 容量性センサモジュールは、熱センサを更に含む、例示的実施形態２２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0143】

例示的実施形態２４ 容量性センサモジュールは、処理領域に近接する容量性センサを含み、処理領域から遠位にある熱センサを含む、例示的実施形態２３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0144】

例示的実施形態２５ 容量性センサモジュールは、支持ペデスタルの基板支持領域の下の垂直な場所にある、例示的実施形態２２から２４のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0145】

例示的実施形態２６ 容量性センサモジュールは、支持ペデスタルの基板支持領域の外側の領域の下の垂直な場所にある、例示的実施形態２２から２４のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0146】

例示的実施形態２７ 支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を含み、リング構造は、そこを通る開口部を含み、プラズマ処理チャンバは、リング構造の開口部内に第２の容量性センサモジュールを含む、例示的実施形態２２から２４のいずれかに記載のプラズマ処理チャンバ。

【0147】

例示的実施形態２８ プラズマ処理チャンバは、処理領域を囲むチャンバ壁を含む。チャンバリッドは、チャンバ壁の上にあり、かつ処理領域の上方にある。チャンバ床は、チャンバ壁の下にあり、かつ処理領域の下方にある。支持ペデスタルが、処理領域内にあり、チャンバリッド下方及びチャンバ床上方にあり、かつチャンバ壁によって囲まれている。支持ペデスタルは、基板支持領域を囲むリング構造を含み、リング構造は、そこを通る開口部を含む。容量性センサモジュールは、リング構造の開口部内にある。

【0148】

例示的実施形態２９ 容量性センサモジュールは、熱センサを更に含む、例示的実施形態２８に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0149】

例示的実施形態３０ 容量性センサモジュールは、基板支持領域に近接する容量性センサを含み、基板支持領域から遠位にある熱センサを含む、例示的実施形態２９に記載のプラズマ処理チャンバ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】