[发明专利]用于等离子体腔室条件监测的电容传感器及电容感测位置

说明书

描述了用于等离子体腔室条件监测的电容传感器及电容感测位置。在一示例中，等离子体处理腔室包括腔室壁，所述腔室壁环绕处理区域。腔室盖在所述腔室壁之上并且在所述处理区域上方。腔室地板在所述腔室壁下并且在所述处理区域下方。支撑基座在所述处理区域中且在所述腔室盖下方并且在所述腔室地板上方，并且所述支撑基座被所述腔室壁环绕。电容传感器模块可在所述腔室壁的开口中。腔室盖可包括电容传感器模块。腔室地板可包括排气端口及在所述排气端口内或相邻于所述排气端口的电容传感器模块。支撑基座可包括环结构，所述环结构环绕基板支撑区域，并且电容传感器模块在所述环结构的开口中。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2020年3月6日提交的美国非临时申请第16/812,075号的优先权，所述申请的整体内容通过引用而并入本文。

技术领域

本公开内容的实施例涉及等离子体腔室条件监测的领域，并且特定地涉及用于等离子体腔室条件监测的电容传感器和电容感测位置。

背景技术

微电子装置、显示装置、微机电系统(MEMS)等的制造需要使用一个或多个处理腔室。例如，可使用处理腔室(诸如但不限于：等离子体蚀刻腔室、等离子体增强化学气相沉积腔室、物理气相沉积腔室、等离子体处理腔室、或离子注入腔室)以制造各种装置。随着此类装置中的规模持续扩大到较小的临界尺寸，针对均匀的处理条件(例如，跨单个基板的均匀性、不同批次的基板之间的均匀性、以及设施中腔室之间的均匀性)以及工艺期间的处理稳定性的需求在大批量制造(HVM)环境中变得越来越重要。

处理的非均匀性和不稳定性源自许多不同的来源。一个这样的来源就是工艺本身的条件。即，随着在腔室中处理基板，腔室环境可能改变。例如，在蚀刻工艺中，由于再沉积工艺，蚀刻副产物可能沉积在腔室的内部表面上。腔室的内部表面上的再沉积层的堆积可在工艺配方的后续迭代中变更等离子体化学性质并导致工艺偏移。

为了对抗工艺偏移，可定期清洁处理腔室。可实施原位腔室清洁(ICC)以重新设定腔室条件。现今，ICC主要基于配方。即，执行设定配方以便清洁处理腔室。一些ICC可能使用光发射光谱(OES)系统以用于工艺配方的终点确定。然而，没有办法直接测量工艺腔室的内部表面的条件(例如，再沉积层的厚度、陈化层的厚度等)。

也可开启处理腔室以便手动清洁处理腔室的部分或更换处理腔室内的磨损的耗材。然而，开启处理腔室会导致显著的停机时间，因为需要抽吸处理腔室回降到所期望的真空压力、陈化，并且需要在对生产基板进行处理之前对腔室进行重新验证。开启处理腔室可以以预定的间隔发生(例如，在处理了一定数量的基板之后)，或在检测到偏离之后。依赖预定间隔可能会导致太频繁地开启腔室。因此，生产量减低。在偏离检测的情况下，在已经对生产基板造成损坏之后对腔室条件进行校正。因此，良率减低。

发明内容

本公开内容的实施例包括用于等离子体腔室条件监测的电容传感器和电容感测位置。

在一实施例中，等离子体处理腔室包括：腔室壁，所述腔室壁环绕处理区域，所述腔室壁具有穿过所述腔室壁的开口。一个或多个电容传感器模块在穿过所述腔室壁分布的开口中。腔室盖在所述腔室壁之上，所述腔室盖在所述处理区域上方。腔室地板在所述腔室壁下，所述腔室地板在所述处理区域下方。支撑基座在所述处理区域中，所述支撑基座在所述腔室盖下方且在所述腔室地板上方，并且所述支撑基座被所述腔室壁环绕。

在另一实施例中，等离子体处理腔室包括：腔室壁，所述腔室壁环绕处理区域。腔室盖在所述腔室壁之上，所述腔室盖在所述处理区域上方，其中所述腔室盖包括分布于盖上的一个或多个电容传感器模块。腔室地板在所述腔室壁下，所述腔室地板在所述处理区域下方。支撑基座在所述处理区域中，所述支撑基座在所述腔室盖下方且在所述腔室地板上方，并且所述支撑基座被所述腔室壁环绕。