[发明专利]监测和控制等离子体制造工艺的技术

权利要求书

1.一种监测包含在等离子体腔室中的等离子体中的离子种类用的飞 行时间离子感测器，其特征在于所述飞行时间离子感测器包含：

外壳；

漂移管，其定位于所述外壳中；

提取器电极，其在所述外壳中定位于所述漂移管的第一末端处，所述 提取器电极经配置以执行对来自等离子体的离子的吸引与排斥中的至少一 种；

多个电极，其定位于所述漂移管的第一末端处并接近所述提取器电极，所 述多个电极经偏压，以便使被吸引的离子的至少一部分进入所述漂移管中， 且向所述漂移管的第二末端漂移；以及

离子侦测器，其接近所述漂移管的所述第二末端而定位，所述离子侦 测器侦测与所述被吸引的离子的至少一部分相关联的到达时间，

其中所述离子感测器是配置在所述等离子体腔室的侧壁上，且所述 提取器电极接近所述等离子体的边缘而定位。

2.根据权利要求1所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于所述的提取器电极为电 隔离的或被偏压于一电位，且所述电位用来执行对来自等离子体的离子的 吸引与排斥中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于所述的多个电极中的至 少一电极包含聚焦所述离子的静电透镜。

4.根据权利要求1所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于所述的多个电极中的至 少一电极包含使所述离子偏向的网格。

5.根据权利要求1所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于其更包含具有电性连接 至所述提取器电极的输出端的DC电源，所述DC电源在所述提取器电极上 产生DC电压，所述DC电压执行对等离子体中的离子的吸引与排斥中的至 少一种。

6.根据权利要求1所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于其更包含具有电性连接 至所述提取器电极的输出端的脉冲电源，所述脉冲电源在所述提取器电极 上产生脉冲电压信号，所述脉冲电压信号执行对等离子体中的离子的吸引 与排斥中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于所述的脉冲电压信号包 含周期信号。

8.根据权利要求1所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于其更包含具有电性连接 至所述多个电极中的一电极的输出端的脉冲电源，所述脉冲电源产生电压 脉冲信号，所述电压脉冲信号执行对离子的吸引与排斥中的一种。

9.根据权利要求8所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于所述的电压脉冲信号执 行自所述多个电极中的所述一电极的解吸附与在所述多个电极中的所述一 电极上的沉积中的一种。

10.根据权利要求8所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于所述的电压脉冲信号与 施加至由所述等离子体处理的晶圆上的电压同步。

11.根据权利要求8所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于所述的电压脉冲信号相对 于时序参考信号而延迟，以便获得对所述离子的时间解析量测。

12.根据权利要求8所述的监测包含在等离子体腔室中的等离子体中 的离子种类用的飞行时间离子感测器，其特征在于所述的电压脉冲信号中 的至少某些电压脉冲具有经选取以选择特定离子质量的宽度。