[发明专利]用于微电子等离子体处理工具的高性能微型射频传感器

权利要求书

1.一种用于测量由高功率RF电源供应到微电子处理工具的等离子体处理腔室的RF电流和电压的微型RF传感器组合件，所述组合件包括：

传感器头；

导体；

电压拾波器；以及

电流拾波器，所述电压拾波器和所述电流拾波器中的每一者设置在所述传感器头内，其中所述电压拾波器和所述电流拾波器中的每一者在所述传感器头内相对于所述导体堆叠在彼此之上。

2.根据权利要求1所述的传感器组合件，其中所述电流拾波器和所述电压拾波器中的至少一者设置在印刷电路板内。

3.根据权利要求2所述的传感器组合件，其中所述电压拾波器和所述电流拾波器中的每一者设置在所述印刷电路板中。

4.根据权利要求2所述的传感器组合件，其中电流拾波器是由所述印刷电路板的两个层形成的电感器，所述层通过盲通孔接合。

5.根据权利要求2所述的传感器组合件，其中所述传感器头由多面封闭件界定，所述导体由等离子体工具的条形导体形成，所述导体进一步形成所述封闭件的一侧面。

6.根据权利要求5所述的传感器组合件，其中所述电路板设置在所述多面封闭件内，所述电路板包含围绕其外部周边设置的多个屏蔽通孔。

7.根据权利要求6所述的传感器组合件，其中所述印刷电路板包含用于使所述导体对频率的响应平坦以便产生恒定增益的构件。

8.根据权利要求7所述的传感器组合件，其中所述响应平坦构件包含设置在所述导体附近的集肤效应屏蔽层，所述层是响应性的以充当低通滤波器。

9.根据权利要求2所述的传感器组合件，其中所述电压拾波器包括所述印刷电路板的金属层，其具有平行于来自所述导体的磁通量线的方向定向的栅格或网结构。

10.根据权利要求2所述的传感器组合件，其中所述印刷电路板包含用于阻挡任何场耦合到与所述传感器头连接的连接器和电缆的屏蔽件。

11.根据权利要求10所述的传感器组合件，其中所述印刷电路板包含接地的金属顶部层。

12.根据权利要求2所述的传感器组合件，其包含连接到所述传感器头的三轴电缆，所述电缆容纳载运来自所述传感器的电压和电流信号的两个同轴电缆。

13.根据权利要求12所述的传感器组合件，其中所述三轴电缆包含外部同轴导体以及设置在所述外部同轴导体上方的介电层。

14.根据权利要求13所述的传感器组合件，其包含阻抗终端，其中所述阻抗终端借助三轴电缆连接到所述传感器头，所述三轴电缆的电长度在所述RF传感器的最大操作频率下是1/4波长。

15.根据权利要求14所述的传感器组合件，其中所述阻抗终端包含一对变换器，所述变换器中的每一者用于来自所述传感器头的电压和电流拾波器信号，所述变换器用于使每一所述信号的负载失配以提供隔离。

16.根据权利要求15所述的传感器组合件，其中所述对变换器包含用于所述电压信号的低到高阻抗变换器和用于所述电流信号的高到低阻抗变换器。

17.根据权利要求12所述的传感器组合件，其中所述传感器头包含用于接纳所述电缆的开口和附接到所述电路板的应变消除件。

18.根据权利要求17所述的传感器组合件，其中所述应变消除件包含电屏蔽件。

19.一种传感器组合件，其包括：

传感器头，其包含多面介电封闭件；

导体，其被布置为所述传感器头的一个侧面，所述导体是等离子体处理工具的导体条；

电流拾波器；

电压拾波器，所述电流拾波器和所述电压拾波器中的每一者布置在印刷电路板内，且其中所述电压拾波器和所述电流拾波器布置在彼此上方和所述导体上方。

20.根据权利要求19所述的传感器组合件，其中所述电流拾波器由所述板的一对平行层界定，所述对平行层由盲通孔连接从而形成电感器。

21.根据权利要求20所述的传感器组合件，其中所述电压拾波器是由网或栅格结构形成的金属层，所述网或栅格结构定向在平行于由所述导体产生的EM场的方向上。