利用具有改良的光學訪問的雙區域氣體注射器來訪問工藝室的方法和設備的制作方法

專利名稱：利用具有改良的光學訪問的雙區域氣體注射器來訪問工藝室的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及半導體制造，尤其涉及進出工藝室的
方法和設備，其中該進出可以是通過光學訪問窗口進行光學訪問，
以及通過改良的注射器的雙配置對工藝室條件的促進而4呆護光學
訪問窗口免于損壞。
背景技術：
在從基板上刻蝕材料以及將材料沉積到基板上時，會用 到真空工藝室。例如，基4反可以是半導體晶圓。此處，將2001年5 月15日授權的Ni等人發明的美國專利6230651 (授權于朗姆研究公 司，本發明的申請人)列入以供參考，并描述了工藝室頂端的電介 質室窗口的開口，或4妄口，用以進入工藝室的內吾P，例力口，在半導 體基板的刻蝕工藝或者其他工藝中。對于大直徑基板來"i兌，通過該 電介質室的4妄口進4于中央氣體注射，械/汄為可以〗呆i正刻蝕和沉積的 一致性，并因此改進對這種工藝室的訪問。然而，隨著工業標準的^是升，需要作出進一步的改進以 對這種工藝室進行更好的訪問。例如，需要監—見室內的工藝，這需 要對工藝室的訪問以及對氣體供應的訪問。當監測可能表征工藝室 內的工藝狀態的光學信號時，開口，此處用以指代清晰光學孔，通 過電介質室窗口進行擴展。這種開口 (或清晰光學孔)配有對視線 沒有阻礙的直線，因此，"清晰"-故用來描述該光學孔。然而，當清晰光學孔物理開口于工藝室時，會出現困難，因為等離子體可能
在該清晰光學孔內形成。這種等離子體形成(plasma formation )與 初始化等離子體的閾值電場強度有關，該閾值強度是基于清晰光學 孔的內腔的氣壓和直徑的，該清晰光學孔是用來供應室內氣體的。 第二個在先申請描述了在氣體供應內腔內等離子形成的那兩個因 素。通常嘗試減少氣體供應內腔的直徑，因為氣壓是由工藝要求規 定的，并且一4殳來說不能改變以防止等離子體的形成。該第二在先 申請還教授了，當多重使用(或同時使用)清晰光學孔時(例如， 在光學訪問和氣體供應功能上同時4吏用)，該多重4吏用會帶來沖突 的需求。也就是說，為了便于監控(或診斷)表征工藝室內工藝條 件的光信號，需要增加清晰光學孔的氣體供應內腔的直徑。例如， 在提供光學訪問以對室內工藝的干涉和衍射進行觀察時，這種氣體 供應內腔的直徑一般必須不小于一個最小值，例如，該最小值被定 義為大約半英寸。該直徑被描述為能夠對光信號進行恰當訪問所需 的最小直徑，在該第二在先申請指的是"清晰光學孔的最小直徑"。 然而，該第二在先申請的分析表明，為了對該氣體供應進行多重使 用，需要一個具有相對小的直徑(明顯小于0.5英寸)的向工藝室供 應氣體的清晰光學孔的氣體供應內腔，例如，以避免在氣體供應內 腔內的等離子形成。此分析還表明，為了便于多重使用，需要使用 光學訪問窗口以密封該清晰光學孔從而保持工藝室內的真空環境， 而且，該光學訪問窗口還應當安裝在電場強度被實際減小的位置。 這樣安裝是為了降低對光學窗口的損害，例如，減少清晰光學孔中 的可以降低窗口清晰度的等離子體形成帶來的損害。這種等離子體 能生成特定的污染物并增加光學訪問窗口上的沉積。因此，該第二 在先申請的分析表明，不僅有清晰光學孔的氣體供應內腔的最小直 徑，這與小直徑氣體供應內腔的需要相沖突，還有清晰光學孔的氣 體供應內腔的最小長度，以降低污染物和對便于多重使用的光學訪 問窗口的損害。
8
在該第二在先申請中，將清晰光學孔的最小直徑與屏蔽 氣體入口提供的氣體內腔通道進行比較，例如，在2002年12月31曰 授權的發明人為Mett等人的美國專利6， 500， 299描述了該屏蔽氣體 入口。盡管提供了這種通道中的多個，通道還是僅僅被用來向工藝 室供應氣體。為了這種目的，氣體是通過像陶資等電介質材料的顆 粒供應的，這些通道是由互連的多孔陶資的孔定義的，不會提供光 學信號傳輸所需的清晰的無阻礙的一見線線3各。因此，這些通道不適 合用來提供清晰的光學訪問以對室內工藝的千涉和衍射進行觀察。 甚至，在該第二在先申請中我們注意到，為了在金屬杯內部的氣體 內月空里加載這些通道并將金屬杯4悉入工藝室的側壁，例如J象在Mett 等人的專利中描述的那樣，需要令人討厭地將金屬杯暴露于室內的 等離子體，并在將金屬杯密封到工藝室內壁的時候引起問題。本發明的申i會人認為，工業要求和標準已經升高到超出 了在該第 一和第二在先申請中所尋求的，也超出了氣體供應中陶瓷 材料的互連毛孔的使用，需要作出進一步的改進，以提供對這種工 藝室的更好的訪問，以通過清晰光學孔同時供應氣體并進行光學訪 問，同時要降低元件的費用。例如，本申請人認為存在進一步改進 的需要，提供第二在先申請中的全陶瓷、單片注射器的所有優點， 在該第二在先申請中提供對工藝室的多重訪問(例如同時進行氣體 供應和光學訪問)，以及有這些優勢但不需考慮下述全部因素(1) 需要注射器是由陶瓷材料制成的，而是允許在合適的時候使用陶瓷 材料，或(2)需要注射器被沉積在通孔上的像鈰氧化物，鋯氧化 物，釔穩定氧化鋯，熱噴涂的鋁氧化物或4乙氧化物這樣的材料包覆， 以保護陶資材料免受工藝等離子體的影響，或(3)在通向注射器 的光學訪問窗口上沉積顆粒的損害性沉積，或(4)需要光學訪問 窗口與工藝室窗口之間有長空隙以避免^"光學i方問窗口的損害，同 時使改良的注射器具有幾何優勢。
鑒于前述，有對進出工藝室的進一步改進的方法和裝置 的需求，包括4是供對工藝室的改進的多重訪問(例如，通過清晰光 學孔進行的同步的氣體供應和光學訪問)的需求。該需求還包括提 供，當訪問是為了提供雙區域氣體供應時及當該光學訪問要滿足該 清晰光學孔的相對大的最小直徑(以最優化光學訪問)和向室內供 應氣體的氣體內腔的相對小的直徑間的沖突需求(例如為了避免氣 體內腔里等離子體的形成時)的改進的訪問。那么，面臨的問題是 如何提供訪問工藝室的進一步的改進，以及如何提供在訪問是為了 雙區域氣體供應時以及在該光學訪問面臨上述沖突的需求時，在沒 有上述四種考慮的情況下，提供進一步的改進。

發明內容
大體上il,本發明的實施方式通過4是供訪問工藝室的方 法和裝置滿足了這些需要，其中該訪問可以是同時將氣體供應到該 工藝室并通過光學訪問窗口對該工藝室進4亍清晰的光學訪問，并有 助于保護該光學訪問窗口免于受到來自該工藝室的條件引起的損 害。這些實施方式通過提供在該第二在先申請中的全陶瓷單片注射 器的優點以及通過4是供不考慮前述因素的優點，同時使其具有改進 的注射器的幾何學上的優勢而滿足了上述需求，其中在該第二在先 申請中注射器4是供了對工藝室的多重訪問(例如通過一個清晰光學 孔同時進4亍氣體供應和清晰的光學訪問)。本發明的實施方式包括一種用于工藝室的氣體注射器， 該工藝室配有光學i方問窗口 ，該光學i方問窗口允"i午光線進出該工藝 室。軸套，配有定義氣體和光學訪問^各徑的內腔。該內腔配有訪問 區域，該訪問區域被配置為流通工藝氣體并傳送具有想要的信噪比 (SNR)的光學訪問信號。隔膜，被配置為容納于該內腔，該隔膜 一皮進一步配置為 一尋該內力空的該-沐問區^或分割為至少兩個獨立的通 孔。至少兩個獨立的通孔中的每一個都纟皮配置為與其他通孔協作，以流通該工藝氣體并通過該光學i^問窗口傳送該具有該想要的 SNR的該光學訪問信號。本發明的實施方式還包括一種同時將光學信號沿著光學 ^各徑/人工藝室經過光學訪問窗口傳送到該工藝室之外的i貪斷末端 點，并將第一工藝氣體注射入該工藝室的氣體注射器。該氣體注射 器包括配置為接收該工藝氣體的罩，該罩進一步配有中空本體，該 中空本體環繞該光學5各徑并將該光學訪問窗口裝設到該診斷末端 點附近。軸套，其^皮配置為容納于該中空本體以定義內腔，該內腔 環繞該光學^各徑并配有光學訪問區域以同時將該工藝氣體注射入 該工藝室并允許乂人該工藝室經過該光學訪問窗口的光學信號的光 學訪問，該光學信號具有至少一最小信噪比(SNR)。隔膜，被配 置為容納于該氣體內腔，該隔膜4皮進一 步配置為將該光學訪問區域 分割為多個光學信號孔，該光學信號孔中的每一個都被配置，從而 該光學信號孔共同地將具有至少該最小SNR的該光學信號通過該 光學訪問窗口進行傳送。本發明的實施方式還包括一種對發生在工藝室中的工藝 事件進4于光學訪問的方法。該方法包含一種操作，該操作定義一體 的氣體和光學訪問路徑，該路徑被配置為運送氣體并將光學信號從 該工藝室傳送到分析工具，該分析工具響應具有想要的信噪比 (SNR)的該信號以進行工藝分析。該定義的路徑配置能夠傳送該 想要的SNR，該想要的SNR足夠高，乂人而該工具可以;睛確;也指示該 工藝分析。該方法還包括一種操作，該操作將該一體的氣體和光學 訪問路徑分割為位于工藝室和分析工具之間的多個獨立的氣體和 光學通孔。該分割配置該獨立的孔乂人而該孔共同地保持傳送到該工 具的該光學信號該想要的SNR,同時持續提供該光學訪問。然而，顯然，在沒有其中一些或全部細節的十青況下，本 領域的技術人員仍然能夠實施本發明。在其他情況下，我們沒有對
ii熟知的操作進行詳細描述以免模糊本發明的重點。


通過下述詳細說明，并結合附圖，可以4艮容易的理解本 發明的具體實施方式
，其中相似的參考數字表示同類的結構元件， 其中圖1是本發明的裝置的實施方式的示意圖，該裝置用于對 工藝室的多重訪問，該訪問是在具有改進的配置的注射器的幫助下 完成的；圖2A是具有開口的工藝室窗口的實施方式的側面橫斷
面圖，本發明的實施方式的注射器插入該開口，描主會了開口內的屏 蔽，該屏蔽用以保護訪問區域免受電場影響，以及容納于該屏蔽內
的罩，該罩作為提供該改進的多重訪問的第 一部件；圖2B是圖2A中的工藝室窗口的實施方式在圖2A中的直 線2B-2B處的橫斷面視圖，顯示了該注射器的多重(氣體和光學) i方問區i或的一黃斷面；圖3A是圖2A的實施方式的橫斷面視圖，描繪了包含罩和 容納于罩內的軸套的雙片注射器配置，并顯示了容納于軸套內以提
供對該工藝室的改進的光學訪問的隔膜；圖3B和圖3C是圖3A中的注射器的實施方式在圖3A中的 直線3A/B處的4黃斷面一見圖，顯示了軸套的清晰光學訪問區域的4黃斷 面(圖3B)和由隔膜定義的清晰的光學訪問區域的橫斷面(圖3C);[]圖4是圖3A和圖3C中的軸套和隔膜的放大的橫斷面視圖，描 繪了將該清晰的光學訪問區域分割為示例性的兩個多重訪問氣體 和光學信號孔的隔膜；圖5A和圖5B是沿著圖4中的直線5A/B的平視圖，描繪了
圖4中顯示的隔膜的示例性配置。圖6是圖3A的雙片注射器的一部分的橫斷面視圖，描繪 了罩的一個末端和軸套的相應末端的》文大部分，顯示了罩的一個末 端和軸套的相應末端之間的界面的U形實施方式，以減少注射器內 的孩i粒的產生；圖7A是一個放大的橫斷面視圖，描繪了罩的上末端以及 軸套的相應末端，顯示了裝設在軸套上位于軸套和固定于罩的上末 端的光學窗口之間的彎曲部；圖7B是類似于圖7A的視圖，描繪了裝設在軸套上并被窗 口壓縮的彎曲部，該被壓縮的彎曲部驅使軸套的另 一個末端朝著界 面軸套運動，以最小化注射器內的孩i粒的產生；以及圖8是本發明的方法實施方式的流程圖。通過下面的詳細描述，并結合描繪本發明的實施方式的 原則的實施例的方式的附圖，本發明的其他方面和優點會變的非常明顯。
具體實施例方式在下面的描述中，為了提供對本發明的完整的理解，對 一些具體細節進4亍了描述。然而，顯然對本4支術領域的人員來i兌， 沒有這些具體細節的部分或全部，仍然能夠實施本發明。在其他情況下，沒有對熟知的處理步艱《和/或裝置進^于詳細描述，以免一莫糊本 發明的重點。對發明的實施方式的描述包括工藝室的氣體注射器，配 置為具有允許光線進出該工藝室的光學訪問窗。軸套可以配有一個 定義氣體和光學訪問^各徑的內月空。該內月空可以配有流通工藝氣體和 傳送具有想要的信噪比(SNR)的光學訪問信號的訪問區域。在該 內腔容納有隔膜，該隔膜進一步將該內腔的訪問區域分割為至少兩 個獨立的通孔。該至少兩個獨立的通孔中的每一個都凈皮配置為與另 一個通孔互相配合，以通過該光學訪問窗流通該處理氣體并傳送該 具有想要的SNR的光學訪問信號。所述實施方式可進一步包括一種對發生在工藝室內的工 藝事件進行光學訪問的方法。該方法還包括定義一體的氣體和光學 訪問^各徑的才喿作，該 一體的氣體和光學訪問3各徑#:配置為運送氣體 并將光學信號從工藝室傳送到分析工具，該分析工具響應具有想要 的信噪比(SNR)的該信號以進行工藝分析。定義的路徑配置能夠 傳送想要的信p喿比，該信噪比對該工具來i兌足夠高，可以精確地指 示該處理分析。該方法還包4舌爿尋該一體的氣體和光學訪問^各徑分割 為工藝室和分析工具之間的多個獨立的氣體和光學通孔的操作。該 分割配置該獨立的孔，以便該孔共同維護傳送到該工具的光學信號 的想要的信噪比，同時持續才是供清晰的光學訪問。圖1是本發明的裝置40的 一個實施方式的示意圖，該裝置 40提供對工藝室的多重訪問，這種訪問是在注射器的幫助下完成 的，該注射器^皮配置為同時進行改進的多重氣體注射及工藝分斗斤和 測量工具的清晰光學訪問。該訪問是通過 一 個由在該工藝室的窗口 附近生成的電場保護的訪問區域進4亍的。例如，該訪問區域允許對 半導體制造工藝室的訪問。根據本發明的實施方式，該電場應用于與該訪問區域相鄰的該工藝室，通過該進入區域，才是供對同步的示 例性氣體訪問及處理分析和測量工具的多重訪問。例如，圖1顯示了裝置40,其包括具有給基板46^是供合適 的固定力的基板夾具44的真空工藝室42,該基板是在半導體制造操 作中進行處理的。這樣的基板可以是，例如半導體晶圓，或其它的 在制造器件或元件過程中進行處理的基底。工藝室42的頂部提供有 一個工藝室窗口 ，例如電介質窗口48。顯示了窗口48提供的開口50, 以允許對工藝室42內部的多重訪問，例如通過本發明的實施方式中 的注射器51。圖2A是配置為具有開口 50的窗口 48的實施方式的橫斷 面圖，描繪了具有很大直徑的開口截面50E及具有較小直徑的開口 截面50S。圖2A還描繪了開口截面50E內的屏蔽52,以保護訪問區域 5 3免受電場影響。隔開的豎直的點-點-破折號線確定了 一個示例性 的圓柱形訪問區域53。因此，該訪問區域可以是一個三維體，內部 有由這些直線確定的示例性真空圓筒。在圖2A顯示的訪問區域53 的具體實施方式
中，訪問區域53延伸入窗口48,并具有一個與該大 直徑截面50E共同擴展的部分，如第一在先申請中所述，該第一在 先申請已通過引入作為參考。圖2A還顯示了本發明的具體實施方式
的注射器51,其配置為具有一個容納在截面50E中的專交大直徑的外 部截面，以及一個容納在開口50的截面50S中的4交小直徑的外部截 面。圖1還示意性地顯示了具有裝置54的工藝室42，該裝置54 需要通過開口50訪問該工藝室48。該裝置54需要這樣的訪問，例如 通過向工藝室供應氣體，幫助進行工藝室42內的沉積或刻蝕工藝。 作為裝置54的一個實施例，工藝氣體可以乂人一個或多個氣體源通過 訪問區域52和注射器51供應到工藝室42內。在用泵(未示)降低工 藝室42內的氣壓以進行沉積或刻蝕工藝的時候，將一個具有阻抗耦合電路的射頻(RF)能量的電源連接于線圈60以激勵工藝室內的氣 體并在工藝室42內維持一個高密度的(例如每立方厘米1(T"到10—12 個離子)等離子體。線圏60可以是通過窗口48將射頻能量電感耦合 入該工藝室42的類型，乂人而為工藝室內的沉積或刻蝕工藝提供高密 度的等離子體。在該耦合中，線圈60產生電場(如圖1的線62所示)。如下所述，當該裝置54包括需要訪問該工藝室42以進行 工藝分析，診斷或測量的工具(參考圖7B的54T)時，該裝置54還 需要通過該訪問區域53訪問該工藝室48。工具54T的訪問被稱為"光 學訪問"，可以沿著圖2A中的示意線AP描繪的軸向路徑由工具54引 導。作為光學訪問的一個實施例，圖2A顯示了一個光學^T入^f言號， 或信號，S-IN，該信號是由工具54T產生的平4亍白色光束。信號S-IN 可以在工具54T引導下通過注射器51沿著軸向路徑AP到達工藝室 48中正在處J里的基才反46 (圖l)的表面。作為工藝分一斤，i貪斷或測 量的一個實施例，有時，這樣的表面可以是基板自身，或基板上的 一個結構(例如一個晶片)，并且該基々反或結構可以調制或者改變 信號。例如，可能會出現作為基板處理的表示的信號的振幅、頻率 或相位的變化。改變之后，該信號S-IN^t稱為光學llr出信號，或信 號S-OUT(圖2A)，其可以是從工藝室48發出的，并通過注射器51 沿著軸向路徑AP被工具54T接收。還可以提供其他類型的光學信 號，例如通過使用其他形式的光學輸入信號S-IN (而非白光)，或 通過基板表面，結構或工藝對該信號S-IN作出其他改變。當這里用 "光學訪問，，，或信號S-IN或信號S-OUT來表示時，也可以包括其他 形式的光學^方問。圖2A還顯示了 ，該注射器51可以通過包括第一內腔66來 進行該光學訪問，該第一內腔具有一個開i文的，多重的氣體和光學 訪問區域68(圖2B,用一個雙向箭頭來表示內腔的整個區域)。具 有區域68的內腔66向工藝室42供應氣流或清晰的光學訪問。具有區域68的內腔66提供的清晰光學訪問足夠用來傳送具有正常的，或想 要的，信噪比("SNR"或"想要的SNR")的光學信號S-IN和S-OUT。 這種清晰的光學訪問#1稱為"想要的光學訪問"，^是供這種想要的 光學訪問的該光學訪問區域68凈皮稱為"想要的光學訪問區域"。信 號S-IN被通過 一 個光學訪問窗口 70傳送入該注射器50和該工藝室 42。信號S-OUT也是通過注射器和光學訪問窗口 70傳送出工藝室到 達工具54T(圖7B)。例如，相應于信號S-IN,和通過光學訪問窗口 70傳送出注射器到達工具54T的信號S-OUT ，想要的SNR被定義為 工具54T為了進行精確的工藝分析，診斷和測量所需要的SNR。想要的光學訪問(響應于具有想要的SNR的信號S-OUT) 使得工具54T可以準確的指示基板的進程。 一般來說，想要的SNR 是輸入到監控工具54T (例如干涉計或分光計)的信號的典型的 SNR。因此，具有想要的光學訪問區域68的內腔66^J己置為通過對 室內工藝的典型的干涉或分光》見察來幫助監控，因而該信號S-OUT 代表的是典型的基板的表面或基板上的結構。在輸入到工具54T的信號S-OUT是提供了想要的SNR的 想要的光學訪問的情況下，該SNR被稱為"足夠高"，乂人而該工具 54T可以精確地指示該基板的進程。因此，進入該內腔66并被引導 到基板上的信號S-IN具有一個相對高的，也就是"足夠高"的SNR, 而且，從內腔66中傳出并經過注射器51和光學訪問窗口 70的S-OUT 信號仍然具有相對高的，也就是"足夠高"的SNR,都不存在下面 描述的干擾。考慮干擾的話，即便內腔66被配置為幫助想要的SNR 的傳送并提供想要的光學訪問，在沒有本發明的具體實施方式
的改 進的情況下，信號S-IN和S-OUT也會受到干擾并具有實質上比正常 更低的(例如比想要的更低的)SNR，因而最后的光學訪問可能不 是想要的光學訪問。干擾可能是在沿著，或者通向，該光學路徑AP 的情況下出現的。例如，如果注射器51的光學窗口70^皮刻蝕過而且
17覆蓋有沉積微粒的話，S-IN和S-OUT就會有降低了的SNR,可能使 得工具54不能準確的指示基板的工藝，該光學訪問不是想要的光學 訪問。這種覆蓋可能來自的不想要出現的等離子體在注射室51內著 火(或點燃)。等離子體產生的微粒可能沉積到光學窗口70上，降 低S-IN和S-OUT信號的SNR，這又導致該工具54T不能準確的指示 基板的工藝。這里所稱的由注射器51的實施方式提供的"改進的光 學訪問"表明注射器51被配置為減少這種對注射器51的光學窗口的 刻蝕和覆蓋，以及減少不想要出現的等離子體在注射室內著火的可 能性，以便S-IN和S-OUT每個信號的SNR都保持想要的SNR,也就 是足夠高，從而該工具54T可以準確的指示基板的工藝，例如，提 供上述"想要的光學訪問"。不使用屏蔽52的話，電場62可能會延伸到窗口 48頂端的 線圈60的匝之間，還可能通過開口50衍射到窗口48內。不使用該第 二在先發明的屏蔽的實施例的情況下，電場62的產生通常有導致訪 問區域53內的開口50中出現不想要的等離子體的趨勢。例如，如下 所述，這種趨勢可能導致在內腔66中出現不想要的等離子體，而氣 體是通過該內腔供應的。不想要的等離子體可能導致在工藝室42內 的各個部分出現不想要的孩i粒沉積，包括在基^反上(這會降j氐工藝 良率)，和在光學訪問窗口上，這會^象上面描述的那樣降^f氐信號S-IN 和S-OUT的SNR。即便內腔66被配置為幫助想要的SNR的傳送(例 如，具有一個想要的光學訪問區域)，且即Y更是Y吏用了這種屏蔽52， 為了滿足不斷增長的對工藝室的訪問的工業標準，需要使用本發明 的實施例中的改進來使得想要的SNR的衰減最小化，例如，從而輸 入到工具54T中的信號S-OUT具有想要的SNR。
中出現的這種不想要的等離子體帶來的問題，并提供如下所述的其 他的優點。圖2A顯示了與訪問區域53相關的工藝室窗口48,并確定
18窗口 48的縱軸X以作參考。使用本發明的注射器51的實施方式的時 候，大直徑窗口截面50E可以容納屏蔽52以保護該訪問區i或53和注 射器51。圖2A顯示了在大直徑截面50E中由腳(foot) 52F容納和固 定的屏蔽52的一端，這在該第一在先申請中有更詳細的描述。注射器51配有兩個部分。圖2A顯示了罩90,軸套92容納 在該罩中(圖3A)。圖2A顯示，罩的大直徑部分容納在開口50的截 面50E中，小直徑部分容納在小截面50S中。當罩容納在開口中的時 候，罩的肩部(shoulder) 98停靠在開口的相對肩部100，因此，罩 的末端90E (圖2A)擴展入該工藝室42。到注射器51和罩52重疊的 時候，注射器51位于罩52中并得到保護，免受電場62的影響。圖2A和圖3A顯示了罩92，其配有中空本體102。中空本 體102的末端90E配有多個氣體分配內月空104，可以通過多個噴嘴106 分配工藝氣體(例如第一氣體)Gl (圖3A)到該工藝室42。軸套 92可被配置為容納于該中空本體102以定義第一氣體供應內腔108 以供應該第 一處理氣體G1至該氣體分配內腔104,然后到噴嘴106 和工藝室。該第一氣體供應內腔108可以是環形的，由在中空本體 102的內壁110和軸套外表面之間的環形空間定義。該氣體G1通過本 體102的內壁110的開口 114供應到第 一 內月空108。圖2A還顯示了配置有內腔66的注射器51 。內腔66配有部 分116,其在階梯狀肩部118 (圖3A)和末端90E之間延伸。如上所 述，內腔66配有足夠傳送具有想要的SNR的光學信號S-IN和S-OUT 區域68(圖2B)，而例如，該部分116滿足了這個目的。圖3A顯示了 ，在階梯狀肩部118處，中空本體102的內壁 IIO變的更薄，以容納軸套92并形成氣體內腔108。如下所述，該階 梯狀肩部118與軸套92的肩部120十辦同工作。軸套92一皮配置為具有內 壁112的中空管(圖3B)。罩90配有第二開口124以供應第二氣體G2至該軸套92，以傳送到內腔66。圖2A顯示了內腔66部分凈皮屏蔽52 的4交j氐的末端包圍，并可以將該第二工藝氣體G2引導到工藝室42 中。內腔66引入的處理氣體G2可與由第一氣體供應內腔108、氣體 分配內腔104及噴嘴106供應的氣體G1不同，例如，可以根據工藝室 中進4亍的工藝的不同而不同。工藝氣體G1和G2還可以是，侈'B口， 以不同的流速供應的，以及例如該兩種氣體是相同的氣體。如上所述，在第二在先申請中的分析表明，為了滿足對 注射器的多種使用的氣體供應這一個方面，需要該典型的環形氣體 內腔具有一個相對小的直徑(典型的直徑D1遠遠小于0.5英寸)。這 種對小直徑的需求是為了避免等離子體在氣體內腔里面形成。如下 所述，注射器51的實施方式被配置為克服使用較大(例如0.5英寸) 的孔的高需求以及具有相對較小尺寸的氣體供應孔的需求之間的 沖突，且這些實施方式通過提供想要的光學訪問克服了這種沖突。圖3A描繪了注射器51的配置，以克服進出該工藝室42的 多重的氣體和光學訪問的沖突。圖3 A是圖2A和圖2B中的注射器的具體實施方式
的4黃截面圖，將該雙片注射器51描繪為實施方式51-1。 實施方式51-1包括罩90和容納在罩中的軸套92。注射器的配置包括 隔膜126，容納在軸套92的管狀內壁122 (圖3C)中，還包括可以裝 設到罩上的光學訪問窗口70。通常意義上，當罩90裝設到(如圖2A 所示)工藝室窗口48的開口50中時，軸套92,隔膜126和光學訪問 窗口70與該罩裝配到一起，如圖3A所示。在該裝配中，罩90，軸套 92和隔力莫126,與光學訪問窗口72，可以組合起來以才是供上述沿著 軸向路徑AP進出工藝室42的"想要的光學訪問"。想要的光學訪問 與工藝室42外的示例性i貪斷末端點相關(例如，與圖7B中的工具54T 相關)。該想要的光學訪問也就是下面所述的"改進的光學訪問"。如上所述，無論提供哪種形式的光學訪問(例如，平行 白光或者其他類型的光信號S-IN)，沿著或通向光學^各徑AP的條件可能會干擾信號S-IN和S-OUT,因此信號的SNR會變得大大低于想要的SNR。上述"想要的光學訪問，，，避免了這種大大低于想要的SNR的情況，可以由注射器51的實施方式提供，注射器51纟皮配置為可以降低上述的光學窗口 70中的刻蝕和覆蓋，并降低等離子體在注射器51內著火的可能性，因而，每個S-IN和S-OUT信號都保持在想要的水平，也就是上面所述的足夠高而可以使工具54T精確地指示基板的工藝。為了提供"改進的(或想要的)光學訪問"而進行的注射器51的這些實施方式的配置，在這里^皮稱為"改進的光學訪問配置"，該配置如下所述。隔膜126^^皮配置容納在由軸套92的內壁122定義的管中，以允許想要的(或改進的)光學訪問。軸套92的內壁122的配置(沒有隔膜126)定義了一個開放區域129 (由雙向箭頭表示擴展到內壁122的整個區域)。開放區域129是軸套92定義的管，以流通氣流并足以傳送具有想要的SNR (如上面的定義)的信號S-IN和S-OUT。隔膜126將該開放區域129分割為至少兩個孔136(圖3A和圖3C)。每個孔136都配置為具有壁138 ，該壁138從與開口 124對齊的位置平行于軸線路徑AP延伸到軸套的末端140 (圖4)。每個孔136的壁138還包括軸套的內壁122的一部分。每個孔136都^皮隔膜126進行配置，使得孔136的尺寸小于軸套92的內壁122的相應尺寸，并定義區域142A，區域142A比軸套的內壁122的區域129要小。減小的區域142A—方面使得在孔136的壁122和138與微粒之間(例如，來自工藝室或從表面128中刻蝕掉的)有更多的碰撞，這促進了在微粒到達光學訪問窗口70之前，樣i粒在孑U36的壁122和138上的沉積。減小的區域142A另 一方面是為了抑制孔136中等離子體的燃燒。任何等離子體燃燒的趨勢都有減少的效果，因為等離子體不會在較小尺寸的孔136的表面138周圍形成一個套，這減小了在較小尺寸的孔136內的任何等離子體的范圍，并因此減少了等離子體對光學訪問窗口 7。的刻蝕。可以理解，樣吏粒在到達光學訪問窗口70之前，在孑U36的壁122和138上的沉積導致了光學訪問窗口被沉積微粒覆蓋的可能性降低，并避免了引起S-IN和S-OUT的SNR減小的一個因素。而且，對等離子體在光學信號孔136內著火的抑制，以及在較小尺寸的孔136內的套，不僅降低了等離子體著火的可能性，還限制了該等離子體的尺寸。而且，等離子體形成的可能性變小，以及即^f吏形成了等離子體該等離子體也會比較小，對光學訪問窗口 70的刻蝕也會大幅度降低。在窗口70上沉積以及對窗口70的刻蝕的減少，有助于保持每個孔136內較高的SNR,使得SNR在想要的SNR范圍內。如上所述，信號S-OUT對工具54T的輸入具有想要的SNR,使得工具54T可以精確的指示基板的工藝。更具體的說，每個孔136都允許在內腔66內傳送的光學信號S-IN和S-OUT的一部分的傳送。多個孔136的配置是這樣的，定義有一個共同的或聚合的開放區域142 (圖3C)。通過結合隔膜126內的所有獨立的孔136的開放區域142A定義區域142。因此，區域142是由至少兩個孔136的區域定義的，并且大約與沒有隔膜126的軸套92的區域129相同。每個區域142A是由定義孔136的隔膜126定義的，而且是與開口124對齊的位置到軸套末端140間的孑U36的區域。該共同區域142足以維持該光信號S-IN和S-OUT的SNR足夠高，而使得工具54T可以精確的指示基板的工藝。回顧一下，由隔膜126定義的開放區域142A中的每一個都是指多重的(氣體的光學訪問)區域，在每個開放區域142A中都提供對示例性氣體G2的氣體接入和在其他區域142A中提供上面定義的想要的光學訪問。而且，這些區域142A結合起來形成提供想要的光學訪問的共同區域142。圖4描繪了隔膜126的一個實施方式126-1，并顯示了分別指示隔膜126的實施方式126-2和126-3的參考線5A/B。圖3C和圖4顯示了隔膜126的實施方式126-1，其中壁122是環形的且隔膜被配置為網狀形式，該網3爭越環形壁122的直徑。該網將由壁122定義的該開放的示例性環形區域129分割為兩個孔136，每一個都平行于該軸向
22路徑且縱貫軸套92和隔膜126-1的整個長度。如下所述，圖3A顯示了該隔膜126-1被配置為從開口124延伸到末端140。圖5A描繪了隔膜126的實施方式126-2，其中壁122也是環
形的，且隔膜126^^皮配置為X形網的形式，該網3爭越環形壁122的兩個直徑。或者，該網可以是來自多于一個部分，其中該多個部分共同定義X形。隔膜126-2的網將由壁122定義的該開》文的示例性環形區域129分割為四個孔136-2，每一個都平行于該軸向路徑且縱貫隔膜126的整個長度。如下所述，隔膜126被配置為從開口124延伸到末端140。例如，隔力莫的實施方式126-l和126-2可以通過枳4成加工實心材^K奉以定義該網。或者，隔l莫126的網可以是焊4妄而成的，或者是固定到軸套92的壁122上的。而且，如圖5B所示，隔膜126的實施方式126-3可以是預先成型的開放管130T的形式，該開放管130T容納在壁122內，壁122也是環形的。隔膜126-3是這樣配置的，以便于管130T可以 一皮塞入軸套92/人而4皮此4妻觸成為 一捆，如果該軸套是，例如，由類似PTEE的聚合物等制成的話。或者，該軸套可以是由一個開始的實心核，然后對其打孔以形成類似管130T的孔洞。開放管130T將由壁122定義的該開放的示例性環形區域129 (圖3B )分割為孔136的實施方式136-3，每個孔136-3都對應一個管，每個管都平行于該軸向路徑AP且縱貫隔膜的整個長度。每個孔136-3都允許在內腔66內傳送的光學信號S-IN和S-OUT的 一部分的傳送。該多個孔136-3的配置是以便于定義相應于圖3C描述的該共同的，或集合的開方丈區i或142的實施方式142-3 (參見圖5B中的雙向箭頭)。該區域142-3定義為在全部的孔136-3內的區域的總和，并且與沒有隔膜126的軸套92的區域129大致相同。因此共同區域142-3被定義為孔136-3的共同區域142-3A。共同區域142-3足以維持該光信號S-IN和S-OUT的SNR足夠高，而使得工具54T可以精確的指示基板的工藝。
也可以提供隔膜126 (例如126-x，未示)的其他的(例如非環形的)配置，以下面所述的方式運作以克力^f吏用4交大(例如
0.5英寸)的孔的高需求以及具有相對較小尺寸的氣體供應孔的需求之間的沖突。實施方式126-1到126-3,以及126-x中的每一個都配有"改進的光學訪問配置"，其中由壁122定義的該開》丈(一4殳是環形的)區域129被分割為氣體/光學信號孔136，每一個孔都平行于該軸向路徑且縱貫隔膜126的整個長度。每個孔都提供上述的清晰光學訪問。對應于實施方式126-l到126-3，以及126-x中的每一個，例如，氣體/光信號孔136的配置是這樣的，以便于由所有的氣體/光學通孔136的內部區域定義的該共同的，集合的開放區域142足以維持該光信號S-IN和S-OUT的SNR足夠高，而使得工具54T可以精確的指示基4反的工藝。而且，在只于實施方式126-1到126-3，以及126-x的繼續使用中，例如，因為隔膜126的上述配置，導致的在窗口上的沉積和對窗口的刻蝕的減少，有助于維持較高的SNR，該較高的SNR通常會使得工具54T可以精確的指示基板的工藝。盡管4吏用了隔膜126 (例如小于0.5英寸)的各種實施方式的許多更小尺寸的氣體/光學信號孔136，上述保留信號S-IN和S - OUT的想要的SNR以幫助監控指示工藝室內的工藝狀態的光信號從而對室內的工藝進行典型的干涉或分光察是與清晰光學孔的最小0.5英寸的直徑的現有教導相反的。例如，在雙重使用的氣體供應方面，那些教導會避免使用相對小尺寸的(遠遠小于0.5英寸)的隔膜126的氣體/光信號孔136來將氣體G2供應到工藝室42并進4亍光學訪問，同時避免表面128內等離子體的形成。圖3A顯示了雙片注射器51的其他細節。圖3A顯示了，罩90的肩部118和軸套92的相應末端92E之間的Z界面的實施例。肩部118和末端92E被配置為具有形成界面150的互補表面。在界面150的很多功能中(如下所述)，界面150約束或限制第一氣體G1從內腔108
24到內腔66的流動，還約束或限制第二氣體G2從孔136到內腔108的流
動，這兩個被稱為"低氣流傳導率"。圖6是圖3A的雙片注射器51的一部分的橫斷面視圖，描繪了罩的肩部118的放大部分，以及軸套的相應末端92E的實施方式，并顯示了界面150的U形實施方式150-2。肩部118和末端92E配有形成^f氐氣流傳導率的界面150-2的互4卜表面。所示的肩部118配置為具有U形的、階梯狀凹^f曹，其具有圍繞軸向路徑AP的環狀延伸。所示的末端92E配置為具有環形突起，圍繞該軸向^^徑AP突出且進入肩部118的U形、階梯狀的凹槽。圖7A是描繪罩卯的上末端160和軸套92的相應上末端162的放大的橫斷面視圖，顯示了裝設到軸套92上，并在軸套92和固定到罩的上末端160的光學訪問窗口 70之間的彎曲部(flexture )164。軸套的上末端162配有溝槽166以容納彎曲部164,該彎曲部164是環形的。溝纟曹166與該彎曲部的環形配置相一至丈。該彎曲部配有臂168,臂168被配置為相對于彎曲部的環形本體170彎曲。對臂168應用向下的力會〗吏臂168彎曲，并驅動本體170向下朝著溝槽166運動。圖7B顯示了，當窗70被工藝分析和測量工具54T的裝載盤172裝設固定于罩90的時候，這樣的向下的力由光學訪問窗口 70應用到臂168上。圖7B描《會了裝設在軸套92上的彎曲部164以及臂168 (還沒有一皮窗口70彎曲)，該彎曲的臂和彎曲部本體170驅動軸套92的另一端92E (圖3A)朝著界面150運動，例如，朝著肩部118運動。在圖6中，彎曲的臂和彎曲部本體170還驅動軸套92的另 一 端92E朝著界面150-2運動，例如朝著肩部118運動。朝著界面150和150-2的肩部118驅動的末端92E提供了 一個配合界面，該配合界面可以有效的最小化，如果不是完全消除的話，注射器51中微粒的產生。這種消除(或最小化)是因為該驅動將末端92E和肩部118牢牢的保持在一起，從而消除(或最小化)末端和肩部之間的相對運動。相對運動的缺乏避免了末端和肩部的摩〗察，并與可以促進樣史粒在壁122和138上沉積的隔膜126的配置一起，在微粒到達光學窗口 70之前將其沉積。在另一個實施例中，最小化，如果不是消除的話，注射器內的微粒的產生，是因為在末端92E和界面150的肩部118之間使用襯墊。該襯墊可以是由具有低微粒生成特性的材料(例如PTFE)制成的，因此末端92E相對于肩部118的任何運動，舉例來i兌，都不會導致大量微粒的產生。而且，彎曲部和可以消除(或最小化)末端和肩部之間相對運動的相關結構避免了在軸套92和罩90內4吏用O-環，這進一步消除了注射器51內的孩i粒來源，因此也消除了在信號S-IN和S-OUT
傳送時通過的該清晰光學孔內的樣i粒來源。圖7B還描《會了窗口 70施加的力將O-環174壓入密封槽176以密封開口124和來自大氣的氣體G2，因此O-環不在罩或軸套內部。圖3A還顯示了軸套92的上末端162,配有開口 180以-使得第二氣體G2從開口 124進入隔膜126的孔136更加容易。末端162還配有環形溝槽182,其水平延伸以容納擦片(wiper) 184。該擦片是可變形的，留在溝槽內具有三種功能。第一，擦片的彎曲部向兩個開口 114和124之間的壁110施加壓力，以約束或限制第一氣體G1從內腔108流向開口124。第二，擦片184約束或限制第二氣體G2從開口124流向內腔108。第三，4察片184向罩的壁110施加力以4吏得軸套92位于中空本體102的中央，乂人而避免當軸套4妻觸位于兩個開口之間的位置的罩的時候生成孩i粒。
可以推斷，0-環174,彎曲部164，界面150和^察片184用以4吏內月空108和隔月荑126的孔138為氣體G 1和G2定義獨立的氣流3各徑。通過這種方式，從噴嘴106 (供應氣體G1 )和罩卯的注射內腔66 (供應氣體G2)向工藝室42分別注射氣體。氣體G1和G2的獨立的氣流路徑使得在對想要的氣體的質量流率的注射器51進行詳細設計的時候，為了得到想要的工藝條件，可以有所選擇。本發明的實施方式還包括一種方法，以^是供對發生在工藝室內的工藝事件的想要的光學訪問。本方法的實施方式可以參考圖8加以理解，圖8顯示了流程圖1卯。該方法乂人開始到才喿作192,定義多重(氣體和光學的)訪問路徑，該路徑被配置為將光學信號從工藝室傳送到分析工具，該分析工具響應該具有想要的信噪比(SNR)的信號進行工藝分析。該定義的路徑配置是一體的，并能夠傳送想要的SNR,該SNR足夠高，從而該工具54T可以精確地指示該基板的進程。操作192可以是由軸套92執行的，軸套92配有內壁122。如上所述，沒有隔膜126的軸套內壁122的這樣配置，從而由該內壁122定義的開放區域129 (圖3B)足以傳送具有想要的SNR的信號S-IN和S-OUT,想要的SNR如前述定義。軸套92的開放區域129與操作192的多重的(氣體和光學的)訪問路徑相一致，其中氣體G2和清晰光學信號訪問是通過開放區域129提供的。相對于信號S-IN ，以及從注射器61經過光學訪問窗口 70傳送到工具54T的信號S-OUT,例如，該想要的SNR與上面定義的一才羊，是工具54T為了進行精確的工藝分析、診斷或測量所需要的。操作192還可以配置i方問鴻4圣，其中該光學訪問窗口與該分4斤工具54T相鄰。該方法然后進行到操作194，將該多重的(氣體和光學的)訪問路徑分割為多個氣體和光學通孔，它們在工藝室和分析工具間延伸以在工藝室內的工藝事件發生時保持光學信號的想要的SNR。操作194可以是由隔膜126執行的。隔膜126將該開放區域129分割為至少兩個孔136,每個孔都配置為具有減小的區域142A，區域142A 從與開口 U4平行的位置平行于該軸向路徑AP延伸到軸套的末端 140。開孔136與內腔66和光學訪問窗口70結合，以在工藝室42和分 析工具54T之間延伸。而且，孔136的配置共同保持工藝室42內工藝 事件發生時光學信號S-IN和S-OUT的想要的光學訪問。更具體地說，操作194將孔136的尺寸配置為與該氣體和 光學通孔136內的《鼓粒的平均自由路徑更相近，以促進樣i4立與孔136 的壁122和138之間的碰撞。這種碰撞減少了微粒的能量，提升了微 粒到達光學訪問窗口 70之前在孔136的壁122和138上的沉積。才喿作 194中的配置還配置孔136中的每個都具有壁表面122的一部分和隔 膜表面138,并提供橫跨孔136的尺寸小于軸套內壁122的相應尺寸， 且具有比軸套內壁122的區域129更小的區域142A。較小的孔136導 致了孔136的表面122和138與孩t并立(例如來自工藝室或,人122或138 表面刻蝕掉的)間的更多的石並撞(一方面)，另一方面減少了孩吏粒 的能量，提升了微粒到達光學訪問窗口之前在孔136的表面122和 138上的沉積。操作194導致了更小的孔136,其被配置為可以有效的抑 制等離子體在孔136內的燃燒。所有的等離子體的燃燒都有減少的 效果，因為等離子體不會在較小尺寸的孔136的表面128周圍的套內 形成。該套會減小在較小尺寸的孔136內的任何等離子體的范圍， 并因此減少了等離子體對光學訪問窗口 70的刻蝕。操作194導致微 粒到達每個光學訪問窗口 70之前在孔136的表面128上的沉積，并由 此導致光學訪問窗口 70凈皮沉積孩支粒覆蓋的可能性降低，并通過使等 離子形成的可能性減'J 、以及使形成的等離子數較少而避免了引起 S-IN和S-OUT的SNR減小的一個因素。通過才喿作194,減少了窗口70 上的沉積和對窗口 7 0的刻蝕，有助于維持經過窗口 7 0傳送的4言號S-OUT的較高的SNR。如上所述，信號S-OUT對工具54T的輸入具 有想要的SNR,使得工具54T可以精確的指示基板的進程。操作194還執行分割操作，提供壁以將氣體和光學路徑分 割為多個氣體和光學孔。每個孔都可以是上面描述過的孔136，可 以從所有的其他氣體和光學管道中獨立出來。這種分割才喿作是由隔 膜126執行的，將開放區域129分割為孔136，每個孔136都具有與壁 軸向3各徑平行延伸的壁122和138。如上所述，操作194帶來了微粒 到達每個光學訪問窗口 70之前在孔136的表面122和138上的沉積。 如上所述，共同；也，所有多個氣體和光學孔136都^皮配置為將該光 學信號S-OUT經過該光學窗口 70傳送到分析工具54T,其中光學信 號S-OUT具有想要的SNR，使得工具54T可以精確的指示基板的工
藝流程圖190的方法的另 一個實施方式包括從孔136的表面 去除孩么粒沉積的操作。對于該操作，軸套92和隔膜126可以從罩卯 中去除，并在替換罩內的軸套和隔膜之前對孔136進4亍清洗。在另 一個實施方式中，清洗操作是在工藝室42內執行的，以去除在孔136 的壁122和138上的微粒的沉積，而不用打開工藝室42 。概括來說，本發明的所述實施方式滿足了上述對于提供 上面定義的對工藝室的多重訪問的進一步改進的要求。上面定義的 問題通過一種問題解決方案4尋到克月良，該方案在工藝室訪問上提供 了進一步的改進，并且，當該訪問是雙區域氣體訪問，及當該光學 訪問導致了上述沖突的需求時，也4是供了這種改進的訪問方案。而 且，不用考慮0005段中提到的問題，就可以實現該問題解決方案。 首先，注射器51提供了上面定義的清晰光學訪問和想要的光學訪 問。
不僅滿足了該需要，而且完成了問題解決方案，還不會 在通向注射器的光學訪問窗口上沉積有損害性lt量的樣"立。相反 地，如上所示，隔膜126被配置為提供比相應的軸套壁122更小尺寸 的孑U36,且區域142A的面積均比軸套壁122的區域129要小，這增 大了微粒與孔136的壁122和138的碰撞。微粒與孑U36的壁122和138 之間的更多的碰撞促進了在微粒到達光學訪問窗口 70之前，微粒在 孔136的壁122和138上的沉積。孩i粒在這些表面的沉積導致了光學 訪問窗口被沉積微粒覆蓋的可能性降低，并避免了引起S-IN和 S-OUT的SNR減小的 一個因素。不僅滿足了該需要，而且完成了問題解決方案，還使得 該改進的注射器51具有幾何上的優點。例如，正如有關圖3A和圖6 的描述一樣，提供了最小化，如果不是消除的話，注射器51內的孩史 粒生成的工具。例如，上述的光學窗口70，彎曲部164以及界面150 的肩部188與末端92E之間協作，4吏得光學訪問窗口 70對臂168應用 一個向下的力，驅動軸套92的末端92E向下朝著界面150的肩部118 運動，這有效地最小化了，如果不是消除的話，注射器51內的微粒 的產生。而且，被驅動的末端92E和界面150使得氣體G1和G2的氣 流有效的保持分開。不僅滿足了該需要，而且完成了問題解決方案，同時不 要求注射器51是由特殊材料制成的，而是允許罩卯，軸套92和隔膜 126各自使用各自的各種材料。本發明可以使用許多材料的組合。 例如，在一個實施方式中，罩，軸套和隔膜是由有涂層或無涂層的 陶瓷或聚合物制成的。陶瓷可以與該第 一在先申請或該第二在先申 ifr中4苗述的那些相同，侈'H口石凡土 (alumina), 4巿土 (ceria)，氧4匕^乙 (yttda)和氧化鋯(zirconia)。例如，如果工藝與石英兼容的話也 可以使用石英。典型的聚合物包括PTFE， ETFE， CTFE, FEP和以 商標TEFLON銷售的其他材沖牛；聚醚酰亞胺(Ultem );聚石友酸脂
30(Lexan);聚醚醚酮(PEEK)和聚酰亞胺(Vespel )。 一^殳來i兌， 對所有這些部件采用聚合物會帶來低成本的優點，以及相對于陶資 來說易于制造的優點。例如，如果等離子體刻蝕程序的標準(例如 基板類型，氣體，溫度，電源等)與特定的聚合物兼容的話，那么 所有這些元件都可以是用該聚合物制造的。用聚合物制造罩卯的特 殊優點是這緩解了用 一 些陶資時所要求的對涂層的需要。可以理 解，最耐等離子體腐蝕的實施方式(例如對等離子體和高強度電場 最有抵抗力的)是"全陶瓷"配置，其中罩，軸套和隔膜中的每一 個都是由陶瓷制成的。這種全陶瓷配置4是供了最廣闊的等離子體刻 蝕兼容性，因為陶瓷對等離子體刻蝕的抵抗力最強。罩90是暴露于 最高密度的等離子體中的，可能需要陶瓷涂層，但是軸套90和隔膜 92可以不覆蓋陶瓷，因為軸套和隔膜不會經歷同樣高密度的等離子 體。在另一個實施方式中，結合陶瓷-聚合物的配置具有優點。罩90 可以是陶資制成的，以抵抗等離子體刻蝕，然而軸套92和隔膜126 可以是聚合物形成的，因為這些不位于像罩同樣密度等離子體的區 域。這允許在強(高密度的)等離子體中使用注射器，因為陶瓷罩 90,不管有沒有涂層，可以抵抗等離子體，而且軸套92和隔膜126 可以是聚合物，從而允許更容易制造的復合的軸套-隔膜配置。不僅滿足了該需要，而且完成了問題解決方案，同時并 不要求窗學訪問窗口 70與工藝室窗口 48間隔^艮長的距離，其中間隔 很長的距離是試圖避免對光學訪問窗口 70的損害。注射器51的典型 配置提供在軸套92中的隔膜126，該隔膜126限定大約20個典型的獨 立的光學信號孔136，每一個光學信號孔136的直徑大約為0.90英寸， 在軸套92中的長度約為3英寸，如圖5B所示。盡管為了更清楚的理解本發明，本發明是用細節的方式 進行描述的，然而顯然在權利要求的范圍內可以進行一定的更改和 替換。相應地，本實施方式應當認為是描繪性的，而非限定性的，并且本發明不限于這里給出的細節，而可以在權利要求的范圍和等 同范圍內進行修改。
權利要求
1.一種用于工藝室的氣體注射器，該工藝室配有光學訪問窗口，該光學訪問窗口允許光線進出該工藝室，該注射器包含軸套，其配有限定氣體和光學訪問路徑的內腔，該內腔配有訪問區域，該訪問區域被配置為流通工藝氣體并傳送具有想要的信噪比(SNR)的光學訪問信號；及容納于該內腔的隔膜，其被進一步配置為將該內腔的該訪問區域分割為至少兩個獨立的通孔，該至少兩個獨立的通孔中的每一個都被配置為與其他通孔協作，以流通該工藝氣體并通過該光學訪問窗口傳送該具有想要的SNR的光學訪問信號。
2. 根據權利要求1所述的氣體注射器，其中該至少兩個獨立的通 孔中的該每一個都被配置為降低等離子體在各該獨立的通孔 中形成的可能性。
3. 根據權利要求1所述的氣體注射器，其中該軸套和該隔膜的該 配置定義每個通孔的壁，以促進在各自的通孔中朝著該光學訪 問窗口運動的孩i粒在其到達該光學訪問窗口之前對該壁的粘著性。
4. 根據權利要求1所述的氣體注射器，其中該光學訪問信號指示基板的狀態；及該至少兩個獨立的通孔由該隔"莫配置為共同地允許指示 該基4反的該狀態的該光學信號的傳送，該傳送乂人該工藝室經過 各該至少兩個獨立通孔，并經過該光學訪問窗口到達該室之外 的位置。
5. 4艮據一又利要求1所述的氣體注射器，其中該至少兩個獨立通孔 中的每一個都是至少三個獨立的通孑L。
6. —種同時將光學信號沿著光學路徑從工藝室經過光學訪問窗 口傳送到該工藝室外的診斷末端點，并將第 一工藝氣體注射入 該工藝室的氣體注射器；該氣體注射器包含配置為接收該工藝氣體的罩，其進一步配有中空本體， 該中空本體環繞該光學路徑并將該光學訪問窗口裝設到該診 斷末端點附近；軸套，#:配置為容納于該中空本體以定義內腔，該內腔 環繞該光學路徑并配有光學訪問區域以同時將該工藝氣體注 射入該工藝室并允許從該工藝室經過該光學訪問窗口的光學信號的光學訪問，該光學信號具有至少一最小信噪比(SNR); 及配置為容納于該氣體內腔的隔膜，其#皮進 一 步配置為將 該光學訪問區域分割為多個光學信號孔，該光學信號孔中的每一個都,皮配置，乂人而該光學^f言號3L共同;l也爿夸具有至少該最小 SNR的該光學4言號通過該光學訪問窗口進4亍傳送。
7. 根據權利要求6所述的氣體注射器，其中該隔膜被配置為降低 等離子體在各該光學信號孔內形成的可能性并提供壁，以收集在該光學路徑內朝著該光學訪問窗口運動的孩i粒，該隔膜的配 置減少了孩"立在該光學訪問窗口的;兄積以及只于該光學訪問窗 口的刻蝕。
8. 根據權利要求7所述的氣體注射器，其中該隔膜被進一步配置 為可以從該內腔移除，從而允許移除該隔膜上的沉積的微粒并 將該隔膜重置入該內腔。
9. 根據權利要求7所述的氣體注射器，其中該隔膜為每個光學信 號孔提供小于內腔的橫斷面面積，以便于降低等離子體在各該 光學信號孔中形成的可能性，并為該光學信號孔提供大于內腔 的總表面積，以l更于減少該樣i粒在該光學訪問窗口上的沉積。
10. 根據權利要求6所述的氣體注射器，其中該隔膜橫跨該內腔的 直徑延伸，從而該多個光學信號孔為兩個光學信號孔。
11. 根據權利要求6所述的氣體注射器，其中該隔膜配有十字形， 該十字形包含各自橫跨該內腔直徑的交叉片，從而該多個光學 信號孔為四個光學信號孔。
12. 根據權利要求6所述的氣體注射器，其中該隔膜配有多個管 道，從而該多個光學信號孔多于四個光學信號孔。
13. 根據權利要求6所述的氣體注射器，其中該軸套中的每一個均容納于該中空本體，該罩配有配合 界面，該配合界面配置為當其被驅動接觸時，最小化微粒的產 生；及該罩進一步配有用于該光學訪問窗口的第一支架，該第 一支架#1配置為使該裝i殳的光學訪問窗口驅動該軸套的配合 界面與該罩的配合界面相4妄觸。
14. 根據權利要求13所述的氣體注射器，其中該軸套進一步配有具有第二支架的第一軸套末端；該注射器進一步配有裝"i殳在該第二支架上的彎曲部；及該裝i殳的光學訪問窗口通過彎曲該彎曲部驅動該軸套配 合界面，該彎曲的彎曲部向該罩的配合界面的方向驅動該軸套 配合界面，從而該軸套配合界面與該罩配合界面相接觸。
15. 根據權利要求6所述的氣體注射器，其中該中空本體配有隔開的第一和第二氣體入口，以及位于 該隔開的氣體入口之間的環形墊；該軸套被進一步配置為容納于該罩，該軸套定義第二氣 體的氣體供應管道；及其中該軸套配有環形纟察片，該^察片橫^夸該氣體供應管道 并與該環形墊接觸，以將該軸套置于該內腔的中心，并將接收 到的第 一和第二工藝氣體分別導向各自的內腔和氣體供應管道。
16. 才艮據斥又利要求6所述的氣體注射器，其中該罩、該軸套和該隔 膜中的每一個都是用 一組材料中的一種材料制成的，該組材料 包含陶瓷，石英和聚合物。
17. —種對發生在工藝室中的工藝事件進行光學訪問的方法，該方 法包含如下操作定義一體的氣體和光學訪問路徑，該路徑被配置為運送 氣體并將光學信號從該工藝室傳送到分析工具，該分析工具響 應具有想要的信噪比(SNR)的信號以進行工藝分析，該定義 的路徑配置能夠傳送該想要的SNR,該想要的SNR足夠高從 而該工具可以纟青確地指示該工藝分4斤；及將該 一 體的氣體和光學訪問路徑分割為位于該工藝室和 該分4斤工具之間的多個獨立的氣體和光學通3L,該分割配置該 獨立的孔從而該孔共同地保持傳送到該工具的該光學信號的 該想要的SNR。
18. 沖艮據4又利要求17所述的方法，其中該3各徑配有與該分析工具 相鄰的光學訪問窗口，而且其中該分割才喿作配置該孔以降^f氐等離子體在該獨立的氣體和 光學通孔中形成的可能性，促進微粒在該孔中的沉積，并減少 穿過孔到達該光學訪問窗口的樹:^i的凄t量。
19. 沖艮據4又利要求18所述的方法，該方法進一步包含,人該孔的壁 上去除孩i粒沉積的纟喿作。
20. 根據權利要求17所述的方法，其中該分割操作是通過提供壁 執行的，該壁將結合的氣體和光學路徑分開為氣體和光學孔， 該氣體和光學孔彼此獨立，且被配置為共同將具有該想要的 SNR的該光學信號傳送到該分析工具。
21. 根據權利要求17所述的方法，其中該分割操作是通過使用配 置為具有隔膜的軸套執行的，該方法進一步包含如下4喿作^吏用裝設到罩上的光學訪問窗口關閉該^各徑；及最小化微粒在該罩和該軸套中的產生。
22. 才艮據權利要求21所述的方法，其中該最小化孩t粒在該罩和該 軸套中產生的操作是通過保持該罩和該軸套互相接觸而#1行的。
23. 根據權利要求21所述的方法，其中該最小化孩丈粒在該罩和該 軸套中產生的^喿作是通過在該罩和該軸套之間l是供襯墊沖丸行 的，該襯墊一皮配置為用在該罩和該軸套相對運動時具有4氐樣"立 產生特性的材料制成的。
全文摘要
一種沿著軸向路徑從工藝室外的分析末端點經過光學訪問窗口對該工藝室提供光學訪問的注射器。中空罩本體容納第一及第二工藝氣體，并環繞該軸向路徑。該本體中的軸套被推向該本體以最小化微粒的產生，并定義將該第一工藝氣體注射入該工藝室的第一氣體內腔。軸套的第二氣體內腔環繞該軸向路徑以將該第二工藝氣體注射入該工藝室，允許光學信號在該末端點具有想要的信噪比(SNR)。一種方法，在該第二內腔中提供隔膜，將該第二內腔分割為被配置為減少對該光學訪問窗口的刻蝕以及該光學訪問窗口上的沉積并在分析末端點保持該想要的SNR的孔。
文檔編號H05H1/00GK101529997SQ200780037409
公開日2009年9月9日 申請日期2007年6月12日 優先權日2006年10月6日
發明者倫納德·沙普利斯, 哈米特·辛格, 杰夫·A·博加特 申請人:朗姆研究公司