[发明专利]用于等离子体处理室中的包括真空间隙的面向等离子体的探针装置

权利要求书

1.一种测量等离子体处理系统的处理室内的工艺参数的装置，包含：

设于上电极的开口中的探针装置，其中所述探针装置包括探针头且所述探针头包括

头部，其中所述头部是具有面向等离子体的表面的柱形塞并且被定位在所述上电极的所述开口内，以及

法兰部，其中所述法兰部是直径比所述头部的直径更大的中空柱体结构并被定位在所述上电极的上表面上方；

设在所述上电极的所述上表面和所述探针头的所述法兰部的面向底部的表面之间的O形环；以及

由定位在所述探针头的所述头部的竖直侧壁和所述上电极的所述开口的竖直侧壁之间的电气隔离材料制成的衬垫，以阻止当所述探针装置被插入所述上电极的所述开口时所述探针装置碰到所述上电极，其中所述衬垫包括

被配置为至少支撑所述探针头的所述法兰部的下侧的圆盘部，以及

被配置为环绕所述探针头的所述头部的中空柱形部，其中所述中空柱形部具有比所述圆盘部更小的直径，其中所述衬垫在所述O形环和到所述处理室的开口之间形成直角路径，由此阻止所述O形环和到所述处理室的所述开口的直视线路径。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述探针布置是离子通量探针。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述探针头是由硅制成的。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述探针头的所述面向等离子体的表面与所述上电极的面向等离子体的表面齐平。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述衬垫是由氮化硅(SiN)制成的。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述衬垫在所述头部的所述竖直侧壁和所述上电极的所述开口的所述竖直侧壁之间形成高纵横比间隙，其中所述高纵横比间隙具有大于水平宽度的竖直长度。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述探针头与由导电材料制成的插座电接触。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述探针头通过导电焊料耦合于所述插座。

9.根据权利要求8所述的装置，其中接触棒被插入所述插座，其中所述接触棒被配置为至少接收并中继从所述探针头获得的测量数据。

10.根据权利要求1所述的装置，其中接触棒粘结于所述探针头，其中所述接触棒被配置为至少接收并中继从所述探针头获得的测量数据。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述上电极被配置为包括

面向等离子体的层，其中所述面向等离子体的层是由硅制成的，以及

一组上层，其中所述组上层粘结于所述面向等离子体的层，所述组上层是由导电导热材料制成的。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述组上层是由铝制成的。

13.根据权利要求11所述的装置，其中所述组上层是由石墨制成的。

14.根据权利要求11所述的装置，其中所述上电极包括套筒，其中所述套筒包括内螺纹部和耳部。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述套筒是由铝制成的。

16.根据权利要求14所述的装置，其中所述内螺纹部与螺纹固定环啮合，由此压缩所述O形环并迫使所述探针头的所述法兰部向下抵靠所述上电极的所述上表面。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述螺纹固定环包括直径比插座的直径更大的内部透孔，其中所述插座与所述探针头电接触。

18.根据权利要求17所述的装置，其中热接触环被设在所述法兰部的朝上的表面和所述螺纹固定环的下表面之间，其中所述热接触环将所述探针头从所述螺纹固定环电气隔离。

19.根据权利要求17所述的装置，其中所述热接触环是由硅聚合物制成的。

20.根据权利要求11所述的装置，其中所述上电极的所述组上层包括内螺纹部，其中所述内螺纹部与螺纹固定环啮合，由此压缩所述O形环并迫使所述探针头的所述法兰部向下抵靠所述上电极的所述上表面。