專利名稱：：監(jiān)測(cè)蝕刻等離子體加工設(shè)備中等離子體狀態(tài)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明通常涉及一種通過在這種蝕刻等離子體加工i殳備的下游區(qū)域感測(cè)一種或者多種為了蝕刻的目的而一皮高能激活的高能活性氣體物質(zhì)，如氟、氯、碘、溴、氧，及其衍生物或者自由基(radical)來測(cè)定蝕刻等離子體加工設(shè)備中的等離子體狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)具體方面，本發(fā)明涉及一種感測(cè)氟或者卣素物質(zhì)的i殳備和方法，其具有監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體加工操作中含氟化合物和離子性物質(zhì)的用途。
背景技術(shù)：
：在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)中，硅(Si)和二氧化硅(Si02)的沉積，和隨后的蝕刻是非常重要的操作步驟，其目前包括8-10個(gè)步驟或者是整個(gè)生產(chǎn)過程的約25%。為了確保膜性質(zhì)的均勻和一致性，每個(gè)沉積工具和蝕刻工具必須經(jīng)受定期的清洗程序，有時(shí)和每一次運(yùn)4亍的頻率一才羊。為了達(dá)到蝕刻和化學(xué)氣相沉積(CVD)清洗目的，等離子體蝕刻已經(jīng)被廣泛的用于半導(dǎo)體工業(yè)中。該等離子體作為能量介質(zhì)用來通過從原料中分裂的氣體分子產(chǎn)生高反應(yīng)性物質(zhì)，并且這樣的高反應(yīng)性物質(zhì)吹掃或者在晶片上或者室壁上的材料來形成可以被輕易去除的揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物。目前在蝕刻操作中，當(dāng)規(guī)定的時(shí)間量已經(jīng)過去即達(dá)到了蝕刻終點(diǎn)。過蝕刻(在清洗蝕刻已經(jīng)完成后加工氣體仍不斷流入反應(yīng)器腔內(nèi))是普遍的并且導(dǎo)致加工周期延長(zhǎng)、降低了工具的壽命，以及向大氣中不必要的釋放了氟類物質(zhì)或者其它使全球變暖的氣體。類似的問題出現(xiàn)在氮化硅、氧化鉭(丁3203)、或者基于硅的低介電常數(shù)材料(如摻雜C和/或者F的Si02)。各種分析技術(shù)，如朗格繆爾探針、FTIR、光發(fā)射光譜，和離子質(zhì)i普，,皮用于監(jiān)測(cè)蝕刻過禾呈。然而，這些技術(shù)都趨向于昂貴，并且由于它們的復(fù)雜性而需要專業(yè)的操作者。而且，由于它們操作的限制，通常認(rèn)為在線采用連續(xù)性的監(jiān)測(cè)是不切實(shí)際的。需要一個(gè)簡(jiǎn)單低成本、可靠的選擇性傳感器，其可用于半導(dǎo)體加工控制，以及可用于生命安全和室內(nèi)監(jiān)測(cè)裝置、其^f也工業(yè)加工氣體感測(cè)應(yīng)用。因此，^是供一種可靠的低成本的感測(cè)方法和裝置將是本領(lǐng)域的一個(gè)顯著的進(jìn)步，該方法和裝置用于改進(jìn)沉積和蝕刻含石圭材料，包括硅、氮化硅和二氧化硅所用的設(shè)備的生產(chǎn)能力和化學(xué)效率，并通過減少和優(yōu)化清洗和蝕刻時(shí)間來監(jiān)測(cè)蝕刻和清洗程序，因此降<氐了化學(xué)品的〗吏用、延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，并且減少了設(shè)備的停用時(shí)間。2004年4月22曰7>開的專矛]申^青/>開號(hào)20040074285在"APPRAATUSANDPROCEDDFORSENSINGFLUOROSPECIEDINSEMICONDUCTORPROCESSINGSYSTEMS"披露了一種采用在KF法蘭上的金屬封裝柱(metalpackagingpost)或者Vespel聚酰亞胺塊周圍編織的氟或者囟素反應(yīng)性金屬絲來感測(cè)固態(tài)氟或者卣素的裝置和方法。采用這種基于金屬絲的傳感器來檢測(cè)氟物質(zhì)依賴于對(duì)由它們與含氟化合物反應(yīng)所引起的金屬絲中電阻變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為了確保這種基于金屬線的傳感器的可接受的靈敏度和信噪比，通過4吏用金屬封裝柱或者Vespe產(chǎn)聚酰亞胺塊來控制和優(yōu)化金屬絲的尺寸和位置，因此這種金屬絲的絕對(duì)電阻對(duì)于終點(diǎn)的4全測(cè)是足夠的。然而，當(dāng)與金屬絲傳感器if關(guān)用時(shí)，該Vespe產(chǎn)結(jié)構(gòu)和/或者金屬封裝柱會(huì)形成一種減少傳感器元件信號(hào)強(qiáng)度的熱沉(heatsink)。此外，制造在KF法蘭上包含金屬絲、金屬柱和/或Vespe產(chǎn)聚酰亞胺塊的三維傳感器封裝件是相對(duì)勞動(dòng)密集的。已經(jīng)被開發(fā)用于在微電子器件制造和其他工業(yè)操作中監(jiān)測(cè)蝕刻物質(zhì)的傳感器的一種類型是載體催化傳感器(燃燒氣體傳感器，pdlistor)催化氣體沖全測(cè)器。在這個(gè)裝置中，一個(gè)由合適的材料如鉑制成的小直徑的線圏，^皮;改置在一個(gè)在其上沉積催化性材沖牛的耐火材料的支撐物上。將得到的組件加熱到升高的溫度，例如，在大約50(TC數(shù)量級(jí)，并且受到監(jiān)測(cè)的氣體中的監(jiān)測(cè)物質(zhì)是通過支撐物上的催化材4牛而催化氧化的。在感測(cè)工作中，感興趣物質(zhì)的燃;曉熱傳遞《合線圈和一個(gè)包含這樣線圏的測(cè)熱傳感器然后產(chǎn)生一個(gè)對(duì)感興趣氣體物質(zhì)存在的測(cè)定，或者相反的，當(dāng)這樣物質(zhì)的催化氧化不再發(fā)生時(shí)，監(jiān)測(cè)到其在氣流中不存在。在這種的方式中，該載體催化傳感器(燃燒氣體傳感器，pellistor)可以作為監(jiān)測(cè)器用于才企測(cè)易于存在氟的氣流中氟。一個(gè)這樣的載體催化傳感器包括在碳化硅支撐物上的微加工的鎳線組件，其中放熱的表面反應(yīng)導(dǎo)致了鎳載體催化傳感器(nickelpellistor)的溫度上升，這又產(chǎn)生了4臬絲線it/f牛電阻的改變。4旦是當(dāng)一個(gè)鍍4臬的石^/f匕石圭單絲應(yīng)用在該傳感器上時(shí)，應(yīng)該特別注意保護(hù)SiC，因?yàn)樗菀妆环入x子體蝕刻。因此，必要的是，該鎳涂層具有中等厚度并且完全覆蓋整個(gè)單絲來保護(hù)SiC核心絲不受氟的影響。因此該鎳涂層的厚度大約在2微米級(jí)或者更厚。對(duì)于用于蝕刻加工監(jiān)測(cè)器(EPM)中的典型絲長(zhǎng)度，鍍鎳的SiC單絲表現(xiàn)出歐姆級(jí)的電阻。這種低電阻性增加了相關(guān)的測(cè)試電子設(shè)備的負(fù)擔(dān)。SiC核心絲的鍍覆冗長(zhǎng)，因?yàn)槊看沃荒苠兏惨桓z。另外，在氟等離子清洗才喿作中，時(shí)間過長(zhǎng)就可能在4臬層上形成小孔，造成底下的SiC單絲暴露在氟等離子中并且這個(gè)結(jié)構(gòu)就報(bào)廢了。在下游探針應(yīng)用于監(jiān)測(cè)蝕刻等離子的情況下，該可獲得的結(jié)構(gòu)材料的數(shù)量是有限的，并且限制了這種被廣泛采用的監(jiān)測(cè)裝置的能力，盡管它們的歲文用明顯。在目前的商業(yè)實(shí)踐中，4吏用T-型熱電偶和鎳-鉛鎳氧化物熱敏電阻，但是T-型熱電偶通常含銅，其被普遍認(rèn)為是一種EPM應(yīng)用中不能4妄受的材料，并且該4臬-鉛4臬氧化物熱敏電阻通常以包覆結(jié)構(gòu)封裝，該包覆結(jié)構(gòu)對(duì)于等離子監(jiān)測(cè)裝置是必須去除的。另外，現(xiàn)存EPM系統(tǒng)的設(shè)置需要一定數(shù)量的搡作者的介入。尤其是，算法和路點(diǎn)(trippoint)的選4奪必須在操作者分析從前面的清洗循環(huán)中收集的信號(hào)跟蹤后由人工設(shè)置。從前述顯而意見的是，當(dāng)前的監(jiān)測(cè)方法具有明顯的不足并且其提高是需要的和期望的。1
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通常涉及一種在蝕刻等離子體加工設(shè)備的下游區(qū)域，通過監(jiān)測(cè)這種蝕刻等離子體加工設(shè)備產(chǎn)生的流出物氣體流中高能活性氣體物質(zhì)的存在和濃度來測(cè)定等離子體處理設(shè)備中等離子體狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。一方面，本發(fā)明涉及一種測(cè)定蝕刻等離子體加工設(shè)備中的等離子體;l大態(tài)的方法，包含以下步一銀提供至少一個(gè)能夠在高能氣體物質(zhì)存在下顯示溫度變化并且相應(yīng)地產(chǎn)生一種指示所述溫度變化的輸出信號(hào)的傳感器元件；將傳感器元件在這種蝕刻等離子體加工設(shè)備的下游區(qū)域與由這種蝕刻等離子體加工設(shè)備產(chǎn)生的流出物氣體流接觸；以及基于指示由于流出物氣體流中高能氣體物質(zhì)的存在引起的溫度變化的由傳感器元件產(chǎn)生的輸出信號(hào)，測(cè)定這種蝕刻等離子體加工設(shè)備中的等離子體狀態(tài)。在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中這種傳感器元件可以包含至少兩個(gè)含有不同的金屬或者金屬合金的部件并且二者之間具有熱接點(diǎn)(熱電偶接點(diǎn)，heterojunction)。在這種傳感器元件中的熱接點(diǎn)，一旦與流出物氣體流中的高能氣體物質(zhì)接觸，產(chǎn)生與由于在流出物分電壓(電壓差voltagedifferential),這可以用于測(cè)定蝕刻等離子體加工設(shè)備中的等離子體狀態(tài)(例如，等離子體蝕刻終點(diǎn))。在另一種具體實(shí)施方式中，該傳感器元件包括熱敏電阻電阻式溫度檢測(cè)器(RTD)、或者能夠顯示由于高能氣體物質(zhì)的存在引起的溫度變化并且相應(yīng)的產(chǎn)生一種指示所述溫度變化的輸出信號(hào)的任何其他探針。引起傳感器元件中溫度變化的高能氣體物質(zhì)包括但并不限于由等離子體狀態(tài)所產(chǎn)生的氟、氯、碘、溴、氧、及其衍生物和自由基。這種高能氣體物質(zhì)是具有相對(duì)于等離子體狀態(tài)下產(chǎn)生的帶電粒子較長(zhǎng)壽命的載能的中性物質(zhì)，并且能夠到達(dá)該蝕刻等離子體加工設(shè)備下游的探針表面來通過非彈性石並撞和/或者》文熱性的再結(jié)合而將能量傳遞到探針表面。另一方面，本發(fā)明涉及一種測(cè)定蝕刻等離子體加工設(shè)備中等離子體狀態(tài)的系統(tǒng)，其包括氣體采樣裝置，用于在這種蝕刻等離子體加工^殳備的下游區(qū)域從該蝕刻等離子體加工設(shè)備產(chǎn)生的流出物氣體流中獲得氣體樣品。至少一個(gè)與氣體采樣裝置工作性地相連接用于暴露給氣體樣品的傳感器元件，其中這種傳感器元件能夠顯示高能氣體物質(zhì)的存在下的溫度變化并相應(yīng)地產(chǎn)生一種指示該溫度變化的輸出信號(hào)；工作性地與該傳感器元件相連接的監(jiān)測(cè)組件，用于監(jiān)測(cè)指示由于在這種氣體流中高能氣體物質(zhì)的存在引起的溫度變化的由傳感器元件產(chǎn)生的輸出信號(hào)并且基于輸出信號(hào)測(cè)定該蝕刻等離子體加工設(shè)備中的等離子體狀態(tài)。如這里^f吏用的術(shù)語(yǔ)"氟物質(zhì)"或者"氟"旨在廣泛地解釋成包含所有的含氟材料，包括而不限于，氣態(tài)的氟化合物、原子或者二原子(F2)的氟本身形式、氟離子、和含氟離子物質(zhì)，其在等離子體狀態(tài)下是高能活化的。該氟物質(zhì)可以包4舌活化的含氟物質(zhì)、如NF3、SiF4、C2F6、HF、F2、COF2、C1F3、IF3，等，是離子4匕或者等離子體形式。如這里使用的術(shù)語(yǔ)"氯物質(zhì)"或者"氯"旨在廣泛地解釋成包含所有的含氯材料，包括而不限于，氣態(tài)的氯化合物、原子或者二原子(Cl2)的氯本身形式、氯離子、和含氯離子物質(zhì)，其在等離子體狀態(tài)下是高能活化的。該氯物質(zhì)可以包括活化的含氯物質(zhì)、如NC13、SiCl4、C2C16、HCl、Cl2、COCl2、C1F3、IC13,，是離子化或者等離子體形式。如這里使用的術(shù)語(yǔ)"溴物質(zhì)"或者"溴"旨在廣泛地解釋成包含所有的含溴材料，包括而不限于，氣態(tài)的溴化合物、原子或者二原子(Br2)的溴本身形式、溴離子、和含溴離子物質(zhì)，其在等離子體狀態(tài)下是高能活化的。如這里使用的術(shù)語(yǔ)"石與物質(zhì)"或者"》典"旨在廣泛地解釋成包含所有的含碘材料，包括而不限于，氣態(tài)的碘化合物、原子或者二原子(I2)的碘本身形式、碘離子、和含碘離子物質(zhì)，其在等離子體狀態(tài)下是高能活化的。如這里4吏用的術(shù)語(yǔ)"氧物質(zhì)"或者"氧"旨在廣泛地解釋成包含所有的含氧材料，包括而不限于，氣態(tài)的氧化合物、原子或者二原子(o2)、或者三原子(03)的氧本身形式、氧離子、和含氧離子性物質(zhì)，其在等離子體狀態(tài)下是高能活化的。氧物質(zhì)可以包括活4匕的含氧物質(zhì)、如H20、NO、N02、N20，等，為離子4匕或者等離子體形式。如這里使用的術(shù)語(yǔ)"金屬或者金屬合金"旨在廣泛地解釋成包含所有的它們的元素形式的金屬或者金屬合金以及導(dǎo)電金屬化合物如金屬-圭化物和/或者金屬氮化物。在另一方面，本發(fā)明涉及一種氣體傳感器，包含:熱隔離才幾才勾；催化材料；加熱器；和溫度傳感器；其中溫度傳感器包4舌熱電堆、熱壽文電阻和熱電元件中的至少一種:的反應(yīng)；溫度傳感器適用于感測(cè)熱效應(yīng)并且產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)來指示與催化材料4妻觸的氣體的存在和/或者濃度；并且該熱隔離結(jié)構(gòu)被配置至少部分的限制由加熱器對(duì)催化材料的力口熱。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種化學(xué)加工組件，包括適合力。工材料流過其中的室，和如上所述的氣體傳感器，適合感測(cè)存在于加工材料中的所述氣體。本發(fā)明的另一個(gè)方面還涉及一種包括用鎳膜電鍍的碳化硅絲的傳感器，所述絲一皮垂直定向并且i殳置在4妻觸件上用于氣體感測(cè)。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及適合于感測(cè)流出物的物流中氣體的傳感器，所述感應(yīng)器包括一個(gè)溫度感測(cè)元件和一個(gè)氣體相互作用元17的熱響應(yīng)，其中傳感器使用加熱器進(jìn)行焦耳加熱，并且適于根據(jù)以下關(guān)系式的工作△W+{h(k，v)xATeffluent+TelementxA[h(k，v)]}+AH.r=0熱的必要變化；h是熱對(duì)流系數(shù)并且是流出物導(dǎo)熱系數(shù)k和運(yùn)動(dòng)粘度V的函數(shù)；Tdement是有效的流出物溫度；AH是發(fā)生在感測(cè)元件表面的反應(yīng)纟舍，以及r是反應(yīng)速率。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及感測(cè)含有或易于含有氣體的流出物的物流中該氣體方法，包含使用上述本發(fā)明的氣體傳感器。本發(fā)明的其他方面、特點(diǎn)和具體實(shí)施方式將會(huì)在公開的和附加的權(quán)利要求中充分說明。圖1示出才艮據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式的包括在其第一端連才妻在一起的銅絲和康銅絲的Y字型傳感器元件。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式的一個(gè)涂覆Teflon的傳感器元件。圖3示出暴露給含有活化的氟物質(zhì)的NF3等離子體的傳感器元件的輸出信號(hào)，與其并排比較的是通過殘留氣體分析器(RGA)測(cè)量的氟分壓。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，在不同壓力和氣體流動(dòng)速率下，作為NF3組成的函數(shù)的傳感器元件的響應(yīng)信號(hào)。18圖5示意性描述了具有第一犧牲模層和沉積于其上的屏障層的硅基底的橫截面圖。圖6示意性描述了圖l結(jié)構(gòu)的橫截面圖，不同的是屏障材料層被平面化以便與第一犧牲模層共平面。圖6A示出了圖6結(jié)構(gòu)的俯^見圖。圖7示意性描述了圖6結(jié)構(gòu)的橫截面圖，還具有在其上形成的第二犧牲模層。圖8示意性描述了圖7結(jié)構(gòu)的橫截面圖，還具有沉積于其上的形成接觸件的材料層。圖9示意性描述了圖8結(jié)構(gòu)的橫截面圖，不同的是形成接觸件的材料層,皮平面化以便與第二犧牲才莫層共平面。圖9A示出了圖5結(jié)構(gòu)的俯一見圖。圖IO示意性描述了圖9結(jié)構(gòu)的橫截面圖，還具有在其上形成的第三犧牲模層。圖11示意性描述了圖IO結(jié)構(gòu)的一黃截面圖，還具有一個(gè)沉積于其上的支撐材料層。圖12示意性描述了圖11結(jié)構(gòu)的橫截面圖，不同的是支撐材料層4皮平面化以便與第三犧牲才莫層共平面。圖12A示出了圖12結(jié)構(gòu)的俯4見圖。圖13示意性描述了圖12結(jié)構(gòu)的橫截面圖，不同的是第三犧牲才莫層^皮選4奪性地去除并且感測(cè)材料層沉積在其上面。圖13A是示出了圖14結(jié)構(gòu)的俯—見圖。圖14根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式示意性描述了圖13結(jié)構(gòu)的橫截面圖，不同的是第一和第二犧牲制模層被選擇性的去除，形成自立式氣體感測(cè)元件和纟妻觸/屏障元件。圖14A示出了圖14結(jié)構(gòu)的俯4見圖。圖15是根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式的示例性氣體傳感器組件的透視圖，包括由接觸/屏障元件支撐的自立式氣體感測(cè)元件，。圖16是根據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式的傳感器組件的透視圖。圖17是根據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式的傳感器的透視圖。圖18是才艮據(jù)本發(fā)明的仍然另一種具體實(shí)施方式的傳感器的透視圖。圖19是圖18傳感器的俯一見平面圖。圖20是其中安裝了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的傳感器的加工系統(tǒng)的示意性表示。圖21是在500倍的放大率下的傳感器絲的顯孩吏照片，其中電鍍的鎳已經(jīng)被去除以形成溝道。圖22是電阻作為時(shí)間的函數(shù)的變化圖，對(duì)比測(cè)試4失絲和覆有鎳的氧化鋁(曲線A)與水平安裝的直的涂鎳的SiC碳纖維(XENA)(曲線B)。圖23是電阻(單位是歐姆)作為時(shí)間(分鐘)的函數(shù)，示出了覆有Teflon鍍鎳的SiC絲(曲線A)，非連續(xù)鍍鎳的碳化硅絲(曲線D),在電流是0.125毫安下鍍5個(gè)小時(shí)的鍍鎳的SiC絲(曲線B)，在0.25毫安下鍍5個(gè)小時(shí)的鍍4臬的SiC絲(曲線E)的響應(yīng)和等離子體開/關(guān)循環(huán)(曲線C)。圖24是作為時(shí)間的函數(shù)的熱電偶電壓圖，在暴露給三氟化氮下測(cè)試三個(gè)熱電偶，包4舌一個(gè)^果線T型絲(曲線A)、帶護(hù)套的T型絲(曲線B)和帶護(hù)套的K型絲(曲線C)。具體實(shí)施例方式熱探針被用于研究從等離子體朝向等離子體加工設(shè)備內(nèi)部區(qū)域，例如晶片基底或者等離子體反應(yīng)室壁的全部能量流(能量通量)。被這種原位熱探針檢測(cè)到的全部能量流是在等離子體中的帶電粒子、中性物質(zhì)和光子在它們碰撞探針表面時(shí)所攜帶的能量流的總和。與之相比，本發(fā)明應(yīng)用下游熱探針，而不是原位能量探針，用于監(jiān)測(cè)在遠(yuǎn)離等離子體狀態(tài)的下游區(qū)域由等離子體加工設(shè)備產(chǎn)生的流出物氣體流的能量流。在這樣的下游區(qū)域，只有特征是比帶電粒子和光子壽命更長(zhǎng)的高能的中性物質(zhì)，如氟、氯、碘、溴、氧，和其衍生物和自由基，所負(fù)載的能量流才可以到達(dá)這樣的下游熱4果4十的表面。因?yàn)檫@種高能中性物質(zhì)所負(fù)載的能量流的密度與等離子體狀態(tài)在數(shù)量上是相關(guān)的，所以在蝕刻等離子體加工設(shè)備中用于等離子體狀態(tài)的下游測(cè)定是有利的。因此，在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，一個(gè)能夠顯示由于上述高能中性物質(zhì)的存在的溫度變化并且能夠相應(yīng)地產(chǎn)生指示所述溫度變化的輸出信號(hào)的傳感器元件，被暴露在蝕刻等離子體加工設(shè)備的下游區(qū)域由蝕刻等離子體加工設(shè)備產(chǎn)生的流出物氣體流中，用來監(jiān)測(cè)由在流出物氣體流中的這種高能中性物質(zhì)引起的能量流。例如，這種傳感器元件可以工作連接至氣體采樣裝置，該氣體采樣裝置或者連接于下游流體流動(dòng)^各徑或者組成這種流體流動(dòng)i各徑的一部分，用于在這樣的下游區(qū)域從流出物氣體流中獲得氣體樣品并且將該傳感器元件暴露給氣體樣品。因此該高能中性物質(zhì)(如果存在于流出物氣體流中)到達(dá)了這種下游傳感器元件的表面，通過非彈性石並撞和/或者通過》文熱性再結(jié)合在傳感器表面釋放能量來將能量傳遞到傳感器表面，引起了這種傳感器元件表面上的可測(cè)的溫度變化。這種溫度變化是與高能中性物質(zhì)在流出物氣體流中的存在和濃度相關(guān)的，并且因此用于推斷蝕刻等離子體加工設(shè)備的等離子體狀態(tài)。優(yōu)選這樣的傳感器元件包括在二者之間用異質(zhì)結(jié)連接的兩個(gè)不同的金屬部件，這可以顯示傳感器元件的兩個(gè)部件在高能的氣體物質(zhì)存在下的可檢出的差分電壓的變化。這種差分電壓的變化是與流出物氣體流中高能氣體物質(zhì)的濃度定量相關(guān)的，并且可以通過監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)來推測(cè)所述蝕刻等離子體加工設(shè)備中的等離子體狀太這種傳感器元件的特定結(jié)構(gòu)、組成和表面條件對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明并不是關(guān)鍵性的。22優(yōu)選地，當(dāng)流出物氣體流易于存在高能氟物質(zhì)或者其它囟素物質(zhì)時(shí)，那么這種傳感器元件包含能夠耐氟物質(zhì)或者其他卣素物質(zhì)的腐蝕或者侵害的材料，或者另外例如通過耐氟或者耐卣素涂層的保護(hù)性而免受這種腐蝕或者侵害的材料。例如，這種傳感器元件的兩個(gè)部件可以通過包含金屬或者金屬合金例如鎳、鋁、和銅，及其合金的金屬絲形成，并且這種金屬絲可以具有乂人大約0.1孩吏米到大約IOO(M敬米的平均直徑。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一個(gè)特別優(yōu)選的傳感器元件的類型是包括由銅制成的第一部件和由銅-鎳合金如康銅制成的第二部件的傳感器元件。銅和鎳都是耐氟的，因此這樣的傳感器元件可以用于檢測(cè)高能的氟物質(zhì)。此外，該傳感器元件可以包括保護(hù)傳感器的兩個(gè)金屬部件免受氟物質(zhì)腐蝕和4曼害的耐氟涂層。例如，這沖羊的傳感器元件可以具有由聚四氟乙烯、氧化鋁、第II族金屬氟化物(例如CaF2和MgF2)和全氟聚合物(如由DuPont市售的的商標(biāo)為Vespel⑧的聚酰亞胺材料)形成的涂層。另外，這樣的耐氟涂層起到隔離該傳感器元件金屬部件的作用并且因此避免了金屬部件與外部導(dǎo)體或者導(dǎo)電性材料的非有意的接觸，這可能會(huì)干擾差分電壓的測(cè)量。圖1示出了一個(gè)示例性的Y字型傳感器元件10,其包括由銅絲形成的第一部件12和由康銅絲形成的第二部件14，二者在它們的一端連沖妄在一起形成一個(gè)異質(zhì)熱結(jié)點(diǎn)(異質(zhì)熱電偶結(jié)點(diǎn)heterothermojunction)。第一和第二部件12和14的另一端固定在或者4奐句i舌i兌安裝在兩個(gè)電"l妻觸件或者端子16和18,并且如上描述的監(jiān)測(cè)和信號(hào)設(shè)備(沒有示出)可用于監(jiān)測(cè)這兩個(gè)端子16和18的差分電壓來測(cè)定氟物質(zhì)的存在和濃度。圖2示出了另一個(gè)示例性的傳感器元件20，其包括由不同金屬或者金屬合金形成的一個(gè)第一部件22和一個(gè)第二部件24。含有聚四氟乙,希的耐氟〉余層23隔離兩個(gè)部件以及^f呆護(hù)這才羊的部件免受腐蝕性氟物質(zhì)的4曼蝕。該第一和第二部件22和24在其一端連沖妄形成異質(zhì)結(jié)(heterojunction)并且固定在或者4灸句話說安裝在兩個(gè)電4妻觸件的或者端子26和28上，其可與監(jiān)測(cè)和信號(hào)裝置(沒有示出)電性連接用于監(jiān)測(cè)兩個(gè)端子26和28之間的差分電壓。該傳感器元件兩個(gè)部件之間的差分電壓的測(cè)量可以通過具有簡(jiǎn)單的信號(hào)擴(kuò)增器元件的電壓表，或者任何其他適合的儀器或者裝置容易地實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選冷的熱電偶補(bǔ)償(CJC)纟支術(shù)一皮用于補(bǔ)償在傳感器元件和測(cè)量?jī)x器之間形成的任何附加的異質(zhì)結(jié)的影響并且來確保差分電壓的精確測(cè)量。對(duì)于上述傳感器元件的信號(hào)測(cè)量是簡(jiǎn)單的和直接的，并且本域的普通技術(shù)人員可以容易的確定該監(jiān)測(cè)和信號(hào)設(shè)備的部件和構(gòu)造，而無需過度實(shí)驗(yàn)。更重要的是，本發(fā)明的這樣的傳感器元件的信號(hào)測(cè)量是被動(dòng)的(無源的)，即，不需要外部的能量來操作這樣的傳感器。可替換是，本發(fā)明的傳感器元件可以包括任何其他的熱探針，包4舌^旦不限于熱每丈電阻和電阻式溫度^僉測(cè)器(RTD)。RTD可以在其電阻未作》務(wù)正而讀出的測(cè)量才莫式下工作?？?##::地，RTD可以在恒定電阻或者恒定電流控制的才莫式下工作，其中這沖羊的RTD的電阻或者通過這才羊的RTD的電;充，例:^，通過改變供應(yīng)鄉(xiāng)合它的電功率一皮操控以保持在規(guī)定的恒定值上。在后者情況中，受控的電功率提供了間接的溫度測(cè)量。盡管以上的描述是主要針對(duì)測(cè)定高能氟物質(zhì)，本發(fā)明可容易地應(yīng)用在其他高能氣體物質(zhì)，包括但不限于氯、碘、溴、氧、以及其衍生物和自由基。本發(fā)明的氣體感測(cè)系統(tǒng)可以包括單個(gè)如上所述的信號(hào)氣體傳感器，或者多個(gè)這樣的氣體傳感器，其中多個(gè)氣體傳感器元件提供冗余或者備份感測(cè)能力，或者在其中多傳感器元件中不同的元件被配置成用于感測(cè)在凈皮監(jiān)測(cè)的物流或者氣體空間中不同高能氣體物式下或者相互關(guān)^f關(guān)的才莫式下工作，如產(chǎn)生一皮算法^t喿作(例如相減地)的相應(yīng)信號(hào)，來產(chǎn)生一個(gè)凈指示信號(hào)(netindicatingsignal),或者可一辦才奐；也，4目力卩；也來產(chǎn)生復(fù)合指示4言號(hào)(compositeindicatingsignal)，或者以其中有效i也采用多個(gè)傳感器元件的^H可其他合適的方式，以<更用于監(jiān)測(cè)氣流或者感興趣的流體空間中高能氣體物質(zhì)，來產(chǎn)生用于監(jiān)測(cè)或者控制目的的相關(guān)信號(hào)。結(jié)合氣體傳感器元件的陣列的使用，可以采用先進(jìn)數(shù)據(jù)處理技術(shù)來增強(qiáng)傳感器系統(tǒng)的輸出。這樣的沖支術(shù)的實(shí)例包括但不限于補(bǔ)償信號(hào)的孑吏用、時(shí)變信號(hào)(time-varyingsingal)的4吏用、力o熱器電流(火丁絲電;充，heatercurrent)、鎖:坤目力丈大才支術(shù)、4言號(hào)平均、4言號(hào)時(shí)間導(dǎo)數(shù)和阻抗語(yǔ)技術(shù)。另外，屬于化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)范疇的先進(jìn)才支術(shù)也同樣可以應(yīng)用。這些4支術(shù)包括最小二乘擬和、逆最小二乘(inverseleastsquares)、主成分回歸分析、和偏最小二乘H據(jù)分析法。因此本發(fā)明的氣體感測(cè)元件可以以合適的方式，在本領(lǐng)域技術(shù)范圍內(nèi)連接至轉(zhuǎn)換器、計(jì)算模塊，或者其他的信號(hào)處理單元，來提供可以在受監(jiān)測(cè)的流體環(huán)境中一種或多種高能氣體物質(zhì)的存在和數(shù)量的變化的輸出指示。實(shí)施例進(jìn)行測(cè)試來測(cè)定當(dāng)暴露于含有高能氟物質(zhì)的NF3等離子體時(shí)如圖1所示傳感器元件的響應(yīng)。等離子體源是在400KHz和6KW運(yùn)行的ASTeX的ASTRONAX7650原子氟發(fā)生器。質(zhì)量流控制器用于控制加工氣體(Ar和NF3)流。在緊4矣著等離子源l命出口處的才羊本口允i午插入測(cè)試才羊品如硅晶片。該車lr送管由6060T6鋁(Aluminum)制成，并且沿著輸送管有多個(gè)口用于熱纟笨4十的安裝。電容壓力計(jì)(capacitancemanometer)被用于提供壓力讀數(shù)，和節(jié)流閥被用于控制輸送管壓力。關(guān)于傳感器元件，直徑大約0.05英寸的銅絲和一個(gè)康銅絲(如/人在斯坦福德，康涅《火才各的OmegaEngineering，Inc.購(gòu)買的)在它們的第一端點(diǎn)焊接在一起來形成在焊接點(diǎn)具有異質(zhì)結(jié)的傳感器元件。然后將這種傳感器元件使用銅和康銅連4妄體(如,人CeramTecNorhAmericaCorp.atLaures,SC購(gòu)買)連4姿到一個(gè)傳感器元件真空連通(vacuumfeedthrough),其又連4妄至將差分電壓讀H自動(dòng)轉(zhuǎn)4灸成溫度讀數(shù)的信號(hào)轉(zhuǎn)化器。才莫仿五個(gè)沉積/清洗循環(huán)。具體的說，通過提供70mTorr的氮?dú)獯祾邅砟７鲁练e循環(huán)，以及在5Torr和每分鐘大約1標(biāo)準(zhǔn)升(slm)下通過提供和氬氣一起的活性等離子體來模仿清洗循環(huán)。在每一個(gè)清洗循環(huán)的中間點(diǎn)，間隔15秒來逐漸的加入500sccm的NF3來才莫仿用來NF3等離子體清洗的一個(gè)氟上升終端。斯坦福研究系統(tǒng)的RGA300殘留氣體分析儀被用于跟蹤化學(xué)物質(zhì)的時(shí)間演變，特別是在測(cè)試歧管(testmanifold)中的實(shí)際的氟濃度，其每IO秒掃描全I(xiàn)OO原子質(zhì)量單位光譜。質(zhì)量38被繪制成曲線作為測(cè)試歧管中氟(F2)濃度的指示。圖3示出了經(jīng)過五個(gè)這樣的才莫仿的沉積/清洗循環(huán)的傳感器元件的溫度讀數(shù)，與RGA的氟濃度讀數(shù)相比較。明顯的，基于本發(fā)明的傳感器元件的傳感器的溫度讀數(shù)與RGA的氟濃度讀數(shù)關(guān)聯(lián)得很好。此外，進(jìn)^^了2x3矩陣-i殳計(jì)的實(shí)^險(xiǎn)來研究傳感器響應(yīng)性能。尤其是，傳輸管壓力在3、5和7torr之間變化，而總氣流在0.6到1.2SLM之間變4匕。在每一個(gè)傳^r管壓力和總氣流的ia合中，以總傳輸氣體供給的體積計(jì)，NF3組成在1/6、2/6、和3/6的之間變化。取決于NF3組成和相應(yīng)測(cè)試條件的信號(hào)示于用于實(shí)驗(yàn)矩陣的全部設(shè)計(jì)的圖4中。在傳感器響應(yīng)和NF3組成之間具有線性相關(guān)，由此得到的定量參lt可以一皮求導(dǎo)重現(xiàn)響應(yīng)特性。2004年4月22曰7>開的出片反號(hào)No.2004007285題為"APPARATUSANDPROCESSFORSENSINGFLUOROSPECIESINSEMICONDUCTORPROCESSINGSYSTEMS"的美國(guó)專利申i青和2001年7月24日乂>布的題為"MICRO-MACHINEDTHINFILMHYDROGENGASSENSOR,ANDMETHODOFMAKINGANDUSINGTHESAME"的專利號(hào)No.6，265,222的美國(guó)專利為了所有的目的將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合在此作為參考。本發(fā)明涉及一種氣體傳感器，包括熱隔離結(jié)構(gòu)；催化材料；力口熱器；和溫度傳感器；其中溫度傳感器包括熱電堆、熱壽文電阻，和熱電元件中的至少一種；催化材沖牛與氣體催化性地相互作用來進(jìn)4于產(chǎn)生熱效應(yīng)的氣體的反應(yīng)；溫度傳感器適用于感測(cè)熱效應(yīng)并且產(chǎn)生指示與催化材料接觸的氣體的存在和/或者濃度相應(yīng)的輸出；并且該熱隔離結(jié)構(gòu)被配置成至少部分地限制加熱器對(duì)催化材^F的加熱。該氣體傳感器，在它的一種具體實(shí)施方式中，包含包括鎳的催化材料。該氣體傳感器可以被構(gòu)造為微熱板或者載體催化傳感器該氣體傳感器可以被制成任何合適的形式?；卓梢允翘蓟暬蛘咂渌线m的材料，加熱器可以包含電阻材料，催化材料可以以非電性連接的形式提供。該電阻材料可以由多晶硅制成。該加熱器適于將溫度傳感器的參比部分維持在恒定溫度，使得通過加熱器加熱溫度的變化指示了氣體與催化材料的催化相互作用。可^,換地，加熱器適于在選自電壓、電流和功率中的固定電條件下工作，使得溫度的變化指示了氣體與催化材料的催化相互作用。力口熱器可以包括熱電堆，如，包括多晶硅/鎳連接。在氣體傳感器中，催化材料可以包括在碳化硅基底上的鎳層。在一種特別優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，氣體傳感器包括電鍍鎳的碳化硅絲。氣體傳感器可被配置成保持電鍍鎳的碳化硅絲的電阻恒定，其中電阻的變化指示出了接觸催化材料的氣體的存在和濃度。本發(fā)明提出了化學(xué)加工組件，包括適用于加工材料流過其中的室，以及上述氣體傳感器，適用于感測(cè)存在于加工材料中的氣體。在這樣的組件中的氣體傳感器可以裝配有一個(gè)3/8英寸的插一全或者1/8英寸的插栓來使該傳感器能安裝在室上。該氣體傳感器可以包括垂直定向的金屬鍍覆的絲作為催化材料和溫度傳感器。這樣可以提供一種傳感器，包括電鍍了鎳膜的硅絲，該絲^皮垂直定向并JU皮i殳置在4妻觸件上用于感測(cè)氣體。該傳感器也可以包括壓配式4妾觸件來將該絲固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。絲中可能存在溝道，用于將傳感器連接至基底。該傳感器可以一皮配置成用來通過4臬^余層電性能的變〗匕而確定室清洗操作的終點(diǎn)。該傳感器可以被操作，使得通過絲的電性能變化而測(cè)定氣體的存在。該電連4妻件是分離的。通常，該電連4妻可以是任何合適的類型，包括機(jī)械連接件、電鍍連接件和電鍍連接件中白勺i少——^7。在另一種具體實(shí)施方式中的傳感器包括在氧化鋁支撐物上的樣吏才幾械加工的Ni載體催化傳感器。另一種具體實(shí)施方式中本發(fā)明沖是供了一種適合感測(cè)流出物的物流中氣體的傳感器，這種傳感器包括溫度感測(cè)元件和氣體相互作測(cè)的熱響應(yīng)，其中該傳感器由加熱器進(jìn)4亍焦耳加熱，并且適于4安照以下關(guān)系工作AW+(!i(k，')xATeffluelM+TdcmtmxA[li(k，v)〗}+AH'r-0其中AW是為了使傳感器元件保持在設(shè)定的溫度Te,ement下焦耳熱的必要變化；h是熱對(duì)流系數(shù)并且是流出物導(dǎo)熱系數(shù)k和運(yùn)動(dòng)粘度V的函數(shù)；Te,ement是有效的流出物溫度；AH是發(fā)生在感測(cè)元件(sensingelement)表面的反應(yīng)火舍，以及r是反應(yīng)速率。體的流出物的物流中氣體的方法，包括使用上述氣體傳感器。而特別參照在半導(dǎo)體過程控制中的應(yīng)用在此處對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，可以明了本發(fā)明的應(yīng)用并不是這樣受限制，而是拓展到廣泛的各種其他用途和應(yīng)用，包4#{旦不限于，應(yīng)用于生命安全系統(tǒng)，室內(nèi)或者周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)操作，以及其他工業(yè)上和用戶市場(chǎng)氣體感測(cè)應(yīng)用。本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式提供了用于確定半導(dǎo)體室清洗加工的終點(diǎn)的、基于孩i電子枳4戒系統(tǒng)(MEMS)的氣體感測(cè)能力。傳統(tǒng)的MEMS設(shè)計(jì)(為了其他的、更良好的氣體環(huán)境)需要將感測(cè)金屬層(sensingmetallayer)沉積在一個(gè)基于硅的器件結(jié)構(gòu)上，并且隨后將該器件連接并封裝到芯片載體上。在一種具體實(shí)施方式中，這個(gè)制作方法需要多步驟的工序，涉及相應(yīng)的多部件產(chǎn)品傳感器組件，其中每一個(gè)部件受到大量氟化氣體化學(xué)侵蝕。盡管通過開發(fā)合適的包封結(jié)構(gòu)可能保護(hù)每一個(gè)獨(dú)立的部件，4旦是這個(gè)—又宜之計(jì)還是增加了該產(chǎn)品氣體傳感器裝置的制作復(fù)雜性、制造時(shí)間和成本。這些障石尋可以〗吏用基于MEMS的感測(cè)裝置的方式來克月l，該感測(cè)裝置可容易且〗更宜地制造，并且易于實(shí)施以高效、持久且可靠的方式來監(jiān)測(cè)在這種工藝的苛刻的化學(xué)環(huán)境中半導(dǎo)體室清洗工藝中的氟化氣體。本發(fā)明的氟化氣體傳感器裝置(在以下一種具體實(shí)施方式中充分描述)具有多個(gè)有利特性使其作為該領(lǐng)域的突破而顯著。一個(gè)這樣的特性是在該裝置種所使用的是高性能的氟-反應(yīng)性金屬感測(cè)元件，如鎳或者鎳合金，其特征是電阻高，熱低質(zhì)，密度小，以及電阻率溫度系數(shù)高，這特別適合用于基于電阻的氣體感測(cè)(gassensing)。第二個(gè)特性涉及采用同時(shí)作為感測(cè)材沖+和熱源(如，通過其電阻性、傳導(dǎo)性、或者其他的加熱)的金屬元件用于氣體感測(cè)工作，例如需要根據(jù)周圍的條件來改變感測(cè)溫度，或者需要與其流出物包含要纟皮監(jiān)測(cè)目標(biāo)氣體物質(zhì)的半導(dǎo)體室的溫度相匹配。第三個(gè)特性涉及采用-友化石圭(SiC)與SiO乂多晶^圭犧牲材^牛協(xié)同形成自立式碳化硅支撐結(jié)構(gòu)，這消除了與金屬感測(cè)元件相關(guān)的熱沉(heatsink)的形成而因而使熱損失降到最低。4吏得可以自動(dòng)且大規(guī)4莫生產(chǎn)氣體感測(cè)裝置并在產(chǎn)品質(zhì)量控制方面提供高的精密度。上述的特性是相互獨(dú)立的并且可以單獨(dú)立或者耳關(guān)合合并?；缀?或者支撐材料可替換地用耐蝕刻聚合物材料來制造。31可替換地，氟或者卣素物質(zhì)傳感器裝置可以包含多個(gè)這種氣體感測(cè)元件，其中多個(gè)元件提供冗余或者備份感測(cè)能力，或者在其中多個(gè)感測(cè)元件中不同的元件可以-故配置成用于感測(cè)在被監(jiān)測(cè)的物流或者氣體空間中不同的氟或者卣素物質(zhì)，或者陣列感測(cè)元件中不同的元件可以不同的模式或者相互關(guān)聯(lián)的模式下工作，如產(chǎn)生被算法才喿作(例如相減;也)的相應(yīng)信號(hào)，來產(chǎn)生凈指示信號(hào)(netindicatingsignal),或者可^辜才奐地，相加地來產(chǎn)生復(fù)合指示信號(hào)(compositeindicatingsignal)，或者以其中有效地采用多個(gè)傳感器元件的任何其他合適的方法以便用于監(jiān)測(cè)感興趣的物流或者流體空間中物質(zhì)的流動(dòng)，來產(chǎn)生用于監(jiān)測(cè)或者控制目的的相關(guān)信號(hào)。眾所周知的，氟與大多數(shù)的金屬反應(yīng)，產(chǎn)生具有高的和有時(shí)混合的氧4匕態(tài)1"匕合凈勿(InorganicSolidFluorides,ChemistryandPhysics.AcademicPress,1985，EdRHagenmuller)。許多過渡金屬和貴金屬(包4舌^f旦不P艮于，例^口，Ti、V、Cr、Mn、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、Ir、Ni、Al、Cu和Pt)與氟氣體成分接觸容易形成不同的非揮發(fā)性的氟化合物。本文4皮露的該氣體感測(cè)裝置和方法可以4吏用這些金屬的獨(dú)立形式來檢測(cè)被監(jiān)測(cè)氣體中氟物質(zhì)的存在。對(duì)于本發(fā)明給定的最終應(yīng)用，結(jié)構(gòu)的特定感測(cè)材料的組成的選4奪可以通過涉及將結(jié)構(gòu)的備選氣體感測(cè)元件材料暴露在含氟或者囟素物質(zhì)的環(huán)境中的簡(jiǎn)單實(shí)-驗(yàn)容易的確定，并確定其適用度，例如，在這樣的暴露下該備選材一牛的耐腐蝕性或者耐蝕刻性。由于其高的耐氟性、高的電阻、^氐的熱質(zhì)，小密度和高的電阻率溫度系數(shù)，鎳或鎳合金(例如蒙乃爾合金)特別優(yōu)選作為氟或者閨素感測(cè)材沖十。在基于電阻的氣體感測(cè)工作中信號(hào)強(qiáng)度/響應(yīng)時(shí)間的比率主要受到傳感器材料的性質(zhì)的影響，并且已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)傳感器形狀/尺寸和提供的儀器因素相同時(shí)，基于鎳或者鎳合金的傳感器元件在金屬傳感器元件中提供最大的信號(hào)強(qiáng)度/響應(yīng)時(shí)間比。感興趣的氟或者卣素物質(zhì)的4全測(cè)可用通過4壬<可合適的方式實(shí)現(xiàn)，例如，當(dāng)自立式金屬材料與含氟物質(zhì)的反應(yīng)時(shí)通過電阻變化來實(shí)現(xiàn)。氟檢測(cè)器中的金屬感測(cè)元件可以以多種任何適合的形式提供，并且可以具有特制的形態(tài)，如粗糙的表面或者次生納米孔。金屬元件的電阻和行為(性能)可以通過改變幾何結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)。例如，懸空的金屬薄膜的幾何形狀可用通過選擇懸空區(qū)域之上的膜的寬度、長(zhǎng)度和厚度來適當(dāng)設(shè)計(jì)。為了提高絕對(duì)電阻，以及為了提高金屬的表面積/體積比，從而提高敏感度或者提高信噪比，使用各種方式，如，機(jī)械性的、化學(xué)性的、電化學(xué)的，光學(xué)的或者熱的方式，可使懸空的金屬絲在制成后變細(xì)。此外，可以設(shè)計(jì)該材^+的物理性質(zhì)。例如，可以利用合金化或者摻雜改變組成，并且例如通過改變晶粒尺寸、結(jié)晶度的水平、多孔性(例如納米孔)、表面積/體積比等來-修飾樣i結(jié)構(gòu)。因此很明顯，在本領(lǐng)域的技術(shù)范圍內(nèi)無需過度實(shí)驗(yàn)，可以根據(jù)其形狀、構(gòu)造、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和形態(tài)特征，將該金屬感測(cè)元件進(jìn)行所希望的配置和》務(wù)飾。氟化合物與金屬感測(cè)元件的反應(yīng)可以是溫度敏感的，并且金屬的加熱可以對(duì)其通過電流而獲得。按照這種方法，金屬感測(cè)元件可同時(shí)作為加熱結(jié)構(gòu)用于氣體感測(cè)工作。為了增強(qiáng)本發(fā)明氣體傳感器的敏感性和信噪比，將氟或卣素敏感性金屬薄膜沉積在其特征是高電阻和低熱質(zhì)的自立式石友化石圭物支撐結(jié)構(gòu)上。這種SiC支撐結(jié)構(gòu)的高電阻進(jìn)一步增強(qiáng)了傳感器的靈敏度和信號(hào)強(qiáng)度；SiC的低熱質(zhì)使支撐結(jié)構(gòu)的潛在熱損失最小化；并且其自身自立的這樣的SiC支撐結(jié)構(gòu)，可有效地將金屬感測(cè)膜與基底隔離并且增強(qiáng)了信噪比。這才羊的自立式石灰化石圭支撐結(jié)構(gòu)可以通過以下來制成(1)在基底上提供其上具有凹槽的犧牲模，該凹槽限定預(yù)定的支撐結(jié)構(gòu)，(2)將SiC膜沉積在這樣的犧牲模的凹槽里，和(3)選擇性地去除該犧牲沖莫，來形成自立式SiC支撐結(jié)構(gòu)，其通過最初由這種犧牲才莫所占^"的空氣間隙或空的空間與基底分開。該犧牲?？梢酝ㄟ^沉積犧牲型材料層然后將這樣的層圖案化來形成限定預(yù)定的支撐結(jié)構(gòu)的必要凹槽。與支撐結(jié)構(gòu)相連可^皮選才奪性去除的任何合適的材料都可以作為犧牲材料用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。例如，與耐含氟化合物的碳化硅支撐結(jié)構(gòu)相連的二氧化珪被通過含氟^匕合物如HF選4奪性的去除。在該支撐結(jié)構(gòu)形成后，感測(cè)氟或者卣素的材料層，優(yōu)選氟或者卣素反應(yīng)性金屬或者金屬合金，可以被涂敷在這樣的支撐結(jié)構(gòu)上，來形成對(duì)氟或者卣素物質(zhì)存在產(chǎn)生響應(yīng)的自立式氣體感測(cè)組件。可以提供一個(gè)或者多個(gè)空間分離的直立接觸件來支撐這樣的自立式氣體感測(cè)組件，優(yōu)選〗又在其外周支撐。更優(yōu)選的，這種空間分離的直立接觸件包含高電阻、低熱質(zhì)以及對(duì)腐蝕性含氟化合物具有高耐性的材料。碳化硅是特別優(yōu)選用于形成這樣接觸件。當(dāng)該自立式氣體感測(cè)組件在易受腐蝕性含氟化合物侵蝕的基底(如珪基底)上形成時(shí)，優(yōu)選提供耐這種化合物的屏障層來覆蓋和保護(hù)基底。這才羊的屏障層可以包含任何耐氟或者耐卣素材津+,包括但不限于聚酰亞胺和碳化硅，其中碳化硅是優(yōu)選的。在一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施方式中，氣體傳感器組件包括自立式氣體感測(cè)元件、一個(gè)或者多個(gè)空間分離的直立4妻觸件、和屏障層，而該空間分離的接觸件在屏障層上制備，形成完整的接觸/屏障元件來支撐自立式氣體感測(cè)元件并用來覆蓋和保護(hù)其下的基底件。參照?qǐng)D5-14A,描述是根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，制造包括如上所述的自立式氣體感測(cè)元件和-接觸/屏障元件的氣體感測(cè)組件的工藝流程的示意圖。如圖5所示，提供基底件110，第一犧牲制模材料112在其上面沉積并且圖案^匕，以^更形成其中的屏障凹才曹。屏障材4+(伊乙選石圭碳化合物)層114沉積在基底件10上的屏障凹槽中以及第一犧牲制模材料112上，然后平面化以暴露第一犧牲制模材料112，如圖6所示。平面化步驟-提高了結(jié)構(gòu)層的平面性，/人而有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)隨后形成的結(jié)構(gòu)層的幾何形狀的良好控制。該平面化步驟是可選的，并且自身水平性能由隔離材料證實(shí)的情況下，平面化步驟可以省去，并且有可能將隔離材料施加到隔離凹槽中，以便與圍繞這些凹槽的第一犧牲制模材料的鄰接面接近水平。圖6A示出了圖6結(jié)構(gòu)的示意性俯視圖，從該圖第一犧牲制模材料112是可見的，具有在其中填加了屏障材料114的方形屏障凹槽。請(qǐng)注意本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)具體的最終使用和系統(tǒng)要求，可以4交容易地對(duì)該屏障凹槽的形狀和構(gòu)造進(jìn)4亍i奮改，因此不受這里才是供的示意性例子的限制。第二犧牲制模材料(優(yōu)選硅氧化物)層16進(jìn)一步沉積在平面化的屏障材料114和第一犧牲制模材料112上，并圖案化以提供4妻觸凹槽115，其限定位于平面化的屏障材料114上的一個(gè)或者多個(gè)空間分離接觸件，如圖7所示。之后將接觸件形成材料(優(yōu)選碳化硅)118沉積在這種接觸凹槽中并且加以平面化以暴露第二犧牲制模材料116，如圖8-9所示。圖9A提供了圖9結(jié)構(gòu)的俯視圖，從這里第二犧牲制模材料116是可見的。四個(gè)空間分離的方形接觸凹槽在第二犧牲制才莫材料116中形成并且用4妻觸件形成材沖牛118i真充。圖10示出第三犧牲制才莫材料(優(yōu)選多晶石圭)層120的沉積和圖案化，其包含限定預(yù)定支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)凹槽119。尤其是，這樣的結(jié)構(gòu)凹槽119位于4妻觸件形成材料118和第二犧牲制才莫材津牛116上方，因此如此限定的支撐結(jié)構(gòu)將空間分離的沖妄觸件和第二犧牲制模材料116進(jìn)行橋接起來。圖11-12示出支撐材料(優(yōu)選碳化硅)層112在這種結(jié)構(gòu)凹槽的沉積，以及隨后其平面化以暴露第三制模材料120。圖12A示出了圖12結(jié)構(gòu)的俯視圖，包括在第三犧牲制模材料120中的結(jié)構(gòu)凹槽中形成的支撐結(jié)構(gòu)122，而這樣的支撐結(jié)構(gòu)122將這四個(gè)空間分離的接觸件(在圖12A無法看到)和第二犧^f生制才莫材料116(在圖12A無法看到)橋接起來。在圖13中，第三犧牲制模材料120被選擇性的去除，從而形成由支撐材料122形成的突出支撐結(jié)構(gòu)并且暴露第二犧牲制模材料116,并且氟反應(yīng)性金屬或者金屬合金(優(yōu)選包含鎳)層124沉積在這個(gè)突出的支撐結(jié)構(gòu)上。圖13A示出了圖13結(jié)構(gòu)的俯一見圖，從這里第二犧牲制才莫材料116和氟反應(yīng)性金屬或者金屬合金124是可見的。最終，第一和第二犧牲制才莫材料112和116一皮選看奪性地去除，形成其上包含支撐結(jié)構(gòu)112和氟反應(yīng)性金屬層124的自立式氣體感測(cè)元件，和包含空間分離的接觸件118和屏障層114的接觸/屏障元件。自立式氣體感測(cè)元件是由在其垂直方向的空間分離4妻觸件118支撐的，而這種氣體感測(cè)元件的中心主要部分是懸空的和分離的。屏障層114支撐其上的接觸件118并保護(hù)下面的基底件110免受腐蝕性含氟化合物的潛在侵蝕。圖14A示出圖14結(jié)構(gòu)的俯4見圖，其中只有自立式氣體感測(cè)元件的金屬層124和>接觸/屏障元件的屏障層114是可見的。圖15是根據(jù)一種具體實(shí)施方式的氣體傳感器組件的透視圖，其包括一個(gè)含有一個(gè)其上具有4臬涂層138的石灰化石圭層136的自立式氣體感測(cè)元件135。這樣的氣體感測(cè)元件135是通過空間分離的直立的接觸件134在其垂直方向上支撐的。屏障層132提供了對(duì)空間分離的接觸件134的支撐，同時(shí)保護(hù)了下面的基底130在氣體感測(cè)工作中免受氣體感測(cè)工作中腐蝕性目標(biāo)氣體物質(zhì)造成的苛刻化學(xué)條件影響。氣體感測(cè)元件135懸空在屏障層132以及其下基底130的上方，并且僅僅外周在非常有限的面積上與空間分離的接觸件134接觸。因此，氣體感測(cè)元j牛135的主要表面積U尤選大于80%表面積、，以及更優(yōu)選大于95%)是懸空的并通過空氣腔與基底130分離開。此外，通過使用特征為高電阻和低熱質(zhì)(如碳化硅)的材料制成空間分離的4妄觸件134，氣體感測(cè)元件135的潛在熱損失就可以最小化。而且，本發(fā)明的氣體組件由耐氟材料如石友化硅制成，因此在易于存在含氟化合物的氣體環(huán)境中尤其耐用且可靠。在氣體傳感器組件中的自立式氣體感測(cè)元件優(yōu)選具有高表面積/體積(S/V)特性，以有利于快速的響應(yīng)，并將對(duì)在氣體指示整體'l"生能(gas-indicatingbulkproperty)中基本上舉交j氐變4匕的響應(yīng)力口以放大，這種情況在相同傳感器材料的低S/V構(gòu)造中會(huì)出現(xiàn)。因此，考慮到響應(yīng)速度與易于制造的平tf,自立式氣體感測(cè)元件的關(guān)鍵尺寸——箔或膜的厚度尺寸，或者如絲、桿、或者柱狀物37等的形式的直徑-希望小于500微米(pm),優(yōu)選小于150pm，更優(yōu)選小于25nm,還更優(yōu)選小于10|am,以及最優(yōu)選在大約O.lpm到5pm范圍內(nèi)。還是為了響應(yīng)性的原因，箔和膜，除了具有例如在0.1jim到5|um范圍內(nèi)的低厚度外，希望在平面垂直于箔或者膜的厚度方向上具有小的尺寸。作為制造復(fù)雜性和響應(yīng)的平纟軒，在這種平面的一黃向尺寸(X-Y平面，其Z軸是厚度方向)包括一個(gè)長(zhǎng)度(X-方向)和寬度(Y-方向)，它們有利地小于約10cm，優(yōu)選小于約lmm和更優(yōu)選小于約lOOjim,如在約20|im到約5mm的范圍內(nèi)。通常，傳感器金屬絲的合適尺寸可以容易確定以〗更為預(yù)期的應(yīng)用相應(yīng)地j是供合適的信噪音比例。在前述描述的上下文中，應(yīng)當(dāng)明了，自立式氣體感測(cè)元件可以作為納米級(jí)元件而被制造，雖然作為氣體傳感器產(chǎn)品比上述通常的毫米/樣t米級(jí)的元件更昂貴。在提供多個(gè)金屬感測(cè)元件結(jié)構(gòu)的情況下，可以將多個(gè)金屬結(jié)構(gòu)的不同元件構(gòu)造并且配置用于感測(cè)一皮監(jiān)測(cè)的流體環(huán)境中不同的氟化物質(zhì)(fluorinatedspecies),和/或不同溫度下相同的氟化物質(zhì)，并且可以采用不同幾〗可形狀和構(gòu)型的感測(cè)元件用于冗余和/或確4呆4青確度等?？商鎿Q地，或者附加地，多個(gè)金屬感測(cè)元件的不同元件可以在不同的工作才莫式下工作，如電阻性的，傳導(dǎo)性的，月永沖的，DC模式，AC模式等。關(guān)于采用氣體感測(cè)元件的陣列，可以4吏用先進(jìn)lt據(jù)處理4支術(shù)來增強(qiáng)傳感器系統(tǒng)的輸出。這種技術(shù)的實(shí)例包括但不限于補(bǔ)償信號(hào)的使用、時(shí)變信號(hào)的使用、加熱器電流、鎖相放大技術(shù)、信號(hào)平均、信號(hào)時(shí)間導(dǎo)數(shù)和阻抗頻鐠技術(shù)。另外，屬于化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)范疇的先進(jìn)技術(shù)也同樣可以應(yīng)用。這些技術(shù)包括最小二乘擬和、逆最小二乘、主成分回歸分析、和偏最小二乘lt據(jù)分析法。例如，在與氟4匕合物例如SiF4,和/或者其它氟或者卣素物質(zhì)才姿觸時(shí)，通過金屬感測(cè)元^f牛(作為電3各的部〗牛)的電壓可能會(huì)下降，表明金屬感測(cè)元件電阻升高，從而關(guān)聯(lián)到其與目標(biāo)氟或卣素物質(zhì)的接觸。這樣的電壓降可以被釆用來產(chǎn)生用于加工控制目的的信號(hào)。電壓降可以被使用來產(chǎn)生對(duì)自動(dòng)控制閥進(jìn)行制動(dòng)的信號(hào)，以便在半導(dǎo)體加工系統(tǒng)中的力。工物流的流動(dòng)開始、流動(dòng)終止，或者流動(dòng)切換。該控制信號(hào)可以可一^^灸地^d吏用來制動(dòng);婚環(huán)定時(shí)器(cycletimer),來初始化在加工^乘作中的新步驟，或者來發(fā)出維持情況的信號(hào)，如在清洗力口工室(abatementprocesschamber)中洗f條沖對(duì)月旨的改4奐(change-out)的4言號(hào)，是必須或者希望的。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員無需過度實(shí)驗(yàn)，能夠以各種方式的任何方式開發(fā)金屬壽文感元件的特性改變，來實(shí)現(xiàn)感測(cè)目標(biāo)氣體(如氟或者卣素)物質(zhì)有關(guān)的加工控制。通過另外的實(shí)例，本發(fā)明的傳感器組件可以用于與包含氟或者鹵素物質(zhì)氣體(如全氟化物質(zhì)，如用于化學(xué)氣相沉積l喿作的全氟化有才幾金屬前體)供應(yīng)源的氣體才巨(gascabinet)才目連4妄，并且氣體傳感器組件可以一皮用來測(cè)定在氣體拒中的供應(yīng)容器或者其他流動(dòng)線3各的泄漏的存在。氟或者卣素物質(zhì)的感測(cè)可以一皮用來制動(dòng)大量吹掃氣體源，來清除氣體拒的內(nèi)部體積和防止氟或者卣素物質(zhì)的濃度達(dá)到毒性或者其他有害的水平。傳感器組件還可以蜂皮用于監(jiān)測(cè)單元中，用于其中容易進(jìn)入或產(chǎn)生氟或卣素物質(zhì)的環(huán)境，或者可替換地，傳感器組件可以是可配戴氣體監(jiān)測(cè)單元的組成部分，其^皮配置成啟動(dòng)警報(bào)和/或緊急呼吸氣體的自給源，用于危險(xiǎn)物質(zhì)清理人員，化學(xué)品綜合企業(yè)的消防員，在HF玻璃蝕刻操作中的工人等。氣體傳感器組件可以很容易的應(yīng)用于在產(chǎn)生這種物質(zhì)的各種工業(yè)加工才喿作中監(jiān)測(cè)氟和卣素物質(zhì)，該工業(yè)加工l喿作包4舌半導(dǎo)體制造4喿作如室清洗，其中氟或者囟素物質(zhì)被用于去除氧化硅、氮化硅、氧化4旦、和低介電常數(shù)(k<3.9)含^圭力莫如石友參雜的氧化石圭等。關(guān)于產(chǎn)生和輸出用于監(jiān)測(cè)在由傳感器組件監(jiān)測(cè)的流體環(huán)境中的一種或多種目標(biāo)氣體物質(zhì)的多個(gè)信號(hào)，各種i殳計(jì)對(duì)于氣體感測(cè)組件是可能的，并且可以有利地采用不同尺寸的裝置的陣列來使氣體傳感器組件的效率最大化?？梢哉J(rèn)識(shí)到的是，本發(fā)明的氣體感測(cè)組件的微熱板具體實(shí)施方式可以就所使用的部件感測(cè)膜以及反應(yīng)/吸附化學(xué)物廣泛地加以改變，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?yàn)槟繕?biāo)氣體物質(zhì)檢測(cè)的給定的最終應(yīng)用而確定。孩吏力口熱一反才企測(cè)器可以》。以FrankDiMeo,Jr.和GautanBahndari的名義在2001年7月24日,>開的U.S.No.6,265,222專利中全面描述的那樣加以制造，在此引入其全部7〉開內(nèi)容作為參考。本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式中給出包括具有催化表面的熱隔離結(jié)構(gòu)和埋入式加熱器和溫度傳感器的氣體傳感器，其中加熱器可以是電阻器或者晶體管元件，并且溫度測(cè)量通過熱電堆，熱敏電阻，或者熱電元4牛進(jìn)4亍。由放熱反應(yīng)引起的溫度升高可以通過與起到催化劑/加熱器/熱敏電阻作用的鎳載體催化傳感器遠(yuǎn)離的溫度測(cè)量來探測(cè)。由于鎳金屬相對(duì)高的導(dǎo)電性，在一些情況中希望它來降j氐加熱和熱壽文電阻功能?？梢証吏用多種方式來進(jìn)行?？梢允褂镁哂写呋砻嫱繉拥臉觟加熱一反配置。關(guān)于材料，SiC和Ni可以有歲文;也用于在EPM應(yīng)用中作為顯示4元氟腐蝕的高穩(wěn)、定性材料。催化層不需要電連接。希望具有大的電阻率溫度系數(shù)的電阻材料用于實(shí)現(xiàn)加熱器/熱每丈電阻功能。多晶硅對(duì)應(yīng)該目的來說是優(yōu)異材料。理想中的，加熱器工作來維持恒定溫度，焦耳熱的改變來保持指示表面催化反應(yīng)的這種恒定溫度。可替換地，溫度可以是浮動(dòng)變量，力口熱器在固定的電壓/電流/功率下工作，乂人而得到的溫度的變化是表面催化反應(yīng)的指示。溫度測(cè)量可以使用埋入式熱電堆進(jìn)行，如以多晶硅/鎳連接(件)的形式進(jìn)4亍。另一種變型中，載體催化傳感器轉(zhuǎn)換可以通過多晶硅加熱器/熱敏電阻而不通過催化性鎳表面層來進(jìn)行。而在另一種變型中，4吏用具有塞貝克系凄t(Seebeckcoefficient)，如多晶SiC(塞貝克系數(shù)〉0.1mV/。C)有用的材料。通過將恰好在Ni表面涂層(熱)下的SiC層和冷的熱沉(例如基底)電連接件，呈二見出溫度不同的電動(dòng)勢(shì)指示，這可以用于溫度測(cè)量。因此，通過這種方法，可以從活性的感測(cè)層中減弱電轉(zhuǎn)導(dǎo)，<吏得催化性鎳表面不再是電活性的。這是一個(gè)顯著的操作優(yōu)點(diǎn)。如果由于電活性導(dǎo)致發(fā)生鎳催化劑逐漸損失，將會(huì)出現(xiàn)催化性涂層最初非常薄的問題。然后涂層的損失會(huì)導(dǎo)致在活性氟物質(zhì)缺乏時(shí)讀^t的偏離。通過避免整個(gè)催化涂層的電傳導(dǎo)性，傳感器避免了這樣的困難，從而相對(duì)于其中催化涂層暴露給電子傳導(dǎo)的薄膜傳感器，提高了該傳感器的可靠性。這種減弱還使得實(shí)現(xiàn)催化層和轉(zhuǎn)換層的分離最優(yōu)化。例如，從表面積，并且催化層的厚度對(duì)于適當(dāng)?shù)牟僮鞑皇欠浅Ｖ匾摹Ａ硐Σ?，其他具有潛在的更高的再結(jié)合活性的金屬如銅可用被有效的使用?？梢灾苽渚哂谢蛘卟痪哂写呋砻娴奈岚?，因此不同的測(cè)量器，如WheatstoneBridge測(cè)量器，可以制成，其對(duì)催化反應(yīng)是選才奪性的，不受環(huán)境波動(dòng)約束。在以前的實(shí)踐中，其中不可能將環(huán)境波動(dòng)與目標(biāo)刺激效應(yīng)分離開來，為了隨后的信號(hào)處理，有必要在工具開始清洗中采用參比讀數(shù)。這樣的參比讀數(shù)又需要與工具控制器進(jìn)行有源通信，這不是經(jīng)?？梢赃_(dá)到的。上述的傳感器避免了這種要求并且對(duì)目標(biāo)刺激是真正選一奪')"生的。尤其熱壽文電阻方法具有幾個(gè)附加的^尤點(diǎn)。由于與4臬層相比該多晶珪具有較大的電阻，信號(hào)的調(diào)制被極大地簡(jiǎn)化了。此外，多晶硅容易與iE見存的Ni表面的才幾才成力口工相兼容，如MUSiC力口工可以,人FLXMICRO(www.flxmicro.com)商購(gòu)。因此該傳感器可以一皮構(gòu)造成具有在^^化石圭基底上的4臬層，帶有熱和冷的連接(件)，并具有在熱和冷連接(件)之間組成塞貝克電動(dòng)勢(shì)的電壓差。在阻止電流通過Ni涂物的對(duì)非布中，可以將熱電堆嵌入在涂覆Ni的SiC微加熱板中。更確切地說，載體催化傳感器操作通過調(diào)節(jié)加熱板溫度而完成，并且加熱板與鎳層分離?？梢圆捎们度氲亩嗑Ч杓訜崞鱽頊y(cè)量溫度。作為另一個(gè)選擇，可以采用熱電方法，使用f友^b石圭的塞貝克電壓，在基底側(cè)面4是供熱沉。通過加入熱電堆，傳感器連接的數(shù)量至少增加2個(gè)。盡管熱點(diǎn)堆和電熱結(jié)構(gòu)需要用于溫度測(cè)量器的接觸件，但是對(duì)于上部鎳層沒有必要接觸件。因此，共提供四個(gè)接觸件(兩個(gè)為加熱器，以及兩42個(gè)為溫度測(cè)量器)。根據(jù)熱敏電阻的方法，接觸件的數(shù)量是保持在2個(gè)。在一種具體實(shí)施方式中蝕刻加工監(jiān)測(cè)器(EPM)可以,皮用在等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)氧化室中來檢測(cè)清洗終點(diǎn)。室清洗是通過使用一種與沉積的Si02反應(yīng)的氟化蝕刻劑氣體(如NF3)形成氣相的副產(chǎn)物(主要是SiF4和HF)來實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)镹F3在等離子體中分裂，形成F2和F-。在鄉(xiāng)冬點(diǎn)，所有的SiO^皮蝕刻，限制了F與Si02的反應(yīng)。這導(dǎo)致了EPM電特性的改變。在一種具體實(shí)施方式中，EPM使用一種電鍍鎳的碳化硅絲。該絲具有低熱容量和半導(dǎo)體核心，這能使該EPM提供更快、更可靠的室清洗信號(hào)。這種具體實(shí)施方式中該絲可以—皮-沒置成一黃^爭(zhēng)KF40法蘭。該絲的各個(gè)端與電源相連，通過此可以-提供電能并且測(cè)量電性能。在室清洗過程中，鍍鎳碳化硅絲的電阻是保持恒定的。在終點(diǎn)，絲的電阻增加。為了補(bǔ)償這種電阻的變化，施加到絲的電流下降，這是室清洗終點(diǎn)的信號(hào)。通常，希望4呆持蝕刻加工監(jiān)測(cè)器的占用面積(footprint)盡可能的小。傳感器越小，傳感器越可能接地安裝到加工室中。例如，力口工室可以是/人AppliedMaterials,Inc.,(SantaClara,Califomia)商購(gòu)的P5000加工室，并且?guī)в?/8英寸NPT插栓的傳感器的構(gòu)造允許該傳感器直4妻安裝到這種加工室的端口(port)。在一種具體實(shí)施方式中，傳感器可以采用一種孩i才幾才成加工的絲U專感器構(gòu)造在l/4英寸NPT或者其他合適的配件上)來使傳感器的占用面積最小化。減少傳感器的占用面積可能4吏傳感器安裝在與加工室相對(duì)的最接近下游的位置。在某些情況中，可能希望修改加工系統(tǒng)來適容納蝕刻加工監(jiān)測(cè)器。例如，使用P5000加工室，可能希望將P5000的節(jié)流閥重新部署到室排氣管線的下游的遠(yuǎn)點(diǎn)，蝕刻加工監(jiān)測(cè)器被i殳置在節(jié)流閥的上游。這樣的配置使得蝕刻加工監(jiān)測(cè)器被設(shè)置在其中壓力與加工室壓力相同的環(huán)境中，同時(shí)為蝕刻加工監(jiān)測(cè)器的安裝提供一個(gè)合適占用面積。蝕刻加工監(jiān)測(cè)器越靠近室，則終點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)越精確。在一種具體實(shí)施方式中微機(jī)械加工的蝕刻加工監(jiān)測(cè)器可以包括在沒有任何主要的系統(tǒng)修改下能夠安裝的構(gòu)造。圖16是傳感器組件的透視圖，其中傳感器組件150包括一個(gè)2.16吋直徑的KF40法蘭156，法蘭156上安裝Vespel⑧材泮牛盤158。盤158通過壓配式銷(pressfitpin)154固定在法蘭156上。傳感器元件160包括電鍍有鎳膜的碳化硅絲，這種絲結(jié)構(gòu)通過與之連接的壓配式銷152固定在適當(dāng)?shù)?立置了。在這種傳感器中，如所示的，電鍍鎳的碳化硅絲是被水平定向的。圖17是沖艮據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式的傳感器164的透視圖。傳感器164結(jié)合了垂直定向的絲170，以便使傳感器需要的占用面積最下化。這種減小的占用面積能夠《更捷安裝到P5000加工室的3/8吋NPT螺紋孔中，這樣的螺紋孔是這種室的固有特征。在圖17的傳感器164中的絲170是電鍍有鎳膜的碳化硅絲。使用兩種不同大小的壓配式銷來形成電接觸件，絲被安裝在由Vespe產(chǎn)材津十構(gòu)成的才幾械加工的插件168里。扭4戒加工的Vespe產(chǎn)插件安裝在3/8吋NPT配件166中。這種垂直定向和配置使圖16傳感器的占用面積/人2.16〃直徑減小到6.75"，降低了70%。該才幾械加工的Vespe產(chǎn)材沖牛插件168是以任4可合適的方式固定在NPT配件166上，例如，使用壓配式銷或者TORR-SEAL密封齊寸，或者其它密封介質(zhì)。壓配式銷,皮壓制穿過Vespe產(chǎn)材料插件然后穿過與傳感器組件連接的金屬法蘭。根據(jù)銷的規(guī)范采用推薦的洞直徑。密封介質(zhì)應(yīng)該確保對(duì)加工氣體是真空密封的。在另一種具體實(shí)施方式中，傳感器可以如圖18和19所示來制造。圖18是傳感器180的透視圖以及圖19是這個(gè)傳感器的相應(yīng)俯—見圖。在這種具體實(shí)施方式中的感測(cè)絲184長(zhǎng)度為0.5"直徑142微米，絲被安裝在直徑1/4吋的NPT配件182上。例如，微機(jī)械加工的蝕刻加工監(jiān)測(cè)器可以利用3/8吋的NPT螺纟丈孑L安裝在力o工室中。在圖18和19中示出的凝^幾4成加工的蝕刻加工監(jiān)測(cè)器是圖16中示出的蝕刻加工監(jiān)測(cè)器大小的約25%。這樣的大小允許該傳感器安裝在盡可能最4妻近于加工室排除的加工氣體的位置，,人而盡可能最早地監(jiān)測(cè)終點(diǎn)。在圖18的微機(jī)械加工的傳感器中，絲184具有長(zhǎng)0.4〃，寬25孩允米，；果2樣i米的激光去除的溝道185。采用壓配式^妄觸^牛186來相對(duì)于絲固定4臬線。使用在碳化硅絲上的電鍍鎳膜使一種耐用的、非反應(yīng)性核心材料與在室清洗終點(diǎn)電性能變化的反應(yīng)性金屬薄膜相結(jié)合。碳化硅絲可以用鎳電鍍，或者以任何其他合適的方式涂覆有金屬膜。在鎳沉積之后，絲上的溝道^皮去除。這種溝道去除可以{壬{可合適的方式進(jìn)行，例如，通過光刻沖支術(shù)，激光燒蝕等。在一個(gè)特定的具體實(shí)施方式中，采用激光去除溝道。在這樣的"溝道化"之前，涂覆的絲具有如圖19所示的平面4府^L的形式，其中絲184的凈爭(zhēng)4正是在石J/f匕石圭絲核心188的外表面上具有環(huán)狀連續(xù)的且厚度均勻的涂層4臬190。在電鍍的金屬膜上的溝道可以制成互相之間成180度的形式，使得這些溝道彼此是相反的。這樣布置溝道的目的是在形成絲的電通路的金屬膜中產(chǎn)生支柱(leg)。采用工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī)和專門設(shè)計(jì)的軟件給電鍍的金屬供能來操作蝕刻加工監(jiān)測(cè)器。電鍍的金屬膜的電阻被初始的記錄并且輸入到^:件記錄中。然后絲一皮控制成這^^的電阻。在所有的加工室循環(huán)中在絲上通電流。在室清洗的過程中，傳感器電流提高以便控制電阻給定值并使之穩(wěn)定。當(dāng)已經(jīng)達(dá)到室的清洗終點(diǎn)時(shí)，金屬膜的電性能改變。為了將絲控制在設(shè)定的電阻值，軟件起到調(diào)節(jié)施加在傳感器上電流的作用。施加到絲上的電流的這種變化與室的清洗終點(diǎn)對(duì)應(yīng)。為了進(jìn)一步對(duì)鎳薄膜進(jìn)行電隔離，可以采用薄膜作為鎳薄膜和石圭碳化合物絲之間的屏障層，以便l是高傳感器的響應(yīng)，以及在高的工作溫度下保護(hù)絲不會(huì)短^各。隨著溫度的升高，半導(dǎo)性的碳化硅的導(dǎo)電性增強(qiáng)，4吏得出絲易于可能短^各。例如，如果在鎳薄膜和碳化石圭絲之間沉積鋁氧化薄膜作為屏障層，鎳薄膜是與絲電性隔離的。鎳薄膜通常采用電沉積來沉積。如果非導(dǎo)電性的屏障層沉積在石友化石圭的表面，也需要4臬沉積的除了電;兄積外的方法，^口電子束:;咒積或者賊射;咒積。圖21是其中電鍍鎳已經(jīng)被去除形成溝道的傳感器絲在500倍的放大率下的顯微照片。該實(shí)例中的溝道是電鍍?cè)谥睆?42微米的碳化硅絲上的2微米厚電鍍鎳膜中，25微米寬和2微米深。圖20是其中安裝了傳感器的加工系統(tǒng)200的示例性圖示。加工系統(tǒng)200在泵浦才反208上包括包覆內(nèi)部體積204的P5000室202，室202中安放了加工晶片206。加工室202排氣管線212連接到泵上，箭頭方向所示(至泵)。排氣泵212包含一個(gè)節(jié)流閥216。在該構(gòu)造中，圖16中所示類型的傳感器214可以i殳置在節(jié)流閥216的4非氣管線的上游，如圖所示。然而，可替換地并且優(yōu)選地，圖17和18中所示類型的低占用面積傳感器210被安裝在加工室壁上在泵浦板208下方，如圖所示。這樣的布置，例如，可用通過具有3/8〃NPT配件實(shí)現(xiàn)，該配件與位于加工室202側(cè)壁上的3/8"NPT的螺紋孔相接合。這種螺纟丈孔通入位于泵浦板208下面的室中。采用泵浦板208來使加工氣體從加工室中均速并均勻地抽出。所有進(jìn)入室(引入的方式?jīng)]有示出)的氣體通過在泵浦板上的孔去除，這些孔例如直徑可以為1/4"并分散穿過^1的表面。泵浦一反的下面是一個(gè)連4妻至室排氣管線的透孔。通過在3/8〃NPT的螺紋孔中設(shè)置低占用面積的傳感器210,傳感器被放置于板下方透孔的感測(cè)關(guān)系中，晶片和引入氣體的下游。在這個(gè)位置，傳感器不干護(hù)u加工室中的^壬何移動(dòng)部件。可以以任何適合的方式，例如機(jī)械連接件、電鍍連接件、線結(jié)合連4妻4牛(wirebondingconnection)等，制成與孩i才幾才成力口工的々蟲刻加工監(jiān)測(cè)器的電連接件。在絲中使用2個(gè)支柱制成一種機(jī)械連接件才莫式，絲的每一個(gè)支柱上制成單獨(dú)的枳4成連沖妻件。4幾械連4妄件可以包括例如夾具，其通過固定螺釘或者其他的機(jī)械緊固件固定在絲的每一個(gè)支柱上。一個(gè)大的壓配式連接件可以套絲180度分開，用固定螺絲用于將絲固定在壓配式連4妻件中。另一個(gè)方法是在碳化硅基底上電鍍?cè)摻z的支柱，其中碳化硅基底是包含兩個(gè)涂鎳線的薄盤。鍍覆這樣的線可以利用光刻技術(shù)進(jìn)行。一旦該基底被制造，微機(jī)械加工的蝕刻加工監(jiān)測(cè)器絲機(jī)械連接至盤。絲的支柱與在碳化硅基底上的涂鎳線相連接。在碳化硅基底下的透孔是電源連接至基底上的電鍍線必需的。線結(jié)合技術(shù)可以被用來將薄鎳線結(jié)合至絲的每一個(gè)支柱上，同時(shí)使薄4泉線連4妻至壓配式連4妻件?？梢詫⒏鞣N金屬用于絲涂層和熱電偶的形成。銅是可接受的用于制造該蝕刻加工監(jiān)測(cè)器的耐氟材料。通?？紤]到耐氟性，由于氟暴露所形成的氟化物膜必須是密集的并且具有低蒸汽壓。由于這種性質(zhì)不被人熟知，可以使用熔點(diǎn)作為向?qū)?。許多元件形成具有高于二氟化銅熔點(diǎn)(785°C)的熔點(diǎn)的氟化物單相(singlefluoridephase)。具有多相的元4牛可以形成非4匕學(xué)計(jì)量的并且耐氟性小于那些具有單相的元件的氟化合物。對(duì)于這些金屬的并且在大氣條件下不可燃的元件，下述元件形成氟化物單相(每一個(gè)例子中的氟化物的熔點(diǎn)被列出在圓括號(hào)中)nA族Mg(1248),Ca(1418)，Sr(1477),Ba(1368)IIIA族Al(1290),Ga(〉1000)I1B族Zn(872),Cd(1049)LQB族Sc(1515),Y(1150)鑭系無素La(1493),Nd(1374),Gd(1231),Dy(1154)，Ho(1143),Er(1140)，Tm(1158),Lu(1182)VIII族Ni(1450)在上述的物質(zhì)中Gd具有最高的電阻(Ni的20倍)并且是用于涂層的優(yōu)選物質(zhì)。除了它們可以用作絲涂層的材料，用于蝕刻加工監(jiān)測(cè)器應(yīng)用的可以用任何合適的材料來形成傳感器絲的核心纖維。在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，可以釆用氧化鋁作為碳化硅的替代品。有用的可一辦的才才泮十包4舌乂人GoodfellowCorporation,Devon,Pennsylvania商購(gòu)的藍(lán)寶石單絲(A1665920藍(lán)寶石單絲)，乂人PhotranLLC,Poway,California商購(gòu)的藍(lán)寶石光學(xué)纖維，以及乂人3MCompany,St.Paul,Minnesota商購(gòu)的4豆切纖維(choppedfiber),長(zhǎng)口Nextel610短切纖維。氧化鋁是非常適用的耐氟材^K絲核心可由任何合適的材料制成，包括上述的元素的化合物和合金，包括但不限于氟化物、氧化物和氮化物?？梢允褂萌魏魏线m的能夠用薄的導(dǎo)電性涂層涂覆的絲組分。可以4吏用,人各個(gè)賣主中商購(gòu)的ZBLAN纖維，以及MgO和MgAl204纖維。MgO已經(jīng)被證明是非常合適的耐氟材料?？紤]各種成本和性能因素的平衡，Al203是非常優(yōu)選的。絲核心可以不全涂覆而對(duì)傳感器性能沒有不利影響。這種對(duì)全部涂覆覆蓋要求的放寬實(shí)際上增加了傳感器設(shè)計(jì)和制造的自由度。作為涂層^支術(shù)可以避免4度^fl，有利地使用其他一支術(shù)，如真空沉積技術(shù)，例如電子束或者賊射技術(shù)，在氧化鋁單絲上沉積如鎳的金屬層。在真空沉積中數(shù)百根單絲的大量的涂層可以很容易獲得，具有高度的均一度。另外，在氧化鋁作為核心材料的情況下，對(duì)金屬涂層連續(xù)性要求的寬松意味著不再需要濃密的涂層，因?yàn)榭寐兜难趸X單絲對(duì)氟等離子體是高耐受性的。沉積的金屬層可以薄至20nm,比SiC單絲上的典型鎳涂層薄兩個(gè)級(jí)別。在Nextel610短切纖維(從3MCompany,St.Paul，Minnesota商購(gòu))的情況下，可4吏用的直徑范圍是7到13孩t米，由此可以達(dá)到直徑減小另外10倍(factorof10)。這種薄涂層又可以使絲的電阻4是高100倍因子，達(dá)到幾千歐姆(Nextel纖維的1000倍)，從而大大簡(jiǎn)化了傳感器所需的測(cè)量電子設(shè)備。此外，對(duì)于小主體法蘭可以縮短絲的長(zhǎng)度而無需依靠Y字型或者其他幾何復(fù)雜的構(gòu)造。由于電阻專交大，絲可以在恒定電;危才莫式下工〗乍而不是恒定電阻模式下，因?yàn)闆]有必要在恒定的電阻工作來提高信號(hào)強(qiáng)度。使用恒定的電流作為工作才莫式意p未著該絲可作為電阻式溫度纟企測(cè)器(RTD)來工作，A/v而消除了對(duì)昂貴的電if各部件(例如，控制電壓的電流源)和復(fù)雜的反饋控制的需要。因此可以容易地使用常規(guī)的橋電i各(bridgecircuitry)?？梢积R#^也，用于恒定電阻工作的電^各可以被保持并且取決于使用的條件，傳感器可以在恒定電流的才莫式(作為RTD傳感器)或者在恒定電阻的模式(作為風(fēng)力傳感器(anemometricsensor))下工j乍。這種工4乍的靈活寸生^l奪允i午同才羊的傳感器構(gòu)造在過清洗或欠清洗條件下工作。最后，這種配置允許多個(gè)元件在不同才莫式和不同的i殳置下工作來|是供用于正確的據(jù)解析的差分/冗余信號(hào)。在另一種具體實(shí)施方式中，覆Ni的SiC單絲—皮氧化鋁基底上的微機(jī)械加工的鎳或者銅結(jié)構(gòu)所取代。氧化鋁絲上的鎳或者銅是商—Paper—Microfabrica.pdf)。在另一種具體實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及位于氧化鋁支撐物上的樣史機(jī)械加工的Ni載體催化傳感器。另外，可以沖是供采用單金屬，如4臬，禾口熱4妻點(diǎn)(熱電4禺4妻點(diǎn)，thermojunction)(3口4臬/4同)的熱隔離RTD傳感器。圖22是電阻作為時(shí)間的函lt變〗匕的圖，用于孝失絲和4隻4臬的氧化鋁(曲線A)與水平安裝的直的覆鎳的SiC碳纖維(XENA)(曲線B)的對(duì)比測(cè)試。各自的曲線示出了蝕刻加工監(jiān)測(cè)器在恒定電流沖莫式下工作時(shí)在一個(gè)涉及間歇性的暴露在三氟化氮的循環(huán)中的電阻變化，以及在開/關(guān)操作(工作)中暴露于三氟化氮的四個(gè)事件與三個(gè)關(guān)閉循環(huán)步驟相交一弄?？紤]本發(fā)明的另一個(gè)方面，在必須適應(yīng)暴露在由等離子體產(chǎn)生的高腐蝕性的氟物質(zhì)中的處理工具中^吏用不4秀鋼。這才羊，不4秀鋼(SS)是適用于制造用于暴露在氟化物的裝置的材料。具有SS護(hù)套的測(cè)溫元件，如，熱電偶、RTD、和熱壽文電阻，是可以4氐^介才各商購(gòu)的。SS護(hù)套有效地?cái)U(kuò)展了適合于制造根據(jù)本發(fā)明的傳感器的材料51的范圍，因?yàn)樽o(hù)套對(duì)可能會(huì)被氟化物蝕刻的元件提供了額外的保護(hù)。具有護(hù)套的元件的使用具有另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，即允許將護(hù)套直接焊接到主體法蘭上取代專用的電饋通。護(hù)套可以被直接焊接在EMP主體法蘭上?？伞?換地，通常與具有護(hù)套的元件一起的法蘭(如，OmegeRTD-800系列TRD溫度^笨針和Lorex具有法蘭/護(hù)套的熱電偶)可以被焊接到EPM主體法蘭上。這種焊接，除了慣常的變化，是容易進(jìn)行的并且對(duì)傳感器的成本不會(huì)顯著增加額外的費(fèi)用。盡管不銹鋼是常用的護(hù)套材料，但是任何其它合適的材料可以作為護(hù)套才才泮+來4吏用，例如Inconel和Hastelloy-C。i午多這才羊的合金含有的鎳含量(通?！?0原子％)高于不銹鋼(<15原子％)。許多這種合金比不銹鋼更耐氟，當(dāng)發(fā)生鈍化時(shí)，例如，當(dāng)合金護(hù)套暴露在氟化物中時(shí)在合金表面形成一層鈍化的鎳氟化物層，并且這樣的鈍化層可以防止進(jìn)一步的腐蝕。盡管護(hù)套材料優(yōu)選含有高的鎳含量來增強(qiáng)耐氟性，但是可以通過將表面l臬涂層施加到護(hù)套上來獲得合適的增強(qiáng)。合金的耐腐々蟲寸生歹ij表可以在http:〃www.watlow.com/reference/files/corrosion.pdf上得到。通常，護(hù)套的使用會(huì)帶來響應(yīng)時(shí)間減慢的缺點(diǎn)。因此優(yōu)選使用薄壁的，接地的護(hù)套化元件?？商鎿Q地，可以沉積一層薄的絕緣、耐氟性材沖+如氧化鋁，或者氟聚合物如TEFLON、VESPEL和KAPTON。TEFLON和VESPEL在氟環(huán)境中的生存性已經(jīng)經(jīng)-驗(yàn)確認(rèn)了。在一種具體實(shí)施方式中，金屬護(hù)套(一般厚度>20微米)可以被例如厚度為2微米的氧化鋁涂層替換。比較而言，與帶金屬護(hù)套的配置相比，沒有護(hù)套的、絕纟彖的)余層配置具有附力。的熱質(zhì)并且因此易于4交快速響應(yīng)。圖23是電阻(單位是歐姆)作為時(shí)間(單位是分鐘)的函數(shù)的曲線，示出了^隻有Teflon鍍4臬的SiC的絲(曲線A)，非連續(xù)的鍍鎳的碳化硅絲(曲線D),在電流是0.125毫安下電鍍5個(gè)小時(shí)的鍍鎳的SiC絲(曲線B)，在0.25毫安下電鍍5個(gè)小時(shí)的鍍鎳的SiC絲(曲線E)的響應(yīng)，曲線C代表等離子體開/關(guān)循環(huán)。測(cè)試條件包4舌在恒定電流才莫式下同時(shí)測(cè)定所有四個(gè)絲。加工條件包4舌5torr的壓力和800標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分4中(sccm);危速的氬氣和400sccm的三氟^匕氮，通過打開或者關(guān)閉四次來進(jìn)4亍加工的才喿作以^更才莫擬纟冬點(diǎn)或者氟的增加。觀測(cè)到，覆有Teflon的樣品和不連續(xù)涂;菱的絲具有相反的響應(yīng)。電阻隨著氟的引入而下降。圖24是熱電偶電壓作為時(shí)間的函數(shù)的曲線，在暴露于4脈沖的三氟化氮下測(cè)試三個(gè)熱電偶的試驗(yàn)。一個(gè)棵線T型絲具有最快的響應(yīng)性(曲線A)。曲線B是0.020"具有護(hù)套的T型絲的曲線以及曲線C是0.040"具有護(hù)套的K型絲曲線。如果是具護(hù)套的，其他易受氟損害的元件如K型熱電偶可以被有效的采用，然而，護(hù)套化提高了通常與護(hù)套化層的厚度相關(guān)的響應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明的傳感器可以采用任何合適的終點(diǎn)算法。在一種具體實(shí)施方式中，以一個(gè)最小限度和差分的形式可以將控制方程寫成△W+{h(k，V)XATeffluent+TelementxA[h(k,v)]}+AH'r=0其中AW是為了使感測(cè)元件保持在設(shè)定的溫度Te^ent下焦耳熱的必要變化；h是熱對(duì)流系數(shù)并且是流出物導(dǎo)熱系數(shù)k和運(yùn)動(dòng)粘度v的函數(shù)；Tdem加是有效的流出物溫度；AH是發(fā)生在感測(cè)元件表面的反應(yīng)焓(例如，氟自由基的再結(jié)合)，以及r是反應(yīng)速率。AW凈皮測(cè)定并且可以實(shí)時(shí)獲知。在花括號(hào)中兩個(gè)項(xiàng)代表了在對(duì)流損失中的改變并且耳又決于k和v。當(dāng)與以下表A所示蝕刻劑(如F2)相比時(shí)，該蝕刻產(chǎn)品往往具有低的熱傳導(dǎo)率和運(yùn)動(dòng)粘度表A<table>tableseeoriginaldocumentpage54</column></row><table>*運(yùn)動(dòng)粘度一皮定義為動(dòng)力學(xué)粘度和密度的比。因?yàn)樵撁芏缺壤S著壓力而變化并且因此不是基本的材料特性，分子質(zhì)量被使用來代替密度。因?yàn)槲g刻反應(yīng)是力丈熱的，清洗過程中流出物溫度與后清洗才喿作相比4交高。每一項(xiàng)在清洗進(jìn)程中的趨勢(shì)4亍為可用一皮表述為AW--{hxATef一t丄+TderaentxAh卞+(AHr)"因?yàn)檫@些項(xiàng)的相對(duì)纟又重乂人一個(gè)清洗工序到下一個(gè)是變化的，不知道先-驗(yàn)如^T確定終點(diǎn)并且因此一個(gè)確定性的算法是不可4亍的。對(duì)于普通的工具才喿作，盡管一個(gè)確定性的算法是不可4于的，但是具有可選擇范圍的參數(shù)(field-selectableparameter)的遺傳算法是可能的。因此以下遺傳表示的控制方程在考慮的遺傳趨勢(shì)中具備實(shí)用性W-項(xiàng)1丁+項(xiàng)2丄才艮氺居這兩項(xiàng)(term)的對(duì)目^f一又重，可以有四個(gè)-并<又<義四個(gè)-可能的情況(1)項(xiàng)1支配整個(gè)清洗循環(huán)，(2)項(xiàng)2支配整個(gè)全部的清洗循環(huán)，(3)項(xiàng)1支配和初始化以及在隨后的才喿作中給項(xiàng)2路線，(4)在"f喿作過程中項(xiàng)2給項(xiàng)15^線。每一個(gè)情況的圖示的-說明展示々口下<image>imageseeoriginaldocumentpage55</image>可以開發(fā)具有選一奪性條件的遺傳算法來確定這四種情況的任4可一個(gè)的纟冬點(diǎn)。首先定義以下四個(gè)參H在清洗工序中各時(shí)間的函數(shù)SM(t)^max[W(t)]—W(t)SM(t)sW(t)—min[W(切其中下標(biāo)max和min表示從清洗開始(t=0)的最大值和最小值。可以根據(jù)這些參數(shù)或者這些參數(shù)的函數(shù)構(gòu)建遺傳算法。一個(gè)實(shí)例表示為兩個(gè)階4史條件的決定程序<table>tableseeoriginaldocumentpage55</column></row><table>當(dāng)滿足條件時(shí)終點(diǎn)就達(dá)到了。設(shè)計(jì)前置條件來適應(yīng)對(duì)第三和第四種情況進(jìn)行分類的兩個(gè)項(xiàng)之間的相對(duì)權(quán)重的變化。前置閾值，如果選一奪慎重的話，如果將被去除的剩余物由不同化學(xué)組分的層制成也會(huì)允許多峰(以波紋的形狀出現(xiàn))。在范圍采用(fieldemployment)中，才喿作者通過以下步每聚定義終點(diǎn)算法1.選纟奪前置條件參數(shù)無，SM,或者Sm2.如果需要的話，選擇前置閾值3.選擇條件比較大于(〉)或者小于(<)〃這個(gè)可以被包括在步驟1因?yàn)榍爸脳l件也定義了條件比較4.選擇閾值上述的4-步驟選擇過程可以被自動(dòng)的提供，軟件能夠確定哪一個(gè)分類適用于確定的跡線(measuredtrace),應(yīng)該注意的是，清洗過程必須具有可重復(fù)性的特征?？梢圆捎酶呒?jí)的模式識(shí)別技術(shù)，或者為了過清洗過程而監(jiān)測(cè)清洗終點(diǎn)的參數(shù)(即，清洗過程達(dá)到終點(diǎn)，例^n,通過〗吏用輔助分析〗義或者古史意延長(zhǎng)清洗時(shí)間)條件(在清洗的終點(diǎn))情況Sm}}SM0(1)SM}}Sm0(2)SM}}Sm>0(3)Sm}}sM〉o(4)56因此可以想象的是，在定值設(shè)置階段后，軟件轉(zhuǎn)移到練習(xí)階段，其中(過-)清洗過程需要運(yùn)4亍多次用于軟件分類該跡線并且確定(identify)合適的閾值1.i己錄一些過清洗循環(huán)的能量跡線Y直。2.通過以下條件對(duì)跡線分類("零"是一個(gè)非零值，用來確定數(shù)學(xué)上有意義的但是算法上模糊的"？"條件)<table>tableseeoriginaldocumentpage57</column></row><table>希望所有的過#呈產(chǎn)生同才羊的全冬點(diǎn)結(jié)果。3.,人這些循環(huán)中確定(identify)感興趣的終點(diǎn)(過-)清洗參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage57</column></row><table>4.基于在允許的△安全邊界內(nèi)從以前的步驟中獲得的參數(shù)值來確定前置閾值和閾值。這個(gè)策略有助于確保大部分(如果不是所有次數(shù))終點(diǎn)條件會(huì)得到滿足。<table>tableseeoriginaldocumentpage57</column></row><table>設(shè)計(jì)了具有內(nèi)置安全邊界的終點(diǎn)呼叫來呼叫稍;微過早的終點(diǎn)以便適應(yīng)加工的變化。因此將短的過終點(diǎn)周期T加入以便在過了呼叫終點(diǎn)后繼續(xù)清洗是有益的。如果在清洗過程中有較小的變化，步驟3和4可以被制成連續(xù)寸生才喿4乍由々固有^，分(residentpart)。3.,人所有前面循環(huán)中確定(identify)感興趣的參凄t值。4.如果感興趣的參數(shù)值進(jìn)入目前閾值的設(shè)定邊界范圍內(nèi)則更新該閾值。該軟件適用于產(chǎn)生事件日志記錄，用來在發(fā)生的時(shí)候?qū)⒃O(shè)定點(diǎn)改變記錄在文檔，這樣，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，工具的才喿作者可以一企查閾值改變的合適度。只要該控制設(shè)定點(diǎn)被改變閾值也應(yīng)該被再監(jiān)測(cè)。盡管參照說明性具體實(shí)施方式和特征已經(jīng)在本文對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了多方面的描述，應(yīng)該明了，以上描述的實(shí)施方案和特征并不是為了限制本發(fā)明，并且基于本文的公開，其它的變化、修改和其它的具體實(shí)施方式將易容易地將它們啟示給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。因此與所附的權(quán)利要求相一致，本發(fā)明可以被廣泛地解釋。權(quán)利要求1.用于測(cè)定蝕刻等離子體加工設(shè)備中等離子體狀態(tài)的方法，包含以下步驟提供至少一個(gè)能在高能氣體物質(zhì)存在下顯示溫度變化并且相應(yīng)地產(chǎn)生一種指示所述溫度變化的輸出信號(hào)的傳感器元件；將所述傳感器元件在所述蝕刻等離子體加工設(shè)備的下游區(qū)域與由所述蝕刻等離子體加工設(shè)備產(chǎn)生的流出物氣體流相接觸；并且基于指示由于所述流出物氣體流中存在高能氣體物質(zhì)引起的由所述感應(yīng)元件產(chǎn)生的溫度變化的所述輸出信號(hào)，測(cè)定所述蝕刻等離子體加工設(shè)備中的等離子體狀態(tài)。2.才艮據(jù)一又利要求1所述的方法，其中所述傳感器元件包括至少兩個(gè)含有不同金屬或者金屬合金的部件并且二者之間具有熱接點(diǎn)。3.4艮據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述傳感器元件的至少兩個(gè)部件包含選自由4臬、鉛、銅和它們的合金組成的組的金屬或者金屬合金。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述流出物氣體流易于存在耐氟金屬或者金屬合金。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述傳感器元件包括含銅的第一部件和含康銅的第二部件。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述流出物氣體流易于存在高能氟物質(zhì)，并且其中所述傳感器元件進(jìn)一步包括在所述至少兩個(gè)部件上的耐氟f余層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述耐氟涂層包含選自由聚四氟乙烯、氧化鋁、II族金屬氟化物、全氟代聚合物、以及它們的混合物組成的組的材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳感器元件包括熱敏電阻。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳感器元件包括電阻式溫度一企測(cè)器。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述電阻式溫度檢測(cè)器是在恒定電;;虎下工4乍的。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述電阻式溫度檢測(cè)器是在恒定電阻下工^f乍的。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該流出物氣體流易于存在選自于由氟、氯、碘、溴、氧及其衍生物和自由基組成的組的高能氣體物質(zhì)。13.測(cè)定蝕刻等離子體加工設(shè)備中等離子體狀態(tài)的系統(tǒng)，包括采樣裝置，用于在所述蝕刻等離子體加工設(shè)備的下游區(qū)域從由所述蝕刻等離子體加工設(shè)備產(chǎn)生的流出物氣體流獲得氣體樣品；至少一個(gè)傳感器元件，工作性地與所述氣體采樣裝置連接，用于暴露給所述氣體樣品，其中所述傳感器元件能顯示高能氣體物質(zhì)存在下的溫度變化并且能相應(yīng)地產(chǎn)生一種指示所述溫度變化的輸出信號(hào)；監(jiān)測(cè)裝置，工作性地與所述傳感器元件連接，用于監(jiān)測(cè)指示由所述氣體流中高能氣體物質(zhì)的存在引起的溫度變化的由所述傳感器元件產(chǎn)生的輸出信號(hào)并且基于所述輸出信號(hào)測(cè)定所述蝕刻等離子體加工設(shè)備中的等離子體狀態(tài)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述氣體采樣裝置工作性地連接于所述流出物氣體流經(jīng)過的下游流體流徑。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述氣體采樣裝置是所述流出物氣體流經(jīng)過的下游流體流徑的一部分。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器元件包括至少兩個(gè)包含不同金屬或者金屬合金的部件并且二者之間具有熱接點(diǎn)。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器元件的所述至少兩個(gè)部件包含選自由4臬、鋁、銅及它們的合金組成的組的金屬或者金屬合金。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述流出物氣體流易于存包含耐氟金屬或者金屬合金。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器元件包括含銅第一部^牛和含康銅的第二部4牛。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述流出物氣體流易于存在高能氟物質(zhì)，并且其中所述傳感器元件進(jìn)一步包括在所述至少兩個(gè)部件上的耐氟涂層。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述耐氟涂層包含選自由聚四氟乙烯、氧化鋁、II族金屬氟化物、全氟化聚合物、以及它們的混合物組成的組的材料。22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，電阻。23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，式溫度檢測(cè)器。24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，在恒定電滬u下工作的。25.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，在恒定電阻下工作的。26.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，在選自由氟、氯、石典、溴、氧、的高能氣體物質(zhì)。27.氣體傳感器，包括熱隔離結(jié)構(gòu)；催化材料；力口熱器；和溫度傳感器；其中所述傳感器元件包括熱敏其中所述傳感器元件包括電阻其中所述電阻式溫度檢測(cè)器是其中所述電阻式溫度檢測(cè)器是其中所述流出物氣體流易于存及其4汙生物和自由基組成的組其中所述溫度傳感器包括熱電堆、熱每文電阻和熱電元件中的至少一種；應(yīng)的該氣體的反應(yīng)；所述溫度4專感器適用于感測(cè)所述熱j丈應(yīng)并且產(chǎn)生指示4妻觸所述催化材料的所述氣體的存在和/或者濃度的相應(yīng)輸出信號(hào)；以及所述熱隔離結(jié)構(gòu)被配置成至少部分地限制由所述加熱器對(duì)所述催化材#+的加熱。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體傳感器，其中所述催化材料包括鎳。29.4艮據(jù)斥又利要求27所述的氣體傳感器，包括樣吏熱一反。30.才艮據(jù)權(quán)利要求29所述的氣體傳感器，其中所述催化材料作為表面涂層存在于所述孩i熱纟反上。31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體傳感器，包括載體催化傳感器。32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體傳感器，包括碳化硅制成的基底。33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體傳感器，其中所述加熱器包含電阻材料。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的氣體傳感器，其中所述催化材料沒有一皮電'l"生連才妄。35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的氣體傳感器，其中所述電阻材料包括多晶娃。36.才艮據(jù)^l利要求27所述的氣體傳感器，其中所述加熱器適合將所述溫度傳感器的參比部分維持在恒定溫度，以〗更通過所述加熱器加熱的變化指示出所述氣體與所述催化材^j"的催化相互作用。37.根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體傳感器，其中所述加熱器適合于在選自于電壓、電流和功率的固定的電條件下工作，以便溫度的變化指示出所述氣體與所迷催化材料的催化相互作用。38.根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體傳感器，其中所述加熱器包括熱電堆。39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的氣體傳感器，其中所述熱電堆包含多晶硅/鎳連接。40.根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體傳感器，其中所述催化材料包含碳化硅基底上的鎳層。41.根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體傳感器，包括電鍍鎳的碳化硅絲。42.4艮據(jù)權(quán)利要求41所述的氣體傳感器，被配置成保持所述電鍍鎳的碳化硅絲的電阻恒定，其中電阻的變化指示出了接觸所述催化材料的所述氣體的存在和/或者濃度。43.—種化學(xué)加工組件，包^"適合加工材并牛通過其中的室，以及如權(quán)利要求27所述的氣體傳感器，適合于感測(cè)存在于所述加工材料中的所述氣體。44.根據(jù)權(quán)利43所述的組件，其中所述氣體傳感器包括能^f吏所述傳感器安裝在所述室的3/8英寸的插栓。45.根據(jù)權(quán)利43所述的組件，其中所述氣體傳感器包括能使所述傳感器安裝在所述室的1/4英寸的插栓。46.根據(jù)權(quán)利43所述的組件，其中所述氣體傳感器包括垂直定向的金屬涂覆的絲作為所述催化材料和所述溫度傳感器。47.包括用鎳膜電鍍的碳化硅絲的感應(yīng)器，所述絲被垂直定向并且設(shè)置在接觸件上用于感測(cè)氣體。48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的傳感器，進(jìn)一步包括用于將所述絲固定在位置的壓配式接觸件。49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的傳感器，其中在所述絲上存在溝道，用于其連接至基底。50.4艮據(jù)權(quán)利要求47所述的傳感器，配置成通過所述4臬涂層的電性能的變化來確定室清洗操作的終點(diǎn)。51.根據(jù)權(quán)利要求47所述的傳感器，其中氣體的存在通過所述絲的電性能的變化來測(cè)定。52.根據(jù)權(quán)利要求47所述的傳感器，還包括沉積在所述鎳膜涂層和基底之間的氧化鋁薄膜。53.根據(jù)權(quán)利要求47所述的傳感器，包括電連接件。54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的傳感器，其中所述電連接件包括機(jī)械連"l妻件、電鍍連4妄件和電鍍連4妄件的中至少一種。55.根據(jù)權(quán)利要求47所述的傳感器，包括在氧化鋁支撐物上的微才幾械加工的Ni載體催化傳感器。56.適合感測(cè)流出物的物流中氣體的傳感器，所述傳感器包括溫度感測(cè)元件和氣體相互作用元件，所述氣體與所述氣體相互作用元件反應(yīng)產(chǎn)生由所述溫度傳感器元件能探測(cè)的熱響應(yīng)，其中所述傳感器由加熱器通過焦耳加熱進(jìn)4亍加入，并且適于4安照以下關(guān)系工作△W+(h(k，v)xATeffluent+TelementxA[h(k,v)]}+AH.r=0其中AW是為了使所述傳感器元件保持在設(shè)定的溫度Telement下焦耳熱的必要變化；h是熱對(duì)流系數(shù)并且是流出物導(dǎo)熱系數(shù)k和運(yùn)動(dòng)粘度v的函數(shù)；Telement是有效的流出物溫度；△H是發(fā)生在感測(cè)性元件表面的反應(yīng)焓，以及r是反應(yīng)速率。57.用于感測(cè)含有或易于含有氣體的流出物的物流中所述氣體的方法，包括使用權(quán)利要求1所述的氣體傳感器。58.用于感測(cè)含有或易于含有氣體測(cè)流出物的物流中所述氣體的方法，包括使用權(quán)利要求47所述的氣體傳感器。全文摘要一種氣體傳感器和氣體感測(cè)的方法，例如使用下游傳感器元件來測(cè)定使用含鹵素的等離子體和/或者含氧的等離子體的半導(dǎo)體蝕刻設(shè)備中的等離子體狀態(tài)(如等離子體蝕刻終點(diǎn))。這樣的傳感器元件能指示在由等離子體產(chǎn)生的高能氣體物質(zhì)如氟、氯、碘、溴、氧及其衍生物或者自由基存在的溫度變化，并且相應(yīng)地產(chǎn)生一個(gè)指示這樣的溫度變化的輸出信號(hào)用于測(cè)定蝕刻等離子體加工設(shè)備中等離子體的狀態(tài)。文檔編號(hào)H01L21/302GK101427352SQ200680016778公開日2009年5月6日申請(qǐng)日期2006年3月15日優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日發(fā)明者小弗朗克·迪梅奧,杰弗里·F·羅德,杰弗里·W·紐納,詹姆斯·韋爾奇,陳世輝,陳英欣申請(qǐng)人:高級(jí)技術(shù)材料公司