[發明專利]使用組織的3?D存儲結構的高容量監視器晶體交換器

有效

• 申請號: 201410097015.4
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN104048590B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: C.A.小果戈爾
• 申請（專利權）人: 英飛康公司
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06;C23C14/54
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張凌苗,徐紅燕

技術領域

本申請總地涉及對材料諸如通過氣相或化學沉積在基板上的沉積進行監視和控制的領域。更具體地說，本申請涉及高容量石英晶體沉積傳感器，在其中，壓電晶體的諧振頻率受到監視，并且在其中，諧振頻率的變化與沉積材料厚度的變化相對應。甚至更具體地說，本申請涉及這樣的結構，該結構使能可以相對于處理室移動的三維框架中的多個監視器晶體的高容量保持，從而允許對更多監視器晶體中的一個進行索引，繼而允許維持監視和控制功能。

背景技術

石英晶體傳感器已被廣泛用于監視真空沉積過程和準確地控制材料的沉積量以及向諸如用于半導體、光學或顯示處理的基板的表面上沉積的速率。在這些傳感器中，可以從石英、鈦酸鋇或其它合適的材料制造的又一個壓電晶體連接成諧振電路，從而使得可以監視一個晶體的固有諧振頻率，該晶體相對于處理室的內部被放置。固有諧振主要取決于晶體的總質量和幾何結構，其中，諧振頻率下降與在真空沉積過程期間被涂敷到晶體上的材料的量有關。然而，隨著所沉積的材料積累，復合諧振的銳度減小，并最終達到晶體不足以準確地或有效地監視該過程的點。在該點處，必須更換壓電晶體。

已經開發出了多種多晶傳感器頭，包括由美國專利No. 5,025,664描述的那些，用于多晶石英振蕩器沉積監視器中，并且在其中，多個晶體的可以圍繞旋轉圓盤傳送帶旋轉。已經開發出了其它的版本，諸如，例如在美國專利No. 4,362,125和3,383,238中描述的。然而，前面的設計中的每一個的典型特征都是二維結構特征，其隨著晶體數量的增加而向外增加傳感器頭的總尺寸。

發明內容

根據一個方面，提供了一種用于對處理室中沉積的材料的變化進行檢測和監視的高容量壓電晶體沉積傳感器，所述傳感器包括：

三維存儲結構，其具有在分別第一和第二端之間延伸的主軸以及在所述第一和第二端之間的、圍繞所述主軸延伸的外側表面；

多個壓電晶體，其在沿所述外側表面的間隔的位置處由所述存儲結構支撐；以及

驅動機構，其用于使所述存儲結構相對于主軸旋轉和軸向推進或后退，從而使得至少一個壓電晶體可以相對于至少測量位置推進；以及用于電激勵至少一個推進的晶體并且由于在所述晶體上累積材料而使能檢測的機構。

根據另一個方面，提供了一種用于晶體沉積傳感器的三維存儲結構，所述三維存儲結構包括：

具有在第一端和第二相對的端之間延伸的主軸的載體，該載體還具有在該第一和第二端之間限定的、并且圍繞該主軸延伸的外側表面；以及

被置于沿載體的橫向外表面的間隔開的軸向位置處的多個保持腔，每一個保持腔被設計尺寸用于保持壓電監視器晶體。

根據又一個版本，提供了一種對晶體沉積監視器中使用的晶體進行交換的方法，所述方法包括下列步驟：

將成間隔關系的多個壓電晶體沉積到三維存儲結構的外表面上；

使該存儲結構軸向和旋轉推進或后退，以便相對于至少一個測量位置對至少一個壓電晶體建立索引；

電激勵已推進的壓電晶體；

檢測施加于基板的材料的質量的變化；

使該存儲結構沿三維存儲結構的主軸軸向和旋轉推進或后退，以便將至少一個其它監視器晶體建立索引到至少一個傳感器孔中。

本文中描述的存儲結構可以用于特定材料向基板上的可施加工藝的生長率過程控制和相關聯厚度確定，其中，材料通過若干方法中的一種方法從材料源傳輸到基板。按照工藝所要求的，傳輸可以通過可以基本上是真空的介質或任何稀薄的或加壓的介質。

前面的示例可以包括真空蒸鍍，其涉及從材料的熱源通過真空向基板的材料傳輸。還存在各種各樣的濺射方法，其中，介于源和基板之間的氣體的電離原子用于向目標材料大力撞擊，并且所得的被侵蝕的材料碎片通過氣體混合物到達基板，并且隨后粘附在基板上。其它不太常用的材料傳輸方法包括：目標的激光誘導燒蝕、等離子電離和電弧沉積。所有這些方法共同包括以下步驟：材料從源（或目標）通過真空或其它工藝介質的傳輸，以及最終向基板或者向用作替代基板的監視器晶體上的撞擊和在其上的聚集。