工作物を処理するためのプラズマチャンバ内のプラズマプロセスパラメータを測定する検知デバイスであって、前記プラズマチャンバ内でプラズマによって処理される工作物と実質的に同じ材料である材料から作られる基板と、前記基板に埋め込まれる1つまたは複数のセンサであって、各センサは、前記基板と実質的に同じ材料から作られたコレクタ部分を備え、前記コレクタ部分は、前記基板の上部表面と同一平面上にある表面を含む、1つまたは複数のセンサと、前記基板に埋め込まれ、前記コレクタ部分に結合されたセンサエレクトロニクスとを備えるデバイス。前記コレクタ部分と前記基板との間の直流DC接続をさらに備える請求項1に記載のデバイス。キャビティは、前記基板内に形成され、前記コレクタ部分は、前記キャビティ内に配設され、前記基板から電気絶縁される請求項1に記載のデバイス。前記基板は、第1の層および第2の層を含み、前記センサエレクトロニクスは、前記第1の層と前記第2の層との間に挟まれる請求項1に記載のデバイス。前記第1および第2の層は、伝導性または半伝導性材料から作られ、前記センサエレクトロニクスは、前記第1および第2の層から電気絶縁される請求項4に記載のデバイス。前記基板表面および前記コレクタ部分は、前記第1の層から形成され、前記コレクタ部分は、前記第1の層の残りの部分から電気絶縁される請求項4に記載のデバイス。前記基板は、100mmと450mmとの間の直径を有するシリコンウェハを備える1つまたは複数の層で作られ、前記検知デバイスは、0.3mm~10mmの厚さを有する請求項1に記載のデバイス。前記基板は、半導体ウェハ、リソグラフィマスク基板、またはフラットパネルディスプレイ基板と実質的に同じ材料から作られる請求項1に記載の検知デバイス。前記基板の表面は、フォトレジスト上部層を含む請求項8に記載の検知デバイス。前記コレクタ部分は、前記基板の上部表面である請求項1に記載の検知デバイス。前記基板は、前記コレクタ部分を形成する抵抗層と導電性層との間に挟まれた電気絶縁層を含む請求項10に記載の検知デバイス。前記抵抗層の下側に形成された1つまたは複数の導電性センサ接点をさらに備える請求項11に記載の検知デバイス。前記エレクトロニクスは、前記1つまたは複数の導電性センサ接点に電気結合されたDCセンサエレクトロニクスを含む請求項12に記載の検知デバイス。前記エレクトロニクスは、前記1つまたは複数の導電性センサ接点に電気結合されたACセンサエレクトロニクスを含む請求項12に記載の検知デバイス。前記エレクトロニクスは、前記伝導性層と別の伝導性層との間に挟まれ、前記1つまたは複数の導電性センサ接点に電気結合される請求項12に記載の検知デバイス。前記基板の上部層は、平面であり、標準的な処理基板と実質的に同じであるプロファイルを有する請求項1に記載の検知デバイス。前記1つまたは複数のセンサは、1つまたは複数の対のコレクタ部分を含み、前記コレクタ部分およびセンサエレクトロニクスは、デュアルまたはトリプル差動ラングミュアプローブとして動作するように構成される請求項1に記載の検知デバイス。前記エレクトロニクスは、信号調整エレクトロニクスおよび信号処理エレクトロニクスを含む請求項1に記載の検知デバイス。前記回路は、ポリイミド可撓性基板上に形成される請求項18に記載の検知デバイス。前記回路は、前記基板または前記基板の層上に直接形成される請求項18に記載の検知デバイス。各センサ用の前記エレクトロニクスは、ローカルデジタルプロセッサを含む請求項1に記載の検知デバイス。各ローカルデジタルプロセッサに結合された集中化通信ユニットまたはプロセッサをさらに備える請求項21に記載の検知デバイス。前記コレクタ部分の表面上の材料であって、前記コレクタ部分と前記プラズマとの間の相互作用を変更する、材料をさらに含む請求項1に記載の検知デバイス。工作物を処理するためのプラズマチャンバ内でプラズマプロセスパラメータを測定する方法あって、前記プラズマチャンバ内のプラズマに基板表面を暴露することであって、前記基板は、前記プラズマチャンバ内のプラズマよって処理される工作物と実質的に同じ材料である材料から作られる、暴露すること、および、前記基板に埋め込まれる1つまたは複数のセンサに対して前記プラズマからもたらされる1つまたは複数の信号を測定することであって、前記基板表面と実質的に同じ材料から作られたコレクタ部分およびセンサ部分を備え、前記コレクタ部分は、前記基板の上部表面と同一平面上にある表面を含む、測定することを含み、前記センサエレクトロニクスは、前記基板に埋め込まれ、前記コレクタ部分に結合される方法。前記1つまたは複数の測定値は変位電流を含む請求項24に記載の方法。前記1つまたは複数の測定値はDC電流または電圧を含む請求項25に記載の方法。前記1つまたは複数の測定値は、1つまたは複数のラングミュアプローブ測定値を含む請求項24に記載の方法。前記1つまたは複数のラングミュアプローブ測定値は、1つまたは複数のデュアルまたはトリプル差動ラングミュアプローブ測定値を含む請求項27に記載の方法。前記1つまたは複数のラングミュアプローブ測定値は、複数の時分割多重差動ラングミュアプローブ測定値を含む請求項28に記載の方法。前記1つまたは複数の信号を測定することは、所与のコレクタ部分に励起を印加し、1つまたは複数の異なるコレクタ部分で信号を測定することを含む請求項24に記載の方法。前記コレクタ部分は、前記プラズマに暴露される前記基板の全表面を備える請求項24に記載の方法。前記基板は、前記コレクタ部分を形成する抵抗層を含み、前記DC信号を測定することは、前記抵抗層上の2つの場所間の電圧差を測定することを含む請求項31に記載の方法。前記1つまたは複数の信号を測定することは、第1の場所で前記プラズマに暴露されない前記抵抗層の面に結合した接点に励起を印加し、1つまたは複数の他の場所で前記プラズマに暴露されない前記抵抗層の前記面に結合した1つまたは複数の他の接点で信号を測定することを含む請求項31に記載の方法。前記コレクタ部分の表面上に配設された材料は、前記コレクタ部分と前記プラズマとの間の相互作用を変更する請求項24に記載の方法。さらに、多くの従来技術のセンサウェハは、センサアレイ用のエレクトロニクスを収容するモジュールをウェハの頂上に含む。このモジュールは、プラズマ内に強烈な乱れを生じるか、または、放電損傷点となる可能性があり、また、同様に汚染源となる可能性がある。従来技術のセンサウェハに関する別の問題は、アレイ内のセンサパッドおよびこれらのパッド間の電気接続および関連するエレクトロニクスが、ウェハの表面上に堆積される、金属トレース、たとえばアルミニウムから作られることが多いことである。プラズマ、たとえばアルゴンプラズマに対する暴露は、ウェハの表面上のアルミニウムトレースを最終的に腐食させる。一部のセンサウェハでは、トレースおよびセンサパッドを保護するために、ウェハの全表面がポリイミドで覆われる。しかし、ポリイミド被膜は、あるプラズマ環境において非常に短い寿命を有する可能性があり、また同様に、汚染源となる可能性がある。さらに、銅などの、いくつかの金属の使用は、多くのプロセスステップにおいて切実に回避される。本発明の目的および利点は、以下の詳細な説明を読み、また、添付図面を参照すると、明らかになる。以下の詳細な説明は、例証のために多くの特定の詳細を含むが、以下の詳細に対する多くの変形および変更が本発明の範囲内であることを当業者は誰でも認識するであろう。したがって、以下に述べる本発明の例示的な実施形態は、特許請求される本発明に対して一般性を全く失うことなく、かつ制限を課すことなく述べられる。本発明の一実施形態によれば、プラズマ検知デバイスは、ウェハ基板の表面に埋め込まれ、プラズマシースにとって直接見える、センサおよびエレクトロニクスを含むことができる。ウェハ基板の表面およびプラズマに暴露される検知デバイスの部分は共に、デバイスが検知するように設計されるタイプのプラズマによって慣例的に処理される材料から作られうる。例として、いくつかの実施形態において、センサの1つまたは複数についてのシャントインピーダンスは、ウェハ基板の材料と実質的に同じであり、また、プラズマシースにとって直接見える材料のスラグによって形成されうる。本明細書で使用されるように、実質的に同じ材料という用語は、1つの材料が、別の材料と物理的に同一でない場合、化学的に同じであることを意味する。たとえば、基板およびスラグ材料は、ウェハおよびスラグが、単結晶シリコンから作られるが、異なる結晶配向を有する場合、実質的に同じでありうる。あるいは、基板およびスラグ材料は、基板が単結晶シリコンから作られ、スラグが多結晶シリコンから作られる場合、実質的に同じでありうる。実質的に同じという用語はまた、たとえば、異なるが普通なら許容可能なレベルの不純物による、2つの材料の化学組成のわずかな変動を包含する。こうしてシャントインピーダンスを形成することは、プラズマについて耐久性がありかつ非汚染性表面を提供し、また、基板の表面にDC接続を提供しうる。したがって、表面DC電位が測定されることができる。この構造は、DCバイアスがセンサに同時に課される場合、表面電荷、自己バイアス、負荷-ライン特性またはI-V特性などの貴重な情報を与えうる。図1は、基板102およびセンサ用のコレクタとしてのいくつかのスラグ104を含む検知デバイス100の斜視図である。基板102およびスラグ104は同じ材料から作られうる。制限としてではなく例として、基板102およびスラグ104は共に、シリコン、あるいは、デバイス100が動作することを意図される処理環境内の処理条件に適合する任意の他の伝導性または半伝導性材料から作られうる。制限としてではなく例として、基板は、100nmと450nmとの間の直径を有するシリコンウェハを含むことができる。検知デバイス100は、0.3mm~10mmの全厚を有することができる。基板102およびスラグ104は、プラズマに提示される耐久性がありかつ非汚染性表面を提供しうる。たとえば、検知デバイスによって診断されるプラズマが、シリコンウェハの処理、たとえば、シリコンウェハのエッチングまたはシリコンウェハ上の堆積のために慣例的に使用される場合、基板およびセンサの一部であるコレクタパッドは、プラズマがシリコン表面を見るように、シリコンから作られることができる。いくつかの実施態様において、プラズマに誘電体表面を提示することが所望される場合、フォトレジストなどのプラズマ適合ポリマー被膜が、ウェハ基板の表面を覆いうる。多くのプラズマプロセスチャンバが、フォトレジストで覆われる基板を処理するように設計される。その結果、基板102およびスラグ104の表面上でのフォトレジストの存在は、デバイス100によって診断されるプラズマプロセスおよびこうしたプラズマプロセスが起こるチャンバの設計において既に考慮された危険を超えるさらなる汚染の危険を全く呈さない。プラズマに対する基板102およびスラグ104の表面の暴露に起因するプラズマチャンバの汚染は、チャンバ内での生産基板の通常の処理に続いて使用されるどんな従来プロセスであってもそれにより修正されることができる。たとえば、デバイス100を使用して、パターニングされたフォトレジストで覆われたシリコン基板をエッチングするために使用されるチャンバ内のプラズマを診断した後、チャンバは、こうしたプラズマエッチング後にこうしたチャンバを清浄するために通常使用される従来のプロセスによって清浄されることができる。スラグ104は、基板102の表面の下に位置するセンサエレクトロニクス106に電気結合されることができる。センサ信号を処理するために、基板102の表面の下に2つ以上のセンサエレクトロニクス106が存在するとすることができる。例として、スラグは、プラズマからの電子またはイオン束あるいはエネルギー放射を検知するためのコレクタパッドとして役立つことができる。いくつかの実施態様において、基板102およびスラグ104は、センサエレクトロニクスから表面へのDC接続を提供することができる。こうした構成は、表面DC電位を測定するために使用されうる。こうした構造はまた、表面電荷および自己バイアスなどの価値のある情報を得るために使用されうる。いくつかの実施態様において、AC信号検出は、温度補償されたDCバイアス式高周波数ダイオードブリッジ回路によって実施されることができる。この方法は、低い線形性および低い電力レベル、周波数効果ならびに従来技術の方法に伴う温度ドリフトの欠点をなくしうる。いくつかの実施形態において、エレクトロニクス106は、プラズマインピーダンスを測定するために1つのセンサスラグ104に励起電圧を印加し、1つまたは複数のスラグで信号を測定することができる。本発明のいくつかの実施形態によれば、能動回路要素および電力源が、図1に示すデバイスに似たデバイスの層内におよび/または層間に埋め込まれることができ、それにより、こうした構成要素の周りにファラディー箱を効果的に形成する。制限としてではなく例として、図2A~2Bは、検知デバイス200Aおよび200Bの異なる実施態様を示す断面図である。制限としてではなく例として、検知デバイス200Aおよび200Bは、自己バイアル電圧、飽和電流、プロセス化学物質によってまた広範囲のRFおよびマイクロ波周波数にわたる高プラズマパワー下でプロセスチャンバ内に蓄積される電荷およびポリマーなどの電気パラメータを測定するために使用されうる。図2Aに示すように、検知デバイス200Aは、酸化物または他の誘電体層でありうる絶縁層212によってそれぞれ分離された第1および第2の層202および204を含む。第1の層202は、デバイス200Aが検知するように設計されるタイプのプラズマによって通常処理される生産ウェハと同じ材料から作られうる。デバイス200Aにおいて、キャビティ216が、第1の層202の表面に形成されうる。第1の層202と同じ材料から作られるプラグが、プラグ206の上部表面が第1の層202の上部表面と同一平面上にある状態で、キャビティ216内に配置されうる。プラグ206の下側は、オーム接点接続をするのに適する金属被膜222を有しうる。例として、金属被膜は、シリコン内に拡散し、したがって、シリコンに対するダイオード接合を作ることができない。金属被膜222用の適した材料の例は、プラチナおよびパラジウムを含む。ワイヤボンディングが実施される場合、アルミニウムもまた使用されうる。したがって、デバイス200Aの上部表面は、平面に作られ、デバイス200Aがそのために設計されるタイプのチャンバ内で処理される標準的な生産基板のプロファイルと実質的に同じプロファイルを有しうる。誘電体たとえば、ポリイミド層220は、電気絶縁を提供するために、シリコンプラグ206と第1の層202との間に堆積されうる。誘電体層220はまた、プラグ206によって形成されるセンサ表面に衝突する可能性があるRF電流を測定するために使用されうるシャントキャパシタンスを形成しうる。プラグ206は、プラズマに暴露され、たとえば電流または電圧の形態の未処理信号として検出されうる、プラズマからの未処理フラックス、たとえば電子またはイオンの形態の電荷を収集することによって信号コレクタとして働きうる。あるいは、プラグ206は、エネルギー光子の形態でプラズマからの放射を受ける可能性がある。こうした光子を検出するために、プラグ206は、こうした光子に対する暴露によって変化する電気特性を有する半導体材料から作られることができる。プラグ206は、適したセンサエレクトロニクス205に結合されうる。プラグ206などの信号コレクタとセンサエレクトロニクス205の組合せ体は、本明細書でセンサと呼ばれることがある。エレクトロニクスの特質に応じて、センサは、ACまたはDC信号を検出するために使用されることができる。適したセンサエレクトロニクス205の例は、信号調整エレクトロニクスおよび信号処理エレクトロニクスを含む。さらに、エレクトロニクスは、プラグ206にバイアス電圧を印加するために使用することができる電池などの電力源を含むことができる。本明細書で使用されるように、信号調整は、未処理信号を解析により適するようにさせるために、未処理信号のフィルタリング、ノイズ除去、または増幅を含むが、それに限定されない。信号調整構成要素の例は、整流器、発振器、または増幅器を含むが、それに限定されない。信号処理は、たとえばアナログまたはデジタル回路要素を使用する信号の解析を指す。信号処理は、アナログ-デジタル変換、算術および/または論理演算、フーリエ変換または他の数学的変換、スペクトル解析などを含むことができるが、それに限定されない。信号処理構成要素の例は、マイクロプロセッサまたは特定用途向け集積回路ASICを含むが、それに限定されない。制限としてではなく例として、エレクトロニクス205は、処理エレクトロニクスに結合されるDC信号を生成するデータ採取DAQエレクトロニクスを含みうる。プラグ206は、たとえば、第2のシリコン層204内または絶縁層212内に、たとえば可撓回路の形態で埋め込まれることができる回路要素によってエレクトロニクス205に電気接続されることができる。こうした場合、エレクトロニクス205を構成する構成要素たとえば、トランジスタ、抵抗器、キャパシタ、論理デバイスなどは、ポリイミド可撓性基板上にパターニングされた伝導性たとえば、銅トレースによって接続されうる。あるいは、センサエレクトロニクス205および関連回路を構成する電子構成要素は、たとえば標準的な半導体処理技法を使用して、第2の層204または絶縁層212上に直接形成されることができる。エレクトロニクス205は、たとえば可撓回路208に結合されるオーム接点214によって第1の層202に電気接続されることができる。オーム接点214はまた、第1の層202と第2の層204との間に形成されることができる。オーム接点214は、たとえば上述した、適した金属被膜222によって基板204および206に対する電気接続を提供しうる。さらに、オーム接点214は、シリコン層202および204の利用可能な表面積のほとんどをカバーすることになる接点を本質的に生成するために拡張されることができる。適切なセンサエレクトロニクスに結合されることができる複数のコレクタを提供するために、複数のスラグ206が使用されることができることが留意される。コレクタおよびセンサエレクトロニクスは、プラズマパラメータを測定するために多くの異なる方法で構成されることができる。たとえば、適切なエレクトロニクスおよび付加的な回路によって、コレクタおよび対応するセンサエレクトロニクスの対は、デュアル差動ラングミュアプローブとして動作するように構成されることができる。こうした構成では、センサエレクトロニクスは、2つのコレクタ間にバイアス電圧を印加し、2つのコレクタに対する電流を測定しうる。バイアス電圧を変えることによって、イオン飽和電流および電子温度が、I-V曲線から確定されることができる。さらに、制御回路要素の簡略化によって、トリプル差動ラングミュアプローブ動作が可能である、または差動ラングミュアプローブが時分割構成で動作する。適切な回路要素を有するトリプル差動プローブは、最小処理での応答を提供しうる。トリプルプローブ構成において、2つのコレクタは、2つのコレクタ間で一定電圧V-V-によって正および負にバイアスされることができ、一方、第3のコレクタは、プラズマ浮遊電位Vflに浮くことを許容される。バイアス電圧が電子温度に比較して十分に大きいすなわち、eV-V-≫kBTe、ここで、eは電子の電荷であり、kBはボルツマンの定数である場合、負にバイアスされたコレクタは、浮遊電位Vflのように、直接測定されうるイオン飽和電流を引出すことを予想されうる。バイアスされるコレクタ構成が浮遊している場合、正にバイアスされたコレクタへの電流は、負にバイアスされたコレクタによって引出されるイオン飽和電流と大きさがほぼ同じである。これらの条件下で、電子温度は、次の通りに、測定される電圧にほぼ比例する。V-Vfl=In2kBTe/eトリプルプローブデータのより精巧な解析は、不完全飽和、非飽和性、不等面積のような因子を考慮しうる。トリプルプローブはまた、プローブがその下で動作すると予想される領域に応じて、対称、非対称、または著しく非対称でありうる。トリプルプローブは、単純なバイアス印加エレクトロニクスバイアス電圧の掃引が全く必要とされない、単純なデータ解析、優れた時間分解能、および考えられる変動に対する無感受性RF源によって課されてもまたは固有の変動によって課されてもの利点を有する。欠点は、トリプルプローブが、全ての場合に実装することが可能であると限らない3つのプローブエリアを必要とすることである。あるいは、時分割多重によって、4つのバイアス電圧条件が、デュアルラングミュアプローブに関する電子温度Teおよびイオン密度niを導出するために設定され使用されることができる。イオン飽和電流Isatはまた、同様に評価されることができる。結果は、2つのプローブエリアだけを使用するが、トリプルプローブと非常に類似している。図2Bに示す検知デバイス200Bは、第1の層202のように、絶縁層212上に配置されることを除いて、図2Aに述べる検知デバイス200Aと類似する。制限としてではなく例として、プラグは、絶縁体が2つのシリコン層間に配設されるシリコンオンインシュレータSOIウェハから形成されることができる。2つのシリコン層の一方を選択的にエッチングすることによって、プラグ206は、その層の残りの部分から電気的に分離されることができる。プラグは、さらに、さらなる絶縁材料217によってシリコン層から絶縁されることができる。第1の層202と同じ初期材料からプラグを形成することによって、プラグ206の表面は、第1の層202の残りの表面とほぼ完全に同一平面上にされうる。さらに、第1の層202およびプラグ206は、ほとんど同一の材料特性を有することを保証されうる。デバイス200Aおよび200Bにおいて、第1の層202および第2の層204は、たとえば、適したドーピングによって十分に導電性を持たされ、それにより、プラズマ処理環境内での運転中にエレクトロニクス204を電磁干渉から保護するのに適したファラディー箱を形成することが留意される。図2Cは、図2A~2Bに示す検知デバイスの等価回路の電気回路図である。図2A~2Bに示すように、ポリマー層218は、プラズマチャンバ内で起こる重合化反応の結果として第1の層202の表面上に蓄積することができる。こうした重合化は、多くのタイプのプラズマ処理においてかなり一般的な出来事である。重合化層218は、デバイス200A、200Bによって行われる測定に影響を及ぼしうる。いくつかの実施形態において、コレクタ部分、たとえばプラグ206の表面は、たとえば、3次元パターンを表面内にエッチングすることによって、または、フォトレジストおよび/または金属などの1つまたは複数の材料219で表面を計画的にコーティングすることによって修飾されて、コレクタとプラズマとの間の相互作用が変更されうる。制限としてではなく例として、材料219は、パターンで、たとえば格子または一連のストライプで堆積されうる、または、その他の方法で形成されうる。材料219は、プラグ206のバルクを構成する材料と異なりうる。特に図2Cに示すように、ポリマー層218は、可変キャパシタC1として働きうる。図2Aと図2Cを同時に参照して、上側プレートとしてのシリコンプラグ206を有するポリマー層、ならびに、キャパシタの下側プレートを形成するエレクトロニクス、第1および第2のシリコン層202および204、およびオーム接点214のために、測定キャパシタC2が、可変キャパシタC1と直列に形成されることができる。ポリイミド層220は、測定キャパシタC2の2つのプレート間の絶縁材料として働きうる。キャパシタC2は、電力源、たとえば電池に接続されうる。スイッチSWが、測定キャパシタC2のプレートの前後に付加される場合、基板の表面上に蓄積する電子レートは、スイッチを閉鎖することによって測定キャパシタC2のプレートを短絡し、スイッチが開くときの電圧変化を測定することによって測定されうる。図3は、本発明の実施形態による検知デバイス300の平面図である。図3に示すように、検知デバイス300は、図2A~2Bに述べた検知デバイス200Aおよび200Bと類似することができるいくつかのセンサ304を有する基板302を含む。特に、各センサ304は、基板302の表面と同じ材料から形成されるコレクタ306を含むことができる。コレクタの表面は、基板302の表面と同一平面上にあるとすることができる。コレクタ306は、基板302に埋め込まれることができるローカルセンサエレクトロニクス305にセンサ304を通して結合されることができる。コレクタ306は、パターニングされたフィルム積層体、微細機械加工された表面フィーチャのようなフィーチャ、または、単にアルミニウム層などの金属フィルムを含むことができる。さらに、検知デバイス300は、もしあるなら、センサ304およびコレクタ306のそれぞれに結合する集中化処理および/または通信エレクトロニクスユニット308を含むことができる。集中化エレクトロニクス308は、センサ304からのデータを記憶し、デバイス300から出てリモート受信機に送信するための集中化構成要素を提供しうる。エレクトロニクスはまた、外部送信機からデータを受信し、こうしたデータを、1つまたは複数の選択された個々のセンサ304に中継するための集中化構成要素を提供しうる。エレクトロニクス308は、データを、無線で、たとえば電磁誘導または放射によって送信されうる信号に変換する無線送受信機を含むことができる。あるいは、エレクトロニクス308は、信号ケーブルまたは光ファイバリンクなどの媒体を通じて信号を送信することができる。適したエレクトロニクス305の例は、信号調整エレクトロニクスおよび信号処理エレクトロニクスを含む。さらに、エレクトロニクスは、センサ304およびコレクタ306にバイアス電圧を印加するために使用することができる電池などの電力源を含むことができる。先に述べたように、信号調整は、未処理信号を解析により適するようにさせるために、未処理信号のフィルタリング、ノイズ除去、または増幅を含むが、それに限定されない。信号調整構成要素の例は、整流器、発振器、または増幅器を含むが、それに限定されない。信号処理は、たとえばアナログまたはデジタル回路要素を使用する信号の解析を指す。信号処理は、アナログ-デジタル変換、算術および/または論理演算、フーリエ変換または他の数学的変換、スペクトル解析などを含むことができるが、それに限定されない。信号処理構成要素の例は、マイクロプロセッサまたは特定用途向け集積回路ASICを含むが、それに限定されない。制限としてではなく例として、エレクトロニクス305は、局在型プロセッサユニットであって、局在型プロセッサユニットが連結するセンサ304に固有である、局在型プロセッサユニットを含みうる。各センサ304における局在型プロセッサユニットを使用することによって、センサ304およびコレクタ306からの未処理信号を処理するという負担の一部が分散されることができる。こうして、処理負担は、集中化エレクトロニクス308に処理能力を追加する必要なしで、デバイス300上のセンサの数によってスケーリングするようにされることができる。たとえば、整流、増幅、およびA/D変換以外に、センサエレクトロニクス305は、未処理データに関していくつかのデジタル信号フィルタリング機能を実施し、その後、結果得られるフィルタリング済みデータを集中化エレクトロニクスに送信しうる。これは、異なるセンサ304からのフィルタリング済みデータを照合するために集中化エレクトロニクス上の処理資源を使える状態にする。本発明の実施形態は、生産基板と同じ材料から形成されることができるコレクタをセンサデバイスが含むことができる多くの異なる構成を包含することが留意される。これらの実施形態は、コレクタパッドが、センサデバイスの全連続表面を含むバージョンを含む。制限としてではなく例として、シリコン基板の単一連続表面が、コレクタパッドとして使用されることができる。基板の表面上の異なる場所間の電圧差を測定することによって、表面電荷蓄積の差を判定することが可能である。図4Aは、本発明の代替の実施形態によるプラズマ検知デバイス400を示す略斜視図である。デバイス400において、コレクタは、プロセスチャンバ内でプラズマ401を受ける生産基板で使用される材料と同じかまたはそれに類似する抵抗材料から作られる基板402から作られる。基板402は、プロセスチャンバ内で処理される生産基板と実質的に同じプロファイルを有する平面上部表面を有することができる。電荷が基板402の表面上に不均一に蓄積する場合、基板402にわたってシート電流Isが流れる可能性がある。図4Aに示すように、基板402の表面上の異なる場所AとBとの間で電圧が測定されることができる。基板材料が十分に大きなシート抵抗を有する場合、シート電流Isは、基板表面にわたる電荷不平衡の尺度として使用されうる。特に、地点AとBとの間の電圧は、電流から確定されることができ、電流は、基板材料402の面積抵抗および2つの地点間の電荷不平衡に依存する。図4Bは、センサデバイス400の等価電気回路図と断面図の組合せである。検知デバイス400は、一般に、上側半導体基板402および下側半導体基板404を含む。いくつかの実施形態では、中間半導体基板416が、上側基板と下側基板との間に挟まれることができる。便宜のために、基板402、404、416は、以下では単に上側基板、中間基板、および下側基板と呼ばれることがある。例として、上側基板402は、抵抗性にするためにP-ドープされた第1のシリコン層402とすることができ、底部基板404は、伝導性にするためにPドープされた第2のシリコン層とすることができる。絶縁像428は、上側基板402と下側基板404との間に挟まれる。図4Bに示す例では、絶縁層428は、より具体的には、上側基板402と中間基板416との間に挟まれる。絶縁層428は、比較的厚く、たとえば厚さが25ミクロン以上とすることができる。絶縁層428を形成する複数の方法が存在する。たとえば、酸化物がシリコンウェハ内に埋め込まれることができる。あるいは、酸化物が、シリコンウェハの表面上で成長されることができ、また、多結晶シリコンポリシリコンが、酸化物上に成長するかまたは堆積されることができる。さらに、ポリマー層が、2つのシリコンウェハ間で積層されることができる。同様に、絶縁層430は、基板404と416との間に形成されることができる。適したエレクトロニクス418は、下側基板404内に形成されたキャビティ内に配置されることができる。各エレクトロニクスユニットは、下側基板404上に形成されるかまたは下側基板404内にはめ込まれた、対応するパターニング済み金属被膜またはパターニング済み可撓性回路408によって、対応するセンサ接点403に電気結合されることができる。エレクトロニクスは、センサの場所403において電圧、電流、電荷、キャパシタンスなどのような直流DCまたは交流AC電気量を測定するように構成されうる。同様に、エレクトロニクス418は、DCレベルまたはAC波形によって、1つまたは複数のセンサ接点403および/または参照接点405を励起し、他のセンサ接点の場所403および/または参照接点405においてACおよびDCパラメータを同時に測定して、種々のプラズマパラメータを確定することができる。例として、エレクトロニクス418は、1つのセンサ接点403に励起電圧を印加し、1つまたは複数の異なるセンサ接点および/または参照接点405で信号を測定して、プラズマインピーダンスを測定することができる。あるいは、励起電圧は、参照接点405に印加され、信号が、センサ接点403で測定されることができる。図4Bを見てわかるように、センサのコレクタ部分は、その部分を、上側半導体層402の一体部として形成することによって基板内に埋め込まれうる。例として、1つまたは複数のセンサ接点は、センサが所望される上側半導体層402の下側の場所の、センサ接点403および参照接点405のエリアにおいてプラチナ、パラジウム、またはアルミニウムなどの適した伝導性材料を堆積することによって形成されうる。伝導性材料は、上側半導体層402内に拡散し、したがって、オーム接続を生成しうる。上側半導体層402の垂直寸法が水平寸法よりずっと小さいため、その効果は、上側層402の底部の金属センサ接点403が、仮想センサ420として上部表面上にミラーリングされることになる。同様に、中央参照接点405の効果は、仮想接点422としてミラーリングされる。上部表面に存在するどんな電圧も、底部表面に移されることになり、したがって、適切なエレクトロニクス418によって検知され駆動されうる。中央位置の参照接点405は、エレクトロニクスモジュール418内の電子スイッチによって中央基板416に接続されることができる。基板416に対するこうしたオーム接点は、中央および下側基板416および404のDC参照電位を効果的に提供しうる。このDC参照は、たとえばエレクトロニクス418によってDC電圧を測定するときに重要でありうるが、AC電圧を測定するときはターンオフされうる。いくつかの実施形態において、1つまたは複数のコレクタ部分の表面の1つまたは複数の部分、たとえば上側層402の上側表面の選択された部分は、たとえば、3次元パターンを表面内にエッチングすることによって、または、フォトレジストおよび/または金属などの1つまたは複数の材料419で表面を計画的にコーティングすることによって修飾されて、コレクタとプラズマとの間の相互作用が変更されうる。材料419は、パターンで、たとえば格子または一連のストライプで堆積されうる、または、その他の方法で形成されうる。材料は、上側層402のバルクを構成する材料と異なりうる。エレクトロニクス418は、センサ接点403と中央の場所の参照接点405との間で上側基板402を通して流れるシート電流Ieを検知することができ、それにより、上側層402の表面上の自己バイアスおよび電荷蓄積の尺度を提供する。電圧差は、上側層402のシート抵抗ならびに異なるセンサ接点403間および/またはセンサ接点403と参照接点405との間に流れるシート電流Ieによって測定されうる。図4Cにおいて、基板のシート抵抗は、Rsubと指定される抵抗器で表される。デバイス400内の異なる場所にいくつかのこうしたセンサ接点を設置し、中央参照接点405のイメージ422とセンサ接点403の各イメージとの間でシート電流を検知することによって、上側シリコン層402の表面上の電荷不平衡がリアルタイムに測定されうる。電圧または電荷測定値は、プラズマチャンバからデバイス400を取除く必要なしで外部受信機に後で送信するために、デジタルデータに変換され、中央エレクトロニクスユニット図示せずに記憶されうる。中央および下側基板416および404はまた、エレクトロニクス418および関連する金属被膜408のシールドのためにファラディー箱として働くことができる。例として、中央基板416および下側基板404は、上述した方法と同様な方法で生成される金属化領域の形態とすることができる接点426および413ならびに/またはオーム接点432を通して互いにオーム接続されうる。さらに、絶縁層428およびベース基板416と共に上側基板402は、分布キャパシタとして働きうる。このキャパシタンスは、各検知地点で生成されるRF電圧によるRF電流を検知する試験負荷として役立ちうる。こうして電圧の振幅は、整流され、エレクトロニクス418によって測定されることができる。概略的に、分布キャパシタンスのローカル部分は、図2Cに示すキャパシタC2と等価である。センサ接点403間の等価キャパシタンスは、図4CにおいてCおよびCとして示される。参照接点405とプラズマとの間の等価キャパシタンスは、図4CにおいてCとして示される。センサ接点403で、エレクトロニクス418によって測定される信号のDC部分は、電荷分布に関連する。センサ接点403および参照接点405はまた、イオン飽和電流、電子温度、およびプラズマインピーダンスなどのパラメータの測定のために、ACまたはDC電圧の印加によって励起されることができる。図2Aおよび図2Bに示す実施形態の場合と同様に、パターニングされたフィルム積重体によって構築されるコレクタエリア424は、基板402の第1の表面上に設置されて、プラズマに対する基板402の電気的応答を変更しうる。本発明の実施形態は、プラズマのイオンおよび電子特性の測定のための、また任意選択で、ウェハ生産システムにおける表面帯電の測定のためのツールを提供する。ウェハ生産システムにおいてこれらの量を測定する能力は、プラズマ処理表面パラメータに対するさらなる洞察を提供しうる。同様に、表面関連トポロジは、検知場所の挙動を根本的に変える可能性があり、この現象は、ポリマー再堆積、イオン角度、ならびに高感度および広ダイナミックレンジに関する電荷損傷などのこうしたパラメータを測定するために利用されることができる。本発明の実施形態は、プラズマチャンバ性能に影響を及ぼす重要な要素をより容易に識別し、その後、性能を最適化するために関連パラメータを調整するのに役立ちうる。上記は本発明の好ましい実施形態の完全な説明であるが、種々の代替形態、変更形態、および等価形態を使用することが可能である。したがって、本発明の範囲は、先の説明を参照して決定されるべきでではなく、特許請求の範囲の均等物の全範囲と共に、添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。好ましいか否かによらずいずれの特徴も、好ましいか否かによらずいずれの他の特徴とも組み合わせられることができる。