专利名称：用于基于电流的等离子体偏移检测的系统和方法
技术领域：
本发明的实施例大致涉及在等离子体处理期间，用于检测等离子体偏移(例如，电弧、微电弧、或其它等离子体不稳定性)的系统及方法。
现有技术在基板的等离子体处理(例如，等离子体蚀刻、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、或物理气相沉积(PVD))期间，会偶尔或不可预期地发生等离子体偏移，例如电弧、微电弧、或其它等离子体不稳定性。另外，某些处理的需求实质上增加电气故障及等离子体偏移的机率。这些等离子体偏移导致漂移的处理结果、降低的成品率、以及增加的系统停工时间。因此，在基板的等离子体处理期间，期望等离子体偏移检测更好地定义及控制具有更少等离子体偏移的处理条件。现有技术中检测等离子体偏移(例如，电弧)的尝试涉及测量射频(RF)波形，该射频波形产生于远离处理腔室的射频电源处或射频电源的附近、或者在射频电源与射频匹配网络之间，该射频匹配网络被安置在射频电源与处理腔室的等离子体负载之间。通常，射频波形以模拟形式测量并被数字化，之后进行数字信号处理。已知这样的现有技术方法具有毫秒级的整体采样率，该整体采样率太慢以致于无法检测和解决发生在几微秒中的电弧或微电弧。还发现现有技术的等离子体偏移检测方法容易延迟和失真，导致相当大的等离子体不稳定性的不良识别。因此，为了克服现有技术的缺点，需要经改进的等离子体偏移检测设备和方法。
发明内容
在一个实施例中，一种用于在等离子体腔室中检测等离子体偏移的方法包含:在等离子体处理期间，自射频传输线直接感测等离子体腔室内的射频(RF)电流，该射频传输线位于射频匹配网络和射频供电电极之间；将射频电流转换成电压信号；用多个滤波器对电压信号滤波，以获得输出电压信号；将输出电压信号和预设电压值相比较，该预设电压值代表等离子体偏移事件；以及如果输出电压信号超过预设电压值时，则产生警示信号。在另一个实施例中，一种用于在等离子体腔室中检测等离子体偏移的系统包含:一个或多个电流探针；以及包含一个或多个偏移检测模块的等离子体偏移检测单元。在等离子体处理期间，每一电流探针被安置成自射频传输线感测等离子体腔室内的射频电流，该射频传输线位于射频匹配网络和射频电极之间，且每一电流探针进一步地被配置为将射频电流转换成电压信号。每一偏移检测模块被配置为自一个或多个电流探针之一接收电压信号。每一偏移检测模块包含多个滤波器，这些滤波器被布置成对该电压信号滤波以获得输出电压信号。每一偏移检测模块进一步地包含比较器，该比较器被配置成将输出电压信号和预设电压信号相比较，以及如果输出电压信号超过预设电压信号时，则产生警示信号。等离子体偏移检测单元进一步地包含一个或多个连接端口以及数据采集模块，这些连接端口被配置成自主机控制器接收预设电压信号，并被配置成将警示信号发送至主机控制器，该数据采集模块被配置成自一个或多个偏移检测模块的每一个收集输出电压信号并将该输出电压信号传送至数据记录及诊断系统。
因此，可详细理解本发明的上述特征的方式，即上文简要概述的本发明的更特定描述可参照实施例进行，一些实施例图示于附图中。然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施例，且因此不被视为对本发明范围的限制，因为本发明可允许其它同等有效的实施例。图1为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室的示意性横截面图，本发明可用于该PECVD腔室上。图2为根据本发明的一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路的示意性方块图。图3为根据一个实施例的等离子体偏移检测系统的一个实施例的示意性方块图。图4A-4C为图2的电路的比较器功能的图形描述。图5为根据另一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路的示意性方块图。图6为根据另一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路的示意性方块图。图7为根据另一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路的示意性方块图。图8为根据另一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路的示意性方块图。
具体实施例方式本发明提供一种系统与方法，该系统与方法在等离子体处理期间通过直接监测刚好到达等离子体处理腔室的射频供电电极之前的射频电流，用于检测基于电流的等离子体偏移，例如电弧、微电弧、或其它等离子体不稳定性。所监测的射频电流可被转换成射频电压并且随后传递通过一序列的模拟滤波器及放大器，以提供等离子体偏移信号。将该等离子体偏移信号和预设值相比较，并且在等离子体偏移信号超过预设值时，产生警示信号。然后，该警示信号反馈回系统控制器，以使操作者可被警示和/或可将处理系统关闭。在一个实施例中，射频电流被放大并转换成数字信号以用于数字滤波及处理。在某些实施例中，多个处理区域可经由单一检测控制单元监测。图1为等离子体增强化学气相沉积腔室100的示意性横截面图，本发明可用于该等离子体增强化学气相沉积腔室100上。等离子体增强化学气相沉积腔室100包括侧壁102，底部璧104，及腔室盖106，这些侧壁102，底部璧104，及腔室盖106共同定义处理区域108。气体分布系统110被设置通过腔室盖106来运送气体进入处理区域108。该气体分布系统110包括具有气体入口 114的气体盒112，气体入口 114自前驱物源111接收处理气体并将处理气体引入气体盒112与喷头116中，该喷头116具有多个气体通道118，这些气体通道118将处理气体自气体盒112分布进入处理区域108。该气体分布系统110还可包括气体盒加热器120，例如环状电阻加热器，以将处理气体加热至所期望温度。喷头116被耦接至射频电源122以将电能提供给喷头116以在处理区域108内促进等离子体形成。因此，喷头116作为上部供电电极。自动调整的射频匹配网络124被安置在射频电源112和喷头116之间。在一个实施例中，以约13.65兆赫的频率供应射频功率。底部壁104为杆128定义通道126，该杆128支撑基座式加热器130。基座式加热器130被配置成在处理区域108内支持基板101。基座式加热器130包括内嵌接地网132，该接地网132连接到射频接地。因此，接地网132作为接地电极，以在喷头116与基座式加热器130之间的处理区域108中促进等离子体形成。基座式加热器130还包括一个或多个加热组件134，例如电阻加热组件，以将基板101加热至所期望处理温度。控制系统150包括中央处理单元(CPU)152、存储器154、与支持电路156，该控制系统150被耦接至腔室100的不同组件，以在腔室100内促进对处理的控制。存储器154可为腔室100或中央处理单元152的本地或远处的任何计算机可读介质，例如随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、或任何其它形式的数字储存器。以常规方式将支持电路156耦接至中央处理单元152以支持中央处理单元152。这些电路包括高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路与子系统、以及类似物。当储存在存储器154中的软件例程或一 系列程序指令被中央处理单元152执行时，造成腔室100实行等离子体处理。可自本发明受益的沉积腔室包括:被配置成沉积氧化物的腔室，这些氧化物为例如掺杂碳的氧化硅、含硅膜、与其它包括先进图案膜(APF)的介电材料。沉积腔室的实例为可购自位于美国加利福尼亚州圣克拉拉市(Santa Clara)的应用材料(AppliedMaterials)公司的P R O I) U C K R ':腔室。P R O丨)U C l.: R i!腔室为具有两个隔离处理区域的等离子体增强化学气相沉积腔室，这些隔离处理区域被用于沉积掺杂碳的氧化硅与其它材料。对本发明有用的示例性腔室的进一步的细节在通过参考并入本文中的的美国专利号5，855，681中进行描述。虽然腔室100被示意性地描述成如等离子体增强化学气相沉积腔室，但是本发明的使用可对其它腔室，例如等离子体蚀刻腔室或物理气相沉积腔室同等有效。图2为根据本发明的一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路200的示意性方块图。该检测电路200包括射频电流探针202，该射频电流探针202被耦接至位于射频匹配网络124和上部供电电极204之间的射频功率传输线201，上部供电电极204位于该等离子体腔室206内，如在图1所描述的在等离子体增强化学气相沉积腔室100中的喷头116。优选地，该射频电流探针刚好在射频功率传输线201连接到供电电极204之前被耦接至射频功率传输线201。相较于如之前所述的现有技术的在射频功率产生器或射频匹配网络处，或者在射频功率产生器或射频匹配网络的附近(图1)，直接检测供电电极204附近的射频电流容许更灵敏的等离子体偏移检测。射频电流探针202可为单回路电流转换器或多回路电流转换器。流经射频功率传输线201的射频电流环绕着射频功率传输线201产生时变磁场。该时变磁场接着在一射频频率处产生时变电场。该时变电场感应(induce)在电流探针202中流经回路和电阻的射频电流。结果为将射频电流至射频电压的转换以便后续处理。然后，射频电压被双射频滤波器208 (例如，阻挡超过约70兆赫的频率)滤波。然后，产生的电压信号被诸如仪表放大器的差分放大器210放大。在差分放大器210中,可能出现在差分放大器210的正极或负极上的共模噪声(例如射频感应噪声)会被拒绝。快速缓冲器212被安置在差分放大器210之后，以为电路200中信号处理的下一阶提供隔离和信号中继缓冲。在一个实施例中，来自快速缓冲器212的电压信号选择性地传递通过一个或多个陷波滤波器214。在一个实施例中，该陷波滤波器214为60赫兹的陷波滤波器。在一个实施例中，该陷波滤波器214为50赫兹的陷波滤波器。或者，该陷波滤波器214可包括60赫兹的陷波滤波器和50赫兹的陷波滤波器两者。因为供电电极204像是大型接收天线，供电电极204直接拾取不需要的60赫兹(北美洲)或50赫兹(欧洲/日本)噪声，该噪声来自出现在腔室206中的加热器，例如在图1的腔室100描述的气体盒加热器120或基座式加热器130。该不需要的噪声可传递至电压信号，并被陷波滤波器214移除。滤波后的电压信号可接着被传送至快速缓冲器222，该快速缓冲器222提供隔离及信号缓冲以便后续信号处理。在某些实施例中，相信因为至供电电极204的射频电流被感测(例如，至等离子体的输入)，因此自等离子体负载与加热器的可忽略噪声出现在腔室206中。在这样的情况下，可以不需要陷波滤波器214。在一个实施例中，电压信号接着传递通过模拟带通滤波器232，该模拟带通滤波器232具有特别设计的通带，以检测快速等离子体偏移事件，例如时间标度在约10微秒和约I毫秒之间。例如，带通滤波器232的通带可在约250赫兹具有低截止(cutoff)，并且在约50千赫兹具有高截止。电压信号接着传递通过高通滤波器234与放大器236，以提供偏移输出信号238。该高通滤波器234进一步提供交流耦合并移除放大器236放大之前的直流补偿。因此，偏移输出信号238提供有额外滤波的信号，以使得直流偏压中的任何尖峰可以被清楚地检测到而不会有来自腔室206的交流噪声的失真。因而，偏移输出信号238可被用来检测腔室206内的任何偏移，或等离子体不稳定性，例如电弧或微电弧。在一个实施例中，偏移输出信号238馈入比较器240，其中偏移输出信号238的值和预设值239相比较，例如该预设值239由用户供应或编程到控制系统150中(图1)。如果偏移输出信号238在非常短的时间段内(例如I毫秒)超过预设值239，则比较器240将信号传递至模拟/数字转换器242，以产生数字警示信号244来标示尖峰或等离子体偏移。该警示信号244可反馈回控制系统150，其中操作者可被警示和/或可将处理系统关闭。图3为使用上述检测电路200的等离子体偏移检测系统300的一个实施例的示意性方块图。图3所述的偏移检测系统300用于监测双处理区域的实施例中，如上所述的PR0DUC1: R u腔室。然而，单一处理区域的应用也相同地适用。在有多个处理区域被监测的处理应用中，被耦接至供电电极204的射频功率传输线201单独地被单一射频电流探针202所监测，该供电电极204位于腔室206的每一处理区域内。每一射频电流探针202经由电缆302连接到双射频滤波器208。来自每一射频滤波器208的电压信号单独地馈入检测控制单元304，该检测控制单元304包括用于腔室206的每一要监测的处理区域的单独检测模块306。检测模块306各自含有电路200的所有组件，该电路200分别被图2中的框250、图5中的框550、图6中的框650、图7中的框750、与图8中的框850所环绕。检测控制单元304包括与控制系统150的连接308，以接收预设值289及在每一检测模块306和控制系统150之间的数字警示信号244。另外，检测控制单元304包括数据采集单元与端口 309，例如通用串行总线(USB)端口，数据采集单元与端口309可被连接至载有数据记录和诊断软件的个人计算机310。在一个实施例中，计算机310经由数据采集端口 309持续记录偏移输出信号238。在另一实施例中，计算机310仅在偏移输出信号238超过预设值239且自对应的检测模块306产生警示信号244时，经由数据采集端口 309记录来自一个检测模块306的偏移输出信号238来诊断。此功能允许对在等离子体处理期间产生的任何等离子体偏移振幅和持续时间执行自动记录及诊断。图4A-4C为图2的电路200的比较器240的功能的图形描述。图4A为标度在O伏特和10伏特之间的预设值239或用户编程的触发电平的图形描述。在此实例中，预设值被指定成2.5伏特。即便是将单一正2.5伏特输入系统中，此预设值被输入处理配方并被检测控制单元304解译成如±2.5伏特的频带限值。图4B为覆加预设值239的偏移输出信号238的图形描述。如点405标示的，在一些位置上(即，大于2.5伏特或小于-2.5伏特)，偏移输出信号238超过被预设值239定义的频带限值。图4C为与偏移输出信号238超过被预设值239定义的频带限值的点405相对应的警示信号244的图形描述。图5为根据另一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路500的示意性方块图。该偏移检测电路500以及其后的电路600、700和800的许多方面与偏移检测电路200的方面相同或相似。因此，在引用这些电路之间的相同部件时使用相等的组件符号。检测电路500包括射频电流探针202，射频电流探针202刚好在射频功率传输线201连接到供电电极204之前被耦接至射频功率传输线201。该射频电流探针202将检测到的射频电流转换至射频电压。射频电压接着被双射频滤波器208滤波。产生的电压信号接着被差分放大器210放大，以移除可出现在差分放大器210的正端或负端的共模噪声。所产生的电压信号传递通过高通滤波器234，该高通滤波器234移除在电压信号中的任何直流补偿或漂移。已发现在该点处消除电压信号的直流分量以实质地增加之后处理交流分量的动态范围。快速缓冲器212被安置在高通滤波器234之后，以为信号处理的下一阶提供隔离及信号中继缓冲。接着，电压信号可自快速缓冲器212传递通过如图2所描述的一个或多个选择性陷波滤波器214。电压信号接着传递通过低通滤波器516，例如四阶低通滤波器(例如，阻挡超过约55千赫兹的频率)与放大器518,以提供已滤波的电压输出信号520。该已滤波的电压输出信号520可提供中间诊断信号来观测原始电压信号。已滤波的电压输出信号520被传送至快速缓冲器222，该快速缓冲器222为之后的信号处理提供隔离及信号缓冲。已滤波的电压输出信号520接着被传递通过高通滤波器524，例如四阶高通频带滤波器(例如，阻挡低于约230赫兹的频率)。相较于用在偏移检测电路200中的带通滤波器232，低通滤波器516和高通滤波器524的组合在终止频带中提供更陡峭的衰减及在低截止频率(例如，230赫兹)与高截止频率(例如，55千赫兹)附近提供更尖锐的转换。电压信号可接着自高通滤波器524传递通过一个或多个陷波滤波器528，以为来自射频传输线201的射频电流信号提供另外的噪声滤波。例如在处理过程期间，在一些不同的频率上打开或关闭气体盒加热器120会对信号贡献噪声。一旦决定特定频率，可选择一个或多个陷波滤波器528以移除那些特定频率。已滤波的信号接着在放大器236中被放大，以提供偏移输出信号538。偏移输出信号538接着馈入比较器240，其中将偏移输出信号538的值和预设值239相比较。如果偏移输出信号238在指定的时间段内超过预设值时，则比较器240将信号传递至模拟/数字转换器242以产生数字警示信号244以标示尖峰或等离子体偏移。该警示信号244可反馈回控制系统150，其中操作者可被警示和/或可将处理系统关闭。图6为根据另一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路600的示意性方块图。检测电路600包括射频电流探针202，射频电流探针202刚好在射频功率传输线201连接到供电电极204之前被耦接至射频功率传输线201。该射频电流探针202将检测到的射频电流转换成射频电压。来自电流探针202的射频电压被差分射频放大器610所放大，该射频电压在射频电流探针202与差分射频放大器610之间不作任何射频滤波。所得的未滤波信号包括射频驱动频率(即，ω。)，如13.56兆赫，与其它频率(S卩，ωη)，如噪声或等离子体偏移。此未滤波信号(即，输入到混频器611的一个输入端,并且射频驱动信号(SP，ω。)输入到混频器611的另一输入端。该混频器611产生的输出(S卩，OnJ(OJcon)接着被传递通过模拟带通滤波器232，该模拟带通滤波器232具有特别设计的通带以在如约10微秒和约I毫秒之间的时间标度检测等离子体偏移事件。例如，带通滤波器232的通带可在约250赫兹具有低截止，并且在约50千赫兹具有高截止。信号接着传递通过高通滤波器234，该高通滤波器234提供交流耦合并移除任何直流补偿。信号接着传递通过放大器236以提供偏移输出信号638。偏移输出信号638接着馈入比较器240，其中将偏移输出信号638的值和预设值239相比较。如果偏移输出信号638在指定的时间段内超过预设值时，则比较器240将信号传递至模拟/数字转换器242以产生数字警示信号244以标示尖峰或等离子体偏移。该警示信号244可反馈回控制系统150，以使操作者可被警示和/或将处理系统关闭。图7为根据另一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路700的示意性方块图。检测电路700包括射频电流探针202，射频电流探针202刚好在射频功率传输线201连接到供电电极204之前被耦接至射频功率传输线201。射频电流探针202将检测到的射频电流转换成馈入衰减器707的射频电压，该衰减器707接收并降低来自射频电流探针202的电压信号。该电压信号接着传递通过带通滤波器709，该带通滤波器709接收并对来自衰减器707的电压信号滤波。带通滤波器709可具有介于约10兆赫与约16兆赫之间的通带。电压信号接着传递通过射频均方根(RMS)检测器713，例如可购自位于美国马萨诸塞州诺伍德镇的Analog Devices的AD8363TruPwr均方根功率检测器。电压信号可接着传递通过一个或多个陷波滤波器214，以提供已滤波的输出电压(Vl)。已滤波的输出电压(Vl)接着传递通过低通滤波器715 (例如，阻挡低于100赫兹的频率)与放大器717，以提供均方根电压输出719，该均方根电压输出719表示射频电流探针202测量到的射频电流的绝对振幅。已滤波的输出电压(Vl)还传递通过带通滤波器232，该带通滤波器232具有特别设计的通带，以在如约10微秒和约I毫秒之间的时间标度检测等离子体偏移事件。例如，带通滤波器232的通带可在约250赫兹具有低截止，并且在约50千赫兹具有高截止。信号接着传递通过高通滤波器234，该高通滤波器234提供交流耦合并移除任何直流补偿。信号接着传递通过放大器236以提供偏移输出信号738。偏移输出信号738接着馈入比较器240，其中将偏移输出信号738的值和预设值239相比较。如果偏移输出信号738在指定的时间段内超过预设值时，则比较器240将信号传递至模拟/数字转换器242以产生数字警示信号244以标示尖峰或等离子体偏移。该警示信号244可反馈回控制系统150，其中操作者可被警示和/或可将处理系统关闭。因此，检测电路700可被用于监测与控制等离子体状态，还可监测等离子体稳定性与等离子体偏移事件。图8为根据另一个实施例的基于电流的等离子体偏移检测电路800的示意性方块图。检测电路800包括射频电流探针202，射频电流探针202刚好在射频功率传输线201连接到供电电极204之前被耦接至射频功率传输线201。该射频电流探针202将检测到的射频电流转换成射频电压。来自电流探针202的射频电压被差分射频放大器610所放大，该射频电压在射频电流探针202与差分射频放大器610之间不作任何射频滤波。来自差分射频放大器610的射频电压接着经由快速模拟/数字转换器820被转换成数字信号。数字射频信号接着传递通过带通数字滤波器832，例如基于现场可编程门阵列(FPGA)的有限脉冲响应滤波器(FIR)。在一个实施例中，带通数字滤波器832被配置成使介于约12兆赫与约14兆赫之间的频率通过。已滤波的射频信号接着传递通过数字信号处理器(DSP) 840，在该数字信号处理器840中，提取射频波形并且执行频谱分析以获得完整的频谱，该频谱包含驱动射频频率、噪声与任何偏移信号，例如电弧或等离子体振荡。已滤波的射频信号可自数字信号处理器840传递至数字/模拟转换器841以产生模拟偏移输出信号838。预设值239在模拟/数字转换器839中被转换成数字信号并在数字信号处理器840中和已滤波的射频信号相比较。如果已滤波的射频信号在一段指定的时间长度内超过预设值239，则产生数字警示信号244以标示尖峰或等离子体偏移。该警示信号244可反馈回控制系统150，其中操作者可被警示和/或可将处理系统关闭。因此，提供一种系统与方法，该系统和方法在等离子体处理期间通过直接监测刚好到达等离子体处理腔室的射频供电电极之前的射频电流，用于检测基于电流的等离子体偏移，例如电弧、微电弧、或其它等离子体不稳定性。所监测的射频电流可被转换成射频电压并且随后传递通过一序列的模拟滤波器及放大器，以提供等离子体偏移信号。将该等离子体偏移信号和预设值相比较，在等离子体偏移信号超过预设值时，产生警示信号。然后，该警示信号反馈回系统控制器，以使操作者可被警示和/或可将处理系统关闭。在一个实施例中，射频电流被放大并转换成数字信号以供数字滤波及处理。在某些实施例中，多个处理区域可经由单一检测控制单元监测。尽管上述内容针对本发明的实施例，但在不脱离本发明的基本范围的情况下可设计本发明的其它及进一步的实施例，且本发明的范围由以下权利要求来决定。
权利要求
1.一种用于在等离子体腔室中检测等离子体偏移的方法，所述方法包含: 在等离子体处理期间，自射频传输线直接感测所述等离子体腔室内的射频(RF)电流，所述射频传输线位于射频匹配网络和射频供电电极之间； 将所述射频电流转换成电压信号； 用多个滤波器对所述电压信号滤 波，以获得输出电压信号； 将所述输出电压信号和预设电压值相比较，所述预设电压值代表等离子体偏移事件；以及 如果所述输出电压信号超过所述预设电压值时，则产生警示信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电压信号滤波包含:传递所述电压信号通过带通滤波器，所述带通滤波器被配置成仅使介于约250赫兹与约50千赫兹之间的频率通过。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包含:在所述对所述电压信号滤波之前，传递所述电压信号通过混频器。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包含:在所述对所述电压信号滤波之前，将所述电压信号转换成数字信号。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包含:在所述比较之前，测量所感测的所述射频电流的所述绝对振幅。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电压信号滤波包含:传递所述电压信号连续通过低频通滤波器与高频通滤波器。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述低频通滤波器被配置成使低于约50千赫兹的频率通过,且所述高频通滤波器被配置成使高于约250赫兹的频率通过。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包含:使用数据采集模块持续收集所述输出电压信号。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包含:仅当产生警示信号时，使用数据采集模块收集所述输出电压信号。
10.一种用于在等离子体腔室中检测等离子体偏移的系统，所述系统包含: 一个或多个电流探针，在等离子体处理期间，每一电流探针被安置自传输线感测等离子体腔室内的射频电流，所述传输线位于射频匹配网络和射频电极之间，其中每一电流探针进一步地被配置成将所述射频电流转换成电压信号；以及 等离子体偏移检测单元，包含: 一个或多个偏移检测模块，其中每一偏移检测模块被配置成自所述一个或多个电流探针之一接收所述电压信号，其中每一偏移检测模块包含多个滤波器，所述多个滤波器被布置成对所述电压信号滤波以获得输出电压信号，以及其中每一偏移检测模块进一步地包含比较器，所述比较器被配置成将所述输出电压信号和预设电压信号相比较，以及如果所述输出电压信号超过所述预设电压信号时，则产生警示信号； 一个或多个连接端口，所述一个或多个连接端口被配置成自主机控制器接收所述预设电压信号，并被配置成将所述警示信号发送至所述主机控制器；以及 数据采集模块，所述数据采集模块被配置成自所述一个或多个偏移检测模块的每一个收集所述输出电压信号并将所述输出电压信号传送至数据记录及诊断系统。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述偏移检测模块的每一个包含:带通滤波器，所述带通滤波器被配置成使介于约250赫兹与约50千赫兹之间的频率通过。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述比较器为数字比较器。
13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，每一偏移检测模块进一步包含混频器。
14.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述偏移检测模块的每一个包含低频通滤波器与高频通滤波器，其中所述低频通滤波器被配置成使低于约50千赫兹的频率通过，且所述高频通滤波器被配置成使高于约250赫兹的频率通过。
15.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统包含:至少两个电流探针，所述电流探针被配置自单独的传输线感测射频电流。
全文摘要
本发明提供了一种系统与方法，该系统与方法在等离子体处理期间通过直接监测刚好到达等离子体处理腔室的射频供电电极之前的射频电流，用于检测等离子体的偏移，例如电弧、微电弧、或其它等离子体不稳定性。所监测的射频电流可被转换成射频电压并且随后传递通过一序列的模拟滤波器及放大器，以提供等离子体偏移信号。将该等离子体偏移信号和预设值相比较，且在等离子体偏移信号超过预设值时，产生警示信号。然后，该警示信号反馈回系统控制器，以使操作者可被警示和/或可将处理系统关闭。在一个实施例中，射频电流被放大并转换成数字信号以用于数字滤波及处理。在某些实施例中，多个处理区域可经由单一检测控制单元监测。
文档编号H01L21/3065GK103120032SQ201180045128
公开日2013年5月22日 申请日期2011年8月25日 优先权日2010年9月24日
发明者J·J·陈, M·A·阿优伯 申请人:应用材料公司