专利名称：用于创建等离子体处理系统的数学模型的方法和阵列的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及衬底制造技术，尤其涉及用于创建等离子体处理系统的数学模型的方法和阵列。
背景技术：
在衬底(例如半导体衬底或用于平板显示器制造中的玻璃板)的处理过程中，通常采用等离子体。作为衬底处理的一部分，例如，衬底被分成多个块(die)或矩形区域，每个块或矩形区域都将变为集成电路。然后，在一系列步骤中处理衬底，其中，选择性地去除(蚀刻)并沉淀(沉积)以在其上形成电子组件。
在典型的等离子体蚀刻工艺中，在蚀刻之前，用硬化乳剂薄膜(即，例如光致抗蚀剂掩模)覆盖衬底。然后，选择性地去除硬化乳剂的区域，使下层的组件暴露。然后，将衬底放置在衬底支撑结构上的等离子体处理室中，该衬底支撑结构包括被称为卡盘或卡台单极或双极电极。然后，使合适的蚀刻剂源流到处理室中，撞击形成等离子体以蚀刻下层的暴露区域。
参考图1，示出了电容性耦合的等离子体处理系统的简化图。通常，电容性耦合的等离子体处理系统可设有单个或两个独立的RF电源。由源RF发生器130a产生的源RF通常用于生成等离子体以及通过电容性耦合控制等离子体密度。由偏置RF发生器130b生成的偏置RF通常用于控制DC偏置和离子轰击能量。与源FR发生器130a和偏置RF发生器130b连接的还有匹配网络138，其试图通过RF馈给132使RF电源的阻抗与等离子体110的阻抗相匹配。
通常，使合适的气体组通过顶板131中的入口从气体分配系统122流入室102中。接着，可使这些等离子体处理气体离子化形成等离子体110，以处理(例如蚀刻或沉积)衬底(例如半导体衬底或玻璃板)114的暴露区域，设置有在静电卡盘116上的边缘环115，其还用作下电极。另外，衬套(liner)117提供了等离子体与等离子体处理室之间的热屏蔽，同时有助于优化衬底114上的等离子体110。
气体分配系统122一般包括容纳等离子体处理气体(例如，C4F8、C4F6、CHF3、CH2F3、CF4、HBr、CH3F、C2F4、N2、O2、Ar、Xe、He、H2、NH3、SF6、BCl3、Cl2、WF6等)的压缩气筒124a-f。气筒124a-f还可用提供局部抽出式通风的外壳(enclosure)128保护。质量流量控制器126a-f一般为独立装置(由传感器(transducer)、控制阀、以及控制和信号处理电子元件构成)，通常用于半导体工业中以测量和调节到等离子体处理系统的气体的质量流量。喷射器109通过喷头104将等离子体处理气体124作为气溶胶(aerosol)注入室102中，其还用作上电极。
通常，将某种类型的冷却系统连接至静电卡盘116，一旦等离子体点燃就实现热平衡。该冷却系统本身通常包括在卡盘中通过空腔将冷却剂抽入的冷却器，以及在卡盘与衬底之间抽吸的氦气。除了消除产生的热量，氦气还可使冷却系统快速地控制热散逸。即，增大氦气压随之增加热转移速率。大多数等离子体处理系统还通过包括操作软件程序的高级计算机进行控制。在典型的操作环境中，制造工艺参数(例如，电压、气流混合、气流速率、压力、等等)通常被设置用于特定的等离子体处理系统和特定的方案。
在被称作双镶嵌的常见的衬底制造方法中，通过导电插头填充通路孔电连接介电层。通常，开口在介电层形成，其通常沿着TaN或TiN阻挡物排列，然后用允许在两组导电图案之间进行电接触的导电材料(例如，铝(Al)、铜(Cu)等等)填充。从而在衬底上的两个活动区(如源极/漏极区)之间建立电接触。在介电层表面上的多余导电材料通常通过化学机械抛光(CMP)去除。然后沉积氮化硅覆盖层以覆盖铜。
然而，用这些以及其他等离子体处理，通常难以监控等离子体处理，因而难以排除由不正确地安装、不合适地加工、或损坏的组件导致的潜在制造缺陷。
例如，通过在没有衬底的情况下轰击等离子体可将污染物从等离子体处理系统中清除。然而，由于静电卡盘(卡盘)不再受到衬底的屏蔽，从而被蚀刻。最终地，等离子体处理系统将不能够充分补偿，且处理方案的参数将失效。由于何时恰好到达此状态通常是不切实际的，所以通常在特定量操作小时后更换卡盘，其实际上通常只是其有效寿命的一部分。这增加了制造成本，因为昂贵的卡盘可能不必更换，且降低了产量，因为等离子体处理系统必须停机几个小时以更换卡盘。
一个解决方案是创建等离子体处理系统的简化的经验模型，以充分地掌握该工具的行为。然而，创建经验模型可能存在问题。例如，为了为提取用于简化的经验参数而分析修改的非操作等离子体室。在另一技术中，可以使用网络分析器分别测量等离子体处理系统的各个组件。然而，由于等离子体处理本身的重复性可能影响等离子体处理系统组件的电特性，所以即使是松散相关的(微弱的预测性)模型也将难以实现。另外，由于网络分析器的成本可能限制了将其装入大多数等离子体处理系统中，所以提取过程可能难以自动化。
由上所述，人们希望发明一种用于创建等离子体处理系统的数学模型的方法和阵列。
发明内容
在一个实施例中，本发明涉及一种在等离子体处理系统中创建等离子体处理系统的简化的等效电路模型的方法，该模型包括电气测量装置、下电极、上电极、以及信号发生器装置。该方法包括创建等离子体处理系统的简化的等效电路方程，其包括变量集，其中，电气测量装置包括第一变量子集，下电极包括第二变量子集，上电极包括第三变量子集，以及信号发生器装置包括第四变量子集。该方法还包括产生一组信号，该组信号中的每个信号都在不同的频率生成，其中，信号发生器装置连接至电气测量装置、下电极、以及上电极。该方法还包括用电气测量装置测量该组信号，其中，为变量集中的每个变量生成至少一个测量的信号；以及，创建来自该组信号的简化的等效电路模型。
在一个实施例中，本发明涉及一种在等离子体处理系统中创建等离子体处理系统的简化的等效电路模型的阵列，其包括电气测量装置、下电极、上电极、以及信号发生器装置。该阵列包括用于创建包括变量集的等离子体处理系统的简化的等效电路方程的第一阵列单元，其中，电气测量装置包括第一变量子集，下电极包括第二变量子集，上电极包括第三变量子集，以及信号发生器装置包括第四变量子集。该阵列还包括用于产生一组信号的第二阵列单元，该组信号中的每个信号都在不同频率生成，其中，信号发生器装置连接至电气测量装置、下电极、以及上电极。该阵列还包括用于用电气测量装置测量该组信号的第三阵列单元，其中，为变量集中的每一个变量生成至少一个测量的信号；以及，用于创建来自该组信号的简化的等效电路模型的第四阵列单元。该阵列还包括用于从简化的等效电路模型确定等离子体处理系统的组件的状态的第五阵列单元，其中，该状态是可接受状态和不可接受状态之一。
本发明的这些和其它特征将在以下结合附图并在本发明的详细描述中描述。
本发明通过附图中的实例(但不作为限制)来进行说明，附图中相同的参考标号参考相同的元件，其中图1示出了等离子体处理系统的简化图；图2示出了根据本发明的一个实施例的等离子体处理系统的简化图；图3示出了图2的简化图，其中，辅助输入连接至V/I探测器以及带有RF馈给杆的下电极和上电极；图4示出了根据本发明的一个实施例的图2中所示的冷等离子体处理系统的简化的等效电路模型；图5示出了根据本发明的一个实施例的创建等离子体处理系统的数学模型的简化方法；以及图6示出了采用图5的数学模型的简化方法，其中，根据本发明的一个实施例导出其他等离子体特性。
具体实施例方式
将参考如附图中示出的几个优选实施例详细地描述本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了多个具体细节。然而，本领域技术人员应当理解，没有这些具体细节中的一些或全部本发明也可以实施。在其他情形下，为了避免不必要地模糊本发明，没有描述众所周知的处理步骤和/或结构。
尽管不希望受理论束缚，但是发明人认为，简化模型可以用于确定和/或预测等离子体处理系统中的潜在问题。即，可以创建一组模型，然后进行比较，以确定由不正确地安装、不合适地加工、或损坏的组件导致的潜在制造缺陷。
在一个实施例中，可以创建简化的等效电路。在另一个实施例中，简化的等效电路的参数可以以基本自动的方式提取。在另一个实施例中，创建一组简化的等效电路模型，其中，初始的基本模型可作为在制造的试运行之前等离子体处理系统的基线(baseline)，然后与随后创建的模型进行比较以确定趋势。在另一个实施例中，在等离子体处理系统湿清洗后创建新基线。在另一个实施例中，创建基线模型用于没有等离子体的等离子体处理系统。
在另一个实施例中，只有宽带探测器、下电极和上电极用于创建简化的等效电路。在另一个实施例中，RF路径被建模。简化的等效电路模型以基本自动的方式创建。在另一个实施例中，简化的等效电路模型将预测系统的损失，允许用于在等离子体处理系统中的损失和功率密度吸收的实际功率平衡计算。在另一个实施例中，简化的等效电路可以预测整个系统的频率响应及其在谐波频率上的行为。在另一个实施例中，参数数据将自动地被发送至嵌入式参数提取程序。
在另一个实施例中，简化的等效电路可以储存在等离子体处理系统存储器中，当调试硬件问题时用于随后的等离子体参数计算和等离子体室比较。在另一个实施例中，测量工作频率上的室阻抗将只估计主要电气组件。
在许多新型的等离子体处理系统中，等离子体通常由应用于真空室中的两个平行的板电极(例如，上电极、下电极、等)之间的RF电源产生。通常称作电容性耦合等离子体的RF电源通过产生频率为ω的正弦电流源来激发等离子体。进而正弦电流源可以通过适当地将电气组件(例如，电阻器、电容器、电感器、等等)组连接在一起建模为谐振电路。在等离子体处理系统中，简化的等效电路模型通常可包括两组组件，等离子体模型组和RF通路组。
等离子体模型可以包括一组描述与时间有关的等离子体电流的分析关系。来自等离子体的总电流可以包括一组成分(例如，离子、二次电子、等离子体电子、以及位移电流)，并可用适当的方法建模。例如，等离子体可以建模为变压器电路，其包括并联电阻，表示等离子体的芯功率损失，以及并联电感，其说明到等离子体的磁通量的连接。
RF通路模型可以包括一组以不同方程形式表达的电阻器、电容器、以及电感器。通常，电感器上的电压与通过电感器的电流的时间导数成比例，电容器上的电压与通过电容器的电流的积分成比例。
在非显式形式中，对于特定的等离子体处理系统，简化的等效电路可由首先获取第一组测量冷(measurements cold)(即，没有真实的等离子体存在)和第二组测量热(measurements hot)(即，真实的等离子体存在)来创建。通常，为了创建基本准确的包括N个变量或元素的简化等效电路，需要N+1次测量。由于冷等离子体处理系统不存在等离子体(因此具有用于等离子体模型的空值)，因此基本简化了简化的等效电路的初始创建。即，只需要解出较少的简化的等效电路变量。另外，等离子体往往还会影响现有组件的电气特性，进一步使简化的等效电路的计算变难。
通过在不同频率生成一组信号，可以创建相应组函数，随后可以求解以确定函数值(例如，电阻、电容、电感、等等)，从而创建简化的等效电路模型。从而，来自冷等离子体处理系统的函数变量可用于生成用于对应热等离子处理系统(结合等离子体模型和RF模型)的等效的简化的等效电路模型。然后将随后创建的模型与较早创建的模型进行比较，以有效地监控等离子体处理，从而排除不可接受的状态，例如由不正确地安装、不合适地加工、或损坏的组件导致的潜在制造缺陷。通过测量在适当位置的电压、电流、和相位，可以推测从下电极看的等效的等离子体阻抗。随后的电压与电流测量还可预测电极上的电压、电流、和相位。另外，通过运用一般的能量守恒定律，可以估计下电极和相关的RF连接中的功率损失，以及等离子体中的沉积功率。
例如，合适地设置的卡盘可具有一定范围内的电容值。如果简化的等效电路模型计算超出范围的电容值，那么接着该卡盘可能会被错误地安装、不合适地加工、或损坏。
该程序还可通过将V/I(电压/电流)探测器和信号发生器直接连接至等离子体处理系统进一步自动操作。如上所述，网络分析器通常被优化(optimize)至监控器的宽频带，因此可能会非常昂贵。然而，采用V/I探测器和信号发生器通常不会很贵，因为其只产生和监控特定组频率。例如V/I探测器可以通过接线盒连接至等离子体处理系统，并且基本上连接至小的5-20W宽带PF发生器。通过使用合适的软件，V/I探测器可以提供电压、电流和相位。频率(ω)可以从信号发生器提取以减少任何来自V/I探测器频率测量的模糊性。然后，该软件可计算参数并记录值用于趋势控制。
然而，在很多等离子体处理系统中，只有基本频率测量可以通过正常的RF传递通路来实现。从而，在一个实施例中，将辅助输入与RF传递通路连接以获得合适的测量，而不会干扰RF传递系统的正常运行。例如，可将简单的小值馈给电容(例如，约5-10pF，等)连接至市场上可以获得的带有小寄生电容(例如，约小于2pF)的RF连接器。在一个可选实施例中，开关电路可包括在用于正常运行的RF馈给带(feed strap)之间切换或用于切换到测量操作的宽带发生器的真空继电器(vacuum relay)。在此情况下，包括基本频率的所有测量值可通过辅助输入算出，RF传递系统不通过继电器与辅助输入连接。
参考图2，示出了根据本发明的一个实施例的等离子体处理系统的简化图。如上所述，源RF发生器202a和偏置RF发生器202b可以连接至匹配网络204，接着，可通过接线盒或辅助可切换输入206连接至等离子体室。然而，在非显式形式中，信号发生器214还可连接至接线盒或辅助可切换输入206。通过在不同频率产生一组信号，信号发生器214允许创建一组函数，随后解出该函数以确定函数变量(例如，电阻、电容、电感、等等)并创建简化的等效电路模型。接着，接线盒或辅助可切换输入206连接至V/I探测器208，其可测量在带RF馈给杆210的下电极和上电极上产生的电流216和电压218。另外，控制、自动化、和参数提取程序212还可连接至信号发生器214和V/I探测器208，并可创建基本上为自动化形式的简化的等效电路。
参考图3，示出了图2的简化图，其中V/I探测器208连接至辅助输入320以及带有RF馈给杆210的下电极和上电极。
例如，对于在特定组频率(例如，2MHZ、27MHZ、等等)运行的特定信号发生器，RF探测器可以被校准用于基本频率直至第五谐振频率。如上所述，对于在简化等效电路中可以解出的N个变量，通常需要N+1次测量(即，频率)。数据点更多通常将导致等效电路模型的更好的表示。即，基本电路值，例如电极电容、RF馈给杆电感以及其他参数可以被更好地计算。另外，生成的模型可通过连接网络分析器和具有合适测量装置的阻抗分析器进行校验。
通常，等离子体处理系统的简化的等效电路模型中的电压分量可以表示为如下形式的正弦方程V(t)＝Vpcos(ωt+θv)(方程1)其中，t是时间，Vp是电压峰值，θv是电压的初始相位，以及ω是由电压源产生的信号的角频率，且其可以表示为以下形式ω＝2π(频率) (方程2)同样地，通常，等离子体处理系统的简化的等效电路模型中的电流分量可以表示为如下形式的正弦函数i(t)＝ipcos(ωt+θi)(方程3)其中，t是时间，ip的是电流峰值，θi是电流的初始相位，以及ω是由电流源产生的信号的角频率。
通常，电容性耦合的等离子体系统中的电压和电流是多个矢量，因此可以表示为复数。通常，当电气元件为串联时，将它们的阻抗相加以得到等效阻抗。对于并联元件，将这些阻抗的倒数相加以得到等效阻抗的倒数。
例如，电阻器的复数阻抗通常是其实际电阻，可以以下面的形式表示ZR＝R (方程4)
其中，R是对应建模的电阻器的实际值。
同样地，电感器的复数阻抗通常是频率的函数，可以以下面的形式表示ZL＝j·ω·L (方程5)其中，j＝sqrt(-1)，是该复数的虚部，ω是产生的信号的角频率，以及L是相应建模的电感器的实际值。
电容器的复数阻抗通常是频率的函数，可以以下面的形式表示ZL＝1/(j·ω·C) (方程6)其中，j＝sqrt(-1)，是该复数的虚部，ω是产生的信号的角频率，以及C是相应建模的电容器的实际值。
参考图4，示出了根据本发明的一个实施例的图2中所示的冷等离子体处理系统的简化的等效电路模型。如上所述，等离子体处理系统本身可以通过适当地将电阻器、电容器和电感器组连接在一起建模为谐振电路。该模型可以由电源滤波器404(包括电阻器R4、电感器L4、以及电容器C4)，馈给杆402(包括电感器L1和电阻器R1)、下电极406，如静电卡盘(包括电阻器R2、电感器L2、以及电容器C2)、和上电极408(包括电阻器R3、电感器L3、以及电容器C3)组成。
电源滤波器404可产生阻抗Z4，可以以下面的形式表示Z4＝R4+j·ω·L4+1/(j·ω·C4) (方程7)
下电极406可产生阻抗Z2，且可以以下面的形式表示Z2＝R·2+j·ω·L2+1/(j·ω·C2) (方程8)上电极408可产生阻抗Z3，且可以以下面的形式表示Z3＝R3+j·ω·L3+1/(j·ω·C3) (方程9)从而，总输入阻抗Zin可通过以适当的形式结合Z1、Z2、Z3和Z4获得，且可以以下面的形式表示Zin=j·ω·L+R1+(Z4·Z2·Z3)(Z4·Z2+Z4·Z3+Z3·Z2)]]>(方程10)另外，总输入阻抗Zin，可以以下面的形式表示Zin＝|V|/|I| (方程11)参考图5，示出了根据本发明的一个实施例的创建等离子体处理系统的数学模型的简化方法。首先，在步骤502中，创建包括变量集的简化的等效电路方程，其中，电气测量装置包括第一变量子集，下电极包括第二变量子集，上电极包括第三变量子集，以及信号发生器装置包括第四变量子集。接下来，在步骤504中，产生一组信号，该组信号中的每个信号都在不同频率生成，其中，信号发生器装置连接至电气测量装置、下电极、以及上电极。接下来，在步骤506中，用电气测量装置测量该组信号，其中，为变量集中的每个变量生成至少一个测量的信号。最后，在步骤508中，创建简化的等效电路模型。
参考图6，示出了采用图5的数学模型的简化方法，其中，根据本发明的一个实施例导出其他等离子体特性。首先，在步骤602中，创建修改的简化的等效电路模型，其中用值代替基本恒定的参数。恒定参数(例如，阻抗)指那些等离子处理系统组件参数(例如，RF馈给杆、卡盘、等)，其与用于在给定等离子体配置中处理多个衬底的参数基本相同。
接下来，在步骤604中，用存在的真实等离子体来生成一组信号，该组信号中的每个信号都在不同频率生成，其中，RF源发生器连接至电气测量装置、下电极、以及上电极。接下来，在步骤606中，用电气测量装置测量该组信号，其中，为变量集中的每一个变量生成至少一个测量的信号。接下来，在步骤608中，计算等效的简化电路模型的等离子体RF参数(例如阻抗)用于基本频率和每个谐波频率。最后，在步骤610中，通过根据基本频率的RF电压、电流和相位估计表面电压、电流和功率密度得出其他等离子体特性。
例如， 在极坐标形式中在ω1、27.12MHz的典型测量结果为ω＝2·π·27.12·106(方程12)Z(ω1)＝7.82 (方程13)Deg(ω1)＝-88.752 (方程14)ω1的复变量将为z(ω1):=z(ω1)·cos(Deg(ω1)·π180)+j·z(ω1)·sin(Deg(ω1)·π180),z(ω1=0.17-7.818i]]>(方程15)
于是Zin可等于Z(ω1)，用于从ω1到ω10的频率以形成10个方程和其可通过能够处理设定方案的求解程序(例如，Excel、Mathcad、等)进行求解的10个未知量。
例如，具有最小误差的Mathcad方式的典型矩阵公式可表示为CescLescRescLtopRtopLfilRfilLinRin:=MinErr(Re(C2),Re(L2),Re(R2),Re(L3),Re(R3),Re(L4),Re(R4),Re(L1),Re(R1))ERR=1.541×10-14]]>(方程16)在此情况下，可以直接测量两个变量，在不带等离子体的真空的C2顶电极电容和具有正常值的C4过滤器电容。所有变量都可为实数和正数。然后计算的值可用作电路模拟器的输入以预测用于不同条件和Monte Carlo分析的电路行为。
尽管已经参照几个优选实施例描述了本发明，但是各种改变、变更、和等价物也落在本发明的范围内。例如，虽然已连同LamResearch等离子体处理系统(例如，ExelanTM、ExelanTMHP、ExelanTMHPT、2300TM、VersysTMStar等)对本发明进行了描述，但可以使用其他等离子体处理系统。本发明还可以和各种直径(例如，200mm、300mm等)的衬底一起使用。还应当注意，有多种实施本发明的可选择的方法。
本发明的优点包括用于创建等离子体处理系统的数学模型的方法和阵列。另外的优点包括排除由不正确地安装、不合适地加工、或损坏的组件导致的潜在制造缺陷。其他优点包括以基本自动的方式计算简化的等效电路模型。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.在等离子体处理系统中，创建等离子体处理系统的简化的等效电路模型的方法，所述电路模型包括电气测量装置、下电极、上电极、以及信号发生器装置，所述方法包括创建所述等离子体处理系统的简化的等效电路方程，其包括变量集，其中，所述电气测量装置包括第一变量子集，所述下电极包括第二变量子集，所述上电极包括第三变量子集，以及所述信号发生器装置包括第四变量子集；生成第一组信号，所述第一组信号中的每个信号均以不同频率生成，其中，所述信号发生器装置连接至所述电气测量装置、所述下电极、以及所述上电极；用所述电气测量装置测量所述第一组信号，其中，为所述变量集中的每个变量生成至少一个测量的信号；创建来自所述第一组信号的简化的等效电路模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述变量集包括基本变化的参数集和基本恒定的参数集。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，用值代替每个所述恒定的参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，生成第二组信号，所述第二组信号中的每个信号均以一组基本频率生成，其中，所述RF源发生器连接至所述电气测量装置、所述下电极、以及所述上电极。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，用所述电气测量装置测量所述第二组信号，其中，为该组基本频率中的每一个频率生成至少一个测量的信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，计算所述变化的参数集中的每个参数。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一组信号中的每个信号均包括正弦信号。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二组信号中的每个信号均包括正弦信号。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一组信号中的每个信号都是谐波信号。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二组信号中的每个信号都是谐波信号。
11.根据权利要求6所述的方法，其中，所述等离子体处理是利用刻蚀剂的刻蚀处理。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，所述变量集包括用来模拟电阻器的变量。
13.根据权利要求6所述的方法，其中，所述变量集包括用来模拟电感器的变量。
14.根据权利要求6所述的方法，其中，所述变量集包括用来模拟电容器的变量。
15.根据权利要求6所述的方法，其中，所述电气测量装置是V/I探测器。
16.根据权利要求6所述的方法，其中，所述电气测量装置是网络分析器。
17.根据权利要求6所述的方法，其中，所述电气测量装置被结合到等离子体处理系统中。
18.根据权利要求6所述的方法，其中，所述信号发生器装置生成约为2MHz的基本频率。
19.根据权利要求6所述的方法，其中，所述信号发生器装置生成约为27MHz的基本频率。
20.在等离子体处理系统中，用于创建包括电气测量装置、下电极、上电极、以及信号发生器装置的等离子体处理系统的简化的等效电路模型的阵列，所述阵列包括第一阵列单元，用于创建包括变量集的所述等离子体处理系统的简化的等效电路方程，其中，所述电气测量装置包括第一变量子集，所述下电极包括第二变量子集，所述上电极包括第三变量子集，以及所述信号发生器装置包括第四变量子集；第二阵列单元，用于生成第一组信号，所述第一组信号中的每一个信号都在不同频率生成，其中，所述信号发生器装置连接至所述电气测量装置、所述下电极、以及所述上电极；第三阵列单元，用于用所述电气测量装置测量所述第一组信号，其中，为所述变量集中的每个变量生成至少一个测量的信号；第四阵列单元，用于创建来自所述第一组信号的简化的等效电路模型；第五阵列单元，用于从所述简化等效电路模型确定所述等离子体处理系统的组件的状态，其中，所述状态是可接受状态和不可接受状态之一。
21.根据权利要求20所述的阵列，其中，所述变量集包括基本变化的参数集和基本恒定的参数集。
22.根据权利要求21所述的阵列，其中，用值代替每个所述恒定参数。
23.根据权利要求22所述的阵列，其中，生成第二组信号，所述第二组信号中的每个信号都在一组基本频率生成，其中，所述RF源发生器连接至所述电气测量装置、所述下电极、以及所述上电极。
24.根据权利要求23所述的阵列，其中，用所述电气测量装置测量所述第二组信号，其中，为所述组基本频率中的每个频率生成至少一个测量的信号。
25.根据权利要求24所述的阵列，其中，计算所述变化的参数集中的每个参数。
26.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述第一组信号中的每个均包括正弦信号。
27.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述第二组信号中的每个均包括正弦信号。
28.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述第一组信号中的每个信号都是谐波信号。
29.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述第二组信号中的每个信号都是谐波信号。
30.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述等离子体处理是利用刻蚀剂的刻蚀处理。
31.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述变量集包括模拟电阻器的变量。
32.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述变量集包括模拟电感器的变量。
33.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述变量集包括模拟电容器的变量。
34.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述电气测量装置是V/I探测器。
35.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述电气测量装置是网络分析器。
36.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述电气测量装置被结合到等离子体处理系统中。
37.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述信号发生器装置生成约为2MHz的基本频率。
38.根据权利要求24所述的阵列，其中，所述信号发生器装置生成约为27MHz的基本频率。
全文摘要
本发明涉及一种用于创建等离子体处理系统的简化的等效电路模型的方法，该模型包括电气测量装置、下电极、上电极、以及信号发生器装置。该方法包括创建简化的等效电路方程，其包括等离子体处理系统的变量集，其中，电气测量装置包括第一变量子集，下电极包括第二变量子集，上电极包括第三变量子集，以及信号发生器装置包括第四变量子集。该方法还包括产生一组信号，该组信号中的每个信号都在不同频率生成，其中，信号发生器装置连接至电气测量装置、下电极、以及上电极。该方法还包括用电气测量装置测量该组信号，其中，生成至少一个测量的信号用于该变量集中的每个变量；以及，创建来自该组信号的简化的等效电路模型。
文档编号H01L21/205GK1684224SQ200510059838
公开日2005年10月19日 申请日期2005年3月31日 优先权日2004年3月31日
发明者赛义德·贾法·贾法里安-德黑兰尼 申请人:朗姆研究公司