测量自偏压来监控等离子体处理系统中处理的方法和装置的制作方法

专利名称：测量自偏压来监控等离子体处理系统中处理的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及衬底制造技术，具体地，涉及用于通过测量自偏压来监控等离子体处理系统中处理的方法和装置。
背景技术：
在诸如使用在平板显示器制造中的衬底(例如，半导体衬底或玻璃面板)的处理中，经常使用等离子体。例如，作为衬底处理的一部分，将衬底分成多个管芯(die)或矩形区域，每个管芯或矩形区域都将成为集成电路。接着，通过一系列步骤处理衬底，其中，选择性地去除(蚀刻)和沉积材料，以在其上形成电子元件。
在示例性的等离子体处理中，在蚀刻之前，用硬化的感光乳剂薄膜(即，例如，光刻胶掩模)涂覆衬底。然后，选择性地去除硬化的感光乳剂区域，使得露出底层部件。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(称为卡盘或底座)包括单极电极或双极电极。随后，适当的蚀刻源流入室中并被撞击以形成等离子体，来蚀刻衬底的暴露区域。
现在参照图1，示出了电容耦合等离子体处理系统的简图。通常，电容耦合等离子体处理系统可配备有单个或两个单独的RF电源。由源RF发生器134生成的源RF通常用于生成等离子体以及通过电容耦合控制等离子体密度。而由偏压RF发生器138生成的偏压RF通常用于控制DC偏压和离子轰击能量。匹配网络136进一步耦合至源RF发生器134和偏压RF发生器138，用于使RF电源的阻抗与等离子体110的阻抗相匹配。此外，匹配网络136还可以包括可以测量传送至等离子体110的电压和电流阻抗的V/I探针(未示出)，以及修改生成的等离子体的频率以更好地优化等离子体处理条件的的能力。
通常，适当的一组气体通过顶部电极104的入口从气体分配系统122流入室102。这些等离子体处理气体可被顺序电离以形成等离子体110，从而处理(例如，蚀刻或沉积)通过边缘环(edge ring)115定位在还用作电极的静电卡盘116上的衬底114(例如，半导体衬底或玻璃板)的露出区域。
通常，冷却系统140连接至卡盘116，以实现等离子体被点火时的热平衡。该冷却系统本身通常由通过卡盘中的空腔抽吸冷却剂的冷却器、以及对卡盘和衬底之间的泵111抽吸的氦气例如，后部氦流(backside He flow))组成。除了除去生成的热量之外，氦气还使冷却系统快速地控制散热。即，增加的氦气压力随后也增加了传热速率。大部分等离子体处理系统还被包括运行软件程序的复杂计算机所控制。在典型的运行环境中，通常为特定的等离子体处理系统和特定方法配置制造处理参数(例如，电压、气流混合、气体流速、压力等)。
在所知双衬底的普通基板制造方法中，介电层由填充通孔的导电塞电连接。一般地，在通常排列有TaN或TiN阻挡层的介电层中形成开口，然后顺序填充有使两组导电图样进行电接触的导电材料(例如，铝(Al)、铜(Cu)等)。这样就在衬底的两个有源区(例如，源极/漏极区)之间建立了电接触。通常，通过化学机械研磨(CMP)去除介电层的表面上过多的导电材料。然后沉积氮化硅覆盖层以覆盖铜。
然而，在这些或其它等离子体处理中，常常难以确定设定参数之外的处理条件改变的确切时间。特别地，随着装置尺寸变小以及更先进的低k材料的使用，为了保持均匀的蚀刻速率、提高产量等，对基本稳定的处理条件的要求也更加严格。
特别地，污染将成为重要的问题。通常，污染程度通常依赖于特定的等离子体处理(例如，化学、功率、和温度)和室的初始表面条件。由于完全去除沉积物很耗费时间，所以通常仅当微粒污染等级达到不能接受的等级时、当必须打开等离子体处理系统以更换消耗结构(例如，边缘环)或作为预定的预防性维护(PM)的一部分时才充分清洁等离子体处理系统室。
同样，硬件损耗也将成为问题。随着等离子体室部件暴露给等离子体，其自身也会被损坏，物理特性和电特性会改变并产生污染。实际上，在无晶自动清洁(WAC)期间，清洁处理本身可能会损坏部件，例如，静电卡盘(卡盘)。
至今，还没有有效的方法来在不进行第一次初始处理的情况下确定等离子体处理是否在设定的参数原位(in-situ)之外，随后对部分制造衬底进行测试。也就是说，在处理完一批衬底制造之后，从该批衬底中取出样品衬底并对其进行测试。如果测试确定衬底不符合设定的规格，则需要销毁整批衬底。
一种解决方案可以是创建等离子体处理系统的简化实验模型，以充分获取设备的行为。然而，创建的实验模型是存在问题的。例如，为了提取简化实验的参数，可对修改的不操作等离子体室进行分析。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单个部件。
然而，由于等离子体处理自身的重复会可能影响等离子体处理系统部件的电特性，所以即使是松散相关的(因此为弱预测(weaklypredictive))模型也很难获得。简化实验模型的创建很少能够完成，并且仅由专门人员才可以完成。
考虑到上述的问题，需要用于通过测量自偏压来监控等离子体处理系统中处理的方法和装置。

发明内容
在一个实施例中，本发明涉及等离子体处理系统中用于在具有等离子体处理室的等离子体系统中原位监控处理的方法。该方法包括在等离子体处理室中定位衬底。该方法还包括当将衬底设置在等离子体处理室中时在等离子体处理室内撞击等离子体。该方法进一步包括获得在撞击等离子体之后存在的测量自偏压，该测量自偏压值具有当等离子体不存在时的第一值以及当等离子体存在时不同于第一值的至少一个第二值。该方法还包括如果测量自偏压值在预定自偏压值包络(envelope)之外，则使测量自偏压值与处理属性相关。
在一个实施例中，本发明涉及等离子体处理系统中用于在具有等离子体处理室的等离子体系统中原位监控处理的装置。该装置包括用于在等离子体处理室中定位衬底的装置。该装置还包括当将衬底设置在等离子体处理室中时在等离子体处理室中撞击等离子体的装置。该装置还包括获得在撞击等离子体之后存在的测量自偏压的装置，该测量自偏压值具有当等离子体不存在时的第一值以及当等离子体存在时不同于第一值的至少一个第二值。如果测量自偏压值在预定自偏压值包络之外，则该装置进一步包括使测量自偏压值与处理属性相关的装置。
下面，将结合附图和本发明的详细描述更详细地描述本发明的这些和其它特性。


通过实例示出了本发明，但并不用于限制本发明，在附图中，相同的参考标号表示相同的元件；其中图1示出了电容耦合等离子体处理系统的简图；图2示出了根据本发明一个实施例的在特定相同等离子体处理系统中的一组覆盖氧化物蚀刻的简化统计处理控制曲线图；图3示出了根据本发明一个实施例的添加有后部He流图的图2的简图；图4示出了根据本发明一个实施例的在V/I探针处添加27 MHz的测量阻抗的图2的简图；图5示出了根据本发明一个实施例的在V/I探针处添加2 MHz的测量阻抗的图2的简图；图6示出了根据本发明一个实施例的在V/I探针处添加27MHz的测量频率的图2的简图；图7示出了根据本发明一个实施例的在V/I探针处添加测量阻抗相位角的图2的简图；以及图8出了根据本发明一个实施例的用于原位监控处理的方法的简图。
具体实施例方式
现在，将参考附图中所示的本发明的几个优选实施例详细描述本发明。在以下的描述中，为了提供对本发明的透彻理解，将阐述多个具体细节。然而，本领域的技术人员应该明白，没有这些具体细节的一些或全部也可实施本发明。在其它情况下，为了避免对本发明造成不必要的混淆，没有详细描述众所周知的处理步骤和/或结构。
尽管不希望被理论所束缚，但这里发明人相信，基本上容易测量的等离子体参数偏移可以与基本上难以测量的衬底属性偏移相关。一般地，偏移表示在设定的统计范围或数值包络之外的数据点。即，偏移可以是在统计控制上限以上或在统计控制下限以下的数据点。在等离子体处理中，任何不能检测到或不能预料的偏移都可能将大量衬底材料置于风险中。
例如，在正常的操作期间，期望等离子体参数保持在特定范围或数值包络(即，对于每个等离子体频率的一组阻抗、对于每个等离子体频率的一组相位角、对于每个等离子体频率的特定频率范围、自偏压等)内。该范围通常是一些目标或基线的3个标准差(或3σ)。
通常，标准差(σ)是变量的平方根。其在分布测量中是最常用的。一般地，如果已知正态分布的平均值和标准差，则可以计算与任意给定分数(score)(即，数据点等)相关的百分等级。在正态分布中，大约68％的分数在平均值的一个标准差内，大约95％的分数在平均值的两个标准差内，大约99％的分数在平均值的三个标准差内，σ＝∑(X-μ)2/N 等式(1)
其中，X是特定分数，μ是平均值，以及N是分数个数。
然而，最优化等离子体处理配方，从而其对等离子体参数非常敏感。因此，对于等离子体处理系统中的给定问题，可以使衬底属性偏移(即，不适当的蚀刻速率等)与等离子体参数偏移(即，对于特定的频率阻抗值大于3σ等)相关。即，特定问题还会引起等离子体和衬底的一组偏移。普通的等离子体处理问题(因此可能的处理偏移)包括室污染、等离子体结构损坏和劣化、气压泄漏、气流混合问题、规定之外的室温、坏的RF线缆、不适当连接的线缆等。
在一个实施例中，可以确定特定频率的RF电源的阻抗偏移与衬底属性偏移(例如，不适当的光刻胶蚀刻速率等)之间的相关性。
在另一实施例中，可以确定频率调谐等离子体系统中的频率偏移与衬底属性偏移(例如，不适当的光刻胶蚀刻速率等)之间的相关性。一般地，频率调谐等离子体系统可以改变用于生成等离子体的一组频率，以使处理期间的反射功率最小化。结果，频率响应于等离子体阻抗的变化而改变。
在另一实施例中，可以确定特定频率的RF电源的相位角偏移与衬底属性偏移(例如，不适当的光刻胶蚀刻速率等)之间的相关性。
在另一实施例中，可以确定自偏压的偏移与衬底属性偏移(例如，不适当的光刻胶蚀刻速率等)之间的关联。
一般地，必须刚好在衬底前(例如，衬底与等离子体之间)形成电场，其允许充足能量的等离子体离子轰击衬底。通常所知的自偏压与等离子体放电电压之间的电位差越大，且衬底吸引等离子体离子的趋势越更大。然而，由于电位差还可能存在于等离子体放电与会使等离子体离子从衬底转移出来的等离子体室中的其它非目标表面(即，处理室壁、上电极等)之间，所以自偏压还必须与这些表面具有相当大的电位差。之后，会影响等离子体从而影响衬底的问题也将影响自偏压。
如上所述，等离子体处理系统通常由一些种类的RF电源提供能量。通常，源RF发生器用于生成并控制等离子体密度，而偏压RF发生器通常用于控制等离子体DC偏压和离子轰击能量。这些RF源通常又通过使RF电源的阻抗与等离子体的阻抗相匹配的匹配网络耦合至等离子体。
此外，匹配网络还可以包括V/I探针，其能够测量电压(V)、电流(I)、等离子体的电压(V)与电流(I)之间的相位角(θ)、阻抗(Z)、传输功率、正向功率、反射功率、无功功率、反射系数等。此外，匹配网络还可以在设定范围数值包络内改变生成的等离子体频率，以针对处理条件更好地优化等离子体。如之前的状态，可以改变用于生成等离子体的一组频率的等离子体处理系统通常是指频率调谐等离子体系统。
一般可通过下列等式得到传输功率功率＝VxIxcos(θ) 等式(2)一般可通过下列等式得到阻抗(复数)Z＝V0/I0＝R+jX 等式(3)其中，V0是基本电压(峰值电压)，I0是基本电流(峰值电流)，R是实阻抗，J＝sqrt(-1)(复数的虚部)，以及X是复电抗。复电抗是随着具有由ω表示的角频率的生成信号的每个AC周期电子部件存储和释放作为电流和电压起伏的能量范围的表达。
ω是由电压源生成的信号的角频率，并且可以下列形式表示ω＝2π(Frequency) 等式(4)等离子体阻抗的相位角可以下列形式表示Phase Angle(θ)＝tan-1(X/R) 等式(5)其中，R＝Zcos(θ)，以及X＝Zsin(θ)。
现在，参照图2，示出了根据本发明一个实施例的在几周的过程内在特定的相同等离子体处理系统中一组覆盖氧化物蚀刻的简化统计处理控制的曲线图。通常，等离子体处理系统中的质量表示符合要求。符合一般是指衬底与预定要求或配方中的规格(例如，目标、容差等)一致的程度。
此外，任意给定的等离子体处理还可包括不确定度，也就是所知的方差(variance)。一般，方差的减小经常直接与质量的相应提高相关。方差的一些原因被认为是正常或可接受的，所以无需对其采取措施。例如，通过对不同的等离子体处理系统执行相同处理所引起的制造衬底中的细微差别。即，在使一个等离子体处理系统与另一个相匹配的尝试中，几乎一定会出现偏差。方差的其它原因是不正常或特殊的。它们不是处理的预期部分，因此可能需要某些类型的校正措施。即，它们超出了正常偏差的范围。例如，等离子体室中可以毁坏衬底的湿气。
在该图中，目标是期望大约110.52nm/min的平均蚀刻速率，容差是指将蚀刻速率维持在大约120.12nm/min的控制上限(E/RUCL)和大约100.91nm/min的控制下限(E/R LCL)中。尽管可以使用其它等离子体处理系统，但是该特定蚀刻组是在Lam ResearchExelanTM2300双频等离子体处理系统中执行的。处理参数如下压力70豪托(milli-torr)功率(2 MHz)1000.0瓦特功率(27 MHz)2000.0瓦特气体混合物5 SCCM CH2F2，6 SCCM C4F8，180 SCCM N2，以及200 SCCMAR温度在TP(顶部)为80℃，在ESC为20℃处理时间60秒CW37曲线202反映了在几周的过程中以纳米每分钟(nm/min)为单位的覆盖氧化物的蚀刻速率。在分析该图的过程中，两个偏移点是很明显的于2004年4月6日行的204以及于2004年4月9日执行的206。如上所述，偏移表示设定的统计范围或数值包络之外的数据点，其可以由多种因素(例如，室污染、等离子体结构损坏或劣化、气压泄漏、气流混合问题、规定之外的室温、坏的RF线缆、不适当连接的线缆、后部He流等)引起。
现在，参照图3，示出了根据本发明一个实施例的添加有后部He流的图2的简图。与之前相同，曲线202反映了在几周的过程中以纳米每分钟(nm/min)为单位的覆盖氧化物的蚀刻速率。类似地，曲线208反映了每次蚀刻期间相应的测量的后部He流。
如2004年4月6日所示，蚀刻曲线202和He流曲线208均在204处示出偏移。即，随着He流减少至大约33.5 SCCM，蚀刻速率也基本降低至大约33.4nm/min，大大超出了在100.91nm/min的3σ控制下限(LCL)。
由于蚀刻速率和He流均在相同点处反映偏移，所以这可能意味着相关性。因此，He流可能是2004年4月6日蚀刻速率偏移的主要原因。相反，由于206处约33.5nm/min的2004年4月9日的减小的蚀刻曲线202没有表现出如点204处与减小He流紧密的相关性，所以减小的He流可能不是2004年4月9日的蚀刻速率偏移的主要原因。
现在，参照图4，示出了根据本发明一个实施例的在V/I探针处添加27 MHz的测量阻抗的图2的简图。与前面相同，曲线202反映了在几周的过程中以纳米每分钟(nm/min)为单位的覆盖氧化物的蚀刻速率。此外，曲线402反映了27 MHz的相应测量阻抗。
如上所述，期望的目标蚀刻速率大约为110.52nm/min，具有大约120.12nm/min的控制上限(E/R UCL)和大约100.91nm/min的控制下限(E/R LCL)。期望的目标阻抗大约为3.88 Ohm，具有大约4.02 Ohm的控制上限(Z UCL)和大约3.75 Ohm的控制下限(ZLCL)。蚀刻曲线202和27 MHz的测量阻抗402均在2004年4月6日的204以及在2004年4月9日的206a和206b附近示出偏移。因此，测量阻抗的偏移(在Z UCL以上或在Z LCL以下)显示出与E/R LCL以下蚀刻速率的大量减小(即，属性偏移)相关。
尽管不希望被理论所束缚，但发明人相信基本上可以改变等离子体阻抗的因素还可以引起衬底属性的较大改变，例如，蚀刻速率。这些因素可包括室材料(例如，电极、密封环等)的劣化、气流、气压、或温度的偏移、衬底类型的改变、卡盘表面的改变、RF发生器存在的问题、RF连接、坏的RF线缆等。
现在，参照图5，示出了根据本发明一个实施例的在V/I探针处添加2 MHz的测量阻抗的图2的简图。与之前相同，曲线202反映了在几周的过程中以纳米每分钟(nm/min)为单位的覆盖氧化物的蚀刻速率。此外，曲线502反映了2 MHz的相应测量阻抗。
如上所述，期望的目标蚀刻速率大约为110.52nm/min，具有大约120.12nm/min的控制上限(E/R UCL)和大约100.91nm/min的控制下限(E/R LCL)。期望的目标阻抗大约为145.73 Ohm，具有大约149.16 Ohm的控制上限(Z UCL)和大约142.29 Ohm的控制下限(Z LCL)。
蚀刻曲线202和2 MHz的测量阻抗502均在2004年4月6日的204a和204b以及2004年4月9日的206附近示出偏移。如图5所示，测量阻抗的偏移(在Z UCL以上或在Z LCL以下)显示出与E/R LCL以下蚀刻速率的大量减小(即，属性偏移)相关。
现在，参照图6，示出了根据本发明一个实施例的在V/I探针处添加27 MHz的测量频率的图2的简图。与之前相同，频率调谐等离子体系统可以改变用于生成等离子体的一组频率，以在处理期间将反射功率最小化。结果，频率响应于等离子体阻抗的变化而改变。
与之前相同，曲线202反映了在几周的过程中以纳米每分钟(nm/min)为单位的覆盖氧化物的蚀刻速率。此外，曲线602反映了27 MHz的相应测量频率。如上所述，期望的目标蚀刻速率大约为110.52nm/min，具有大约120.12nm/min的控制上限(E/R UCL)和大约100.91nm/min的控制下限(E/R LCL)。27MHz的期望目标频率大约为27.47680 MHz，具有大约27.52331 MHz的控制上限(FREQ UCL)和大约27.43029 MHz的控制下限(FREQ LCL)。
蚀刻曲线202和27 MHz的测量频率602均在2004年4月6日的点204a和204b以及2004年4月9日的的点206附近示出偏移。在示出的图中，偏移被定义为超过曲线平均值3个标准差(3σ)之外的点。因此，测量频率的偏移(在FREQ UCL以上或在FREQLCL以下)显示出与E/R LCL以下蚀刻速率的大量减小(即，属性偏移)相关。
现在，参照图7，示出了根据本发明一个实施例的在V/I探针处添加测量阻抗相位角的图2的简图。与之前相同，曲线202反映了在几周的过程中以纳米每分钟(nm/min)为单位的覆盖氧化物的蚀刻速率。此外，曲线702反映了阻抗的相应测量相位角。
如上所述，期望的目标蚀刻速率大约为110.52nm/min，具有大约120.12nm/min的控制上限(E/R UCL)和大约100.91nm/min的控制下限(E/R LCL)。测量阻抗相位角的期望目标大约为59.67°，具有大约-58.17°的控制上限(ANGLE UCL)和大约-61.16°的控制下限(ANGLE LCL)。
蚀刻曲线202和测量相位角702均在2004年4月6日的点204附近以及2004年4月9日左右的点206a和206b处示出偏移。在图中，偏移被定义为超过曲线平均值3个标准差(3σ)之外的点。因此，测量相位角的偏移(在ANGLE UCL以上或在ANGLE LCL以下)显示出与E/R LCL以下蚀刻速率的大量减小(即，属性偏移)相关。
现在，参照图8，示出了根据本发明一个实施例的用于在具有等离子体处理室的等离子体处理系统中原位监控处理的方法的简图。首先，在步骤802中，将衬底定位在等离子体处理室中。接下来，在步骤804中，在将衬底设置在等离子体处理室中时，在等离子体处理室中撞击等离子体。然后，在步骤806中，获得在撞击等离子体之后存在的测量自偏压，该测量自偏压具有当等离子体不存在时的第一值以及当等离子体存在时的不同于第一值的至少一个第二值。在步骤808中，如果测量自偏压值在预定自偏压值包络之外，则在步骤810中使测量自偏压值与处理属性相关。如果不是则在步骤812中，不使测量自偏压值与处理属性相关。
尽管根据几个优选实施例描述了本发明，但是存在落入本发明范围内的变化、改变、和等同替换。例如，尽管结合Lam Research的等离子体处理系统(例如，ExelanTM、ExelanTMHP、ExelanTMHPT、2300TM、VersysTMStar等)描述了本发明，但是也可使用其它等离子体处理系统。本发明还可以使用各种直径(例如，200mm、300mm、液晶显示器等)的衬底。还应该注意，存在多种实施本发明方法的可选方式。
本发明的优点包括用于通过测量自偏压来监控等离子体处理系统中处理的方法和装置。其他优点包括可用于诊断和监控目的的基本可靠信号的使用。
已经公开了示例性实施例和最佳模式，但在权利要求限定的本发明的主题和精神范围内，可以对公开的实施例做出修改和变化。
权利要求
1.一种用于在具有等离子体处理室的等离子体处理系统中原位监控处理的方法，包括在所述等离子体处理室中定位衬底；在将所述衬底设置在所述等离子体处理室中的同时，在所述等离子体处理室中撞击等离子体；获得在撞击所述等离子体之后存在的测量自偏压，所述测量自偏压值具有当所述等离子体不存在时的第一值以及当所述等离子体存在时的不同于所述第一值的至少一个第二值；如果所述测量自偏压值在预定自偏压值包络之外，则使所述测量自偏压值与所述处理的属性相关。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在特定RF频率处执行所述获得所述测量自偏压值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述特定RF频率大约为2MHz。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述特定RF频率大约为27MHz。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述特定RF频率大约为13.56MHz。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述等离子体处理系统包括具有V/I探针的RF发生器，使用所述V/I探针执行所述获得所述测量自偏压值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述测量自偏压值表示相位角测量的值。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述测量自偏压值表示振幅测量的值。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定自偏压值包络包括自偏压控制下限。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述自偏压控制下限在预定自偏压目标值的3σ的范围内。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定自偏压值包络包括自偏压控制上限。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述自偏压控制上限在预定自偏压目标值的3σ的范围内。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定自偏压值包络包括自偏压控制下限和自偏压控制上限。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底是半导体晶片。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底是玻璃板。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底的所述属性表示蚀刻所述衬底时的蚀刻速率。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底的所述属性表示蚀刻所述衬底时的选择性速率。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底的所述属性表示蚀刻所述衬底时的蚀刻均一性测量。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体处理系统是电容耦合等离子体处理系统。
20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体处理系统是电感耦合等离子体处理系统。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体处理系统是大气等离子体处理系统。
22.根据权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体处理系统是频率调谐耦合等离子体处理系统。
23.一种用于在具有等离子体处理室的等离子体处理系统中原位监控处理的装置，包括在所述等离子体处理室中定位衬底的装置；在将所述衬底设置在所述等离子体处理室中的同时在所述等离子体处理室中撞击等离子体的装置；用于获得在撞击所述等离子体之后存在的测量自偏压的装置，所述测量自偏压值具有当所述等离子体不存在时的第一值以及当所述等离子体存在时的不同于所述第一值的至少一个第二值；如果所述测量自偏压值在预定自偏压值包络之外，使所述测量自偏压值与所述处理的属性相关的装置。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，在特定RF频率处执行所述获得所述测量自偏压值。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述特定RF频率大约为2MHz。
26.根据权利要求24所述的装置，其中，所述特定RF频率大约为27MHz。
27.根据权利要求24所述的装置，其中，所述特定RF频率大约为13.56MHz。
28.根据权利要求24所述的装置，其中，所述等离子体处理系统包括具有V/I探针的RF发生器，获得所述自偏压值的所述装置包括使用所述V/I探针。
29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述测量自偏压值表示相位角测量的值。
30.根据权利要求28所述的装置，其中，所述测量自偏压值表示振幅测量的值。
31.根据权利要求23所述的装置，其中，所述预定自偏压值包络包括自偏压控制下限。
32.根据权利要求31所述的装置，其中，所述自偏压控制下限在预定自偏压目标值的3σ的范围内。
33.根据权利要求23所述的装置，其中，所述预定自偏压值包络包括自偏压控制上限。
34.根据权利要求33所述的装置，其中，所述自偏压控制上限在预定自偏压目标值的3σ的范围内。
35.根据权利要求23所述的装置，其中，所述预定自偏压值包络包括自偏压控制下限和自偏压控制上限。
36.根据权利要求23所述的装置，其中，所述衬底是半导体晶片。
37.根据权利要求23所述的装置，其中，所述衬底是玻璃板。
38.根据权利要求23所述的装置，其中，所述衬底的所述属性表示蚀刻所述衬底时的蚀刻速率。
39.根据权利要求23所述的装置，其中，所述衬底的所述属性表示蚀刻所述衬底时的选择性速率。
40.根据权利要求23所述的装置，其中，所述衬底的所述属性表示蚀刻所述衬底时的蚀刻均一性测量。
41.根据权利要求23所述的装置，其中，所述等离子体处理系统是电容耦合等离子体处理系统。
42.根据权利要求23所述的装置，其中，所述等离子体处理系统是电感耦合等离子体处理系统。
43.根据权利要求23所述的装置，其中，所述等离子体处理系统是大气等离子体处理系统。
44.根据权利要求23所述的装置，其中，所述等离子体处理系统是频率调谐耦合等离子体处理系统。
全文摘要
公开了一种用于在具有处理室的等离子体系统中原位监控处理的方法。该方法包括在等离子体处理室中定位衬底(802)。该方法还包括在将衬底设置在等离子体处理室内时在等离子体处理室中撞击等离子体(804)。该方法进一步包括获得撞击等离子体之后存在的测量自偏压，该测量自偏压具有当等离子体不存在时的第一值以及当等离子体存在时的不同于第一值的至少一个第二值(806)。该方法还包括如果测量自偏压值在预定自偏压值包络之外(808)，则使测量自偏压值与处理的属性相关(810、812)。
文档编号H01L21/00GK101088147SQ200580039762
公开日2007年12月12日 申请日期2005年9月23日 优先权日2004年9月27日
发明者蒂莫西·J·吉尼, 拉奥·安纳普拉加达, 苏布哈什·德希穆克, 程家成 申请人:朗姆研究公司