专利名称：用于等离子体电弧检测、隔离和预防的系统和方法
用于等离子体电弧检测、隔离和预防的系统和方法
背景技术：
在半导体产业中，等离子体被广泛地应用于硅晶片的处理。等离子体室通常被用于衬底上的/来自衬底的材料的淀积和/或蚀刻。鉴于等离子体的动态(dynamic state), 就会一直有检测和控制在两个不同电势节点间的电子瞬时放电(被称为电弧)的需要。由于各种原因，电弧作用(arcing)是等离子体处理系统中的常见问题。首先，因为它牵涉快速放电，所以电弧作用经常是破坏性的并可以损坏和/或磨损等离子体室内的部件。另外， 电弧作用的存在可以影响各种诸如淀积和/或蚀刻速率的处理参数，从而会导致已处理晶片的不均勻性。进一步地，电弧作用可以导致晶片表面的缺陷，这最终减少了制备在晶片上的工作半导体器件的产量。因此，人们期待找到晶片处理期间检测、隔离并预防等离子体室中发生电弧的有效方法。电弧作用可以被视为等离子体室内的不稳定形式。因为等离子体不稳定可以导致处理控制困难(处理控制困难转而可以降低处理可重复性)是已知的，所以一般而言已经开发了最小化等离子体不稳定性的方法。图1是传统等离子体处理系统100的方块图，其使用了反馈控制(feedback control)来最小化等离子体不稳定性。系统100包括等离子体室150、功率发生器110、功率调制器120和信号检测器130。运行中，功率发生器110将功率经由例如天线或电容耦合装置(例如RF功率)指向等离子体室。所供应的功率能使等离子体形成。信号检测器130采集来自与等离子体参数有关的等离子体的信号，且可以与该等离子体参数(例如电子密度、电子温度、离子密度、正离子温度)具有特定关系或关联。响应于检测到的信号，功率调制器120可操作地用于调制由功率发生器110产生的功率，以降低等离子体参数的不稳定性。以这种方式，通过对供应到等离子体室150的功率的反馈控制，最小化了等离子体的不稳定性。然而，这种基本系统只能控制供应到等离子体室的功率；它不能直接控制可能发生在等离子体室内部的不稳定性。另外，系统100主要适合于最小化一般的与引起电弧可能有关或可能无关的等离子体不稳定性。因此人们更期待使用为在等离子体处理室中诊断电弧作用而专门设计的方法和系统。图2示出了说明在等离子体处理室中减少电弧作用的惯用方法200的流程图。方法200可以开始于将电压探针耦合于处理室的气体分配面板(20 以及随后的面板电压的测量004)。高速电压测量装置可以被耦合于电压探针以产生随着时间的面板电压测量图 (206)。该图可以包括表明处理室中电弧作用的特征(例如电压尖峰)，并且这些特征可以被用于诊断和改正电弧作用的潜在原因。方法200中，对等离子体淀积过程做了三个调整以降低(或消除)等离子体淀积期间的电弧作用。这些调整可以包括改变RF功率级008)，诸如降低供应到处理室的总体 RF功率。当将RF功率的多个频率供应到处理室时，功率调整可以对一个或更多RF频率进行(例如在双频RF源中调整LF RF功率级或HF RF功率级)。功率级调整也可以包括在淀积结束之前减少或停止RF功率以避免由处理室中的电压增强(voltage buildup)引起的电弧作用。也可以调整RF功率供应到处理室的上升速率(210) (ramp rate)。在惯用的PECVD 淀积处理中，HF RF功率通常尽可能快地上升到峰值功率级(例如5000瓦特/秒或者更快)。对该上升速率的调整可以包括降低HF RF功率和/或LF RF功率的上升速率，并且也可以包括逐步地上升功率而代替从零瓦特到峰值功率级的一个连续增加。进一步地可以调整一个或更多用于形成等离子体的前驱气体(21 (precursor gases)的流率。例如，在掺氟硅酸盐玻璃(FSG)薄膜的等离子体淀积中，为避免电弧作用可以降低硅或氟前驱气体的流率。调整可以包括将一种或更多种前驱气体引入处理室的定时的改变。例如，氟前驱气体的引入可以在启动RF功率之前开始以降低处理室中等离子体初始形成期间的电弧作用。取决于淀积处理的特性，可以实施调整208、210和212中的一个或更多个的任何组合以减低或消除电弧作用。虽然方法200考虑到了在大部分等离子体中看到的扰动(通过观察面板电压图中的尖峰，在步骤206)的检测，但它没有提供电弧的前馈缓解(feed forward mitigation) 的方法(电弧只能在它们一旦已经发生时被检测到；任何所做的调整是为了预防未来的电弧)。此外，方法200没有提供关于电弧的任何具体信息(位置、持续时间、密度等)。其他惯用的电弧检测系统包括监控供应到等离子体室的功率和将室电压和/或电流与给定的阈值比较。对于给定的等离子体处理系统，驱动处理的功率源试图调节传送到室的功率。室元件的阻抗(包括阳极、阴极和室环境)与等离子体产生供应电路的阻抗串联。维持等离子体恒定功率的电压与电流间的关系取决于室元件的阻抗。当等离子体室中产生电弧时，室阻抗的大小迅速地下降，从而改变了等离子体产生供应电路的阻抗。功率源和配电线路包括限制了电路中可以改变电流的比率的重要串联电感。由于该感应部件， 室阻抗的迅速下降因此导致了室电压大小的迅速减少。因为当电弧作用事件发生时室电压下降迅速，所以降到预定或适配电压阈值级以下的意外电压可以被用于确定电弧作用情况的发生。这是图3所示惯用系统背后的原理，将在下面讨论。图3说明了其他惯用等离子体处理系统300，其使用了电弧检测线路。虽然系统 300是用于溅射和淀积的物理气相淀积(PVD)系统，但可以将该电弧检测线路实施关联于诸如等离子体刻蚀系统的其他等离子体系统。系统300包括含有诸如在较低压力下氩气的气体315的淀积室310。金属靶子320 被放置在真空室310中，且作为阴极经由独立的功率源接口模块(PSIM) 340电耦合到功率源330。使用同轴的互联电缆335将功率源330和室310耦合。衬底(晶片)325作为阳极通过地连接被耦合到功率源330。真空室310往往也被耦合到地。转动磁铁(rotating magnet)327被包括以操纵等离子体以维持均勻的靶子磨损。PSIM 340包括缓冲电压衰减器344，该缓冲电压衰减器344适合于感测室电压并响应于该室电压将模拟信号经由电压信号路径342提供到电弧检测单元(ADU)350。PSIM 340还包括以霍尔效应为基础的电流传感器(Hall effect-based current sensor) ；346，以霍尔效应为基础的电流传感器；346 适合于感测流向室310的电流并响应于该室电流将模拟信号经由电流信号路径348提供到 ADU输入。ADU 350通信地耦合于逻辑线路360，例如经由逻辑数据接口 370通信地耦合于可编程逻辑控制器(PLC)。逻辑线路360可以被耦合到例如高级过程控制网络(high levelprocess control network)的数据网络 380。运行中，通过功率源330导致真空室310中的气体电离将电场产生在靶子320 (阴极)与衬底325(阳极)之间。电离的气体原子(例如等离子体)由电场加速并以高速撞击靶子，致使靶子材料分子从靶子上物理分离或“溅射”。射出的分子几乎畅通无阻地移动通过低压气体，且等离子体击打衬底并在衬底325上形成靶子材料的镀膜。经由电压信号路径342，ADU 350监控室310的电压并且每当电压大小下降到预设的电弧阈值电压值之下时就检测电弧作用情况。另外，经由电流信号路径48，流向室310的电流被监控并用于检测电弧作用事件，每当电流大小超过预设的电流阈值时电弧事件就被确定。阈值由逻辑线路380建立。ADU 350也可以可操作地用于响应于至少一个阈值计算电弧作用情况(事件)。检测到的电弧作用贡献(donation)发生率可以从中确定。为了测量电弧持续时间，ADU 350也可以包含计时器和数字计数器。以这种方式，可以容易地评估室310中电弧作用的数量和程度(发生、持续时间、密度等)，因此考虑到了对已处理晶片可能损坏的精确估算。尽管能够严密地监控电弧作用，系统300不能提供电弧位置内的可见性，并且只能缓解电弧已经发生以后的作用。因为电弧作用经常给已处理的晶片引入缺陷/不均勻性，所以人们期待具有能够预防电弧发生的等离子体处理系统。所需要的等离子体处理系统能够检测、隔离和/或预防等离子体室内部的电弧作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种与等离子体处理系统一起使用的系统和操作等离子体处理系统的方法以检测、隔离和/或预防等离子体室内部的电弧作用。根据本发明的一个方面，装置可以与RF发生源、第一电极、第二电极和元件联用。 RF发生源可操作地用于将RF信号提供到所述第一电极且因此在所述第一电极和所述第二电极之间创建了电势。所述装置包括连接部分和电流吸收器(current sink)。所述连接部分可操作地用于电连接于所述第一电极、所述第二电极和所述元件中的一个。所述电流吸收器与所述连接部分和到地的路径电连接。所述电流吸收器包括电压阈值。当所述第一电极、所述第二电极和所述元件中的被电连接的所述一个的电压大于所述电压阈值时，所述电流吸收器可操作地用于将电流从所述连接部分引导到地。本发明另外的目的、优点和新颖性特征的一部分被说明在以下描述中，且本领域技术人员通过对以下内容的检验或者可以通过实施本发明而获悉，本发明的一部分将显而易见。通过所附权利要求特别指出的手段和结合的方式可以实现并达到本发明的目的和优
点ο
被合并入并形成说明书一个部分的
了本发明的范例实施方式，且附图与该说明一起用于解释本发明的原理。图中图1是惯用等离子体处理系统100的方块图，其使用了反馈控制以最小化等离子体不稳定性；
图2示出了说明减少等离子体处理室中电弧作用的惯用方法200的流程图；图3说明了使用电弧检测线路的另一种惯用等离子体处理系统300 ；根据本发明的方面，图4说明了带有电弧预防装置的电容耦合RF等离子体处理系统 400 ；图5示出了来自系统400的ESC 404的爆炸图，系统400带有被实施为电流吸收器408的二极管502 ；图6示出了来自系统400的ESC 404的爆炸图，系统400带有被实施为电流吸收器408的二极管网络602 ；根据本发明的方面，图7是在系统400内实施电弧预防的范例算法700的流程图。图8说明了可以被用作二极管502或在二极管网络602中使用的二极管800的示意图；图9说明了正向偏置的二极管900的示意图；根据本发明的方面，图10说明了电容耦合RF等离子体处理系统1000，该系统 1000带有由控制器监控的电弧隔离装置；根据本发明的方面，图11是带有电弧隔离装置、可变电压源和电流传感器的电容耦合RF室系统1100的示意图；和根据本发明的方面，图12是在系统1200内实施电弧检测的范例算法1200的流程图。
具体实施例方式根据本发明的方面，将等离子体处理系统配置有检测、隔离并预防等离子体室内部电弧存在的方法(特别是在动力电极(powered electrode)与地之间的电弧)。该方法依赖于放置在动力电极与地之间包括电子元件的电路，诸如三极管或二极管的所述电子元件的电阻随施加电压变化而变化。所述电路能够监控并控制电流从动力电极到地的流动， 因此允许电弧的检测和隔离，并转而预防了等离子体室内电弧的发生。参照图4-12，现在将描述根据本发明的方面的具体范例实施方式。根据本发明的方面，图4说明了带有电弧预防装置的电容耦合RF等离子体处理系统400。系统400包括上电极402、静电卡盘(ESC) 404、RF源406和电流吸收器408。ESC 404电连接于RF源406，上电极402接地。电流吸收器408电连接于ESC 404。运行中，由RF源406供应的RF电势允许在ESC 404与上电极402之间形成等离子体410。由于施加了 RF电势，ESC 404上就形成了电荷。因为ESC 404在几何形状上的不均勻性，所以沿着ESC 404表面的RF电压具有不均勻性。该不均勻性将导致ESC404上形成能潜在导致电弧发生在室内(在ESC 404与上电极402之间)的某些电荷区域。因此，为了预防电弧的发生，电流吸收器408可操作地用于将多余的电荷从ESC 404排到地。当电流吸收器408的电压(与ESC 404的电压相同)与标准等离子体室运行条件一致时，电流吸收器408被设计为充当开路(opened circuit)。当ESC 404的电压超过预定阈值时，电流吸收器408被设计为变得导通并因此充当将电荷从ESC 404排出的电流吸收器。以这种方式，电流吸收器408类似于“保险丝”那样起作用，这样电流吸收器408 只在“不正常的”电压发生时被启动，表明电弧可能会发生。
参照图5，根据本发明的方面，现在将描述电流吸收器408的范例实施方式。图5示出了来自系统400的ESC 404的爆炸图，系统400带有被实施为电流吸收器408的二极管502。二极管502被特别设计以便所有电压与标准等离子体室运行一致，二极管502与开路相似，只携带了可以忽略的电流量。对于所有其他电压，二极管充当导体并因此将电荷从ESC 404排到地。二极管502以这种方式工作来预防电弧的发生。参照图6，根据本发明的方面，现在将描述电流吸收器408的另一范例实施方式。图6示出了来自系统400的ESC 404的爆炸图，系统400带有被实施为电流吸收器408的二极管网络602。如图中所示，二极管网络602包括附加于ESC 404不同位置的多个二极管。取决于施加于ESC 404的电压，如上描述的每个单独的二极管充当打开的或者关闭的开关。与参照图5上面描述的单个二极管502相反，具有二极管网络602的优点在于多个二极管能更精确地确定电弧将会发生在哪里。特别地，二极管网络602内的二极管导通电流什么都不用，例如通过任何已知的二极管监控系统或方法，ESC 404上将要发生电弧的确切位置就可以确定。以这种方式，系统400不仅能够预防电弧的发生，而且还能够隔离潜在电弧的位置。参照图7，现在将描述根据本发明的电弧预防方法的范例。根据本发明的方面，图7是在系统400内实施电弧预防的范例算法700的流程图。 在该范例中，假设要么单个二极管(诸如二极管502)要么二极管网络(诸如二极管网络 602)被实施为电流吸收器408。算法700开始(S702)且将等离子体室启动以便系统400开始处理(S704)晶片。 例如，可以启动RF源406来将RF功率供应到ESC 404以便将等离子体形成于室中。接着，在处理期间，电流吸收器408感测ESC 404上的局部电压(S706)。然后确定ESC 404上的电压是否与规定的晶片处理条件一致(S708)。如果ESC 404上的电压与规定的晶片处理条件一致，例如如果ESC 404上的电压小于或等于电流吸收器408的预定阈值，那么晶片处理就被正常地进行。在这种情况下，电流吸收器408保持为开路且不导通电流。此时确定晶片处理是否完成(S710)。如果晶片处理完成了，那么就停止算法 700(S712)。如果算法700没有完成，那么电流吸收器408就继续感测ESC 404的电压 (S706)。返回到步骤S708，如果ESC 404上的电压与规定的晶片处理条件不一致，例如如果ESC 404上的电压大于电流吸收器408的预定阈值，那么电流吸收器408就导通电流以便将电流从ESC408排走到地(S714)。在这以后，晶片处理停止，算法700停止(S7U)且为继续晶片处理就必须重启系统400。在图5和图6中，由于二极管的可变电阻随电压变化而变化以及二极管具有依据导通电流“关掉”和“打开”的能力，所以二极管被实施在电流吸收器408中。图8说明了可以被用作二极管502或者用于二极管网络602中的二极管800的示意图。图中，示出了二极管800经由电压源802被偏置。二极管800包括ρ型掺杂区域 (p-doped region) 804、η型掺杂区域806和耗尽区808。例如偏置的η型掺杂区域806高于P型掺杂区域804的电压源802的极性表明二极管800是被反向偏置的。当二极管800 被反向偏置时，耗尽区808非常大且具有大的电势降，耗尽区808充当电流流过二极管800的障碍。结果，当二极管800被反向偏置时，几乎没有电流流动且二极管可以被视为是“关掉”的。返回到图5-6，在系统400中，在正常运行期间，电流吸收器408中的二极管(二极管502或二极管网络60 被设置以便在正常运行期间，二极管被反向偏置且因此没有导通的重大电流，其中二极管被视为“打开”，即电流的流动可以忽略。图9说明了被正向偏置的二极管900的示意图。图中，二极管900经由电压源902 被偏置。二极管900包括ρ型掺杂区域904、n型掺杂区域906和耗尽区908。例如偏置的 P型掺杂区域904高于η型掺杂区域906的电压源902的极性表明二极管900是被正向偏置的。通过将二极管900正向偏置，耗尽区908相对小且具有小的电势降，因此为电流流动提供了小的障碍。空穴浓度曲线908与电子浓度曲线910示出了二极管900上的空穴浓度和电子浓度。此外空穴浓度曲线908与电子浓度曲线910说明了浓度渐变是如何导致额外电子916与额外空穴918的。这些额外的电子916与额外的空穴918转而引起组成电流流动的电子和空穴扩散。在这种情况下，在正向偏置期间，不可忽略的电流量流过二极管 900且二极管900可以被视为“打开”。返回到图4-6，在系统400中，如果要么单个二极管(诸如图5中的二极管502)要么二极管网络(诸如图6中的二极管网络602)被实施为电流吸收器408，那么不论何时二极管上的电压变化到超过规定的晶片处理条件的阈值(表明发生了引起电弧的局部电荷增加和电势)，那么该二极管就“打开”来允许电流流动，这样就排掉了增加到地的任何额外的电荷。实施在电流吸收器408中的二极管可以被设计以便η和ρ区域的特定掺杂与其几何形状(宽度、面积等)可以增强其作为电弧预防装置的性质。二极管电流流动的变化敏感性允许电荷的可控损耗且因此通过决定准确的电流路径来预防灾难性的电弧事件发生。在系统400中，还可以增加峰值检测器监控并检测电弧的存在，电弧的存在由电流吸收器408中的二极管感测。如果峰值检测器被实施且多个二极管(诸如二极管网络 602)被执行为电流吸收器408，那么系统400具有检测、预防与隔离等离子体室中电弧发生的能力。这些能力不仅帮助预防由于电弧作用引起室的任何损坏，而且能够基于其位置帮助洞察电弧发生的原因。系统400可以包括监控电弧预防装置各个元件的控制器。根据本发明的方面，图 10说明了带有由控制器监控的电弧隔离装置的电容耦合RF等离子体处理系统1000。系统1000包括RF源1002、处理模块用户界面1012、电弧隔离器1014与等离子体室1016。等离子体室1016包括ESC1018、ESC基板1020与室壁ΙΟΜ。电弧隔离器1014包括数字或模拟控制器(未示出)及二极管网络1022。二极管网络1022被放置在经由RF源 1002提供功率的ESC基板1020与接地的室壁IOM之间。运行中，由源1002供应的RF电势导致等离子体10 在室1016中形成。由于施加的RF电势，电荷增加在ESC 1018与ESC基板1020上。由于ESC 1018与ESC 1020几何形状的不均勻性，沿着ESC 1018与ESC基板1020的RF电压将具有不均勻性。这些不均勻性将导致电荷的某些区域增加在ESC 1018与ESC基板1020上，能潜在地导致电弧发生在 ESC基板1020与地(室壁1024)之间。
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因此，为了检测并找到电弧的位置，可以监控沿着ESC基板1020不同位置的电压。 这个是经由电弧隔离器1014的二极管网络1022实现的。将二极管网络1022与由例如ESC基板1020与室壁1022的室电极形成的电容并联放置，以这样的方向抑制二极管网络1022上的电流流动来实现所有的电压与标准等离子体室运行是一致的。二极管网络1022中的二极管可以被以预定布置排列，以覆盖ESC基板1020的区域。无论ESC基板1020上某处的电压何时改变，即表明局部电荷增加，将导致二极管网络1022的局部二极管“打开”并将额外的电荷排到地。以这种方式，预防了电弧事件的发生。另外，通过监控经由电弧隔离器1014的所有二极管电压和电流，不仅可以检测电弧的存在而且可以基于哪个或哪些二极管被打开来隔离其具体的位置。在系统1000中，监控ESC基板1020和ESC 1018上电荷的增加是为了控制漏电流到地的路径。在其他实施方式中，为了预防电弧作用可以监控并控制其他室部件的电荷和漏电流。迄今为止，已经讨论了涉及无源器件的实施方式，其中被实施为电流吸收器的单个或多个二极管仅仅基于它们具体的性能(掺杂、几何形状等)打开或关闭。这种情况下， 用在电流吸收器中的二极管必须要认真设计以在适合等离子体处理条件的期望电压阈值时转换。如果一旦需要改变电压阈值，那么就会要求更换用在电流吸收器中的二极管。因此实施可控的电弧预防装置的理想选择是能够调节该装置以适应可以由不同等离子体处理条件导致的不同电压阈值。使用单独可控装置的另一个优点是其能更精确地控制沿着连接装置(例如ESC)的电压。参照图11和12将进一步讨论这种实施方式。根据本发明的方面，图11是电容耦合RF室系统1100的示意图。系统1100包括RF源1102、上电极1104、下电极1106、电弧隔离装置1108、二极管控制器1110、电弧隔离器1112和高阻抗变阻器1122。电弧隔离装置1108可以包括二极管网络，诸如系统1000的二极管网络1022。二极管控制器1110包括电流传感器1118和可变偏置源1120。电弧隔离器1112包括模拟变数字的转换器(ADC) 1114与现场可编程门阵列 (FPGA)1116。运行中，RF源1102提供RF功率到下电极1106，此时上电极1104接地。等离子体 (未示出)在上电极1104与下电极1106之间形成。高阻抗变阻器1122被配置在电弧隔离装置1108与地之间，以便来自偏置源1120的偏置电压被大部分吸引穿过电弧隔离装置 1108。进一步地，高阻抗电阻器1122迫使大部分电流流过电弧隔离装置1108到电流传感器1118，而不是被吸引到地。电流传感器1118检测穿过电弧隔离装置1108的漏电流。ADC 1114取样检查穿过电流传感器1118的电压。FPGA 1116应用峰值检测算法确定电弧事件，并且维持合适的设置点于偏置源1120。偏置源1120具有用于二极管网络1022中的每个二极管的独立电压输出。因此可以精确地调节穿过下电极1106的电压，从而提高生成的等离子体的均勻性。此夕卜，通过监控各个二极管的电流和电压，能够找到可能潜在发生电弧的位置。以这种方式， 在运行中容易地检测、隔离并预防了潜在电弧作用事件的存在。参照图12，现在将更明确地解释晶片处理时系统1100的电弧检测、隔离与预防方法。根据本发明的方面，图12是系统1200内实施电弧检测的范例方法1200的流程图。方法1200开始(S1202)并建立用于识别潜在电弧的参数阈值(S1204)。该参数可以是电压、电流或为了识别电弧潜在存在将被监控的其他参数。例如，可以建立由电流传感器1218感测的漏电流阈值，以在特定漏电流阈值之上假定在下电极1206上电压或电荷的不均勻性，由此可以表明电弧发生的可能性。然后等离子体室被激活以使系统1100开始晶片处理(S1206)。例如，RF源1202可以被激活来供应RF功率到下电极1206，以便将等离子体形成在上电极1104与下电极1106 之间。然后，测量用于识别电弧的参数(S1208)。例如，如果通过电流传感器1218的漏电流是被监控的参数，那么ADC 1214就抽样检查该电流。这时候确定被监控的参数是否在建立的阈值之内(S1210)。例如，如果通过电流传感器1218的漏电流是被监控的参数，FPGA 1216就将其与建立的漏电流阈值比较。如果被监控的参数在阈值之内，那么晶片处理就正常进行且确定过程是否是完整的(S1214)。如果过程是完整的，那么晶片处理结束且将RF功率停止活动(S1216)。如果晶片处理不完整，那么就再次测量用于识别电弧的参数(S1208)。返回到步骤S1210，如果确定了被监控的参数不在建立的参数阈值内，那么就调节电弧隔离装置1108(S12U)。例如，如果传感器1118已经感测到漏电流超过了建立的参数阈值，那么FPGA 1116调节偏置源1120以适当地调节电弧隔离装置1108上的电压。然后电弧隔离装置1108排放电流以将漏电流减少到建立的参数阈值内。以这种方式，电弧隔离装置1108被调节以实现下电极1106表面上更均勻的电压分布，这样就可以预防电弧的发生。在范例实施方式中，将电弧隔离装置1108实施为设置在下电极1106上的二极管网络允许带有增加的漏电流的特定二极管的隔离，因此允许找到测得的不均勻的位置。在调节隔离装置之后，再次测量被监控的参数(S1208)。序发事件(sequence)不断重复直到在步骤S1214中确定了过程结束且因此进行到步骤S1216该过程终结。参照图5、6以及8-11上面讨论的实施方式使用了二极管作为电流吸收器408。请注意其他实施方式可以使用其他无源或有源的电流吸收装置作为电流吸收器408，其非限制性的范例包括三极管、变容二极管(varactors)与电位计(potentiometers)。更进一步地，其他实施方式可以使用作为电流吸收器408的无源或有源的电流吸收装置的非限制性范例组中的至少两个的组合。上面参照图4-6和8-11讨论的实施方式使用电流吸收器从ESC或ESC基板吸收电流。请注意其他实施方式可以使用电流吸收器408从其他的电极吸收电流。更进一步地， 其他实施方式可以使用电流吸收器408从系统内的其他元件吸收电流，其非限制性范例包括热边环(hot edge ring)、室壁气体输入口和紧固装置。此外，其他实施方式可以使用多个电流吸收器分别从系统内的多个元件吸收电流，其非限制性的范例包括ESC、ESC基板、 热边环、室壁气体输入口和紧固装置。前面的描述已经呈现了本发明的各种优选实施方式，其目的是说明和描述。其并不意图将本发明穷尽或限制到所公开的精确形式，显然根据上述教导做出许多修改和变化是可能的。选择如上面讨论的范例实施方式是为了最佳地解释本发明的原理和其实际应用，因而能使本领域的其他技术人员最佳地利用本发明的各种实施方式和各种修改以适合于预期的特定用途。本发明的范围意图由此处所附的权利要求来确定。
权利要求
1.一种与RF产生源、第一电极、第二电极和元件联用的装置，所述RF产生源可操作地用于提供RF信号到所述第一电极并因此在所述第一电极与所述第二电极之间生成电势， 所述装置包括连接部分，其可操作地用于电连接于所述第一电极、所述第二电极与所述元件中的一个；及电流吸收器，其与所述连接部分和接地的路径电连接，其中所述电流吸收器包括电压阈值，以及其中当所述第一电极、所述第二电极和所述元件中的被电连接的所述一个上的电压大于所述电压阈值时，所述电流吸收器可操作地用于将电流从所述连接部分导通到地。
2.根据权利要求1所述装置，其中所述电流吸收器包括二极管。
3.根据权利要求2所述的装置，进一步包括电压源，其可操作地用于将偏置电压提供到所述二极管，其中所述二极管基于由所述电压源提供的所述偏置电压可操作地用于改变所述电压阈值。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流吸收器包括多个二极管。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述多个二极管被并联设置。
6.根据权利要求5所述的装置，进一步包括电压源，其可操作地用于将偏置电压提供于所述多个二极管中的至少一个，其中所述多个二极管中的所述至少一个基于由所述电压源提供的所述偏置电压可操作用于地改变所述电压阈值。
7.根据权利要求6所述的装置，进一步包括多个电压源，其每个都可操作地用于将偏置电压提供于所述多个二极管中相应的一个，其中所述多个二极管基于由所述多个电压源提供的所述偏置电压可操作地用于改变所述电压阈值。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流吸收器包括变容二极管。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流吸收器包括电位计。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流吸收器包括三极管。
11.一种与RF产生源、第一电极、第二电极和元件联用的系统，所述RF产生源可操作地用于提供RF信号到所述第一电极并因此在所述第一电极与所述第二电极之间生成电势， 所述系统包括第一装置，其具有第一连接部分与第一电流吸收器；及第二装置，其具有第二连接部分与第二电流吸收器，其中所述第一连接部分可操作地用于电连接于所述第一电极、所述第二电极与所述元件中的一个的第一部分，其中所述第二连接部分可操作地用于电连接于所述第一电极与所述第二电极中的一个的第二部分，其中所述第一电流吸收器与所述第一连接部分和第一接地的路径电连接，其中所述第二电流吸收器与所述第二连接部分和第二接地路径电连接，其中所述第一电流吸收器包括第一电压阈值，其中所述第二电流吸收器包括第二电压阈值，其中当所述第一电极、所述第二电极和所述元件中的所述一个的被电连接的所述第一部分上的第一电压大于所述第一电压阈值时，所述第一电流吸收器可操作地用于将电流从所述第一连接部分导通到接地的所述第一路径，及其中当所述第一电极、所述第二电极和所述元件中的所述一个的被电连接的所述第二部分上的第二电压大于所述第二电压阈值时，所述第二电流吸收器可操作地用于将电流从所述第二连接部分导通到接地的所述第二路径。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一连接部分与所述第二连接部分被连接于所述第一电极、所述第二电极和所述元件中的相同的一个。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一电压阈值等于所述第二电压阈值。
14.根据权利要求11所述的系统，进一步包括电压源，其可操作地用于将偏置电压提供于所述第一电流吸收器，其中所述第一电流吸收器基于由所述电压源提供的所述偏置电压可操作地用于改变所述第一电压阈值。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述电压源进一步可操作地用于将第二偏置电压提供于所述第二电流吸收器，及其中所述第二电流吸收器基于由所述电压源提供的所述第二偏置电压可操作地用于改变所述第二电压阈值。
16.一种运行RF产生源、第一电极、第二电极和元件的方法，所述方法包括在电流吸收器中建立电压阈值；经由所述RF产生源提供RF信号到所述第一电极，从而在所述第一电极与所述第二电极之间生成电势；及当所述第一电极、所述第二电极和所述元件中的一个上的电压大于在所述电流吸收器中所建立的所述电压阈值时，经由所述电流吸收器从所述第一电极、所述第二电极和所述元件中的所述一个将电流吸收到地。
全文摘要
一种与RF产生源、第一电极、第二电极和元件联用的装置。所述RF产生源可操作地用于将RF信号提供于所述第一电极并因此在所述第一电极和所述第二电极之间生成了电势。所述装置包括连接部分和电流吸收器。所述连接部分可操作地用于电连接于所述第一电极、所述第二电极与元件中的一个。所述电流吸收器与所述连接部分和接地路径电连接。所述电流吸收器包括电压阈值。当所述第一电极、所述第二电极和所述元件中的被电连接的所述一个的电压大于所述电压阈值时，所述电流吸收器可操作地用于将电流从所述连接部分导通到地。
文档编号H01L21/3065GK102474972SQ201080032265
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月16日 优先权日2009年7月20日
发明者小约翰·C·瓦尔库, 艾德·桑托斯 申请人:朗姆研究公司