等离子体室中温度的实时控制的制作方法

1.本公开内容涉及等离子体室中温度的实时控制的系统和方法。


背景技术：

2.这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
3.等离子体工具包含射频(rf)产生器和等离子体室。rf产生器耦合至等离子体室。rf产生器产生rf信号并将rf信号供给至等离子体室。
4.衬底是在等离子体室内利用等离子体进行处理，该等离子体是在除了一或更多种气体被供给至等离子体室之外，rf信号也被供给至等离子体室时产生的。为了实现在处理衬底过程中的均匀性，等离子体室内的温度基本上均匀是重要的。
5.就是在该背景下，产生了本公开内容中所述的实施方案。


技术实现要素：

6.本公开内容的实施方案提供了用于等离子体室中温度的实时控制的系统、设备、方法和计算机程序。应理解，现有的实施方案可以诸多方式实施，例如以工艺、设备、系统、装置、或计算机可读介质上的方法实施。若干实施方案在下文描述。
7.导体或电介质蚀刻工具包含例如加热器元件之类的加热器的矩阵，其被调整以在不同工作周期下操作，以在处理等离子体室中的晶片期间实现所需的温度均匀性、或实现包含一系列温度值的特殊温度模式。当由电源供给至加热器的电压量基本上恒定时，输送至加热器上的能量总量在工作周期的开启时间下是线性的。工作周期为加热器受供给电压量的时钟周期的一部分。因此，加热器的温度与加热器操作所处的工作周期具有已知的关系。
8.有时，利用开回路控制来控制加热器的矩阵。在开回路控制中，在假设由电源产生且经由电源轨供给的电压恒定(例如在标称值)的情况下，加热器的矩阵的设置点(例如工作周期)被校准而处于多条曲线处。为了实现该假设，应严格遵循电源向加热器矩阵供给电压所使用的紧缩规格，例如将待由电源供给的电压限制在指定电平而几乎无变异或偏差。
9.然而，由电源使用开回路控制所供给的电压具有不准确性或浮动，且因此，所供给的电压可能不同于或偏离电压的预期标称值。此外，由电源供给的电压可能因电源周围的温度的变化而从标称值偏移。并且，由电源供给的电压可能因动态负载调节而波动。在动态负载调节中，加热器矩阵中的不同的加热器消耗来自电源的不同的功率量，且因此，由电源所供给的电压相对于标称值波动(例如偏移)。所以，开回路控制受到损害，且在均匀加热例如静电卡盘(esc)之类的卡盘方面有负面影响。并且，室与室之间以及室内存在温度上的变化。室与室之间以及室内的变化导致在处理一或更多个衬底中的不均匀性。
10.为了在供给电压至各种加热器中实现均匀性，电源通过调节器进行调节。举例而
言，电源包含调节器或耦合至调节器，以调节由电源供给的电压量。用于调节由电源供给的电压的调节器是昂贵的。此外，在具有调节器的情况下，难以保证电源将在紧缩的准确性规格内供给电压至矩阵的加热器。因此，并非总是供给标称值。此外，电压在矩阵的加热器消耗来自电源的不同功率量时波动。甚至在使用调节器时，电源的波动或偏移反映于将在等离子体室内达到的温度量，因为对于电源的不准确性或波动或偏移没有或几乎没有补偿量。
11.在一些实施方案中，描述用于去除电源不准确性或浮动的多种效应的实时自动补偿方法。与实时自动补偿方法一起使用的电源可具有宽松规格且对于制造而言是具有成本效益的。在实时自动补偿方法中，采用电压传感器来实时监测电源轨处的电压。并且，印刷电路板组件的数字信号处理器(dsp)实时轮询电压传感器。dsp可经由通信介质从例如用户接口系统(uis)之类的另一装置接收设定点。在假设电源具有恒定值(例如标称值)的情况下，设定点在制造卡盘的工厂预先校准。dsp依据以下函数基于多个电压读数实时调整工作周期，这些电压读数由电压传感器实时测量：经调整工作周期＝(v-标称/v-感测)2*原始工作周期，其中v-标称为标称值，v-感测为电压传感器在电源轨处感测的电压值，且原始工作周期为矩阵的加热器在电压处于标称值时的工作周期。dsp控制多个加热器切换装置，以切换而在经调整的工作周期下操作加热器。
12.在一些实施方案中，描述了实现晶片处理系统的等离子体室内的目标温度的方法。晶片处理系统包括设置在等离子体室内的多个加热器元件、以及经由轨供给电压至多个加热器元件的电压源。该方法包括保持目标温度与多个工作周期之间的映射信息，该多个工作周期对应于该多个加热器元件。映射信息包含关联于电压源的标称电压。该方法还包含测量该轨处的参数值，并基于多个工作周期、标称电压以及所测量的参数值中的至少一者，针对多个加热器元件中的对应的加热器元件产生一或更多个经调整工作周期。
13.在多种实施方案中，描述了实现晶片处理系统的等离子体室内的目标温度的系统。该系统包含存储器装置，其配置成保持目标温度与多个工作周期之间的映射信息，该多个工作周期对应于多个加热器元件。映射信息包含关联于电压源的标称电压。该系统还包含传感器，其被配置成测量该轨处的参数值。该系统还包含处理器。该处理器配置成基于多个工作周期、标称电压以及所测量的参数值中的至少一者，针对多个加热器元件中的对应的加热器元件产生一或更多个经调整工作周期。
14.此处所述用于在等离子体室中实时控制温度的系统和方法的一些优点包括使用不昂贵的电源来控制矩阵的加热器，该电源未经调节、或以宽松调节规格进行调节。另外，通过应用经调整的工作周期，等离子体室内的温度受电源的波动和偏移的影响最小。在一些实施方案中，当应用经调整的工作周期时，等离子体室内的温度上并无波动和偏移导致的效应。此外，等离子体室内的温度被控制成随时间的推移而保持一致，以实现处理(例如蚀刻)等离子体室内的晶片中的蚀刻均匀性。另外，由于在电源供给的电压量方面的变化的实时补偿，而有更好的室与室之间和室内的处理衬底的可重复性。
15.其他方面将由以下详细描述并结合附图而变得显而易见。
附图说明
16.实施方案可参照以下说明并结合附图而最好地理解。
17.图1a是系统的实施方案的图形，其用于说明通过实时控制多个加热器元件而实时控制温度。
18.图1b是系统的实施方案，其用于说明通过实时控制加热器元件而实时控制温度。
19.图2是电压传感器的实施方案的图形。
20.图3显示了多个表格的实施方案，其用于说明等离子体室内的温度、电压源产生的标称电压、加热器元件的工作周期与加热器元件的经调整的工作周期之间的对应关系。
21.图4a是用于说明工作周期或经调整的工作周期被实时调整的图表的实施方案。
22.图4b是用于说明工作周期或经调整的工作周期被实时调整的图表的实施方案。
23.图5是等离子体系统的实施方案的图形，其用于说明等离子体系统内的加热器元件的使用。
24.图6是系统的实施方案的图形，其用于说明等离子体室的喷头内的加热器元件的使用。
25.图7是系统的实施方案的图形，其用于说明感应耦合等离子体(icp)腔室内的加热器元件的使用。
26.图8是系统的实施方案的图形，其用于说明室与室之间的匹配，其中在等离子体室内达到与图5的等离子体室内达到的温度值相同的温度值。
具体实施方式
27.以下实施方案描述了等离子体室中温度的实时控制的系统和方法。显而易见，所呈现的实施方案可在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情形中，已不详细描述公知的工艺操作，以免不必要地使现有实施方案不清楚。
28.图1a是系统100的实施方案的图形，其用于说明通过实时控制多个加热器元件he1、he2、he3和he4而实时控制温度。系统100为晶片处理系统的示例。系统100包含电压源vs、电极组件101、多路复用器103、非易失性存储器116以及用户接口系统(uis)112。如本文使用的，多路复用器被制作为印刷电路板组件(pcba)。例如，术语“多路复用器”和“pcba”在本文可互换地使用。如本文使用的，非易失性存储器的示例包含闪存和铁电随机存取存储器(ram)。电压源vs的示例包含电源。为了说明，电压源vs供给电压量。电极组件101的示例包含衬底支撑件、卡盘、喷头以及上电极组件。上电极组件包含上电极和其他部件，例如围绕上电极的电介质以及围绕电介质的上电极延伸部。用户接口系统112的示例包含主计算机、桌面计算机、膝上型计算机、智能型手机以及服务器。
29.电极组件101包含多个开关sx1、sx2、sy1和sy2。此外，电极组件101包含多个总线x1、x2、y1和y2，且包含加热器元件he1至he4。如本文使用的，加热器元件的示例为电阻器。如本文使用的，总线的示例为导体，例如电线。如本文使用的，开关的示例为继电器。举另一示例而言，如本文使用的，开关包含彼此耦合的一或更多晶体管。
30.电压源vs是以若干方式耦合至接地电位。电压源vs经由轨102、总线y1、开关sy1、加热器元件he1、总线x1和开关sx1而耦合至接地电位。另外，电压源vs经由轨102、总线y2、开关sy2、加热器元件he2、总线x1和开关sx1而耦合至接地电位。并且，电压源vs经由轨102、
总线y1、开关sy1、加热器元件he3、总线x2和开关sx2而耦合至接地电位。电压源vs经由轨102、总线y2、开关sy2、加热器元件he4、总线x2和开关sx2而耦合至接地电位。
31.在一些实施方案中，电压源vs被宽松地调节。为了说明，电压源vs被设计成产生电压值v
标称1
以供给一定范围的电压量。电压值v
标称1
为映射信息的示例。该电压量的范围可在电压量的指定范围之外。举例而言，该指定范围是依据印制在被严格调节以在指定范围内操作的另一电压源上的规格。
32.在诸多实施方案中，电压源vs未被调节。举例而言，电压源vs内无须包含参数调节器或无须将参数调节器耦合至电压源vs来将由电压源vs供给的电压量调节至处于指定范围内。进一步举例而言，电压源vs排除参数调节器。如果与电压源vs一起使用或在其内使用，参数调节器调节由电压源vs供给的电压量而使其处于指定范围内。
33.多路复用器106包含开关电路108、处理器104和传感器114。处理器104耦合至开关电路108和传感器114。传感器114耦合至轨102上的点，轨102耦合至电压源vs。轨102耦合在总线y1与电压源vs之间，且在总线y2与电压源vs之间。轨102耦合至总线y1和y2。开关电路108经由线路ly1耦合至开关sy1、经由线路ly2耦合至开关sy2、经由线路lx1耦合至开关sx1、且经由线路lx2耦合至开关sx2。如本文使用的，线路的示例为导体，例如电线。
34.如本文使用的，处理器为专用集成电路(asic)、或现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑装置(pld)、或中央处理单元(cpu)、或微处理器、或数字信号处理器、或微控制器。如本文使用的，存储器装置的示例包含随机存取存储器(ram)和只读存储器(rom)。为了说明，存储器装置为闪存、硬盘、或储存装置等。存储器装置是计算机可读介质的示例。开关电路108的示例包含包括多个开关(未显示)的电路，例如三态缓冲器或晶体管。传感器114的示例包含电压传感器，其感测轨102上的点处由电压源vs供给的电压。这样，受感测的电压关联于由电压源vs供给的电压。传感器114的另一示例包含电流传感器和耦合至该电流传感器的电阻器的组合。电流传感器感测从由电压源vs供给至轨102的电压产生的电流。耦合至电流传感器的电阻器测量横跨电阻器且从电流产生的电压，以感测轨102上的该点处的电压。电压为参数的一示例。
35.用户接口系统112包含处理器110、存储器装置118和显示装置120。显示装置120的示例包含液晶显示设备、发光二极管显示设备和等离子体显示设备。非易失性存储器116经由传输线耦合至处理器110。处理器110经由一或更多总线耦合至存储器装置118和显示装置120。此外，处理器110经由传输线122耦合至多路复用器106的处理器104。如本文使用的，传输线的示例包含促进数据在处理器104与110之间的并行传输的并行传输线、促进数据的串行传输的串行传输线和通用串行总线(usb)线。
36.非易失性存储器116包含一或更多个映射表，例如待在等离子体室内实现的温度值、加热器元件he1至he4的操作的工作周期、与将由电压源vs产生的电压的标称值之间的一对一关系、或对应关系、或链接、或独特关系等等。映射表的图例在图3中提供。如本文使用的，有时在此将映射表称为映射信息。如映射表306中所示，为了在包含加热器元件he1至he4的等离子体室内实现温度值temp1，将操作电压源vs以产生标称电压量v
标称1
，将以工作周期dc1操作加热器元件he1，将以工作周期dc2操作加热器元件he2，将以工作周期dc3操作加热器元件he3，且将以工作周期dc4操作加热器元件he4。举另一示例而言，如映射表308中所示，为了在包含加热器元件he1至he4的等离子体室内实现温度值temp2，将操作电压源vs
以产生标称电压量v
标称1
，将以工作周期dc11操作加热器元件he1，将以工作周期dc21操作加热器元件he2，将以工作周期dc31操作加热器元件he3，且将以工作周期dc41操作加热器元件he4。在多种实施方案中，术语“映射”(map)和“映射表”(mapping)互换地使用。每一温度temp1和temp2为目标温度的示例。
37.应注意在一些实施方案中，在以上先前的两示例中，工作周期dc11至dc41(加热器元件he1至he4将以其操作以实现温度temp2)中的一或更多者被改变成工作周期dc1至dc4(加热器元件he1至he4将以其操作以实现温度temp1)中的对应的一或更多者。例如，加热器元件he1以工作周期dc1取代工作周期dc11而操作，且加热器元件he2以工作周期dc2取代工作周期dc21而操作，以达成温度temp2。
38.应进一步注意，在将电极组件101运送至用户时，非易失性存储器116预载有专用于对应的电极组件101的映射表。举例而言，储存于非易失性存储器116中的映射表针对具有加热器元件he1至he4的电极组件101，且该电极组件101可不同于具有另一组加热器元件的另一电极组件。举另一示例而言，工作周期dc1至dc4是在假设电压源vs将产生并供给恒定值(例如标称值v
标称1
)的电压的情况下在制造电极组件101的工厂预先校准的。关于工作周期dc1至dc4的关闭和开启时间段的信息是在运送至用户之前在工厂计算并且储存在非易失性存储器116中。
39.应注意在一些实施方案中，术语“储存”和“保持”在此互换地使用。举例而言，映射信息是通过储存在存储器装置中而保持在存储器装置内。
40.处理器110从非易失性存储器116接收(例如访问)例如映射表306和308之类的一或更多个映射表，并从该一或更多个映射表识别操作加热器元件he1至he4以实现温度值temp1所使用的工作周期dc1至dc4。电压源vs能产生标称电压值v
标称1
以实现温度值temp1。温度值temp1将实现而作为用于处理等离子体室内的衬底的配方的一部分。如本文使用的，衬底的示例包含半导体晶片，其可以是测试晶片或待处理晶片。举例而言，衬底包含覆盖于衬底层(例如硅)上的多个堆叠层。配方包含其他值，例如射频(rf)产生器的操作频率、rf产生器的操作功率电平、等离子体室内的上电极与下电极之间的间隙、等离子体室内的压强量和将供给至等离子体室内的工艺气体的化学组成。处理器110存取储存在存储器装置118中的配方，并且因此控制rf产生器和等离子体室以执行该配方。
41.在等离子体室内的衬底的处理期间，电压源vs产生标称电压值v
标称1
以经由轨102供给至加热器元件he1至he4中的一或更多者。另外，在衬底的处理期间，处理器110从配方识别出温度值temp1将在等离子体室内实现。当正在处理衬底时，处理器110送出工作周期控制信号至处理器104，以控制加热器元件he1-he4，从而实现其各自的工作周期dc1-dc4。工作周期控制信号包含断开和闭合开关sx1、sx2、sy1和sy2以实现工作周期dc1至dc4的频率。当接收到工作周期控制信号时，处理器104产生并送出多个工作周期选择信号，并将工作周期选择信号发送至开关电路108，以引导或控制开关电路108。
42.响应于接收到工作周期选择信号，开关电路108因此管理开关sy1、sy2、sx1和sx2的闭合与断开，以实现所需的工作周期dc1至dc4。举例而言，当开关电路108的开关中的第一者为闭合、且开关电路108的其他三开关为断开时，工作周期选择信号中的第一者经由开关电路108的第一开关和线路ly1传输至开关sy1以闭合开关sy1。并且，当开关电路108的开关中的第二者为闭合、且开关电路108的其他三开关为断开时，工作周期选择信号中的第二
者经由开关电路108的第二开关和线路ly2传输至开关sy2以闭合开关sy2。另外，当开关电路108的开关中的第三者为闭合、且开关电路108的其他三开关为断开时，工作周期选择信号中的第三者经由开关电路108的第三开关和线路lx1传输至开关sx1以闭合开关sx1。当开关电路108的开关中的第四者为闭合、且开关电路108的其他三开关为断开时，工作周期选择信号中的第四者经由开关电路108的第四开关和线路lx2传输至开关sx2以闭合开关sx2。
43.开关电路108的所有开关维持断开直到其接收工作周期选择信号。举例而言，在未从处理器104接收到第一工作周期选择信号的时间段期间，开关电路108的第一开关维持断开。在开关电路108的第一开关维持断开的时间段期间，开关sy1也维持断开。举另一示例而言，在未从处理器104接收第二工作周期选择信号的时间段期间，开关电路108的第二开关维持断开。在开关电路108的第二开关维持断开的时间段期间，开关sy2也维持断开。举又一示例而言，在未从处理器104接收第三工作周期选择信号的时间段期间，开关电路108的第三开关维持断开。在开关电路108的第三开关维持断开的时间段期间，开关sx1也维持断开。举又一示例而言，在未从处理器104接收第四工作周期选择信号的时间段期间，开关电路108的第四开关维持断开。在开关电路108的第四开关维持断开的时间段期间，开关sx2维持断开。
44.在开关sy1和sx1于接收第一和第三工作周期选择信号时闭合的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压经由轨102、总线y1、开关sy1、加热器元件he1、总线x1和开关sx1传输至接地电位，以实现工作周期dc1的开启时间段。举例而言，工作周期的开启时间段是时钟周期中的该开启时间段发生所针对的且占该时钟周期的一定百分比的时间段。在该示例中，工作周期的开启时间段将该工作周期定义为占时钟周期的百分比。
45.类似地，在开关sy1或sx1为断开的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压不经由轨102、总线y1、开关sy1、加热器元件he1、总线x1和开关sx1传输至接地电位，以实现关联于工作周期dc1的关闭时间段。举例而言，关联于工作周期的关闭时间段为关闭时间段发生、且占有时钟周期的百分比的该时钟周期的时间段。继续该示例，时钟周期的工作周期的关闭时间段依序跟随时钟周期的工作周期。在该示例中，时钟周期的工作周期先于时钟周期的关闭时间段，且工作周期为时钟周期的开启时间段。为了说明，工作周期的关闭时间段定义时钟周期的其余部分，开启时间段不发生在该其余部分期间。在一些实施方案中，本文所用的术语“关联于工作周期的关闭时间段”和“工作周期的关闭时间段”在此互换地使用。
46.此外，在开关sy2及sx1于接收第二和第三工作周期选择信号时闭合的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压经由轨102、总线y2、开关sy2、加热器元件he2、总线x1和开关sx1传输至接地电位，以实现工作周期dc2的开启时间段。类似地，在开关sy2或sx1为断开的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压不经由轨102、总线y2、开关sy2、加热器元件he2、总线x1和开关sx1传输至接地电位，以实现工作周期dc2的关闭时间段。
47.并且，在开关sy1及sx2于接收第一和第四工作周期选择信号时闭合的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压经由轨102、总线y1、开关sy1、加热器元件he3、总线x2和开关sx2传输至接地电位，以实现工作周期dc3的开启时间段。类似地，在开关sy1或sx2为断开的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压不经由轨102、总线y1、开关sy1、加热器元件he3、总线x2和开关sx2传输至接地电位，以实现工作周期dc3的关闭时间段。
48.另外，在开关sy2和sx2于接收第二及第四工作周期选择信号时闭合的时间段，由
电压源vs产生的标称电压经由轨102、总线y2、开关sy2、加热器元件he4、总线x2和开关sx2传输至接地电位，以实现工作周期dc4的开启时间段。类似地，在开关sy2或sx2为断开的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压不经由轨102、总线y2、开关sy2、加热器元件he4、总线x2和开关sx2传输至接地电位，以实现工作周期dc4的关闭时间段。
49.在标称电压量v
标称1
正由电压源vs产生以用于实现温度值temp1、且加热器元件he1至he4在对应的工作周期dc1至dc4下操作的时间段期间，传感器114测量出现在轨102上的电压v
感测1
。然后传感器114提供关于电压v
感测1
的信息至处理器104。举例而言，处理器104轮询传感器114以从传感器114获得关于电压v
感测1
的信息。处理器104周期性地或连续性地实时轮询传感器114，以获得关于多个经测量的电压的信息。为了说明，处理器104每隔几微秒或每隔几毫秒轮询(例如送出轮询信号至)传感器114。应注意一或更多微秒是几微秒的示例，且一或更多毫秒是几毫秒的示例。应注意在一些实施方案中，术语“周期性”和“在周期性基础上”在此可互换地使用。
50.响应于从处理器接收轮询信号，传感器114提供关于电压v
感测1
的信息至处理器104。接着，处理器104送出关于电压v
感测1
的信息至处理器110。
51.在接收到关于电压v
感测1
的信息时，处理器110从工作周期dc1至dc4、电压源vs产生的标称电压值v
标称1
、和电压v
感测1
计算用于加热器元件he1至he4的经调整的工作周期(adc)(如果有的话)。举例而言，处理器110将用于加热器元件he1的经调整的工作周期adc1计算为工作周期dc1和电压值v
标称1
与电压值v
感测1
的比率的平方的乘积。为了说明，经调整的工作周期adc1等于(v
标称1
/v
感测1
)2×
dc1。举又一示例而言，处理器110将用于加热器元件he2的经调整的工作周期adc2计算为工作周期dc2和电压值v
标称1
与电压值v
感测1
的比率的平方的乘积。为了说明，经调整的工作周期adc2等于(v
标称1
/v
感测1
)2×
dc2。举又一示例而言，处理器110将用于加热器元件he3的经调整的工作周期adc3计算为工作周期dc3和电压值v
标称1
与电压值v
感测1
的比率的平方的乘积。为了说明，经调整的工作周期adc3等于(v
标称1
/v
感测1
)2×
dc3。举又一示例而言，处理器110将用于加热器元件he4的经调整的工作周期adc4计算为工作周期dc4和电压值v
标称1
与电压值v
感测1
的比率的平方的乘积。为了说明，经调整的工作周期adc4等于(v
标称1
/v
感测1
)2×
dc4。
52.在已计算出经调整的工作周期adc1至adc4之后，处理器110发送经调整的工作周期控制信号至处理器104，以控制加热器元件he1来实现经调整的工作周期adc1、控制加热器元件he2来实现经调整的工作周期adc2、控制加热器元件he3来实现经调整的工作周期adc3和控制加热器元件he4来实现经调整的工作周期adc4。举例而言，在发送工作周期控制信号之后，处理器110几微秒(例如一或更多微秒)内产生并发送经调整的工作周期控制信号至处理器104。举另一示例而言，在发送工作周期控制信号之后，处理器110在几毫秒(例如一或更多毫秒)内产生并发送经调整的工作周期控制信号至处理器104。通过每隔几毫秒或微秒调整工作周期dc1至dc4中的一或更多者，工作周期dc1至dc4被实时调整。另外，当在等离子体室内处理衬底时通过调整工作周期dc1至dc4中的一或更多者，工作周期dc1至dc4被实时调整。在从处理器110接收到经调整的工作周期控制信号时，处理器104产生并发送多个经调整的工作周期选择信号，并将经调整的工作周期选择信号发送至开关电路108，以引导开关电路108。经调整的工作周期控制信号包含断开和闭合开关sx1、sx2、sy1、sy2的频率，以实现工作周期adc1至adc4。
53.响应于接收到经调整的工作周期选择信号，开关电路108使其一些开关闭合并将其余开关维持为断开，以实现经调整的工作周期adc1至adc4。举例而言，当使开关电路108的第一开关闭合时，经调整的工作周期选择信号中的第一者经由开关电路108的第一开关和线路ly1传输至开关sy1以将开关sy1闭合。并且，当使开关电路108的第二开关闭合时，经调整的工作周期选择信号中的第二者经由开关电路108的第二开关和线路ly2传输至开关sy2以将开关sy2闭合。另外，当使开关电路108的第三开关闭合时，经调整的工作周期选择信号中的第三者经由开关电路108的第三开关和线路lx1传输至开关sx1以将开关sx1闭合。当使开关电路108的第四开关闭合时，经调整的工作周期选择信号中的第四者经由开关电路108的第四开关和线路lx2传输至开关sx2以将开关sx2闭合。
54.开关电路108的开关维持为断开，直到其接收到经调整的工作周期选择信号。举例而言，在未从处理器104接收第一经调整的工作周期选择信号的时间段期间，开关电路108的第一开关维持断开。在开关电路108的第一开关维持断开的时间段期间，开关sy1也维持断开。举另一示例而言，在未从处理器104接收第二经调整的工作周期选择信号的时间段期间，开关电路108的第二开关维持断开。在开关电路108的第二开关维持断开的时间段期间，开关sy2也维持断开。再举另一示例而言，在未从处理器104接收第三经调整的工作周期选择信号的时间段期间，开关电路108的第三开关维持断开。在开关电路108的第三开关维持断开的时间段期间，开关sx1也维持断开。举又一示例而言，在未从处理器104接收第四经调整的工作周期选择信号的时间段期间，开关电路108的第四开关维持断开。在开关电路108的第四开关维持断开的时间段期间，开关sx2也维持断开。
55.在开关sy1和sx1于接收到第一和第三经调整的工作周期选择信号时闭合的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压经由轨102、总线y1、开关sy1、加热器元件he1、总线x1和开关sx1传输至接地电位，以实现经调整工作周期adc1的开启时间段。举例而言，经调整工作周期的开启时间段是时钟周期中的该开启时间段发生所针对的且占该时钟周期的一定百分比的时间段。为了说明，经调整工作周期的开启时间段将经调整工作周期定义为占有时钟周期的一定百分比。
56.类似地，在开关sy1或sx1断开的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压不经由轨102、总线y1、开关sy1、加热器元件he1、总线x1和开关sx1传输至接地电位，以实现关联于经调整工作周期adc1的关闭时间段。举例而言，关联于经调整的工作周期的关闭时间段为时钟周期中的该关闭时间段发生所针对的且占该时钟周期的一定百分比的时间段。继续该示例，时钟周期的经调整工作周期的关闭时间段依序跟随时钟周期的经调整的工作周期。在示例中，时钟周期的经调整的工作周期先于时钟周期的关闭时间段，且经调整的工作周期为时钟周期的开启时间段。为了说明，经调整的工作周期的关闭时间段定义时钟周期的其余部分，经调整的工作周期的开启时间段不发生在该其余部分期间。在一些实施方案中，此处所用的用语“关联于经调整的工作周期的关闭时间段”和“经调整的工作周期的关闭时间段”在此可互换地使用。
57.此外，在开关sy2和sx1于接收第二和第三经调整的工作周期选择信号时闭合的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压经由轨102、总线y2、开关sy2、加热器元件he2、总线x1和开关sx1传输至接地电位，以实现经调整的工作周期adc2的开启时间段。类似地，在开关sy2或sx1为断开的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压不经由轨102、总线y2、开关
sy2、加热器元件he2、总线x1和开关sx1传输至接地电位，以实现经调整的工作周期adc2的关闭时间段。
58.并且，在开关sy1和sx2于接收第一和第四经调整的工作周期选择信号时闭合的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压经由轨102、总线y1、开关sy1、加热器元件he3、总线x2和开关sx2传输至接地电位，以实现经调整的工作周期adc3的开启时间段。类似地，在开关sy1或sx2为断开的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压不经由轨102、总线y1、开关sy1、加热器元件he3、总线x2和开关sx2传输至接地电位，以实现经调整的工作周期adc3的关闭时间段。
59.另外，在开关sy2和sx2于接收第二及第四经调整的工作周期选择信号时闭合的时间段，由电压源vs产生的标称电压经由轨102、总线y2、开关sy2、加热器元件he4、总线x2和开关sx2传输至接地电位，以实现经调整的工作周期adc4的开启时间段。类似地，在开关sy2或sx2为断开的时间段期间，由电压源vs产生的标称电压不经由轨102、总线y2、开关sy2、加热器元件he4、总线x2和开关sx2传输至接地电位，以实现经调整的工作周期adc4的关闭时间段。工作周期dc1至dc4被变更(例如增加或减少)至对应的经调整的工作周期adc1至adc4，以实现用于处理衬底的配方的温度值temp1。温度值temp1利用经调整的工作周期adc1至adc4中的一或更多者实现的机会显著大于温度值temp1利用工作周期dc1至dc4实现的机会。
60.依此方式，处理器110在接收初始电压值v
感测1
之后持续接收由感测器114在轨102处测量的额外测量值(例如v
感测
)，并应用这些额外测量值来修改(例如增加或减少)对应加热器元件he1至he4的经调整的工作周期adc1至adc4，以实现用于处理衬底的等离子体室内的温度temp1。通过每隔几毫秒或几微秒调整经调整的工作周期adc1至adc4中的一或更多者，工作周期adc1至adc4被实时调整。此外，当正在等离子体室内处理衬底时，通过调整工作周期adc1至adc4中的一或更多者，工作周期adc1至adc4被实时调整。
61.在一些实施方案中，对于工作周期dc1至dc4中的一或更多者的实时调整或对于经调整的工作周期adc1至adc4中的一或更多者的实时调整可在没有任何衬底被处理的情况下执行。可执行这样的调整以重新修整或重新校准等离子体室。举例而言，等离子体室可通过实时调整工作周期dc1至dc4中的一或更多者以施加经调整的工作周期adc1至adc4中的对应一或更多者、或通过实时调整经调整的工作周期adc1至adc4中的一或更多者而进行清洁。在此示例中，等离子体室不包含衬底。
62.在一些实施方案中，电极组件101包含任何数目的加热器元件、任何数目的开关和任何数目的总线。举例而言，电极组件101包含144个加热器元件。举另一示例而言，电极组件101包含100个加热器元件。
63.在多种实施方案中，使用例如正电位量或负电位量之类的参考电位来取代接地电位。正电位量和负电位量小于电压源vs的电位。
64.在一些实施方案中，电压源vs包含参数调节器。
65.在若干实施方案中，与开关电路108的开关在从处理器104接收工作周期选择信号或经调整的工作周期选择信号时闭合相反，开关电路108的开关在从处理器104接收多个工作周期取消选择信号或经调整的工作周期取消选择信号时断开。开关电路108的开关在开关电路108的开关不从处理器104接收工作周期取消选择信号的时间段期间维持闭合。类似
地，开关电路108的开关在开关电路108的开关不从处理器104接收经调整的工作周期取消选择信号的时间段期间维持闭合。
66.此外，在一些实施方案中，如本文所述的由处理器110执行的用于计算经调整的工作周期adc1至adc4以及控制或引导开关电路108实施经调整的工作周期adc1至adc4的操作中的一或更多者由处理器104执行。举例而言，取代处理器110从对应的工作周期dc1至dc4运算经调整的工作周期adc1至adc4，多路复用器106的处理器104以与处理器110运算经调整的工作周期adc1至adc4相同的方式运算经调整的工作周期adc1至adc4。并无工作周期控制信号或经调整的工作周期控制信号产生。而是，处理器104产生工作周期选择信号或经调整的工作周期选择信号，来控制或引导开关电路108改变工作周期dc1至dc4、或改变经调整的工作周期adc1至adc4。而且，在这些实施方案中，处理器104从处理器110接收映射表306和/或映射表308之类的映射表，以供储存在耦合至处理器104的存储器装置中和供从存储器装置访问该映射表。
67.在一些实施方案中，取代一个传感器114，使用多个传感器(例如感测器114)来实时感测轨102处的电压。由多个传感器感测的电压量被提供至例如处理器104或110之类的处理器，以基于轨102处的多个电压测量值从加热器元件he1至he4中的一者的工作周期计算多个经调整的工作周期。处理器104或110从所计算的多个经调整的工作周期产生经统计性调整的工作周期(例如平均值或中位数)，并对加热器元件he1至he4中的一者实施该经统计性调整的工作周期。举例而言，经统计性调整的工作周期被施加至加热器元件he1至he4中的一者。类似地，产生或计算用于加热器元件he1至he4中的其余加热器元件的额外的经统计性调整的工作周期，并将其施加至其余加热器元件。
68.在多种实施方案中，传感器114位于多路复用器106之外，且位于多路复用器106与轨102之间。传感器114是在传感器114的一端耦合至处理器104，且在传感器114的另一端耦合至轨102上的点。
69.图1b是系统150的实施方案，其用于说明通过实时控制多个加热器元件he1、he2、he3和he4进行的实时温度控制。系统150为晶片处理系统的另一示例。系统150在结构上与图1a的系统100相同，除了在系统150中，传感器114位于用户接口系统112内而非位于多路复用器106内。此外，在系统150中，处理器110耦合至传感器114以从传感器114接收电压值v
感测1
。
70.传感器114将电压值v
感测1
提供至处理器110而非处理器104。举例而言，处理器110轮询传感器114以获得电压量v
感测1
。处理器110周期性地或持续性地实时轮询传感器114以获得多个电压量测量值，例如v
感测
。为了说明，处理器110每隔几微秒或每隔几毫秒轮询(例如发送轮询信号至)传感器114。响应于从处理器110接收到轮询信号，传感器114将电压量v
感测1
提供至处理器110。当从传感器114接收到电压值v
感测1
时，处理器110计算经调整的工作周期adc1至adc4，以实现等离子体室内的温度值temp1。系统150的其余操作与图1a的系统100的操作相同，以实现等离子体室内的温度temp1。
71.在一些实施方案中，不需通过处理器104或处理器110对传感器114轮询。举例而言，在不由处理器104或处理器110请求的情况下，传感器114周期性地或持续性地实时测量电压量，并将在轨102上的点处感测的电压量发送至处理器110或处理器104。为了说明，传感器114每隔几微秒或每隔几毫秒将在轨102处感测的电压量发送至处理器104或处理器
110。
72.在若干实施方案中，非易失性存储器116耦合至处理器104而非耦合至处理器110。映射表从非易失性存储器116提供至处理器104，以用于计算经调整的工作周期adc1至adc4中的一或更多者。
73.在多种实施方案中，传感器114位于用户接口系统112之外，且位于用户接口系统112与轨102之间。传感器114是在传感器114的一端耦合至处理器110，且在传感器114的另一端耦合至轨102上的点。
74.图2是电压传感器204的实施方案的图形，电压传感器204是图1a和1b的传感器114的示例。电压传感器204整合在集成电路芯片202内。电压感测器204经由轨102耦合至电压源vs，以感测轨102上的点处由电压源vs供给的电压。电压传感器204包含电阻器rx、另一电阻器ry和模-数转换器(adc)。电阻器ry耦合至接地电位。模-数转换器adc耦合至电阻器rx与ry之间的点206以提供电阻分压器。电阻器rx将由电压源vs供给的电压降低至可被测量的量。模-数转换器adc将点206处的电压量从模拟格式转换成数字格式，并将数字格式的电压量发送至多路复用器106的处理器104或发送至用户接口系统112的处理器110。点206处的电压量是由传感器114感测的电压量(例如v
感测
或v
感测1
或v
感测2
(图3))的示例。
75.图3显示了多个表302和304的实施方案，其用于说明等离子体室内的温度、电压源vs产生的标称电压、对应的加热器元件he1至he4的工作周期、与对应的加热器元件he1至he4的经调整的工作周期之间的对应关系。表302被储存在用户接口系统112的存储器装置118内。类似地，表304被储存于存储器装置118内。
76.表302包含映射表306。此处所述处理器(例如处理器110或处理器104)从映射表306及由电压源vs供给且由传感器114测量的电压的量v
感测1
计算经调整的工作周期adc1至adc4。此外，经调整的工作周期adc1至adc4由此处所述处理器储存于表302中。
77.类似地，表304包含映射表308以用于实现温度值temp2。图1a或1b的传感器114在加热器元件he1至he4于对应的工作周期dc11至dc41下操作的时间段期间感测电压值v
感测2
。举例而言，当加热器元件he1在工作周期dc11下操作、加热器元件he2在工作周期dc21下操作、加热器元件he3在工作周期dc31下操作、且加热器元件he4在工作周期dc41下操作时，传感器114感测轨102处的电压值v
感测2
。处理器110或104以与其中从对应的工作周期dc1至dc4、电压值v
标称1
和电压测量值v
感测1
计算经调整的工作周期adc1至adc4相同的方式，从电压值v
标称1
、测量值v
感测2
和对应的工作周期dc11至dc41计算多个经调整的工作周期adc11、adc21、adc31和adc41。处理器110将经调整的工作周期adc11至adc41储存于用户接口系统112的图1a的存储器装置118中，或处理器104将经调整的工作周期adc11至adc41储存于耦合至处理器104的存储器装置(未显示)中。处理器110或104控制或引导开关电路108在对应的经调整的工作周期adc11至adc41下操作加热器元件he1至he4，以利用与控制或引导开关电路108以在对应的经调整的工作周期adc1至adc4下操作加热器元件he1至he4来实现温度值temp1相同的方式，实现等离子体室内的温度值temp2。
78.在一些实施方案中，多路复用器106的处理器104耦合至存储器装置(未显示)，且表302和304被储存在该存储器装置(未显示)内。
79.图4a为用于说明工作周期dc1至dc4或经调整的工作周期adc1至adc4被实时调整的图表402的实施方案。图表402描绘了例如加热器元件he1或he2或he3或he4的加热器元件
的工作周期与以毫秒为单位的时间t的关系。图表402包含图404。如图表402所示，加热器元件在60％的工作周期下操作持续从0毫秒的时间至1毫秒的时间的1毫秒时间段。60％的工作周期为工作周期dc1至dc4中的任何一者的示例。然后调整60％的工作周期以实现50％的经调整的工作周期。50％的经调整的工作周期为工作周期adc1至adc4中的任何一者的示例。50％的经调整的工作周期持续1毫秒的时间至2毫秒的时间之间的1毫秒时间段。
80.然后进一步调整50％的经调整的工作周期，以实现70％的另一经调整的工作周期。70％的另一经调整的工作周期持续2毫秒的时间至3毫秒的时间之间的1毫秒时间段。其后，70％的另一经调整的工作周期接着受调整以实现40％的额外经调整的工作周期。40％的额外的经调整的工作周期持续3毫秒的时间至4毫秒的时间之间的1毫秒时间段。这样，加热器元件的工作周期每毫秒调整一次，或经调整的工作周期每毫秒调整一次。
81.应注意在此将毫秒用作示例。在一些实施方案中，加热器元件的工作周期或加热器元件的经调整的工作周期是每隔几毫秒进行调整，例如每隔2毫秒或每隔3毫秒进行调整。
82.在多种实施方案中，工作周期在不同于其中经调整的工作周期被调整的时间段的时间段内被调整成经调整的工作周期。举例而言，工作周期dc1在1毫秒内被调整成经调整的工作周期adc1，且经调整的工作周期adc1在2毫秒内被调整成另一经调整的工作周期。举另一示例而言，经调整的工作周期adc1在1毫秒内被调整成另一经调整的工作周期，且该另一经调整的工作周期在1.5毫秒内被调整成额外经调整的工作周期。
83.通过在一或更多毫秒内调整工作周期或经调整的工作周期，工作周期或经调整的工作周期被实时调整。
84.应注意虽然在图4a显示了工作周期或经调整的工作周期上的大量的波动，但在若干实施方案中，工作周期或经调整的工作周期每毫秒或每几毫秒便改变5至10％。针对大量的波动发生，电压源vs供给且由图1a和1b的传感器114感测的电压的测量值以显著的方式波动。
85.图4b为用于说明工作周期dc1至dc4或经调整的工作周期adc1至adc4被实时调整的图表406的实施方案。图表406描绘了例如加热器元件he1或he2或he3或he4的加热器元件的工作周期与以微秒为单位的时间t的关系。图表406包含图408。如图表406所示，加热器元件在40％的工作周期下操作持续从0微秒的时间至1微秒的时间的1微秒时间段。40％的工作周期为工作周期dc1至dc4中的任何一项的示例。然后调整40％的工作周期以实现60％的经调整的工作周期。60％的经调整的工作周期为工作周期adc1至adc4中的任何一项的示例。60％的经调整的工作周期持续1微秒的时间至2微秒的时间之间的1微秒时间段。
86.然后调整60％的经调整的工作周期，以实现50％的另一经调整的工作周期。50％的另一经调整的工作周期持续2微秒的时间至3微秒的时间之间的1微秒时间段。其后，50％的另一经调整的工作周期接着进行调整以实现70％的额外经调整的工作周期。70％的额外经调整的工作周期持续3微秒的时间至4微秒的时间之间的1微秒时间段。这样，加热器元件的工作周期每微秒调整一次，或经调整的工作周期每微秒调整一次。
87.应注意在此将微秒用作示例。在一些实施方案中，加热器元件的工作周期或加热器元件的经调整的工作周期是每隔几微秒进行调整，例如每隔2微秒或每隔3微秒进行调整。
88.在多种实施方案中，工作周期在与经调整的工作周期被调整所用的时间段不同的时间段内被调整成经调整的工作周期。举例而言，工作周期dc1在1微秒内被调整成经调整的工作周期adc1，且经调整的工作周期adc1在2微秒内被调整成另一经调整的工作周期。举另一示例而言，经调整的工作周期adc1在1微秒内被调整成另一经调整的工作周期，且该另一经调整的工作周期在1.5微秒内被调整成额外经调整的工作周期。
89.通过在一或更多微秒内调整工作周期或经调整的工作周期，工作周期或经调整的工作周期被实时调整。
90.应注意虽然在图4b显示了工作周期或经调整的工作周期上的大量波动，但在若干实施方案中，工作周期或经调整的工作周期每微秒或每几微秒改变5至10％。
91.图5为等离子体系统500的实施方案的图形，其用于说明等离子体系统500内加热器元件he1至he4的使用。等离子体系统500为晶片处理系统的示例。等离子体系统500包含射频产生器(rfg)510、阻抗匹配电路(imc)516、等离子体室502、用户接口系统112和多路复用器106。如本文使用的，阻抗匹配电路有时称为阻抗匹配网络或阻抗匹配部。
92.阻抗匹配电路516的输入部经由rf缆线512耦合至rf产生器510，且阻抗匹配电路516的输出部经由rf传输线518耦合至等离子体室502的下电极508。rf产生器510的示例为具有以千赫(khz)计的操作频率的产生器。为了说明，rf产生器510在200khz或400khz的频率下操作。rf产生器的另一示例为具有以百万赫(mhz)计的操作频率的产生器。为了说明，rf产生器510在2mhz、13.56mhz、27mhz、或60mhz的频率下操作。
93.如本文使用的，阻抗匹配电路为例如一或更多个电阻器、或一或更多个电容器、或一或更多个电感器、或其组合之类的一或更多个部件的网络，其匹配耦合至阻抗匹配电路的输出部的负载的阻抗与耦合至阻抗匹配电路的一或更多个输入部的来源的阻抗。这些部件中的二或更多个彼此以并联或串联方式耦合。耦合至阻抗匹配电路516的输出部的负载的示例包含等离子体室502和rf传输线518。另外，耦合至阻抗匹配电路516的输入部的源的示例包含rf缆线512和rf产生器510。
94.等离子体室502包含上电极506和衬底支撑件504(例如卡盘)。衬底支撑件504为图1a或1b的电极组件101的示例。衬底支撑件504包含下电极508和加热器系统520，加热器系统520包含加热器元件he1至he4。下电极508和加热器系统520被嵌入在衬底支撑件504内，衬底s(例如半导体晶片)被放置于衬底支撑件504上。卡盘的示例包含静电卡盘或磁性卡盘。衬底支撑件504面向上电极506。上电极506耦合至接地电位。下电极508和上电极506中的每一者都是由例如铝或铝的合金之类的金属制成。下电极508位于加热器系统520上方。
95.用户接口系统112经由传输缆线耦合至rf产生器510。用户接口系统112的处理器110提供一或更多个功率电平和/或一或更多个频率电平至rf产生器510。该一或更多个功率电平和该一或更多频率电平是配方的一部分，该配方被储存在用户接口系统112的存储器装置118中。rf产生器510产生具有该一或更多个功率电平和/或该一或更多频率电平的rf信号，并经由rf缆线512将该rf信号供给至阻抗匹配电路516。阻抗匹配电路516匹配耦合至阻抗匹配电路516的输出部的负载的阻抗与耦合至阻抗匹配电路516的输入部的源的阻抗，以从经由rf缆线512接收的rf信号产生经变更的rf信号。阻抗匹配电路516经由rf传输线518将经变更的rf信号提供至等离子体室502的下电极508。
96.当在供给经变更的rf信号之外还将一或更多种工艺气体供给至等离子体室502
时，在等离子体室502内激励或维持等离子体以处理衬底s。一或更多种工艺气体的示例包括含氧气体，例如o2。一或更多种工艺气体的其他示例包括含氟气体，例如四氟甲烷(cf4)、六氟化硫(sf6)、六氟乙烷(c2f6)等。处理衬底s的示例包括沉积一或更多种材料在衬底s上、蚀刻衬底s、溅射衬底s和清洁衬底s。
97.在衬底s的处理期间，用户接口系统112的处理器110和/或多路复用器106的处理器104应用于上参照图1a或1b所述的方法，以将工作周期dc1至dc4中的一或更多者调整至对应的一或更多个经调整的工作周期adc1至adc4，以实现等离子体室502内的温度值temp1。
98.此外，用户接口系统112的处理器110和/或多路复用器106的处理器104应用上述的方法，以将工作周期dc11至dc41中的一或更多者调整至对应的一或更多个经调整的工作周期adc11至adc41，以实现等离子体室502内的温度值temp2。
99.在一些实施方案中，取代嵌入于衬底支撑件504内，加热器系统520嵌入在包含上电极506的上电极组件内，且下电极508耦合至接地电位。
100.在若干实施方案中，取代嵌入于衬底支撑件504内，加热器系统520嵌入于包含上电极506的上电极组件内，且下电极508耦合至一或更多rf产生器。
101.在诸多实施方案中，取代耦合至接地电位，上电极506耦合至一或更多个rf产生器。
102.图6为系统600的实施方案的图形，其用于说明等离子体室602的喷头616内的加热器系统520的使用。系统600为晶片处理系统的另一示例。系统600包含电压源vs、轨102、多路复用器106、用户接口系统112、射频产生器606、阻抗匹配电路608和等离子体室602。用户接口系统112经由传输缆线耦合至rf产生器606。另外，rf产生器606经由rf缆线610耦合至阻抗匹配电路608的输入部，且阻抗匹配电路608的输出部经由rf传输线612耦合至喷头616内的上电极620。等离子体室602包含衬底支撑件604，衬底支撑件604面向喷头616以在喷头616与衬底支撑件604之间形成间隙。喷头616为图1a或1b的电极组件101的示例。在衬底支撑件604内，嵌入有下电极614。此外，加热器系统520嵌入在喷头616内。加热器系统520位于上电极620的上方。下电极614耦合至接地电位。衬底s置于衬底支撑件604的顶部上以进行衬底s的处理。
103.用户接口系统112基于配方控制rf产生器606。在接收到配方的一或更多个功率电平及/或一或更多频率电平时，rf产生器产生rf信号并经由rf缆线610供给rf信号至阻抗匹配电路608。阻抗匹配电路608变更接收自rf产生器606的rf信号，以匹配耦合至阻抗匹配电路608的输出部的负载的阻抗与耦合至阻抗匹配电路608的输入部的来源的阻抗，以输出经变更的rf信号。耦合至阻抗匹配电路608的输出部的负载的示例包括等离子体室602和rf传输线612，且耦合至阻抗匹配电路608的输入部的源的示例包括rf产生器606和rf缆线610。
104.喷头616包含多个孔洞，这些孔洞用于将一或更多种工艺气体或一或更多种液态金属递送至喷头616与衬底支撑件604之间的间隙。当除了供给来自阻抗匹配电路608的经变更的rf信号至上电极620之外还将一或更多种工艺气体或一或更多种液态金属供给至喷头616与衬底支撑件604之间的间隙时，在等离子体室602内激励或维持等离子体以处理衬底s。举例而言，喷头616用于在衬底s上执行等离子体增强原子层沉积(peald)或等离子体增强化学气相沉积(pecvd)。电压源vs以先前参照图1a和1b描述的方式经由轨102耦合至加
热器系统520。先前参照图1a或1b描述的方法被应用至系统600。
105.在一些实施方案中，取代下电极614耦合至接地电位，上电极620耦合至接地电位，且下电极614经由rf传输线612、阻抗匹配电路608和rf缆线610耦合至rf产生器606。
106.在多种实施方案中，上电极620耦合至rf产生器606，且下电极614经由阻抗匹配电路(未显示)耦合至另一rf产生器(未显示)。
107.图7为系统700的实施方案的图形，其用于说明感应耦合等离子体(icp)室702内的加热器系统520的使用。系统700为晶片处理系统的示例。系统700包含用户接口系统112、多路复用器106、rf产生器706、阻抗匹配电路720、rf线圈712和等离子体室702。等离子体室702包含介电窗718。rf线圈712位于介电窗718上方。
108.用户接口系统112经由传输缆线耦合至rf产生器706，rf产生器706经由rf缆线708耦合至阻抗匹配电路720的输入部。另外，阻抗匹配电路的输出部经由rf传输线710耦合至rf线圈712。用户接口系统112将一或更多个功率电平和/或一或更多个频率电平发送至rf产生器706。rf产生器706产生具有该一或更多个功率电平及/或该一或更多个频率电平的rf信号，并经由rf缆线708将该rf信号发送至阻抗匹配电路720的输入部。
109.等离子体室702包含衬底支撑件704，下电极716嵌入在衬底支撑件704内。衬底支撑件704为图1a或1b的电极组件101的示例。下电极716耦合至接地电位。加热器系统520嵌入在衬底支撑件704内，且位于下电极716下方。衬底s覆盖于衬底支撑件704之上以供处理。
110.阻抗匹配电路720匹配耦合至阻抗匹配电路720的输出部的负载的阻抗与耦合至阻抗匹配电路720的输入部的源的阻抗，以在阻抗匹配电路的输出部输出经变更的rf信号。耦合至阻抗匹配电路的负载的示例包括rf传输线710和rf线圈712。耦合至阻抗匹配电路720的输入部的源的示例包括rf产生器706和rf缆线708。rf线圈712经由rf传输线710从阻抗匹配电路720的输出部接收经变更的rf信号。当将一或更多种工艺气体供给至等离子体室702、且提供至rf线圈的经变更的rf信号的rf功率与等离子体室702电感耦合时，就在等离子体室702内激励或维持等离子体以处理衬底s。
111.电压源vs经由轨102耦合至加热器系统520。用户接口系统112和多路复用器106执行先前参照图1a或参照图1b所述的工艺来控制加热器元件he1至he4，以调整工作周期dc1至dc4中的一或更多者，从而产生并应用对应的一或更多个经调整的工作周期adc1至adc4。
112.在一些实施方案中，代替rf线圈712的是多个rf线圈712位在介电窗718上方。在多种实施方案中，代替rf线圈712或除了rf线圈712之外，一或更多个rf线圈邻近等离子体室702的侧壁sw而定位。在若干实施方案中，法拉第屏蔽件设置在介电窗718下方且邻近介电窗718，以清洁介电窗718而使介电窗718没有沉积在介电窗718上的材料。
113.在多种实施方案中，下电极716经由阻抗匹配电路耦合至另一rf产生器(未显示)，以取代耦合至接地电位。
114.图8为系统800的实施方案的图形，其用于说明室与室之间的匹配，其中在等离子体室802内实现与图5的等离子体室502内实现的温度值temp1相同的温度值temp1。系统800为晶片处理系统的另一示例。系统800包含用户接口系统112、多路复用器818、rf产生器810、阻抗匹配电路814和等离子体室802。系统800还包含电压源vs和轨806。
115.用户接口系统112经由传输缆线耦合至rf产生器810。rf产生器810经由rf缆线812耦合至阻抗匹配电路814的输入部。阻抗匹配电路814的输出部经由rf传输线816耦合至等
离子体室802的下电极808。等离子体室802还包含耦合至接地电位的上电极807。下电极808嵌入在例如卡盘之类的衬底支撑件804内，且衬底支撑件804面向上电极807。衬底s被置于衬底支撑件804顶部上。加热器系统820也嵌入在衬底支撑件804内且位于下电极808下方。加热器系统820包含多个加热器元件he5、he6、he7和he8。加热器元件he5至he8以与图1a或1b的加热器元件he1至he4经由轨102耦合至电压源vs相同的方式经由轨806耦合至电压源vs。
116.上电极807是由例如铝或铝合金之类的金属制成的。另外，下电极808是由例如铝或铝合金之类的金属制成的。多路复用器818在结构上与图1a或1b的多路复用器106的结构相同。举例而言，多路复用器818包括处理器810、开关电路812和传感器815。处理器810在结构上与图1a或1b的处理器104的结构相同，开关电路812在结构上与图1a或1b的开关电路108的结构相同，且传感器815在结构上与图1a或1b的感测器114的结构相同。处理器810经由传输缆线耦合至处理器110。此外，传感器815耦合至加热器系统820，且还经由轨806耦合至电压源vs。并且，开关电路812以与开关电路108耦合至图1a或1b的加热器元件he1至he4相同的方式耦合至加热器系统820的加热器元件he5至he8。
117.系统800包含耦合至处理器110的非易失性存储器817，例如快闪存储器装置。多个工作周期dc5、dc6、dc7和dc8与温度值temp1之间的映射表储存于非易失性存储器817内，加热器元件he5至he8中的对应者将在等离子体室802内衬底s的处理期间在工作周期dc5、dc6、dc7和dc8下运作。举例而言，加热器元件he5将在工作周期dc5下运作，加热器元件he6将在工作周期dc6下运作，加热器元件he7将在工作周期dc7下运作，且加热器元件he8将在工作周期dc8下运作，以实现等离子体室802内的温度值temp1。由处理器810存取的映射表包含温度值temp1与实现温度值temp1的工作周期dc5至dc8之间的对应关系，例如一对一关系。此外，该映射表包含电压源vs将在衬底s的处理期间产生的电压值v
标称1
。处理器810接收(例如存取)多个工作周期dc5至dc8(加热器元件he5至he8中的对应者将以其运作以实现温度值temp1)之间的映射表。
118.在衬底s的处理期间，处理器110控制加热器元件he5至he8，从而以与控制加热器元件he1至he4以在对应的工作周期dc1至dc4下运作相同的方式在对应的工作周期dc5至dc8下运作。举例而言，处理器110发送工作周期控制信号至处理器810，以控制加热器元件he5至he8以在对应的工作周期dc5至dc8下运作。当加热器元件he5至he8在对应的工作周期dc5至dc8下运作以实现等离子体室802内的温度值temp1时，传感器815感测轨806处的电压值v
感测m
。加热器元件he5至he8以与使加热器元件he1至he4运作相同的方式通过控制耦合至对应加热器元件he5至he8的加热器系统820的开关(未显示)而运作。电压值v
感测m
由传感器815提供至处理器810，且处理器810经由耦合至处理器110及810的传输缆线将电压值v
感测m
传送至处理器110。
119.处理器110以与处理器110从对应的一或更多工作周期dc1至dc5计算经调整的工作周期adc1至adc4中的一或更多者相同的方式，从对应的一或更多工作周期dc5至dc8计算一或更多个经调整的工作周期adc5、adc6、adc7和adc8。举例而言，处理器110将经调整的工作周期adc5计算为等于工作周期dc5和电压值v
标称1
与电压值v
感测m
的比率的平方的乘积。举另一示例而言，处理器110将经调整的工作周期adc6计算为等于工作周期dc6和电压值v
标称1
与电压值v
感测m
的比率的平方的乘积。举又一示例而言，处理器110将经调整的工作周期adc7计
算为等于工作周期dc7和电压值v
标称1
与电压值v
感测m
的比率平方的乘积。而且，举另一示例而言，处理器110将经调整的工作周期adc8计算为等于工作周期dc8和电压值v
标称1
与电压值v
感测m
的比率的平方的乘积。
120.当衬底s正在等离子体室802内进行处理时，处理器110以与处理器调整工作周期dc1至dc8中的一或更多者相同的方式调整工作周期dc5至dc8中的一或更多者。举例而言，在运算经调整的工作周期adc5至adc8时，处理器110发送经调整的工作周期控制信号至处理器810，以用于控制加热器元件he1来实现经调整的工作周期adc5、控制加热器元件he6来实现经调整的工作周期adc6、控制加热器元件he7来实现经调整的工作周期adc7和控制加热器元件he8来实现经调整的工作周期adc8。举例而言，处理器110在发送工作周期控制信号至处理器810之后的几微秒内(例如一或更多微秒)产生并发送经调整的工作周期控制信号至处理器810。举另一示例而言，处理器110在发送工作周期控制信号至处理器810之后的几毫秒内(例如一或更多毫秒)产生并发送经调整的工作周期控制信号至处理器810。通过每隔几毫秒或几微秒调整工作周期dc5至dc8中的一或更多者，工作周期dc5至dc8被实时调整。
121.经调整的工作周期控制信号包括用于断开和闭合开关电路812的开关以实现工作周期adc5至adc8的频率。在接收到经调整的工作周期控制信号时，处理器810产生并发送多个经调整的工作周期选择信号，并将经调整的工作周期选择信号发送至开关电路812。响应于接收到经调整的工作周期选择信号，开关电路812闭合其开关中的一些，并断开其开关的其余开关，以实现经调整的工作周期adc5至adc8。
122.在开关电路812的对应的两个开关于接收到对应的两个经调整的工作周期选择信号时闭合的时间段期间，电压源vs产生的标称电压值v
标称1
经由轨806、加热器系统820的对应的y总线、耦合至加热器系统820的对应的y总线的加热器系统820的对应开关、耦合至对应的y总线的对应加热器元件、耦合至对应加热器元件的加热器系统820的对应的x总线和耦合至加热器系统820的对应的x总线的加热器系统820的对应开关传输至接地电位，以实现经调整的工作周期(例如adc5、adc6、adc7、或adc8)的开启时间段。对于时钟周期的其余时间段，电压源vs产生的标称电压值v
标称1
不经由轨806、加热器系统820的对应的y总线、耦合至加热器系统820的对应的y总线的加热器系统820的对应开关、耦合至对应y总线的对应加热器元件、耦合至对应加热器元件的加热器系统820的对应x总线和耦合至加热器系统820的对应x总线的加热器系统820的对应开关传输至接地电位，以实现经调整的工作周期(例如adc5、adc6、adc7、或adc8)的关闭时间段。
123.对应的一或更多个加热器元件he5至he8的工作周期dc5至dc8中的一或更多个被调整成对应的一或更多个工作周期adc5至adc8，以实现等离子体室802内的温度值temp1。温度值temp1与将在图5的等离子体室502内实现的温度值temp1相同，以实现处理衬底s上的室与室之间的匹配。举例而言，当在等离子体室502和802二者中除了施加相同的温度值temp1之外还将相同配方应用于衬底s时，衬底s以实质均匀的方式在等离子体室502和802二者中被处理(例如被蚀刻或清洁)。举例而言，在等离子体室502和802两者中实现实质上相同的蚀刻速率或实质上相同的沉积速率。为了说明，等离子体室502内蚀刻衬底s的蚀刻速率是在等离子体室802内蚀刻衬底s的蚀刻速率的预定值内。举另一示例而言，在等离子体室502内在衬底s上沉积材料的沉积速率是在等离子体室802内于衬底s上沉积材料的预
设值内。
124.应注意虽然在图1和图5中显示了相同的电压源vs，但系统500和500两者中并非使用同一个电压源vs。举例而言，系统500中使用的电压源vs和系统800中使用的电压源vs是不同电压源。系统500和800中使用的电压源vs都被设计且被规定以产生相同量的标称电压v
标称1
。
125.在一些实施方案中，非易失性存储器817在用户接收加热器系统820时由加热器系统820的用户所接收。举例而言，储存在非易失性存储器817中的映射表专用于加热器元件he5至he8，且对于不同组的加热器元件可以不同。举另一示例而言，工作周期dc5至dc8是在制造衬底支撑件804的工厂、在假设电压源vs具有恒定值(例如标称值v
标称1
)的情况下预先校准。
126.本文中所述的实施方案可利用各种计算机系统配置实行，这些计算机系统配置包含手持硬件单元、微处理器系统、基于微处理器的或可程序化的消费电子装置、迷你计算机、主机等。所述实施方案也可在分布式的计算环境中实践，在这种环境中任务由经由网络链接的多个远程处理硬件单元执行。
127.在一些实施方案中，如本文所述的控制器为系统的一部分，该系统为上述示例的一部分。这种系统包含半导体处理设备，半导体处理设备包含一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、及/或特定的处理组件(晶片基座、气体流动系统等)。这些系统与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制其操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或更多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器被编程以控制本文公开的任何处理，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、rf产生器设置、rf匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与系统连接或通过接口连接的加载锁。
128.概括地说，在多种实施方案中，控制器被定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(dsp)、定义为asic的芯片、pld、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片上或针对半导体晶片执行特定处理的参数、因子、变量等，或者程序指令是发送到系统的指令。在一些实施方案中，程序指令是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。
129.在一些实施方案中，控制器是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器是在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，从而使得能对晶片处理进行远程访问。计算机实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。
130.在一些实施方案中，远程计算机(例如服务器)通过网络(其包括本地网络或因特网)向系统提供处理配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户
界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其规定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数、因子和/或变量。应当理解，所述参数、因子和/或变量特定于要执行的处理的类型和工具的类型，控制器与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的处理和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的处理。
131.在多种实施方案中，应用所述方法的示例系统包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(pvd)室或模块、化学气相沉积(cvd)室或模块、原子层沉积(ald)室或模块、原子层蚀刻(ale)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。
132.应进一步注意在一些实施方案中，上述操作适用于若干类型的等离子体室，例如包括感应耦合等离子体(icp)反应器的等离子体室、变压器耦合等离子体室、导体工具、介电工具、包括电子回旋共振(ecr)反应器的等离子体室等。举例而言，一或更多个rf产生器耦合至icp反应器内的传感器。传感器的形状的示例包括螺线管、圆顶状线圈、平坦状线圈等。。
133.如上所述，根据将由工具执行的一个或者多个处理操作，主计算机与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。
134.考虑到上述实施方案，应理解，实施方案可进行涉及储存在计算机系统中的数据的各种计算机施行操作。这些操作为物理性操纵物理量的操作。此处所述形成实施方案的部分的操作中的任何操作都是具有用处的机器操作。
135.一些实施方案还涉及执行这些操作的硬件单元或设备。可针对专门用途的计算机专门建构设备。计算机在被定义为专门用途的计算机时，其除了能够针对专门用途运行之外，还可进行其他处理、程序执行或其他不是特别用途的部分的子程序。
136.在一些实施方案中，所述操作可由选择性活化的计算机执行或者可由储存在计算机存储器、高速缓冲存储器或通过计算机网络所获得的一或多个计算机程序所配置。当数据是通过计算机网络获得时，该数据可由计算机网络上的其他计算机如计算资源云所处理。
137.一或多个实施方案也可制作成非瞬时计算机可读介质上的计算机可读码。非瞬时计算机可读介质可以是可储存数据且后续可被计算机系统读取的任何数据储存硬件单元，如存储器装置。非瞬时计算机可读介质的示例包括硬盘、网络附加储存装置(nas)、rom、ram、光盘-rom(cd-rom)、可录cd(cd-r)、可重复写入的cd(cd-rw)、磁带及其他光学式及非光学式储存硬件单元。在一些实施方案中，非瞬时计算机可读介质可包含分散于网络耦合计算机系统的计算机可读有形介质，因此计算机可读码以分散方式储存及执行。
138.虽然上述某些方法操作以特定顺序说明，但应理解，在各种实施方案中，在操作之间可进行其他内务操作，或者调整方法操作使其发生的时间略有不同，或者将方法操作分
配至允许方法操作以各种间隔进行的系统中，或者以不同于文中所示的顺序来进行方法操作。
139.还应明白，在一实施方案中，在不脱离本公开所述的各种实施方案的范围的情况下，来自任何上述实施方案的一或多个特征可与任何其他实施方案的一或多个特征组合。
140.虽然前述的实施方案已为了清楚理解的目的而相当详细地进行了描述，但应明白，某些改变与修改可在随附的权利要求的范围内实施。因此，本实施方案应视为说明性的而非限制性的，且这些实施方案不应受限于本文中所提供的细节。