CN111936873A - 脉冲系统验证 - Google Patents

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Abstract

一种用于在半导体工艺中验证RF发生器的操作及产生的脉冲波形的系统包括工艺腔室、轮廓传感器、光学传感器和控制器。由系统的控制器所实施的用于验证半导体工艺中的RF发生器的操作和产生的脉冲波形的工艺包括：产生被测试的RF发生器的脉冲形状的脉冲轮廓；选择已知用于正确操作的RF发生器的存储的代表性轮廓以与针对相同脉冲模式的RF发生器产生的轮廓进行比较；限定量化的度量/控制限制以识别RF发生器的所产生的轮廓与存储的轮廓之间的相同脉冲模式的脉冲之间的相似性和/或差异；比较所产生的轮廓和所选的存储的轮廓；以及基于比较确定被测试的RF发生器是否正确操作运行。

Description

脉冲系统验证
技术领域
本原理的实施例总的来说涉及半导体工艺；更具体来说，涉及用于验证半导体工艺中的脉冲系统的操作和产生的脉冲波形的方法、设备和系统。
背景技术
脉冲等离子体在蚀刻工艺中的普遍性及在蚀刻工具上开发的创新且复杂的脉冲方案，推动了对脉冲验证/诊断系统的需求。更具体来说，发明人认为需要验证脉冲系统(所述脉冲系统可包括RF发生器)至期望的脉冲功率设定点的准确操作并确保跨工具的脉冲特性(波形、频率及占空比等)匹配。目前没有可用于验证脉冲系统至所需的脉冲功率设定点的准确操作及确保跨工具的脉冲特性(波形、频率及占空比等)匹配的系统或传感器。
发明内容
本文公开了用于在半导体工艺中验证脉冲系统的操作和产生的脉冲波形的方法、设备和系统的实施例。
在根据本原理的一些实施例中，一种验证脉冲系统的方法，包括：使用用于至少一个脉冲模式的轮廓传感器的测量来产生所述脉冲系统的至少一个脉冲发生器的脉冲的脉冲轮廓；选择已知正确操作的脉冲发生器的脉冲的代表性的脉冲轮廓，所述脉冲包括至少一个与所述所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式的脉冲；限定量化度量，利用所述量化度量来识别所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的所述至少一个相同脉冲模式的脉冲之间的相似性和/或差异；根据所述限定的量化度量，比较所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及基于所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的所述相应脉冲的比较来确定所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器是否正确操作。
在一些实施例中，方法可进一步包括：在其中等离子体被点燃的工艺腔室中使用光学传感器的测量来产生等离子体工艺的脉冲轮廓，所述工艺腔室包括所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器的不同脉冲模式；选择使用已知正确操作的脉冲系统所实施的等离子体工艺的代表性脉冲轮廓，所述代表性脉冲轮廓包括与所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式；根据所述限定的量化度量，比较所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓和所述等离子体工艺的所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及基于所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓与使用已知正确操作的所述脉冲系统所实施的所述等离子体工艺的所述所选择的代表性轮廓的所述相应脉冲的所述比较来确定所述脉冲系统是否正确操作。
在一些实施例中，方法可进一步包括：在所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓与所述等离子体工艺的所述所选择的代表性脉冲的相应脉冲的所述比较之前，对所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓或所述所选择的代表性脉冲轮廓的脉冲中的至少一者的脉冲进行反卷积计算。
在一些实施例中，一种用于验证脉冲系统的设备，包括：用于测量至少一个脉冲发生器的轮廓传感器；以及控制器，所述控制器包括：用于存储至少程序指令和数据的存储器及处理器。在此类实施例中，当所述处理器执行所述程序指令时，所述处理器将设备配置成：对于至少一个脉冲模式，使用来自所述轮廓传感器的所述至少一个脉冲发生器的输出的测量来产生所述脉冲系统的至少一个脉冲发生器的脉冲的脉冲轮廓；选择已知正确操作的脉冲发生器的脉冲的代表性脉冲轮廓，所述脉冲包括至少一个与所述所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式的脉冲；限定量化度量，利用所述量化度量来识别所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的所述至少一个相同脉冲模式的脉冲之间的相似性和/或差异；根据所述限定的量化度量来比较所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及基于所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲的所述比较，来确定所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器是否正确操作。
在一些实施例中，设备可进一步包括光学传感器，并且设备可进一步被配置为：在其中等离子体被点燃的工艺腔室中使用由所述光学传感器拍摄的所述等离子体工艺的图像的测量来产生等离子体工艺的脉冲轮廓，所述工艺腔室包括所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器的不同脉冲模式；选择使用已知正常操作的脉冲系统所实施的等离子体工艺的代表性脉冲轮廓，所述代表性脉冲轮廓包括与所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式；根据所限定的所述量化的度量来比较所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓和所述等离子体工艺的所述所选择的所述代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及基于所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓与使用已知正确操作的所述脉冲系统所实施的所述等离子体工艺的所述所选择的代表性轮廓的所述相应脉冲的所述比较来确定所述脉冲系统是否正确操作。
在一些实施例中，设备可进一步被配置成：在所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓和所述等离子体工艺的所述所选择的代表性脉冲的所述相应脉冲的所述比较之前，对所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓的所述脉冲或所述等离子体工艺的所述所选择的代表性脉冲轮廓的所述脉冲中的至少一者进行反卷积计算。
在一些实施例中，一种用于验证脉冲系统的系统，所述系统包括：包括至少一个脉冲发生器以产生脉冲的脉冲系统、用于实施半导体工艺的工艺腔室、用于测量至少一个脉冲发生器的输出的轮廓传感器、以及控制器，所述控制器包括：用于存储至少程序指令和数据的存储器及处理器。当所述处理器执行所述程序指令时，所述处理器将所述控制器配置为：对于至少一个脉冲模式，使用来自所述轮廓传感器的所述至少一个脉冲发生器的输出的测量来产生所述脉冲系统的至少一个脉冲发生器的脉冲的脉冲轮廓；选择已知正确操作的脉冲发生器的脉冲的代表性脉冲轮廓，所述脉冲包括至少一个与所述所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式的脉冲；限定量化度量，利用所述量化度量来识别所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的所述至少一个相同脉冲模式的脉冲之间的相似性和/或差异；根据所述限定的量化度量来比较所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及基于所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲的所述比较，来确定所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器是否正确操作。
在一些实施例中，系统可进一步包括光学传感器，且所述控制器可进一步被配置为：在其中等离子体被点燃的工艺腔室中使用由所述光学传感器拍摄的所述等离子体工艺的图像的测量来产生等离子体工艺的脉冲轮廓，所述工艺腔室包括所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器的不同脉冲模式；选择使用已知正常操作的脉冲系统所实施的等离子体工艺的代表性脉冲轮廓，所述代表性脉冲轮廓包括与所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式；根据所限定的所述量化度量来比较所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓和所述等离子体工艺的所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及基于所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓与使用已知正确操作的所述脉冲系统所实施的所述等离子体工艺的所述所选择的代表性轮廓的所述相应脉冲的所述比较来确定所述脉冲系统是否正确操作。
下文描述本原理的其他和进一步的实施例。
附图说明
通过参考附图中描绘的本原理的说明性实施例，可理解上文所简述及于下文更详细讨论的本原理的实施例。然而，附图仅示出了本原理的典型实施例，因而不应视为对范围的限制(因为本原理可允许其他同等有效的实施例)。
图1描绘了根据本原理的实施例的用于验证半导体工艺中的RF发生器的操作和所产生的脉冲波形的系统的高级框图。
图2描绘了根据本原理的实施例的RF发生器的脉冲功率测量、脉冲频率测量及占空比测量的相应轮廓图。
图3描绘了根据本原理的实施例的用于验证RF发生器的操作的方法的流程图。
图4描绘了根据本原理的实施例的从O2等离子体的各种脉冲模式产生的光发射轮廓的图形表示。
图5描绘了根据本原理的实施例的用于验证工艺腔室的操作的方法的流程图。
图6描绘了根据本原理的实施例的适用于图1的系统中的控制器的高级框图。
为了便于理解，在可能的情况下已经使用相同的元件符号来表示附图中共有的相同元件。附图未按比例绘制，且为了清楚起见可简化附图。一个实施例的元件和特征可有利地并入其他实施例中而无需进一步叙述。
具体实施方式
在下文的详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对本文所述的示例性实施例或其他示例的透彻理解。然而，可在没有具体细节的情况下实施所述实施例和示例。此外，所公开的实施例仅用于示例性目的，且可采用其他实施例来代替所公开的实施例或与所公开的实施例组合。例如，尽管本文关于蚀刻腔室来描述根据本原理的实施例的脉冲验证系统，但根据本原理的脉冲验证系统可在除蚀刻系统之外的任何工具上实现，所述任何工具诸如利用脉冲发生器(诸如RF发生器)及具有撞击和维持等离子体的能力的工具。因此，所附权利要求的精神和范围不应限于本文所包含的实施例的描述。
根据本原理的方法、设备和系统提供脉冲系统验证，以确保发生器的操作精度和在各种脉冲模式下产生的脉冲波形。
图1描绘了根据本原理的实施例的用于验证半导体工艺中的脉冲系统的操作和产生的脉冲波形的系统的高级框图。图1的验证系统100示例性地包括：检测器和控制模块110、工艺腔室120(示例性地，具有脉冲等离子体的蚀刻腔室)、(示例性地，在图1的实施例中的)脉冲系统140、以及两个RF发生器1401和1402。在图1的验证系统100的实施例中，检测器和控制模块110示例性地包括控制器130、轮廓传感器122和光学传感器(OS)124。在图1的验证系统100的实施例中，在工艺腔室120中发生的脉冲等离子体工艺的图像经由光纤电缆135中继到光学传感器124。在根据本原理的一些实施例中，轮廓传感器122可包括Bird脉冲轮廓传感器或功率传感器中的至少一者，且光学传感器124可包括Bird脉冲轮廓传感器(即，用于峰值检测)或具有高频数据收集的光学传感器中的至少一者。
尽管在图1的实施例中，检测器和控制模块110示例性地包括单个轮廓传感器122，但在根据本原理的替代实施例中，检测器和控制模块110可包括一个以上的轮廓传感器122且可包括用于每个RF发生器140的相应的轮廓传感器122以测量RF发生器140的输出，所述RF发生器140的输出用于评估RF发生器140的性能(如下文进一步详细描述的)。
在一个操作实施例中，RF发生器140中的至少一个的输出被传送到检测器和控制模块110并由轮廓传感器122监测。轮廓传感器122监测(例如)RF发生器140的输出的脉冲功率、脉冲频率和占空比中的至少一者或多者。可选地或另外地，在一些实施例中，可在可允许的脉冲频率(PF)及占空比(DC)设置的范围内以多个功率水平来扫描RF发生器140。轮廓传感器122监测RF发生器140的输出，并将RF发生器140的输出的测量传送到控制器130。
在控制器130处，根据来自RF发生器140的输出的轮廓传感器122的测量来产生轮廓。例如，图2描绘了根据本原理的实施例的源发生器和功率传感器之间的RF发生器的脉冲功率测量、脉冲频率测量和占空比测量的相应轮廓图。如图2所示，轮廓传感器122精确地追踪脉冲频率和占空比测量，同时还测量脉冲周期和脉冲接通时间期间的平均功率。也就是说，如图2所示，脉冲接通时间期间的发生器功率设定点(功率(发生器))、仅在脉冲接通时间期间由轮廓传感器122测量的功率(栅控功率)和在脉冲周期内由轮廓传感器122测量的平均功率(脉冲接通时间和脉冲关闭时间之间的平均功率)都由轮廓传感器122精确测量。
在根据本原理的一些实施例中，在RF发生器投入生产之前，如上所述地产生RF发生器的输出的轮廓。替代地或另外地，如上所述地产生RF发生器的轮廓，同时RF发生器处于生产环境中(例如，当RF发生器用于在蚀刻工艺中产生脉冲等离子体时)。
在根据本原理的一些实施例中，如上所述地产生已知正确操作的RF发生器的轮廓以用作参考轮廓，以便稍后与其他RF发生器进行比较，以便验证其他射频发生器的操作。另外，如上所述，可在可允许的脉冲频率(PF)和占空比(DC)设置的范围内以多个功率水平来扫描RF发生器。可如上所述地在可允许的脉冲频率和占空比设置范围内以多个功率水平来产生RF发生器的输出的相应轮廓。
根据本原理的实施例，已知可正确操作的RF发生器的所产生的轮廓可用于与所产生的测试或未知RF发生器的轮廓进行比较，以确定测试或未知RF发生器是否正确操作。例如，已知正确操作的RF发生器的轮廓可存储在存储器中。所存储的轮廓可用于将已知正确操作的发生器的轮廓与由验证系统100产生的RF发生器(例如，RF发生器140)的轮廓进行比较，以确定RF发生器140是否正确操作。
在一些实施例中，为了比较RF发生器的轮廓(即，波形)，限定量化度量/控制限制以识别相同脉冲模式的形状之间的相似性和/或差异。也就是说，在一些实施例中，可限定阈值以确立RF发生器的所产生的轮廓的相应脉冲有多么相似或多么不同，且所存储的轮廓可确定(即，被测试的)RF发生器是否正确操作。例如，在一个实施例中，量化度量可限定所产生的轮廓的脉冲应在被认为可接受的所存储的轮廓的百分比量内。例如，量化度量可确立所产生的脉冲轮廓的幅度应在被认为与所存储的轮廓类似的所存储的轮廓的百分比(例如，5％)内。在根据本原理的一些实施例中，轮廓的相似性和/或差异的阈值被限定为用于确定RF发生器的脉冲形状是否在已知正确操作的RF发生器的所存储的轮廓的脉冲形状的容差内。可为RF发生器的脉冲模式和特性中的一者、一些或每者限定此种阈值。在一些实施例中，所产生的脉冲的一些其他量化度量可包括脉冲的斜率(斜升速率/斜降速率)、脉冲的峰值以及脉冲的脉冲宽度等。
在根据本原理的一些实施例中，可手动完成轮廓的比较，诸如通过在显示器(诸如控制器480的显示器)上呈现正确操作的RF发生器的相应的存储的轮廓及(即，要被测试的)RF发生器的所产生的轮廓并在视觉上确定所述轮廓在公差内是否相似。
可替代地或另外地，如上所述的轮廓的比较可由图1的验证系统100的控制器130执行。例如，如上所述，轮廓传感器122可在可允许的脉冲频率(PF)和占空比(DC)设置的范围内以多个功率水平监测RF发生器140的输出的脉冲频率和占空比。轮廓传感器122将RF发生器140的输出的测量传送到控制器130。在控制器130处，根据来自RF发生器140的输出的轮廓传感器122的测量产生轮廓。控制器130可接着存取已知正确操作的RF发生器的所存储的轮廓，以将针对RF发生器140产生的轮廓与所存储的轮廓进行比较(如上所述)，以确定RF发生器140是否正确操作。在一些实施例中，控制器130可针对相同的脉冲模式对轮廓的脉冲形状执行特征提取，以使得能够将针对RF发生器的所产生的轮廓的脉冲的特征与所存储的相同的脉冲模式的轮廓的脉冲的特征进行比较。例如，在根据本原理的一些实施例中，特征提取可包括使用动态模型系数及主成分分析等。
图3描绘了根据本原理的实施例的用于验证RF发生器的操作的方法300的流程图。方法300可在302处开始，在302期间，针对至少一个脉冲模式产生至少一个脉冲发生器(诸如至少一个RF发生器140)的输出脉冲的轮廓。如上所述，在一些实施例中，轮廓传感器122监测至少一个RF发生器140的输出的脉冲功率、脉冲频率和占空比中的至少一者或多者。在一些实施例中，可在可允许的脉冲频率(PF)和占空比(DC)设置范围内以多个功率水平来扫描RF发生器140。轮廓传感器122将至少一个RF发生器140的输出的测量传送到控制器130，在控制器130处，至少一个RF发生器140的输出脉冲的轮廓由来自轮廓传感器122的针对至少一个脉冲模式的测量产生。方法300可进行到304。
在304处，选择已知正确操作的RF发生器的输出脉冲的代表性轮廓，以与针对相同的脉冲模式/相同的多个脉冲模式的至少一个RF发生器140的脉冲所产生的轮廓(在上述的302处)进行比较。如上所述，在一些实施例中，已知正确操作的RF发生器的轮廓可存储在控制器130可存取的存储器中。控制器130可选择存储的轮廓以与针对至少一个相同的脉冲模式的至少一个RF发生器140所产生的轮廓进行比较。方法300可进行到306。
在306处，限定量化度量/控制限制以识别在RF发生器140的所产生的轮廓与代表性轮廓之间的至少一个相同脉冲模式的脉冲之间的相似性和/或差异。如上所述，在一些实施例中，轮廓的相似性和/或差异的阈值被限定为用于确定(即，被测试的)至少一个RF发生器140的脉冲的脉冲形状是否是在已知对至少一个相同脉冲模式正确操作的RF发生器的代表性轮廓的脉冲形状的容差内。方法300可进行到308。
在308处，根据所限定的量化度量/控制限制来比较至少一个RF发生器140的脉冲的所产生的轮廓及所选择的代表性轮廓的脉冲。也就是说，在一些实施例中，基于所限定的量化度量/控制限制来比较至少一个RF发生器140的脉冲之所产生的轮廓和所选择的代表性轮廓。如上所述，在一些实施例中，可对至少一个RF发生器的轮廓的脉冲执行特征提取，以与所存储的轮廓的至少一个相同脉冲模式的脉冲进行比较。替代地或另外地，若需要进行比较，则也可对所存储的轮廓的脉冲执行特征提取。方法300可进行到310。
在310处，基于比较来确定至少一个RF发生器140是否正确操作。在一些实施例中，若确定在至少一个脉冲模式下在所产生的脉冲轮廓的至少一个脉冲与所存储的轮廓的相应脉冲之间满足量化度量，则可确定RF发生器正确操作。可替代地或另外地，若确定在至少一个脉冲模式下在所产生的脉冲轮廓的特定数量的脉冲与所存储的轮廓的相应脉冲之间满足量化度量，则可确定RF发生器正确操作。如上所述，在其中量化度量确定所产生的脉冲轮廓的幅度应在所存储的轮廓的百分比(例如，5％)内的一个示例中，如果确定所产生的脉冲轮廓的幅度在作为比较(即，308中的比较)的结果的所存储的轮廓的百分比内，则可确定至少一个RF发生器140正在正确操作。接着，可退出方法300。
返回参考图1的验证系统100，在工艺腔室120的操作期间，光学传感器124可用于验证工艺腔室120上的多发生器脉冲模式的实施。更具体地，在工艺腔室120的操作期间，例如在蚀刻工艺期间，等离子体被点燃(例如，被撞击)，且运行涉及多个发生器(例如，RF发生器140)的不同脉冲模式。光学传感器124收集在工艺腔室120中发生的工艺的测量(例如，图像)并将测量传送到控制器130。在一些实施例中，光学传感器124可位于腔室内在能够使光学传感器124感测等离子体和不同的脉冲模式的位置。例如，在一个实施例中，检测器和控制模块110位于工艺腔室120内，使得光学传感器124能够感测等离子体和不同的脉冲模式。替代地或另外地，光纤电缆可放置在工艺腔室中且定位成使得光纤电缆可感测等离子体和不同的脉冲模式。例如，在一个实施例中，光纤电缆可位于工艺腔室120中靠近观察窗的位置处。接着，光纤电缆所拾取的图像可被传送到光学传感器124，且光学传感器124的测量可被传送到控制器130。在控制器130处，根据在等离子体工艺中发生的脉冲和不同脉冲模式的光学传感器124的测量产生轮廓。
根据本原理的实施例，将在不同脉冲模式下的等离子体的所产生的轮廓与从具有已知能够正确操作的脉冲系统的工艺腔室所产生的不同脉冲模式下的等离子体的所存储的轮廓进行比较，以验证各种脉冲(同步/非同步)模式的准确实施并识别表现出标称变化之外的行为的任何工艺腔室。也就是说，可分析所产生的轮廓以验证不同脉冲(同步/非同步)模式的准确实施。
在一些实施例中，在从具有已知能够正确操作的脉冲系统的工艺腔室所产生的不同脉冲模式下撞击的等离子体的轮廓可存储在存储器中。如上所述，将所存储的轮廓与在相同脉冲模式下的针对由新/测试工艺腔室的脉冲系统所产生的脉冲产生的轮廓进行比较，从而确定新/测试工艺腔室的脉冲系统是否正确操作。
在一些实施例中，在比较在不同脉冲模式下撞击的等离子体的轮廓(即，波形)时，对轮廓进行反卷积以识别由光学传感器124收集的信号中的各个脉冲和信号峰值。若需要，也可对所存储的轮廓进行反卷积以识别单个脉冲。在一些实施例中，为了对轮廓进行反卷积，控制器130经由模式识别算法来分析相应的轮廓，所述模式识别算法诸如相关性分析、Procrustes(形状比较)图像处理算法及主成分分析等。
图4描绘如上所述从O2等离子体的各种脉冲模式产生的光学传感器轮廓的图形描绘。在图4的光学传感器轮廓中，源(1kW/50％DC)和偏压(1.2kW/25％DC)以1kHz频率脉冲，最初处于同步模式并且接着在连续运行中具有增加的延迟。从图4的图中可看出，轮廓显示区分模式的清晰签名，其可经由(例如)模式辨识算法来分析和识别。如图4所示，在12.5％延迟处，波形中出现的驼峰持续约为与偏置接通相关的期间的25％。图4的连续曲线描绘了用于产生脉冲的发生器之间的不同时间偏移。即，图4描绘了在具有不同脉冲模式的等离子体工艺期间所产生的代表性光发射轮廓。第一个曲线表示源发生器和偏置发生器的同步脉冲(同时打开和关闭脉冲)，且之后的曲线描绘了偏置发生器偏离源发生器的非同步行为。
可替代地或另外地，对于具有延迟的脉冲模式来说，可通过参考脉冲源的时序来量化发生器之间的延迟。接着，可使用已知的延迟来对轮廓进行反卷积，以(例如)识别各个脉冲。
在根据本原理的一些实施例中，可手动完成轮廓的比较，诸如通过在显示器上呈现具有已知正确操作的脉冲系统的工艺腔室的相应的所存储的轮廓及(即，待测试的)工艺腔室的所产生的轮廓，且在视觉上确定所述轮廓在公差内是否相似。替代地或另外地，如上所述的轮廓的比较可由图1的验证系统100的控制器130执行。例如，如上所述，光学传感器124收集其中运行涉及多个发生器的不同脉冲模式的工艺腔室120中的工艺的测量。光学传感器124将测量传送到控制器130。在控制器130处，根据来自工艺腔室120中的工艺的光学传感器124的测量产生轮廓，所述工艺腔室120中运行涉及多个发生器的不同脉冲模式。接着，如上所述地，控制器130可存取具有已知正确操作的脉冲系统的工艺腔室的所存储的轮廓，以将针对工艺腔室120产生的轮廓与所存储的轮廓进行比较，从而确定工艺腔室120的脉冲系统是否正确操作。
可限定量化度量/控制限制以识别相同脉冲模式的形状之间的相似性和/或差异，以执行脉冲轮廓的比较。也就是说，如上文关于比较针对RF发生器所产生的轮廓和所存储的轮廓所描述地，在一些实施例中，若等离子体工艺的(即，被测试的)脉冲系统正确操作，则可限定阈值以确定用于等离子体工艺的所产生的轮廓的相应脉冲与等离子体工艺的所存储的轮廓多么相似或多么不同。在根据本原理的一些实施例中，轮廓的相似性和/或差异的阈值被限定为用于确定等离子体工艺的脉冲系统的脉冲形状是否在具有已知能够正确操作的脉冲系统的等离子体工艺的所存储的轮廓的脉冲形状的公差内。可针对等离子体工艺的脉冲系统的脉冲模式和特征中的一者、一些或每者来限定这样的阈值。
图5描绘了根据本原理的实施例的用于验证工艺腔室的脉冲系统的操作的方法500的流程图。方法500可在502开始，在502期间，针对工艺腔室120中的工艺的脉冲系统的脉冲产生轮廓，在工艺腔室120中等离子体被点燃(例如，被撞击)并且实施涉及多个发生器的不同脉冲模式。如上所述，在一些实施例中，光学传感器124收集工艺腔室120中的工艺的图像，工艺腔室120中实施了涉及多个发生器的不同脉冲模式。光学传感器124将测量传送到控制器130。在控制器130处，根据来自工艺腔室120中的工艺的光学传感器124的测量针对至少一个脉冲模式产生轮廓。方法500可进行到504。
在504处，选择代表性轮廓以与在上文502处针对工艺腔室120的脉冲系统的脉冲所产生的轮廓进行比较。如上所述，在一些实施例中，具有已知正确操作的脉冲系统的工艺腔室的脉冲系统的脉冲的轮廓可存储在可由控制器130存取的存储器中。控制器130可选择存储的轮廓以与在至少一个相同脉冲模式下针对工艺腔室120的脉冲系统的脉冲所产生的轮廓相比较。方法500可以可选地进行到506或可进行到508。
在506处，对针对工艺腔室120(其中实施涉及多个发生器的不同脉冲模式)中的工艺的脉冲系统的脉冲所产生的轮廓进行反卷积，以识别各个脉冲以用于比较轮廓。如上所述，在一些实施例中，可使用模式识别算法来对所产生的轮廓进行反卷积。方法500可进行到508。
在508处，限定量化度量/控制限制以识别工艺腔室120的脉冲系统的所产生的轮廓与所存储的轮廓之间的相同脉冲模式的脉冲之间的相似性和/或差异。轮廓的相似性和/或差异的阈值被限定为用于确定针对工艺腔室120的工艺的脉冲系统的脉冲所产生的轮廓的脉冲的脉冲形状是否在工艺腔室(所述工艺腔室已知具有脉冲系统，所述脉冲系统已知在相同脉冲模式下正确操作)的脉冲系统的脉冲的所存储的轮廓的相应脉冲的脉冲形状的公差内。方法500可进行到510。
在510处，根据所限定的量化度量/控制限制来比较所产生的轮廓和所存储的轮廓。也就是说，在一些实施例中，基于所限定的量化度量/控制限制来比较所产生的轮廓和所存储的轮廓。方法500可进行到512。如上所述，在一些实施例中，可对工艺腔室120的脉冲系统的轮廓的脉冲执行特征提取，以与所存储的轮廓的相同脉冲模式的相应脉冲进行比较。替代地或另外地，亦可对所存储的轮廓的脉冲执行特征提取。方法500可进行到512。
在512处，基于比较来确定用于工艺腔室120的脉冲系统是否正确操作。在一些实施例中，若基于比较(即，510的比较)而确立在所产生的轮廓的至少一个脉冲与所存储的轮廓的相应脉冲之间满足量化度量，则可确定用于工艺腔室120的脉冲系统正确操作。替代地或另外地，若基于比较而确定在至少一种脉冲模式下在所产生的轮廓的特定数量的脉冲与所存储的轮廓的相应脉冲之间满足量化度量，则可确定用于工艺腔室120的脉冲系统正确操作。然后可退出方法500。
图6描绘了适用于根据本原理的实施例的图1的验证系统的控制器130的高级框图。控制器130可用于实施上述实施例的任何其他系统、装置、元件、功能或方法。在所示实施例中，控制器130可被配置为将方法300和方法500实施为处理器可执行的可执行程序指令622(例如，可由(多个)处理器610执行的程序指令)。
在所示实施例中，控制器130包括经由输入/输出(I/O)接口630耦合到系统存储器620的一个或多个处理器610a至610n。控制器130进一步包括耦合到I/O接口630的网络接口640及一个或多个输入/输出装置660(诸如游标控制装置键盘670和(多个)显示器680)。在一些实施例中，游标控制装置键盘670可为触摸屏输入装置。
在不同的实施例中，控制器130可为各种类型的装置中的任何一种，包括但不限于个人计算机系统、大型计算机系统、手持式计算机、工作站、网络计算机、应用服务器、存储装置及外围装置(诸如交换器、数据机及路由器)或通常是任何类型的计算装置或电子装置。
在各种实施例中，控制器130可以是包括一个处理器610的单处理器系统，或是包括若干处理器610(例如，两个、四个、八个或另一个合适数量)的多处理器系统。处理器610可以是能够执行指令的任何合适的处理器。例如，在各种实施例中，处理器610可以是实施各种指令集架构(ISA)中的任何一者的通用处理器或嵌入式处理器。在多处理器系统中，处理器410中的每一者可共同地但不是必须地实施相同的ISA。
系统存储器620可被配置为存储如上所述的波形轮廓、程序指令622和/或可由处理器610存取的轮廓632。在各种实施例中，可使用任何合适的存储器技术来实施系统存储器620，诸如静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、非易失性/快闪型存储器或任何其他类型的存储器。在所示实施例中，实施上述实施例的任何元件的程序指令和数据可存储在系统存储器620内。在其他实施例中，可在不同类型的计算机可读介质上或与系统存储器620或控制器130分开的类似介质上接收、发送或存储程序指令和/或数据。
在一个实施例中，I/O接口630可被配置为协调处理器610、系统存储器620和装置中的包括网络接口640或其他外围装置接口的任何外围装置(诸如输入/输出装置650)之间的I/O流量。在一些实施例中，I/O接口630可执行任何必要的协定、时序或其他数据变换，以将来自一个部件(例如，系统存储器620)的数据信号转换成适于由另一个部件(例如，处理器610)使用的格式。在一些实施例中，可将I/O接口630的功能分成两个或更多个单独的元件，诸如北桥芯片和南桥芯片。并且，在一些实施例中，可将I/O接口630的一些功能或所有功能(诸如到系统存储器620的接口)直接合并到处理器610中。
网络接口640可被配置为允许在控制器130与附接到网络(例如，网络690)的其他装置(诸如，一个或多个外部系统)之间交换数据。在各种实施例中，网络690可包括一个或多个网络，所述一个或多个网络包括但不限于局域网(LAN)(例如，以太网或公司网络)、广域网(WAN)(例如，因特网)、无线数据网络、蜂窝网络、Wi-Fi、一些其他电子数据网络或上述网络的某些组合。在各种实施例中，网络接口640可支持经由有线通用数据网络或无线通用数据网络(诸如任何合适类型的以太网)、经由电信/电话网络(诸如模拟语音网络或数字光纤通信网络)、经由诸如光纤通道SAN之类的存储区域网络、或经由任何其他合适类型的网络和/或协定的通信。
在一些实施例中，输入/输出装置650可包括一个或多个显示装置、键盘、小键盘、相机、触摸垫、触摸屏、扫描装置、语音或光学识别装置、或适于输入或存取数据的任何其他装置。多个输入/输出装置650可存在于控制器130中。在一些实施例中，类似的输入/输出装置可与控制器130分离。
在一些实施例中，所示出的计算机系统可实施上述任何方法(诸如图3及图5的流程图所示的方法)。在其他实施例中，可包括不同的元素和数据。
图6的控制器130仅仅是说明性的，并不旨在限制实施例的范围。具体来说，计算机系统及装置可包括可执行各种实施例的所指示功能的硬件或软件的任何组合，包括计算机、网络装置、因特网设备、智能电话、平板计算机、PDA、无线电话及寻呼机等。控制器130还可连接到未示出的其他装置，或可作为独立系统进行操作。另外，在一些实施例中，由所示元件提供的功能可组合在更少的部件中或分布在额外的部件中。类似地，在一些实施例中，可不提供一些所示部件的功能和/或可使用其他额外的功能。
虽然各种项目被示为在使用时存储在存储器中或存储上，但所述项目或所述项目的一部分可在存储器和其他存储装置之间传送，以用于存储器管理和数据完整性。替代地，在其他实施例中，一些或所有软件部件可在另一装置上的存储器中执行，并经由计算机间通信来与所示计算机系统通信。系统组件或数据结构中的一些或全部也可存储(例如，作为指令或结构化数据)在计算机可存取介质或便携式物品上，以由适当的驱动器读取，其各种示例在上文中描述。在一些实施例中，存储在与控制器130分离的计算机可存取介质上的指令可经由通过诸如网络和/或无线链接之类的通信介质所传送的诸如电、电磁或数字信号之类的传输介质或信号而传输到控制器130。各种实施例可进一步包括根据前文描述来在计算机可存取介质上或经由通信介质所实施的接收、发送或存储指令和/或数据。一般来说，计算机可存取介质可包括存储介质或存储器介质，诸如磁性介质或光学介质，例如磁盘或DVD/CD-ROM、易失性或非易失性介质，诸如RAM(例如，SDRAM、DDR、RDRAM、SRAM等)及ROM等。
在不同实施例中，可用软件、硬件或上述的组合来实施本文所描述的方法。另外，可改变方法的顺序，且可添加、重新排序、组合、省略或以其他方式修改各种元素。以非限制性方式呈现本文描述的所有示例。可利用本原理进行各种修改和改变。已在特定实施例的上下文中描述了根据实施例的实施。所述实施例旨在说明而非限制。可进行许多变化、修改、添加及改善。因此，可为本文所描述的元件设置多个示例为单个示例。各种元件、操作及数据存储器之间的边界在某种程度上是任意的，且在特定说明性配置的上下文中示出了特定操作。设想了其他功能分配，且所述其他功能分配可落入所附的权利要求内。最后，在示例性配置中作为离散元件呈现的结构和功能可实现为组合的结构或元件。
虽然前述内容针对本原理的实施例，但可在不脱离本原理的基本范围的情况下设计其他和进一步的实施例。

Claims (15)

1.一种用于验证脉冲系统的方法，包括：
使用用于至少一个脉冲模式的轮廓传感器的测量来产生所述脉冲系统的至少一个脉冲发生器的脉冲的脉冲轮廓；
选择已知正确操作的脉冲发生器的脉冲的代表性脉冲轮廓，所述脉冲包括至少一个与所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式的脉冲；
限定量化度量，利用所述量化度量来识别所述所产生的脉冲轮廓与所选择的代表性脉冲轮廓的所述至少一个相同脉冲模式的脉冲之间的相似性和/或差异；
根据限定的量化度量，比较所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及
基于所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的所述相应脉冲的所述比较来确定所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器是否正确操作。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述脉冲轮廓由控制器产生，所述控制器从所述至少一个脉冲发生器的输出的所述轮廓传感器接收所述测量。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述控制器从所述控制器能存取的存储装置选择已知正确操作的脉冲发生器的代表性脉冲轮廓。
4.如权利要求1所述的方法，其中在所述至少一个脉冲发生器的可用脉冲频率设置或占空比设置中的至少一者的范围内，针对多个功率水平中的每一个产生相应的脉冲轮廓。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在其中等离子体被点燃的工艺腔室中使用光学传感器的测量来产生等离子体工艺的脉冲轮廓，所述工艺腔室包括所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器的不同脉冲模式；
选择使用已知正确操作的脉冲系统所实施的等离子体工艺的代表性脉冲轮廓，所述代表性脉冲轮廓包括与所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式；
根据所述限定的量化度量，比较所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓和所述等离子体工艺的所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及
基于所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓与使用已知正确操作的所述脉冲系统所实施的所述等离子体工艺的所述所选择的代表性轮廓的所述相应脉冲的所述比较来确定所述脉冲系统是否正确操作。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：
在所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲的所述相应脉冲的所述比较之前，对所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓或所述所选择的代表性脉冲轮廓的脉冲中的至少一者的脉冲进行反卷积。
7.一种用于验证脉冲系统的设备，包括：
轮廓传感器，所述轮廓传感器用于测量至少一个脉冲发生器；以及
控制器，所述控制器包括：存储器，所述存储器用于存储至少程序指令和数据；以及处理器，当所述处理器执行所述程序指令时，所述处理器将所述设备配置成：
针对至少一个脉冲模式，使用来自所述轮廓传感器的所述至少一个脉冲发生器的输出的测量来产生所述脉冲系统的至少一个脉冲发生器的脉冲的脉冲轮廓；
选择已知正确操作的脉冲发生器的脉冲的代表性脉冲轮廓，所述脉冲包括至少一个与所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式的脉冲；
限定量化度量，利用所述量化度量来识别所述所产生的脉冲轮廓和所选择的代表性脉冲轮廓的所述至少一个相同脉冲模式的脉冲之间的相似性和/或差异；
根据限定的量化度量来比较所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及
基于所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲的所述比较，确定所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器是否正确操作。
8.如权利要求7所述的设备，其中已知正确操作的所述脉冲发生器的代表性脉冲轮廓存储在所述设备的所述存储器中。
9.如权利要求7所述的设备，其中所述控制器针对所述至少一个脉冲发生器的脉冲功率、脉冲频率和占空比中的一者或多者产生相应的脉冲轮廓。
10.如权利要求7所述的设备，其中所述控制器在所述至少一个脉冲发生器的可用脉冲频率设置或占空比设置中的至少一者的范围内针对多个功率水平中的每一个产生相应的脉冲轮廓。
11.如权利要求7所述的设备，进一步包括光学传感器。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述装置进一步被配置为：
在其中等离子体被点燃的工艺腔室中使用由所述光学传感器拍摄的所述等离子体工艺的图像的测量来产生等离子体工艺的脉冲轮廓，所述工艺腔室包括所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器的不同脉冲模式；
选择使用已知正常操作的脉冲系统所实施的等离子体工艺的代表性脉冲轮廓，所述代表性脉冲轮廓包括与所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式；
根据所限定的所述量化的度量来比较所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓和所述等离子体工艺的所述所选择的所述代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及
基于所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓与使用已知正确操作的所述脉冲系统所实施的所述等离子体工艺的所述所选择的代表性轮廓的所述相应脉冲的所述比较来确定所述脉冲系统是否正确操作。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述设备进一步被配置为：
在所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓和所述等离子体工艺的所述所选择的代表性脉冲的所述相应脉冲的所述比较之前，对所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓的所述脉冲或所述等离子体工艺的所述所选择的代表性脉冲轮廓的所述脉冲中的至少一者进行反卷积。
14.一种用于验证脉冲系统的系统，包括：
脉冲系统，所述脉冲系统包括至少一个脉冲发生器以产生脉冲；
工艺腔室，所述工艺腔室用于实施半导体工艺；
轮廓传感器，所述轮廓传感器用于测量至少一个脉冲发生器；以及
控制器，包括：存储器，所述存储器用于存储至少程序指令和数据；以及处理器，当所述处理器执行所述程序指令时，所述处理器将所述控制器配置为：
针对至少一个脉冲模式，使用来自所述轮廓传感器的所述至少一个脉冲发生器的输出的测量来产生所述脉冲系统的至少一个脉冲发生器的脉冲的脉冲轮廓；
选择已知正确操作的脉冲发生器的脉冲的代表性脉冲轮廓，所述脉冲包括至少一个与所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式的脉冲；
限定量化度量，利用所述量化度量来识别所述所产生的脉冲轮廓和所选择的代表性脉冲轮廓的所述至少一个相同脉冲模式的脉冲之间的相似性和/或差异；
根据限定的量化度量来比较所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及
基于所述所产生的脉冲轮廓和所述所选择的代表性脉冲轮廓的所述相应脉冲的所述比较，确定所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器是否正确操作。
15.如权利要求14所述的系统，进一步包括光学传感器，并且其中所述控制器进一步被配置为：
在其中等离子体被点燃的工艺腔室中使用由所述光学传感器拍摄的所述等离子体工艺的图像的测量来产生等离子体工艺的脉冲轮廓，所述工艺腔室包括所述脉冲系统的所述至少一个脉冲发生器的不同脉冲模式；
选择使用已知正常操作的脉冲系统所实施的等离子体工艺的代表性脉冲轮廓，所述代表性脉冲轮廓包括与所述等离子体工艺的所产生的脉冲轮廓相同的脉冲模式；
根据限定的量化度量来比较所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓和所述等离子体工艺的所选择的所述代表性脉冲轮廓的相应脉冲；以及
基于所述等离子体工艺的所述所产生的脉冲轮廓与使用已知正确操作的所述脉冲系统所实施的所述等离子体工艺的所述所选择的代表性轮廓的所述相应脉冲的所述比较来确定所述脉冲系统是否正确操作。
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