TW201625968A - 與電漿系統中的故障有關聯的辨識元件 - Google Patents

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Abstract

描述一種用以辨識電漿工具中之故障元件的方法。該方法包括取用從一頻率產生器暨測量裝置接收之參數的測量結果 。該測量結果係基於提供至一電漿工具的一部分之複數射頻(RF)信號而產生。該等RF信號具有一或更多頻率的範圍。該方法亦包括判定該參數是否指出一誤差,該誤差指出了電漿工具之該部分中的故障。該方法包括辨識該誤差所發生之頻率的界限、及基於該誤差所發生之頻率的界限而辨識產生該誤差之電漿工具的該部分的一或更多元件。

Description

與電漿系統中的故障有關聯的辨識元件
本實施例係關於與電漿工具中的故障相關之辨識元件。
電漿腔室係用於各樣的操作。例如,電漿腔室係用以在晶圓上沉積材料、蝕刻晶圓、清潔晶圓、等。為了執行該等操作,對電漿腔室進行控制。例如,於配方中提供待供應至電漿腔室的功率量以控制電漿腔室。
此外,電漿腔室形成電漿系統的一部分。電漿系統包括了其他零件,舉例而言,例如射頻(RF)產生器、阻抗匹配網絡、等。在電漿系統的使用下,零件隨著時間而劣化。此外,一些電漿系統在電漿系統的第一次使用期間就具有故障。
當電漿系統具有故障或劣化時,使用電漿腔室是困難的。在此背景下產生了本揭露內容所述之實施例。
本揭露內容之實施例提供了辨識與電漿工具中之故障相關的元件之設備、方法、及電腦程式。吾人應了解本發明可以許多方式加以實行,例如處理、設備、系統、裝置、或電腦可讀媒體上的方法。以下描述幾個實施例。
在一些實施例中,描述了辨識電漿工具中之故障元件的方法。該方法包括取用從一頻率產生器暨測量裝置接收的一參數的一測量結果。該測量結果係基於提供至一電漿工具的一部分之複數射頻(RF)信號而產生。該等RF信號具有一或更多的頻率範圍。該方法更包括判定該參數是否指出一誤差,該誤差指出了該電漿工具的該部分中之故障。該方法包括辨識該誤差所發生之頻率的複數界限、及基於該誤差所發生之頻率的該等界限而辨識產生該誤差的該電漿工具的該部分的一或更多元件。該方法係由一處理器執行。
在各樣的實施方式中,描述了辨識電漿工具中之故障元件的方法。該方法包括產生複數RF信號以將該等RF信號提供至一電漿工具的一部分。該等RF信號具有一或更多頻率範圍。該方法更包括基於該一或更多RF信號而測量一參數、及提供該參數至一主機系統。該主機系統係用以判定該參數是否指出該電漿工具的該部分中的一誤差、用以辨識該誤差所發生之頻率的複數界限、及用以基於該誤差所發生之頻率的該等界限而辨識產生該誤差的該電漿工具的該部分的一或更多元件。
在一些實施例中,描述一電漿系統。該電漿系統包括一電漿工具。該電漿工具包括一電漿腔室,該電漿腔室包括複數元件。該等元件包括多個電極 。該等電極其中一者係用以接收複數RF信號。該等RF信號具有一或更多的頻率範圍。該電漿工具更包括一RF傳輸線,該RF傳輸線連接至該電漿腔室用以促成該等RF信號至該電漿腔室之傳輸。該RF傳輸線的至少一部分係連接至一頻率產生器暨測量裝置。該電漿系統包括連接至該頻率產生器暨測量裝置的一主機系統。主機系統係用以從該頻率產生器暨測量裝置接收一參數的一測量結果。該測量結果係基於該等RF信號產生。該主機系統更用以判定該參數是否指出該電漿腔室或該RF傳輸線中的一誤差、辨識該誤差所發生之頻率的複數界限、及基於該誤差所發生之頻率的該等界限而辨識產生該誤差的該電漿腔室或該RF傳輸線的一或更多元件。
在一些實施例中,描述一連接器。該連接器包括一殼體,該殼體具有一開口端,該開口端使得進入該殼體的一空間內成為可行的。該連接器更包括一埠,該埠係安裝至該殼體以形成該殼體的一封閉端。該封閉端相對於該開口端係位於其對面。該埠具有用以傳輸一RF信號的一銷。該連接器包括一螺釘,該螺釘具有一頭部及一螺紋部分。該頭部具有一空間,該空間係用以容納該銷的一端部以將該銷裝配至該頭部的該空間中。該螺紋部分係用以安裝至一RF棒。該銷係用以容納一頻率產生器暨測量裝置的一連接器。
在各樣的實施方式中,描述了辨識電漿工具中之一或更多故障元件的方法。該方法包括提供一命令以產生複數RF信號。該命令係提供至一頻率產生器暨測量裝置。該等RF信號係提供至一電漿工具的一部分。該等RF信號具有一頻率範圍。該方法更包括從該頻率產生器暨測量裝置接收一參數的一測量結果。該測量結果係基於該等RF信號產生。該方法包括判定該參數是否指出該電漿工具的該部分中的一誤差、及辨識該頻率範圍內的一頻率子範圍。該子範圍為該誤差被指出在其中的一者。該方法包括基於該子範圍而辨識產生該誤差之該電漿工具的該部分的一或更多元件。該方法係由一處理器執行。
上述實施例的一些優點包括:基於感測器所感測的RF信號之頻率範圍而辨識一或更多故障元件。在一些實施例中,電漿工具的一組故障元件或每一故障元件產生複參數(complex parameter,例如阻抗、功率、等)的強度或相位之特徵。該特徵係用以辨識該故障元件或該組故障元件。此外,上述實施例的額外優點包括可裝配至電漿工具的一部分(例如,RF傳輸線、等)而無需對該部分進行修改之一連接器。例如,該連接器包括連接至RF傳輸線之螺紋的螺釘。RF傳輸線的螺紋係用以讓RF傳輸線安裝至一RF帶,該RF帶連接至一阻抗匹配電路。將RF帶從RF傳輸線解開以獲得螺紋所包圍的空隙。接著將螺紋與螺釘相裝配以將連接器安裝至RF傳輸線。該連接器連接至一頻率產生器暨測量裝置(例如,網路分析儀、等)的互補連接器以從RF傳輸線接收RF信號及對複參數進行測量。
從以下配合隨附圖式所做出之詳細描述,將更清楚本發明的其他態樣。
以下實施例描述了用以辨識電漿工具中的一或更多故障元件之系統及方法。顯而易見的,本實施例可被實行而無須一些或全部的特定細節。在其他情況下,為了不對本實施例造成不必要地混淆,眾所周知的處理操作則沒有被詳述。
圖1為用以產生電漿的電漿工具100之實施例的圖式。主機系統102連接至電漿工具100。主機系統102的範例包括了電腦,例如桌上型電腦、膝上型電腦、平板、手機等。
電漿工具100包括x、y、及z百萬赫茲(MHz)的射頻(RF)產生器、及部分104。x MHz RF產生器之範例包括了2 MHz RF產生器,y MHz RF產生器之範例包括了27 MHz RF產生器,且z MHz RF產生器之範例包括了60 MHz RF產生器。
在一實施例中,使用400千赫茲(kHz)的RF產生器,而不是2 MHz RF產生器。
吾人應注意在一實施例中,上面所提到的操作頻率改變。例如,2 MHz RF產生器在1.8 MHz與2.17 MHz之間運作。如另一範例,60 MHz RF產生器在57 MHz與63 MHz之間運作,400 kHz RF產生器在360 kHz與440 kHz之間運作,且27 MHz RF產生器在25.764 MHz與28.476 MHz之間運作。部分104包括部分106,部分106更包括部分108,部分108更包括部分110。部分104包括阻抗匹配電路111、電漿腔室112、及RF傳輸線114,該RF傳輸線將電漿腔室112連接至阻抗匹配電路111。
阻抗匹配電路111包括多個電路元件,例如電阻器、電容器、電感器等。阻抗匹配電路111將在阻抗匹配電路111之輸出端的阻抗與在阻抗匹配電路111之輸入端的阻抗相匹配。例如,阻抗匹配電路將負載的阻抗與來源的阻抗相匹配。負載之範例包括RF傳輸線114及電漿腔室112。來源之範例包括了將x MHz RF產生器連接至阻抗匹配電路111之輸入端N1的RF纜線CB1、將y MHz RF產生器連接至阻抗匹配電路111之輸入端N2的另一RF纜線CB2、將z MHz RF產生器連接至阻抗匹配電路111之輸入端N3的再另一RF纜線CB3、x MHz RF產生器、y MHz RF產生器、及z MHz RF產生器。
電漿腔室112包括卡盤118、上電極116、且可包括其它元件(未顯示於圖1中),例如圍繞上電極116的上介電環、圍繞上介電環的上電極延伸部、圍繞卡盤118之下電極的下介電環、圍繞下介電環的下電極延伸部等。卡盤118為靜電或磁性卡盤。上電極116係位於卡盤118的對面並面向該卡盤、且連接至基準電壓(例如,接地電壓、等)。上電極116包括一或更多氣體入口,例如連接至中央氣體供應器(未顯示)的孔、等。中央氣體供應器從氣體貯存器(未顯示)接收一或更多處理氣體。處理氣體之範例包括含氧氣體,例如O2 。處理氣體的其他範例包括含氟氣體,例如四氟化碳(CF4 )、六氟化硫(SF6 ),六氟乙烷(C2 F6 )、等。下電極及上電極116其中每一者係由金屬所製成,例如鋁、鋁的合金、銅、等。
RF傳輸線114包括了傳輸線部分122及圓柱部分124。傳輸線部分122的輸入端N4連接至阻抗匹配電路111的輸出端。圓柱部分124經由一RF帶而連接至傳輸線部分122,該RF帶將傳輸線部分122之輸出端與圓柱部分124的輸入端N5相連接。圓柱部分124於電漿腔室112之輸入端N6連接至電漿腔室112。圓柱124進一步從輸入端N6連接至下電極。
部分106包括了RF傳輸線114及電漿腔室112。部分108包括電漿腔室112及圓柱部分124。部分110包括電漿腔室112。
為每一部分104、106、108、及110測試元件中的故障,例如移位的元件、由不合適的材料所製成的元件、由合格等級以下的低級材料所製成的元件、隨著時間而劣化或磨損的元件、短路的元件、開路的元件、當配方指示元件接地時未接地的元件、當配方指示元件不接地時接地的元件、或有裂痕或損壞的元件、等。
在操作中,例如擋片(dummy wafer)、半導體晶圓、等的一晶圓(未顯示)係支撐在卡盤118的上表面120上。主機系統102將配方(例如,操作之RF頻率、所供給功率之強度及相位、時脈信號、等)提供至x、y、及z MHz RF產生器其中一或更多者。在一些實施例中,將時脈信號提供至x MHz RF產生器而不提供至y及z MHz RF產生器。一旦接收到配方,則x、y、及z MHz RF產生器以配方中所提供之它們各自的操作頻率(例如2 MHz、27 MHz、60 MHz等)進行運作以產生RF信號,該等RF訊號具有配方中所提供之各自的功率位準。每一RF信號具有一強度及一相位。在一實施例中,每一RF信號具有一阻抗的實部及一阻抗的虛部。在一實施例中,每一RF信號具有一伽馬的強度及一伽馬的相位。
由x、y、及z MHz RF產生器產生的RF信號係經由將產生器連接至阻抗匹配電路111的RF纜線CB1至CB3而提供至阻抗匹配電路111。例如,經由RF纜線CB1及輸入端N1將RF信號提供至阻抗匹配電路111,經由RF纜線CB2及輸入端N2將另一RF信號提供至阻抗匹配電路111,及經由RF纜線CB3及輸入端N3將另一RF信號提供至阻抗匹配電路111。
阻抗匹配電路111對負載的阻抗與來源的阻抗進行匹配而將經由輸入端N1至N3所接收的RF信號結合以進一步產生一阻抗匹配後RF信號。該阻抗匹配後RF信號經由傳輸線部分122、將傳輸線部分122連接至圓柱部分124的RF帶、及圓柱124而傳輸至電漿腔室112的下電極。
當在上電極116與卡盤118之間供應處理氣體、且將阻抗匹配後RF信號提供至卡盤118時,電漿腔室112中產生電漿或電漿的阻抗變化。電漿係用以於生產期間內在晶圓上執行各樣的處理,例如化學氣相沉積、嵌入孔、清潔、沉積、濺射、蝕刻、離子植入、阻劑剝除、等。 在處理的晶圓上發展積體電路,例如特定應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯裝置(PLD)、等,並將積體電路用於各樣的電子產品,例如手機、平板、智慧型手機、電腦、膝上型電腦、網路設備、等。
為了辨識一或更多故障的元件(例如,阻抗匹配電路111、傳輸線部分122、圓柱部分124、上電極116、卡盤118、電漿腔室112的C形護罩(未顯示於圖1中)、傳輸線部分122內的間隔物(未顯示於圖1中)、等),在電漿工具100的部分104、106、108、或110上執行測試。
為了對部分104進行測試,將阻抗匹配電路111的輸入端N1、N2、及N3從RF纜線CB1、CB2、及CB3斷開,並將一頻率產生器暨測量裝置(FGMD)連接至輸入端N1、N2、或N3。下面進一步描述該FGMD。此外,為了對部分106進行測試,將RF傳輸線114在其輸入端N4從阻抗匹配電路111的輸出端斷開,並將FGMD連接至輸入端N4。另外,為了對部分108進行測試,把將傳輸線部分122連接至圓柱部分124的RF帶移除,並將FGMD連接至圓柱部分124的輸入端N5。
在一些實施例中,將RF帶從傳輸線部分122斷開(而不是從圓柱部分124的輸入端N5斷開),並將FGMD連接至RF帶以對部分108進行測試。
同樣地,為了對部分110進行測試,將RF傳輸線114從電漿腔室112的輸入端N6斷開,並將FGMD連接至電漿腔室112的輸入端N6。
圖2為系統200之實施例的圖式,該系統係用以對RF傳輸線114及電漿腔室112進行測試。系統200包括FGMD 202、RF傳輸線114、及電漿腔室112。FGMD 202之範例包括網路分析儀、電壓及電流探針、電壓感測器、電流感測器、功率感測器、電容感測器、電感感測器、阻抗感測器、歐姆計、等。網路分析儀對散射參數(S參數)進行測量,電壓及電流探針對複電流及電壓進行測量,電壓感測器對複電壓進行測量,電流感測器對複電流進行測量,功率感測器對複功率進行測量,電容感測器對電容進行測量,電感感測器對電感進行測量,阻抗感測器對複阻抗進行測量,且歐姆計對電阻進行測量。S參數的範例包括S11及S12參數。S參數的其他範例包括S11、S12、S21、及S22參數。在一些實施例中,複電壓及電流包括了電流強度、電壓強度、及電流強度與電壓強度之間的相位。
在各樣的實施例中,S參數描述了當對電漿工具100之元件施加RF信號以展現元件的穩定狀態時元件的電性行為(electrical behavior)。無須將開路及短路施加於電漿工具100來判定S參數,而是使用一匹配負載(例如,部分104(圖1)、部分106(圖1)、部分108(圖1)、或部分110 (圖 1)、等)來判定S參數。例如,匹配負載係於FGMD之阻抗與連接至該FGMD的部分104之阻抗相匹配時使用。如另一範例,匹配負載係於FGMD之阻抗與連接至該FGMD的部分106之阻抗相匹配時使用。S參數係用以呈現各樣的電性,例如電漿工具100之元件的增益、回波損耗、電壓駐波比(VSWR)、反射係數、等。S參數隨著RF信號之頻率改變而改變。
FGMD 202經由連接器204及206連接至RF傳輸線114的傳輸線部分122。例如,連接器206促成連接器204至傳輸線部分122之輸入端N4的連接。連接器204經由RF纜線208連接至FGMD 202。連接器204連接至連接器206的一銷,下面會進一步描述該銷。
FGMD 202產生各樣頻率的RF信號、並經由RF纜線208、連接器204與206、及RF傳輸線114將RF信號供應至電漿腔室112的下電極。處理氣體並未供應至電漿腔室112。吾人應注意,在電漿工具(例如,電漿工具100(圖1)、等)之元件的測試期間內,電漿腔室112內並未產生電漿。
當電漿腔室112中並未產生電漿時,FGMD 202測量部分106的參數(例如,S11參數、複阻抗、複電壓、複電流、複電壓及電流、複傳輸功率、複供給功率、電容、電感、電阻、等)。參數係用以判定在部分106中是否存在著故障的元件。
圖3A為系統300之實施例的圖式,該圖式係用以說明使用不同的頻率範圍1至n以對RF傳輸線114或電漿腔室112(圖2)進行測試,其中n為大於零的整數。在一些實施例中,頻率範圍1包括了其餘的頻率範圍2至n其中任何一者內之頻率以外的頻率。例如,頻率範圍1包括了排除頻率範圍2至n其中任何一者之頻率的頻率。如另一範例,頻率範圍2包括了排除頻率範圍1及頻率範圍3至n其中任何一者之頻率的頻率。
系統300包括了FGMD 302及主機系統102。FGMD 302為FGMD 202(圖2)的一範例。頻率產生器302包括輸入/輸出(I/O)裝置304。I/O裝置306之範例包括鍵、按鈕、顯示螢幕、旋鈕、開關、鍵盤、等。
頻率範圍1至n從使用者經由I/O裝置304而被FGMD 302的控制器306接收、並被儲存在記憶裝置308中。控制器306從記憶裝置308取用頻率範圍1。控制器之範例包括處理器、特定應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯裝置(PLD)、中央處理單元(CPU)、等。此外,控制器306從記憶裝置308取用頻率範圍1內的每一頻率之功率位準。例如,記憶裝置308儲存了在頻率範圍之頻率與峰至峰值功率之間的映射關係(mapping)。在一些實施例中,經由I/O裝置304而從使用者接收頻率的功率位準。
控制器306將頻率範圍1、及映射至頻率範圍1之頻率的功率位準提供至RF電源310。RF電源310產生多個具有頻率範圍1內之頻率、且具有映射至該等頻率之功率位準的RF信號。該多個RF信號係經由連接器 204與206、及RF傳輸線114而提供至電漿腔室112(圖2)的下電極。
FGMD 302包括感測器312,該感測器偵測RF傳輸線114上的參數。該參數接著從感測器312被發送至主機系統102的通訊埠(未顯示)。在一些實施例中,主機裝置314的通訊埠為串列埠、或並列埠、或通用串列匯流排(USB)埠。該參數經由主機系統102的通訊埠而被主機系統102的處理器314接收、並被處理器314儲存於主機系統102的記憶裝置316中。記憶裝置316之範例包括硬碟、光碟、快閃記憶體、儲存磁碟冗餘陣列、等。記憶裝置的其它範例包括唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、等。在一些實施例中,記憶裝置為揮發性或非揮發性記憶裝置。
處理器314從記憶裝置316取用參數以執行下面參照圖6A、6B、7A、及7B而描述的方法。
如本文所使用,處理器意指微處理器、ASIC、PLD、或CPU、等。
吾人應注意,雖然FGMD 302中顯示一控制器及一記憶裝置,但在一些實施例中,FGMD 302可包括任何數量的記憶裝置及任何數量的控制器。例如,頻率範圍1至n係儲存在記憶裝置308中,而功率位準係儲存在另一記憶裝置中。
吾人更應注意,雖然主機裝置102中顯示一處理器及一記憶裝置,但在一些實施例中,主機裝置102可包括任何數量的記憶裝置、及任何數量的處理器。該等處理器係用以執行下面參照圖6A、6B、7A、及7B而描述的方法。
圖3B為系統320之實施例的圖式,該系統係用以藉由使用主機系統102而對FGMD 302進行頻率範圍1至n之程式化。處理器314從記憶裝置316取用頻率範圍1至n、並將頻率範圍1至n提供至FGMD 302的記憶裝置308。
在一些實施例中,頻率範圍1內的每一頻率之功率位準係儲存在記憶裝置316中、並接著由處理器314取用以提供至記憶裝置308。
系統320的其餘操作與圖3A之系統300的操作為類似的(例如,相同的、等)。
圖4為系統400之實施例的圖式,該圖式係用以說明係電漿工具100(圖1)等之範例的電漿工具的各樣元件、及說明FGMD 302與電漿工具之連接。系統400包括電漿反應器402。系統400包括連接器204與206、RF傳輸線406、及FGMD 302。RF傳輸線406為RF傳輸線114(圖2)之範例。
電漿反應器402包括電漿腔室408及RF筒410,該RF筒為圓柱部分122(圖1)之範例。電漿反應器402更包括返回RF帶412與414、接地環416、及底部電極殼體418。電漿腔室408包括上電極420、上電極延伸部422、C形護罩424、接地環416、及卡盤組件。卡盤組件包括卡盤426及設施板428。基板430(例如晶圓、等)係放置在卡盤426的頂部上以對基板430進行處理。處理該基板430之範例包括了清潔基板430、或蝕刻基板430、或對基板430之頂部上的氧化物或金屬進行蝕刻、或在基板430上沉積材料(例如氧化物、二氧化物、光阻材料、等)、或其組合。上電極420為上電極116(圖1)之範例,且卡盤426為卡盤118(圖1)之範例。
C形護罩424包括用以控制電漿腔室408內之壓力的狹縫。例如,開啟狹縫來增加通過狹縫之氣體流動以減少在電漿腔室408的間隙432中的氣體壓力。關閉狹縫來減少氣體流動以提高在間隙432中的氣體壓力。間隙432係形成於上電極420與卡盤426的下電極之間。
在各樣的實施例中,底部電極殼體418可為任何形狀,例如圓柱形、方形、多邊形、等。
在各樣的實施例中,RF筒410不是圓柱體且具有多邊形形狀,例如矩形形狀、方形形狀、等。
上電極延伸部422包圍著上電極420。C形護罩424包括了部分424A及424B。接地環416包括了接地環部分416A及另一接地環部分416B。底部電極殼體418包括了底部電極殼體部分418A、另一底部電極殼體部分418B、及再另一底部電極殼體部分418C。每一底部電極殼體部分418A及418B形成底部電極殼體418的一側壁。底部電極殼體418C形成了底部電極殼體418的底部壁。電漿反應器402包括了接地屏蔽434,該接地屏蔽更包括了接地屏蔽部分434A及另一接地屏蔽部分434B。
電漿腔室408被上電極420及上電極延伸部422包圍著。電漿腔室408更被C形護罩424及卡盤426包圍著。
接地環416係位於C形護罩424下方。在一些實施例中,接地環416係位於C形護罩424下方並與C形護罩相鄰。返回RF帶412連接至接地環部分416A,且返回RF帶414連接至接地環部分416B。返回RF帶412連接至底部電極殼體部分418A,且返回RF帶414連接至底部電極殼體部分418B。底部電極殼體部分418A連接至接地屏蔽部分434A,且底部電極殼體部分418B連接至接地屏蔽部分434B。接地屏蔽部分434A經由底部電極殼體部分418A連接至接地的RF通道436(例如RF護套、等),且接地屏蔽部分434B經由底部電極殼體部分418B及418C而連接至接地的RF通道436。
在一些實施例中,底部電極殼體418為包圍著RF筒410的圓柱體。RF筒410係用以讓RF信號通過的媒介。RF筒410經由RF耦合器444而連接至RF棒442,該RF耦合器包括了一或更多RF帶、一或更多RF棒、或一或更多RF帶與一或更多RF棒之組合。
連接器206連接至RF棒442及RF通道436。FGMD 302的連接器204連接至連接器206用以測量RF信號的參數。FGMD產生RF信號、並將其經由FGMD的連接器204、連接器206、RF棒442、RF耦合器444、及RF筒410發送至卡盤426。當傳送RF信號時, RF信號的阻抗改變、且FGMD 302對基於具有改變後阻抗之RF信號所產生的參數進行測量。
吾人應注意,電漿反應器402、RF傳輸線406、電漿腔室408、RF筒410、返回RF帶412與414、接地環416、底部電極殼體418、上電極420、上電極延伸部422、C形護罩424、卡盤426、設施板428、接地屏蔽434、RF棒442、間隔物 (未顯示於圖4中)、及RF耦合器444為電漿工具的元件之範例。
圖5A為連接器500之實施例的立體圖,該連接器係用以促成FGMD 202(圖2)的連接器(例如連接器204、等)與RF傳輸線114(圖1)之連接。連接器500為連接器206(圖2)之範例。連接器500包括了殼體501。殼體501係由金屬所製成,例如鋁、銅、鋼、鋁及鋼的合金、等。殼體501具有得以進入至殼體501內之空間505中的開口端503。
在一些實施例中,殼體501具有另一形狀的橫剖面(例如,方形、矩形、多邊形、橢圓形、由直線及曲線所組合形成的形狀、等),而不是如圖5A中所示的圓形橫剖面。
圖5B為具有埠507的連接器500之實施例的另一立體圖。連接器500具有位於開口端503(圖5A)對面的封閉端509。封閉端509係由埠507及蓋510所形成,該蓋係透過一或更多安裝機構而裝配至殼體500的部分512。安裝機構之範例包括螺釘、螺釘與螺栓、焊料、等。在一些實施例中,部分512及蓋510係整合成一零件以形成殼體501。
埠507亦透過一或更多安裝機構而裝配至蓋510。埠507在埠507的一端連接至RF棒442(圖4)、並在埠507的相反端連接至FGMD 202的連接器(例如,連接器204(圖2)、等)。
圖5C為連接器500之實施例的立體圖。如圖所示,部分512透過螺釘S1、S2、S3、及S4而裝配至蓋510。在一些實施例中,部分512透過任何數量的螺釘或安裝機構連接至蓋510。
此外,如圖所示,埠507透過螺釘S5、S6、S7、及S8、與螺栓B1、B2、B3、及B4而連接至蓋510。相似地,藉由移除螺釘S5、S6、S7、及S8、與螺栓B1、B2、B3、及B4而使埠507從蓋510脫離。在一些實施例中,埠507透過任何數量的螺釘、螺栓、或安裝機構而安裝至蓋510。
埠507包括了延伸通過蓋510的銷511。銷511的端部514連接至FGMD 202之連接器(例如,連接器204(圖2)、等)的母插座。銷511延伸穿過封閉端509(圖5B)而進入殼體501內所形成的空間505(圖5A)中。FGMD 202之連接器的殼體環繞著埠507的殼體516延伸以促成銷511的端部514與FGMD 202的連接器的母插座之間的連接。
圖5D為連接器500之實施例的側視圖。連接器500包括殼體501的第一部分523、及殼體501的第二部分525。第一部分523具有較第二部分525之橫剖面直徑更大的橫剖面直徑。第一部分523包括蓋510。
在各樣的實施例中,第一部分523具有多個橫剖面直徑,且所有的橫剖面直徑較第二部分525的多個橫剖面直徑更大。
在一些實施例中,第一部分523具有相同的橫剖面直徑或較小的橫剖面直徑(相較於第二部分525的橫剖面直徑)。吾人應注意在一些實施例中,第一部分523的表面為平滑的或有紋理的(例如,稜紋的、波紋的、粗糙的、等)。此外,在各樣的實施例中,第二部分525的表面為平滑的或有紋理的。
圖5E為連接器500之實施例的立體圖。螺釘513與銷511(圖5C)相裝配 。如圖所示,螺釘513的螺紋端為可見的。該螺釘具有一頭部,而銷511其位於端部514(圖5C)對面的端部係裝配至該頭部中。殼體501具有外表面527及內表面529。內表面529部分地包圍空間505。
圖5F為螺釘513之實施例的前視立體圖。螺釘513具有頭部515,該頭部包括了空隙519。空隙519延伸至螺釘513的螺紋部分(下面會對該螺紋部分進行說明)中。銷511(圖5C)其位於端部514(圖5C)對面的端部係裝配至空隙519中。
在各樣的實施方式中,空隙519延伸至螺釘513的頭部515中而沒有延伸至螺釘513的螺紋部分中。
在一些實施例中,空隙519的橫剖面具有與銷511之橫剖面相同的形狀。例如,空隙519的直徑較銷511的直徑稍大(例如,差不到一公厘、等)以使銷511得以裝配至空隙519中。在各樣的實施例中,在容許銷511裝配至空隙519中的同時,空隙519的橫剖面與銷511之橫剖面可為不同的形狀。
圖5G為螺釘513之實施例的圖式。螺釘513具有頭部515及螺紋端517。頭部515及螺紋端517延伸至連接器500之殼體501(圖5E)的空間505(圖5E)中。
圖5H為銷511延伸通過連接器500之封閉端509(圖5B)進入於殼體501內部形成的空間505中之立體圖。銷511具有一端部521,該端部位於端部514(圖5C)的對面。端部521裝配至螺釘513(圖5F)的空隙519(圖5F)中。為埠507的一部分之絕緣固定器552(例如,塑膠絕緣體、玻璃絕緣體、瓷絕緣體、等)在螺釘513(圖5G)與金屬環554之間提供了絕緣,該金屬環鄰接連接器500的封閉端509(圖5B)。絕緣固定器552亦支撐著延伸通過絕緣固定器552的銷511。金屬環554延伸至形成於殼體501中的空間505中。
在一些實施例中,排除了金屬環554。在這些實施例中,絕緣固定器552鄰接封閉端509。
圖5I為系統560之實施例的圖式,該圖式係用以說明連接器500與RF棒562之裝配。RF棒562為RF棒442(圖4)的一範例。系統560包括連接器500及為RF傳輸線406(圖4)之範例的RF傳輸線的部分564。部分564為係傳輸線部分122( 圖1)之範例的一傳輸線部分的一部分。
部分564包括了RF棒562,該RF棒被絕緣層566(例如,由聚四氟乙烯製成的絕緣層、由塑膠製成的絕緣層、由合成樹脂製成的絕緣層、等)所包圍。絕緣層566具有從絕緣體566的主體570延伸向RF棒562的間隔物568A及568B。絕緣層566被RF護套572所包圍,該RF護套為RF通道436(圖4)之範例。在一實施例中,RF護套572形成一RF返回路徑。一空隙574存在於RF護套572與絕緣層566之間、亦存在於RF護套572與RF棒562之間。
在幾個實施例中,使用空氣做為絕緣體,且空氣(而不是主體570)包圍著RF棒562。在這些實施例中,間隔物568A及568B從RF護套572延伸至RF棒562。在一些實施例中,並非間隔物568A及568B從RF護套572延伸至RF棒562,而是間隔物568A及568B連接至RF護套572以延伸至RF棒562。
在一些實施例中,RF棒562、主體570、及RF護套572具有相同形狀的橫剖面(例如圓形、矩形、橢圓形、等)。
在各樣的實施例中,RF棒562、主體570、及RF護套572具有與連接器500之殼體501相同形狀的橫剖面。
連接器500之殼體501的部分512延伸至空隙574中以將連接器500與部分564相裝配。當殼體501的部分512延伸至空隙574中時,部分512的外表面527(圖5E)鄰接RF護套572的內表面。例如,當部分512的外表面527相鄰於RF護套572時,RF護套572包裹著部分512 。此外,當殼體501的部分512延伸至空隙574中時,部分512的內表面529係相鄰於絕緣層566。
另外,當部分512延伸至空隙574中時,螺釘513的螺紋部分517延伸進入該RF棒562內形成的空間576中以使得在銷511與RF棒562之間經由螺釘513的電連接成為可行的。對螺釘513的螺紋部分517形成互補關係的螺紋環繞著空間576。如圖所示,銷511經由螺釘513之頭部515中的空隙519(圖5F)而延伸至螺釘513的螺紋部分517中。
在操作中,將FGMD 302(圖3B)產生的RF信號經由纜線208(圖2)及連接器204(圖2)發送至銷511。該RF信號進一步從銷511經由螺釘513的螺紋部分517而傳輸至RF棒562。RF信號被改變以包含在電漿工具100(圖1)的一或更多元件中的變化。
改變後的RF信號從RF棒562經由螺釘513的螺紋部分517而被銷511接收、並進一步從銷511經由纜線208及FGMD 202(圖2)的連接器204而被感測器312(圖3A)所接收。感測器312偵測該改變後RF信號之參數、並經由主機系統102(圖3A)的通訊埠將參數提供至主機系統102的處理器314以儲存於主機系統102的記憶裝置316(圖3A)中。主機系統102的處理器314(圖3A)從記憶裝置316取用參數。
吾人應注意,如圖5I中所示,埠516的部分579延伸出殼體501,且埠516的其餘部分581延伸至螺釘513中。
圖6A為系統600之實施例的圖式,該系統係用以辨識產生了參數中的誤差的電漿工具100(圖1)的一或更多元件。系統600係在主機系統102的處理器314(圖3A)中實行。
系統600包括一誤差判定模組602,該誤差判定模組連接至一頻率界限辨識器模組604。該頻率界限辨識器模組604連接至一元件辨識器模組606。
吾人應注意,如本文中所述,每一模組係作為軟體、硬體、或其組合來實行。例如,每一模組係由處理器314執行的一段電腦碼。如另一範例,每一模組為積體電路(例如ASIC、PLD、等)的一部分。如再另一範例,每一模組的一部分係作為電腦碼來實行,而模組的其餘部分係作為積體電路來實行。
圖6B為方法607之實施例的流程圖,該方法係用以辨識電漿工具100的一或更多故障元件。方法607係於RF來源310(圖3A)正在供應具有介於頻率範圍n(例如,頻率範圍1、或頻率範圍2、等)之頻率的RF信號時執行。
在方法607的操作610中,當RF來源310正在提供具有在頻率範圍n中之頻率的RF信號時,處理器314取用主機裝置102(圖3A)從感測器312(圖3A)測量並接收的參數。感測器312將參數的測量值提供至記憶裝置316,而處理器314從記憶裝置316取用參數。
在方法607的操作612中,誤差判定模組602(圖6A)判定參數是否指出一誤差。例如, 判定感測器312所感測到的RF信號之阻抗的強度是否在預定的強度界限之外。一旦判定該強度在預定的強度界限之外,則誤差判定模組602判定參數中已發生誤差。在另一方面,一旦判定該強度係在預定的強度界限內,則誤差判定模組602判定參數中未發生誤差。如另一範例,判定感測器312所感測到的RF信號之阻抗的相位是否在預定的相位界限之外。一旦判定該相位在預定的相位界限之外,則誤差判定模組602判定參數中已發生誤差。在另一方面,一旦判定該相位係在預定的相位界限內,則誤差判定模組602判定參數中未發生誤差。
如再另一範例(參照圖10A),判定感測器312所感測到的RF信號之阻抗的強度是否在阻抗強度之預定邊界C1與C2之間的範圍之外。在一些實施例中,如本文中所述之預定邊界係於電漿工具100不具有故障時產生。圖10A為曲線圖1002之實施例,該曲線圖繪製了感測器312所感測到之RF信號的阻抗之強度對RF信號之頻率f的曲線。曲線圖1002中的頻率f介於P1 MHz與P2 MHz之間,其中每一P1為大於或等於零的實數,且P2為大於零且大於P1的實數、等。曲線圖1002包括三條曲線1004、1006、及1008。曲線1006及1008係為了在上電極420(圖4)與卡盤426(圖4)之間的不同間隙所繪製。例如,當繪製曲線1006時,上電極420與卡盤426之間的間隙不同於x公厘(mm)的間隙 。繼續該範例,當繪製曲線1008時,上電極420與卡盤426之間的間隙為x mm。
曲線1006及1008的局部最小值M1及M2(例如,在頻率範圍P1 MHz至P2 MHz等內的最小值)處於預定邊界C1與C2之間的範圍中。此外,曲線1004的局部最小值M3(例如,在頻率範圍P1 MHz至P2 MHz內的最小值)係位於預定邊界C1與C2之外。當誤差判定模組602判定局部最小值M3係位於預定邊界C1與C2之間的範圍之外時,誤差判定模組602判定參數中的誤差已發生。在另一方面,當誤差判定模組602判定每一局部最小值M1及M2係位於預定邊界C1與C2之間的範圍內時,誤差判定模組602判定參數中的誤差未發生。
如再另一範例(參照圖10B),判定感測器312所感測到的RF信號之阻抗相位是否具有一斜面位於阻抗相位的預定邊界C3與C4的斜面之間的預定範圍之外。圖10B為曲線圖1010之實施例,該曲線圖繪製了感測器312所感測到之RF信號的阻抗之相位對RF信號之頻率f的曲線。曲線圖1010中所繪製的頻率f介於P1 MHz至P2 MHz。曲線圖1010包括三條曲線1012、1014、及1016。曲線1014及1016係為了在上電極420(圖4)與卡盤426(圖4)之間的不同間隙所繪製。例如,當繪製曲線1014時,上電極420與卡盤426之間的間隙不同於x公厘(mm)。在此範例中,當繪製曲線1016時,上電極420與卡盤426之間的間隙為x mm。
曲線1012的轉變範圍T1的斜面處於預定邊界C3與C4的斜面之間的預定範圍之外。轉變範圍T1從感測器312所感測到的RF信號之相位的高位準LVL1轉變至RF信號之相位的低位準LVL2。位準LVL2低於高位準LVL1。此外,曲線1014的轉變範圍T2處於預定邊界C3與C4之內。轉變範圍T2從RF信號之相位的高位準LVL1轉變至RF信號之相位的低位準LVL3。此外,曲線1016的轉變範圍T3處於預定邊界C3與C4之內。同樣地,轉變範圍T3從RF信號之相位的高位準LVL1轉變至RF信號之相位的低位準LVL3。位準LVL3低於高位準LVL1。吾人應注意,轉變範圍的斜面定義了轉變範圍是否在預定邊界C3與C4之內。轉變範圍的斜面定義了轉變範圍的形狀,且該形狀提供了電漿工具100(圖1)的一或更多元件的品質。
當誤差判定模組602判定轉變範圍T1具有在預定邊界C3與C4的斜面之間的預定範圍之外的斜面時,誤差判定模組602判定參數中的誤差已發生。在另一方面,當誤差判定模組602判定每一轉變範圍T2及T3具有在預定邊界C3與C4的斜面之間的預定範圍內的斜面時,誤差判定模組602判定參數中的誤差未發生。
在一實施例中,替代性地或在比較轉變範圍的斜面與預定邊界C3與C4的斜面以外,誤差判定模組602判定轉變範圍的零交越(例如,轉變範圍之相位為零的頻率、等)是否在預定邊界C3與C4具有其零交越(例如,預定邊界C3與C4之相位為零的頻率、等)的頻率範圍之內。例如,一旦判定轉變範圍的零交越係在預定邊界C3與C4具有其零交越之頻率範圍內時,誤差判定模組602判定參數中的誤差未發生。在另一方面,一旦判定轉變範圍的零交越係在預定邊界C3與C4具有其零交越的頻率範圍之外時,誤差判定模組602判定參數中的誤差已發生。吾人應注意,RF信號之相位為零的頻率為該RF信號的諧振頻率。如另一範例,一旦判定轉變範圍T1具有在預定邊界C3與C4的斜面之間的預定範圍之外的斜面時、且轉變範圍T1的零交越在預定邊界C3與C4具有其零交越的頻率範圍之外時,誤差判定模組602判定參數中的誤差已發生。在另一方面,一旦判定轉變範圍T1具有在預定邊界C3與C4的斜面之間的預定範圍之內的斜面時、且轉變範圍T1的零交越在預定邊界C3與C4具有其零交越的頻率範圍之內時,誤差判定模組602判定參數中的誤差未發生。
如另一範例(參照圖11),判定感測器312所感測到的RF信號之阻抗的相位是否在阻抗之相位的預定邊界C5與C6之間的範圍之外。圖11為曲線圖1102之實施例,該曲線圖繪製了感測器312所感測到之RF信號的阻抗之相位對RF信號之頻率f的曲線。曲線圖1102中所繪製的頻率f介於P1 MHz至P2 MHz。曲線圖1102包括曲線1104、1106、及1108。曲線1104、1106、及1108係繪製用以判定上電極420(圖4)與卡盤426(圖4)之間的間隙已增加至在一預定位準以外的位準。例如,曲線1108係於上電極420與卡盤426之間的間隙為27 mm時繪製,曲線1106係於間隙為34 mm時繪製,且曲線1104係於間隙為53 mm時繪製。當誤差判定模組602判定感測器312所感測到的RF信號之曲線1108中所繪製的相位係在預定邊界C5與C6之間的範圍之外時,誤差判定模組602判定參數中的誤差已發生。在另一方面,當誤差判定模組602判定感測器312所感測到的RF信號之曲線1104及1106中所繪製的相位係在預定邊界C5與C6之間的範圍之內時,誤差判定模組602判定參數中的誤差未發生。吾人應注意,當卡盤426(圖4)與上電極420(圖4)之間的間隙為27 mm或34 mm時,電漿反應器402(圖4)中沒有故障。在另一方面,當卡盤426與上電極420之間的間隙增加至53 mm時,電漿反應器402中存在著故障。
如另一範例(參照圖12A),判定感測器312所感測到的RF信號之阻抗的強度是否在感測器312所感測到的RF信號之頻率的預定邊界C7與C8之間的範圍之外。圖12A為曲線圖1200之實施例,該曲線圖繪製了感測器312所感測到之RF信號的阻抗之強度對RF信號之頻率f的曲線。曲線圖1200中所繪製的頻率f介於Q1 MHz至Q2 MHz,其中Q1為大於或等於零的實數,且Q2為大於零且大於Q1的實數、等。曲線圖1200包括曲線1202及1204。如曲線1204中所示,曲線1204的局部最大值出現在預定邊界C7與C8之外。預定邊界C7與C8為曲線1202提供了頻率界限,而該曲線係於電漿工具100沒有故障時繪製。當誤差判定模組602判定感測器312所感測到的RF信號之曲線1204中所繪製的阻抗之強度的局部最大值在預定邊界C7與C8之間的範圍之外時,誤差判定模組602判定參數中的誤差已發生。在另一方面,當誤差判定模組602判定感測器312所感測到的RF信號之曲線1202中所繪製的阻抗之強度的局部最大值在預定邊界C7與C8之間的範圍之內時,誤差判定模組602判定參數中的誤差未發生。
如再另一範例(參照圖12B),判定感測器312所感測到的RF信號之阻抗的相位是否在感測器312所感測到的RF信號之頻率的預定邊界C9與C10之間的範圍之外。圖12B為曲線圖1210之實施例,該曲線圖繪製了感測器312所感測到的RF信號之阻抗的相位對RF信號之頻率f的曲線。曲線圖1210中所繪製的頻率f介於Q1 MHz至Q2 MHz。曲線圖1210包括曲線1212及1214。如曲線1214中所示,從曲線1214的高相位位準1216至曲線1214的低相位位準1218之相位轉變發生在預定邊界C9與C10之外。此外,如曲線1212中所示,從曲線1212的高相位位準1216至曲線1212的低相位位準1218之相位轉變發生在預定邊界C9與C10之內。預定邊界C9與C10為曲線1212提供了頻率界限,而該曲線係於電漿工具100沒有故障時繪製。當誤差判定模組602判定由感測器312所感測到、且被繪製於曲線1214中的RF信號之相位的轉變係在預定邊界C9與C10之間的範圍之外時,誤差判定模組602判定參數中的誤差已發生。在另一方面,當誤差判定模組602判定由感測器312所感測到、且被繪製於曲線1212中的RF信號之相位的轉變係在預定邊界C9與C10之間的範圍之中時,誤差判定模組602判定參數中的誤差未發生。
回到圖6A及6B,作為判定出參數指出誤差未發生的回應,方法607結束。在另一方面,作為判定出參數指出誤差已發生的回應,在操作614中頻率界限辨識器604對誤差所發生的頻率之界限進行辨識。例如,參照圖10A所示,頻率界限辨識器604辨識出感測器312所感測到的RF信號之阻抗強度中的誤差所發生之頻率的界限包括了L1(例如P1 MHz、等)及L2(例如P2 MHz、等)。如另一範例,參照圖10B所示,頻率界限辨識器604辨識出感測器312所感測到的RF信號之阻抗的相位轉變中的誤差所發生之頻率的界限包括了L1及L2。如再另一範例,參照圖11所示,頻率界限辨識器604辨識出感測器312所感測到的RF信號之阻抗的相位中的誤差所發生之頻率的界限包括了L1及L2。如另一實例,參照圖12A 所示,頻率界限辨識器604辨識出感測器312所感測到的RF信號之阻抗的強度中的誤差所發生之頻率的界限包括了L3(例如Q1 MHz、等)及L4(例如Q2 MHz)。如再另一範例,參照圖12B所示,頻率界限辨識器604辨識出感測器312所感測到的RF信號之阻抗的相位轉變中的誤差所發生之頻率的界限包括了L3及L4。
在一些實施例中,頻率界限辨識器604判定參數之誤差所發生的頻率之界限以包括參數中的誤差被指出在其中的頻率之值,且該等值係在被指出沒有誤差的頻率之值的範圍內。例如,如圖10A中所示,曲線1004、1006、及1008從P1 MHz的頻率開始直到頻率值V1為一致的、從頻率值V1至頻率值V2為不一致的、接著從頻率值V2至P2 MHz的頻率為一致的。如圖10B中可見,曲線1004、1006、及1008在P1 MHz的頻率與值V1之間由於它們具有相似的斜面(例如,相同的斜面、在一預定斜面範圍內的斜面、等)而為一致的、在值V1與值V2之間由於它們具有不同的斜面而為不一致的、且在值V2與P2 MHz的頻率之間由於它們具有相似的斜面而為一致的。如另一範例,頻率界限辨識器604判定參數之誤差所發生的頻率之界限以包括參數中的誤差被指出在其中的頻率之值,且該等值係處於第一組被指出沒有誤差之頻率的值與第二組被指出沒有誤差的值之間。
在一些實施例中,頻率界限辨識器604辨識頻率的界限以包括參數中之誤差所發生的頻率值、並排除誤差並未發生的頻率值。例如,回頭參照圖10A,頻率之界限係辨識為在V1與V2之間,而不是在P1 MHz與P2 MHz之間。曲線1004、1006、及1008之斜面在P1 MHz與V1的頻率值之間、及在V2與P2 MHz的頻率值之間為相似的。頻率界限辨識器604於判定參數中之誤差所發生的頻率之界限時排除了在P1 MHz與V1之間的頻率值、及在V2的頻率值與P2 MHz之間的頻率值。
在各樣的實施例中,使用者透過主機系統102(圖1)的輸入裝置而將參數之誤差所發生的頻率之界限作為預定的界限提供至頻率界限辨識器604。例如,使用者透過主機系統102的輸入裝置而規定當在頻率值f1判定了參數中的誤差時,則頻率的預定界限在從頻率值f1 +l1 MHz與頻率值f1 -l1 MHz之間延伸,其中l1為大於零的實數、等。
回頭參照圖6A及6B,在操作616中,元件辨識器模組606基於操作614中所辨識的頻率界限而辨識產生了參數中的誤差的電漿工具100之部分的一或更多元件。例如,參照圖10A及10B,一旦元件辨識器模組606判定與阻抗強度最小值或相位轉變相關的頻率界限L1及L2匹配預先儲存的頻率界限(例如,P1 MHz及P2 MHz、等),則元件辨識器模組606判定上電極420、或C形護罩424、或上電極延伸部422(圖4)產生參數中的誤差。預先儲存的頻率界限與一或更多元件之間的映射關係儲存在主機裝置302(圖3A)的記憶裝置316(圖3)中。吾人應注意,頻率界限L1係匹配至P1 MHz的預先儲存之頻率界限,且頻率界限L2係匹配至P2 MHz的預先儲存之頻率界限。
如另一實例(參照圖10A及10B),一旦元件辨識器模組606判定與阻抗強度最小值相關、或與相位轉變相關的頻率界限L1及L2匹配預先儲存的頻率界限(例如,P1 MHz及P2 MHz、等),則元件辨識器模組606判定上電極420產生參數中的誤差。吾人應注意,元件辨識器模組606將頻率界限L1匹配至P1 MHz的預先儲存之頻率界限,且元件辨識器模組606將頻率界限L2匹配至P2 MHz的預先儲存之頻率界限。如再另一範例(參照圖11),一旦元件辨識器模組606判定與RF信號之相位相關的頻率界限L1及L2匹配預先儲存的頻率界限(例如,P1 MHz及P2 MHz、等),則元件辨識器模組606判定C形護罩424產生參數中的誤差。如另一範例(參照圖12A及12B),一旦元件辨識器模組606判定與阻抗強度最大值相關、或與相位轉變相關的頻率界限L3及L4 匹配預先儲存的頻率界限(例如,Q1 MHz及Q2 MHz、等),則元件辨識器模組606判定參數中的誤差係由於間隔物568A及568B(圖5I)中的移位(例如,移動、等)而產生。
在一些實施例中,元件辨識器模組606判定頻率界限L1是否在預先儲存的下頻率界限(例如P1 MHz)之臨界範圍內、及頻率界限L2是否在預先儲存的上頻率界限(例如P2 MHz、等)之臨界範圍內,而不是判定頻率界限L1及L2是否匹配預先儲存的頻率界限(例如,P1 MHz及P2 MHz、等)。
在各樣的實施例中,元件辨識器模組606判定頻率界限L3是否在預先儲存的下頻率界限(例如Q1 MHz)之臨界範圍內、及頻率界限L4是否在預先儲存的上頻率界限(例如Q2 MHz、等)之臨界範圍內,而不是判定頻率界限L3及L4是否匹配預先儲存的頻率界限(例如,Q1 MHz及Q2 MHz、等)。
圖7A為系統700之實施例的圖式,該圖式係用以說明測試電漿工具100(圖1)的方法。系統700係在主機系統102(圖1)的處理器314(圖3A)中實行。系統700包括了命令通訊模組702、參數測量通訊模組704、誤差判定模組706、頻率子範圍辨識器模組708、及元件辨識器606。參數測量通訊模組704包括了上面所述之通訊埠。
在一實施例中,通訊模組包括用以串列傳輸數據的串列埠、用於以並列方式傳輸數據的並列埠、或USB埠。
命令通訊模組702係位於主機系統102(圖1)中且連接至主機系統102的處理器314。當處理器314提供一命令至命令通訊模組702時,命令通訊模組將該命令發送至FGMD 302(圖3B)的通訊模組(未顯示)。FGMD 202的命令通訊模組連接至FGMD 302的控制器306(圖3B)。
此外,參數測量通訊模組704係位於主機系統102中且連接至主機系統102的處理器314。在一些實施例中,命令通訊模組702及參數測量通訊模組704為相同的通訊模組。
圖7B為方法720之實施例的流程圖,該流程圖係用以說明電漿工具100的測試,該測試係用以辨識產生參數中之誤差的一或更多元件。在方法720的操作722中,命令通訊模組702(圖7A)將一命令傳遞至FGMD 302(圖3B)的通訊模組。該命令係用以產生具有多個頻率的多個RF信號。例如,該命令係用以產生具有頻率範圍1至n(圖3A)的RF信號。FGMD 302的通訊模組將該命令提供至FGMD 302的控制器306(圖3B)。做為接收該命令的回應,控制器306將頻率範圍1至n提供至RF電源310(圖3B)。RF電源310產生具有頻率範圍1至n的RF信號。
在一些實施例中,該命令包括頻率範圍1至n。在各樣的實施例中,該命令包括了與用以產生RF信號之頻率範圍1至n相關的功率位準(例如,功率值、等)。
在方法720的操作724中,參數測量通訊模組704(圖7A)從FGMD 302的通訊模組接收參數的測量結果(例如,值、等)。測量結果係由FGMD 302的感測器312(圖3B)完成、並由感測器312提供至FGMD 302的控制器306以儲存於FGMD 302的記憶裝置308(圖3B)中。FGMD 302的控制器306從記憶裝置308取用測量結果、並透過FGMD 302的通訊模組將測量結果提供至參數測量通訊模組704。
在操作726中,誤差判定模組726判定測量結果是否指出參數中的誤差。例如,參照圖9A,誤差判定模組726判定參數的強度是否在參數強度之預先定義的上界限UL1與預先定義的下界限LL1內。圖9A繪製了參數之強度,該參數之強度係由感測器312(圖3A)藉由對具有在頻率範圍1至n中之頻率的RF信號進行感測而判定。在頻率範圍1至n中之RF信號的頻率介於頻率值R1至頻率值R2,其中R1為大於或等於零的實數,而R2為大於零且大於R1的實數、等。作為判定參數之強度係在預先定義的上界限UL1與預先定義的下界限LL1內的回應,誤差判定模組726判定參數中沒有誤差。在另一方面,作為判定參數之強度係在預先定義的上界限UL1與預先定義的下界限LL1之外的回應,誤差判定模組726判定參數中有誤差。
如另一範例(參照圖9B),誤差判定模組726判定參數之相位是否在預先定義的上界限UL2與預先定義的下界限LL2之內。圖9B繪製了參數之相位,該參數之相位係由感測器312(圖3A)藉由對具有在頻率範圍1至n中之頻率的RF信號進行感測而判定。作為判定參數之相位係在預先定義的上界限UL2與預先定義的下界限LL2之內的回應,誤差判定模組726判定參數中沒有誤差。在另一方面,作為判定參數之相位係在預先定義的上界限UL2與預先定義的下界限LL2之外的回應,誤差判定模組726判定參數中有誤差。
如再另一範例(參照圖9C),誤差判定模組726判定感測器312所判定之阻抗的強度中是否存在著偏移SH1。偏移SH1代表系統損耗,例如部分104、或106、或108、或110(圖1)、等所造成的功率損耗。強度係於電漿工具100沒有產生參數中的誤差時判定。圖9C為曲線圖950之實施例,該曲線圖繪製了阻抗之強度,該阻抗之強度係由感測器312藉由對具有頻率範圍1至n之RF信號進行感測而判定。頻率範圍1至n中的頻率之下界限的範例包括了頻率值SR1(例如,O1 MHz、等),而頻率範圍1至n中的頻率之上界限的範例包括了頻率值SR2(例如,O2 MHz、等),其中O1為大於或等於零的實數,而O2為大於零且大於O1的實數、等。作為判定參數中的偏移SH1未發生的回應,誤差判定模組726判定參數中沒有誤差。在另一方面 ,作為判定參數中的偏移SH1已發生的回應,誤差判定模組726判定參數中有誤差。在一些實施例中,偏移SH1為預定的偏移值。
吾人應注意,偏移SH1係在上電極420與卡盤426(圖4)之間的間隙之變化所產生。例如,曲線圖950的曲線952對應於27公厘的間隙,曲線圖950的曲線954對應於34公厘的間隙,且曲線圖950的曲線956對應於53公厘的間隙。曲線954與曲線956重合。
在一實施例中,在上電極420與卡盤426之間的間隙的量上之變化不會導致偏移。例如,當間隙從34 mm變化至53 mm時(反之亦然)所測量的阻抗強度係由重合的曲線954及956代表。然而,參照以下將進一步描述的圖11,在間隙的量上之變化導致了在諧振頻率上的變化(以下將進一步描述)。
回頭參照圖7A及7B,一旦判定測量結果並未指出參數中的誤差,則方法720結束。在另一方面,一旦判定測量結果指出參數中的誤差,則在操作728中,頻率子範圍辨識器模組708辨識在範圍1至n中之頻率的子範圍。該子範圍係以與操作614(圖6B)辨識參數中之誤差所發生之頻率界限相似的方式來辨識。例如,子範圍係在參數中之誤差所發生之頻率的一預定範圍內。進一步說明,子範圍係在偏移SH1所發生之頻率的一預定範圍(例如,±a1 MHz、等)內,其中a1為大於零的實數、等。如另一範例,子範圍係在阻抗之相位中的誤差所發生之頻率的一預定範圍內。如另一範例,子範圍為範圍1至n其中一者。如另一範例,圖10A中的值V1及V2為子範圍之下界限及上界限的範例。如再另一範例,圖10A、10B、及11中的值L1及L2為子範圍之下界限及上界限的範例。如再另一範例,圖12A及12B中的值 L3及L4為子範圍之下界限及上界限的範例。
在操作730中,元件辨識器606以與操作616(圖6B)相似的方式來辨識在電漿工具100之部分中產生故障的一或更多元件。例如,一旦元件辨識器模組606判定頻率界限L1及L2匹配或在預先儲存之頻率界限(例如,P1 MHz與P2 MHz、等)的一預定範圍內,則元件辨識器模組606判定參數中的誤差係由上電極420(圖4)產生。
圖8為說明頻率範圍係用以辨識不同組的元件之圖式。例如,頻率範圍802係用以辨識電漿工具100(圖1)之元件A、B、C、及D。進一步說明,當操作614(圖6B)中所辨識的頻率之界限處於頻率範圍802內時,元件辨識器模組606(圖6A)將元件A至D辨識為產生了參數中的誤差。如另一例證,當操作728(圖7B)中所辨識的子範圍包括頻率範圍802時,元件辨識器模組606(圖7B)將元件A至D辨識為產生了參數中的誤差。
如再另一範例,頻率範圍804係用以辨識電漿工具100的元件E及F。進一步說明,當操作614中所辨識的頻率之界限處於頻率範圍804內時,元件辨識器模組606將元件E及F辨識為產生了參數中的誤差。如另一例證,當操作728中所辨識的子範圍包括頻率範圍804時,元件辨識器模組606將元件E及F辨識為產生了參數中的誤差。
如另一範例,頻率範圍806係用以辨識電漿工具100的元件G、H、I、J、K、及L。進一步說明,當操作614中所辨識的頻率之界限處於頻率範圍806內時,元件辨識器模組606將元件G至L辨識為產生了參數中的誤差。如另一例證,當操作728中所辨識的子範圍包括頻率範圍806時,元件辨識器模組606將元件G至L辨識為產生了參數中的誤差。
在各樣的實施例中,每一頻率範圍802、804、及806係與任何數量之元件中的故障相關。例如,頻率範圍802係與三個元件(而不是四個)中的故障相關。如另一範例,頻率範圍804係與五個元件(而不是六個)中的故障相關。
在一些實施例中,一元件係基於多個不同的頻率範圍而被辨識為產生了參數中的誤差。例如,當操作614中所辨識的頻率之界限處於頻率範圍806內時,元件辨識器模組606將元件G辨識為產生了參數中的誤差。此外,在此範例中,當操作614中所辨識的頻率之界限處於頻率範圍804內時,元件辨識器模組606將相同的元件G辨識為產生了參數中的誤差。如另一範例,當操作728中所辨識的子範圍包括了頻率範圍806時,元件辨識器模組606將元件L辨識為產生了參數中的誤差。另外,在此範例中,當操作728中所辨識的子範圍包括了頻率範圍802時,元件辨識器模組606將元件L辨識為產生了參數中的誤差。
圖13A為系統1300之實施例的圖式,該系統係用以判定電漿工具100(圖1)的故障元件之頻率、及用以辨識電漿工具100的故障元件。系統1300包括了頻段施加器1302、模型產生器1304、關聯模組1306、測試模組1308、及元件辨識器606。FGMD 302(圖3A)、或FGMD 302與主機系統102(圖3A)的處理器314之組合為頻段施加器1302之範例。主機系統102的處理器314為模型產生器1304及關聯模組1306其中每一者之範例。FGMD 302、或 FGMD 302與處理器1314之組合為測試模組1308之範例。處理器314為元件辨識器606之範例。
圖13B為方法1320之實施例的流程圖,該方法係用以判定電漿工具100(圖1)的故障元件之頻率、及用以辨識電漿工具100的故障元件。方法1320係由系統1300(圖13A)執行 。
在方法1300的操作1322中, FGMD 302(圖3A)的控制器306發送信號至RF電源310(圖3A)以將具有一頻段(例如,頻率範圍1至n、等)之RF信號發送至FGMD 302連接至的一部分(例如,部分104、106、108、或110、等)。FGMD 302係在x、y、及z MHz RF產生器(圖3A)從該部分斷開之後連接至該部分。吾人應注意在一些實施例中,頻率範圍1至n具有使該部分得以在一狀態下(例如,穩定狀態、等)運作的頻率。例如,頻率範圍1至n之頻率使得該部分得以運作於R1 MHz與R2 MHz之間(圖9A及9B)、或在O1與O2之間(圖9C)、或在L1與L2之間(圖10A及10B)、或在L3與L4(圖12A及12B)之間、等。RF電源310將具有該頻段的RF信號施加至電漿工具100的該部分。吾人應注意,於在操作1322中施加RF信號之前,使用者使得電漿工具100的一或更多元件故障。例如,使用者將C形護罩424(圖4)從接地端斷開、及/或使間隔物568A(圖5I)移位、及/或使上電極420(圖4)移位、及/或增加上電極420與卡盤426(圖4)之間的間隙、等。使用者對主機系統102(圖3A)的處理器314(圖3A)提供被使得故障的一或更多元件的一或更多名稱(例如,上電極、下電極、RF傳輸線、RF傳輸線的RF棒、卡盤、C形護罩、間隔物、間隙、等)。該一或更多元件的一或更多名稱係透過主機系統102的輸入裝置(例如,滑鼠、鍵盤、小鍵盤(keypad)、觸控板、等)而提供,以儲存於主機系統314的記憶裝置316(圖3A)中。
當RF信號發送至該部分時,該部分改變了RF信號以產生改變後RF信號。感測器312對該改變後RF信號進行感測以產生參數的值。參數的值係儲存在FGMD 302的記憶裝置308(圖3A)中。控制器306從記憶裝置308取用參數的值,且參數的值經由FGMD 302的通訊模組及主機系統102的通訊模組而發送至處理器314,該處理器將值儲存在主機系統102的記憶裝置316中。
在方法1320的操作1324中,處理器314從記憶裝置316取用參數的值、並產生一基線電漿系統(例如,使用者使元件故障的電漿工具100、等)的部分之模型以判定該基線電漿系統的一模型參數(例如,該參數、等)中之誤差。例如,處理器314在具有誤差的模型參數與FGMD 302之RF電源310(圖3A)所產生的RF信號的頻率之間產生一對應關係(例如,曲線、映射、關係、連結、等)、並將該對應關係儲存在主機系統102的記憶裝置316中。進一步說明,處理器314產生了在模型參數的值(包括了模型參數中之誤差)與頻率範圍1之間的對應關係。如另一例證,處理器314產生了在模型參數的值(包括了模型參數中之誤差)與頻率範圍2之間的對應關係。對模型參數中的誤差之判定相似於操作612(圖6B)或操作726(圖7B)。
在方法1320的操作1326中,處理器314將頻段的部分(例如,頻率範圍1至n、等)與於操作1322中施加該等頻率之前被使得故障的電漿工具100的一或更多元件相關聯。例如,處理器314於頻率範圍1與被使得故障且於頻率範圍1內之模型參數中導致誤差之上電極420(圖4)的名稱之間產生一對應關係(例如,曲線、映射、關係、連結、等)。如另一範例,處理器314在頻率範圍n與被使得故障且於頻率範圍n內之模型參數中產生誤差的C形護罩424(圖4)的名稱之間產生一對應關係。如再另一範例,處理器314在頻率範圍n與被使得故障且於頻率範圍n內之模型參數中產生誤差的上電極420及卡盤426的名稱之間產生一對應關係。
在處理器314的控制下重複進行操作1322、1324、及1326直到判定了在使用者使其故障之元件的名稱與頻率範圍1至n其中一或更多者之間的對應關係。
方法1320的操作1328係在操作1322、1324、及1326執行後已經過了一時間量之後執行。例如,操作1328係在電漿工具100被用以處理晶圓好幾次之後執行。在一些實施例中,該方法的操作1328係於執行操作1322、1324、及1326之後立刻執行而無需使用電漿工具100處理晶圓。
於操作1328期間內,對目標電漿系統(例如,電漿工具100、另一電漿工具、等)進行反複地測試以施加頻段中的每一頻率範圍1至n。例如,FGMD 302的控制器306命令RF電源310供應具有在頻率範圍1中之頻率的RF信號,接著命令RF電源310供應具有在頻率範圍2中之頻率的RF信號,並以此類推直到施加頻率範圍n。在一些實施例中,FGMD 302的控制器306透過主機系統102及FGMD 302的通訊模組而從主機系統102的處理器314接收用以供應具有在頻率範圍1至n內之頻率的RF信號的命令。當頻率範圍1至n的RF信號施加至電漿工具100的部分時,如上面所述之部分產生改變後RF信號。
FGMD 302的感測器312對改變後RF信號進行感測以計算該參數。感測器312將所計算的參數提供至控制器306以儲存於FGMD 302的記憶裝置308中。控制器306從記憶裝置308取用參數、並透過FGMD 302及主機系統102的通訊模組而將參數提供至處理器314以儲存於主機系統102的記憶裝置316中。處理器314基於與在操作1324中所判定的誤差之比較而為每一頻率範圍1至n判定參數中是否存在誤差。例如,當處理器314判定操作1328期間內所判定的參數之值係在具有誤差且於操作1324期間所判定的參數之值的一預定範圍內時,處理器314判定在頻率範圍n中參數中存在著誤差。
一旦判定頻率範圍n已發生誤差,處理器314執行方法1320的操作1330。在操作1330中,處理器314辨識對頻率範圍n產生參數中之誤差的一或更多元件。例如,處理器314藉由判定參數中的誤差所發生的頻率範圍n係對應於上電極420的名稱而辨識了產生該誤差之上電極420的名稱。如另一範例,處理器314藉由判定參數中的誤差所發生的頻率範圍n係對應於上電極420及卡盤426的名稱而辨識了產生該誤差之上電極420及卡盤426的名稱。處理器314重複操作1330直到在其它頻率範圍(例如,頻率範圍1、頻率範圍2、以此類推直到頻率範圍(n-1)、等)中於參數中產生誤差的所有元件被辨識。
吾人應注意在一實施例中,O1與O2之間的頻率(圖9C)為頻率範圍1至n(圖3A)其中任何一者之範例。在一實施例中,在P1與P2之間的頻率(圖10A)為頻率範圍1至n其中任何一者之範例。在一實施例中,Q1與Q2之間的頻率(圖12A)為頻率範圍1至n其中任何一者之範例。
吾人應注意,雖然上述的實施例係關於將一或更多RF信號提供至電漿反應器402之卡盤426的下電極並將電漿反應器402的上電極420接地,但在幾個實施例中,將一或更多RF信號提供至上電極420而將下電極接地。
本文中描述之實施例可以各樣的電腦系統結構實行,包括手持硬體單元、微處理器系統、基於微處理器或可程式化之消費電子產品、微電腦、大型電腦、及相似物。本發明亦可在分散式計算環境中實施,其中任務係由透過網路連線之遠端處理硬體單元執行。
在一些實施例中,一控制器為系統的一部分,該系統可為上述實施例的一部分。這樣的系統包括了半導體處理設備,其中包括了一處理工具或複數處理工具、一腔室或複數腔室、用以進行處理的一平台或複數平台、及/或特定的處理元件(晶圓底座、氣體流動系統、等)。這些系統與複數電子元件整合,該等電子元件係用以於半導體晶圓或基板的處理之前、期間內、及之後控制它們的操作。該等電子元件係稱為「控制器」,該控制器可控制一系統或複數系統的各樣組件或子部分。根據處理須求及/ 或系統類型,控制器被程式化來控制本文中所揭露的任何處理,其中包括了處理氣體之傳輸、溫度設定(例如,加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、RF產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體傳輸設定、位置及操作設定、晶圓傳遞進入與離開連接至該系統、或與該系統接合之工具及其他傳遞工具及/或負載鎖室。
廣義而言,在各樣的實施例中,控制器係定義為具有各樣用以接收指令、發出指令、控制操作、使清洗操作得以進行、使終點測量得以進行、及達成類似功能的積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體之電子元件。積體電路包括了儲存程式指令之韌體形式晶片、數位信號處理器(DSPs)、定義為ASICs及PLDs之晶片、及/或一或更多微處理器、或執行程式指令(例如,軟體)之微控制器。程式指令係以各樣的單獨設定(或程式檔案)之形式通訊至控制器的指令,該等指令定義了用以在半導體晶圓上、或對半導體晶圓、或對系統實行特定處理的操作參數。在一些實施例中,操作參數係由製程工程師定義以在晶圓之一或更多層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶粒的製造期間內完成一或更多處理步驟的配方的一部分。
在一些實施例中,控制器為電腦的一部分或連接至電腦,該電腦與該系統整合、連接至該系統、以其他方式網路連接至該系統、或其組合。例如,控制器係在「雲端」中、或係使得晶圓處理之遠端控制得以進行之工廠主機電腦系統的全部或一部分。該電腦使得對系統之遠端控制得以進行以監控製造操作的當前處理、檢驗過去製造操作的歷史記錄、檢驗複數製造操作的趨勢或效能評量、改變當前處理的參數、設置在當前處理之後的處理步驟、或開始新處理。
在一些實施例中,遠端電腦(例如伺服器)透過網路而將處理配方提供至系統,網路包括了區域網路或網際網路。遠端電腦包括了使用者界面,該使用者介面使得吾人得以進行參數及/或設定之輸入或程式化,該參數及/或設定接著從遠端電腦被通訊至該系統。在一些範例中,控制器接收數據形式之指令,該等指令為待於一或更多操作期間內執行的處理步驟其中每一者指定了參數。吾人應理解,該等參數係針對欲於執行的處理類型、及控制器與其接合或對其進行控制之工具類型。因此如上面所述,該控制器為分散式的,例如藉由包括一或更多網路連接在一起並朝著共同目標工作(例如達成本文中所描述之處理及控制)的獨立控制器。用於這樣的目標的分散式控制器之範例包括了腔室中的一或更多積體電路,該一或更多積體電路與位於遠端(例如,在平台等級或做為遠端電腦的一部分)的一或更多積體電路通訊相結合以控制腔室中的處理。
在各樣的實施例中,非限制性地,系統包括了電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉清洗腔室或模組、金屬鍍附腔室或模組、清潔腔室或模組、斜角蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、原子層沉積(ALD)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組、及任何其他與半導體晶圓之加工及/或製造中使用或相關聯的半導體處理系統。
吾人更應注意,雖然上述操作的描述係參照平行板電漿腔室,例如電容耦合電漿腔室、等,但是在一些實施例中,上述的操作適用於其他類型的電漿腔室,例如一包括感應耦合電漿(ICP)反應器、變壓耦合電漿(TCP)反應器、導體工具、介電工具的電漿腔室、一包括電子迴旋共振(ECR)反應器的電漿腔室、等。例如,x MHz RF產生器、y MHz RF產生器、及z MHz RF產生器其中一或更多者係連接至ICP電漿腔室中的電感。
如上面所述,依據該工具待執行的一處理步驟或複數處理步驟,控制器與其他工具電路或模組、其它工具組件、叢聚式工具、其它工具介面、鄰接的工具、鄰近的工具、遍佈工廠的工具、主電腦、另一控制器、或在材料運送中所使用的工具其中一或更多者通訊,其中在材料運送中所使用的工具係用以將晶圓之容器運送至半導體製造工廠中之裝載埠及/或工具的位置、或從半導體製造工廠中之裝載埠及/或工具的位置取出。
在了解上面的實施例後,吾人應理解該等實施例其中一些使用了各樣電腦實行的操作,其中操作涉及儲存在電腦系統中的資料。這些操作為對物理量進行物理操縱之操作。本文中描述之任何構成本發明之部分的操作為有用的機械操作。
該等實施例其中一些亦關於用以執行這些操作的硬體單元或設備。該等設備係特別為特殊用途電腦所建構。當被定義為特殊用途電腦時,該電腦在仍可執行特殊用途的同時,亦可執行非特殊用途部分之其他處理、程式執行、或例行程式。
在一些實施例中,操作可由電腦加以處理,其中該電腦被一或更多儲存在電腦記憶體或快取記憶體、或透過電腦網路得到的電腦程式選擇性地啟動或配置。當資料係透過電腦網路得到時,可藉由電腦網路上的其他電腦(例如,雲端的計算資源)來處理該資料。
一或更多實施例亦可被製作為非暫態電腦可讀媒體上的電腦可讀代碼。該非暫態電腦可讀媒體係任何可儲存資料的資料儲存硬體單元(例如記憶裝置、等),其中該資料儲存硬體單元之後可被電腦系統讀取。非暫態的電腦可讀媒體之範例包括硬碟、網路附接儲存器(NAS)、ROM、RAM、光碟唯讀記憶體(CD-ROMs)、可錄式光碟(CD-Rs)、可覆寫式光碟(CD-RWs)、磁帶、及其他光學與非光學資料儲存硬體單元。在一些實施例中,非暫態的電腦可讀媒體包括了電腦可讀的有形媒體,其中該媒體係透過連接網路的電腦系統加以散佈,俾使電腦可讀代碼以散佈的方式被儲存及執行。
雖然以特定順序描述上述方法操作,吾人應理解在各樣的實施例中可在操作之間執行其他庶務操作,或可調整方法操作使得其在略為不同之時間發生,或可將其分散在允許方法操作發生在不同區間的系統中,或將其以不同於上述順序的方式加以執行。
吾人更應注意在實施例中,可將上述任何實施例的一或更多特徵與任何其他實施例的一或更多特徵結合而不超出本揭露內容中描述之各樣實施例所描述的範圍。
雖然為了清楚理解的目的已對前述的實施例進行詳細地描述,顯而易見的,仍可在隨附申請專利範圍的範圍內實行某些改變及修改。因此,本發明之實施例應被認為係說明性的而非限制性的,且本發明之實施例不受限於本文中所提供的細節,而係可在隨附申請專利範圍的範圍及均等物內修改。
100‧‧‧電漿工具
102‧‧‧主機系統
104‧‧‧部分
106‧‧‧部分
108‧‧‧部分
110‧‧‧部分
111‧‧‧阻抗匹配電路
112‧‧‧電漿腔室
114‧‧‧RF傳輸線
116‧‧‧上電極
118‧‧‧卡盤
120‧‧‧上表面
122‧‧‧傳輸線部分
124‧‧‧圓柱部分
CB1‧‧‧RF纜線
CB2‧‧‧RF纜線
CB3‧‧‧RF纜線
N1‧‧‧輸入端
N2‧‧‧輸入端
N3‧‧‧輸入端
N4‧‧‧輸入端
N5‧‧‧輸入端
N6‧‧‧輸入端
200‧‧‧系統
202‧‧‧頻率產生器暨測量裝置(FGMD)
204‧‧‧連接器
206‧‧‧連接器
208‧‧‧RF纜線
300‧‧‧系統
302‧‧‧FGMD
304‧‧‧I/O裝置
306‧‧‧控制器
308‧‧‧記憶裝置
310‧‧‧RF電源
312‧‧‧感測器
314‧‧‧處理器
316‧‧‧記憶裝置
320‧‧‧系統
400‧‧‧系統
402‧‧‧電漿反應器
406‧‧‧RF傳輸線
408‧‧‧電漿腔室
410‧‧‧RF筒
412‧‧‧返回RF帶
414‧‧‧返回RF帶
416‧‧‧接地環
416A‧‧‧接地環部分
416B‧‧‧接地環部分
418‧‧‧底部電極殼體
418A‧‧‧底部電極殼體部分
418B‧‧‧底部電極殼體部分
418C‧‧‧底部電極殼體部分
420‧‧‧上電極
422‧‧‧上電極延伸部
424‧‧‧C形護罩
424A‧‧‧C形護罩部分
424B‧‧‧C形護罩部分
426‧‧‧卡盤
428‧‧‧設施板
430‧‧‧基板
432‧‧‧間隙
434‧‧‧接地屏蔽
434A‧‧‧接地屏蔽部分
434B‧‧‧接地屏蔽部分
436‧‧‧RF通道
442‧‧‧RF棒
444‧‧‧RF耦合器
500‧‧‧連接器
501‧‧‧殼體
503‧‧‧開口端
505‧‧‧空間
507‧‧‧埠
509‧‧‧封閉端
510‧‧‧蓋
511‧‧‧銷
512‧‧‧部分
513‧‧‧螺釘
514‧‧‧端部
515‧‧‧頭部
516‧‧‧殼體
517‧‧‧螺紋端
519‧‧‧空隙
521‧‧‧端部
523‧‧‧第一部分
525‧‧‧第二部分
527‧‧‧外表面
529‧‧‧內表面
552‧‧‧絕緣固定器
554‧‧‧金屬環
S1~S8‧‧‧螺釘
B1~B4‧‧‧螺栓
560‧‧‧系統
562‧‧‧RF棒
564‧‧‧部分
566‧‧‧絕緣層
568A‧‧‧間隔物
568B‧‧‧間隔物
570‧‧‧主體
572‧‧‧RF護套
574‧‧‧空隙
576‧‧‧空間
579‧‧‧部分
581‧‧‧其餘部分
600‧‧‧系統
602‧‧‧誤差判定模組
604‧‧‧頻率界限辨識器模組
606‧‧‧元件辨識器模組
607‧‧‧方法
610‧‧‧操作
612‧‧‧操作
614‧‧‧操作
616‧‧‧操作
700‧‧‧系統
702‧‧‧命令通訊模組
704‧‧‧參數測量通訊模組
706‧‧‧誤差判定模組
708‧‧‧頻率子範圍辨識器模組
720‧‧‧方法
722‧‧‧操作
724‧‧‧操作
726‧‧‧操作
728‧‧‧操作
730‧‧‧操作
802‧‧‧頻率範圍
804‧‧‧頻率範圍
806‧‧‧頻率範圍
950‧‧‧曲線圖
952‧‧‧曲線
954‧‧‧曲線
956‧‧‧曲線
1002‧‧‧曲線圖
1010‧‧‧曲線圖
1004‧‧‧曲線
1006‧‧‧曲線
1008‧‧‧曲線
1012‧‧‧曲線
1014‧‧‧曲線
1016‧‧‧曲線
LVL1‧‧‧高位準
LVL2‧‧‧低位準
LVL3‧‧‧低位準
1102‧‧‧曲線圖
1104‧‧‧曲線
1106‧‧‧曲線
1108‧‧‧曲線
1200‧‧‧曲線圖
1210‧‧‧曲線圖
1202‧‧‧曲線
1204‧‧‧曲線
1212‧‧‧曲線
1214‧‧‧曲線
1216‧‧‧高相位位準
1218‧‧‧低相位位準
M1~M3‧‧‧局部最小值
C1~C10‧‧‧預定邊界
T1~T3‧‧‧轉變範圍
1300‧‧‧系統
1302‧‧‧頻段施加器
1304‧‧‧模型產生器
1306‧‧‧關聯模組
1308‧‧‧測試模組
1320‧‧‧方法
1322‧‧‧操作
1324‧‧‧操作
1326‧‧‧操作
1328‧‧‧操作
1330‧‧‧操作
參考以下配合隨附圖式所做的詳細描述可以最好地理解本發明。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖1為用以產生電漿之電漿工具的圖式。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖2為用以對圖1之電漿工具的電漿腔室及射頻(RF)傳輸線進行測試之系統的圖式。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖3A為一系統之圖式,該圖式係用以說明使用不同的頻率範圍1至n以對RF傳輸線或電漿腔室進行測試。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖3B為一系統之圖式,該系統係用以藉由使用一主機系統而對一頻率產生器暨測量裝置(FGMD)進行頻率範圍1至n之程式化。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖4為一系統之圖式,該圖式係用以說明電漿工具的各樣元件、及說明FGMD與電漿工具之連接。
根據本揭露內容中所描述的若干實施例,圖5A為一連接器之立體圖,該連接器係用以促成FGMD的連接器與RF傳輸線之連接。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖5B為具有埠的圖5A之連接器之另一立體圖。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖5C為圖5A之連接器的立體圖。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖5D為圖5A之連接器的側視圖。
根據本揭露內容中所描述的若干實施例,圖5E為圖5A之連接器的立體圖。
根據本揭露內容中所描述的若干實施例,圖5F為一螺釘之前視立體圖,該螺釘為連接器的一部份。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖5G為螺釘的視圖。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖5H為延伸通過連接器之封閉端之銷的視圖。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖5I為一系統之圖式,該圖式係用以說明連接器與RF棒之裝配。
根據本揭露內容中所描述的若干實施例,圖6A為一系統之圖式,該系統係用以辨識產生了參數中的誤差的電漿工具的一或更多元件。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖6B為一方法之流程圖,該方法係用以辨識電漿工具的一或更多故障元件。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖7A為一系統之圖式,該圖式係用以說明測試電漿工具的方法。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖7B為一方法之流程圖,該流程圖係用以說明電漿系統的測試,該測試係用以辨識具有參數中之誤差的一或更多元件。
根據本揭露內容中所描述的若干實施例,圖8為說明頻率範圍係用以辨識電漿工具之不同組的元件之圖式。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖9A繪製了參數的強度對具有頻率範圍1至n的RF信號的頻率之曲線。
根據本揭露內容中所描述的若干實施例,圖9B繪製了參數的相位對具有頻率範圍1至n的RF信號的頻率之曲線。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖9C為繪製了阻抗之強度的曲線圖,該阻抗之強度係由感測器對具有頻率範圍1至n之RF信號進行感測而判定。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖10A為一曲線圖,該曲線圖繪製了感測器所感測到之RF信號的阻抗之強度對RF信號之頻率f的曲線。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖10B為一曲線圖,該曲線圖繪製了感測器所感測到之RF信號的阻抗之相位對RF信號之頻率f的曲線。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖11為一曲線圖,該曲線圖繪製了感測器所感測到之RF信號的阻抗之相位對RF信號之頻率f的曲線。
根據本揭露內容中所描述的若干實施例,圖12A為一曲線圖,該曲線圖繪製了感測器所感測到之RF信號的阻抗之強度對RF信號之頻率f的曲線。
根據本揭露內容中所描述的各樣實施例,圖12B為一曲線圖,該曲線圖繪製了感測器所感測到的RF信號之阻抗的相位對RF信號之頻率f的曲線。
根據本揭露內容中所描述的一些實施例,圖13A為一系統之圖式,該系統係用以判定圖1之電漿工具的故障元件之頻率、及用以辨識該電漿工具的故障元件。
根據本揭露內容中所描述的若干實施例,圖13B為一方法之流程圖,該方法係用以判定圖1之電漿工具的故障元件之頻率、及用以辨識該電漿工具的故障元件。
607‧‧‧方法
610‧‧‧操作
612‧‧‧操作
614‧‧‧操作
616‧‧‧操作

Claims (25)

  1. 一種辨識電漿工具中的故障元件的方法,包含: 施加橫跨一頻段的複數頻率,該頻段係用於一基線電漿系統的複數操作狀態,該頻段包含該等頻率的複數頻率範圍; 模型化該基線電漿系統以判定該基線電漿系統的一模型參數; 將對應於該模型參數之該頻段的一部份與該基線電漿系統的一或更多故障元件相關聯; 以一頻率產生器暨測量裝置(FGMD)反覆地對一目標電漿系統進行測試以施加該頻段的該等頻率範圍其中每一者來從該頻段辨識出該等頻率範圍其中一者,其中該FGMD取代了該基線電漿系統的複數射頻(RF)產生器以連接至該目標電漿系統的一傳輸線;及 基於該反覆測試期間內所辨識的該頻率範圍而辨識具有故障的該等元件其中一或更多者。
  2. 如申請專利範圍第1項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該以FGMD反覆地對該目標電漿系統進行測試之步驟包含為該頻段的該等頻率範圍其中每一者對該目標電漿系統進行多次測試以判定於在該等頻率範圍其中任何一者內該參數中是否存在一誤差。
  3. 一種辨識電漿工具中的故障元件的方法,包括: 取用從一頻率產生器暨測量裝置接收的一參數的一測量結果,該測量結果係基於提供至一電漿工具的一部分之複數射頻(RF)信號而產生,該等RF信號具有一或更多的頻率範圍; 判定該參數是否指出一誤差,該誤差指出了該電漿工具的該部分中之故障; 辨識該誤差所發生之頻率的複數界限;及 基於該誤差所發生之頻率的該等界限而辨識產生該誤差的該電漿工具的該部分的一或更多元件, 其中該方法係由一處理器執行。
  4. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該參數包括複阻抗、或複電壓及電流、或S參數、或複功率。
  5. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該頻率產生器暨測量裝置包括網路分析儀。
  6. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該電漿工具的該部分包括一電漿腔室、或該電漿腔室與一RF傳輸線的一部分之組合、或該電漿腔室與該RF傳輸線之組合。
  7. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該電漿工具的該部分包括一電漿腔室、一RF傳輸線、及一阻抗匹配電路之組合。
  8. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該等RF信號的每一頻率範圍排除了該等RF信號的任何其他頻率範圍。
  9. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該判定該參數是否指出該誤差之步驟包含判定該參數是否在複數預定邊界之外,其中該電漿工具的該部分不具有故障時該參數係位於該等預定邊界之外。
  10. 如申請專利範圍第9項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該辨識該誤差所發生之頻率的該等界限之步驟包含判定當該參數之值在該等預定邊界內時對應於該參數的多個頻率值。
  11. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該基於該誤差所發生之頻率的該等界限而辨識產生該誤差的該電漿工具的該部分的該一或更多元件之步驟包含: 排除與在該等界限外的一或更多頻率相關聯之該電漿工具的該部分的一或更多元件。
  12. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該判定該參數是否指出該誤差之步驟包含: 分析與該參數相關聯的一諧振頻率是否發生在複數的預定諧振頻率之間; 一旦判定與該參數相關聯之該諧振頻率發生在該等預定諧振頻率之間,則判定該參數指出該誤差不存在;及 一旦判定與該參數相關聯之該諧振頻率發生在該等預定諧振頻率之外,則判定該參數指出該誤差。
  13. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該判定該參數是否指出該誤差之步驟包含: 分析該參數之相位的一斜面是否處於該參數的複數預定邊界之相位的複數斜面之間; 一旦判定該參數之相位的該斜面處於該參數的該等預定邊界之相位的該等斜面之間,則判定該參數指出該誤差不存在;及 一旦判定該參數之相位的該斜面處於該參數的該等預定邊界之相位的該等斜面之外,則判定該參數指出該誤差。
  14. 如申請專利範圍第3項之辨識電漿工具中的故障元件的方法,其中該判定該參數是否指出該誤差之步驟包含: 辨識該參數之強度中是否存在一偏移; 一旦判定該偏移發生,則判定該參數指出該誤差;及 一旦判定該偏移未發生,則判定該參數指出該誤差不存在。
  15. 一種電漿系統,用以辨識電漿工具中的故障元件,該電漿系統包含: 一電漿工具,包含: 一電漿腔室,該電漿腔室包含複數元件,該等元件包含多個電極,該等電極其中一者係用以接收複數射頻(RF)信號,該等RF信號具有一或更多的頻率範圍;及 一射頻(RF)傳輸線,連接至該電漿腔室用以促成該等RF信號至該電漿腔室之傳輸,其中該RF傳輸線的至少一部分係連接至一頻率產生器暨測量裝置;及 一主機系統,連接至該頻率產生器暨測量裝置,該主機系統係用以: 從該頻率產生器暨測量裝置接收一參數的一測量結果,該測量結果係基於該等RF信號產生; 判定該參數是否指出該電漿腔室或該RF傳輸線中的一誤差; 辨識該誤差所發生之頻率的複數界限;及 基於該誤差所發生之頻率的該等界限而辨識產生該誤差的該電漿腔室或該RF傳輸線的一或更多元件。
  16. 如申請專利範圍第15項之電漿系統,其中為了判定該參數是否指出該誤差,該主機系統判定該參數是否在複數的預定邊界之外,其中當該電漿工具不具有故障時該參數係位於該等預定邊界之外。
  17. 一連接器,包含: 一殼體,具有一開口端,該開口端使得進入該殼體的一空間內成為可行的; 一埠,安裝至該殼體以形成該殼體的一封閉端,該封閉端相對於該開口端係位於其對面,該埠具有用以傳輸一RF信號的一銷; 一螺釘,具有一頭部及一螺紋部分,該頭部具有一空間,該空間係用以容納該銷的一端部以將該銷裝配至該頭部的該空間中,該螺紋部分係用以安裝至一RF棒,該銷係用以容納一頻率產生器暨測量裝置的一連接器。
  18. 如申請專利範圍第17項之連接器,其中該銷延伸穿過該殼體的該封閉端進入該殼體內。
  19. 如申請專利範圍第17項之連接器,其中該殼體包括一第一部分及一第二部分,該第一部分具有較該第二部分小的一直徑,該第一部分具有一外表面及一內表面,該第一部分的該外表面係用以裝配至一RF傳輸線的一RF護套。
  20. 如申請專利範圍第17項之連接器,其中該埠係螺接至該殼體以使該埠的一部分得以在該螺釘中延伸、及使另一部分得以在該殼體外延伸。
  21. 如申請專利範圍第17項之連接器,其中該埠為可從該殼體拆卸的。
  22. 如申請專利範圍第17項之連接器,其中該銷與該頭部的該空間具有相同的橫剖面形狀以使得該銷得以裝配至該頭部內。
  23. 如申請專利範圍第17項之連接器,其中該螺釘的該螺紋部分係螺接至該RF棒的一螺紋部分。
  24. 如申請專利範圍第17項之連接器,其中該RF棒係用以將一RF信號從一阻抗匹配電路傳輸至一電漿腔室,其中該螺釘延伸至該RF棒中。
  25. 如申請專利範圍第17項之連接器,其中該殼體具有一第一部分及一第二部分,該第一部分具有一第一直徑,該第二部分具有一第二直徑,該第二直徑小於該第一直徑,其中該RF棒係用以將一RF信號從一阻抗匹配電路傳輸至一電漿腔室,該RF棒具有一螺紋空隙及一RF護套,其中該螺釘延伸至該RF棒內的該螺紋空隙中,且該殼體的該第二部分與該RF護套相裝配。
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