TW201633853A - 電漿處理系統中之射頻功率補償用系統、方法及設備 - Google Patents

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Abstract

電漿處理系統與方法包含一電漿處理室與一RF傳輸路徑。該電漿處理室包含一靜電夾頭。該RF傳輸路徑包含一或多個RF產生器、耦合至該RF產生器的一匹配電路、及將該匹配電路耦合至該靜電夾頭的一RF饋件。該系統亦包含耦合於該電漿處理室與該RF產生器之間的一RF返回路徑。一電漿處理控制器係耦合至該電漿處理室及該RF傳輸路徑。該控制器包含至少一電漿處理配方用的一配方邏輯及一RF功率補償邏輯，該至少一電漿處理配方包含複數電漿處理設定，該RF功率補償邏輯係用以調整該複數電漿設定中的至少一者。

Description

電漿處理系統中之射頻功率補償用系統、方法及設備
本發明係關於使用RF傳輸系統之RF模型化，以決定電漿處理系統中該RF傳輸系統中之選定層級的RF模型。
在一使用電漿的系統中，電漿係產生於電漿室內，以在晶圓上進行各種操作，如蝕刻、清理、沉積等。電漿受到監測與控制以控制各種操作的效能。例如，藉由監測電漿的電壓來監測電漿、並藉由控制供給至電漿室的射頻(RF)功率的量來控制電漿。
然而，使用電壓來監測並控制操作的效能並無法提供令人滿意的結果。又，監測電壓可能是昂貴又耗時的操作。
本發明中所述的實施例係為了解決上述問題所產生。
本發明的實施例提供了使用模型化以精化與調整電漿系統中之操作的裝置、方法及電腦程式。應瞭解，本發明的實施例可以許多方式實施，如方法、裝置、系統、硬體或電腦可讀媒體上的方法。下面將說明數個實施例。
一實施例提供一種電漿處理系統，其包含一電漿處理室及一RF傳輸路徑。該電漿處理室包含一靜電夾頭。該RF傳輸路徑包含一或多個RF產生器、耦合至該RF產生器的一匹配電路、及將該匹配電路耦合至該靜電夾頭的一RF饋件。該系統亦包含耦合於該電漿處理室與該RF產生器之間的一RF返回路徑。一電漿處理控制器係耦合至該電漿處理室及該RF傳輸路徑。該控制器包含至少一電漿處理配方用的一配方邏輯及一RF功率補償邏輯，該至少一電漿處理配方包含複數電漿處理設定，該RF功率補償邏輯係用以調整該複數電漿設定中的至少一者。
該配方邏輯可包含用以校正該電漿處理配方的電腦可讀指令。該電漿處理室亦可包含用以量測下列之至少一者的一感測器：一電壓、及/或一電流、及/或一頻率、及/或一訊號之一相位、及/或一電漿處理室溫度、及/或一電漿處理室壓力、及/或來自該電漿處理室的一流率輸入及/或輸出、及/或輸入至該電漿處理室之複數處理氣體混合物的輸入、及/或該電漿處理室中所產生的蝕刻副產物。
該電漿處理室可包含用以在執行該校正電漿處理配方所定義之一校正電漿處理期間，量測被支撐在該靜電夾頭上之一晶圓上的一電漿感應電壓的一感測器。該RF功率補償邏輯亦可包含用以在執行一校正電處理期間量測至少一電漿參數的指令。該RF功率補償邏輯亦可包含用以比較量測到之該至少一電漿參數與一完整RF傳輸線模型預測到之對應至少一電漿參數的指令。該完整的RF傳輸線模型包含該RF傳輸路徑、該電漿、及該RF返回路徑的複數RF 模型。該至少一RF產生器可包含兩或三個RF產生器、且此些RF產生器的每一者皆產生一不同的輸出訊號頻率。
另一實施例提供一種電漿處理配方的調整方法。該方法包含決定一RF補償調整。決定該RF補償調整的步驟包含對該電漿處理室中的至少一晶圓施行一校正電漿處理。在該校正電漿處理期間量測該至少一電漿參數。將量測到之該至少一電漿參數與一完整RF傳輸線模型所預測之一對應的至少一電漿參數比較，以決定一RF補償調整。該完整RF傳輸線模型包含該RF傳輸路徑、該電漿及該RF返回路徑。在一RF功率補償邏輯中接收該RF補償調整，調整一電漿處理配方中所包含之該電漿處理設定的至少一者。儲存該經調整的電漿處理設定並對一處理晶圓施行一電漿處理。該經施行的電漿處理包含該經調整的電漿處理設定。
更另一實施例提供一種電漿處理系統。該電漿處理系統包含具有一靜電夾頭的一電漿處理室。該電漿處理系統亦包含一RF傳輸路徑。該RF傳輸路徑包含一或多個RF產生器、耦合至該RF產生器的一匹配電路及將該匹配電路耦合至一靜電夾頭之一RF輸入的一RF饋件。一RF返回路徑係耦合於該電漿處理室與該RF產生器之間。一電漿處理系統控制器係耦合至該電漿處理室及該RF傳輸路徑。該控制器包含具有複數指令的一配方邏輯及一RF功率補償邏輯，該複數指令係用於包含複數電漿處理設定的至少一電漿處理配方。該RF功率補償邏輯包含用以調整至少一電漿處理設定的複數指令、用以在該校正電漿處理期間量測一晶圓上之一電漿感應電壓的複數指令以及用以比較在該晶圓上量測到之該電漿感應電壓與一完整RF傳輸線模型所預測之一對應電漿感應電壓的複數指令。該完整RF傳輸線模型包含該RF傳輸路徑、該電漿及該RF返回路徑的複數RF 模型。
所述實施例的優點包含對電漿處理室的較佳控制，如控制複數電漿處理室而使此些複數電漿處理室以實質上相同的方式操作。由於可使用完整RF傳輸模型識別每一電漿處理室中的製造變異，因此所述實施例亦提供用以製造電漿處理室及其RF 傳輸系統之改良製造方法的優點。
參考下列附圖及其詳細說明，當能明白本發明的其他態樣。
下列實施例說明了使用完整RF傳輸線模型補償不同電漿系統之間之RF變數的系統與方法。明顯地，可在缺乏某些或全部此些特定細節的情況下施行本發明的實施例。在其他情況下，不再詳細說明已知的處理操作以免不必要地模糊本發明的焦點。
圖1為系統126之一實施例的方塊圖，系統126係用以決定在阻抗匹配模型104之輸出處、在RF傳輸模型161(其為RF傳輸線113的模型)之部件173之輸出（如模型節點 N1m） 處、及在靜電夾頭(ESC)模型125之輸出（如模型節點N6m）處的變數。變數的實例包含複數電壓(complex voltage)、複數電流(complex current)、複數電壓與電流(complex voltage and current)、複數功率(complex power)、晶圓偏壓(wafer bias)等。RF傳輸線113具有如節點 N2之輸出。電壓與電流(VI)探針110量測在x MHz RF產生器之輸出（如節點N3）處的複數電壓與電流Vx、Ix及ϕx（如第一複數電壓與電流）。應注意，Vx代表電壓大小、Ix代表電流強度而ϕx代表Vx與Ix之間的相位。電壓大小電流強度阻抗匹配模型104 具有一輸出，如模型節點 N4m。
又，電壓與電流探針111量測在y MHz RF產生器之輸出（如節點 N5）處的複數電壓與電流Vy、Iy及ϕy。應注意 Vy代表電壓大小、Iy代表電流強度、而ϕy代表Vy與Iy之間的相位。
在某些實施例中，節點為裝置的輸入、裝置的輸出或裝置內的點。下面將說明本文中所指的裝置。
x MHz的實例包含2 MHz、27 MHz及60 MHz。y MHz的實例包含2 MHz、27 MHz及60 MHz。x MHz係不同於y MHz。例如，當x MHz為2 MHz時，y MHz為27 MHz或60 MHz。當x MHz為27 MHz時，y MHz為60 MHz。
每一電壓與電流探針110與111的實例包含遵循預設公式的電壓與電流探針。預設公式的一實例包含針對感測器發展標準之協會所依循的標準。預設公式的另一實例包含國家標準與技術局(NIST)的標準。如所示，根據NIST標準校正電壓與電流探針110或111。在此圖示中，使電壓與電流探針110或111與開路電路、短路電路或已知的負載耦合，以校正電壓與電流探針110或111而使其符合NIST標準。先使電壓與電流探針110或111與開路電路耦合，然後使其與短路電路耦合，然後再使其與已知的負載耦合，以基於NIST標準校正電壓與電流探針。使電壓與電流探針110或111依任何順序與已知的負載、開路電路及短路電路耦合，以根據NIST標準校正電壓與電流探針110或111。已知的負載的實例包含 50 ohm負載、100 ohm負載、200 ohm負載、靜電負載、直流(DC)負載、電阻器等。如圖所示，每一電壓與電流探針110與111係根據NIST-可追蹤的標準加以校正。
電壓與電流探針110係耦合至x MHz RF產生器的輸出，如節點N3。x MHz RF產生器的輸出（如節點N3）係藉由纜線150而耦合至阻抗匹配電路114的輸入153 。又，電壓與電流探針 111係耦合至y MHz RF產生器的輸出，如節點N5。y MHz RF產生器的輸出（如節點N5）係藉由纜線152而耦合至阻抗匹配電路 114的另一輸入155。
阻抗匹配電路114的輸出（如節點N4）係耦合至RF傳輸線113的輸入。RF傳輸線113包含部件169與另一部件195。部件169的輸入為RF傳輸線113的輸入。部件169的輸出（如節點 N1）係耦合至部件195的輸入。部件195的輸出（如節點 N2）係耦合至電漿室175。部件195的輸出為RF傳輸線113的輸出。部件169的實例包含RF柱(RF cylinder)與RF帶(RF strap)。RF柱係耦合至RF帶。部件195的實例包含用以支撐電漿室175的RF棒及/或支撐件，如柱等。
電漿室175包含靜電夾頭(ESC)177、上電極179及其他部件(未顯示)，如圍繞上電極179的上介電環、圍繞上介電環的上電極延伸件、圍繞ESC 177之下電極的下介電環、圍繞下介電環的下電極延伸件、上電漿排除區(PEZ)環、下PEZ環等。上電極179係面對ESC 177並與其相望。工作件131（如半導體晶圓等）在ESC 177的上表面183上受到其支撐。上表面183包含ESC 177的輸出N6。工作件 131係位於輸出N6上。在製造期間於工作件131上進行各種處理，如化學氣相沉積、清理、沉積、濺鍍、蝕刻、離子植入、光阻剝除等。在工作件131上建構積體電路，如特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯裝置(PLD)等，且積體電路係用於各種電子裝置，如手機、平板、智慧型手機、電腦、筆記型電腦、網路設備等中。下電極與上電極179的每一者係由金屬如鋁、鋁合金、銅等所製成。
在一實施例中，上電極179包含耦合至中央氣體饋送件(未顯示)的孔。中央氣體饋送件自氣體供應源(未顯示)接收一或多種處理氣體。處理氣體的實例包含含氧氣體，如O2 。處理氣體的其他實例包含含氟氣體，如四氟甲烷(CF4 )、六氟化硫(SF6 )、六氟乙烷(C2 F6 )等。上電極179係接地。ESC 177係藉由阻抗匹配電路 114而耦合至x MHz RF產生器與y MHz RF產生器。
當處理氣體被供給至上電極179與ESC 177之間、且當x MHz RF產生器及/或y MHz RF產生器藉由阻抗匹配電路114與RF傳輸線113將RF訊號供給給ESC 177時，處理氣體會被點燃而在電漿室175內產生電漿。
當x MHz RF產生器產生RF訊號並藉由節點N3、阻抗匹配電路114及RF傳輸線113將RF訊號提供予ESC 177、且當y MHz產生器產生RF訊號並藉由節點N5、阻抗匹配電路114及RF傳輸線 113將RF訊號提供給ESC 177時，電壓與電流探針110量測節點N3處的複數電壓與電流、而電壓與電流探針111量測節點N5處的複數電壓與電流。
自對應的電壓與電流探針110與111，藉由對應的通訊裝置185與189將電壓與電流探針110與111所量測到的複數電壓與電流提供予主機系統130的儲存硬體單元(HU)162以供儲存。例如，藉由通訊裝置185及纜線191將電壓與電流探針110所量測到的複數電壓與電流提供予主機系統130、並藉由通訊裝置189及纜線193將電壓與電流探針 111所量測到的複數電壓與電流提供予主機系統130。通訊裝置的實例包含能將數據轉換為乙太封包並將乙太封包轉換為數據的乙太裝置、控制自動化技術的乙太網路裝置(EtherCAT)、以串列方式傳輸數據的串列式介面裝置、以平行方式傳輸數據的平行介面裝置、通用串列匯流排(USB)介面裝置等。
主機系統130的實例包含電腦如桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦等。如所示，主機系統130包含處理器與儲存HU 162。在本文中所用到的處理器可以是中央處理單元(CPU)、微處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化之邏輯裝置(PLD)等。儲存HU的實例包含唯讀記憶體 (ROM)、隨機存取記憶體(RAM)或其組合。儲存HU可以是快閃記憶體、儲存碟的冗餘陣列(RAID)、硬碟等。
阻抗匹配模型104係儲存於儲存HU 162內。阻抗匹配模型104與阻抗匹配電路114具有類似的特性，如電容、電感、複數功率、複數電壓與電流等。例如，阻抗匹配模型104具有與阻抗匹配電路114內一樣數目的電容器及/或電感，且在阻抗匹配模型104內的電容器及/或電感係以在阻抗匹配電路114內相同的方式（如串聯、並聯等）方式彼此連接。為了說明，當阻抗匹配電路114包含與一電感串聯耦合的一電容器時，阻抗匹配模型104亦包含與一電感串聯耦合的一電容器。
例如，阻抗匹配電路114包含一或多個電子元件，且阻抗匹配模型104包含阻抗匹配電路 114的一設計，如電腦生成的模型。電腦生成的模型係由處理器基於使用者藉由輸入硬體單元所輸入的輸入訊號所生成。輸入訊號包含和模型中所包含之電子元件（如電容器、電感等）相關的訊號以及和此些電子元件彼此耦合的方式（如串聯、並聯）相關的訊號。如另一實例，阻抗電路114包含硬體電子元件及電子元件之間的硬體連接件，而阻抗匹配模型104包含代表硬體電子元件及硬體連接件的軟體。如更另一實例，阻抗匹配模型104係利用軟體程式所設計而阻抗匹配電路114係製作於印刷電路板上。在本文中所用的電子元件可包含電阻器、電容器、電感、電阻器之間的連接件、電感之間的連接件、電容器之間的連接件及/或電阻器、電感及電容之組合之間的連接件。
類似地，纜線模型163與纜線150具有類似的特性，纜線模型165 與纜線152具有類似的特性。例如，纜線模型 163的電感係與纜線150的電感相同。如另一實例，纜線模型163為纜線150的電腦生成模型而纜線模型165為纜線152的電腦生成模型。
類似地，RF傳輸模型161與RF傳輸線113具有類似的特性。例如，RF傳輸模型161和RF傳輸線113內具有相同數目的電阻器、電容器及/或電感，RF傳輸模型161之電阻器、電容器及/或電感彼此間連接的方式(如串聯、並聯等)係與RF傳輸線113內的連接方式相同。為了更進一步地說明，當RF傳輸線113包含與電感並聯耦合的電容器時，RF傳輸模型161亦包含與電感並聯耦合的電容器。如更另一實例，RF傳輸線113包含一或多個電子元件，而RF傳輸模型161包含RF傳輸線113的一設計，如電腦生成的模型。
在某些實施例中，RF傳輸模型161為電腦生成的阻抗轉換，其涉及元件（如電容器、電感、電阻器、其組合等）之特性（如電容值、電阻值、電感值）的計算以及元件間之連接（如串聯、並聯等）的決定。
基於藉由纜線191自電壓與電流探針110所接收到的複數電壓與電流、以及在阻抗匹配模型104內之元件（如電感、電容等）的特性（如電容值、電感值等），主機系統130的處理器能計算阻抗匹配模型104之輸出（如模型節點N4m）處的複數電壓與電流V、I及ϕ（如第二複數電壓與電流）。模型節點N4m處的複數電壓與電流係儲存在主機系統130的儲存HU 162及/或另一儲存HU，如光碟、快閃記憶體中。複數V、I及ϕ包含電壓大小 V、電流強度 I及電壓與電流之間的相位ϕ。
阻抗匹配模型104的輸出係耦合至儲存在儲存硬體單元162中之RF傳輸模型161的輸入。阻抗匹配模型104亦具有一輸入，如節點N3m，其係用來接收在節點N3處所量測到的複數電壓與電流。
RF傳輸模型161包含部件173、另一部件197及藉由ESC模型125耦合至模型節點N6m的輸出N2m。ESC模型125為ESC 177的模型。例如，ESC模型 125的特性係類似於ESC 177的特性。例如，ESC 模型125與ESC 177具有相同的電感值、電容值、電阻值或其組合。
部件173的輸入為RF傳輸模型161的輸入。部件173的輸出係耦合至部件197的輸入。部件173的特性係類似於部件169的特性，部件197的特性係類似於部件195的特性。
基於在模型節點N4m處所量測到的複數電壓與電流，主機系統130的處理器能計算在RF傳輸模型161之部件173之輸出(如模型節點N1m)處的複數電壓與電流V、I與ϕ，如第三複數電壓與電流。在模型節點N1m處所決定的複數電壓與電流係儲存在主機系統130的儲存HU 162及/或另一儲存HU，如光碟、快閃記憶體等中。
在數個實施例中，除了決定第三複數電壓與電流之外，主機系統130的處理器可基於阻抗匹配模型104之輸出處的複數電壓與電流、以及介於RF傳輸模型 161之輸入與部件173內之一點之間的元件特性來計算部件173內之一點（如一節點）處的複數電壓與電流（如中間複數電壓與電流V、I及ϕ），或者以此中間複數電壓與電流來取代決定第三複數電壓與電流。
在不同的實施例中，除了決定第三複數電壓與電流之外，主機系統130的處理器可基於阻抗匹配模型104之輸出處的複數電壓與電流以及介於RF傳輸模型161之輸入與部件197內之一點之間之元件特性，來計算在部件197內之一點（如一節點）處的複數電壓與電流（如中間複數電壓）與電流V、I及ϕ，或者以此中間複數電壓與電流來取代決定第三複數電壓與電流。
應注意，在某些實施例中，在阻抗匹配模型104之輸出處的複數電壓與電流係基於x MHz RF產生器之輸出處的複數電壓與電流、纜線模型 163的元件特性及阻抗匹配模型104的特性所計算。
更應注意，雖然顯示兩個產生器皆耦合至阻抗匹配電路114，但在一實施例中，任何數目的RF產生器（如單一個產生器、三個產生器等）可藉由一阻抗匹配電路耦合至電漿室175。例如，一個2 MHz產生器、一個27 MHz產生器及一個60 MHz產生器可藉由一阻抗匹配電路而耦合至電漿室175。例如，雖然在上述的實施例中使用在節點 N3處所量測到的複數電壓與電流，但在不同的實施例中，上述的實施例亦可使用在節點 N5處所量測到的複數電壓與電流。
圖2為用以決定RF傳輸模型部件173(圖1)之輸出處之複數電壓與電流之方法102之一實施例的流程圖。方法102係藉由主機系統130的處理器(圖1)所執行。在步驟106中，自儲存HU 162(圖1)之內辨識出複數電壓與電流，如在節點N3處所量測到的第一複數電壓與電流。例如，決定第一複數電壓與電流係自電壓與電流探針110(圖1)所接收。如另一實例，基於儲存在儲存HU 162(圖1)內之電壓與電流探針110的識別資料，決定與此識別資料相關的第一複數電壓與電流。
又，在步驟107中，基於阻抗匹配電路114(圖1)的電子元件來產生阻抗匹配模型104(圖1)。例如，使用者藉由與主機系統130耦合的輸入硬體單元，將阻抗匹配電路 114之電子元件間的連接件及電子元件的特性提供予主機系統130的處理器。接收到連接件及特性之後，處理器產生和阻抗匹配電路114之電子元件具有相同特性的元件、並在元件之間產生和電子元件間之連接件相同的連接件。
阻抗匹配模型163的輸入如節點N3m接收第一複數電壓與電流。例如，主機系統130的處理器自儲存HU 162存取，如讀取第一複數電壓與電流並將第一複數電壓與電流提供予阻抗匹配模型104的輸入，以處理該第一複數電壓與電流。
在步驟116中，第一複數電壓與電流自阻抗匹配模型104的輸入（如節點N3m(圖1)）傳輸經過阻抗匹配模型104(圖1)的一或多個元件而到達阻抗匹配模型104的輸出（如節點N4m(圖1)），以決定在阻抗匹配模型104之輸出處的第二複數電壓與電流。例如，參考圖3B，當2 MHz RF產生器開啟，如操作、受到供電、耦合至如電漿系統126之阻抗匹配電路 104的裝置時，基於電容器253的電容值、基於電容器C5的電容值、並基於在輸入255處所接收到的第一複數電壓與電流來決定如中間節點之節點 251處的複數電壓與電流Vx1、Ix1及ϕx1（例如包含了電壓大小 Vx1、電流強度 Ix1及複數電壓與電流之間的相位ϕx1的中間複數電壓與電流）。又，節點 257處的複數電壓與電流Vx2、Ix2及ϕx2係基於複數電壓與電流Vx1、Ix1及ϕx1、並基於電感 L3的電感值所決定。複數電壓與電流Vx2、Ix2及ϕx2包含電壓大小Vx2、電流強度 Ix2及電壓與電流間的相位ϕx2。當27 MHz RF產生器及60 MHz RF產生器關閉，如不操作、未供電、與阻抗匹配電路104去耦合時，便決定複數電壓與電流V2、I2及ϕ2為輸出259處的第二複數電壓與電流，輸出259為阻抗匹配模型104(圖1)之輸出的實例，如模型節點N4m(圖1)。複數電壓與電流V2、I2及ϕ2係基於複數電壓與電流Vx2、Ix2及ϕx2以及電感 L2的電感值所決定。複數電壓與電流V2、I2及ϕ2包含電壓大小V2、電流強度I2及電壓與電流之間的相位ϕ2。電壓大小電流強度
類似地，當27 MHz RF產生器開啟而2 MHz與60 MHz RF產生器關閉時，基於在節點 261處所接收到的複數電壓與電流以及電感 LPF2、電容器 C3、電容器 C4與電感 L2的特性來決定在輸出259處的複數電壓與電流V27、I27及ϕ27。複數電壓與電流V27、I27及ϕ27包含電壓大小 V27、電流強度 I27及電壓與電流之間的相位ϕ27。在節點261處所接收到的複數電壓與電流係與在節點N5(圖1)處所量測到的複數電壓與電流相同。當2 MHz與27 MHz RF產生器兩者皆開啟而60 MHz RF產生器關閉時，複數電壓與電流V2、I2、ϕ2、V27、I27及ϕ27為第二複數電壓與電流的實例。又，類似地，當60 MHz RF產生器開啟而2 MHz與27 MHz RF產生器兩者關閉時，基於在節點 265處所接收到的複數電壓與電流以及電感 LPF1、電容器 C1、電容器 C2、電感 L4、電容器 269及電感 L1的特性來決定在輸出259處的複數電壓與電流V60、I60及ϕ60。複數電壓與電流V60、I60及ϕ60包含電壓大小V60、電流強度 I60及電壓與電流之間的相位ϕ60。當2 MHz、27 MHz及60 MHz RF產生器皆開啟時，複數電壓與電流V2、I2、ϕ2、V27、I27、ϕ27、V60、I60及ϕ60為第二複數電壓與電流的實例。
在步驟117中，RF傳輸模型161(圖1)係基於RF傳輸線113(圖1)的電子元件所產生。例如，使用者藉由與主機系統130耦合的輸入裝置，將RF傳輸線113之電子元件間的連接件以及電子元件的特性提供予主機系統130的處理器。接收到連接件及特性之後，處理器產生和RF傳輸線 113之電子元件具有相同特性的元件、並在元件之間產生和電子元件間之連接件相同的連接件。
在步驟119中，第二複數電壓與電流自RF傳輸模型 113之輸入傳輸通過RF傳輸模型部件173的一或多個元件而到達RF傳輸模型部件173之輸出（如模型節點N1m(圖1)），以決定在RF傳輸模型部件173處的第三複數電壓與電流。例如，參考圖5B，當2 MHz RF產生器開啟而27 MHz與60 MHz RF產生器皆關閉時，基於電感值L通道 的電感值、基於電容值C通道 的電容值、並基於複數電壓與電流V2、I2及ϕ2 (圖3B)來決定在如中間節點之節點293處的複數電壓與電流Vx4、Ix4及ϕx4（如中間複數電壓與電流），其中複數電壓與電流V2、I2及ϕ2(圖3B)為第二複數電壓與電流的實例。應注意，L通道 為RF通道之電腦生成模型的電感值而C通道 為RF通道模型的電容值。又，在通道與帶模型210之輸出297處的複數電壓與電流V21、I21及ϕ21係基於複數電壓與電流Vx4、Ix4及ϕx4、並基於電感值L帶 的電感值所決定。輸出297為部件173(圖1)之輸出的實例，如模型節點 N1m(圖1)。應注意，L帶 為RF帶之電腦生成模型的電感值。當2 MHz RF產生器開啟而27 MHz與60 MHz RF產生器皆關閉時，決定複數電壓與電流V21、I21及ϕ21為輸出297處的第三複數電壓與電流。
類似地，當27 MHz RF產生器開啟而2 MHz與60 MHz RF產生器關閉時，基於在輸出259處的複數電壓與電流V27、I27及ϕ27(圖3B)以及電感L通道 、電容器C通道 及電感L帶 的特性來決定在輸出297處的複數電壓與電流V271、I271及ϕ271。當2 MHz與27 MHz RF產生器兩者皆開啟而60 MHz RF產生器關閉時，複數電壓與電流V21、I21、ϕ21、V271、I271及ϕ271為第三複數電壓與電流的實例。
又，類似地，當60 MHz RF產生器受到供電而2 MHz與27 MHz RF產生器未受供電時，基於在節點 259處所接收到的複數電壓與電流V60、I60及ϕ60(圖3B)以及電感L通道 、電容器C通道 及電感L帶 的特性來決定在輸出297處的複數電壓與電流V601、I601及ϕ601。當2 MHz、27 MHz及60 MHz RF產生器皆開啟時，複數電壓及電流V21、I21、ϕ21、V271、I271、ϕ271、V601、I601及ϕ601為第三複數電壓與電流的實例。方法102在步驟119後結束。
圖3A為用以說明阻抗匹配電路122之系統123之一實施例的方塊圖。阻抗匹配電路122為阻抗匹配電路114(圖1)的實例。阻抗匹配電路122包含電子元件之間的串聯連接件及/或電子元件之間的並聯連接件。
圖3B為阻抗匹配模型172之一實施例的電路圖。阻抗匹配模型172為阻抗匹配模型104(圖1)的實例。如所示，阻抗匹配模型172包含具有電容值C1至C9的電阻器以及電感值LPF1、LPF2與L1至L4的電感。應注意，在圖3B中電感及/或電阻器彼此耦合的方式只是實例。例如，圖3B中所示之電感及/或電阻器可以串聯及/或並聯的方式彼此耦合。又，在某些實施例中，阻抗匹配模型172包含與圖3B中不同數目的電阻器及/或不同數目的電感。
圖4顯示用以說明RF傳輸線181之系統178的一實施例，RF傳輸線 181為RF傳輸線113(圖1)的一實例。RF傳輸線181包含柱148（例如一通道）。在柱148的中空部中有絕緣體190及RF棒142。柱148與RF棒142的組合為RF傳輸線113(圖1)之部件169(圖1)的實例。RF傳輸線181係藉由螺栓 B1、B2、B3與B4固定至阻抗匹配電路114。在一實施例中，RF傳輸線181係藉由任何數目的螺栓固定至阻抗匹配電路114。在某些實施例中，除了螺栓外，可使用任何其他形式的連結件（如黏著劑、螺絲等）將RF傳輸線181固定至阻抗匹配電路114，或者，可使用任何其他形式的連結件取代螺栓。
RF傳輸棒142係與阻抗匹配電路114的輸出耦合。又，RF帶144(又被稱為RF匙)係與RF棒142及RF棒199耦合，其一部件係位於如柱狀物之一支撐件146內。包含RF棒199的支撐件146為部件195(圖1)的實例。在一實施例中，柱148、RF棒142、RF帶144、支撐件146及RF棒199的組合形成了RF傳輸線181，其為RF傳輸線113(圖1)的實例。支撐件146為電漿室提供支撐。支撐件146係連結至電漿室的ESC 177。來自x MHz產生器的RF訊號藉由纜線150、阻抗匹配電路114、RF棒142、RF帶 144及RF棒199而被提供至ESC 177。
在一實施例中，ESC 177包含加熱元件及在加熱元件上部上的電極。在一實施例中，ESC 177包含加熱元件及下電極。在一實施例中，ESC 177包含下電極及加熱元件（如嵌在形成於下電極內之孔洞內的線圈等）。在某些實施例中，電極係由如鋁、銅等金屬所製成。應注意，RF傳輸線181將RF訊號供給至ESC 177的下電極。
圖5A為用以說明RF傳輸線113(圖1)之電路模型 176之系統171之一實施例的方塊圖。例如，電路模型176包含電感及/或電阻器、電感之間的連接件、電阻器之間的連接及/或電感與電阻器之間的連接件。連接件的實例包含串聯及/或並聯連接件。電路模型176為RF傳輸模型161(圖1)的實例。
圖5B顯示用以說明通道與帶模型210之電路180之一實施例，通道與帶模型210為RF傳輸模型161(圖1)之部件173(圖1)的實例。電路180包含阻抗匹配模型172及通道與帶模型210。通道與帶模型210包含電感L通道 與L帶 及電容器C通道 。應注意，電感L通道 代表柱148(圖4)與RF棒142的電感值，電容器C通道 代表柱148與RF棒142的電容值。又，電感L帶 代表RF帶144(圖4)的電感值。
在一實施例中，通道與帶模型210包含任何數目的電感及/或任何數目的電阻器。在此實施例中，通道與帶模型210包含將電容器耦合至另一電容器、將電容器耦合至電感及/或將電感耦合至另一電感的任何方式，如串聯、並聯等。
圖5C顯示用以說明通道與帶模型302之電路300的一實施例，通道與帶模型302為RF傳輸模型161(圖1)之部件173(圖1)的實例。通道與帶模型302係藉由輸出259而耦合至阻抗匹配模型172。通道與帶模型302包含具有20 奈米亨利(nH)電感值的電感及具有15微微法拉(pF)、31 pF、15.5pF與18.5 pF電容值的電阻器。通道與帶模型302係藉由節點304而耦合至RF柱，RF柱係耦合至ESC 177(圖1)。RF柱為部件195(圖1)的實例。
應注意，在某些實施例中，通道與帶模型302之電感與電阻器具有其他值。例如，20 nH電感具有介於15至20 nH或介於20至25 nH的電感值。如另一實例，通道與帶模型302的兩或更多電感具有不同的電感值。如更另一實例，15 pF電容器具有介於 8 pF至25 pF的電容值，31 pF電容器具有介於15 pF至45 pF的電容值，15.5 pF 電容器具有介於9 pF至20 pF的電容值，18.5 pF電容器具有介於10 pF至27 pF的電容值。
在不同的實施例中，任何數目的電感可被包含於通道與帶模型302中，任何數目的電阻器可被包含於通道與帶模型302中。
圖6顯示用以說明柱與ESC模型312之電路310之一實施例，柱與ESC模型312為電感313與電容器316的組合。柱與ESC模型312包含柱模型與ESC模型，ESC模型為ESC模型125(圖1)的實例。柱模型為RF傳輸模型161(圖1)之部件197(圖1)的實例。柱與ESC模型312和部件195與ESC 177(圖1)具有類似的特性。例如，柱與ESC模型312具有和部件195與ESC 177之組合相同的電阻值。如另一實例，柱與ESC模型312具有和部件195與ESC 177之組合相同的電感值。如更另一實例，柱與ESC 模型312具有和部件195與ESC 177之組合相同的電容值。如更另一實例，柱與ESC模型312具有和部件195與ESC 177之組合相同的電感值、電阻值、電容值或其組合。
柱與ESC模型312係藉由節點318而耦合至通道與帶模型302。節點318 為模型節點N1m (圖1)的實例。
應注意，在某些實施例中，在柱與ESC模型312中使用電感值非44毫亨利(mH)的電感。例如，使用電感值介於 35 mH至43.9 mH或介於45.1 mH至55 mH的電感。在不同的實施例中，使用電容值非550 pF的電容器。例如，使用電容值介於250至550 pF或介於550至600 pF的電容器來取代550 pF的電容器。
主機系統130的處理器(圖1)計算組合阻抗，如模型172、通道與帶模型 302及柱與ESC模型312之組合的總阻抗。藉由主機系統130的處理器使用組合阻抗及在模型節點318處所決定之複數電壓與電流作為輸入，以計算節點N6m處的複數電壓及阻抗。應注意，柱與ESC模型312的輸出為模型節點N6m。
圖7為用以決定變數之系統 200之一實施例的方塊圖。系統200包含電漿室135，電漿室135更包含ESC 201並具有輸入285。電漿室135為電漿室175(圖1)的實例，ESC 201為ESC 177(圖1)的實例。ESC 201包含加熱元件198。又，ESC 201受到邊緣環(ER)194的圍繞。ER 194包含加熱元件196。在一實施例中，ER 194促進均勻的蝕刻率並減少受到ESC 201支撐之工作件131之邊緣附近的蝕刻率漂移。
電源206藉由濾波器208將功率提供至加熱元件196以加熱加熱元件196，電源204藉由濾波器202將功率提供至加熱元件198以加熱加熱元件198。在一實施例中，單一電源將功率提供至加熱元件196與198兩者。濾波器208濾除自電源206所接收之功率訊號的預定頻率，濾波器202濾除自電源204所接收之功率訊號的預定頻率。
加熱元件 198被接收自電源204的功率訊號加熱，以將ESC 201的電極維持在期望的溫度，藉此更進一步地將電漿室135內之環境維持在期望的溫度。又，加熱元件196被接收自電源206的功率訊號加熱以將ER 194維持在期望的溫度，藉此更進一步地將電漿室135內之環境維持在期望的溫度。
應注意，在一實施例中，ER 194與ESC 201可包含任何數目的加熱元件以及任何類型的加熱元件。例如，ESC 201可包含感應式的加熱元件或金屬板。在一實施例中，ESC 201與ER 194的每一者包含一或多個冷卻元件，如一或多個讓冷水等得以通過的管子，以將電漿室135維持在期望的溫度。
更應注意，在一實施例中，系統 200包含任何數目的濾波器。例如，電源204與206係藉由單一濾波器而耦合至ESC 201與ER 194。
圖8A顯示用以例示濾波器202與208(圖7)之系統 217之一實施例，濾波器202與208(圖7)能改善變數的精準度。系統 217包含藉由柱模型211而耦合至模型216的通道與帶模型210，模型216包含電阻器及/或電感及濾波器202與208之間的連接件。模型 216係儲存於儲存HU 162(圖1)及/或另一儲存HU內。模型 216的電阻器及/或電感係以例如並聯、串聯或其組合等方式彼此耦合。模型216代表濾波器202與208的電容值及/或電感值。
又，系統 217包含柱模型211，柱模型211為RF棒199(圖4)與支撐件146(圖4)的電腦生成模型。柱模型211和RF棒199與支撐件146的電子元件具有類似的特性。柱模型211包含一或多個電容器、一或多個電感、電感之間的連接件、電容器之間的連接件及/或電容器與電感之組合間的連接件。
主機系統130的處理器(圖1)計算組合阻抗，如模型216、通道與帶模型210及柱模型211的總阻抗。組合阻抗提供節點N2m 處的複數電壓與阻抗。由於在決定節點 N2m 處的變數時包含了模型216與通道與帶模型210，因此改善了變數的精準度。應注意，模型 216的輸出為模型節點N2m。
圖8B顯示用以例示濾波器202與208(圖7)之模型之系統219的一實施例，濾波器202與208(圖7)的模型能改善變數的精準度。系統219包含通道與帶模型210及以並聯方式和通道與帶模型210耦合的模型218。模型218為模型216(圖8A)的實例。模型218包含電感L濾波器 ，電感L濾波器 代表濾波器 202與208的組合電感值。模型 218更包含電容器C濾波器 ，電容器C濾波器 代表濾波器 202與208的組合電容值。
圖9為系統 236之一實施例的方塊圖，系統 236使用電壓與電流探針238量測RF產生器220之輸出231處的變數。輸出231為節點N3(圖1)或節點N5(圖1)的實例。RF產生器 220為x MHz產生器或y MHz產生器(圖1)的實例。主機系統130產生具有兩或更多狀態的數位脈衝訊號213、並將其提供予數位訊號處理器(DSP)226。在一實施例中，數位脈衝訊號213為電晶體-電晶體邏輯(TTL)訊號。狀態的實例包含開狀態與關狀態、具有數位值1的狀態與具有數位值0的狀態、高狀態與低狀態等。
在另一實施例中，使用時脈振盪器（如石英晶體振盪器等）取代主機系統130來產生類比時脈訊號，類比時脈訊號可被類比轉數位轉換器轉換為類似於數位脈衝訊號213的數位訊號。
數位脈衝訊號213被發送至DSP 226。DSP 226接收數位脈衝訊號213並識別數位脈衝訊號213的狀態。例如，DSP 226判斷出數位脈衝訊號213在第一組時間期間內具有第一振幅（如1的數值、高狀態振幅等）、且在第二組時間期間內具有第二振幅（如0的數值、低狀態振幅等）。DSP 226判斷出數位脈衝訊號213在第一組時間期間內具有狀態S1、且在第二組時間期間內具有狀態S0。狀態S0的實例包含低狀態、具有數值0的狀態及關狀態。狀態S1的實例包含高狀態、具有數值1的狀態及開狀態。如更另一實例，DSP 226將數位脈衝訊號213的振幅與預存值比較，以判斷出在第一組時間期間內數位脈衝訊號213的振幅係大於預存值、且在第二組時間期間內數位脈衝訊號213之狀態S0期間內的振幅並非大於預存值。在使用時脈振盪器的實施例中，DSP 226自時脈振盪器接收類比時脈訊號、將類比訊號轉換為數位形式、然後識別兩個狀態S0與S1。
當一狀態被識別為S1時，DSP 226將功率值P1及/或頻率值F1提供至參數控制器222。又，當該狀態被識別為S0時，DSP 226將功率值P0及/或頻率值F0提供至參數控制器224。用來調變頻率之參數控制器的實例包含自動頻率調協器(AFT)。
應注意，參數控制器222、參數控制器224及DSP 226皆為控制系統187的一部分。例如，參數控制器222與參數控制器224為可由DSP 226執行之電腦程式之一部分的邏輯方塊，如調協迴圈等。在某些實施例中，電腦程式係由非暫態電腦可讀媒體（如儲存HU）體現。
在一實施例中，使用控制器（如硬體控制器、ASIC、PLD等）來取代參數控制器。例如，使用一硬體控制器來取代參數控制器222、並使用另一硬體控制器來取代參數控制器224。
在接收到功率值P1及/或頻率值F1後，參數控制器222將功率值P1及/或頻率值F1提供至驅動與放大器系統(DAS)232的驅動器228。驅動器的實例包含功率驅動器、電流驅動器、電壓驅動器、電晶體等。驅動器228產生具有功率值P1及/或頻率值F1的RF訊號、並將此RF訊號提供至DAS 232的放大器230。
在一實施例中，驅動器228產生具有驅動功率值及/或驅動頻率值的RF訊號，驅動功率值為功率值P1的函數而驅動頻率值為頻率值F1的函數。例如，驅動功率值係介於功率值P1的數瓦內，如1至5瓦等，而驅動頻率值係介於頻率值F1的數Hz內，如1至5 Hz等內。
放大器230放大具有功率值P1及/或頻率值F1的RF訊號、並產生對應自驅動器228所接收之RF訊號的RF訊號215。例如，RF訊號215比功率值P1具有更高量的功率。如另一實例，RF訊號215與功率值P1具有相同量的功率。RF訊號215係藉由纜線217與阻抗匹配電路114而被傳輸至ESC 177(圖1)。
纜線217為纜線150或纜線152(圖1)的實例。例如，當RF產生器 220為x MHz RF產生器(圖1)之實例時，纜線217為纜線150的實例，當RF產生器220為y MHz RF產生器(圖1)之實例時，纜線217為纜線152的實例。
當功率值P1及/或頻率值F1藉由參數控制器222而被提供至DAS 232且RF訊號215被產生時，電壓與電流探針238量測耦合至纜線217之輸出231處的變數的值。電壓與電流探針238為電壓與電流探針110或電壓與電流探針111(圖1)的實例。電壓與電流探針238藉由通訊裝置 233將變數的值發送至主機系統130，讓主機系統130得以執行本文中所述之方法102(圖3)及方法340、351及363(圖13、15及17)。通訊裝置233為通訊裝置185或189 (圖1)的實例。通訊裝置233應用一協定（如乙太網(Ethernet)、乙太網控制自動化技術(EtherCAT)、通用串列匯流排(USB)、串列、並列、封包、解封包等），以將來自電壓與電流探針238的數據傳輸至主機系統130。在不同的實施例中，主機系統130包含通訊裝置，此通訊裝置能應用通訊裝置233所應用的協定。例如，當通訊裝置233應用封包協定時，主機系統130的通訊裝置應用解封包協定。如另一實例，當通訊裝置233應用串列傳輸協定時，主機系統130的通訊裝置應用串列傳輸協定。
類似地，在接收到功率值P0及/或頻率值F0後，參數控制器224將功率值P0及/或頻率值F0提供至驅動器228。驅動器228產生具有功率值P0及/或頻率值F0的RF訊號、並將此RF訊號提供給放大器230。
在一實施例中，驅動器228產生具有驅動功率值及/或驅動頻率值的RF訊號，驅動功率值為功率值P0的函數而驅動頻率值為頻率值F0的函數。例如，驅動功率值係介於功率值P0的數瓦內，如1至5瓦等，而驅動頻率值係介於頻率值F0的數Hz內，如1至5 Hz等內。
放大器230放大具有功率值P0及/或頻率值F0的RF訊號、並產生對應自驅動器228所接收之RF訊號的RF訊號221。例如，RF訊號221比功率值P0具有更高量的功率。如另一實例，RF訊號221與功率值P0具有相同量的功率。RF訊號221係藉由纜線217與阻抗匹配電路 114而被傳輸至已知的負載(圖2)。
當功率值P0及/或頻率值F0藉由參數控制器222而被提供至DAS 232且RF訊號221被產生時，電壓與電流探針238量測輸出231處的變數的值。電壓與電流探針238將變數的值發送至主機系統130，讓主機系統130得以執行方法102(圖2)、方法340(圖13)、方法351(圖15)或方法363(圖17)。
應注意，在一實施例中，電壓與電流探針238係自DSP 226去耦合。在某些實施例中，電壓與電流探針238係耦合至DSP 226。更應注意，在狀態S1期間所產生的RF訊號215與在狀態S0狀態期間所產生的RF訊號221皆為組合RF訊號的一部分。例如，RF訊號215為組合RF訊號的一部分，RF訊號221為組合RF訊號的另一部分，RF訊號215的功率量係高於RF訊號221。
圖10為系統250之一實施例的方塊圖，在系統250中電壓與電流探針238與通訊裝置233係位於RF產生器220的外部。在圖1中，電壓與電流探針110係位於x MHz RF產生器內，以量測x MHz RF產生器之輸出處的變數。電壓與電流探針238係位於RF產生器 220的外部，以量測RF產生器 220之輸出231處的變數。電壓與電流探針238係與RF產生器 220的輸出231相關聯，例如相耦合。
圖11為系統128之一實施例的方塊圖，在系統128中使用圖1之系統 126來決定變數的值。系統128包含m MHz RF產生器、n MHz RF產生器、阻抗匹配電路115、RF傳輸線287及電漿室134。電漿室134係類似於電漿室 175。
應注意，在一實施例中，圖1的x MHz RF產生器係類似於m MHz RF產生器而圖1的y MHz RF產生器係類似於n MHz RF產生器。例如，x MHz係等於m MHz而y MHz係等於n MHz。如另一實例，x MHz產生器與m MHz產生器具有類似的頻率、而y MHz產生器與n MHz產生器具有類似的頻率。類似的頻率的實例為，x MHz係介於一範圍如m MHz 頻率之kHz或Hz的範圍內。在某些實施例中，圖1的x MHz RF產生器並非類似於m MHz RF產生器、而圖1的y MHz RF產生器並非類似於n MHz RF產生器。
更應注意的是，在不同的實施例中，在m MHz及n MHz RF產生器的每一者中所使用的感測器類型係不同於在x MHz and y MHz RF產生器的每一者中所使用的感測器類型。例如，在m MHz RF產生器中使用不遵循NIST標準的感測器。如另一實例，在m MHz RF產生器中使用只量測電壓的電壓感測器。
更應注意，在一實施例中，阻抗匹配電路115係類似於阻抗匹配電路114(圖1)。例如，阻抗匹配電路 114的阻抗係等於阻抗匹配電路115的阻抗。如另一實例，阻抗匹配電路115的阻抗係介於阻抗匹配電路114之阻抗的一範圍之間，如阻抗匹配電路114之阻抗的10-20%。在某些實施例中，阻抗匹配電路 115係不類似於阻抗匹配電路114。
阻抗匹配電路115包含電子元件（如電感、電阻器等），以使耦合至阻抗匹配電路115之電源的阻抗匹配耦合至電路115之負載的阻抗。例如，阻抗匹配電路115使耦合至阻抗匹配電路115之阻抗源(如m MHz RF產生器、n MHz RF產生器、將m MHz與n MHz RF產生器耦合至阻抗匹配電路115的纜線等的組合)的阻抗匹配負載(如電漿室134、RF傳輸線287等的組合)的阻抗。
應注意，在一實施例中，RF傳輸線287係類似於RF傳輸線113(圖1)。例如，RF傳輸線287的阻抗係與RF傳輸線113的阻抗相同。如另一實例，RF傳輸線 287的阻抗係介於RF傳輸線 113之阻抗的一範圍之間，如RF傳輸線 113之阻抗之10-20%。在不同的實施例中，RF傳輸線 287係不類似於RF傳輸線 113。
電漿室134包含ESC 192、上電極264及其他部件(未顯示)，如圍繞上電極264的上介電環、圍繞上介電環的上電極延伸部、圍繞ESC 192之下電極的下介電環、圍繞下介電環的下電極延伸部、上電漿排除區(PEZ)環、下PEZ環等。上電極264係面對ESC 192並與其相望。工作件262（如半導體晶圓等）係在ESC 192的上表面263上受到其支撐。ESC 192之上電極264與下電極的每一者皆由金屬所製成，如鋁、鋁合金、銅等。
在一實施例中，上電極264包含一孔洞，此孔洞係耦合至中央氣體饋送件(未顯示)。中央氣體饋送件自氣體供給源(未顯示)接收一或多種處理氣體。上電極264係接地。ESC 192係藉由阻抗匹配電路 115而耦合至m MHz RF產生器與n MHz RF產生器。
當處理氣體被供給至上電極264與ESC 192之間、且當m MHz RF產生器及/或n MHz RF產生器藉由阻抗匹配電路115將功率供給至ESC 192時，處理氣體會被點燃而在電漿室134內產生電漿。
應注意，系統128不具有用以量測阻抗匹配電路115之輸出283處、RF傳輸線287上之一點處、或ESC 192處之變數的探針，如量測設備、電壓與電流探針、電壓探針等。在模型節點N1m、N2m、N4m及N6m處的變數的值被用來決定系統 128是否如期望地運作。
在不同的實施例中，系統128不具有用以量測ESC 192處之晶圓偏壓的晶圓偏壓感測器，如原位直流(DC)探針及相關硬體。不使用晶圓偏壓感測器及相關硬體能節省成本。
亦應注意，在一實施例中，系統 128包含耦合至阻抗匹配電路之任何數目的RF產生器。
圖12A、12B及12C顯示圖268、272及275之實施例，圖268、272及275例示利用電壓探針在系統126(圖1)內之阻抗匹配電路114之輸出（如節點N4）處所量測到的電壓（如均方根(RMS)電壓、峰值電壓等）與利用方法102(圖2)在對應模型節點輸出（如節點N4m）處所決定的電壓（如峰值電壓等）的關聯性。又，圖12A、12B及12C為圖270、274及277之實施例，圖270、274及277例示利用電流探針在系統126(圖1)之輸出(如節點N4)處所量測到的電流(如均方根(RMS)電流等)與利用方法102(圖2)在對應輸出(如節點N4m)處所決定之電流(如RMS電流等)的關聯性。
將利用方法102所決定的電壓繪製在圖268、272及275每一圖的x軸，並將電壓探針所量測到的電壓繪製在圖268、272及275每一圖的y軸。類似地，將方法102所決定的電流繪製在圖270、274及277每一圖的x軸，並將電流探針所量測到的電流繪製在圖270、274及277每一圖的y軸。
當x MHz RF產生器開啟且y MHz RF產生器與z MHz RF產生器（如60 MHz RF產生器）皆關閉時，在圖268中繪製電壓。又，當y MHz RF產生器開啟且x MHz與z MHz RF產生器皆關閉時，在圖272中繪製電壓。又，當z MHz RF產生器開啟且x MHz與y MHz RF產生器皆關閉時，在圖275中繪製電壓。
類似地，當x MHz RF產生器開啟且y MHz RF產生器與z MHz RF產生器皆關閉時，在圖270中繪製電流。又，當y MHz RF產生器開啟且x MHz與z MHz RF產生器皆關閉時，在圖274中繪製電流。又，當z MHz RF產生器開啟且x MHz與y MHz RF產生器皆關閉時，在圖277中繪製電流。
在圖268、272及275的每一圖中可見，在圖之y軸上所繪製的電壓與在圖之x軸上所繪製的電壓之間存在著約略線性的關聯性。類似地，在圖270、274及277的每一圖中可見，在圖之y軸上所繪製的電流與在圖之x軸上所繪製的電流之間存在著約略線性的關聯性。
圖13為方法340之一實施例的流程圖，方法340係用以決定電漿系統126(圖1)之模型節點（如模型節點N4m、模型節點N1m、模型節點N2m、模型節點 N6m等）處的晶圓偏壓。在某些實施例中應注意，晶圓偏壓為電漿室175(圖1)內產生之電漿所產生的直流(DC)電壓。在此些實例中，晶圓偏壓係存在於ESC 177(圖1)的一表面（如上表面183）上及/或存在於工作件 131(圖1)的一表面上（如上表面上）。
更應注意，模型節點N1m與N2m係皆位於RF傳輸模型161(圖1)上、而模型節點N6m係位於ESC模型125(圖1)上。方法340係由主機系統130的處理器(圖1)所執行。在方法340中，進行步驟106。
又，在步驟341中，產生對應至一或多個裝置（如阻抗匹配電路114、RF傳輸線113、ESC 177、其組合等）的一或多個模型，如阻抗匹配模型104、RF傳輸模型161、ESC 模型125(圖1)、其組合等。例如，所產生的ESC 模型125的特性係類似於ESC 177(圖1)的特性。
在步驟343中，使在步驟106中所辨識出的複數電壓與電流傳輸通過一或多個模型的一或多個元件，以決定在一或多個模型之一輸出處的複數電壓與電流。例如，第二複數電壓與電流係自第一複數電壓與電流所決定。如另一實例，第二複數電壓與電流係自第一複數電壓與電流所決定，第三複數電壓與電流係自第二複數電壓與電流所決定。如更另一實例，第二複數電壓與電流係自第一複數電壓與電流所決定，第三複數電壓與電流係自第二複數電壓與電流所決定，第三複數電壓與電流傳輸通過RF傳輸模型161(圖1)之部件197，以決定在模型節點N2m處的第四複數電壓與電流。在此實例中，第四複數電壓與電流係藉著使第三複數電壓與電流傳輸通過部件197之元件的阻抗所決定。如更另一實例，RF傳輸模型161提供一代數轉換函數，主機系統130的處理器執行此一代數轉換函數以將在一或多個RF產生器之一或多個輸出處所量測到的複數電壓與電流轉譯為沿著RF傳輸模型161的電性節點，如模型節點N1m、模型節點N2m等。
如步驟343的另一實例，第二複數電壓與電流係自第一複數電壓與電流所決定，第三複數電壓與電流係自第二複數電壓與電流所決定，第四複數電壓與電流係自第三複數電壓與電流所決定，使第四複數電壓與電流傳輸通過ESC模型125以決定在模型節點N6m處的第五複數電壓與電流。在此實例中，第五複數電壓與電流係藉著使第四複數電壓與電流傳輸通過ESC模型 125之元件（如電阻器、電感等）的阻抗所決定。
在步驟342中，基於下列者而決定在一或多個模型之輸出處的晶圓偏壓：輸出處之複數電壓與電流的電壓大小、輸出處之複數電壓與電流的電流強度、及輸出處之複數電壓與電流的功率值。例如，晶圓偏壓係基於下列者所決定：第二複數電壓與電流的電壓大小、第二複數電壓與電流的電流強度及第二複數電壓與電流的功率值。為了更進一步地說明，當x MHz RF產生器開啟且y MHz與z MHz RF產生器皆關閉時，主機系統130的處理器(圖1)決定模型節點N4m(圖1)處的晶圓偏壓為第一乘積、第二乘積、第三乘積與一常數的和。在此例示中，第一乘積為第一係數與第二複數電壓與電流之電壓大小的乘積，第二乘積為第二係數與第二複數電壓與電流之電流強度的乘積，第三乘積為第三係數之平方根與第二複數電壓與電流之功率值之平方根的乘積。
例如，功率值為經輸送之功率的功率值，經輸送的功率係由主機系統130的處理器決定為正向功率與反射功率之間的差。正向功率為系統126(圖1)之一或多個RF產生器供給至電漿室175(圖1)的功率。反射功率為自電漿室175反射回系統126(圖1)之一或多個RF產生器的功率。例如，複數電壓與電流的功率值係由主機系統130的處理器決定為複數電壓與電流之電流強度與複數電壓與電流之電壓大小的乘積。又，用來決定晶圓偏壓之係數與常數的每一者皆為一正數或負數。如決定晶圓偏壓的另一實例，當x MHz RF產生器開啟且y MHz與z MHz RF產生器關閉時，在模型節點處的晶圓偏壓係由下式代表：ax*Vx + bx*Ix + cx*sqrt (Px) + dx，其中「ax」為第一係數、「bx」為第二係數、「dx」為常數、「Vx」為模型節點處之複數電壓與電流的電壓大小、「Ix」為模型節點處之複數電壓與電流的電流強度、「Px」為模型節點處之複數電壓與電流的功率值。應注意，「sqrt」為主機系統130的處理器所執行的平方根運算。在某些實施例中，功率值 Px為電流強度 Ix與電壓大小 Vx的乘積。
在不同的實施例中，用以決定晶圓偏壓之係數係由主機系統130的處理器(圖1)基於投影法所決定。在投影法中，晶圓偏壓感測器（如晶圓偏壓栓等）於第一時間時量測ESC 177之一表面（如上表面183(圖1)）上的晶圓偏壓。又，在投影法中，在電漿系統126內之一模型節點處的電壓大小、電流強度及功率值係基於RF產生器之輸出處所量測到的複數電壓與電流所決定。例如，主機系統130的處理器使第一時間時在節點N3(圖1)處所量測到的複數電壓與電流傳輸至模型節點（如模型節點N4m、模型節點N1m、模型節點N2m或模型節點N6m(圖1)等），以決定第一時間時模型節點處的複數電壓與電流。電壓大小與電流強度係由主機系統130的處理器自第一時間時模型節點處的複數電壓與電流所擷取。又，功率值係由主機系統130的處理器計算為第一時間時之電流強度與電壓大小的乘積。
類似地，在實例中，針對一或多個額外時間時量測節點N3處的複數電壓與電流，並使量測到的複數電壓與電流傳輸以決定該一或多個額外時間時在模型節點（如模型節點N4m、模型節點N1m、模型節點 N2m、模型節點N6m）處的複數電壓與電流。又，針對該一或多個額外時間，自該一或多個額外時間時所決定的複數電壓與電流擷取電壓大小、電流強度及功率值。主機系統130的處理器將數學函數（如部分最小平方、線性迴歸等）應用至第一時間及一或多個額外時間時的電壓大小、電流強度、功率值及所獲得的量測晶圓偏壓，以決定係數ax、bx、cx及常數dx。
如步驟342的另一實例，當y MHz RF產生器開啟且x MHz與z MHz RF產生器關閉時，晶圓偏壓係由下列所決定：ay*Vy + by*Iy + cy*sqrt (Py) + dy，其中「ay」為係數、「by」為係數、「dy」為常數、「Vy」為第二複數電壓與電流的電壓大小、「Iy」為第二複數電壓與電流的電流強度、「Px」為第二複數電壓與電流的功率值。功率值Py為電流強度Iy與電壓大小Vy的乘積。如步驟342的另一實例，當z MHz RF產生器開啟且x MHz與y MHz RF產生器關閉時，晶圓偏壓係由下列所決定：az*Vz + bz*Iz + cz*sqrt (Pz) + dz，其中「az」為係數、「bz」為係數、「dz」為常數、「Vz」為第二複數電壓與電流的電壓大小、「Iz」為第二複數電壓與電流的電流強度、「Pz」為第二複數電壓與電流的功率值。功率值Pz為電流強度Iz與電壓大小Vz的乘積。
如步驟342的另一實例，當x MHz與y MHz RF產生器皆開啟且z MHz RF產生器關閉時，晶圓偏壓為第一乘積、第二乘積、第三乘積、第四乘積、第五乘積、第六乘積及一常數的和。第一乘積為第一係數與電壓大小Vx的乘積、第二乘積為第二係數與電流強度Ix的乘積、第三乘積為第三係數與功率值 Px之平方根的乘積、第四乘積為第四係數與電壓大小Vy的乘積、第五乘積為第五係數與電流強度Iy的乘積、第六乘積為第六係數與功率值Py之平方根的乘積。當x MHz與y MHz RF產生器皆開啟且 z MHz RF產生器關閉時，晶圓偏壓係由下式代表：axy*Vx + bxy*Ix + cxy*sqrt (Px) + dxy*Vy + exy*Iy + fxy*sqrt (Py) + gxy，其中「axy」、「bxy」、「cxy」、「dxy」、「exy」、「fxy」、「dxy」、「exy」及「fxy」皆為係數而「gxy」為常數。
如步驟342的另一實例，當y MHz與z MHz RF產生器皆開啟且x MHz RF產生器關閉時，晶圓偏壓係由下式所決定：ayz*Vy + byz*Iy + cyz*sqrt (Py) + dyz*Vz + eyz*Iz + fyz*sqrt (Pz) + gyz，其中「ayz」、「byz」、「cyz」、「dyz」、「eyz」及「fyz」為係數而「gyz」為常數。如步驟342的更另一實例，當x MHz與z MHz RF產生器皆開啟且y MHz RF產生器關閉時，晶圓偏壓係由下式所決定：axz*Vx + bxz*Ix + cxz*sqrt (Px) + dxz*Vz + exz*Iz + fxz*sqrt (Pz) + gxz，其中「axz」、「bxz」、「cxz」、「dxz」、「exz」及「fxz」為係數而gxz為常數。
如步驟342的另一實例，當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器皆開啟時，晶圓偏壓係決定為第一乘積、第二乘積、第三乘積、第四乘積、第五乘積、第六乘積、第七乘積、第八乘積、第九乘積及一常數的和。第一乘積為第一係數與電壓大小Vx的乘積、第二乘積為第二係數與電流強度Ix的乘積、第三乘積為第三係數與功率值Px之平方根的乘積、第四乘積為第四係數與電壓大小Vy的乘積、第五乘積為第五係數與電流強度Iy的乘積、第六乘積為第六係數與功率值Py之平方根的乘積、第七乘積為第七係數與電壓大小Vz的乘積、第八乘積為第八係數與電流強度Iz的乘積、第九乘積為第九係數與功率值Pz之平方根的乘積。當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器開啟時，晶圓偏壓係由下式所代表：axyz*Vx + bxyz*Ix + cxyz*sqrt (Px) + dxyz*Vy + exyz*Iy + fxyz*sqrt (Py) + gxyz*Vz + hxyz*Iz + ixyz*sqrt (Pz) + jxyz，其中「axyz」、「bxyz」、「cxyz」、「dxyz」、「exyz」、「fxyz」、「gxyz」、「hxyz」及「ixyz」為係數而「jxyz」為常數。
如決定一或多個模型之輸出處之晶圓偏壓的另一實例，在模型節點 N1m處的晶圓偏壓係由主機系統130的處理器基於模型節點N1m處所決定之電壓與電流強度所決定。為了更進一步地例示，使第二複數電壓與電流沿著部件173(圖1)傳輸以決定在模型節點N1m處的複數電壓與電流。在模型節點 N1m處之複數電壓與電流決定自第二複數電壓與電流的方式係類似於第二複數電壓與電流決定自第一複數電壓與電流的方式。例如，基於部件173之元件的特性使第二複數電壓與電流沿著部件173傳輸以決定模型節點N1m處的複數電壓與電流。
基於在模型節點N1m處所決定的複數電壓與電流，由主機系統130的處理器決定模型節點N1m處的晶圓偏壓。例如，在模型節點N1m處之晶圓偏壓決定自模型節點N1m處之複數電壓與電流的方式係類似於模型節點N4m處之晶圓偏壓決定自第二複數電壓與電流的方式。為了例示，當x MHz RF產生器開啟且y MHz與z MHz RF產生器關閉時，主機系統130的處理器(圖1)決定模型節點N1m處的晶圓偏壓為第一乘積、第二乘積、第三乘積與一常數的和。在此實例中，第一乘積為第一係數與模型節點N1m 處之複數電壓與電流之電壓大小的乘積、第二乘積為第二係數與模型節點N1m 處之複數電壓與電流之電流強度的乘積、第三乘積為第三係數之平方根與模型節點N1m 處之複數電壓與電流之功率值之平方根的乘積。當x MHz RF產生器開啟且y MHz與z MHz RF產生器關閉時，模型節點N1m的晶圓偏壓係由下式代表：ax*Vx + bx*Ix + cx*sqrt (Px) + dx，其中「ax」為第一係數、「bx」為第二係數、「cx」為第三係數、「dx」為常數、「Vx」為模型節點N1m處的電壓大小、「Ix」為模型節點N1m處的電流強度、「Px」為模型節點N1m處的功率值。
類似地，基於模型節點N1m處的複數電壓與電流且基於 x MHz、y MHz及z MHz RF產生器中何者開啟，可決定下列晶圓偏壓：ay*Vy + by*Iy + cy*sqrt (Py) + dy；az*Vz + bz*Iz + cz*sqrt (Pz) + dz；axy*Vx + bxy*Ix + cxy*sqrt (Px) + dxy*Vy + exy*Iy + fxy*sqrt (Py) + gxy；axz*Vx + bxz*Ix + cxz*sqrt (Px) + dxz*Vz + exz*Iz + fxz*sqrt (Pz) + gxz；ayz*Vy + byz*Iy + cyz*sqrt (Py) + dyz*Vz + eyz*Iz + fyz*sqrt (Pz) + gyz；及axyz*Vx + bxyz*Ix + cxyz*sqrt (Px) + dxyz*Vy + exyz*Iy + fxyz*sqrt (Py) + gxyz*Vz + hxyz*Iz + ixyz*sqrt (Pz) + jxyz。
如決定一或多個模型之輸出處之晶圓偏壓的更另一實例，在模型節點N2m處的晶圓偏壓係由主機系統130的處理器基於模型節點N2m處之電壓與電流強度所決定，其決定方式係類似於在模型節點N1m 處之晶圓偏壓基於在模型節點N1m處之電壓與電流強度的決定方式。為了更進一步地例示，決定模型節點N2m處的晶圓偏壓為下列者：ax*Vx + bx*Ix + cx*sqrt (Px) + dx；ay*Vy + by*Iy + cy*sqrt (Py) + dy；az*Vz + bz*Iz + cz*sqrt (Pz) + dz；axy*Vx + bxy*Ix + cxy*sqrt (Px) + dxy*Vy + exy*Iy + fxy*sqrt (Py) + gxy；axz*Vx + bxz*Ix + cxz*sqrt (Px) + dxz*Vz + exz*Iz + fxz*sqrt (Pz) + gxz；ayz*Vy + byz*Iy + cyz*sqrt (Py) + dyz*Vz + eyz*Iz + fyz*sqrt (Pz) + gyz；及axyz*Vx + bxyz*Ix + cxyz*sqrt (Px) + dxyz*Vy + exyz*Iy + fxyz*sqrt (Py) + gxyz*Vz + hxyz*Iz + ixyz*sqrt (Pz) + jxyz。
如決定一或多個模型之輸出處之晶圓偏壓的更另一實例，在模型節點N6m處的晶圓偏壓係由主機系統130的處理器基於模型節點N6m處之電壓與電流強度所決定，其決定方式係類似於在模型節點N2m 處之晶圓偏壓基於在模型節點N2m處之電壓與電流強度的決定方式。為了更進一步地例示，決定模型節點N6m處的晶圓偏壓為下列者：ax*Vx + bx*Ix + cx*sqrt (Px) + dx；ay*Vy + by*Iy + cy*sqrt (Py) + dy；az*Vz + bz*Iz + cz*sqrt (Pz) + dz；axy*Vx + bxy*Ix + cxy*sqrt (Px) + dxy*Vy + exy*Iy + fxy*sqrt (Py) + gxy；axz*Vx + bxz*Ix + cxz*sqrt (Px) + dxz*Vz + exz*Iz + fxz*sqrt (Pz) + gxz；ayz*Vy + byz*Iy + cyz*sqrt (Py) + dyz*Vz + eyz*Iz + fyz*sqrt (Pz) + gyz；及axyz*Vx + bxyz*Ix + cxyz*sqrt (Px) + dxyz*Vy + exyz*Iy + fxyz*sqrt (Py) + gxyz*Vz + hxyz*Iz + ixyz*sqrt (Pz) + jxyz。
應注意，在某些實施例中，晶圓偏壓係儲存於儲存HU 162(圖1)內。
圖14之狀態圖說明了在主機系統130(圖1)內實施之晶圓偏壓產生器340的一實施例。當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器三者皆關閉時，在模型節點如模型節點N4m、N1m、N2m、N6m(圖1)等處的晶圓偏壓為零或最小值。當x MHz、y MHz或z MHz RF產生器開啟且x MHz、y MHz及z MHz RF產生器中的剩下者關閉時，晶圓偏壓產生器340決定在模型節點如模型節點N4m、N1m、N2m、N6m等處的晶圓偏壓為第一乘積a*V、第二乘積b*I、第三乘積c*sqrt(P)及一常數d的和，其中V為模型節點處之複數電壓與電流的電壓大小、I為複數電壓與電流的電流強度、P為複數電壓與電流的功率值、a為係數、b為係數、c為係數而d為常數。在不同的實施例中，模型節點處的功率值為模型節點處之電流強度與模型節點處之電壓大小的乘積。在某些實施例中，功率值為經輸送之功率的大小。
當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器中的兩者開啟且當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器中的剩餘者關閉時，晶圓偏壓產生器340決定在模型節點（如模型節點N4m、N1m、N2m、N6m等）處的晶圓偏壓為第一乘積a12*V1、第二乘積b12*I1、第三乘積c12*sqrt(P1)、第四乘積d12*V2、第五乘積e12*I2、第六乘積f12*sqrt(P2)及一常數g12的和，其中：「V1」為模型節點處之複數電壓與電流的電壓大小，其係藉著使在RF產生器中第一個開啟的RF產生器之輸出處所量測到的電壓傳輸所決定；「I1」為該複數電壓與電流的電流強度，其係藉著使在RF產生器中第一個開啟的RF產生器之輸出處所量測到的電流傳輸所決定；「P1」為該複數電壓與電流的功率值，其係由V1與I1的乘積所決定；「V2」為該模型節點處之該複數電壓與電流的電壓大小，其係藉著使在RF產生器中第二個開啟的RF產生器之輸出處所量測到的電壓傳輸所決定；「I2」為該複數電壓與電流的電流強度，其係藉著使在RF產生器中第二個開啟的RF產生器之輸出處所量測到的電流傳輸所決定；「P2」為功率值，其係由V2與I2的乘積所決定；「a12」、「b12」、「c12」、「d12」、「e12」及「f12」的每一者皆為係數，「g12」為常數。
當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器皆開啟時，晶圓偏壓產生器 340決定在模型節點（如模型節點N4m、N1m、N2m、N6m等）處的晶圓偏壓為第一乘積a123*V1、第二乘積b123*I1、第三乘積c123*sqrt(P1)、第四乘積d123*V2、第五乘積e123*I2、第六乘積f123*sqrt(P2)、第七乘積g123*V3、第八乘積h123*I3、第九乘積i123*sqrt(P3)及一常數j123的和，其中：「V1」為模型節點處之複數電壓與電流的電壓大小，其係藉著使在RF產生器中第一者之輸出處所量測到的電壓傳輸所決定；「I1」為該複數電壓與電流的電流強度，其係藉著使在RF產生器中第一者之輸出處所量測到的電流傳輸所決定；「P1」為該複數電壓與電流的功率值，其係由V1與I1的乘積所決定；「V2」為該模型節點處之複數電壓與電流的電壓大小，其係藉著使在RF產生器中第二者之輸出處所量測到的電壓傳輸所決定；「I2」為該複數電壓與電流的電流強度，其係藉著使在RF產生器中第二者之輸出處所量測到的電流傳輸所決定；「P2」為該複數電壓與電流的功率值，其係由V2與I2的乘積所決定；「V3」為該模型節點處之複數電壓與電流的電壓大小，其係藉著使在RF產生器中第三者之輸出處所量測到的電壓傳輸所決定；「I3」為該複數電壓與電流的電流強度，其係藉著使在第三RF產生器之輸出處所量測到的電流傳輸所決定；「P3」為該複數電壓與電流的功率值，其係由V3與I3的乘積所決定；「a123」、「b123」、「c123」、「d123」、「e123」、「f123」、「g123」、「h123」及「i123」的每一者皆為係數，「j123」為常數。
圖15為方法351之一實施例的流程圖，方法351係用以決定沿著路徑353(圖16)之一點處的晶圓偏壓，路徑353係介於模型節點N4m(圖16)與ESC模型125(圖16)之間。圖15的說明係參考圖16，圖16為系統355之一實施例的方塊圖，系統355係用以決定在一模型之一輸出處之晶圓偏壓。
在步驟357中，偵測x MHz、y MHz或z MHz RF產生器的輸出以識別產生器輸出複數電壓與電流。例如，電壓與電流探針110(圖1)量測在節點 N3(圖1)處的複數電壓與電流。在此實例中，主機系統130(圖1)藉由通訊裝置185(圖1)自電壓與電流探針110接收複數電壓與電流，使其得以儲存在儲存HU 162(圖1)內。又，在該實例中，主機系統130的處理器係從儲存HU 162識別複數電壓與電流。
在步驟359中，主機系統130的處理器使用該產生器輸出複數電壓與電流，以決定沿著介於模型節點N4m與模型節點N6m之間之路徑353上之一點處的投影複數電壓與電流。路徑353自模型節點N4m 延伸至模型節點N6m。例如，第五複數電壓與電流係自在x MHz RF產生器、y MHz RF產生器或z MHz RF產生器之輸出處所量測到的複數電壓與電流所決定。如另一實例，使在節點N3或節點N5處量測到的複數電壓與電流藉由阻抗匹配模型104傳輸，以決定在模型節點N4m(圖1)處的複數電壓與電流。在此實例中，使模型節點 N4m處的複數電壓與電流藉由RF傳輸模型161(圖16)的一或多個元件及/或ESC 模型125(圖16)之一或多個元件傳輸，以決定路徑353上之一點處的複數電壓與電流。
在步驟361中，主機系統130的處理器將在路徑353上之一點處所決定的投影複數電壓與電流當作成一函數的輸入，以將投影複數電壓與電流映射至ESC模型125(圖16)之節點 N6m 處的晶圓偏壓值。例如，當x MHz、y MHz或z MHz RF產生器開啟時，模型節點N6m處的晶圓偏壓係決定為第一乘積a*V、第二乘積b*I、第三乘積c*sqrt(P)及一常數d的和，其中「V」為在模型節點N6m處之投影複數電壓與電流的電壓大小、「I」為在模型節點N6m處之投影複數電壓與電流的電流強度、「P」為在模型節點N6m處之投影複數電壓與電流的功率值、而「a」、「b」及「c」為係數、「d」為常數。
如另一實例，當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器中的兩者開啟且x MHz、y MHz及z MHz RF產生器中的剩餘一者關閉時，在模型節點N6m處的晶圓偏壓係決定為第一乘積a12*V1、第二乘積b12*I1、第三乘積c12*sqrt(P1)、第四乘積d12*V2、第五乘積e12*I2、第六乘積f12*sqrt(P2)及常數g12的和，其中：「V1」為在模型節點N6m處之電壓大小，其為兩個開啟之RF產生器的第一者的結果；「I1」為在模型節點N6m處之電流強度，其為開啟之RF產生器的第一者的結果；「P1」為在模型節點N6m處之功率值，其為開啟之RF產生器的第一者的結果；「V2」為在模型節點N6m處之電壓大小，其為開啟之RF產生器的第二者的結果；「I2」為在模型節點N6m處之電流強度，其為開啟之RF產生器的第二者的結果；「P2」為在模型節點N6m處之功率值，其為開啟之RF產生器的第二者的結果；「a12」、「b12」、 「c12」、「d12」、「e12」及「f12」為係數，「g12」為常數。
如更另一實例，當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器三者皆開啟時，在模型節點N6m處的晶圓偏壓係決定為第一乘積a123*V1、第二乘積b123*I1、第三乘積c123*sqrt(P1)、第四乘積d123*V2、第五乘積e123*I2、第六乘積f123*sqrt(P2)、第七乘積g123*V3、第八乘積h123*I3、第九乘積i123*sqrt(P3)及常數j123的和，其中「V1」、「I1」、「P1」、「V2」、「I2」及「P2」已於前面的實例中說明過，其他者的定義如下：「V3」為在模型節點N6m處之電壓大小，其為三個開啟之RF產生器的第三者的結果；「I3」為在模型節點N6m處之電流強度，其為開啟之RF產生器的第三者的結果；「P3」為在模型節點N6m處之功率值，其為開啟之RF產生器的第三者的結果；「a123」、「b123」、「c123」、「d123」、「e123」、「f123」、「g123」、「h123」及「 i123」為係數，「j123」為常數。
如另一實例，用以決定晶圓偏壓的函數為特徵值與常數的和。特徵值包含大小強度值，如值V、I、P、V1、I1、P1、V2、I2、P2、V3、I3、P3等。特徵值亦包含係數，如係數a、b、c、a12、b12、c12、d12、e12、f12、a123、b123、c123、d123、e123、f123、g123、h123、i123等。常數的實例包含常數d、常數g12、常數j123等。
應注意，特徵值的係數及特徵值的常數包含經驗模型的數據。例如，利用晶圓偏壓感測器在ESC 177(圖1)處多次量測晶圓偏壓。又，在此實例中，針對多次測得的晶圓偏壓，藉由下列方式決定沿著路徑353(圖16)上之一點處的複數電壓與電流：使複數電壓與電流自多個RF產生器（如x MHz RF產生器、y MHz RF產生器、z MHz RF產生器等）之一或多者的節點（如節點N3、N5等之一或多者）藉由模型（如阻抗匹配模型104、模型部件173、RF傳輸模型161、ESC 模型125(圖1)）的一或多者傳輸到達路徑353(圖16)上之該點。又，在此實例中，主機系統130的處理器將統計方法（如部分最小平方法、迴歸法等）應用至量測到的晶圓偏壓、並應用至擷取自該點處之複數電壓與電流的電壓大小、電流強度與功率值，以決定特徵值的係數及特徵值的常數。
在不同的實施例中，用以決定晶圓偏壓的函數的特徵在於，代表路徑353之物理特性之數值的總和。路徑353之物理特性為來自測試數據（如經驗模型數據）的推導值。路徑353之物理特性的實例包含路徑353上之元件的電容值、電感值、其組合等。如上所述，路徑353上之元件的電容值及/或電感值會影響在路徑353上之一點處利用投影法以經驗方式決定的電壓與電流，因此會影響特徵值的係數及特徵值的常數。
在某些實施例中，用以決定晶圓偏壓的函數為多項式。
圖17為方法363之一實施例的流程圖，方法363係用以決定系統 126(圖1)之模型節點處的晶圓偏壓。圖17的說明係參考圖1與16。方法363係由主機系統130的處理器(圖1)執行。在步驟365中，主機系統130自產生器系統的一或多個通訊裝置接收一或多個複數電壓與電流，產生器系統包含x MHz RF產生器、y MHz RF產生器及z MHz RF產生器中的一或多者。例如，自通訊裝置185(圖1)接收在節點N3處量測到的複數電壓與電流。如另一實例，自通訊裝置189(圖1)接收在節點N5處量測到的複數電壓與電流。如更另一實例，接收在節點N3處量測到的複數電壓與電流以及在節點N5處量測到的複數電壓與電流。應注意，產生器系統的輸出包含節點N3、N5及z MHz RF產生器之輸出節點中的一或多者。
在步驟367中，基於在產生器系統之輸出處之一或多個複數電壓與電流，決定在沿著如路徑353(圖16)上一點處所決定的投影複數電壓與電流，路徑353(圖16)係介於阻抗匹配模型104與ESC 模型125(圖16)之間。例如，在產生器系統之輸出處的複數電壓與電流係藉由阻抗匹配模型104(圖16)投影，以決定模型節點N4m處的複數電壓與電流。如另一實例，在產生器系統之輸出處之複數電壓與電流係藉由阻抗匹配模型104(圖16)與RF傳輸模型 161的部件173(圖1)投影，以決定在模型節點N1m(圖1)處的複數電壓與電流。如更另一實例，在產生器系統之輸出處之複數電壓與電流係藉由阻抗匹配模型104與RF傳輸模型 161投影，以決定在模型節點N2m(圖1)處的複數電壓與電流。如另一實例，在產生器系統之輸出處之複數電壓與電流係藉由阻抗匹配模型104與RF傳輸模型 161及ESC 模型125投影，以決定在模型節點N6m(圖1)處的複數電壓與電流。
在步驟369中，利用投影的複數V及I作為一函數之輸入，計算沿著路徑353之該點處的晶圓偏壓。例如，當x MHz、y MHz或z MHz RF產生器開啟且 x MHz、y MHz及z MHz RF產生器中的剩餘者關閉時，此點處的晶圓偏壓係由一函數決定，此函數為第一乘積a*V、第二乘積b*I、第三乘積c*sqrt(P)及常數d的和，其中「V」為在該點處之投影複數電壓與電流的電壓大小、「I」為在該點處之投影複數電壓與電流的電流強度、「P」為在該點處之投影複數電壓與電流的功率值，「a」、「b」及「c」為係數而「d」為常數。
如另一實例，當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器中的兩者開啟且x MHz、y MHz及z MHz RF產生器中的剩餘一者關閉時，在該點處的晶圓偏壓係決定為第一乘積a12*V1、第二乘積b12*I1、第三乘積c12*sqrt(P1)、第四乘積d12*V2、第五乘積e12*I2、第六乘積f12*sqrt(P2)及常數g12的和，其中：「V1」為在該點處的電壓大小，其為開啟的兩個RF產生器中第一者的結果；「I1」為該點處的電流強度，其為開啟的RF產生器中第一者的結果；「P1」為該點處的功率值，其為開啟的RF產生器中第一者的結果；「V2」為該點處的電壓大小，其為開啟的兩個RF產生器中第二者的結果；「I2」為該點處的電流強度，其為開啟的RF產生器中第二者的結果；「P2」為該點處的功率值，其為開啟的RF產生器中第二者的結果；「a12」、「b12」、「c12」、「 d12」、「 e12」及「f12」為係數，「g12」為常數。
如更另一實例，當x MHz、y MHz及z MHz RF產生器三者皆開啟時，該點處的晶圓偏壓係決定為第一乘積a123*V1、第二乘積b123*I1、第三乘積c123*sqrt(P1)、第四乘積d123*V2、第五乘積e123*I2、第六乘積f123*sqrt(P2)、第七乘積g123*V3、第八乘積h123*I3、第九乘積i123*sqrt(P3)及常數j123的和，其中 V1、I1、P1、V2、I2及P2已於前面的實施例中說明過，其他者的定義如下：V3為在該點處的電壓大小，其為開啟的RF產生器中第三者的結果；「I3」為該點處的電流強度，其為開啟的RF產生器中第三者的結果；「P3」為該點處的功率值，其為開啟的RF產生器中第三者的結果；「a123」、「b123」、「c123」、「d123」、「e123」、「f123」、「g123」、「h123」及「i123」為係數，「j123」為常數。
圖18為系統 330之一實施例的方塊圖，系統 330係用以例示利用方法340(圖13)、方法351(圖15)或方法363(圖17)而非利用電壓探針332（如電壓感測器等）來決定晶圓偏壓的優點。
電壓探針332係耦合至節點N1以決定節點N1處的電壓。在某些實施例中，電壓探針332係耦合至另一節點（如節點N2、N4等），以決定此另一節點處的電壓。電壓探針332包含複數電路，如RF分配電路、濾波器電路1、濾波器電路2、濾波器電路3等。
又，x MHz與y MHz RF產生器係耦合至包含雜訊或訊號決定模組336的主機系統334。應注意，模組可包含處理器、ASIC、PLD、處理器所執行的軟體或其組合。
電壓探針332量測電壓大小，主機系統334使用此電壓大小來決定晶圓偏壓。模組336決定電壓探針332所量測到的電壓大小為訊號還是雜訊。在判斷出電壓探針332所量測到的電壓大小為訊號後，主機系統334 決定晶圓偏壓。
相較於系統330，系統126(圖1)成本較低且能節省時間與氣力。系統330包含電壓探針332，但系統126中毋需包含電壓探針332。為了決定晶圓偏壓，毋需將電壓探針耦合至系統 126的節點N4、N1或N2處。在系統 126中，晶圓偏壓係基於阻抗匹配模型104、RF傳輸模型161及/或ESC 模型125(圖1)所決定。又，系統330包含模組336，但系統 126毋需包含模組336。毋需浪費時間及氣力去判斷複數電壓與電流為訊號或雜訊。主機系統130(圖1)毋需去進行此類判斷。
圖19A、19B及19C顯示圖328G、332G及336G之實施例，圖328G、332G及336G係用以例示在部件195(圖1)之輸出（如節點N1）處利用電壓探針所量測到之電壓（如峰值電壓等）與在對應的模型節點輸出（如節點N1m）處利用方法102(圖2)所決定之電壓（如峰值電壓）之間的關聯性（如線性關聯性）。在圖328G、332G及336G的每一圖中，量測到的電壓係繪製在y軸上、而利用方法102所決定的電壓係繪製在x軸上。
又，圖19A、19B及19C顯示圖330G、334G及338G之實施例，圖330G、334G及338G係用以說明在輸出N6(圖1)處利用晶圓偏壓探針所量測到之晶圓偏壓與在對應的模型節點輸出(如節點N6m)處利用方法340(圖13)、方法351(圖15)或方法363(圖17)所決定之晶圓偏壓之間的關聯性（如線性關聯性等）。在圖330G、334G及338G的每一圖中，利用晶圓偏壓探針量測到的晶圓偏壓係繪製在y軸上而利用方法340、方法351或方法363所決定的晶圓偏壓係繪製在x軸上。
當y MHz與z MHz RF產生器開啟且x MHz RF產生器關閉時，將電壓與晶圓偏壓繪製在圖328G與330G中。又，當x MHz與z MHz RF產生器開啟且y MHz RF產生器關閉時，將電壓與晶圓偏壓繪製在圖332G與334G中。又，當x MHz與y MHz RF產生器開啟且z MHz RF產生器關閉時，將電壓繪製在圖336G與338G中。
圖20A顯示圖276與278之實施例，圖276與278係用以例示下列三者之間的關聯性：利用感測器設備（如量測設備、探針、感測器、晶圓偏壓探針等）所量測到的接線晶圓偏壓、利用方法340(圖13)、方法351(圖15)或363(圖17)所決定之模型晶圓偏壓、及模型偏壓中的誤差。被繪製在圖276中之接線晶圓偏壓係於一點（如RF傳輸線113之節點、ESC 177之上表面183(圖1)上的節點等）處所量測，被繪製於圖276中之模型偏壓係於路徑353(圖16)上之對應的模型節點（如模型節點N4m、模型節點N1m、模型節點N2m、模型節點N6m(圖1)等）處所決定。接線晶圓偏壓係沿著圖276中的y軸繪製，模型偏壓係沿著圖276中的x軸繪製。
當x MHz RF產生器開啟且y MHz與z MHz RF產生器關閉時，將接線晶圓偏壓與模型偏壓繪製在圖276中。又，圖276之模型偏壓係利用下列方程式所決定：a2*V2 + b2*I2 + c2*sqrt (P2) + d2，其中「*」代表乘、「sqrt」代表平方根、「V2」代表沿著路徑353(圖16)上之一點處的電壓、「I2」代表該點處的電流、「P2」代表該點處的功率、「a2」為係數、「b2」為係數、「c2」為係數、「d2」為常數。
圖278將該點處的誤差繪製在y軸上並將該點處的模型偏壓繪製在x軸上，該點處的誤差為該點處之模型偏壓中的誤差。模型誤差為模型偏壓中的誤差，如變異、標準差。當x MHz RF產生器開啟且y MHz與z MHz RF產生器關閉時，將模型誤差與與模型偏壓繪製於圖278中。
圖20B顯示圖280與282之一實施例，圖280與282係用以說明接線晶圓偏壓、利用方法340(圖13)、方法351(圖15)或方法363(圖17)所決定之模型偏壓、及模型偏壓中之誤差的關聯性。除了圖280與282是在y MHz RF產生器開啟且x MHz與z MHz RF產生器關閉的情況下製繪外，圖280與282的繪製方式係類似於圖276與278(圖20A)的繪製方式。又，圖280與282的模型偏壓係利用下列方程式所決定：a27*V27 + b27*I27 + c27*sqrt (P27) + d27，其中「V27」代表沿著路徑353(圖16)上之一點處的電壓大小、「I27」代表該點處的電流強度、「P27」代表該點處之功率值、「a27」為係數、「b27」為係數、「c27」為係數、「d27」為常數。
圖20C顯示圖284與286之一實施例，圖284與286係用以說明接線晶圓偏壓、利用方法340(圖13)、方法351(圖15)或方法363(圖17)所決定之模型偏壓、及模型偏壓中之誤差的關聯性。除了圖284與286是在z MHz RF產生器開啟且x MHz與y MHz RF產生器關閉的情況下繪製之外，圖284與286的繪製方式係類似於圖276與278(圖20A)的繪製方式。又，圖284與286的模型偏壓係利用下列方程式所決定：a60*V60 + b60*I60 + c60*sqrt (P60) + d60，其中「V60」代表沿著路徑353(圖16)上之一點處的電壓大小、「I60」代表該點處的電流強度 、「P60」代表該點處的功率值、「a60」為係數、「b60」為係數、「c60」為係數、「d60」為常數。
圖20D顯示圖288與290之一實施例，圖288與290係用以說明接線晶圓偏壓、利用方法340(圖13)、方法351(圖15)或方法363(圖17)所決定之模型偏壓、及模型偏壓中之誤差的關聯性。除了圖288與290是在x MHz與y MHz RF產生器開啟且z MHz產生器關閉的情況下繪製之外，圖288與290的繪製方式係類似於圖276與278(圖20A)的繪製方式。又，圖288與290的模型偏壓係利用下列方程式所決定：a227*V2 + b227*I2 + c227*sqrt (P2) + d227*V27 + e227*I27 + f227*sqrt (P27) + g227，其中「a227」、「b227」與「c227」、「d227」、「e227」與「f227」為係數，「g227」為常數。
圖20E顯示圖292與294之一實施例，圖292與294係用以說明接線晶圓偏壓、利用方法340(圖13)、方法351(圖15)或方法363(圖17)所決定之模型偏壓、及模型偏壓中之誤差的關聯性。除了圖292與294是在x MHz與z MHz RF產生器開啟且y MHz產生器關閉的情況下繪製之外，圖292與294的繪製方式係類似於圖276與278(圖20A)的繪製方式。又，圖292與294的模型偏壓係利用下列方程式所決定：a260*V2 + b260*I2 + c260*sqrt (P2) + d260*V60 + e260*I60 + f260*sqrt (P60) + g260，其中「a260」、「b260」、「c260」、「d260」、「e260」、「f260」為係數，「g260」為常數。
圖20F顯示圖296與298之一實施例，圖296與298係用以說明接線晶圓偏壓、利用方法340(圖13)、方法351(圖15)或方法363(圖17)所決定之模型偏壓、及模型偏壓中之誤差的關聯性。除了圖296與298是在y MHz與z MHz RF產生器開啟且x MHz產生器關閉的情況下繪製之外，圖296與298的繪製方式係類似於圖276與278(圖20A)的繪製方式。又，圖296與298的模型偏壓係利用下列方程式所決定：a2760*V27 + b2760*I27 + c2760*sqrt (P27) + d2760*V60 + e2760*I60 + f2760*sqrt (P60) + g2760，其中「a2760」、「b2760」、「c2760」、「d2760」、「e2760」、「f2760」為係數，「g2760」為常數。
圖20G顯示圖302與304之一實施例，圖302與304係用以說明接線晶圓偏壓、利用方法340(圖13)、方法351(圖15)或方法363(圖17)所決定之模型偏壓、及模型偏壓中之誤差的關聯性。除了圖302與304是在x MHz、y MHz與z MHz RF產生器皆開啟的情況下繪製之外，圖302與304的繪製方式係類似於圖276與278(圖20A)的繪製方式。又，圖302與304的模型偏壓係利用下列方程式所決定：a22760*V2 + b22760*I2 + c22760*sqrt (P2) + d22760*V60 + e22760*I60 + f22760*sqrt (P60) + g22760*V27 + h22760*I27 + i22760*sqrt (P27) + j22760，其中「a22760」、「b22760」、「c22760」、「d22760」、「e22760」、「f22760」、「g22760」、「h22760」、「i22760」為係數，「 j22760」為常數。
圖21為主機系統130之一實施例的方塊圖。主機系統130包含處理器 168、儲存HU 162、輸入HU 380、輸出HU 382、輸入/輸出(I/O)介面384、I/O介面386、網路介面控制器(NIC)388及匯流排392。處理器 168、儲存HU 162、輸入HU 380、輸出HU 382及I/O介面384、I/O介面386及NIC 388係藉由匯流排392彼此耦合。輸入HU 380的實例包含滑鼠、鍵盤、觸控筆等。輸出HU 382的實例包含顯示器、揚聲器或其組合。顯示器的實例包含液晶顯示器、發光二極體顯示器、陰極管、電漿顯示器等。NIC 388的實例包含網路介面卡、網路配接器等。
I/O介面的實例包含為耦合至介面之硬體之間提供匹配性的介面。例如，I/O介面384將自輸入HU 380所接收到的訊號轉換成與匯流排392相匹配的形式、大小及/或速度。如另一實例，I/O介面386將自匯流排392所接收到的訊號轉換成與輸出HU 382相匹配的形式、大小及/或速度。RF 功率補償
理想地，針對相同處理所製造的每一電漿處理系統應具有相同的效能。相同的效能讓使用者能在複數電漿室的每一者中精準地進行相同處理、並在複數電漿處理系統的每一者上利用相同的輸入處理設定（如處理配方）在複數電漿處理系統的每一者上產生精確相同的結果。不幸地，每一電漿處理系統之電子元件及實體配置中的製造變異會導致不同的效能。此不同的效能可能會導致例如在每一電漿處理系統中使用相同的頻率、功率、壓力、溫度、化學品等的相同輸入處理設定、但卻在晶圓上施加不等的RF功率。
有一種對策是在每一電漿處理系統上進行測試，如蝕刻率測試。蝕刻率測試包含在每一電漿處理系統中，對至少一晶圓、更較佳地對複數晶圓施加一測試/驗証蝕刻處理，此測試/驗証蝕刻處理包含頻率、功率、壓力、溫度、化學品等的處理設定。每一電漿處理系統的蝕刻率可藉由量測每一電漿處理系統中所移除的材料量來加以決定。
接著可改變輸入處理設定，以增加具有低於期望蝕刻率之電漿處理系統的RF功率。類似地，接著可改變輸入處理設定，以減少具有高於期望蝕刻率之電漿處理系統的RF功率。此功率補償的對策非常耗時且耗資源。又，此功率補償的對策需針對每一電漿處理系統所用的每一配方與處理的輸入處理設定進行複數次的手動調整。蝕刻率測試通常產生約+/-4至約+/-10百分比的精確度。對於許多處理而言，此精確度是不足的。基於蝕刻率測試的調整亦部分地不夠精確，因為蝕刻率測試並未量測施加至晶圓上的真實功率而是僅量測施加至晶圓上之RF功率的結果，如蝕刻率。蝕刻率測試對功率補償的對策也只能在電漿處理系統安裝且可操作之後才實施，且可能會不利地掩飾或藏住一些問題，如電漿處理系統中的零件故障。
可利用RF傳輸及返回路徑的精確模型調整RF功率，以補償RF傳輸及返回路徑中的變異。在一實施例中，電漿處理系統控制器可包含可自動調整一或多個輸入處理設定的RF功率補償邏輯。此類實施例讓使用者毋需針對每一電漿處理系統手動調整每一輸入處理設定，如電漿處理配方。藉此在複數電漿處理系統之間得到介於1百分比內的較具重覆性的處理結果。
由於置於電漿內或晶圓上表面上的任何探針或儀器都會影響電漿處理本身及對應的量測Vrf 值，因此難以在電漿處理期間可靠地量測到施加於晶圓上的RF功率。自Vrf與Irf 可計算出Vdc。因靜電夾頭(ESC)與RF返回路徑的等效RLC串聯值及RLC分流值，已知施加至晶圓上的功率為RF 之Vrf、Irf及相位ϕ的函數。
RF產生器(複數產生器)之輸出(複數輸出)與靜電夾頭(ESC)之輸入之間的複數級別元件可以其等效RLC串聯值及RLC分流值而被模型化。藉著量測每一級別之輸入與輸出訊號可確認所得之RF模型的精確度。不幸地，由於ESC架構及RF返回路徑的複雜度，無法以等效RLC串聯值及RLC分流值精確地模型化ESC與RF返回路徑。
一實施例針對ESC及RF返回路徑預估等效RLC串聯值及RLC分流值。每一預測到的等效RLC串聯值及RLC分流值可落在一選定範圍內。接著可測試預估所得之等效RLC串聯值及RLC分流值的組合，以識別等效RLC串聯值及RLC分流值的最適配選擇。因此，辨識出數以千計之預估所得之等效RLC串聯值及RLC分流值的組合。
計算經RF模型預測到之Vdc的步驟包含：將針對ESC預估之等效RLC串聯值及RLC分流值的每一組合添加至代表介於RF產生器之輸出與ESC 之輸入之間之級別的RF 模型，以產生一RF傳輸系統模型。將一RF值輸入至RF傳輸系統模型，然後產生一模型預測到的Vdc。不幸地，RF傳輸系統模型極複雜，因此需要被簡化以相對有時效地測試所有等效RLC串聯值及RLC分流值的組合。
圖 22為根據本發明所述之一實施例之RF 傳輸系統2200的方塊圖。RF 傳輸系統2200包含一或多個RF產生器2202。RF產生器2202的各個輸出係藉由一RF饋件第一部2204(如RF通道)而耦合至對應匹配電路2206的輸入。匹配電路(複數匹配電路)2206的輸出係藉由RF饋件第二部2208(如RF帶)與第三部2210(如柱狀RF饋件)而耦合至設於處理室2218中的靜電夾頭2220。測試探針2240（如RF探針或其他電壓或電流探針）係通常連接至RF產生器2202的輸出，以監測該RF產生器的輸出。電壓/電流(V/I)探針2221係含於靜電夾頭中以量測電漿2218A中之RF在晶圓2223上所感應出的RF感應DC偏壓。
控制器2222包含具有校正配方2224A與用以處理處理室2218中之晶圓的其他配方的配方邏輯2224。控制器2222係耦合至一或多個RF產生器2202、並將一或多個各別的RF控制訊號提供予每個RF產生器。控制器2222亦可包含具有 RF功率補償邏輯2227的額外操作配方與邏輯2226。RF功率補償邏輯2227依需求自動調整電漿處理配方中的一或多個設定，以補償不同電漿處理系統間之RF傳輸路徑與返回路徑中的變異。RF功率補償邏輯2227可調整用以控制電漿處理系統之經調整的電漿處理配方中下列者的設定：來自一或多個RF產生器2202之RF功率、及/或匹配電路2206的阻抗、及/或電壓、溫度、化學等、及/或其組合。
所示之RF傳輸系統2200被分割為八級別2230-2239。八級別2230-2239中的至少一部分可對應至 RF 傳輸系統或各別部件(如RF產生器2202、匹配電路2206、RF饋件、靜電夾頭2220)中的測試點。或者，複數級別2230-2239可對應至RF產生器2202、匹配電路2206、RF饋件、靜電夾頭2220之一或多者內的選定電子元件。
如所示，第一級別包含RF產生器(複數產生器)2202。第二級別始於RF產生器2202的輸出2230處的第一測試點，包含RF饋件第一部2204(如RF通道)且延伸至匹配電路2206之輸入2231處的第二測試點。包含內部電阻、電容與電感(RCL)的匹配電路2206形成具有匹配電路之輸出處之第三測試點的第三級別。
RF 傳輸系統2200的第四級別始於匹配電路2206之輸出2232、包含 RF饋件第二部2208(如RF帶)且持續至RF饋件中一中間點處的第四測試點2233，該中間點例如是RF帶連接至RF饋件第三部2210(如周圍 RF饋件)之處。第五級別始於第四測試點2233且包含RF饋件第三部2210(如周圍 RF饋件)且持續至靜電夾頭2220之輸入2234處的第五測試點。
靜電夾頭2220及其中的元件與結構形成第六級別，第六級別結束於靜電夾頭的上表面2236處。第七級別2238包含電漿2218A，第八級別2239包含RF返回路徑2290。如文中他處所討論，電漿2218A的動態本質使其極難以被精確地模型化。各種儀器可偵測處理的動態參數，如因電漿2218A中之RF而在晶圓2223中感應到的RF感應DC偏壓。
應瞭解，將RF傳輸系統2200分割為八個級別，僅為說明解釋用的實例，RF 傳輸系統可被分割為多於或少於八個的級別。例如，探針2240可監測RF產生器2202之輸出且將量測到之輸出耦合至控制器2222或其他源，如一外部監測系統(未圖示)。
RF 傳輸系統 2200之級別2230-2234中的每一級別可被簡化為一等效串聯RLC與分流RLC電路。接著可如上面更詳細的說明所述，使用對應的RLC值來產生RF 傳輸系統之選定部分的數學模型。接著可使用RF傳輸線模型預測對應至RF 傳輸系統之每一級別之一特定輸入的輸出。藉著量測每一級別之真實輸入與輸出、並比較量測值與等效串聯RLC與分流RLC電路預測到的值，可以經驗方式校驗級別2230-2234中的每一級別的等效串聯RLC與分流RLC電路。例如，探針2240與V/I探針2221及其他的儀器可在操作處理期間（如在一配置配方期間）監測實際的RF傳輸系統 2200，以確認 RF傳輸線模型在對應測試點處預測到之各值的精確度。由於確認了RF傳輸系統之每一模型化的級別2230-2234的精確度，可增加RF 傳輸系統之RF傳輸線模型(自RF產生器2202至靜電夾頭2220之輸入)的整體精確度。
圖23為根據本發明一實施例之靜電夾頭2220的簡化圖。不幸地，靜電夾頭2220為極複雜的結構，其包含了複數非導電層2220A、複數導電結構2220B、舉升銷2220D、導電電纜2220E、如V/I探針2221的儀器，且在某些情況中其尚包含主動元件，如加熱器2220C及冷卻通道與室。由於靜電夾頭2220的複雜實體結構，難以將靜電夾頭簡化為一等效串聯RLC與分流RLC電路。理論上，可基於等效串聯RLC與分流RLC電路計算出靜電夾頭2220的RF 模型，然而計算需求龐大且耗時，因此對於用於監測與控制電漿處理室2218內之電漿2218A而言較不切實際。
又，電漿處理室2218中所進行的電漿處理在靜電夾頭與第二電極之間形成電漿2218A。當執行電漿處理時，電漿2218A的許多面向如壓力、處理氣體混合與濃度、溫度、電漿之電漿副產物成分劇烈變化。由於電漿2218A的各種參數劇烈變化，因此電漿的阻抗亦劇烈變化。又，將RF探針增加至電漿2218A亦改變了電漿，因此極難以在動態電漿處理期間精確地量測電漿的RF與其他面向。由於電漿2218A的阻抗變化，因此靜電夾頭2220中感應的電壓與電流亦變化。因此，極難以利用上述將RF 傳輸系統2200之每一級別模型化的對策計算出靜電夾頭2220的有用精確RF模型。
RF返回路徑2290為複雜路徑，因為RF返回訊號係經由電漿處理室 2218內部與外部許多不同的結構與元件而耦合至RF產生器2202的返回終端。因此，亦難以利用具有代表性的等效分流與串聯RLC電路模型化RF返回路徑2290。RF返回路徑2290被顯示為連接至接地電位2291以作為例示性實例，但應瞭解， RF返回路徑可或可不連接至接地電位。
RF傳輸系統2200的級別2230-2234(自RF產生器2202至靜電夾頭2220的輸入)可以上述方式精確地模型化。不幸地，無法利用上述技述精確地模型化包含靜電夾頭2220、電漿2218A及RF返回路徑2290之整個RF傳輸系統2200的等效串聯與分流RLC電路模型。
圖24為根據本發明之一實施例之用以決定靜電夾頭2220、電漿2218A及RF返回路徑2290之RF傳輸線模型的方法步驟2400的流程圖。決定靜電夾頭 2220、電漿2218A及RF返回路徑2290的RF傳輸線模型將能改善整個RF傳輸系統2200之RF傳輸線模型的精確度。
在步驟2405中，利用上述詳細說明的方式產生RF 傳輸系統之級別2230-2235的基準RF傳輸線模型。RF傳輸線模型的一用途在於預測電漿中之RF的電壓(Vrf)、電漿中之RF的電流(Irf)及電漿中之RF的功率(Prf)，因為此些值無法直接量測到。可使用預測到的Vrf、Irf及Prf值利用RF傳輸線模型預測預測到的RF感應DC偏壓。在電漿處理期間，可利用電壓探針2221量測在晶圓2223之表面上的真實RF 感應DC偏壓。
在步驟2410中，利用基準RF傳輸線模型及數個輸入條件來決定預測到的基準Vrf、基準Irf及基準Prf。接著可使用預測到的基準Vrf、基準Irf及基準Prf 計算對應之預測到的基準RF感應DC偏壓。
接著比較預測到的基準RF感應DC偏壓與實際量測到的RF感應DC偏壓。基準模型誤差被定義為預測到的基準RF感應DC偏壓與實際量測到的RF感應DC偏壓之間的差。在一實例中，基準模型誤差可大至約10百分比。較佳的是小於10百分比誤差的精確度。誤差率係部分地由基準RF傳輸線模型未包含精確的靜電夾頭2220、電漿2218A及RF返回路徑2290的等效串聯與分流RLC電路所造成。
在步驟2415中，將具有對應至靜電夾頭2220、電漿2218A及RF返回路徑2290之等效串聯與分流RLC電路的終止模組添加至基準RF傳輸線模型，以產生複數經修訂的RF傳輸線模型。添加終止模組包含如圖25與26所詳細說明地識別靜電夾頭2220、電漿2218A及RF返回路徑2290之等效串聯與分流RLC電路的RLC值。每一經修訂的RF傳輸線模型對應至圖25與26中所識別之複數局部最小值中的一者。
在步驟2430中，利用該經修訂的RF傳輸線模型中的每一者來計算V’rf、I’rf與P’rf 。在步驟2435中，評比每一經修訂的RF傳輸線模型之V’rf、I’rf與P’rf，以如圖27中所述辨識出複數經修訂的RF傳輸線模型中的一最適配者。在步驟2440中將複數經修訂的RF傳輸線模型中的該最適配者記錄為一完整RF傳輸線模型，然後可終止方法步驟。
圖25為根據本發明一實施例之用以將一終止模組添加至基準RF傳輸線模型之方法步驟2415的流程圖。在步驟2505中，選定初始RLC串聯與分流值的範圍。初始範圍可隨機選定或基於最佳預估範圍選定。例如，在回顧基準RF傳輸線模型之先前模型化的級別2230-2234時，每一級別之RLC串聯與分流值的某些範圍會落入近似範圍內。具體而言，對於串聯值而言：Rser值通常會落入約0至約50歐姆的範圍內、Lser值通常會落入約0至約50,000微亨利的範圍內、Cser值通常會落入約0至約50,000微微法拉的範圍內。類似地，對於分流值而言：Rsh值通常會落入約0至約50歐姆的範圍內、Lsh值通常會落入約0至約50,000微亨利的範圍內、Csh值通常會落入約0至約50,000微微法拉的範圍內。加倍在先前模型化之級別2230-2234中所記錄下的RLC值的預估範圍，以試著捕捉終止模組的真實RLC值。延續實例：選定Rser與Rsh值的初始範圍為0-100歐姆的範圍。選定Lser與Lsh值的初始範圍為0至約100,000微亨利的範圍。選定Cser與Csh之初始範圍為0至約100,000微微法拉的範圍。
在步驟2510中，將初始RLC串聯與分流值的範圍分組為選定數目的子組別。可選定任何數目之子組別，但子組別的數目愈多則需測試之數值的可能組合的數目愈多。若具有充分的計算能力，將每一RLC值範圍分割為複數單一的單元，例如對於Lser、Lsh、Cser 與Csh而言可能有100,000種不同的數值、且對於每一Rser與Rsh而言有100種不同的數值，然而這會造成有100,000 * 100,000 * 100,000 * 100,000 * 100 * 100 = 1024 個不同的組合需加以測試，這需要一臺超級電腦才能在合理的時間內計算完。
可將初始RLC串聯與分流值的範圍以下列方式分組，以將組合數目減少為更可行的數目：對於Lser、Lsh、Cser與Csh而言有10種不同的子組別、而對於 Rser與Rsh而言有100種不同的子組別，如此可得到100百萬的可能組合需加以測試。應瞭解，有子組別之數目的實例，針對測試RLC串聯與分流值Rser、Rsh、Lser、Lsh、Cser與Csh之每一者之複數範圍中的每一範圍可選擇更多或更少數目的子組別。
在步驟2515中，利用簡化的偏壓模型評估測試RLC串聯與分流值的每一組合。簡化的偏壓模型亦被稱為線性偏壓模型。線性偏壓模型為79項第8階次之偏壓模型的簡化版。線性偏壓模型在RF 感應DC偏壓與Vrf或Irf之間產生線性關係。可以電壓或電流表示線性偏壓模型，以計算對應的值，其包含： 電壓模型： a1*V2+a2*V27+a3*V60+a4*V2*V27+a5*V2*V60+a6*V27*V60+a7*V2*V27*V60+a8 電流模型： a1*I2+a2*I27+a3*I60+a4*I2*I27+a5*I2*I60+a6*I27*I60+a7*I2*I27*I60+a8
其中：a1至a8為利用最小平方迴歸法所推導出的常數。在2 MHz 處V2等於Vrf。在27 MHz 處V27等於Vrf。在60 MHz 處V60 等於Vrf。在2 MHz 處I2等於Irf。在27 MHz 處I27等於Irf。在60 MHz 處I60等於Irf。應明白，頻率2、27及60只是為了方便解釋，可使用任何一或多種頻率且頻率不限於2-60 MHz之範圍。電壓模型與電流模型每一者可用以計算對應之預測到的RF 感應DC偏壓。
來自RF傳輸線模型的Vrf輸出通常只會受到最終傳輸線模組之RLC串聯元件的影響，來自傳輸線模型的Irf輸出通常只會受到最終傳輸線模組之RLC分流元件的影響。利用上述之電壓與電流模型，可分別最佳化串聯部與分流部。這亦可減少串聯與分流RLC值間之可能組合的數目。應明白，雖然只有使用兩個線性模型，如電壓與電流模型，但此方法可與任何偏壓模型一起使用而產生不同組的局部最小值。然而，在針對本方法選擇偏壓模型時應注意，以避免將輸入數據適配至選定的模型而是將模型適配至輸入數據或將模型適配至系統的本質現實。
利用線性偏壓模型測試測試RLC值可在RLC串聯或RLC分流參數空間中，以適配度檢定辨識出對應至量測到之RF感應DC偏壓的複數局部最小值。記錄每一被辨識出的局部最小值及對應的RLC串聯與分流值，例如記錄在記憶體系統，如資料庫或步驟2520的表格中。
為了增加實際的全局最小值為被記錄之複數局部最小值中之一者的統計可能性，需要充分數目之最小值。可將複數局部最小值的閾數目選定為任何期望的位準。延續上個實例，選定1000個局部最小值。在步驟2525中，比較已記錄之複數局部最小值的數目與複數局部最小值的選定閾數目，以判斷是否需要額外的局部最小值。
若在步驟2525中需要額外的局部最小值，方法步驟繼續步驟2530針對 RLC串聯與分流值而選擇額外範圍，然後方法步驟如上述繼續步驟2510。若在步驟2525中已達到或超過局部最小值的選定閾數目，方法步驟如上述圖24所討論地繼續步驟2430。
圖26為根據本發明一實施例之用以將一終止模組添加至基準RF傳輸線模型之另一方法步驟的流程圖。在步驟2605中，選擇Rser、Lser、Cser、Rsh、Lsh 與Csh之複數隨機測試值。在步驟2610中，如上述利用線性偏壓模型測試Rser、Lser、Cser、Rsh、Lsh 與Csh之選定測試值，以辨識和對應RF感應DC偏壓適配相關的梯度。辨識梯度為一種數學分析：在每一變數(Rser、Lser、Cser、Rsh、Lsh 與Csh)中比較識別點每一側的複數點並決定朝向一局部最小值的梯度方向。
在步驟2615中，跟隨局部梯度朝向該局部最小值、並在梯度所指示的方向中選擇Rser、Lser、Cser、Rsh、Lsh 與Csh每一者的複數新數值。例如，若梯度指示曲線隨著Rser增加而向下傾斜，則選擇新的Rser值為略高於Rser之先前選定值的值。類似地，針對Rser、Lser、Cser、Rsh、Lsh 與Csh每一者之複數剩餘數值的每一者進行選擇。
在一實施例中，藉著選擇複數串聯與分流RLC值中的一者、然後選擇第一梯度測試值，其與該選定的串聯與分流RLC值偏差一選定的正增量（例如大於該選定之串聯與分流RLC值），而可識別梯度。可選擇第二梯度測試值。第二梯度測試值與該選定的串聯與分流RLC值偏差一選定的負增量（例如小於該選定之串聯與分流RLC值）。利用第一梯度測試值與第二梯度測試值建立通過第一梯度測試值與第二梯度測試值的一線的斜率（如梯度），可計算出梯度。
若梯度為負，如自第二梯度測試值向下朝向第一梯度測試值，則局部最小值可能位在大於第一梯度測試值的一方向上之相距未知距離處。接著該梯度，可將第一梯度測試值選定為新的第二梯度測試值並選擇一新的第一梯度測試值。新的第一梯度測試值為自新的第二梯度測試值偏差一正增量所得之值，決定經過新的第一梯度測試值與新的第二梯度測試值的梯度，重覆此程序直到找到一局部最小值為止。
若梯度為正，如自第二梯度測試值向上朝向第一梯度測試值，則局部最小值可能位在小於第二梯度測試值之一方向上的未知距離處。接著該梯度，可將第二梯度測試值選定為新的第一梯度測試值、並選擇一新的第二梯度測試值。新的第二梯度測試值為自新的第一梯度測試值偏差一負增量所得之值，決定經過新的第一梯度測試值與新的第二梯度測試值的梯度，重覆此程序直到找到一局部最小值為止。
在另一實施例中，藉著選擇複數串聯與分流RLC值中的一者，然後選擇第一梯度測試值，其與該選定的串聯與分流RLC值偏差一選定的正增量（例如大於該選定之串聯與分流RLC值），而可識別梯度。選擇性地，第一梯度測試值可與該選定的串聯與分流RLC值偏差一選定的負增量（例如小於該選定之串聯與分流RLC值）。利用第一梯度測試值與選定的串聯與分流RLC值建立通過第一梯度測試值與選定的串聯與分流RLC值的一線的斜率（如梯度），可計算出梯度。
若梯度為負，如自選定的串聯與分流RLC值向下朝向第一梯度測試值，則局部最小值可能位在大於第一梯度測試值之一方向上的未知距離處。接著該梯度，可將第一梯度測試值選定為新的第二梯度測試值、並選擇一新的第一梯度測試值。新的第一梯度測試值為自新的第二梯度測試值偏差一正增量所得之值，決定經過新的第一梯度測試值與新的第二梯度測試值的梯度，重覆此程序直到找到一局部最小值為止。
若梯度為正，如自選定的串聯與分流RLC值向上朝向第一梯度測試值，則局部最小值可能位在小於該選定的串聯與分流RLC值之一方向上的未知距離處。接著該梯度，可將該選定的串聯與分流RLC值選定為新的第一梯度測試值、並選擇一新的第二梯度測試值。新的第二梯度測試值為自新的第一梯度測試值偏差一負增量所得之值，決定經過新的第一梯度測試值與新的第二梯度測試值的梯度，重覆此程序直到找到一局部最小值為止。
在另一實施例中，藉著選擇複數串聯與分流RLC值中的一者、然後選擇第一梯度測試值，其與選定的串聯與分流RLC值偏差一選定的負增量（例如小於該選定之串聯與分流RLC值），可識別梯度。利用第一梯度測試值與選定的串聯與分流RLC值建立通過第一梯度測試值與選定的串聯與分流RLC值的一線的斜率（如梯度），可計算出梯度。
若梯度為負，如自第一梯度測試值向下朝向選定的串聯與分流RLC值，則局部最小值可能位在大於選定的串聯與分流RLC值之一方向上的未知距離處。接著該梯度，可將選定的串聯與分流RLC值選定為新的第二梯度測試值、並選擇一新的第一梯度測試值。新的第一梯度測試值為自新的第二梯度測試值偏差一正增量所得之值，決定經過新的第一梯度測試值與新的第二梯度測試值的梯度，重覆此程序直到找到一局部最小值為止。
若梯度為正，如自第一梯度測試值向上朝向選定的串聯與分流RLC值，則局部最小值可能位在小於該第一梯度測試值之一方向上的未知距離處。跟隨該梯度，可將第一梯度測試值選定為新的第一梯度測試值、並選擇一新的第二梯度測試值。新的第二梯度測試值為自新的第一梯度測試值偏差一負增量所得之值，決定經過新的第一梯度測試值與新的第二梯度測試值的梯度，重覆此程序直到找到一局部最小值為止。
當對選定的RLC測試值進行值之較高與較低的調整皆指示在曲線中遠離目前的最小值向上移動時，便找到了局部最小值。將被辨識出之複數局部最小值中的每一者以及其對應的RLC值記錄下來，例如將其儲存在記憶體系統，如資料庫或步驟2520的表格中。
為了增加實際的全局最小值為被記錄之複數局部最小值中之一者的統計可能性，需要充分數目之最小值。可將複數局部最小值的閾數目選定為任何期望的位準。延續上個實例，選定1000個局部最小值。在步驟2635中，比較已記錄之複數局部最小值的數目與複數局部最小值的選定閾數目，以判斷是否已達到閾數目。
若在步驟2635中尚未達到閾數目，方法步驟繼續步驟2605選擇Rser、Lser、Cser、Rsh、Lsh 與Csh之複數隨機測試值。若在步驟2635中已達到或超過局部最小值的選定閾數目，方法步驟如上述圖24所討論地繼續步驟2430。
圖27為根據本發明一實施例用以評比複數經修訂的RF傳輸線模型中之每一者之方法步驟2435的流程圖。在步驟2705中選擇一或多個偏壓模型，以測試每一經修訂的RF傳輸線模型的精確度。例如，可選擇線性偏壓模型、或79項第8階次之偏壓模型、或其他適合的偏壓模型，以評估每一經修訂的RF 模型。每一經修訂的RF傳輸線模型的RLC值為每一選定偏壓模型的輸入，在步驟2710中計算對應之預測到的RF感應DC偏壓、並在步驟2715中儲存此些預測到的RF感應DC偏壓。每一偏壓模型可產生不同之預測到的RF感應DC偏壓值。
在步驟2720中，比較預測到的RF感應DC偏壓與經驗量測到的感應 DC偏壓。針對每一經修訂的RF傳輸線模型均依照該經修訂的RF 模型所產生之預測到的RF感應DC偏壓的精確度給予一分數。在步驟2725中記錄每一經修訂的RF傳輸線模型的分數，然後方法步驟以上述討論的方式繼續步驟2440。
亦應注意，相較於單單使用RF電壓而言，使用三個參數（如RF電壓、RF電流及RF電流與RF電壓之間的相位(或RF功率)等）以模型化晶圓偏壓能較佳地決定晶圓偏壓。例如，相較於RF電壓與非線性電漿域之間的關係，利用三個參數所計算出之晶圓偏壓對非線性電漿域有較強的關聯性。又例如，利用三個參數所計算出的晶圓偏壓比單單只利用電壓探針所決定出的晶圓偏壓更精確。
圖28為根據本發明之一實施例之用以調整電漿處理配方以補償因RF傳輸路徑與RF返回路徑2290之RF功率差異的方法步驟2800的流程圖。在步驟2805，對電漿處理系統中之一或多片晶圓施行校正電漿處理。在校正電漿處理期間量測一或多個電漿參數。例如，可在校正電漿處理期間監測及量測藉由探針2221與2240所量測到的訊號。如圖22中所示，可藉由感測器2221A監測及量測被監測及量測到的電漿參數。被監測及量測到的電漿參數可包含下列的一或多者：電壓、電流、頻率、訊號的相位、電漿處理室溫度、電漿處理室壓力、電漿處理室的流率輸入或輸出、電漿處理室的化學品（包含輸入至電漿處理室的處理氣體混合物及/或電漿處理室中所產生的蝕刻副產物）。
在步驟2810中，將經處理的晶圓及/或一或多個量測到的電漿參數與一完整RF傳輸線模型所預測到的期望的校正電漿處理結果比較，以辨識出對應之一或多個量測到的電漿參數中的任何差異。
在步驟2815中，RF功率補償調整進入RF補償邏輯2227中。可手動將RF功率補償調整輸入至RF補償邏輯2227中及/或自其他源（如網路連接網或RF補償邏輯外部的任何其他源）使RF功率補償調整進入RF補償邏輯2227中。RF補償邏輯2227亦可根據期望之校正電漿處理結構與施行至電漿處理系統之校正電漿處理的真實結果之間的差異來決定RF功率補償調整。
在步驟2820中，RF功率補償邏輯2227調整一或多個電漿處理配方，如儲存在配方邏輯2224中者。調整電漿處理配方可包含對電漿處理配方的一或多個面向進行調整。例如，可調整電漿處理配方中的RF功率、RF電壓、RF電流、RF電流與RF電壓之間的相位、 RF頻率、來自RF產生器(複數產生器)2202之輸出的設定。此外或或者，可調整電漿處理配方中的匹配電路2206的輸出。此外或或者，可調整電漿處理配方中之偏壓、壓力、化學品、流率、每一電漿處理之持續期間等。
在步驟2825中，亦可儲存調整過之電漿處理配方供後續使用。例如可將調整過的電漿處理配方儲存在控制器2222的配方邏輯2224中。在步驟2830中，當起始電漿處理時，控制器2222使用調整過的電漿處理配方。接著可結束方法步驟。
更應注意，雖然上述步驟係參考平行板電漿室，如電容耦合電漿室等，但在某些實施例中，上述的步驟可應用至其他類型的電漿室，如包含感應耦合電漿(ICP)反應室、變壓器耦合電漿(TCP)反應室、導體設備、介電設備、包含電子迴旋共振(ECR)反應室的電漿室等。例如，x MHz RF產生器與y MHz RF產生器係耦合至ICP 電漿室內的電感。
亦應注意，雖然上述步驟係藉由主機系統130的處理器(圖1)所執行，但在某些實施例中，步驟可藉由主機系統130的一或多個處理器執行、或多個主機系統的多個處理器執行。
應注意，雖然上述的實施例係關於將RF訊號提供予ESC 177(圖1與圖8)的下電極及ESC 192(圖11)的下電極，並使上電極179與264(圖1與11)接地，但在數個實施例中，RF訊號係提供予上電極179與264且ESC 177與192的下電極接地。
本文中所述的實施例可利用各種電腦系統配置施行之，此些電腦系統配置包含手持硬體單元、微處理器系統、微處理器系或可程式化的消費電子裝置、迷你電腦、主機等。本文中所述的實施例亦可在分散式的計算環境中施行，在此種環境中任務係由經由網路鏈結的複數遠端處理硬體單元所執行。
考慮到上述實施例，應瞭解，實施例可進行涉及儲存在電腦系統中之數據的各種電腦施行步驟。此些步驟需要實質操控物理數量。形成實施例之一部分之所述任何步驟皆為有用的機械步驟。實施例亦關於執行此些步驟的硬體單元或設備。可針對專門用途的電腦專門建構設備。當一電腦被定義為專門用途之電腦時，此電腦除了能夠針對專門用途運行之外，亦可進行其他處理、執行程式或其他非屬特別用途的子程式。在某些實施例中，步驟可由選擇性啟動的通用電腦執行或者可由儲存在電腦記憶體、快取記憶體或自網路所獲得的一或多個電腦程式所配置。當數據係自網路獲得時，該數據可由網路上的其他電腦（如雲端計算資源）所處理。
可將一或多個實施例製作成非暫態電腦可讀媒體上的電腦可讀碼。非暫態電腦可讀媒體可以是可儲存數據且後續可被電腦系統讀取的任何數據儲存硬體單元。非暫態電腦可讀媒體的實例包含硬碟、網路附加儲存(NAS)、ROM、RAM、光碟-ROM (CD-ROM)、可錄CD (CD-R)、可重覆寫入之CD (CD-RW)、磁帶及其他光學式及非光學式儲存硬體單元。非暫態電腦可讀媒體可包含分散於網路耦合電腦系統的電腦可讀實質媒體，因此電腦可讀碼係以分散方式儲存及執行。
雖然上述圖2、圖13、圖15、圖17之流程圖中的方法步驟係以特定順序說明之，但應瞭解，只要能以期望的方式進行方法的整體步驟，在步驟之間可進行其他閒雜步驟，或者可調整步驟使其發生的時間略有不同，或者可將步驟分配至允許處理步驟，以和處理相關之不同間隔進行的系統中，或者可以不同於圖示中所示的順序來進行步驟。
在不脫離本文所述之各種實施例的範圍的情況下，來自任何實施例的一或多個特徵可與任何其他實施例的一或多個特徵結合。
為了讓熟知此項技藝者能清楚瞭解本發明，已詳細說明了前面的實施例，應明白，在隨附之申請專利範圍的範疇內可進行某些變化與修改。因此，此些實施例應被視為是說明性而非限制性的，且實施例並不限於文中所述的細節，在隨附申請範圍的範疇與等效物內可修改此些實施例。
102‧‧‧方法
104‧‧‧阻抗匹配模型
106‧‧‧步驟
107‧‧‧步驟
110‧‧‧電壓與電流(VI)探針
111‧‧‧電壓與電流(VI)探針
112‧‧‧已知的負載
113‧‧‧RF傳輸線
114‧‧‧阻抗匹配電路
115‧‧‧阻抗匹配電路
119‧‧‧步驟
122‧‧‧阻抗匹配電路
123‧‧‧系統
125‧‧‧靜電夾頭(ESC)模型
126‧‧‧系統
128‧‧‧系統
130‧‧‧主機系統
131‧‧‧工作件
134‧‧‧電漿室
135‧‧‧電漿室
142‧‧‧RF棒
144‧‧‧RF帶
146‧‧‧支撐件
148‧‧‧柱
150‧‧‧纜線
152‧‧‧纜線
153‧‧‧輸入
155‧‧‧輸入
161‧‧‧RF傳輸模型
162‧‧‧儲存硬體單元(HU)
163‧‧‧纜線模型
165‧‧‧纜線模型
168‧‧‧處理器
169‧‧‧部件
171‧‧‧系統
172‧‧‧部件
173‧‧‧部件
175‧‧‧電漿室
176‧‧‧電路模型
177‧‧‧靜電夾頭(ESC)
178‧‧‧系統
179‧‧‧上電極
180‧‧‧電路
181‧‧‧RF傳輸線
183‧‧‧上表面
185‧‧‧通訊裝置
189‧‧‧通訊裝置
190‧‧‧絕緣體
191‧‧‧纜線
192‧‧‧ESC
193‧‧‧纜線
194‧‧‧邊緣環(ER)
195‧‧‧部件
196‧‧‧加熱元件
197‧‧‧部件
198‧‧‧加熱元件
199‧‧‧RF棒
200‧‧‧系統
201‧‧‧ESC
202‧‧‧濾波器
204‧‧‧電源
206‧‧‧電源
208‧‧‧濾波器
210‧‧‧通道與帶模型
211‧‧‧柱模型
213‧‧‧數位脈衝訊號
215‧‧‧RF訊號
216‧‧‧模型
217‧‧‧系統/纜線
218‧‧‧模型
219‧‧‧系統
220‧‧‧RF產生器
221‧‧‧RF訊號
222‧‧‧參數控制器
224‧‧‧參數控制器
226‧‧‧數位訊號處理器(DSP)
228‧‧‧驅動器
230‧‧‧放大器
231‧‧‧輸出
232‧‧‧驅動與放大器系統(DAS)
233‧‧‧通訊裝置
236‧‧‧系統
238‧‧‧電壓與電流探針
250‧‧‧系統
251‧‧‧節點
253‧‧‧電容器
255‧‧‧輸入
257‧‧‧節點
259‧‧‧輸出
261‧‧‧節點
262‧‧‧工作件
263‧‧‧上表面
264‧‧‧上電極
265‧‧‧節點
269‧‧‧電容器
283‧‧‧輸出
285‧‧‧輸入
287‧‧‧RF傳輸線
293‧‧‧節點
297‧‧‧輸出
300‧‧‧電路
302‧‧‧通道與帶模型
304‧‧‧節點
310‧‧‧電路
312‧‧‧柱與ESC模型
313‧‧‧電感
316‧‧‧電容器
318‧‧‧節點
330‧‧‧系統
332‧‧‧電壓探針
334‧‧‧主機系統
336‧‧‧雜訊或訊號決定模組
340‧‧‧方法/晶圓偏壓產生器
341‧‧‧步驟
342‧‧‧步驟
343‧‧‧步驟
351‧‧‧方法
353‧‧‧路徑
355‧‧‧系統
357‧‧‧步驟
359‧‧‧步驟
361‧‧‧步驟
363‧‧‧方法
365‧‧‧步驟
367‧‧‧步驟
369‧‧‧步驟
380‧‧‧輸入HU
382‧‧‧輸出HU
384‧‧‧輸入/輸出(I/O)介面
386‧‧‧I/O介面
388‧‧‧網路介面控制器(NIC)
390‧‧‧匯流排
392‧‧‧匯流排
2200‧‧‧RF傳輸系統
2202‧‧‧RF產生器
2204‧‧‧RF饋件第一部
2206‧‧‧匹配電路
2208‧‧‧RF饋件第二部
2210‧‧‧RF饋件第三部
2218‧‧‧處理室
2218A‧‧‧電漿
2220‧‧‧靜電夾頭
2220A‧‧‧複數非導電層
2220B‧‧‧複數導電結構
2220C‧‧‧加熱器
2220D‧‧‧舉升銷
2220E‧‧‧導電電纜
2221‧‧‧電壓/電流探針
2222‧‧‧控制器
2223‧‧‧晶圓
2224‧‧‧配方邏輯
2224A‧‧‧校正配方
2226‧‧‧操作配方與邏輯
2227‧‧‧RF功率補償邏輯
2230‧‧‧輸出
2231‧‧‧輸入
2232‧‧‧輸出
2233‧‧‧第四測試點
2234‧‧‧輸入
2235‧‧‧級別
2236‧‧‧上表面
2238‧‧‧第七級別
2239‧‧‧第八級別
2240‧‧‧測試探針
2290‧‧‧RF返回路徑
2291‧‧‧接地電位
2400‧‧‧方法步驟
2405‧‧‧步驟
2410‧‧‧步驟
2415‧‧‧步驟
2430‧‧‧步驟
2435‧‧‧步驟
2440‧‧‧步驟
2505‧‧‧步驟
2510‧‧‧步驟
2515‧‧‧步驟
2520‧‧‧步驟
2525‧‧‧步驟
2530‧‧‧步驟
2605‧‧‧步驟
2610‧‧‧步驟
2615‧‧‧步驟
2620‧‧‧步驟
2630‧‧‧步驟
2635‧‧‧步驟
2705‧‧‧步驟
2710‧‧‧步驟
2715‧‧‧步驟
2720‧‧‧步驟
2725‧‧‧步驟
2800‧‧‧方法步驟
2805‧‧‧步驟
2810‧‧‧步驟
2815‧‧‧步驟
2820‧‧‧步驟
2825‧‧‧步驟
參考下列附圖與其說明能瞭解本發明的實施例。
圖1為根據本發明之一實施例之決定系統的方塊圖，此決定系統係用以決定阻抗匹配模型之輸出處、射頻(RF)傳輸模型之部件之輸出處及靜電夾頭(ESC)模型之輸出處的變數。
圖2為根據本發明之一實施例之決定方法的流程圖，此決定方法係用以決定RF傳輸模型之部件之輸出處的複數電壓與電流。
圖3A為根據本發明之一實施例之用以例示阻抗匹配電路之系統的方塊圖。
圖3B為根據本發明之一實施例之阻抗匹配模型的電路圖。
圖4顯示根據本發明之一實施例之用以例示RF傳輸線的系統。
圖5A為根據本發明之一實施例之用以例示RF傳輸線之電路模型的系統的方塊圖。
圖5B為根據本發明之一實施例之用以例示RF傳輸模型之通道與帶模型的電路圖。
圖5C為根據本發明之一實施例之用以例示通道與帶模型的電路圖。
圖6為根據本發明之一實施例之用以例示柱與ESC模型的電路圖。
圖7為根據本發明之一實施例之電漿系統的方塊圖，此電漿系統包含用以決定變數的濾波器。
圖8A為根據本發明之一實施例之用以例示能改善變數精準度之濾波器模型的系統圖。
圖8B為根據本發明之一實施例之用以例示濾波器模型的系統圖。
圖9為根據本發明之一實施例之系統的方塊圖，此系統使用電壓與電流探針來量測圖1之系統之RF產生器之輸出處的變數。
圖10為根據本發明之一實施例之系統的方塊圖，在此系統中電壓與電流探針及通訊裝置係位於RF產生器外部。
圖11為根據本發明之一實施例之系統的方塊圖，在此系統中使用利用圖1之系統所決定出之變數的值。
圖12A為根據本發明之一實施例的圖，此圖例示當x MHz RF產生器開啟時，在圖1之系統內的節點處藉由探針所量測到的變數與利用圖2之方法所決定之變數之間的關聯性。
圖12B為根據本發明之一實施例之圖，此圖例示當y MHz RF產生器開啟時，在圖1之系統內的節點處藉由探針所量測到的變數與利用圖2之方法所決定之變數之間的關聯性。
圖12C為根據本發明之一實施例之圖，此圖例示當z MHz RF產生器開啟時，在圖1之系統內的節點處藉由探針所量測到的變數與利用圖2之方法所決定之變數之間的關聯性。
圖13為根據本發明之一實施例之方法的流程圖，此方法係用以決定在阻抗匹配模型、RF傳輸模型或ESC模型之模型節點處的晶圓偏壓。
圖14為根據本發明之一實施例之狀態圖，其例示了用以產生晶圓偏壓的晶圓偏壓產生器。
圖15為根據本發明之一實施例之方法的流程圖，此方法係用以決定在阻抗匹配模型與ESC模型間之路徑上之一點處的晶圓偏壓。
圖16為根據本發明之一實施例之系統的方塊圖，此系統係用以決定一模型之一節點處之晶圓偏壓。
圖17為根據本發明之一實施例之方法的流程圖，此方法係用以決定圖1之系統之模型節點處的晶圓偏壓。
圖18為根據本發明之一實施例之系統的方塊圖，此系統係用以例示利用圖13、15或17之方法來決定晶圓偏壓、而非使用電壓探針來決定晶圓偏壓的優點。
圖19A顯示根據本發明之一實施例之實施例圖，其例示了當y MHz與z MHz RF產生器開啟時，在圖1之電漿系統內的節點處藉由電壓探針所量測到的變數與利用圖2、13、15或17之方法針對對應模型節點輸出處所決定之變數之間的關聯性。
圖19B為根據本發明之一實施例之實施例圖，其例示了當x MHz與z MHz RF產生器開啟時，在圖1之電漿系統內的節點處藉由電壓探針所量測到的變數與利用圖2、13、15或17之方法針對對應模型節點輸出處所決定之變數之間的關聯性。
圖19C為根據本發明之一實施例之實施例圖，其例示了當x與y MHz RF產生器開啟時，在圖1之電漿系統內的節點處藉由電壓探針所量測到的變數與利用圖2、13、15或17之方法針對對應模型節點輸出處所決定之變數之間的關聯性。
圖20A為根據本發明之一實施例的圖，其係用以例示當x MHz RF產生器開啟時下列者之間的關聯性：利用感測器設備所量測到的接線晶圓偏壓、利用圖13、15或17之方法所決定的模型偏壓、以及模型偏壓中的誤差。
圖20B為根據本發明之一實施例的圖，其係用以例示當y MHz RF產生器開啟時下列者之間的關聯性：利用感測器設備所量測到的接線晶圓偏壓、利用圖13、15或17之方法所決定的模型偏壓、以及模型偏壓中的誤差。
圖20C為根據本發明之一實施例的圖，其係用以例示當z MHz RF產生器開啟時下列者之間的關聯性：利用感測器設備所量測到的接線晶圓偏壓、利用圖13、15或17之方法所決定的模型偏壓、以及模型偏壓中的誤差。
圖20D為根據本發明之一實施例的圖，其係用以例示當x與y MHz RF產生器開啟時，下列者之間的關聯性：利用感測器設備所量測到的接線晶圓偏壓、利用圖13、15或17之方法所決定的模型偏壓、以及模型偏壓中的誤差。
圖20E為根據本發明之一實施例的圖，其係用以例示當x與z MHz RF產生器開啟時下列者之間的關聯性：利用感測器設備所量測到的接線晶圓偏壓、利用圖13、15或17之方法所決定的模型偏壓、以及模型偏壓中的誤差。
圖20F為根據本發明之一實施例的圖，其係用以例示當y與z MHz RF產生器開啟時下列者之間的關聯性：利用感測器設備所量測到的接線晶圓偏壓、利用圖13、15或17之方法所決定的模型偏壓、以及模型偏壓中的誤差。
圖20G為根據本發明之一實施例的圖，其係用以例示當x、y與z MHz RF產生器開啟時下列者之間的關聯性：利用感測器設備所量測到的接線晶圓偏壓、利用圖13、15或17之方法所決定的模型偏壓、以及模型偏壓中的誤差。
圖21為根據本發明之一實施例之圖1之系統之主機系統的方塊圖。
圖22為根據本發明所述之一實施例之RF傳輸系統的方塊圖。
圖23為根據本發明所述之一實施例之靜電夾頭的簡圖。
圖24為根據本發明所述之一實施例之用以決定靜電夾頭、電漿及RF返回路徑之RF傳輸線模型的方法步驟的流程圖。
圖25為根據本發明所述之一實施例之用以添加終止模組至基準RF傳輸線模型的方法步驟的流程圖。
圖26為根據本發明所述之一實施例之用以添加終止模組至基準RF傳輸線模型的另一方法步驟的流程圖。
圖27為根據本發明所述之一實施例之用以評比每一經修訂的RF傳輸線模型的方法步驟的流程圖。
圖28為根據本發明所述之一實施例之用以調整電漿處理配方以補償因RF傳輸路徑與RF返回路徑之RF功率差異的方法步驟的流程圖。
2800‧‧‧方法步驟
2805‧‧‧步驟
2810‧‧‧步驟
2815‧‧‧步驟
2820‧‧‧步驟
2825‧‧‧步驟
2830‧‧‧步驟

Claims (18)

  1. 一種電漿處理系統，包含： 一電漿處理室，包含一靜電夾頭； 一RF傳輸路徑，包含： 至少一RF產生器； 一匹配電路，具有一輸入，其耦合至該至少一RF產生器之一輸出；及 一RF饋件，將一匹配電路輸出耦合至該靜電夾頭之一RF輸入； 一RF返回路徑，耦合於該電漿處理室與該至少一RF產生器之間；及 一電漿處理系統控制器，耦合至該電漿處理室與該RF傳輸路徑，該控制器包含： 一配方邏輯，包含至少一電漿處理配方用之複數電腦可讀指令，該至少一電漿處理配方包含複數電漿處理設定；及 一RF功率補償邏輯，包含用以調整該複數電漿處理設定中之至少一者的複數電腦可讀指令。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該配方邏輯包含一校正電漿處理配方用之複數電腦可讀指令。
  3. 如申請專利範圍第2項之電漿處理系統，其中該電漿處理室包含用以量測下列之至少一者的一感測器：一電壓、及/或一電流、及/或一頻率、及/或一訊號之一相位、及/或一電漿處理室溫度、及/或一電漿處理室壓力、及/或來自該電漿處理室的一流率輸入或輸出、及/或輸入至該電漿處理室之複數處理氣體混合物、及/或該電漿處理室中所產生的複數蝕刻副產物。
  4. 如申請專利範圍第2項之電漿處理系統，其中該電漿處理室包含一感測器，用以在執行該校正電漿處理配方所定義之一校正電漿處理期間，量測被支撐在該靜電夾頭上之一晶圓上的一電漿感應電壓。
  5. 如申請專利範圍第2項之電漿處理系統，其中該RF功率補償邏輯更包含用以在執行一校正電漿處理期間，量測至少一電漿參數的複數電腦可讀指令。
  6. 如申請專利範圍第5項之電漿處理系統，其中該RF功率補償邏輯更包含複數電腦可讀指令，用以比較量測到之該至少一電漿參數與一完整RF傳輸線模型預測到之對應至少一電漿參數。
  7. 如申請專利範圍第6項之電漿處理系統，其中該完整RF傳輸線模型包含該RF傳輸路徑、該電漿、及該RF返回路徑的複數RF模型。
  8. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該至少一RF產生器包含至少兩個RF產生器，且該至少兩個RF產生器的每一者產生一不同的輸出訊號頻率。
  9. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該至少一RF產生器包含至少三個RF產生器，且該至少三個RF產生器的每一者產生一不同的輸出訊號頻率。
  10. 一種電漿處理配方的調整方法，包含： 決定一RF補償調整，包含： 對一電漿處理室中的至少一晶圓施行一校正電漿處理； 在該校正電漿處理期間量測至少一電漿參數；及 將量測到之該至少一電漿參數與一完整RF傳輸線模型預測到之一對應的至少一電漿參數比較，以決定該RF補償調整，該完整RF傳輸線模型包含一RF傳輸路徑、一電漿及一RF返回路徑； 在一RF功率補償邏輯中接收該RF補償調整； 調整一電漿處理配方中所包含之複數電漿處理設定的至少一者； 儲存該複數電漿處理設定中經調整的該至少一者；及 並對一處理晶圓施行一電漿處理，經施行的該電漿處理包含該複數電漿處理設定中經調整的該至少一者。
  11. 如申請專利範圍第10項之電漿處理配方的調整方法，其中該RF功率補償邏輯比較量測到之該至少一電漿參數與該完整RF傳輸線模型預測到之該對應的至少一電漿參數。
  12. 如申請專利範圍第10項之電漿處理配方的調整方法，其中該RF補償調整係藉由量測到之該至少一電漿參數與該完整RF傳輸線模型預測到之該對應的至少一電漿參數之間的一差異所決定。
  13. 如申請專利範圍第10項之電漿處理配方的調整方法，其中該複數電漿處理設定中的該至少一者包含下列的至少一者：一RF功率、及/或一RF電壓、及/或一RF電流、及/或一RF訊號的一相位、及/或一RF頻率。
  14. 如申請專利範圍第10項之電漿處理配方的調整方法，其中該複數電漿處理設定中的該至少一者包含該RF傳輸路徑中所包含之一匹配電路的一輸出。
  15. 如申請專利範圍第10項之電漿處理配方的調整方法，其中該複數電漿處理設定中的該至少一者包含一偏壓、及/或一電漿處理室壓力、及/或一電漿處理室溫度、及/或一電漿處理室化學品、及/或一電漿處理室流率輸入及/或輸出、及/或至少一電漿處理的持續期間。
  16. 如申請專利範圍第10項之電漿處理配方的調整方法，其中該RF傳輸路徑包含至少兩個RF產生器，且該至少兩個RF產生器的每一者產生一不同的輸出訊號頻率。
  17. 一種電漿處理系統，包含： 一電漿處理室，包含一靜電夾頭； 一RF傳輸路徑，包含： 至少一RF產生器； 一匹配電路，具有一輸入，其耦合至該至少一RF產生器之一輸出；及 一RF饋件，將一匹配電路輸出耦合至一靜電夾頭輸入之一RF輸入； 一RF返回路徑，耦合於該電漿處理室與該至少一RF產生器之間； 一電漿處理系統控制器，耦合至該電漿處理室與該RF傳輸路徑，該控制器包含： 一配方邏輯，包含至少一電漿處理配方用之複數電腦可讀指令，該至少一電漿處理配方包含複數電漿處理設定；及 一RF功率補償邏輯，包含： 用以調整該複數電漿處理設定中至少一者的複數電腦可讀指令； 用以在一校正電腦可讀指令期間，量測一晶圓上之一電漿感應電壓的複數電腦可讀指令； 用以比較在該晶圓上量測到之該電漿感應電壓與一完整RF傳輸線模型所預測之該晶圓上之一對應電漿感應電壓的電腦複數指令，該完整RF傳輸線模型包含該RF傳輸路徑、一電漿及該RF返回路徑的複數RF 模型。
  18. 如申請專利範圍第17項之電漿處理系統，其中該至少一RF產生器包含至少兩個RF產生器，且該至少兩個RF產生器的每一者產生一不同的輸出訊號頻率。
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