TW202333541A - 以步進方式調節阻抗匹配網路之系統及方法 - Google Patents

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Abstract

以步進方式調節阻抗匹配網路的系統及方法係加以描述。藉由以步進方式調節阻抗匹配網路取代直接得到射頻（RF）及組合可變電容的最佳值，使用調節的最佳值處理晶圓變得可行。

Description

以步進方式調節阻抗匹配網路之系統及方法
本發明關於以步進方式調節阻抗匹配網路的系統及方法。
電漿系統係用以控制電漿製程。電漿系統包含多個射頻（RF）源、一阻抗匹配件、及一電漿反應器。一工作件係放置在電漿腔室內部，而電漿係在該電漿腔室之內加以產生以處理該工作件。以類似或均勻的方式處理工作件係重要的。為了以類似或均勻的方式處理工作件，調節RF源及阻抗匹配件係重要的。
這是本揭示內容中描述之實施例產生的背景。
本揭示內容的實施例提供以步進方式調節阻抗匹配網路的設備、方法、及電腦程式。應理解本發明實施例可以多種方式（例如：製程、設備、系統、硬體、或電腦可讀媒體上的方法）加以實施。幾個實施例係描述於下。
一電漿工具具有射頻（RF）匹配網路調節演算法。該電漿工具具有一或兩個RF產生器，且每一RF產生器係連接至50歐姆同軸RF電纜。該等RF電纜係連接至一阻抗匹配網路，該阻抗匹配網路係經由RF傳輸線連接至電漿腔室。該等RF產生器係設計成以50+0j歐姆或接近50+0j歐姆的負載阻抗加以操作。阻抗匹配網路的一個目的係將通常非接近50+0j歐姆之電漿腔室及RF傳輸線的負載阻抗轉變為50+0j歐姆或接近50+0j歐姆。在50+0j歐姆或接近50+0j歐姆的目標阻抗有兩部分：實部，其應在50歐姆或近50歐姆；及虛部，其應在0歐姆或接近0歐姆。因此，連接至該兩個RF產生器之其中一者之阻抗匹配網路的分支電路具有兩個可變元件。該兩個可變元件包含馬達驅動可變電容及來自該等RF產生器之該其中一者的可變RF頻率輸出。
可變電容係在配方中預先設定，且在配方步驟內不加以變化。可變電容係藉由編輯配方而加以改變。可變RF頻率係藉由在RF產生器內部運行的製程加以控制。該製程根據電壓反射係數加以操作。若該反射係數相對於閾值是高的，則該製程增加或降低RF頻率，且以此方式，基於該反射係數以一種方向或其他方向改變RF頻率。在RF產生器中的感測器使用窄帶濾波器偵測反射電壓，及偵測在基頻處之反射電壓的一部分，而在互調頻率處可能存在未被偵測之大的反射波振幅。用於阻抗匹配網路的匹配網路模型係用以當下列輸入（例如：RF功率、可變電容和可變RF頻率的值、及在RF產生器之輸出處之RF負載阻抗的測量值等）係作為輸入提供至匹配網路模型時，預測在RF電壓與在阻抗匹配網路之輸出處之電流或負載阻抗之間的RF電壓、電流及相位。匹配網路模型係擴展至預測在阻抗匹配網路的輸出與夾盤之間的RF電壓及電流。在各種實施例中，匹配網路模型包含具有相同形式的一系列模組，如在美國專利申請案第14/245,803號中所述。
在一些實施例中，在RF產生器之輸出處的負載阻抗係經由匹配網路模型向前傳播，以在匹配網路模型的輸出處自可變電容及可變RF頻率計算負載阻抗，而在輸出處的負載阻抗係接著向後傳播以決定可變電容及可變RF頻率的最佳值。一旦決定最佳值，RF產生器及阻抗匹配網路係加以調節以達到可變電容及RF可變頻率的最佳值。相對於改變可變電容以達到可變電容的最佳值，可變RF頻率可更快速地加以改變以達到可變RF頻率的最佳值。舉例而言，與以秒等級改變可變電容相比，可變RF頻率係以微秒等級加以改變。因此，直接設定RF產生器以在可變RF頻率的最佳值下操作及設定阻抗匹配網路以在可變電容的最佳值下操作係困難的。為了調節阻抗匹配網路，取代調節阻抗匹配網路以達到可變電容的最佳值及調節RF產生器以達到可變RF頻率的最佳值，阻抗匹配網路係以步進方式加以調節以產生步階可變電容值而非可變電容的最佳值，且該步階可變電容之可變RF頻率的局部最佳值係加以計算。舉例而言，阻抗匹配網路係加以調節，以具有在可變電容之最佳值方向上的可變電容值，及針對該可變電容值決定之可變RF頻率的局部最佳值。以此方式，達到可變電容的最佳值及可變RF頻率的最佳值，而非直接達到可變電容的最佳值及可變RF頻率的最佳值。
本文描述之系統及方法的一些優點包含應用步進方式調節阻抗匹配網路的可變電容。以該步進方式，在匹配網路模型之輸入處之反射係數係最小值之可變RF頻率的局部最佳值係針對可變電容的步階值加以計算。該步階值係接著加以增量，且在匹配網路模型的輸入處之反射係數係最小值之可變RF頻率的另一值係針對可變電容之增量的步階值加以計算。該步階值係加以增量直到達到可變電容的最佳值。直接從阻抗匹配網路係正操作的值達到可變電容的最佳值且同時達到可變RF頻率的最佳值係困難的。這是因為以與控制RF產生器之相同的速度控制阻抗匹配網路的一個以上可變電容器係困難的。藉由使用該步進方式，可變電容及RF頻率的最佳值係加以達成。
其他實施態樣將自結合附圖的以下詳細敘述變得明顯。
以下實施例描述以步進方式調節阻抗匹配網路的系統及方法。應理解本發明實施例可以不具有某些或全部這些具體細節而加以實施。在其他情況下，為了不要不必要地模糊本發明實施例，未詳細說明眾所周知的製程操作。
圖1係電漿系統100之一實施例的圖，以說明使用匹配網路模型102產生負載阻抗ZL1。電漿系統100包含射頻（RF）產生器104、阻抗匹配網路106、及電漿腔室108。電漿系統100包含主機電腦系統110、驅動組件112、及一個以上連接機構114。
電漿腔室108包含上電極116、夾盤118、及晶圓W。上電極116面向夾盤118且係例如接地的、耦合至參考電壓、耦合至零電壓、耦合至負電壓等。夾盤118的實例包含靜電夾盤（ESC）及磁性夾盤。夾盤118的下電極係由金屬製成，例如：陽極化的鋁、鋁的合金等。在各種實施例中，夾盤118的下電極係覆蓋一層陶瓷的金屬薄層。此外，上電極116係由金屬製成，例如：鋁、鋁的合金等。在一些實施例中，上電極116係由矽製成。上電極116係位在夾盤118之下電極的對向側且面向該夾盤118的下電極。晶圓W係放置在夾盤118的頂部表面120上以進行處理，例如：在晶圓W上沉積材料、或清潔晶圓W、或蝕刻在晶圓W上沉積的層、或摻雜晶圓W、或在晶圓W上植入離子、或在晶圓W上產生光微影圖案、或蝕刻晶圓W、或濺鍍晶圓W、或其組合。
在一些實施例中，電漿腔室108係使用額外的部件加以形成，例如：圍繞上電極116的上電極延伸部、圍繞夾盤118之下電極的下電極延伸部、在上電極116與上電極延伸部之間的介電環、在下電極與下電極延伸部之間的介電環、位於上電極116和夾盤118之邊緣處以圍繞形成電漿之電漿腔室108內之一區域的限制環等。
阻抗匹配網路106包含一個以上電路元件，例如：一個以上電感器、或一個以上電容器、或一個以上電阻器、或其兩者以上的組合等，該等電路元件係彼此耦合。舉例而言，阻抗匹配網路106包含一串聯電路，該串聯電路包含與一電容器串聯耦接的一電感器。阻抗匹配網路106更包含連接至該串聯電路的一分流電路。該分流電路包含與一電感器串聯連接的一電容器。阻抗匹配網路106包含一個以上電容器，且該一個以上電容器（例如所有可變電容器等）之相應的電容係可變的（例如使用驅動組件加以改變等）。阻抗匹配網路106包含具有固定電容的一個以上電容器，例如無法使用驅動組件112加以改變的電容器等。阻抗匹配網路106之一個以上可變電容器的組合可變電容係值C1。舉例而言，一個以上可變電容器之相應相對放置的板係調整至在固定位置以設定可變電容C1。為了說明，彼此並聯連接之兩個以上電容器的組合電容係該等電容器之電容的總和。作為另一說明，彼此串聯連接之兩個以上電容器的組合電容係該等電容器之電容之倒數的總和之倒數。美國專利申請案第14/245,803號提供了阻抗匹配網路106的一實例。
匹配網路模型102係推導自阻抗匹配網路106的一分支，例如表示該阻抗匹配網路106的一分支等。舉例而言，當x MHz的RF產生器係連接至阻抗匹配網路106的分支電路時，匹配網路模型102表示例如阻抗匹配網路106之分支電路的電路之電腦產生模型等。作為另一實例，匹配網路模型102之電路元件的數目不等於阻抗匹配網路106之電路元件的數目。在一些實施例中，相較於阻抗匹配網路106之電路元件的數目，匹配網路模型102具有較少之電路元件的數目。為了說明，匹配網路模型102係阻抗匹配網路106之分支電路的一簡化形式。為了進一步說明，阻抗匹配網路106之分支電路之多個可變電容器的可變電容係組合成由匹配網路模型102之一個以上可變電容元件表示的一組合可變電容；阻抗匹配網路106之分支電路之多個固定電容器的固定電容係組合成由匹配網路模型102之一個以上固定電容元件表示的一組合固定電容；及/或阻抗匹配網路106之分支電路之多個固定電感器的電感係組合成由匹配網路模型102之一個以上電感元件表示的一組合電感；及/或阻抗匹配網路106之分支電路之多個電阻器的電阻係組合成由匹配網路模型102之一個以上電阻元件表示的一固定電阻。為了說明更多，串聯之電容器的電容係藉由下列加以組合：對每一電容值取倒數以產生多個倒數電容值，將該等倒數電容值加總以產生一倒數組合電容值，接著藉由對該倒數組合電容值取倒數以產生一組合電容值。作為另一說明，串聯連接之多個電感器的電感係加總以產生一組合電感，且串聯之多個電阻器的電阻係加以組合以產生一組合電阻。阻抗匹配網路106之部分之所有固定電容器的所有固定電容係組合成匹配網路模型102之一個以上固定電容元件的一組合固定電容。匹配網路模型102的其他實例係在美國專利申請案第14/245,803號中加以提供。此外，自阻抗匹配網路產生匹配網路模型的方式係在美國專利申請案第14/245,803號中加以描述。
在一些實施例中，匹配網路模型102係自針對具有三個分支（每一者分別用於x MHz、y MHz、及z MHz的RF產生器）之阻抗匹配網路106的示意圖加以產生。該三個分支在阻抗匹配網路106的輸出140處彼此連接。示意圖最初包含各種組合的若干電感器及電容器。對於獨立考慮之該三分支的其中一者，匹配網路模型102表示該三分支中的其中一者。電路元件係藉由輸入裝置增加至匹配網路模型102，其示例係在下面加以提供。所增加之電路元件的示例包含：先前在示意圖中未包含的電阻器，以解釋在阻抗匹配網路106之分支中的功率損失；先前在示意圖中未包含的電感器，以表示各種連接之RF帶的電感；及先前在示意圖中未包含的電容器，以表示寄生電容。此外，一些電路元件係藉由輸入裝置進一步增加至示意圖，以表示因阻抗匹配網路106之實體尺寸之阻抗匹配網路106之分支的傳輸線本質。舉例而言，與經由一個以上電感器傳遞之RF訊號的波長相比，在阻抗匹配網路106之分支中之該一個以上電感器之未旋捲的長度係不可忽略的。為了解釋此結果，示意圖中的一電感器係分成兩個以上的電感器。之後，一些電路元件係藉由輸入裝置自該示意圖加以移除以產生匹配網路模型102。
在各種實施例中，匹配網路模型102與阻抗匹配網路106之分支電路具有相同的拓撲，例如在電路元件之間的連接、電路元件的數目等。舉例而言，若阻抗匹配網路106的分支電路包含與一電感器串聯耦接的一電容器，則匹配網路模型102包含與一電感器串聯耦接的一電容器。在此實例中，阻抗匹配網路106之分支電路的電感器與匹配網路模型102的電感器具有相同的值，且阻抗匹配網路106之分支電路的電容器與匹配網路模型102的電容器具有相同的值。作為另一實例，若阻抗匹配網路106的分支電路包含與一電感器並聯耦接的一電容器，則匹配網路模型102包含與一電感器並聯耦接的一電容器。在此實例中，阻抗匹配網路106之分支電路的電感器與匹配網路模型102的電感器具有相同的值，且阻抗匹配網路106之分支電路的電容器與匹配網路模型102的電容器具有相同的值。作為另一實例，匹配網路模型102係與阻抗匹配網路106的電路元件相比具有相同數目及相同類型的電路元件，且匹配網路模型102係與阻抗匹配網路106在電路元件之間的連接相比具有相同類型的連接。電路元件之類型的實例包含電阻器、電感器、及電容器。連接之類型的實例包含串聯、並聯等。
此外，RF產生器104包含用於產生RF訊號的RF電源122。RF產生器104包含連接至RF產生器104之輸出126的感測器124，例如：複阻抗（complex impedance）感測器、複電流與電壓（complex current and voltage）感測器、複反射係數（complex reflection coefficient）感測器、複電壓感測器、複電流感測器等。輸出126係經由RF電纜130連接至阻抗匹配網路106之分支電路的輸入128。阻抗匹配網路106係經由RF傳輸線132連接至電漿腔室108，該RF傳輸線132包含RF桿及圍繞該RF桿的RF外導體。
驅動組件112包含驅動器（例如一個以上電晶體等）及馬達，且該馬達係經由連接機構114連接至阻抗匹配網路106的一可變電容器。連接機構114的實例包含一個以上的桿、或藉由齒輪彼此連接之複數的桿等。連接機構114係連接至阻抗匹配網路106的一可變電容器。舉例而言，連接機構114係連接至分支電路之一部分的一可變電容器，該分支電路係經由輸入128連接至RF產生器104。
應注意，在阻抗匹配網路106包含連接至RF產生器104之分支電路中之多於一個可變電容器的情況下，驅動組件112包含用於控制該多於一個可變電容器的獨立馬達，且每一馬達係經由一相應的連接機構連接至相應的可變電容器。在此實例中，該等多個連接機構係稱為連接機構114。
RF產生器104係x百萬赫（MHz）的RF產生器或y MHz的RF產生器或z MHz的RF產生器。在一些實施例中，x MHz之RF產生器的一實例包含2 MHz的RF產生器，y MHz之RF產生器的一實例包含27 MHz的RF產生器，而z MHz之RF產生器的一實例包含60 MHz的RF產生器。在各種實施例中，x MHz之RF產生器的一實例包含400 kHz的RF產生器，y MHz之RF產生器的一實例包含27 MHz的RF產生器，而z MHz之RF產生器的一實例包含60 MHz的RF產生器。
應注意在兩個RF產生器（例如x及y MHz的RF產生器等）係在電漿系統100內加以使用的情況下，該兩個RF產生器的其中一者係連接至輸入128且該等RF產生器的另一者係連接至阻抗匹配網路106的另一輸入。類似地，在三個RF產生器（例如x、y及z MHz的RF產生器等）係在電漿系統100內加以使用的情況下，該等RF產生器的第一者係連接至輸入128，該等RF產生器的第二者係連接至阻抗匹配網路106的第二輸入，且該等RF產生器的第三者係連接至阻抗匹配網路106的第三輸入。輸出140係經由阻抗匹配網路106的分支電路連接至輸入128。在多個RF產生器係加以使用的實施例中，輸出140係經由阻抗匹配網路106的第二分支電路連接至該第二輸入，且該輸出140係經由阻抗匹配網路106的第三分支電路連接至該第三輸入。
主機電腦系統110包含處理器134及記憶體裝置137。主機電腦系統110的實例包含膝上型電腦、或桌上型電腦、或平板、或智慧型手機等。如本文所使用，中央處理單元（CPU）、控制器、特定應用積體電路（ASIC）、或可程式邏輯裝置（PLD）係取代處理器而加以使用，且這些術語在本文係可互換地加以使用。記憶體裝置的實例包含唯讀記憶體（ROM）、隨機存取記憶體（RAM）、硬碟、揮發性記憶體、非揮發性記憶體、儲存磁碟的冗餘陣列、快閃記憶體等。感測器124係經由網路電纜136連接至主機電腦系統110。文中使用之網路電纜的實例係用以以串列方式、或以平行方式、或使用USB協定等傳輸資料的電纜。
RF產生器104係以射頻RF1加以操作。舉例而言，處理器134將包含射頻RF1及功率值的配方提供至RF產生器104。RF產生器104經由連接至RF產生器104及主機電腦系統110的網路電纜138接收配方，且RF產生器104的數位訊號處理器（DSP）將該配方提供至RF電源122。RF電源122產生具有配方中規定之射頻RF1及功率的RF訊號。
阻抗匹配網路106係加以初始化以具有組合可變電容C1。舉例而言，處理器134將訊號發送至驅動組件112的驅動器以產生一個以上電流訊號。該一個以上電流訊號係藉由驅動器加以產生且發送至驅動組件112之相應的一個以上馬達之相應的一個以上定子。驅動組件112之相應的一個以上轉子係旋轉以移動連接機構114，以將阻抗匹配網路106之分支電路的組合可變電容改變至C1。具有組合可變電容C1之阻抗匹配網路106的分支電路經由輸入128及RF電纜130自輸出126接收具有射頻RF1的RF訊號，且將連接至阻抗匹配網路106之負載的阻抗與連接至阻抗匹配網路106之來源的阻抗加以匹配以產生一修改的訊號，其為一RF訊號。負載的實例包含電漿腔室108及RF傳輸線132。來源的實例包含RF電纜130及RF產生器104。該修改的訊號係經由RF傳輸線132自阻抗匹配網路106之分支電路的輸出140提供至夾盤118。當該修改的訊號係結合一種以上處理氣體（例如含氧氣體、含氟氣體等）提供至夾盤118時，電漿係在夾盤118與上電極116之間的空隙中加以產生或加以維持。
當具有射頻RF1的RF訊號係加以產生且阻抗匹配網路106具有組合可變電容C1時，感測器124感測在輸出126處的電壓反射係數Γmi1且經由網路電纜136將該電壓反射係數提供至處理器134。電壓反射係數的實例包含自電漿腔室108朝RF產生器104反射之功率與藉由RF產生器104產生之在RF訊號之內供應之功率的一比值。處理器134自電壓反射係數Γmi1計算阻抗Zmi1。舉例而言，處理器134藉由應用方程式（1）Γmi1=(Zmi1–Zo)/(Zmi1+Zo)，及求解以得Zmi1，而計算阻抗Zmi1，其中Zo係RF傳輸線132的特性阻抗。阻抗Zo係藉由輸入裝置（例如滑鼠、鍵盤、觸控筆、小鍵盤、按鈕、觸控螢幕等）提供至處理器134，該輸入裝置係藉由輸入/輸出介面（例如串列介面、平行介面、通用串列匯流排（USB）介面等）連接至處理器134。在一些實施例中，感測器124測量阻抗Zmi1且經由網路電纜136將該阻抗Zmi1提供至處理器134。
阻抗Zmi1係藉由處理器134施加於匹配網路模型102的輸入142，且係藉由匹配網路模型102向前傳播以計算在匹配網路模型102之輸出144處的負載阻抗ZL1。舉例而言，阻抗Zmi1係藉由處理器134經由匹配網路模型102的一個以上電路元件向前傳播以產生負載阻抗ZL1。為了說明，匹配網路模型102係加以初始化以具有射頻RF1。當匹配網路模型102包含一電阻元件、一電感元件、一固定電容元件、及一可變電容元件的串聯組合時，處理器134計算在匹配網路模型102之輸入142處接收的阻抗Zmi1、橫跨該電阻元件的複阻抗、橫跨該電感元件的複阻抗、橫跨具有可變電容C1之該可變電容元件的複阻抗、及橫跨該固定電容元件的複阻抗之定向和（directional sum）以產生負載阻抗ZL1。
在一些實施例中，RF產生器104在不是脈衝波模式的連續波模式下操作。舉例而言，RF產生器104不具有脈衝狀態S1及S2，其中，在狀態S2中之RF訊號的所有功率值係不包括在狀態S2中之RF訊號的功率值。狀態S2的功率值係低於狀態S1的功率值。作為另一實例，在連續波模式中，狀態S1中的至少一功率值與狀態S2中的至少一功率值有重疊，以消除在狀態S1及S2之間的差異而產生一種狀態。
在各種實施例中，取代測量在輸出126處的電壓反射係數，電壓反射係數係在RF電纜130上自輸出126（包含輸出126）至輸入128的任一點處加以測量。舉例而言，感測器124係連接至在RF電源122及阻抗匹配網路106之間的點以測量電壓反射係數。
圖2係匹配網路模型102之一實施例的圖，該匹配網路模型102係初始化至射頻RF1及可變電容C1，以在輸入142處產生電壓反射係數Γi。處理器134自負載阻抗ZL1及匹配網路模型102計算電壓反射係數Γi係零的射頻值RF optimum及組合可變電容值C optimum1。舉例而言，處理器134經由匹配網路模型102向後傳播負載阻抗ZL1，以產生對應於在輸入142處具有數值零之電壓反射係數Γi的輸入阻抗Zi。向後傳播與向前傳播係相同的，除了向後傳播的方向係與向前傳播的方向相反。在一些實施例中，非線性最小平方最佳化程序係藉由處理器134加以執行，以自負載阻抗ZL1及匹配網路模型102計算電壓反射係數Γi係零的射頻值RF optimum及組合可變電容值C optimum1。在各種實施例中，預定的方程式係由處理器134加以應用以自負載阻抗ZL1及匹配網路模型102計算電壓反射係數Γi係零的射頻值RF optimum及組合可變電容值C optimum1。
此外，處理器134將施加於匹配網路模型102的射頻值從RF optimum1@C1改變為RF optimumn@C1且向後傳播負載阻抗ZL1，以決定電壓反射係數Γi係最小值的射頻RF optimum1@C1，其中n係大於1的整數。舉例而言，當匹配網路模型102具有射頻RF optimum1@C1時，處理器134經由具有可變電容C1的匹配網路模型102向後傳播負載阻抗ZL1，以決定電壓反射係數Γi具有第一值。此外，在該實例中，當匹配網路模型102具有射頻RF optimum2@C1時，處理器134經由具有可變電容C1的匹配網路模型102向後傳播負載阻抗ZL1，以決定電壓反射係數Γi具有第二值。處理器134決定該第一值係該第一及第二值的最小值，以進一步決定RF optimum1@C1係電壓反射係數Γi為最小值的射頻值。在一些實施例中，非線性平方最佳化程序係用以找到電壓反射係數Γi具有最小值的射頻值RF optimum1@C1。
在各種實施例中，電壓反射係數係在最小值處之射頻的值在本文係稱作為有利的RF值。
在一些實施例中，RF值在本文有時係稱作為「參數值」。此外，電容在本文有時係稱作為「可量測因子」。
圖3係電漿系統100之一實施例的圖，以說明使用電容值C optimum1以產生步進組合可變電容值C step1，及使用值RF optimum1@C1以在匹配網路模型102的輸出144處產生負載阻抗ZL2。處理器134修改配方以包含射頻值RF optimum1@C1，且將該射頻值RF optimum1@C1提供至RF產生器104。此外，處理器134決定步進可變電容值C step1，該步進可變電容值C step1係自值C1往值C optimum1之方向上的一步階。應注意即使阻抗匹配網路106之相應的一個以上可變電容器之一個以上電容係加以修改以自C1朝C optimum1改變，該一個以上可變電容器相對於由RF產生器104產生之RF訊號之RF頻率中的變化足夠慢地移動。
取代將阻抗匹配網路106的組合可變電容設定在值C optimum1且取代設定RF產生器104以產生具有射頻RF optimum的RF訊號，處理器134控制驅動組件112使得阻抗匹配網路106的組合可變電容係在值C step1加以設定，及控制RF產生器104以在射頻RF optimum1@C1下加以操作。阻抗匹配網路106達到可變電容C optimum1所需的時間（例如在秒的等級等）比RF產生器104產生具有射頻RF optimum之RF訊號所需的時間長。舉例而言，RF產生器104以微秒等級的時間自射頻RF1達到射頻RF optimum。因此，難以自值C1直接達到值C optimum1且同時自值RF1達到值RF optimum而使得在RF產生器104之輸出126處的電壓反射係數係零。因此，阻抗匹配網路106的可變電容係以步階方式（例如C step1等）以往可變電容C optimum1的方向加以調整。
對於射頻RF optimum1@C1及可變電容C step1，RF產生器104產生具有射頻RF optimum1@C1的RF訊號，該RF訊號經由阻抗匹配網路106傳遞以產生提供至夾盤118之下電極之修改的訊號。當RF產生器104產生具有射頻RF optimum1@C1的RF訊號且組合可變電容係C step1時，感測器124測量在輸出126處的電壓反射係數Γmi2，且處理器134，以如上所述阻抗Zmi1係自電壓反射係數Γmi1加以產生之相同的方式，自電壓反射係數Γmi2產生阻抗Zmi2。此外，阻抗Zmi2係經由匹配網路模型102向前傳播，而以負載阻抗ZL1係自在匹配網路模型102之輸入142處的阻抗Zmi1在輸出144處加以產生之相同的方式，在匹配網路模型102的輸出144處產生負載阻抗ZL2。
圖4係匹配網路模型102之一實施例的圖，該匹配網路模型102係設成射頻RF optimum1@C1及組合可變電容C step1，以在輸入142處產生電壓反射係數Γi的最小值。舉例而言，處理器134將射頻RF optimum1@C1及組合可變電容C step1施加於匹配網路模型102。作為另一實例，處理器134將匹配網路模型102之參數的值設為具有射頻值RF optimum1@C1及組合可變電容值C step1。
以如上所述計算組合可變電容C optimum1之相同的方式，處理器134自負載阻抗ZL2及匹配網路模型102計算電壓反射係數Γi為零的組合可變電容值C optimum2。處理器134將施加於匹配網路模型102的射頻值從RF optimum1@C step1改變為RF optimumn@C step1且向後傳播負載阻抗ZL2，以決定電壓反射係數Γi係最小值的射頻RF optimum1@C step1，其中n係大於1的整數。舉例而言，當匹配網路模型102具有射頻RF optimum1@C step1時，處理器134經由具有可變電容C step1的匹配網路模型102向後傳播阻抗ZL2，以決定電壓反射係數Γi具有第一值。此外，在該實例中，當匹配網路模型102具有射頻RF optimum2@C step1時，處理器134經由具有可變電容C step1的匹配網路模型102向後傳播阻抗ZL2，以決定電壓反射係數Γi具有第二值。處理器134決定該第一值係該第一及第二值的最小值，以進一步決定RF optimum1@C step1係電壓反射係數Γi為最小值的射頻值。
圖5係電漿系統100之一實施例的圖，以說明使用電容值C optimum2以產生另一步進組合可變電容值C step2，及使用值RF optimum1@C step1以產生負載阻抗ZL3。處理器134修改配方以包含射頻值RF optimum1@C step1，且將該射頻值RF optimum1@C step1提供至RF產生器104。此外，處理器134決定步進可變電容值C step2，該步進可變電容值C step2係自值C step1往值C optimum2之方向上的一額外步階。舉例而言，在可變電容值C step1、C step2、及C optimum2中，可變電容值C step2係大於值C step1及小於值C optimum2，且值C step2和C step1係大於值C1。作為另一實例，在可變電容值C step1、C step2、及C optimum2中，可變電容值C step2係小於值C step1及大於值C optimum2，且值C step1和C step2係小於值C1。
取代設定在值C optimum2之阻抗匹配網路106的組合可變電容及取代設定RF產生器104以產生具有射頻RF optimum的RF訊號，處理器134控制驅動組件112使得阻抗匹配網路106的組合可變電容係在值C step2加以設定，及控制RF產生器104以在射頻RF optimum1@C step1下加以操作。對於射頻RF optimum1@C step1及可變電容C step2，RF產生器104產生具有射頻RF optimum1@C step1的RF訊號，該RF訊號經由阻抗匹配網路106傳遞以產生提供至夾盤118之下電極之修改的訊號。對於射頻RF optimum1@C step1及可變電容C step2，感測器124測量在輸出126處的電壓反射係數Γmi3，且處理器134，以阻抗Zmi1係自電壓反射係數Γmi1加以產生之相同的方式，自電壓反射係數產生阻抗Zmi3。此外，阻抗Zmi3係經由匹配網路模型102向前傳播，而以負載阻抗ZL1係自在匹配網路模型102之輸入142處的阻抗Zmi1在輸出144處加以產生之相同的方式，在匹配網路模型102的輸出144處產生負載阻抗ZL3。
在一些實施例中，射頻RF optimum1@C step1係等於最佳射頻值RF optimum，且C step2的組合可變電容係等於值C optimum2。在這些實施例中，不執行參照圖6至9之以下描述的操作。
圖6係匹配網路模型102之一實施例的圖，該匹配網路模型102係設成射頻RF optimum1@C step1及組合可變電容C step2，以在輸入142處產生電壓反射係數Γi的最小值。以如上所述計算組合可變電容C optimum1之相同的方式，處理器134自負載阻抗ZL3及匹配網路模型102計算電壓反射係數Γi為零的組合可變電容值C optimum3。
此外，處理器134將施加於匹配網路模型102的射頻值從RF optimum1@C step2改變為RF optimumn@C step2且向後傳播負載阻抗ZL3，以決定電壓反射係數Γi係最小值的射頻RF optimum1@C step2，其中n係大於1的整數。舉例而言，當匹配網路模型102具有射頻RF optimum1@C step2時，處理器134經由具有組合可變電容C step2的匹配網路模型102向後傳播阻抗ZL3，以決定電壓反射係數Γi具有第一值。此外，在該實例中，當匹配網路模型102具有射頻RF optimum2@C step2時，處理器134經由具有組合可變電容C step2的匹配網路模型102向後傳播阻抗ZL3，以決定電壓反射係數Γi具有第二值。處理器134決定該第一值係該第一及第二值的最小值，以進一步決定RF optimum1@C step2係電壓反射係數Γi為最小值的射頻值。
在一些實施例中，電容值C optimum2及C optimum3的任一者係等於電壓反射係數Γi為零的電容值C optimum1。
圖7係電漿系統100之一實施例的圖，以說明使用電容值C optimum3，及使用值RF optimum1@C step2，以產生負載阻抗ZL4。處理器134修改配方以包含射頻值RF optimum1@C step2，且將該射頻值RF optimum1@C step2提供至RF產生器104。此外，處理器134決定步進可變電容值C step3，該步進可變電容值C step3係自值C step2往值C optimum3之方向上的一額外步階。舉例而言，值C step3係值C optimum3。為了進一步說明，在可變電容值C step1、C step2、及C optimum3中，可變電容值C optimum3係大於值C step2，且值C step2係大於值C step1，該值C step1係大於電容值C1。作為另一說明，在可變電容值C step1、C step2、及C optimum3中，可變電容值C optimum3係小於值C step2，該值C step2係小於值C step1，且值C step1係小於值C1。
處理器134控制驅動組件112，使得阻抗匹配網路106的組合可變電容係在值C optimum3加以設定。此外，取代設定RF產生器104以產生具有射頻RF optimum的RF訊號，處理器134控制RF產生器104以在射頻RF optimum1@C step2下加以操作。
對於射頻RF optimum1@C step2及可變電容C optimum3，RF產生器104產生具有射頻RF optimum1@C step2的RF訊號，該RF訊號經由阻抗匹配網路106傳遞以產生提供至夾盤118之下電極之修改的訊號。對於射頻RF optimum1@C step2及可變電容C optimum3，感測器124測量在輸出126處的電壓反射係數Γmi4，且處理器134，以阻抗Zmi1係自電壓反射係數Γmi1加以產生之相同的方式，自電壓反射係數Γmi4產生阻抗Zmi4。此外，阻抗Zmi4係經由匹配網路模型102向前傳播，而以負載阻抗ZL1係自在匹配網路模型102之輸入142處的阻抗Zmi1在輸出144處加以產生之相同的方式，在匹配網路模型102的輸出144處產生負載阻抗ZL4。
在一些實施例中，值RF optimum1@C step2係等於射頻值RF optimum。在這些實施例中，不執行參照圖8及9之以下描述的操作。
在各種實施例中，最佳值C optimum1、C optimum2、及C optimum3的每一者係在處理器134被編程而受約束以計算在預定電容值邊界之內的一最佳電容值之後加以獲得。舉例而言，處理器134係加以編程而以上面參照圖2描述的方式決定最佳電容值C optimum1，除了該電容值C optimum1係在上預定界限和下預定界限之間。該等預定邊界係與阻抗匹配網路106之一個以上可變電容器的操作邊界相同（圖1）。舉例而言，一個以上可變電容器在該等操作邊界之外係在物理上無法操作。作為另一實例，處理器134係加以編程而以上面參照圖4描述的方式決定最佳電容值C optimum2，除了該電容值C optimum2係在上預定界限和下預定界限之間。作為又另一實例，處理器134係加以編程而以上面參照圖6描述的方式決定最佳電容值C optimum3，除了該電容值C optimum3係在上預定界限和下預定界限之間。
在一些實施例中，值RF optimum1@C1、RF optimum1@C step1、RF optimum1@C step2、及RF optimum1@C optimum的每一者係在處理器134被編程而受約束以計算在預定界限之內的一最佳RF值之後加以獲得。舉例而言，處理器134係加以編程而以上面參照圖2描述的方式決定RF值RF optimum1@C1，除了該RF值RF optimum1@C1係在上預定邊界和下預定邊界之間。該等預定界限係與RF產生器104的操作邊界相同（圖1）。舉例而言，RF產生器104在操作邊界之外係在物理上無法操作。作為另一實例，處理器134係加以編程而以上面參照圖4描述的方式決定RF值RF optimum1@C step1，除了該RF值RF optimum1@C step1係在上預定邊界和下預定邊界之間。作為又另一實例，處理器134係加以編程而以上面參照圖6描述的方式決定最佳RF值RF optimum1@C step2，除了該RF值RF optimum1@C step2係在上預定邊界和下預定邊界之間。作為另一實例，處理器134係加以編程而以上面參照圖8描述的方式決定最佳RF值RF optimum1@C optimum，除了該RF值RF optimum1@C optimum係在上預定邊界和下預定邊界之間。
圖8係匹配網路模型102之一實施例的圖，該匹配網路模型102係設成射頻RF optimum1@C step2及組合可變電容C optimum3，以在輸入142處產生電壓反射係數Γi的最小值。處理器134將施加於匹配網路模型102的射頻值從RF optimum1@C optimum改變為RF optimumn@C optimum且向後傳播負載阻抗ZL4，以決定電壓反射係數Γi係最小值的射頻RF optimum1@C optimum，其中n係大於1的整數。舉例而言，當匹配網路模型具有射頻RF optimum1@C step2時，處理器134經由具有可變電容C optimum3的匹配網路模型102向後傳播負載阻抗ZL4，以決定電壓反射係數Γi具有第一值。此外，在該實例中，當匹配網路模型具有射頻RF optimum2@C step2時，處理器134經由具有可變電容C optimum3的匹配網路模型102向後傳播負載阻抗ZL4，以決定電壓反射係數Γi具有第二值。處理器134決定該第一值係該第一及第二值的最小值，以進一步決定RF optimum1@C optimum係電壓反射係數Γi為最小值的射頻值。
在一些實施例中，值RF optimum1@C optimum係等於值RF optimum。
圖9係電漿系統100之一實施例的圖，以說明使用電容值C optimum3及使用值RF optimum1@C optimum處理晶圓W。處理器134修改配方以包含射頻值RF optimum1@C optimum，且將該射頻值RF optimum1@C optimum提供至RF產生器104。此外，處理器134繼續控制驅動組件112，使得阻抗匹配網路106的組合可變電容係在值C optimum3加以設定。此外，取代設定RF產生器104以產生具有射頻RF optimum的RF訊號，處理器134控制RF產生器104以在射頻RF optimum1@C optimum下加以操作。
對於射頻RF optimum1@C optimum及可變電容C optimum3，RF產生器104產生具有射頻RF optimum1@C optimum的RF訊號，該RF訊號經由阻抗匹配網路106傳遞以產生一修改的訊號，該修改的訊號係提供至夾盤118的下電極以用於處理晶圓W。以此方式，取代直接從射頻RF1施加射頻RF optimum及取代直接從組合可變電容值C1施加組合可變電容值C optimum1，一步階方式進行如下：首先，組合可變電容值C step1係伴隨射頻RF optimum1@C1加以施加，接著施加組合可變電容值C step1及射頻RF optimum1@C1，接著施加組合可變電容值C step2及射頻RF optimum1@C step1，接著施加組合可變電容值C optimum3及射頻RF optimum1@C step2，最後施加組合可變電容值C optimum3及射頻RF optimum1@C optimum。舉例而言，組合可變電容值C optimum3及射頻RF optimum1@C step2的施加先於組合可變電容值C optimum3及射頻RF optimum1@C optimum的施加。此外，組合可變電容值C step2及射頻RF optimum1@C step1的施加先於組合可變電容值C optimum3及射頻RF optimum1@C step2的施加。此外，組合可變電容值C step1及射頻RF optimum1@C1的施加先於組合可變電容值C step2及射頻RF optimum1@C step1的施加。
在一些實施例中，取代直接從射頻RF1施加射頻RF optimum及取代直接從組合可變電容值C1施加組合可變電容值C optimum1，一步階方式進行如下：首先，組合可變電容值C step1係伴隨射頻RF optimum1@C1加以施加（見圖3），接著施加組合可變電容值C step2及射頻RF optimum1@C step1（見圖5），接著施加組合可變電容值C optimum3及射頻RF optimum1@C step2（見圖7），最後施加組合可變電容值C optimum3及射頻RF optimum1@C optimum（見圖9）。
在一些實施例中，取代自從感測器124接收的電壓反射係數（例如Γmi1、Γmi2、Γmi3、Γmi4等）產生阻抗（例如阻抗Zmi1等），處理器134接收電壓反射係數以在匹配網路模型102的輸出144處產生相應的負載電壓反射係數阻抗（例如ΓL1、ΓL2、ΓL3、ΓL4等）。不需要將電壓反射係數轉換為阻抗，且反之亦然。
在各種實施例中，取代匹配網路模型102，匹配網路模型102與RF傳輸模型的組合係加以使用，以如本文所述以步進方式改變阻抗匹配網路106的電容。舉例而言，負載阻抗ZL1、ZL2、ZL3、及ZL4係在RF傳輸模型的輸出處而非在匹配網路模型102的輸出144處加以計算。作為另一實例，取代使用在圖2、4、6及8中的匹配網路模型102，匹配網路模型102及RF傳輸模型兩者係加以使用。RF傳輸模型係與匹配網路模型102的輸出144串聯連接，且以類似於匹配網路模型102源自阻抗匹配網路106的方式源自RF傳輸線132。舉例而言，RF傳輸模型具有源自RF傳輸線132之電感、電容、及/或電阻的電感、電容、及/或電阻。作為另一實例，RF傳輸模型的電容與RF傳輸線132的電容匹配，RF傳輸模型的電感與RF傳輸線132的電感匹配，且RF傳輸模型的電阻與RF傳輸線132的電阻匹配。
在一些實施例中，取代匹配網路模型102，RF電纜模型、匹配網路模型102及RF傳輸模型的組合係加以使用，以如本文所述以步進方式改變阻抗匹配網路106的電容。舉例而言，負載阻抗ZL1、ZL2、ZL3、及ZL4係在RF傳輸模型的輸出處而非在匹配網路模型102的輸出144處加以計算。作為另一實例，取代使用在圖2、4、6及8中的匹配網路模型102，RF電纜模型、匹配網路模型102、及RF傳輸模型係加以使用。RF電纜模型係與匹配網路模型102的輸入142串聯連接，且以類似於匹配網路模型102源自阻抗匹配網路106的方式源自RF電纜130。舉例而言，RF電纜模型具有源自RF電纜130之電感、電容、及/或電阻的電感、電容、及/或電阻。作為另一實例，RF電纜模型的電容與RF電纜130的電容匹配，RF電纜模型的電感與RF電纜130的電感匹配，且RF電纜模型的電阻與RF電纜130的電阻匹配。
圖10係說明阻抗匹配網路106及RF產生器104之步進方式調節之圖1000的一實施例。圖1000繪製由RF產生器104產生之RF訊號的頻率相對於阻抗匹配網路106的組合可變電容。圖1000繪製電壓反射係數Γ之代表性等值線隨阻抗匹配網路106的組合可變電容及由RF產生器104產生之RF訊號的頻率變化。從電壓反射係數之量值係大約等於0.5的點B開始，匹配網路模型102指示最佳調節點係A，在點A，Γ的量值係大約等於零且在輸出126處的電阻值係50歐姆（圖1）。若阻抗匹配網路106的組合可變電容及由RF產生器104產生之RF訊號的頻率係以最大可達成速率加以改變，則在阻抗匹配網路106之較慢的可變電容有機會移動之前，頻率非常快速地降至電壓反射係數Γ的量值係更糟的點C。在步進方式的調節中，阻抗匹配網路106的組合可變電容係從點B改變至點A，但是經由點D、E、及F，且RF訊號的頻率係針對在點D、E、及F之可變電容的每一者加以調節。在點D、E、及F的每一者處，電壓反射係數Γ之最小量值之RF訊號的局部最佳頻率係加以決定。
應理解在上述實施例的某些者中，RF訊號係供應至夾盤118的下電極且上電極116係接地的。在各種實施例中，RF訊號係施加於上電極116且夾盤118的下電極係接地的。
本文描述的實施例可利用各種電腦系統配置加以實施，該等各種電腦系統配置包含手持硬體單元、微處理器系統、基於微處理器或可程式化的消費者電子產品、迷你電腦、大型電腦等。文中描述的該等實施例亦可在分散的計算環境中加以實施，在該分散的計算環境中，任務係藉由經由電腦網路鏈接的遠程處理硬體單元加以執行。
在一些實施例中，控制器為系統的一部分，其可為上述例子的一部分。該系統包括半導體處理設備，其包含一個以上處理工具、一個以上腔室、用於處理的一個以上平臺、及/或特定的處理元件（晶圓基座、氣流系統等）。該系統係與電子設備整合，該等電子設備用於在半導體晶圓或基板的處理之前、期間、及之後控制該系統的操作。電子設備係稱作為「控制器」，其可控制該系統的各種元件或子部分。依據該系統的處理需求及/或類型，控制器係加以編程以控制本文揭示的任何製程，包含：處理氣體的遞送、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、流體遞送設定、位置及操作設定、出入一工具和其他轉移工具及/或與該系統連接或介接的裝載鎖定部之晶圓轉移。
廣義地說，在各種實施例中，控制器係定義為電子設備，具有各種積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體，其接收指令、發布指令、控制操作、啟用清潔操作、啟用端點量測等。積體電路包含呈儲存程式指令之韌體形式的晶片、數位訊號處理器（DSP）、定義為ASIC的晶片、PLD、執行程式指令（例如軟體）的一個以上微處理器或微控制器。該等程式指令係以各種個別設定（或程式檔案）的形式與控制器通訊的指令，該等設定定義對於半導體晶圓執行製程的操作參數。在一些實施例中，該等操作參數係由製程工程師定義之配方的一部分，以在一或多個層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓的晶粒製造期間完成一個以上處理步驟。
在一些實施例中，控制器係電腦的一部分或耦接至電腦，該電腦係與系統整合、耦接至系統、以其他方式網路連至系統、或以上方式組合。例如：控制器係在「雲端」或晶圓廠主機電腦系統的整體或一部分，允許晶圓處理的遠端存取。該控制器允許針對系統的遠端存取以監控製造操作的當前進度，檢查過往製造操作的歷史，檢查來自複數個製造操作的趨勢或性能度量，以改變目前處理的參數，以設定目前操作之後的處理步驟，或啟動新的製程。
在一些實施例中，遠程電腦（例如伺服器）經由電腦網路提供製程配方給系統，該電腦網路包含區域網路或網際網路。遠程電腦包含使用者介面，其允許參數及/或設定的輸入或編程，這些參數及/或設定係接著從遠程電腦被傳遞至系統。在一些示例中，控制器接收呈設定形式的指令以用於處理晶圓。應理解該等設定係專門用於在晶圓上將執行之製程的類型及與控制器介接或控制之工具的類型。因此，如上所述，控制器係分散式的，諸如藉由包含一個以上分散的控制器，其由網路連在一起且朝共同的目的（諸如此處描述之實現的製程）作業。一個用於此等目的之分散式控制器的例子包含腔室上的一個以上積體電路，連通位於遠端（諸如在平台級或作為遠程電腦之一部分）的一個以上積體電路，其結合以控制腔室中的製程。
不受限制地，在各種實施例中，系統包含電漿蝕刻腔室、沉積腔室、旋轉-潤洗腔室、金屬電鍍腔室、清潔腔室、斜邊蝕刻腔室、物理氣相沉積（PVD）腔室、化學氣相沉積（CVD）腔室組、原子層沉積（ALD）腔室、原子層蝕刻（ALE）腔室、離子植入腔室、軌道腔室、及關聯或用於半導體晶圓的製造及/或生產中的任何其他半導體處理腔室。
更應注意，雖然上述操作係參照平行板電漿腔室（例如：電容耦合電漿腔室等）加以描述，但在一些實施例中，上述操作可應用於其他類型的電漿腔室，例如：包含感應耦合電漿（ICP）反應器、變壓器耦合電漿（TCP）反應器、導體工具、介電工具的電漿腔室；包含電子迴旋共振（ECR）反應器的電漿腔室等。舉例而言：x MHz的RF產生器、y MHz的RF產生器、及z MHz的RF產生器係耦合至在ICP電漿腔室內的電感器。
如上所述，依據將由工具執行的製程操作，控制器與下列通訊：一個以上其他工具電路或模組、其他工具元件、群組工具、其他工具介面、毗鄰工具、相鄰工具、位於工廠各處的工具、主電腦、另一控制器、或用於材料傳送的工具，該等用於材料傳送的工具將晶圓的容器攜帶進出半導體生產工廠內的工具位置及/或負載端。
在考慮上述實施例後，應理解一些實施例使用包含儲存於電腦系統中的資料之各種可利用電腦實現的操作。這些可利用電腦實現的操作係那些操縱物理量的操作。
一些實施例亦關於用於執行這些操作的硬體單元或設備。該設備係針對特殊用途電腦而特別加以建構。當被界定成特殊用途電腦時，該電腦執行非為特殊用途之部分的其他處理、程式執行或常用程式，但仍然能夠針對特殊用途而加以操作。
在一些實施例中，在此描述的該等操作係藉由電腦加以執行，該電腦藉由儲存在電腦記憶體中或透過電腦網路獲得的一個以上電腦程式選擇性地加以啟動或配置。當資料係透過電腦網路而獲得時，該資料可藉由在電腦網路上的其他電腦（例如雲端計算資源）加以處理。
此在描述的一個以上實施例亦可被製作成在非暫時性電腦可讀媒體上的電腦可讀碼。該非暫時性電腦可讀媒體係儲存資料的任何資料儲存硬體單元（例如記憶體裝置等），該資料之後係藉由電腦系統加以讀取。非暫時性電腦可讀媒體的示例包含硬碟、網路附接儲存器（NAS）、ROM、RAM、光碟ROM（CD-ROM）、可錄式光碟（CD-R）、可讀寫式光碟（CD-RW）、磁帶及其他光學和非光學資料儲存硬體單元。在一些實施例中，該非暫時性電腦可讀媒體包含分散在網路耦合電腦系統的電腦可讀實體媒體，使得電腦可讀碼係以分散的方式加以儲存及執行。
雖然上述的一些方法操作係以特定順序加以呈現，但應理解在各種實施例中，其他內務處理作業係在該等方法操作之間加以執行，或該等方法操作係加以調整使得該等操作發生在略微不同的時間點，或在允許該等方法操作發生在各種時距內的系統中加以分散，或以不同於上述的順序加以執行。
更應注意，在一實施例中，來自上述任何實施例的一個以上特徵可與任何其他實施例的一個以上特徵結合而不背離在本揭示內容中所述之各種實施例描述的範圍。
雖然上述實施例為了清楚理解的目的已以一些細節加以描述，但顯然地，某些改變與修改可在隨附申請專利範圍的範疇內加以實施。因此，本發明實施例係被視為說明性而非限制性的，且該等實施例係非限制於此處提供的細節，而是可在隨附申請專利範圍的範疇及等同物之內加以修改。
100:電漿系統 102:匹配網路模型 104:射頻（RF）產生器 106:阻抗匹配網路 108:電漿腔室 110:主機電腦系統 112:驅動組件 114:連接機構 116:上電極 118:夾盤 120:頂部表面 122:RF電源 124:感測器 126:輸出 128:輸入 130:RF電纜 132:RF傳輸線 134:處理器 136:網路電纜 137:記憶體裝置 138:網路電纜 140:輸出 142:輸入 144:輸出 1000:圖
實施例係藉由參照結合附圖的以下敘述加以理解。
圖1係電漿系統之一實施例的圖，以說明使用匹配網路模型產生負載阻抗ZL1。
圖2係匹配網路模型之一實施例的圖，該匹配網路模型係初始化至射頻RF1及可變電容C1，以在匹配網路模型的輸入處產生反射係數Γi。
圖3係電漿系統之一實施例的圖，以說明使用電容C optimum1以產生步進組合可變電容值C step1，及使用值RF optimum1@C1以產生負載阻抗ZL2。
圖4係匹配網路模型之一實施例的圖，該匹配網路模型係設成射頻RF optimum1@C1及組合可變電容C step1，以在匹配網路模型的輸入處產生反射係數Γi的最小值。
圖5係電漿系統之一實施例的圖，以說明使用電容值C optimum2以產生另一步進組合可變電容值C step2，及使用值RF optimum1@C step1以產生負載阻抗ZL3。
圖6係匹配網路模型之一實施例的圖，該匹配網路模型係設成射頻RF optimum1@C step1及組合可變電容C step2，以在匹配網路模型的輸入處產生反射係數Γi的最小值。
圖7係電漿系統之一實施例的圖，以說明使用電容值C optimum3，及使用值RF optimum1@C step2，以產生負載阻抗ZL4。
圖8係匹配網路模型之一實施例的圖，該匹配網路模型係設成射頻RF optimum1@C step2及組合可變電容C optimum3，以在匹配網路模型的輸入處產生反射係數Γi的最小值。
圖9係電漿系統之一實施例的圖，以說明使用電容值C optimum3及使用值RF optimum1@C optimum處理晶圓W。
圖10係說明電漿系統之阻抗匹配網路及RF產生器之步進方式調節之圖的一實施例。
100:電漿系統
102:匹配網路模型
104:射頻(RF)產生器
106:阻抗匹配網路
108:電漿腔室
110:主機電腦系統
112:驅動組件
114:連接機構
116:上電極
118:夾盤
120:頂部表面
122:RF電源
124:感測器
126:輸出
128:輸入
130:RF電纜
132:RF傳輸線
134:處理器
136:網路電纜
137:記憶體裝置
138:網路電纜
140:輸出
142:輸入
144:輸出

Claims (20)

  1. 一種控制器，包含： 一處理器，其配置成： 取得與當一阻抗匹配網路在第一電容值操作時一射頻(RF)產生器之輸出相關的第一輸入參數值； 初始化一模型以具有該第一電容值； 當該模型具有該第一電容值時，傳播該第一輸入參數值經過該模型以輸出第一輸出參數值； 使用該第一輸出參數值及該模型，決定使在該模型的輸入處的反射係數為在最小值的第二電容值；及 控制該阻抗匹配網路以調整該第一電容值為在該第二電容值；及 一記憶體裝置，其耦合至該處理器。
  2. 如請求項1之控制器，其中該第一輸入參數值為一阻抗值，其中該阻抗值由在該RF產生器的該輸出處所測量的一反射係數值產生。
  3. 如請求項1之控制器，其中該RF產生器的該輸出係耦合至該阻抗匹配網路的輸入。
  4. 如請求項1之控制器，其中該第一電容值為該阻抗匹配網路的二個以上電容器的一組合可變電容。
  5. 如請求項1之控制器，其中該模型為一電腦產生模型，其中該記憶體裝置配置成以儲存該電腦產生模型。
  6. 如請求項1之控制器，其中該處理器配置成基於該模型之該第一電容值決定一模型參數值，其中為了傳播該第一輸入參數值，該處理器配置成計算該第一輸入參數值和該模型參數值的定向和以決定該第一輸出參數值。
  7. 如請求項6之控制器，其中該處理器配置以： 向後傳播該第一輸出參數值經過該模型參數值以計算在該模型之輸入處的第一反射係數值； 向後傳播該第一輸出參數值經過另一模型參數值以計算在該模型之該輸入處的第二反射係數值，其中該另一模型參數值與該模型的該第二電容值相關； 對該第二反射係數值小於該第一反射係數值進行判定。
  8. 如請求項1之控制器，其中當該反射係數為零時，該反射係數係在最小值。
  9. 一種控制一阻抗匹配網路的方法，包含： 取得與當該阻抗匹配網路在第一電容值操作時一射頻(RF)產生器之輸出相關的第一輸入參數值； 初始化一模型以具有該第一電容值； 當該模型具有該第一電容值時，傳播該第一輸入參數值經過該模型以輸出第一輸出參數值； 使用該第一輸出參數值及該模型，決定使在該模型的輸入處的反射係數為在最小值的第二電容值；及 控制該阻抗匹配網路以調整該第一電容值為在該第二電容值。
  10. 如請求項9之控制一阻抗匹配網路的方法，其中該第一輸入參數值為一阻抗值，其中該阻抗值由在該RF產生器的該輸出處所測量的一反射係數值產生。
  11. 如請求項9之控制一阻抗匹配網路的方法，其中該RF產生器的該輸出係耦合至該阻抗匹配網路的輸入。
  12. 如請求項9之控制一阻抗匹配網路的方法，其中該第一電容值為該阻抗匹配網路的二個以上電容器的一組合可變電容。
  13. 如請求項9之控制一阻抗匹配網路的方法，其中該模型為一電腦產生模型，該方法還包含儲存該電腦產生模型於一記憶體裝置。
  14. 如請求項9之控制一阻抗匹配網路的方法，還包含基於該模型的該第一電容值決定一模型參數值，其中該傳播之步驟包含計算該第一輸入參數值和該模型參數值之定向和以決定該第一輸出參數值。
  15. 如請求項14之控制一阻抗匹配網路的方法，還包含： 向後傳播該第一輸出參數值經過該模型參數值以計算在該模型之輸入處的第一反射係數值； 向後傳播該第一輸出參數值經過另一模型參數值以計算在該模型之該輸入處的第二反射係數值，其中該另一模型參數值與該模型的該第二電容值相關；及 對該第二反射係數值小於該第一反射係數值進行判定。
  16. 如請求項9之控制一阻抗匹配網路的方法，其中當該反射係數為零時，該反射係數係在最小值。
  17. 一種電漿系統，包含： 一射頻(RF)產生器，其配置以產生RF訊號； 一阻抗匹配網路，其耦合至該RF產生器，其中該阻抗匹配網路配置成接收該RF訊號以輸出一經修改的RF訊號； 一電漿腔室，其耦合至該阻抗匹配網路以接收該經修改的RF訊號；及 一主電腦，其耦合至該RF產生器及該阻抗匹配網路，其中該主電腦配置成： 取得與當該阻抗匹配網路在第一電容值操作時該RF產生器之輸出相關的第一輸入參數值； 初始化一模型以具有該第一電容值； 當該模型具有該第一電容值時，傳播該第一輸入參數值經過該模型以輸出第一輸出參數值； 使用該第一輸出參數值及該模型，決定使在該模型的輸入處的反射係數為在最小值的第二電容值；及 控制該阻抗匹配網路以調整該第一電容值為在該第二電容值。
  18. 如請求項17之電漿系統，其中該第一輸入參數值為一阻抗值，其中該阻抗值由在該RF產生器的該輸出處所測量的一反射係數值產生。
  19. 如請求項17之電漿系統，其中該主電腦配置成基於該模型的該第一電容值決定一模型參數值，其中為了傳播該第一輸入參數值，該主電腦配置成計算該第一輸入參數值和該模型參數值的定向和以決定該第一輸出參數值。
  20. 如請求項17之電漿系統，其中該第一電容值為該阻抗匹配網路的二個以上電容器的一組合可變電容。
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