TWI705477B - 電漿處理系統之匹配網路中用以校正可變電容之轉換模型與進行可變電容之位置轉換的系統及方法 - Google Patents
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Abstract
本說明書提供一種控制系統，該控制系統包含記憶體及轉換模組。該記憶體係配置以儲存第一電漿處理系統之第一匹配網路的第一可變電容之第一位置的位置資料。該第一可變電容之該等第一位置的各者對應於該第一匹配網路所經歷之複數負載的個別者。該轉換模組係配置以進行下列操作：取得儲存於該記憶體中的該位置資料；基於該位置資料決定參考電容位置；基於該等參考電容位置決定校正的轉換模型，其中該校正的轉換模型將該第一可變電容之第二位置轉換為比較性電容位置，且其中該等第二位置係為決定該校正的轉換模型之後存在的該第一可變電容之位置；以及儲存該校正的轉換模型。
Description
相關申請案的交互參照
本申請案主張2015年11月4日申請之美國專利臨時申請案第62/250648號作為優先權母案。以上所提及之該申請案整體揭露內容併入本說明書中以供參照。
本揭露內容係關於蝕刻及沉積系統，而更具體而言，係關於變壓器耦合電容調諧系統。
本說明書所提供之「先前技術」的敘述，係為了概括性地呈現本揭露內容之背景。在本「先前技術」部分中所述的成果之範圍內，本案列名之發明人的成果，以及在申請期間不適格作為先前技術之敘述觀點，皆非直接或非間接地被承認係相對於本揭露內容之先前技術。
在半導體裝置的製造期間，可在處理腔室內執行蝕刻製程及沉積製程。可將離子化的氣體、或電漿引至電漿腔室中以自基板(例如半導體晶圓)蝕刻(或移除)材料，以及以使材料濺射或沉積於基板上。產生用於生產或製造過程中的電漿通常以將製程氣體引至處理腔室中而開始。基板係設置於處理腔室中，且設置於基板支撐體(例如靜電卡盤或台座)上。
處理腔室可包含變壓耦合電漿(TCP, transformer coupled plasma)反應器線圈。由電源所產生的射頻(RF, radio frequency)信號係供至TCP反應器線圈。由例如陶瓷之材料所構成的介電窗係結合至處理腔室的上表面中。介電窗可使RF信號能自TCP反應器線圈傳輸至處理腔室的內部中。RF信號會激發處理腔室內的氣體分子以產生感應耦合電漿。
TCP反應器線圈係由變壓器耦合電容調諧(TCCT, transformer coupled capacitive tuning)匹配網路所驅動。TCCT匹配網路接收由電源所供應的RF信號，並達成提供至TCP反應器線圈的功率調諧。TCCT匹配網路可包含可變電容。該等可變電容的各者包含固定電極及可動電極。對應之電容的電容量係與可動電極相對於固定電極的位置直接相關。可將可動電極連接至導螺(leadscrew)，其可由轉動馬達來驅動。
供至該等TCP反應器線圈之各者的功率係基於電容之可動電極的位置。輸送至TCP線圈之功率比係亦基於電容之可動電極的位置。蝕刻期間所提供之一或更多功率比可與沉積期間所提供之一或更多功率比不同。
本文提供一種控制系統，該控制系統包含記憶體及轉換模組。該記憶體係配置以儲存第一電漿處理系統之第一匹配網路的第一可變電容之第一位置的位置資料。該第一可變電容之該等第一位置的各者對應於該第一匹配網路所經歷之複數負載的個別者。該轉換模組係配置以進行下列操作：取得儲存於該記憶體中的該位置資料；基於該位置資料決定參考電容位置；基於該等參考電容位置決定校正的轉換模型，其中該校正的轉換模型將該第一可變電容之第二位置轉換為比較性電容位置，且其中該等第二位置係為決定該校正的轉換模型之後存在的該第一可變電容之位置；及儲存該校正的轉換模型。
在其他特徵中，提供一種控制系統，該控制系統包含記憶體及轉換模組。該記憶體係配置以儲存第一電漿處理系統之第一功率分配器的可變電容之第一位置的位置資料。該可變電容之該等第一位置的各者對應於該第一功率分配器所經歷之複數負載的個別者。該轉換模組係配置以進行下列操作：取得儲存於該記憶體中的該位置資料；基於該位置資料決定參考電容位置；基於該等參考電容位置決定校正的轉換模型，其中該校正的轉換模型將該可變電容之第二位置轉換為比較性電容位置，且其中該等第二位置係為決定該校正的轉換模型之後存在的該可變電容之位置；及儲存該校正的轉換模型。
本揭露內容的可應用性之進一步範圍將從實施方式、請求項、及圖式而變得清楚明瞭。實施方式及具體範例僅意為說明之目的且並非意為限制本揭露內容之範疇。
傳統TCCT匹配網路可包含射頻(RF, radio frequency)匹配網路及功率分配器，其可包含可變電容(例如，真空可變電容)。功率分配器之可變電容對應於處理腔室之TCP反應器線圈。該等可變電容之各者可包含固定電極及可動電極。TCP反應器線圈可包含內線圈及外線圈。內線圈係設置於外線圈內。藉由相對於電容之固定電極而移動電容之可動電極，來調節供至內線圈之功率相對於供至外線圈之功率的比例。可藉由個別的導螺及轉動馬達來移動可動電極。
用戶的處理設備可具有複數處理腔室。各處理腔室可具有各自的TCCT匹配網路。TCCT匹配網路中與RF匹配網路及功率分配器之元件相關聯的生產差異以及處理腔室中的生產變化可能會造成TCCT匹配網路上不同的電容位置及負載。例如，電容的生產差異可能會造成不同TCCT匹配網路之相同對應的電容在相同的位置具有不同的電容量。並且，可調節TCCT匹配網路之可變電容的位置以達到例如下列功能：使經由RF匹配網路的功率傳輸最大化、使反射功率最小化、以及提供預定的功率比。因此，在依據相同配方來操作時，相同類型之TCCT匹配網路的可變電容之設定位置可能會不同。
用戶可將不同TCCT匹配網路之相同對應的電容之位置差異用以作為處理腔室其中一者及/或TCCT匹配網路其中一者中之問題的指標(該處理腔室或TCCT匹配網路被稱為「異常腔室」或「異常TCCT匹配網路」)。為判定問題是否存在，可針對依據相同配方進行的處理腔室操作來比對TCCT匹配網路之電容位置。若例如，第一處理腔室之第一RF匹配網路的電容位置係與其他處理腔室之RF匹配網路中相同對應的電容之位置不相同或不在該位置的預定範圍內，則第一RF匹配網路可能存在問題。該位置上的差異可用以作為早期指標，其用以預測第一RF匹配網路是否已衰退及/或是否需要修整或更換。例如，第一RF匹配網路的元件可能已衰退，而使第一RF匹配網路較其他RF匹配網路更加耗損。然而，由於TCCT匹配網路及/或處理腔室的生產差異所致，電容位置的差異可能會提供假警報。此情況可能會造成第一RF匹配網路或對應之功率分配器需要修整或更換的錯誤判定。例如，第一RF匹配網路的電容位置可能是因所述的生產差異而不同，而不是因元件衰退而不同。此差異可能大到足以引起假警報。假警報可能會造成RF匹配網路、功率分配器、及TCCT匹配網路之頻繁的移除及/或更換。
RF匹配網路可包含兩或更多的電感電容分支，其中各分支包含電感串聯連接電容。各分支以三個參數為特徵：電感的電感量、電容的電容量、以及每計數比例之電容量α。可將電容位置稱為計數數目，其中零計數指涉最小電容量的位置，而最大量的計數(例如1000計數)指涉最大電容量的位置。例如，可以方程式1來呈現可變真空電容的電容量C(s)，其中C0
係為基極電容量，而s指涉可變真空電容的位置。
(1) 基極電容可指涉低端電容量(例如：最小電容量或0微微法拉(pF, pico-farad))，或高端電容量(例如：最大電容量或1500 pF)。儘管RF匹配網路之相同對應的分支之阻抗是相同的，但該等分支的各者之該三參數其中任一者的變化會使RF匹配網路與RF匹配網路之間的電容位置不同。因此，假警報可能會因該三參數之變化而經常發生。
列舉於下的範例包含執行電容位置轉換以使假警報的情況最小化及防止假警報發生。電容位置轉換包含將實際電容位置(對該電容位置而言，對應之比對可能不是可靠的)轉換為比較性電容位置(在本說明書中被稱為「絕佳匹配位置」)，其會使假警報的產生最小化及/或防止假警報的產生。該轉換實效上會移除因生產差異所致之所報告的電容位置之變異性及/或使其最小化。參考及/或平均電容位置係由對應的實際電容位置產生及映對而成，以提供校正的轉換模型。校正的轉換模型可產生於匹配網路之各可變電容的校正過程期間。校正的轉換模型之後係用以將實際電容位置轉換為比較性電容位置，其後續可用以評估匹配網路的效能。
圖1顯示電漿處理系統10，其包含RF功率比切換系統11、電漿處理腔室12、及TCP反應器線圈14。RF功率比切換系統11切換TCP反應器線圈14的RF功率比。TCP反應器線圈14係設置於電漿處理腔室12的外部及上方。第一電源16提供第一RF源信號。RF功率比切換系統11包含TCCT(或第一)匹配網路17。TCCT匹配網路17係包含於第一電源16與TCP反應器線圈14之間。TCCT匹配網路17能達成提供至TCP反應器線圈14的功率之調諧。TCCT匹配網路17包含TCCT電容量調節系統18，其包含TCCT控制器19，TCCT控制器19控制包含於TCCT匹配網路17中之可變電容的位置及/或電容量之調節。
電漿處理腔室12包含介電窗20，其位於TCP反應器線圈14的附近，並為了電漿產生目的而使第一RF源信號可有效地傳輸至電漿處理腔室12中。基板支撐體21(例如靜電卡盤、台座、或其他合適的基板支撐體)係設置於電漿處理腔室12的底部。基板支撐體21支撐基板22。若基板支撐體21為靜電卡盤，則基板支撐體21包含導電性部分24及26，其彼此互相電性隔絕。基板支撐體21係由絕緣體28所圍繞，且電容耦合至基板22。藉由在整個導電性部分24、26施加DC電壓，導電性部分24、26與基板22之間會產生靜電耦合。此靜電耦合吸引基板22抵著基板支撐體21。
電漿處理系統10更包含偏壓RF電源30，其係連接至偏壓(或第二)匹配網路32。偏壓匹配網路32係連接於偏壓RF電源30與基板支撐體21之間。由偏壓匹配網路32看來，偏壓匹配網路32使偏壓RF電源30的阻抗(例如50Ω)與電漿處理腔室12中基板支撐體21及電漿35的阻抗相匹配。偏壓匹配網路32包含偏壓電容量調節系統33，其包含偏壓控制器34。偏壓控制器34控制包含於偏壓匹配網路32中之可變電容的位置及/或電容量之調節。
電容量調節系統18、33可包含致動器(例如馬達)，其係由控制器19、34所控制。致動器可連接至可變電容的軸部。控制器19、34調節包含於TCCT匹配網路17及偏壓匹配網路32中的可變電容之位置，以調節該等可變電容之電容量。匹配網路17、32中之可變電容的位置調節可調節包含於網路17、32中之RF匹配網路的阻抗。TCCT匹配網路17中之可變電容的位置調節可調節供至TCP反應器線圈14之功率的RF功率比。匹配網路17、32之可變電容、RF匹配網路、及其他電路的範例係顯示於圖3-圖5中。雖然電容量調節系統18、33顯示為匹配網路17、32的部分，但電容量調節系統18、33的部分或全部可與匹配網路17、32分離。匹配網路17、32可以獨立的電路及/或系統來實施，其具有含輸入端及輸出端之個別外罩。
電漿處理系統10更包含電壓控制介面(VCI, voltage control interface)40。VCI 40可包含拾取裝置42、電壓感測器44、系統控制器46、以及電壓感測器44與系統控制器46之間的電路。拾取裝置42延伸至基板支撐體21中。此拾取裝置42係經由導體48而連接至電壓感測器44，而用以產生RF電壓信號。
可透過系統控制器46來監控、手動控制、及/或控制電壓感測器44之操作。系統控制器46可在顯示器50上顯示電壓感測器44之通路的輸出電壓。雖然顯示器50顯示為與系統控制器46分離，但顯示器50可包含於系統控制器46中。系統操作者可透過輸入裝置52而提供輸入信號，其指示(i)是否要在該等通路間切換、(ii)要啟用該等通路其中哪一者或更多者、及/或(ii)要停用該等通路其中哪一者或更多者。
系統控制器46包含位置轉換控制器54，其執行電容位置轉換。此包含將匹配網路17、32之可變電容的實際位置轉換為絕佳匹配位置。絕佳匹配位置之後會顯示於顯示器50上。轉換過程係參照圖6-圖11進一步描述於下。系統控制器46亦可比對複數處理系統及/或腔室之複數TCCT匹配網路及/或偏壓匹配網路的相同對應之可變電容的位置。系統控制器46可透過顯示器50來指示比對結果。系統控制器46亦可基於比對結果而指示匹配網路17、32及/或包含於匹配網路17、32中的RF阻抗匹配網路及/或功率分配器其中一者是否存在問題。
在操作中，可離子化的氣體通過氣體入口56而流至電漿處理腔室12中，且通過氣體出口58而離開電漿處理腔室12。第一RF信號係由RF電源16所產生，且被輸送至TCP反應器線圈14。第一RF信號自TCP反應器線圈14發送，透過窗20，而進入電漿處理腔室12。此會使電漿處理腔室12內的氣體離子化，並形成電漿35。電漿35會沿著電漿處理腔室12之壁部而產生鞘層60。電漿35包含電子及帶正電的離子。該等電子較該等帶正電的離子輕得多，因此該等電子有更加輕易地遷移的傾向，而在電漿處理腔室12的內表面產生DC偏壓電壓及DC鞘層電位。在基板22的平均DC偏壓電壓及DC鞘層電位會影響帶正電之離子撞擊基板22所利用的能量。此能量會影響處理特性，例如蝕刻或沉積發生時的速率。
系統控制器46可調節由RF電源30所產生的偏壓RF信號，以改變在基板22之DC偏壓及/或DC鞘層電位的量。系統控制器46可將電壓感測器44之通路的輸出、及/或基於該等通路的輸出而獲得的代表值，與一或更多設定點的值進行比對。設定點的值可為預定的，且儲存於系統控制器46的記憶體中。可基於下列兩者間的差異而調節偏壓RF信號：(i)電壓感測器44的輸出及/或代表值、與(ii)一或更多設定點的值。偏壓RF信號通過偏壓匹配網路32。由偏壓匹配網路32所提供的輸出(被稱為匹配的信號)之後會被傳遞至基板支撐體21。偏壓RF信號係透過絕緣體28而傳遞至基板22。
圖2顯示連接至範例TCP反應器線圈100、102、104、106之TCCT匹配網路17的範例。TCP反應器線圈100、102統稱為外線圈。TCP反應器線圈104、106統稱內線圈。如所顯示，外線圈及內線圈可為螺旋形的，或可具有不同的形狀及/或結構。TCCT匹配網路17包含TCCT線圈輸入電路110及TCCT線圈輸出電路112。TCCT線圈輸入電路110係連接至內線圈的線圈端部D及E，及連接至外線圈的線圈端部B及G。TCCT線圈輸出電路112係連接至內線圈的線圈端部C及F，及連接至外線圈的線圈端部A及H。TCCT線圈輸入電路110接收來自電源16的功率，電源16係連接至參考端子(或接地參考)120。TCCT線圈輸出電路112係連接至參考端子120。
TCCT線圈輸入電路110包含可變電容；其範例顯示於圖3-圖5中。可變電容的位置調節可個別調節自TCCT線圈輸入電路110供至內線圈及外線圈的功率。此可調節內線圈與外線圈間的RF功率比。TCCT電容量調節系統18係連接至TCCT線圈輸入電路110，且受到TCCT控制器19所控制，控制器19係連接至系統控制器46。
TCCT電容量調節系統18可包含記錄器114，其用於儲存TCCT匹配網路17之可變電容的位置。此可包含儲存可自系統控制器46及/或位置轉換控制器54接收的可變電容的實際(或原始)位置及/或參考電容位置。
圖3顯示TCCT匹配網路150，其可替代圖1-圖2的TCCT匹配網路17。TCCT匹配網路150自電源16接收功率。TCCT匹配網路150包含RF匹配網路152、內線圈輸入電路154、外線圈輸入電路156、內線圈輸出電路158、及外線圈輸出電路160。線圈輸入電路154、156可包含第一可變電容162及第二可變電容164，並將功率提供至內線圈IC 166及外線圈OC 168。線圈166、168輸出的功率係提供至線圈輸出電路158、160，其係連接至參考端子120。TCCT控制器19藉由例如TCCT電容量調節系統的致動器而調節可變電容162、164。
圖4顯示TCCT匹配網路200，其為圖3之TCCT匹配網路150的範例。TCCT匹配網路200自電源16接收功率。TCCT匹配網路200包含RF匹配網路152、內線圈輸入電路202、外線圈輸入電路204、內線圈輸出電路206、及外線圈輸出電路208。RF匹配網路152可包含「T」型網路配置的三個分支。第一分支包含第一電容C1及第一電感L1。第二分支包含第二電容C2及第二電感L2。第三分支包含第三電容C3及第三電感L3。例如，電容C1及C3可為可變電容，而電感L1及L2可為寄生電感。電容C1、C3及電感L1、L3係串聯連接於電源16與線圈輸入電路202、204之間。電容C2及電感L2係串聯連接於下列兩者之間：(i)電容C1之輸出端及電容C3之輸入端，與(ii)參考端子120。
內線圈輸入電路202可包含電容C4、C5，其中電容C5為可變電容。電容C4及C5係串聯連接於電感L3與內線圈L4之間。內線圈輸出電路206可包含電感L5，其係連接於內線圈L4與參考端子120之間。外線圈輸入電路204可包含電容C6及電感L6，其係串聯連接於電感L3與外線圈L7之間。外線圈輸出電路208可包含電容C7，其係連接於外線圈L7與參考端子120之間。
電容C1、C3、C5、C6可為可變電容，其可由電容量調節系統18來調節。電容量調節系統18可自感測器210(例如電位計、編碼器等)接收信號，感測器210係用於偵測致動器212及電容C1、C3、C5、C6的一或更多軸部及/或桿部之位置。感測器210可包含於致動器212中、位於致動器212上、及/或直接及/或間接連接至該等軸部及/或桿部。圖1的控制器46可調節供至致動器212的電壓、電流及/或功率，以基於自感測器210所接收的信號而調節該等軸部及/或桿部的位置。
圖5顯示RF匹配網路250，其可在圖1之偏壓匹配網路32中實施。RF匹配網路250係為「L」型配置，且包含兩分支。第一分支包含電容C1及電感L1。第二分支包含電容C2及電感L2。第一電感L1及第二電容C2經由輸入端子252自例如圖1的電源30而接收RFIN
。電容C1及電感L1係串聯連接於輸入端子252與參考端子120之間。電容C2及電感L2係串聯連接於輸入端子252及輸出端子254之間。電容C1、C2可為可變電容，其係由圖1的偏壓電容量調節系統33所調節。圖1的偏壓匹配網路32可包含類似於TCCT匹配網路17的致動器及感測器，其用於調節電容C1、C2的位置。
圖6顯示控制系統300，其包含圖1的控制器19、34及位置轉換控制器54。雖然控制器19、34、及54顯示為分開的控制器，但控制器19、34、及54可作為單一控制器來實施，及/或控制器19、34可作為控制器54的部分來實施。TCCT控制器19包含TCCT記錄器114。偏壓控制器34可包含偏壓記錄器302。偏壓記錄器可儲存由系統控制器46及/或位置轉換控制器54所提供的偏壓匹配網路32之可變電容(例如圖5的電容C1、C2)的實際位置及/或參考電容位置。
位置轉換控制器54包含第一位置收集模組310、第二位置收集模組312、記憶體314、TCCT轉換模組316、偏壓轉換模組318、顯示模組320、比對模組322及衰退報告模組324。模組310、312可藉由數位通訊介面(例如：RS-232介面、乙太網路介面、乙太網控制自動化技術(EtherCat, Ethernet for control automation technology)介面、或其他合適的介面)而與控制器19、34通訊。記憶體314儲存實際所偵測到的及/或所命令的電容位置330、位置轉換模型332、參考電容位置333、及比較性電容(或絕佳匹配)位置334。記憶體314亦可儲存下列各者之結果：(i)TCCT匹配網路之可變電容的電容量及/或位置間的比對、及/或(ii)偏壓匹配網路之可變電容的電容量及/或位置間的比對。比較性電容位置334、比對結果、及/或基於該比對結果之評估所判定的問題可顯示於顯示器50上。
為進一步定義圖1-圖4及圖6之控制器與模組的結構，見以下所提供的圖7及圖11之方法，以及以下所提供的用語「控制器」與「模組」之定義。可使用許多方法來操作本說明書中所揭露的系統，範例方法係繪示於圖7及圖11中。在圖7中，顯示用於校正控制系統300的校正方法。雖然以下作業主要參照在電漿處理系統10中實施及操作時進行校正的控制系統300來說明，但控制系統300可在下列情況下進行校正：(i)在電漿處理系統的生產期間及/或其部分、(ii)在測試台上、及/或(iii)在另一電漿處理系統10中。控制系統300可在校正之後於電漿處理系統10中實施。雖然以下操作主要參照圖1-圖6之實施來說明，但可輕易修改該等操作以應用於本揭露內容的其他實施。可反覆地執行該等操作。
該方法可始於400。雖然顯示操作402-407，但可不執行作業402-406或操作407。操作402-407係顯示為收集可變電容位置資料的範例操作。在操作402-406期間，基於有限數量的預定負載及針對有限數量的配方來操作匹配網路17、32。預定負載可為：(i)測試負載，其具有與正常操作期間所使用之配方相關聯的阻抗，或(ii)正常操作條件下所經歷的實際負載。雖然作業402-406係描述為針對匹配網路17、32及電漿處理系統10而執行，但作業402-406亦可針對與匹配網路17、32及電漿處理系統10相同類型的其他匹配網路及電漿處理系統來執行，且可基於相同的預定負載及配方來操作。用語「相同類型」指涉以相同元件來生產，且配置相同，以提供相似結果的匹配網路，而使一匹配網路可以相同類型的另一匹配網路來替代。
在402，在經歷電漿處理系統10的預定負載及預定配方下操作匹配網路17、32。系統控制器46可開始及控制控制器19、34之操作，其中控制器19、34控制匹配網路17、32之操作。可預先決定負載以提供可變電容位置之穩定一致的結果。配方可指涉預定的氣體混合物、預定的濃度位準、預定的功率位準、預定的偏壓電壓等。
在403，控制器19、34可判定是否已滿足預定的需求，例如：是否存在匹配網路17、32、152及/或功率分配器153的預定阻抗；是否透過匹配網路17、32、152傳遞預定量的功率；及/或內線圈與外線圈(例如：圖2的線圈100及102、圖3的線圈166及168、或圖4的線圈L4及L7)之間是否存在預定功率比。可基於來自包含於電漿處理系統10中的感測器44、210及/或其他感測器之信號來進行此判定。若未滿足預定的需求，則執行操作404，否則執行操作405。
在404，控制器19、34調節對應之可變電容的位置，如上所述。可將所調節之可變電容的位置儲存於記錄器114、302中。可在操作404之後執行操作403。在405，位置收集模組310、312可存取記錄器114、302，並將結果產生的可變電容之位置儲存於記憶體314中。
在406，系統控制器46可判定是否要基於另一負載條件及/或針對另一配方來操作匹配網路17、32。可針對各配方提供複數負載條件。若要針對另一負載條件及/或另一配方來獲得可變電容位置，可執行操作402，否則可執行操作408。操作402-406的完成會提供所儲存之針對各負載及各配方而產生的電容位置資料。
在407，收集歷史可變電容位置資料並將其儲存於記憶體314中。此操作可包含位置收集模組310、312自記錄器114、302及/或自其他匹配網路的其他記錄器收集電容位置資料。匹配網路可對應至除了電漿處理腔室12以外的處理腔室、及/或除了電漿處理系統10以外之電漿處理系統的處理腔室。該歷史可變電容位置資料可為任何數量的匹配網路、負載、配方、及/或電漿處理腔室之歷史可變電容位置資料。該歷史可變電容位置資料可為相同類型匹配網路的複數版本之歷史可變電容位置資料，該相同類型匹配網路係連接至及/或提供功率至相同組之兩或更多負載。在一實施例中，於作業402-406之後執行操作407。
校正過程可包含收集TCCT匹配網路及/或偏壓匹配網路的RF匹配網路及/或功率分配器之各可變電容的位置資料。可針對對應至一或更多電漿處理腔室的一或更多組匹配網路來收集電容位置資料。一組匹配網路可包含例如特定電漿處理系統及/或電漿處理腔室的匹配網路(例如電漿處理系統10及/或電漿處理腔室12的匹配網路17及32)。可針對電漿處理腔室之各者中所經歷之複數預定負載其中各負載來收集電容位置資料。可基於匹配網路的類型及/或基於匹配網路之對應的電漿處理腔室來收集與歸類電容位置資料。
在408，位置轉換控制器54可判定是否可變電容位置資料僅可用於針對一電漿處理腔室操作的一組匹配網路。當電容位置資料僅可用於針對單一處理腔室操作的單一組匹配網路時，則基於操作402-406期間的不同負載來操作該組匹配網路。經操作403-404期間調節之後所產生的電容位置於操作405時儲存，然後於操作416時使用。若資料僅可用於一組匹配網路，則執行操作409，否則執行操作410。
在409，轉換模組316、318可將可變電容位置設定為參考電容位置以作為操作416之參考。轉換模組316可針對TCCT匹配網路17之可變電容來執行操作。轉換模組318可針對偏壓匹配網路32之可變電容來執行操作。在410，模組316、318可使相同類型的不同匹配網路(其對應至基於相同負載條件來操作的不同處理腔室)之相同對應電容的電容位置平均化。例如，不同電漿處理腔室的複數RF匹配網路可包含一型式的圖4之可變電容C1。可基於相同負載及配方來操作RF匹配網路，並相應地進行調整。可使產生的該等版本之電容位置平均化，以提供因而產生的平均位置。此可針對相同類型的各可變電容而執行，且可在相同類型的匹配網路中實施。在412，轉換模組316、318進行下列各項操作：(i)將平均電容位置設定至參考電容位置、或(ii)將與匹配電路其中一者相關聯且最接近平均電容位置的電容位置設定為參考電容位置。在414，模組316、318將參考電容位置儲存於記憶體314中。
在416，模組316、318針對匹配網路17、32之可變電容的各者決定校正的轉換參數、映對關係、及/或轉換模型。校正的轉換參數可指涉轉換方程式的未知數、轉換多項式方程式的未知係數、及/或其他轉換參數。校正的映對關係可指涉實際所偵測到的及/或所命令的可變電容位置與參考電容位置之間的關係。校正的轉換模型可包含轉換方程式、轉換多項式方程式、線性方程式、轉換曲線、轉換表等。由操作416A、416B、416C提供三個範例。
在416A，轉換模組316、318針對各可變電容決定位置轉換方程式的未知數。位置轉換方程式可為基於對應之電路的參數而自所偵測到的及/或所命令的可變電容位置轉換至參考電容位置的精確轉換。RF匹配網路的範例轉換方程式係顯示為方程式2，其中：s2
為所偵測到的及/或所命令的電容位置；s為參考電容位置；C02
為RF匹配網路的分支之電容的實際電容量；C0
為對應至s的電容量；L2為RF匹配網路的分支之電感；L為對應至s的電感；α2
為所偵測到的電容位置s2
之每計數比例之電容量；α為參考電容位置s之每計數比例之電容量；
；f{s2
}為s2
的函數，其用以提供s，如方程式2所呈現，而ω為通過RF匹配網路之RF信號的角頻率。C0
、L、及α的值可為未知的，且在操作416A期間決定。或者，P1-P4的值可為未知的值，其被定為下列情況：P1為
，P2為
，P3為
，而P4為
。
(2) 為決定該等未知數，複數負載其中各者的s2
、s、L2、C02
、及α2
的值可為已知的，因此可針對各未知數提供至少一版本的此方程式。雖然顯示了方程式2，但可使用其他的轉換方程式。可針對不同可變電容、匹配網路等來修改方程式2或將之替換。在一實施例中，不使用方程式2。
為簡化轉換模型的校正過程及/或決定，可執行一或更多的操作416B及416C。可執行操作416B及416C來替代操作416A。雖然操作416B及416C的結果可能較操作416A之結果不精確，但該差異可能係非常微小的，如以下所顯示。
在416B，轉換模組316、318針對各可變電容決定多項式方程式的係數，例如四次方程式、二次方程式、或線性方程式。參考電容位置及對應的所偵測到之可變電容位置係已知的。若使用四次方程式(例如方程式3)，則決定係數a0
-a4
，其中g(s2
)為絕佳匹配之轉換函數，其用以提供圖11的方法中之比較性電容(或絕佳匹配)位置。使用至少5對的電容位置資料以提供至少5個方程式及5個未知數。例如，可使用{s2i
，si
}的5個不同資料配對，其中，一個配對針對單一電漿處理腔室之5個負載其中各者，或者一個配對針對以相同負載來操作的各電漿處理腔室，其中i指涉資料配對的號碼。
(3) 圖8A顯示針對所偵測到的電容位置s2
之f{s2
}及g(s2
)的範例標繪圖。圖8B顯示針對該四次多項式轉換的g(s2
)與f{s2
}之曲線間的誤差之範例標繪圖。如所顯示，圖8B之標繪圖係針對g(s2
)-f{s2
}。該四次多項式密切匹配方程式2所呈現的曲線。此情況可從圖8A的標繪圖中觀察到。如所見，該誤差係非常微小的。s2
的範圍可與s的範圍不同。例如，s的範圍可為0-650計數，而s2
的範圍可為0-1000計數。
可使用較低階的多項式方程式來替代該四次多項式。電容位置資料之配對的數目係至少和多項式方程式的階數相等。多項式的階數越低，f{s2
}與g(s2
)間的誤差越大。首先例如，可使用二次多項式。範例結果係顯示於圖9A與圖9B中。圖9A顯示針對所偵測到的電容位置f{s2
}及g(s2
)的範例標繪圖，其中g(s2
)係以二次多項式曲線來呈現。圖9B顯示針對該二次多項式轉換範例的g(s2
)與f{s2
}之曲線間的誤差之範例標繪圖。又例如，可使用線性方程式。可將對應於該線性方程式的斜率及截距資訊儲存於記憶體314中。範例結果係顯示於圖10A與圖10B中。圖10A顯示f{s2
}及g(s2
)的範例標繪圖，其中g(s2
)係以線條來呈現。圖10B顯示針對該線性轉換範例的g(s2
)與f{s2
}之曲線間的誤差之範例標繪圖。
在416C，轉換模組316、318針對各可變電容可標繪及/或決定一組點，其中各組點指涉資料配對，其包含參考電容位置其中一者及實際電容位置其中對應者。例如，相同類型之一或更多匹配網路、一或更多負載、及/或一或更多電漿處理腔室的參考電容位置可相對於對應的實際電容位置而標繪。又例如，在相同處理腔室中所經歷的不同負載之平均電容位置、及/或不同處理腔室的不同負載之平均電容位置可相對於實際電容位置而標繪。可接著執行曲線配適過程以產生與該組點符合的曲線。在一實施例中，使用對多項式曲線的最小平方配適法。該組點可為使用多項式曲線來配適的曲線，該多項式曲線例如四次曲線、二次曲線、線性曲線、基於另一多項式的曲線、及/或以上此等曲線的組合。例如，線性曲線可用於位置的第一部分，而較高階的多項式曲線可用於該等位置的第二部分。在另一實施例中，較低階的多項式方程式係用於有限數量的位置。例如，線性曲線或二次曲線可用於與0-650計數相關聯的位置。
在418，可將在操作416期間所決定的所產生之校正的轉換參數、映對關係、方程式、曲線、及/或轉換模型儲存於記憶體314中，且可在對應的電漿處理系統之操作期間將其用於將實際電容位置轉換為比較性電容位置。此係參照圖11之方法進一步說明。可將在上述方法期間所收集及/或所提供的s2i
、si
之資料配對儲存於記錄器114、302中，其中i為大於或等於2的整數。可針對每個可變電容儲存一資料配對。在一實施例中，僅有s2i
的值儲存於記錄器114、302中，且在之後提供至位置轉換控制器54。該方法可結束於420。
可週期性地重複上述方法以應付隨時間經過的變化。此可容許調節校正的資料，及容許更新映對關係及校正的轉換模型。
上述操作意為說明性的範例；取決於應用，該等操作可依序地、同步地、同時地、持續地、在重覆的時段期間、或以不同的順序執行。並且，取決於實施及/或事件的順序，該等操作中的任何操作可不被執行或略過。
在圖11中，顯示基於圖7之校正方法的結果來操作控制系統300及電漿處理系統10的方法。雖然以下操作主要參照圖1-圖6之實施來說明，但可輕易修改該等操作以應用於本揭露內容的其他實施。可反覆地執行該等操作。
該方法可始於500。在502，電漿處理系統10係依據預定配方而運作，包含操作匹配網路17、32。在504，調節匹配網路17、32之可變電容的位置以滿足預定需求。預定需求可包含：匹配網路17、32、152及/或功率分配器153的預定阻抗；透過匹配網路17、32、152而傳輸之預定量的功率傳輸；內線圈與外線圈(例如：圖2的線圈100及102、圖3的線圈166及168、或圖4的線圈L4及L7)之間的預定功率比；及/或其他預定需求。
在506，位置收集模組310、312可自記錄器114、302收集可變電容位置資料。此可包含收集資料配對s2i
、si
。在一實施例中，位置收集模組310、312基於匹配網路的序號來監控匹配網路，並在每當藉由介面(例如：RS-232介面、乙太網路介面、乙太網控制自動化技術(EtherCat, Ethernet for control automation technology)介面、或其他合適的介面)而與控制器19、34通訊的數位通訊建立時，存取儲存於記錄器114、302中的資料配對。在508，轉換模組316、318將實際所偵測到的及/或所命令的可變電容位置轉換為比較性電容(或絕佳匹配)位置。基於在操作416期間所決定之校正的轉換參數、映對關係、方程式、曲線、及/或轉換模型來執行該等轉換。例如，可將實際電容位置代入轉換方程式，以提供比較性電容位置。又例如，可使用轉換標繪圖、曲線、表、及/或其他映對關係來轉換實際電容位置。
在510，模組316、318將比較性電容位置儲存於記憶體314中及/或為了資料記錄目的而在顯示器50上顯示比較性電容位置。顯示於顯示器50上之比較性電容位置並不為對應的可變電容之實際位置。藉由顯示比較性電容位置，可防止假警報。經上述校正及轉換過程會造成，無論生產差異如何，該比較性電容位置應與相同類型的其他匹配網路之比較性電容位置相似。此可防止系統操作者收到僅因生產差異所造成之大量可變電容位置差異的警報。
在一實施例中，不執行以下操作512-516。在512，比對模組322可針對相同類型的兩或更多匹配網路及/或兩或更多電漿處理腔室來比對比較性電容位置。可自系統控制器46之記憶體314及/或對應於任何數量的電漿處理腔室之其他系統控制器之其他記憶體收集此資料。進行此操作以偵測異常的匹配網路及/或功率分配器，該異常的匹配網路及/或功率分配器之運作係與相同類型及配方條件的其他匹配網路及/或功率分配器之運作不同。在514，衰退報告模組324評估在操作512所執行的比對之結果。此可包含比對相對於預定值的差異，以及判定該差異是否超出預定值、及/或該差異是否落於預定值的預定範圍之外。 例如，若差異大於或等於10計數(或全部操作範圍的1.0%)，則可報告問題。
在516，衰退報告模組可顯示所偵測到的匹配網路17、32之問題、從該比對結果所得知的差異、指示該等差異接近預定閾值及/或預定範圍之程度的值等。在下列情況下，衰退報告模組可執行對策：匹配網路17、32其中一者存在問題；該等差異其中一或更多者超出對應的預定閾值(單或複數)；及/或該等差異其中一或更多者落於對應的預定範圍(單或複數)之外。對策可包含：停用及/或限制傳輸至匹配網路17、32其中一或多者的功率；停用電漿處理系統10的部分或全部，或其他合適的對策。對策可包含基於從系統操作者接收的輸入資料來執行行動，其中該輸入資料係響應顯示於顯示器50上之所報告的資訊。該方法可結束於518。
上述操作意為說明性的範例；取決於應用，該等操作可依序地、同步地、同時地、持續地、在重覆的時段期間、或以不同的順序執行。並且，取決於實施及/或事件的順序，該等操作中的任何操作可不被執行或略過。
在一實施例中，針對一或更多匹配網路之可變電容提供預設值。可藉由圖1之輸入裝置52而預定及/或提供預設值。可自記憶體314存取該等預設值。位置轉換控制器54執行相對於上述的反轉轉換，且將s值轉變為s2
值。之後調節可變電容位置以匹配s2
值，其為傳遞至控制器19、34的值。例如，方程式2之反轉的版本可用於此過程。
上述方法提供可變電容位置映對至參考匹配位置之改善的映對操作，該映對操作使用例如基於多項式的轉換。該等方法提供一範圍的調節，並容許調節校正資料以應付隨時間經過的變化。
前文的敘述實質上僅為說明性，且無限制本揭露內容、其應用、或用途之意圖。可以各種形式來實施本揭露內容之主要教示。因此，儘管本揭露內容包含特定的範例，由於根據圖式、說明書、及下列請求項的研究，其他修改將變得清楚明瞭，故本揭露內容的真實範疇不應受到如此限制。應瞭解，可在不改變本揭露內容之原則的情況下，以不同的順序(或同時)執行方法中的一或更多步驟。另外，儘管每個實施例皆於以上敘述為具有特定的特徵，但參照本揭露內容之任何實施例所述的該等特徵之任何一或多者可在其他實施例之任一者的特徵中實施、及/或與之組合而實施，即使該組合並未明確說明亦然。換言之，所述實施例並非互相排除，且一或更多實施例之間的排列組合仍屬於本揭露內容的範圍內。
元件之間(例如，在模組、電路元件，半導體層等之間)的空間和功能上的關係係使用各種用語來表述，其中包含「連接」、「嚙合」、「耦合」、「鄰接」、「接近」、「在頂部」、「上方」、「下方」及「配置」。除非明確敘述為「直接」，否則當於以上揭露內容中描述第一和第二元件間的關係時，該關係可為第一及二元件間沒有其他中間元件存在的直接關係，但亦可為第一及二元件間(空間上或功能上)存在一或更多中間元件的間接關係。如本說明書中所使用，用語「A、B、及C其中至少一者」應解釋為意指使用非排除性邏輯上的OR之邏輯上的(A or B or C)，且不應解釋為意指「A中之至少一者、B中之至少一者、及C中之至少一者」。
在若干實施例中，控制器係為系統的部分，該系統可為上述範例的部分。如此的系統可包含半導體處理設備，含一或複數處理工具、一或複數腔室、用於處理的一或複數工作台、及/或特定處理元件(晶圓基座、氣流系統等)。該等系統可與電子裝置整合，以於半導體晶圓或基板之處理前、處理期間、及處理後控制其操作。可將該等電子裝置稱為「控制器」，其可控制一或複數系統的各種元件或子部件。依據處理之需求及/或系統之類型，可將控制器程式化以控制本說明書中所揭露之製程的任一者，包含處理氣體之輸送、溫度設定(如：加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF, radio frequency)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置及操作設定、進出工具及連接至特定系統或與特定系統介面接合的其他傳送工具及/或負載鎖室之晶圓傳送。
在本申請案中(包含以下定義)，用語「模組」或用語「控制器」可以用語「電路」替代。用語「模組」可能指涉、屬於、或包含下列元件：特殊應用積體電路(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)；數位、類比、或混合類比/數位離散電路；數位、類比、或混合類比/數位積體電路；組合邏輯電路；場可程式化閘陣列(FPGA, field programmable gate array)；執行程式碼的處理器電路(分享的、專用的、或群組的)；儲存處理器所執行程式碼之記憶體電路(分享的、專用的、或群組的)；其他提供前述功能之合適的硬體元件；或上述中某些或全部的組合，例如在系統晶片(system-on-chip)中。
模組可包含一或更多介面電路。在某些範例中，介面電路可包含有線或無線的介面，其連接到區域網路(LAN, local area network) 、網際網路、廣域網路 (WAN, wide area network)、或其組合。可將本揭露內容的任何給定之模組的功能分散於透過介面電路而連接的複數模組中。例如，複數模組能使負載平衡。在另外的範例中，伺服器(亦稱為遠端、或雲端)模組可代替客戶模組完成若干功能。
用語「程式碼」(如以上所使用)可包含軟體、韌體、及/或微程式碼，亦可為程式、程序、功能、類程、資料結構、及/或物件。用語「共享處理器電路」涵蓋執行來自複數模組的若干或全部程式碼的單一處理器電路。用語「群組處理器電路」涵蓋結合額外處理器的處理器電路，其執行來自一或更多模組的若干或全部的程式碼。當提及複數處理器電路時，其涵蓋了分立式晶片上的複數處理器電路、單一晶片上的複數處理器電路、單一處理器電路的複數核心、單一處理器電路的複數線程、或上述之組合。用語「共享記憶體電路」涵蓋儲存來自複數模組的若干或全部的程式碼的單一記憶體電路。用語「群組記憶體電路」涵蓋結合額外記憶體的記憶體電路，其儲存來自一或更多模組的若干或全部的程式碼。
用語「記憶體電路」可為用語「電腦可讀媒體」之子集。用語「電腦可讀媒體」(如本說明書中所使用)，不涵蓋透過介質(例如載波)所傳播的暫態電子或電磁訊號，因此用語「電腦可讀媒體」可被認為係有形的及非暫態的。非暫態有形電腦可讀媒體之非限定範例包含非依電性記憶體電路(例如：快閃記憶體電路、可抹除唯讀記憶體電路、或遮罩唯讀記憶體電路)、依電性記憶體電路(例如：靜態隨機存取記憶體電路及動態隨機存取記憶體電路)、磁性儲存裝置(例如：類比或數位磁帶、或硬碟)、及光學儲存媒體(例如：CD、DVD、或藍光光碟)。
在此應用中，描述為具有特定屬性或執行特定操作的設備元件係特別配置以具有該等特定屬性及執行該等特定操作。特別是，元件執行行動的說明意指該元件係配置以執行該行動。元件的配置可包含將該元件程式化，例如藉由將指令編碼於與該元件相關聯的非暫態有形電腦可讀媒體上。
本申請案中所述之設備及方法可部分地或完整地透過特殊用途電腦來實行，該特殊用途電腦係藉由配置一般用途電腦來執行一或更多植入電腦程式中之特定功能而產生。上述功能性方塊、流程圖部件、及其他元件作為軟體說明之用，該軟體說明可藉由熟習技術之技術人員或編程人員的慣常程序作業而轉譯為電腦程式。
電腦程式包含處理器可執行的指令，該等指令係儲存於至少一非暫態有形電腦可讀媒體上。電腦程式亦可包含及/或依靠儲存的資料。電腦程式可涵蓋與特殊用途電腦之硬體互動的基本輸入/輸出系統(BIOS, basic input/output system)、與特殊用途電腦的特定元件互動的裝置驅動程式、一或更多操作系統、使用者應用程式、幕後服務、及幕後應用程式等。
電腦程式可包含：(i)符合語法的描述性文本，例如HTML(超文本標記式語言)、XML(可擴展標記式語言)、或JSON(JavaScript Object Notation)；(ii)組合碼；(iii)由編譯器從來源碼產生的目的碼；(iv)用於由直譯器執行的來源碼；(v)用於由即時編譯器編碼與執行的來源碼等。僅以舉例而言，來源碼可藉由使用來自包含下列各項之語言的語法來寫入：C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R 、Lisp 、Java®、 Fortran, Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5(Hypertext Markup Language 5th revision)、Ada、動態伺服器網頁(ASP, Active Server Pages)、超文本預處理器(PHP, Hypertext Preprocessor)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK、及Python®。
廣泛而言，可將控制器定義為具有接收指令、發送指令、控制操作、允許清潔操作、允許端點量測等之各種積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體的電子設備。該積體電路可包含儲存程式指令的韌體形式之晶片、數位信號處理器(DSPs, digital signal processors)、定義為特殊應用積體電路(ASICs, application specific integrated circuits)之晶片、及/或執行程式指令(如：軟體)之一或更多的微處理器或微控制器。程式指令可為以各種個別設定(或程式檔案)之形式傳送到控制器的指令，其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對系統執行特定製程的操作參數。在若干實施例中，該操作參數可為由製程工程師所定義之配方的部分，該配方係用以在晶圓之一或更多的層、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，完成一或更多的處理步驟。
在若干實施中，控制器可為電腦的部分或耦接至電腦，該電腦係與系統整合、耦接至系統、或透過網路連接至系統、或上述之組合。例如，控制器係可位於「雲端」、或為晶圓廠主機電腦系統的全部或部分，其可允許晶圓處理之遠端存取。該電腦能達成對該系統之遠端存取，以監視製造操作之目前製程、查看過去製造操作之歷史、查看來自許多製造操作之趨勢或性能指標，來改變目前處理之參數，以設定處理步驟來接續目前的處理、或開始新的製程。在若干範例中，遠端電腦(如：伺服器)可透過網路將製程配方提供給系統，該網路可包含區域網路或網際網路。該遠端電腦可包含可達成參數及/或設定之輸入或編程的使用者介面，該等參數或設定接著自該遠端電腦傳送至該系統。在若干範例中，控制器接收資料形式之指令，在一或更多的操作期間，其針對該待執行的處理步驟之各者而指定參數。應瞭解，該等參數可特定於待執行之製程的類型、及工具(控制器係配置成與該工具介面接合或控制該工具)的類型。因此，如上所述，控制器可分散，例如藉由包含一或更多的分離的控制器，其透過網路連接在一起並朝共同的目標而作業，例如本說明書中所敘述之製程及控制。用於此類目的之分開的控制器之範例可為腔室上之一或更多的積體電路，其與位於遠端(例如為平台等級、或為遠端電腦的部分)之一或更多的積體電路連通，其結合以控制該腔室上的製程。
範例系統可包含(但不限於)電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉沖洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、潔淨腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD, physical vapor deposition)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD, chemical vapor deposition)腔室或模組、原子層沉積(ALD, atomic layer deposition)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE, atomic layer etch)腔室或模組、離子植入腔室或模組、徑跡腔室或模組、及可與半導體晶圓之製造及/或生產有關或用於其中的任何其他半導體處理系統。
如上所述，依據待由工具執行之製程步驟(或複數製程步驟)，控制器可與下列一或多者通訊：其他工具電路或模組、其他工具元件、群集工具、其他工具介面、鄰接工具、附近工具、位於整個工廠的工具、主要電腦、另一控制器、或將晶圓之容器帶往或帶離半導體製造廠中的工具位置及/或載入埠的用於材料傳送之工具。
10‧‧‧電漿處理系統11‧‧‧射頻功率比切換系統12‧‧‧電漿處理腔室14‧‧‧變壓耦合電漿反應器線圈16‧‧‧電源17‧‧‧變壓器耦合電容調諧匹配網路/匹配網路/網路18‧‧‧變壓器耦合電容調諧電容量調節系統/電容量調節系統19‧‧‧變壓器耦合電容調諧控制器/控制器20‧‧‧介電窗/窗21‧‧‧基板支撐體22‧‧‧基板24、26‧‧‧導電性部分28‧‧‧絕緣體30‧‧‧電源32‧‧‧偏壓匹配網路/匹配網路/網路33‧‧‧偏壓電容量調節系統/電容量調節系統34‧‧‧偏壓控制器/控制器35‧‧‧電漿40‧‧‧電壓控制介面42‧‧‧拾取裝置44‧‧‧電壓感測器46‧‧‧系統控制器48‧‧‧導體50‧‧‧顯示器52‧‧‧輸入裝置54‧‧‧位置轉換控制器56‧‧‧氣體入口58‧‧‧氣體出口60‧‧‧鞘層100 、102‧‧‧變壓耦合電漿反應器線圈/線圈104 、106‧‧‧變壓耦合電漿反應器線圈110‧‧‧變壓器耦合電容調諧線圈輸入電路112‧‧‧變壓器耦合電容調諧線圈輸出電路114‧‧‧變壓器耦合電容調諧記錄器/記錄器120‧‧‧參考端子150‧‧‧變壓器耦合電容調諧匹配網路/匹配網路152‧‧‧射頻匹配網路/匹配網路153‧‧‧功率分配器154‧‧‧內線圈輸入電路156‧‧‧外線圈輸入電路158‧‧‧內線圈輸出電路160‧‧‧外線圈輸出電路162、164‧‧‧可變電容166 、168‧‧‧線圈200‧‧‧變壓器耦合電容調諧匹配網路202‧‧‧內線圈輸入電路204‧‧‧外線圈輸入電路206‧‧‧內線圈輸出電路208‧‧‧外線圈輸出電路210‧‧‧感測器212‧‧‧致動器C1、C2、C3、C5、C4、C6、C7‧‧‧電容L1、L2、L3、L5、L6‧‧‧電容L4、L7‧‧‧線圈250‧‧‧射頻匹配網路252‧‧‧輸入端子254‧‧‧輸出端子300‧‧‧控制系統302‧‧‧偏壓記錄器/記錄器310‧‧‧位置收集模組312‧‧‧位置收集模組314‧‧‧記憶體316‧‧‧變壓器耦合電容調諧轉換模組/轉換模組318‧‧‧偏壓轉換模組/轉換模組320‧‧‧顯示模組322‧‧‧比對模組324‧‧‧衰退報告模組330‧‧‧實際所偵測到的及/或所命令的電容位置332‧‧‧位置轉換模型333‧‧‧參考電容位置334‧‧‧比較性電容位置400‧‧‧操作402～410‧‧‧操作412 、414、416、416A、416B、416C、418、420‧‧‧操作500 、502、504、506、508、510、512、514、516、518‧‧‧操作
由實施方式及隨附圖式將更充分理解本揭露內容，其中：
圖1依據本揭露內容，係為結合位置轉換控制器的電漿處理系統之範例的功能性方塊圖；
圖2依據本揭露內容，係為TCCT匹配網路以及對應的電容量調節系統之範例的示意圖；
圖3係為TCCT匹配網路之另一範例的功能性方塊圖；
圖4依據本揭露內容，係為圖3的TCCT匹配網路之範例的示意圖；
圖5係為偏壓匹配網路的RF匹配網路之範例的示意圖；
圖6依據本揭露內容之實施例，係為結合位置轉換控制器的控制系統之範例的功能性方塊圖；
圖7依據本揭露內容之實施例，繪示校正方法；
圖8A依據本揭露內容之實施例，係為針對所偵測到的電容位置之比較性電容位置曲線與四次多項式轉換曲線的範例標繪圖；
圖8B係為圖8A之比較性電容位置曲線與四次多項式轉換曲線間的誤差之範例標繪圖；
圖9A依據本揭露內容之實施例，係為針對所偵測到的電容位置之比較性電容位置曲線與二次多項式轉換曲線的範例標繪圖；
圖9B係為圖9A之比較性電容位置曲線與二次多項式轉換曲線間的誤差之範例標繪圖；
圖10A依據本揭露內容之實施例，係為針對所偵測到的電容位置之比較性電容位置曲線與線性轉換曲線的範例標繪圖；
圖10B係為圖10A之比較性電容位置曲線與線性轉換曲線間的誤差之範例標繪圖；及
圖11依據本揭露內容之實施例，繪示操作圖6之控制系統及圖1之電漿處理系統的方法。
在該等圖式中，可重複使用參考符號以識別相似及/或相同的元件。
16‧‧‧電源
17‧‧‧變壓器耦合電容調諧匹配網路/匹配網路/網路
18‧‧‧變壓器耦合電容調諧電容量調節系統/電容量調節系統
19‧‧‧變壓器耦合電容調諧控制器/控制器
46‧‧‧系統控制器
100‧‧‧變壓耦合電漿反應器線圈/線圈
102‧‧‧變壓耦合電漿反應器線圈/線圈
104‧‧‧變壓耦合電漿反應器線圈
106‧‧‧變壓耦合電漿反應器線圈
110‧‧‧變壓器耦合電容調諧線圈輸入電路
112‧‧‧變壓器耦合電容調諧線圈輸出電路
114‧‧‧變壓器耦合電容調諧記錄器/記錄器
120‧‧‧參考端子
Claims (23)
- 一種控制系統，其包含：記憶體，其配置以儲存第一電漿處理系統之第一匹配網路的第一可變電容之第一位置的位置資料，且其中該第一可變電容之該等第一位置的各者對應於該第一匹配網路所經歷之複數負載的個別者；及轉換模組，其配置以進行下列操作：取得儲存於該記憶體中的該位置資料，基於該位置資料決定參考電容位置，基於該等參考電容位置決定校正的轉換模型，其中該校正的轉換模型將該第一可變電容之第二位置轉換為比較性電容位置，且其中該等第二位置係為決定該校正的轉換模型之後存在的該第一可變電容之位置，儲存該校正的轉換模型；比對該等比較性電容位置與其他匹配網路的比較性電容位置；基於該比對，決定該第一匹配網路是否相對於該等其他匹配網路為一異常點；及若該第一匹配網路為一異常點，執行一對策以改變該第一電漿處理系統的操作。
- 如申請專利範圍第1項之控制系統，更包含：該第一匹配網路的匹配網路控制器，其中該匹配網路控制器包含記錄器，且其中該記錄器係配置以儲存該位置資料；及位置收集模組，其與該匹配網路控制器分開，且配置以進行下列操作：(i)取得儲存於該匹配網路控制器之該記錄器中的該位置資料，及(ii)將該位置資料儲存於該記憶體中。
- 如申請專利範圍第1項之控制系統，其中該等比較性電容位置可與第二匹配網路之第二可變電容的第三位置進行比較，以使該第一匹配網路與該第二匹配網路間的生產差異對該等第二位置與該等第三位置間的差異之影響最小化。
- 如申請專利範圍第3項之控制系統，其中：該等比較性電容位置可與該第二匹配網路的該等第三位置進行比較，以使該第一電漿處理系統與第二電漿處理系統間的生產差異對該等第二位置與該等第三位置間的差異之影響最小化；該第二匹配網路係為與該第一匹配網路相同類型的匹配網路；且該第二匹配網路係針對該第二電漿處理系統來操作。
- 如申請專利範圍第3項之控制系統，其中該等第三位置係為使用第二校正的轉換模型來決定之比較性電容位置。
- 如申請專利範圍第1項之控制系統，其中該校正的轉換模型包含轉換參數、映對關係、及轉換方程式。
- 如申請專利範圍第6項之控制系統，其中該轉換方程式係為多項式方程式。
- 如申請專利範圍第6項之控制系統，其中該轉換方程式係為四次多項式方程式。
- 如申請專利範圍第1項之控制系統，更包含位置收集模組，其配置以進行下列操作：(i)自第一匹配網路控制器之記錄器取得該位置資料、(ii)將該位置資料儲存於該記憶體中、及(iii)自第二匹配網路之第二匹配網路控制器的該記錄器收集位置資料，其中該轉換模組係配置以基於自該第二匹配網路控制器之該記錄器所接收的該位置資料，而決定該等參考電容位置。
- 如申請專利範圍第1項之控制系統，更包含位置收集模組，其配置以自控制複數匹配網路之操作的複數控制器之記錄器收集位置資料，其中該複數匹配網路包含該第一匹配網路並對應於至少一電漿處理腔室；且其中該轉換模組係配置以基於自該複數控制器之該等記錄器所接收的該位置資料，而決定該等參考電容位置。
- 如申請專利範圍第1項之控制系統，其中該等參考電容位置係為該轉換模組調節該等第二位置之結果，其用以滿足該第一電漿處理系統之預定的操作需求，以產生該校正的轉換模型。
- 如申請專利範圍第1項之控制系統，更包含該第一匹配網路的匹配網路控制器，其中該匹配網路控制器包含記錄器，其中：該記錄器係配置以儲存該位置資料；該匹配網路控制器係配置以在該第一電漿處理系統依據第一配方來操作時，以及在該第一匹配網路提供功率至第一負載時，控制該第一可變電容的位置之調節；該匹配網路控制器係配置以在該轉換模組自該匹配網路控制器之該記錄器存取該位置資料之前，調節該第一可變電容之該位置，以滿足至少一預定的需求；且該預定的需求包含下列其中至少一者：(i)該第一匹配網路之預定的阻抗、(ii)透過該第一匹配網路而傳輸之預定量的功率、或(iii)變壓器耦合電容調諧網路的內線圈與外線圈間之預定的功率比。
- 一種控制系統，其包含：記憶體，其配置以儲存第一電漿處理系統之第一功率分配器的可變電容之第一位置的位置資料，且其中該可變電容之該等第一位置的各者對應於該第一功率分配器所經歷之複數負載的個別者；及 轉換模組，其配置以進行下列操作：取得儲存於該記憶體中的該位置資料，基於該位置資料決定參考電容位置，基於該等參考電容位置決定校正的轉換模型，其中該校正的轉換模型將該可變電容之第二位置轉換為比較性電容位置，且其中該等第二位置係為決定該校正的轉換模型之後存在的該可變電容之位置，儲存該校正的轉換模型；比對該等比較性電容位置與另一功率分配器的比較性電容位置；基於該比對，決定該第一功率分配器是否存在問題；及若該第一功率分配器存在問題，執行一對策以改變該第一電漿處理系統的操作。
- 如申請專利範圍第13項之控制系統，其中該等比較性電容位置可與第二功率分配器之可變電容的第三位置進行比較，以使第一功率分配器與該第二功率分配器間的生產差異對該等第二位置與該等第三位置間的差異之影響最小化。
- 如申請專利範圍第13項之控制系統，其中：該校正的轉換模型包含轉換參數、映對關係、及轉換方程式；且該轉換方程式係為四次多項式方程式。
- 一種控制系統，包含：第一控制器，其配置以控制電漿處理系統之操作；及記憶體，其配置以儲存該電漿處理系統之第一匹配網路的第一可變電容之位置資料，其中該第一控制器包含： 轉換模組，其配置以進行下列操作：(i)取得儲存於該記憶體中之該第一可變電容的該位置資料，其中該位置資料包含針對該第一匹配網路上的個別複數負載之該第一可變電容的第一位置、及(ii)基於校正的轉換模型將該等第一位置轉換為比較性電容位置，其中該校正的轉換模型係基於該第一可變電容之參考電容位置，顯示模組，其配置以在顯示器上顯示該等比較性電容位置；比對模組，其配置以比對該等比較性電容位置與另一匹配網路的比較性電容位置；衰退報告模組，其配置以：基於該比對，決定該第一匹配網路是否存在問題；且若該第一匹配網路存在問題，執行一對策以改變該電漿處理系統的操作。
- 如申請專利範圍第16項之控制系統，更包含第二控制器，其配置以進行下列操作：在該電漿處理系統依據第一配方來操作時，以及在該第一匹配網路提供功率至第一負載時，控制該第一可變電容的位置之調節；調節該第一可變電容之該位置，以滿足至少一預定的需求；及當滿足該至少一預定的需求時，將該第一可變電容之所產生的位置儲存於記錄器中，其中該複數負載包含該第一負載，且該第一控制器係配置以存取該記錄器，以取得該第一可變電容之該所產生的位置，且該等第一位置包含該所產生的位置。
- 如申請專利範圍第17項之控制系統，其中： 該第一配方係與第二配方不同；且該第二配方係用於校正期間以產生該校正的轉換模型。
- 如申請專利範圍第17項之控制系統，其中該預定的需求包含下列其中至少一者：(i)該第一匹配網路之預定的阻抗、(ii)透過該第一匹配網路而傳輸之預定量的功率、或(iii)變壓器耦合電容調諧網路的內線圈與外線圈間之預定的功率比。
- 如申請專利範圍第16項之控制系統，其中該校正的轉換模型包含轉換參數、映對關係、及轉換方程式。
- 如申請專利範圍第20項之控制系統，其中該轉換方程式係為多項式方程式。
- 如申請專利範圍第20項之控制系統，其中該轉換方程式係為四次多項式方程式。
- 如申請專利範圍第16項之控制系統，其中：該比對模組係配置以比對該等第一位置與第二位置，其中該等第二位置係為第二匹配網路之第二可變電容的位置，其中該第二匹配網路係為與該第一匹配網路相同類型的匹配網路；及該衰退報告模組係配置以進行下列操作：(i)評估該比對之結果、及(ii)基於該等結果，指示該第一匹配網路是否存在問題。
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