用于帮助确定等离子体处理系统(其包括等离子体处理腔)是否准备好处理晶片的测试系统。所述测试系统可以包括至少存储测试程序的计算机可读介质。所述测试程序可以包括用于在所述等离子体处理腔中不存在等离子体时接收来源于由至少一个传感器检测到的信号的电参数值的代码。所述测试程序也可以包括使用所述电参数值和数学模型产生电模型参数值的代码。所述测试程序也可以包括比较所述电模型参数值与基准模型参数值信息的代码。所述测试程序也可以包括基于所述比较确定所述等离子体处理系统准备状态的代码。所述测试系统也可以包括执行一个或更多与所述测试程序关联的任务的电路硬件。
1.帮助确定等离子体处理系统是否准备好处理晶片的测试系统，所述等离子体处理系统包括等离子体处理腔,所述测试系统包括：至少存储测试程序的计算机可读介质，所述测试程序至少包括：用于接收至少多个电参数值的代码，所述多个电参数值来源于由至少一个传感器检测到的信号，所述信号在没有等离子体存在于所述等离子体处理腔时由所述至少一个传感器检测到，至少使用所述多个电参数值和数学模型产生成组电模型参数值的代码，将所述成组电模型参数值与成组的基准模型参数值信息比较的代码，和至少基于所述比较的结果确定所述等离子体处理系统准备状态的代码；以及成套的电路硬件，用于执行一个或更多关联于所述测试程序的任务。
2.根据权利要求1所述的测试系统，进一步包括：至少包括所述数学模型中的第一电容、第二电容和电感的代码；
将所述第一电容与所述等离子体处理腔关联的代码；以及将所述第二电容与传输杆关联的代码，所述传输杆耦合于所述等离子体处理腔和功率产生器之间，将所述电感与所述传输杆关联的代码，
其中所述成组电模型参数值包括所述第一电容的值、所述第二电容的值与所述电感的值。
3.根据权利要求2所述的测试系统，进一步包括：当所述第一电容的所述值在所述成组基准模型参数值信息定义的预定电容值范围之外时，确定所述等离子体处理腔没准备好进行等离子体处理的代码；
当所述第一电容的所述值在所述预定电容值范围之外时，指出所述等离子体处理腔有问题的代码；以及当所述第二电容的所述值和所述电感的所述值中的至少一个在所述成组基准模型参数值信息定义的至少一个预定参数值范围之外时，指出所述传输杆有问题的代码。
4.根据权利要求1所述的测试系统，进一步包括：在所述数学模型中至少包括电容、电阻和电感的代码；
将所述电阻与耦合器关联的代码，所述耦合器耦合在所述等离子体处理腔与功率发生器之间；以及将所述电感与所述耦合器关联的代码，
其中所述成组的电模型参数值包括所述电容的值、所述电阻的值和所述电感的值。
5.根据权利要求4所述的测试系统，进一步包括：当所述电容的所述值在所述成组基准模型参数值信息定义的预定电容值范围之外时，确定所述等离子体处理腔没准备好进行等离子体处理的代码；
当所述电容的所述值在所述预定电容值范围之外时，指出所述等离子体处理腔有问题的代码；以及当所述电阻的所述值和所述电感的所述值中的至少一个在所述成组基准模型参数值信息定义的至少一个预定参数值范围之外时，指出所述耦合器有问题的代码。
6.根据权利要求1所述的测试系统，进一步包括：确定所述等离子体处理腔是否可以至少获得具有第一频率的第一电流与具有第二频率的第二电流的代码；
如果所述等离子体处理腔可以至少获得具有所述第一频率的第一电流与具有所述第二频率的第二电流，就为操作所述等离子体处理腔创建多步骤方法的代码，所述多步骤方法至少包括第一操作步骤和第二操作步骤，所述第一操作步骤关联于所述第一频率，所述第二操作步骤关联于所述第二频率；
至少从所述第一操作步骤与所述第二操作步骤集合成组样本数据的代码；
使用所述成组样本数据和所述数学模型计算成组拟合的参数值的代码；以及将所述成组拟合的参数值包括在所述基准模型参数值信息中的代码。
如果所述等离子体处理腔只获得单个频率，就为操作所述等离子体处理腔创建单步骤方法的代码，所述单步骤方法至多包括与所述单个频率关联的一个单个操作步骤；
使用所述第二成组样本数据和所述数学模型计算第二成组拟合的参数值的代码；以及将所述第二成组拟合的参数值包括在所述基准模型参数值信息中的代码。
8.用于至少处理晶片的等离子体处理系统，所述等离子体处理系统包括：至少包含所述晶片的等离子体处理腔；
至少一个传感器，其用于感测与操作所述等离子体处理系统相关的多个电特征；
至少存储测试程序的计算机可读介质，所述测试程序至少包括：用于接收至少多个电参数值的代码，所述多个电参数值来源于由所述至少一个传感器检测到的信号，所述信号在没有等离子体存在于所述等离子体处理腔时由所述至少一个传感器检测到，至少使用所述多个电参数值和数学模型产生成组电模型参数值的代码，将所述成组电模型参数值与成组的基准模型参数值信息比较的代码，和至少基于所述比较的结果确定所述等离子体处理系统是否准备好处理晶片的代码；以及成套的电路硬件，其用于执行一个或更多关联于所述测试程序的任务。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，进一步包括：至少包括所述数学模型中的第一电容、第二电容和电感的代码；
将所述第一电容与所述等离子体处理腔关联的代码；以及将所述第二电容与传输杆关联的代码，所述传输杆耦合于所述等离子体处理腔和所述功率产生器之间；
其中所述成组电模型参数值包括所述第一电容的值、所述第二电容的值与所述电感的值。
10.根据权利要求9所述的等离子体处理系统，进一步包括：当所述第一电容的所述值在所述成组基准模型参数值信息定义的预定电容值范围之外时，确定所述等离子体处理腔没准备好进行等离子体处理的代码；
当所述第一电容的所述值在所述预定电容值范围之外时，指出所述等离子体处理腔有问题的代码；以及当所述第二电容的所述值和所述电感的所述值中的至少一个在所述成组基准模型参数值信息定义的至少一个预定参数值范围之外时，指出所述传输杆有问题的代码。
11.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，进一步包括：至少包括所述数学模型中的电容、电阻和电感的代码；
将所述电阻与耦合器关联的代码，所述耦合器耦合在所述等离子体处理腔与所述功率发生器之间；以及将所述电感与所述耦合器关联的代码，
其中所述成组的电模型参数值包括所述电容的值、所述电阻的值和所述电感的值。
12.根据权利要求11所述的等离子体处理系统，进一步包括：当所述电容的所述值在所述成组基准模型参数值信息定义的预定电容值范围之外时，确定所述等离子体处理腔没准备好进行等离子体处理的代码；
当所述电容的所述值在所述预定电容值范围之外时，指出所述等离子体处理腔有问题的代码；以及当所述电阻的所述值和所述电感的所述值中的至少一个在所述成组基准模型参数值信息定义的至少一个预定参数值范围之外时，指出所述耦合器有问题的代码。
13.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，进一步包括：确定所述等离子体处理腔是否可以至少获得具有第一频率的第一电流与具有第二频率的第二电流的代码；
如果所述等离子体处理腔可以至少获得具有所述第一频率的所述第一电流与具有所述第二频率的所述第二电流，就为操作所述等离子体处理腔创建多步骤方法的代码，所述多步骤方法至少包括第一操作步骤和第二操作步骤，所述第一操作步骤关联于所述第一频率，所述第二操作步骤关联于所述第二频率；
至少从所述第一操作步骤与所述第二操作步骤集合成组样本数据的代码；
使用所述成组样本数据和所述数学模型计算成组拟合的参数值的代码；以及将所述成组拟合的参数值包括在所述基准模型参数值信息中的代码。
14.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，进一步包括：传输杆，其被配置在所述功率发生器与所述等离子体处理腔之间用于传输所述电流；
耦合器，其被配置在所述传输杆与所述等离子体处理腔之间用于耦合所述传输杆与所述等离子体处理腔；
电压电流传感器，其被耦合在所述功率产生器与所述传输杆之间用于测量与所述等离子体处理系统的所述操作相关的第一成组电特征；以及电压传感器，其被耦合在所述耦合器与所述等离子体处理腔之间用于测量与所述等离子体处理系统的所述操作相关的第二成组电特征，其中所述至少一个传感器包括所述电压电流传感器与所述电压传感器。
15.用于帮助确定等离子体处理系统是否准备好处理晶片的方法，所述方法包括：接收至少多个电参数值，所述多个电参数值来源于由至少一个传感器检测到的信号，所述信号在没有等离子体存在于所述等离子体处理腔时由所述至少一个传感器检测到；
至少使用所述多个电参数值与数学模型产生成组电模型参数值；
比较所述成组电模型参数值与成组基准模型参数值信息；以及至少基于所述比较的结果确定所述等离子体处理系统的准备状态。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：将至少第一电容、第二电容和电感包括在所述数学模型中；
将所述第一电容与所述等离子体处理腔关联；以及将所述第二电容与传输杆关联，所述传输杆耦合于所述等离子体处理腔与功率产生器之间；
其中所述成组电模型参数值包括所述第一电容的值、所述第二电容的值与所述电感的值。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：当所述第一电容的所述值在所述成组基准模型参数值信息定义的预定电容值范围之外时，确定所述等离子体处理腔没准备好进行等离子体处理；
当所述第一电容的所述值在所述预定电容值范围之外时，指出所述等离子体处理腔有问题；以及当所述第二电容的所述值和所述电感的所述值中的至少一个在所述成组基准模型参数值信息定义的至少一个预定参数值范围之外时，指出所述传输杆有问题。
18.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：将至少电容、电阻和电感包括在所述数学模型中；
将所述电阻与耦合器关联，所述耦合器耦合在所述等离子体处理腔与功率发生器之间；以及将所述电感与所述耦合器关联，
其中所述成组的电模型参数值包括所述电容的值、所述电阻的值和所述电感的值。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：当所述电容的所述值在所述成组基准模型参数值信息定义的预定电容值范围之外时，确定所述等离子体处理腔没准备好进行等离子体处理；
当所述电容的所述值在所述预定电容值范围之外时，指出所述等离子体处理腔有问题；以及当所述电阻的所述值和所述电感的所述值中的至少一个在所述成组基准模型参数值信息定义的至少一个预定参数值范围之外时，指出所述耦合器有问题。
20.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：确定所述等离子体处理腔是否可以至少获得具有第一频率的第一电流与具有第二频率的第二电流；
如果所述等离子体处理腔可以至少获得具有所述第一频率的所述第一电流与具有所述第二频率的所述第二电流，就为操作所述等离子体处理腔创建多步骤方法，所述多步骤方法至少包括第一操作步骤和第二操作步骤，所述第一操作步骤关联于所述第一频率，所述第二操作步骤关联于所述第二频率；
至少从所述第一操作步骤与所述第二操作步骤集合成组样本数据；
使用所述成组样本数据和所述数学模型计算成组拟合的参数值；
将所述成组拟合的参数值包括在所述基准模型参数值信息中。
不产生等离子体确定等离子体处理系统的准备状态
技术领域
[0001] 本发明涉及等离子体处理系统。本发明尤其涉及确定等离子体处理系统是否准备好执行等离子体处理。
背景技术
[0002] 等离子体处理系统，诸如电容耦合等离子体(CCP)系统、电感耦合等离子体(ICP)系统和变压器耦合等离子体(TCP)系统，使用于制造晶片上设备的各种行业。例如，这些行业可以包括半导体、磁读/写和存储、光学系统以及微机电系统(MEMS)行业。等离子体处理系统可以在等离子体处理腔中产生并维持等离子体以在晶片上执行刻蚀和/或淀积，以便在晶片上形成设备特征。
[0003] 总之，诸如消耗性材料的消耗、部件的变形、部件的更换等导致的等离子体处理腔的变化的原因例如是消耗性材料的消耗、部件的变形、部件的更换等，可以负面影响等离子体处理系统在处理晶片中的性能。例如，如果在等离子体处理系统不适当的次优条件下处理晶片，就可能损坏等离子体处理系统的部件，可能需要废弃并浪费可观数量的晶片，可能要浪费生产时间和其他资源，和/或制造产量可能是不合需要的。因此，执行测试以确保在处理晶片之前等离子体处理系统的准备状态可能是需要的。
[0004] 惯常地，可以在等离子体处理腔中用等离子体测试处理若干测试晶片，并且可以基于测试处理的结果确定等离子体处理系统的准备状态。测试处理可引起可观数量的花费并可消耗可观数量的资源。
[0005] 可替换地，为了节省花费和资源，等离子体处理系统准备状态测试可以通过比较在等离子体处理系统中测得的诸如特定位置的电压、电流和/或相位角值之类的电性能值与表明等离子体处理系统准备状态的成组“独有特征”(“fingerprint”)的或者公知的电性能值执行。产生等离子体的资源消耗和测试晶片的消耗在测试过程中是可以被避免的。然而，测得的电性能值和独有特征之间的差异可以由各种原因导致，包括功率输送系统的问题，但不限于等离子体处理腔的故障。因此，可能会提供指出等离子体处理腔问题的误测警报(false positive alarms)，并可能在设法检修无故障的等离子体处理腔中浪费大量的时间和资源。
发明内容
[0006] 本发明的实施方式涉及帮助确定等离子体处理系统是否准备好处理晶片的测试系统，其中所述等离子体处理系统包括等离子体处理腔。所述测试系统可以包括存储有至少测试程序的计算机可读介质。所述测试程序可以包括接收至少多个电参数值的代码。所述多个电参数值可以来源于至少一个传感器检测到的信号。可以在所述等离子体处理腔中没有等离子体时由所述至少一个传感器检测所述信号。所述测试程序也可以包括使用至少所述多个电参数值和数学模型产生成组电模型参数值的代码。所述测试程序也可以包括将所述成组电模型参数值与成组基准模型参数值信息比较的代码。所述测试程序也可以包括基于所述比较确定所述等离子体处理系统准备状态的代码。所述测试系统也可以包括用于执行与所述测试程序关联的一项或更多任务的成套电路硬件。
[0007] 上述概要只涉及本发明在此处披露的许多实施方式中的一个，且不意图限制本文的权利要求中所阐述的的本发明范围。结合附图，在以下本发明的具体实施方式中将更详细地描述本发明的这些和其他特征。
附图说明
[0008] 本发明在附图中以举例的方式而非限制的方式说明，在附图中相似的参考数字指的是相似的元件，其中：
[0009] 根据本发明的一个或更多实施方式，图1A示出了说明包括无等离子体测试的系统(或者NPT系统)的等离子体处理系统的方框原理图，用于测试在涉及多频而不产生等离子体的测试过程中等离子体处理系统的准备状态。
[0010] 根据本发明的一个或更多实施方式，图1B示出了说明等离子体处理系统建模部分的电模型的示意图。
[0011] 根据本发明的一个或更多实施方式，图2A示出了说明包括无等离子体测试的系统(或者NPT系统)的等离子体处理系统的方框原理图，用于测试在涉及多测量点而不产生等离子体的测试过程中等离子体处理系统的准备状态。
[0012] 根据本发明的一个或更多实施方式，图2B示出了说明等离子体处理系统建模部分的电模型的示意图。
[0013] 根据本发明的一个或更多实施方式，图3A示出了说明涉及多频的测试过程的优点的示意图。
[0014] 根据本发明的一个或更多实施方式，图3B示出了说明涉及多测量点的测试过程的优点的示意图。
[0015] 根据本发明的一个或更多实施方式，图4示出了说明有关NPT系统任务/步骤的流程示意图，NPT系统实施无等离子体测试的库(或者NPT库)来帮助确定等离子体处理系统的准备状态。
[0016] 根据本发明的一个或更多实施方式，图5示出了说明用以确定等离子体处理系统的准备状态的有关NPT系统的任务/步骤的流程示意图。
具体实施方式
[0017] 参照若干实施方式及其附图所示，现在将详细描述本发明。在以下描述中，为了彻底理解本发明，阐述了许多具体的细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，没有这些具体细节的部分或全部也可以实施本发明。还有一些情况是，没有详细描述公知的步骤和/或结构，以免不必要地使本发明难以理解。
[0018] 以下这里描述了各种实施方式，包括方法和技术。应该记住的是，本发明也可以涵盖制品，包括其上存储有执行本发明技术实施方式的计算机可读指令的计算机可读介质。例如，计算机可读介质可以包括存储计算机可读码的半导体、磁、光磁、光学或其他形式的计算机可读介质。进一步地，本发明也可以涵盖实施本发明实施方式的装置。这些装置可以包括执行有关本发明实施方式任务的专用和/或可编程电路。这些装置的范例包括通用计算机和/或适当编程的专用计算装置，并可以包括适合有关本发明实施方式各种任务的计算机/计算装置与专用/可编程电路的结合。
[0019] 本发明的一个或更多实施方式涉及帮助确定等离子体处理系统是否准备好执行等离子体处理的测试系统。等离子体处理系统可以包括包含等离子体和待处理晶片的等离子体处理腔。测试系统也可以包括执行一项或更多有关测试程序任务的成套电路硬件。
[0020] 测试程序可以包括接收至少多个有关等离子体处理系统操作的电参数值的代码。多个电参数值可以来源于由至少一个传感器测得的信号，诸如电压-电流探针(或VI探针)和/或电压控制界面探针(VCI探针)。可以在等离子体处理腔中没有等离子体时用传感器检测信号。总之，测试系统可以帮助确定等离子体处理系统的准备状态而不需要产生等离子体。有利地，有关产生等离子体的资源就可以被节约下来。
[0021] 测试程序也可以包括通过输入多个电参数值到数学模型产生成组电模型参数值的代码，该成组电模型参数值就是该数学模型的输出。电模型参数值可以关联于电模型部件的电模型参数，诸如终止电容、线电容和线电感，电模型部件的电模型参数用于建模(model)各种等离子体处理系统部件。例如，终止电容可以关联于建模等离子体处理腔的电容器；线电容和线电感可以分别关联于其他电容器和电感器，用于建模设置在等离子体处理腔和功率发生器之间的传输杆。
[0022] 测试程序也可以包括将成组电模型参数值与成组基准模型参数值信息比较以确定等离子体处理系统准备状态的代码。
[0023] 如能够容易领会到的那样，测试系统可以将不同的电模型参数关联于不同的等离子体处理系统部件。相应地，测试系统能够确定问题是否出现在等离子体处理腔或者传输杆，而不对没有故障的等离子体处理腔产生误测警报。有利地，可以避免与不必要地检修等离子体处理腔与不必要的停工期关联的花费和资源，可以有效地解决问题，而且可以提高生产率。
[0024] 利用样本电参数值可以产生基准模型参数值信息，样本参数值关联于多个频率和/或来源于多个传感器检测的信号，多个传感器配置在等离子体处理系统的不同位置。有利地，可以优化确定等离子体处理腔准备状态的一致性和精确性。
[0025] 本发明的一个或更多实施方式涉及包括上述测试系统的等离子体处理系统。
[0026] 本发明的一个或更多实施方式涉及有关上述测试系统的方法。
[0027] 参考以下附图和讨论，可以更好地理解本发明的特征和优点。
[0028] 根据本发明的一个或更多实施方式，图1A示出了说明等离子体处理系统100的方框原理图，系统100包括无等离子体测试的系统150(或者NPT系统150)，无等离子体测试的系统150在涉及多频而不产生等离子体的测试过程中测试等离子体处理系统100(包括等离子体处理腔112)的准备状态。
[0029] 当利用等离子体处理腔112内部的等离子体处理晶片时，等离子体处理腔112可以被配置为容纳等离子体与晶片。例如，等离子体处理腔112可以代表电感耦合等离子体(ICP)腔、电容耦合等离子体(CCP)腔，或者变压器耦合等离子体(TCP)腔。可以将等离子体处理腔112接地于地118。
[0030] 等离子体处理系统100也可以包括功率发生器，诸如射频功率发生器102(或者RF发生器102)，用于提供电流通过匹配箱104(或者匹配网络104)与射频杆108(或者RF杆108)到例如等离子体处理腔112的线圈和/或电极，来产生和/或维持处理晶片的等离子体。RF杆108可以是传输电流的同轴馈电电缆。
[0031] 在一个或更多实施方式中，RF产生器102能够提供多个不用频率的电流。例如，RF发生器能够提供第一频率的第一电流、第二频率的第二电流和第三频率的第三电流等。附加地或者可替换地，等离子体处理系统100可以包括一个或更多功率发生器，以便可以给等离子体处理腔112提供多个不同频率的电流。利用多个频率，本发明的实施方式可以提高确定等离子体处理腔112准备状态的一致性和颗粒度。参照图3A的范例，讨论利用多频的范例优点。
[0032] 等离子体处理系统100也可以包括传感器，诸如耦合在匹配箱104和RF杆108之间的电压电流探针106(或者VI探针106)。可以使用传感器测量与等离子体处理腔112接收的电流关联的电参数值，诸如电压、电流强度和相位角。
[0033] 可以将NPT系统150耦合于VI探针106来帮助测试等离子体处理腔112的准备状态。NPT系统150可以包括至少存储无等离子体测试程序182(或者NPT程序182)的计算机可读介质116。NPT程序182可以包括利用由VI探针106提供的电性能值计算模型参数值的代码，以帮助测试等离子体处理腔112的准备状态。计算机可读介质116也可以包括存储基准模型参数信息的无等离子体测试的库184(或者NPT库184)。基准模型参数信息可以代表表明等离子体处理腔112准备状态的参数值(和/或其范围)。NPT系统150可以将所计算的模型参数值与基准模型参数信息比较，以确定等离子体处理腔112的准备状态。通过利用模型参数值和模型参数基准信息(代替电参数值和电参数独有特征)来确定等离子体处理腔112的准备状态，本发明的实施方式可以防止误测警报和相关的资源浪费，并且本发明的实施方式也可以指出检测出的问题的位置。图1B的范例中说明了包括模型参数的范例电模型。
[0034] NPT系统150也可以包括执行与NPT程序182关联的任务的成套电路硬件114，来帮助测试等离子体处理腔112的准备状态。参照图4-5，讨论任务的范例。
[0035] 根据本发明的一个或更多实施方式，图1B示出了说明用于图1A范例中说明的等离子体处理系统100的建模部件的电模型120的示意图，建模部件诸如等离子体处理腔112和RF杆108。
[0036] 电模型120可以包括对等离子体处理腔112建模的电容器142。电容器142可以由电容表示，表示为Cterm，意思是终止时的电容或终止电容。
[0037] 电模型120也可以包括对RF杆108建模的电感器-电容器电路130(或者LC电路130)。LC电路130可以包括一个或更多电感器，诸如电感器122、电感器124和/或电感器126，电感器由一个或更多诸如电感的参数表示，表示为Lline，意思是功率传输线电感或线电感。LC电路130也可以包括一个或更多电容器，诸如电容器132、电容器134和/或电容器136，电容器由一个或更多诸如电容的参数表示，表示为Cline，意思是功率传输线的电容或线电容。
[0038] 当提供电流通过RF杆108到等离子体处理腔112时，可以利用基于测试确定的电参数(例如电压、电流和/或相位角)值计算参数Cterm、Lline、和Cline的值，测试由诸如图1A范例中说明的VI探针106的电参数传感器执行。Cterm值的异常可以表明与等离子体处理腔112关联的问题；Lterm值和/或Cline值的异常可以表明与RF杆108(和/或与关联的功率传输系统)关联的问题。相应地，当识别问题时，NPT系统150能够确定问题是否与等离子体处理腔112或上游的功率传输系统相关联。有利地，可以防止与等离子体处理腔112关联的误测警报以及不必要的检修，并可以节约资源。
[0039] 本发明的实施方式可以使具有多个不同频率的多个电流提供于等离子体处理腔112。相应地，就可以同时计算多个参数Cterm、Lline、和Cline。有利地，本发明的实施方式可以提高测试等离子体处理腔112的颗粒度和准确性，因为能够估算更多参数(那就是说，必须被假定为常数的参数值更少了)，并且使用诸如Levenberg-Marquardt回归方案的非线性回归方案而具有更大的确定性。
[0040] 根据本发明的一个或更多实施方式，图2A示出了说明等离子体处理系统200的方框原理图，系统200包括在涉及不产生等离子体的多个测试点的测试过程中，测试等离子体处理系统200(包括等离子体处理腔212)的准备状态的无等离子体测试的系统250(或者NPT系统250)。
[0041] 当利用等离子体处理腔212内部的等离子体处理晶片时，等离子体处理腔212可以被配置为容纳等离子体和晶片。例如，等离子体处理腔112可以代表电感耦合等离子体(ICP)腔、电容耦合等离子体(CCP)腔或变压器耦合等离子体(TCP)腔。可以将等离子体处理腔212接地于地218。
[0042] 等离子体处理系统200也可以包括功率发生器，诸如射频功率发生器202(或RF发生器202)，用于提供电流通过匹配箱204(或匹配网络204)、射频杆208(或RF杆208)和射频带294(或RF带294)到例如等离子体处理腔212的线圈和/或电极，来产生和/或维持处理晶片的等离子体。RF杆可以是传输电流的同轴馈电电缆。RF带294可以代表RF杆208与等离子体处理腔212之间的耦合器。
[0043] 等离子体处理系统100也可以包括多个传感器，多个传感器包括至少第一传感器和第二传感器，诸如电压电流探针206(或VI探针206)与电压控制界面探针296(或VCI探针296)。可以将VI探针206耦合于匹配箱204和RF杆208之间。可以将VCI探针296耦合于RF带294和等离子体处理腔2 12之间。可以将多个传感器使用于为电参数值提供多个测试点(或多重(multiple)测试点)，以获得与等离子体处理腔212接收的电流关联的电参数值，诸如电压、电流强度和相位角。
[0044] 利用多测量点，本发明的实施方式可以提高确定等离子体处理腔212的准备状态的一致性和颗粒度。参照图3B的范例，讨论了利用多测量点的范例优点。
[0045] 可以将NPT系统250与VI探针206和VCI探针296耦合，来帮助测试等离子体处理腔212的准备状态。NPT系统250可以包括至少存储无等离子体测试的程序282(或NPT程序282)的计算机可读介质216。NPT程序282可以包括利用由VI探针206和VCI探针296提供的多个电性能值计算多个模型参数值的代码，以帮助测试等离子体处理腔212的准备状态。计算机可读介质216也可以包括存储基准模型参数信息的无等离子体测试的库
284(或NPT库284)。基准模型参数信息可以代表表明等离子体处理腔212准备状态的参数值(和/或其范围)。NPT系统250可以将所计算的模型参数值与基准模型参数信息比较，以确定等离子体处理腔212的准备状态。通过利用模型参数值和模型参数基准信息(代替电参数值和电参数独有特征)确定等离子体处理腔212的准备状态，本发明的实施方式可以防止误测警报和相关的资源浪费，并且本发明的实施方式也可以指出检测到的问题的位置。在图2B的范例中说明了包括模型参数的范例电模型。
[0046] NPT系统250也可以包括执行与NPT程序282关联的任务的成套电路硬件214，以帮助测试等离子体处理腔212的准备状态。参照图4-5讨论的任务的范例。
[0047] 根据本发明的一个或更多实施方式，图2B示出了说明用于对部件建模的电模型220的示意图，建模的部件为图2A范例中说明的等离子体处理系统200中的，诸如等离子体处理腔212、RF带294和RF杆208。
[0048] 电模型220可以包括对等离子体处理腔212建模的电容器242。电容器242可以由电容表示，表示为Cterm，意思是在终止时的电容或终止电容。
[0049] 电模型220也可以包括对RF带294建模的电阻器-电感器电路230(或RL电路230)。RL电路230可以包括一个或更多诸如电阻器234之类的电阻器，该电阻器由一个或更多诸如电阻的参数表示，该电阻参数表示为R。RL电路230也可以包括一个或更多诸如电感器232之类的电感器，由诸如电感的一个或更多参数L表示。
[0050] 电模型220也可以包括对RF杆208建模的同轴负载228。同轴负载228可以由阻抗表示，阻抗表示为Z0。可替换地或者附加地，电模型220可以包括与图1B范例中说明的LC电路130相似的电感器-电容器电路(或LC电路)来对RF杆208建模。
[0051] 可以利用电参数(例如，电压、电流和/或相位角)值计算参数Cterm、R、L、Z0的值，电参数值是基于由多个电参数传感器执行的测量确定的，多个电参数传感器诸如VI探针206和VCI探针296，其被配置在多个位置。Cterm值的异常可以指出与等离子体处理腔212相关的问题；R值、L值和/或Z0值的异常可以指出与RF带294、RF杆208和/或相关功率传输系统相关的问题。相应地，当识别问题时，NPT系统250能够确定问题是否与等离子体处理腔212或上游的功率传输系统相关。有利地，可以防止与等离子体处理腔2 12关联的误测警报以及不必要的检修，并可以节约资源。
[0052] 通过设置在多个位置的多个电参数传感器，本发明的实施方式可以减少在确定电模型参数值中的噪声和错误。有利地，本发明的实施方式可以提高测试等离子体处理腔212准备状态的准确性。
[0053] 根据本发明的一个或更多实施方式，图3A示出了说明涉及多频的测试过程优点的示意图。通过测得的电参数值给出具有多个不同频率的电流，NPT系统150(说明在图1A的范例中)可以减少在计算电模型120(说明在图1B的范例中)的参数值中的噪声和错误。假定Lline值和Cline值是固定的，与单频方案相比多频方案中Cterm值的噪声和/或错误会大大减少。如图3A范例中说明的那样，在多频方案中，在多个NPT测试中发生在等离子体处理腔112(图1A范例中说明的)的延长的时间阶段内的Cterm的计算值(和/或在库实施中计算的Cterm基准值)比在单频方案中更一致并且分布在更窄的范围内。对于给定的硬件配置，Cterm的一致性和重复性是关键的，并确保了等离子体处理腔错误检测时NPT分析是可靠的。有利地，根据本发明的多频实施方式，可以提高确定等离子体处理腔112准备状态的准确性。
[0054] 根据本发明的一个或更多实施方式，图3B示出了说明涉及多测量点测试过程优点的示意图。利用等离子体处理腔系统200多个位置测得的电参数值(说明在图2A范例中)，NPT系统250(说明在图2A范例中)可以减少计算电模型220参数值中的噪声和错误(说明在图2B范例中)。假定其他电模型参数值是固定的，与单测量点方案相比多测量点方案中Cterm值的噪声和/或错误会大大减少。如图3B范例中说明的那样，在多测量点方案中，发生在等离子体处理腔212延长的时间阶段内(图2A范例中说明的)的多个NPT测试中计算的Cterm值(和/或在库实施中计算的Cterm基准值)比在单测量点方案中更一致并且分布在更窄的范围内。对于给定的硬件配置，Cterm的一致性和重复性是关键的，并确保了等离子体处理腔错误检测时NPT分析是可靠的。有利地，根据本发明的多频实施方式，可以提高确定等离子体处理腔212准备状态的准确性。
[0055] 根据本发明的一个或更多实施方式，图4示出了说明有关NPT系统(诸如说明在图1A范例中的NPT系统150，或者说明在图2A范例中的NPT系统250)的任务/步骤的流程示意图，NPT系统用于实施无等离子体测试库(诸如说明在图1A范例中的NPT库184，或者说明在图2A范例中的NPT库284)以帮助测试等离子体处理系统(诸如说明在图1A范例中的等离子体处理系统100，或者说明在图2A范例中的等离子体处理系统200)的准备状态。在本申请中，术语“步骤”可以代表有关确定等离子体处理腔准备状态的处理步骤和/或有关NPT系统任务。NPT系统可以包括有关执行步骤和/或任务的计算机可读代码。
[0056] 任务/步骤可以包括步骤402，其中NPT系统和/或相关用户可以审核有关等离子体处理腔的工具硬件结构。步骤402可以包括确定驱动供应到等离子体处理腔的功率或电流的频率、确定哪个电极被供以功率、确定哪个等离子体处理腔部件要被在电模型中建模等中的一项或更多项。相应地，就可以确定有关等离子体处理系统的硬件结构，例如与图1A或图2A范例中说明的结构相似的硬件结构。
[0057] 在步骤404，NPT系统可以和/或相关用户可以创建电模型，例如与图1B或图2B范例中说明的电模型相似的电模型。电模型可以被表示为正向数学模型，以便在相关电参数值(即测得的电压、电流和/或相位角值)已知时，可以计算模型参数值(例如，Cterm、Lline和/或Cline的值)。可以结合若干公知回归算法中的一种来使用正向数学模型，该回归算法诸如在步骤418中的Levenberg-Marquardt算法。可替换地或附加地，可以利用相反的数学模型。
[0058] 在步骤406，NPT系统可以确定提供给等离子体处理腔的电流是否可以获得多个频率(或者确定电流可以获得的不同频率的数量)。例如，NPT系统可以确定等离子体处理系统是否包括多个功率发生器和/或可以确定等离子体处理系统的功率发生器是否可以产生多个不同频率的电流。总之，与只有单一频率产生的结果相比，给定多个频率，上述数学模型可以提供更准确、稳健、更好颗粒度的结果。如果可以获得多个频率，控制就可以被转移到步骤408；如果只可以获得一个频率，控制就可以被转移到步骤410。
[0059] 在步骤408，NPT系统可以创建涉及多频(或者多个频率)的多步骤方法。该方法可以包括多个有多个频率相关的操作步骤(或者处理步骤)。例如，该方法可以包括与具有第一频率的第一电流关联的第一操作步骤以及与具有第二频率的第二电流关联的第二操作步骤。操作步骤可以是低功率步骤以便根据多步骤方法没有等离子体产生。
[0060] 在步骤410，NPT系统可以确定在等离子体处理系统中是否可以得到多个测量点(或者确定在不同位置设置的传感器的数量)。例如，NPT系统可以确定等离子体处理系统是否包括在等离子体处理系统中多个位置配置的多个电参数传感器。如果获得了多个测量点(或者在不同位置的多个传感器)，控制就可以被转移到步骤412；如果只获得了一个测量点(或只获得一个传感器)，控制就被转移到步骤414。
[0061] 在步骤414，NPT系统可以固定除一个参数外的所有参数，即NPT系统可以指定一个参数值为未知并保持所有剩下的参数值为已知的恒定值。接着控制可以被转移到步骤412。
[0062] 在步骤412，NPT系统可以创建关联于单个频率的单步骤方法。该方法可以只包括一个操作步骤。该操作步骤可以是低功率步骤，以便根据单步骤方法没有等离子体产生。
[0063] 在步骤416，NPT可以命令等离子体处理系统按照由步骤408导致的多步骤方法操作，或者按照由步骤412导致的单步骤方法操作。NPT系统可以集合由等离子体处理腔操作导致的样本数据。样本数据可以包括电参数值，诸如来源于一个或更多传感器检测到的信号的电压、电流和/或相位角的值。
[0064] 在步骤418，NPT系统可以利用正向数学模型(由步骤404导致)与样本数据(由步骤416导致)执行计算。
[0065] 在步骤420，NPT系统可以输出拟合的参数值，诸如图1B和/或图2B范例中说明的Cterm、Lline、Cline、R、L和/或Z0值中的一个或更多。
[0066] 在步骤422，NPT系统可以将拟合的参数值写入相关NPT库，诸如图1A范例中说明的NPT库184或图2A范例中说明的NPT库284。拟合的参数值可以被利用作为基准信息来确定等离子体处理腔是否准备好处理晶片。
[0067] 在步骤424，NPT系统可以确定基准模型参数值信息是否已经被得到并包括在用于与等离子体处理腔关联的所有必要结构(例如，工具硬件结构和/或软件结构)的NPT库中。如果所有必要结构的基准模型参数值信息已经被包括在NPT库中，控制就可以被转移到步骤428；如果至少一个必要结构的基准模型参数值信息没有被包括在NPT库中，控制就被转移到步骤426。
[0068] 在步骤426，NPT系统可以提供指令来改变硬件和/或软件到下一个结构。接着控制可以被转移返回到步骤416来集合进一步的样本数据，以在后续的步骤418-422中得到进一步的基准模型参数值信息。
[0069] 在步骤428，完成了实施NPT库的过程，并且可以利用NPT库确定等离子体处理系统的准备状态。
[0070] 在一个或更多实施方式中，NPT系统可以按序重复图4范例中说明的、针对等离子体处理系统的多个关键电极或用于等离子体处理系统的所有电极的一个或更多步骤。例如，NPT系统可以首先针对等离子体处理系统上电极执行该步骤，然后针对等离子体处理系统下电极执行该步骤。再如，NPT系统可以首先针对等离子体处理系统第一电极执行该步骤，然后针对等离子体处理系统第二电极执行该步骤，并接着针对等离子体处理系统第三电极执行该步骤。有利地，可以实施综合的NPT库。
[0071] 基于该说明书中讨论的范例，即使电极的结构不同，本领域的普通技术人员也应该不用做过多实验就能为每个电极建立一个或更多适当的电模型和/或一个或更多适当的数学模型。
[0072] 根据本发明的一个或更多实施方式，图5示出了说明有关NPT系统(诸如图1A范例中说明的NPT系统150，或者图2A范例中说明的NPT系统250)测试等离子体处理系统(诸如图1A范例中说明的等离子体处理系统100，或者图2A范例中说明的等离子体处理系统200)的准备状态的任务/步骤的流程示意图。
[0073] 在步骤502，NPT系统可以检测已经发生的腔维修事件(chamber maintenance event)。例如，可能已经打开等离子体处理腔、可能已经交换一个或更多腔部件等，以及在维修操作之后可能已经替换(即关闭)等离子体处理腔盖。
[0074] 在步骤504，NPT系统(或者相关用户)可以提供指令确保腔中压强处于期望的水平。如果需要的话可以降低该压强。
[0075] 在步骤506，NPT系统可以提供用于等离子体处理系统的指令来为等离子体处理腔执行无等离子体的测试(或NPT)。在无等离子体的测试中，等离子体处理系统的功率发生器可以给等离子体处理腔提供低功率电流，以测量电参数值而不触发等离子体处理腔中的任何等离子体。可以使用电参数值与前述数学模型计算电模型参数值。
[0076] 在步骤508，NPT系统可以将NPT结果(即电模型参数值)与NPT库中的基准模型参数值数据/信息比较，例如图4范例中说明的任务/步骤导致的图1A范例中说明的NPT库184或图2A范例中说明的NPT库284。
[0077] 在步骤510，NPT系统可以确定NPT结果是否与NPT库中的基准模型参数值数据匹配(或者NPT结果是否在限定在基准参数数据中的预定范围内)。如果NPT结果与基准模型参数值数据匹配，控制就可以被转移到步骤512；如果NPT结果不与基准模型参数值数据匹配，控制就可以被转移到步骤514。
[0078] 在步骤512，NPT系统可以确定等离子体处理系统准备好处理晶片，并可以为等离子体处理系统继续等离子体处理提供指令。
[0079] 在步骤514，NPT系统可以确定问题是否与等离子体处理腔有关(例如，由不正确的内部电极间隙尺寸引起)，或者与上游的功率传输系统有关。NPT系统也可以引发执行维修的警报以解决问题。在已经执行维修之后可以进行NPT。
[0080] 在一个或更多实施方式中，NPT系统可以按序重复图5范例中说明的、针对等离子体处理系统的多个关键电极或等离子体处理系统的所有电极的一个或更多步骤。例如，NPT系统可以首先针对等离子体处理系统上电极执行所述步骤，然后针对等离子体处理系统下电极执行所述步骤。再如，NPT系统可以首先针对等离子体处理系统第一电极执行所述步骤，然后针对等离子体处理系统第二电极执行所述步骤，接着针对等离子体处理系统第三电极执行所述步骤。有利地，可以执行综合的NPT，并且可以准确地确定等离子体处理系统的准备状态。
[0081] 如从上文可以领会到的那样，本发明的实施方式可以将不同的电模型参数与不同的等离子体处理系统部件关联。相应地，测试系统就能够确定问题是否发生在等离子体处理腔或传输杆。就可以防止与等离子体处理腔有关的误测警报，有利地，就可以避免与不必要的检修以及不必要的停工期有关的花费和资源，能够有效地解决问题并可以提高生产率。
[0082] 利用与多个频率相关和/或来源于由设置在等离子体处理系统多个不同位置检测到的信号的样本电参数值，本发明的实施方式可以产生用于腔准备状态测试的基准模型参数值。有利地，可以优化在确定等离子体处理腔准备状态中的一致性和准确性。
[0083] 虽然已经以若干实施方式的形式描述了本发明，但还有落入本发明范围的变化、置换和等同。应该注意到的是，存在许多实施本发明方法和装置的变化方式。此外，本发明的实施方式可以在其他应用中找到实用性。为方便起见将摘要部分提供于此，由于字数限制，为阅读方便而相应地撰写了摘要，且不应该使用摘要来限制权利要求的范围。因此下面所附的权利要求拟被解释为包括所有落入本发明实质精神和范围的所有变化、置换和等同。
