[发明专利]将等离子体参数预期值转换为腔室参数值的反应器控制

权利要求书

1.一种根据数个等离子体参数的预期值来控制等离子体反应器的数个腔室参数的方法，包括：

将M个等离子体参数的一组M个预期值同时转换为各个N个腔室参数的一组N个值，其中该M个等离子体参数选自包括晶圆电压、离子密度、刻蚀速率、晶圆电流、刻蚀选择性、离子能量和离子质量的组，该N个腔室参数选自包括源功率、偏置功率、腔室压力、内磁铁线圈电流、外磁铁线圈电流、内区气体流速、外区气体流速、内区气体组成、外区气体组成的组，其中M和N是整数；以及

将所述N个腔室参数设定为一组N个值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转换步骤包括：

a.对于每个所述腔室参数，以较小的速率改变(ramping)所述一个腔室参数的级别同时采样输入至所述晶圆支撑基座的RF偏置功率下的RF电学参数以及由所述RF电学参数的每个采样计算数个等离子体参数的值，并存储具有所述一个腔室参数的对应级别的所述值作为相应的腔室参数数据；

b.对于每个所述腔室参数，从对应的腔室参数数据推导出具有作为独立变量的所述一个腔室参数的所述数个等离子体参数每个的单独可变函数；

c.由所述函数的组合，构造限定所述所述腔室参数的同时值的表面，每个单独表面对应所述数个等离子体参数其中之一的各个恒定值，并存储所述表面。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转换步骤进一步包括：

a.对于每个所述数个等离子体参数，提取对应所述一个等离子体参数的预期值的恒定值的相关表面，并确定限定所述腔室参数的N个值的相关表面的交叉。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，构造限定所有所述腔室参数的同时值的表面的步骤包括对所述数个等离子体参数的每个执行以下步骤：

将取决于各个腔室参数的单独可变函数组合为具有所述腔室参数的数个变量的单独的复合函数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，构造限定所有所述腔室参数的同时值的表面的步骤进一步包括对所述数个等离子体参数的每个执行以下步骤：

设定所述复合函数等于所述各个等离子体参数的连续值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，构造限定所有所述腔室参数的同时值的表面的步骤进一步包括对所述数个等离子体参数的每个执行以下步骤：

用每个所述连续值，解得限定源功率、偏置功率和腔室压力的一组同时值的表面，所述各个等离子体参数具有一个值。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在输入至所述晶圆支撑基座的RF偏置功率下采样RF电学参数的步骤，包括：

感测输入至偏置功率阻抗匹配电路和晶圆基座内的电极之间耦合的传输线的输入阻抗、输入电流和输入电压。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，由所述RF电学参数的每个采样计算数个等离子体参数的值的步骤在对每个所述等离子体参数的单独计算下执行。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，由所述RF电学参数的每个采样计算数个等离子体参数的值的步骤包括：

由所述输入阻抗、输入电流和输入电压以及所述传输线的参数计算所述传输线和晶圆基座内的电极之间的结之间的结导纳。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，由每个样品的所述RF电参数计算多个等离子体参数值的所述步骤进一步包含：

提供在所述电极和接地平面之间的并联电容的并联电量；

提供在所述电极和所述基座上的晶圆之间的负载电容的负载电量。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，由每个样品的所述RF电参数计算多个等离子体参数值的所述步骤进一步包含：

由所述结导纳、所述并联电量、所述负载电量和施加到所述电极的RF偏置功率的频率，计算所述蚀刻速度、等离子体离子密度和晶圆电压。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述传输线的所述参数包含所述传输线的长度、所述传输线的属性匹配和所述传输线的综合功耗因素。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述并联电量由电极-至-接地的间隙长度的大小、所述晶圆的面积、电极-至-接地的电介质常数和电极-至-接地导电损失成分来计算。