[发明专利]用于监视RF功率的特性的系统、方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于等离子体处理的装置和方法，并且更具体地说涉及用于监视等离子体处理系统的参数的装置和方法。

背景技术

在诸如半导体或平板显示器的制造的等离子体处理应用中，RF功率发生器向等离子体腔中的负载施加电压，并且可以在大范围的频率上操作。在等离子体处理工业中的经验已经能够将特定的等离子体参数(例如，离子密度、电子密度和能量分布)与处理材料(例如，晶片)的特性(例如，均匀性、膜厚度和污染水平)相关联。另外，存在将晶片特性与整体质量相关联的大量知识；因此，在等离子体处理工业中存在将等离子体参数与整个处理的质量相关联的经验。

然而，获得关于等离子体参数的信息(例如，通过直接测量等离子体环境)是困难的并且是破坏性的。相反，识别施加到等离子体处理腔的RF功率的电特性(例如，电压、电流、阻抗、功率)是获得大量信息的相对便宜的方式，但是，用于识别电特性的现有技术太昂贵、太慢或太不精确以至于不能提供足够信息量以在电特性和等离子体参数之间建立已知和可重复的关联。

具体地说，向等离子体腔提供的RF功率在相对小的离散频率(例如，少于20频率)处通常包括大量的功率。然而，已知的监视技术可以分析大范围的频率(例如，包括基本上不影响等离子体参数的频率)。因此，这些已知的技术太慢或太不精确以至于不能提供关于相关频率的电特性的足够的信息量。因此，需要一种系统和方法来处理当前技术的不足，并且提供其他新颖和创新性的特征。

发明内容

下面综述在附图中示出的本发明的示例性实施例。在具体实施方式部分中更充分地描述这些和其他实施例。然而，应当理解，不打算将本发明限制为在发明内容或具体实施方式中描述的形式。本领域内的技术人员可以认识到，存在落在如权利要求中表达的本发明的精神和范围内的多种修改、等价物和替代结构。

本发明可以提供一种用于监视施加到等离子体负载的RF功率的电特性的系统和方法。在一个示例性实施例中，本发明可以包括：采样由RF发生器产生的RF功率以获得RF信号，所述RF信号包括指示了在落在频率范围内的多个特定频率的电特性的信息。所述RF信号被数字化以获得数字RF信号的流，所述数字RF信号包括：指示了在所述多个特定频率处的电特性的所述信息；以及，指示了针对所述多个特定频率中的每一个，电特性被连续地从时域变换到频域中的信息。

在另一个实施例中，本发明的特征在于一种用于监视施加到等离子体负载的RF功率的电特性的装置。在这个实施例中的装置包括：模数转换器，其被配置用于数字化RF信号，以提供数字RF信号的流，所述RF信号包括指示了由RF发生器产生的电特性的信息，所述数字RF信号流包括指示了电特性的所述信息；以及，变换部分，其被配置用于在多个特定频率中的每一个频率处连续地将指示了电特性的所述信息从时域变换到频域。

在另一个实施例中，本发明的特征在于一种用于监视被施加到等离子体负载的RF功率的电特性的方法。在这个实施例中的方法包括：接收施加到所述等离子体负载的所述RF功率的参数的数字采样的基本上连续的流，所述RF功率包括在频谱内在多个频率处的功率；在所述多个频率的特定的一个频率处合成正弦函数；产生多个乘积，所述乘积中的每一个是所述正弦函数与多个所述数字采样中的每一个的乘积；以及，提供所述乘积之和的标准化值，以便提供在所述多个频率的所述特定的一个频率处的所述电特性的所述参数的值。

如上所述，上述实施例和实施方式仅是为了说明的目的。本领域内的技术人员从下面的描述和权利要求中可容易地认识到本发明的多个其他实施例、实施方式和细节。

附图说明

结合附图，参照具体实施方式和所附的权利要求，本发明的各种目的和优点和更完整的理解将是显而易见的，并且更容易被理解，其中：

图1是描述了其中实现本发明的数个实施例的等离子体处理环境的框图；

图2是描述了参考图1所述的传感器的处理部分的示例性实施例的框图；

图3是描述了用于监视被施加到等离子体负载的功率的示例性方法的流程图；

图4是描述了在图2中描述的变换部分的示例性实施例的框图；以及

图5是描述了用于执行采样的RF数据的变换的示例性方法的流程图。

具体实施方式