[发明专利]用于检测等离子体处理室中的DC偏置的系统、方法和装置

权利要求书

1.一种测量等离子体室中半导体晶片上的自偏置DC电压的方法，其包括：

在等离子体室中的顶电极和静电卡盘的顶表面之间的区域产生等离子体，包括向所述顶电极和所述静电卡盘两者或者其中之一施加一个或多个RF信号，其中所述半导体晶片被支撑于静电卡盘的所述顶表面上；

在所述半导体晶片上形成所述自偏置DC电压；

震荡振动电极以产生可变电容，所述振动电极位于所述静电卡盘内；

在连接到所述振动电极的传感器电路中形成电流；

测量传感器电路中的跨越取样电阻的输出电压；以及

向所述振动电极施加第二DC电势以抵消所述输出电压；其中所述第二DC电势等于所述半导体晶片上的所述自偏置DC电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其中震荡所述振动电极包括以介于小于约10Hz和大于约100Hz之间的频率震荡所述振动电极。

3.根据权利要求1所述的方法，其中震荡所述振动电极包括以介于小于约0.05mm和大于约3.0mm之间的幅值震荡所述振动电极。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述振动电极与所述静电卡盘的所述顶表面由非导电层分隔开。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述振动电极位于所述静电卡盘的所述顶表面的支撑所述半导体晶片的部分的下部。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述振动电极基本上居中于所述静电卡盘的所述顶表面的支撑所述半导体晶片的部分的下部。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述振动电极位于所述静电卡盘的所述顶表面的非支撑所述半导体晶片的部分的下部。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述静电卡盘包括边缘环并且其中所述振动电极位于所述边缘环的部分的下部。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述振动电极与所述静电卡盘的所述顶表面由陶瓷层分隔开。

10.一种测量等离子体室中半导体晶片上的自偏置DC电压的方法，其包括：

在等离子体室中的顶电极和静电卡盘的顶表面的陶瓷层之间的区域产生等离子体，包括向所述顶电极和所述静电卡盘两者或者其中之一施加一个或多个RF信号，其中所述半导体晶片被支撑于静电卡盘的所述顶表面的所述陶瓷层上；

在所述半导体晶片上形成所述自偏置DC电压；

以介于小于约10Hz和大于约100Hz之间的频率震荡振动电极以产生可变电容，所述振动电极位于所述静电卡盘内并且所述振动电极与所述半导体晶片由所述陶瓷层分隔开；

在连接到所述振动电极的传感器电路中形成电流；

测量传感器电路中的跨越取样电阻的输出电压；以及

向所述振动电极施加第二DC电势以抵消所述输出电压；其中所述第二DC电势等于所述半导体晶片上的所述自偏置DC电压。

11.一种用于测量等离子体室中半导体晶片上的自偏置DC电压的系统，其包

括：

等离子体室，其包括：

顶电极；

用于支撑半导体晶片的静电卡盘；和

所述静电卡盘内的振动电极；

耦合到所述顶电极和所述静电卡盘中的至少一个的至少一个RF源；

连接到所述振动电极的检测电路；

处理气体源；以及

耦合到所述至少一个RF源和所述等离子体室的控制器。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述振动电极能够以介于小于约0.05mm和大于约3.0mm之间的幅值震荡。

13.根据权利要求11所述的系统，其中所述振动电极与所述静电卡盘的所述顶表面由非导电层分隔开。

14.根据权利要求11所述的系统，其中所述振动电极与所述静电卡盘的所述顶表面由陶瓷层分隔开。

15.根据权利要求11所述的系统，其中所述振动电极位于所述静电卡盘的所述顶表面的支撑所述半导体晶片的部分的下部。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述振动电极基本上居中于所述静电卡盘的所述顶表面的支撑所述半导体晶片的部分的下部。