专利名称：等离子体处理系统esc高压控制的制作方法
等离子体处理系统ESC高压控制
背景技术：
在半导体工业中，等离子体处理系统可以被用来执行在晶片上的处理(例如刻蚀或沉积)。通常，晶片由静电力固定在静电卡盘(ESC)上以进行处理。为了确保在处理过程中晶片是稳定的，由该ESC的正负端子(terminals)施加在晶片上的静电力可能需要通过调整电力供应而平衡。为了调整该电力供应，到该正端子的正负载电流和到该负端子的负负载电流的值可能需要计算或测量。图IA描绘了示例等离子体处理系统160的示意图。等离子体处理系统160可包括室169。在使用等离子体179进行处理的过程中，在该室内部可能有静电卡盘164以支撑晶片，比如晶片162。等离子体处理系统160可以有直流电力供应166以提供夹持电压172以在卡盘164上固定晶片162。该直流电力供应可以是可编程的，例如，使用偏置控制或者传感器输入198和/或夹持控制197，以设定偏置电压170，其限定该夹持电压172的中心，该夹持电压172可以是具有两个端点的电压，例如，正高压(+HV) 1 和负高压(_HV)130(图 IB的示例中也有显示)。为了保持该晶片162的固定，或“夹持”，在该静电卡盘164上，可能需要调谐偏置电压170到一个状态从而偏置电压170匹配跨越卡盘164的等离子体引起的偏置电压194 ； 等离子体引起的偏置电压194可以不直接测量/调整。所需的状态相当于这样一种状态， 即施加到正端子185的该正负载电流181的值基本上等于施加到负端子186的负负载电流 182的值。如果该负载电流的值是基本上不同的，由正端子185和负端子186所提供的静电力可能是基本上不同的，而晶片162可能倾斜。结果就是，等离子体处理的良率降低。为了保证该负载电流的值基本上相等，该值可能需要测量、采样和/或计算。图IB描绘了一种现有技术布置的示意图，其包括用于测量图IA中的示例所示的正负载电流181的值的隔离放大器132。可以实现类似的布置以测量图IA中所示的负负载电流182的值。在该现有技术布置中，参考图1A-B，直流电力供应166可以通过射频滤波器187和正端子185将正高压129(例如值为2000V)供应到等离子体处理室169 ；射频滤波器187 和正端子185可以用等同的电阻器107表示。该布置可包括位于第一端子151和第二端子 152之间的传感电阻100，第一端子151和第二端子152可以位于具有正高压(+HV) 129的直流电力供应166的端子和等同的电阻器107之间。该布置还可包括通过电阻器117和电阻器118分别与第一端子151和第二端子 152电性耦合的仪器放大器102。仪器102可以被配置为感测第一端子151和第二端子152 之间的电压，也就是ΔΥ171，以利用传感电阻器100的电阻值确定传感电流103的值。为了使仪器放大器102感测M 171，可以使用隔离放大器132向上平移仪器放大器102工作点(或者工作范围)，例如，到约2000V-15V 约2000V+15V的范围。具有高工作点的仪器放大器102能够感测M 171。用于测量电压的典型装备可能只能够测量约-15V 约+15V范围内的电压。为了获得仪器放大器102的高压输出116的值，隔离放大器132也可以被配置为平移输出116到相对于接地电平136在-15V +15V范围内的低压参考输出134。低压参考输出134可以使用典型的电压测量设备测量。然后，可以使用低压参考输出134计算输出116。依次， 可以使用输出116确定M 171的值，M 171的值可被用来确定传感电流103的值。根据该现有技术布置，正负载电流181的值被认为等于传感电流103的值。通常，隔离放大器132可能是很昂贵的。而且，隔离放大器132的性能可能基本上是有限的。一般地，隔离放大器132仅仅能够使仪器放大器102的工作点向上平移到约 2. 5kV。该限制不足以满足有些等离子体处理系统的要求，其具有约6kV甚至更高的高压输入。仪器放大器102还可能有限制。例如，仪器放大器102通常具有从-IOv +IOv 的感测范围。有了这些限制，仪器放大器102不能够满足有些等离子体处理系统的要求。
发明内容
本发明的实施方式涉及等离子体处理系统。该等离子体处理系统可包括置于等离子体处理室内部并被配置为支撑(和夹持)晶片的静电卡盘(ESC)。该ESC可包括用于向该晶片提供第一力的正端子(+ESC)和用于向该晶片提供第二力的负端子(-ESC)。该等离子体处理系统还可包括第一转阻放大器(TIA)和第二 TIA，其被配置为测量第一组电压以用于确定施加到该正端子的正负载电流的值。该等离子体处理系统还可包括第三TIA和第四TIA，其被配置为测量第二组电压以用于确定施加到该负端子的负负载电流的值。该等离子体处理系统还可以包括逻辑或程序以调整偏置电压，从而该正负载电流的值和该负负载电流的值具有相等的大小。该等离子体处理系统还可包括被配置为根据该正负载电流的值和该负负载电流的值中的至少一个确定该ESC的健康状态和剩余寿命中的至少一个的诊断单元。上述摘要仅涉及此处揭露的发明的许多实施方式中的一个，而并不意在限制本文权利要求中所列举的本发明的范围。在下面对本发明的详细说明中，并结合附图，对本发明的这些以及其它特征进行更加详细的描述。
本发明是以附图的各图中所示的示例而非限制的方式说明的，且其中类似的参考标号表示类似的元件，其中图IA描绘了示例等离子体处理系统的示意图。图IB描绘了一种包括用于测量图IA的示例中所示的等离子体处理系统中的正负载电流的值的隔离放大器的现有技术布置的示意图。图2A描绘了根据本发明的一个或多个实施方式，用于测量被施加到等离子体处理系统中的静电卡盘的正端子的正负载电流的值/安培数的布置的示意图。图2B描绘了，根据本发明的一个或多个实施方式，获得该正负载电流的值/安培数的方法的流程图。图2C描绘了获得该正负载电流的值/安培数的数学运算。图3描绘了，根据本发明的一个或多个实施方式，用于获得被施加到图2A-C的示例中讨论的等离子体处理系统中的静电卡盘的负端子的负负载电流的值/安培数的布置的示意图。图4描绘了，根据本发明的一个或多个实施方式，用于优化图2A-C和图3中所讨论的等离子体处理系统中的偏置电压的正负载电流绘图和负负载电流绘图。
具体实施例方式现在参考附图中描绘的本发明的一些实施方式详细地描述本发明。在下面的描述中，列举了许多具体细节以提供对本发明的完全理解。然而，显然，对本领域的技术人员来说，无需这些具体细节中的一些或全部仍然可以实施本发明。在其它情况下，没有对熟知的工艺步骤和/或结构进行详细描述，以免不必要地模糊本发明。本发明的一个或多个实施方式涉及等离子体处理系统。该等离子体处理系统可以包括置于等离子体处理室内并被配置为支撑晶片的静电卡盘(ESC)。该ESC可以包括用于向该晶片提供第一力的正端子(+ESC)和用于向该晶片提供第二力的负端子(-ESC)。正端子(+ESC)和负端子(-ESC)上的高压可以是可编程的并且可控的。该等离子体处理系统还可以包括被配置为测量用于计算施加到该正端子的正负载电流的值的第一组电压的第一转阻放大器(TIA)和第二 TIA。该等离子体处理系统还可以包括被配置为测量用于计算施加到该负端子的负负载电流的值的第二组电压的第三TIA 和第四TIA。该等离子体处理系统还可以包括逻辑或程序(例如，包括在类似于图IA的示例中描绘的偏置控制或者传感器输入198的偏置控制/传感器输入单元)以调整偏置电压，从而该正负载电流的值和该负负载电流的值具有相等的大小并且具有矫正估计的等离子体引起的偏置电压的偏移量。相应地，该第一力和该第二力被平衡，而该晶片被固定到该ESC 上。该等离子体处理系统还可以包括被配置为根据该正负载电流的值和该负负载电流的值中的至少一个确定该ESC的健康状况和剩余寿命中的至少一项的诊断单元(例如， 包括在类似于图IA的示例中描绘的偏置控制或者传感器输入198的偏置控制/传感器输入单元)。该等离子体处理系统还可以包括一个控制单元。该控制单元可以被配置为使用由该第二 TIA测量的第一电压和该第四TIA测量的第二电压中的至少一个控制至少该正端子的第一 ESC电压和该负端子的第二 ESC电压。该第一 ESC电压可以与该第一电压成正比； 该第二 ESC电压可以与该第二电压成正比。相应地，该正负端子的高压可以跟随(或跟踪) 可编程的输入设定点，其独立于其它的工艺变量或环境变量。该第一 ESC电压可以是正的，而该第二 ESC电压可以是负的。在一个或多个实施方式中，例如，当该正端子和该负端子的极性相反时，该第一 ESC电压可能是负的，而该第二 ESC电压可能是正的。该控制单元还可以被配置为控制该第一 ESC电压和该第二 ESC电压之间的差。该差可代表与施加到该晶片的夹持力有关的夹持电压。本发明的一个或多个实施方式涉及在置于等离子体处理室内部的静电卡盘(ESC) 上固定晶片的方法。该ESC可包括用于向该晶片提供第一力的正端子和用于向该晶片提供第二力的负端子。该方法可以包括使用第一元件，将第一转阻放大器(TIA)连接到第一电路上的第一端子。该第一电路可在电力供应和该正端子之间。该第一元件可具有第一电阻。 该方法还包括，使用该第一 TIA，确定第二元件两端间的第一电压。该第二元件可以连接该第一 TIA的两个端点并具有第二电阻。该方法可以还包括，使用第三元件，将第二 TIA连接到该第一电路上的第二端子。 该第三个元件可具有第三电阻。该方法还可以包括，使用该第二 TIA，确定第四元件两端间的第二电压。该第四元件可以连接该第二 TIA的两个端点并具有第四电阻。该方法还可以包括使用该第一电压、该第一电阻、该第二电阻、该第二电压、该第三电阻和该第四电阻中的一个或多个确定施加到该正端子的正负载电流的值。该方法还包括确定施加到该负端子的负负载电流的值。该方法还可以包括使用该正负载电流的值和该负负载电流的值调整偏置电压以平衡该第一力和该第二力。该方法还可以包括将该第一电阻与该第二电阻的比转化为至少第一中间项 (intermediate term)与第二中间项的积。该方法还包括使用该第一电压、该第二电压和该第一中间项计算中间电压项。该方法还可以包括使用该中间电压项、该第二中间项、该第二电压、该第二电阻和该第一端子和该第二端子之间的端子间电阻计算该第一端子和该第二端子之间的端子间电压。确定该正负载电流的值的步骤可以包括使用该第一电压、该第一电阻和该第二电阻确定该第一端子的第一端子电压。确定该正负载电流的值的步骤还可以包括使用该第二电压、该第三电阻和该第四电阻确定该第二端子的第二端子电压。确定该正负载电流的值的步骤还可以包括，使用该第一端子电压、该第二端子电压和该第一端子和该第二端子之间的端子间电阻确定该第一端子和该第二端子之间的端子间电流的值。确定该正负载电流的值的步骤还可以包括，使用该第二电压和该第四电阻，确定从该第二端子到该第二 TIA的端子-TIA间电流的值。可以使用该端子间电流值的值和该端子-TIA间电流值的值确定该正负载电流的值。可以使用类似于确定该正负载电流的值的步骤的步骤确定该负负载电流的值。与该TIA有关的电阻的两个或两个以上的比可以被配置为相等，以简化实现。TIA 两端的两个或两个以上的电阻也可以被配置为相等，以简化实现。该方法还可以包括使用该第二电压和该第四电压中的至少一个控制至少该正端子的第一 ESC电压和该负端子的第二 ESC电压。该方法还可以包括使用该第二电压和该第四电压中的至少一个控制该第一 ESC电压和该第二 ESC电压之间的差。参考下面的各图和讨论可以更好的理解本发明的特征和优点。图2A描绘了根据本发明的一个或多个实施方式，用于测量被施加到等离子体处理系统(类似于图IA中的示例中所示的等离子体处理系统160)中的静电卡盘的正端子的正负载电流215的值/安/培数Iuj的布置的示意图。该等离子体处理系统可以包括电力供应，比如类似于图IA中的示例中所示的直流电力供应166的直流电力供应。该电力供应可以被配置为通过射频滤波器(类似于图IA 的示例中所示的射频滤波器167)向该等离子体处理系统的等离子体处理室(类似于图IA 中的示例中所示的等离子体处理室169)内的静电卡盘(类似于图IA的示例中所示的卡盘 164)的正端子(类似于图IA的示例中所示的正端子185)供应正高压(+HV) 299。该正端子和该射频滤波器的电阻可以由等同的电阻器217表示。在一个或多个实施方式中，由该电力供应提供的夹持电压271，即正高压 (+HV) 299和相应的负高压(_HV)399(在图3的示例中也有显示)，可能超过6kV。例如，正高压(+HV) 299可能是约+4. 5kV，而相应的负高压(-HV) 399可能是约-1. 5kV。在另一个例子中，正高压(+HV) 299可能是约+1.5kV，而相应的负高压(_HV)399可能是约-4. 5kV。偏置电压270，夹持电压271的中心点(在正高压(+HV) 299和负高压(-HV) 399之间)，可以被调谐到与等离子体引起的偏置电压四4匹配。该等离子体处理系统还可以包括电气连接于该电力供应和该正端子之间的电路 (或电力供应路径)上的第一端子251的第一转阻放大器210 (TIA 210)。第一 TIA 210可以通过具有第一电阻值RDl的第一元件/电阻器20 与第一端子251耦合。具有第二电阻值RD2的第二元件/电阻器209a可以跨越第一 TIA 210的两个端点实现。RDl和RD2的比可以是选定的，以简化对正负载电流215的测量。作为示例，RD1与RD2的比可以被配置为 600。该等离子体处理系统还可以包括通过也具有该第一电阻值RD1的第三元件/电阻器20 电气连接于该电力供应路径上的第二端子252的第二 TIA 208。在一个或多个实施方式中，第三元件/电阻器20 可具有不同的电阻值(除了 RD1之外)。也具有该第二电阻值RD2的第四元件/电阻器209b可以跨越TIA 208的两个端点实现。在一个或多个实施方式中，第四元件/电阻器209b可具有不同的电阻值(除了 RD2之外)。图2B描绘了，根据本发明的一个或多个实施方式，获得正负载电流215的值/安培数ILP的方法的流程图。正负载电流215可以代表供应到该的该等离子体处理室中的该静电卡盘的该正端子的电流。参考图2A-B，该过程开始于步骤272，其中第二 TIA 208可以测量元件209b两端的电压VD2 (具有规定的电阻值RD2)。相应地，第二端子252的电压V2可以使用VD2和RD1 与RD2的比计算。在RD1ZiRD2 = 600的示例中，V2可以使用V2 = _VD2*600来计算。V2还可以表示该ESC的正端子(+ESC)的电压。V2可以是正的。当该正端子和该负端子的极性反转时，V2还可以是负的。类似地，TIA 210可以测量元件209a两端的电压VD1。在第一端子251，电压V1 (其代表正高压四9的值)可以使用VD1和RD1与RD2的比来计算。在RD1AD2 = 600的示例中， V1可以使用V1 = -VD1^OO计算。在步骤274中，第一端子251和第二端子252之间的传感电阻器250 (具有电阻值 Rs)两端的电压V12可以由从V1 229减去V2确定，即V12 = V1-V20在步骤276中，穿越传感电阻器250的电流204的电流量/安培数Isp可以用V12 除以&确定，即Isp = V12As。在步骤278中，从第二端子252到第二 TIA 208的电流206的电流量/安培数Iq2p 可以用VD2除以RD2确定，即Itl2p = VD2/RD2。在步骤280中，正负载电流215的电流量/安培数Iuj可以用Isp减去Iq2p确定，即， T =T-T可以实现类似于图2A的示例中所示的布置的布置以获得与该等离子体处理系统中的负高压399有关的负负载电流的值。可以实现类似于图2B的示例中所示的方法的方
10法以获得该负负载电流的值。图2C描绘了用于获得正负载电流215的值/安培数Iuj的数学运算。如等式241所示，中间电压项Visp可以使用VD1和VD2之间的差和中间项X来计算，即Visp = (VD「VD2) * (-X)。然后，如等式242所示，八￥可以使用另一个中间项￥、中间电压项％『￥02、指定的 Rs 以及指定的 RD2 来计算，即 Δ V = (Y) * (VISP) + (VD2) * (RS/RD2)。中间项X和Y的值可以根据RD1与RD2的比，以及TIA和用于测量电压值的其它设备的性能来确定。特别地，中间项X和Y的积有关于(pertain to)RD1与RD2的比。在RD1/ RD2 = 600的示例中，中间项X可以是-60，而中间项Y可以是10。在一个或多个实施方式中，中间项X可以是-30，而中间项Y可以是20。如等式243所示，正负载电流215的值Iuj可以用Δ V除以&计算，即Iuj = (AV)/ (Rs)0有益地，该RD1Z^RD2比值可以被减小为更小的中间项X和Y，从而可以方便地测量根据本发明的实施方式的电压值。例如，本发明的实施方式所涉及的该电压值可以通过调整中间项X和Y的值被调谐到落入各TIA的最优工作范围内。图3描绘了，根据本发明的一个或多个实施方式，用于获得施加到图2A-C中讨论的该等离子体处理系统中的该静电卡盘的负端子的负负载电流315的值/安培数的布置的示意图。该电力供应可被配置为通过射频滤波器向该等离子体处理系统的该等离子体处理室内部的该静电卡盘的负端子供应负高压399。该负端子和该射频滤波器的电阻可以由等同的电阻器317表示。该等离子体处理系统可以进一步包括配置为提供用于计算穿越传感电阻350的传感电流314的值Isn的电压的测量的第三ΤΙΑ310和第四TIA 308。第四TIA 308还可以被配置为提供用于计算穿过元件/电阻器30 从第二端子352到第四TIA 308的电流306 的值/安培数Ι 2Ν的电压测量。相应地，1 可以使用Isn和Ι 2Ν计算。图3的示例中所示的布置可以类似于图2A的示例中所示的布置，而使用图3的示例中所示的布置的方法可以类似于图2B-C的示例中所示的方法。该等离子体处理系统可以进一步包括夹持控制单元。该夹持控制单元可被配置为使用由第二 TIA 208测量的VD2和由第四TIA 308测量的VD4中的至少一个控制该正端子 (+ESC)的第一 ESC电压V2和该负端子(-ESC)的第二 ESC电压V4中的至少一个。如前该， V2可以正比于VD2。类似地，V4可以正比于VD4。特别地，该夹持控制单元可以控制V2和V4 之间的差。V2和V4之间的差还被认为是与施加到该ESC支撑的该晶片的夹持力有关的夹持电压。图4描绘了，根据本发明的一个或多个实施方式，用于优化图2A-C和图3中讨论的该等离子体处理系统中的偏置电压的正负载电流绘图406和负负载电流绘图408。如图 4的示例中所示，在等离子体处理系统中，等离子体引起的偏置电压四4的减少(相对于为了在静电卡盘上固定晶片而优化的偏置电压40 可以相应于供应与该正负载电流的增加以及相应于该负负载电流的减少。该正负载电流的值可以使用根据图2A-C的示例中所示的本发明的一个或多个实施方式的一种或多种布置和/或方法获得。该负负载电流的值可以使用根据图3的示例中的一个或多个所示的本发明的一个或多个实施方式的和/或类似于图2A-C的示例中所示的一种或多种布置和/或方法获得。为了在静电卡盘上稳固地固定，或者“夹持”，晶片，需要通过该卡盘的正负端子施加基本上相等的、平衡的力。为了保持由该卡盘的正负端子提供的基本上相等的、平衡的力，该正负载电流和该负负载电流的值需要保持基本上相等。在本发明的一个或多个实施方式中，偏置电压402可被调谐(例如，如使用类似于偏置控制或者传感器输入198的控制单元中的自动控制程序编程和/或配置于电力供应中)，从而该正负载电流和该负负载电流的值可以大体上相等，如图4的示例中的正负载电流绘图406和负负载电流绘图408的交叉点405所示。在图4的示例中，为该晶片提供稳固而平衡的夹持的偏置电压402的值可以为大约-800V，其相应于该正负载电流和该负负载电流两者6. 6*10-6A的安培数。在一个或多个实施方式中，所获得的该正负载电流和/或该负负载电流的安培数可用于确定该静电卡盘的健康状态和/或预期寿命。从前文中可以看出，本发明的各实施方式可以提供等离子体处理系统中的该正负载电流和该负负载电流的安培数/值而不需要昂贵的隔离放大器。好处在于，与获得该值有关的花费可以减少。进一步，无需依赖隔离放大器和仪器放大器，本发明的实施方式能够提供工作于典型的隔离放大器(和典型的仪器放大器，其仅仅工作于有限范围内，比如-IOV +10V) 的性能之外的电压水平的等离子体处理系统中的正负载电流和负负载电流的值。使用TIA， 高压可以通过实现该电力供应路径和该TIA之间的高电阻而缩小。进一步，中间电压和中间项可以被用于使得测量可以在各TIA的最佳范围内进行。因此，本发明的各实施方式对于甚高压等离子体处理系统是特别有用的。本发明的实施方式还考虑到了从该电力供应路径上的端子流向该TIA的电流。优势在于，本发明的各实施方式可以提供更精确的负载电流值，从而提供对用于在静电卡盘上固定晶片的偏置电压的更精确的控制。优势在于，本发明的实施方式可以在等离子体处理中带来更高的良率。尽管本发明是根据若干实施方式进行描述的，然而存在落入本发明范围的变更、 置换和等同。还应当注意，存在许多实现本发明的方法和装置的替代方式。而且，本发明的各实施方式可能在其它应用中加以使用。此处提供的发明摘要部分是为了方便，而且由于字数限制，可能相应地为了阅读方便而进行撰写，并且不应当被用于限制权利要求的范围。 因此，所附权利要求意在被解释为包括所有这些变更、置换和等同，均落入本发明的真实精神和范围。
权利要求
1.一种用于在等离子处理系统内处理过程中固定晶片的装置，包括 电源；静电卡盘(ESC)，位于等离子处理室内部，并被配置为支撑该晶片，该ESC包括正端子和负端子，其中将正高压经由RF过滤器提供至该正端子，并将负高压经由该RF过滤器提供至该负端子；第一转阻放大器(TIA)和第二 TIA，其被配置为测量第一组电压以用于确定施加到该正端子的正负载电流的值；第三TIA和第四TIA，其被配置为测量第二组电压以用于确定施加到该负端子的负负载电流的值；以及配置为使用该正负载电流的值和该负负载电流的值调整偏置电压以平衡该第一力和该第二力的程序。
2.一种用于在等离子处理系统内部的静电卡盘(ESC)上固定晶片的方法，该ESC包括用于向该晶片提供第一力的正端子以及用于向该晶片提供第二力的负端子，该方法包括使用电源用以向该正端子提供正电压以及向该负端子提供负电压； 经由第一元件，将第一转阻放大器(TIA)连接至第一端子，该第一端子设置在第一电通路上，该第一电通路介于该电源和该正端子之间，该第一元件具有第一电阻；使用该第一 TIA，确定第二元件两端间的第一电压，该第二元件连接该第一 TIA的两个端点并具有第二电阻；使用第三元件，将第二 TIA连接至该第一电通路上的第二端子，该第三元件具有第三电阻；使用该第二 TIA，确定第四元件两端间的第二电压，该第四元件连接该第二 TIA的两个端点并具有第四电阻；使用该第一电压、该第一电阻、该第二电阻、该第二电压、该第三电阻、以及该第四电阻中的一个或多个，确定施加到该正端子上的正负载电流的值； 确定施加到该负端子上的负负载电流的值；以及使用该正负载电流的值和该负负载电流的值调整偏置电压，用以平衡该第一力和该第二力。
3.根据权利要求2所述的方法，其中调整该偏置电压以产生该正负载电流的大小和该负负载电流的大小之间的偏移，而该偏移被用来矫正预估的等离子体引起的偏置电压的误差。
4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括根据该正负载电流的值和该负负载电流的值中的至少一个来确定该ESC的健康状态和剩余寿命中的至少一个。
5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括使用该第一电压和该第二电压中的至少一个来控制至少该正端子处的该第一电压和该负端子处的该第二电压。
6.根据权利要求2所述的方法，进一步包括配置该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻、和该第四电阻，从而该第一电阻与该第二电阻的比等于该第三电阻与该第四电阻的比。
7.根据权利要求2所述的方法，进一步包括配置该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻、和该第四电阻，从而该第一电阻等于该第三电阻而该第二电阻等于该第四电阻。
8.根据权利要求2所述的方法，进一步包括将该第一电阻与该第二电阻的比转化为至少第一中间项和第二中间项的积。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括使用该第一电压、该第二电压和该第一中间项计算中间电压项。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括使用该中间电压项、该第二中间项、该第二电压、该第二电阻、和该第一端子和该第二端子之间的端子间电阻来计算该第一端子和该第二端子之间的端子间电压。
11.一种用于在等离子处理系统内部的静电卡盘(ESC)上固定晶片的装置，该ESC包括用于向该晶片提供第一力的正端子和用于向该晶片提供第二力的负端子，该装置包括电源，用于向该正端子提供正负载电流以及向该负端子提供负负载电流； 第一转阻放大器(TIA)和第二 TIA，其配置为测量第一组电压以用于确定该正负载电流的值；用于确定该负负载电流的值的一个或多个设备；以及配置为使用该正负载电流的值与该负负载电流的值调整偏置电压，以平衡该第一力和该第二力。
12.根据权利要求11所述的装置，其中调整该偏置电压以产生该正负载电流的大小和该负负载电流的大小之间的偏移，且该偏移被用于矫正预估的等离子体引起的偏置电压的误差。
13.根据权利要求11所述的装置，进一步包括配置为根据该正负载电流的值和该负负载电流的值中的至少一个来确定该ESC的健康状态和剩余寿命中的至少一个的诊断单元。
14.根据权利要求11所述的装置，进一步包括配置为使用该第一电压和该第二电压中的至少一个，来至少控制该正端子处的第一电压和该负端子处的第二电压的控制单元。
15.根据权利要求11所述的装置，进一步包括第一元件，其配置为连接该第一 TIA至第一电通路，该第一电通路介于电源和该正端子之间，该第一元件具有第一电阻；第二元件，连接该第一 TIA的两端点，该第二元件具有第二电阻； 第三元件，其配置为连接该第二 TIA至该第一电通路，该第三元件具有第三电阻；以及第四元件，连接该第二 TIA的两端点，该第四元件具有第四电阻； 其中该第三电阻与该第四电阻的比等于该第一电阻与该第二电阻的比。
16.根据权利要求15所述的装置，其中该第三电阻等于该第一电阻。
17.根据权利要求15所述的装置，其中该第一电阻与该第二电阻的比等于该第三电阻与该第四电阻的比。
18.根据权利要求15所述的装置，其中该一个或多个设备包括第三TIA和第四TIA，其配置为测量第二组电压用以确定该负负载电流的值，该装置进一步包括第五元件，配置为将该第三TIA连接至第二电通路，该第二电通路介于该电源和该负端子之间，该第五元件具有第五电阻；第六元件，连接该第三TIA的两端点，该第六元件具有第六电阻；第七元件，配置为将该第四TIA连接至该第二电通路，该第七元件具有第七电阻；以及第八元件，连接该第四TIA的两端点，该第八元件具有第八电阻，其中该第七电阻与该第八电阻的比等于该第五电阻与该第六电阻的比。
19.根据权利要求18所述的装置，其中该第七电阻等于该第五电阻。
20.一种用于在等离子处理系统内部的静电卡盘(ESC)上固定晶片的装置，该ESC包括用于向该晶片提供第一力的正端子以及向该晶片提供第二力的负端子，该装置包括用于向该正端子提供正负载电流以及向该负端子提供负负载电流的电源；用于确定该正负载电流的值的一个或多个设备；第一转阻放大器(TIA)和第二 TIA，配置为测量一组电压，用于确定该负负载电流的值；以及配置为使用该正负载电流的值和该负负载电流的值来调整偏置电压，用以平衡该第一力和该第二力的程序。
21.一种用于处理晶片的等离子处理系统，该等离子处理系统包括静电卡盘(ESC)，设置在等离子处理室内并配置为支撑该晶片，该ESC包括用于向该晶片提供第一力的正端子和用于向该晶片提供第二力的负端子；第一电路装置，配置为测量至少第一电压，用以确定施加至该正端子的正负载电流的值；第二电路装置，配置为测量至少第二电压，用以确定施加至该负端子的负负载电流的值；以及电路，配置为使用该正负载电流的值和该负负载电流的值来调整偏置电压，用以平衡该第一力和该第二力。
22.根据权利要求21所述的等离子处理系统，其中调整该偏置电压以产生该正负载电流的大小和该负负载电流的大小之间的偏移，且该偏移被用于矫正预估的等离子体引起的偏置电压的误差。
23.根据权利要求21所述的等离子处理系统，进一步包括配置为根据该正负载电流的值和该负负载电流的值中的至少一个来确定该ESC的健康状态和剩余寿命中的至少一个的诊断单元。
24.根据权利要求21所述的等离子处理系统，进一步包括配置为使用由该第一电路装置测量的第一电压和由该第二电路装置测量的第二电压中的至少一个，来控制该正端子处的第一 ESC电压与该负端子处的第二 ESC电压之间的差的控制单元，该第一 ESC电压正比于该第一电压，该第二 ESC电压正比于该第二电压。
25.根据权利要求21所述的等离子处理系统，其中配置为调整该偏置电压的该电路代表执行程序的逻辑电路。
26.根据权利要求21所述的等离子处理系统，其中该第一电路装置至少包括一个转阻放大器(TIA)。
27.根据权利要求21所述的等离子处理系统，其中该第二电路装置至少包括一个转阻放大器(TIA)。
28.根据权利要求21所述的等离子处理系统，其中该第一电路装置至少包括一个转阻放大器，并且其中该第二电路装置至少包括另一个转阻放大器。
29.一种用于在等离子处理系统内部的静电卡盘(ESC)上固定晶片的方法，该ESC包括用于向该晶片提供第一力的正端子和用于向该晶片提供第二力的负端子，该方法包括使用电源向该正端子提供正电压，以及向该负端子提供负端子；使用耦合至该正端子的第一电路装置，至少测量第一电压，用于确定施加至该正端子的正负载电流的值；使用耦合至该负端子的第二电路装置，至少测量第二电压，用于确定施加至该负端子的负负载电流的值；以及使用该正负载电流的值和该负负载电流的值来调整偏置电压，用以平衡该第一力和该第二力。
30.根据权利要求四所述的方法，其中调整该偏置电压以产生该正负载电流的大小和该负负载电流的大小之间的偏移，且该偏移被用来矫正预估的等离子体引起的偏置电压的误差。
31.根据权利要求四所述的方法，进一步包括配置为根据该正负载电流的值和该负负载电流的值中的至少一个来确定该ESC的健康状态和剩余寿命中的至少一个的诊断单元。
32.根据权利要求四所述的方法，其中该调整是使用程序实现的。
33.根据权利要求四所述的方法，其中该调整是使用逻辑电路实现的。
34.根据权利要求四所述的方法，其中该第一电路装置包括至少一个转阻放大器 (TIA)。
35.根据权利要求四所述的方法，其中该第二电路装置包括至少一个转阻放大器 (TIA)。
36.根据权利要求四所述的方法，其中该第一电路装置至少包括一个转阻放大器，并且其中该第二电路装置至少包括另一个转阻放大器。
37.一种用于处理晶片的等离子处理系统，该等离子处理系统包括静电卡盘(ESC)，设置在等离子处理室内部，并配置为支撑该晶片，该ESC包括用于向该晶片提供第一力的正端子以及用于向该晶片提供第二力的负端子；配置为测量至少第一电压，用于确定施加至该正端子的正负载电流的值的装置； 配置为测量至少第二电压，用于确定施加至该负端子的负负载电流的值的装置；以及使用该正负载电流的值和该负负载电流的值，调整偏置电压，用于平衡该第一力和该第二力的装置。
38.根据权利要求37所述的等离子处理系统，其中调整该偏置电压以产生该正负载电流的大小与该负负载电流的大小之间的偏移，并且该偏移被用以矫正预估的等离子体引起的偏置电压的误差。
39.根据权利要求37所述的等离子处理系统，进一步包括根据该正负载电流的值和该负负载电流的值中的至少一个来确定该ESC的健康状态和剩余寿命中的至少一个的诊断单元。
40.根据权利要求37所述的等离子处理系统，进一步包括使用由该第一电路装置测量的第一电压与由该第二电路装置测量的第二电压中的至少一个，用于控制该正端子处的第一 ESC电压与该负端子处的第二 ESC电压之差的装置，该第一 ESC电压正比于该第一电压， 该第二 ESC电压正比于该第二电压。
全文摘要
揭示了一种等离子体处理系统。该等离子体处理系统可包括置于等离子体处理室内部并被配置为支撑晶片的静电卡盘(ESC)。该ESC可包括用于向该晶片提供第一力的正端子(+ESC)和用于向该晶片提供第二力的负端子(-ESC)。该等离子体处理系统还可包括被配置为测量用于计算施加到该正端子的正负载电流的值的第一组电压的第一转阻放大器(TIA)和第二TIA。该等离子体处理系统还可包括被配置为测量用于计算施加到该负端子的负负载电流的值的第二组电压的第三TIA和第四TIA。
文档编号H01L21/683GK102569134SQ20121002345
公开日2012年7月11日 申请日期2008年5月30日 优先权日2007年6月1日
发明者拉尔夫·战平·鲁, 赛义德·贾法·雅法良-特哈妮 申请人:朗姆研究公司