使用模型確定與等離子體系統關聯的離子能量的制作方法
【專利摘要】本發明涉及使用模型確定與等離子體系統關聯的離子能量，具體描述了用于確定離子能量的系統和方法。這些方法中的一種包括：檢測發生器的輸出以識別出發生器輸出復電壓和電流(V＆I)。所述發生器耦合到阻抗匹配電路，而所述阻抗匹配電路耦合到靜電卡盤（ESC）。該方法進一步包括：從所述發生器輸出復V＆I確定沿著所述阻抗匹配電路的模型的輸出和所述ESC的模型之間的路徑的點處的投射的復V＆I。所述投射的復V＆I的確定的操作使用所述路徑中的至少部分的模型來執行。該方法包括施加所述投射的復V＆I作為函數的輸入以將所述投射的復V＆I映射到在所述ESC模型處的晶片偏置值，并從所述晶片偏置值確定離子能量。
【專利說明】使用模型確定與等離子體系統關聯的離子能量

【技術領域】
[0001]本發明涉及使用模型確定與等離子體系統關聯的離子能量。

【背景技術】
[0002]在基于等離子體的系統中，在等離子體室內產生等離子體以在晶片上執行各種操作，例如，蝕刻、清潔、沉積等。對等離子體進行監測和控制，從而控制各種操作的執行。例如，通過使用偏置補償設備來測量等離子體室內的靜電卡盤偏置以及通過使用阻抗匹配電路的輸出處的電壓探針來測量射頻(RF)電壓，從而監測等離子體。通過控制提供給等離子體室的射頻功率的量來控制等離子體。
[0003]然而，使用偏置補償設備和電壓探針來監測和控制操作的性能可能無法提供令人滿意的結果。此外，晶片偏置和RF電壓的監測可能是昂貴和費時的操作。
[0004]在這種背景下，提出了本公開中所描述的實施方式。


【發明內容】

[0005]本公開的實施方式提供了用于使用模型確定與等離子體系統關聯的離子能量的裝置、方法和計算機程序。應當理解，本發明的實施方式能以多種方式實現，例如，以工藝、裝置、系統、硬件、或者計算機可讀介質上的方法實現。下面描述若干實施方式。
[0006]在一些實施方式中，描述了用于確定離子能量的方法。該方法包括:識別在射頻(RF)發生器的輸出位置測得的當所述RF發生器經由阻抗匹配電路耦合到等離子體室時的第一復電壓和電流。所述阻抗匹配電路具有耦合到所述RF發生器的所述輸出的輸入和耦合到RF傳輸線的輸出。所述方法還進一步包括基于所述阻抗匹配電路中所定義的電氣部件生成阻抗匹配模型，所述阻抗匹配模型具有輸入和輸出。所述阻抗匹配模型的所述輸入接收所述第一復電壓和電流，所述阻抗匹配模型具有一個或多個元件。所述方法還包括傳送所述第一復電壓和電流通過所述阻抗匹配模型的所述元件以確定第二復電壓和電流。所述方法還包括獲得峰值電壓；基于所述第二復電壓和電流確定晶片偏置；以及基于所述晶片偏置和所述峰值電壓確定所述離子能量。
[0007]在各種實施方式中，描述了用于確定離子能量的等離子體系統。該等離子體系統包括:用于產生射頻(RF)信號的RF發生器。所述RF發生器與電壓和電流探針相關聯。所述電壓和電流探針被配置來測量在所述RF發生器的輸出位置的第一復電壓和電流。所述等離子體系統還包括耦合到所述RF發生器的阻抗匹配電路和經由RF傳輸線耦合到所述阻抗匹配電路的等離子體室。所述阻抗匹配電路具有耦合到所述RF發生器的所述輸出的輸入和耦合到所述RF傳輸線的輸出。所述等離子體系統包括耦合到所述RF發生器的處理器。所述處理器被設置成:識別所述第一復電壓和電流以及基于所述阻抗匹配電路中所定義的電氣部件生成阻抗匹配模型。所述阻抗匹配模型具有輸入和輸出，所述阻抗匹配模型的所述輸入接收所述第一復電壓和電流。所述阻抗匹配模型具有一個或多個元件。所述處理器進一步配置為傳送所述第一復電壓和電流通過所述阻抗匹配模型的所述元件以確定第二復電壓和電流；獲得峰值電壓；基于所述第二復電壓和電流確定晶片偏置；以及基于所述晶片偏置和所述峰值電壓確定所述離子能量。
[0008]描述了一種用于確定離子能量的計算機系統。該計算機系統包括:處理器，其被配置成識別在射頻(RF)發生器的輸出位置測得的當所述RF發生器經由阻抗匹配電路耦合到等離子體室時的第一復電壓和電流。所述阻抗匹配電路具有耦合到所述RF發生器的所述輸出的輸入和耦合到RF傳輸線的輸出。所述處理器還被配置為基于所述阻抗匹配電路中所定義的電氣部件生成阻抗匹配模型。所述阻抗匹配模型具有輸入和輸出。所述阻抗匹配模型的所述輸入接收所述第一復電壓和電流。所述阻抗匹配模型具有一個或多個元件。所述處理器還被配置為傳送所述第一復電壓和電流通過所述阻抗匹配模型的所述元件以確定第二復電壓和電流；獲得峰值電壓；基于所述第二復電壓和電流確定晶片偏置；以及基于所述晶片偏置和所述峰值電壓確定所述離子能量。所述計算機系統還包括耦合到所述處理器的存儲設備，所述存儲設備被配置來存儲所述離子能量。
[0009]上述實施方式的一些優點包括:確定離子能量而不需要將電壓探針耦合到阻抗匹配電路的輸出，并且不需要使用偏置補償設備來測量晶片偏置。獲得電壓探針和偏置補償電路可以是高代價的。相比而言，在不需要將電壓探針耦合到阻抗匹配電路的輸出并且不需要使用偏置補償電路的情況下確定離子能量。不使用電壓探針和偏置補償電路能節省與電壓探針以及偏置補償電路相關的成本和時間以及精力。
[0010]另外，電壓探針和偏置補償電路在襯底的制造、加工、清洗等過程中可能出現故障或可能無法操作。電壓和電流探針符合預設公式并且比電壓探針更可靠且更精密，電壓和電流探針結合使用模型電路以確定射頻(RF)電壓，并使用該RF電壓來確定晶片偏置。基于該晶片偏置和該RF電壓來確定離子能量。使用電壓和電流探針所測得的RF電壓和晶片偏置比基于由電壓探針測得的電壓所確定的靜電卡盤偏置，對離子能量提供更好的精度。
[0011]根據接下來的詳細描述，結合附圖，其它方面會變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]通過參考接下來的描述，結合附圖，這些實施方式可被最好地理解。
[0013]圖1是根據本公開中所描述的實施方式的用于確定在阻抗匹配模型的輸出位置的、在射頻(RF)傳輸模型中的部分的輸出位置的以及在靜電卡盤(ESC)模型的輸出位置的變量的系統的框圖。
[0014]圖2是根據本公開中所描述的實施方式的用于確定在RF傳輸模型部分的輸出位置的復電壓和電流的方法的流程圖。
[0015]圖3A是根據本公開中所描述的實施方式的系統的框圖，其用于圖解阻抗匹配電路。
[0016]圖3B是根據本公開中所描述的實施方式的阻抗匹配模型的電路圖。
[0017]圖4是根據本公開中所描述的實施方式的系統的圖形，其用于圖解RF傳輸線。
[0018]圖5A是根據本公開中所描述的實施方式的系統的框圖，其用于圖解RF傳輸線的電路模型。
[0019]圖5B是根據本公開中所描述的實施方式的電路的圖形，其用于圖解RF傳輸模型的隧道和帶(strap)模型。
[0020]圖5C是根據本公開中所描述的實施方式的電路的圖形，其用于圖解隧道和帶(strap)模型。
[0021]圖6是根據本公開中所描述的實施方式的電路的圖形，其用于圖解柱體和ESC模型。
[0022]圖7是根據本公開中所描述的實施方式的包括濾波器的用來確定變量的等離子體系統的框圖。
[0023]圖8A是根據本公開中所描述的實施方式的系統的圖形，其用于圖解提高變量的精度的濾波器的模型。
[0024]圖SB是根據本公開中所描述的實施方式的系統的圖形，其用于圖解濾波器的模型。
[0025]圖9是根據本公開中所描述的實施方式的用于利用電壓和電流探針來測量在圖1的系統的RF發生器的輸出位置的變量的系統的框圖。
[0026]圖10是根據本公開中所描述的實施方式的系統的框圖，其中電壓和電流探針以及通信設備位于RF發生器的外面。
[0027]圖11是根據本公開中所描述的實施方式的系統的框圖，其中使用了利用圖1的系統確定的變量的值。
[0028]圖12A是根據本公開中所描述的實施方式的圖解當X MHz RF發生器開通(on)時在通過使用探針在圖1的系統內的節點位置測得的變量和利用圖2的方法確定的變量之間的相關性的圖形。
[0029]圖12B是根據本公開中所描述的實施方式的圖解當，MHz RF發生器開通時在通過使用探針在圖1的系統內的節點位置測得的變量和利用圖2的方法確定的變量之間的相關性的圖形。
[0030]圖12C是根據本公開中所描述的實施方式的圖解當z MHz RF發生器開通時在通過使用探針在圖1的系統內的節點位置測得的變量和利用圖2的方法確定的變量之間的相關性的圖形。
[0031]圖13是根據本公開中所描述的實施方式的用于確定阻抗匹配模型的、RF傳輸模型的、或ESC模型的模型節點位置的晶片偏置的方法的流程圖。
[0032]圖14是根據本公開中所描述的實施方式的圖解用于生成晶片偏置的晶片偏置發生器的狀態圖。
[0033]圖15是根據本公開中所描述的實施方式的用于確定沿著阻抗匹配模型和ESC模型之間的路徑的某點處的晶片偏置的方法的流程圖。
[0034]圖16是根據本公開中所描述的實施方式的用于確定在模型的節點位置的晶片偏置的系統的框圖。
[0035]圖17是根據本公開中所描述的實施方式的用于確定在圖1的系統的模型節點位置的晶片偏置的方法的流程圖。
[0036]圖18是根據本公開中所描述的實施方式的用于圖解不是通過使用電壓探針而是通過使用圖13、圖15、或圖17的方法來確定晶片偏置的優點的系統的框圖。
[0037]圖19A是根據本公開中所描述的實施方式的圖解當7和成取RF發生器開通時通過使用電壓探針在圖1的等離子體系統的節點位置測得的變量和利用圖2、13、15、或17的方法確定的在相應的模型節點輸出處的變量之間的相關性的圖形的實施方式。
[0038]圖19B是根據本公開中所描述的實施方式的圖解當X和zMHz RF發生器開通時通過使用電壓探針在圖1的等離子體系統的節點位置測得的變量和利用圖2、13、15、或17的方法確定的在相應的模型節點輸出處的變量之間的相關性的圖形的實施方式。
[0039]圖19C是根據本公開中所描述的實施方式的圖解當X和yMHz RF發生器開通時通過使用電壓探針在圖1的等離子體系統的節點位置測得的變量和利用圖2、13、15、或17的方法確定的在相應的模型節點輸出處的變量之間的相關性的圖形的實施方式。
[0040]圖20A是根據本公開中所描述的實施方式的用于圖解當X MHz RF發生器開通時，在利用傳感器工具測得的有線晶片偏置(wired wafer bias)、利用圖13、15、或17的方法確定的模型晶片偏置和該模型偏置中的誤差之間的相關性的圖形。
[0041]圖20B是根據本公開中所描述的實施方式的用于圖解當y MHz RF發生器開通時，在利用傳感器工具測得的有線晶片偏置、利用圖13、15、或17的方法確定的模型偏置和該模型偏置中的誤差之間的相關性的圖形。
[0042]圖20C是根據本公開中所描述的實施方式的用于圖解當z MHz RF發生器開通時，在利用傳感器工具測得的有線晶片偏置、利用圖13、15、或17的方法確定的模型偏置和該模型偏置中的誤差之間的相關性的圖形。
[0043]圖20D是根據本公開中所描述的實施方式的用于圖解當X和y MHz RF發生器開通時，在利用傳感器工具測得的有線晶片偏置、利用圖13、15、或17的方法確定的模型偏置和該模型偏置中的誤差之間的相關性的圖形。
[0044]圖20E是根據本公開中所描述的實施方式的用于圖解當X和z MHz RF發生器開通時，在利用傳感器工具測得的有線晶片偏置、利用圖13、15、或17的方法確定的模型偏置和該模型偏置中的誤差之間的相關性的圖形。
[0045]圖20F是根據本公開中所描述的實施方式的用于圖解當y和z MHz RF發生器開通時，在利用傳感器工具測得的有線晶片偏置、利用圖13、15、或17的方法確定的模型偏置和該模型偏置中的誤差之間的相關性的圖形。
[0046]圖20G是根據本公開中所描述的實施方式的用于圖解當x、y和z MHz RF發生器開通時，在利用傳感器工具測得的有線晶片偏置、利用圖13、15、或17的方法確定的模型偏置和該模型偏置中的誤差之間的相關性的圖形。
[0047]圖21是根據本公開中所描述的實施方式的圖1的系統的主機系統的框圖。
[0048]圖22是用于圖解從晶片偏置和峰值幅值確定離子能量的函數的圖形。

【具體實施方式】
[0049]下列實施方式描述了用于使用模型確定與等離子體系統關聯的離子能量的系統和方法。顯而易見，這些實施方式可在沒有這些具體細節中的一些或全部的情況下實施。另一方面，公知的工藝操作沒有被詳細描述以免不必要地使這些實施方式難以理解。
[0050]圖1是用于確定在阻抗匹配模型104的輸出位置的、在RF傳輸模型161的部分173的輸出(例如，模型節點Nlm)位置的、以及在靜電卡盤(ESC)模型125的輸出(例如，模型節點N6m)位置的變量的系統126的實施方式的框圖，RF傳輸模型161是RF傳輸線113的模型。變量的例子包括復電壓、復電流、復電壓和電流、復功率、離子能量、晶片偏置等。RF傳輸線113具有輸出，例如節點N2。電壓和電流(VI)探針110測量在X MHz RF發生器的輸出(例如，節點N3)位置的復電壓和電流VxMHz、Ixmhz和qpxvmz，例如，第一復電壓和電流。應當注意，Vxmhz代表電壓幅值，Ixmhz代表電流幅值,而<PXMHZ代表Vxmhz和Ixmhz之間的相位。阻抗匹配模型104具有輸出，例如，模型節點Mm。
[0051]此外，電壓和電流探針111測量在y MHz RF發生器的輸出位置(例如，節點N5)的復電壓和電流VyMHz、IyMHz應當注意，VyMHz代表電壓幅值，IyMHz代表電流幅值，而iPyMHz代表Vylffiz和Iylfflz之間的相位。
[0052]在一些實施方式中，節點是設備的輸入點、設備的輸出點或者設備內的點。下面描述此處所使用的設備。
[0053]在各種實施方式中，電壓幅值包括零-峰幅值、或峰-峰幅值或均方根(RMS)幅值，其屬于RF信號的一個或多個射頻值。在一些實施方式中，電流幅值包括零-峰幅值、或峰-峰幅值、或RMS幅值，其屬于RF信號的一個或多個射頻值。在一些實施方式中，功率幅值是電壓幅值、電流幅值、該電流幅值和該電壓幅值之間的相位的積。
[0054]X MHz 的示例包括 2MHz、27MHz 和 60MHz。y MHz 的示例包括 2MHz、27MHz 和 60MHz。X MHz不同于Y MHz。例如，當X MHz為2MHz時，y MHz為27MHz或者60MHz。當x MHz為27MHz 時，y MHz 是 60MHz。
[0055]各個VI探針110和111的示例包括符合預設公式的VI探針。預設公式的示例包括由開發用于傳感器的標準的協會所遵循的標準。預設公式的另一示例包括美國國家標準技術研究院(NIST)標準。所示電壓和電流探針110或111根據NIST標準進行校準。在該圖示中，電壓和電流探針110或111與開路、短路或者已知負載耦合以校準電壓和電流探針110或111從而符合NIST標準。電壓和電流探針110或111可首先與開路耦合，接著與短路耦合，然后與已知負載耦合從而基于NIST標準校準電壓和電流探針110。電壓和電流探針110或111可按任意順序耦合到已知負載、開路和短路從而根據NIST標準校準電壓和電流探針I1或111。已知負載的示例包括50歐姆的負載、100歐姆的負載、200歐姆的負載、靜態負載、直流(DC)負載、電阻器，等等。所示的各個電壓和電流探針110和111根據NIST-可追溯標準進行校準。
[0056]電壓和電流探針110耦合到X MHz RF發生器的輸出，例如節點N3。x MHz RF發生器的輸出，例如節點N3，經由纜線150耦合到阻抗匹配電路114的輸入153。此外，電壓和電流探針111耦合到yMHz RF發生器的輸出，例如節點N5。y MHz RF發生器的輸出(例如節點N5)經由纜線152耦合到阻抗匹配電路114的另一輸入155。
[0057]阻抗匹配電路114的輸出(例如節點N4)耦合到RF傳輸線113的輸入。RF傳輸線113包括部分169和另一部分195。部分169的輸入是RF傳輸線113的輸入。部分169的輸出(例如節點NI)耦合到部分195的輸入。部分195的輸出(例如節點N2)耦合到等離子體室175。部分195的輸出是RF傳輸線113的輸出。部分169的示例包括RF柱體和RF帶(strap)。RF柱體稱合到RF帶。部分195的示例包括RF桿和/或用于支撐等離子體室175的支撐件，例如柱體等。
[0058]等離子體室175包括靜電卡盤(ESC) 177、上電極179和其它部件(未圖示)，其它部件例如圍繞上電極179的上介電環、圍繞該上介電環的上電極延伸部、圍繞ESC177的下電極的下介電環、圍繞該下介電環的下電極延伸部、上等離子體禁區(PEZ)環、下PEZ環，等等。上電極179位于ESC177的對面并面向ESC177。工件131，例如半導體晶片等，被支撐在ESC177的上表面183上。上表面183包括ESC177的輸出N6。工件131被放置在輸出N6上。在生產過程中，在工件131上執行各種工藝，例如化學氣相沉積、清潔、沉積、濺射、蝕亥IJ、離子注入、抗蝕劑剝離等。在工件131上開發集成電路，例如專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)等，且所述集成電路被用在各種電子產品中，例如蜂窩電話、平板式計算機、智能電話、計算機、筆記本電腦、網絡設備，等等。下電極和上電極179中的每一個均由金屬(例如鋁、鋁合金、銅等)制成。
[0059]在一實施方式中，上電極179包括耦合到中央氣體進給裝置(未圖示)的孔。中央氣體進給裝置接收來自氣體供應源(未圖示)的一或多種工藝氣體。工藝氣體的示例包括含氧氣體，諸如02。工藝氣體的其它示例包括含氟氣體，例如四氟甲烷(cf4)、六氟化硫(sf6)、六氟乙烷(C2F6)等。上電極179接地。ESC177經由阻抗匹配電路114耦合到X MHz RF發生器和y MHz RF發生器。
[0060]當工藝氣體被供應到上電極179和ESC177之間且當X MHz RF發生器和/或y MHzRF發生器經由阻抗匹配電路114和RF傳輸線113提供RF信號給ESC177時，所述工藝氣體被點燃以在等離子體室175內產生等離子體。
[0061]當X MHz RF發生器產生RF信號并經由節點N3、阻抗匹配電路114和RF傳輸線113將RF信號提供給ESC177且當y MHz發生器產生RF信號并經由節點N5、阻抗匹配電路114和RF傳輸線113將RF信號提供給ESC177時，電壓和電流探針110測量節點N3處的復電壓和電流而電壓和電流探針111測量節點N5處的復電壓和電流。
[0062]由電壓和電流探針110和111測得的復電壓和電流從相應的電壓和電流探針110和111經由相應的通信設備185和189被提供給主機系統130的用于存儲的存儲硬件單元(HU)0例如，由電壓和電流探針110測得的復電壓和電流經由通信設備185和纜線191提供給主機系統130而由電壓和電流探針111測得的復電壓和電流經由通信設備189和纜線193提供給主機系統130。通信設備的示例包括將數據轉換成以太網數據包和將以太網數據包轉換成數據的以太網設備、以太網控制自動化技術(EtherCAT)的設備、串行傳輸數據的串行接口設備、并行傳輸數據的并行接口設備、通用串行總線(USB)接口設備，等等。
[0063]主機系統130的示例包括計算機，例如臺式機、筆記本電腦、平板式計算機，等等。所示的主機系統130包括處理器和存儲HU162。此處所使用的處理器可以是中央處理單元(CPU)、微處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)等。存儲HU的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機訪問存儲器(RAM)或者它們的組合。存儲HU可以是閃存、存儲磁盤冗余陣列(RAID)、硬盤，等等。
[0064]阻抗匹配模型104被存儲在存儲HU162內。阻抗匹配模型104具有與阻抗匹配電路114的特征相似的特征，例如，電容、電感、復功率、復電壓和電流，等等。例如，阻抗匹配模型104具有與阻抗匹配電路114中的電容器和/或電感器數量相同的電容器和/或電感器，且該電容器和/或電感器以與阻抗匹配電路114中的方式相同的方式(例如串聯、并聯等)彼此連接。舉例來說，當阻抗匹配電路114包括與電感器串聯耦合的電容器時，阻抗匹配模型104也包括與電感器串聯耦合的電容器。
[0065]作為一個例子，阻抗匹配電路114包括一或多個電氣部件而阻抗匹配模型104包括阻抗匹配電路114的設計，例如計算機生成的模型。計算機生成的模型可由處理器基于通過輸入硬件單元從用戶處接收的輸入信號而生成。所述輸入信號包括與哪些電氣部件(例如電容器、電感器等)以電氣部件彼此耦合的模型和方式(例如串聯、并聯等)被包括有關的信號。作為另一個例子，阻抗匹配電路114包括硬件電氣部件以及所述電氣部件之間的硬件連接而阻抗匹配模型104包括硬件電氣部件的軟件表達以及硬件連接的軟件表達。作為又一個例子，阻抗匹配模型104利用軟件程序進行設計而阻抗匹配電路114被制造于印刷電路板上。此處所使用的電氣部件可包括電阻器，電容器，電感器，電阻器之間的連接件，電感器之間的連接件，電容器之間的連接件，和/或電阻器、電感器和電容器的組合之間的連接件。
[0066]類似地，纜線模型163與纜線150具有相似的特征，而纜線模型165與纜線152具有相似的特征。作為一個例子，纜線模型163的電感與纜線150的電感相同。作為另一個例子，纜線模型163是纜線150的計算機生成的模型而纜線模型165是纜線152的計算機生成的模型。
[0067]類似地，RF傳輸模型161與RF傳輸線113具有相似的特征。例如，RF傳輸模型161具有與RF傳輸線113中的電阻器、電容器和/或電感器數量相同的電阻器、電容器和/或電感器，且所述電阻器、電容器和/或電感器以與RF傳輸線113中的方式相同的方式(例如串聯、并聯等)彼此連接。為了進一步說明，當RF傳輸線113包括與電感器并聯耦合的電容器時，RF傳輸模型161也包括與電感器并聯稱合的電容器。又例如，RF傳輸線113包括一個或多個電氣部件而RF傳輸模型161包括RF傳輸線113的設計，例如計算機生成的模型。
[0068]在一些實施方式中，RF傳輸模型161是涉及兀件(例如電容器、電感器、電阻器、它們的組合等)的特征( 例如，電容、電阻、電感、它們的組合等)的運算的以及涉及確定這些元件之間的連接(例如串聯、并聯等)的計算機生成的阻抗變換。
[0069]基于經由纜線191從電壓和電流探針110接收的復電壓和電流以及在阻抗匹配模型104內的諸如電感器、電容器等元件的諸如電容、電感等特征，主機系統130的處理器計算在阻抗匹配模型104的輸出(例如模型節點N4m)位置的復電壓和電流V、I和φ，例如第二復電壓和電流。在模型節點N4m處的復電壓和電流被存儲在主機系統130的存儲HU162和/或另一存儲HU中，例如光盤、閃存等中。復V、I和φ包括電壓幅值V、電流幅值I以及該電壓和電流之間的相? / Φ
[0070]阻抗匹配模型104的輸出被耦合到RF傳輸模型161的輸入，RF傳輸模型161被存儲在存儲硬件單元162中。阻抗匹配模型104也具有輸入，例如節點N3m，其被用于接收在節點N3處測得的復電壓和電流。
[0071]RF傳輸模型161包括部分173、另一部分197和輸出N2m，輸出N2m通過ESC模型125與模型節點N6m耦合。ESC模型125是ESC177的模型。例如，ESC模型125具有與ESC177的特征相似的特征。例如，ESC模型125具有與ESC177的電感、電容、電阻、或它們的組合相同的電感、電容、電阻、或它們的組合。
[0072]部分173的輸入是RF傳輸模型161的輸入。部分173的輸出耦合到部分197的輸入。部分172具有與部分169的特征相似的特征，而部分197具有與部分195的特征相似的特征。
[0073]基于在模型節點Mm處測得的復電壓和電流，主機系統130的處理器計算在RF傳輸模型161的部分173的輸出(例如，模型節點Nlm)位置的復電壓和電流V、I和屮例如第三復電壓和電流。在模型節點Nlm處確定的復電壓和電流被存儲在主機系統130的存儲HU162和/或另一存儲HU (例如光盤、閃存等)中。
[0074]在若干實施方式中，代替確定第三復電壓和電流或者附加于確定第三復電壓和電流，主機系統130的處理器基于在阻抗匹配模型104的輸出位置的復電壓和電流以及在RF傳輸模型161的輸入與部分173內的點之間的元件的特征計算在部分173內的點(例如節點等)處的復電壓和電流，例如中間復電壓和電流V、I和qp。
[0075]在各種實施方式中，代替確定第三復電壓和電流或者附加于確定第三復電壓和電流，主機系統130的處理器基于在阻抗匹配模型104的輸出位置的復電壓和電流以及在RF傳輸模型161的輸入與部分197內的點之間的元件的特征計算在部分197內的點(例如節點等)處的復電壓和電流，例如中間復電壓和電流V、I和qp。
[0076]應當注意,在一些實施方式中，基于在X MHz RF發生器的輸出位置的復電壓和電流、纜線模型163的元件的特征、以及阻抗匹配模型104的特征計算在阻抗匹配模型104的輸出位置的復電壓和電流。
[0077]還應當注意，雖然示出了兩個發生器耦合到阻抗匹配電路114，但在一實施方式中，任意數量的RF發生器(例如，單個發生器、三個發生器等)經由阻抗匹配電路耦合到等離子體室175。例如，2MHz發生器、27MHz發生器和60MHz發生器可經由阻抗匹配電路耦合到等離子體室175。例如，雖然上述實施方式聯系使用在節點N3處測得的復電壓和電流進行描述，但在各種實施方式中，上述實施方式還可使用在節點N5處測得的復電壓和電流。
[0078]圖2是用于確定在RF傳輸模型部分173 (圖1)的輸出位置的復電壓和電流的方法102的實施方式的流程圖。方法102由主機系統130 (圖1)的處理器執行。在操作106中，從存儲HU162 (圖1)中識別在節點N3處測得的復電壓和電流，例如第一復電壓和電流。舉例來說，從電壓和電流探針110 (圖1)接收第一復電壓和電流是確定的。作為另一個例子，基于電壓和電流探針110的存儲在存儲HU162(圖1)中的同一性(identity)，第一復電壓和電流與所述同一性相關聯是確定的。
[0079]進一步，在操作107中，基于阻抗匹配電路114 (圖1)的電氣部件生成阻抗匹配模型104 (圖1)。例如，阻抗匹配電路114的電氣部件之間的連接和所述電氣部件的特征經由與主機系統130耦合的輸入硬件單元被用戶提供給主機系統130的處理器。在接收所述連接和所述特征的基礎上，處理器生成具有與阻抗匹配電路114的電氣部件的特征相同的特征的元件并在具有與所述電氣部件之間的連接相同的連接的所述元件之間生成連接。
[0080]阻抗匹配模型163的輸入，例如節點N3m，接收第一復電壓和電流。例如，主機系統130的處理器從存儲HU162訪問(例如讀取等)第一復電壓和電流并將第一復電壓和電流提供給阻抗匹配模型104的輸入以處理第一復電壓和電流。
[0081]在操作116中，將第一復電壓和電流從阻抗匹配模型104的輸入(例如節點N3m(圖1))傳送通過阻抗匹配模型104 (圖1)的一個或多個元件到達阻抗匹配模型104的輸出(例如節點Mm (圖1))以確定第二復電壓和電流，第二復電壓和電流位于阻抗匹配模型104的輸出位置。舉例來說，參考圖3B，當2MHz RF發生器是開通的(例如運行的、接通的、耦合到諸如例如等離子體系統126的阻抗匹配電路104之類的設備等)時，基于電容器253的電容、基于電容器C5的電容且基于在輸入255處所接收的第一復電壓和電流確定在節點251 (例如中間節點)處的復電壓和電流Vx1、IXI和qpx.1，例如中間復電壓和電流，其包括電壓幅值Vx1、電流幅值Ixi以及該復電壓和電流之間的相彳/ qpx I。此外,基于復電壓和電流Vxl、Ixl和qpx.1以及基于電感器L3的電感確定在節點257處的復電壓和電流Vx2、1x2
和φχ2。復電壓和電流Vx2、1x2和qpx2包括電壓幅值Vx2、電流幅值1x2以及該電壓和電流之間的相位qpx2。當27MHZ RF發生器和60MHz RF發生器是關閉的(例如處于非運行狀態、斷電的、與阻抗匹配電路104解耦等)時，復電壓和電流V2、12和qp2被確定為在輸出259處的第二復電壓和電流，輸出259是阻抗匹配模型104 (圖1)的輸出(例如模型節點N4m (圖1))的示例。復電壓和電流V2、12和φ2基于復電壓和電流Vx2、1x2和qpx2以及基于電感器L2的電感進行確定。復電壓和電流V2、12和qp2包括電壓幅值V2、電流幅值12以及該電壓和電流之間的相位qp2。
[0082]類似地，當27MHz RF發生器是開通的而2MHz和60MHz RF發生器是關閉的時，在輸出259處的復電壓和電流V27、127和基于在節點261處所接收的復電壓和電流以及電感器LPF2、電容器C3、電容器C4和電感器L2的特征進行確定。復電壓和電流V27、
127和φ27包括電壓幅值V27、電流幅值127以及該電壓和電流之間的相位q>27。在節點261處所接收的復電壓和電流與在節點N5 (圖1)處測得的復電壓和電流相同。當2MHz和27MHz RF發生器二者均是開通的而60MHz RF發生器是關閉的時，復電壓和電流V2、I2、
φ2、V27、I27和qp27是第二復電壓和電流的示例。此外，類似地，當60MHz RF發生器是開通的而2MHz和27MHz RF發生器是關閉的時，在輸出259處的復電壓和電流V60、160和
Φ60基于在節點265處所接收的復電壓和電流以及電感器LPFl、電容器Cl、電容器C2、電感器L4、電容器269和電感器LI的特征進行確定。復電壓和電流V60、I60和qp60包括電壓幅值V60、電流幅值160以及該電壓和電流之間的相位qp60。當2MHz、27MHz和60MHz RF
發生器都是開通的時，復電壓和電流V2、12 φ2 V27、I27、qp27、V60、I60和qp60是第二復電壓和電流的示例。
[0083]在操作117中，基于RF傳輸線113 (圖1)的電氣部件生成RF傳輸模型161 (圖1)。例如，RF傳輸線113的電氣部件之間的連接和所述電氣部件的特征經由與主機系統130耦合的輸入設備被用戶提供給主機系統130的處理器。在接收所述連接和所述特征的基礎上，處理器生成具有與RF傳輸線113的電氣部件的特征相同的特征的元件并在所述元件之間生成與所述電氣部件之間的連接相同的連接。
[0084]在操作119中，將第二復電壓和電流從RF傳輸模型113的輸入傳送通過RF傳輸模型部分173的一或多個元件到達RF傳輸模型部分173的輸出(例如模型節點Nlm(圖1))以確定在RF傳輸模型部分173的輸出位置的第三復電壓和電流。舉例來說，參考圖5B，當2MHz RF發生器是開通的而27和60MHz RF發生器是關閉的時，基于電感器Ltunnel的電感、基于電容器Ctunnel的電容且基于作為第二復電壓和電流的示例的復電壓和電流V2、12和φ2 (圖3B)確定在節點293 (例如中間節點)處的復電壓和電流Vx4、Ix4和qpx4，例如中間復電壓和電流。應當注意，Ltunnel是RF隧道的計算機生成模型的電感而Ctunnel是RF隧道模型的電容。此外，基于復電壓和電流Vx4、Ix4和qpx4以及基于電感器Lstrap的電感確定在隧道和帶模型210的輸出297處的復電壓和電流V21、I21和qp21。輸出297是部分173 (圖1)的輸出(例如模型節點Nlm (圖1))的示例。應當注意，Lstrap是RF帶的計算機生成模型的電感。當2MHz RF發生器是開通的而27和60MHz RF發生器是關閉的時，復電壓和電流V21、I21和φ21被確定為在輸出297處的第三復電壓和電流。
[0085]類似地，當27MHz RF發生器是開通的而2和60MHz RF發生器是關閉的時，在輸出297處的復電壓和電流V271、1271和qp27 I基于在輸出259處的復電壓和電流V27、127
和Cp27 (圖3B)以及電感器Ltunnel、電容器Ctunnel和電感器Lstrap的特征進行確定。當2MHz和27MHz RF發生器二者均是開通的而60MHz RF發生器是關閉的時，復電壓和電流V21、121、φ21、V271、1271和φ271是第三復電壓和電流的示例。
[0086]此外，類似地，當60MHz RF發生器開通而2和27MHz RF發生器斷電時，在輸出297處的復電壓和電流V601、1601和qp601基于在節點259處所接收的復電壓和電流V60、160和Cp60 (圖3B)以及電感器Ltunnel、電容器Ctunnel和電感器Lstrap的特征進行確定。當2MHz、27MHz和60MHz RF發生器均是開通的時，復電壓和電流V21、121、qp2 1、V27U1271, φ271> V601、1601和qp601是第三復電壓和電流的示例。方法102在操作119之后結束。
[0087]圖3A是系統123的實施方式的框圖，其用于圖解阻抗匹配電路122。阻抗匹配電路122是阻抗匹配電路114 (圖1)的示例。阻抗匹配電路122包括電氣部件之間的串聯連接和/或電氣部件之間的并聯連接。
[0088]圖3B是阻抗匹配模型172的實施方式的電路圖。阻抗匹配模型172是阻抗匹配模型104 (圖1)的示例。如圖所示，阻抗匹配模型172包括具有電容Cl至C9的電容器，具有LPF1、LPF2、以及LI至L4的電感的電感器。應當注意，在圖3B中，電感器和/或電容器彼此耦合的方式是示例性的。例如，圖3B中所示電感器和/或電容器能以串聯和/或并聯的方式彼此耦合。此外，在一些實施方式中，阻抗匹配模型172包括與圖3B中所示電容器和/或電感器數量不同的電容器和/或電感器。
[0089]圖4是系統178的實施方式的圖形，其用于圖解RF傳輸線181，RF傳輸線181是RF傳輸線113 (圖1)的示例。RF傳輸線181包括柱體148，例如隧道。在柱體148的空心內設有絕緣體189和RF桿142。柱體148和RF桿142的組合是RF傳輸線113 (圖1)的部分169 (圖1)的示例。借助螺栓B1、B2、B3和B4，RF傳輸線181被固定(bolt)到阻抗匹配電路114。在一實施方式中，RF傳輸線181借助任意數量的螺栓被固定(bolt)到阻抗匹配電路114。在一些實施方式中，代替螺栓或者除了螺栓之外，任何其它形式的連接件(例如，膠、螺釘等)被用于將RF傳輸線181連接到阻抗匹配電路114。
[0090]RF傳輸桿142與阻抗匹配電路114的輸出耦合。此外，RF帶144 (也稱為RF匙)與RF桿142和RF桿199耦合，RF桿199的一部分位于支撐件146 (例如，柱體)內。包括RF桿199的支撐件146是部分195 (圖1)的示例。在一實施方式中，柱體148、RF桿142、RF帶144、支撐件146和RF桿199的組合形成RF傳輸線181，RF傳輸線181是RF傳輸線113 (圖1)的示例。支撐件146為等離子體室提供支撐。支撐件146連接到等離子體室的ESC177。RF信號從X MHz發生器經由纜線150、阻抗匹配電路114、RF桿142、RF帶144和RF桿199被提供給ESC177。
[0091]在一實施方式中，ESC177包括加熱元件和在該加熱元件的頂部上的電極。在一實施方式中，ESC177包括加熱元件和下電極。在一實施方式中，ESC177包括下電極和嵌在形成于下電極內的孔中的加熱元件，例如線圈線等。在一些實施方式中，電極由金屬(例如鋁、銅等)制成。應當注意，RF傳輸線181提供RF信號給ESC177的下電極。
[0092]圖5A是系統171的實施方式的框圖，其用于圖解RF傳輸線113 (圖1)的電路模型176。舉例來說，電路模型176包括電感器和/或電容器、電感器之間的連接、電容器之間的連接、和/或電感器和電容器之間的連接。連接的示例包括串聯和/或并聯連接。電路模型176是RF傳輸模型161 (圖1)的示例。
[0093]圖5B是電路180的實施方式的圖形，其用于圖解隧道和帶模型210，隧道和帶模型210是RF傳輸線模型161 (圖1)的部分173 (圖1)的示例。電路180包括阻抗匹配模型172以及隧道和帶模型210。隧道和帶模型210包括電感器Ltunnel和Lstrap以及電容器Ctunnel。應當注意，電感器Ltunnel代表柱體148 (圖4)和RF桿142的電感而電容器Ctunnel代表柱體148和RF桿142的電容。此外，電感器Lstrap代表RF帶144 (圖4)的電感。
[0094]在一實施方式中，隧道和帶模型210包括任意數量的電感器和/或任意數量的電容器。在該實施方式中，隧道和帶模型210包括一電容器與另一電容器稱合、電感器與電容器耦合、和/或一電感器與另一電感器耦合的任何方式(例如串聯、并聯等)。
[0095]圖5C是電路300的實施方式的圖形，其用于圖解隧道和帶模型302，隧道和帶模型302是RF傳輸線模型161 (圖1)的部分173 (圖1)的示例。隧道和帶模型302經由輸出259耦合到阻抗匹配模型172。隧道和帶模型302包括有20納亨(NH)電感的電感器和具有15皮法(pF)、31pF、15.5pF和18.5pF電容的電容器。隧道和帶模型302經由節點304耦合到RF柱體，RF柱體耦合到ESC177 (圖1)。RF柱體是部分195 (圖1)的示例。
[0096]應當注意，在一些實施方式中，隧道和帶模型302的電感器和電容器具有其它值。例如，20nH電感器具有范圍介于15和20nH之間的或介于20和25nH之間的電感。作為另一例子，隧道和帶模型302的電感器中的兩個或更多個有不同電感。作為又一個例子，15pF電容器具有范圍介于電容8pF和25pF之間的電容，31pF電容器具有范圍介于15pF和45pF之間的電容，15.5pF電容器具有范圍介于9pF和20pF之間的電容，并且18.5pF電容器具有范圍介于1pF和27pF之間的電容。
[0097]在各種實施方式中，在隧道和帶模型302中包括任何數量的電感器以及在隧道和帶模型302中包括任意數量的電容器。
[0098]圖6是用來圖解柱體和ESC模型312的電路310的一實施方式的示意圖，柱體和ESC模型312是電感器313和電容器316的組合。柱體和ESC模型312包括柱體模型和ESC模型，ESC模型是ESC模型125 (圖1)的示例。柱體模型是RF傳輸模型161 (圖1)的部分197 (圖1)的示例。柱體和ESC模型312具有與部分195和ESC177(圖1)的組合的特征類似的特征。例如，柱體和ESC模型312具有與部分195和ESC177的組合的電阻相同的電阻。作為另一示例，柱體和ESC模型312具有與部分195和ESC177的組合的電感相同的電感。作為又一示例，柱體和ESC模型312具有與部分195和ESC177的組合的電容相同的電容。作為又一個示例，柱體和ESC模型312具有與部分195和ESC177的組合的電感、電阻、電容、或它們的組合相同的電感、電阻、電容、或它們的組合。
[0099]柱體和ESC模型312通過節點318耦合到隧道和帶模型302。節點318是模型節點Nlm (圖1)的示例。
[0100]應注意，在一些實施方式中，在柱體和ESC模型312中使用具有電感不是44毫亨(mH的)的電感器。例如，使用具有電感范圍從35mH到43.9mH或從45.1mH到55mH的電感器。在各種實施方式中，使用具有電容不是550pF的電容器。例如，替代550pF電容器，使用具有電容范圍介于250和550pF之間或介于550和600pF之間的電容器。
[0101]主機系統130 (圖1)的處理器計算模型172、隧道和帶模型302以及柱體和ESC模型312的組合的組合阻抗，例如，總阻抗等。將組合阻抗和在模型節點318處確定的復電壓和電流由主機系統130的處理器用作為輸入來計算在節點N6m處的復電壓和阻抗。應當注意，柱體和ESC模型312的輸出是模型節點N6m。
[0102]圖7是用于確定變量的系統200的實施方式的框圖。系統200包括等離子體室135，等離子體室135進一步包括ESC201并具有輸入285。等離子體室135是等離子體室175 (圖1)的示例而ESC201是ESC177 (圖1)的示例。ESC201包括加熱元件198。此外，ESC201被邊緣環(ER)194環繞。ER194包括加熱元件196。在一實施方式中，ER194有助于均勻的蝕刻速率和減少的在由ESC201支撐的工件131的邊緣附近的蝕刻速率漂移。
[0103]功率源206經由濾波器208提供功率給加熱元件196以加熱加熱元件196而功率源204經由濾波器202提供功率給加熱元件198以加熱加熱元件198。在一實施方式中，單一功率源提供功率給加熱元件196和198 二者。濾波器208過濾出接收自功率源206的預定頻率的功率信號而濾波器202過濾出接收自功率源204的預定頻率的功率信號。
[0104]加熱元件198由接收自功率源204的功率信號加熱以將ESC198的電極維持在希望的溫度從而進一步將等離子體室135內的環境維持在希望的溫度。此外，加熱元件196由接收自功率源206的功率信號加熱以將ER194維持在希望的溫度從而進一步將等離子體室135內的環境維持在希望的溫度。
[0105]應當注意，在一實施方式中，ER194和ESC201包括任意數量的加熱元件和任意類型的加熱元件。例如，ESC201包括電感加熱元件或金屬板。在一實施方式中，ESC201和ER194中的每一者均包括允許冷水等通過的一或多個冷卻元件，例如一或多個管，以將等離子體室135維持在希望的溫度。
[0106]進一步地，應當注意，在一實施方式中，系統200包括任意數量的濾波器。例如，功率源204和206經由單一濾波器耦合到ESC201和ER194。
[0107]圖8A是系統217的實施方式的圖形，其用于圖解濾波器202和208 (圖7)的模型以提高變量的精度。系統217包括經由柱體模型211耦合到模型216的隧道和帶模型210，模型216包括濾波器202和208的電容器和/或電感器以及它們之間的連接。模型216被存儲在存儲HU162 (圖1)和/或其它存儲HU中。模型216的電容器和/或電感器以諸如并聯方式、串聯方式或其組合等方式彼此耦合。模型216代表濾波器202和208的電容和/或電感。
[0108]此外，系統217包括柱體模型211，柱體模型211是RF桿199 (圖4)和支撐件146(圖4)的計算機生成模型。柱體模型211具有與RF桿199和支撐件146的電氣部件的特征類似的特征。柱體模型211包括一或多個電容器、一或多個電感器、電感器之間的連接、電容器之間的連接、和/或電容器和電感器的組合之間的連接。
[0109]主機系統130 (圖1)的處理器計算模型216、隧道和帶模型210以及柱體模型211的組合阻抗，例如總阻抗等。組合阻抗提供在節點N2m處的復電壓和阻抗。通過在確定在節點N2m處的變量時包括模型216以及隧道和帶模型210，所述變量的精度被提高。應當注意，模型216的輸出是模型節點N2m。
[0110]圖8B是系統219的實施方式的圖形，其用于圖解濾波器202和208 (圖7)的模型以提高變量的精度。系統219包括隧道和帶模型210以及模型218，模型218并聯耦合到隧道和帶模型210。模型218是模型216 (圖8A)的示例。模型218包括電感器Lfilter，電感器Lfilter代表濾波器202和208的組合電感。模型218還包括電容器Cfilter，電容器Cfilter代表濾波器202和208的直接組合電容。
[0111]圖9是用于利用VI探針238來測量在RF發生器220的輸出231處的變量的系統236的實施方式的框圖。輸出231是節點N3 (圖1)或者節點N5 (圖1)的示例。RF發生器220是X MHz發生器或yMHz發生器(圖1)的示例。主機系統130產生具有兩或更多狀態的數字脈沖信號213并將其提供給數字信號處理器(DSP)226。在一實施方式中，數字脈沖信號213是晶體管-晶體管邏輯(TTL)信號。所述狀態的示例包括導通狀態和截止狀態、數值為I的狀態和數值為O的狀態、聞態和低態，等等。
[0112]在另一實施方式中，代替主機系統130,時鐘振蕩器(例如晶體振蕩器)被用來產生模擬時鐘信號，該模擬時鐘信號被模數轉換器轉換成類似于數字脈沖信號213的數字信號。
[0113]數字脈沖信號213被發送給DSP226。DSP226接收數字脈沖信號213并識別數字脈沖信號213的狀態。例如，DSP226確定數字脈沖信號213在第一組時間段期間具有第一量級，例如值1、高態量級等，而在第二組時間段期間具有第二量級，例如值O、低態量級等。DSP226確定數字脈沖信號213在第一組時間段期間具有狀態SI而在第二組時間段期間具有狀態S0。狀態SO的示例包括低態、值為O的狀態、以及截止狀態。狀態SI的示例包括高態、值為I的狀態、以及導通狀態。又例如，DSP226將數字脈沖信號213的量級與預存儲的值進行比較以確定在第一組時間段期間數字脈沖信號213的量級大于預存儲的值以及在第二組時間段期間數字脈沖信號213在狀態SO期間的量級不大于預存儲的值。在使用時鐘振蕩器的實施方式中，DSP226從時鐘振蕩器接收模擬時鐘信號，將該模擬信號轉換成數字形式，然后識別兩種狀態SO和SI。
[0114]當狀態被識別為SI時，DSP226提供功率值Pl和/或頻率值Fl給參數控制器222。此外，當狀態被識別為SO時，DSP226提供功率值PO和/或頻率值H)給參數控制器224。用于調諧頻率的參數控制器的示例包括自動頻率調諧器(AFT)。
[0115]應當注意，參數控制器222、參數控制器224和DSP226是控制系統187的部件。例如，參數控制器222和參數控制器224是作為由DSP226執行的計算機程序的部分的邏輯塊，例如調諧回路等。在一些實施方式中，計算機程序具體體現在非易失性計算機可讀介質(例如存儲HU)中。
[0116]在一實施方式中，代替參數控制器，使用諸如硬件控制器、ASIC、PLD等控制器。例如，使用硬件控制器代替參數控制器222，使用另一硬件控制器代替參數控制器224。
[0117]在接收功率值Pl和/或頻率值Fl時，參數控制器222將功率值Pl和/或頻率值Fl提供給驅動器和放大器系統(DAS)232的驅動器228。驅動器的示例包括功率驅動器、電流驅動器、電壓驅動器、晶體管，等等。驅動器228產生具有功率值Pl和/或頻率值Fl的RF信號并將該RF信號提供給DAS232的放大器230。
[0118]在一實施方式中，驅動器228產生具有作為功率值Pl的函數的驅動功率值的和/或具有作為頻率值Fl的函數的驅動頻率值的RF信號。例如，驅動功率值在若干(例如I至5等)瓦特的功率值Pl范圍內而驅動頻率值在若干(例如I至5等)Hz的頻率值Fl范圍內。
[0119]放大器230放大具有功率值Pl和/或頻率值Fl的RF信號并產生對應于接收自驅動器228的RF信號的RF信號215。例如，RF信號215具有比功率值Pl的量高的功率量。又例如，RF信號215具有與功率值Pl的量相同的功率量。RF信號215經由纜線217和阻抗匹配電路114傳送給ESC177 (圖1)。
[0120]纜線217是纜線150或纜線152 (圖1)的示例。例如，當RF發生器220是x MHzRF發生器(圖1)的示例時，纜線217是纜線150的示例，而當RF發生器220是y MHz RF發生器(圖1)的示例時，纜線217是纜線152的示例。
[0121]當功率值Pl和/或頻率值Fl被參數控制器222提供給DAS232且RF信號215被產生時，VI探針238測量在與纜線217耦合的輸出231處的變量的值。VI探針238是VI探針110或VI探針111 (圖1)的示例。VI探針238經由通信設備233將變量的值發送給主機系統130，用于主機系統130執行方法102 (圖3)和本文所述的方法340、351、和363 (圖
13、15、和17)。通信設備233是通信設備185或189 (圖1)的示例。通信設備233采用諸如以太網、EtherCAT、USB、串行、并行、封包(packetizat1n)、拆包(depacketizat1n)等協議來將數據從VI探針238傳送至主機系統130。在各種實施方式中，主機系統130包括采用通信設備233所采用的協議的通信設備。例如，當通信設備233采用封包協議時，主機系統130的通信設備采用拆包協議。又例如，當通信設備233采用串行傳輸協議時，主機系統130的通信設備采用串行傳輸協議。
[0122]類似地，當接收功率值PO和/或頻率值H)時，參數控制器224將功率值PO和/或頻率值H)提供給驅動器228。驅動器228產生具有功率值PO和/或頻率值H)的RF信號并將該RF信號提供給放大器230。
[0123]在一實施方式中，驅動器228產生具有作為功率值PO的函數的驅動功率值的和/或具有作為頻率值H)的函數的驅動頻率值的RF信號。例如，驅動功率值在若干(例如I至5)瓦特的功率值PO范圍內而驅動頻率值在若干(例如I至5) Hz的頻率值H)范圍內。
[0124]放大器230放大具有功率值PO和/或頻率值H)的RF信號并產生對應于接收自驅動器228的RF信號的RF信號221。例如，RF信號221具有比功率值PO的量高的功率量。又例如，RF信號221具有與功率值PO的量相同的功率量。RF信號221經由纜線217和阻抗匹配電路114傳送給已知負載112 (圖2)。
[0125]當功率值PO和/或頻率值H)被參數控制器222提供給DAS232且RF信號221被產生時，VI探針238測量在輸出231處的變量的值。VI探針238將變量的值發送給主機系統130，用于主機系統130執行方法102 (圖2)、方法340 (圖13)、方法351 (圖15)、或方法 363 (圖 17)。
[0126]應當注意，在一實施方式中，VI探針238與DSP226解耦。在一些實施方式中，VI探針238耦合到DSP226。進一步地，應當注意，在狀態SI期間產生的RF信號215以及在狀態SO期間產生的RF信號221是組合RF信號的部分。例如，RF信號215是具有比RF信號221更高的功率量的組合RF信號的一部分，RF信號221是組合RF信號的另一部分。
[0127]圖10是系統250的實施方式的框圖，其中VI探針238和通信設備233位于RF發生器220的外面。在圖1中，VI探針110位于X MHz RF發生器內以測量在x MHz RF發生器的輸出位置的變量。VI探針238位于RF發生器220的外面以測量在RF發生器220的輸出231處的變量。VI探針238與RF發生器220的輸出231相關聯(例如，耦合)。
[0128]圖11是系統128的實施方式的框圖，其中利用圖1的系統126所確定的變量的值被使用。系統128包括m MHz RF發生器、n MHz RF發生器、阻抗匹配電路115、RF傳輸線287和等離子體室134。等離子體室134可類似于等離子體室175。
[0129]應當注意，在一實施方式中，圖2的X MHz RF發生器類似于m MHz RF發生器而圖2的y MHz RF發生器類似于n MHz RF發生器。例如，x MHz等于m MHz而y MHz等于n MHz0又例如，X MHz發生器和m MHz發生器具有相似的頻率而y MHz發生器和n MHz發生器具有相似的頻率。相似頻率的示例是當X MHz在m MHz頻率的窗(window)內(例如，在kHz或Hz范圍內)時。在一些實施方式中，圖2的X MHz RF發生器不與m MHz RF發生器類似且圖2的y MHz RF發生器不與n MHz RF發生器類似。
[0130]進一步要注意的是，在各種實施方式中，與用在X MHz和y MHz RF發生器的每一個中的傳感器類型不同的傳感器被用在m MHz和n MHz RF發生器的每一個中。例如，不遵循NIST標準的傳感器被用在m MHz RF發生器中。又例如，只測量電壓的電壓傳感器被用在m MHz RF發生器中。
[0131]進一步地，應當注意，在一實施方式中，阻抗匹配電路115類似于阻抗匹配電路114 (圖1)。例如，阻抗匹配電路114的阻抗與阻抗匹配電路115的阻抗相同。又例如，阻抗匹配電路115的阻抗在阻抗匹配電路114的阻抗的窗內(例如，在阻抗匹配電路114的阻抗的10-20%內)。在一些實施方式中，阻抗匹配電路115不與阻抗匹配電路114類似。
[0132]阻抗匹配電路115包括電氣部件(例如電感器、電容器等)以使耦合于阻抗匹配電路115的功率源的阻抗與耦合于電路115的負載的阻抗相匹配。例如，阻抗匹配電路114使耦合于阻抗匹配電路114的源(例如m MHz發生器、n MHz RF發生器和將m MHz發生器與nMHz RF發生器耦合的纜線的組合)的阻抗與負載(例如等離子體室134和RF傳輸線287等的組合)的阻抗匹配。
[0133]應當注意，在一實施方式中，RF傳輸線287類似于RF傳輸線113(圖1)。例如，RF傳輸線287的阻抗與RF傳輸線113的阻抗相同。又例如，RF傳輸線287的阻抗在RF傳輸線113的阻抗的窗內(例如，在RF傳輸線113的阻抗的10-20%內)。在各種實施方式中，RF傳輸線287不與RF傳輸線113類似。
[0134]等離子體室134包括ESC192、上電極264以及其它部件(未圖示)，其它部件例如圍繞上電極264的上介電環、圍繞上介電環的上電極延伸部、圍繞ESC192的下電極的下介電環、圍繞下介電環的下電極延伸部、上等離子體禁區(PEZ)環、下PEZ環，等等。上電極264位于ESC192的對面且面向ESC192。工件262，例如半導體晶片等，被支撐在ESC192的上表面263上。上電極264和ESC192的下電極中的每一個均由金屬(例如鋁、鋁合金、銅等)制成。
[0135]在一實施方式中，上電極264包括耦合到中央氣體進給裝置(未圖示)的孔。中央氣體進給裝置接收來自氣體供應源(未圖示)的一或多種工藝氣體。上電極264接地。ESC192經由阻抗匹配電路115耦合到m MHz RF發生器和n MHz RF發生器。
[0136]當工藝氣體被供應到上電極264和ESC192之間且當m MHz RF發生器和/或n MHzRF發生器經由阻抗匹配電路115供應功率給ESC192時，所述工藝氣體被點燃以在等離子體室134內產生等離子體。
[0137]應當注意，系統128沒有探針(例如，計量工具、VI探針、電壓探針等)來測量在阻抗匹配電路115的輸出283處、在RF傳輸線287上的點處或者在ESC192處的變量。在模型節點Nlm、N2m、N4m和N6m處的變量值被用來確定系統128是否如所希望的那樣運行。
[0138]在各種實施方式中，系統128沒有晶片偏置傳感器(例如，原位直流(DC)探針引腳(pick-up pin))和被用來測量在ESC192處的晶片偏置的相關硬件。不使用晶片偏置傳感器和相關硬件節省成本。
[0139]還應當注意，在實施方式中，系統128包括任意數量的耦合到阻抗匹配電路的RF發生器。
[0140]圖12A、12B和12C是圖解在通過使用電壓探針在系統126 (圖1)內的阻抗匹配電路114 (圖1)的輸出(例如節點N4)處測得的電壓(例如RMS電壓、峰值電壓等)和利用方法102 (圖2)確定的在對應模型節點輸出(例如節點N4m)處的電壓(例如峰值電壓等)之間的相關性的圖268、272和275的實施方式的圖形。此外，圖12A、12C和12E是圖解在通過使用電流探針在系統126 (圖1)的輸出(例如節點N4)處測得的電流(例如均方根(RMS)電流等)和利用方法102 (圖2)確定的在對應輸出(例如節點N4m)處的電流(例如RMS電流等)之間的相關性的圖270、274和277的實施方式的圖形。
[0141]利用方法102確定的電壓繪制在各圖268、272和275中的x軸上而利用電壓探針測得的電壓繪制在各圖268、272和275中的y軸上。類似地，利用方法102確定的電流繪制在各圖270、274和277中的x軸上而利用電流探針測得的電流繪制在各圖270、274和277中的y軸上。
[0142]當X MHz RF發生器開通而y MHz RF發生器和z MHz RF發生器(例如60MHz RF發生器)關閉時，電壓繪制在圖268中。此外，當y MHz RF發生器開通而x和z MHz RF發生器關閉時，電壓繪制在圖272中。另外，當z MHz RF發生器開通而X和y MHz RF發生器關閉時，電壓繪制在圖275中。
[0143]類似地，當X MHz RF發生器開通而y MHz RF發生器和z MHz RF發生器關閉時，電流繪制在圖270中。此外，當y MHz RF發生器開通而x和z MHz RF發生器關閉時，電流繪制在圖274中。另外，當z MHz RF發生器開通而x和y MHz RF發生器關閉時，電流繪制在圖277中。
[0144]在各圖268、272和275中可見，繪制在圖中y軸上的電壓和繪制在圖中x軸上的電壓之間存在近似線性相關。類似地，在各圖270、274和277中可見，在繪制在y軸上的電流和繪制在X軸上的電流之間存在近似線性相關。
[0145]圖13是用于確定在等離子體系統126(圖1)的模型節點(例如，模型節點N4m、模型節點Nlm、模型節點N2m、模型節點N6m等)處的偏置的方法340的實施方式的流程圖。應當注意，在一些實施方式中，晶片偏置是由在等離子體室175 (圖1)內產生的等離子體產生的直流(DC)電壓。在這些實施方式中，晶片偏置存在于ESC177(圖1)的表面(例如，上表面183)上和/或工件131 (圖1)的表面(例如，上表面)上。
[0146]還應當注意，模型節點Nlm和N2m是在RF傳輸模型161上(圖1)而模型節點N6m是在ESC模型125(圖1)上。方法340是由主機系統130(圖1)的處理器執行。在方法340中，執行操作106。
[0147]此外，在操作341，生成相應的一個或多個裝置(例如，阻抗匹配電路114、RF傳輸線113、ESC177、它們的組合等)的一個或多個模型，例如，阻抗匹配模型104、RF傳輸模型161、ESC模型125 (圖1)、它們的組合等。例如，生成ESC模型125，使其與ESC177 (圖1)具有相似的特征。
[0148]在操作343，將在操作106中識別出的復電壓和電流傳送通過所述一個或多個模型的一個或多個元件，以確定在所述一個或多個模型的輸出處的復電壓和電流。例如，從第一復電壓和電流確定第二復電壓和電流。又例如，從第一復電壓和電流確定第二復電壓和電流并從第二復電壓和電流確定第三復電壓和電流。作為又一示例，從第一復電壓和電流確定第二復電壓和電流，從第二復電壓和電流確定第三復電壓和電流，以及將第三復電壓和電流傳送通過RF傳輸模型161 (圖1)的部分197來確定在模型節點N2m處的第四復電壓和電流。在該示例中，第四復電壓和電流是通過將第三復電壓和電流傳送通過部分197的元件的阻抗來確定的。作為又一個示例，RF傳輸模型161提供了由主機系統130的處理器執行的代數傳遞函數以便將在一個或多個RF發生器的一個或多個輸出處測得的復電壓和電流沿著RF傳輸模型161轉移到電氣節點，例如，模型節點Nlm、模型節點N2m等。
[0149]作為操作343的另一個示例,從第一復電壓和電流確定第二復電壓和電流,從第二復電壓和電流確定第三復電壓和電流，從第三復電壓和電流確定第四復電壓和電流，以及將第四復電壓和電流傳送通過ESC模型125來確定在模型節點N6m處的第五復電壓和電流。在該示例中，第五復電壓和電流是通過將第四復電壓和電流傳送通過ESC模型125的元件(例如，電容、電感等)的阻抗來確定的。
[0150]在操作342中，基于在一個或多個模型的輸出處的復電壓和電流的電壓幅值、在該輸出處的復電壓和電流的電流幅值、以及在該輸出處的復電壓和電流的功率幅值，以確定在該輸出處的晶片偏置。例如，晶片偏置是基于第二復電壓和電流的電壓幅值、第二復電壓和電流的電流幅值以及第二復電壓和電流的功率幅值來確定的。為了進一步說明，在XMHz RF發生器開通，并且y MHz和z MHz RF發生器關閉時，主機系統130 (圖1)的處理器確定在模型節點N4m(圖1)處的作為第一積、第二積、第三積和常數的總和的晶片偏置。在該說明中，第一積是第一系數和第二復電壓和電流的電壓幅值的積，第二積是第二系數和第二復電壓和電流的電流幅值的積，并且第三積是第三系數的平方根和第二復電壓和電流的功率幅值的平方根的積。
[0151]作為示例，功率幅值是所傳遞的功率的功率幅值，所傳遞的功率由主機系統130的處理器確定作為前向功率和反射功率之間的差。前向功率是由系統126(圖1)的一個或多個RF發生器供應給等離子體室175 (圖1)的功率。反射功率是從等離子體室175反射回到系統126(圖1)的一個或多個RF發生器的功率。作為示例，復電壓和電流的功率幅值由主機系統130的處理器確定作為復電壓和電流的電流幅值與復電壓和電流的電壓幅值的積。此外，用來確定晶片偏置的系數和常數中的每個是正數或負數。作為確定晶片偏置的另一示例，當xMHz RF發生器開通，而7和z MHz RF發生器關閉時，在模型節點處的晶片偏置表示為ax*Vx+bx*Ix+cx*sqrt (Px) +dx,其中“ax”是第一系數,“bx”是第二系數,“dx”是常數，“Vx”是在模型節點處的復電壓和電流的電壓幅值，“Ix”是在模型節點處的復電壓和電流的電流幅值，并且“Px”是在模型節點處的復電壓和電流的功率幅值。應當注意，“sqrt”是平方根運算，其由主機系統130的處理器執行。在一些實施方式中，功率幅值Px是電流幅值Ix和電壓幅值Vx的積。
[0152]在各種實施方式中，用于確定晶片偏置的系數由主機系統130(圖1)的處理器基于投射方法來確定。在投射方法中，晶片偏置傳感器，例如，晶片偏置引腳等，第一次測量在ESC177的表面(例如，上表面183 (圖1)，等)上的晶片偏置。此外，在投射方法中，基于在RF發生器的輸出處測得的復電壓和電流，確定等離子體系統126內的模型節點處的電壓幅值、電流幅值和功率幅值。例如，由主機系統130的處理器將第一次在節點N3(圖1)處測得的復電壓和電流傳送到模型節點(例如，模型節點N4m、模型節點Nlm、模型節點N2m、或模型節點N6m(圖1)等)，以確定第一次的在模型節點處的復電壓和電流。電壓幅值和電流幅值由主機系統130的處理器根據第一次的在模型節點處的復電壓和電流求出。另外，功率幅值作為第一次的電流幅值和電壓幅值的積由主機系統130的處理器計算出。
[0153]類似地，在該示例中，在節點N3處對復電壓和電流測量額外的一次或多次，并將所測量的復電壓和電流傳送，以確定該額外的一次或多次的在該模型節點(例如，模型節點N4m、模型節點Nlm、模型節點N2m、或模型節點N6m等)處的復電壓和電流。另外，根據該額外的一次或多次確定的復電壓和電流求出該額外的一次或多次的電壓幅值、電流幅值和功率幅值。由主機系統130的處理器將數學函數(例如，偏最小二乘法、線性回歸等)應用到第一次以及額外的一次或多次獲得的電壓幅值、電流幅值、功率幅值以及所測得的晶片偏置，以確定系數ax、bx、cx以及常數dx。
[0154]作為操作342的另一示例，當y MHz RF發生器開通而x和zMHz RF發生器關閉時，晶片偏置確定為ay*Vy+by*Iy+cy*sqrt (Py) +dy,其中“ay”是系數,“by”是系數,“dy”是常數，“Vy”是第二復電壓和電流的電壓幅值，“Iy”是第二復電壓和電流的電流幅值，以及“Px”是第二復電壓和電流的功率幅值。功率幅值Py是電流幅值Iy和電壓幅值Vy的積。作為操作342的另一示例，當z MHz RF發生器開通，而x和y MHz RF發生器關閉時，晶片偏置被確定為 az*Vz+bz*Iz+cz*sqrt (Pz) +dz,其中 “az” 是系數，“bz” 是系數，“dz” 是常數，“Vz”是第二復電壓和電流的電壓幅值，“Iz”是第二復電壓和電流的電流幅值，以及“Pz”是第二復電壓和電流的功率幅值。功率幅值Pz是電流幅值Iz和電壓幅值Vz的積。
[0155]作為操作342的另一示例，當X和y MHz RF發生器開通，而z MHz RF發生器關閉時，晶片偏置被確定為第一積、第二積、第三積、第四積、第五積、第六積和常數的總和。第一積是第一系數和電壓幅值Vx的積，第二積是第二系數和電流幅值Ix的積，第二積是第二系數和功率幅值Px的平方根的積，第四積是第四系數和電壓幅值Vy的積，第五積是第五系數和電流幅值Iy的積，以及第六積是第六系數和功率幅值Py的平方根的積。當X和y MHz RF發生器開通，而zMHz RF發生器關閉時，晶片偏置表示為axy*Vx+bxy*Ix+cxy*sqrt(Px)+dxy氺Vy+exy氺Iy+fxy氺sqrt (Py)+gxy,其中"axy"、"bxy"、"cxy"、"dxy"、"exy"、"fxy"、"dxy"、〃eXy〃以及〃fxy〃是系數，而〃gxy〃是常數。
[0156]作為操作342的另一個示例，當y和z MHz RF發生器開通，而x MHz RF發生器關閉時，晶片偏置被確定為 ayz*Vy+byz*Iy+cyz*sqrt (Py) +dyz*Vz+eyz*Iz+fyz*sqrt (Pz) +gyz，其中 〃ayz〃、〃byz〃、"cyz"、〃dyz〃、"eyz"、以及 〃fyz〃 是系數，而 〃gyz〃 是常數。作為操作342的又一個示例，當X和z MHz RF發生器開通，而y MHz RF發生器關閉時，晶片偏置辛皮石角定為 axz氺Vx+bxz氺Ix+cxz氺sqrt (Px) +dxz氺Vz+exz氺Iz+fxz氺sqrt (Pz) +gxz, $中 W、〃bxz〃、〃cxz〃、〃dxz〃、〃exz〃 以及 〃fxz〃 是系數，而 gxz 是常數。
[0157]作為操作342的另一示例，當X、y和z MHz RF發生器開通時，晶片偏置被確定為第一積、第二積、第三積、第四積、第五積、第六積、第七積、第八積、第九積和常數的總和。第一積是第一系數和電壓幅值Vx的積，第二積是第二系數和電流幅值Ix的積，第二積是第二系數和功率幅值Px的平方根的積，第四積是第四系數和電壓幅值Vy的積，第五積是第五系數和電流幅值Iy的積，第六積是第六系數和功率幅值Py的平方根的積，第七積是第七系數和電壓幅值Vz的積，第八積是第八系數和電流幅值Iz的積，并且第九積是第九系數和功率幅值Pz的平方根的積。當在x、y和z MHz RF發生器開通時，晶片偏置表示為axyz*Vx+bxyz氺Ix+cxyz氺sqrt(Px)+dxyz氺Vy+exyz氺Iy+fxyz氺sqrt(Py)+gxyz氺Vz+hxyz氺Iz+ixyz氺sqrt
/τ\ \ ,.-th I I I ”” //I” ”” ” I” ”” ” (-.// //// //I” 丨、丨 ~ITL
(rz； +jxyz,具甲 axyz、bxyz、cxyz、dxyz、exyz、txyz、gxyz、hxyz、以及"ixyz"是系數，而〃jxyz"是常數。
[0158]作為確定在一個或多個模型的輸出處的晶片偏置的另一個示例，在模型節點Nlm處的晶片偏置基于在模型節點Nlm處確定的電壓和電流幅值由主機系統130的處理器確定。為了進一步說明，第二復電壓和電流沿著部分173(圖1)傳送，以確定在模型節點Nlm處的復電壓和電流。以類似于從第一復電壓和電流確定第二復電壓和電流的方式的方式來從第二復電壓和電流確定在模型節點Nlm處的復電壓和電流。例如，第二復電壓和電流基于部分173的元件的特征沿著部分173傳送，以確定在模型節點Nlm處的復電壓和電流。
[0159]基于在模型節點Nlm處確定的復電壓和電流，晶片偏置由主機系統130的處理器在模型節點Nlm處確定。例如，以類似于從第二復電壓和電流確定在模型節點Mm處的晶片偏置的方式的方式，從在模型節點Nlm處的復電壓和電流確定在模型節點Nlm處的晶片偏置。舉例說明，當X MHz RF發生器開通而y MHz和z MHz RF發生器關閉時，主機系統130 (圖1)的處理器確定在模型節點Nlm處的晶片偏置為第一積、第二積、第三積和常數的總和。在該示例中，第一積是第一系數和在模型節點Nlm處的復電壓和電流的電壓幅值的積，第二積是第二系數和在模型節點Nlm處的復電壓和電流的電流幅值的積，而第二積是第三系數的平方根和在模型節點Nlm處的復電壓和電流的功率幅值的平方根的積。當XMHz RF發生器開通而y和z MHz RF發生器關閉時，在模型節點Nlm處的晶片偏置表示為ax*Vx+bx*Ix+cx*sqrt(Px)+dx,其中ax是第一系數，bx是第二系數，cx是第三系數，dx為常數，Vx是在模型節點Nlm處的電壓幅值，Ix是在模型節點Nlm處的電流幅值，Px是在模型節點Nlm處的功率幅值。
[0160]類似地，基于在模型節點Nlm處的復電壓和電流以及在基于x、y和zMHzRF發生器中的開通的發生器，確定晶片偏置ay*Vy+by*Iy+cy*sqrt (Py) +dy、az氺Vz+bz氺Iz+cz氺sqrt (Pz) +dz、axy氺Vx+bxy氺Ix+cxy氺sqrt (Px) +dxy氺Vy+exy氺Iy+fxy氺sqrt (Py) +gxy>axz氺Vx+bxz氺Ix+cxz氺sqrt(Px)+dxz氺Vz+exz氺Iz+fxz氺sqrt(Pz) +gxz、ayz*Vy+byz*Iy+cyz氺sqrt (Py) +dyz氺Vz+eyz氺Iz+fyz氺sqrt (Pz) +gyz> HIM axyz氺Vx+bxyz氺Ix+cxyz氺sqrt (Px)+dxyz氺Vy+exyz氺Iy+fxyz氺sqrt(Py)+gxyz氺Vz+hxyz氺Iz+ixyz氺sqrt(Pz)+jxyz。
[0161]作為確定在一個或多個模型的輸出處的晶片偏置的又一示例，以與基于在模型節點NI m處確定的電壓和電流幅值確定在模型節點NI m處的晶片偏置的方式類似的方式，基于在模型節點N2m處確定的電壓和電流幅值通過主機系統130的處理器確定在模型節點N2m處的晶片偏置。為了進一步說明，在模型節點N2m處確定晶片偏置 ax*Vx+bx*Ix+cx*sqrt (Px)+dx、ay*Vy+by*Iy+cy*sqrt (Py)+dy、az氺Vz+bz氺Iz+cz氺sqrt (Pz) +dz、axy氺Vx+bxy氺Ix+cxy氺sqrt (Px) +dxy氺Vy+exy氺Iy+fxy氺sqrt (Py)+gxy>axz氺Vx+bxz氺Ix+cxz氺sqrt(Px)+dxz氺Vz+exz氺Iz+fxz氺sqrt(Pz) +gxz、ayz*Vy+byz*Iy+cyz氺sqrt (Py) +dyz氺Vz+eyz氺Iz+fyz氺sqrt (Pz) +gyz> HIM axyz氺Vx+bxyz氺Ix+cxyz氺sqrt (Px)+dxyz氺Vy+exyz氺Iy+fxyz氺sqrt(Py)+gxyz氺Vz+hxyz氺Iz+ixyz氺sqrt(Pz)+jxyz。
[0162]作為確定在一個或多個模型的輸出處的晶片偏置的又一示例，以與基于在模型節點N2m處確定的電壓和電流幅值確定在模型節點N2m處的晶片偏置的方式類似的方式，基于在模型節點N6m處確定的電壓和電流幅值通過主機系統130的處理器確定在模型節點N6m處的晶片偏置。為了進一步說明，在模型節點N6m處確定晶片偏置 ax*Vx+bx*Ix+cx*sqrt (Px)+dx、ay*Vy+by*Iy+cy*sqrt (Py)+dy、az氺Vz+bz氺Iz+cz氺sqrt (Pz) +dz、axy氺Vx+bxy氺Ix+cxy氺sqrt (Px) +dxy氺Vy+exy氺Iy+fxy氺sqrt (Py) +gxy>axz氺Vx+bxz氺Ix+cxz氺sqrt(Px)+dxz氺Vz+exz氺Iz+fxz氺sqrt(Pz)+gxz、ayz*Vy+byz*Iy+cyz氺sqrt (Py) +dyz氺Vz+eyz氺Iz+fyz氺sqrt (Pz) +gyz> HIM axyz氺Vx+bxyz氺Ix+cxyz氺sqrt (Px)+dxyz氺Vy+exyz氺Iy+fxyz氺sqrt(Py)+gxyz氺Vz+hxyz氺Iz+ixyz氺sqrt(Pz)+jxyz。
[0163]應當注意，在一些實施方式中，晶片偏置被存儲在存儲HU162(圖1)內。
[0164]圖14是圖解在主機系統130 (圖1)中實現的晶片偏置發生器340的實施方式的狀態圖。當所有的x、y和z MHz RF發生器關閉時，晶片偏置在模型節點處為零或最小，模型節點如，模型節點N4m、Nlm、N2m、N6m(圖1),等等。當x、y或z MHz RF發生器開通,而其余的x、y和z MHz RF發生器關閉時，晶片偏置發生器340確定在模型節點(例如，模型節點N4m、Nlm、N2m、N6m、等等)處的晶片偏置為第一積a*V、第二積b*1、第三積c*sqrt (P)以及常數d的總和，其中V是在模型節點處的復電壓和電流的電壓幅值，I是復電壓和電流的電流幅值，P是復電壓和電流的功率幅值，a是系數，b是系數，c是系數，d是常數。在各種實施方式中，在模型節點處的功率幅值是在該模型節點處的電流幅值和在該模型節點處的電壓幅值的積。在一些實施方式中，功率幅值是所傳輸的功率的幅值。
[0165]當x、y和z MHz RF發生器中的兩個開通，x、y和z MHz RF發生器中的其余關閉時，晶片偏置發生器340確定在模型節點(如，模型節點N4m、Nlm、N2m、N6m等)處的晶片偏置為第一積al2*Vl、第二積bl2*Il、第三積cl2*sqrt (Pl)、第四積dl2*V2、第五積el2*I2、第六積fl2*sqrt(P2)以及常數gl2的總和，其中“VI”是通過傳送在RF發生器中的開通的第一 RF發生器的輸出處測得的電壓而確定的在模型節點處的復電壓和電流的電壓幅值，“II”是通過傳送在開通的第一 RF發生器的輸出處測得的電流而確定的復電壓和電流的電流幅值，“P1”是確定為Vl和Il的積的復電壓和電流的功率幅值，“V2”是通過傳送在RF發生器中的開通的第二 RF發生器的輸出處測得的電壓而確定的在模型節點處的復電壓和電流的電壓幅值，“12”是通過傳送在開通的第二 RF發生器的輸出處測得的電流而確定的復電壓和電流的電流幅值，“P2”是確定為V2和12的積的功率幅值，〃al2〃、〃bl2〃、〃cl2〃、〃dl2〃、〃el2〃以及〃fl2〃中的每一個是系數，而〃gl2〃是常數。
[0166]當所有的x、y和z MHz RF發生器都開通時，晶片偏置發生器340確定在模型節點(例如，模型節點N4m、Nlm、N2m、N6m等)處的晶片偏置作為第一積al23*Vl、第二積bl23*Il、第三積cl23*sqrt(Pl)、第四積dl23*V2、第五積el23*I2、第六積fl23*sqrt (P2)、第七積gl23*V3、第八積hl23*I3、第九積il23*sqrt (P3)和常數jl23的總和，其中“VI”是通過傳送在RF發生器中的第一 RF發生器的輸出處測得的電壓而確定的在模型節點處的復電壓和電流的電壓幅值，“II”是通過傳送在第一 RF發生器的輸出處測得的電流而確定的復電壓和電流的電流幅值，“P1”是確定為Vl和Il的積的復電壓和電流的功率幅值，“V2”是通過傳送在RF發生器中的第二 RF發生器的輸出處測得的電壓而確定的在模型節點處的復電壓和電流的電壓幅值，“12”是通過傳送在第二 RF發生器的輸出處測得的電流而確定的復電壓和電流的電流幅值，“P2”是確定為V2和12的積的復電壓和電流的功率幅值，“V3”是通過傳送在RF發生器中的第三RF發生器的輸出處測得的電壓而確定的在模型節點處的復電壓和電流的電壓幅值，“13”是通過傳送在第三RF發生器的輸出處測得的電流而確定的復電壓和電流的電流幅值，“P3”是確定為V3和13的積的復電壓和電流的功率幅值，"al23"、"bl23"、"cl23"、"dl23"、"el23"、"Π23"、"gl23"、"hl23"和"il23"中的每一個都是系數，而〃j_123〃是常數。
[0167]圖15是用于確定在沿著在模型節點N4m (圖16)和ESC模型125 (圖16)之間的路徑353的點(圖16)處的晶片偏置的方法351的實施方式的流程圖。圖15是參照圖16描述的，圖16是用于確定在模型的輸出處的晶片偏置的系統355的實施方式的框圖。
[0168]在操作357，檢測x、y或z MHz RF發生器的輸出，以識別出發生器輸出復電壓和電流。例如，電壓和電流探針I1 (圖1)測量在節點N3 (圖1)處的復電壓和電流。在該示例中，由主機系統130 (圖1)通過通信裝置185 (圖1)從電壓和電流探針110接收復電壓和電流，以存儲到存儲HU162 (圖1)中。此外，在該示例中，主機系統130的處理器從存儲HU162識別出復電壓和電流。
[0169]在操作359，主機系統130的處理器使用發生器輸出復電壓和電流，以確定在沿著模型節點N4m和模型節點N6m之間的路徑353的點處的投射的復電壓和電流。路徑161從模型節點N4m延伸到模型節點N6m。例如，第五復電壓和電流是根據在x MHz RF發生器、yMHz RF發生器、或z MHz RF發生器的輸出處測得的復電壓和電流來確定的。作為另一個示例，在節點N3或節點N5處測得的復電壓和電流經由阻抗匹配模型104傳送，以確定在模型節點N4m(圖1)處的復電壓和電流。在該示例中，在模型節點Mm處的復電壓和電流經由RF傳輸模型161 (圖16)的一個或多個元件和/或經由ESC模型125 (圖16)的一個或多個元件傳送來確定在路徑353的某點處的復電壓和電流。
[0170]在操作361，主機系統130的處理器將在路徑353上的點處確定的投射的復電壓和電流作為函數的輸入以將投射的復電壓和電流映射到在ESC模型125(圖15)的節點N6m處的晶片偏置值。例如，當X、y或Z MHz RF發生器開通時，將在模型節點N6m處的晶片偏置確定為第一積a*V、第二積b*1、第三積c*sqrt(P)以及常數d的總和，其中，V是在模型節點N6m處的投射的復電壓和電流的電壓幅值，I是在模型節點N6m處的投射的復電壓和電流的電流幅值，P是在模型節點N6m處的投射的復電壓和電流的功率幅值，a、b和c是系數，d是常數。
[0171]作為另一示例，當X、y和z MHz RF發生器中的兩個RF發生器開通，而x、y和z MHz RF發生器中的其余RF發生器關閉時，將在模型節點N6m處的晶片偏置確定為第一積al2*Vl、第二積bl2*Il、第三積cl2*sqrt (Pl)、第四積dl2*V2、第五積el2*I2、第六積fl2*sqrt (P2)和常數gl2的總和，其中Vl是作為所述兩個RF發生器中的第一 RF發生器開通的結果的在模型節點N6m處的電壓幅值，Il是作為第一 RF發生器開通的結果的在模型節點N6m處的電流幅值，Pl是作為第一 RF發生器開通的結果的在模型節點N6m處的功率幅值，V2是作為所述兩個RF發生器中的第二 RF發生器開通的結果的在模型節點N6m處的電壓幅值，12是作為第二 RF發生器開通的結果的在模型節點N6m處的電流幅值，而P2是作為第二 RF發生器開通的結果的在模型節點N6m處的功率幅值，al2、bl2、cl2、dl2、el2、以及Π2是系數，gl2是常數。
[0172]作為又一示例，當所有的x、y和z MHz RF發生器都開通時，將在模型節點N6m處的晶片偏置確定為第一積al23*V1、第二積b123*11、第三積c123*sqrt (PI)、第四積dl23*V2、第五積 el23*I2、第六積 fl23*sqrt (P2)、第七積 gl23*V3、第八積 hl23*I3、第九積il23*sqrt(P3)和常數J123的總和，其中V1、I1、P1、V2、I2和P2如在上文的在先示例中所述，V3是作為RF發生器中的第三RF發生器開通的結果的在模型節點N6m處的電壓幅值，13是作為第三RF發生器開通的結果的在模型節點N6m處的電流幅值，而P3是作為第三RF發生器開通的結果的在模型節點N6m處的功率幅值，al23、bl23、cl23、dl23、el23、f 123、gl23、hl23和?123是系數，而jl23是常數。
[0173]作為另一示例，用于確定晶片偏置的函數是特征值與常數的和。特征值包括幅值，例如，幅值V、1、P、V1、I1、Pl、V2、I2、P2、V3、I3、P3等。特征值還包括系數，例如，系數a、b、c、al2、bl2、cl2、dl2、el2、fl2、al23、bl23、cl23、dl23、el23、fl23、gl23、hl23、?123等。常數的示例包括常數d、常數gl2、常數jl23等。
[0174]應當注意，特征值中的系數和特征值中的常數包括經驗模型數據。例如，晶片偏置是使用晶片偏置傳感器在ESC177(圖1)處測量多次得到的。此外，在該示例中，針對測量晶片偏置的次數，通過將復電壓和電流從一個或多個RF發生器(例如，X MHz RF發生器、yMHz RF發生器、z MHz RF發生器等)的一個或多個節點(例如節點N3，N5等)傳送經由一個或多個模型(例如，阻抗匹配模型104、模型部分173、RF傳輸模型161、ESC模型125 (圖1))以到達路徑353(圖16)上的點，從而確定沿路徑353(圖16)的該點處的復電壓和電流。此外，在該示例中，由主機系統130的處理器將統計方法(例如，偏最小二乘法、回歸法等)應用到所測得的晶片偏置和應用到根據在該點處的復電壓和電流求出的電壓幅值、電流幅值、以及功率幅值，以確定特征值中的系數和特征值中的常數。
[0175] 在各種實施方式中，用于確定晶片偏置的函數其特征在于:對代表路徑353的物理屬性的值的求和。路徑353的物理屬性是從測試數據(例如，經驗模型數據等)得出的值。路徑353的物理屬性的示例包括路徑353上的元件的電容、電感、以及它們的組合等。如上所述，沿著路徑353的元件的電容和/或電感影響使用投射方法憑經驗確定的在路徑353上的點處的電壓和電流，并繼而影響特征值中的系數和特征值中的常數。
[0176]在一些實施方式中，用于確定晶片偏置的函數是多項式。
[0177]圖17是方法363的用于確定在系統126(圖1)的模型節點處的晶片偏置的實施方式的流程圖。圖17是參考圖1和圖16進行說明的。方法363由主機系統130(圖1)的處理器執行。在操作365, —個或多個復電壓和電流由主機系統130從發生器系統中的一個或多個通信設備接收，該發生器系統包括X MHz RF發生器、y MHz RF發生器、和z MHz RF發生器中的一個或多個。例如，從通信設備185(圖1)接收在節點N3處測得的復電壓和電流。作為另一個示例，從通信設備189(圖1)接收在節點N5處測得的復電壓和電流。作為又一個示例，接收在節點N3處測得的復電壓和電流以及在節點N5處測得的復電壓和電流。應當注意，發生器系統的輸出包括節點N3、N5和z MHz RF發生器的輸出節點中的一個或多個。
[0178]在操作367,基于在所述發生器系統的輸出處的一個或多個復電壓和電流,在沿著阻抗匹配模型104和ESC模型125 (圖16)之間的路徑353 (圖16)(例如在路徑353上)的點確定投射的復電壓和電流。例如，在所述發生器系統的輸出處的復電壓和電流經由阻抗匹配模型104(圖16)投射以確定在模型節點Mm處的復電壓和電流。作為另一示例，在所述發生器系統的輸出處的復電壓和電流經由阻抗匹配模型104和RF傳輸模型161的部分173(圖1)投射，以確定在模型節點Nlm(圖1)處的復電壓和電流。作為又一示例，在所述發生器系統的輸出處的復電壓和電流經由阻抗匹配模型104和RF傳輸模型161投射，以確定在模型節點N2m(圖1)處的復電壓和電流。作為另一示例，在所述發生器系統的輸出處的復電壓和電流經由阻抗匹配模型104、RF傳輸模型161、以及ESC模型125投射，以確定在模型節點N6m(圖1)處的復電壓和電流。
[0179]在操作369，通過使用投射復V & I作為函數的輸入計算在沿路徑353的點處的晶片偏置。例如，在x、y或z MHz RF發生器開通，而x、y和z MHz RF發生器中的其余RF發生器關閉時，在該點處的晶片偏置由函數確定，該函數為第一積a*V、第二積b*1、第三積c*sqrt(P)以及常數d的總和，其中，V是在該點處的投射的復電壓和電流的電壓幅值，I是在該點處的投射的復電壓和電流的電流幅值，P是在該點處的投射的復電壓和電流的功率幅值，a、b和c是系數，d是常數。
[0180]作為另一示例，當X、y和z MHz RF發生器中的兩個RF發生器開通,而X、y和zMHz RF發生器中的其余RF發生器關閉時，將在該點處的晶片偏置確定為第一積al2*Vl、第二積 bl2*Il、第三積 cl2*sqrt(Pl)、第四積 dl2*V2、第五積 el2*I2、第六積 fl2*sqrt(P2)和常數gl2的總和，其中Vl是作為所述兩個RF發生器中的第一 RF發生器開通的結果的在該點處的電壓幅值，Il是作為第一 RF發生器開通的結果的在該點處的電流幅值，Pl是作為第一 RF發生器開通的結果的在該點處的功率幅值，V2是作為所述兩個RF發生器中的第二RF發生器開通的結果的在該點處的電壓幅值，12是作為第二 RF發生器開通的結果的在該點處的電流幅值，而P2是作為第二 RF發生器開通的結果的在該點處的功率幅值，al2、bl2、cl2、dl2、el2、以及fl2是系數，gl2是常數。
[0181]作為又一示例，當所有的X、y和z MHz RF發生器都開通時，將在該點處的晶片偏置確定為第一積al23*Vl、第二積bl23*Il、第三積cl23*sqrt (Pl)、第四積dl23*V2、第五積el23*I2、第六積 f 123*sqrt (P2)、第七積 gl23*V3、第八積 hl23*I3、第九積 il23*sqrt (P3)和常數jl23的總和，其中V1、I1、P1、V2、12和P2如在上文的在先示例中所述，V3是作為RF發生器中的第三RF發生器開通的結果的在該點處的電壓幅值，13是作為第三RF發生器開通的結果的在該點處的電流幅值，而P3是作為第三RF發生器開通的結果的在該點處的功率幅值，al23、bl23、cl23、dl23、el23、fl23、gl23、hl23 和 ?123 是系數，而 jl23 是常數。
[0182]圖18是用于圖解不是通過使用電壓探針332，例如，電壓傳感器等，而是通過使用方法340 (圖13)、方法351 (圖15)、或方法363 (圖17)來確定晶片偏置的優點的系統330的實施方式的框圖。
[0183]電壓探針332耦合到節點NI，以確定在節點NI處的電壓。在一些實施方式中，電壓探針332被耦合到另一節點，例如，節點N2、N4等，以確定在另一節點處的電壓。電壓探針332包括多個電路，例如RF分路器(spI itter )電路、濾波電路1、濾波電路2、濾波電路3等。
[0184]此外，X和Y MHz RF發生器被耦合到主機系統334，主機系統334包括噪聲或信號確定模塊336。但應注意，該模塊可以是處理器、ASIC、PLD、由處理器執行的軟件、或它們的組合。
[0185]電壓探針332測量電壓幅值，主機系統334使用該電壓幅值，以確定晶片偏置。模塊336確定由電壓探測器332測得的電壓幅值是信號還是噪聲。當確定由電壓探測器332測得的電壓幅值是信號時，主機系統334確定晶片偏置。
[0186]系統126 (圖1)相對于系統330是具有成本效益的，并且相對于系統330節省時間和精力。系統330包括電壓探針332，電壓探針332并不需要被包括在系統126中。沒有必要將電壓探針耦合在系統126中的節點N4、N1或N2處來確定晶片偏置。在系統126中，晶片偏置是基于阻抗匹配模型104、RF傳輸模型161和/或ESC模型125 (圖1)來確定的。此外，系統330包括模塊336，模塊336也并不需要被包括在系統126中。沒有必要花時間和精力來判定復電壓和電流是信號還是噪聲。不需要由主機系統130(圖1)來作出這樣的判定。
[0187]圖19A、19B和圖19C示出了圖328、332和336的實施方式，以說明在通過使用電壓探針測得的在部分195(圖1)的輸出(例如，節點NI)處的電壓(例如，峰值電壓等)與通過使用方法102 (圖2)來確定的在相應的模型節點輸出(例如，節點Nlm)處的電壓(例如，峰值電壓等)之間的相關性，例如，線性關系等。在每個圖328、332和336中，所測得的電壓被繪制在I軸上，而使用方法102確定的電壓被繪制在X軸上。
[0188]此外，圖19A、19B和圖19C示出了圖330、334和338的實施方式，以說明在通過使用晶片偏置探針在輸出N6(圖1)處測得的晶片偏置與通過使用方法340 (圖13)、方法351 (圖15)、或者方法363 (圖17)確定的在相應的模型節點輸出(例如，節點N6m)處的晶片偏置之間的相關性，例如，線性關系等。在每個圖330、334和338中，使用晶片偏置探針測得的晶片偏置被繪制在y軸上，而使用方法340、方法351、或者方法363確定的晶片偏置被繪制在X軸上。
[0189]當y和z MHz RF發生器開通而x MHz RF發生器關閉時，電壓和晶片偏置繪制在圖328和330中。此外，當X和z MHz RF發生器開通而y MHz RF發生器關閉時，電壓和晶片偏置繪制在圖332和334中。另外，當X和y MHz RF發生器開通而z MHz RF發生器關閉時，電壓和晶片偏置繪制在圖336和338中。
[0190]圖20A是示出在使用傳感器工具(例如計量工具、探針、傳感器、晶片偏置探針等)測得的有線晶片偏置，利用方法340 (圖13)、方法351 (圖15)、或者方法363 (圖17)確定的模型晶片偏置以及模型偏置中的誤差之間有相關性的圖276和278的實施方式的圖形。繪制在圖276中的有線晶片偏置在點(例如RF傳輸線113上的節點、ESC177的上表面183 (圖1)上的節點等)處測得，繪制在圖276中的模型偏置在路徑353 (圖16)上的對應的模型點(例如模型節點N4m、模型節點Nlm、模型節點N2m、模型節點N6m等(圖1))處被確定。有線晶片偏置沿著圖276中的y軸繪制，模型偏置沿著圖276中的x軸繪制。
[0191]當X MHz RF發生器開通而y和z MHz RF發生器關閉時，有線晶片偏置和模型偏置繪制在圖276中。此外，圖276的模型偏置利用方程式a2*V2+b2*I2+c2*sqrt(P2)+d2確定，其中代表乘，“sqrt”代表平方根，“V2”代表沿著路徑353 (圖16)的該點處的電壓，12代表該點處的電流，P2代表該點處的功率，“a2”是系數，“b2”是系數，“c2”是系數，而“d2”是常數值。
[0192]圖278在y軸上繪出了誤差，該誤差是在該點處的在模型偏置中的誤差，且在x軸上繪出了在該點處的模型偏置。模型誤差是模型偏置中的誤差，例如方差、標準差等。當XMHz RF發生器開通而y和z MHz RF發生器關閉時，模型誤差和模型偏置繪制在圖278中。
[0193]圖20B是示出在有線晶片偏置，利用方法340 (圖13)、方法351 (圖15)、或者方法363 (圖17)確定的模型偏置以及模型偏置中的誤差之間有相關性的圖280和282的實施方式的圖形。圖280和282以與圖276和278 (圖20A)類似的方式進行繪制，不同的是，圖280和282是在y MHz RF發生器開通而x和z MHz RF發生器關閉時繪制的。此外，圖280和282的模型偏置利用方程式a27*V27+b27*I27+c27*sqrt(P27)+d27確定，其中“V27”代表沿著路徑353 (圖16)的點處的電壓幅值，“127”代表在該點處的電流幅值，“P27”代表在該點處的功率幅值，“a27”是系數，“b27”是系數，“c27”是系數，而“d27”是常數值。
[0194]圖20C是示出在有線晶片偏置，利用方法340 (圖13)、方法351 (圖15)、或者方法363 (圖17)確定的模型偏置以及模型偏置中的誤差之間有相關性的圖284和286的實施方式的圖形。圖284和286以類似于圖276和278 (圖20A)的方式進行繪制，不同的是，圖284和286是在z MHz RF發生器開通而x和y MHz RF發生器關閉時繪制的。此外，圖284和286的模型偏置利用方程式a60*V60+b60*I60+c60*sqrt(P60)+d60確定，其中“V60”代表沿著路徑353 (圖16)的點處的電壓幅值，“160”代表在該點處的電流幅值，“P60”代表在該點處的功率幅值，“a60”是系數，“b60”是系數，“c60”是系數，而“d60”是常數值。
[0195]圖20D是示出在有線晶片偏置，利用方法340 (圖13)、方法351 (圖15)、或者方法363 (圖17)確定的模型偏置以及模型偏置中的誤差之間有相關性的圖288和290的實施方式的圖形。圖288和290以類似于圖276和278 (圖20A)的方式進行繪制，不同的是，圖288和290是在X和y MHz RF發生器開通而z MHz RF發生器關閉時繪制的。此外，圖288和 290 的模型偏置利用方程式 a227*V2+b227*I2+c227*sqrt(P2)+d227*V27+e227*I27+f227*sqrt(P27)+g227 確定，其中 〃a227"、"b227"、〃c227"、〃d227"、"e227"以及"f227"是系數，而〃g227〃是常數值。
[0196]圖20E是示出在有線晶片偏置，利用方法340(圖13)、方法351 (圖15)、或者方法363 (圖17)確定的模型偏置以及模型偏置中的誤差之間有相關性的圖292和294的實施方式的圖形。圖292和294以類似于圖276和278 (圖20A)的方式進行繪制，不同的是，圖292和294是在X和z MHz RF發生器開通而y MHz RF發生器關閉時繪制。此外，圖292和294 的模型偏置利用方程式 a260*V2+b260*I2+c260*sqrt (P2) +d20*V60+e260*I60+f260*sqrt(P60)+g260 確定，其中 〃a260〃、〃b260〃、〃c260〃、〃d260〃、〃e260〃 和 〃f260〃 是系數，而“g260”是常數值。
[0197]圖20F是示出在有線晶片偏置，利用方法340(圖13)、方法351 (圖15)、或者方法363 (圖17)確定的模型偏置以及模型偏置中的誤差之間有相關性的圖296和298的實施方式的圖形。圖296和298以類似于圖276和278 (圖20A)的方式進行繪制，不同的是，圖296和298是在y和z MHz RF發生器開通而x MHz RF發生器關閉時繪制的。此外，圖296和 298 的模型偏置利用方程式 a2760*V27+b2760*I27+c2760*sqrt(P27)+d2760*V60+e2760*I60+f2760*sqrt(P60)+g2760 確定，其中 〃a2760"、"b2760"、"c2760"、"d2760"、"e2760"和〃f2760〃是系數，而“g2760”是常數值。
[0198]圖20G是示出在有線晶片偏置，利用方法340 (圖13)、方法351 (圖15)、或者方法363(圖17)確定的模型偏置以及模型偏置中的誤差之間有相關性的圖302和304的實施方式的圖形。圖302和304以類似于圖276和278 (圖20A)的方式進行繪制，不同的是，圖302和304是在X、y和z MHz RF發生器開通時繪制的。此外，圖302和304的模型偏置利用方程式 a22760*V2+b22760*I2+c22760*sqrt(P2)+d22760*V60+e22760*I60+f22760*sqrt (P60) +g22760*V27+h22760*I27+i22760*sqrt (P27) +j22760 確定，其中"a22760"、〃b22760"、"c22760"、"d22760"、"e22760"、"f22760""g22760"、"h22760"和"i22760"是系數，而“j22760”是常數值。
[0199]圖21是主機系統130的實施方式的框圖。主機系統130包括處理器168、存儲HU162、輸入HU380、輸出HU382、輸入/輸出(I/O)接口 384、I/O接口 386、網絡接口控制器(NIC) 388 和總線 392。處理器 168、存儲 HU162、輸入 HU380、輸出 HU382、I/0 接口 384、I/O接口 386和NIC388通過總線392相互耦合。輸入HU380的示例包括鼠標、鍵盤、指示筆等。輸出HU382的示例包括顯示器、揚聲器或者它們的組合。顯示器可以是液晶顯示器、發光二極管顯示器、陰極射線管、等離子體顯示器，等等。NIC388的示例包括網絡接口卡、網絡適配翌坐
[0200]I/O接口的示例包括提供在耦合到該接口的硬件之間的兼容性的接口。例如，I/O接口 384將接收自輸入HU380的信號轉換成與總線392兼容的形式、振幅和/或速度。又例如，I/O接口 386將接收自總線392的信號轉換成與輸出HU382兼容的形式、振幅和/或速度。
[0201]應當注意，在一些實施方式中，晶片偏置被用來確定將工件131 (圖1)夾持到ESC177(圖1)的鉗位電壓。例如，當晶片偏置在等離子體室175(圖1)不存在時，ESC177內部的兩個電極具有極性相反的匹配電壓，以將工件131夾持到ESC177。在該示例中，當晶片偏置存在于等離子體室175內時，提供給兩個電極的電壓有不同的幅值，以補償所存在的晶片偏置。在各種實施方式中，晶片偏置用于補償在ESC177(圖1)處的偏置。
[0202]還應當注意的是，相比于使用電壓，使用三個參數(例如，電流幅值、電壓幅值、以及電流和電壓之間的相位等)來確定用于補償在ESC177處的偏置的晶片偏置可以更好地確定晶片偏置。例如，與RF電壓和非線性等離子體狀態(regime)之間的關系相比，使用三個參數計算出的晶片偏置與非線性等離子體狀態(regime)具有較強的相關性。作為另一示例，使用三個參數計算的晶片偏置比使用電壓探針確定的晶片偏置更精確。
[0203]圖22是用來說明從晶片偏置和峰幅值確定離子能量的函數的實施方式的示意圖。離子能量的確定是由主機系統130的處理器168 (圖21)執行的。例如，該離子能量被計算為系數“Cl”乘以在模型節點N6m處的晶片偏置(例如，模型化的偏置等)與系數“C2”乘以一個或多個RF發生器的電壓的峰幅值的和。系數“Cl”的實例包括負實數，而系數“C2”的實例包括正實數。
[0204]在各種實施方式中，系數“Cl”是正實數。在各種實施方式中，系數“C2”是負實數。系數“Cl”和“C2”、晶片偏置和峰幅值被存儲在存儲HU162中(圖21)。峰幅值的實例包括峰-峰幅值和零-峰幅值。
[0205]在一些實施方式中，用于確定離子能量的峰幅值由主機系統130的處理器168從在模型節點N6m (圖1)處的復電壓和電流求出。在各種實施方式中，用于確定離子能量的峰幅值是由主機系統130的處理器168從在模型節點N2m、或模型節點Nlm、或模型節點N4m(圖1)處的復電壓和電流求出。
[0206]在各種實施方式中，用于計算離子能量的峰幅值由一端耦合到節點N1、節點N2(圖1)、或節點N6 (圖1)并且另一端耦合到處理器168的電壓和電流探針測量。耦合到節點N1、節點N2、或節點N6的電壓和電流探針能夠在X和y MHz RF發生器的頻率之間進行區分。
[0207]在一些實施方式中，用于確定離子能量的峰幅值和晶片偏置都是在模型節點處。例如，用于確定離子能量的峰幅值是從在模型節點N6m處的復電壓和電流求出，用于確定離子能量的晶片偏置在模型節點N6m處計算出。又例如，用于確定離子能量的峰幅值是從在模型節點N2m處的復電壓和電流求出，用于確定離子能量的晶片偏置在模型節點N2m處計算出。
[0208]在各種實施方式中，用于確定離子能量的峰幅值是從第一模型節點處的復電壓和電流求出的，用于確定離子能量的晶片偏置在第二模型節點處確定，而不是在第一模型節點處確定。例如，用于確定離子能量的峰幅值是從在模型節點N6m處的復電壓和電流求出，用于確定離子能量的晶片偏置在模型節點N2m處計算出。又例如，用于確定離子能量的峰幅值是從在模型節點N2m處的復電壓和電流求出，用于確定離子能量的晶片偏置在模型節點N6m處計算出。
[0209]在一些實施方式中，用于計算離子能量的峰幅值是在一個或多個X和y MHz RF發生器的一個或多個輸出(例如，節點N3、節點N5等(圖1))處的電壓。在使用多個RF發生器的實施方式中，例如，X和y MHz RF發生器兩個都使用的實施方式中，由耦合到節點N3和處理器168的電壓和電流探針測量峰值電壓，由耦合到節點N5和處理器168的電壓和電流探針測量峰值電壓，并且處理器168計算在輸出處測得的峰值電壓的代數組合(例如，和、平均值等)，以計算用于計算離子能量的峰幅值。耦合到節點N3和N5中的任何一個電壓和電流探針的例子包括NIST探針。
[0210]在一些實施方式中，不是使用峰幅值，而是使用均方根幅值。
[0211]在各種實施方式中，主機系統130的處理器168將離子能量確定作為晶片偏置和用來計算晶片偏置的RF電壓(如Vx、Vy、Vz等)的函數。例如，主機系統130的處理器確定尚子能量為:
Ei=(-1/2)Vdc+(1/2)Vpeak
其中Ei是尚子能量，Vdc是晶片偏置電位，Vpeak是用來計算晶片偏置電位的零_峰值電壓。Vpeak是峰值電壓，例如，電壓Vx、Vy、或Vz。
[0212]在各種實施方式中，離子能量是在等離子體室的等離子體中形成的離子的能量。
[0213]在一些實施方式中，當多個RF發生器開通時，用來計算晶片偏置的Vpeak是在所有的RF發生器中具有最低頻率的RF發生器。例如，Vpeak等于Vx。在各種實施方式中，當多個RF發生器開通時，用來計算晶片偏置的Vpeak是具有最高頻率的RF發生器。例如，Vpeak等于Vz。在各種實施方式中，當多個RF發生器開通時,用來計算晶片偏置的Vpeak是具有最低頻率和最高頻率之間的頻率的RF發生器。例如，Vpeak等于Vy。在一些實施方式中，Vpeak是開通的RF發生器的峰值RF電壓的統計值(例如，中值，平均值等)的峰值電壓。以這種方式計算出的離子能量不需要使用昂貴的電壓探針設備來測量Vpeak，也不需要使用偏置補償電路來測量晶片偏置。用于測量Vpeak的電壓探針可能不準確。偏置補償電路的一個例子包括碳化硅引腳。使用本公開的各種實施方式確定的離子能量導致低的測量故障間隔時間(MTBF)0
[0214]應當注意的是，在一些實施方式中，離子能量的值被存儲在存儲HU162中。
[0215]還要注意的是，雖然前述操作參考平行板等離子體室(例如電容耦合等離子體室等)進行了描述，但在一些實施方式中，前述操作可應用于其它類型的等離子體室，例如包括電感耦合等離子體(ICP)反應器、變壓器耦合等離子體(TCP)反應器、導體工具、介電工具的等離子體室，包括電子回旋共振(ECR)反應器的等離子體室，等等。例如，X MHz RF發生器和y MHz RF發生器耦合于ICP等離子體室內的電感器。
[0216]還應當注意，雖然上面的操作被描述為由主機系統130 (圖1)的處理器執行，但在一些實施方式中，操作可以由主機系統130的一個或多個處理器執行或由多個主機系統的多個處理器執行。
[0217]應當注意，雖然前述實施方式涉及提供RF信號給ESC177 (圖1和18)的下電極和ESC192 (圖11)的下電極且涉及使上電極179和264 (圖1和11)接地，但在一些實施方式中，RF信號被提供給上電極179和264中，同時ESC177和163的下電極接地。
[0218]此處所描述的實施方式可用各種計算機系統配置來實施，計算機系統配置包括手持式硬件單元、微處理器系統、基于微處理器的或可編程的消費電子產品、微型計算機、大型計算機，等等。所述實施方式還可在分布式計算環境中實施，在分布式計算環境中，任務由通過網絡而鏈接的遠程處理硬件單元執行。
[0219] 在上述實施方式的基礎上，應當理解，所述實施方式可采用涉及存儲在計算機系統中的數據的各種計算機實現的操作。這些操作是需要物理量的物理操縱的操作。本文所描述的構成所述實施方式的一部分的操作中的任意一個是有用的機器操作。所述實施方式也涉及用于執行這些操作的硬件單元或裝置。所述裝置可以為專用計算機專門構造。當被定義為專用計算機時，該計算機也可執行不是專用部分的其它處理、程序執行或例程，同時仍然能夠進行專用操作。在一些實施方式中，所述操作可由通用計算機處理，該通用計算機被存儲在計算機存儲器、緩存或通過網絡獲得的一或多個計算機程序選擇性地激活或配置。當數據通過網絡獲得時，該數據可由該網絡上的其它計算機(例如云計算資源)進行處理。
[0220]一或多種實施方式還可被制作為在非暫時性計算機可讀介質上的計算機可讀代碼。非暫時性計算機可讀介質是能夠存儲數據的任意數據存儲硬件單元，該數據以后能夠被計算機系統讀取。非暫時性計算機可讀介質的示例包括硬盤驅動器、網絡附加存儲(NAS)、ROM、RAM、光盤 ROM (CD-ROM)、可錄式 CD (CD-R)、可擦寫 CD (CD-RW)、磁帶及其它光學和非光學數據存儲硬件單元。非暫時性計算機可讀介質可包括分布在網絡耦合計算機系統中的計算機可讀有形介質，使得計算機可讀代碼以分布方式被存儲和執行。
[0221]雖然上面圖2、圖13、圖15、和圖17的流程圖中的方法操作以特定順序進行描述，但應當理解其它內務操作可在操作之間執行，或者操作可被調整使得它們發生在略微不同的時間，或者可被分布在允許在與處理相關的各種時間間隔發生處理操作的系統中，只要疊加操作的處理以希望的方式被執行即可。
[0222]任何實施方式的一或多個特征可與任何其它實施方式的一或多個特征組合卻不背離在本公開中所描述的各種實施方式中描述的范圍。
[0223]雖然出于清楚理解的目的已在一定程度上詳細描述了前述實施方式，但顯而易見的是，可在所附權利要求的范圍內實施某些改變和修改。因此，本發明的實施方式應被視為是示例性的而非限制性的，且這些實施方式不受限于本文所給出的細節，而是可在所附權利要求的范圍和等同方案內進行修改。
【權利要求】
1.一種用于確定離子能量的方法，該方法包括: 識別在射頻(RF)發生器的輸出位置測得的當所述RF發生器經由阻抗匹配電路耦合到等離子體室時的第一復電壓和電流，所述阻抗匹配電路具有耦合到所述RF發生器的所述輸出的輸入和耦合到RF傳輸線的輸出； 基于所述阻抗匹配電路中所定義的電氣部件生成阻抗匹配模型，所述阻抗匹配模型具有輸入和輸出，所述阻抗匹配模型的所述輸入接收所述第一復電壓和電流，所述阻抗匹配模型具有一個或多個兀件； 傳送所述第一復電壓和電流通過所述阻抗匹配模型的所述元件以確定第二復電壓和電流； 獲得峰值電壓； 基于所述第二復電壓和電流確定晶片偏置；以及 基于所述晶片偏置和所述峰值電壓確定所述離子能量。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述晶片偏置基于所述第二復電壓和電流的電壓幅值、所述第二復電壓和電流的電流幅值和所述第二復電壓和電流的功率幅值， 其中確定所述晶 片偏置包括: 基于所述電壓幅值和所述電流幅值計算所述功率幅值；以及 計算第一積、第二積、第三積和常數的和，其中所述第一積是所述電壓幅值和第一系數的積，所述第二積是所述電流幅值和第二系數的積，所述第三積是所述功率幅值的平方根和第三系數的積。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述RF發生器包括2兆赫的RF發生器、27兆赫的RF發生器，或60兆赫的RF發生器。
4.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括: 基于所述RF傳輸線中所定義的電路部件生成RF傳輸模型,所述RF傳輸模型具有輸入和輸出，所述RF傳輸模型的輸入耦合到所述阻抗匹配模型的輸出，所述RF傳輸模型具有部分，其中所述晶片偏置在所述RF傳輸模型的部分的輸出處確定。
5.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括: 基于所述RF傳輸線中所定義的電氣部件生成RF傳輸模型，所述RF傳輸模型具有輸入和輸出，所述RF傳輸模型的輸入耦合到所述阻抗匹配模型的輸出，其中所述晶片偏置在所述RF傳輸模型的輸出處確定。
6.根據權利要求5所述的方法,其中，所述RF傳輸線的電氣部件包括電容器、電感器或者電容器和電感器的組合，所述RF傳輸模型包括一個或多個元件，其中，所述RF傳輸模型的所述元件具有與所述RF傳輸線的電氣部件的特征相似的特征。
7.根據權利要求1的方法，其中所接收到的所述第一復電壓和電流用電壓和電流探針在所述RF發生器的輸出處測得，所述電壓和電流探針根據預設公式校準。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述預設公式是標準。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，其中所述標準是美國國家標準技術研究院(NIST)標準，其中所述電壓和電流探針與開路、短路或者負載耦合以校準所述電壓和電流探針從而符合NIST標準。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二復合電壓和電流包括電壓值、電流值和該電壓值和該電流值之間的相位。
11.根據權利要求1所述的方法，其中所述阻抗匹配模型的所述元件包括電容器、電感器或者電容器和電感器的組合，其中所述阻抗匹配電路的電氣部件包括電容器、電感器或者電容器和電感器的組合，其中所述阻抗匹配模型的所述元件具有與所述阻抗匹配電路的所述電氣部件的特征相似的特征。
12.根據權利要求1所述的方法，其中所述晶片偏置是用在系統中的，其中所述系統包括RF傳輸線，但不包括在所述RF傳輸線上的電壓探針。
13.根據權利要求1所述的方法，其還包括: 基于在所述RF傳輸線中限定的電氣部件生成RF傳輸模型,所述RF傳輸模型具有輸入和輸出，所述RF傳輸模型的所述輸入耦合到所述阻抗匹配模型的所述輸出；以及 基于所述等離子體室的靜電卡盤的特征生成靜電卡盤(ESC)模型，所述ESC模型具有輸入，所述ESC模型的所述輸入耦合到所述RF傳輸模型的所述輸出，其中，所述晶片偏置在所述ESC模型的所述輸出處確定。
14.根據權利要求1所述的方法，其中將所述第一復電壓和電流從所述阻抗匹配模型的所述輸入傳送通過所述一個或多個元件到達所述阻抗匹配模型的所述輸出以確定第二復電壓和電流包括: 基于所述第一復電壓和電流以及所述阻抗匹配模型的耦合在所述阻抗匹配模型的所述輸入和中間節點之間 的一個或多個元件的特征確定所述阻抗匹配模型中的所述中間節點內的中間復電壓和電流；以及 基于所述中間復電壓和電流以及所述阻抗匹配模型的耦合在所述中間節點和所述阻抗匹配模型的所述輸出之間的一個或多個元件的特征確定所述第二復電壓和電流。
15.根據權利要求1所述的方法，其中所述RF傳輸模型包括RF隧道模型和RF帶模型，所述RF隧道模型與所述RF帶模型耦合。
16.根據權利要求1所述的方法，其中確定所述離子能量包括: 計算系數和所述晶片偏置的第一積； 計算系數和所述峰值電壓的第二積；以及 計算所述第一積和所述第二積的和。
17.根據權利要求1所述的方法，其中獲得所述峰值電壓包括從所述第二復電壓和電流求出所述峰值電壓。
18.根據權利要求17所述的方法，其中獲得所述峰值電壓包括接收所述峰值電壓的測量值。
19.一種用于確定離子能量的等離子體系統，其包括: 用于產生射頻(RF)信號的RF發生器，所述RF發生器與電壓和電流探針相關聯，其中所述電壓和電流探針被配置來測量在所述RF發生器的輸出位置的第一復電壓和電流；耦合到所述RF發生器的阻抗匹配電路； 經由RF傳輸線耦合到所述阻抗匹配電路的等離子體室，所述阻抗匹配電路具有耦合到所述RF發生器的所述輸出的輸入和耦合到所述RF傳輸線的輸出；以及耦合到所述RF發生器的處理器，所述處理器被設置成: 識別所述第一復電壓和電流；基于所述阻抗匹配電路中所定義的電氣部件生成阻抗匹配模型，所述阻抗匹配模型具有輸入和輸出，所述阻抗匹配模型的所述輸入接收所述第一復電壓和電流，所述阻抗匹配模型具有一個或多個兀件； 傳送所述第一復電壓和電流通過所述阻抗匹配模型的所述元件以確定第二復電壓和電流； 獲得峰值電壓； 基于所述第二復電壓和電流確定晶片偏置；以及 基于所述晶片偏置和所述峰值電壓確定所述離子能量。
20.根據權利要求19所述的等離子系統，其中，所述RF發生器被配置為在2兆赫、或27兆赫、或60兆赫的頻率下操作。
21.根據權利要求19所述的等離子系統，其中所述處理器被配置為: 計算系數和所述晶片偏置的第一積； 計算系數和所述峰值電壓的第二積；以及 計算所述第一積和所述第二積的和。
22.一種用于確定離子能量的計算機系統，所述計算機系統包括: 處理器，其被配置成: 識別在射頻(RF)發生器的輸出位置測得的當所述RF發生器經由阻抗匹配電路耦合到等離子體室時的第一復電壓和電流，所述阻抗匹配電路具有耦合到所述RF發生器的所述輸出的輸入和耦合到RF傳輸線的輸出； 基于所述阻抗匹配電路中所定義的電氣部件生成阻抗匹配模型，所述阻抗匹配模型具有輸入和輸出，所述阻抗匹配模型的所述輸入接收所述第一復電壓和電流，所述阻抗匹配模型具有一個或多個兀件； 傳送所述第一復電壓和電流通過所述阻抗匹配模型的所述元件以確定第二復電壓和電流； 獲得峰值電壓； 基于所述第二復電壓和電流確定晶片偏置；以及 基于所述晶片偏置和所述峰值電壓確定所述離子能量；和 耦合到所述處理器的存儲設備，所述存儲設備被配置來存儲所述離子能量。
23.根據權利要求22所述的計算機系統，其中所述處理器被配置為: 計算系數和所述晶片偏置的第一積； 計算系數和所述峰值電壓的第二積；以及 計算所述第一積和所述第二積的和。
【文檔編號】H01J37/32GK104051214SQ201410097194
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月17日 優先權日:2013年3月15日
【發明者】約翰·C·小瓦爾考, 布拉德福德·J·林達克 申請人:朗姆研究公司