用于檢測用于電流的柔性連接中斷的配置及其方法
【專利摘要】提供了在具有可移動(dòng)的下電極的等離子體處理室內(nèi)的檢測電路配置。該配置包括具有第一柔性連接器端、第二柔性連接器端和至少一個(gè)縫隙的柔性連接器。該縫隙的至少一部分被設(shè)置在與在兩個(gè)柔性連接器端之間劃的線平行的方向上。一個(gè)端耦合到可移動(dòng)下電極，另一個(gè)端耦合到等離子體處理室的組件。柔性導(dǎo)體配置為在可移動(dòng)的下電極和等離子體處理室的組件之間提供低阻抗的電流路徑。該配置也包括用于檢測通過設(shè)置在縫隙的一側(cè)的連接器材料的電流的裝置。用于檢測的裝置包括繞在導(dǎo)體材料周圍的至少一個(gè)線圈和與線圈耦合的、用來檢測撕裂導(dǎo)致的電流中斷的檢測電路。
【專利說明】用于檢測用于電流的柔性連接中斷的配置及其方法
本申請是申請?zhí)枮?01080017788.7、申請日為2010年4月26日、發(fā)明名稱為“用于檢測用于電流的柔性連接中斷的配置及其方法”的申請的分案申請。

【背景技術(shù)】
[0001]等離子體處理方面的進(jìn)展已經(jīng)促成了半導(dǎo)體行業(yè)的增長。在基板處理期間，室的條件會(huì)影響基板處理?？赡苡绊懟宓牡入x子體處理的一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)是射頻(RF)電流的流動(dòng)。
[0002]為便于討論，圖1示出了具有帶有可調(diào)間隙的處理室102的電容耦合等離子體處理系統(tǒng)100的簡單框圖。在可調(diào)間隙的處理室102，諸如靜電夾盤104之類下電極可配置為可調(diào)以使在上電極114和下電極104(即間隙106)之間可能創(chuàng)建的等離子體能根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
[0003]考慮其中例如在基板加工期間從RF源108來的射頻電流流過射頻匹配110進(jìn)入處理室102的情況。射頻電流可能沿路徑116與氣體反應(yīng)物耦合從而創(chuàng)建等離子體用于處理設(shè)置在靜電夾盤104上的基板112。
[0004]本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，流進(jìn)等離子體處理系統(tǒng)100的射頻電流通常試圖返回其射頻源。然而，射頻電流可能不沿著預(yù)定路徑返回到它的射頻源。射頻電流的不受控制的流回其射頻源可能會(huì)導(dǎo)致加工狀況落在設(shè)計(jì)窗口之外。在一個(gè)例子中，射頻電流的不受控制的流可能會(huì)導(dǎo)致基板112在基板加工期間經(jīng)歷非均勻性并可能導(dǎo)致更多的有缺陷器件。
[0005]由于射頻電流試圖尋求有低阻抗的路徑，可提供低阻抗路徑以指引射頻電流的流動(dòng)。提供低阻抗的路徑的一種方法是采用成組的(a set of)帶118。在一個(gè)例子中，八條帶可對(duì)稱地連接到靜電夾盤104和/或處理室102的內(nèi)襯。八條帶使射頻電流沿相對(duì)于基板112的徑向方向流出，從而使非均勻性最小化并為射頻電流提供更具確定性的路徑。
[0006]由于成組的帶118被采用來為射頻電流提供確定性的返回路徑，成組的帶118的完整性需要得以維持。換句話說，成組的帶118必須在良好的工作狀態(tài)下，以確保射頻電流的確定性的返回路徑是存在的。但是，可導(dǎo)致成組的帶118失去其完整性和產(chǎn)生導(dǎo)致晶片處理結(jié)果改變的不一致的RF返回阻抗的條件可能存在。
[0007]如前所述，升高和降低下電極104以調(diào)整在基板等離子體處理過程中創(chuàng)建的等離子體。由于成組的帶118被貼接到靜電夾盤104，成組的帶118還配置為沿靜電夾盤104移動(dòng)。隨著時(shí)間的推移，材料的疲勞(例如，金屬疲勞)可能會(huì)導(dǎo)致成組的帶118斷裂(諸如帶中之一的撕裂)。一旦斷裂發(fā)生在帶中，帶的截面積發(fā)生變化，從而增加了帶的阻抗。結(jié)果，射頻電流可能不如期望的那樣流動(dòng)。
[0008]在另一個(gè)例子中，在連接到下電極104的成組的帶118中的一條帶和/或處理室102的內(nèi)襯之間的連接可能會(huì)撕裂。因此，射頻電流可能會(huì)被改變。
[0009]除了上述原因之外，帶的設(shè)計(jì)也可影響帶的強(qiáng)度、柔韌性和耐久性。例如，如果被用來創(chuàng)建帶的材料選擇不當(dāng)，帶可能不能夠抵御腐蝕性的等離子體處理?xiàng)l件或存在影響功率輸送系統(tǒng)的效率的損耗電流路徑。由于基體材料的選擇不當(dāng)造成的功率損耗可能會(huì)加熱帶并可能導(dǎo)致過早失效。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施方案中涉及具有可移動(dòng)的下電極的等離子體處理室中的檢測電路配置(arrangement)。所述檢測電路配置包括具有第一柔性連接器端、第二柔性連接器端和至少一個(gè)縫隙的柔性連接器。所述縫隙的至少一部分沿與在所述第一柔性連接器端和所述第二柔性連接器端間劃的線平行的方向設(shè)置。所述第一柔性連接器端耦合到所述可移動(dòng)的下電極，所述第二柔性連接器端耦合到所述等離子體處理室的所述組件，其中所述柔性導(dǎo)體配置為在所述可移動(dòng)下電極和所述等離子體處理室的所述組件之間提供低阻抗的電流路徑。所述檢測電路配置也包括用于檢測通過設(shè)置在所述縫隙的一側(cè)的連接器材料的電流的裝置。用于檢測的所述裝置包括繞在設(shè)置在所述縫隙的所述一側(cè)的至少所述導(dǎo)體材料周圍的至少一個(gè)線圈和與線圈耦合以檢測所述電流的檢測電路。
[0011]以上的概述只涉及到此處公開的發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方案中的一個(gè)，不是為了限制在本文的權(quán)利要求書設(shè)定的本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的這些和其它特征將結(jié)合以下的附圖、在本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中更詳細(xì)地進(jìn)行說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]本發(fā)明是通過以附圖圖中例例示的方式而不是以限制式的方式說明的，在圖中，類似的參考數(shù)字指代類似的元素，其中:
[0013]圖1示出了具有可調(diào)間隙的處理室的電容耦合等離子體處理系統(tǒng)的簡單框圖。
[0014]圖2A-2C示出了在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案中的、用于用以檢測流過一條或多條帶的射頻電流的變化的集成檢測電路配置的不同配置的例子。
[0015]圖2D示出了在一個(gè)實(shí)施方案中的、繞在多層柔性電路中的連接器周圍的集成線圈的示例實(shí)現(xiàn)。
[0016]圖2E示出了在一個(gè)實(shí)施方案中的圖2D的實(shí)施方案的示例機(jī)械實(shí)現(xiàn)。
[0017]圖3A-3D示出了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案中的、用于夾層檢測電路配置的不同配置的示例。
[0018]圖3E和3F示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的、用于具有電路和成組的電阻的夾層檢測電路配置的不同配置的示例。
[0019]圖3G示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的、具有電路的夾層檢測電路配置的簡單示意圖。
[0020]圖4A示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的、用于在處理室內(nèi)安裝連接器的簡單示意圖。
[0021]圖4B示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的、具有用于安裝所確定的連接器的位置的連接器的簡單示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在將參照附圖中所繪的幾個(gè)實(shí)施方案詳細(xì)說明本發(fā)明。在下面的說明中，說明了許多具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹的理解。然而，顯而易見，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員，沒有這些具體細(xì)節(jié)的一部分或全部本發(fā)明可以實(shí)施。在其它的情況下，眾所周知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)沒有進(jìn)行詳細(xì)說明，以免不必要地模糊本發(fā)明。
[0023]下文說明了各種實(shí)施方案，包括方法和技術(shù)。應(yīng)該牢記，該發(fā)明可能還包括制造的項(xiàng)目，包括其上存儲(chǔ)用于執(zhí)行本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施方案的計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀代碼的例如半導(dǎo)體、磁、光磁、光或其它形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。此外，本發(fā)明也可包括用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方案的設(shè)備。這樣的設(shè)備可能包括專用電路和/或可編程電路，以執(zhí)行有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方案的任務(wù)。這樣的設(shè)備的例子包括在適當(dāng)編程時(shí)的通用計(jì)算機(jī)和/或?qū)Ｓ糜?jì)算裝置，并可包括適用于與本發(fā)明的實(shí)施方案有關(guān)的各項(xiàng)任務(wù)的計(jì)算機(jī)/計(jì)算設(shè)備和專用電路/可編程電路的組合。
[0024]如前所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，在帶中的撕裂或斷裂可能會(huì)導(dǎo)致射頻電流以非確定性的方式流動(dòng)，并且可能會(huì)導(dǎo)致基板處理發(fā)生在設(shè)計(jì)窗口之外。在本發(fā)明的一個(gè)方面，本文的發(fā)明人意識(shí)到，通過具有及時(shí)識(shí)別連接射頻電流的中斷或改變的配置，可使浪費(fèi)最小化，這是因?yàn)榭梢栽谔嗷灞蝗毕菪缘靥幚碇按_定撕裂或斷裂。
[0025]不過，帶的撕裂或斷裂不容易被檢測到。目前已經(jīng)實(shí)施了監(jiān)測程序以確定室內(nèi)的工藝狀況中的異常變化。然而，由于在帶中的撕裂或斷裂可能會(huì)導(dǎo)致電流的波動(dòng)可能低于例如2%，因此標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測程序可能不能探測到這種變化，特別是如果處理室是在例如200kHz或更高的范圍內(nèi)的相對(duì)高的頻率下操作。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，提供一個(gè)或多個(gè)檢測電路配置，以識(shí)別等離子體處理系統(tǒng)內(nèi)的諸如帶(或其它柔性連接器)之類連接器的不連續(xù)性。本發(fā)明的實(shí)施方案包括用于識(shí)別由于連接器中的撕裂或斷裂而導(dǎo)致的射頻電流變化的集成檢測電路配置。本發(fā)明的實(shí)施方案還包括可貼附到連接器的夾層檢測電路配置，以不需調(diào)整連接器而檢測射頻電流的不連續(xù)性。
[0027]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供集成檢測電路配置用于識(shí)別射頻電流中的變化。集成檢測電路配置包括諸如帶之類連接器。連接器可用為射頻電流提供低阻抗同時(shí)還能承受處理室內(nèi)的加工條件的任何材料制成。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，現(xiàn)有技術(shù)目前在處理室內(nèi)采用連接器弓I導(dǎo)射頻電流的流動(dòng)。
[0028]在一個(gè)實(shí)施方案中，每一個(gè)連接器可包括一條縫隙。縫隙可以連接到與連接器電氣隔離的電路配置。當(dāng)射頻電流流過連接器時(shí)，射頻電流在與縫隙連接的電路配置的線圈里引起電流。在一個(gè)實(shí)施方案中，電路配置(如通過檢測電路)配置為測量共振頻率和/或電流的阻抗以確定在電流中的變化。只要射頻電流不發(fā)生變化，通過線圈的電流就保持在基本穩(wěn)定的流動(dòng)率，因此共振頻率和/或阻抗保持基本不變。
[0029]然而，如果連接斷裂(例如，撕裂)，射頻電流就中斷和/或改變，從而導(dǎo)致在流經(jīng)線圈的電流中的變化。該變化可能會(huì)作為共振頻率和/或阻抗的變化被電路配置捕獲。在一個(gè)實(shí)施方案中，電路配置被配置為向操作人員發(fā)送警報(bào)，從而通知操作人員連接器中的撕裂或斷裂。
[0030]本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道，由于處理室內(nèi)的加工狀況,處理室內(nèi)的射頻電流可能并不總是處于恒定速率。相反，即使載流導(dǎo)體沒有缺陷，射頻電流可能會(huì)出現(xiàn)小幅波動(dòng)。考慮到在基板加工期間預(yù)期會(huì)發(fā)生的小幅波動(dòng)，在一個(gè)實(shí)施方案中，電路配置可配置為只在流經(jīng)線圈的電流的變化是在可接受的、預(yù)定義的閾值或范圍之外時(shí)才向操作人員發(fā)出警報(bào)。
[0031]在一個(gè)實(shí)施方案中，連接器上的縫隙的數(shù)目和/或縫隙的定位可能會(huì)根據(jù)喜好而有所不同。在一個(gè)例子中，集成檢測電路配置可能包括沿連接器的邊緣定位的成組的縫隙。在另一配置中，成組的縫隙可能是穿過連接器隨機(jī)定位的。由于在連接器中的撕裂通常發(fā)生在最大彎曲可能會(huì)出現(xiàn)的位置，縫隙可放置在在統(tǒng)計(jì)學(xué)上可能會(huì)更容易撕裂或斷裂的位置或附近。在另一個(gè)例子中，由于絕大多數(shù)撕裂在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是向著連接器的邊緣發(fā)生，故成組的縫隙可沿連接器的外部邊緣放置。然而，本發(fā)明不受限于連接器上的縫隙的數(shù)目和縫隙的定位。
[0032]在一個(gè)實(shí)施方案中，具有多個(gè)縫隙的集成檢測電路配置包括用于檢測在單條帶或多條帶中的任何一條上的多個(gè)位置中的任何一個(gè)處的電流變化的一個(gè)或多個(gè)電路配置。由于只有一個(gè)電路配置被配置來測量電流的波動(dòng)，無論撕裂的位置如何，通過連接器的射頻電流的變化都可以用單一的電路配置測量。在另一實(shí)施方案中，每一個(gè)縫隙可單獨(dú)連接到各自的電路配置，以提供數(shù)據(jù)采集的顆粒度。雖然可用來監(jiān)測通過線圈的電流的電路配置的數(shù)量可根據(jù)喜好而有所不同，空間限制和復(fù)雜性可能是可能需要在設(shè)計(jì)集成檢測電路配置中考慮的因素中的一些。
[0033]上述電路配置是無源配置。不過，室的狀況可能造成檢測由于撕裂或斷裂弓I起的射頻電流的變化變得困難，特別是如果處理室是在相當(dāng)高的頻率下運(yùn)行時(shí)。為了改善在這些情況下的檢測，電路配置也可以是在其中諸如AC(交流)信號(hào)之類源可以感應(yīng)在線圈中的有源配置。
[0034]在一個(gè)實(shí)施方案中，通過線圈運(yùn)行的功率可以通過與流過處理室的射頻電流相關(guān)聯(lián)的頻率不同的頻率驅(qū)動(dòng)。通過使線圈頻率與室頻率不同，由于連接器中的撕裂或斷裂的變化而引起的通過線圈的電流的變化可能更容易被發(fā)現(xiàn)。此外，由于一個(gè)特定的頻率被應(yīng)用于線圈，用于檢測電流變化的電路可能會(huì)簡化為感應(yīng)在線圈上的已知的頻率。此外，因?yàn)殡娐放渲每深A(yù)編程以監(jiān)視特定頻率，由于電路配置是不再需要監(jiān)測過多的頻率，所以可能會(huì)取得更多的數(shù)據(jù)顆粒度。
[0035]如前所述，為了為射頻電流提供更具確定性的返回路徑，可將多個(gè)連接器連接在下電極和/或室的組件(如內(nèi)襯)之間。連接器以允許射頻電流從設(shè)置在下電極上的基板沿對(duì)稱的徑向方向流動(dòng)的方式配置。如前所述，在一個(gè)實(shí)施方案中，電路配置可能有一對(duì)一的關(guān)系，其中每一個(gè)連接器連接到電路配置。因此，在一個(gè)特定的連接器中的撕裂或斷裂是由集成有該連接器的電路配置來確定。結(jié)果，操作人員能夠快速識(shí)別和更換“壞”的連接器。
[0036]作為一對(duì)一的電路配置的替換，在一個(gè)實(shí)施方案中，集成檢測電路配置可被簡化為針對(duì)多個(gè)連接器僅包括單一的電路配置。如果可容易地采用另一種方法(如快速物理(physical)檢查)迅速確定一旦確定了在連接器中的一個(gè)斷裂時(shí)哪一個(gè)連接器可能必須要更換，那么單一的電路配置可采用。還有，如果更換所有連接器的成本比增加額外的電路配置監(jiān)視每一個(gè)連接器更便宜，則單一的電路配置可能是可取的。
[0037]在集成檢測電路配置中的所述的連接器可以通過簡單地創(chuàng)建縫隙和/或提供線圈容易地進(jìn)行更改以適應(yīng)電路配置。然而，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可采用夾層檢測電路配置，而無需更改連接器。相反，夾層檢測電路配置可貼在連接器的一端。在一個(gè)實(shí)施方案中，夾層檢測電路配置可預(yù)拉伸，以使夾層檢測電路來模擬在下電極升高或降低時(shí)連接器上下移動(dòng)時(shí)的連接器(如彈回)的狀況。
[0038]在一個(gè)實(shí)施方案中，夾層檢測電路配置是一個(gè)簡單的檢測環(huán)路。夾層檢測電路配置可以拉長跨越連接器的長度。在一個(gè)實(shí)施方案中，檢測環(huán)路可分支成叉狀或齒狀配置。叉狀/齒狀物的數(shù)量可能會(huì)因制造商的喜好而有所不同。由于連接器往往在最大的柔性點(diǎn)斷裂，叉狀/齒狀物的定位可能定位在在統(tǒng)計(jì)學(xué)上已被確定為最有可能斷裂的位置。
[0039]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，夾層檢測電路配置是具有成組的電阻的DC(直流)電路。在電阻完好時(shí)，流經(jīng)夾層檢測電路配置的線圈的正常電流通常有相當(dāng)?shù)偷闹?。但是，如果在連接器有中斷發(fā)生，射頻電流路徑可能被引導(dǎo)遠(yuǎn)離電阻，從而導(dǎo)致流過線圈的電流有明顯較高的電流值。在某些情況下，撕裂可能會(huì)發(fā)生在一個(gè)點(diǎn)上，在該點(diǎn)，彎曲可能會(huì)導(dǎo)致撕裂的連接器的兩側(cè)間歇性接觸。在一個(gè)實(shí)施方案中，檢測電路可以預(yù)先設(shè)定，以確定在電流變化時(shí)的間歇性信號(hào)。
[0040]在一個(gè)實(shí)施方案中，夾層檢測電路配置可以是將交流功率提供給檢測電路的有源電路。類似于上述的集成檢測電路配置，驅(qū)動(dòng)的交流功率使線圈的頻率與處理室的頻率不同，從而簡化了監(jiān)測過程。結(jié)果，因?yàn)橹皇占囟l率的數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)的顆粒度可能會(huì)提聞。
[0041]通過參考下面的附圖和討論，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)可以得到更好地理解。
[0042]圖2A-2C示出了在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案中的、用于用以檢測流過一條或多條帶的射頻電流的變化的集成檢測電路的不同配置的例子。集成檢測電路配置是有利地需要連接器以簡單的方式更改以實(shí)施集成檢測電路配置的配置。
[0043]在一個(gè)實(shí)施方案中，圖2A的連接器200包括耦合到檢測電路配置204的縫隙202。檢測電路配置204可以包括連接到可包括線圈210的檢測電路回路208的監(jiān)測設(shè)備206。
[0044]考慮其中例如供應(yīng)給室的射頻電流通過連接器200流回射頻源的情況。例如，當(dāng)射頻電流從A到B流過時(shí)，射頻電流在線圈210中感應(yīng)電流。射頻電流的方向與確定由于連接器200中的撕裂或斷裂而引起的在射頻電流中的不連續(xù)性是否存在不相關(guān)。
[0045]有關(guān)線圈210中的感應(yīng)電流的數(shù)據(jù)被監(jiān)測設(shè)備206收集和分析。監(jiān)測設(shè)備206可能能夠從收集的數(shù)據(jù)分析諸如共振頻率和阻抗之類不同的參數(shù)。例如，對(duì)于處于“良好的狀況”的連接器，感應(yīng)電流在基板處理期間以基本上穩(wěn)定的和已知的速率流動(dòng)。因此，共振頻率和/或阻抗也基本上恒定。然而，如果發(fā)生斷裂或撕裂，射頻電流就中斷，在線圈210中的感應(yīng)電流變得可檢測地不同于斷裂或撕裂前可能存在的感應(yīng)電流。
[0046]本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，即使載流導(dǎo)體沒有缺陷，處理室內(nèi)的處理狀況也可能會(huì)導(dǎo)致射頻電流出現(xiàn)小幅波動(dòng)。因此，波動(dòng)可能并不總是表示連接器中的斷裂。為了使?jié)撛诘恼`報(bào)發(fā)生最小化，在一個(gè)實(shí)施方案中，監(jiān)測設(shè)備206可配置為如果通過檢測電路回路208的電流中的變化是在可接受的預(yù)定義的閾值或范圍之外就發(fā)送警報(bào)給操作人員。
[0047]在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，如圖2B和2C所示，連接器200可包括多個(gè)縫隙?？梢詮纳衔乃隼斫獾?，在連接器上的縫隙的數(shù)目和/或縫隙的定位可能會(huì)根據(jù)愛好而有所不同，例如，成組的連接器可沿著連接器的邊緣放置。在另一配置中，成組的縫隙可以跨越連接器隨機(jī)放置。然而，由于撕裂往往發(fā)生在其中最大彎曲可能會(huì)發(fā)生的位置，縫隙可放置在可能在統(tǒng)計(jì)學(xué)上更有可能撕裂或斷裂的連接器上的位置上或其附近。然而，本發(fā)明不受限于連接器上的縫隙的數(shù)目的和縫隙的位置。
[0048]在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖2B所示，縫隙(220和222)可成串連接到單一監(jiān)測裝置224。在另一實(shí)施方案中，如圖2C所示，每一個(gè)縫隙(230和232)可連接到其各自的監(jiān)測設(shè)備(234和236)。在又一實(shí)施方案中，在多個(gè)連接器中的縫隙(無論是每一個(gè)連接器一個(gè)縫隙還是每一個(gè)連接器多個(gè)縫隙)可被耦合到單一的監(jiān)測電路。檢測電路配置的復(fù)雜性可能會(huì)有所不同。雖然，可被用來監(jiān)視通過線圈的電流的電路配置的數(shù)目可根據(jù)喜好而有所不同，但空間限制和復(fù)雜性可能是在設(shè)計(jì)集成檢測電路配置中可能需要考慮的因素中的一些。
[0049]在連接器中的撕裂或斷裂未必一定發(fā)生在縫隙上，因?yàn)檫B接器中的任何地方的撕裂都被轉(zhuǎn)換成線圈上的不同程度的感應(yīng)電流。因此，連接器中的任何撕裂或斷裂最終反應(yīng)在線圈上的感應(yīng)電流的變化上。但是，如果撕裂在縫隙處或其附近發(fā)生，則存在變化幅度可能會(huì)更大，因此更容易被檢測到的高可能性。因此，多縫隙的設(shè)計(jì)可能是優(yōu)選的。
[0050]雖然圖2A、2B和2C示出了(如線圈210)圍繞一個(gè)或多個(gè)縫隙纏繞的每一個(gè)線圈，線圈也可圍繞連接器的非縫隙區(qū)纏繞。在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖2D所示，線圈可能會(huì)圍繞整個(gè)連接器的寬度纏繞。連接器240被耦合到可以包括連接到檢測電路回路244的監(jiān)測設(shè)備242的檢測電路配置。檢測電路回路244的線圈246圍繞連接器240纏繞。通過圍繞連接器240纏繞線圈246，流過連接器240的全部的電流可以被測量到。
[0051]在一個(gè)實(shí)施方案中，檢測電路回路244可以是軟式電路(例如柔性電路)。圖2E示出了在一個(gè)實(shí)施方案中的例如圖2D的實(shí)施方案的機(jī)械實(shí)施。在圖2E中有柔性連接器組成的四個(gè)層，所有這些層都相互絕緣(絕緣未示出)。第一層250是射頻電流通過其返回的層。層2-4(252、254和256)和通孔是用于將線圈和返回導(dǎo)體(圖2D的檢測電路回路244)實(shí)施到監(jiān)測設(shè)備上。柔性電路在本【技術(shù)領(lǐng)域】是公知的，沒有提供額外的討論。如可以理解的那樣，柔性電路的例子只是柔性電路的一個(gè)實(shí)施。本發(fā)明不限于此例。
[0052]上述的集成檢測電路配置是無源配置。如前所述，在一個(gè)實(shí)施方案中，在其中交流功率被提供給線圈的有源配置可能被提供?？紤]其中例如在圖2A中的AC功率以特定頻率被提供給檢測電路回路208的情況。與在其中可能檢測多個(gè)頻率的無源配置不同，有源配置的監(jiān)測設(shè)備僅需監(jiān)測提供給線圈的交流功率的頻率。換句話說，監(jiān)測設(shè)備可調(diào)整以檢測特定頻率的變化而不是過多的頻率的變化。因此，因?yàn)橹挥刑囟ǖ念l率數(shù)據(jù)被收集和分析，數(shù)據(jù)的顆粒度可能會(huì)提高。
[0053]在一個(gè)實(shí)施方案中，交流電源可以由與室頻率不同的頻率驅(qū)動(dòng)。由于射頻電流的波動(dòng)可能難以檢測，特別是在可能運(yùn)行在較高頻率(例如，在200kHz或更高的范圍)的室中，為線圈提供與室不同的感應(yīng)的交流功率使監(jiān)測設(shè)備能夠更容易地檢測到波動(dòng)。
[0054]圖3A-3D示出了在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中的夾層檢測電路配置的不同配置的例子。與圖2A-2C的集成檢測電路配置不同，夾層檢測電路配置是與標(biāo)準(zhǔn)的連接器設(shè)計(jì)兼容的。換句話說，連接器的設(shè)計(jì)無需進(jìn)行更改以適應(yīng)檢測電路配置。相反，夾層檢測電路配置可以被貼到(例如，使用合適的粘合劑)連接器的至少一側(cè)以監(jiān)測射頻電流返回路徑。
[0055]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，夾層檢測電路配置可預(yù)先拉伸以模擬連接器的狀況。因此，當(dāng)在基板處理期間在下電極升高或降低時(shí)連接器彎曲時(shí)，夾層檢測電路配置也與連接器一起彎曲。
[0056]在一個(gè)實(shí)施方案中，夾層檢測電路配置是簡單的檢測電路回路。檢測電路回路的配置可以有變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，檢測電路回路可以有叉形設(shè)計(jì)300(圖3A)、齒形設(shè)計(jì)302 (圖3B)、雙側(cè)叉形設(shè)計(jì)304 (圖3C)、多叉形設(shè)計(jì)306 (圖3D)等。從上述情況可以理解，本發(fā)明不受限于配置中的叉形/齒形的定位或數(shù)目。然而，由于連接器往往在最大的柔性點(diǎn)斷裂，叉形/齒形可被置于在統(tǒng)計(jì)學(xué)上已被確定為是最有可能斷裂的位置。
[0057]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，夾層檢測電路配置310是具有成組的電阻的電路(圖3E)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該電路是直流電路。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該電路是AC電路。夾層檢測電路配置310可以包括連接到導(dǎo)體314的監(jiān)測設(shè)備312。在一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)線314的配置可以改變以提高檢測回路的靈敏度從而檢測到工作頻率。在一個(gè)例子中，圖3F的導(dǎo)體314b的配置提供了在工作頻率對(duì)射頻電流的變化更敏感的一個(gè)檢測回路。
[0058]在一個(gè)實(shí)施方案中，成組的電阻(316和318)或其它無源元件可實(shí)施在導(dǎo)體314中，以降低在導(dǎo)體314中驅(qū)動(dòng)的電流的值。因此，如果撕裂320發(fā)生造成監(jiān)測射頻電流中斷時(shí)，由于導(dǎo)體314基本上成為開路，故通過導(dǎo)體314的電流的值可能會(huì)顯著減少。由于在中斷已經(jīng)發(fā)生后電流值顯著降低，由于撕裂320而導(dǎo)致的監(jiān)測射頻電流的波動(dòng)可能更容易通過監(jiān)測設(shè)備312檢測到。
[0059]在一個(gè)實(shí)施方案中，夾層檢測電路配置330配置為有源電路(圖3G)。夾層檢測電路配置330可包括連接到監(jiān)測設(shè)備334的能夠提供電壓或電流的導(dǎo)體332。在一個(gè)實(shí)施方案中，在一個(gè)特定頻率的功率(DC或AC)可提供給導(dǎo)體332。與在其中可能必須監(jiān)測不同的頻率的夾層檢測電路配置310不同，監(jiān)測設(shè)備334可調(diào)節(jié)成只測量提供功率給導(dǎo)體332的頻率。結(jié)果，由于只對(duì)特定頻率的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，數(shù)據(jù)的顆粒度會(huì)提高。
[0060]在一個(gè)實(shí)施方案中，提供功率給導(dǎo)體332的頻率可能與處理室內(nèi)可能存在的頻率有所不同，從而簡化了監(jiān)測過程。通過使導(dǎo)體332中的頻率與室的頻率不同，由于撕裂(如撕裂336)引起的在射頻電流中的波動(dòng)更容易被檢測到，特別是在處理室是在例如為200kHz或更高的范圍中的相當(dāng)高的頻率下操作時(shí)。
[0061]圖4A示出了在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的、用于在處理室400內(nèi)安裝連接器402的簡單示意圖。連接器402可通過安裝塊安裝到下電極404和/或處理室400中的內(nèi)襯412。連接器402的第一柔性連接器端可通過安裝塊配置406 (406a和406b)安裝到下電極404。在一個(gè)實(shí)施方案中，連接器402可夾緊在安裝塊406a和安裝塊406b之間。類似地，連接402的第二柔性連接器端可通過安裝塊配置408 (408a和408b)安裝到處理室的一個(gè)組件(如內(nèi)襯412)。此外，連接402器可夾緊在安裝塊406a和安裝塊406b之間。
[0062]如前所述，如果在連接器402和處理室400的下電極404和/或內(nèi)襯412之間存在不好的連接，非確定性的射頻電流返回路徑就可以創(chuàng)建?？紤]到潛在的不好的連接，檢測電路的電路叉狀布局可被定位于安裝塊處或其附近(如圖4B的安裝450塊所示)。此外，由于斷裂是在統(tǒng)計(jì)學(xué)上更可能發(fā)生在受力區(qū)附近，使電路叉狀布局在安裝塊附近或跨越塊的邊界使得檢測到在連接器402處的斷裂或跨越452的短路的可能性更高。
[0063]雖然只示出了連接器402，但類似的配置可被用來安裝其它連接器，該其它連接器可用來提供用于引導(dǎo)射頻電流返回其射頻源的更確定的路徑。一般地，連接器以允許射頻電流從置于下電極上的基板沿對(duì)稱的徑向方向流動(dòng)的方式進(jìn)行配置。
[0064]在一個(gè)實(shí)施方案中，每一個(gè)連接器與電路配置集成。由于有連接器和電路配置之間的一對(duì)一的關(guān)系，在連接器中的撕裂或斷裂就由連接到連接器的電路配置識(shí)別出來。
[0065]在另一實(shí)施方案中，單一的電路配置可以用來監(jiān)測多個(gè)連接。雖然一對(duì)多的電路配置可能簡化檢測配置，但操作人員可能需要執(zhí)行額外的測試(例如物理檢查)以確定有撕裂的實(shí)際的連接器。然而，如果更換連接器的成本相對(duì)便宜，整組的連接器可以被替換，而不是必須識(shí)別具有撕裂的連接器。此外，如果從成組的連接器中識(shí)別“壞的”連接器所需的停機(jī)時(shí)間成本比更換整組連接器的成本顯著大，則當(dāng)確定任何連接器是壞的時(shí)，整組連接器可以被替換，而不是使等離子體處理系統(tǒng)離線而延期。
[0066]可以從上文理解到，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案提供了用于檢測等離子體處理室中的連接不連續(xù)或射頻電流變化的配置和方法。通過將一個(gè)或多個(gè)連接器與檢測電路配置集成，根據(jù)處理室內(nèi)的RF電流的波動(dòng)，連接器上的撕裂或斷裂可得以確定。利用檢測電路配置，處理室內(nèi)的非均勻性可能以及時(shí)的方式得以確定，由于基板在工藝窗口之外加工造成的成本浪費(fèi)可以最小化。
[0067]雖然本發(fā)明已經(jīng)利用幾個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)行了說明，但也有替換、變換和各種替代等同是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。雖然本文提供了各個(gè)例子，但意圖在于，這些例子對(duì)本發(fā)明來說是說明性的而不是限制性的。
[0068]還有，為方便起見，本文提供了標(biāo)題和概要，但標(biāo)題和概要不應(yīng)用來解釋本文的權(quán)利要求書的范圍。此外，摘要是以高度縮略的形式寫就的，在這里是為方便起見提供的，因此不應(yīng)該用來確定或限制在權(quán)利要求書范圍說明的整個(gè)發(fā)明。如果術(shù)語“成組的”在本文被使用，這樣的術(shù)語的目的在于使其廣為理解的數(shù)學(xué)意義包括零個(gè)、一個(gè)或一個(gè)以上的成員。還應(yīng)當(dāng)指出，有許多替代的方式實(shí)施本發(fā)明的所述方法和設(shè)備。因此，目的在于將所附的權(quán)利要求書解釋為將所有這些替換、變換和各種替代等同包括在本發(fā)明的真正精神和范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.在具有可移動(dòng)的下電極的等離子體處理室中的一種檢測電路配置，所述檢測電路配置包括: 柔性連接器，其具有第一柔性連接器端和第二柔性連接器端，所述第一柔性連接器端耦合到所述可移動(dòng)的下電極，所述第二柔性連接器端耦合到所述等離子體處理室的一個(gè)組件內(nèi)襯上，其中所述柔性連接器配置為在所述可移動(dòng)的下電極和所述等離子體處理室的所述組件之間提供低阻抗的電流路徑；和 用于檢測的裝置，其檢測通過所述柔性連接器的電流，所述用于檢測的裝置包括貼在檢測電路上的至少一個(gè)線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測電路配置，其中所述用于檢測的裝置被預(yù)拉伸以使所述用于檢測的裝置模擬所述柔性連接器在所述下電極升高和降低時(shí)的狀況。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測電路配置，其中所述用于檢測的裝置具有叉狀配置。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測電路配置，其中所述叉狀配置包括至少兩個(gè)叉狀物。
5.如權(quán)利要求3所述的檢測電路配置，其中所述用于檢測的裝置包括成組的無源元件，其中所述成組的無源元件包括成組的電阻、成組的電感器和成組的電容器中的一個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的檢測電路配置，其中所述檢測電路被配置為分析所收集的有關(guān)所述電流的一組參數(shù)，以確定所述電流的變化何時(shí)在預(yù)定義的閾值之外。
7.如權(quán)利要求1所述的檢測電路配置，其中交流信號(hào)和直流信號(hào)中的至少一個(gè)感應(yīng)在所述線圈上。
8.如權(quán)利要求7所述的檢測電路配置，其中所述交流信號(hào)和所述直流信號(hào)中的至少一個(gè)是在與通過所述柔性連接器的所述電流相關(guān)的頻率不同的頻率上。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK104360211SQ201410485836
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2009年4月28日
【發(fā)明者】賽義德·賈法·雅法良-特哈妮 申請人:朗姆研究公司