衬底处理系统的直接驱动电路中的开关的保护系统的制作方法

1.本公开涉及衬底处理系统，并且更具体地涉及用于在衬底处理系统中提供rf等离子体功率或rf偏置的驱动电路。


背景技术：

2.这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
3.衬底处理系统通常用于蚀刻诸如半导体晶片之类的衬底上的薄膜。蚀刻通常包括湿式化学蚀刻或干式蚀刻。可以使用由电感耦合等离子体(icp)产生的等离子体来执行干蚀刻。电感耦合等离子体可以由邻近介电窗布置在处理室外部的线圈产生。在处理室内流动的工艺气体被点燃以产生等离子体。在一些应用中，rf等离子体功率被输出到布置在处理室外部的一个或多个感应线圈。rf偏置功率也可以提供给衬底支撑件中的电极。
4.可以改变rf等离子体功率或rf偏置功率的频率以提供额外的工艺控制。此外，rf等离子体功率或rf偏置功率的幅值或电平可以在处理期间变化以提供额外的工艺控制。rf等离子功率或电平和/或rf偏置功率或电平的变化会导致驱动电路遇到的阻抗发生变化。当负载和驱动电路之间发生阻抗不匹配时，功率会被反射，从而效率低下。


技术实现要素：

5.一种用于向衬底处理系统的部件提供rf功率的直接驱动电路包括直接驱动电路，其包括开关并被配置为向所述部件提供rf功率。开关保护模块被配置为：监控处理室中的负载电流和负载电压；基于所述负载电流和所述负载电压计算负载电阻；将所述负载电阻与第一预定负载电阻进行比较；以及基于所述比较来调整所述直接驱动电路的rf功率限制和rf电流限制中的至少一者。
6.在其他特征中，电压/电流(vi)探针布置在所述处理室中并被配置为产生所述负载电流和所述负载电压。基于至少一种非等离子体状况期间的电阻来选择所述第一预定负载电阻。所述至少一种非等离子体状况对应于未能点燃的等离子体。所述至少一种非等离子体状况对应于在流向所述处理室的工艺气体流被关闭之后等离子体消散(drop out)。
7.在其他特征中，所述开关保护模块响应于所述负载电阻小于或等于第一预定负载电阻值而降低所述直接驱动电路的rf功率限制和rf电流限制中的至少一者。所述开关保护模块被配置为响应于所述负载电阻小于或等于所述第一预定负载电阻持续大于预定时间段的时间段而关闭所述直接驱动电路。所述开关保护模块响应于所述负载电阻小于或等于第一预定负载电阻值而增大所述直接驱动电路的所述rf功率限制和所述rf电流限制中的至少一者。
8.在其他特征中，所述开关保护模块被配置为响应于所述负载电阻小于或等于所述第一预定负载电阻持续大于预定时间段的时间段而关闭所述直接驱动电路。
9.在其他特征中，所述开关保护模块响应于所述负载电阻小于或等于第一预定负载电阻，选择所述直接驱动电路的第一rf功率限制和第一rf电流限制中的至少一者，以及响应于所述负载电阻大于所述第一预定负载电阻，选择所述直接驱动电路的第二rf功率限制和第二rf电流限制中的至少一者。所述直接驱动电路的第一rf功率限制和第一rf电流限制中的所述至少一者相应地小于所述直接驱动电路的第二rf功率限制和第二rf电流限制中的所述至少一者。所述开关保护模块被配置为响应于所述负载电阻小于或等于所述第一预定负载电阻持续大于预定时间段的时间段而关闭所述直接驱动电路。
10.在其他特征中，所述开关保护模块响应于所述负载电阻小于或等于第一预定负载电阻，选择所述直接驱动电路的第一rf功率限制和第一rf电流限制中的至少一者，以及响应于所述负载电阻大于所述第一预定负载电阻，选择所述直接驱动电路的第二rf功率限制和第二rf电流限制中的至少一者。所述直接驱动电路的第一rf功率限制和第一rf电流限制中的所述至少一者相应地大于所述直接驱动电路的第二rf功率限制和第二rf电流限制中的所述至少一者。所述开关保护模块被配置为响应于所述负载电阻小于或等于所述第一预定负载电阻持续大于预定时间段的时间段而关闭所述直接驱动电路。
11.在其他特征中，所述开关保护模块被配置为响应于所述负载电阻小于或等于所述第一预定负载电阻持续大于预定时间段的时间段而关闭所述直接驱动电路。所述直接驱动电路包括：时钟产生器，其用于产生第一频率下的时钟信号；和栅极驱动器，其用于接收时钟信号。桥式电路包括第一开关，其具有控制端、第一端和第二端，所述控制端连接至所述栅极驱动器。第二开关具有连接到所述栅极驱动器的控制端、连接到所述第一开关的第二端和输出节点的第一端、以及第二端。
12.在其他特征中，电流传感器感测所述输出节点处的电流并产生电流信号。电压传感器感测所述输出节点处的电压并产生电压信号。控制器包括：相位偏移计算模块，其用于计算所述电压信号与所述电流信号之间的相位偏移；以及时钟调整模块，其用于基于所述相位偏移调整所述第一频率。所述部件包括布置在所述处理室外部的线圈。
13.一种用于向衬底处理系统的部件提供rf功率的方法包括：使用包括开关的直接驱动电路向所述部件提供rf功率；监控处理室中的负载电流和负载电压；基于所述负载电流和所述负载电压计算负载电阻；将所述负载电阻与第一预定负载电阻进行比较；以及基于所述比较来调整所述直接驱动电路的rf功率限制和rf电流限制中的至少一者。
14.在其他特征中，所述方法包括在处理室中布置电压/电流(vi)探针并且使用所述vi探针产生所述负载电流和所述负载电压。基于至少一种非等离子体状况期间的电阻来选择所述第一预定负载电阻。所述至少一种非等离子体状况对应于未能点燃的等离子体。
15.所述至少一种非等离子体状况对应于在流向所述处理室的工艺气体流被关闭之后等离子体消散。
16.在其他特征中，所述方法包括响应于所述负载电阻小于或等于第一预定负载电阻值而降低所述直接驱动电路的rf功率限制和rf电流限制中的至少一者。所述方法还包括响应于所述负载电阻小于或等于所述第一预定负载电阻持续大于预定时间段的时间段而关闭所述直接驱动电路。
17.在其他特征中，所述方法包括响应于所述负载电阻小于或等于第一预定负载电阻值而增大所述直接驱动电路的rf功率限制和rf电流限制中的至少一者。所述方法包括：如
果所述负载电阻小于所述第一预定负载电阻持续大于预定时间段的时间段，则关闭所述直接驱动电路。
18.在其他特征中，所述方法包括：响应于所述负载电阻小于或等于第一预定负载电阻，选择所述直接驱动电路的第一rf功率限制和第一rf电流限制中的至少一者，以及响应于所述负载电阻大于所述第一预定负载电阻，选择所述直接驱动电路的第二rf功率限制和第二rf电流限制中的至少一者。所述直接驱动电路的第一rf功率限制和第一rf电流限制中的所述至少一者相应地小于所述直接驱动电路的第二rf功率限制和第二rf电流限制中的所述至少一者。所述方法包括：响应于所述负载电阻小于所述第一预定负载电阻持续大于预定时间段的时间段而关闭所述直接驱动电路。
19.在其他特征中，所述方法包括：响应于所述负载电阻小于或等于第一预定负载电阻，选择所述直接驱动电路的第一rf功率限制和第一rf电流限制中的至少一者，以及响应于所述负载电阻大于所述第一预定负载电阻，选择所述直接驱动电路的第二rf功率限制和第二rf电流限制中的至少一者。所述直接驱动电路的第一rf功率限制和第一rf电流限制中的所述至少一者相应地大于所述直接驱动电路的第二rf功率限制和第二rf电流限制中的所述至少一者。所述方法包括：响应于所述负载电阻小于或等于所述第一预定负载电阻持续大于预定时间段的时间段而关闭所述直接驱动电路。
20.根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
21.根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
22.图1a是根据本公开的包括一个或多个直接驱动系统的衬底处理系统的示例的功能框图；
23.图1b是根据本公开的包括开关保护模块和具有开关的直接驱动电路的直接驱动系统的示例的功能框图；
24.图2是根据本公开的包括开关的直接驱动电路的示例的功能框图；
25.图3是说明图2中的直接驱动电路的输出电压随时间变化的曲线图；
26.图4是直接驱动电路的另一示例的功能框图；
27.图5是说明图4中的直接驱动电路的输出电压随时间变化的曲线图；
28.图6是直接驱动电路的另一示例的功能框图；
29.图7和8是用于基于相位偏移来调整时钟发生器的频率的方法的示例的流程图；
30.图9为根据本公开的基于负载电阻的直接驱动电路中的保护开关的方法的一示例的流程图；以及
31.图10为根据本公开的基于负载电阻的直接驱动电路中的保护开关的方法的一示例的流程图。
32.在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
33.在一些应用中，提供给icp线圈的rf源功率的频率和/或提供给衬底支撑件中的电
极的rf偏置在两个或更多个频率和/或两个或更多个脉冲电平之间切换。在这些系统中，rf发生器的阻抗与负载(例如感应线圈和等离子体或电极和等离子体)相匹配。然而，负载的阻抗随着等离子体状况变化、脉冲电平变化和/或由于各种其他因素而变化。当发生阻抗不匹配时，功率会被负载反射，从而效率低下。由于相对于频率变化和/或电平间变化之间的开关周期改变电容值所需的时间量，因而使用可变电容器对电路进行调谐是困难的。
34.为了消除上面确定的一些问题，已经使用包括开关的直接驱动电路以代替rf源和匹配网络来提供rf功率。共同转让的美国专利no.10,515,781中显示和描述了直接驱动和混合直接驱动电路的示例，该专利的全部内容通过引用并入本文。直接驱动电路以低阻抗操作，从而消除了上述匹配问题。
35.直接驱动电路中的开关可能在非等离子体状况期间发生故障，例如当等离子体未点燃时或当等离子体在气流被关闭后消散(drop out)时发生故障。rf电流限制和耗散限制已用于保护直接驱动电路。然而，仅靠rf电流限制并不能解决例如13mhz之类的较高rf频率下的开关故障。虽然降低的耗散限制可能会防止开关故障，但它们也无法接受地减小了操作窗。此外，耗散限制没有得到很好的理解并且准确性不够。
36.根据本公开的系统和方法使用布置在处理室中的电压(v)和电流(i)探针(vi探针)在直接驱动电路的操作期间监测负载电压和电流。根据测得的电压和电流计算负载电阻，并将其与预定的电阻阈值进行比较。在一些示例中，当测得的负载电阻小于预定电阻阈值时，开关保护模块改变直接驱动电路的操作。更具体地，当负载电阻低于预定电阻阈值时，应用减小的rf功率限制和/或rf电流限制直到负载电阻改变。当发生从非等离子体状况到等离子体状况的转变时，负载电阻增加。
37.在另一示例中，当负载电阻在非等离子体状况期间低于预定电阻阈值时，增加的rf功率限制和/或rf电流限制被应用预定的时间段以试图激励等离子体。这种方法是违反直觉的，因为保护开关的通常方法是降低功率。然而，如果响应于更高的rf功率和/或电流限制而激励等离子体，则由于从非等离子体状况到等离子体状况的转变，负载电阻通常会增加。
38.在等离子体开启之后，功率限制和/或电流限制可以增加(当限制由于低负载电阻而减少时)或减少(当限制由于低负载电阻而增加时)。在一些示例中，当低负载电阻状况持续预定时间段时，系统发送错误消息(或触发警报)并切断来自直接驱动电路的输出rf功率。
39.现在参考图1a和1b，示出了根据本公开的衬底处理系统10的示例。衬底处理系统10包括将在下文进一步描述的一个或多个rf直接驱动系统52。
40.在一些示例中，充气室20可以布置在线圈16和介电窗24之间，以通过热和/或冷气流控制介电窗24的温度。介电窗24沿着处理室28的一侧布置。处理室28还包括衬底支撑件(或基座)32。衬底支撑件32可以包括静电卡盘(esc)或机械卡盘或其他类型卡盘。工艺气体被供应到处理室28并且等离子体40在处理室28内部产生。等离子体40蚀刻衬底34的暴露表面。另一个rf直接驱动系统52(例如下面进一步描述的那些)也可以是用于在操作期间向衬底支撑件32中的电极提供rf偏置。
41.气体输送系统56可用于向处理室28供应工艺气体混合物。气体输送系统56可包括工艺和惰性气体源57、气体计量系统58(例如阀和质量流量控制器)和歧管59。气体输送系
统60可用于经由阀61将气体62输送到充气室20。气体可包括用于冷却线圈16和介电窗24的冷却气体(空气)。加热器/冷却器64可用于将衬底支撑件32加热/冷却到预定温度。排放系统65包括阀66和泵67以通过清扫或抽排从处理室28中去除反应物。
42.控制器54可用于控制蚀刻工艺。控制器54监测系统参数并控制气体混合物的输送、等离子体的激励、维持和熄灭、反应物的移除、冷却气体的供应等。
43.vi探针92布置在处理室中并且感测负载电压和电流。如图1b中所能看到的，直接驱动系统52包括具有开关保护模块94的控制器93。在一些示例中，控制器54和93可以组合。直接驱动电路95包括桥式电路96和开关98。开关保护模块94通过基于负载电压和负载电流计算负载电阻并且接着基于该负载电阻调整直接驱动系统52的操作来保护开关98。更具体地，开关保护模块94将负载电阻与预定电阻阈值进行比较。当测得的负载电阻小于预定电阻阈值时，开关保护模块94改变直接驱动电路95的操作。
44.在一些示例中，当负载电阻低于预定电阻阈值时，应用降低的rf功率限制和/或rf电流限制直到负载电阻增加。由于从非等离子体状况到等离子体状况的转变，负载电阻增加。在其他示例中，当负载电阻低于预定电阻阈值时，应用增加的rf功率限制和/或rf电流限制直到负载电阻由于等离子体状况而增加。直接驱动系统52包括桥式电路96和一个或多个被调制以产生rf功率的开关。
45.现在参考图2，示出了用于提供rf偏置(或rf等离子体功率)的直接驱动电路95的示例。直接驱动电路95包括以一个或多个选定的rf频率操作的时钟120。时钟120输出的时钟信号被输入到栅极驱动电路122。在一些示例中，栅极驱动电路122包括放大器144和反相放大器146，放大器144和反相放大器146具有连接到时钟120的各自的输入。
46.栅极驱动电路122的输出被输入到桥式电路138。在一些示例中，桥式电路138包括第一开关140和第二开关142(对应于待保护的开关98)。在一些示例中，第一开关140和第二开关142包括金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。第一开关140和第二开关142各自包括控制端、第一端和第二端。栅极驱动电路122的放大器144的输出被输入到第一开关140的控制端。栅极驱动电路122的反相放大器146的输出被输入到第二开关142的控制端。
47.输出节点130连接到第一开关140的第二端和第二开关142的第一端。第一开关140的第一端连接到dc电源126。第二开关142的第二端连接到参考电位，例如地。输出节点130通过电容器132连接到线圈或电感器。
48.图2中的直接驱动电路使用单个dc电源126，其可以在esc的基板上产生不期望的直流电压/分量。该dc分量会通过影响衬底上预期独立控制的esc dc偏置来使晶片夹持/去除夹持性能复杂化。
49.现在参考图3，图2中是电桥电路138的输出节点130处的电压波形的傅立叶变换可以用方程形式表示为：其中t＝1/f
rf
，f
rf
是rf频率。当使用低通滤波器滤除等式右侧的谐波时，基频f
rf
和dc分量v
dc/2
保持不变。
50.现在参考图4，为了解决基板上不希望有的dc电压，直接驱动电路95可以使用双dc
电源。直接驱动电路95包括以 v
dc
/2操作的第一dc电源410和以-v
dc
/2操作的第二dc电源420。为了获得相同的输出rf功率，第一和第二直流电源410、420都以图2中单个dc电源的一半电压操作。在一些示例中，第一dc电源410和第二dc电源420以大致相同的幅值和相反的极性操作。如此处所使用的，大致相同是指第一dc电源410输出的dc电压的幅值相对于第二dc电源420输出的dc电压的幅值相差小于10％、5％或1％。第一dc电源410连接到第一开关140的第一端。第二dc电源420连接到第二开关142的第二端。
51.现在参考图5，图4中的直接驱动电路95输出的电压波形没有dc分量，具有以下傅立叶变换：其中t＝1/f
rf
，f
rf
是rf频率。因此，不存在如图2的电路中那样的dc分量。从而消除了与之相关的问题。
52.现在参考图6，直接驱动电路95包括如上所述的时钟120、栅极驱动电路122、桥接电路138、第一dc电源410和第二dc电源420。输出节点130通过电容器132连接到线圈。
53.电流传感器640连接到输出节点130。同样，电压传感器642连接到输出节点130。电流传感器640输出的感测电流和电压传感器642输出的感测电压被输入到包括相位偏移计算模块646和时钟频率调整模块648的控制器644。
54.相位偏移计算模块646确定电压和电流之间的相位偏移。相位偏移计算模块646将相位偏移输出至时钟频率调整模块648。当电压超前于电流时，时钟频率调整模块648降低时钟120的频率。当电流超前于电压时，时钟频率调整模块648增加时钟120的频率。在一些示例中，可以使用滞后。在一些示例中，时钟频率调整模块648在电压超前电流预定第一阈值th1时降低时钟120的频率。在一些示例中，时钟频率调整模块648在电压超前电流预定第二阈值th2时降低时钟120的频率。
55.现在参考图7，示出了用于控制直接驱动电路的方法700。在710，在输出节点或另一位置感测电流和电压波形。在714，确定电压和电流波形之间的相位偏移。例如，可以监测电流和电压的过零点。过零点的时序的差异可用于确定相位偏移。在720，调整时钟的频率以减少电压和电流之间的相位偏移。
56.现在参考图8，示出了用于调整时钟频率的方法800。当在810处确定电压超前电流时，在820处降低频率。在一些示例中，在频率降低之前电压需要超前电流超过第一阈值th1。当在830确定电流超前电压时，在840增加频率。在一些示例中，在增加频率之前电流需要超前电压超过第二阈值th2。在其他示例中，不使用滞后。
57.现在参考图9，示出了用于保护衬底处理系统的直接驱动电路的开关的方法900。在914，该方法确定直接驱动电路是否开启并提供rf功率。如果为假，该方法返回到914。当914为真时，该方法继续到918并监测负载电压和负载电流。在一些示例中，负载电压和负载电流使用vi探头进行监控。在922，基于负载电压和负载电流计算负载电阻。在926，将负载电阻与预定电阻阈值r
th
进行比较。如果负载电阻小于预定电阻阈值r
th
，则该方法在932处降低直接驱动电路的rf功率和/或rf电流以保护开关。
58.在938，该方法确定定时器是否开启。如果938为假，则在948开启定时器。在942，将
定时器的值与预定时间段t
th
进行比较。如果计时器值小于预定时间段t
th3
，则该方法在914处继续。如果计时器值大于或等于预定时间段t
th3
，则该方法在946处继续并关闭直接驱动电路。在一些示例中，发送错误消息和/或触发警报。
59.现在参考图10，代替降低rf功率和/或rf电流限制，可以在1010处将rf功率和/或rf电流限制增加预定时间段t
th4
，以在1014处尝试激励等离子体。如果等离子体被激励，则vi探头测量的电阻通常也会增大。如果在预定时间段t
th4
内没有激励等离子体，则直接驱动电路如上所述被关闭。
60.虽然下面出于说明目的阐述了示例，但是可以使用其他参数。例如，当使用最大功率和耗散来保护开关时，2mhz下的最大功率可设置为6kw，13mhz下的最大功率可设置为3kw。2mhz下的最大rf电流可设置为150a
rms
( 15％余量(或172.5a
rms
)可用于持续时间为0.05秒至2秒的瞬变)。13mhz下的最大rf电流可以设置为90a
rms
(对于持续时间为0.05秒至2秒的瞬变，使用 15％余量(或103.5a
rms
))。2mhz和13mhz下的相应耗散限值分别为1500w和1200w。当使用这些限制时，开关故障仍然发生。结果，限制减小了，从而不可接受地减小了操作窗。
61.如上所述，当rf直接驱动电路在非等离子体状况下以功率模式操作时，可能会出现问题。在2mhz时，对于4通道设计，内部电阻可能等于16.25mω，开关的漏源电阻r
ds
(on)可能等于65mω。在13mhz时，对于4通道设计，内部电阻可能等于60mω，并且开关可能具有240mω的漏源电阻r
ds
(on)。
62.2mhz下的典型非等离子体负载为5mω。13mhz下的典型等离子体负载为70mω。非等离子体状况下的rf功率效率非常低(不计算任何其他内部杂散损耗)。例如在2mhz时，效率为5/(5 16.25)＝23.53％。在13mhz时，效率为70/(70 60)＝53.85％。在不计算任何其他内部杂散开关损耗的情况下，功率开关的最大内部rf功耗的粗略估计如下。在2mhz时，i
22mhzr2mhz
＝1102*0.01625＝196.625(w)。在13mhz时，i
213mhzr13mhz
＝902*0.06＝486(w)。
63.用于保护目的的最小负载电阻限制被设置为高于标称非等离子体负载电阻。2mhz下的典型非等离子体负载电阻大约等于5mω(最大rf电流为110a
rms
时的最大rf功率＝60.5w)。13mhz下的典型非等离子负载电阻大约等于70mω(最大rf电流90a
rms
时的最大rf功率＝567w)。
64.当rf被开启时，负载电阻被监控。当在正常操作期间检测到最小负载电阻时，开关保护模块会关闭rf输出功率和/或将输出功率降低到安全限值以下。例如，可以使用比例因子k2和k
13
(即，可以使用k2*60.5w
2mhz
和k
13
*567w
13mhz
，其中k2和k
13
是介于0和1之间的可配置参数)。
65.当在点火或工艺步骤转换期间检测到最小负载电阻时，开关保护模块停止rf输出功率调节，如果在功率模式下运行，并且将dc功率(rail)降低或保持到足够低的水平，使得rf电流保持在它们的安全范围内(即分别为k2*110a
2mhz
和k
13
*90a
13mhz
，其中k2和k
13
是介于0和1之间的可配置参数)。
66.如果这种状况持续超过预定时间，则开关保护模块关闭rf电源并发出警报。在一些示例中，预定时间段在从5毫秒到1秒的范围内。
67.前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实
范围不应当被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方案在上面被描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施方案描述的那些特征中的任何一个或多个，可以在任何其它实施方案的特征中实现和/或与任何其它实施方案的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方案不是相互排斥的，并且一个或多个实施方案彼此的置换保持在本公开的范围内。
68.使用各种术语来描述元件之间(例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系，各种术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在...顶部”、“在...上面”、“在...下面”和“设置”。除非将第一和第二元件之间的关系明确地描述为“直接”，否则在上述公开中描述这种关系时，该关系可以是直接关系，其中在第一和第二元件之间不存在其它中间元件，但是也可以是间接关系，其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的，短语“a、b和c中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(or)的逻辑(a或b或c)，并且不应被解释为表示“a中的至少一个、b中的至少一个和c中的至少一个”。
69.在一些实现方案中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备，半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(rf)产生器设置、rf匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。
70.从广义上讲，控制器可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(dsp)、定义为专用集成电路(asic)的芯片、和/或执行程序指令(例如，软件)的一个或多个微处理器或微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定工艺的操作参数。在一些实施方案中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。
71.在一些实现方案中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的工艺。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特
网)向系统提供工艺配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的工艺的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的工艺和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的工艺。
72.示例系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(pvd)室或模块、化学气相沉积(cvd)室或模块、原子层沉积(ald)室或模块、原子层蚀刻(ale)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。
73.如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。