CN105047513B - 软脉冲调制 - Google Patents
软脉冲调制 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105047513B CN105047513B CN201510199094.4A CN201510199094A CN105047513B CN 105047513 B CN105047513 B CN 105047513B CN 201510199094 A CN201510199094 A CN 201510199094A CN 105047513 B CN105047513 B CN 105047513B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- state
- signals
- generators
- curve map
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
Abstract
本发明涉及软脉冲调制,具体描述了用于软脉冲调制的系统和方法。所述系统之一包括主射频(RF)发生器,用于在第一状态期间产生主RF信号的第一部分和在第二状态期间产生主RF信号的第二部分。主RF信号是正弦信号。该系统还包括:阻抗匹配电路,其经由RF电缆耦合到主RF发生器以修改主RF信号,从而产生经修改的RF信号;和经由RF传输线耦合到阻抗匹配电路的等离子体室。等离子体室用于基于经修改的RF信号产生等离子体。第一部分的统计测量结果具有正斜率或负斜率。
Description
技术领域
一种用于从晶片蚀刻材料或沉积材料到晶片上的系统包括用于产生射频(RF)信号的发生器和等离子体室。晶片位于等离子体室中。发生器供给RF信号至等离子体室以蚀刻晶片或沉积材料到晶片上。
背景技术
对蚀刻或沉积的控制增加晶片产量、节约成本、并减少蚀刻晶片上的材料的时间或沉积材料到晶片上的时间。然而,控制蚀刻或沉积是困难的。
正是在这样的背景下,提出了本公开中所描述的实施方式。
发明内容
本公开涉及用于软脉冲调制的系统和方法。
在多种实施方式中,其中的一种方法包括减小等离子体的阻抗相对于时间的变化率,例如,减少了dZ/dt的,其中Z是等离子体阻抗,而t是时间,等等。阻抗的变化率突然增加或减少导致等离子体的不稳定性,该不稳定性导致对蚀刻工件或在工件上沉积材料缺乏控制。阻抗变化率是通过提供具有统计测量结果的射频(RF)信号到等离子体室减小的,该统计测量结果进一步具有正斜率或负斜率。例如,对比具有突然增加或减少的均方根(RMS)值的RF信号,具有至等离子体室的在一定时间段逐渐地增加或减少的均方根(RMS)值的RF信号。正斜率或负斜率的提供使得能对等离子体的阻抗的变化进行控制。对该阻抗变化的控制使得能对蚀刻或沉积过程进行控制。
在一些实施方式中,一种用于软脉冲调制的系统包括:主射频(RF)发生器,其用于在第一状态期间产生主RF信号的第一部分以及在第二状态期间产生所述主RF信号的第二部分。所述主RF信号是正弦信号。系统还包括:阻抗匹配电路,其通过RF电缆耦合到所述主RF发生器以修改所述主RF信号,从而产生经修改的RF信号。所述等离子体室用于基于所述经修改的RF信号产生等离子体。所述第一部分的统计测量结果具有正或负斜率。
在多种实施方式中,一种方法包括:在第一状态期间产生主射频(RF)信号的第一部分以及在第二状态期间产生所述主RF信号的第二部分。该方法还包括:基于所述主RF信号使负载的阻抗与源匹配,以产生经修改的射频信号。所述源包括射频发生器和RF电缆。所述负载包括RF传输线和等离子体室。该方法包括接收所述经修改的射频信号以在所述等离子体室中产生等离子体。所述第一部分的统计测量结果具有正斜率或负斜率。
在一些实施方式中,一种等离子体系统包括:第一射频(RF)发生器,其用于在第一状态期间产生第一RF信号的第一部分以及在第二状态期间产生所述第一RF信号的第二部分。所述第一RF信号是正弦信号。所述第一RF发生器被耦合到与所述等离子体室耦合的阻抗匹配电路。所述第一RF信号的所述第一部分的统计测量结果具有正斜率或负斜率。
上述实施方式的一些优点包括控制等离子体室内的等离子体的阻抗的变化率。通过控制从数字脉冲信号的一种状态向数字脉冲信号的另一种状态的转变期间的统计测量结果的斜率来控制变化率。斜率被控制为是正的或负的。在一些实施方式中,斜率是非零的和有限的持续脉冲信号的一个周期的至少一定时间段。通过控制斜率,等离子体阻抗的变化被控制以控制处理工件的蚀刻速率或沉积速率或处理速率。
本文中描述的实施方式中的一些的其它优点包括向处理器提供与等离子体系统相关联的参数的反馈,参数如,流率、压力、间隙等。处理器基于反馈确定延迟是否是要被添加到被提供给RF发生器的脉冲信号。反馈用于使等离子体系统的机械部件的响应时间与该等离子体系统的电气部件的响应时间同步。
从下面的详细描述,结合附图,其它方面将变得显而易见。
附图说明
根据下面的描述,结合附图,可最好地理解本公开内容的各种实施方式。
图1A根据本公开内容的多种实施方式示出了图解第一变量的软脉冲调制的曲线图。
图1B根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第一变量的软脉冲调制的曲线图。
图1C-1根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第一变量的软脉冲调制的曲线图。
图1C-2根据本公开内容的一些实施方式示出了图解与脉冲信号的三种状态同步的第一变量的软脉冲调制的曲线图。
图1D-1根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第一变量的软脉冲调制的较多的曲线图。
图1D-2根据本公开内容的一些实施方式示出了图解与脉冲信号的三种状态同步的第一变量的软脉冲调制的较多的曲线图。
图1E根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第一变量的软脉冲调制的另外的曲线图。
图1F根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第一变量的软脉冲调制的曲线图。
图2A根据本公开内容的多种实施方式示出了图解第二变量的软脉冲调制的曲线图。
图2B根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第二变量的软脉冲调制的曲线图。
图2C-1根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第二变量的软脉冲调制的曲线图。
图2C-2根据本公开内容的一些实施方式示出了图解与脉冲信号的三种状态同步的第二变量的软脉冲调制的曲线图。
图2D-1根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第二变量的软脉冲调制的较多的曲线图。
图2D-2根据本公开内容的一些实施方式示出了图解与脉冲信号的三种状态同步的第二变量的软脉冲调制的较多的曲线图。
图2E根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第二变量的软脉冲调制的另外的曲线图。
图2F根据本公开内容的一些实施方式示出了图解第二变量的软脉冲调制的曲线图。
图3是根据各种本公开内容的实施方式所示的示图,其图解了图1A至1F和图2A至2F中的每一个曲线图描绘的由射频(RF)发生器产生的正弦信号的统计测量结果。
图4是根据本公开内容的一些实施方式的示图,其用于图解:RF信号由RF发生器产生以实现图1A至1F中的曲线图中的任何一个所显示的第一变量并且同步实现图2A至2F中的曲线图中的任何一个所显示的第二变量。
图5根据本公开内容的几个实施方式示出了图解多个曲线图之间的相似性的多个曲线图。
图6A是根据本公开内容的一些实施方式用于使用来自主机系统的数字脉冲信号执行软脉冲调制的等离子体系统的示图。
图6B是根据本公开内容的一些实施方式所示的等离子体系统的示图,其用于图解:通过使用相位延迟电路并通过从主机系统接收数字脉冲信号而将软脉冲调制应用到多个变量。
图7是根据本公开内容的多种实施方式所示的等离子体系统的示图,其图解使用主RF发生器以产生数字脉冲信号,并图解使用相位延迟电路以用于执行软脉冲调制。
图8是根据本公开内容的多种实施方式所示的等离子体系统的示图,其图解:使用反馈系统以确定用于提供数字脉冲信号的下一种状态的时间。
图9是根据本公开内容的多种实施方式所示的用于产生三种状态的三态脉冲信号的示图。
图10是根据本公开内容的多种实施方式所示的曲线图,其示出了与脉冲信号同步的第一变量和第二个变量。
具体实施方式
以下实施方式描述了用于执行软脉冲调制的系统和方法。
图1A示出了曲线图a1、a2、a3、a4的图解第一变量(如变量1等)或者第一参数(如参数1等)的软脉冲调制的实施方式。曲线图a1至a4中的每个描绘了均方根(RMS)值与时间t的关系曲线,均方根(RMS)值是第一变量的实施例。第一变量的实施例包括射频(RF)发生器的功率、功率的倒数、RF发生器的电压、RF发生器的电流、电压的倒数、电流的倒数、RF发生器的频率、以及频率的倒数。第一参数的实施例包括等离子体室的上电极和卡盘之间的间隙、等离子体室内的压力、以及一种或多种工艺气体流入等离子体室的流率。上电极、卡盘、等离子体室以及一种或多种工艺气体在下面进一步描述。
在一些实施方式中,RF发生器的功率是由RF发生器生成并供给的RF信号的功率。在多种实施方式中,RF发生器的功率是从等离子体室朝向RF发生器反射的信号的功率。
在一些实施方式中,RF发生器的功率是由RF发生器输送的RF功率。例如,所输送的RF功率是由RF发生器所供应的RF信号的RF功率和从等离子体室朝向RF发生器反射回的RF信号的RF功率之间的差。
在多种实施方式中,RF发生器的电流是由RF发生器生成并供应的RF信号的电流。在多种实施方式中,RF发生器的电流是从等离子体室朝向RF发生器反射的信号的电流。
在一些实施方式中,RF发生器的电流是由RF发生器输送的电流。例如,所输送的电流是由RF发生器所供应的RF信号的电流和从等离子体室朝向RF发生器反射回的RF信号的电流之间的差。
在若干实施方式中,RF发生器的电压是由RF发生器生成并供应的RF信号的电压。在多种实施方式中,RF发生器的电压是从等离子体室朝向RF发生器反射的信号的电压。
在一些实施方式中,RF发生器的电压是由RF发生器输送的电压。例如,所输送的电压是由RF发生器所供应的RF信号的电压和从等离子体室朝向RF发生器反射回的RF信号的电压之间的差。
在若干实施方式中,RF发生器的频率是由RF发生器生成并供应的RF信号的频率。在多种实施方式中,RF发生器的频率是从等离子体室朝向RF发生器反射的信号的频率。
在一些实施方式中,RF发生器的频率是由RF发生器输送的频率。例如,所输送的RF信号的频率是由RF发生器所供应的RF信号的频率和从等离子体室朝向RF发生器反射回的RF信号的频率之间的差。
均方根值具有状态S0和状态S1。状态S0和S1周期性重新出现。每种状态均与RF发生器的功率、RF发生器的频率、RF发生器的电流、RF发生器的电压、等离子体室中的压力、上电极和卡盘之间的间隙、以及等离子体室中的一种或多种工艺气体的流率的组合相关联。例如,在状态S0期间,使用频率、功率、压力、间隙、以及化学品的流率的第一组合,而在状态S1期间,使用频率、功率、压力、间隙、以及化学品的流率的第二组合。在一些实施方式中,化学品包括一种或多种工艺气体。进一步举例而言,在第一组合中,使用第一频率值、功率、压力、间隙、以及化学品的流率,而在第二组合中,使用第二频率值、与第一组合相比的相同大小的功率、相同大小的压力、相同大小的间隙、以及相同化学品的相同流率。作为另一示例,在第一组合中,使用第一频率值、第一功率值、压力、间隙、以及化学品的流率,而在第二组合中,使用第二频率值、第二功率值、与第一组合相比的相同大小的压力、相同大小的间隙、以及相同化学品的相同流率。在一些实施方式中,等离子体室中的压力是晶片区域压力(WAP)。
在多种实施方式中,当时钟信号(例如,脉冲信号等)从高状态脉冲调制到低状态时,产生状态S0,而当时钟信号从低状态脉冲调制到高状态时,生成状态S1。在状态S0期间,时钟信号处于低状态,而在状态S1期间,时钟信号处于高状态。在一些实施方式中,时钟信号具有50%的占空比。在多种实施方式中,所述时钟信号具有不同于50%的占空比,例如,10%、20%、60%、80%的占空比,等等。例如,状态S0在时钟周期的10%发生,而状态S1在时钟周期剩下的90%发生。在一些实施方式中,时钟信号是由时钟源(例如,晶体振荡器、处理器等)产生。
在若干实施方式中,在状态S0期间,时钟信号处于高状态,而在状态S1期间,时钟信号处于低状态。
在一些实施方式中,不是使用RMS值,而是将任何其它统计测量结果(例如,平均值、或峰至峰幅值、或零至峰幅值、或者中间值,等等)使用作为在曲线图中的变量并对应于时间t绘制。
曲线图a1表示阳性锯齿波形,其在状态S0期间,具有恒定值,例如,成组的幅值A1,等等,在状态S1期间,在正的线性斜率内倾斜上升以具有成组的幅值A2并在状态S1结束时降回至恒定值。该降回至恒定值是在从状态S1到状态S0的转变期间。
在一些实施方式中,在状态S0期间,在工件上执行与在状态S1期间执行的处理操作不同的处理操作。例如,在状态S1期间,蚀刻工件,而在状态S0期间,将材料沉积在工件上。下面进一步描述工件。
在多种实施方式中,在状态S1期间,等离子体室中的等离子体的离子能量大于蚀刻速率阈值以在状态S1期间最大化工件的蚀刻以及以增大蚀刻速率与沉积速率的比率。此外,在状态S0期间,等离子体室中的等离子体的离子能量小于蚀刻速率阈值以在状态S0期间最小化工件的蚀刻以及以减小蚀刻速率与沉积速率的比率。
在一些实施方式中,出现状态S1或状态S0的时间段大于状态S1和S0的总时间段的5%。
参考曲线图a2,在状态S0期间,曲线图a2在状态S0的一部分期间具有有负斜率的正弦形状,并且在状态S0的其余部分期间下降到恒定值。此外,在状态S1期间,曲线图a2在状态S1的一部分期间具有恒定值,然后在状态S1的其余部分期间变为具有正斜率的正弦形。曲线图a2为正弦形的,但正弦曲线在正弦曲线的底部被钳位。在出现具有负斜率的正弦曲线的时间段的部分以及出现具有正斜率的连续正弦曲线的时间段的部分期间钳位曲线图a2。此外,曲线图a2在状态S0期间具有成组的幅值A3,而在状态S1期间,具有成组的幅值A4。
曲线图a3在状态S0期间有负的线性斜率,而在状态S1期间有正的线性斜率。此外,曲线图a3在状态S0期间具有成组的幅值A5,而在状态S1期间具有成组的幅值A6。
将曲线图a4被钳位成在状态S0的一部分期间具有零斜率,而在状态S0的其余部分期间具有负的正弦斜率。此外,曲线图a4在状态S1的一部分期间具有正的正弦斜率,并被钳位成在状态S1的其余部分期间具有零斜率。除了正弦曲线被钳位在正弦曲线的顶部外,曲线图a4为正弦形的。曲线图a4在状态S0期间具有成组的幅值A7并且在状态S1期间具有成组的幅值A8。
图1B示出了附加的曲线图a5、a6和a7的实施方式以说明软脉冲调制。曲线图a5至a7中的每个描绘了RMS值与时间t的关系曲线,RMS值是第一个变量的实施例。曲线图a5在状态S0期间具有恒定值,例如,成组的幅值A9,而在状态S0期间具有零斜率。此外,曲线图a5将其RMS值从状态S0时的低值增加到状态S1时的高值。曲线图a5在状态S1期间具有成组的幅值A10。曲线图a5在状态S1期间具有负的线性斜率,在状态S1结束时到达状态S0的恒定值。曲线图a5在本文中称为负锯齿波形。
曲线图a6为正弦状。曲线图a6在状态S0期间具有负的正弦斜率,而在状态S1期间具有正的正弦斜率。曲线图a6在状态S0期间具有成组的幅值A11,而在状态S1期间具有成组的幅值A12。
曲线图a7是在正弦曲线的顶部和底部钳位的正弦曲线。曲线图a7在状态S0的第一部分期间具有零斜率,并在状态S0的第二部分期间具有负的正弦斜率,并且在状态S0的其余的第三部分期间具有零斜率。此外,曲线图a7在状态S1的第一部分期间具有零斜率,并在状态S1的第二部分期间具有正的正弦斜率,并且在状态S1的其余的第三部分期间具有零斜率。曲线图a7在状态S0期间具有成组的幅值A13,而在状态S1期间具有成组的幅值A14。
图1C-1显示曲线图a8和a9的实施方式来说明软脉冲调制。曲线图a8和a9中的每个描绘了RMS值与时间t的关系曲线,RMS值是第一变量的实施例。曲线图a8在状态S0期间具有有零斜率的恒定值,并且在状态S0之后以弯曲的方式转变至状态S1期间的正的线性斜率。此外,曲线图a8在状态S1期间继续正的线性斜率,并且在从状态S1到状态S0的转变期间回落到状态S0的恒定值。曲线图a8在状态S0期间具有成组的幅值A15,而在状态S1期间具有成组的幅值A16。应当指出,在组A15中所有幅值都是相同的,例如,处于恒定的幅值。
曲线图a9在状态S0的时间段的一部分期间具有负的线性斜率,而在状态S0的时间段的其余部分期间具有有零斜率的恒定值。在状态S1期间,曲线图a9将其RMS值从低值增大到高值,并具有按指数规律渐增的弯曲正斜率。曲线图a9在状态S0期间具有成组的幅值A17,而在状态S1期间具有成组的幅值A18。
图1C-2示出了曲线图a8和a9的实施方式以图解与三种状态S2、S3和S4同步的软脉冲调制。在状态S2期间,曲线图a8具有相同的幅值。此外,在状态S3期间,曲线图a8从状态S2的幅值转变到具有正的弯曲斜率的幅值。此外,在状态S4期间,曲线图a8从正的弯曲斜率转变到正的线性斜率。例如,在从状态S3到状态S4的转变期间,在曲线图a8中的斜率没有变化。又例如,在从状态S3到状态S4的转变期间,在曲线图a8中存在斜率的最小变化,例如,在预先确定的范围内的斜率变化,等等。又例如,在从状态S3到状态S4的转变期间,在曲线图a8中存在斜率的连续性。在从状态S4到状态S2的转变期间,曲线图a8转变回至状态S2的幅值。
在状态S2期间,曲线图a9具有相同的幅值。此外,在状态S3期间,曲线图a9包括具有正的弯曲斜率的幅值。在状态S4期间,曲线图a9具有负的线性斜率。在状态S4和S2之间的转变期间,曲线图a9从具有负的线性斜率的幅值转变到状态S2的幅值。
图1D-1显示用于说明软脉冲调制的曲线图a10、a11、a12、和a13的实施方式。曲线图a10至a13中的每个描绘了RMS值与时间t的关系曲线,RMS值是第一变量的实施例。曲线图a10在状态S0期间具有斜率为零的恒定值。此外,该曲线图a10在状态S1期间的一时间段内具有正的线性斜率并且在状态S1期间的该时间段后具有斜率为零的恒定值。在从状态S1转变到状态S0期间,曲线图a10转变到状态S0的恒定值。曲线图a10是正的被钳位的锯齿波形,其类似于曲线图a1(图1A)的正的锯齿波形,不同之处在于该正的锯齿波形其顶部被钳位。曲线图a10在状态S0期间具有成组的幅值A19,而在状态S1期间具有成组的幅值A20。
曲线图a11在状态S0期间具有恒定值并具有零斜率。曲线图a11在从状态S0转变到状态S1的期间从恒定值转变到高值,然后在状态S1期间保持恒定值持续一定时间段。在该段时间之后,曲线图a11在状态S1期间具有负的线性斜率以达到状态S0的恒定值。曲线图a11在状态S0期间具有成组的幅值A21,而在状态S1期间具有成组的幅值A22。曲线图a11是曲线图a10的镜像。
在一些实施方式中,曲线图a11在状态S1期间具有负的线性斜率的时间段是状态S0的一部分,而不是状态S1的一部分。
曲线图a12在状态S0期间具有恒定值,然后在状态S1期间随弯曲的正斜率增大到高值。在状态S1期间,曲线图a12持续弯曲的正斜率一定时间段以在该时间段后达到恒定值。曲线图a12在状态S1期间具有斜率为零的状态S1的恒定值,并在从状态S1转变到状态S0的期间减小到状态S0的恒定值。曲线图a12在状态S0期间具有成组的幅值A23,而在状态S1期间具有成组的幅值A24。应当指出,在成组的幅值A23中的每个幅值是相同的。
曲线图a13在状态S0期间具有恒定值,然后在状态S1期间随弯曲的正的按指数规律增大的斜率增大到高值。在状态S1期间,在状态S0的恒定值转变之后,曲线图a13具有斜率为零的持续一定时间段的高值,并且在状态S1期间的其余时间段具有负的线性斜率以达到状态S0的恒定值。曲线图a13在状态S0期间具有成组的幅值A25,而在状态S1期间具有成组的幅值A26。应当指出,在成组的幅值A25中的每个幅值是相同的。
在一些实施方式中,曲线图a13在状态S1期间具有负的线性斜率的时间段是状态S0的一部分,而不是状态S1的一部分。
图1D-2示出了曲线图a12及a13以图解与脉冲信号的三种状态S2、S3和S4同步的第一变量的软脉冲调制。在状态S2期间,曲线图a12具有相同的幅值。此外,在状态S3期间,曲线图a12具有正的弯曲斜率,而在状态S4期间,曲线图a12具有零斜率。在从状态S4转变到状态S2的期间,曲线图a12从斜率为零的幅值达到状态S2的幅值。
在一些实施方式中,状态S4具有曲线图a12的正的弯曲斜率,而不是曲线图a12中的恒定零斜率。例如,在从状态S3转变到状态S4的期间,曲线图a12继续正的弯曲斜率,而不是转变到恒定的零斜率。
在状态S2期间,曲线图a13具有相同的幅值。此外,在状态S3期间,曲线图a13具有正的按指数规律增大的弯曲斜率。在状态S4期间,曲线图a13在一定时间段具有零斜率,然后在状态S4的其余时间段转变为负的线性斜率。
在一些实施方式中,在状态S4期间,曲线图a13在一定时间段具有零斜率,然后在状态S4的其余时间段转变为负的弯曲斜率。
图1E示出了曲线图a14、a15和a16的实施方式以图解软脉冲调制。曲线图a14至a16中的每个描绘了RMS值与时间t的关系曲线,RMS值是第一变量的实施例。曲线图a14在状态S0期间在一定时间段具有斜率为零的恒定值,并在状态S0期间的该时间段后具有负的线性斜率。曲线图a14在状态S1期间在一定时间段具有正的线性斜率以达到恒定值,并在状态S1期间的该时间段后具有斜率为零的恒定值。曲线图a14在状态S0期间具有成组的幅值A27,而在状态S1期间具有成组的幅值A28。曲线图a14类似于图1A的曲线图a3,不同之处在于曲线图a14在其顶部被钳位。
曲线图a15在状态S0期间在一定时间段期间具有负的线性斜率以达到恒定值,并且在状态S0期间的其余时间段期间具有斜率为零的恒定值。曲线图a15在状态S1期间在一定时间段期间具有恒定值,并且在该时间段后转变到具有正的线性斜率。曲线图a15在状态S0期间具有成组的幅值A29,而在状态S1期间具有成组的幅值A30。曲线图a15是类似于图1A的曲线图a3,不同之处在于曲线图a15在其底部被钳位。
曲线图a16在状态S0期间在第一时间段期间具有零斜率内的恒定值,在状态S0期间在第二时间段期间具有负的斜线性率以及在状态S0期间在其余时间段期间具有斜率为零的恒定值。此外,在状态S1的第一时间段期间,曲线图a16具有该曲线图a16在状态S0期间的所述其余时间段期间具有的恒定值。曲线图a16在状态S1期间在第二时间段期间具有正的线性斜率并且在状态S1期间在其余的时间段期间具有斜率为零的恒定值。曲线图a16在状态S0期间具有成组的幅值A31,而在状态S1期间具有成组的幅值A32。曲线图a16类似于图1A的曲线图a3,不同之处在于曲线图a16在其顶部和底部被钳位。
在一些实施方式中,曲线图a16在状态S0的其余时间段期间具有零斜率,随后是状态S1的正的线性斜率,而不是在状态S1的第一时间段具有恒定值。
图1F示出了曲线图a17和a18的实施方式以图解软脉冲调制。图形a17和a18中的每个描绘了RMS值与时间t的关系曲线,RMS值是第一变量的实施例。曲线图a17类似于图1E的曲线图a16,不同之处在于状态S0的时间周期长于状态S1的时间周期。曲线图a17在状态S0期间具有成组的幅值A33,而在状态S1期间具有成组的幅值A34。此外,曲线图a18类似于曲线图a16,不同之处在于状态S1的时间周期长于状态S0的时间周期。曲线图a18在状态S0期间具有成组的幅值A35,而在状态S1期间具有成组的幅值A36。
在一些实施方式中,本文所述的任何曲线图是向右侧或左侧移位状态的一半。
在多种实施方式中,本文所述的任何线性斜率是弯曲的斜率,例如,指数斜率(exponential slopes)、正弦斜率(sinusoidal slopes)等。
在若干实施方式中,本文所述的任何弯曲斜率为线性斜率。
图2A示出了曲线图b1、b2、b3、和b4的实施方式以图解第二变量(例如,变量2等)或者第二参数(例如,参数2等)的软脉冲调制。除了第二变量与第一变量是不同类型的变量外,第二变量的实施例与第一变量的实施例相同。例如,当第一变量是功率时,所述第二变量是频率。又例如,当第一变量是频率时,所述第二变量是功率。又例如,当第一变量是电压时,第二变量是电流。除了第二参数与第一参数是不同的类型外,第二参数的实施例与第一参数的实施例是相同的。例如,当第一参数为间隙时,第二参数是压力。又例如,当第一参数为压力时,第二参数是流率。
曲线图b1类似于曲线图a1(图1A),不同之处在于曲线图b1是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b1具有成组的幅值B1,而在状态S1期间,曲线图b1具有成组的幅值B2。此外,曲线图b2类似于曲线图a2(图1A),不同之处在于曲线图b2是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b2具有成组的幅值B3,而在状态S1期间,曲线图b2具有成组的幅值B4。另外,曲线图b3类似于曲线图a3(图1A),不同之处在于曲线图b3是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b3具有成组的幅值B5,而在状态S1期间,曲线图b3具有成组的幅值B6。此外,曲线图b4类似于曲线图a4(图1A),不同之处在于曲线图b4是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b4具有成组的幅值B7,而在状态S1期间,曲线图b4具有成组的幅值B8。
图2B示出了曲线图b5、b6、以及b7的实施方式以图解第二变量的软脉冲调制。曲线图b5类似于曲线图a5中(图1B),不同之处在于曲线图b5是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b5具有成组的幅值B9,而在状态S1期间,曲线图b5具有成组的幅值B10。此外,曲线图b6类似于曲线图a6(图1B),不同之处在于曲线图b6是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b6具有成组的幅值B11,而在状态S1期间,曲线图b6具有成组的幅值B12。另外,曲线图b7类似于曲线图a7(图1B),不同之处在于曲线图b7是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b7具有成组的幅值B13,而在状态S1期间,曲线图b7具有成组的幅值B14。
图2C-1示出了曲线图b8和b9的实施方式以图解第二变量的软脉冲调制。曲线图b8类似于曲线图a8(图1C-1),不同之处在于曲线图b8是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b8具有成组的幅值B15,而在状态S1期间,曲线图b8具有成组的幅值B16。在成组的幅值B15中的每个幅值是相同的。此外,曲线图b9类似于曲线图a9(图1C-2),不同之处在于曲线图b9是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b9具有成组的幅值B17,而在状态S1期间,曲线图b9具有成组的幅值B18。
图2C-2示出了曲线图b8和b9的实施方式以图解与三种状态S2、S3和S4同步的第二变量的软脉冲调制。应当注意曲线图b8类似于图1C-2的曲线图a8,不同之处在于曲线图b8示出了第二变量的软脉冲调制。此外,曲线图b9类似于图1C-2的曲线图a9,不同之处在于曲线图b9示出了第二变量的软脉冲调制。
图2D-1示出了曲线图b10、b11、b12、和b13的实施方式以图解第二变量的软脉冲调制。曲线图b10类似于曲线图a10(图1D-1),不同之处在于曲线图b10是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b10具有成组的幅值B19,而在状态S1期间,曲线图b10具有成组的幅值B20。此外,曲线图b11类似于曲线图a11(图1D-1),不同之处在于曲线图b11是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b11具有成组的幅值B21,而在状态S1期间,曲线图b11具有成组的幅值B22。另外,曲线图b12类似于曲线图a12(图1D-1),不同之处在于曲线图b12是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b12具有成组的幅值B23,而在状态S1期间,曲线图b12具有成组的幅值B24。此外,曲线图b13类似于曲线图a13(图1D-1),不同之处在于曲线图b13是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b13具有成组的幅值B25,而在状态S1期间,曲线图b13具有成组的幅值B26。
图2D-2示出了曲线图b12和b13的实施方式以图解与三种状态S2,S3和S4同步的第二变量的软脉冲调制。曲线图b12类似于图1D-2的曲线图a12,不同之处在于曲线图b12示出了第二变量与时间的相互关系。此外,曲线图b13类似于图1D-2的曲线图a13,不同之处在于曲线图b13示出了第二变量与时间的相互关系。
图2E示出了曲线图b14、b15、和b16的实施方式以图解第二变量的软脉冲调制。曲线图b14类似于曲线图a14(图1E),不同之处在于曲线图b14是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b14具有成组的幅值B27,而在状态S1期间,曲线图b14具有成组的幅值B28。此外,曲线图b15类似于曲线图a15(图1E),不同之处在于曲线图b15是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b15具有成组的幅值B29,而在状态S1期间,曲线图b15具有成组的幅值B30。另外,曲线图b16类似于曲线图a16(图1E),不同之处在于曲线图b16是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b16具有成组的幅值B31,而在状态S1期间,曲线图b16具有成组的幅值B32。
图2F示出了曲线图b17和b18的实施方式以图解第二变量的软脉冲调制。曲线图b17类似于曲线图a17(图1F),不同之处在于曲线图b17是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b17具有成组的幅值B33,而在状态S1期间,曲线图b17具有成组的幅值B34。此外,曲线图b18类似于曲线图a18(图1F),不同之处在于曲线图b18是用于第二变量的。在状态S0期间,曲线图b18具有成组的幅值B35,而在状态S1期间,曲线图b18具有成组的幅值B36。
在多种实施方式中,当曲线图具有相同的形状(例如,形式等)并具有不同的或相同的统计测量值时,两曲线图是相似的。例如,具有正弦形状的两曲线图在形状上类似,不同之处在于两曲线图中的第一个的峰至峰幅值大于两曲线图中的第二个的峰至峰幅值。
在一些实施方式中,包括状态S1和状态S0的一个周期具有数毫秒(例如2毫秒、3毫秒等)的时间段。在多种实施方式中,状态S1和S0具有相同的占空比。状态S1与状态S0是连续的。在若干实施方式中,相比于状态S0的占空比,状态S1具有不同的占空比,例如,具有较大、较小的占空比等。状态S1与状态S0是连续的。
在若干实施方式中,正或负斜率在统计测量信号(例如RMS波形、峰至峰幅值波形等)的一个周期期间出现持续至少一定百分比(例如,百分之五、百分之六、百分之十等)的占空比。
应当注意的是,在图1A至1F和2A至2F中的每个图中,如本文所用的曲线图是在图中所示的RF信号的统计测量结果。例如,图1A的曲线图a1是具有RF信号的RMS值的信号。具有RMS值的信号示于图1A。
应当指出的是,虽然图1A至1F和2A至2F的曲线图描绘了RMS值,但在一些实施方式中,曲线图描绘了由RF发生器产生的正弦RF信号的任何其它统计测量结果。
图3是曲线图105和107的实施方式的示图,其图解,曲线图a1至a18和曲线图b1至b18描绘由RF发生器产生的正弦信号的RMS值。曲线图105包括由RF发生器产生的正弦RF信号102与时间t的关系曲线的图形,例如,波形等。正弦RF信号102包括在状态S0期间产生的第一部分101和在状态S1期间产生的第二部分103。曲线图105的图形106是正弦RF信号102的统计测量结果(例如,包络线、峰至峰幅值等)与时间t的关系曲线。
类似地,曲线图107包括由RF发生器产生的正弦RF信号108与时间t的关系曲线的图形。曲线图107包括正弦RF信号108的统计测量结果110与时间t的关系曲线。
图4是示图,该示图用于图解:由RF发生器产生RF信号以得到如曲线图a1至a18中任何一个所示的第一变量和由另一RF发生器产生RF信号以同时得到如曲线图b1至b18中任何一个所示的第二变量。例如,RF发生器由该RF发生器的数字信号处理器(DSP)控制以产生RF信号,从而得到曲线图a1的第一变量,同时,另一RF发生器由该另一RF发生器的其他DSP控制以产生RF信号,从而得到曲线图b2的第二变量。又例如,RF发生器由该RF发生器的DSP控制以产生RF信号,从而得到曲线图a16的第一变量,同时,另一RF发生器由该另一RF发生器的其他DSP控制以产生RF信号,从而得到曲线图b10的第二变量。又例如,RF发生器由该RF发生器的DSP控制以产生RF信号,从而进一步得到曲线图a1至a18中任何一个的第一变量,同时,另一RF发生器由该另一RF发生器的其他DSP控制以产生RF信号,从而得到曲线图b1至b18中任何一个的第二变量。又例如,RF发生器的DSP提供如曲线图a1至a18中任何一个所示的第一变量以产生具有第一变量的RF信号,而另一RF发生器的DSP提供如曲线图b1至b18中任何一个所示的第二变量以产生具有第二变量的RF信号。又例如,RF发生器的DSP提供具有如曲线图a3所示的函数关系的第一变量以产生具有如曲线图a3所示的第一变量的RF信号,RF发生器的DSP进一步提供具有如曲线图b5所示的函数关系的第二变量以产生具有如曲线图b5所示的第二变量的RF信号。
如本文所使用的,处理器包括专用集成电路(ASIC)、或可编程逻辑器件(PLD)、或中央处理单元(CPU)、或控制器、微处理器、或它们的组合。
图5示出了多个曲线图g1、g2、g3和g4的实施方式以图解曲线图g1至g4之间的相似性。曲线图g1表示RMS值,该RMS值是第一变量的实施例,曲线g2表示RMS值,该RMS值是第二变量的实施例,曲线图g3表示第一参数的实施例,曲线图g4表示第二参数的实施例。
曲线图g1至g4中的每个被绘制在具有时间t的时间轴上。例如,曲线图g1的状态S1和S0被表示为时间t1、t2、t3和t4的函数。同样地,曲线图g2至g4中的每个的状态S1和S0被表示为时间t1至t4的函数。
在多种实施方式中,所述第一变量、第二变量、第一参数以及第二参数中的每个在一定状态期间具有相同类型的斜率。例如,如曲线图g1至g4中所示的所述第一变量、第二变量、第一参数以及第二参数中的每个在状态S0中具有恒定值、在状态S0期间具有负斜率、在状态S1期间具有正斜率、或在状态S1期间具有恒定值。斜率类型的实施例包括零斜率、正斜率和负斜率。
在一些实施方式中,在某状态期间的第一变量、第二变量、第一参数以及第二参数中的任何一项相比于在该状态期间的第一变量、第二变量、第一参数以及第二参数中的其余项中的任何一项具有不同类型的斜率。例如,第一变量在状态S1期间具有正斜率,而第二变量在状态S1期间具有负斜率。进一步,在本实施方式中,第一变量在状态S0期间具有负斜率,而第二变量在状态S0期间具有正斜率。在另一个实施例中,第一变量在状态S1期间具有恒定的斜率,而第二参数在状态S1期间具有负斜率。进一步,在本实施方式中,第一变量在状态S0期间具有正斜率,而第二参数在状态S0期间具有恒定的斜率。
在一些实施方式中,可以使用任何数量(例如,一,二,三,四,六等)的变量以及任何数量的参数来控制等离子体室。
在多种实施方式中,曲线图g1是由x MHz RF发生器产生的RF信号的统计测量结果,而曲线图g2是由y MHz RF发生器或z MHz RF发生器所产生的RF信号的统计测量结果。
应当注意的是,尽管在曲线图g1至g4所示为波形形状,但在一些实施方式中,其它形状的波形(例如在曲线图a1至a3和a5至a18等中显示的形状等)也是能适用的。
应当注意的是,图1A至1F、2A至2F、3和5中的每一个中,用点线显示数字脉冲信号,例如,晶体管-晶体管逻辑(TTL)信号、数字时钟信号、具有有源部分和无源部分的信号、具有高电平和低电平的信号、具有三种电平的信号等。
图6A是用于使用来自主机系统312的数字脉冲信号执行软脉冲调制的等离子体系统300的实施方式的示图。主机系统的312的实施例包括计算机,例如台式计算机、膝上型计算机、平板电脑等。在一个示例中,主机系统312包括处理器和存储器设备。存储器设备的实施例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、或它们的组合。存储器装置的其它实施例包括闪存存储器、存储盘的冗余阵列(RAID)、硬盘等。
主机系统312被耦合到x兆赫(MHz)RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器。x MHz的实施例包括2MHz、27MHz和60MHz。y MHz的实施例包括2MHz、27MHz和60MHz。zMHz的实施例包括2MHz、27MHz和60MHz。
x MHz不同于y MHz和z MHz。例如,当x MHz为2MHz时,y MHz是27MHz,而z MHz是60MHz。
每个RF发生器包括DSP、成组的功率控制器、成组的自动频率调谐器(AFT)、以及RF电源。例如,x MHz RF发生器包括数字信号处理器DSPx、功率控制器PCS1x、功率控制器PCS0x、自动频率调谐器AFTS1x、自动频率调谐器AFTS0x和RF电源PSx。在另一实施例中,yMHz RF发生器包括数字信号处理器DSPy、功率控制器PCS1y、功率控制器PCS0y、自动频率调谐器AFTS1y、自动频率调谐器AFTS0y和RF电源PSy。在又一实施例中,z MHz RF发生器包括数字信号处理器DSPz、功率控制器PCS1z、功率控制器PCS0z、自动频率调谐器AFTS1z、自动频率调谐器AFTS0z和RF电源PSz。
x、y和z MHz RF发生器经由RF电缆连接到阻抗匹配电路(IMC)302。例如,x MHz RF发生器通过RF电缆304连接到IMC 302,y MHz RF发生器通过RF电缆320耦合到IMC 302,而zMHz RF发生器通过RF电缆322耦合到IMC 302。
在多种实施方式中,RF电缆包括由绝缘材料包围的内部导体,绝缘材料由外导体包围,该外导体进一步由护套包围。在若干实施方式中,该外导体由编织线制成,而该护套由绝缘材料制成。
IMC 302经由RF传输线310耦合到等离子体室308。在多种实施方式中,RF传输线310包括连接到IMC 302的圆筒体,例如,隧道等。在圆筒体的空洞内有绝缘体和RF杆。RF传输线310还包括RF勺状物,例如,RF带等等,RF勺状物在一端连接到圆筒体的RF杆。RF勺状物在另一端被耦合到竖直放置的圆筒体的RF杆,而RF杆耦合到等离子体室308的卡盘132。
等离子体室308包括卡盘132和上电极134。卡盘132的实施例包括静电卡盘(ESC)和磁性卡盘。等离子体室308还包括一个或多个其他部件(未示出),例如,围绕上电极134的上电介质环、围绕该上电介质环的上电极延伸部、围绕卡盘132下电极的下电介质环、围绕下电介质环的下电极延伸部、上等离子体排除区域(PEZ)环、下PEZ环等。上电极134位于卡盘132的相对侧并面向卡盘132。工件324(例如,半导体衬底、具有集成电路的半导体衬底、晶片等)被支承在卡盘132的上表面327上。上电极134的下表面朝向卡盘132的上表面327。
在生产过程中,在工件324上执行多种工艺,例如,化学气相沉积、清洁、沉积、溅射、蚀刻、离子注入、抗蚀剂剥离等。在工件324上形成集成电路,例如专用集成电路、可编程逻辑器件等,而集成电路被用于各种电子产品(例如,蜂窝电话、平板电脑、智能电话、计算机、笔记本电脑、网络设备等)中。下电极和上电极134中的每个由金属制成,例如,由铝、铝合金、铜等制成。上电极134耦合到参考电压,例如耦合到接地电压、恒定电压等。
主机系统312的处理器产生数字脉冲信号326,数字脉冲信号326是具有两种状态的数字信号。例如,数字脉冲信号或者具有零斜率,或具有无限大斜率。在一些实施方式中,不是使用主机系统312,而是使用时钟振荡器(例如晶体振荡器等)来产生模拟时钟信号,该模拟时钟信号通过模数转变器转变成数字脉冲信号326。
数字脉冲信号326具有两种状态,状态S1和状态S0。在多种实施方式中,数字脉冲信号326是TTL信号。状态S1和S0的实施例包括接通状态和关断状态、具有数字值1的状态和具有数字值0的状态、以及高状态和低状态等。例如,状态S1是高状态,而状态S0是低状态。在另一实施例中,状态S1具有数字值1,而状态S0具有数字值0。作为又一实施例,状态S1为接通状态,而状态S0是关断状态。
DSPx接收数字脉冲信号326,并识别数字脉冲信号326的状态。例如,DSPx确定:在工作周期(duty cycle)的第一时间段,数字脉冲信号326具有第一幅值,例如,数字值1、高状态等,而在工作周期的第二时间段,具有第二幅值,例如,数字值0、低状态等。DSPx确定:在该第一时间段期间,数字脉冲信号326具有状态S1,而在该第二时间段期间,具有状态S0。状态S0的实施例包括低状态、具有值0的状态、以及关断状态。状态S1的实施例包括高状态、具有值1的状态、以及接通状态。在又一个实施例中,DSPx比较数字脉冲信号326的幅值与预先存储的值,以确定在第一时间段期间数字脉冲信号326的幅值大于预先存储的值,而在数字脉冲信号326的状态S0期间的幅值不大于在第二时间段期间的预先存储的值。在使用时钟振荡器的实施方式中,DSPx从时钟振荡器接收模拟时钟信号,将模拟信号转变成数字形式,然后识别两种状态S0和S1。
当数字脉冲信号326的状态被标识为S1时,DSPx提供功率值Px1给功率控制器PCS1x并提供频率值Fx1给AFTS1x。功率值Px1的实施例包括曲线图a1至a18中所示的信号中的任何一个的状态S1的RMS值。举例而言,功率值Px1是幅值A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28、A30、A32、A34、和A36(图1A、1B、1C-1、1D-1和图1E至1F)中的任何一个。频率值Fx1的实施例包括曲线图b1至b18中所示的信号中的任何一个的状态S1的RMS值。举例而言,频率值Fx1是幅值B2、B4、B6、B8、B10、B12、B14、B16、B18、B20、B22、B24、B26、B28、B30、B32、B34和B36(图2A、2B、2C-1、2D-1和图2E至2F)中的任何一个。
此外,当状态被标识为S0时,DSPx提供功率值Px0给功率控制器PCS0x并提供频率值Fx0给AFTS0x。功率值Px0的实施例包括曲线图a1至a18中所示的信号中的任何一个的状态S0的RMS值。举例而言,功率值Px0是幅值A1、A3、A5、A7、A9、A11、A13、A15、A17、A19、A21、A23、A25、A27、A29、A31、A33和A35(图1A、1B、1C-1、1D-1和图1E至1F)中的任何一个。频率值Fx0的实施例包括曲线图b1至b18中所示的信号中的任何一个的状态S0的RMS值。举例而言,频率值Fx0是幅值B1、B3、B5、B7、B9、B11、B13、B15、B17、B19、B21、B23、B25、B27、B29、B31、B33和B35(图2A、2B、2C-1、2D-1和图2E至2F)中的任何一个。
应当注意,在一些实施方式中,RF发生器的AFT和RF发生器的功率控制器是一个或多个逻辑块。例如,功率控制器PCS1x和PCS0x以及自动频率调谐器AFTS1x和AFTS0x是逻辑块,例如,调谐回路等等,该逻辑块是由DSPx执行的计算机程序的部分。在一些实施方式中,计算机程序被实现在非临时性计算机可读介质(例如,存储器设备)内。
在一实施方式中,使用硬件设备(例如,硬件控制器、ASIC、PLD等等)来代替RF发生器的逻辑块。例如,使用硬件控制器来代替功率控制器PCS1x,使用另一个硬件控制器来代替功率控制器PCS0x,还使用另一个硬件控制器来代替AFTS1x,并使用另一个硬件控制器来代替AFTS0x。
在接收到功率值Px1时,在状态S1期间,功率控制器PCS1x确定用于在状态S1期间产生正弦信号的一部分并具有Px1的RMS值的功率的值。同样地,在接收到功率值Px0时,在状态S0期间,功率控制器PCS0x确定用于在状态S0期间产生正弦信号的一部分并具有Px0的RMS值的功率的值。
此外,在接收频率值Fx1时,在状态S1期间,自动频率调谐器AFTS1x确定用于在状态S1期间产生正弦信号的一部分并有Fx1的RMS值的频率的值。类似地,在接收频率值Fx0时,在状态S0期间,自动频率调谐器AFTS0x确定用于在状态S0期间产生正弦信号的一部分并有Fx0的RMS值的频率的值。
在状态S1期间,功率控制器PCS1x将从RMS功率值Px1生成的功率值提供至RF电源PSx。此外,在状态S1期间,AFTS1x将从RMS频率值Fx1生成的频率值提供到RF电源PSx。在状态S1期间,RF电源PSx生成RF信号(例如,RF信号102(图3)、RF信号108(图3)等)的一部分,该RF信号的一部分具有从RMS功率值Px1生成的功率值并具有从RMS频率值Fx1生成的频率值。
类似地,在状态S0期间,功率控制器PCS0x将从RMS功率值Px0生成的功率值提供至RF电源PSx。此外,在状态S0期间,AFTS0x将从RMS频率值Fx0生成的频率值提供到RF电源PSx。在状态S0期间,RF电源PSx生成RF信号(例如,RF信号102(图3)、RF信号108(图3)等)的其余部分,该RF信号的其余部分具有从RMS功率值Px0生成的功率值并具有从RMS频率值Fx0生成的频率值。基于功率值和/或频率值由RF发生器产生的RF信号是正弦信号,例如,不是恒定的,不是遵循指数规律的等等。由x MHz RF发生器产生的RF信号通过RF电缆304被供应到IMC 302。
DSPx将数字脉冲信号326提供到y MHz RF发生器的DSPy以及提供到z MHz RF发生器的DSPz。当x MHz RF发生器将数字脉冲信号326提供到y和z MHz RF发生器时,x MHz RF发生器充当主RF发生器,而DSPx充当主控制器。在接收到数字脉冲信号326时,y和z MHz RF发生器以类似于基于数字脉冲信号326由x MHz RF发生器产生RF信号的方式产生正弦RF信号。由y MHz RF发生器产生的RF信号经由RF电缆320被供应到IMC 302,而由z MHz RF发生器产生的RF信号经由RF电缆322被供应到IMC 302。由y MHz RF发生器或z MHz RF发生器产生的RF信号的实施例包括具有以下幅值的信号:幅值A1和A2(图1A)、或幅值A3和A4(图1A)、或幅值A5和A6(图1A)、或幅值A7和A8(图1A)、或幅值A9和A10(图1B)、或幅值A11和A12(图1B)、或幅值A13和A14(图1B)、或幅值A15和A16(图1C-1)、或幅值A17和A18(图1C-1)、或幅值A19和A20(图1D-1)、或幅值A21和A22(图1D-1)、或幅值A23和A24(图1D-1)、或幅值A25和A26(图1D-1)、或幅值A27和A28(图1E)、或幅值A29和A30(图1E)、或幅值A31和A32(图1E)、或幅值A33和A34(图1F)、或幅值A35和A36(图1F)。
IMC 302接收来自x、y和z MHz RF发生器的RF信号,并且使耦合到IMC 302的负载的阻抗与耦合到IMC 302的源的阻抗匹配以产生经修改的RF信号306。例如,IMC 302使RF传输线310和等离子体室308的阻抗与x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、z MHz RF发生器、RF电缆304、RF电缆320、以及RF电缆322的阻抗匹配以产生该经修改的RF信号306。在另一实施例中,IMC 302使等离子体系统300的耦合到IMC 302的作为负载的任何部件的阻抗与等离子体系统300的耦合到IMC 302的作为源的任何部件的阻抗匹配以产生经修改的RF信号306。耦合到IMC 302的作为负载的部件的实施例包括在IMC 302的定位有等离子体室308的一侧上耦合到IMC 302的RF传输线310、等离子体室308、和任何其它部件,例如,滤波器等。耦合到IMC 302的作为源的部件的实施例包括与IMC 302的定位有x、y和z RF发生器的一侧耦合的x、y和z RF发生器、RF电缆304、320和322、及其它部件,例如,滤波器等。
经修改的信号306经由RF传输线310由IMC 302发送到卡盘132。当一种或多种工艺气体被供应至上电极134和卡盘132之间时以及当经修改的信号306被供应至卡盘132时,一种或多种工艺气体被点燃,从而在等离子体室308内产生等离子体。
在多种实施方式中,上电极134包括一个或多个气体入口,例如,孔等,这些气体入口被耦合到中心气体进给件(未示出)。中心气体进给件接收来自气体供应源(例如,气体存储器等)的一种或多种工艺气体。工艺气体的实施例包括含氧气体,比如O2。工艺气体的其它实施例包括含氟气体,例如四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、六氟乙烷(C2F6)等。
图6B是等离子体系统350的一实施方式的示图,其用于图解软脉冲调制应用于多个变量。系统350包括x、y和z MHz RF发生器、IMC 302和等离子体室308。等离子体系统350还包括相位延迟电路138、间隙控制系统362、压力控制系统364、以及流量控制系统366。
在一些实施方式中,代替相位延迟电路138,由处理器(例如,主机系统312的处理器等)产生数字脉冲信号326的相位延迟。
间隙控制系统362包括间隙处理器130、用于状态S1的间隙驱动器GDS1、以及用于状态S0的间隙驱动器GDS0。此外,压力控制系统364包括压力处理器140、用于状态S1的压力控制器PCS1、以及用于状态S0的压力控制器PCS0。此外,流量控制系统366包括流量处理器146、用于状态S1的流量驱动器FDS1、以及用于状态S0的流量驱动器FDS0。
在一些实施方式中,驱动器或控制器包括一个或多个晶体管,以产生电流信号。
等离子体系统350还包括马达136、马达144和马达150,马达136连接到间隙控制系统362和上电极134,马达144连接到等离子体室308的约束环部分142A和142B以及压力控制系统364,而马达150连接到阀148和流量控制系统366。应当注意的是,约束环部分142A和约束环部分142B形成一个或多个约束环142。
马达136、上电极134、和/或卡盘132在本文中有时称为间隙控制机械部件。此外,马达144和/或约束环142在本文中有时称为压力控制机械部件。另外,马达150、气体源GS、和/或阀148在本文中有时称为流量控制机械部件。
在一些实施方式中,马达136连接到卡盘132以移动卡盘132,而不是连接到上电极134,也不是移动上电极134。在多种实施方式中,一个马达连接到卡盘132,而另一个马达连接到上电极134,并且两个马达都连接到间隙控制系统362。
在多种实施方式中,约束环142由导电材料制成,诸如,例如,由硅、多晶硅、碳化硅、碳化硼、陶瓷、铝等制成。通常,约束环142环绕在等离子体室308的体积382的周边,等离子体在体积382内形成。在多种实施方式中,除了约束环142外,体积382的周边还通过上电极134、卡盘132、位于电极和电极延伸部之间的一个或多个绝缘体环(例如,电介质环等)、以及上电极延伸部和下电极延伸部限定。
马达的实施例包括将电能转变为机械能的电机。马达的其他实施例包括交流(AC)马达。马达的其它实施例还包括包含移动部分(如,转子)和固定部分(如,定子)的机器。在定子和转子之间有空气间隙。
阀的实施例包括通过打开、关闭、或部分地阻塞通路(例如,壳体的通道)来调节、引导或控制气体流或液体流的设备。阀的其它实施例包括液压阀、手动阀、电磁阀、马达阀和气动阀。
数字脉冲信号326由主机系统312的处理器产生并提供给相位延迟电路138。相位延迟电路138接收数字脉冲信号326,并使数字脉冲信号326延迟预先确定的相位以产生经修改的脉冲信号368。将相位延迟提供给数字脉冲信号326,以便使等离子体系统350的机械部件(例如,上电极134、卡盘132、阀148、马达136、马达144、马达150、约束环142等)有时间响应数字脉冲326信号。相位延迟电路138被连接在主机系统312和在x、y和z MHz RF发生器的DSP之间。相位延迟电路138延迟数字脉冲信号326的相位,以产生经修改的脉冲信号368,以进一步使得等离子体系统350的机械部件相比于电气部件(例如,DSP、RF电源、功率控制器、AFT等)能有更多的时间来响应数字脉冲信号326。将经修改的脉冲信号368提供给x、y和z MHz RF发生器的DSP。
在一些实施方式中,电气部件基于输入到该电气部件的脉冲信号产生输出信号时,该电气部件响应于该脉冲信号。在多种实施方式中,当机械部件响应于脉冲信号执行机械运行(例如,旋转、移动、滑动、位移、闭合、打开等等)时,该机械部件响应于该脉冲信号。
当经修改的脉冲信号368由DSPx接收时,x MHz RF发生器产生与经修改的脉冲信号368同步的RF信号。例如,当经修改的脉冲信号368的状态从状态S0转变到状态S1时,RF信号的部分的包络线从负斜率变化到正斜率或零斜率。在另一实施例中,当经修改的脉冲信号368的状态从状态S1转变到状态S0时,RF信号的部分的统计测量结果从正斜率变化到负斜率或零斜率。类似地,当经修改的脉冲信号368由DSPy接收时,y MHz RF发生器产生与经修改的脉冲信号368同步的RF信号,而当经修改的脉冲信号368由DSPz接收时,z MHz RF发生器产生与经修改的脉冲信号368同步的RF信号。
应当注意的是,在等离子体系统350中,x MHz RF发生器不是主发生器。等离子体系统350的x MHz RF发生器不产生数字脉冲信号326,也不提供数字脉冲信号326给y和zMHz RF发生器。例如,DSPx不向DSPy提供数字脉冲信号326,也不向DSPz提供数字脉冲信号326。
在多种实施方式中,相位延迟电路138添加相位延迟以将数字脉冲信号326移位到时间t轴的右侧上,从而产生经修改的脉冲信号368,以进一步使机械部件有较多的时间来控制进入等离子体室308内的工艺气体流、控制在上电极134和卡盘132之间的间隙、和/或控制等离子体室308内的压力。
在一些实施方式中,相比于经修改的脉冲信号368,数字脉冲信号326在时间上滞后以使得相比于x MHz RF发生器、y MHz RF发生器,z MHz RF发生器、RF电缆304、320和322、IMC 302以及RF传输线310的电气部件,机械部件能有较多的时间来响应数字脉冲信号326。电气部件的实施例包括RF发生器的DSP、RF发生器的RF电源、晶体管、电阻器、电容器、电感器、电缆、电线、带状物、勺状物、棒状物等。
间隙处理器130接收数字脉冲信号326以从数字脉冲信号326识别状态S1和S0。例如,间隙处理器130以与上述的DSP从数字脉冲信号326识别状态S1和S0的方式类似的方式从数字脉冲信号326识别状态S1和S0。在另一实施例中,间隙处理器130识别出:数字脉冲信号326在第一时间段期间具有第一幅值,例如,数字值1、高状态等等,而在第二时间段期间具有第二幅值,例如,数字值0、低状态等。
当确定状态是S1时,间隙处理器130从耦合到间隙处理器130的存储器设备(未示出)针对状态S1识别参量信号的一部分的值以应用到上电极134和卡盘132之间的间隙,该参量信号如,来自曲线图a1至a18(图1A、1B、1C-1、1D-1、1E至1F)中的一个的第一变量的信号,来自曲线图b1至b18(图2A、2B、2C-1、2D-1、2E至2F)中的一个的第二变量的信号,等等。另一方面,当确定状态是S0时,间隙处理器130从耦合到间隙处理器130的存储器设备(未示出)针对状态S0识别参量信号的一部分的值以应用到上电极134和卡盘132之间的间隙,该参量信号如,来自曲线图a1至a18(图1A、1B、1C-1、1D-1、1E至1F)中的一个的第一变量的信号,来自曲线图b1至b18(图2A、2B、2C-1、2D-1、2E至2F)中的一个的第二变量的信号,等等。间隙处理器130将在状态S1期间要产生的参量信号的值提供给间隙驱动器GDS1,而将在状态S0期间要产生的参量信号的值提供给间隙驱动器GDS0。
间隙驱动器GDS1产生具有在状态S1期间从间隙处理器130接收到的值的参量信号的一部分,并将该部分提供给马达136。此外,间隙驱动器GDS0产生具有在状态S0期间从间隙处理器130接收到的值的参量信号的其余部分,并将该其余部分提供给马达136。马达136根据在状态S1期间从间隙驱动器GDS1接收到的参量信号的一部分的频率和功率运行,例如,转子旋转等,并进一步根据从间隙驱动器GDS0接收到的参量信号的其余部分的频率和功率运行。当马达136在状态S1期间基于参量信号的一部分的频率和功率运行时,上电极134和卡盘132之间的间隙(例如,距离等)根据该频率和功率而变化。另外,当马达136在状态S0期间基于参量信号的其余部分的频率和功率运行时,上电极134和卡盘132之间的距离根据该频率和功率而变化。
压力处理器140以与上面参照间隙处理器130所描述的方式类似的方式接收数字脉冲信号326以从数字脉冲信号326识别状态S1和S0。当确定数字脉冲信号326的状态是S1时,压力处理器140从耦合到压力处理器140的存储器设备针对状态S1识别参量信号的一部分的值以应用至约束环142,该参量信号如,曲线图a1至a18(图1A、1B、1C-1、1D-1、1E至1F)中的一个中的第一变量的信号,曲线图b1至b18(图2A、2B、2C-1、2D-1、2E至2F)中的一个中的第二变量的信号,等等。另一方面,当确定状态是S0时,压力处理器140从耦合到压力处理器140的存储器设备针对状态S0识别参量信号的一部分以应用至约束环142,该参量信号如,曲线图a1至a18(图1A、1B、1C-1、1D-1、1E至1F)中的一个中的第一变量的信号,曲线图b1至b18(图2A、2B、2C-1、2D-1、2E至2F)中的一个中的第二变量的信号,等等。在状态S1期间,压力处理器140提供针对状态S1的参量信号的值到压力控制器PCS1。此外,在状态S0期间,压力处理器140提供针对状态S0的参量信号的值到压力控制器PCS0。
在状态S1期间,压力控制器PCS1产生具有参量信号的值的电流信号,并提供该电流信号给马达144。此外,在状态S0期间,压力控制器PCS0产生具有参量信号的值的电流信号,并提供该电流信号给马达144。马达144利用在状态S1期间接收到的参量信号的一部分的值的频率和功率运行。马达144的运行根据在状态S1期间的参量信号的一部分的频率和功率改变约束环142相对于等离子体室308的体积382的垂直位置,以改变体积382内的压力。类似地,马达144利用在状态S0期间接收到的参量信号的一部分的值的频率和功率运行。马达144的运行根据在状态S0期间的参量信号的一部分的频率和功率改变约束环142相对于等离子体室308的体积382的垂直位置,以改变体积382内的压力。
在马达144从约束环142的底侧连接到约束环142的多种实施方式中,约束环142的垂直位置被改变以在体积382中向上或向下移动约束环142。约束环142向上移动以覆盖体积382的较多的量,以及向下移动以覆盖体积382的较少的量。
在一些实施方式中,马达144从约束环142的顶侧连接到约束环142。约束环142向下移动以覆盖体积382的较多的量,以及向上移动以覆盖体积382的较少的量。
在一些实施方式中,马达144经由杆连接到约束环142,而约束环142间隔开进入杆的凹槽并连接到杆的凹槽。随着马达144的转子旋转,杆从马达突出或凹陷到马达内,以改变约束环142的垂直位置。杆连接到马达。
此外,流量处理器146接收数字脉冲信号326,并以与DSP识别数字脉冲信号326的状态S1和S0的方式类似的方式识别数字脉冲信号326的状态S1和S0。当确定状态是S1时,流量处理器146从耦合到流量处理器146的存储器设备针对状态S1识别参量信号的一部分的值以应用到阀148,该参量信号如,曲线图a1至a18(图1A、1B、1C-1、1D-1、1E至1F)中的一个中的第一变量的信号,曲线图b1至b18(图2A、2B、2C-1、2D-1、2E至2F)中的一个中的第二变量的信号,等等。另一方面,当确定状态是S0时,流量处理器146从耦合到流量处理器146的存储器设备针对状态S0识别参量信号的一部分以应用到阀148,该参量信号如,曲线图a1至a18(图1A、1B、1C-1、1D-1、1E至1F)中的一个中的第一变量的信号,曲线图b1至b18(图2A、2B、2C-1、2D-1、2E至2F)中的一个中的第二变量的信号,等等。在状态S1期间,流量处理器146提供针对状态S1的参量信号的值到流量驱动器FDS1。此外,在状态S0期间,流量处理器146提供针对状态S0的参量信号的值到流量驱动器FDS0。
在状态S1期间,流量驱动器FDS1产生电流信号以根据针对状态S1的参量信号的一部分的频率值和功率值来驱动马达150。此外,在状态S0期间,流量驱动器FDS1产生电流信号以根据针对状态S0的参量信号的其余部分的频率值和功率值来驱动马达150。马达150运行以改变阀148在壳体(例如,外壳、导管、管道等)内的位置,阀148位于壳体内以打开或关闭。阀148的位置根据在状态S1期间产生的参量信号的一部分的频率和功率并根据在状态S0期间产生的参量信号的其余部分的频率和功率而改变。在状态S1期间或状态S0期间阀148的位置的变化导致流入体积382内的一种或多种工艺气体的流率变化,例如,增大、减小等等。工艺气体或工艺气体的混合物被存储在气体源GS内,并经由壳体的通道供给至等离子体室308。气体源GS经由壳体耦合到等离子体室308。当一种或多种工艺气体被供给至体积382并且经修改的RF信号306经由RF传输线310由卡盘132接收时,在等离子体室308中产生等离子体。使用该等离子体来执行上述的一个或多个处理操作。
在一些实施方式中,马达150经由杆连接到阀148以随着马达150的转子的旋转而改变该阀的位置。
在多种实施方式中,不是使用马达150,而是使用其它的机械部件(例如,电流驱动器等)来控制阀148。例如,阀148是电磁阀,流量驱动器FDS1和FDS0是用于状态S1和S0的电流驱动器。在这些实施方式中,当数字脉冲信号326的一部分在状态S1期间由流量处理器146接收时,流量处理器146从流量控制系统366的存储器设备识别参量信号的值,例如,在曲线图a1至a18(图1A、1B、1C-1、1D-1、1E至1F)中所示的第一变量的信号中的任何一个信号的值,在曲线图b1至b18(图2A、2B、2C-1、2C-2、2E至2F)中的一个曲线图中的第二变量的信号的值等等。一旦识别出在状态S1期间参量信号的值,流量处理器146就产生命令信号,以指示流量驱动器FDS1,从而在状态S1期间产生参量信号的一部分。类似地,当数字脉冲信号326的一部分在状态S0期间由流量处理器146接收时,流量处理器146从流量控制系统366的存储器设备识别参量信号的值,该参量信号如,在曲线图a1至a18(图1A、1B、1C-1、1D-1、1E至1F)中所示的第一变量的信号中的任何一个信号,在曲线图b1至b18(图2A、2B、2C-1、2C-2、以及2E至2F)中的一个中的第二变量的信号等等。一旦识别出针对状态S0的参量信号的值,流量处理器146就产生命令信号,以指示流量驱动器FDS0,从而在状态S0期间产生具有该值的参量信号的一部分。流量驱动器FDS1发送具有在状态S1期间产生的电流值的参量信号的一部分至阀148,而流量驱动器FDS0发送具有在状态S0期间产生的电流值的参量信号的一部分至阀148。一旦在状态S1期间接收到电流值,阀148就根据该电流值打开或关闭以控制一种或多种工艺气体从气体源GS朝向等离子体室308的体积382的流量。类似地,一旦在状态S0期间接收到电流值,阀148就根据该电流值打开或关闭以控制一种或多种工艺气体从气体源GS朝向等离子体室308的体积382的流量。
在一些实施方式中,在等离子体系统350中使用任何数量的气体源。每个气体源存储不同的工艺气体。例如,一种气体源存储含氟气体,而另一个气体源存储含氧气体。每种气体源通过壳体连接到等离子体室308以将气体(例如,工艺气体、惰性气体等)供给至等离子体室308。壳体包括连接到马达并由马达控制的阀,马达进一步连接到流动控制器FDS1和FDS0并通过流动控制器FDS1和FDS0控制。
图7是等离子体系统400的实施方式的示图,其图解了使用主RF发生器以产生数字脉冲信号326和经修改的脉冲信号368。等离子体系统400以类似于等离子体系统350(图6B)的方式运行,不同的是,在等离子体系统400中,不是由主机系统312,而是由x MHz RF发生器产生脉冲信号326和经修改的脉冲信号368,经修改的脉冲信号368由y MHz RF发生器和zMHz RF发生器接收。例如,x MHz RF发生器的DSPx或时钟源产生数字脉冲信号326,数字脉冲信号326被传送到相位延迟电路138。相位延迟电路138从数字脉冲信号326产生经修改的脉冲信号368。在另一实施例中,xMHz RF发生器的时钟振荡器产生模拟信号,该模拟信号通过x MHz RF发生器的模数转变器转变成数字脉冲信号326,数字脉冲信号326被传送到相位延迟电路138以用于产生经修改的脉冲信号368。
经修改的脉冲信号368由x MHz RF发生器提供至y MHz RF发生器和z MHz RF发生器,而数字脉冲信号326由x MHz RF发生器提供至间隙控制系统362、压力控制系统364、以及流量控制系统366。例如,相位延迟电路138提供经修改的脉冲信号368至DSPy和DSPz,而DSPx提供数字脉冲信号326至间隙处理器130、WAP处理器140、以及流量处理器146。等离子体系统400的其余操作类似于上面相对于等离子体系统350所述的操作。
在一些实施方式中,数字脉冲信号326由x MHz RF发生器从主机系统312接收,主机系统312耦合到x MHz RF发生器。x MHz RF发生器从数字脉冲信号326产生经修改的脉冲信号368,并提供经修改的脉冲信号368给DSPy和DSPz。
在多种实施方式中,数字脉冲信号326通过相位延迟电路138从主机系统312接收以生成经修改的脉冲信号368。经修改的脉冲信号368由相位延迟电路138提供给x MHz RF发生器。x MHz RF发生器将经修改的脉冲信号368提供给DSPy和DSPz。
图8是等离子体系统410的实施方式用的示图,其用于图解:使用反馈系统来确定提供经修改的脉冲信号368的下一状态的时间。等离子体系统410类似于等离子体系统350(图6B),不同的是,等离子体系统410包括反馈系统。
反馈系统包括间隙传感器412、流量传感器414和压力传感器416。间隙传感器412的实施例包括激光探测器、光学传感器、感应检测器、电容检测器、线性可变差动变压器(LVDT)传感器等。在一些实施方式中,间隙传感器412位于等离子体室308外部,并且被光学耦合到体积382,以确定上电极134和卡盘132之间的间隙,例如,垂直距离等。流量传感器414的实施例包括流率传感器(其测量工艺气体的流率,单位为标准立方厘米每分钟(sccm))、光学流量计、科里奥利流量计、质量流量传感器、热质流量传感器、体积传感器、基于压力的流量计等。流量传感器414经由壳体中的孔口(例如,气体管线等)耦合到该壳体的内部体积,其中,阀148被定位在该壳体内侧。压力传感器416测量等离子体室308中的一种或多种气体和/或等离子体的压力。压力传感器416的实施例包括绝对压力传感器、真空压力传感器、差压传感器、谐振压力传感器、热压传感器、光学压力传感器等。在一些实施方式中,压力传感器416位于体积382外以测量体积382内的一种或多种气体和/或等离子体的压力。
在使用多个气体源的实施方式中,流量传感器耦合到气体源的壳体以测量气体从气体源流入等离子体室308的流率。流量传感器连接到流量处理器146以提供所测得的流率给流量处理器146。
等离子体系统410以与等离子体系统350(图6B)的操作方式类似的方式操作,不同的是等离子体系统410使用反馈系统。例如,上电极134和卡盘132之间的间隙发生变化之后,该间隙由间隙传感器412测量。所测得的间隙的大小由间隙传感器412提供给间隙处理器130。间隙处理器130确定该间隙的大小是否与针对某一状态的预先确定的间隙的大小相匹配。该针对某一状态的预先确定的间隙的大小存储在间隙控制系统362的存储器装置内(图7)。在该存储器装置中,针对某一状态的预先确定的间隙的大小与针对该状态的等离子体室308内的等离子体的阻抗的大小关联。例如,针对状态S1的预先确定的间隙的大小与阻抗Z1的大小是关联的,而针对状态S0的预先确定的间隙的大小与阻抗Z2的大小是关联的。在等离子体室308内的等离子体的阻抗是下述参数的函数:被提供到等离子体室308中的一种或多种RF信号的一种或多种功率、等离子体室308内的压力、等离子体室308内上电极134和卡盘132之间的间隙、以及流入等离子体室308内的一种或多种气体的流率。
针对某一状态得到等离子体室308内的等离子体的阻抗,以进一步得到该状态下的蚀刻速率或沉积速率。例如,针对状态S0的预定大小的间隙有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S0的低蚀刻速率,而针对状态S1的预定大小的间隙有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S1的比所述低蚀刻速率高的蚀刻速率。在另一实施例中,针对状态S0的预定大小的间隙有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S0的高沉积速率,而针对状态S1的预定大小的间隙有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S1的比该高沉积速率低的沉积速率。在另一实施例中,针对状态S0的预定大小的间隙有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S0的沉积速率,而针对状态S1的预定大小的间隙有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S1的蚀刻速率。沉积速率是在工件324上沉积材料的速率,该材料诸如,掩模、氧化物、聚合物等,而蚀刻速率是蚀刻掉工件324上的材料的速率。
针对状态S1的间隙的大小与在状态S1期间参量信号的一部分相关联,该参量信号的一部分由间隙驱动器GDS1(图7)发送来操作马达136,而针对状态S0的间隙的大小与在状态S0期间参量信号的其余部分相关联,该参量信号的其余部分由间隙驱动器GDS0(图7)发送给马达136。
当确定所测得的间隙的大小与针对某种状态的预先确定的间隙的大小不匹配时,间隙处理器130将表示该不匹配的反馈信号发送至相位延迟电路138。在当前状态(例如,状态S0、状态S1等)期间,在接收到表示所测得的间隙的大小与针对该当前状态的预先确定的间隙的大小不匹配的信号时,相位延迟电路138针对与该当前状态连续的下一状态(例如,状态S1、状态S0等等)增大相位延迟。相比于当前状态的相位延迟,该下一状态的相位延迟增大,并加入到数字脉冲信号326,以产生经修改的脉冲信号368。例如,当相位延迟电路138已经发送一个周期的针对状态S1的经修改的脉冲信号368的一部分至x MHz RF发生器、yMHz RF发生器、以及z MHz RF发生器时,一旦收到表示所测得的间隙的大小与针对该状态S1的预先确定的间隙的大小不匹配的信号,相位延迟电路138就延迟发送该一个周期的针对状态S0的经修改的脉冲信号368的其余部分至x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、以及zMHz RF发生器。在另一实施例中,当相位延迟电路138已经发送一个周期的针对状态S0的经修改的脉冲信号368的一部分至x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器时,一旦收到表示所测得的间隙的大小与针对该状态S0的预先确定的间隙的大小不匹配的信号,相位延迟电路138就延迟发送该一个周期的针对状态S1的经修改的脉冲信号368的其余部分至x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器。
在另一方面,当确定所测得的间隙的大小与针对某一状态的预先确定的间隙的大小匹配时,间隙处理器130将表示该匹配的反馈信号发送至相位延迟电路138。在当前状态期间,在接收到表示所测得的间隙的大小与针对该当前状态的预先确定的间隙的大小匹配的信号时,相位延迟电路138发送针对下一状态的经修改的脉冲信号368的一部分至x MHzRF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器,而不增加与该当前状态相比的任何进一步的延迟。例如,当相位延迟电路138已经发送了一个周期的针对状态S1的经修改的脉冲信号368的一部分至x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器时,一旦收到表示所测得的间隙的大小与针对该状态S1的预先确定的间隙的大小匹配的信号,相位延迟电路138就发送该一个周期的针对状态S0的经修改的脉冲信号368的其余部分至x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器。
在另一实施例中,等离子体室308的体积382内的压力被改变之后,压力传感器416测量体积382内的一种或多种工艺气体和/或等离子体的压力。所测得的压力的大小由压力传感器416提供给压力处理器140。压力处理器140确定压力的大小是否与针对某一状态的压力的预定大小相匹配。针对某一状态的的压力的预定大小被存储在压力控制系统364的存储器装置中(图7)。在该存储器装置中,针对某一状态的预先确定的压力的大小与等离子体室308中的等离子体的阻抗的大小关联。例如,针对状态S1的预先确定的压力的大小与阻抗Z1的大小是关联的,而针对状态S0的预先确定的压力的大小与阻抗Z2的大小是关联的。针对状态S1的压力的大小与在状态S1期间的参量信号的一部分关联,该参量信号的一部分由压力控制器PCS1(图7)发送以操作马达144,而针对状态S0的压力的大小与在状态S0期间的参量信号的其余部分关联,该参量信号的其余部分由压力控制器PCS0(图7)发送至马达144。
针对某一状态得到等离子体室308内的等离子体的阻抗,以进一步得到该状态下的蚀刻速率或沉积速率。例如,针对状态S0的预定大小的压力有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S0的低蚀刻速率,而针对状态S1的预定大小的压力有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S1的比所述低蚀刻速率高的蚀刻速率。在另一实施例中,针对状态S0的预定大小的压力有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S0的高沉积速率,而针对状态S1的预定大小的压力有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S1的比该高沉积速率低的沉积速率。在另一实施例中,针对状态S0的预定大小的压力有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S0的沉积速率,而针对状态S1的预定大小的压力有助于得到阻抗,以进一步得到该状态S1下的蚀刻速率。
当确定所测得的压力的大小与针对某一状态的预先确定的压力的大小不匹配时,压力处理器140将表示该不匹配的反馈信号发送至相位延迟电路138。在当前状态期间,在接收到表示所测得的压力的大小与针对该当前状态的预先确定的压力的大小不匹配的信号时,相位延迟电路138增大针对下一状态的脉冲数字信号326的一部分的相位延迟,以产生发送到x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器的经修改的脉冲信号368。在另一方面,当确定所测得的压力的大小与针对某一状态的预先确定的压力的大小匹配时,压力处理器140将表示该匹配的反馈信号发送至相位延迟电路138。在当前状态期间,在接收到表示所测得的压力的大小与针对该当前状态的预先确定的压力的大小匹配的信号时,相位延迟电路138发送针对下一状态的脉冲数字信号326的一部分至x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器,而不需增加任何延迟给该脉冲数字信号326。
作为又一实施例,在围绕阀148的壳体内的流率被改变之后,流量传感器414测量从气体源GS流向等离子体室308的一种或多种工艺气体的流率。所测得的流率的大小由流率传感器414提供给流量处理器146。流量处理器146确定该流率的大小是否与针对某一状态的流率的预定大小相匹配。针对某一状态的流率的预定大小被存储在流量控制系统366的存储器装置中(图7)。在该存储器装置中,针对某一状态的预先确定的流率的大小与等离子体室308中的等离子体的阻抗的大小关联。例如,针对状态S1的预先确定的流率的大小与阻抗Z1的大小是关联的,而针对状态S0的预先确定的流率的大小与阻抗Z2的大小是关联的。针对状态S1的流率的大小与在该状态S1期间的参量信号的一部分关联,该参量信号的一部分由流量驱动器FDS1(图7)发送以操作马达150,而针对状态S0的流率的大小与在状态S0期间的参量信号的其余部分关联,该参量信号的其余部分由流量驱动器FDS0(图7)发送至马达150。
针对某一状态得到等离子体室308内的等离子体的阻抗,以进一步得到该状态下的蚀刻速率或沉积速率。例如,针对状态S0的预定大小的流率有助于得到阻抗,以进一步得到该状态S0下的低蚀刻速率,而针对状态S1的预定大小的流率有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S1的比该低蚀刻速率高的蚀刻速率。在另一实施例中,针对状态S0的预定大小的流率有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S0的高沉积速率,而针对状态S1的预定大小的流率有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S1的比该高沉积速率低的沉积速率。在另一实施例中,针对状态S0的预定大小的流率有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S0的沉积速率,而针对状态S1的预定大小的流率有助于得到阻抗,以进一步得到针对该状态S1的蚀刻速率。
当确定所测得的流率的大小与针对某一状态的预先确定的流率的大小不匹配时,流量处理器146将表示该不匹配的反馈信号发送至相位延迟电路138。在当前状态期间,在接收到表示所测得的流率的大小与针对该当前状态的预先确定的流率的大小不匹配的信号时,相位延迟电路138确定增大针对下一状态的脉冲数字信号326的一部分的相位延迟以产生发送到x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器的经修改的脉冲信号368。在另一方面,当确定所测得的流率的大小与针对某一状态的预先确定的流率的大小匹配时,流量处理器146将表示该匹配的反馈信号发送至相位延迟电路138。在当前状态期间,在接收到表示所测得的流率的大小与针对该当前状态的预先确定的流率的大小匹配的信号时,相位延迟电路138发送针对下一状态的脉冲数字信号326的一部分至x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器,而不需增加任何延迟给该脉冲数字信号326。
在多种实施方式中,响应于由x MHz RF发生器生成的数字脉冲信号326和经修改的脉冲信号368,生成由间隙处理器130、WAP处理器140、以及流量处理器146所产生的反馈信号。
在多种实施方式中,相位延迟电路138增加相位延迟给数字脉冲信号326,该相位延迟被确定用以补偿间隙在控制机械部件的响应时间、压力控制机械部件的响应时间、以及流量控制机械部件的响应时间中的最慢的响应时间。例如,由相位延迟电路138增加相位延迟,匹配或超过在间隙控制机械部件、压力控制机械部件、以及流量控制机械部件的响应时间中的最长响应时间。在另一实施例中,在接收到表示由间隙传感器412测得的间隙与针对某一状态的预先确定的间隙不匹配的信号、表示由压力传感器416测得的压力与针对某一状态的预先确定的压力的大小不匹配的信号、以及表示由流量传感器414测得的流率与针对某一状态的预先确定的流率的大小不匹配的信号时,相位延迟电路138确定针对某一状态达到预先确定的间隙大小的时间、达到预先确定的压力大小的时间、以及达到预先确定的流率大小的时间中的最长的时间量。相位延迟电路138从相位延迟电路138的存储器装置访问达到针对某一状态的预先确定的间隙大小的时间、达到针对某一状态的预先确定的压力大小的时间、以及达到针对某一状态的预先确定的流率大小的时间。当确定达到针对某一状态的预定大小的流量的时间是最长时,相位延迟电路138延迟脉冲数字信号326的其余部分至达到该状态下预定大小的流量的时间。类似地,当确定达到针对某一状态的预定大小的压力的时间是最长的时,相位延迟电路138延迟脉冲数字信号326的其余部分至达到针对该状态的预定大小的压力的时间。此外,类似地,当确定针对某一状态达到预定大小的间隙的时间是最长的时,相位延迟电路138延迟脉冲数字信号326的其余部分至达到针对该状态的预定大小的间隙的时间。
在多种实施方式中,相位延迟电路138包括处理器。
应当注意,在一些实施方式中,机械部件(例如,间隙控制机械部件、或压力控制机械部件、或流量控制机械部件等)的响应时间包括机械部件中的一个机械部件的响应时间和其余的机械部件中的相应的一个或多个机械部件的一个或多个响应时间的总和。例如,在两个机械部件(例如,两个间隙控制机械部件,或两个压力控制机械部件,或者两个流量控制机械部件等)的组中,两个机械部件的响应时间是两个机械部件中的第一机械部件的响应时间和两个机械部件中的第二机械部件的响应时间的总和。
在多种实施方式中,包括间隙控制机械部件、压力控制机械部件和流量控制机械部件的机械部件的响应时间是机械部件中的一个机械部件的响应时间和其余的机械部件中的相应的一个或多个机械部件的一个或多个响应时间中的最长响应时间。例如,在两个机械部件(例如,两个间隙控制机械部件,或两个压力控制机械部件,或者两个流量控制机械部件等)的组中,两个机械部件的响应时间是在两个机械部件中的第一机械部件的响应时间和两个机械部件中的第二机械部件的响应时间之间的最长响应时间。
在一些实施方式中,相位延迟电路138在主机系统312(图6B)内实现。
在使用三种状态的多种实施方式中,间隙控制系统362包括三个间隙驱动器,而不是两个,状态S2,S3和S4中的每个使用一个间隙驱动器。此外,在这些实施方式中,WAP控制系统364包括三个压力控制器,而不是两个,状态S2,S3和S4中的每个使用一个压力控制器。另外,在这些实施方式中,流量控制系统366包括三个流量驱动器,状态S2、S3和S4中的每个使用一个流量驱动器。在状态S2期间,间隙处理器130将信号发送到被指定用于状态S2的间隙驱动器以控制马达136,从而进一步控制上电极134的位置。此外,在状态S3期间,间隙处理器130发送信号给被指定用于状态S3的间隙驱动器以控制马达136,从而进一步控制上电极134的位置。在状态S4期间,间隙处理器130发送信号给被指定用于状态S4的间隙驱动器以控制马达136,从而进一步控制上电极134的位置。在状态S2期间,WAP处理器140将信号发送到被指定用于状态S2的压力控制器以控制马达144,从而进一步控制约束环142的垂直位置。此外,在状态S3期间,WAP处理器140将信号发送到被指定用于状态S3的压力控制器以控制马达144,从而进一步控制约束环142的垂直位置。在状态S4期间,WAP处理器140将信号发送到被指定用于状态S4的压力控制器以控制马达144,从而进一步控制约束环142的垂直位置。类似地,在状态S2期间,流量处理器146将信号发送到被指定用于状态S2的流量驱动器以控制马达150,从而进一步控制阀148的开通和关闭。此外,在状态S3期间,流量处理器146将信号发送到被指定用于状态S3的流量驱动器以控制马达150,从而进一步控制阀148的开通和关闭。在状态S4期间,流量处理器146将信号发送到被指定用于状态S4的流量驱动器以控制马达150,从而进一步控制阀148的开通和关闭。
应当注意,在一些实施方式中,不是控制约束环142的垂直的上下位置,而是通过WAP控制器和WAP处理器140控制马达,以控制该约束环的开通和关闭。执行该开通和关闭以控制等离子体室308内的压力。
在一些实施方式中,将不同的相位延迟施加到不同的RF发生器。例如,将第一相位延迟施加到x MHz RF发生器,而将第二相位延迟施加到y MHz RF发生器。用于施加第一相位延迟的第一相位延迟电路耦合在主机系统312和x MHz RF发生器之间,而用于施加第二相位延迟的第二相位延迟电路耦合在主机系统312和y MHz RF发生器之间。第一相位延迟电路接收来自主机系统312的数字脉冲信号326,并将数字脉冲信号326的相位延迟第一相位延迟,从而产生经修改的脉冲信号368,以提供到x MHz RF发生器。x MHz RF发生器接收经修改的脉冲信号368,并产生与经修改的脉冲信号368同步的RF信号。此外,第二相位延迟电路接收来自主机系统312的数字脉冲信号326,并将数字脉冲信号326的相位延迟第二相位延迟,从而产生另一经修改的脉冲信号,以提供到y MHz RF发生器。y MHz RF发生器接收该另一经修改的脉冲信号,并产生与该另一经修改的脉冲信号同步的RF信号。
图9是用于产生三种状态S2、S3和S4的三态脉冲信号的实施方式的示图。每个时钟周期重复三种状态S2、S3和S4。每种状态S2、S3和S4被显示为占有33%的占空比。在一些实施方式中,状态S2、S3和S4中的每一种占有占空比的一部分,该部分不同于33%。例如,状态S2占有20%的占空比,状态S3占有50%的占空比,而状态S4占有30%的占空比。在另一实施例中,状态S2占有40%的占空比,状态S3占有10%的占空比,而状态S4占有50%的占空比。
三态脉冲信号是由时钟源(例如,晶体振荡器等)或由计算机生成的,并被提供给x、y和z MHz RF发生器中的一个或多个,而不是提供两态脉冲信号326(图6A、6B、7和8)给xMHz RF发生器、y MHz RF发生器、z MHz RF发生器、间隙控制系统362、压力控制系统364、和/或流量控制系统366。当接收到该三态脉冲信号时,x MHz RF发生器、y MHz RF发生器和z MHz RF发生器中的任一个产生具有在曲线图a8(图1C-2)中、或在曲线图a9(图1C-2)中、或在曲线图a12(图1D-2)中、或在曲线图a13(图1D-2)中所示的统计测量结果的RF信号。类似地,当接收到该三态脉冲信号时,x MHz RF发生器、y MHz RF发生器和z MHz RF发生器中的任一个产生具有在曲线图b8(图2C-2)中、或在曲线图b9(图2C-2)中、或在曲线图b12(图2D-2)中、或在曲线图b13(图2D-2)中所示的统计测量结果的RF信号。此外,在接收到该三态脉冲信号时,间隙控制系统362、压力控制系统364、和流量控制系统366中的任何一个产生具有在曲线图a8(图1C-2)中、或在曲线图a9(图1C-2)中、或在曲线图a12(图1D-2)中、或在曲线图a13(图1D-2)中所示的信号。类似地,在接收到该三态脉冲信号时,间隙控制系统362、压力控制系统364、和流量控制系统366中的任何一个产生具有在曲线图b8(图2C-2)中、或在曲线图b9(图2C-2)中、或在曲线图b12(图2D-2)中、或在曲线图b13(图2D-2)中所示的信号。
在多种实施方式中,当接收到三态脉冲信号时,x MHz RF发生器、y MHz RF发生器和z MHz RF发生器的组合产生具有在曲线图a8(图1C-2)、曲线图a9(图1C-2)、曲线图a12(图1D-2)、曲线图a13(图1D-2)、曲线图b8(图2C-2)、曲线图b9(图2C-2)、曲线图b12(图2D-2)、和曲线图b13(图2D-2)的组合中所示的统计测量结果的RF信号。类似地,在一些实施方式中,当接收到三态脉冲信号时,间隙控制系统362、压力控制系统364和流量控制系统366的组合产生在曲线图a8(图1C-2)、曲线图a9(图1C-2)、曲线图a12(图1D-2)、曲线图a13(图1D-2)、曲线图b8(图2C-2)、曲线图b9(图2C-2)、曲线图b12(图2D-2)、和曲线图b13(图2D-2)的组合中所示的信号。
在若干实施方式中,三态脉冲信号由时钟源或由计算机产生并被提供给相位延迟电路138(图6B、7、8),以产生延迟的三态脉冲信号。延迟的三态脉冲信号被提供给x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、z MHzRF发生器。当接收到该延迟的三态脉冲信号时,x MHz RF发生器、y MHzRF发生器和z MHz RF发生器产生与该三态脉冲信号同步的RF信号。
在多种实施方式中,三态脉冲信号由时钟源或由计算机产生并被提供给间隙处理器130(图6B、7、8)、WAP处理器140(图6B、7、8)、和流量处理器146(图6B、7、8)。当接收到该三态脉冲信号时,间隙处理器130和流量处理器146针对每种状态S2、S3和S4经由相应的驱动器控制它们相应的马达136和150。此外,当接收到该三态脉冲信号时,WAP处理器140经由针对每种状态S2、S3和S4的相应的控制来控制马达144。
在一些实施方式中,使用两个数字时钟源(例如,处理器、计算机、晶体振荡器和模拟-数字转换器等)产生三态脉冲信号。数字时钟源中的第一数字时钟源的第一时钟信号具有状态1和0,而数字时钟源中的第二数字时钟源的第二时钟信号具有状态1和0。加法器(例如,加法电路等)与两个数字时钟源耦合以将第一和第二数字信号相加以生成具有三种状态的脉冲信号。加法器耦合于x MHz RF发生器、和/或y MHz RF发生器、和/或z MHz RF发生器、和/或相位延迟电路138、和/或间隙控制系统362、和/或压力控制系统364、和/或流量控制系统366,以提供三态脉冲信号给x MHz RF发生器、和/或y MHz RF发生器、和/或z MHzRF发生器、和/或相位延迟电路138、和/或间隙控制系统362、和/或压力控制系统364、和/或流量控制系统366。
图10是曲线图380,曲线图380图解了相比于脉冲信号326的相位,第一变量和第二变量的群相位延迟。曲线图380描绘了y轴上的信号的幅值与x轴上的时间t的关系曲线。曲线图380描绘了y轴上的第一变量与时间的关系曲线。第一变量被显示为信号384。另外,曲线图380描绘了y轴上的第二变量与时间t的关系曲线。第二变量被显示为信号386。
应当注意的是,曲线图380不是按比例绘制的。例如,虽然信号326、368、384和386被显示为在一段时间具有大约相同的幅值,但是信号326、368、384和386中的任一信号的幅值不同于信号326、368、384和386中的其余信号的一个或多个幅值。
在群相位延迟(例如,相位延迟φD)由相位延迟电路138(图6B,图7和8)施加于脉冲信号326,以产生经修改的脉冲信号368,经修改的脉冲信号368被施加到x MHz RF发生器、y MHz RF发生器、z MHz RF发生器之后,x、y和z MHz RF发生器中的任意两个产生两个RF信号,该两个RF信号具有作为RF信号的统计测量结果的信号384和386。在该群相位延迟后或在该群相位延迟处,产生由x MHz RF发生器、y MHz RF发生器和z MHz RF发生器中的两个所提供的两个RF信号。
尽管曲线图380示出了用于x MHz RF发生器、y MHz RF发生器和z MHz RF发生器中的任意两个的信号384和386,但是,在一些实施方式中,曲线图380包括由x MHz RF发生器、y MHz RF发生器和z MHz RF发生器中的一个或多个产生RF信号的统计测量结果。
在一些实施方式中,信号384示出了第一参数而不是第一变量,而386信号示出了第二参数,而不是第二变量。
尽管上述实施方式使用x、y和z MHz RF发生器进行描述,但在一些实施方式中,使用任何其它数量的RF发生器,例如,两个RF发生器、一个RF发生器、四个RF发生器等。
应注意的是,虽然上述实施方式是参考平行板等离子体室308进行描述的,但是在一个实施方式中,上述实施方式适用于其他类型的等离子体室,例如,包含电感耦合等离子体(ICP)反应器的等离子体室,包括电子回旋共振(ECR)反应器等的离子体室,等等。例如,x、y和z MHz RF发生器被耦合到ICP等离子体室内的电感器。
应当注意的是,虽然上述实施方式涉及提供RF信号到卡盘132的下电极以及使上电极134接地,但在若干实施方式中,RF信号被提供给上电极134,而卡盘132的下电极接地。
本文中所描述的实施方式可以用各种计算机系统配置来实施,各种计算机系统配置包括手持式硬件单元、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、小型计算机、大型计算机等等。这些实施方式也可以在分布式计算环境中实施,在该分布式计算环境中,任务通过经由网络链接的远程处理硬件单元执行。
对于上述实施方式,应当理解,这些实施方式可采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实现的操作。这些操作是那些使用物理量的物理操纵的操作。在本文描述的形成这些实施方式的一部分的操作中的任何操作是有用的机器操作。这些实施方式还涉及用于执行这些操作的硬件单元或装置。该装置可以被特别地构造用于专用用途计算机。计算机在被定义为是专用用途计算机时,也可以执行不是专用用途的一部分的其他处理、执行程序或例程,同时仍然能够操作用于专用用途。在一些实施方式中,操作可以由通过存储在计算机存储器中的、缓存中的、或者通过网络得到的一个或多个计算机程序选择性地激活或配置的通用计算机处理。当通过网络获得数据时,这些数据也可以通过网络(例如,云计算资源)上的其他计算机进行处理。
一个或多个实施方式也可以被制造为在非临时性计算机可读介质(例如,存储设备)上的计算机可读代码。非临时性计算机可读介质是任何数据存储硬件单元,其可以存储数据,这些数据其后可以被计算机系统读取。非暂时性计算机可读介质的实施例包括硬盘驱动器、网络附加存储(NAS)、ROM、RAM、光盘只读存储器(CD-ROM)、可记录CD(CD-R)、可重写CD(CD-RW)、磁带以及其他光学和非光学数据存储硬件单元。非临时性计算机可读介质可以包括通过网络耦合的计算机系统分布的计算机可读有形介质,从而计算机可读代码以分布方式被存储和执行。
尽管上述操作以特定的顺序进行了说明,但是应当理解的是,可以在操作之间执行其他内务操作,或者可以调整操作,使得这些操作在稍微不同的时间发生,或者这些操作可以分布在一种系统中,以使处理操作能在与该处理相关联的各种间隔进行,只要以理想的方式执行叠加操作(overlay operations)的处理即可。
任何实施方式的一个或多个特征可以与任何其他实施方式的一个或多个特征组合,而不脱离在本公开中描述的各种实施方式中描述的范围。
尽管为了清楚理解的目的描述了上述实施方式,但是,显而易见,在所附权利要求书的范围内可以进行某些变化和修改。因此,这些实施方式应当看成是说明性的而不是限制性的,并且这些实施方式不限于本文给出的细节,但是可以在所附权利要求书的范围和等效形式内进行修改。
Claims (21)
1.一种等离子体系统,其包括:
主射频(RF)发生器,其用于在第一状态期间产生主RF信号的第一部分以及在第二状态期间产生所述主RF信号的第二部分,其中,所述主RF信号是正弦信号;
阻抗匹配电路,其通过RF电缆耦合到所述主RF发生器以修改所述主RF信号,从而产生经修改的RF信号;和
经由RF传输线耦合到所述阻抗匹配电路的等离子体室,所述等离子体室用于基于所述经修改的RF信号产生等离子体,
其中,所述第一部分的包络线具有正斜率或负斜率。
2.根据权利要求1所述的等离子体系统,其还包括用于在所述第一状态期间从所述主RF发生器接收数字脉冲信号的第一部分以及在所述第二状态期间从所述主RF发生器接收所述数字脉冲信号的第二部分的从射频发生器,所述从射频发生器用于在所述第一状态期间产生从RF信号的第一部分以及在所述第二状态期间产生所述从RF信号的第二部分,
其中,所述从RF信号是正弦信号,
其中,所述从RF信号的所述第一部分的统计测量结果具有正斜率或负斜率。
3.根据权利要求2所述的等离子体系统,其中,在所述主RF信号的所述第一部分的所述包络线具有所述正斜率的至少部分时间期间,所述从RF信号的所述第一部分的所述统计测量结果具有所述正斜率。
4.根据权利要求2所述的等离子体系统,其中,在所述主RF信号的所述第一部分的所述包络线具有所述负斜率的至少部分时间期间,所述从RF信号的所述第一部分的所述统计测量结果具有所述负斜率。
5.根据权利要求1所述的等离子体系统,其中所述主RF信号具有频率和功率。
6.根据权利要求1所述的等离子体系统,其进一步包括:
耦合到所述主RF发生器的间隙控制系统,其用于在所述第一状态期间产生间隙信号的第一部分以及在所述第二状态期间产生所述间隙信号的第二部分,
其中所述等离子体室包括卡盘和面向所述卡盘的上电极,
所述间隙控制系统还通过马达耦合到所述等离子体室的所述上电极以用于改变所述上电极和所述卡盘之间的间隙,
其中,所述间隙信号具有正斜率或负斜率。
7.根据权利要求6所述的等离子体系统,其中所述间隙控制系统包括间隙传感器,所述间隙传感器用于确定所述上电极和所述卡盘之间的间隙的大小。
8.根据权利要求7所述的等离子体系统,其进一步包括:
用于产生脉冲信号的主机控制器;和
耦合到所述主机控制器的相位延迟电路,其用于基于所述间隙的大小延迟所述脉冲信号的相位,所述主机控制器经由所述相位延迟电路耦合到所述主RF发生器。
9.根据权利要求1所述的等离子体系统,其还包括:
耦合到所述主RF发生器的压力控制系统,其用于在所述第一状态期间产生压力信号的第一部分以及在所述第二状态期间产生所述压力信号的第二部分,
其中所述等离子体室包括多个约束环,
所述压力控制系统经由马达进一步耦合到所述约束环以改变所述等离子体室中的压力,
其中所述压力信号的所述第一部分具有正斜率或负斜率。
10.根据权利要求9所述的等离子体系统,其中所述压力控制系统包括压力传感器,所述压力传感器用于确定在所述等离子体室中的所述压力的大小。
11.根据权利要求10所述的等离子体系统,其还包括:
用于产生脉冲信号的主机控制器;和
耦合到所述主机控制器的相位延迟电路,其用于基于所述压力的大小延迟所述脉冲信号的相位,所述主机控制器经由所述相位延迟电路耦合到所述主RF发生器。
12.根据权利要求1所述的等离子体系统,其还包括:
耦合到所述主RF发生器的流量控制系统,其用于在所述第一状态期间产生流量信号的第一部分以及在所述第二状态期间产生所述流量信号的第二部分,
所述流量控制系统通过马达进一步耦合到阀,以控制气体流向所述等离子体室的流率,
其中,所述流量信号的所述第一部分具有正斜率或负斜率。
13.根据权利要求12所述的等离子体系统,其中,所述流量控制系统包括流量传感器,所述流量传感器用于确定所述等离子体室内的一种或多种气体的流量的大小。
14.根据权利要求13所述的等离子体系统,其还包括:
用于产生脉冲信号的主机控制器;和
耦合到所述主机控制器的相位延迟电路,其用于基于所述流量的大小延迟所述脉冲信号的相位,所述主机控制器经由所述相位延迟电路耦合到所述主RF发生器。
15.根据权利要求1所述的等离子体系统,其中,所述第一状态是高状态,而所述第二状态是低状态。
16.根据权利要求1所述的等离子体系统,其中,所述第一状态和所述第二状态是相反的。
17.根据权利要求1所述的等离子体系统,其中,所述阻抗匹配电路通过使耦合到所述阻抗匹配电路的负载的阻抗与耦合到所述阻抗匹配电路的源的阻抗匹配来修改所述主RF信号。
18.根据权利要求1所述的等离子体系统,其中,所述正斜率和所述负斜率中的每一个是非零的且有限的。
19.一种用于产生等离子体的方法,其包括:
在第一状态期间产生主射频信号的第一部分以及在第二状态期间产生所述主射频信号的第二部分;
基于所述主射频信号使负载的阻抗与源匹配,以产生经修改的射频信号,所述源包括射频发生器和射频电缆,所述负载包括射频传输线和等离子体室;
接收所述经修改的射频信号以在所述等离子体室中产生等离子体,
其中,所述第一部分的包络线具有正斜率或负斜率。
20.一种等离子体系统,其包括:
第一射频(RF)发生器,其用于在第一状态期间产生第一RF信号的第一部分以及在第二状态期间产生所述第一RF信号的第二部分,其中,所述第一RF信号是正弦信号;
其中,所述第一RF发生器被耦合到与等离子体室耦合的阻抗匹配电路,
其中,所述第一RF信号的所述第一部分的包络线具有正斜率或负斜率。
21.根据权利要求20所述的等离子体系统,其还包括:
第二RF发生器,其用于在所述第一状态期间产生第二RF信号的第一部分以及在所述第二状态期间产生所述第二RF信号的第二部分,其中,所述第二RF信号是正弦信号;
其中所述第二RF发生器通过RF电缆耦合到所述阻抗匹配电路;以及
其中所述第二RF信号的所述第一部分的统计测量结果具有正斜率或负斜率。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/260,051 US10157729B2 (en) | 2012-02-22 | 2014-04-23 | Soft pulsing |
US14/260,051 | 2014-04-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105047513A CN105047513A (zh) | 2015-11-11 |
CN105047513B true CN105047513B (zh) | 2018-03-30 |
Family
ID=54453968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510199094.4A Active CN105047513B (zh) | 2014-04-23 | 2015-04-23 | 软脉冲调制 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20150122605A (zh) |
CN (1) | CN105047513B (zh) |
TW (1) | TWI677263B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107321586B (zh) * | 2017-06-29 | 2018-07-03 | 华中科技大学 | 一种液电脉冲激波产生装置 |
CN111434039A (zh) * | 2017-12-07 | 2020-07-17 | 朗姆研究公司 | 用于半导体rf等离子体处理的脉冲内的rf脉冲 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101073085A (zh) * | 2004-10-15 | 2007-11-14 | 朗姆研究公司 | 用于改进对等离子体负载的rf功率传输稳定性的设备和方法 |
CN102568993A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-11 | 细美事有限公司 | 可调电容器、等离子体阻抗匹配装置、方法和基板处理设备 |
CN103681195A (zh) * | 2012-09-14 | 2014-03-26 | 朗姆研究公司 | 基于三个或更多个状态的功率和频率的调节 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050241762A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-03 | Applied Materials, Inc. | Alternating asymmetrical plasma generation in a process chamber |
KR20090067301A (ko) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | (주)이큐베스텍 | 임피던스 정합 장치 |
WO2009140371A2 (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for pulsed plasma processing using a time resolved tuning scheme for rf power delivery |
-
2015
- 2015-04-22 TW TW104112782A patent/TWI677263B/zh active
- 2015-04-23 CN CN201510199094.4A patent/CN105047513B/zh active Active
- 2015-04-23 KR KR1020150057037A patent/KR20150122605A/ko unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101073085A (zh) * | 2004-10-15 | 2007-11-14 | 朗姆研究公司 | 用于改进对等离子体负载的rf功率传输稳定性的设备和方法 |
CN102568993A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-11 | 细美事有限公司 | 可调电容器、等离子体阻抗匹配装置、方法和基板处理设备 |
CN103681195A (zh) * | 2012-09-14 | 2014-03-26 | 朗姆研究公司 | 基于三个或更多个状态的功率和频率的调节 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201607379A (zh) | 2016-02-16 |
CN105047513A (zh) | 2015-11-11 |
TWI677263B (zh) | 2019-11-11 |
KR20150122605A (ko) | 2015-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112543989B (zh) | 对径向蚀刻均匀度的主动控制 | |
US10157729B2 (en) | Soft pulsing | |
CN111295731B (zh) | 用于实现具有低角分散的峰值离子能量增强的系统和方法 | |
KR102575053B1 (ko) | Rf 펄스 형상에 의한 이온 에너지 제어 | |
JP6909590B2 (ja) | より低い周波数のrf発生器の周期においてより高いrf発生器に向かって反射する電力を低減し、反射電力を低減させるための関係を用いるプラズマシステム、制御装置および方法 | |
CN105391427B (zh) | 状态期间的子脉冲 | |
CN106935473B (zh) | 基于三个或更多个状态的功率和频率的调节 | |
CN103871810A (zh) | 确定rf 传输线上的变量的值的方法和系统 | |
US20240186111A1 (en) | Systems and methods for tuning a mhz rf generator within a cycle of operation of a khz rf generator | |
US20190027342A1 (en) | Systems and Methods for Increasing Efficiency of Delivered Power of a Megahertz Radio Frequency Generator in the Presence of a Kilohertz Radio Frequency Generator | |
US20240186112A1 (en) | Systems and methods for optimizing power delivery to an electrode of a plasma chamber | |
CN105047513B (zh) | 软脉冲调制 | |
JP7195810B2 (ja) | イオンの方向性を増大させるためのマルチレジームプラズマウエハ処理 | |
CN107294510B (zh) | 针对多状态以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统和方法 | |
CN107293467B (zh) | 在状态转变期间使用射频值减小反射功率的系统和方法 | |
JP7511486B2 (ja) | 径方向エッチング均一性の能動制御 | |
TWI840373B (zh) | 徑向蝕刻均勻度的主動控制之方法及系統 | |
JP2023530125A (ja) | Rf信号のパラメータのパルス化周波数およびデューティサイクルの制御 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |