CN106935473B - 基于三个或更多个状态的功率和频率的调节 - Google Patents

基于三个或更多个状态的功率和频率的调节 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于三个或更多个状态的功率和频率的调节，具体描述了用于根据三个或更多个状态调节功率和频率的系统和方法。所述方法中的一个包括：接收具有多个状态的脉冲信号。通过多个射频(RF)产生器接收所述脉冲信号。当接收到具有第一状态的所述脉冲信号时，由第一RF产生器产生具有预先设定的功率电平的RF信号以及由第二RF产生器产生具有预先设定的功率电平的RF信号。此外，当接收到具有第二状态的所述脉冲信号时，由所述第一和第二射频产生器产生具有预先设定的功率电平的RF信号。此外，当接收到具有第三状态的所述脉冲信号时，由所述第一和第二射频产生器产生具有预先设定的功率电平的RF信号。

Description

基于三个或更多个状态的功率和频率的调节
本申请是申请号为201310422704.3、申请日为2013年9月16日、发明名称为“基于三个或更多个状态的功率和频率的调节”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的实施方式涉及改善对等离子体阻抗的改变的响应时间，更具体地涉及用于基于三个或更多个状态的功率和频率调节的装置、方法和计算机程序。
背景技术
在等离子体处理系统中，多个射频(RF)信号被提供给等离子体室中的一或多个电极。RF信号帮助在等离子体室内产生等离子体。该等离子体被用于各种操作，例如，清洁位于下电极上的衬底、蚀刻该衬底，等等。
在这一背景下，出现了本公开中所描述的实施方式。
发明内容
本公开的实施方式供应了用于基于三个或更多个状态的功率和频率调节的装置、方法和计算机程序。应当知道的是，这些实施方式可被实现为多种形式，例如，工序、装置、系统、设备或计算机可读介质上的方法。下面将描述若干实施方式。
本发明提供了一种等离子体系统，其被配置用于使用多个状态的操作，所述等离子体系统包括：
主射频(RF)产生器，其用于接收脉冲信号，所述脉冲信号具有三个或更多个状态，所述三个或更多个状态包括第一状态、第二状态和第三状态，所述主射频产生器经由阻抗匹配电路耦合到等离子体室，
从射频产生器，其用于接收所述脉冲信号，所述从射频产生器经由所述阻抗匹配电路耦合到所述等离子体室，
所述主射频产生器和所述从射频产生器中的每个被配置为判定所述脉冲信号是否处于所述第一状态或所述第二状态或所述第三状态，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将具有第一主量化电平的第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述从射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将具有第一从量化电平的第二射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将具有第二主量化电平的所述第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述从射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将具有第二从量化电平的所述第二射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将具有第三主量化电平的所述第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述从射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将具有第三从量化电平的所述第二射频信号提供给所述阻抗匹配电路。
其中，所述第一状态在与所述第二状态的发生的时间段相等的时间段期间发生。
其中，所述第一状态在与所述第二状态的发生的时间段不相等的时间段期间发生。
其中，所述第二状态在与所述第三状态的发生的时间段相等的时间段期间发生。
其中，所述第二状态在与所述第三状态的发生的时间段不相等的时间段期间发生。
其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平、所述第三主量化电平、所述第一从量化电平、所述第二从量化电平和所述第三从量化电平中的每个是功率电平。
其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平、所述第三主量化电平、所述第一从量化电平、所述第二从量化电平和所述第三从量化电平中的每个是频率电平。
一种等离子体系统，其配置成根据多个状态来操作，所述等离子体系统包括：
主射频(RF)产生器，其用于接收脉冲信号，所述脉冲信号具有三个或更多个状态，所述三个或更多个状态包括第一状态、第二状态和第三状态，
所述主射频产生器经由阻抗匹配电路耦合到等离子体室，所述主射频产生器用于判定所述脉冲信号是否处于所述第一状态或所述第二状态或所述第三状态，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将具有第一主量化电平的第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将具有第二主量化电平的所述第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将具有第三主量化电平的所述第一射频信号提供给所述等离子体室，
从射频产生器，其经由所述阻抗匹配电路耦合到所述等离子体室，所述从射频产生器用于判定与所述等离子体相关联的参数是否超过第一阈值，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数不超过所述第一阈值的判定提供具有第一从量化电平的第二射频信号，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数超过所述第一阈值的判定提供具有第二从量化电平的所述第二射频信号。
其中，所述从射频产生器用于判定所述脉冲信号是否从所述第三状态渡越到所述第一状态，
当从所述第三状态到所述第一状态的所述渡越发生时，所述从射频产生器用于判定与所述等离子体相关联的所述参数是否超过所述第一阈值。
其中，所述从射频产生器用于判定所述脉冲信号是否从所述第一状态渡越到所述第二状态，
当从所述第一状态到所述第二状态的所述渡越发生时，所述从射频产生器用于判定与所述等离子体相关联的所述参数是否超过第二阈值，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数不超过所述第二阈值的判定提供具有所述第二从量化电平的所述第二射频信号，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数超过所述第二阈值的判定提供具有第三从量化电平的射频信号。
其中，所述从射频产生器用于判定所述脉冲信号是否从所述第二状态渡越到所述第三状态，
当从所述第二状态到所述第三状态的所述渡越发生时，所述从射频产生器用于判定与所述等离子体相关联的所述参数是否超过第三阈值，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数不超过所述第三阈值的判定提供具有所述第三从量化电平的射频信号，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数超过所述第三阈值的判定提供具有所述第一从量化电平的射频信号。
其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平和所述第三主量化电平是功率电平。
其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平和所述第三主量化电平是频率电平。
其中，在与所述第二状态的发生的时间段相等的时间段期间发生所述第一状态。
其中，在与所述第二状态的发生的时间段不相等的时间段期间发生所述第一状态。
其中，与所述等离子体相关联的所述参数包括所述等离子体的阻抗的变化、或与所述等离子体相关联的伽马值、或与所述等离子体相关联的电压驻波比、或它们的组合。
一种等离子体处理方法，其包括：
接收脉冲信号，其中，接收所述脉冲信号是通过主处理器执行的，
接收所述脉冲信号，其中，接收所述脉冲信号是通过从处理器执行的，
判定所述脉冲信号是否处于第一状态或第二状态或第三状态，其中，判定是通过所述主处理器执行的；
判定所述脉冲信号是否处于所述第一状态或第二状态或第三状态，其中，判定是通过所述从处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将第一射频信号的第一主量化电平提供给主功率源，其中，所述第一主量化电平的提供是通过所述主处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将第二射频信号的第一从量化电平提供给从功率源，其中，所述第一从量化电平的提供是通过所述从处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将所述第一射频信号的第二主量化电平提供给所述主功率源，其中，所述第二主量化电平的提供是通过所述主处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将所述第二射频信号的第二从量化电平提供给所述从功率源，其中，所述第二从量化电平的提供是通过所述从处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将所述第一射频信号的第三主量化电平提供给所述主功率源，其中，所述第二主量化电平的提供是通过所述主处理器执行的；以及
响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将所述第二射频信号的第三从量化电平提供给所述从功率源，其中，所述第三从量化电平的提供是通过所述从处理器执行的。
其中，在与所述第二状态的发生的时间段相等的时间段期间发生所述第一状态。
其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平和所述第三主量化电平是功率电平。
其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平和所述第三主量化电平是频率电平。
在一些实施方式中，描述了一种等离子体处理系统。该等离子体系统包括主产生器，该主产生器包括三个主功率控制器。所述主功率控制器中的每个配置有预定义的功率设置。该等离子体系统包括从产生器，所述从产生器包括三个从功率控制器。所述从功率控制器中的每个配置有预定义的功率设置。该等离子体系统包括控制电路，该控制电路作为输入连接到所述主产生器和所述从产生器中的每一个。所述控制电路被配置为产生脉冲信号，所述脉冲信号被定义为包括定义在多个周期的操作过程中进行重复的周期的三个状态。每个状态被定义以选择所述三个主功率控制器中的第一或第二或第三个，同时也选择所述三个从功率控制器中的第一或第二或第三个。
在一种实施方式中，描述了一种被配置为根据多个状态进行操作的等离子体系统。所述等离子体系统包括主射频产生器，所述主射频产生器用于接收脉冲信号。所述脉冲信号具有三个或更多个状态。所述三个或更多个状态包括第一状态、第二状态和第三状态。所述主射频产生器被配置为经由阻抗匹配电路耦合到等离子体室。所述等离子体系统还包括用于接收所述脉冲信号的从射频产生器。所述从射频产生器被配置为经由所述阻抗匹配电路耦合到所述等离子体室。所述主射频产生器和所述从射频产生器中的每个被配置为判定所述脉冲信号是否处于所述第一状态或所述第二状态或所述第三状态。所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将具有第一主量化电平的射频信号提供给所述阻抗匹配电路。所述从射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将具有第一从量化电平的射频信号提供给所述阻抗匹配电路。所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将具有所述第一主量化电平的射频信号提供给所述阻抗匹配电路。所述从射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将具有第二从量化电平的射频信号提供给所述阻抗匹配电路。所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将具有第二主量化电平的射频信号提供给所述阻抗匹配电路。所述从射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将具有第三从量化电平的射频信号提供给所述阻抗匹配电路。
在一些实施方式中，描述了一种配置成根据多个状态来操作的等离子体系统。所述等离子体系统包括用于接收脉冲信号的主射频产生器，所述脉冲信号具有三个或更多个状态。所述三个或更多个状态包括第一状态、第二状态和第三状态。所述主射频产生器被配置成经由阻抗匹配电路耦合到等离子体室。所述主射频产生器被配置成判定所述脉冲信号是否处于所述第一状态或所述第二状态或所述第三状态。所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将具有第一主量化电平的射频信号提供给所述等离子体室以激发等离子体，所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将具有所述第一主量化电平的射频信号提供给所述等离子体室，且所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将具有第二主量化电平的射频信号提供给所述等离子体室。所述等离子体系统包括从射频产生器，所述从射频产生器被配置为经由所述阻抗匹配电路耦合到所述等离子体室。所述从射频产生器判定与所述等离子体相关联的参数是否超过第一阈值。所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数不超过所述第一阈值的判定提供具有第一从量化电平的射频信号，并被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数超过所述第一阈值的判定提供具有第二从量化电平的射频信号。
在一些实施方式中，等离子体方法包括接收脉冲信号。接收所述脉冲信号的操作是通过处理器执行的。所述等离子体方法进一步包括接收所述脉冲信号。接收所述脉冲信号的操作是通过从处理器执行的。所述方法包括判定所述脉冲信号是否处于第一状态或第二状态或第三状态。判定所述脉冲信号是否处于第一状态或第二状态或第三状态的操作是通过所述主处理器执行的。所述方法包括判定所述脉冲信号是否处于所述第一状态或第二状态或第三状态。判定所述脉冲信号是否处于第一状态或第二状态或第三状态的操作是通过所述从处理器执行的。所述方法进一步包括响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将第一射频信号的第一主量化电平提供给主功率源。提供所述第一主量化电平的操作是通过所述主处理器执行的。所述方法包括响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将所述第二射频信号的第一从量化电平提供给所述从功率源。提供所述第一从量化电平的操作是通过所述从处理器执行的。
在一些实施方式中，所述等离子体方法包括响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将所述第一射频信号的第一主量化电平提供给所述主功率源。提供所述第一主量化电平的操作是通过所述主处理器执行的。所述方法包括响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将所述第二射频信号的第二从量化电平提供给所述从功率源。提供所述第二从量化电平的操作是通过所述从处理器执行的。所述方法包括响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将所述第一射频信号的第二主量化电平提供给所述主功率源。提供所述第二主量化电平的操作是通过所述从主处理器执行的。所述方法包括响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将所述第二射频信号的第三从量化电平提供给所述从功率源。提供所述第三从量化电平的操作是通过所述从处理器执行的。
上述实施方式的一些优点包括减少对等离子体室内的等离子体阻抗的改变的响应的响应时间。举例来说，当状态信号(例如，晶体管-晶体管逻辑电路(TTL)信号，等等)被用于控制由多个RF功率源提供的频率和/或功率时，所述RF源中的第一个并不需要时间来响应所述RF源中的第二个的功率和/或频率的改变。一般而言，当给第一RF源的频率和/或功率输入被改变时，等离子体阻抗会有改变且所述第一RF源对所述阻抗的改变作出反应。这种反应需要时间，从而对发生在等离子体室内的例如蚀刻、沉积、清洁等工艺产生负面影响。当RF源用预定频率和/或预定功率对状态信号的状态的改变作出反应时，对等离子体阻抗的改变作出反应所需的时间减少。这种时间上的减少导致对工艺产生负面影响的时间的减少。
上述实施方式中的一些额外的优点包括提供精确的功率和/或频率电平以稳定等离子体，例如，以减少源和负载阻抗之间的差。当功率和/或频率电平根据等离子体阻抗的变化产生时，所述频率和/或功率电平是精确的。例如，复电压和复电流被测量并用于产生等离子体阻抗的变化。判定等离子体阻抗的变化是否超过阈值，如果是超过的话，改变功率和/或频率电平以稳定等离子体。
实施方式的其他优点包括：减少达到等离子体中的稳定性的时间量。训练例程用于确定频率和/或功率电平以施加到激励器和放大器系统。在训练例程期间，也确定功率和/或频率电平对应于等离子体阻抗的变化。训练例程在生产过程中节省了时间，例如，用于清洗衬底的时间，用于处理衬底的时间，用于蚀刻衬底的时间，用于在衬底上沉积材料的时间等。在生产过程中，当判定等离子体阻抗的变化超过阈值时，功率和/或频率电平被施加到功率源，而不需要调谐功率和/或频率电平。
从接下来的结合附图进行的详细描述中，本发明的其他方面会变得显而易见。
附图说明
参考下面结合附图进行的描述，可以最好地理解本发明的实施方式。
图1是根据本发明的所描述的实施方式的用于根据脉冲信号的多个状态来调节射频(RF)产生器的功率和/或频率的系统的实施方式的示意框图。
图2是根据本发明所描述的实施方式的示出状态S1、S2和S3的曲线图。
图3是根据本发明所描述的实施方式的示出不同状态的不同时间段的曲线图。
图4是根据本发明所描述的实施方式的系统的示意图，该系统根据脉冲信号的状态选择自动频率调谐器(AFTS)中的一个。
图5是根据本发明所描述的实施方式的系统的示意图，该系统用于根据脉冲信号的状态和等离子体的阻抗的变化来控制由y MHz的射频产生器产生的RF信号的频率和/或功率。
图6是根据本发明所描述的实施方式的阻抗的变化与阈值的比较以确定由RF产生器提供的功率电平和频率电平的示意图。
图7是根据本发明所描述的实施方式的系统的示意图，该系统用于根据脉冲信号的状态并根据参数值是否超过阈值来选择AFT。
图8A是根据本发明所描述的实施方式的由两个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于每个状态具有不同的功率值，并且所述信号中的另一个在一个状态期间具有为零的功率值。
图8B是根据本发明所描述的实施方式的由两个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于两个状态具有相同的功率值，并且所述信号中的另一个在一个状态期间具有为零的功率值。
图9A是根据本发明所描述的实施方式的由两个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于每个状态具有相同的功率值，并且所述信号中的另一个在所有状态期间具有非零的功率值。
图9B是根据本发明所描述的实施方式的由两个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于两个状态具有相同的功率值，并且所述信号中的另一个在所有状态期间具有非零的功率值。
图10A是根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于每个状态具有不同的功率值，并且所述信号中的另一个在一个状态期间具有为零的功率值，且所述信号中的还有的一个在所有状态期间具有为常数的功率值。
图10B是根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于两个状态具有相同的功率值，并且所述信号中的另一个在一个状态期间具有为零的功率值，且所述信号中的还有的一个在所有状态期间具有为常数的功率值。
图11A是根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于每个状态具有不同的功率值，并且所述信号中的另一个在所有状态期间具有非零的功率值，且所述信号中的还有的一个在所有状态期间具有为常数的功率值。
图11B是根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于两个状态具有相同的功率值，并且所述信号中的另一个在所有状态期间具有非零的功率值，且所述信号中的还有的一个在所有状态期间具有为常数的功率值。
图12A是根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于每个状态具有不同的功率值，并且所述信号中的另一个在一个状态期间具有为零的功率值，且所述信号中的还有的一个对于两个状态具有相同的功率值。
图12B是根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于两个状态具有相同的功率值，并且所述信号中的另一个在一个状态期间具有为零的功率值，且所述信号中的还有的一个对于两个状态具有相同的功率值。
图13A是根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于每个状态具有不同的功率值，并且所述信号中的另一个对于所有状态具有非零的功率值，且所述信号中的还有的一个对于两个状态具有相同的功率值。
图13B是根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于两个状态具有相同的功率值，并且所述信号中的另一个对于所有状态具有非零的功率值，且所述信号中的还有的一个对于两个状态具有相同的功率值。
图14A是根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于每个状态具有不同的功率值，并且所述信号中的另一个在一个状态期间具有为零的功率值，且所述信号中的还有的一个对于两个状态具有相同的功率值。
图14B根据本发明的所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于两个状态具有相同的功率值，所述信号中的另一个在一个状态期间具有为零的功率值，且所述信号中的还有的一个对于两个状态具有相同的功率值。
图15A根据本发明所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于每个状态具有不同的功率值，所述信号中的另一个对于所有状态具有非零的功率值，且所述信号中的另一个对于两个状态具有相同的功率值。
图15B根据本发明的所描述的实施方式的由三个RF产生器产生的信号的曲线图，其中所述信号中的一个对于两个状态具有相同的功率值，所述信号中的另一个对于所有状态具有非零的功率值，且所述信号中的还有的一个对于两个状态具有相同的功率值。
具体实施方式
下面的实施方式描述了用于功率和频率的基于三个或更多个状态的调节的系统和方法。显而易见，在没有一些或所有这些具体细节的情况下也可以实施本实施方式。在其他示例中，没有详细描述公知的处理操作，以便不会不必要地混淆本发明的实施方式。
图1是用于在生产过程中根据脉冲信号102的多个状态来调节RF产生器的功率和/或频率的系统100的实施方式的示意框图。系统100包括用于产生RF信号的x兆赫(MHz)的射频(RF)功率产生器，并且将该RF信号经由阻抗匹配电路106提供给等离子体室104的下电极120。类似地，y MHz的功率源产生RF信号，并经由阻抗匹配电路106将该RF信号提供给下电极120。
x的值可以是2、27或60。另外，y的值可以是27、60或2。例如，当x是2时，y是27或60。作为另一示例，当x是27时，y是2或60。作为又一示例，当x为60时，y是2或27。此外，应当指出的是，值2MHz、27MHz、60MHz是作为示例来提供的，不是限制性的。例如，可以使用2.5MHz的射频产生器替代2MHz的射频产生器，可以使用65MHz的射频产生器替代60MHz的射频产生器。在一种实施方式中，除了2MHz的射频产生器和27MHz的射频产生器外，还使用60MHz的射频产生器将RF功率提供给下电极120。
阻抗匹配电路包括电路元件以使与该阻抗匹配电路耦合的源的阻抗和与该阻抗匹配电路耦合的负载的阻抗相匹配，该电路元件如电感器、电容器等。例如，阻抗匹配电路106使x MHz的RF产生器以及将x MHz的RF产生器耦合到阻抗匹配电路106的任何构件(例如，RF电缆等)的阻抗与等离子体室104以及将等离子体室104耦合到阻抗匹配电路106的任何构件(例如，RF传输线)的阻抗相匹配。在一种实施方式中，将阻抗匹配电路进行调谐以促进耦合到该阻抗匹配电路的源的阻抗与耦合到该阻抗匹配电路的负载的阻抗之间的匹配。源和负载之间的阻抗匹配减少了功率从负载向源反射的几率。
等离子体室104包括下电极120、上电极122和其它构件(未示出)，例如，围绕上电极122的上部介电环、围绕上部介电环的下电极延伸部、围绕该下电极的下部介电环、围绕下电极120的下部介电环、围绕下电极120的下电极延伸部、上部等离子体排除区(PEZ)环、下部PEZ环等。上电极122位于下电极120的相对侧并朝向下电极120。
下电极120的上表面126支承衬底124(例如，半导体晶片)。在衬底124上开发集成电路，例如，特定应用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)等，且该集成电路中使用于各种设备，例如，蜂窝电话、平板电脑、智能手机、计算机、笔记本电脑、网络设备等。下电极120由例如阳极化铝、铝合金等金属制成。此外，上电极122由例如铝、铝合金等金属制成。
在一种实施方式中，上电极122包括连通到中央气体进给器(未示出)的孔。该中央气体进给器从气体供给器(未示出)接收一个或多个处理气体。处理气体的实例包括诸如O2等含氧气体。其他的处理气体的实例包括例如四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、六氟乙烷(C2F6)等含氟气体。上电极122接地。将下电极120经由阻抗匹配电路106与一个或多个RF产生器耦合。例如，下电极120经由阻抗匹配电路106与x MHz的RF产生器耦合并经由阻抗匹配电路106与y MHz的RF功率源耦合。
当在上电极122和下电极120之间供应处理气体时，且当RF产生器(例如，x MHz的RF产生器和/或y MHz的RF产生器)将功率经由阻抗匹配电路106提供给下电极120时，点燃处理气体以在等离子体室104内产生等离子体。例如，2MHz的RF产生器经由阻抗匹配电路106提供功率以点燃处理气体，从而产生等离子体。在一些实施方式中，2MHz的RF产生器是主RF产生器。
计算机(未示出)上的例如控制电路等工具用户界面(UI)151用于产生脉冲信号102，例如晶体管-晶体管逻辑(TTL)信号、数字脉冲信号、时钟信号、具有占空比(dutycycle)的信号等。在一种实施方式中，计算机包括TTL电路。如本文所使用的，使用处理器、控制器、ASIC或PLD替代计算机，并且这些术语在本文中可互换使用。
脉冲信号102包括状态S1、S2和S3。在各种实施方式中，状态S1、S2和S3以时钟周期重复。每个时钟周期包括状态S1、S2和S3。例如，在时钟周期的半周期期间，执行状态S1和S2，并在时钟周期的剩余的半周期期间，执行状态S3。作为另一示例，在时钟周期的三分之一的时间段期间，执行状态S1，在时钟周期的另一三分之一的时间段期间，执行状态S2，并在剩余的三分之一的时间段期间，执行状态S3。在一些实施方式中，脉冲信号102包括的状态多于或少于三个状态。状态S1的示例包括具有第一范围的功率电平的状态。状态S2的示例包括具有第二范围的功率电平的状态。第三状态S3的示例包括具有第三范围的功率电平的状态。在一些实施方式中，所述第二范围的功率电平大于所述第一范围的功率电平且所述第三范围的功率电平大于所述第二范围的功率电平。在各种实施方式中，第三范围的功率电平低于第二范围的功率电平且第二范围的功率电平低于所述第一范围的功率电平。在一种实施方式中，第三范围的功率电平不等于第二范围的功率电平且第二范围的功率电平不等于所述第一范围的功率电平。
在一些实施方式中，某一范围的功率电平包括一个或多个功率电平。
在各种实施方式中，替代计算机，时钟源(例如，晶体振荡器等)用于产生模拟时钟信号，该模拟时钟信号由模拟-数字转换器转换成类似于脉冲信号102的数字信号。例如，通过将电压施加到晶体振荡器上或晶体振荡器附近的电极上，使晶体振荡器在电场中振荡。
在一些实施方式中，两个数字时钟源(例如，处理器、计算机、等等)用于产生脉冲信号102。第一数字时钟源的第一时钟信号具有状态1和0，且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)与两个时钟源耦合以对第一和第二数字信号求和，从而产生具有三个状态的脉冲信号102。
脉冲信号102被发送到x MHz的RF产生器的数字信号处理器(DSP)140和另外的yMHz的RF产生器的DSP 153。每个DSP 140和153接收脉冲信号102并识别脉冲信号102的状态S1、S2和S3。例如，DSP 140在状态S1、S2和S3之间进行区分。为了说明DSP 140在状态S1、S2和S3之间进行区分的方式，DSP 140确定脉冲信号102在第一时间段期间具有第一范围的功率电平，在第二时间段期间具有第二范围的功率电平，在第三时间段期间具有第三范围的功率电平。通过DSP 140预先确定第一范围的功率电平对应于状态S1，第二范围的功率电平对应于状态S2，第三范围的功率电平对应于状态S3。
在一些实施方式中，第一时间段等于第二时间段和第三时间段中的每个。在各种实施方式中，第一时间段等于第二时间段或第三时间段。在一种实施方式中，第一时间段不等于第二和第三时间段中的每个。在各种实施方式中，第一时间段不等于第二时间段或第三时间段。
每个DSP 140和153将状态S1、S2和S3存储在DSP内的一个或多个存储器设备的存储位置中。存储设备的示例包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储设备可以是闪存存储器、硬盘、存储装置、计算机可读介质等。
在各种实施方式中，某一范围的功率电平和脉冲信号102的状态之间的对应关系被存储在DSP的存储设备。例如，第一范围的功率电平与状态S1之间的映射被存储在DSP140的存储设备内。作为另一示例，第二范围的功率电平与状态S2之间的映射被存储在DSP153的存储设备内。作为又一示例，第三范围的功率电平与状态S3之间的映射被存储在DSP140的存储设备内。
每个DSP 140和153将从相应的存储位置识别的状态S1、S2和S3提供给对应的自动频率调谐器(AFT)130、132、134、138、141和142以及相应的功率控制器144、146、148、150、152和154。例如，DSP 140对AFT 130和功率控制器144指示在第一时间段的时间t1和t2之间脉冲信号102处于状态S1。作为另一示例，DSP 140对AFT 132和功率控制器146指示在第二时间段的时间t2和t3之间脉冲信号102处于状态S2。作为又一示例，DSP 140对AFT 134和功率控制器148指示在第三时间段的时间t3和t4之间脉冲信号102处于状态S3。作为另一示例，DSP 153对AFT 138和功率控制器150指示在第一时间段的时间t1和t2之间脉冲信号102处于状态S1。作为另一示例，DSP 153对AFT 141和功率控制器152指示在第二时间段的时间t2和t3之间脉冲信号102处于状态S2。作为又一示例，DSP 153对AFT 142和功率控制器154指示在第三时间段的时间t3和t4之间脉冲信号102处于状态S3。在一些实施方式中，调谐器和控制器在本文中可互换使用。美国专利No.6,020,794中提供了AFT的示例，在此其全部内容通过引用并入本文。
每个AFT 130、132、134、138、140和142根据脉冲信号102的状态来确定频率电平，且每个功率控制器144、146、148、150、152和154根据脉冲信号102的状态来确定功率电平。例如，AFT 130判定当脉冲信号102的状态处于S1时要将频率电平Fp1提供给x MHz的射频产生器的功率源160，且功率控制器144判定当脉冲信号102的状态处于S1时要将功率电平Pp1提供给功率源160。作为另一示例，AFT 132判定当脉冲信号102的状态处于S2时要将频率电平Fp2提供给功率源160，且功率控制器146判定当脉冲信号102的状态处于S2时要将功率电平Pp2提供给功率源160。作为又一示例，AFT 134判定当脉冲信号102的状态处于S3时要将频率电平Fp3提供给功率源160，且功率控制器148判定当脉冲信号102的状态处于S3时要将功率电平Pp3提供给功率源160。
作为另一示例，在AFT 138判定当脉冲信号102的状态处于S1时要将频率电平Fs1提供给y MHz的射频产生器的功率源162，且功率控制器150判定当脉冲信号102的状态处于S1时要将功率电平Ps1提供给功率源162。作为另一示例，AFT 141判定当脉冲信号102的状态处于S2时要将频率电平Fs2提供给功率源162，且功率控制器152判定当脉冲信号102的状态处于S2时要将功率电平Ps2提供给功率源162。作为又一示例，AFT 142判定当脉冲信号102的状态处于S3时要将频率电平Fs3提供给功率源162，且功率控制器154判定当脉冲信号102的状态处于S3时要将功率电平Ps3提供给功率源162。
在一些实施方式中，电平包括一个或多个值。例如，频率电平包括一个或多个频率值和功率电平包括一个或多个功率值。
在一些实施方式中，频率电平Fp1、Fp2、Fp3是相同的。在各种实施方式中，频率电平Fp1、Fp2、Fp3中的至少两个是不相等的。例如，频率电平Fp1不等于频率电平Fp2，频率电平Fp2不等于频率电平Fp3。在这个示例中，频率电平Fp3不等于频率电平Fp1。作为另一示例，频率电平Fp1不等于频率电平Fp2，频率电平Fp2等于频率电平Fp3。
类似地，在一些实施方式中，频率电平Fs1、Fs2、Fs3是相同的，或频率电平Fs1、Fs2、Fs3中的至少两个是不相等的且剩余的频率电平是相等的，或频率电平Fs1、Fs2、Fs3中的至少两个是相等的且剩余的频率电平是不相等的。
在各种实施方式中，功率电平Pp1、Pp2、Pp3是相同的。例如，功率电平Pp1等于功率电平Pp2，功率电平Pp2等于功率电平Pp3。在多种实施方式中，功率电平Pp1、Pp2、Pp3中的至少两个是不相等的，且剩余的功率电平是相等的。例如，功率电平Pp1不等于功率电平Pp2，功率电平Pp2等于功率电平Pp3。作为又一示例，功率电平Pp2不等于功率电平Pp3，功率电平Pp3等于功率电平Pp1。作为另一示例，功率电平Pp1等于功率电平Pp2，功率电平Pp2不等于功率电平Pp3。在一些实施方式中，功率电平Pp1、Pp2、Pp3中的至少两个是相等的，且剩余的功率电平不相等。
类似地，在一些实施方式中，功率电平Ps1、Ps2、Ps3是相同的。在各种实施方式中，功率电平Ps1、Ps2、Ps3中的至少两个是不相等的，且剩余的功率电平是相等的。在一些实施方式中，功率电平Ps1、Ps2、Ps3中的至少两个是相等的，且剩余的功率电平不相等。
在一种实施方式中，根据训练例程产生频率电平Fs1和功率电平Ps1。在训练例程期间，当x MHz的射频产生器将其RF功率信号从低的功率电平改变成高的功率电平，或从低的功率电平改变成高的功率电平时，在等离子体室104内的一个或多个部分和y MHz的射频产生器之间存在阻抗的不匹配。高的功率电平高于低的功率电平。当提供给x MHz的射频产生器的脉冲信号102的状态从S3改变成S1时，x MHz的射频产生器改变其RF功率信号。在这种情况下，当x MHz的射频产生器开始提供高的功率电平或低的功率电平的功率时，y MHz的射频产生器将其频率和功率进行调谐。为了减少阻抗不匹配，y MHz的射频产生器开始调谐(例如，收敛(converge))至功率电平和频率电平。可根据标准误差或其他技术通过DSP153来判定收敛的实现。为了允许y MHz的射频产生器用更多的时间来收敛至功率电平和频率电平，将x MHz的射频产生器保持在高的功率电平或低的功率电平持续比通常的时间段延长的时间段。通常的时间段是其中不减少(例如，去除)阻抗不匹配的时间量。当y MHz的RF产生器收敛至该频率电平和该功率电平时，将该收敛的频率电平作为频率电平Fs1存储在AFT 138内，并将该收敛的功率电平作为功率电平Ps1存储在功率控制器150内。类似地，在训练例程期间，产生频率电平Fs2、Fs3、Fp1、Fp2和Fp3，以及功率电平Ps2、Ps3、Pp1、Pp2和Pp3。频率电平Fs2被存储在AFT 141中，频率电平Fs3被存储在AFT 142中，频率电平Fp1被存储在AFT 130中，频率电平Fp2被存储在AFT 132中，频率电平Fp3被存储在AFT 134中，功率电平Ps2被存储在功率控制器152中，且功率电平Ps3被存储在功率控制器154中，功率电平Pp1被存储在功率控制器144中，功率电平Pp2被存储在功率控制器146中，且功率电平Pp3被存储在功率控制器148中。
当脉冲信号102的状态是S1时，功率控制器144将功率电平Pp1提供给功率源160，且功率控制器150将功率电平Ps1提供给功率源162。在状态S1期间，AFT 130将频率电平Fp1提供给功率源160并且AFT 138将频率电平Fs1提供给功率源162。
此外，在一种实施方式中，当脉冲信号102的状态为S1时，功率控制器146不提供功率电平Pp2给功率源160，且功率控制器148不提供功率电平Pp3给功率源160。另外，在本实施方式中，AFT 132不提供频率电平Fp2给功率源160，且AFT 134不提供频率电平Fp3给功率源160。此外，当脉冲信号102的状态为S1时，功率控制器152不提供功率电平Ps2给功率源162，且功率控制器154不提供功率电平Ps3给功率源162。此外，AFT 141不提供频率电平Fs2给功率源162，且AFT 142不提供频率电平Fs3给功率源162。在各种实施方式中，不提供功率电平包括供应为零的功率电平。
在一些实施方式中，在一种状态期间，将该状态的功率电平提供给功率源160，同时将该状态的功率电平提供给功率源162。例如，在状态S1期间，将功率电平Pp1提供给功率源160，同时将功率电平Ps1提供给功率源162。为了进一步说明，在状态S1中，在脉冲信号102的与将功率电平Ps1提供给功率源162的时钟边沿期间相同的时钟边沿期间，将功率电平Pp1提供给功率源160。
类似地，在各种实施方式中，在一种状态期间，将该状态的频率电平提供给功率源160，同时将该状态的频率电平提供给功率源162。例如，在状态S1期间，将频率电平Fp1提供给功率源160，同时将频率电平Fs1提供给功率源162。为了进一步说明，在状态S1中，在脉冲信号102的与将频率电平Fs1提供给功率源162的时钟边沿期间相同的时钟边沿期间，将频率电平Fp1提供给功率源160。
在一些实施方式中，在一种状态期间，将该状态的功率电平和该状态的频率电平提供给功率源160，同时将该状态的功率电平和该状态的频率电平提供给功率源162。例如，在状态S3期间，将频率电平Fp3和功率电平Pp3同时提供给功率源160，同时将频率电平Fs3和功率电平Ps3提供给功率源162。为了进一步说明，在状态S1中，在脉冲信号102的与将频率电平Fs3和功率电平Ps3提供给功率源162的时钟边沿期间相同的时钟边沿期间，将频率电平Fp3和功率电平Pp3提供给功率源160。
在各种实施方式中，在一种状态期间，在与通过y MHz的射频产生器的功率控制器将功率电平提供给y MHz的射频产生器的功率源162的时间几乎相同的时间，通过x MHz的射频产生器的功率控制器将功率电平提供给x MHz的射频产生器的功率源160。例如，在状态S1期间，在与将功率电平Ps1提供给功率源162的时间几乎相同的时间，将功率电平Pp1提供给功率源160。为了进一步说明，在状态S1中，在脉冲信号102的时钟脉冲边沿的发生之前或之后的几分之一秒的时间(如，几微秒、几毫秒、几纳秒等)内，将功率电平Pp1提供给功率源160。在这个示例中，在该时钟脉冲边沿的发生期间，将功率电平Ps1提供给功率源162。
类似地，在各种实施方式中，在一种状态期间，在与通过y MHz的射频产生器的AFT将频率电平提供给y MHz的射频产生器的功率源162的时间几乎相同的时间，通过x MHz的射频产生器的AFT将频率电平提供给x MHz的射频产生器的功率源160。例如，在状态S2期间，在与将频率电平Fs2提供给功率源162的时间几乎相同的时间，将频率电平Fp2提供给功率源160。为了进一步说明，在状态S2中，在脉冲信号102的时钟脉冲边沿的发生之前或之后的几分之一秒的时间内，将频率电平Fp2提供给功率源160。在这个示例中，在该时钟脉冲边沿的发生期间，将频率电平Fs2提供给功率源162。
类似地，在各种实施方式中，在一种状态期间，在与通过y MHz的射频产生器的调谐器将频率电平和通过y MHz的射频产生器的功率控制器将功率频率提供给y MHz的射频产生器的功率源162的时间几乎相同的时间，通过x MHz的射频产生器的调谐器将频率电平以及通过x MHz的射频产生器的功率控制器将功率频率提供给x MHz的射频产生器的功率源160。例如，在状态S3期间，在与将频率电平Fs3和功率电平Ps3提供给功率源162的时间几乎相同的时间，将频率电平Fp3和功率电平Pp3提供给功率源160。为了进一步说明，在状态S3中，在脉冲信号102的时钟脉冲边沿的发生之前或之后的几分之一秒的时间内，将频率电平Fp3和功率电平Pp3提供给功率源160。在这个示例中，在该时钟脉冲边沿的发生期间，将功率电平Ps3和频率电平Fs3提供给功率源162。
在状态S1期间，功率源160接收频率电平Fp1和功率电平Pp1。当接收到电平Fp1和Pp1时，功率源160产生在频率电平Fp1的RF功率，且该RF功率具有Pp1的功率电平。另外，在状态S1期间，功率源162接收频率电平Fs1和功率电平Ps1。当接收到电平Fs1和Ps1时，y MHz的射频产生器的功率源162产生具有频率电平Fs1和功率电平Ps1的RF信号。
此外，在一种实施方式中，当脉冲信号102的状态为S2时，功率控制器144不提供功率电平Pp1给功率源160，且功率控制器148不提供功率电平Pp3给功率源160。另外，在本实施方式中，AFT 130不提供频率电平Fp1给功率源160，且AFT 134不提供频率电平Fp3给功率源160。此外，当脉冲信号102的状态为S2时，功率控制器150不提供功率电平Ps1给功率源162，且功率控制器154不提供功率电平Ps3给功率源162。此外，在脉冲信号102的状态S2期间，AFT 138不提供频率电平Fs1给功率源162，且AFT142不提供频率电平Fs3给功率源162。
此外，在状态S2期间，功率源160接收频率电平Fp2和功率电平Pp2。当接收到电平Fp2和Pp2时，功率源160产生在频率电平Fp2的RF功率，且该RF功率具有Pp2的功率电平。另外，在状态S2期间，功率源162接收频率电平Fs2和功率电平Ps2。当接收到电平Fs2和Ps2时，y MHz的射频产生器的功率源162产生具有频率电平Fs2和功率电平Ps2的RF信号。
另外，在一种实施方式中，当脉冲信号102的状态为S3时，功率控制器144不提供功率电平Pp1给功率源160，且功率控制器146不提供功率电平Pp2给功率源160。另外，在本实施方式中，AFT 130不提供频率电平Fp1给功率源160，且AFT 132不提供频率电平Fp2给功率源160。此外，当脉冲信号102的状态为S3时，功率控制器150不提供功率电平Ps1给功率源162，且功率控制器152不提供功率电平Ps2给功率源162。此外，AFT 138不提供频率电平Fs1给功率源162，且AFT 141不提供频率电平Fs2给功率源162。
此外，在状态S3期间，功率源160接收频率电平Fp3和功率电平Pp3。当接收到电平Fp3和Pp3时，功率源160产生具有频率电平Fp3和RF功率电平Pp3的RF功率。另外，在状态S3期间，功率源162接收频率电平Fs3和功率电平Ps3。当接收到电平Fs3和Ps3时，y MHz的射频产生器的功率源162产生具有频率电平Fs3和功率电平Ps3的RF信号。
在一种实施方式中，在一种状态期间，对于剩余的状态不提供功率电平给功率源160与对于剩余的状态不提供功率电平给功率源162同时进行。例如，在状态S1期间，在脉冲信号102的与功率控制器152不提供功率电平给功率源162的边沿期间相同的边沿期间，功率控制器146不提供功率电平给功率源160。作为另一示例，在状态S2期间，在脉冲信号102的与功率控制器150和154不提供功率电平给功率源162的边沿期间相同的边沿期间，功率控制器144和148不提供功率电平给功率源160。作为又一示例，在状态S3期间，在脉冲信号102的与功率控制器150和152不提供功率电平给功率源162的边沿期间相同的边沿期间，功率控制器144和146不提供功率电平给功率源160。
在一些实施方式中，在一种状态期间，对于剩余的状态不提供频率电平给功率源160与对于剩余的状态不提供频率电平给功率源162同时进行。例如，在状态S1中，在脉冲信号102的与AFT 141不提供频率电平给功率源162的边沿期间相同的边沿期间，AFT 132不提供频率电平给功率源160。作为另一示例，在状态S2期间，在脉冲信号102的与AFT 138和142不提供频率电平给功率源162的边沿期间相同的边沿期间，AFT 130和134不提供频率电平给功率源160。作为又一示例，在状态S3期间，在脉冲信号102的与AFT 138和141不提供频率电平给功率源162的边沿期间相同的边沿期间，AFT 130和132不提供频率电平给功率源160。
在一些实施方式中，在一种状态期间，对于剩余的状态不提供频率电平和功率电平给功率源160与对于剩余的状态不提供频率电平和功率电平给功率源162同时进行。例如，在状态S1中，在脉冲信号102的与AFT 141不提供频率电平和功率控制器152不提供功率电平给功率源162的边沿期间相同的边沿期间，AFT 132不提供频率电平，且功率控制器146不提供功率电平给功率源160。
在一些实施方式中，在一种状态期间，对于剩余的状态不提供功率电平给功率源160与对于剩余的状态不提供功率电平给功率源162同时进行。在各种实施方式中，在一种状态期间，对于剩余的状态不提供频率电平给功率源160与对于剩余的状态不提供频率电平给功率源162同时进行。在一些实施方式中，在一种状态期间，对于剩余的状态不提供频率和功率电平给功率源160与对于剩余的状态不提供频率和功率电平给功率源162同时进行。
在一些实施方式中，功率源(例如，RF功率源等)包括耦合到放大器的激励器。该激励器产生RF信号。该放大器放大RF信号将RF信号的前向功率经由RF电缆、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104。例如，在状态S1期间，功率源160的放大器将前向功率经由RF电缆180、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104，该前向功率具有与功率电平Pp1成比例的(例如，相同的、成倍数的等)功率电平并具有频率电平Fp1。在这个示例中，在状态S1期间，功率源162的放大器将前向功率经由RF电缆182、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104，该前向功率具有与功率电平Ps1成比例的功率电平，并具有频率电平Fs1。
作为另一个示例，在状态S2中，功率源160的放大器将前向功率经由RF电缆180、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104，该前向功率具有与功率电平Pp2成比例的(例如，相同的、成倍数的等)功率电平并具有频率电平Fp2。在这个示例中，在状态S2期间，功率源162的放大器将前向功率经由RF电缆182、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104，该前向功率具有与功率电平Ps2成比例的功率电平，并具有频率电平Fs2。作为另一个示例，在状态S3中，功率源160的放大器将前向功率经由RF电缆180、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104，该前向功率具有与功率电平Pp3成比例的(例如，相同的、成倍数的等)功率电平并具有频率电平Fp3。在这个示例中，在状态S3期间，功率源162的放大器将前向功率经由RF电缆182、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104，该前向功率具有与功率电平Ps3成比例的功率电平，并具有频率电平Fs3。
在一种实施方式中，在每个状态S1、S2和S3期间，x MHz的射频产生器的传感器210感测在RF电缆180上的反射功率，该反射功率是从等离子体室104的等离子体反射的RF功率。此外，在每个状态S1、S2和S3期间，当前向功率从x MHz的射频产生器经由RF电缆180发送到等离子体室104时，传感器210感测在RF电缆180上的该前向功率。类似地，在每个状态S1、S2和S3期间，y MHz的射频产生器的传感器212感测从等离子体室104的等离子体反射的RF功率。通过传感器212检测出的反射功率是从等离子体室104的等离子体反射到射频电缆182上的。此外，在每个状态S1、S2和S3期间，当前向功率从y MHz的射频产生器经由RF电缆182发送到等离子体室104时，传感器212感测在RF电缆182上的该前向功率。
x MHz的射频产生器的模拟-数字转换器(ADC)221将由传感器210所感测的反射功率信号和前向功率信号从模拟形式转换成数字形式，且y MHz的射频产生器的ADC 223将由传感器212所感测的反射功率信号和前向功率信号从模拟形式转换成数字形式。在每个状态S1、S2和S3期间，DSP 140接收由传感器210感测到的反射功率信号数字值(例如，幅度，相位，或者它们的组合等)和前向功率信号的数字值，且DSP 153接收由传感器212感测到的反射功率信号的数字值和前向功率信号的数字值。
在一些实施方式中，功率信号的数字值是功率信号的电压、信号的电流或电压和电流的组合。在各种实施方式中，信号的数字值包括信号的幅度和信号的相位。
在状态S1、S2和S3中的一个或所有期间，DSP 140根据在RF电缆180上的前向和反射功率信号的数字值来计算参数值，例如，数字反射功率信号和数字前向功率信号的比率，或电压驻波比(VSWR)，或伽马值或阻抗的变化等。在一些实施方式中，伽马值1表示源阻抗和负载阻抗之间的高度不匹配，且伽马值0表示源阻抗和负载阻抗之间的低度不匹配。类似地，DSP 153根据在RF电缆182上的前向和反射功率信号的数字值来计算参数值。在各种实施方式中，电压驻波比计算为等于RC-1与RC+1的比率，其中RC是反射系数。
在一些实施方式中，RF产生器的传感器是测量经由RF产生器和阻抗匹配电路106之间的RF电缆传输的复电流(complex current)和复电压(complex voltage)的电压和电流探头。例如，传感器210是测量经由x MHz的射频产生器和阻抗匹配电路106之间的RF电缆180传输的复电压和复电流的电压和电流探头。作为另一个示例，传感器212是测量经由yMHz的射频产生器和阻抗匹配电路106之间的RF电缆182传输的复电压和复电流的电压和电流探头。在这些实施方式中，由传感器测量的参数值包括等离子体的阻抗或等离子体阻抗的变化。等离子体的阻抗通过传感器确定作为复电压与复电流的比率。阻抗的变化被确定为随着时间的推移两个等离子体阻抗之间的差。在一些实施方式中，参数值是通过RF产生器的AFT、功率控制器或DSP确定的。
将用于一种状态的参数值从射频产生器的DSP发送到在与该状态相关的射频产生器内的AFT。例如，将在状态S1期间得到的参数值从DSP 140发送到AFT 130，并且将在状态S1期间得到的参数值从DSP 153发送到AFT 138。作为另一示例，将在状态S2期间得到的参数值从DSP 140发送到AFT 132，并且将在状态S2期间得到的参数值从DSP 153发送到AFT141。作为又一示例，将在状态S3期间得到的参数值从DSP 140发送到AFT 134，并且将在状态S3期间得到的参数值从DSP 153发送到AFT 142。
在一种状态期间，RF产生器的AFT从射频产生器的在该状态期间的DSP接收参数值，且AFT确定与接收到的参数值相关联的频率电平。例如，在状态S1期间，AFT 130确定在状态S1期间从DSP 140接收到的参数值相关联的频率电平，且AFT 138根据从DSP 153接收到的在状态S1期间的参数值来确定频率电平。作为另一示例，在状态S2期间，AFT 132确定对应于在状态S2期间从DSP 140接收到的参数值的频率电平，且AFT 141根据从DSP 153接收到的在状态S2期间的参数值来确定频率电平。作为又一示例，在状态S3期间，AFT 134确定与从DSP 140接收到的在状态S3期间的参数值相关联的频率电平，且AFT 142根据从DSP153接收到的在状态S3期间的参数值来确定频率电平。
应当指出，参数值和频率电平之间的关联(例如，对应、映射、联系等)是预先确定的并存储在AFT内。类似地，在一些实施方式中，参数值和功率电平之间的关联是预先确定的并存储在功率控制器内。
此外，在一种状态期间，RF产生器的AFT根据从该状态的参数值产生的频率电平来调节频率电平，并将经调节的频率电平提供给RF产生器的功率源。例如，在状态S1期间，AFT130根据与状态S1的由DSP 140产生的参数值相关联的频率电平来调节频率电平Fp1，并将经调节的频率电平提供给功率源160。在这个示例中，在状态S1期间，AFT 138根据与状态S1的由DSP 153产生的参数值相对应的频率电平来调节频率电平Fs1，并将经调节的频率电平提供给功率源162。作为另一示例，在状态S2期间，AFT 132根据与状态S2的由DSP 140产生的参数值相关联的频率电平来调节频率电平Fp2，并将经调节的频率电平提供给功率源160。在这个示例中，在状态S2期间，AFT 141根据与状态S2的由DSP 153产生的参数值相关联的频率电平来调节频率电平Fs2，并将经调节的频率电平提供给功率源162。作为又一示例，在状态S3期间，AFT 134根据与状态S3的由DSP 140产生的参数值相关联的频率电平来调节频率电平Fp3，并将经调节的频率电平提供给功率源160。此外，在这个示例中，在状态S3期间，AFT 142根据与状态S3的由DSP 153产生的参数值相关联的频率电平来调节频率电平Fs3，并将经调节的频率电平提供给功率源162。
此外，在一种状态期间，RF产生器的功率控制器根据从RF产生器的DSP接收到的参数值来确定功率电平。例如，在状态S1期间，功率控制器144根据从DSP 140接收到的参数值来确定功率电平，且功率控制器150根据从DSP 153接收到的参数值来确定功率电平。作为另一示例，在状态S2期间，功率控制器146根据从DSP 140接收到的参数值来确定功率电平，且功率控制器152根据从DSP 153接收到的参数值来确定功率电平。作为又一示例，在状态S3期间，功率控制器148根据从DSP 140接收到的参数值来确定功率电平，且功率控制器154根据从DSP 153接收到的参数值来确定功率电平。
此外，在一种状态期间，RF产生器的功率控制器根据基于参数值产生的功率电平来调节RF产生器的功率源的功率电平，并将经调节的功率电平提供给功率源。例如，在状态S1期间，功率控制器144根据从状态S1的参数值产生的功率电平来调节功率电平Pp1，并将经调节的功率电平提供给功率源160。在这个示例中，在状态S1期间，功率控制器150根据从状态S1的参数值产生的功率电平来调节功率电平Ps1，并将经调节的功率电平提供给功率源162。作为另一示例，在状态S2期间，功率控制器146根据从状态S2的参数值产生的功率电平来调节功率电平Pp2，并将经调节的功率电平提供给功率源160。在这个示例中，在状态S2期间，功率控制器152根据从状态S2的参数值产生的功率电平来调节功率电平Ps2，并将经调节的功率电平提供给功率源162。作为又一示例，在状态S3期间，功率控制器148根据从状态S3的参数值产生的功率电平来调节功率电平Pp3，并将经调节的功率电平提供给功率源160。在这个示例中，在状态S3期间，功率控制器154根据从状态S3的参数值产生的功率电平来调节功率电平Ps3，并将经调节的功率电平提供给功率源162。
在一种状态期间，RF产生器的功率源产生具有从RF产生器的AFT接收到的该状态的经调节的频率电平且具有从RF产生器的功率控制器接收到的该状态的经调节的功率电平的功率RF信号，并将该功率信号经由相应的RF电缆、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104。例如，在状态S1期间，功率源160产生具有从AFT 130接收到的经调节的频率电平且具有从功率控制器144接收到的经调节的功率电平的功率信号，并将该功率信号经由RF电缆180、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104。类似地，在这个示例中，在状态S1期间，功率源162产生具有从AFT 138接收到的经调节的频率电平且具有从功率控制器150接收到的经调节的功率电平的功率信号，并将该功率信号经由RF电缆182、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104。
作为另一示例，在状态S2期间，功率源160产生具有从AFT 132接收到的经调节的频率电平且具有从功率控制器146接收到的经调节的功率电平的功率信号，并将该功率信号经由RF电缆180、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104。类似地，在这个示例中，在状态S2期间，功率源162产生具有从AFT 141接收到的经调节的频率电平且具有从功率控制器152接收到的经调节的功率电平的功率信号，并将该功率信号经由RF电缆182、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104。
作为又一示例，在状态S3期间，功率源160产生具有从AFT 134接收到的经调节的频率电平且具有从功率控制器148接收到的经调节的功率电平的功率信号，并将该功率信号经由RF电缆180、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104。类似地，在这个示例中，在状态S3期间，功率源162产生具有从AFT 142接收到的经调节的频率电平且具有从功率控制器154接收到的经调节的功率电平的功率信号，并将该功率信号经由RF电缆182、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供给等离子体室104。
在一种实施方式中，使用单个控制器替代功率控制器144和AFT 130，使用单个控制器替代功率控制器146和AFT 132，且使用单个控制器替代功率控制器148和AFT 134。在一些实施方式中，使用单个控制器替代功率控制器150和AFT 138，使用单个控制器替代功率控制器152和AFT 141，并且使用单个控制器替代功率控制器154和AFT 142。
在一些实施方式中，在系统100中除了x和y MHz的射频产生器以外，还使用了zMHz的射频产生器。当x MHz的射频产生器是2MHz的射频产生器，且y MHz的射频产生器是27MHz的射频产生器时，z MHz的射频产生器可以是60MHz的射频产生器。z MHz的射频产生器具有与x或yMHz的射频产生器的结构类似的结构，也具有与带有在x或y MHz的射频产生器的外部的系统100的构件的x或y MHz的射频产生器的连接类似的连接。例如，z MHz的射频产生器包括三个功率控制器、三个AFT、DSP、ADC、传感器和功率源。作为另一示例，z MHz的射频产生器的DSP与工具用户界面151耦合以接收脉冲信号102。作为另一示例，z MHz的射频产生器的功率源经由射频电缆(未示出)、阻抗匹配电路106和RF传输线184被耦合到等离子体室104的下电极120。
应当指出，这里所描述的实施方式被描述为使用三个状态。在一些实施方式中，也可使用三个以上的状态。
图2是示出状态S1、S2和S3的曲线图190的实施方式。曲线图190描绘了功率随时间t的变化。每个状态S1、S2或S3与逻辑电平相关联。例如，状态S1具有高的逻辑电平，状态S2具有中等的逻辑电平，且状态S3具有低的逻辑电平。高的逻辑电平具有比中等的逻辑电平'b'更高的功率电平'a'，中等的逻辑电平'b'具有比低的逻辑电平'c'更高的功率电平。作为示例，状态S1具有低、中等或高的逻辑电平。作为示例，状态S2具有低、中等或高的逻辑电平。作为示例，状态S3具有低、中等或高的逻辑电平。在一些实施方式中，状态S1、S2和S3表示阶梯函数。
每个状态S1，S2，S3持续相等的时间段。例如，状态S1的发生的时间段T1与状态S2的发生的时间段T2或状态S3的发生的时间段T3相等。在一些实施方式中，一种状态持续与剩余的状态中的一个或多个相比不相等的时间。例如，状态S1持续与状态S2不相等的时间段，状态S2持续与状态S3不相等的时间段。在这个示例中，状态S3的时间段可以与状态S1的时间段是相等的或不相等的。作为另一示例，状态S1持续比状态S2更长的时间段，状态S2持续比状态S3更短的时间段。
图3是示出不同状态的不同时间段的曲线图201的实施方式的示意图。曲线图201描绘了功率随时间的变化。状态S1和S2持续相同的时间段，且状态S3持续的时间段与状态S2或S3持续的时间段不同。例如，状态S1持续时间段t1，状态S2持续时间段t2，且状态S3持续时间段t3。时间段t3比时间段t1或t2更长。
在一些实施方式中，状态S1、S2和S3中的任何两个持续相同的时间段，且剩余的状态持续不同的时间段。例如，状态S1的时间段持续与状态S3持续的时间段相等，且该持续的时间段与状态S2持续的时间段不同。作为另一示例，状态S2持续的时间段与状态S3持续的时间段相等，且该持续的时间段与状态S1持续的时间段不同。
图4是系统211的实施方式的示意图，系统211用于在生产过程中根据脉冲信号102的状态选择AFT 220、222或224中的一个。该系统211包括选择逻辑电路226、AFT 220、222和224、数字时钟源228、等离子体室104、阻抗匹配电路106和功率源232。
在x MHz RF产生器或y MHz的射频产生器内设置选择逻辑电路226、AFT 220、222和224和功率源232。当在x MHz的RF产生器内设置AFT 220、222和224时，AFT 220是AFT 130的示例，AFT 222是AFT 132的示例，AFT 224是AFT 134的示例，功率源232是功率源160的示例(图1)。同样，在y MHz的RF产生器内设置AFT 220、222和224时，AFT 220是AFT 138的示例，AFT 222是AFT 141的示例，AFT 224是AFT 142的示例，功率源232是功率源162的示例(图1)。
选择逻辑电路226的示例包括复用器。当选择逻辑电路226包括复用器时，在复用器的选择输入处接收脉冲信号102。
在各种实施方式中，选择逻辑电路226包括处理器。在一种实施方式中，在DSP 140或DSP 153内设置选择逻辑电路226。
数字时钟源228用于操作功率源232，使其与由数字时钟源228所产生的数字时钟信号同步。在一些实施方式中，所述数字时钟信号与脉冲信号102同步。例如，数字时钟信号具有与脉冲信号102的相位相同的相位。作为另一示例，数字时钟信号的相位在脉冲信号102的相位的预先确定的相位范围内。为了说明所述预先确定的相位范围的施用，时钟源228的数字时钟信号前沿(leading edge)是脉冲信号102的前沿之后或之前的几分之一秒。
在一种实施方式中，代替来自时钟源228的数字时钟信号，脉冲信号102被提供给功率源232。
当脉冲信号102处于状态S1时，选择逻辑电路226选择AFT 220。同样，当脉冲信号102处于状态S2时，选择逻辑电路226选择AFT 222，且当脉冲信号102处于状态S3时，选择逻辑电路226选择AFT 224。当选择AFT 220时，AFT 220将频率电平Fp1提供给功率源232。类似地，当选择AFT 222时，AFT 222将频率电平Fp2提供给功率源232，且当选择AFT 224时，AFT224将频率电平Fp3提供给功率源232。
在其中AFT 220、222和224位于y MHz的RF产生器内的一些实施方式中，当选择AFT220时，AFT 220将频率电平Fs1提供给功率源232。类似地，在这些实施方式中，当选择AFT222时，AFT 222将频率电平Fs2供给功率源232，且当选择AFT 224时，AFT 224将频率电平Fs3提供给功率源232。
在一些实施方式中，选择逻辑电路226在功率控制器之间选择，而非在AFT 220、222和224之间进行选择。例如，将选择逻辑电路226耦合到x MHz的射频产生器的功率控制器144、146和148(图1)。在这个示例中，选择逻辑电路226在脉冲信号102处于状态S1时选择功率控制器144，在脉冲信号102处于状态S2时选择功率控制器146，且在脉冲信号102处于状态S3时选择功率控制器148。作为另一示例，选择逻辑电路226耦合到y MHz的射频产生器的功率控制器150、152和154(图1)。在这个示例中，选择逻辑电路226在脉冲信号102处于状态S1时选择功率控制器150，在脉冲信号102处于状态S2时选择功率控制器152，且在脉冲信号102处于状态S3时选择功率控制器154。
在各种实施方式中，当在状态S1期间选择x MHz的射频产生器的功率控制器144时，功率控制器144将功率电平Pp1提供给功率源232，且当在状态S2期间选择x MHz的射频产生器的功率控制器146时，功率控制器146将功率电平Pp2提供给功率源232。此外，当在状态S3期间选择x MHz的射频产生器的功率控制器148时，功率控制器148将功率电平Pp3提供给功率源232。
同样，在一些实施方式中，当在状态S1期间选择y MHz的射频产生器的功率控制器150时，功率控制器150将功率电平Ps1提供给功率源232，且当在状态S2期间选择y MHz的射频产生器的功率控制器152时，功率控制器152将功率电平Ps2提供给功率源232。此外，当在状态S3期间选择y MHz的射频产生器的功率控制器154时，功率控制器154将功率电平Ps3提供给功率源232。
在一些实施方式中，在z MHz的射频产生器内设置选择逻辑电路226，并且选择逻辑电路226以如本文所描述的类似的方式起作用。例如，选择逻辑电路226根据脉冲信号102的状态在z MHz的射频产生器的AFT之间进行选择，或在z MHz的射频产生器的功率控制器之间进行选择。
图5是系统200的实施方式的示意图，系统200用于在生产过程中根据在等离子体室104内的等离子体的阻抗的变化和脉冲信号102的状态来控制由y MHz的射频产生器所产生的RF信号的频率和/或功率。y MHz的射频产生器的DSP 153接收来自工具用户界面151的脉冲信号102。
当脉冲信号102从状态S3渡越至状态S1，且当x MHz的射频产生器将具有功率电平Pp1和具有频率电平Fp1的前向功率提供给等离子体室104时，等离子体室104的等离子体的阻抗变化。当在等离子体室104内的等离子体的阻抗由于脉冲信号102从状态S3到状态S1的渡越而变化时，传感器212测量经由RF电缆182传输的复电压和复电流。该传感器212将复电压和复电流的测量值提供给ADC转换器223，ADC转换器223将测量值从模拟格式转换为数字格式。将复电压和复电流的测量值的数字值提供给DSP 153。
应该进一步指出的是，在一种实施方式中，DSP 153没有接收脉冲信号102。相反，在本实施方式中，DSP 153接收可与脉冲信号102不同步的另一数字脉冲信号。在一种实施方式中，由DSP 153所接收的其他的数字脉冲信号与脉冲信号102同步。
在脉冲信号102的状态S1期间，例如，紧接着从脉冲信号102的状态S3渡越至状态S1的状态渡越等，DSP 153根据在状态S1期间测量的复电压和电流计算第一参数值，第一参数值例如，数字的反射功率信号和数字的前向功率信号的比率的平方根、伽玛值、电压驻波比(VSWR)、阻抗的变化等。
DSP 153判定第一参数值是否大于或等于第一阈值。当DSP 153判定第一参数值大于或等于所述第一阈值时，DSP 153提供该第一参数值给AFT 138和功率控制器150。AFT138确定频率电平Fs1对应于至少等于所述第一阈值的第一参数值，并将该频率电平Fs1提供给功率源162。此外，功率控制器150确定功率电平Ps1对应于至少等于所述第一阈值的第一参数值，并将该功率电平Ps1提供给功率源162。例如，AFT 138将映射至少等于所述第一阈值的第一参数值与频率电平Fs1的表格存储在存储装置内，且功率控制器150将在功率电平Ps1和至少等于所述第一阈值的第一参数值之间的映射存储在存储装置内。
另一方面，当DSP 153判定第一参数值小于第一阈值时，DSP 153提供该第一参数值至AFT 142和功率控制器154。AFT 142确定频率电平Fs3对应于小于所述第一阈值的第一参数值，并将该频率电平Fs3提供给功率源162。此外，功率控制器154确定功率电平Ps3对应于小于所述第一阈值的第一参数值，并将该功率电平Ps3提供给功率源162。例如，AFT 142将映射小于所述第一阈值的第一参数值与频率电平Fs3的表格存储在存储装置内，且功率控制器154将在功率电平Ps3和其值小于所述第一阈值的第一参数值之间的映射存储在存储装置内。
当接收了频率电平(例如，频率电平Fs1、Fs3等)和功率电平(例如，Ps1、Ps3等)时，功率源162产生具有频率电平和功率电平的RF信号并经由RF电缆182、阻抗匹配电路106和RF传输线184将RF信号提供至等离子体室104。例如，功率源162的放大器经由RF电缆182、阻抗匹配电路106和RF传输线184提供具有与功率电平Ps1成比例的(例如，相同的、倍数的)并具有频率电平Fs1的前向功率至等离子体室104。
当脉冲信号102从状态S1渡越至状态S2并且当x MHz的射频产生器提供具有功率电平Pp2和具有频率电平Fp2的前向功率至等离子体室104时，等离子体室104的等离子体的阻抗变化。当在等离子体室104内的等离子体的阻抗由于脉冲信号102从状态S3到状态S1的渡越而变化时，传感器212测量经由RF电缆182传输的复电压和复电流。该传感器212将复电压和复电流的测量值提供给ADC转换器223，ADC转换器223将测量值从模拟格式转换为数字格式。将复电压和复电流的测量值的数字值提供给DSP 153。
此外，在脉冲信号102的状态S2期间，例如，紧接着从脉冲信号102的状态S1渡越到状态S2的状态渡越等，DSP 153根据在状态S2期间测量的复电压和电流计算第二参数值，例如，数字的反射功率信号和数字的前向功率信号的比率的平方根、伽玛值、电压驻波比(VSWR)、阻抗的变化等。
DSP 153判定第二参数值是否大于第二阈值。当DSP 153判定第二参数值大于或等于所述第二阈值时，DSP 153提供该第二参数值给AFT 141和功率控制器152。AFT 141确定频率电平Fs2对应于至少等于所述第二阈值的第二参数值，并将该频率电平Fs2提供给功率源162。此外，功率控制器152确定功率电平Ps2对应于至少等于所述第二阈值的第二参数值，并将该功率电平Ps2提供给功率源162。例如，AFT 141将映射至少等于所述第二阈值的第二参数值与频率电平Fs2的表格存储在存储装置内，且功率控制器152将在功率电平Ps2和至少等于所述第二阈值的第二参数值之间的映射存储在存储装置内。
另一方面，当DSP 153判定第二参数值小于第二阈值时，DSP 153提供该第二参数值至AFT 138和功率控制器150。AFT 138确定频率电平Fs1对应于小于所述第二阈值的第二参数值，并将该频率电平Fs1提供给功率源162。此外，功率控制器152确定功率电平Ps2对应于小于所述第二阈值的第二参数值，并将该功率电平Ps2提供给功率源162。例如，AFT 138将映射小于所述第二阈值的第二参数值与频率电平Fs1的表格存储在存储装置内，且功率控制器150将在功率电平Ps1和小于所述第二阈值的第二参数值之间的映射存储在存储装置内。
当脉冲信号102从状态S2渡越到状态S3并且当x MHz的射频产生器提供具有功率电平Pp3和具有频率电平Fp3的前向功率至等离子体室104时，等离子体室104的等离子体的阻抗变化。当在等离子体室104内的等离子体的阻抗由于脉冲信号102从状态S2到状态S3的渡越而变化时，传感器212测量经由RF电缆182传输的复电压和复电流。该传感器212将复电压和复电流的测量值提供给ADC转换器223，ADC转换器223将测量值从模拟格式转换为数字格式。将复电压和复电流的测量值的数字值提供给DSP 153。
此外，在脉冲信号102的状态S3期间，例如，紧接着从脉冲信号102的状态S2渡越到状态S3的状态渡越等，DSP 153根据在状态S3期间测量的复电压和电流计算第二参数值，例如，数字的反射功率信号和数字的前向功率信号的比率的平方根、伽玛值、电压驻波比(VSWR)、阻抗的变化等。
DSP 153判定第三参数值是否大于第三阈值。当DSP 153判定第三参数值大于或等于所述第三阈值时，DSP 153提供该第三参数值至AFT 142和功率控制器154。AFT 142确定频率电平Fs3对应于至少等于所述第三阈值的第三参数值，并将该频率电平Fs3提供给功率源162。此外，功率控制器154确定功率电平Ps3对应于至少等于所述第三阈值的第三参数值，并将该功率电平Ps3提供给功率源162。例如，AFT 142将映射至少等于所述第三阈值的第三参数值与频率电平Fs3的表格存储在存储装置内，且功率控制器154将在功率电平Ps3和至少等于所述第三阈值的第三参数值之间的映射存储在存储装置内。
另一方面，当DSP 153判定第三参数值小于第三阈值时，DSP 153提供该第三参数值至AFT 141和功率控制器152。AFT 141确定频率电平Fs2对应于小于所述第三阈值的第三参数值，并将该频率电平Fs2提供给功率源162。此外，功率控制器141确定功率电平Ps2对应于小于所述第三阈值的第三参数值，并将该功率电平Ps2提供给功率源162。例如，AFT 141将映射小于所述第三阈值的第三参数值与频率电平Fs2的表格存储在存储装置内，且功率控制器152将在功率电平Ps2和小于所述第三阈值的第三参数值之间的映射存储在存储装置内。
使用参数值来改变由功率源162提供的RF功率导致等离子体的稳定性。另外，等离子体的稳定性是基于复电压和电流的实时测量。这种实时的测量提供了在稳定等离子体方面的精确性。
在其中除了使用x和y MHz的射频产生器外还使用z MHz的射频产生器的实施方式中，将z MHz的射频产生器耦合到工具用户界面151，且将脉冲信号102从工具用户界面151发送至z MHz的射频产生器。z MHz的射频产生器以类似于y MHz的射频产生器的方式起作用。例如，在脉冲信号102的某状态期间，判定参数值是否超过阈值。根据参数值的判定，将功率的第一电平或第二电平和频率的第一电平或第二电平提供给z MHz的射频产生器的功率源。
在一种实施方式中，在训练例程期间，例如学习的过程期间，产生第一阈值、第二阈值、第三阈值。在训练例程期间，当x MHz的射频产生器将其RF功率信号从第一功率电平改变至第二功率电平时，在等离子体室104内的一个或多个部分(例如，等离子体，等)和zMHz的射频产生器之间存在阻抗的不匹配。当脉冲信号102的状态从S3改变成S1时，x MHz的射频产生器将其RF功率信号的电平从第一功率电平改变至第二功率电平。在这种情况下，当x MHz的射频产生器开始提供在功率电平Pp1的功率时，y MHz的射频产生器将其频率和功率进行调谐。为了减少阻抗不匹配，y MHz的射频产生器开始调谐(例如，收敛)功率电平和频率电平。可根据标准偏差或其他技术通过DSP 153来判定收敛。为了允许y MHz的射频产生器用更多的时间来收敛至功率电平和频率电平，将x MHz的射频产生器保持在第二功率电平持续比通常的时间段延长的时间段。通常的时间段是其中不减少(例如，去除)阻抗不匹配的时间量。
当y MHz的RF产生器收敛至该功率电平和该频率电平时，将该收敛的功率电平作为功率电平Ps1存储在功率控制器150内，且将该收敛的频率电平作为频率电平Fs1存储在AFT 138内。在训练例程期间，从功率电平Ps1产生所述第一阈值，且所述第一阈值对应于频率电平Fs1。例如，在训练例程期间，传感器212测量复电压和复电流。在训练例程期间，当yMHz的射频产生器的频率是Fs1时，传感器212测量复电压和复电流。该DSP 153接收复电压和复电流，并根据训练例程期间测得的复电压和复电流产生所述第一阈值。
类似地，在训练例程期间，通过DSP 153确定第二和第三阈值。
图6是表250的一种实施方式的示意图，表250示出阻抗的变化与阈值的比较，以确定由RF产生器所提供的RF信号的功率电平或频率电平。当脉冲信号的状态从状态S1变化到状态S2时，判定等离子体阻抗的变化Δz12是否大于第二阈值，第二阈值表示为“m”。当判定阻抗的变化Δz12至少等于第二阈值m时，将功率电平Ps2或频率电平Fs2提供给y MHz的射频产生器的功率源162。另一方面，当判定阻抗的变化Δz12小于第二阈值m时，将功率电平Ps1或频率电平Fs1提供给y MHz的射频产生器的功率源162。
类似地，当脉冲信号的状态从状态S2渡越到状态S3时，判定等离子体的阻抗的变化Δz23是否大于第三阈值，第三阈值表示为'n'。当判定阻抗的变化Δz23大于第三阈值n时，将功率电平Ps3或频率电平Fs3提供给y MHz的射频产生器的功率源162。另一方面，当判定阻抗的变化Δz23小于第三阈值n时，将功率电平Ps2或频率电平Fs2提供给y MHz的射频产生器的功率源162。
此外，当脉冲信号的状态从状态S3渡越到状态S1时，判定等离子体的阻抗的变化Δz31是否大于第一阈值，第一阈值表示为'o'。当判定阻抗的变化Δz31大于第一阈值o时，将功率电平Ps1或频率电平Fs1提供给y MHz的射频产生器的功率源162。另一方面，当判定阻抗的变化Δz31小于第一阈值o时，将功率电平Ps3或频率电平Fs3提供给y MHz的射频产生器的功率源162。
在一些实施方式中，代替阻抗的变化，另一参数值(例如，伽玛值，电压驻波比(VSWR)，等)可被用来确定提供给功率源162的功率电平和/或频率电平。
图7是系统260的实施方式的示意图，系统260用于在生产过程中根据脉冲信号102的状态并根据参数值是否超过阈值来选择AFT 220、222或224。当脉冲信号102处于状态S1，且在状态S1期间测量的参数值至少等于所述第一阈值时，选择逻辑电路226选择AFT 220。另一方面，当脉冲信号102处于状态S1时，且在状态S1期间测量的参数值小于所述第一阈值时，选择逻辑电路226选择AFT 224。
当选择逻辑电路226包括复用器时，从DSP 270的复用器的选择输入处接收指示在脉冲信号102的一状态期间的参数值至少等于或小于阈值的信号。
DSP 270是DSP 153的示例(图1)。根据在状态S1期间从传感器272接收到的复电压和复电流，DSP 270确定第一参数值。该DSP 270进一步判定第一参数值至少等于所述第一阈值，并将指示该判定的信号提供给选择逻辑电路226。在接收到指示第一参数值至少等于所述第一阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择AFT 220。另一方面，DSP 270判定在脉冲信号102的状态S1期间所确认的第一参数值小于第一阈值，并将指示该判定的信号提供给选择逻辑电路226。在接收到指示第一参数值小于所述第一阈值的该判定的信号时，选择逻辑电路226选择AFT 224。该传感器272是y MHz的射频产生器的传感器212(图1)的示例。
此外，根据在状态S2期间从传感器272接收到的复电压和复电流，DSP 270确定第二参数值。该DSP 270进一步判定第二参数值至少等于所述第二阈值，并将指示该判定的信号提供给选择逻辑电路226。在接收到指示第二参数值至少等于所述第二阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择AFT 222。另一方面，DSP 270判定在脉冲信号102的状态S2期间所确认的第二参数值小于第二阈值，并将指示该判定的信号提供给选择逻辑电路226。在接收到指示第二参数值小于所述第二阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择AFT 220。
此外，根据在状态S3期间从传感器272接收到的复电压和复电流，DSP 270确定第三参数值。该DSP 270进一步判定第三参数值至少等于所述第三阈值，并将指示该判定的信号提供给选择逻辑电路226。在接收到指示第三参数值至少等于所述第三阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择AFT 224。另一方面，DSP 270判定在脉冲信号102的状态S3期间所确认的第三参数值小于第三阈值，并将指示该判定的信号提供给选择逻辑电路226。在接收到指示第三参数值小于所述第三阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择AFT 222。
在一些实施方式中，选择逻辑电路226在功率控制器之间进行选择，而不是在AFT220、222和224之间进行选择。例如，将选择逻辑电路226耦合到y MHz的射频产生器的功率控制器150、152和154(图1)。在这个示例中，当接收到指示第一参数值至少等于所述第一阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择功率控制器150，并且当接收到指示第一参数值小于所述第一阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择功率控制器154。作为另一示例，当接收到指示第二参数值至少等于所述第二阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择功率控制器152，并且当接收到指示第二参数值小于所述第二阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择功率控制器150。作为又一示例，当接收到指示第三参数值至少等于所述第三阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择功率控制器154，并且当接收到指示第三参数值小于所述第三阈值的判定的信号时，选择逻辑电路226选择功率控制器152。
在一些实施方式中，在z MHz的射频产生器内设置选择逻辑电路226,并以如本文所描述的方式类似的方式起作用。例如，选择逻辑电路226根据脉冲信号102的状态以及根据参数值是否超过阈值在z MHz的射频产生器的AFT之间进行选择，或在z MHz的射频产生器的功率控制器之间进行选择。
图8A是曲线图302、304、306和308的实施方式的示意图。每个曲线图302、304、306和308描绘以千瓦(kW)为单位的功率值作为时间t的函数。如曲线图302所表示的，2MHz的功率信号是由2MHz的功率源提供的功率信号，该2MHz的功率信号在状态S1和S2期间具有a4的功率值，并在状态S3期间具有0的功率值。此外，60MHz的功率信号是由60MHz的功率源供应的功率信号，该60MHz的功率信号在状态S1期间具有a1的功率值，并在状态S2期间具有a2的功率值，在状态S3期间具有a3的功率值。a4的功率值大于a3的功率值，a3的功率值大于a2的功率值。a2的功率值大于a1的功率值，a1的功率值大于0。
如在曲线图304中所示的，60MHz的功率信号在状态S3期间具有功率值a0。a0的功率值大于a1的功率值。此外，如曲线图306所示，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a1的功率值，且在状态S3期间具有a3的功率值。如曲线图308所示，60MHz的信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a1的功率值，且在状态S3期间具有a0的功率值。
图8B是曲线图310、312、314和316的实施方式的示意图。每个曲线图310、312、314和316描绘以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如曲线图310所示，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a1的功率值，在状态S2期间具有a2的功率值，且在状态S3期间具有a2的功率值。
如曲线图312所示，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a1的功率值，在状态S2期间具有a2的功率值，且在状态S3期间具有a1的功率值。此外，如曲线图314所示，60MHz的信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a1的功率值，且在状态S3期间具有a1的功率值。如曲线图316所示，60MHz的信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a1的功率值，且在状态S3期间具有a2的功率值。
图9A是曲线图320、322、324和326的实施方式的示意图。每个曲线图320、322、324和326描绘以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如曲线图320所示，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a1的功率值，在状态S2期间具有a2的功率值，且在状态S3期间具有a3的功率值。此外，在曲线图320中，2MHz的功率信号在状态S1期间具有a4的功率值，在状态S2期间具有a4的功率值，且在状态S3期间具有a0的功率值。a0的功率值小于a1的功率值，且大于零。
此外，如曲线图322所示，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a3的功率值，且在状态S3期间具有a1的功率值。此外，在曲线图324中，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a1的功率值，且在状态S3期间具有a3的功率值。此外，如曲线图326所示，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a3的功率值，在状态S2期间具有a2的功率值，且在状态S3期间具有a1的功率值。
图9B是曲线图328、330、332和334的实施方式的示意图。每个曲线图328、330、332和334描绘以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如曲线图328所示，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a3的功率值，且在状态S3期间具有a3的功率值。此外，在曲线图330中，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a3的功率值，且在状态S3期间具有a2的功率值。此外，在曲线图332中，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a1的功率值，且在状态S3期间具有a1的功率值。另外，在曲线图334中，60MHz的功率信号在状态S1期间具有a2的功率值，在状态S2期间具有a1的功率值，且在状态S3期间具有a2的功率值。
图10A是曲线图336、338、340和342的实施方式的示意图。每个曲线图336、338、340和342描绘以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如曲线图336所示，27MHz的功率信号是由27MHz的功率源提供的，该27MHz的功率信号在状态S1、S2、S3期间具有a31的功率值。a31的功率值大于a3的功率值且小于a4的功率值。曲线图336的剩余部分类似于曲线图302(图8A)。
如每个曲线图338、340和342所示，27MHz的功率信号在状态S1、S2、S3期间具有a31的功率值。此外，曲线图338的剩余部分类似于曲线图304(图8A)，曲线图340的剩余部分类似于曲线图306(图8A)，且曲线图342的剩余部分类似于曲线图308(图8A)。
在一些实施方式中，功率值a31是介于零和a4之间的功率值。
图10B是曲线图344、346、348和350的实施方式的示意图。每个曲线图344、346、348和350描绘以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如图344所示，27MHz的功率信号是由27MHz的功率源供给的，该27MHz的功率信号在状态S1、S2、S3期间具有a31的功率值。曲线图的剩余部分344类似于曲线图310(图8B)。
如每个曲线图346、348和350所示，27MHz的功率信号在状态S1、S2、S3期间具有a31的功率值。此外，曲线图346的剩余部分类似于曲线图312(图8B)，曲线图348的剩余部分类似于曲线图314(图8B)，且曲线图350的剩余部分类似于曲线图316(图8B)。
图11A是曲线图352、354、356和358的实施方式的示意图。每个曲线图352、354、356和358描绘以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如图352所示，27MHz的功率信号是由27MHz的功率源供给的，该27MHz的功率信号在状态S1、S2、S3期间具有a31的功率值。曲线图352的剩余部分是类似于曲线图320(图9A)。
如每个曲线图354、356和358所示，27MHz的功率信号在状态S1、S2、S3期间具有a31的功率值。此外，曲线图354的剩余部分类似于曲线图322(图9A)，曲线图356的剩余部分类似于曲线图324(图9A)，且曲线图358的剩余部分类似于曲线图326(图9A)。
图11B是曲线图360、362、364和366的实施方式的示意图。每个曲线图360、362、364和366描绘以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如每个曲线图360、362、364和366所示，27MHz的功率信号在状态S1、S2、S3期间具有a31的功率值。曲线图360的剩余部分类似于曲线图328(图9B)。此外，曲线图362的剩余部分类似于曲线图330(图9B)，曲线图364的剩余部分类似于曲线图332(图9B)，曲线图366的剩余部分类似于曲线图334(图9B)。
图12A是曲线图368、370、372和374的实施方式的示意图。每个曲线图368、370、372、374描绘以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如每个曲线图368、370、372和374所示，27MHz的功率信号在状态S1、S2、S3期间具有a31的功率值。曲线图368的剩余部分类似于曲线图302(图8A)。此外，曲线图370的剩余部分类似于曲线图304(图8A)，曲线图372的剩余部分类似于曲线图306(图8A)，且曲线图374的剩余部分类似于曲线图308(图8A)。
图12B是曲线图376、378、380和382的实施方式的示意图。每个曲线图376、378、380和382描绘了以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如每个曲线图376、378、380和382所示，27MHz的功率信号在状态S1和S2期间具有a31的功率值，并且在状态S3期间具有a32的功率值。a32的功率值大于功率值a31。曲线图376的剩余部分类似于曲线图310(图8B)。此外，曲线图378的剩余部分类似于曲线图312(图8B)，曲线图380的剩余部分类似于曲线图314(图8B)，且曲线图382的剩余部分类似于曲线图316(图8B)。
图13A是曲线图384、386、388和390的实施方式的示意图。每个曲线384、386、388和390描绘了以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如曲线384所示，27MHz的功率信号在状态S1和S2期间具有a31的功率值，且在状态S3期间具有a32的功率值。曲线图384的剩余部分类似于曲线320(图9A)。此外，曲线图386的剩余部分类似于曲线图322(图9A)，曲线图388的剩余部分类似于曲线图324(图9A)，且曲线图390的剩余部分类似于曲线图326(图9A)。
图13B是曲线图392、394、396和398的实施方式的示意图。每个曲线图392、394、396和398描绘了以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如在曲线图392、394、396、398中所示的，27MHz的功率信号在状态S1和S2期间具有a31的功率值，在状态S3期间具有a32的功率值。曲线图392的剩余部分类似于曲线图328(图9B)。此外，曲线图394的剩余部分类似于曲线图330(图9B)，曲线图396的剩余部分类似于曲线图332(图9B)，曲线图398的剩余部分类似于曲线图334(图9B)。
图14A是曲线图402、404、406和408的实施方式的示意图。每个曲线图402、404、406和408描绘了以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如在曲线图402、404、406和408中所示的，27MHz的功率信号27MHz的功率信号在状态S1和S2期间具有a32的功率值，在状态S3期间具有a31的功率值。曲线图402的剩余部分类似于曲线图302(图8A)。此外，曲线图404的剩余部分类似于曲线图304(图8A)，曲线图406的剩余部分类似于曲线图306(图8A)，且曲线图408的剩余部分类似于曲线图308(图8A)。
图14B是曲线图410、412、414和416的实施方式的示意图。每个曲线图410、412、414和416描绘了以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如在每个曲线图410、412、414和416中所示的，27MHz的功率信号在状态S1和S2期间具有a32的功率值，在状态S3期间具有a31的功率值。曲线图410的剩余部分类似于曲线图310(图8B)。此外，曲线图412的剩余部分类似于曲线图312(图8B)，曲线图414的剩余部分类似于曲线图314(图8B)，且曲线图416的剩余部分类似于曲线图316(图8B)。
图15A是曲线图418、420、422和424的实施方式的示意图。每个曲线图418、420、422和424描绘了以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如在曲线图418中所示的，27MHz的功率信号在状态S1和S2期间具有a32的功率值，在状态S3期间具有a31的功率值。曲线图418的剩余部分类似于曲线图320(图9A)。此外，曲线图420的剩余部分类似于曲线图322(图9A)，曲线图422的剩余部分类似于曲线图324(图9A)，且曲线图424的剩余部分类似于曲线图326(图9A)。
图15B是曲线图426、428、430和432的实施方式的示意图。每个曲线图426、428、430和432描绘了以kW为单位的功率值作为时间t的函数。如每个曲线图426、428、430和432中所示的，27MHz的功率信号在所述状态S1和S2期间具有a32的功率值，在状态S3期间具有a31的功率值。曲线图426的剩余部分类似于曲线图328(图9B)。此外，曲线图428的剩余部分类似于曲线图330(图9B)，曲线图430的剩余部分类似于曲线图332(图9B)，且曲线图432的剩余部分类似于曲线图334(图9B)。
值得注意的是，尽管根据平行板等离子体室描述了上文所述的实施方式，但在一种实施方式中，上文所述的实施方式适用于其他类型的等离子体室，例如，包括电感耦合等离子体(ICP)反应器的等离子体室，包括电子回旋共振(ECR)反应器的等离子体室等。例如，将功率源160和162耦合到ICP等离子体室内的电感器。
应该指出的是，虽然上述实施方式涉及将2MHz的RF信号和/或60MHz的射频信号和/或27兆赫的射频信号提供给下电极120且上电极122接地，但在一些实施方式中，将2MHz、60MHz和27MHz的信号提供给上电极122，且下电极120接地。
在一种实施方式中，通过AFT和/或RF产生器的功率控制器所执行的操作通过RF控制器的DSP来执行。例如，这里所描述的通过AFT 130、312和134执行的操作由DSP 140执行(图1)。作为另一示例，这里所描述的由AFT 138、AFT 141、AFT 142、功率控制器150、功率控制器152和功率控制器154执行的操作通过DSP 153执行(图1)。
本文所描述的实施方式可以用各种计算机系统配置实施，该计算机系统配置包括手持设备、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子器件、微型计算机、大型计算机等。该些实施方式也可以在分布式计算环境中实行，在该环境中任务由通过网络链接的远程处理设备执行。
注意，对于上述实施方式，应当理解，这些实施方式可以采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机执行的操作。这些操作是需要物理量的物理操控的。组成这些实施方式中的部分的本文所描述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设备或装置。该装置可以被特别地构造用于特殊用途计算机。当定义为特殊用途计算机时，该计算机还可以进行不属于特殊用途的其他处理、程序执行或例程，同时仍然能够操作用于特殊用途。可替代地，这些操作也可以由通过存储在计算机存储器、高速缓存中的，或通过网络获得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来处理。当数据在网络上获得时，该数据可由网络上的其他计算机进行处理，例如，由云计算资源处理。
也可以将一或多种实施方式制作为在计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质是可以存储数据的任何数据存储设备(例如，存储器设备)，这些数据之后能够由计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括硬盘驱动器、网络附加存储器(NAS)、ROM、RAM、光盘只读存储器(CD-ROM)、可录光盘(CD-R)、可重写CD(CD-RW)、磁带和其他光学和非光学数据存储设备。计算机可读介质可包括分布在与网络耦合的计算机系统中的计算机可读有形介质，使得计算机可读代码以分布的方式存储和执行。
尽管以特定的顺序描述了这些方法操作，但应理解，只要以所需的方式执行叠加操作的处理，其他内务操作可以在操作之间执行，或操作可以进行调节，使操作在稍微不同的时间发生，或者可以被分布于允许处理操作在与该处理相关的不同的时间间隔发生的系统中。
任何实施方式中的一个或多个特征可以在不脱离本公开中描述的各种实施方式中描述的范围的情况下与任何其他实施方式中的一个或多个特征组合。
虽然为了清晰理解的目的，已经描述了上述实施方式中的一些细节，但显而易见，可以在所附权利要求的范围内实行某些变化和改变。因此，本发明的实施方式应被视为说明性的，而不是限制性的，并且这些实施方式并不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同方案内进行修改。

Claims (20)

1.一种等离子体处理系统，其被配置用于使用多个状态的操作，所述等离子体系统包括：
主射频(RF)产生器，其用于接收脉冲信号，所述脉冲信号具有三个或更多个状态，所述三个或更多个状态包括第一状态、第二状态和第三状态，所述主射频产生器经由阻抗匹配电路耦合到等离子体室，
从射频产生器，其用于接收所述脉冲信号，所述从射频产生器经由所述阻抗匹配电路耦合到所述等离子体室，
所述主射频产生器和所述从射频产生器中的每个被配置为判定所述脉冲信号是否处于所述第一状态或所述第二状态或所述第三状态，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将具有第一主量化电平的第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述从射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将具有第一从量化电平的第二射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将具有第二主量化电平的所述第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述从射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将具有第二从量化电平的所述第二射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将具有第三主量化电平的所述第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述从射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将具有第三从量化电平的所述第二射频信号提供给所述阻抗匹配电路。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述第一状态在与所述第二状态的发生的时间段相等的时间段期间发生。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述第一状态在与所述第二状态的发生的时间段不相等的时间段期间发生。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述第二状态在与所述第三状态的发生的时间段相等的时间段期间发生。
5.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述第二状态在与所述第三状态的发生的时间段不相等的时间段期间发生。
6.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平、所述第三主量化电平、所述第一从量化电平、所述第二从量化电平和所述第三从量化电平中的每个是功率电平。
7.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平、所述第三主量化电平、所述第一从量化电平、所述第二从量化电平和所述第三从量化电平中的每个是频率电平。
8.一种等离子体处理系统，其配置成根据多个状态来操作，所述等离子体系统包括：
主射频(RF)产生器，其用于接收脉冲信号，所述脉冲信号具有三个或更多个状态，所述三个或更多个状态包括第一状态、第二状态和第三状态，
所述主射频产生器经由阻抗匹配电路耦合到等离子体室，所述主射频产生器用于判定所述脉冲信号是否处于所述第一状态或所述第二状态或所述第三状态，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将具有第一主量化电平的第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将具有第二主量化电平的所述第一射频信号提供给所述阻抗匹配电路，
所述主射频产生器被配置为响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将具有第三主量化电平的所述第一射频信号提供给所述等离子体室，
从射频产生器，其经由所述阻抗匹配电路耦合到所述等离子体室，所述从射频产生器用于判定与所述等离子体相关联的参数是否超过第一阈值，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数不超过所述第一阈值的判定提供具有第一从量化电平的第二射频信号，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数超过所述第一阈值的判定提供具有第二从量化电平的所述第二射频信号。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其中，所述从射频产生器用于判定所述脉冲信号是否从所述第三状态渡越到所述第一状态，
当从所述第三状态渡越到所述第一状态发生时，所述从射频产生器用于判定与所述等离子体相关联的所述参数是否超过所述第一阈值。
10.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其中，所述从射频产生器用于判定所述脉冲信号是否从所述第一状态渡越到所述第二状态，
当从所述第一状态渡越到所述第二状态发生时，所述从射频产生器用于判定与所述等离子体相关联的所述参数是否超过第二阈值，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数不超过所述第二阈值的判定提供具有所述第二从量化电平的所述第二射频信号，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数超过所述第二阈值的判定提供具有第三从量化电平的射频信号。
11.根据权利要求10所述的等离子体处理系统，其中，所述从射频产生器用于判定所述脉冲信号是否从所述第二状态渡越到所述第三状态，
当从所述第二状态渡越到所述第三状态发生时，所述从射频产生器用于判定与所述等离子体相关联的所述参数是否超过第三阈值，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数不超过所述第三阈值的判定提供具有所述第三从量化电平的射频信号，
所述从射频产生器被配置为响应于与所述等离子体相关联的所述参数超过所述第三阈值的判定提供具有所述第一从量化电平的射频信号。
12.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平和所述第三主量化电平是功率电平。
13.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平和所述第三主量化电平是频率电平。
14.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其中，在与所述第二状态的发生的时间段相等的时间段期间发生所述第一状态。
15.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其中，在与所述第二状态的发生的时间段不相等的时间段期间发生所述第一状态。
16.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其中，与所述等离子体相关联的所述参数包括所述等离子体的阻抗的变化、与所述等离子体相关联的伽马值、与所述等离子体相关联的电压驻波比或它们的组合。
17.一种等离子体处理方法，其包括：
接收脉冲信号，其中，接收所述脉冲信号是通过主处理器执行的，
接收所述脉冲信号，其中，接收所述脉冲信号是通过从处理器执行的，
判定所述脉冲信号是否处于第一状态或第二状态或第三状态，其中，判定是通过所述主处理器执行的；
判定所述脉冲信号是否处于所述第一状态或第二状态或第三状态，其中，判定是通过所述从处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将第一射频信号的第一主量化电平提供给主功率源，其中，所述第一主量化电平的提供是通过所述主处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第一状态的判定将第二射频信号的第一从量化电平提供给从功率源，其中，所述第一从量化电平的提供是通过所述从处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将所述第一射频信号的第二主量化电平提供给所述主功率源，其中，所述第二主量化电平的提供是通过所述主处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第二状态的判定将所述第二射频信号的第二从量化电平提供给所述从功率源，其中，所述第二从量化电平的提供是通过所述从处理器执行的；
响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将所述第一射频信号的第三主量化电平提供给所述主功率源，其中，所述第二主量化电平的提供是通过所述主处理器执行的；以及
响应于所述脉冲信号处于所述第三状态的判定将所述第二射频信号的第三从量化电平提供给所述从功率源，其中，所述第三从量化电平的提供是通过所述从处理器执行的。
18.根据权利要求17所述的等离子体处理方法，其中，在与所述第二状态的发生的时间段相等的时间段期间发生所述第一状态。
19.根据权利要求17所述的等离子体处理方法，其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平和所述第三主量化电平是功率电平。
20.根据权利要求17所述的等离子体处理方法，其中，所述第一主量化电平、所述第二主量化电平和所述第三主量化电平是频率电平。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI677263B (zh) * 2014-04-23 2019-11-11 美商蘭姆研究公司 軟脈動
TWI735912B (zh) * 2014-08-22 2021-08-11 美商蘭姆研究公司 在一狀態期間中的次脈動用之電漿系統、電漿工具、射頻產生器、控制器、及方法
JP5797313B1 (ja) * 2014-08-25 2015-10-21 株式会社京三製作所 回生サーキュレータ、高周波電源装置、及び高周波電力の回生方法
US9947514B2 (en) * 2015-09-01 2018-04-17 Mks Instruments, Inc. Plasma RF bias cancellation system
US9577516B1 (en) * 2016-02-18 2017-02-21 Advanced Energy Industries, Inc. Apparatus for controlled overshoot in a RF generator
JP6888024B2 (ja) * 2016-04-12 2021-06-16 ハイパーサーム インコーポレイテッド プラズマアーク切断のための電力を供給するシステムおよび方法
US20170330764A1 (en) * 2016-05-12 2017-11-16 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for controlling transitions between continuous wave and pulsing plasmas
US10395894B2 (en) * 2017-08-31 2019-08-27 Lam Research Corporation Systems and methods for achieving peak ion energy enhancement with a low angular spread
CN110648888B (zh) * 2018-06-27 2020-10-13 北京北方华创微电子装备有限公司 射频脉冲匹配方法及其装置、脉冲等离子体产生系统
KR20210149225A (ko) * 2019-04-29 2021-12-08 램 리써치 코포레이션 Rf 플라즈마 툴들의 멀티 레벨 펄싱을 위한 시스템들 및 방법들
JP6826165B1 (ja) * 2019-08-06 2021-02-03 株式会社京三製作所 パルス化高周波モニタ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1973364A (zh) * 2003-08-22 2007-05-30 拉姆研究有限公司 多频等离子体刻蚀反应器
CN101896034A (zh) * 2007-04-13 2010-11-24 中微半导体设备(上海)有限公司 射频功率源系统及使用该射频功率源系统的等离子体反应腔室

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001168086A (ja) * 1999-12-09 2001-06-22 Kawasaki Steel Corp 半導体装置の製造方法および製造装置
US7976673B2 (en) * 2003-05-06 2011-07-12 Lam Research Corporation RF pulsing of a narrow gap capacitively coupled reactor
US7602127B2 (en) * 2005-04-18 2009-10-13 Mks Instruments, Inc. Phase and frequency control of a radio frequency generator from an external source
US7683289B2 (en) * 2005-12-16 2010-03-23 Lam Research Corporation Apparatus and method for controlling plasma density profile
TWI383712B (zh) * 2007-05-22 2013-01-21 Advanced Micro Fab Equip Inc An RF power source system and a plasma reaction chamber using the RF power source system
CN101803193B (zh) * 2007-09-21 2016-04-13 高通股份有限公司 具有可调相位的信号发生器
KR101124770B1 (ko) * 2008-03-31 2012-03-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법 및 컴퓨터 판독이 가능한 기억 매체
JP2011525682A (ja) * 2008-05-14 2011-09-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Ｒｆ電力供給のための時間分解チューニングスキームを利用したパルス化プラズマ処理の方法及び装置
KR101510775B1 (ko) * 2008-11-24 2015-04-10 삼성전자주식회사 동기식 펄스 플라즈마 에칭 장비
JP5141519B2 (ja) * 2008-12-02 2013-02-13 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の運転方法
JP2010250959A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
US8909365B2 (en) * 2009-11-19 2014-12-09 Lam Research Corporation Methods and apparatus for controlling a plasma processing system
US20120000887A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma treatment apparatus and plasma treatment method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1973364A (zh) * 2003-08-22 2007-05-30 拉姆研究有限公司 多频等离子体刻蚀反应器
CN101896034A (zh) * 2007-04-13 2010-11-24 中微半导体设备(上海)有限公司 射频功率源系统及使用该射频功率源系统的等离子体反应腔室

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