CN111295731A - 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 - Google Patents

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Abstract

描述了用于增加具有离子的低角分散的峰值离子能量的系统和方法。在所述系统中的一者中，耦合到与等离子体室相关联的上电极的多个射频(RF)发生器在两种不同状态(例如，两种不同频率电平)下操作，以使RF发生器的脉冲发生。RF发生器的脉冲发生有利于将一种状态期间的离子能量转移到另一种状态，以在该另一种状态期间增加离子能量，从而进一步提高加工衬底的速度。

Description

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
技术领域
本发明的实施方案涉及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。
背景技术
在一些等离子体处理系统中，射频(RF)信号被提供至等离子体室内的电极。RF信号被用于在等离子体室内产生等离子体。等离子体被用于各种操作，例如清理放置在下电极上的衬底、蚀刻衬底等。在利用等离子体处理衬底期间，RF信号是连续的。
本发明的实施方案就是在该背景下产生的。
发明内容
本发明的实施方案提供了用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的系统、设备、方法和计算机程序。应了解，本发明的实施方案可以各种方式实现，例如以处理、设备、系统、装置、或计算机可读介质上的方法实现。下面将说明一些实施方案。
在一些实施方案中，本文中所述的系统和方法能在不增加或不显著增加被施加的射频(RF)偏置电压或RF偏置功率的情况下增进离子能量并产生峰值能量处的窄的角分散。峰值能量处的窄的角分散被用于实现高深宽比蚀刻。
本文中所述的系统和方法在脉冲发生(pulsing)时间段期间施加高频电平与低频电平。高频电平由高频RF产生器(如27兆赫RF产生器或60兆赫RF产生器)施加，低频电平由另一低频RF产生器(如2兆赫RF产生器或13.56兆赫RF产生器或400千赫RF产生器)施加。系统和方法具有能促进紧密(如窄的)离子角度而增加峰值离子能量的优点，经增加的峰值离子能量例如比使用非脉冲化RF信号(如连续波RF信号)所实现的峰值离子能量大例如超过35％。紧密的离子角度及峰值离子能量的增加是由于低频与高频同步RF电压脉冲化所实现的。在高频电平开始期间，等离子体离子从先前的(如前面的)低频电平接收到升压(voltage boost)。例如，来自低频电平的电压量被添加至接在低频电平后的高频电平的电压量。这造成对于相同RF偏置电压，本文中所述的系统和方法比连续波技术在离子能量及角分布函数(IEADF)中有更高的峰值能量。等离子体鞘的鞘电压基于如下所示的方程式(1)充放电。
Figure BDA0002473424420000021
其中VLow为具有低频电平的RF信号的电压电平，VHigh为具有高频电平的RF信号的电压电平、VHigh_Peak为在低频电平转换为高频电平的时间t之后的最终电压电平，其中先前的低频电平的贡献被添加至现行的高频电压电平。此外，在方程式(1)中，exp为指数函数，R为用作为电容器的等离子体鞘的输出处的阻抗、RC为电容器的时间常数、而C为电容器的电容值。在高频电平的开始期间，等离子体离子行进通过等离子体鞘，并且以高于连续波技术的较高电压(由于来自于先前的低频电平的电压电平)击打衬底。来自于先前的低频电平的电压电平被添加至高频电平的电压电平。该等离子体鞘电压电平的增加能增加如下所提供的方程式(2)中的分母。
Figure BDA0002473424420000022
其中Vs为等离子体鞘的电压，Ti为鞘边缘处的离子温度，e为单一电子所携带的电荷量、tan为正切函数。方程式(2)的分母的增加提供了窄的离子角度σθ。此外，低频电平增加电阻值R，而电阻值R的增加能增加时间常数RC。当在低频电平期间时间常数RC增加时，会使衬底处的偏置电压增加得甚至多于使用单一频率而不使用脉冲化时如连续波模式中的情况。相较于通过增加RF偏置产生器系统所供给的偏置电压而增加衬底处的偏置电压的系统而言，在高频电平与低频电平之间的脉冲发生一起产生了蚀刻率的预定增加量如35-50％及通道的关键尺寸的预定改善量如10％。关键尺寸的改善是在有更直的蚀刻后特征时实现的。
此外，本文中所述的系统和方法能通过将来自低功率参数水平的功率或电压量贡献至高功率参数水平的功率量，在不实质上增加偏置电压或偏置功率的情况下增强离子能量并且产生在峰值能量处的窄的角分散。本文中所述的系统和方法在脉冲发生时间期间的高状态期间使用高功率参数水平并且在脉冲发生时间期间的低状态期间使用低功率参数水平。低功率参数水平为高状态期间的功率参数水平的百分比。高功率参数水平与低功率参数水平由相同的RF产生器(如高频RF产生器或低频RF产生器)供给。因此，在高状态的开始期间，充当电容器的等离子体鞘持有先前的低功率参数水平的低电压或功率，然后该低电压或功率被添加至高功率参数水平的高电压或高功率以造成IEADF中的较高峰值能量。在高状态与低状态期间的峰值能量高于相同偏置电压的连续波技术的情况。等离子体鞘的电压根据方程式(1)而充放电。
在高功率参数水平的开始期间，等离子体离子行进通过等离子体鞘，并且以高于连续波技术的较高电压击打衬底。来自于先前的(如前面的)低功率参数水平的电压或功率量增加了对高功率参数水平的电压的贡献。高功率参数水平的电压的添加能增加等离子体鞘的电压以更进一步地增大方程式(2)的分母。方程式(2)的分母的增大会造成窄的离子角度。此外，不同于连续波技术，由于在从低功率参数水平至高功率参数水平的过渡期间，等离子体鞘开始较薄，因此等离子体离子经历较少的碰撞以及较少的散射以保留离子能量及较紧密的离子角度两者。相较于连续波模式中的较厚的鞘，碰撞以及散射皆较少。相较于连续波模式，在高功率参数水平期间于峰值能量处的能量经增强的离子维持高深宽比蚀刻用的较紧密的离子角度。此外，由于在低功率参数水平期间在鞘边缘处的离子温度Ti低，因此在自低功率参数水平转变为高功率参数水平的过渡期间离子的角分散会比CW技术更窄。所有这些因素共同增加IEDF中的峰值能量并使该峰值能量处的离子角度更紧密。另外，由于低功率参数水平与高功率参数水平之间的脉冲发生，掩模比连续波技术中的掩模受到的侵蚀明显更少。
在一些实施方案中，描述了一种操作等离子体室以在蚀刻操作期间增加离子能量并减少朝向衬底表面的离子的角分散的方法。该方法包含接收脉冲化信号以驱动该等离子体室的操作。该脉冲化信号具有两状态，两状态包含第一状态与第二状态。该方法还包含于第一状态期间在主要频率电平下操作主要RF产生器以及在第二状态期间使该主要RF产生器处于关闭状态。该第一状态期间该主要RF产生器的该操作对形成在该衬底上方的等离子体鞘产生经增加的电荷。该经增加的电荷增加该等离子体鞘的厚度。该方法还包含于该第二状态期间在次要频率电平下操作次要RF产生器以及在该第一状态期间使该次要RF产生器处于该关闭状态。该第二状态期间该次要RF产生器的操作使用在该第一状态期间所产生的该等离子体鞘的该经增加的电荷的至少一部分作为用于增强该第二状态期间所产生的该离子能量的添加功率。该添加功率减少当该离子朝向该衬底表面时该离子的该角分散。该主要RF产生器与该次要RF产生器通过阻抗匹配电路而耦合至与该等离子体室相关的上电极。该方法包含根据该脉冲化信号在该第一状态与该第二状态中持续操作该主要RF产生器与该次要RF产生器，以增进该第一状态与该第二状态的多个循环期间的蚀刻操作。
在多种实施方案中，描述了一种操作等离子体室以在蚀刻操作期间增加离子能量并减少朝向衬底表面的离子的角分散的方法。该方法包含接收脉冲化信号以驱动该等离子体室的操作。该方法还包含于第一状态期间在第一主要频率电平下以及于第二状态期间在第二主要频率电平下操作主要RF产生器。该第一状态期间该主要RF产生器的操作对形成在该衬底上方的等离子体鞘产生经增加的电荷。该方法还包含于该第一状态期间在第一次要频率电平下以及于该第二状态期间在第二次要频率电平下操作次要RF产生器。该第二状态期间该次要RF产生器的操作使用在该第一状态期间所产生的该等离子体鞘的该经增加的电荷的至少一部分作为用于增强该第二状态期间所产生的该离子能量的添加功率。该第一主要频率电平、该第二主要频率电平、该第一次要频率电平、以及该第二次要频率电平中的每一者都为非零。例如，在该第一状态与该第二状态期间并未关闭该主要RF产生器与该次要RF产生器中的任一者。该方法包含根据该脉冲化信号在该第一状态与该第二状态中持续操作该主要RF产生器与该次要RF产生器，以增进该第一状态与该第二状态的多个循环期间的该蚀刻操作。
在多个实施方案中，描述了一种操作等离子体室以在蚀刻操作期间增加离子能量并减少朝向衬底表面的离子的角分散的系统。该系统包含具有主要电源的主要RF产生器，该主要电源被用于产生主要RF信号。该系统还包含具有次要电源的次要RF产生器，该次要电源被用于产生次要RF信号。该系统还包含耦合至该主要电源与该次要电源的阻抗匹配网络。该阻抗匹配网络被用于接收该主要RF信号与该次要RF信号以产生经修改的RF信号。该系统包含具有上电极的该等离子体室，该上电极耦合至该阻抗匹配网络。该等离子体室接收该经修改的RF信号。该主要RF产生器包含一或多个处理器。该主要RF产生器的该一或多个处理器接收脉冲化信号以驱动该等离子体室的操作。该一或多个处理器于第一状态期间在主要频率电平下操作该主要RF产生器以及在第二状态期间使该主要RF产生器处于关闭状态。该第一状态期间该主要RF产生器的该操作对形成在该衬底上方的等离子体鞘产生经增加的电荷。该经增加的电荷增加该等离子体鞘的厚度。该次要RF产生器包含用于接收该脉冲化信号的一或多个处理器。该次要RF产生器的该一或多个处理器于该第二状态期间在次要频率电平下操作该次要RF产生器及在该第一状态期间使该次要RF产生器处于该关闭状态。该第二状态期间该次要RF产生器的操作使用在该第一状态期间所产生的该等离子体鞘的该经增加的电荷的至少一部分作为用于增强该第二状态期间所产生的该离子能量的添加功率。该添加功率减少当该离子朝向该衬底的表面时该离子的该角分散。该主要RF产生器与该次要RF产生器根据该脉冲化信号在该第一状态与该第二状态中持续操作，以增进该第一状态与该第二状态的多个循环期间的该蚀刻操作。
根据下文结合附图的详细说明，其他方面将变得清楚。
附图说明
参考下面结合附图的说明将最佳地了解本发明的实施方案。
图1A为等离子体工具的实施方案的方块图，其图解用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的频率电平两状态脉冲发生。
图1B为用于图解其中一个状态是关闭状态的频率电平两状态态脉冲发生的图形的实施方案的图。
图1C为用于图解其中两状态皆为非零状态的频率电平两状态态脉冲发生的图形的实施方案的图。
图2A为等离子体工具的实施方案的方块图，其图解用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的频率电平三状态脉冲发生。
图2B为用于图解频率电平三状态脉冲化的图形的实施方案的图。
图2C为用于图解频率电平三状态脉冲化的图形的实施方案的图。
图2D为用于图解频率电平三状态脉冲发生的图形的实施方案的图。
图3为多个图形的实施方案的图，其用于图解：随着由频率脉冲化RF发生器产生的RF信号的频率电平的脉冲发生，入射到衬底表面上的等离子体离子的峰值能量增加。
图4为图形的实施方案的图，其用于图解：随着RF偏置产生器所供应的偏置电压的增加，等离子体离子的角分布减少。
图5为图形的实施方案的图，其用于图解：与随着偏置电压的增加而实现的角分散相当的角分散通过使RF产生器的频率电平的脉冲发生而实现。
图6为图形的实施方案的图，其用于图解在衬底内形成的通道的关键尺寸(CD)的差。
图7A为等离子体工具的实施方案的方块图，其图解用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的功率参数水平的脉冲发生。
图7B为图形的实施方案的图，其用于图解图7A的等离子体工具的RF产生器所产生的RF信号的功率参数的脉冲发生。
图8为多个图形的实施方案的图，其用于图解：随着偏置电压的增加，等离子体离子的竖直方向性增加。
图9为多个图形的实施方案的图，其用于图解：随着RF产生器所产生的RF信号的功率参数水平的脉冲发生，入射至衬底表面上的等离子体离子的峰值能量增加。
图10为图4的图形的实施方案的图。
图11为图形的实施方案的图，其用于图解：与随着偏置电压的增加而实现的角分散相当的角分散通过使RF产生器的功率参数水平的脉冲发生而实现。
图12为图形的实施方案的图，其用于图解在使功率参数水平的脉冲发生与施加连续波模式之间所实现的关键尺寸的差。
图13A为等离子体工具的实施方案的方块图，其图解用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的RF偏置产生器的功率参数水平的脉冲发生。
图13B为图形的实施方案的图，其用于图解图13A的RF偏置产生器所产生的RF信号的功率参数的脉冲发生。
具体实施方式
下列的实施方案说明用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的系统和方法。应了解，可在缺乏这些特定细节的部分或全部的情况下实施本发明的实施方案。在其他情况下，不详细说明公知的处理操作以免不必要地使本发明的实施方案难以理解。
图1A为用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的等离子体工具100的实施方案的方块图。等离子体工具100包含射频(RF)产生器RFGx、另一RF产生器RFGy、主计算机116、阻抗匹配网络(IMN)104、等离子体室108、另一IMN 112以及RF偏置产生器系统114，RF偏置产生器系统114包含一或多个RF偏置产生器。等离子体工具100还包含将RF产生器系统114耦合至IMN 112的RF电缆系统137以及将IMN 112耦合至等离子体室108的卡盘110的RF传输线139。RF传输线139包含被绝缘体围绕的金属棒，绝缘体进一步被鞘围绕。金属棒通过RF带耦合至柱，柱耦合至卡盘110。RF产生器RFGx的示例包含低频RF产生器，如400千赫(kHz)RF产生器、或2兆赫(MHz)RF产生器、或13.56MHz RF产生器。RF产生器RFGy的示例包含高频RF产生器，如13.56MHz、或27MHz、或60MHz RF产生器。RF产生器RFGy在高于RF产生器RFGx的频率下操作。主计算机116的示例包含桌面计算机、或便携式计算机、或智能手机、或平板电脑等。
RF电缆系统137包含使RF偏置产生器系统114与IMN 112耦合的一或多条RF电缆。在多个RF电缆被包含于RF电缆系统137内的情况下，RF电缆耦合至IMN 112的不同输入。例如，一RF电缆使RF偏置产生器系统114的RF产生器的输出与IMN 112的输入耦合，而另一RF电缆使RF偏置产生器系统114的另一RF产生器的输出与IMN 112的另一输入耦合。
IMN 112包含多个电路组件，如电感器、电容器、电阻、或其两或更多者的组合等，以使耦合至IMN 112的输出的负载的阻抗与耦合至IMN 112的一或多个输入的源的阻抗相匹配。例如，IMN 112使耦合至IMN112的输出的等离子体室108与RF传输线139的阻抗和耦合至IMN 112的一或多个输入的RF偏置产生器系统114与RF电缆系统137的阻抗相匹配。在一实施方案中，调谐IMN 112的多个电路组件中的一或多者，以促进耦合至IMN 112的输出的负载的阻抗与耦合至IMN 112的一或多个输入的源的阻抗之间的匹配。IMN 112减少RF功率沿着朝向源的方向反射(例如自负载朝向源的反射)的几率。
RF产生器RFGx包含数字信号处理DSPx、功率参数控制器PWRS1x、另一功率参数控制器PWRS2x、自动频率调谐器(AFT)AFTS1x、另一自动频率调谐器AFTS2x、RF电源Psx及驱动器系统118。本文中所用的RF电源的示例包含RF振荡器。例如，RF电源为产生在射频下的振荡信号(如正弦波)的电路。又例如，RF电源为具有石英晶体的晶体振荡器，当电压被供给至靠近石英晶体或位于石英晶体上的电极时，石英晶体会在预定频率下变形。本文中所用的处理器为专用集成电路(ASIC)、或可程序化逻辑设备(PLD)、或中央处理单元(CPU)、或微处理器、或微控制器。本文中所用的控制器为专用集成电路(ASIC)、或可程序化逻辑设备(PLD)、或中央处理单元(CPU)、或微处理器、或微控制器、或处理器。本文中所述的驱动器系统的示例包含一或多个晶体管。
等离子体室108包含介电窗120，介电窗120形成等离子体室108的上壁的一部分。介电窗120使上电极106与等离子体室108的内部体积分离。介电窗120控制(如减少)等离子体室108的体积空间(volume)内的上电极106所引发的电场的效应。上电极106的示例包含具有一或多圈的变压器耦合等离子体(TCP)线圈。例如，每一圈皆位于相同的水平面中。又例如，每一圈位于不同的水平面中。上电极106通过介电窗120感应耦合至等离子体室108的体积空间内。用于制造介电窗120的材料的示例包含石英或陶瓷等。在一些实施方案中，等离子体室108还包含其他部件(未显示)，如围绕卡盘110的下介电环、围绕下介电环的下电极延伸件、下等离子体排除区(PEZ)环等。上电极106的位置与卡盘110相对并面对卡盘110，卡盘110包含下电极。例如，卡盘110包含附接至下电极的顶部的陶瓷层以及附接至下电极的底部的辅助板。下电极由金属如阳极化的铝、铝合金等所制成。另外，上电极106由金属所制成。
衬底122如半导体晶片被支撑在卡盘110的上表面上。集成电路(如ASIC、PLD等)在衬底122上建立，集成电路用于各种装置，如手机、平板电脑、智能手机、计算机、便携式计算机、网络设备等。
一或多个入口接口(如形成在等离子体室108的侧壁内的入口接口)耦合至中央气体馈送件(未显示)。中央气体馈送件从气体源(未显示)接收一或多种处理气体。一或多种处理气体的示例包含含氧气体，如O2。一或多种处理气体的其他示例包含含氟气体，如四氟甲烷(CF4)、六氟化硫(SF6)、六氟乙烷(C2 F6)等。
DSPx耦合至功率参数控制器PWRS1x与PWRS2x且耦合至自动频率调谐器AFTS1x与AFTS2x。另外，功率参数控制器PWRS1x与PWRS2x以及自动频率调谐器AFTS1x与AFTS2x耦合至驱动器系统118。驱动器系统118耦合至RF电源Psx。RF电源Psx通过RF产生器RFGx的输出而耦合至RF电缆124，RF电缆124耦合至IMN 104的输出。
IMN 104的输出通过RF传输缆线126而耦合至上电极106的端点E1。上电极106在其相对端点(如端点E2)处耦合至地电位。示例性的RF传输缆线126为RF缆线。
RF产生器RFGy包含DSPy、功率参数控制器PWRS1y、另一功率参数控制器PWRS2y、自动频率调谐器AFTS1y以及另一自动频率调谐器AFTS2y。RF产生器RFGy还包含RF电源Psy与驱动器系统128。DSPy耦合至功率参数控制器PWRS1y与PWRS2y并耦合至自动频率调谐器AFTS1y与AFTS2y。此外，功率参数控制器PWRS1y和PWRS2y以及自动频率调谐器AFTS1y和AFTS2y耦合到驱动器系统128。驱动器系统128耦合到RF电源Psy。RF电源Psy通过RF发生器RFGy的输出耦合到RF电缆130，RF电缆130耦合到IMN 104的另一输入。IMN104的与RF电缆130耦合的另一输入不同于与RF电缆124耦合的输入。
IMN 104包含多个电路组件如电感器、电容器、电阻、或其两或更多者的组合等，以使耦合至IMN 104的输出的负载的阻抗与耦合至IMN104的输入的源的阻抗相匹配。例如，IMN 104使耦合至IMN 104的输出的等离子体室108与RF传输电缆126的阻抗和RF产生器RFGx、RF电缆124、RF产生器RFGy以及RF电缆130的阻抗相匹配。在一实施方案中，调谐IMN104的多个电路组件中的一或多者，以促进耦合至IMN 104的输出的负载的阻抗与耦合至IMN 104的输入的源的阻抗之间的匹配。IMN 104减少RF功率沿着朝向源的方向反射(例如从负载朝向源的反射)的几率。
主计算机116包含处理器132及内存装置134。处理器132耦合至内存装置134。内存装置的示例包含随机存取存储器(RAM)与只读存储器(ROM)。例如，内存装置为闪存、硬盘、或储存装置等。内存装置为计算机可读介质的一示例。处理器132通过电缆136而耦合至DSPx并通过电缆138而耦合至DSPy。电缆136或电缆138的示例包含用于串行传输数据的电缆、用于并行传输数据的电缆以及用于应用通用串行总线(USB)协议而传输数据的电缆。
处理器132的控制电路被用于产生脉冲化信号102如晶体管-晶体管逻辑(TTL)信号、数字脉冲发生信号、时钟信号、具有工作周期的信号等。用于产生脉冲化信号102的处理器132的控制电路的示例包含TTL电路。
脉冲化信号102包含多个状态S1与S2。例如，脉冲化信号102的状态S1在脉冲化信号102的周期的一部分期间具有逻辑电平1并在周期的另一部分期间具有逻辑电平0。在多种实施方案中，在脉冲化信号102的周期期间状态S1与S2执行一次并随着脉冲化信号102的多个周期重复。例如，脉冲化信号102的一周期包含状态S1与S2且脉冲化信号102的另一周期包含状态S1与S2。例如，在脉冲化信号102的周期期间的一部分期间执行状态S1而在该周期的剩下期间执行状态S2。又例如，状态S1的工作周期与状态S2的工作周期相同。例如，脉冲化信号102的每一状态S1与S2具有50％的工作周期。又例如，状态S1的工作周期不同于状态S2的工作周期。例如，脉冲化信号102的状态S1具有a％的工作周期而脉冲化信号102的状态S2具有(100-a)％的工作周期，其中a为大于零的整数。a％的示例介于10％与50％之间的范围。a％的另一示例介于20％与40％之间的范围。a％的又一示例为25％。
在多种实施方案中，代替处理器132的控制电路，使用时钟源(例如，晶体振荡器等)来生成模拟时钟信号，该模拟时钟信号由模数转换器转换成类似于脉冲化信号102的数字信号。例如，晶体振荡器通过施加电压至靠近晶体振荡器的电极而在电场中振荡。在多种实施方案中，数字时钟源(而非处理器132)产生脉冲化信号102。
处理器132从内存装置134访问配方。配方的示例包含针对状态S1待施加至RF产生器RFGx的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGx的功率参数设定点、针对状态S1待施加至RF产生器RFGx的频率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGx的频率参数设定点、针对状态S1待施加至RF产生器RFGy的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGy的功率参数设定点、针对状态S1待施加至RF产生器RFGy的频率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGy的频率参数设定点、一或多种处理气体的化学特性、或其组合。本文中所用的功率参数设定点的示例包含电压设定点及功率设定点。
处理器132通过电缆136利用脉冲化信号102将指令发送至DSPx。通过电缆136发送至DSPx的指令具有关于下列项的信息：脉冲化信号102、针对状态S1待施加至RF产生器RFGx的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGx的功率参数设定点、针对状态S1待施加至RF产生器RFGx的频率设定点以及针对状态S2待施加至RF产生器RFGx的频率设定点。关于脉冲化信号102的信息对DSPx指示：待由RF产生器RFGx产生的RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst1处从状态S1转变为状态S2及RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst2处从状态S2转变为状态S1。DSPx从指令确定：将在脉冲化信号102的状态S1期间施加针对状态S1的功率参数设定点，将在脉冲化信号102的状态S2期间施加针对状态S2的功率参数设定点，将在脉冲化信号102的状态S1期间施加针对状态S1的频率设定点，以及将在脉冲化信号102的状态S2期间施加针对状态S2的频率设定点。此外，DSPx从指令及脉冲化信号102确定：待由RF产生器RFGx产生的RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst1处从状态S1转变为状态S2，以及RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst2处从状态S2转变为状态S1。过渡时间tst1与tst2针对脉冲化信号102的每一周期重复。
在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst2处，DSPx将状态S1的功率参数设定点发送至功率参数控制器PWRS1x。类似地，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1处，DSPx将状态S2的功率参数设定点发送至功率参数控制器PWRS2x。此外，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst2处，DSPx将状态S1的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS1x。同样地，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1处，DSPx将状态S2的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS2x。
在接收到状态S1的功率参数设定点时，功率参数控制器PWRS1x确定对应于(例如一对一地相关于、映射至、链接于等)状态S1的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S1期间产生的电流量，功率参数控制器PWRS1x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S1，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S1的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGx的输出及RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S1期间通过RF产生器RFGx的RF电源Psx维持状态S1的功率参数设定点。
类似地，在接收到状态S2的功率参数设定点时，功率参数控制器PWRS2x确定对应于状态S2的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S2期间产生的电流量，功率参数控制器PWRS2x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S2的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGx的输出和RF电缆124将RF信号供给至IMN104的输入。在状态S2期间通过RF产生器RFGx的RF电源Psx维持状态S2的功率参数设定点。
此外，在接收到状态S1的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS1x确定对应于状态S1的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S1期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS1x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S1，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S1的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGx的输出和RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S1期间通过RF电源Psx维持状态S1的频率设定点。具有状态S1的功率参数设定点和状态S1的频率设定点的RF信号是在状态S1期间通过RF产生器RFGx产生的RF信号。
类似地，在接收到状态S2的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS2x确定对应于状态S2的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S2期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS2x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S2的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGx的输出及RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S2期间RF电源Psx维持状态S2的频率设定点。具有状态S2的功率参数设定点和状态S2的频率设定点的RF信号是在状态S2期间通过RF产生器RFGx产生的RF信号。
处理器132通过电缆138利用脉冲化信号102将指令发送至DSPy。通过电缆138发送至DSPy的指令具有以下有关信息：脉冲化信号102、针对状态S1待施加至RF产生器RFGy的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGy的功率参数设定点、针对状态S1待施加至RF产生器RFGy的频率参数设定点以及针对状态S2待施加至RF产生器RFGy的频率参数设定点。关于脉冲化信号102的信息对DSPy指示：待由RF产生器RFGy产生的RF信号在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1处从状态S1转变为状态S2，以及RF信号在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst2处从状态S2转变为状态S1。DSPy解析指令并从指令确定：将在脉冲化信号102的状态S1期间施加针对状态S1的功率参数设定点、将在脉冲化信号102的状态S2期间施加针对状态S2的功率参数设定点、将在脉冲化信号102的状态S1期间施加针对状态S1的频率设定点、以及将在脉冲化信号102的状态S2期间施加针对状态S2的频率设定点。此外，DSPx从指令确定：待由RF产生器RFGy产生的RF信号在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1处从状态S1转变为状态S2以及RF信号在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst2处从状态S2转变为状态S1。
在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst2处，DSPy将状态S1的功率参数设定点发送至功率参数控制器PWRS1y。类似地，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1处，DSPy将状态S2的功率参数设定点发送至功率参数控制器PWRS2y。此外，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst2处，DSPy将状态S1的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS1y。此外，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1处，DSPy将状态S2的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS2y。
在接收到状态S1的功率参数设定点时，功率参数控制器PWRS1y确定对应于状态S1的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S1期间产生的电流量，功率参数控制器PWRS1y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S1，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S1的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGy的输出及RF电缆130将RF信号供给至IMN104的其他输入。在状态S1期间通过RF电源Psy维持状态S1的功率参数设定点。
类似地，在接收到状态S2的功率参数设定点时，功率参数控制器PWRS2y确定对应于状态S2的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S2期间产生的电流量，功率参数控制器PWRS2y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并且发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S2的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGy的输出及RF电缆130将RF信号供给至IMN 104的其他输入。在状态S2期间通过RF电源Psy维持状态S2的功率参数设定点。
此外，在接收到状态S1的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS1y确定对应于状态S1的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S1期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS1y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S1，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并且发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S1的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGy的输出及RF电缆130将RF信号供给至IMN 104的其他输入。在状态S1期间通过RF电源Psy维持状态S1的频率设定点。具有状态S1的功率参数设定点及状态S1的频率设定点的RF信号是在状态S1期间通过RF产生器RFGy产生的RF信号。
类似地，在接收到状态S2的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS2y确定对应于状态S2的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S2期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS2y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S2的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGy的输出及RF电缆130将RF信号供给至IMN 104的其他输入。在状态S2期间RF电源Psy维持状态S2的频率设定点。具有状态S2的功率参数设定点及状态S2的频率设定点的RF信号是在状态S2期间通过RF产生器RFGy产生的RF信号。
IMN 104的输入通过RF电缆124从RF产生器RFGx的输出接收RF电源Psx所产生的RF信号、在其他输入处通过RF电缆130从RF产生器RFGy的输出接收由RF电源Psy产生的RF信号，并使耦合至IMN 104的输出的负载的阻抗与耦合至IMN 104的输入的源的阻抗相匹配，以在IMN104的输出处产生经修改的RF信号。经修改的RF信号通过RF传输电缆126而发送至上电极106，如TCP线圈的端点E1。
此外，RF产生器系统114产生一或多个RF信号。例如，RF产生器系统114的RF产生器产生RF信号。又例如，RF产生器系统114的RF产生器产生RF信号且RF产生器系统114的另一RF产生器产生另一RF信号。应注意，RF产生器系统114所供给的一或多个RF信号的偏置电压量或偏置功率量落在多个状态如状态S1与S2、或状态S1、S2与S3期间的预定范围内。例如，处理器132通过将RF产生器系统114耦合至处理器132的电缆117将偏置电压电平或偏置功率电平发送至RF产生器系统114。RF产生器系统114在多个状态期间产生具有偏置电压电平或偏置功率电平的一或多个RF信号。一或多个RF信号由RF产生器系统114以与本文中所述的RF产生器RFGx或RFGy产生RF信号的方式类似的方式产生。一或多个RF信号的偏压或偏置功率为常数，例如与处理器132所接收的偏压电平或偏置功率电平相同或落在其预定范围内。RF偏置产生器系统114在状态S1与S2或状态S1至S3期间于连续波模式下操作。
IMN 112通过RF电缆系统137接收一或多个RF信号以使耦合至IMN 112的输出的负载的阻抗与耦合至IMN 112的一或多个输入的源的阻抗相匹配，以产生输出RF信号。输出RF信号通过RF传输线139发送至卡盘110。
当在上电极106与卡盘110之间供给一或多种处理气体时，经修改的RF信号被供给至上电极106，而输出RF信号被供给至卡盘110，一或多种处理气体被点燃以在等离子体室108内产生或维持等离子体。等离子体具有等离子体鞘123且被用于处理，例如蚀刻衬底122、沉积材料至衬底122上、清理衬底122、溅射衬底122等。等离子体鞘123为形成在等离子体室108内的等离子体的边界。例如，等离子体鞘123包含形成在等离子体室108内的等离子体的上边界125A及形成在等离子体室108内的等离子体的下边界125B。上边界125A更靠近上电极106而非更靠近卡盘110，下边界更靠近卡盘110而非更靠近上电极106。
在一些实施方案中，术语调谐器与控制器在本文中可互换使用。
在多种实施方案中，功率参数控制器PWRS1x与PWRS2x以及自动频率调谐器AFTS1x与AFTS2x是由DSPx所执行的计算机程序的模块，如部分等。类似地，在一些实施方案中，功率参数控制器PWRS1y与PWRS2y以及自动频率调谐器AFTS1y与AFTS2y是由DSPy所执行的计算机程序的模块，如部分等。
在若干实施方案中，功率参数控制器PWRS1x与PWRS2x以及自动频率调谐器AFTS1x与AFTS2x为耦合至DSPx的集成电路的分离集成电路。例如，功率参数控制器PWRS1x为RF产生器RFGx的第一集成电路、功率参数控制器PWRS2x为RF产生器RFGx的第二集成电路、自动频率调谐器AFTS1x为RF产生器RFGx的第三集成电路、自动频率调谐器AFTS2x为RF产生器RFGx的第四集成电路、且DSPx为RF产生器RFGx的第五集成电路。RF产生器RFGx的第一至第四集成电路中的每一者都耦合至RF产生器RFGx的第五集成电路。
类似地，在多种实施方案中，功率参数控制器PWRS1y与PWRS2y以及自动频率调谐器AFTS1y与AFTS2y为耦合至DSPy的集成电路的分离集成电路。例如，功率参数控制器PWRS1y为RF产生器RFGy的第一集成电路、功率参数控制器PWRS2y为RF产生器RFGy的第二集成电路、自动频率调谐器AFTS1y为RF产生器RFGy的第三集成电路、自动频率调谐器AFTS2y为RF产生器RFGy的第四集成电路、且DSPy为RF产生器RFGy的第七集成电路。RF产生器RFGy的第一至第四集成电路中的每一者都耦合至RF产生器RFGy的第五集成电路。
在多种实施方案中，本文中所述的RF信号的状态S1的示例包含状态S1的功率参数设定点及状态S1的频率设定点。状态S1的功率参数设定点为操作性的功率参数设定点，操作性的功率参数设定点为功率参数水平，如状态S1期间RF信号的功率量或电压量的包络或零至峰值大小。状态S1的频率设定点为操作性的频率设定点，操作性的频率设定点为频率电平，如状态S1期间RF信号的频率值的包络或零至峰值大小。类似地，本文中所述的RF信号的状态S2的示例包含状态S2的功率参数设定点及状态S2的频率设定点。状态S2的功率参数设定点为操作性的功率参数设定点，操作性的功率参数设定点为功率参数水平，如状态S2期间RF信号的功率量或电压量的包络或零至峰值大小。状态S2的频率设定点为操作性的频率设定点，操作性的频率设定点为频率电平，如状态S2期间RF信号的频率值的包络或零至峰值大小。应注意，在一实施方案中，零功率参数水平为本文中所述的功率参数设定点的一示例。类似地，在一实施方案中，零频率电平为本文中所述的频率设定点的一示例。
在多种实施方案中，三个RF产生器耦合至IMN 104。例如，额外的RF产生器通过另一RF电缆(未显示)而耦合至IMN 104的又一输入。额外的RF产生器为除了RF产生器RFGx与RF产生器RFGy之外的RF产生器。该又一输入不同于RF电缆124所耦合的IMN 104的输入或RF电缆130所耦合的IMN 104的其他输入。除了额外的RF产生器与RF产生器RFGy具有不同的操作频率如2MHz、27MHz、60MHz等，额外的RF产生器与RF产生器RFGy具有相同的结构与功能。例如，RF产生器RFGy具有13.56MHz的操作频率而额外的RF产生器具有2MHz、或27MHz、或60MHz的操作频率。IMN 104组合从RF产生器RFGx、RF产生器RFGy及额外的RF产生器所接收的RF信号，然后使耦合至IMN 104的输出的负载的阻抗与源(如RF产生器RFGx、RF产生器RFGy、额外的RF产生器、RF电缆124、RF电缆130、其他RF电缆等)的阻抗相匹配，以在IMN 104的输出处产生经修改的RF信号。
在一实施方案中，在本文中，术语阻抗匹配电路与阻抗匹配网络可交互使用。
在一些实施方案中，卡盘110耦合至地电位而非耦合至IMN112与RF偏置产生器系统114。
在多种实施方案中，在上电极106处使用CCP板而非将TCP线圈用作为上电极106。例如，CCP板为具有圆形体积且位于等离子体室108内的水平平面中的圆形板。CCP板由金属(如铝或铝合金)制成。在这些实施方案中，等离子体室108缺乏介电窗120而是具有上壁。等离子体室108还包含其他组件，如围绕CCP板的上介电环、围绕上介电环的上电极延伸件、上PEZ环等。CCP板的位置与卡盘110相对并面向卡盘110。
在一些实施方案中，脉冲化信号102自主RF产生器发送至从RF产生器，如RF产生器RFGy，而并非脉冲化信号102自处理器132发送至RF产生器RFGx与RFGy。主RF产生器的示例包含RF产生器RFGx。例如，RF产生器RFGx的数字信号处理器DSPx从处理器132接收脉冲化信号102并通过电缆(如并行传输电缆、串行传输电缆、或USB电缆)将脉冲化信号102发送至RF产生器RFGy的数字信号处理DSPy。图1B为图形140、142、144的实施方案的图。图形140描绘了脉冲化信号102的逻辑电平与时间t的关系。逻辑电平的示例包含0电平与1电平。0电平为低逻辑电平的示例而1电平为高逻辑电平的示例。另外，图形142描绘了RF产生器RFGx所产生与供给的RF信号(如RF信号146A)的功率参数水平(如电压电平或功率电平)与时间t的关系。图形142还描绘了RF产生器RFGy所产生与供给的RF信号(如RF信号146B)的功率参数水平与时间t的关系。另外，图形144描绘了RF信号146A的功率参数水平与时间t的关系。图形144还描绘了RF产生器RFGy所产生与供给的RF信号(如RF信号146C)的功率参数水平与时间t的关系。
参考图形140与142，在脉冲化信号102的每一周期期间，脉冲化信号102在过渡时间tst1处从状态S1转变为状态S2并在过渡时间tst2处从状态S2转变为状态S1。另外，在状态S1期间，RF信号146A具有功率参数水平Px1而RF信号146B具有零功率参数水平。此外，在状态S1期间，RF信号146A具有频率电平fx1，而RF信号146B具有零频率电平。
另外，在过渡时间tst1处，RF信号146A与146B每一者从状态S1转变为状态S2。在状态S2期间，RF信号146A具有零功率参数水平而RF信号146B具有功率参数水平Py2。此外，在状态S2期间，RF信号146A具有零频率电平，而RF信号146B具有频率电平fy2。当本文中所述的任何RF产生器在零频率电平及零功率参数水平下操作时，RF产生器被关闭，如未操作、切换为关状态等。功率参数水平Py2与功率参数水平Px1相同。另外，频率电平fy2大于频率电平fx1。在过渡时间tst2处，RF信号146A与146B中的每一者从状态S2转变回状态S1。
还应注意，脉冲化信号102或RF信号146A或RF信号146B的状态S1的工作周期与脉冲化信号102或RF信号146A或RF信号146B的状态S2的工作周期相同。例如，状态S1的工作周期为50％，而状态S2的工作周期为50％。RF信号146A或RF信号146B的状态S1占据脉冲化信号102的周期的50％，而RF信号146A或RF信号146B的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余50％。
在多种实施方案中，信号如脉冲化信号102或RF信号146A或RF信号146B的状态S1的工作周期不同于信号的状态S2的工作周期。例如，状态S1的工作周期为25％，而状态S2的工作周期为75％。RF信号146A或RF信号146B的状态S1占据脉冲化信号102的周期的25％，而RF信号146A或RF信号146B的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余75％。又例如，状态S1的工作周期为a％，而状态S2的工作周期为(100-a)％。RF信号146A或RF信号146B的状态S1占据脉冲化信号102的周期的a％，而RF信号146A或RF信号146B的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余(100-a)％。例如，在校正操作期间，基于待实现的蚀刻率决定状态S1的频率电平、状态S2的频率电平、状态S1的功率参数水平、状态S2的功率参数水平、一或多种处理气体的类型、以及衬底122的材料类型、RF产生器RFGx产生RF信号所针对的脉冲化信号102的周期的百分比。蚀刻率测量装置(ERMD)在校正操作期间测量蚀刻率。衬底120材料的类型的示例包含衬底122的氧化物层或金属层。另外，RF产生器RFGx产生RF信号所针对的脉冲化信号102的周期的百分比与将在状态S1期间储存在等离子体鞘123上的电荷的阈值量相关联。电荷阈值量、蚀刻率及RF产生器RFGx产生RF信号所针对的脉冲化信号102的周期的百分比之间的关联性储存在内存装置134中。在处理衬底122期间，RF产生器RFGx产生RF信号所针对的脉冲化信号102的周期的百分比用来作为配方的一部分或脉冲化信号102的工作周期。
ERMD通过电缆而耦合至处理器132且通过等离子体室108的窗而有视线。视线朝向等离子体室108内产生等离子体的空间中。例如，ERMD包含能监测等离子体室108内的等离子体以通过窗测量等离子体所发出的辐射强度的分光亮度计。在一些实施方案中，窗由能允许等离子体所发出的光穿透的透明材料(如玻璃)制成。在多种实施方案中，窗为半透明的窗。强度和等离子体所蚀刻的仿真晶片(a dummy wafer)的膜层的蚀刻率成正比。又例如，针对已知的配方，根据校正操作期间等离子体所发生的辐射的强度，ERMD测量时间tm1处仿真晶片的厚度并测量时间tm2处仿真晶片的厚度，其中时间tm2是在时间tm1之后且在蚀刻仿真晶片之后。ERMD将仿真晶片的蚀刻率确定为时间tm2处的厚度与时间tm1处的厚度的差与时间tm2与时间tm1之间的差之比。在多种实施方案中，仿真晶片具有与衬底122相同的材料。
在一些实施方案中，RF信号146B的功率参数水平Py2不同于(如低于或高于)RF信号146A的功率参数水平Px1。
除了RF信号146B与146C具有不同的功率参数水平外，图形144类似于图形142。例如，RF信号146B在状态S2期间具有功率参数水平Py2且RF信号146B的功率参数水平Py2高于RF信号146C的功率参数水平Py2。
参考图形140与144，RF信号146C的状态S1与RF信号146B的状态S1相同。例如，在状态S1期间，RF信号146C具有零功率参数水平。此外，在状态S1期间，RF信号146C具有零频率电平。
另外，在过渡时间tst1处，RF信号146C从状态S1转变为状态S2。在状态S2期间，RF信号146C具有功率参数水平Py2。此外，在状态S2期间，RF信号146C具有频率电平fy2。RF信号146C的功率参数水平Py2低于RF信号146A的功率参数水平Px1，且RF信号146C的频率电平fy2与RF信号146B的频率电平相同。在过渡时间tst2处，RF信号146C从状态S2转变回状态S1。
应注意，RF信号146C的状态S1的工作周期与RF信号146C的状态S2的工作周期相同。例如，RF信号146C的状态S1的工作周期为50％，而RF信号146C的状态S2的工作周期为50％。RF信号146C的状态S1占据脉冲化信号102的周期的50％，而RF信号146C的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余50％。
在多种实施方案中，RF信号146C的状态S1的工作周期不同于RF信号146C的状态S2的工作周期。例如，RF信号146C的状态S1的工作周期为25％，而RF信号146C的状态S2的工作周期为75％。RF信号146C的状态S1占据脉冲化信号102的周期的25％，而RF信号146C的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余75％。又例如，RF信号146C的状态S1的工作周期为a％，而RF信号146C的状态S2的工作周期为(100-a)％。RF信号146C的状态S1占据脉冲化信号102的周期的a％，而RF信号146C的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余(100-a)％。
在一些实施方案中，RF信号146C的功率参数水平Py2高于RF信号146A的功率参数水平Px1。
应注意，如图形142中所示，功率参数水平Px1与Py2非零。另外，如图形142中所示，频率电平fx1与fy2非零。此外，如图形144中所示，功率参数水平Px1与Py2非零。另外，如图形144中所示，频率电平fx1与fy2非零。
还应注意，RF产生器RFGx受到控制以在状态S1期间于频率电平fx1下操作。在等离子体室108内，RF产生器RFGx在状态S1期间所产生的RF信号的功率参数添加至RF产生器RFGy在状态S2期间所产生的RF信号的功率参数。等离子体室108内的等离子体鞘123具有电容器的功能。在状态S1期间电容器从与频率电平fx1相关的功率参数水平Px1充电并在状态S2期间放电。在状态S1期间功率参数水平Px1使等离子体鞘123充电以增加等离子体鞘123的电荷量。另外，在状态S1期间等离子体鞘123的充电会增加状态S1期间等离子体鞘123的厚度。例如，由于在状态S1期间所产生的许多等离子体离子在状态S1期间累积在等离子体鞘123上，因此状态S1期间等离子体鞘123的厚度增加。充电发生而将功率参数水平Px1的一部分添加至功率参数水平Py2。将功率参数水平Px1的一部分添加至功率参数水平Py2及在状态S2期间电容器的放电会增加状态S2期间等离子体室108内的等离子体的离子的离子能量并减少状态S2期间离子能量的角分散。例如，在状态S2期间等离子体室108内的等离子体的竖直方向性随着在状态S2期间将功率参数水平Px1的一部分添加至功率参数水平Py2而增加。形成在等离子体室108内的等离子体的离子能量会由于功率参数水平Px1的一部分添加至功率参数水平Py2而增加。经相加的功率参数水平(包含功率参数水平Px1的一部分及功率参数水平Px2)会增进状态S2期间的离子能量。在状态S1期间储存经增进的离子能量的等离子体鞘123的电荷的至少一部分在状态S2期间从上边界125A放电至等离子体鞘123的下边界125B以减少入射至衬底122的上表面上的等离子体离子的角分散以进一步增加蚀刻衬底122的蚀刻率。
还应注意，在RF产生器RFGx在状态S1的频率设定点下操作的期间，状态S1期间形成在等离子体室108内的等离子体的等离子体鞘123的电抗增加。等离子体鞘123的电抗与被操作以产生或维持等离子体鞘123的RF产生器的频率成反比。由于在状态S1期间等离子体鞘123的电抗高于状态S2，因此状态S1期间通过等离子体鞘123的离子电流减少。
在状态S1期间在衬底122的表面处的等离子体离子的离子电流会随着等离子体鞘123的电抗的增加而减少。针对状态S1与S2期间的相同量的等离子体离子功率，与等离子体鞘123相关的电阻R和离子电流的平方成反比。为了在状态S1与S2期间输送相同量(如常量)的功率，在状态S1期间与等离子体鞘123相关的电阻R随着离子电流的减少而增加。在状态S1期间经增加的电阻R会增加状态S1期间与等离子体鞘123相关的时间常数RC，延伸状态S1与S2的平均时间常数以增进峰值能量并减少离子能量与角分布函数(IEADF)中的角度，如角分散，其中C为等离子体鞘123的电容，而R为等离子体鞘123的输出处的电阻。例如，等离子体鞘123的输出为等离子体鞘123的离子电流流向的部分。在状态S1与S2期间与等离子体鞘123相关的电阻的平均量随着状态S1期间的电阻R的增加而增加。状态S1与S2的平均时间常数随着电阻的平均量的增加而增加。在状态S1与S2的任一者或两者期间的等离子体鞘123的放电经历时间的量随着平均时间常数的增加而增加。放电时间量的增加会增加状态S1与S2期间等离子体鞘123之间的等离子体体积空间(volume)的等离子体的峰值离子能量并减少状态S1与S2期间等离子体的离子的角分散。
另外，在状态S1期间，等离子体鞘123基于状态S1的功率参数水平充电。例如，在状态S1期间，等离子体鞘123具有电容器的功能并储存从经修改的RF信号所接收的电荷量，经修改的RF信号基于RF产生器RFGx所供给的RF信号产生。在状态S2期间，在等离子体鞘123内基于状态S1的功率参数水平(如状态S1的功率参数水平的一部分)所产生的电荷被添加至等离子体鞘123内基于状态S2的功率参数水平的电荷，以产生对应于经相加的功率参数水平的总电荷。经相加的功率参数水平为状态S1的功率参数水平的一部分与状态S2的功率参数水平的总和。总电荷留存于等离子体鞘123内。总电荷在状态S2期间根据用于充当电容器的等离子体鞘123的放电的时间常数RC放电。例如，等离子体鞘123需要时间放电，但当使用连续波模式RF产生器时等离子体鞘123不必在等离子体操作期间放电。由于放电，入射至衬底122的表面上的离子能量增加，以增加形成在等离子体室108内的等离子体的等离子体离子的竖直方向性、以减少等离子体离子的角分散、以及以增加处理衬底122的处理率，如蚀刻率或溅射率。
在一些实施方案中，功率参数水平针对状态S1的部分在本文中被称为添加功率。
图1C为图形140、152及154的实施方案的图。图形152描绘了功率参数水平(如RF产生器RFGx所产生并供给的RF信号(如RF信号156A)的电压电平或功率电平)与时间t的关系。此外，图形152描绘了RF产生器RFGy所产生并供给的RF信号(如RF信号156B)的功率参数水平与时间t的关系。此外，图形154描绘了RF信号156A的功率参数水平与时间t的关系。图形154还描绘了RF产生器RFGy所产生并供给的RF信号(如RF信号156C)的功率参数水平与时间t的关系。
参考图形140与152，在状态S1期间，RF信号156A具有功率参数水平Px1，而RF信号156B具有非零的功率参数水平Py1。另外，在状态S1期间，RF信号156A具有频率电平fx1，而RF信号156B具有非零的频率电平fy1。
另外，在过渡时间tst1处，RF信号156A与156B每一者从状态S1转变至状态S2。在状态S2期间，RF信号156A具有功率参数水平Px2，而RF信号156B具有功率参数水平Py2。此外，在状态S2期间，RF信号156A具有频率电平fx2，而RF信号156B具有频率电平fy2。功率参数水平Px1、Px2、Py1和Py2是相同的。另外，频率电平fx2高于频率电平fx1，而频率电平fy1低于频率电平fy2。在过渡时间tst2处，RF信号156A与156B每一者从状态S2转变回状态S1。
在一些实施方案中，RF信号156A的频率电平fx2低于RF信号156A的频率电平fx1，而RF信号156B的频率电平fy1高于RF信号156B的频率电平fy2。在若干实施方案中，RF信号156A的频率电平fx2高于RF信号156A的频率电平fx1，而RF信号156B的频率电平fy1高于RF信号156B的频率电平fy2。在多种实施方案中，RF信号156A的频率电平fx2低于RF信号156A的频率电平fx1，而RF信号156B的频率电平fy1低于RF信号156B的频率电平fy2。
应注意，脉冲化信号102或RF信号156A或RF信号156B的状态S1的工作周期与脉冲化信号102或RF信号156A或RF信号156B的状态S2的工作周期相同。例如，状态S1的工作周期为50％，而状态S2的工作周期为50％。RF信号156A或RF信号156B的状态S1占据脉冲化信号102的周期的50％，而RF信号156A或RF信号156B的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余50％。
在多种实施方案中，信号(如脉冲化信号102或RF信号156A或RF信号156B)的状态S1的工作周期不同于信号的状态S2的工作周期。例如，状态S1的工作周期为25％，而状态S2的工作周期为75％。RF信号156A或RF信号156B的状态S1占据脉冲化信号102的周期的25％，而RF信号156A或RF信号156B的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余75％。又例如，状态S1的工作周期为a％，而状态S2的工作周期为(100-a)％。RF信号156A或RF信号156B的状态S1占据脉冲化信号102的周期的a％，而RF信号156A或RF信号156B的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余(100-a)％。
除了RF信号156A与156C具有不同功率参数水平之外，图形154类似于图形152。例如，RF信号156A在状态S1与S2期间具有功率参数水平Px1与Px2，而RF信号156C在状态S1与S2期间具有功率参数水平Py1与Py2。在状态S1与S2期间RF信号156C的功率参数水平Py1与Py2低于在状态S1与S2期间RF信号156A的功率参数水平Px1与Px2。RF信号156A的功率参数水平Px1与RF信号156A的功率参数水平Px2相同。类似地，RF信号156C的功率参数水平Py1与RF信号156C的功率参数水平Py2相同。
参考图形140与154，在RF信号156C的状态S1期间，RF信号156C具有功率参数水平Py1且具有频率电平fy1。另外，在过渡时间tst1处，RF信号156C从状态S1转变为状态S2。在状态S2期间，RF信号156C具有功率参数水平Py2。此外，在状态S2期间，RF信号156C具有频率电平fy2。RF信号156C的频率电平fy2高于RF信号156C的频率电平fy1。在过渡时间tst2处，RF信号156A与156C每一者从状态S2转变回状态S1。
在一些实施方案中，RF信号156A的频率电平fx2低于RF信号156A的频率电平fx1，而RF信号156C的频率电平fy1高于RF信号156C的频率电平fy2。在若干实施方案中，RF信号156A的频率电平fx2高于RF信号156A的频率电平fx1，而RF信号156C的频率电平fy1高于RF信号156C的频率电平fy2。在多种实施方案中，RF信号156A的频率电平fx2低于RF信号156A的频率电平fx1，而RF信号156C的频率电平fy1低于RF信号156C的频率电平fy2。
应注意，RF信号156C的状态S1的工作周期与RF信号156C的状态S2的工作周期相同。例如，RF信号156C的状态S1的工作周期为50％且RF信号156C的状态S2的工作周期为50％。RF信号156C的状态S1占据脉冲化信号102的周期的50％，而RF信号156C的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余50％。
在多种实施方案中，RF信号156C的状态S1的工作周期不同于RF信号156C的状态S2的工作周期。例如，RF信号156C的状态S1的工作周期为25％，而RF信号156C的状态S2的工作周期为75％。RF信号156C的状态S1占据脉冲化信号102的周期的25％，而RF信号156C的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余75％。又例如，RF信号156C的状态S1的工作周期为a％，而RF信号156C的状态S2的工作周期为(100-a)％。RF信号156C的状态S1占据脉冲化信号102的周期的a％，而RF信号156C的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余(100-a)％。
在一些实施方案中，RF信号156C的功率参数水平Py1与Py2高于RF信号156A的功率参数水平Px1与Px2。
在多种实施方案中，除了脉冲化RF信号156C的频率电平外，使RF信号156C的功率参数水平在状态S1与S2之间的脉冲发生。例如，在状态S1期间RF信号156C的Py1不同于(如高于或低于)在状态S2期间RF信号156C的功率参数水平Py2。
在一些实施方案中，除了脉冲化RF信号156A的频率电平外，使RF信号156A的功率参数水平在状态S1与S2之间的脉冲发生。例如，在状态S1期间RF信号156A的功率参数水平Px1不同于(如高于或低于)在状态S2期间RF信号156A的功率参数水平Px2。
应注意，如图形152所示，功率参数水平Px1、Px2、Py1及Py2非零。另外，如图形152所示，频率电平fx1、fx2、fy1及fy2非零。此外，如图形154所示，功率参数水平Px1、Px2、Py1及Py2非零。又，如图形154所示，频率电平fx1、fx2、fy1及fy2非零。
图2A为用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的等离子体工具200的一实施方案的方块图。除了等离子体工具200是关于脉冲化信号202的三状态操作而非脉冲化信号102(图1A)的两状态操作之外，等离子体工具200类似于等离子体工具100。等离子体工具200包含RF产生器RFGa、另一RF产生器RFGb、主计算机116、IMN 104、等离子体室108、IMN112及RF偏置产生器系统114。RF产生器RFGa为低频RF产生器，如400kHz RF产生器、或2MHzRF产生器、或13.56MHz RF产生器。RF产生器RFGb为高频RF产生器。RF产生器RFGb的示例包含2MHz、或13.56MHz、或27MHz、或60MHz RF产生器。RF产生器RFGb的操作频率高于RF产生器RFGa的操作频率。
RF产生器RFGa包含DSPx、功率控制器PWRS1x、功率控制器PWRS2x、又另一功率控制器PWRS3x、自动频率调谐器AFTS1x、自动频率调谐器AFTS2x、又另一自动频率调谐器AFTS3x、RF电源Psx以及驱动器系统118。
DSPx耦合至功率控制器PWRS1x、PWRS2x与PWRS3x，并耦合至自动频率调谐器AFTS1x、AFTS2x与AFTS3x。此外，功率控制器PWRS1x、PWRS2x与PWRS3x以及自动频率调谐器AFTS1x、AFTS2x与AFTS3x耦合至驱动器系统118。驱动器系统118耦合至RF电源Psx，RF电源Psx通过RF产生器RFGa的输出而耦合至RF电缆124。
RF产生器RFGb包含DSPy、功率控制器PWRS1y、功率控制器PWRS2y、又一功率控制器PWRS3y、自动频率调谐器AFTS1y及自动频率调谐器AFTS2y。RF产生器RFGb还包含另一自动频率调谐器AFTS3y、RF电源Psy及驱动器系统128。DSPy耦合至功率控制器PWRS1y、PWRS2y及PWRS3y且耦合至自动频率调谐器AFTS1y、AFTS2y及AFTS3y。此外，功率控制器PWRS1y、PWRS2y及PWRS3y以及自动频率调谐器AFTS1y、AFTS2y及AFTS3y耦合至驱动器系统132。驱动器系统132耦合至RF电源Psy，RF电源Psy通过RF产生器RFGb的输出而耦合至RF电缆130。
处理器132的控制电路被用于产生脉冲化信号202(如TTL信号)、数字脉冲发生信号、方形波形、具有三状态S1至S3的三工作周期的脉冲化信号等。用于产生脉冲化信号202的处理器132的控制电路的示例包含TTL电路。
脉冲化信号202包含状态S1、S2和S3。例如，脉冲化信号202的状态S1在时钟信号204的时钟周期的一部分期间具有逻辑电平1，并且在时钟周期的另一部分期间具有逻辑电平零，脉冲化信号202的状态S2在时钟周期的一部分期间具有逻辑电平1，并且在时钟周期的另一部分期间具有逻辑电平零，脉冲化信号202的状态S3在时钟周期的一部分期间具有逻辑电平1，并且在时钟周期的另一部分期间具有逻辑电平零。在多种实施方案中，在脉冲化信号202的时钟周期期间状态S1、S2及S3执行一次并重复多个时钟周期。例如，时钟周期包含状态S1至S3且时钟信号204的另一时钟周期包含状态S1至S3。例如，在时钟周期的期间的一部分中执行状态S1、在时钟周期的的期间的另一部分中执行状态S2、在时钟周期的期间的剩余部分过程中执行状态S3。
在一些实施方案中，状态S1至S3中的每一者具有三分之一工作周期。在若干实施方案中，状态S1至S3中的每一者所具有的工作周期不同于状态S1至S3中的任何剩余状态的工作周期。例如，状态S1具有工作周期a％、状态S2具有工作周期b％而状态S3具有工作周期(100-a-b)％，其中a与b为正整数且a不同于b。
在多种实施方案中，使用时钟源(如晶体振荡器等)产生模拟时钟信号取代用于产生脉冲化信号202的处理器132的控制电路，模拟时钟信号通过模拟对数字转换器而转换为类似于脉冲化信号202的数字信号。例如，晶体振荡器通过施加电压至靠近晶体振荡器的电极而在电场中振荡。例如，晶体振荡器在时钟信号204的时钟周期的第一部分期间在第一频率下振荡、在时钟信号204的时钟周期的第二部分期间在第二频率下振荡、在时钟信号204的时钟周期的剩余部分期间在第三频率下振荡。第三频率不同于第二频率，第二频率不同于第一频率。在一些实施方案中，第一频率与第二频率相同但不同于第三频率。在多种实施方案中，第一频率与第三频率相同但不同于第二频率。在多种实施方案中，数字时钟源(而非处理器132)产生脉冲化信号202。
处理器132从内存装置144访问配方。配方的示例包含针对状态S1而待施加至RF产生器RFGa的功率参数设定点、针对状态S2而待施加至RF产生器RFGa的功率参数设定点、针对状态S3而待施加至RF产生器RFGa的功率参数设定点、针对状态S1而待施加至RF产生器RFGa的频率设定点、针对状态S2而待施加至RF产生器RFGa的频率设定点、针对状态S3而待施加至RF产生器RFGa的频率设定点、针对状态S1而待施加至RF产生器RFGb的功率参数设定点、针对状态S2而待施加至RF产生器RFGb的功率参数设定点、针对状态S3而待施加至RF产生器RFGb的功率参数设定点、针对状态S1而待施加至RF产生器RFGb的频率设定点、针对状态S2而待施加至RF产生器RFGb的频率设定点、针对状态S3而待施加至RF产生器RFGb的频率设定点、一种或多种处理气体的化学特性、或其组合。
处理器132通过电缆146利用脉冲化信号202将指令发送至DSPx。通过电缆146发送至DSPx的指令具有关于下列项的信息：脉冲化信号202、针对状态S1待施加至RF产生器RFGa的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGa的功率参数设定点、针对状态S3待施加至RF产生器RFGa的功率参数设定点、针对状态S1待施加至RF产生器RFGa的频率设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGa的频率设定点、针对状态S3待施加至RF产生器RFGa的频率设定点。关于脉冲化信号202的信息对DSPx指示：待由RF产生器RFGa产生的RF信号在时钟周期的过渡时间ts1处从状态S1转变为状态S2，RF信号在时钟周期的过渡时间ts2处从状态S2转变为状态S3，以及RF信号在时钟周期的过渡时间ts3处从状态S3转变为状态S1。DSPx从指令确定：在脉冲化信号202的状态S1期间将施加针对状态S1的功率参数设定点，在脉冲化信号202的状态S2期间将施加针对状态S2的功率参数设定点，在脉冲化信号202的状态S3期间将施加针对状态S2的功率参数设定点，在脉冲化信号202的状态S1期间将施加针对状态S3的频率设定点，在脉冲化信号202的状态S2期间将施加针对状态S2的频率设定点以及在脉冲化信号202的状态S3期间将施加针对状态S3的频率设定点。另外，DSPx从指令及脉冲化信号202确定：待由RF产生器RFGa产生的RF信号将在时钟周期的过渡时间ts1处从状态S1转变为状态S2，RF信号在时钟周期的过渡时间ts2处从状态S2转变为状态S3，以及RF信号在时钟周期的过渡时间ts3处从状态S3转变为状态S1。过渡时间ts1至ts3针对时钟信号204的每一时钟周期重复。
在时钟信号204的时钟周期的过渡时间ts3处，DSPx将状态S1的功率参数设定点发送至功率控制器PWRS1x。类似地，在时钟信号204的时钟周期的过渡时间ts1处，DSPx将状态S2的功率参数设定点发送至功率控制器PWRS2x。另外，在时钟信号204的时钟周期的过渡时间ts2处，DSPx将状态S3的功率参数设定点发送至功率控制器PWRS3x。在时钟周期的过渡时间ts3处，DSPx将状态S1的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS1x。此外，在时钟周期的过渡时间ts1处，DSPx将状态S2的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS2x。另外，在时钟周期的过渡时间ts2处，DSPx将状态S3的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS3x。
在接收到状态S1的功率参数设定点时，功率控制器PWRS1x确定对应于状态S1的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S1期间产生的电流量，功率控制器PWRS1x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S1，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S1的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGa的输出及RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S1期间RF产生器RFGa的RF电源Psx维持状态S1的功率参数设定点。
类似地，在接收到状态S2的功率参数设定点时，功率控制器PWRS2x确定对应于状态S2的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S2期间产生的电流量，功率控制器PWRS2x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S2的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGa的输出和RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S2期间RF产生器RFGa的RF电源Psx维持状态S2的功率参数设定点。
另外，在接收到状态S3的功率参数设定点时，功率参数控制器PWRS3x确定对应于状态S3的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S3期间产生的电流量，功率控制器PWRS3x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S3，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S3的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGa的输出和RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S3期间RF产生器RFGa的RF电源Psx维持状态S3的功率参数设定点。
另外，在接收到状态S1的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS1x确定对应于状态S1的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S1期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS1x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S1，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S1的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGa的输出和RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S1期间RF产生器RFGa的RF电源Psx维持状态S1的频率设定点。具有状态S1的功率参数设定点及状态S1的频率设定点的RF信号为在状态S1期间由RF产生器RFGa产生的RF信号。
类似地，在接收到状态S2的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS2x确定对应于状态S2的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S2期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS2x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S2的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGa的输出和RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S2期间RF产生器RFGa的RF电源Psx维持状态S2的频率设定点。具有状态S2的功率参数设定点和状态S2的频率设定点的RF信号为在状态S2期间由RF产生器RFGa产生的RF信号。
另外，在接收到状态S3的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS3x确定对应于状态S3的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S3期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS3x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S3，响应于接收到指令信号，驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S3的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGa的输出及RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S3期间RF产生器RFGa的RF电源Psx维持状态S3的频率设定点。具有状态S3的功率参数设定点及状态S3的频率设定点的RF信号为在状态S3期间RF产生器RFGa产生的RF信号。
处理器132通过电缆148利用脉冲化信号202将指令发送至DSPy。通过电缆148发送至DSPy的指令具有关于下列项的信息：脉冲化信号202、针对状态S1待施加至RF产生器RFGb的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGb的功率参数设定点、针对状态S3待施加至RF产生器RFGb的功率参数设定点、针对状态S1待施加至RF产生器RFGb的频率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGb的频率参数设定点以及针对状态S3待施加至RF产生器RFGb的频率参数设定点。关于脉冲化信号202的信息对DSPy指示：待由RF产生器RFGb产生的RF信号在时钟信号204的时钟周期的过渡时间ts1处从状态S1转变为状态S2，RF信号在时钟周期的的过渡时间ts2处从状态S2转变为状态S3，以及RF信号在时钟周期的过渡时间ts3处从状态S3转变为状态S1。DSPy解析指令并从指令确定：在脉冲化信号202的状态S1期间将施加针对状态S1的功率参数设定点，在脉冲化信号202的状态S2期间将施加针对状态S2的功率参数设定点，在脉冲化信号202的状态S3期间将施加针对状态S3的功率参数设定点，在脉冲化信号202的状态S1期间将施加针对状态S1的频率设定点，在脉冲化信号202的状态S2期间将施加针对状态S2的频率设定点，以及在脉冲化信号202的状态S3期间将施加针对状态S3的频率设定点。此外，DSPx从指令确定：待由RF产生器RFGb产生的RF信号在时钟周期的过渡时间ts1处将从状态S1转变为状态S2，RF信号在时钟周期的过渡时间ts2处将从状态S2转变为状态S3，以及RF信号在时钟周期的过渡时间ts3处将从状态S3转变为状态S1。
在时钟信号204的时钟周期的过渡时间ts3处，DSPy将状态S1的功率参数设定点发送至功率控制器PWRS1y。类似地，在时钟信号204的时钟周期的过渡时间ts1处，DSPy将状态S2的功率参数设定点发送至功率控制器PWRS2y。另外，在时钟信号204的时钟周期的过渡时间ts2处，DSPy将状态S3的功率参数设定点发送至功率控制器PWRS3y。此外，在时钟周期的过渡时间ts3处，DSPy将状态S1的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS1y。另外，在时钟周期的过渡时间ts1处，DSPy将状态S2的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS2y。此外，在时钟周期的过渡时间ts2处，DSPy将状态S3的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS3y。
在接收到状态S1的功率参数设定点时，功率控制器PWRS1y确定对应于状态S1的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S1期间产生的电流量，功率控制器PWRS1y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S1，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S1的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGb的输出和RF电缆130将RF信号供给至IMN 104的其他输入。在状态S1期间RF电源Psy维持状态S1的功率参数设定点。
类似地，在接收到状态S2的功率参数设定点时，功率参数控制器PWRS2y确定对应于状态S2的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S2期间产生的电流量，功率参数控制器PWRS2y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S2的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGb的输出及RF电缆130将RF信号供给至IMN104的其他输入。在状态S2期间RF电源Psy维持状态S2的功率参数设定点。
另外，在接收到状态S3的功率参数设定点时，功率控制器PWRS3y确定对应于状态S3的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S3期间产生的电流量，功率控制器PWRS3y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S3，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S3的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGb的输出和RF电缆130将RF信号供给至IMN 104的其他输入。在状态S3期间RF电源Psy维持状态S3的功率参数设定点。
另外，在接收到状态S1的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS1y确定对应于状态S1的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S1期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS1y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S1，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S1的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGb的输出和RF电缆130将RF信号供给至IMN 104的其他输入。在状态S1期间RF电源Psy维持状态S1的频率设定点。具有状态S1的功率参数设定点和状态S1的频率设定点的RF信号为在状态S1期间RF产生器RFGb产生的RF信号。
类似地，在接收到状态S2的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS2y确定对应于状态S2的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S2期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS2y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S2的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGb的输出和RF电缆130将RF信号供给至IMN 104的其他输入。在状态S2期间RF电源Psy维持状态S2的频率设定点。具有状态S2的功率参数设定点和状态S2的频率设定点的RF信号为在状态S2期间由RF产生器RFGb产生的RF信号。
另外，在接收到状态S3的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS3y确定对应于状态S3的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统128在状态S3期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS3y产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统128。针对状态S3，响应于接收到指令信号，驱动器系统128产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psy。RF电源Psy在接收到电流信号时产生具有状态S3的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGb的输出及RF电缆130将RF信号供给至IMN 104的其他输入。在状态S3期间RF电源Psy维持状态S3的频率设定点。具有状态S3的功率参数设定点及状态S3的频率设定点的RF信号为在状态S3期间RF产生器RFGb产生的RF信号。
IMN 104的输入在输入处通过RF电缆124从RF产生器RFGa的输出接收由RF产生器RFGa产生的RF信号，在其他输入处通过RF电缆130从RF产生器RFGb的输出接收由RF产生器RFGb产生的RF信号，并使耦合至IMN 104的输出的负载的阻抗与耦合至IMN 104的输入的源的阻抗相匹配，以在IMN 104的输出处产生经修改的RF信号。经修改的RF信号通过RF传输电缆126而发送至上电极106。当一或多种处理气体被供给至上电极108与卡盘110之间时，经修改的RF信号被供给至下电极120，而输出RF信号被供给至卡盘110，然后一或多种处理气体被点燃而在等离子体室108内产生等离子体或在等离子体室108内维持等离子体。
在多种实施方案中，功率控制器PWRS1x、PWRS2x与PWRS3x及自动频率调谐器AFTS1x、AFTS2x与AFTS3x为模块，例如由RF产生器RFGa的DSPx执行的计算机程序的部分等。
在多种实施方案中，功率控制器PWRS1x、PWRS2x与PWRS3x以及自动频率调谐器AFTS1x、AFTS2x与AFTS3x为耦合至RF产生器RFGa的DSPx的集成电路的分离集成电路。例如，功率控制器PWRS1x为RF产生器RFGa的第一集成电路，功率控制器PWRS2x为RF产生器RFGa的第二集成电路，功率控制器PWRS3x为RF产生器RFGa的第三集成电路，自动频率调谐器AFTS1x为RF产生器RFGa的第四集成电路，自动频率调谐器AFTS2x为RF产生器RFGa的第五集成电路，自动频率调谐器AFTS3x为RF产生器RFGa的第六集成电路，而DSPx为RF产生器RFGa的第七集成电路。RF产生器RFGa的第一至第六集成电路中的每一者都耦合至RF产生器RFGa的第七集成电路。
在一些实施方案中，功率控制器PWRS1y、PWRS2y与PWRS3y以及自动频率调谐器AFTS1y、AFTS2y与AFTS3y为模块，例如由RF产生器RFGb的DSPy执行的计算机程序的部分等。
在多种实施方案中，功率控制器PWRS1y、PWRS2y和PWRS3y以及自动频率调谐器AFTS1y、AFTS2y和AFTS3y为耦合至RF产生器RFGb的DSPy的集成电路的分离集成电路。例如，功率控制器PWRS1y为RF产生器RFGb的第一集成电路，功率控制器PWRS2y为RF产生器RFGb的第二集成电路，功率控制器PWRS3y为RF产生器RFGb的第三集成电路，自动频率调谐器AFTS1y为RF产生器RFGb的第四集成电路，自动频率调谐器AFTS2y为RF产生器RFGb的第五集成电路，自动频率调谐器AFTS3y为RF产生器RFGb的第六集成电路，而DSPy为RF产生器RFGb的第七集成电路。RF产生器RFGb的第一至第六集成电路中的每一者都耦合至RF产生器RFGb的第七集成电路。
在一些实施方案中，RF信号的状态S3的示例包含状态S3的功率参数设定点和状态S3的频率设定点。状态S3的功率参数设定点为操作性的功率参数设定点，操作性的功率参数设定点为功率参数水平，例如状态S3期间RF信号的功率量或电压量的包络或零至峰值大小。状态S3的频率设定点为操作性的频率设定点，操作性的频率设定点为频率电平，例如状态S3期间RF信号的频率值的包络或零至峰值大小。
在多种实施方案中，时钟信号204是由处理器132所产生或由时钟源所产生，其示例在上文提供。在一些实施方案中，时钟信号204通过电缆146从处理器132发送至RF产生器RFGa的DSPx并通过电缆148发送至RF产生器RFGb的DSPy。
在一些实施方案中，脉冲化信号202是从主RF产生器发送至从RF产生器，如RF产生器RFGb，而不是从处理器132发送至RF产生器RFGa与RFGb。主RF产生器的示例包含RF产生器RFGa。例如，RF产生器RFGa的数字信号处理器DSPx从处理器132接收脉冲化信号202并通过电缆(如并行传输电缆、串行传输电缆、或USB电缆)将脉冲化信号202发送至RF产生器RFGb的数字信号处理器DSPy。
图2B是图形210、212及214的实施方案的图，示出了RF产生器RFGa产生并供给的RF信号(如RF信号216A)以及RF产生器RFGb的产生并供给的RF信号(如RF信号216B)的状态S1、S2及S3。图形210描绘了时钟信号204的逻辑电平与时间t的关系。类似地，图形212描绘了脉冲化信号202的逻辑电平与时间t的关系。
时间期间t1为在时钟信号204的时钟周期内维持由RF产生器RFGa与RFGb产生的RF信号的状态S1的时间期间。类似地，时间期间t2为在时钟信号204的时钟周期内维持由RF产生器RFGa与RFGb产生的RF信号的状态S2的时间期间。另外，时间期间t3为在时钟信号204的时钟周期内维持由RF产生器RFGa与RFGb产生的RF信号的状态S3的时间期间。例如，时间期间t1占据时钟周期的一部分，时间期间t2占据时钟周期的另一部分，并且时间期间t3占据时钟周期的剩余部分。时钟信号204的时钟周期由时间期间t1至t3所构成且重复以产生时钟信号204的多个时钟周期。
在时间期间t1期间，脉冲化信号202从逻辑电平1脉冲化至逻辑电平零。逻辑电平1为高逻辑电平的示例，而逻辑电平0为低逻辑电平的示例。在时间期间t1期间，RF产生器RFGa与RFGb所产生的RF信号受到控制以维持状态S1。
在时钟周期的过渡时间ts1处(在该处，脉冲化信号202自逻辑电平0转变为逻辑电平1)，RF产生器RFGa与RFGb所产生的RF信号受到控制以从状态S1转变至状态S2。过渡时间ts1发生在时间期间t1之后。
时间期间t2发生在过渡时间ts1之后。在时间期间t2期间，脉冲化信号202从逻辑电平1脉冲化至逻辑电平0。另外，在时间期间t2期间，RF产生器RFGa与RFGb所产生的RF信号受到控制以维持状态S2。
在时钟周期的过渡时间ts2处(在该处，脉冲化信号202从逻辑电平0转变至逻辑电平1)，RF产生器RFGa与RFGb所产生的RF信号受到控制以从状态S2转变至状态S3。过渡时间ts2发生在时间期间t2之后。
时间期间t3发生在过渡时间ts2之后。在时间期间t3期间，脉冲化信号202从逻辑电平1脉冲化至逻辑电平0。另外，在时间期间t3期间，RF产生器RFGa与RFGb所产生的RF信号受到控制以维持状态S3。
在时钟周期的过渡时间ts3处(在该处，脉冲化信号102自逻辑电平0转变至逻辑电平1)，RF产生器RFGa与RFGb所产生的RF信号受到控制以从状态S3转变至状态S1。过渡时间ts3发生在时间期间t3之后。在时钟信号204的的连续时钟周期期间，时间期间t1在过渡时间ts3之后重复。在时钟信号204的连续时钟周期期间的时间期间t1后，接着是时钟信号204的连续时钟周期的时间期间t2与t3。时钟信号204的连续时钟周期是连贯的，如连续地或依顺序地接在时钟信号204的时钟周期之后。过渡时间ts1至ts3及时间期间t1至t3重复连续时钟周期。另外，过渡时间ts1至ts3及时间期间t1至t3重复在连续周期之后重复的时钟信号204的后续周期。
RF信号216A与216B的状态S1至S3与时钟信号204的每一周期同步重复。例如，RF信号216A的状态S1至S3在时钟信号204的时钟周期内发生，且RF信号216A的状态S1至S3在时钟信号204的连续时钟周期内重复。又例如，RF信号216B的状态S1至S3在时钟信号204的时钟周期内发生，且RF信号216B的状态S1至S3在时钟信号204的连续时钟周期内重复。
RF信号216A在状态S1期间具有频率电平f1x且在状态S1期间具有功率参数水平P1x。另外，RF信号216B在状态S1期间具有零频率电平f1y，且在状态S1期间具有零功率参数水平P1y。
类似地，RF信号216A在状态S2期间具有频率电平f2x且在状态S2期间具有功率参数水平P2x。频率电平f2x与频率电平f1x相同，且功率参数水平P2x与功率参数水平P1x相同。另外，RF信号216B在状态S2期间具有频率电平f2y且在状态S2期间具有功率参数水平P2y。功率参数水平P2y与功率参数水平P2x相同。频率电平f2y高于频率电平f2x。
类似地，RF信号216A在状态S3期间具有零频率电平f3x且在状态S3期间具有零功率参数水平P3x。另外，RF信号216B在状态S3期间具有频率电平f3y，且在状态S3期间具有功率参数水平P3y。频率电平f3y低于频率电平f2y但高于频率电平f2x。此外，功率参数水平P3y与功率参数水平P2y相同。
应注意，如图形214中所示，功率参数水平P1x、P2x、P2y及P3y非零。类似地，如图形214中所示，频率电平f1x、f2x、f2y及f3y非零。
在一些实施方案中，功率参数水平P2y与P3y不同于(如低于或高于)功率参数水平P1x与P2x。
在多种实施方案中，频率电平f3y高于频率电平f2y。在多个实施方案中，频率电平f3y与频率电平f2y相同。在一些实施方案中，功率参数水平P2x不同于(如高于或低于)功率参数水平P1x。在多种实施方案中，功率参数水平P2y不同于(如高于或低于)功率参数水平P3y。
在一些实施方案中，频率电平f2x不同于(如高于或低于)频率电平f1x。在多种实施方案中，频率电平f1x与功率参数水平P1x皆为零。在一些实施方案中，频率电平f2x与功率参数水平P2x皆为零。在多个实施方案中，频率电平f3y与功率参数水平P3y皆为零。在一些实施方案中，频率电平f2y与功率参数水平P2y皆为零。
在一些实施方案中，RF信号216A或RF信号216B的状态S1至S3中的每一者皆具有三分之一工作周期。在数个实施方案中，RF信号(如RF信号216A或RF信号216B)的状态S1至S3中的每一者的工作周期都不同于RF信号的状态S1至S3中的剩余状态中的任何一者的工作周期。例如，RF信号的状态S1具有a％工作周期，RF信号的状态S2具有工作周期b％，而RF信号的状态S3具有工作周期(100-a-b)％。例如，RF信号的状态S1的工作周期不同于RF信号的状态S2的工作周期。又例如，RF信号的状态S1的工作周期不同于RF信号的状态S2的工作周期，且RF信号的状态S1的工作周期与RF信号的状态S3的工作周期相同。又例如，RF信号的状态S1的工作周期不同于RF信号的状态S3的工作周期。还例如，RF信号的状态S1的工作周期不同于RF信号的状态S3的工作周期，且RF信号的状态S1的工作周期与RF信号的状态S2的工作周期相同。又例如，RF信号的状态S2的工作周期不同于RF信号的状态S3的工作周期。又例如，RF信号的状态S2的工作周期不同于RF信号的状态S3的工作周期，且RF信号的状态S2的工作周期与RF信号的状态S1的工作周期相同。
应注意，RF产生器RFGa在状态S2期间受到控制以在频率电平f2x下操作。在状态S2期间RF产生器RFGa所产生的RF信号的功率参数被添加至在状态S3期间RF产生器RFGb所产生的RF信号的功率参数。形成在等离子体室108内的等离子体的等离子体鞘123用作电容器，其在状态S2期间从与频率电平fx2相关的功率参数水平Px2充电并在状态S3期间放电。添加功率参数及电容器的放电增加在状态S3期间等离子体室108内等离子体的离子的离子能量并减少状态S3期间离子能量的角分散。例如，在状态S3期间等离子体室108内等离子体的竖直方向性会随着状态S3期间功率参数的添加而增加。
图2C是图形210、212及218的实施方案的图，其示出了由RF产生器RFGa产生并供给的RF信号(如RF信号220A)以及由RF产生器RFGb的产生并供给的RF信号(如RF信号220B)的状态S1、S2及S3。
RF信号220A与220B的状态S1至S3与时钟信号204的每一周期同步重复。例如，RF信号220A的状态S1至S3在时钟信号204的时钟周期内发生，且RF信号220A的状态S1至S3在时钟信号204的连续时钟周期内重复。又例如，RF信号220B的状态S1至S3在时钟信号204的时钟周期内发生，且RF信号220B的状态S1至S3在时钟信号204的连续时钟周期内重复。
RF信号220A在状态S1期间具有零频率电平f1x，且在状态S1期间具有零功率参数水平P1x。另外，RF信号220B在状态S1期间具有零频率电平f1y，且在状态S1期间具有零功率参数水平P1y。
类似地，RF信号220A在状态S2期间具有频率电平f2x，且在状态S2期间具有功率参数水平P2x。另外，RF信号220B在状态S2期间具有频率电平f2y，且在状态S2期间具有功率参数水平P2y。功率参数水平P2y与功率参数水平P2x相同，且频率电平f2y高于频率电平f2x。
类似地，RF信号220A在状态S3期间具有频率电平f3x，且在状态S3期间具有功率参数水平P3x。频率电平f3x高于频率电平f2x，且功率参数水平P3x与功率参数水平P2x相同。另外，RF信号220B在状态S3期间具有频率电平f3y，且在状态S3期间具有功率参数水平P3y。频率电平f3y低于频率电平f2y。另外，功率参数水平P3y与功率参数水平P2y相同。此外，频率电平f3x高于频率电平f2x。
在一些实施方案中，功率参数水平P2y与P3y不同于(如低于或高于)功率参数水平P2x与P3x。
在多种实施方案中，频率电平f3x与频率电平f2x相同。在多个实施方案中，频率电平f3x低于频率电平f2x。在多种实施方案中，频率电平f3y高于频率电平f2y。在多个实施方案中，频率电平f3y与频率电平f2y相同。
在一些实施方案中，功率参数水平P2x不同于(如高于或低于)功率参数水平P3x。在多种实施方案中，功率参数水平P2y不同于(如高于或低于)功率参数水平P3y。
在一些实施方案中，频率电平f2x与功率参数水平P2x为零。在多种实施方案中，频率电平f3x与功率参数水平P3x为零。在一些实施方案中，频率电平f2y与功率参数水平P2y为零。在若干实施方案中，频率电平f3y与功率参数水平P3y为零。
在一些实施方案中，RF信号220A或RF信号220B的状态S1至S3中的每一者都具有三分之一的工作周期。在若干实施方案中，RF信号(如RF信号220A或RF信号220B)的状态S1至S3中的每一者所具有的工作周期不同于RF信号的状态S1至S3中的剩余状态中的任何一者的工作周期。例如，RF信号的状态S1具有工作周期a％、RF信号的状态S2具有工作周期b％、RF信号的状态S3具有工作周期(100-a-b)％。
应注意，RF产生器RFGa在状态S2期间受到控制以在频率电平f2x下操作。在状态S2期间RF产生器RFGa所产生的RF信号的功率参数被添加至在状态S3期间RF产生器RFGb所产生的RF信号的功率参数。形成在等离子体室108内的等离子体的等离子体鞘123用作电容器，其在状态S2期间从与频率电平fx2相关的功率参数水平Px2充电并在状态S3期间放电。添加功率参数及电容器的放电增加在状态S3期间等离子体室108内等离子体的离子的离子能量，并且减少状态S3期间离子能量的角分散。例如，在状态S3期间等离子体室108内等离子体的竖直方向性会随着状态S3期间功率参数的添加而增加。
应注意，如图形218中所示，功率参数水平P2x、P3x、P2y以及P3y非零。另外，如图形218中所示，频率电平f2x、f3x、f2y以及f3y非零。
图2D是图形210、212及222的实施方案的图，其示出了RF产生器RFGa产生并供给的RF信号(如RF信号224A)以及RF产生器RFGb的产生并供给的RF信号(如RF信号224B)的状态S1、S2及S3。
RF信号224A与224B的状态S1至S3与时钟信号204的每一周期同步重复。例如，RF信号224A的状态S1至S3在时钟信号204的时钟周期内发生，且RF信号224A的状态S1至S3在时钟信号204的连续时钟周期内重复。又例如，RF信号224B的状态S1至S3在时钟信号204的时钟周期内发生，且RF信号224B的状态S1至S3在时钟信号204的连续时钟周期内重复。
RF信号224A在状态S1期间具有零频率电平f1x，且在状态S1期间具有零功率参数水平P1x。另外，RF信号224B在状态S1期间具有零频率电平f1y，且在状态S1期间具有零功率参数水平P1y。
类似地，RF信号224A在状态S2期间具有频率电平f2x，且在状态S2期间具有零功率参数水平P2x。另外，RF信号224B在状态S2期间具有频率电平f2y，且在状态S2期间具有功率参数水平P2y。RF信号224B的频率电平f2y大于RF信号224A在状态S2期间的频率电平f2x，RF信号224B的功率参数水平P2y与RF信号224A在状态S2期间的功率参数水平P2x相同。
类似地，RF信号224A在状态S3期间具有零频率电平f3x，且在状态S3期间具有零功率参数水平P3x。另外，RF信号224B在状态S3期间具有频率电平f3y，且在状态S3期间具有功率参数水平P3y。RF信号224B在状态S3期间的频率电平f3y与RF信号224B在状态S2期间的频率电平f2y相同。另外，RF信号224B在状态S3期间的功率参数水平P3y与RF信号224B在状态S2期间的功率参数水平P2y相同。
在一些实施方案中，功率参数水平P2y与P3y不同于(如低于或高于)功率参数水平P2x。
在多种实施方案中，频率电平f3y不同于(如高于或低于)频率电平f2y。在若干实施方案中，频率电平f2y与功率参数水平P2y为零。在多种实施方案中，频率电平f3y与功率参数水平P3y为零。
在一些实施方案中，RF信号224A或RF信号224B的状态S1至S3中的每一者都具有三分之一工作周期。在若干实施方案中，RF信号(如RF信号224A或RF信号224B)的状态S1至S3中的每一者的工作周期都不同于RF信号的状态S1至S3中的剩余状态中的任何一者的工作周期。例如，RF信号的状态S1具有a％工作周期、RF信号的状态S2具有工作周期b％而RF信号的状态S3具有工作周期(100-a-b)％，其中a为不同于b的整数。
应注意，RF产生器RFGa在状态S2期间受到控制以在频率电平f2x下操作。在状态S2期间由RF产生器RFGa产生的RF信号的功率参数被添加至在状态S3期间由RF产生器RFGb产生的RF信号的功率参数。形成在等离子体室108内的等离子体的等离子体鞘223用作电容器，其在状态S2期间从与频率电平fx2相关的功率参数水平Px2充电并在状态S3期间放电。添加功率参数及电容器的放电增加在状态S3期间等离子体室108内等离子体的离子的离子能量，并且减少状态S3期间离子能量的角分散。例如，在状态S3期间等离子体室108内等离子体的竖直方向性会随着状态S3期间功率参数的添加而增加。
应注意，如图222中所示，功率参数水平P2x、P2y以及P3y非零。另外，如图222中所示，频率电平f2x、f2y以及f3y非零。
图3是多个图形302a与302b的实施方案的图，其示出了随着频率脉冲化的RF产生器(如RF产生器RFGx或RF产生器RFGa)所产生的RF信号的频率电平的脉冲发生，入射于衬底122的表面上(如入射至衬底122的通道的表面上)的等离子体离子的峰值能量会增加。图形302a与302b中的每一者描绘了IEAD，IEAD描绘了以电子伏特(eV)作为单位测量到的等离子体离子的能量对以度作为单位测量到的横跨形成在衬底122内的通道的角度西塔(theta)。图形302a描绘了在RF产生器的频率电平未被脉冲化(如在连续波(CW)模式下操作)时的能量。图形302b描绘了当使用频率脉冲化的RF产生器时的能量。应注意，当RF产生器RFGx或RFGa的频率电平在多个状态之间脉冲化时等离子体室108内的等离子体的等离子体离子的峰值离子能量比使用CW模式RF产生器时等离子体离子的峰值离子能量高。另外，当RF产生器RFGx或RFGa的频率电平在多个状态之间脉冲化时横跨通道的等离子体离子的角分散比使用CW模式RF产生器时等离子体离子的角分散低。还应注意，如图形302a与302b中所示，不论使用频率脉冲化的RF产生器或CW模式RF产生器，RF偏置产生器系统114所供给的偏压的量都相同，如为300伏。峰值离子能量的增加及角分散的减少会增加蚀刻衬底122的蚀刻率，且不需要增加偏压来增加蚀刻率。例如，当脉冲化RF产生器RFGx或RFGa的频率电平时，RF偏置产生器系统114所产生并供给的一或多个RF信号的偏压为常量。又例如，当脉冲化RF产生器RFGx或RFGa的频率电平时，RF偏置产生器系统114所产生并供给的一或多个RF信号的偏压实质上为如落在预定阈值内、落在与预定值相差5-10％内的常量。
图4为图形400的实施方案的图，其示出了随着RF偏置产生器系统114所供给的偏压的增加，等离子体离子的角分布减少。图形400描绘了以度为单位测得的角分布与偏压的关系。显然，当偏压自200伏增加至1600伏时，角分散分布减少而蚀刻率增加。角分布有时在本文中被称为角分散。
在蚀刻期间，针对快速蚀刻增加偏压。由于峰值离子能量随着偏压增加而增加，且等离子体离子的角分散随着偏压增加而减少，经增加的偏压以较快速度蚀刻衬底122中的高深宽比特征，但仍维持近竖直的轮廓，如适当的关键尺寸。然而，经增加的偏压会窄化角分散，窄化角分散会增加衬底122的上部的掩模层的腐蚀。另外，偏压的增加会在硬件实施上产生复杂度。此外，超出预定偏压量时(如高于5千伏)时，由于等离子体鞘123的大的厚度，因此角分散不会变得更紧密。
应注意，在一实施方案中，RF产生器系统114所供给的偏压量低于5千伏。
图5是图形500的实施方案的图，其示出了与利用偏压增加所实现的角分散相当的角分散，该角分散通过使RF产生器RFGx或RFGy或RFGa或RFGb或其组合的一或多个频率电平的脉冲发生来实现。针对相同的偏压，当耦合至上电极106的RF产生器RFGx或RFGy或RFGa或RFGb或其组合的一或多个频率电平被脉冲化时，角分散低于在CW模式下操作的RF产生器的角分散。角分散的减少会增加蚀刻衬底122的蚀刻率。当RF产生器RFGx或RFGy或RFGa或RFGb或其组合的一或多个频率电平被脉冲化时，不需要增加偏压。
图6是图形602A与图形602B的实施方案的图，其示出了形成在衬底122内的通道的关键尺寸(CD)之间的差异。图形602A描绘了相较于以纳米(nm)为单位的通道宽度的以纳米为单位的通道高度。图形602A所示的通道的关键尺寸为22.2nm。图形602A的关键尺寸是在使用CW模式的RF产生器而非RFGx或RFGy或RFGa或RFGb或其组合时所实现。图形602B描绘了相较于以纳米为单位的衬底122的通道宽度的以纳米为单位的衬底122的通道高度。图形602B所示的关键尺寸为20.1nm。相较于图形602A中的关键尺寸，图形602B中的下关键尺寸是在RFGx或RFGy或RFGa或RFGb或其组合的一或多个的频率电平脉冲化时所实现的。下关键尺寸是于下列情况下实现：等离子体室108内的等离子体的等离子体离子的竖直方向性因为等离子体离子的角分散的减少而增加。当增加竖直方向性而增加蚀刻率时，等离子体离子更聚焦于衬底122的通道的底表面上。
图7A为用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的等离子体工具700的实施方案的方块图。等离子体工具700包含RF产生器RFGx1、主计算机116、IMN 104、等离子体室108、IMN 112以及RF偏置产生器系统114。RF产生器RFGx1的示例包含低频RF产生器，如400kHz RF产生器、或2MHz RF产生器、或13.56MHz RF产生器。RF产生器RFGx1的其他示例包含高频产生器，如13.56MHz RF产生器、或27MHz RF产生器、或60MHz RF产生器。
RF产生器RFGx1包含数字信号处理DSPx、功率参数控制器PWRS1x、另一功率参数控制器PWRS2x、自动频率调谐器AFTx1、RF电源Psx以及驱动器系统118。
DSPx耦合至功率参数控制器PWRS1x与PWRS2x并且耦合至自动频率调谐器AFTx1。另外，功率参数控制器PWRS1x与PWRS2x及自动频率调谐器AFTx1耦合至驱动器系统118。RF电源Psx通过RF产生器RFGx1的输出而耦合至RF电缆124。
处理器132从内存装置134访问配方。配方的示例包含针对状态S1待施加至RF产生器RFGx1的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGx1的功率参数设定点、针对状态S1与S2待施加至RF产生器RFGx1的频率设定点、一或多种处理气体的化学特性以及其组合。
处理器132通过电缆136利用脉冲化信号102将指令发送至RF产生器RFGx1的DSPx。通过电缆136发送至RF产生器RFGx1的DSPx的指令具有关于下列项的信息：脉冲化信号102、针对状态S1待施加至RF产生器RFGx1的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGx1的功率参数设定点、针对状态S1与S2待施加至RF产生器RFGx1的频率设定点。关于脉冲化信号102的信息对RF产生器RFGx1的DSPx指示：待由RF产生器RFGx1产生的RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst1处从状态S1转变为状态S2及RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst2处从状态S2转变为状态S1。RF产生器RFGx1的DSPx从指令确定：在脉冲化信号102的状态S1期间将施加针对状态S1的功率参数设定点，在脉冲化信号102的状态S2期间将施加针对状态S2的功率参数设定点，在脉冲化信号102的状态S1与S2期间将施加针对状态S1与S2的频率设定点。另外，RF产生器RFGx1的DSPx从指令及脉冲化信号102确定：待由RF产生器RFGx1产生的RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst1处从状态S1转变为状态S2，以及RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst2处从状态S2转变为状态S1。
在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst2处，RF产生器RFGx1的DSPx将状态S1的功率参数设定点发送至功率参数控制器PWRS1x。类似地，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1处，DSPx将状态S2的功率参数设定点发送至功率参数控制器PWRS2x。另外，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1或tst2处，DSPx将状态S1与S2的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTx1。
在接收到状态S1的功率参数设定点时，RF产生器RFGx1的功率参数控制器PWRS1x确定对应于状态S1的功率参数设定点的电流量。基于待由RF产生器RFGx1的驱动器系统118在状态S1期间产生的电流量，RF产生器RFGx1的功率参数控制器PWRS1x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S1，响应于接收到指令信号，RF产生器RFGx1的驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF产生器RFGx1的RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S1的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGx的输出及RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S1期间RF产生器RFGx1的RF电源Psx维持状态S1的功率参数设定点。
类似地，在接收到状态S2的功率参数设定点时，RF产生器RFGx1的功率参数控制器PWRS2x确定对应于状态S2的功率参数设定点的电流量。基于待由RF产生器RFGx1的驱动器系统118在状态S2期间产生的电流量，RF产生器RFGx1的功率参数控制器PWRS2x产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统118。针对状态S2，响应于接收到指令信号，RF产生器RFGx1的驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psx。RF产生器RFGx1的RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S2的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGx1的输出及RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S2期间RF产生器RFGx1的RF电源Psx维持状态S2的功率参数设定点。
另外，在接收到状态S1与S2的频率设定点时，RF产生器RFGx1的自动频率调谐器AFTx1确定对应于状态S1的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统118在状态S1与S2期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTx1产生指令信号并将指令信号发送至RF产生器RFGx1的驱动器系统118。针对状态S1与S2，响应于接收到指令信号，RF产生器RFGx1的驱动器系统118产生并发送具有电流量的电流信号至RF产生器RFGx1的RF电源Psx。RF产生器RFGx1的RF电源Psx在接收到电流信号时产生具有状态S1的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGx的输出1及RF电缆124将RF信号供给至IMN 104的输入。在状态S1与S2期间RF产生器RFGx1的RF电源Psx维持状态S1与S2的频率设定点。具有状态S1的功率参数设定点及状态S1的频率设定点的RF信号为在状态S1期间由RF产生器RFGx1产生的RF信号。类似地，具有状态S2的功率参数设定点及状态S2的频率设定点的RF信号为在状态S2期间由RF产生器RFGx1产生的RF信号。
IMN 104的输入通过RF电缆124从RF产生器RFGx1的输出接收由RF产生器RFGx1的RF电源Psx所产生的RF信号，然后使耦合至IMN 104的输出的负载的阻抗与耦合至IMN 104的输入的源的阻抗相匹配，以在IMN 104的输出处产生经修改的RF信号。耦合至IMN 104的输入的源的示例包含RF电缆124及RF产生器RFGx1。经修改的RF信号通过RF传输电缆126而发送至上电极106，如TCP线圈的端点E1。
当一或多种处理气体被供给至上电极106与卡盘110之间时，经修改的RF信号被供给至上电极106，而输出RF信号被供给至卡盘110，点燃一或多种处理气体以在等离子体室108内产生或维持等离子体。
在多种实施方案中，功率参数控制器PWRS1x与PWRS2x及自动频率调谐器AFTx1为RF产生器RFGx1的DSPx所执行的计算机程序的模块，如部分等。
在若干实施方案中，功率参数控制器PWRS1x与PWRS2x及自动频率调谐器AFTx1为耦合至RF产生器RFGx1的DSPx的集成电路的分离集成电路。例如，功率参数控制器PWRS1x为RF产生器RFGx1的第一集成电路，功率参数控制器PWRS2x为RF产生器RFGx1的第二集成电路，自动频率调谐器AFTx1为RF产生器RFGx1的第三集成电路以及DSPx为RF产生器RFGx1的第四集成电路。RF产生器RFGx1的第一至第三集成电路中的每一者耦合至RF产生器RFGx1的第四集成电路。
在多种实施方案中，两个RF产生器耦合至IMN 104。例如，RF产生器RFGy通过RF电缆130而耦合至IMN 104的其他输入。IMN 104组合从RF产生器RFGx1与RF产生器RFGy所接收的RF信号，并使耦合至IMN 104的输出的负载的阻抗与源(如RF产生器RFGx1、RF产生器RFGy、RF电缆124以及RF电缆130等)的阻抗相匹配，以在IMN 104的输出处产生经修改的RF信号。
图7B为图形140、图710以及图712的实施方案的图，其示出了图7A的RF产生器RFGx1所产生的RF信号的功率参数的脉冲发生。图710描绘了RF产生器RFGx1所产生的RF信号(如RF信号714)的功率参数水平与时间t的关系。类似地，图712描绘了RF产生器RFGx1所产生的RF信号(如RF信号716)的功率参数水平与时间t的关系。
参考图形140与710，在状态S1期间RF信号714具有功率参数水平Px1与频率电平fx1。此外，在过渡时间tst1处，RF信号714从状态S1转变至状态S2。在状态S2期间，RF信号714具有零功率参数水平及零频率电平。在过渡时间tst2处，RF信号714从状态S2转变回状态S1。
应注意，RF信号714的状态S1的工作周期与RF信号714的状态S2的工作周期相同。例如，R状态S1的工作周期为50％，而状态S2的工作周期为50％。RF信号714的状态S1占据脉冲化信号102的周期的50％，而RF信号714的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余50％。
在多种实施方案中，RF信号714的状态S1的工作周期不同于RF信号714的状态S2的工作周期。例如，状态S1的工作周期为25％而状态S2的工作周期为75％。RF信号714的状态S1占据脉冲化信号102的周期的25％，而RF信号714的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余75％。又例如，状态S1的工作周期为a％，而状态S2的工作周期为(100-a)％。RF信号714的状态S1占据脉冲化信号102的周期的a％，而RF信号714的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余(100-a)％。
应注意，如图710中所示，功率参数水平Px1与频率电平fx1非零。
除了RF信号714与716在状态S2期间具有不同的功率参数水平之外，图712类似于图710。例如，RF信号714在状态S2期间具有零功率参数水平，而RF信号716在状态S2期间具有功率参数水平Px2。另外，RF信号716在状态S2期间具有频率电平fx2，且状态S2期间的频率电平fx2与RF信号716在状态S1期间的频率电平fx1相同。RF信号716在状态S1期间具有功率参数水平Px1。
参考图形140与712，RF信号716的状态S1与RF信号714的状态S1相同。例如，在状态S1期间RF信号716的功率参数水平Px1与RF信号714的功率参数水平Px1相同。另外，在状态S1期间RF信号716的频率电平fx1与RF信号714的频率电平fx1相同。
另外，在过渡时间tst1处，RF信号716从状态S1转变为状态S2。在状态S2期间RF信号716的功率参数水平Px2大于状态S1期间RF信号714的零功率参数水平Px1，但低于状态S1期间RF信号716的功率参数水平Px1。在过渡时间tst2处，RF信号716从状态S2转变回状态S1。
应注意，如图712中所示，功率参数水平Px1与Px2及频率电平fx1与fx2非零。
应注意，RF信号716的状态S1的工作周期与RF信号716的状态S2的工作周期相同。例如，RF信号716的状态S1的工作周期为50％，而RF信号716的状态S2的工作周期为50％。RF信号716的状态S1占据脉冲化信号102的周期的50％，而RF信号716的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余50％。
在多种实施方案中，RF信号716的状态S1的工作周期不同于RF信号716的状态S2的工作周期。例如，RF信号716的状态S1的工作周期为25％，而RF信号716的状态S2的工作周期为75％。RF信号716的状态S1占据脉冲化信号102的周期的25％，而RF信号716的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余75％。又例如，RF信号716的状态S1的工作周期为a％，而RF信号716的状态S2的工作周期为(100-a)％。RF信号716的状态S1占据脉冲化信号102的周期的a％，而RF信号716的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余(100-a)％。
应注意，在状态S2期间RF产生器RFGx1受到控制以在功率参数水平Px2下操作。RF产生器RFGx1在状态S2期间所产生的RF信号的功率参数添加至RF产生器RFGx1在状态S1期间所产生的RF信号的功率参数。形成在等离子体室108内的等离子体鞘123具有电容器的功能，其在状态S2期间从与频率电平fx2相关的功率参数水平Px2充电并在状态S1期间放电。添加功率参数及电容器的放电增加在状态S1期间等离子体室108内等离子体的离子的离子能量，并且减少状态S1期间离子能量的角分散。例如，在状态S1期间等离子体室108内等离子体的竖直方向性会随着状态S1期间功率参数的添加而增加。
图8为图形800、802、804及806的实施方案的图，其示出了等离子体离子的竖直方向性随着偏压增加而增加。图形800、802、804及806每一者描绘了等离子体离子的能量对测量到的横跨形成在衬底122内的通道的角度的关系。如图所示，等离子体室108内等离子体的峰值离子能量随着RF偏置产生器系统114所供给的偏压的增加而增加。横跨通道的等离子体离子的角分散随着峰值离子能量的增加而减少，等离子体离子的竖直方向性随着峰值离子能量的增加而增加。
图9为图形902与904的实施方案的图，其示出了随着功率参数脉冲化RF产生器(如RF产生器RFGx或RFGy或RFGa或RFGb或RFGx1)所产生的RF信号的功率参数水平的脉冲发生，入射至衬底122表面上的等离子体离子的峰值能量增加。图形902与904每一者描绘了离子能量分布函数(IEDF)，其描绘了等离子体离子的能量与测量到的横跨形成在衬底122内的通道的角度的关系。图形902描绘了当RF产生器的功率参数水平未脉冲化(如在CW模式下操作)时的能量。图形904描绘了当使用功率参数脉冲化RF产生器以使功率参数水平在多个状态之间脉冲化时的能量。应注意，当功率参数脉冲化RF产生器的功率参数水平在多个状态之间脉冲化时，等离子体室108内的等离子体的等离子体离子的峰值离子能量比使用CW模式RF产生器时的等离子体离子的峰值离子能量增加。此外，当功率参数脉冲化RF产生器的功率参数水平在多个状态之间脉冲化时，横跨通道的等离子体离子的角分布比使用CW模式RF产生器时的等离子体离子的角分布减少。还应注意，不论使用功率参数脉冲化RF产生器或CW模式RF产生器，RF偏置产生器系统114供给的偏压量都是相同的，如300伏。峰值离子能量的增加及角分布的减少会增加蚀刻衬底122的蚀刻率且不需增加偏压来增加蚀刻率。例如，当功率参数脉冲化RF产生器的功率参数水平脉冲化时，RF偏置产生器系统114所产生并供给的一或多个RF信号的偏压为常数。
图10为图形400的一实施方案的图。
图11为图形1100的一实施方案的图，其示出了随着偏压增加所实现的角分散相当的角分散通过功率参数脉冲化RF产生器的功率参数水平的脉冲发生来实现。针对相同的偏压，当耦合至上电极106的RF产生器的功率参数水平在CW模式下(如未脉冲化时)操作，角分散较高。角分散比利用功率参数脉冲化RF产生器所实现的角分散高。当功率参数脉冲化RF产生器的功率参数水平脉冲化时，不需增加偏压来实现更低的角分散以增加蚀刻率。
图12为图形1202A与图形1202B的实施方案的图，其示出了形成在衬底122内的通道的关键尺寸之间的差异。图形1202A描绘了相较于以纳米为单位的通道宽度的以纳米为单位的通道高度。在图形1202A中显示通道的关键尺寸为21.9nm。图形1202A的关键尺寸是在使用CW模式的RF产生器而非功率参数脉冲化RF产生器时所实现的。图形1202B描绘了相较于以纳米为单位的衬底122的通道宽度的以纳米为单位的衬底122的通道高度。图形1202B显示关键尺寸为19.2nm。相较于图形1202A中的关键尺寸，图形1202B中的下关键尺寸是在使用功率参数脉冲化RF产生器的功率参数水平脉冲化时所实现的。下关键尺寸是在下列情况下实现的：等离子体室108内的等离子体的等离子体离子的竖直方向性因为等离子体室108内的等离子体的等离子体离子的角分散的减少而增加。
图13A为用于实现具有低的角分散的峰值离子能量增强的等离子体工具1300的一实施方案的方块图。除了在等离子体工具1300中使用RF偏置产生器RFGbs而非RF偏置产生器系统114之外，等离子体工具1300与图1A的等离子体工具100相同。RF偏置产生器RFGbs相较于RF偏置产生器系统114为多状态RF产生器，RF偏置产生器系统114为连续波模式RF产生器。等离子体工具1300还包含主计算机116、IMN 112、等离子体室108、RF产生器RFGx(显示于图1A中)、RF产生器RFGy(显示于图1A中)及IMN 104(显示于图1A中)。
RF产生器RFGbs包含数字信号处理DSPbs、功率参数控制器PWRS1、另一功率参数控制器PWRS2、自动频率调谐器AFTS、RF电源Pbs以及驱动器系统1302。数字信号处理DSPbs耦合至功率参数控制器PWRS1与PWRS2并且耦合至自动频率调谐器AFTS。此外，功率参数控制器PWRS1与PWRS2以及自动频率调谐器AFTS耦合至驱动器系统1302。驱动器系统1302耦合至RF电源Pbs。RF电源Pbs通过RF产生器RFGbs的输出而耦合至RF电缆系统137，如耦合至RF电缆系统137的RF电缆。
处理器132从内存装置134访问配方。配方的示例包含针对状态S1待施加至RF产生器RFGbs的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGbs的功率参数设定点、针对状态S1与S2待施加至RF产生器RFGbs的频率设定点以及其组合。
处理器132通过电缆117利用脉冲化信号102将指令发送至DSPbs。通过电缆117发送至DSPbs的指令具有关于下列项的信息：脉冲化信号102、针对状态S1待施加至RF产生器RFGbs的功率参数设定点、针对状态S2待施加至RF产生器RFGbs的功率参数设定点、针对状态S1与S2待施加至RF产生器RFGbs的频率设定点。关于脉冲化信号102的信息对DSPbs指示：待由RF产生器RFGbs产生的RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst1处从状态S1转变为状态S2，以及RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst2处从状态S2转变为状态S1。DSPbs从指令确定：在脉冲化信号102的状态S1期间将施加针对状态S1的功率参数设定点，在脉冲化信号102的状态S2期间将施加针对状态S2的功率参数设定点，在脉冲化信号102的状态S1与S2期间将施加针对状态S1与S2的频率设定点。另外，DSPbs从指令及脉冲化信号102确定：待由RF产生器RFGbs产生的RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst1处从状态S1转变为状态S2，以及RF信号在脉冲化信号102的过渡时间tst2处从状态S2转变为状态S1。过渡时间tst1与tst2针对脉冲化信号102的每一周期重复。
在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst2处，DSPbs将状态S1的功率参数设定点发送至功率参数控制器PWRS1。类似地，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1处，DSPbs将状态S2的功率参数设定点发送至功率参数控制器PWRS2。此外，在脉冲化信号102的周期的过渡时间tst1或tst2处，DSPbs将状态S1与S2的频率设定点发送至自动频率调谐器AFTS。
在接收到状态S1的功率参数设定点时，功率参数控制器PWRS1确定对应于状态S1的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统1302在状态S1期间产生的电流量，功率参数控制器PWRS1产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统1302。针对状态S1，响应于接收到指令信号，驱动器系统1302产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Pbs。RF电源Pbs在接收到电流信号时产生具有状态S1的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGbs的输出及RF电缆系统137的RF电缆将RF信号供给至IMN 112的输入。在状态S1期间由RF产生器RFGbs的RF电源Pbs维持状态S1的功率参数设定点。
类似地，在接收到状态S2的功率参数设定点时，功率参数控制器PWRS2确定对应于状态S2的功率参数设定点的电流量。基于待由驱动器系统1302在状态S2期间产生的电流量，功率参数控制器PWRS2产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统1302。针对状态S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统1302产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Psbs。RF电源Pbs在接收到电流信号时产生具有状态S2的功率参数设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGbs的输出及RF电缆系统137的RF电缆将RF信号供给至IMN 112的输入。在状态S2期间由RF产生器RFGbs的RF电源Pbs维持状态S2的功率参数设定点。
另外，在接收到状态S1与S2的频率设定点时，自动频率调谐器AFTS确定对应于状态S1与S2的频率设定点的电流量。基于待由驱动器系统1302在状态S1与S2期间产生的电流量，自动频率调谐器AFTS产生指令信号并将指令信号发送至驱动器系统1302。针对状态S1与S2，响应于接收到指令信号，驱动器系统1302产生并发送具有电流量的电流信号至RF电源Pbs。RF电源Pbs在接收到电流信号时产生具有状态S1与S2的频率设定点的RF信号，并通过RF产生器RFGbs的输出及RF电缆系统137的RF电缆将RF信号供给至IMN 112的输入。在状态S1与S2期间RF电源Pbs维持状态S1与S2的频率设定点。具有状态S1的功率参数设定点及状态S1与S2的频率设定点的RF信号是在状态S1期间RF产生器RFGbs产生的RF信号。类似地，具有状态S2的功率参数设定点及状态S1与S2的频率设定点的RF信号是在状态S2期间由RF产生器RFGbs产生的RF信号。
IMN 112的输入通过RF电缆系统137的RF电缆从RF产生器RFGbs的输出接收的由RF电源Pbs所产生的RF信号，然后使耦合至IMN112的输出的负载的阻抗与耦合至IMN 112的输入的源的阻抗相匹配，以在IMN 112的输出处产生输出RF信号。耦合至IMN 112的输入的源的示例包含RF电缆系统137及RF产生器RFGbs。输出RF信号通过RF传输线139发送至卡盘110，例如卡盘110的下电极。
当一或多种处理气体被供给至上电极106与卡盘110之间时，经修改的RF信号被供给至上电极106，而输出RF信号被供给至卡盘110，点燃一或多种处理气体以在等离子体室108内产生或维持等离子体。
在多种实施方案中，功率参数控制器PWRS1与PWRS2及自动频率调谐器AFTS为DSPbs所执行的计算机程序的模块，如部分等。
在若干实施方案中，功率参数控制器PWRS1与PWRS2及自动频率调谐器AFTS为耦合至DSPbs的集成电路的分离集成电路。例如，功率参数控制器PWRS1为RF产生器RFGbs的第一集成电路，功率参数控制器PWRS2为RF产生器RFGbs的第二集成电路，自动频率调谐器AFTS为RF产生器RFGbs的第三集成电路，DSPbs为RF产生器RFGbs的第四集成电路。RF产生器RFGbs的第一至第三集成电路中的每一者耦合至RF产生器RFGbs的第四集成电路。
图13B为图形140、图形1310及图形1312的实施方案的图，其示出了图13A的RF产生器RFGbs所产生的RF信号的功率参数的脉冲发生。图形1310描绘了RF产生器RFGbs所产生的RF信号(如RF信号1314)的功率参数水平与时间t的关系。类似地，图形1312描绘了RF产生器RFGbs所产生的RF信号(如RF信号1316)的功率参数水平与时间t的关系。
参考图形140与1310，在状态S1期间RF信号1314具有零功率参数水平和零频率电平。另外，在过渡时间tst1处，RF信号1314从状态S1转变为状态S2。在状态S2期间，RF信号1314具有功率参数水平Pb2和频率电平fb2。在过渡时间tst2处，RF信号1314从状态S2转变回状态S1。RF信号1314的零功率参数水平避免在状态S1所产生的等离子体离子被导向卡盘110。因此，针对在状态S2期间的应用保留等离子体离子以增加等离子体离子的竖直方向性并更进一步地增加蚀刻率。
应注意，RF信号1314的状态S1的工作周期与RF信号1314的状态S2的工作周期相同。例如，状态S1的工作周期为50％，且状态S2的工作周期为50％。RF信号1314的状态S1占据脉冲化信号102的周期的50％，且RF信号1314的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余50％。
在多种实施方案中，RF信号1314的状态S1的工作周期不同于RF信号1314的状态S2的工作周期。例如，状态S1的工作周期为25％，而状态S2的工作周期为75％。RF信号1314的状态S1占据脉冲化信号102的周期的25％，而RF信号1314的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余75％。又例如，状态S1的工作周期为a％，而状态S2的工作周期为(100-a)％。RF信号1314的状态S1占据脉冲化信号102的周期的a％，而RF信号1314的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余(100-a)％。
应注意，如图形1310中所示，功率参数水平Pb2与频率电平fb2非零。
除了RF信号1314与1316在状态S1期间具有不同的功率参数水平外，图形1312类似于图形1310。例如，RF信号1314在状态S1期间具有零功率参数水平，而RF信号1316在状态S1期间具有功率参数水平Pb1。另外，RF信号1316在状态S1期间具有频率电平fb1，而状态S1期间的频率电平fb1与状态S2期间RF信号1316的频率电平fb2相同。RF信号1316在状态S2期间具有功率参数水平Pb2。RF信号1316在状态S1期间低于状态S2期间的较低功率参数水平会避免在状态S1期间所产生的等离子体离子在状态S1被导向卡盘110。因此，针对在状态S2期间的应用保留等离子体离子以增加等离子体离子的竖直方向性并更进一步增加蚀刻率。
参考图形140与1312，RF信号1316的状态S2与RF信号1314的状态S2相同。例如，在状态S2期间RF信号1316具有功率参数水平Pb2，功率参数水平Pb2与状态S2期间的RF信号1314的功率参数水平Pb2相同。此外，在状态S2期间RF信号1316具有频率电平fb2，频率电平fb2与状态S2期间的RF信号1314的频率电平相同。
此外，在过渡时间tst1处，RF信号1316从状态S1转变为状态S2。功率参数水平Pb1高于在状态S1期间RF信号1314的零功率参数水平，但低于在状态S2期间RF信号1316的功率参数水平Pb2。在过渡时间tst2处，RF信号1316从状态S2转变回状态S1。
应注意，如图形1312中所示，功率参数水平Pb1与Pb2及频率电平fb1与fb2非零。
应注意，RF信号1316的状态S1的工作周期与RF信号1316的状态S2的工作周期相同。例如，RF信号1316的状态S1的工作周期为50％，而RF信号1316的状态S2的工作周期为50％。RF信号1316的状态S1占据脉冲化信号102的周期的50％，而RF信号1316的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余50％。
在多种实施方案中，RF信号1316的状态S1的工作周期不同于RF信号1316的状态S2的工作周期。例如，RF信号1316的状态S1的工作周期为25％，而RF信号1316的状态S2的工作周期为75％。RF信号1316的状态S1占据脉冲化信号102的周期的25％，而RF信号1316的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余75％。又例如，RF信号1316的状态S1的工作周期为a％而RF信号1316的状态S2的工作周期为(100-a)％。RF信号1316的状态S1占据脉冲化信号102的周期的a％而RF信号1316的状态S2占据脉冲化信号102的周期的剩余(100-a)％。
在一些实施方案中，频率电平fb1不同于(如低于或高于)频率电平fb2。
可通过包含下列各项的各种计算机系统构造以实行本文所述的实施方案：手持硬件单元、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费性电子产品、迷你计算机、主计算机等。还可在分布式计算环境中实行所述的实施方案，在这些分布式计算环境中工作经由通过网络链接的远程处理硬件单元执行。
在一些实施方案中，控制器为系统的一部分，该系统可为上述示例的一部分。这样的系统包含半导体处理设备，该半导体处理设备包含一个或多个处理工具、一个或多个室、一个或多个处理用平台和/或特定的处理组件(晶片基座、气体流动系统等)。这些系统与电子设备整合，以在半导体晶片或衬底之处理之前、期间、以及之后，控制其运作。电子设备被称为控制器，其可控制一个或者多个系统的各种组件或子部件。取决于处理需求和/或系统类型，将控制器编程设计成控制本文所公开的处理中的任何处理，包含处理气体的传送、温度设定(例如，加热和/或冷却)、压力设定、真空设定、功率设定、RF产生器设定、RF匹配电路设定、频率设定、流速设定、流体传送设定、位置和操作设定、进出与系统耦合或接合的工具及其他转移工具和/或负载锁的晶片转移。
广义而言，在许多实施方案中，将控制器定义为具有接收指令、发布指令、控制运作、启动清洗操作、启动终点测量等的许多集成电路、逻辑、内存和/或软件的电子设备。集成电路包含：储存程序指令的硬件形式的芯片、数字信号处理器(DSPs)、定义为ASICs的芯片、可编程逻辑装置(PLDs)和/或一或更多微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令为以不同的单独设定(或程序档案)的形式而传达至控制器或系统的指令，该单独设定(或程序档案)为实行特定处理(在半导体晶片上，或是对半导体晶片或对系统)而定义操作参数、因子、变量等。在一些实施方案中，程序指令由工艺工程师所定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间实现一个或多个处理步骤。
在一些实施方案中，控制器为计算机的一部分，或耦合至计算机，该计算机与系统整合、耦合至系统、或以网络连接至系统、或以其组合方式连接至系统。例如，控制器在容许晶片处理的远程访问的“云端”或晶片厂(fab)主计算机系统的全部或部分中。控制器使系统能够远程访问，以监控制造运作的当前进度、检查过去制造运作的历史、由多个制造运作而检查趋势或效能指标，以改变当前处理的参数、设定当前处理之后的处理步骤、或开始新的处理。
在一些实施方案中，远程计算机(例如，服务器)通过网络提供处理配方至系统，该网络包含局域网络或因特网。远程计算机包含用户接口，其可实现参数和/或设定的输入、或对参数和/或设定进行程序化，接着将该参数和/或该设定由远程计算机传达至系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，这些指令指定在一或多个操作期间将进行的每一处理步骤用的参数、因子和/或变量。应理解，所述参数、因子和/或变量特别针对待执行的处理的类型及控制器用于接合或控制的工具的类型。因此，如上所述，控制器为分布式，例如通过包含以网络的方式连接彼此且朝向共同目的(例如，本文所述的处理和控制)而运作的一或更多分离的控制器。用于此目的的分布式控制器的示例包含在室上、与位于远程的一或更多集成电路(例如，在平台水平处、或作为远程计算机的一部分)进行通信的一或更多集成电路，两者结合以控制室中的处理。
不受限地，在多种实施方案中，可应用方法的示例性系统包含等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转冲洗室或模块、金属镀室或模块、清洁室或模块、边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块以及和半导体晶片的制造相关及/或用于制造的任何其他半导体处理系统。
还应注意，在一些实施方案中，上述操作应用于若干类型的等离子体室，如包含感应耦合等离子体(ICP)反应器的等离子体室，变压器耦合等离子体室，导体工具，介电工具，包含电子回旋共振(ECR)反应器的等离子体室等。例如，一或多个RF产生器耦合至ICP反应器内的电感器。电感器形状的示例包含螺管、圆顶形线圈、平面形线圈等。
如上所述，取决于将通过工具执行的一个或多个处理步骤，主计算机与半导体制造工厂中的一或更多的以下各项进行通信：其他工具电路或模块、其他工具组件、群集工具、其他工具接口、邻近的工具、相邻的工具、遍布工厂的工具、主计算机、另一控制器、或材料运输中所使用的工具，该材料运输中所使用的工具将晶片容器往返于工具位置和/或装载端口输送。
考虑到上述实施方案，应理解，一些实施方案使用涉及储存在计算机系统中的数据的各种计算机实现的操作。这些操作是在物理上操控物理量的操作。形成实施方案的在本文中所述操作中的任何操作都是有用的机械操作。
实施方案中的一些还涉及硬件单元或执行这些操作的设备。该设备特别地针对专用计算机而构建。当被定义为专用计算机时，该计算机执行其他处理、程序执行或非特殊用途的部分且同时仍能操作用于特殊用途的例程。
在一些实施方案中，通过储存于计算机内存中、高速缓存中、或通过计算机网络获取的计算机程序以选择性地启用或配置的计算机来执行所述操作。当数据通过计算机网络获取时，可通过计算机网络上的其他计算机(例如，计算资源的云端)以处理该数据。
还可将所述的一或更多个实施方案制造成非瞬时计算机可读介质上的计算机可读码。非瞬时计算机可读介质是储存数据的任何数据储存硬件单元(例如存储器装置等)，所述数据之后通过计算机系统读取。非瞬时计算机可读介质的示例包含硬盘、网络附加储存(NAS)、ROM、RAM、只读光盘(CD-ROMs)、可录式光盘(CD-Rs)、可重写光盘(CD-RWs)、磁带以及其他光学式及非光学式数据储存硬件单元。在一些实施方案中，非瞬时计算机可读介质包含分布于网络耦合计算机系统范围内的计算机可读有形介质，使得计算机可读码以分散方式储存及执行。
尽管上述的一些方法操作是以特定顺序描述，但应理解，在许多实施方案中，在多个操作之间执行其他内务操作，或者，将方法操作调整成使得这些方法操作在稍微不同的时间发生，或者这些方法操作分布于容许多个方法操作以多种间隔发生的系统中，或者这些方法操作以不同于上述的顺序执行。
应进一步注意，在一实施方案中，来自上述任何实施方案的一或更多特征与任何其他实施方案的一或更多特征结合，而不偏离本发明所述的各种实施方案所描述的范围。
虽然前述的实施方案已针对清楚理解的目的而相当详细地加以描述，但应明白，一些改变与修改可在所附的权利要求的范围内实施。因此，本发明的实施方案应被视为说明性而非限制性的，且这些实施方案不应受限于本文中所提供的细节。

Claims (39)

1.一种操作等离子体室以在蚀刻操作期间增加离子能量并减少被导向衬底的表面的离子的角分散的方法，其包含：
接收脉冲化信号以驱动所述等离子体室的操作，其中所述脉冲化信号具有两状态，所述两状态包含第一状态与第二状态；
在所述第一状态期间在主要频率电平下操作主要射频(RF)产生器，以及在所述第二状态期间使所述主要RF产生器维持在关闭状态，其中在所述第一状态期间操作所述主要RF产生器为形成在所述衬底上方的等离子体鞘产生经增加的电荷，其中所述经增加的电荷增加所述等离子体鞘的厚度；
在所述第二状态期间在次要频率电平下操作次要RF产生器以及在所述第一状态期间使所述次要RF产生器维持在所述关闭状态，其中在所述第二状态期间操作所述次要RF产生器使用在所述第一状态期间所产生的所述等离子体鞘的所述经增加的电荷的至少一部分作为添加功率以增强所述第二状态期间所产生的所述离子能量，所述添加功率减少当所述离子被导向所述衬底的表面时所述离子的所述角分散，其中所述主要RF产生器与所述次要RF产生器通过阻抗匹配电路而耦合至与所述等离子体室相关的上电极；以及
根据所述脉冲化信号在所述第一状态与所述第二状态中持续操作所述主要RF产生器与所述次要RF产生器，以增进在所述第一状态与所述第二状态的多个循环期间的所述蚀刻操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述主要RF产生器在所述第一状态期间在开启状态下操作至少预定时间期间，所述预定时间期间足以产生用于增加所述等离子体鞘的电荷的电荷阈值量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述预定时间期间是在配方校正例程期间决定，所述配方校正例程用于蚀刻所述衬底的所述表面的一种材料。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述预定时间期间的范围介于所述脉冲化信号的工作周期的10％和50％之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述主要RF产生器为低频RF产生器，而所述次要RF产生器为高频RF产生器，其中所述高频RF产生器具有比所述低频RF产生器高的操作频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一状态期间与所述等离子体鞘相关的时间常数增加，其中所述主要RF产生器在所述第一状态期间所产生的RF信号的主要功率电平的至少一部分被添加至所述次要RF产生器在所述第二状态期间所产生的RF信号的次要功率电平，以促进所述第二状态期间的所述蚀刻操作。
7.根据权利要求1所述的方法，其还包含操作RF偏置产生器以在所述第一状态期间具有第一偏置功率参数水平并且在所述第二状态期间具有第二偏置功率参数水平，其中所述第一偏置功率参数水平低于所述第二偏置功率参数水平，其中所述RF偏置产生器通过另一阻抗匹配电路耦合至所述等离子体室的卡盘，其中所述RF偏置产生器的所述第一偏置功率参数水平协助在所述第一状态期间所形成的离子能量传输至所述第二状态。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述在所述第一状态期间在所述主要频率电平下操作所述主要RF产生器增加所述等离子体鞘的电抗，其中所述等离子体鞘的所述电抗的所述增加相应地减少流经所述等离子体鞘的电流，其中所述电流的减少使与所述等离子体鞘相关的电阻的平均量增加，其中所述电阻的平均量的所述增加增大与所述等离子体鞘及所述第一状态与所述第二状态相关的平均时间常数，以增加在所述第一状态与所述第二状态期间所述等离子体鞘的放电的时间量，其中放电的所述时间量的所述增加提高所述离子的峰值离子能量并减少所述离子的所述角分散。
9.根据权利要求1所述的方法，其还包含：
确定所述主要RF产生器将在所述第一状态期间于主要功率参数水平下操作；
控制所述主要RF产生器以使其在所述第一状态期间于所述主要功率参数水平下操作；
确定所述次要RF产生器将在所述第二状态期间于次要功率参数水平下操作；以及
控制所述次要RF产生器使其在所述第二状态期间于所述次要功率参数水平下操作。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述主要功率参数水平与所述次要功率参数水平相同。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述主要功率参数水平不同于所述次要功率参数水平。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述上电极面对所述等离子体室的卡盘，其中所述上电极为变压器耦合等离子体线圈，其中所述卡盘通过另一阻抗匹配电路耦合至RF偏置产生器。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述上电极面对所述等离子体室的卡盘，其中所述上电极为变压器耦合等离子体线圈，其中所述卡盘耦合至地电位。
14.一种操作等离子体室以在蚀刻操作期间增加离子能量并减少被导向衬底的表面的离子的角分散的方法，其包含：
接收脉冲化信号以驱动所述等离子体室的操作，其中所述脉冲化信号具有两状态，所述两状态包含第一状态与第二状态；
在所述第一状态期间在第一主要频率电平下以及在所述第二状态期间在第二主要频率电平下操作主要射频(RF)产生器，其中在所述第一状态期间操作所述主要RF产生器为形成在所述衬底上方的等离子体鞘产生经增加的电荷，其中所述经增加的电荷增加所述等离子体鞘的厚度；
在所述第一状态期间在第一次要频率电平下以及在所述第二状态期间在第二次要频率电平下操作次要RF产生器，其中在所述第二状态期间操作所述次要RF产生器使用在所述第一状态期间所产生的所述等离子体鞘的所述经增加的电荷的至少一部分作为添加功率以增强所述第二状态期间所产生的所述离子能量，所述添加功率减少当所述离子被导向所述衬底的表面时所述离子的所述角分散，其中所述主要RF产生器与所述次要RF产生器通过阻抗匹配电路而耦合至与所述等离子体室相关的上电极，其中所述第一主要频率电平、所述第二主要频率电平、所述第一次要频率电平以及所述第二次要频率电平中的每一者都不是零；以及
根据所述脉冲化信号在所述第一状态与所述第二状态中持续操作所述主要RF产生器与所述次要RF产生器，以增进在所述第一状态与所述第二状态的多个循环期间的所述蚀刻操作。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述主要RF产生器在所述第一状态期间在开启状态下操作至少预定时间期间，所述预定时间期间足以产生用于增加所述等离子体鞘的电荷的电荷阈值量。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述预定时间期间是在配方校正例程期间决定，所述配方校正例程用于蚀刻所述衬底的所述表面的一种材料。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述预定时间期间的范围介于所述脉冲化信号的工作周期的10％和50％之间。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述主要RF产生器为低频RF产生器，而所述次要RF产生器为高频RF产生器，其中所述高频RF产生器具有比所述低频RF产生器高的操作频率。
19.根据权利要求14所述的方法，其中在所述第一状态期间与所述等离子体鞘相关的时间常数增加，其中由所述主要RF产生器在所述第一状态期间所产生的RF信号的主要功率电平的至少一部分被添加至所述次要RF产生器在所述第二状态期间所产生的RF信号的次要功率电平，以促进所述第二状态期间的所述蚀刻操作。
20.根据权利要求14所述的方法，其还包含操作RF偏置产生器以在所述第一状态期间具有第一偏置功率参数水平并且在所述第二状态期间具有第二偏置功率参数水平，其中所述第一偏置功率参数水平低于所述第二偏置功率参数水平，其中所述RF偏置产生器通过另一阻抗匹配电路耦合至所述等离子体室的卡盘，其中所述RF偏置产生器的所述第一偏置功率参数水平协助在所述第一状态期间所形成的离子能量传输至所述第二状态。
21.根据权利要求14所述的方法，其中所述在所述第一状态期间在所述第一主要频率电平下操作所述主要RF产生器增加所述等离子体鞘的电抗，其中所述等离子体鞘的所述电抗的所述增加相应地减少流经所述等离子体鞘的电流，其中所述电流的减少使与所述等离子体鞘相关的电阻的平均量增加，其中所述电阻的平均量的所述增加增大与所述等离子体鞘及所述第一状态与所述第二状态相关的平均时间常数，以增加在所述第一状态与所述第二状态期间所述等离子体鞘的放电的时间量，其中放电的所述时间量的所述增加提高所述离子的峰值离子能量并减少所述离子的所述角分散。
22.根据权利要求14所述的方法，其还包含：
确定所述主要RF产生器将在所述第一状态期间于第一主要功率参数水平下操作并且将在所述第二状态期间于第二主要功率参数水平下操作；
控制所述主要RF产生器以使其在所述第一状态期间于所述第一主要功率参数水平下操作并且在所述第二状态期间于所述第二主要功率参数水平下操作；
确定所述次要RF产生器将在所述第一状态期间于第一次要功率参数水平下操作且在所述第二状态期间于第二次要功率参数水平下操作；以及
控制所述次要RF产生器以使其在所述第一状态期间于所述第一次要功率参数水平下操作并且在所述第二状态期间于所述第二次要功率参数水平下操作。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一主要功率参数水平、所述第二主要功率参数水平、所述第一次要功率参数水平以及所述第二次要功率参数水平是相同的。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一主要功率参数水平与所述第二主要功率参数水平不同于所述第一次要功率参数水平与所述第二次要功率参数水平。
25.根据权利要求14所述的方法，其中所述上电极面对所述等离子体室的卡盘，其中所述上电极为变压器耦合等离子体线圈，其中所述卡盘通过另一阻抗匹配电路耦合至RF偏置产生器。
26.根据权利要求14所述的方法，其中所述上电极面对所述等离子体室的卡盘，其中所述上电极为变压器耦合等离子体线圈，其中所述卡盘耦合至地电位。
27.一种操作等离子体室以在蚀刻操作期间增加离子能量并减少被导向衬底的表面的离子的角分散的系统，其包含：
主要射频(RF)产生器，其具有被配置成产生主要RF信号的主要电源；
次要RF产生器，其具有被配置成产生次要RF信号的次要电源；
阻抗匹配网络，其耦合至所述主要电源与所述次要电源，其中所述阻抗匹配网络被配置成接收所述主要RF信号与所述次要RF信号以产生经修改的RF信号；
等离子体室，其具有耦合至所述阻抗匹配网络的上电极，其中所述等离子体室被配置成接收所述经修改的RF信号；
其中所述主要RF产生器包含被配置成用于下列操作的一或多个处理器：
接收脉冲化信号以驱动所述等离子体室的操作，其中所述脉冲化信号具有两状态，所述两状态包含第一状态与第二状态；以及
于所述第一状态期间在主要频率电平下操作所述主要RF产生器以及在所述第二状态期间使所述主要RF产生器维持在关闭状态，其中所述第一状态期间所述主要RF产生器的所述操作为形成在所述衬底上方的等离子体鞘产生经增加的电荷，其中所述经增加的电荷增加所述等离子体鞘的厚度，
其中所述次要RF产生器包含被配置成用于下列操作的一或多个处理器：
接收所述脉冲化信号；以及
于所述第二状态期间在次要频率电平下操作所述次要RF产生器以及在所述第一状态期间使所述次要RF产生器维持在所述关闭状态，其中在所述第二状态期间所述次要RF产生器的所述操作使用在所述第一状态期间所产生的所述等离子体鞘的所述经增加的电荷的至少一部分作为添加功率以增强在所述第二状态期间所产生的所述离子能量，所述添加功率减少当所述离子被导向所述衬底的表面时所述离子的所述角分散，
其中所述主要RF产生器与所述次要RF产生器被配置成根据所述脉冲化信号在所述第一状态与所述第二状态中持续操作，以增进在所述第一状态与所述第二状态的多个循环期间的所述蚀刻操作。
28.根据权利要求27所述的系统，其中所述主要RF产生器被配置为在所述第一状态期间处于开启状态持续至少预定时间期间，所述预定时间期间足以产生用于增加所述等离子体鞘的电荷的电荷阈值量。
29.根据权利要求28所述的系统，其中所述预定时间期间是在配方校正例程期间决定，所述配方校正例程用于蚀刻所述衬底的所述表面的一种材料。
30.根据权利要求28所述的系统，其中所述预定时间期间的范围介于所述脉冲化信号的工作周期的10％和50％之间。
31.根据权利要求27所述的系统，其中所述主要RF产生器为低频RF产生器，而所述次要RF产生器为高频RF产生器，其中所述高频RF产生器具有比所述低频RF产生器高的操作频率。
32.根据权利要求27所述的系统，其中在所述第一状态期间与所述等离子体鞘相关的时间常数增大，其中所述主要RF信号在所述第一状态期间具有主要功率电平，其中所述主要功率电平的至少一部分被添加至在所述次要RF信号的所述第二状态期间的次要功率电平，以促进在所述第二状态期间的所述蚀刻操作。
33.根据权利要求27所述的系统，其中所述等离子体室包含卡盘，所述系统还包含：
RF偏置产生器，其被配置成在所述第一状态期间具有第一偏置功率参数水平并且在所述第二状态期间具有第二偏置功率参数水平，其中所述第一偏置功率参数水平低于所述第二偏置功率参数水平；以及
阻抗匹配电路，其耦合至所述RF偏置产生器以及所述等离子体室的所述卡盘，其中所述RF偏置产生器的所述第一偏置功率参数水平协助将在所述第一状态期间所形成的离子能量传输至所述第二状态。
34.根据权利要求27所述的系统，其中所述主要RF产生器被配置成在所述第一状态期间在所述主要频率电平下操作以增加所述等离子体鞘的电抗，其中所述等离子体鞘的所述电抗的所述增加相应地减少流经所述等离子体鞘的电流，其中所述电流的减少使与所述等离子体鞘相关的电阻的平均量增加，其中所述电阻的平均量的所述增加增大与所述等离子体鞘及所述第一状态与所述第二状态相关的平均时间常数，以增加在所述第一状态与所述第二状态期间所述等离子体鞘的放电的时间量，其中所述放电的时间量的所述增加提高所述离子的峰值离子能量并减少所述离子的所述角分散。
35.根据权利要求27所述的系统，其还包含：
将所述主要RF产生器配置成在所述第一状态期间于主要功率参数水平下操作；
将所述次要RF产生器配置成在所述第二状态期间于次要功率参数水平下操作。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述主要功率参数水平与所述次要功率参数水平相同。
37.根据权利要求35所述的系统，其中所述主要功率参数水平不同于所述次要功率参数水平。
38.根据权利要求27所述的系统，其中所述等离子体室包含卡盘，其中所述上电极面对所述卡盘，其中所述上电极为变压器耦合等离子体线圈，所述系统还包含：
RF偏置产生器；以及
阻抗匹配电路，其耦合至所述RF偏置产生器及所述卡盘。
39.根据权利要求27所述的系统，其中所述等离子体室包含卡盘，其中所述上电极面对所述卡盘，其中所述上电极为变压器耦合等离子体线圈，其中所述卡盘耦合至地电位。
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