CN114762078A - 使用变压器实现衬底处理的均匀性的系统和方法 - Google Patents

Abstract

描述了使用变压器以在衬底处理中实现均匀性的系统和方法。所述系统中的一种包括具有第一端部和第二端部的初级绕组。所述第一端部被耦合至阻抗匹配电路的输出端，而所述第二端部被耦合至电容器。所述系统还包括与所述初级绕组相关联的次级绕组，且所述次级绕组被耦合至等离子体室的变压器耦合等离子体(TCP)线圈的第一端部和第二端部。所述初级绕组从所述阻抗匹配电路接收经修正的射频(RF)信号以产生磁通量，从而在所述次级绕组中感应电压。由所述电压所产生的RF信号被从所述次级绕组传送至所述TCP线圈。

Description

使用变压器实现衬底处理的均匀性的系统和方法

技术领域

本公开中所描述的实施方案涉及使用变压器以实现衬底处理的均匀性的系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

在等离子体工具中，一或更多个射频(RF)产生器被耦合至阻抗匹配网络。该阻抗匹配网络被耦合至等离子体室。RF信号从RF产生器供应至该阻抗匹配网络。阻抗匹配网络在接收所述RF信号后输出RF信号。该RF信号从该阻抗匹配电路供应至离子体室，以用于处理离子体室中的晶片。

由于在离子体工具中所采用的各种结构，使得处理晶片及额外晶片的效率更加低下。例如，多个晶片并未在一致的方式下进行处理。另外，各晶片各处的处理速率的均匀性下降。

本公开中所述的实施方案就是在该背景中提出的。

发明内容

本公开内容的实施方案提供用于使用变压器来实现处理衬底的均匀性的装置、系统、方法和计算机程序。应理解，本文实施方案可以多种方式实施，例如工艺、装置、系统、硬件的部分、或计算机可读介质上的方法。在下文描述若干实施方案。

用于处理衬底的处理速率，例如蚀刻速率或沉积速率，以各种方式提高。例如，提高由射频(RF)产生器所供应的RF功率使处理速率提高。作为另一示例，对于相同的功率电平，电压与电流的比率是决定处理速率的重要因素。电压比电流的比率可通过插入串联电容器、或通过使用交错的双重线圈天线系统进行修改。在本文中，有时将串联电容器称作线圈终端电容器。串联电容器的端部与单一天线线圈串联耦合，而串联电容器的另一端部是接地的。

然而，所述串联电容器会形成谐振或类似谐振的情况，从而产生在所述单一天线线圈两端的高电压。该高电压会降低衬底处理中的均匀性。另外，当串联电容器的端部接地时，在所述线圈天线两端的电压中存在着大的降幅。这种大的降幅会使在所述线圈天线两端的电压产生偏向性(tilt)并且降低均匀性。

在交错双重线圈天线系统的情况下，插入多个串联电容器。各串联电容器与所述交错双重线圈天线系统的相应天线线圈串联连接。同样，由于所述串联电容器，在交错双重线圈天线系统的情况下存在上述的相同问题。

在一实施方案中，经变压器耦合的感应耦合等离子体(ICP)系统用于增大处理速率，以及用于显著地提高均匀性。变压器用于改变给定功率量的电压比电流的比率。电压比电流的比率随着初级绕组与次级绕组的比率的变化而变化。初级绕组与次级绕组的比率是变压器的初级绕组中的匝数比所述变压器的次级绕组中的匝数的比率。随着初级绕组与次级绕组的比率变化，电压比电流的比率变化并且使均匀性提高。所述变压器可用于单一天线线圈和交错双重天线线圈两者。

在一实施方案中，描述了有效率地在高频率下工作的变压器。

在一实施方案中，描述了使用变压器以在衬底处理中实现均匀性的系统。所述系统包括具有第一端部和第二端部的初级绕组。所述第一端部被耦合至阻抗匹配电路的输出端，而所述第二端部被耦合至电容器。所述系统还包括与所述初级绕组相关联的次级绕组，且所述次级绕组被耦合至等离子体室的变压器耦合等离子体(TCP)线圈的第一端部和第二端部。所述初级绕组从所述阻抗匹配电路接收经修正的RF信号以产生磁通量，从而在所述次级绕组中感应电压。由所述电压所产生的RF信号被从所述次级绕组传送至所述TCP线圈。

在一实施方案中，描述了变压器装置。所述变压器装置包括具有第一端部和第二端部的初级绕组。所述第一端部被耦合至阻抗匹配电路的输出端，而所述第二端部被耦合至电容器。所述变压器装置还包括与所述初级绕组相关联的第一次级绕组，并且所述第一次级绕组被耦合至等离子体室的第一TCP线圈的第一端部和第二端部。所述初级绕组从所述阻抗匹配电路接收经修正的RF信号以产生磁通量，从而在所述第一次级绕组中感应电压。由在所述第一次级绕组中感应的所述电压所产生的RF信号经由所述第一次级绕组传送至所述第一TCP线圈。所述变压器装置包括与所述初级绕组相关联的第二次级绕组，且所述第二次级绕组被耦合至等离子体室的第二TCP线圈的第一端部和第二端部。磁场被配置成在所述第二次级绕组中感应电压。在所述第二次级绕组中感应的所述电压所产生的RF信号被从所述第二次级绕组传送至所述第二TCP线圈。

在一实施方案中，描述了一种方法。所述方法包括通过变压器的初级绕组以从阻抗匹配电路的输出端接收经修正的RF信号。所述初级绕组被耦合至电容器。在接收所述经修正的RF信号之后，所述方法包括通过所述初级绕组产生磁通量以感应在所述变压器的次级绕组两端的电压。所述方法包括将所述电压所产生的RF信号从所述次级绕组传送至等离子体室的TCP线圈。

本文所述系统和方法的一些优点包括将线圈终端电容器移除。如上所述，线圈终端电容器会降低整个衬底表面上的处理速率的均匀性。通过移除线圈终端电容器，提高了处理速率的均匀性。

本文所述系统和方法的额外优点包括降低在天线线圈的端点之间的电压偏差。所述电压偏差可能会引起整个衬底表面上的处理速率的偏向性。通过将变压器在其端点中的每一者处连接至可变电容器以控制在所述变压器两端的电压，由此降低所述电压偏差。另外，所述电压偏差通过改变初级绕组与次级绕组的比率而降低。所述次级绕组串联耦合至所述天线线圈。改变初级绕组与次级绕组的比率使在所述天线线圈两端的电压改变，以降低在天线线圈的端点之间的电压偏差。降低电压偏差会提高横跨衬底半径的衬底处理均匀性。

当次级绕组与所述天线线圈串联耦合，且无其他部件耦合至所述次级绕组或所述天线线圈时，在所述天线线圈两端的电压与在所述次级绕组两端的电压相同。通过改变初级绕组与次级绕组的比率、或通过将可变电容器耦合至所述初级绕组，可由此控制所述天线线圈的两端部处的电压。可以将天线线圈的所述端部处的电压控制为大致相同或者相同。例如，可以将天线线圈的所述端部处的电压控制在相同电压的预定范围内。这种大致相同或相同的电压提高衬底处理中的均匀性。

本文所述系统和方法的进一步的优点包括在对天线线圈和基座都施加相同RF频率时，消除或减轻等离子体拍频(beat frequency)的问题。所述拍频会非期望地调整等离子体室内的等离子体。所述变压器充当隔离变压器以消除或减轻等离子体拍频的问题。

其他方面将从以下的详细说明并结合附图而变得显而易见。

附图说明

实施方案通过参照以下说明并结合附图来理解。

图1A是系统的实施方案的示意图，其用于说明变压器耦合等离子体(TCP)室的内部线圈所用的基于变压器的系统的使用。

图1B为系统的实施方案的示意图，其用于说明TCP室的外部线圈所用的基于变压器的系统的使用。

图2为系统的实施方案的示意图，其用于说明TCP室的内部及外部线圈两者所用的基于变压器的系统的使用。

图3为系统的实施方案的示意图，其用于说明交错内部TCP线圈及交错外部TCP线圈所用的变压器。

图4A是变压器的实施方案的示意图，该变压器具有初级绕组和多个次级绕组。

图4B是变压器的实施方案的示意图。

图4C是变压器的实施方案的示意图，其用于说明次级绕组上的多个抽头(tap)。

图4D是变压器的实施方案的示意图，其用于说明该变压器的初级绕组和次级绕组围绕彼此绞合。

图4E是变压器的实施方案的示意图。

图5是变压器的实施方案的示意图，其用于说明使用共轴缆线以制造变压器。

图6A为系统的实施方案的示意图，其用于说明使用可变电容器而不是图1A的系统的固定电容器。

图6B为系统的实施方案的示意图，其用于说明使用可变电容器而不是图1B的系统的固定电容器。

图7为系统的实施方案的示意图，其用于说明使用图6A及6B所描绘的可变电容器和图2的系统。

图8为系统的实施方案的示意图，其用于说明使用图6A及6B所描绘的可变电容器和图3的系统。

图9为系统的实施方案的示意图，其用于说明其中使用基于变压器的系统的等离子体工具。

图10是变压器的实施方案的示意图，其用于说明该变压器的原理。

具体实施方式

以下实施方案描述了用于使用变压器来实现处理衬底的均匀性的系统和方法。显而易见，本文的实施方案可以在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情形中，公知的处理操作并未详加描述，以免不必要地使本文实施方案难以理解。

图1A是系统100的实施方案的示意图，其用于说明变压器耦合等离子体(TCP)室118的内部线圈所用的基于变压器的系统(TBS)102的使用。在本文中，TBS有时称为变压器装置。系统100包括主计算机、射频产生器(RFG)、阻抗匹配电路(IMC)110、驱动器1、马达1、驱动器2、马达2、连接机构160、以及连接机构162。系统100还包括TBS 102以及等离子体室118。系统100还包括可变电容器108以及另一可变电容器128。

主计算机的示例包括桌面计算机、膝上型计算机、控制器、平板计算机、以及智能型手机。举例而言，该主计算机包括处理器以及存储器设备，且该处理器被耦合至该存储器设备。该处理器的示例包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、微控制器、以及中央处理单元(CPU)。该存储器设备的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、储存磁盘阵列、硬盘等。

该RF产生器具有操作频率。例如，该RF产生器是400千赫(kHz)、或2兆赫(MHz)、或27MHz、或60MHz的RF产生器。举例而言，该RF产生器包括例如RF振荡器之类的RF电源，其进行振荡以产生具有例如2MHz或27MHz之类的频率的RF信号。该RF振荡器在例如2MHz或27MHz之类的操作频率下进行操作，以产生该RF信号。

阻抗匹配电路110的示例包括一或更多串联电路以及一或更多个分流电路的网络，其中所述串联电路和分流电路彼此耦合以促进将从该RF产生器接收的RF信号进行转换而输出经修正的RF信号。串联电路的示例包括电容器、电感器和电阻器。类似地，分流电路的示例包括电容器、电感器和电阻器。

如本文中所使用的马达的示例包括电动马达。电动马达的示例包括交流电(AC)马达和直流电(DC)马达。举例说明，该电动马达包括定子和转子，且该转子相对于该定子而转动。电动马达是电性机械，其将电能转化为机械能，并且操作以通过该电动马达的磁场与该定子的导线绕组中的电流之间的交互作用，而产生轴转动形式的力，其中该轴附接至该转子。

如本文中所使用的驱动器的示例包括一或更多个晶体管，其彼此耦合以在对该一或更多晶体管的输入端施加电压时输出电流信号。

如本文中所使用的连接机构的示例包括一或更多个轴。连接机构的另一示例包括经由一或更多个齿轮而彼此耦合的多个轴。

TBS 102包括变压器104，其具有初级绕组104A和次级绕组104B。如本文中所使用的变压器的示例包括用于低频率应用的铁氧体核心变压器。例如，当该RF产生器具有小于1MHz的操作频率时，该变压器为铁氧体核心变压器。作为另一示例，该变压器为如下所述的绞线(twisted-wire)变压器。该绞线变压器用于高频率应用。举例说明，当该RF产生器具有大于1MHz的操作频率时，使用该绞线变压器。TBS 102还包括电容器112，其为固定电容器。

另外，等离子体室118包括TCP线圈系统(TCS)150、线圈终端电容器157和另一线圈终端电容器159。该TCP线圈系统150包括TCP线圈116和多个TCP线圈152及154。

TCP线圈116是内部TCP线圈，而TCP线圈152和154是外部TCP线圈。例如，内部TCP线圈的直径小于外部TCP线圈中的任何一者的直径。作为另一示例，外部TCP线圈围绕着该内部TCP线圈。外部TCP线圈可在与内部TCP线圈相同的水平层面处、或是与内部TCP线圈不相同的水平层面处围绕着该内部TCP线圈。

RF传输线158包括一或更多个RF杆，且各RF杆被RF通道所围绕。作为示例，RF传输线158包括多个RF杆，且这些RF杆的任何二者经由RF条带而彼此耦合。在各RF杆与围绕着该RF杆的相应RF通道之间提供绝缘材料，以使该RF杆与该RF通道绝缘。

该主计算机被耦合至该RF产生器的输入端I1、驱动器1和驱动器2。例如，该主计算机经由输入端I1及数据传输缆线而耦合至该RF产生器的数字信号处理器(DSP)。该RF产生器包括该DSP和RF振荡器，且该DSP被耦合至该RF振荡器。传输缆线的示例包括在该DSP与该RF产生器之间以串联方式传输数据的串联传输缆线、以并联方式传输数据的并联传输缆线、以及通用串行总线(USB)缆线。

该RF产生器的输出端O1被耦合至IMC 110的输入端I2。例如，该RF振荡器的输出端O1经由RF缆线156而耦合至IMC 110的输入端I2。IMC 110的输出端O2经由RF传输线158的部分PRTN1而耦合至可变电容器108，以及经由RF传输线158的另一部分PRTN2而耦合至可变电容器128。例如，可变电容器108被耦合至RF传输线158的RF杆上的点P1，而可变电容器128被耦合至RF传输线158的RF杆上的点P2。

可变电容器108经由连接机构160而耦合至马达1，而马达1被耦合至驱动器1。可变电容器108的端部在点P1处耦合至RF传输线158的部分PRTN1，而可变电容器108的相对端部被耦合至初级绕组104A的端部106A。初级绕组104A的相对端部106B被耦合至电容器112的端部。电容器112的相对端部与处于接地电位(例如，零电位)的接地连接部耦合。

次级绕组104B的端部被耦合至TCP线圈116的端部114A，而次级绕组104B的相对端部被耦合至TCP线圈116的相对端部114B。TCP线圈116及次级绕组104B彼此以串联耦合。例如，与端部114A耦合的次级绕组104B的端部具有与端部114A相同的电位。同样，与端部114B耦合的次级绕组104B的相对端部具有与端部114B相同的电位。作为另一示例，横跨次级绕组104B的端部的电压与横跨TCP线圈116的端部114A和114B的电压相同。应注意，此处并无与TCP线圈116串联耦合的线圈终端电容器。例如，该线圈终端电容器并未耦合至TCP线圈116的端部114B。

可变电容器128经由连接机构162而耦合至马达2，其中马达2与驱动器2耦合。可变电容器128的端部在点P2处耦合至RF传输线158的部分PRTN2，而可变电容器128的相对端部经由点P3而耦合至TCP线圈152及154的端部。TCP线圈152的相对端部被耦合至线圈终端电容器156的端部，而TCP线圈154的相对端部被耦合至线圈终端电容器159的端部。线圈终端电容器156和159的相对端部被耦合至接地连接部。

为操作等离子体系统100，主计算机产生控制信号并经由输入端I1以将该控制信号传送至RF产生器。在接收该控制信号之后，该RF产生器的DSP控制RF振荡器以产生RF信号164。RF信号164经由该RF产生器的输出端O1、RF缆线156和IMC 110的输入端I2而供应至IMC110。IMC 110接收RF信号164且改变RF信号164的阻抗，以在IMC 110的输出端O2处输出经修正的RF信号166。例如，IMC 110的串联电路和分流电路改变RF信号164的阻抗，以降低从等离子体室118经由RF传输线158而反射朝向该RF产生器的RF功率。

经修正的RF信号166从IMC 110的输出端O2经由RF传输线158的部分PRTN1而传送至点P1，并在点P1处分离成为部分168和另一部分170。经修正的RF信号166的部分168从点P1提供至可变电容器108，而经修正的RF信号168的部分170从点P1经由RF传输线158的部分PRTN2及点P2而提供至可变电容器128。部分168在本文中称作经修正的RF信号168，而部分170在本文中称作经修正的RF信号170。

可变电容器128的电容改变经修正的RF信号170的阻抗，以输出经修正的RF的信号172。经修正的RF信号172在点P3处分离成为经修正的RF信号172A和172B。经修正的RF信号172A从点P3提供至TCP线圈152，而经修正的RF信号172B从点P3提供至TCP线圈154。

可变电容器108的电容改变经修正的RF信号168的阻抗，以输出经修正的RF信号120。经修正的RF信号120从可变电容器108和初级绕组104A的端部106A而传送至初级绕组104A。经修正的RF信号120产生横跨初级绕组104A的端部106A和106B的电压，且经修正的RF信号120从端部106A通过初级绕组104A而到达端部106B，以产生具有磁通量的磁场。该磁通量是在与该磁场垂直的平面的单位表面积中所通过的磁场量。

该磁场感应横跨次级绕组104B的端部的电压。横跨次级绕组104B的端部而感应的电压产生RF信号122(例如，RF电流信号)，其从TCP线圈116的端部114A流动至TCP线圈的端部114B。当除了将RF信号122施加至TCP线圈116、以及将经修正的RF信号172A和172B施加至各自的TCP线圈152及154外，还将一或更多种处理气体(如下所述)施加至等离子体室118时，在等离子体室118内产生或维持等离子体以在等离子体室118内进行衬底处理，如下文所述。

初级绕组104A的感应对端部106A处所接收的经修正的RF信号120的阻抗进行修正，以在初级绕组104A的端部106B处输出经修正的RF信号174。电容器112接收经修正的RF信号174。在接收经修正的RF信号174之后，电容器112的电容产生横跨电容器112的端部的电压，且该电压决定横跨变压器104的初级绕组104A的端部106A和106B的电压。

同样，在等离子体系统100的操作期间，主计算机将电容控制信号传送至驱动器1。该电容控制信号由主计算机所产生以实现可变电容器108的电容，且该电容对应于待在初级绕组104A两端实现的电压量，且该电压量对应于待在次级绕组104B两端实现的另一电压量。可变电容器108的电容、以及待在初级绕组104A及次级绕组104B两端实现的电压量被储存在主计算机的存储器设备中。主计算机的处理器根据在可变电容器108的电容以及待在初级绕组104A及次级绕组104B两端实现的电压量之间的对应关系识别可变电容器108的电容量。

在接收该电容控制信号之后，驱动器1产生电流信号，其被传送至马达1。马达1转动，以经由连接机构160而将可变电容器108的板相对于可变电容器108的相对定位的板进行转动，以实现该电容控制信号内的电容，并进一步实现在初级绕组104A两端的电压和在次级绕组104B两端的电压。

此外，在等离子体系统100的操作期间，主计算机将电容控制信号传送至驱动器2。该电容控制信号由主计算机所产生以实现可变电容器128的电容。在接收该电容控制信号之后，驱动器2即产生电流信号而传送至马达2。马达2转动，以经由连接机构162而将可变电容器128的板相对于可变电容器128的相对定位的板进行转动，以实现该电容控制信号内的电容。

在一实施方案中，在等离子体系统100的操作期间并未控制可变电容器108的电容。例如，在衬底的处理期间，可变电容器108的电容是固定的。作为另一示例，使用固定电容器而不是可变电容器108。类似地，在一实施方案中，在等离子体系统100的操作期间并未控制可变电容器128的电容。例如，在该衬底的处理期间，可变电容器128的电容是固定的。作为另一示例，使用固定电容器而不是可变电容器128。

在一实施方案中，可变电容器108和128中的一或更多者并未在等离子体系统100中使用。例如，初级绕组104A被耦合至RF传输线158上的点P1，而未耦合至可变电容器108。作为另一示例，TCP线圈152和154经由点P2和P3耦合至RF传输线158，而未耦合至可变电容器128。

图1B为系统180的实施方案的示意图，其用于说明变压器耦合等离子体(TCP)室182的外部线圈所用的TBS 184的使用。除了系统180和100之间的一些差异外，系统180的结构与功能系与系统100(图1A)相同。系统180及100之间的差异在下文描述。

系统180包括主计算机、RF产生器、IMC 110、驱动器1、马达1、驱动器2、马达2、连接机构160和连接机构162。系统180还包括TBS 184和等离子体室182。系统180还包括可变电容器108和128。

TBS 184包括变压器124，变压器124具有初级绕组124A和次级绕组124B。TBS 184还包括作为固定电容器的电容器130。另外，等离子体室182包括TCP线圈系统(TCS)186、线圈终端电容器188和另一线圈终端电容器190。TCP线圈系统186包括TCP线圈116和152以及TCP线圈192。

TCP线圈116和192是内部TCP线圈，而TCP线圈152是外部TCP线圈。例如，内部TCP线圈的直径小于外部TCP线圈中的任何一者的直径。作为另一示例，外部TCP线圈围绕着内部TCP线圈。所述外部TCP线圈可在与内部TCP线圈相同的水平层面处、或是与内部TCP线圈不相同的水平层面处围绕内部TCP线圈。

可变电容器108的一个端部在点P1处耦合至RF传输线158的部分PRTN1，而可变电容器108的相对端部经由点P4而耦合至TCP线圈192和116的端部。该TCP线圈的相对端部被耦合至线圈终端电容器188的端部，而TCP线圈116的相对端部被耦合至线圈终端电容器190的端部。线圈终端电容器188和190的相对端部被耦合至接地连接部。

可变电容器128的一端部在点P2处耦合至RF传输线158的部分PRTN2，而可变电容器128的相对端部被耦合至初级绕组124A的端部126A。初级绕组124A的相对端部126B被耦合至电容器130的端部。电容器130的相对端部被耦合至接地连接部。

次级绕组124B的端部被耦合至TCP线圈152的端部132A，而次级绕组124B的相对端部被耦合至TCP线圈152的相对端部132B。TCP线圈152和次级绕组124B彼此以串联耦合。例如，与端部132A耦合的次级绕组124B的端部具有与端部132A相同的电位。同样，与端部132B耦合的次级绕组124B的相对端部具有与端部132B相同的电位。作为另一示例，横跨次级绕组124B的端部的电压与横跨TCP线圈152的端部132A和132B的电压相同。应注意，此处并无与TCP线圈152串联耦合的线圈终端电容器。例如，该线圈终端电容器并未耦合至TCP线圈152的端部132B。

在等离子体系统180的操作期间，经修正的RF信号120及172以与上方参照图1A所描述的相同方法而产生。此外，经修正的RF信号120在点P4处分离成为经修正的RF信号194A和194B。经修正的RF信号194A从点P4提供至TCP线圈192，而经修正的RF信号194B从点P4提供至TCP线圈116。

此外，经修正的RF信号172从可变电容器128及初级绕组124A的端部126A而传送至初级绕组124A。经修正的RF信号172产生横跨初级绕组124A的端部126A及126B的电压，且经修正的RF信号172从端部126A通过初级绕组124A而到达初级绕组124A的端部126B，以产生具有磁通量的磁场。

由初级绕组124A产生的该磁场感应横跨次级绕组124B的端部的电压。横跨次级绕组124B的端部而感应的电压产生RF信号138(例如，RF电流信号)，其从TCP线圈152的端部132A流动至TCP线圈152的端部132B。当除了将RF信号138施加至TCP线圈152、以及将经修正的RF信号194A和194B施加至各自的TCP线圈192及116外，还将一或更多种处理气体施加至等离子体室182时，在等离子体室182内产生或维持等离子体以在等离子体室182内进行衬底处理。

初级绕组124A的感应对端部126A处所接收的经修正的RF信号172的阻抗进行修正，以在初级绕组124A的端部126B处输出经修正的RF信号196。电容器130接收经修正的RF信号196。在接收经修正的RF信号196之后，电容器130的电容产生横跨电容器130的端部的电压，且该电压决定横跨变压器124的初级绕组124A的端部126A和126B的电压。

同样，在等离子体系统180的操作期间，主计算机将电容控制信号传送至驱动器2。该电容控制信号由主计算机所产生以实现可变电容器128的电容，且该电容对应于待初级绕组124A两端实现的电压量，且该电压量对应于待在次级绕组124B两端实现的另一电压量。可变电容器128的电容、以及待在初级绕组124A及次级绕组124B两端实现的电压量储存在主计算机的存储器设备中。主计算机的处理器根据在可变电容器128的电容和待在初级绕组124A及次级绕组124B两端实现的电压量之间的对应关系来识别可变电容器128的电容量。

在接收该电容控制信号之后，驱动器2产生电流信号，其被传送至马达2。马达2转动，以将可变电容器128的板相对于可变电容器128的相对定位的板进行转动，以实现该电容控制信号内的电容，从而实现在初级绕组124A两端的电压和在次级绕组124B两端的电压。

此外，在等离子体系统180的操作期间，主计算机将电容控制信号传送至驱动器1。该电容控制信号由主计算机所产生以实现可变电容器108的电容。在接收该电容控制信号之后，驱动器1产生电流信号，其被传送至马达1。马达1转动，以将可变电容器108的板相对于可变电容器108的相对定位的板进行转动，以实现该电容控制信号内的电容。

在一实施方案中，在等离子体系统180的操作期间并未控制可变电容器108的电容。例如，在衬底的处理期间，可变电容器108的电容是固定的。作为另一示例，使用固定电容器而不是可变电容器108。类似地，在一实施方案中，在等离子体系统180的操作期间并未控制可变电容器128的电容。例如，在衬底的处理期间，可变电容器128的电容是固定的。作为另一示例，使用固定电容器而不是可变电容器128。

在一实施方案中，可变电容器108和128中的一或更多者并未在等离子体系统180中使用。例如，TCP线圈192和116经由点P4以耦合至RF传输线158上的点P1，而未耦合至可变电容器108。作为另一示例，初级绕组124A被耦合至RF传输线158上的点P2，而未耦合至可变电容器128。

图2为系统200的实施方案的示意图，其用于说明变压器耦合等离子体(TCP)室204的内部及外部线圈两者所用的TBS 202的使用。系统200是系统100的一部分与系统180的一部分(图1A和1B)的组合。例如，除了如下所述的系统200及100之间的差异外，系统200的结构与功能和系统100(图1A)相同。除了如下所述的系统200及100之间的差异外，系统200的结构与功能和系统180(图1B)相同。

系统200包括主计算机、RF产生器、IMC 110、驱动器1、马达1、驱动器2、马达2、连接机构160和连接机构162。系统200还包括TBS 202和等离子体室204。系统200还包括可变电容器108和128。

TBS 202包括变压器104和电容器112。TBS 202还包括变压器124和电容器130。另外，等离子体室204包括TCP线圈系统(TCS)206，该TCS 206包括TCP线圈116和152。等离子体室204不包括任何线圈终端电容器，例如线圈终端电容器157、159(图1A)、188和190(图1B)。

TCP线圈116是内部TCP线圈，而TCP线圈152是外部TCP线圈。例如，内部TCP线圈的直径小于外部TCP线圈的直径。作为另一示例，外部TCP线圈围绕该内部TCP线圈。外部TCP线圈可以在与内部TCP线圈相同的水平层面处、或是与内部TCP线圈不相同的水平层面处围绕内部TCP线圈。

可变电容器108的一端部以与上文参照图1A所述相同的方式耦合至变压器104，而变压器104以与上文参照图1A所述相同的方式耦合至TCP线圈116和电容器112。另外，可变电容器128的一端部以与上文参照图1B所述相同的方式耦合至变压器124，而变压器124以与上文参照图1B所述相同的方式而耦合至TCP线圈152和电容器130。

等离子体系统200的操作在上文部分地参照图1A、部分地参照图1B进行了描述。例如，变压器104、可变电容器108和电容器112的操作参照图1A进行描述。同样，变压器124、可变电容器128和电容器130的操作参照图1B进行描述。

在一实施方案中，可变电容器108和128中的一或更多者并未在等离子体系统200中使用。例如，初级绕组104A被耦合至RF传输线158上的点P1，而未耦合至可变电容器108。作为另一示例，初级绕组124A被耦合至RF传输线158上的点P2，而未耦合至可变电容器128。

图3为系统300的实施方案的示意图，其用于说明交错内部TCP线圈及交错外部TCP线圈所用的变压器。除了如下所述的系统300和200之间的差异外，系统300的结构与功能与系统200(图2)相同。系统300包括主计算机、RF产生器、IMC 110、马达1、驱动器1、马达2和驱动器2。系统300还包括可变电容器108和128、基于变压器的系统302、连接机构160、连接机构162和等离子体室310。

TBS 302包括变压器332，变压器332具有初级绕组104A和多个次级绕组104B及304。TBS 302还包括另一变压器334，变压器334具有初级绕组124A和多个次级绕组124B和314。

等离子体室310包括TCP线圈116、TCP线圈192、另一TCP线圈152和TCP线圈154。TCP线圈192及116为内部TCP线圈，而TCP线圈152及154为外部TCP线圈。例如，内部TCP线圈中的任何一者的直径小于外部TCP线圈中的任何一者的直径。作为另一示例，外部TCP线圈围绕内部TCP线圈。外部TCP线圈可在与内部TCP线圈相同的水平层面处、或是与内部TCP线圈不相同的水平层面处围绕内部TCP线圈。

变压器332的次级绕组304的一端部被耦合至TCP线圈192的端部306A，而次级绕组304的相对端部被耦合至TCP线圈192的相对端部306B。TCP线圈192和次级绕组304彼此串联耦合。例如，与端部306A耦合的次级绕组304的端部具有与端部306A相同的电位。同样，与端部306B耦合的次级绕组304的相对端部具有与端部306B相同的电位。作为另一示例，横跨次级绕组304的端部的电压与横跨TCP线圈192的端部306A和306B的电压相同。应注意，此处并无与TCP线圈192串联耦合的线圈终端电容器。例如，线圈终端电容器并未耦合至TCP线圈192的端部306B。

类似地，变压器334的次级绕组314的一端部被耦合至TCP线圈154的端部316A，而次级绕组314的相对端部被耦合至TCP线圈154的相对端部316B。例如，与端部316A耦合的次级绕组314的端部具有与端部316A相同的电位。同样，与端部316B耦合的次级绕组314的相对端部具有与端部316B相同的电位。作为另一示例，横跨次级绕组314的端部的电压与横跨TCP线圈154的端部316A和316B的电压相同。应注意，此处并无与TCP线圈154串联耦合的线圈终端电容器。例如，线圈终端电容器没有耦合至TCP线圈154的端部316B。

在系统300的操作期间，经修正的RF信号120以与上文参照图1A所述相同的方式而从可变电容器108输出。类似地，RF信号122由变压器332的次级绕组104B以与上文参照图1A所述相同的方式而产生。经修正的RF信号120产生横跨初级绕组104A的端部106A和106B的电压，且经修正的RF信号120从端部106A通过初级绕组104A而到达初级绕组104A的端部106B，以产生具有磁通量的磁场。该磁场感应横跨次级绕组304的端部的电压。横跨次级绕组304的端部而感应的电压产生RF信号312(例如，RF电流信号)，其从TCP线圈192的端部306A流动至TCP线圈192的端部306B。

此外，在系统300的操作期间，经修正的RF信号172以与上文参照图1B所述相同的方式而从可变电容器128输出。类似地，RF信号138由变压器334的次级绕组124B以与上文参照图1B所述相同的方式而产生。

经修正的RF信号172产生横跨初级绕组124A的端部126A和126B的电压，且经修正的RF信号172从端部126A通过初级绕组124A而到达初级绕组124A的端部126B，以产生具有磁通量的磁场。该磁场感应横跨次级绕组314的端部的电压。横跨次级绕组314的端部而感应的电压产生RF信号320(例如，RF电流信号)，其从TCP线圈154的端部316A流动至TCP线圈154的端部316B。

当除了通过TCP线圈116的RF信号122、通过TCP线圈192的RF信号312、通过TCP线圈154的RF信号320、以及通过TCP线圈152的RF信号138外，还将一或更多种处理气体(如下所述)施加至等离子体室310时，在等离子体室310内产生或维持等离子体以在等离子体室310内进行衬底处理。

同样，在等离子体系统300的操作期间，主计算机将电容控制信号传送至驱动器1。该电容控制信号由主计算机产生以实现可变电容器108的电容，且该电容对应于待在初级绕组104A两端实现的电压量，且该电压量对应于待在次级绕组104B两端实现的另一电压量、且对应于待在次级绕组304两端实现的又一电压量。可变电容器108的电容、以及待在初级绕组104A、次级绕组104B和次级绕组304两端实现的电压量储存在主计算机的存储器设备中。主计算机的处理器根据在可变电容器108的电容、以及待在初级绕组104A、次级绕组104B和次级绕组304两端实现的电压量之间的对应关系来识别可变电容器108的电容量。

在接收到电容控制信号之后，驱动器1产生电流信号，其被传送至马达1。马达1转动，以将可变电容器108的板相对于可变电容器108的相对定位的板进行转动，以实现该电容控制信号内的电容，从而进一步实现在初级绕组104A两端的电压、在次级绕组104B两端的电压和在次级绕组304两端的电压。

此外，在等离子体系统300的操作期间，主计算机将电容控制信号传送至驱动器2。该电容控制信号由主计算机产生以实现可变电容器128的电容，且该电容对应于待在初级绕组124A两端实现的电压量，且该电压量对应于待在次级绕组124B两端实现的另一电压量、且对应于待在次级绕组314两端实现的又一电压量。可变电容器128的电容、以及待在初级绕组124A、次级绕组124B和次级绕组314两端实现的电压量储存在主计算机的存储器设备中。主计算机的处理器根据在可变电容器128的电容、以及待在初级绕组124A、次级绕组124B和次级绕组314两端实现的电压量之间的对应关系来识别可变电容器128的电容量。

在接收到电容控制信号之后，驱动器2产生电流信号，其被传送至马达2。马达2转动，以将可变电容器128的板相对于可变电容器128的相对定位的板进行转动，以实现该电容控制信号内的电容，并进一步实现在初级绕组124A两端的电压、在次级绕组124B两端的电压和在次级绕组314两端的电压。

在一实施方案中，以与上方参照图2的等离子体系统200所述相同的方式，可变电容器108和128中的一或更多者没有在等离子体系统300中使用。

同样，在一实施方案中，如同上方参照图2的等离子体系统200所描述的，可变电容器108及128中的一或更多者是固定的。

图4A是变压器400的实施方案的示意图，变压器400具有初级绕组和多个次级绕组。变压器400包括初级绕组402和多个次级绕组404A、404B、404C和404D。变压器400是绞线变压器的示例。

初级绕组402是初级绕组104A(图1A及2)和124A(图1B及2)中的任何一者的示例。次级绕组404A-404D中的任何一者是次级绕组104B(图1A)、124B(图1B)、304(图3)和314(图3)中的任何一者的示例。

初级绕组402和次级绕组404A-404D彼此绞合而制造变压器400。初级绕组402的示例是金属线，其中在该金属线上具有绝缘涂层。举例而言，初级绕组402是涂覆着聚氨酯的铜线或磁性线。类似地，次级绕组404A-404D中的每一者的示例为金属线。举例而言，次级绕组404A-404D中的每一者是具有聚氨酯涂层的铜线。

在一实施方案中，变压器400包括多于或少于四个的次级绕组。例如，变压器400包括两个次级绕组、或者五个次级绕组。如果变压器400包括次级绕组404A-404D中的两者和初级绕组402，则变压器400为变压器332或变压器334(图3)的示例。如果变压器400包括次级绕组404A-404D中的一者和初级绕组402，则变压器400为变压器104(图1A)或变压器124(图1B)的示例。

在一实施方案中，初级绕组402与次级绕组404A-404D围绕彼此绞合而形成辫状结构。

图4B是变压器410的实施方案的示意图。变压器410是绞线变压器的另一示例。变压器410包括初级绕组402和次级绕组404A、404B和404C。初级绕组402和次级绕组404A-404C彼此绞合而制造变压器410。

应注意，没有用于制造变压器410的核心材料。变压器410是空心变压器。这有助于将变压器410使用于高频率应用，如下文所述的。所述高频率包括微波频率。

在一实施方案中，初级绕组402与次级绕组404A、404B和404C围绕彼此绞合而形成辫状结构。

图4C是变压器420的实施方案的示意图，其用于说明次级绕组上的多个抽头。变压器420是绞线变压器的又另一示例。变压器420包括初级绕组402和次级绕组404A。作为示例，初级绕组402和次级绕组404A围绕彼此绞合而制造变压器420。次级绕组404A具有多个抽头，其包括抽头0、抽头1、抽头2、抽头3、抽头4和抽头5。作为示例，次级绕组的抽头是在沿着该次级绕组的位置处所形成的接触部，例如导线连接部。

作为示例，TCP线圈116(图1A、2和3)的端部114A被耦合至抽头5，而TCP线圈116的端部114B被耦合至抽头0。作为另一示例，TCP线圈116的端部114A被耦合至抽头4，而TCP线圈116的端部114B被耦合至抽头0。作为又一示例，TCP线圈116的端部114A被耦合至抽头4，而TCP线圈116的端部114B被耦合至抽头1。作为又一示例，TCP线圈116的端部114A被耦合至抽头3，而TCP线圈116的端部114B被耦合至抽头1。

作为另一示例，TCP线圈192(图3)的端部306A被耦合至抽头5，而TCP线圈192的端部306B被耦合至抽头0。作为另一示例，TCP线圈192的端部306A被耦合至抽头4，而TCP线圈192的端部306B被耦合至抽头0。作为又一示例，TCP线圈192的端部306A被耦合至抽头4，而TCP线圈192的端部306B被耦合至抽头1。作为又一示例，TCP线圈192的端部306A被耦合至抽头3，而TCP线圈192的端部306B被耦合至抽头1。

作为又一示例，TCP线圈154(图3)的端部316A被耦合至抽头5，而TCP线圈154的端部316B被耦合至抽头0。作为另一示例，TCP线圈154的端部316A被耦合至抽头4，而TCP线圈154的端部316B被耦合至抽头0。作为又一示例，TCP线圈154的端部316A被耦合至抽头4，而TCP线圈154的端部316B被耦合至抽头1。作为又一示例，TCP线圈154的端部316A被耦合至抽头3，而TCP线圈154的端部316B被耦合至抽头1。

作为又一示例，TCP线圈152(图1B、2和3)的端部132A被耦合至抽头5，而TCP线圈152的端部132B被耦合至抽头0。作为另一示例，TCP线圈152的端部132A被耦合至抽头4，而TCP线圈152的端部132B被耦合至抽头0。作为又一示例，TCP线圈152的端部132A被耦合至抽头4，而TCP线圈152的端部132B被耦合至抽头1。作为又一示例，TCP线圈152的端部132A被耦合至抽头3，而TCP线圈152的端部132B被耦合至抽头1。

这些抽头之间的变换(例如，从抽头1变换至抽头2、或从抽头2变换至抽头3)改变由次级绕组404A施加至TCP线圈的电压，其中该TCP线圈与次级绕组404A串联耦合。例如，当该TCP线圈经由抽头0和5而耦合至次级绕组404A时，比起该TCP线圈经由抽头1和3而耦合至次级绕组404A时，对该TCP线圈施加不同的电压量。作为另一示例，当TCP线圈经由抽头1和2而耦合至次级绕组404A时，比起该TCP线圈经由抽头2和4而耦合至次级绕组404A时，对该TCP线圈施加不同的电压量。

在一实施方案中，次级绕组404A具有更多或更少的抽头数量(例如，三或七个)，而不是六个抽头。

在一实施方案中，次级绕组404A-404D(图4A)中的一或更多者具有抽头。例如，次级绕组404A具有三个抽头，次级绕组404B具有三个抽头，且次级绕组404C具有三个抽头。作为另一示例，替代将抽头0至6连接于次级绕组404A上或作为将抽头0至6连接于次级绕组404A上的补充，将抽头0至6连接至次级绕组404B。作为又一示例，替代将抽头0至6连接至次级绕组404A或作为将抽头0至6连接至次级绕组404A的补充，将抽头0至6连接至次级绕组404C、404D及404E中的任何一者。

在一实施方案中，次级绕组404A-404D中的一或更多者，与次级绕组404A-404D中的其余一或更多者具有不同数量的抽头。例如，次级绕组404A和404B中的每一者具有三个抽头，而次级绕组404C和404D中的每一者具有四个抽头。

图4D是变压器450的实施方案的示意图，其用于说明该变压器围绕彼此绞合的初级绕组和次级绕组。变压器450包括初级绕组402以及次级绕组404A。初级绕组402围绕次级绕组404A绞合，并且次级绕组404A围绕初级绕组402绞合以制造变压器450。

图4E是变压器460的实施方案的示意图。变压器460包括初级绕组452和次级绕组454。初级绕组452和次级绕组454中的每一者是由绝缘体所包覆的金属管。例如，该金属管由铜制成。作为另一示例，该金属管是中空的，且空间穿过该管的外壳。初级绕组452和次级绕组454以彼此穿插的方式而进行卷绕。例如，将初级绕组452卷绕于次级绕组454的顶部上，并将次级绕组454卷绕于初级绕组452的顶部上，使初级绕组452和次级绕组454交替设置而制造变压器。当初级绕组452和次级绕组454以穿插方式进行卷绕时，形成包括初级绕组452和次级绕组454的圆柱部462。

图5是变压器500的实施方案的示意图，其用于说明使用共轴缆线以制造变压器500。变压器500用于高频率应用。例如，当RF产生器具有大于1MHZ的操作频率时，使用变压器500。

变压器500包括初级绕组502和次级绕组504。初级绕组502是初级绕组104A(图1A)和124A(图2)中的任何一者的示例。次级绕组504是次级绕组104B(图1A)、124B(图1B)、304(图3)和314(图3)中的任何一者的示例。

初级绕组502具有外屏蔽件502A和内导体502B。外屏蔽件502B由绝缘体制成，而内导体502A由金属(例如，铜)制成。外屏蔽件502A沿着内导体502B的长度而包覆(例如，包围)内导体502B。

类似地，次级绕组504具有外屏蔽件504A和内导体504B。外屏蔽件504B由绝缘体制成，而内导体504A由金属(例如，铜)制成。本文所述的绝缘体的示例包括塑料、聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯。外屏蔽件504A沿着内导体504B的长度而包覆(例如，包围)内导体504B。

初级绕组502及次级绕组504经由连接部506而彼此连接。例如，初级绕组502与次级绕组504相邻设置，而绝缘体将初级绕组502与次级绕组504连接。

内导体504B的长度是内导体502A的长度的两倍，以在初级绕组502与次级绕组504之间达到1:2的比例。内导体504B的双倍长度被描绘为内导体502B上的点506A与内导体504B上的点506B之间的虚线。该虚线用于说明内导体504B的长度是内导体502B的长度的双倍。作为另一示例，内导体504B具有另一长度，其例如是内导体502A的长度的三倍或四倍。

作为示例，次级绕组504的长度是四分之一的波长，其标示为λ/4。次级绕组504的长度的其他示例包括1/2波长或l/5^th波长的长度。

在一实施方案中，共轴缆线具有中心金属导体。该中心导体由电介质沿着该中心导体的长度而包覆，而该电介质由外金属导体沿着该电介质的长度而包覆。该外金属导体由绝缘体沿着该外金属导体的长度而包覆。该中心导体的示例为铜线。作为示例，该电介质为塑料、或聚氯乙烯。该外金属导体的示例是由铜制成的金属网格，而该绝缘体的示例为塑料、或聚氯乙烯、或聚乙烯、或聚丙烯。

图6A为系统600的实施方案的示意图，其用于说明使用可变电容器602而不是电容器112(图1A)。除了系统600具有可变电容器602而不是电容器112外，系统600的结构与功能与系统100(图1A)相同。例如，系统600包括基于变压器的系统603，除了该基于变压器的系统603包括可变电容器602而不是电容器112(其为固定的)外，该基于变压器的系统603的结构与功能与该基于变压器的系统102(图1A)相同。

系统600还包括驱动器3、马达3和连接机构604。主计算机被耦合至驱动器3，而驱动器3被耦合至马达3。马达3经由连接机构604而耦合至可变电容器602。

在系统600的操作期间，主计算机将电容控制信号传送至驱动器3。该电容控制信号由主计算机产生以实现可变电容器602的电容，且该电容对应于待在初级绕组104A两端实现的电压量，且该电压量系对应于待在次级绕组104B两端实现的另一电压量。可变电容器602的电容、以及待在初级绕组104A和次级绕组104B两端实现的电压量储存在主计算机的存储器设备中。主计算机的处理器根据在可变电容器602的电容和待在初级绕组104A及次级绕组104B两端实现的电压量之间的对应关系来识别可变电容器602的电容量。

在接收到电容控制信号之后，驱动器3产生电流信号，其被传送至马达3。马达3转动，以经由连接机构604将可变电容器602的板相对于可变电容器602的相对定位的板进行转动，以实现该电容控制信号内的电容，并且进一步实现在初级绕组104A两端的电压和在次级绕组104B两端的电压。实现在次级绕组104B两端的电压，以产生RF信号122。

图6B为系统620的实施方案的示意图，其用于说明使用可变电容器622而不是电容器130(图1B)。除了系统620具有可变电容器622而不是电容器130外，系统620的结构与功能和系统184(图1B)相同。例如，系统620包括基于变压器的系统621，除了基于变压器的系统621包括可变电容器622而不是电容器130(其为固定的)外，基于变压器的系统621的结构与功能和基于变压器的系统184(图1B)相同。

系统620还包括驱动器4、马达4和连接机构624。主计算机被耦合至驱动器4，而驱动器4被耦合至马达4。马达4经由连接机构624而耦合至可变电容器622。

在系统620的操作期间，主计算机将电容控制信号传送至驱动器4。该电容控制信号由主计算机产生以实现可变电容器622的电容，且该电容对应于待在初级绕组124A两端实现的电压量，且该电压量对应于待在次级绕组124B两端实现的另一电压量。可变电容器622的电容以及待在初级绕组124A和次级绕组124B两端实现的电压量储存在主计算机的存储器设备中。该主计算机的处理器根据在可变电容器622的电容和在初级绕组124A和次级绕组124B两端实现的电压量之间的对应关系来识别可变电容器622的电容量。

在接收该电容控制信号之后，该驱动器4产生电流信号而传送至马达4。该马达4转动，以经由连接机构624而将可变电容器622的板相对于可变电容器622的相对定位的板进行转动，以实现该电容控制信号内的电容，并且进一步实现在初级绕组124A两端的电压和在次级绕组124B两端的电压。实现在次级绕组124B两端的电压，以产生RF信号196。

图7为系统700的实施方案的示意图，其用于说明使用可变电容器602而不是电容器112(图2)、以及使用可变电容器622而不是电容器130(图2)。除了系统700具有可变电容器602而不是电容器112、以及可变电容器622而不是电容器130外，系统700的结构与功能与系统200(图2)相同。例如，系统700包括基于变压器的系统701，除了基于变压器的系统701包括可变电容器602而不是电容器112、以及包括可变电容器622而不是电容器130外，基于变压器的系统701的结构与功能和基于变压器的系统202(图2)相同。

同样，系统700包括驱动器3、驱动器4、以及马达3、马达4。驱动器3和马达3的操作在上文参照图6A进行了描述，而驱动器4和马达4的操作在上文参照图6B进行了描述。实现在次级绕组104B两端的电压以产生RF信号174，以及实现在次级绕组124B两端的电压以产生RF信号196。

图8为系统800的实施方案的示意图，其用于说明使用可变电容器602而不是电容器112(图3)、以及使用可变电容器622而不是电容器130(图3)。除了系统800具有可变电容器602而不是电容器112、以及可变电容器622而不是电容器130外，系统800的结构与功能和系统300(图3)相同。例如，系统800包括基于变压器的系统801，除了基于变压器的系统801包括可变电容器602而不是电容器112、以及包括可变电容器622而不是电容器130外，基于变压器的系统801的结构与功能和基于变压器的系统302(图3)相同。同样，系统800包括驱动器3、驱动器4、以及马达3、马达4。

在系统800的操作期间，该主计算机将电容控制信号传送至驱动器3。该电容控制信号由主计算机产生以实现可变电容器602的电容，且该电容对应于待在初级绕组104A两端实现的电压量，且该电压量对应于待在次级绕组104B两端实现的另一电压量。同样，待在初级绕组104A两端实现的电压量对应于待在次级绕组304两端实现的另一电压量。可变电容器602的电容、以及待在初级绕组104A、次级绕组104B和次级绕组304两端实现的电压量储存在主计算机的存储器设备中。该主计算机的处理器根据在可变电容器602的电容和待在初级绕组104A、次级绕组104B和次级绕组304两端实现的电压量之间的对应关系来识别可变电容器602的电容量。

在接收到电容控制信号之后，驱动器3产生电流信号，其被传送至马达3。马达3转动，以将可变电容器602的板相对于可变电容器602的相对定位的板进行转动，以实现该电容控制信号内的电容，并进一步实现在初级绕组104A两端的电压、在次级绕组104B两端的电压、以及在次级绕组304两端的电压。实现在次级绕组104B两端的电压而产生RF信号122，以及实现在次级绕组304两端的电压而产生RF信号312。

另外，在系统800的操作期间，主计算机将电容控制信号传送至驱动器4。该电容控制信号由主计算机产生以实现可变电容器622的电容，且该电容对应于待在初级绕组124A两端实现的电压量，且该电压量对应于待在次级绕组124B两端实现的另一电压量。同样，待在初级绕组124A两端实现的电压量对应于待在次级绕组314两端实现的另一电压量。可变电容器622的电容、以及待在初级绕组124A、次级绕组124B和次级绕组314两端实现的电压量储存在主计算机的存储器设备中。主计算机的处理器根据在可变电容器622的电容和待在初级绕组124A、次级绕组124B和次级绕组314两端实现的电压量之间的对应关系来识别可变电容器622的电容量。

在接收到电容控制信号之后，该驱动器4产生电流信号，其被传送至马达4。该马达4转动，以将可变电容器622的板相对于可变电容器622的相对定位的板进行转动，以实现电容控制信号内的电容，并进一步实现在初级绕组124A两端的电压、在次级绕组124B两端的电压、以及在次级绕组314两端的电压。实现在次级绕组124B两端的电压以产生RF信号138，以及实现在次级绕组314两端的电压以产生RF信号320。

图9为系统900的实施方案的示意图，其用于说明其中使用基于变压器的系统902的等离子体工具。系统900包括主计算机、RF产生器、IMC 110、基于变压器的系统902、等离子体室904、处理气体供应源906和气体供应歧管908。

等离子体室904包括TCP线圈系统912和衬底保持件910。该衬底保持件910被耦合至接地连接部。该TCP线圈系统912位于该衬底保持件910上方。该TCP线圈系统912的示例包括TCP线圈系统150(图1A)、TCP线圈系统186(图IB)、TCP线圈系统206(图2)和TCP线圈系统330(图3)。

处理气体供应源906的示例包括储存一或更多种处理气体的一或更多个气体容器，其中所述处理气体用于处理衬底保持件910上的衬底S，例如半导体晶片。该衬底保持件910的示例包括卡盘。该卡盘包括与该接地连接部耦合的下电极。该一或更多种处理气体的示例包括含氧气体以及含氟气体。该气体供应歧管908包括一或更多个阀，其用于控制(例如，允许或禁止)从处理气体供应源906所接收的该一或更多种处理气体的流动，经由气体供应歧管908而到达等离子体室904，以实现处理气体的预设混合。

基于变压器的系统902的示例包括基于变压器的系统102(图1A)、基于变压器的系统184(图1B)、基于变压器的系统202(图2)、基于变压器的系统302(图3)、基于变压器的系统603(图6A)、基于变压器的系统621(图6B)、基于变压器的系统701(图7)和基于变压器的系统801(图8)。TCP线圈系统912的示例包括TCP线圈系统150(图1A)、TCP线圈系统186(图IB)、TCP线圈系统206(图2)和TCP线圈系统330(图3)。

该主计算机被耦合至RF产生器，而该RF产生器被耦合至IMC110。IMC 110被耦合至RF传输线158。该主计算机被耦合至处理气体供应源906，处理气体供应源906被耦合至气体供应歧管908，而气体供应歧管908被耦合至等离子体室904。IMC 110经由RF传输线158而耦合至基于变压器的系统902。可变电容器108被耦合至RF传输线158，而可变电容器128被耦合至RF传输线158。基于变压器的系统902被耦合至可变电容器108和128，并且耦合至TCP线圈系统912。

在操作期间，经修正的RF信号120和172以与上文参照图1A所述相同的方式产生。基于变压器的系统902接收经修正的RF信号120和172以输出成组的RF信号914和916。该成组的RF信号914的示例包括RF信号122(图1A及2)、或成组的RF信号194A和194B(图1B)、或成组的RF信号122和304(图3)。该成组的RF信号916的示例包括成组的RF信号172A和172B(图1A)、或RF信号138(图1B和2)、或成组的RF信号320和138(图3)。

此外，在操作期间，主计算机将控制信号传送至处理气体供应源906以供应一或更多种处理气体，以及将控制信号传送至气体供应歧管908以控制到达等离子体室904的一或更多种处理气体的量。当将一或更多种处理气体供应至等离子体室904、以及将RF信号914和916供应至TCP线圈系统912时，在该等离子体室904内点燃、或包含等离子体以处理衬底S。对衬底S进行处理的示例包括对衬底S进行蚀刻、在衬底S上沉积材料、对衬底S进行溅镀、以及对衬底S进行清洁。

在一实施方案中，衬底保持件910经由阻抗匹配电路而耦合至一或更多个RF产生器，而不是耦合至接地连接部。该一或更多RF产生器经由各自的一或更多根RF缆线而耦合至该阻抗匹配电路，且该阻抗匹配电路经由RF传输线而耦合至衬底保持件910。一或更多个RF产生器产生各自的一或更多个RF信号，该一或更多个RF信号经由各自的该一或更多根RF缆线而供应至该阻抗匹配电路。该阻抗匹配电路将基于该一或更多个RF信号而产生的经修正的RF信号输出，并将该经修正的RF信号传送至衬底保持件910以用于处理该衬底S。

在一实施方案中，在TCP线圈系统912与衬底保持件910之间设置介电窗。

图10是变压器1000的实施方案的示意图，其用于说明变压器1000的原理。变压器1000是变压器104(图1A)或变压器124(图1B)的示例。变压器1000具有初级绕组1002和次级绕组1004。

对于横跨次级绕组1004的给定功率量，变压器1000可用于改变横跨次级绕组1004的电压比电流的比率。该电压比电流的比率可通过变更初级绕组1002与次级绕组1004之间的线圈比率Np/Ns而改变。Np为初级绕组1002的匝数，而Ns为次级绕组1004的匝数。在初级绕组1002两端的电压为Vp，而在次级绕组1004两端的电压为Vs。流经该初级绕组的电流为Ip，而流经该次级绕组的电流为Is。变压器公式被提供如下：

Vp/Vs＝Is/Ip＝Np/Ns……(1)

介于初级绕组1002与次级绕组1004之间的互感M被表示为：

M＝k√(LpLs)……(2)

其中k为初级绕组1002与次级绕组1004之间的耦合系数，√表示平方根，Lp为初级绕组1002的电感，而Ls为次级绕组1004的电感。

绞线变压器改善初级绕组1002与次级绕组1004之间的耦合系数。在绞线变压器中，初级绕组1002与次级绕组1004绞合。耦合系数k取决于该绞线变压器的初级绕组1002的节距、以及次级绕组1004的节距。例如，可以将初级绕组1002和次级绕组1004中的每一者的节距进行限定，使得耦合系数k等于1或大约等于1，例如与1相差在预定的范围内。该耦合系数还取决于制造初级绕组1002和次级绕组1004所用的导线的参数，例如电阻损失。初级绕组1002和次级绕组1004的彼此绞合降低了由初级绕组1002和次级绕组1004的不同导线所造成的耦合系数k的差异。

可通过包含下列各项的各种计算机系统配置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本文所述的实施方案，在这些分布式计算环境中工作经由通过计算机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。该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)。该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，控制其操作。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发生器设定、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、进出与系统连接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、控制操作、启动清洗操作、启动终点测量等的许多集成电路、逻辑、存储器和/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(DSP)、定义为ASIC的芯片、PLD、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)的形式而发送至控制器或系统的指令，该单独设定(或程序档案)为(在半导体晶片上，或针对半导体晶片)实行特定处理而定义操作参数。在一些实施方案中，操作参数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，控制器在容许远程访问晶片处理的“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，以监控制造操作的当前进度、检查过去制造操作的历史、由多个制造操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)通过计算机网络提供处理配方至系统，该计算机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，控制器接收用于处理晶片的设置形式的指令。应理解，所述设置特别针对待在晶片上执行的处理的类型以及控制器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，本文所述的完成处理)而操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，在平台级别、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。

在多种实施方案中，等离子体系统包括但不限于，等离子体蚀刻室、沉积室、旋转冲洗室、金属镀室、清洁室、边缘蚀刻室、物理气相沉积(PVD)室、化学气相沉积(CVD)室、原子层沉积(ALD)室、原子层蚀刻(ALE)室、离子注入室、轨道室以及和半导体晶片的制造相关和/或用于制造的任何其他半导体处理室。

还应注意，虽然上述操作是参照电感耦合等离子体(ICP)反应器描述的，但在一些实施方案中，上述操作适用于其他类型的等离子体室，例如包括平行板等离子体室的等离子体室、电容耦合等离子体室、导体工具、介电工具、包括电子回旋谐振(ECR)反应器的等离子体室等。

如上所述，取决于将通过工具执行的操作，控制器与半导体制造工厂中的以下各项中的一或多项进行通信：其他工具电路或模块、其他工具组件、群集(cluster)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。这些计算机实现的操作是操控物理量的操作。

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，此处所述操作由选择性启动的计算机执行，或由存储在计算机存储器中的一个或多个计算机程序所配置，或通过计算机网络而获得。当数据通过计算机网络获取时，可通过计算机网络(例如，计算资源的云)上的其他计算机以处理该数据。

还可将本文所述的一或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(例如存储器设备等)，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、网络附加存储(NAS)、ROM、RAM、只读光盘(CD-ROM)、可录式光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、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呈现，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，而不偏离本公开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，而是可在所附权利要求的范围及等同范围内进行修改。

Claims (20)

1.一种变压器装置，其包括：

初级绕组，其具有第一端部和第二端部，其中所述第一端部被耦合至阻抗匹配电路的输出端，而所述第二端部被耦合至电容器；

次级绕组，其与所述初级绕组相关联，且耦合至等离子体室的变压器耦合等离子体(TCP)线圈的第一端部和第二端部，

其中所述初级绕组被配置成从所述阻抗匹配电路接收经修正的射频(RF)信号以产生磁通量，从而在所述次级绕组中感应电压，其中由所述电压产生的RF信号从所述次级绕组传送至所述TCP线圈。

2.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述TCP线圈与所述次级绕组串联。

3.根据权利要求1所述的变压器装置，其还包括：

额外的初级绕组，其具有第一端部和第二端部，其中所述额外的初级绕组的所述第一端部被耦合至所述阻抗匹配电路的所述输出端，而所述额外的初级绕组的所述第二端部被耦合至额外的电容器；

额外的次级绕组，其与所述额外的初级绕组相关联，且耦合至所述等离子体室的额外的TCP线圈的第一端部和第二端部，

其中所述额外的初级绕组被配置成从所述阻抗匹配电路接收经修正的RF信号以产生磁通量，从而在所述额外的次级绕组中感应电压，其中由在所述额外的次级绕组中感应的所述电压产生的RF信号被从所述额外的次级绕组传送至所述额外的TCP线圈。

4.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述电容器被耦合至接地连接部。

5.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述次级绕组与所述初级绕组绞合，以与所述初级绕组相关联。

6.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述次级绕组与所述初级绕组以穿插方式进行卷绕，以与所述初级绕组相关联。

7.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述电容器是可变电容器或固定电容器。

8.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述电容器是可变电容器，所述可变电容器被耦合至马达以改变所述可变电容器的电容。

9.根据权利要求1所述的变压器装置，其中在所述次级绕组上提供多个抽头，以改变由所述次级绕组施加至所述TCP线圈的所述电压。

10.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述初级绕组的所述第一端部经由另一电容器而耦合至所述阻抗匹配电路，其中所述另一电容器是固定电容器或可变电容器。

11.一种变压器装置，其包括：

初级绕组，其具有第一端部和第二端部，其中所述第一端部被耦合至阻抗匹配电路的输出端，而所述第二端部被耦合至电容器；

第一次级绕组，其与所述初级绕组相关联，且耦合至等离子体室的第一变压器耦合等离子体(TCP)线圈的第一端部和第二端部，

其中所述初级绕组被配置成从所述阻抗匹配电路接收经修正的射频(RF)信号以产生磁通量，从而在所述第一次级绕组中感应电压，其中由在所述第一次级绕组中感应的所述电压产生的RF信号经由所述第一次级绕组传送至所述第一TCP线圈，

第二次级绕组，其与所述初级绕组相关联，且耦合至等离子体室的第二TCP线圈的第一端部和第二端部，

其中所述磁通量被配置成在所述第二次级绕组中感应电压，其中由在所述第二次级绕组中感应的所述电压产生的RF信号被从所述第二次级绕组传送至所述第二TCP线圈。

12.根据权利要求11所述的变压器装置，其中所述第一TCP线圈与所述第一次级绕组串联，而所述第二TCP线圈与所述第二次级绕组串联。

13.根据权利要求11所述的变压器装置，其还包括：

额外的初级绕组，其具有第一端部和第二端部，其中所述额外的初级绕组的所述第一端部被耦合至所述阻抗匹配电路的所述输出端，而所述额外的初级绕组的所述第二端部被耦合至额外的电容器；

额外的第一次级绕组，其与所述额外的初级绕组相关联，且耦合至所述等离子体室的第三TCP线圈的第一端部和第二端部，

其中所述额外的初级绕组被配置成从所述阻抗匹配电路接收经修正的RF信号以产生磁通量，从而在所述额外的第一次级绕组中感应电压，其中由在所述额外的第一次级绕组中感应的所述电压产生的RF信号被从所述额外的第一次级绕组传送至所述第三TCP线圈；

额外的第二次级绕组，其与所述额外的初级绕组相关联，且耦合至所述等离子体室的第四TCP线圈的第一端部和第二端部，

其中由所述额外的初级绕组所产生的所述磁通量在所述额外的第二次级绕组中感应电压，其中由在所述额外的第二次级绕组中感应的所述电压产生的RF信号被从所述额外的第二次级绕组传送至所述第四TCP线圈。

14.根据权利要求11所述的变压器装置，其中所述电容器被耦合至接地连接部。

15.根据权利要求11所述的变压器装置，其中所述电容器是可变电容器或固定电容器，其中所述可变电容器被耦合至马达以改变所述可变电容器的电容。

16.根据权利要求11所述的变压器装置，其中所述第一次级绕组围绕所述初级绕组进行绞合，以与所述初级绕组相关联，而所述第二次级绕组围绕所述初级绕组进行绞合，以与所述初级绕组相关联。

17.根据权利要求11所述的变压器装置，其中所述第一次级绕组与所述初级绕组以穿插方式进行卷绕，以与所述初级绕组相关联，而所述第二次级绕组与所述初级绕组以穿插方式进行卷绕，以与所述初级绕组相关联。

18.根据权利要求11所述的变压器装置，其中所述初级绕组的所述第一端部经由另一电容器而耦合至所述阻抗匹配电路，其中所述另一电容器是固定电容器或可变电容器。

19.一种方法，其包括：

通过变压器的初级绕组从阻抗匹配电路的输出端接收经修正的射频(RF)信号，其中所述初级绕组被耦合至电容器；

在接收到所述经修正的RF信号之后，通过所述初级绕组产生磁通量以感应在所述变压器的次级绕组两端的电压；以及

将由所述电压产生的RF信号从所述次级绕组传送至等离子体室的变压器耦合等离子体(TCP)线圈。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述TCP线圈与所述次级绕组串联。

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