JP2020532859A - 小さい角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのシステムおよび方法 - Google Patents

小さい角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【解決手段】イオンの角発散を減少させつつピークイオンエネルギを増大させるためのシステムおよび方法が開示されている。それらのシステムの１つにおいて、プラズマチャンバに関連する上側電極に接続されている複数の高周波（ＲＦ）発生器は、ＲＦ発生器のパルス化のために、２つの異なる状態（２つの異なる周波数レベルなど）で動作される。ＲＦ発生器のパルス化は、状態の内の一方の間のイオンエネルギを状態の内の他方に遷移させることで他方の状態中のイオンエネルギを増大させて、基板の処理速度をさらに速くすることを容易にする。【選択図】図１Ａ

Description

本実施形態は、小さい角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのシステムおよび方法に関する。
一部のプラズマ処理システムでは、プラズマチャンバ内の電極に高周波（ＲＦ）信号が供給される。ＲＦ信号は、プラズマチャンバ内でプラズマを生成するために用いられる。プラズマは、様々な動作、例えば、下側電極上に設置された基板の洗浄、基板のエッチングなどに用いられる。プラズマを用いた基板処理中、ＲＦ信号は、連続的である。
本開示に記載の実施形態は、このような背景において生じたものである。
本開示の実施形態は、小さい低角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのシステム、装置、方法、および、コンピュータプログラムを提供する。本実施形態は、処理、装置、システム、デバイス、または、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録された方法など、種々の形態で実施できることを理解されたい。以下に、いくつかの実施形態を記載する。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のシステムおよび方法は、供給される高周波（ＲＦ）バイアス電圧またはＲＦバイアス電力を増大または実質的に増大させることなしにイオンエネルギを増強し、ピークエネルギで狭い角発散を生み出す。ピークエネルギでの狭い角発散は、高アスペクト比のエッチングを達成するために用いられる。
本明細書に記載のシステムおよび方法は、パルス周期中に高周波数レベルおよび低周波数レベルを利用する。高周波数レベルは、高周波ＲＦ発生器（２７メガヘルツＲＦ発生器または６０メガヘルツＲＦ発生器など）によって利用され、低周波数レベルは、別の低周波ＲＦ発生器（２メガヘルツＲＦ発生器または１３．５６メガヘルツＲＦ発生器または４００キロヘルツＲＦ発生器など）によって利用される。システムおよび方法は、ＲＦ信号の非パルス化（連続波ＲＦ信号など）で達成されるピークイオンエネルギと比べて、ピークイオンエネルギを増大させつつ（３５％超の増大など）、厳しい（狭い、など）イオン角を容易にする利点を有する。厳しいイオン角およびピークイオンエネルギの増大は、低周波数および高周波数の同期したＲＦ電圧パルスの結果として達成される。高周波数レベルの開始時に、プラズマイオンは、以前の低周波数レベル（前の低周波数レベル、など）から電圧ブーストを受ける。例えば、低周波数レベルからの電圧量が、低周波数レベルに続く高周波数レベルへの電圧量に追加される。これにより、同じＲＦバイアス電圧では、本明細書に記載のシステムおよび方法のイオンエネルギ・角度分布関数（ＩＥＡＤＦ）におけるピークエネルギが、連続波技術と比べて高くなる。プラズマシースのシース電圧が、以下の式（１）に基づいて充電および放電する。
ここで、ＶＬｏｗは、低周波数レベルを有するＲＦ信号の電圧レベルであり、ＶＨｉｇｈは、高周波数レベルを有するＲＦ信号の電圧レベルであり、ＶＨｉｇｈ＿Ｐｅａｋは、低から高周波数レベルへの遷移から時間ｔ後の最終電圧レベルであり、以前の低周波数レベルの寄与分が、現在の高周波数電圧レベルに追加されている。さらに、式（１）において、ｅｘｐは、指数関数であり、Ｒは、キャパシタとして機能するプラズマシースの出力での抵抗であり、ＲＣは、キャパシタの時定数であり、Ｃは、キャパシタの静電容量である。高周波数レベルの開始時に、以前の低周波数レベルからの電圧レベル故に、連続波技術よりも高い電圧で、プラズマイオンが、プラズマシースを通して移動し、基板に衝突する。以前の低周波数レベルからの電圧レベルは、高周波数レベルの電圧レベルに追加される。プラズマシース電圧レベルのこの上昇により、以下に示す式（２）の分母が大きくなる。
ここで、Ｖｓは、プラズマシースの電圧であり、Ｔｉは、シース端でのイオン温度であり、ｅは、単一の電子が持つ電荷量であり、ｔａｎは、正接関数である。式（２）の分母が大きくなると、イオン角σθが狭くなる。また、低周波数レベルは、抵抗Ｒを増大させ、抵抗Ｒの増大は、時定数ＲＣを増大させる。時定数ＲＣが低周波数レベル中に増大すると、パルス化なし（連続波モード）で単一の周波数が用いられた場合と比べて、基板におけるバイアス電圧がさらにいっそう増強される。高および低周波数レベルの間でのパルス化は、バイアスＲＦ発生器システムによって供給されるバイアス電圧を増大させることによって基板におけるバイアス電圧を増大させるシステムと比べて、所定の量（３５〜５０％など）のエッチング速度の上昇と、所定の量（１０％など）のチャネルのクリティカルディメンションの改善とを実現する。クリティカルディメンションの改善は、より真っ直ぐなエッチングフィーチャが存在する場合に達成される。
さらに、本明細書に記載のシステムおよび方法は、低電力パラメータレベルからの電力量または電圧量を高電力パラメータレベルの電力量に寄与させることによって、バイアス電圧またはバイアス電力を実質的に増大させることなしにイオンエネルギを増強し、ピークエネルギで狭い角発散を生み出す。本明細書に記載のシステムおよび方法は、パルス周期の高状態中に高電力パラメータレベルを利用し、低状態中に低電力パラメータレベルを利用する。低電力パラメータレベルは、高状態中の電力パラメータのレベルのある割合である。高電力パラメータレベルおよび低電力パラメータレベルは、同じＲＦ発生器（高周波ＲＦ発生器または低周波ＲＦ発生器など）によって供給される。したがって、高状態の開始時に、キャパシタとして機能するプラズマシースは、低電力パラメータレベルの以前の低電圧または電力を保持し、これが、後に、高電力パラメータレベルの高電圧または高電力に追加されて、ＩＥＡＤＦにおけるより高いピークエネルギを引き起こす。ピークエネルギは、同じバイアス電圧では、高状態および低状態中に、連続波技術と比べて高い。プラズマシースの電圧は、式（１）に基づいて、充電および放電する。
高電力パラメータレベルの開始時に、プラズマイオンは、連続波技術よりも高い電圧で、プラズマシースを通して移動し、基板に衝突する。以前の低電力パラメータレベル（前の低電力パラメータレベル、など）からの電圧量または電力量が、高電力パラメータレベルへ寄与分を追加する。高電力パラメータレベルの電圧の追加は、プラズマシースの電圧を増大させて、さらに式（２）の分母を大きくする。式（２）の分母が大きくなると、イオン角が狭くなる。また、連続波技術と異なり、低電力パラメータレベルから高電力パラメータレベルへの遷移中に、プラズマシースが最初は薄いので、プラズマイオンは、衝突および散乱が少なく、インエネルギおよびより厳しいイオン角を保つ。衝突および散乱は、連続波モードでの厚いシースに比べて少なくなる。高電力パラメータレベル中にピークエネルギでエネルギ増強されたイオンは、連続波モードと比べて、高アスペクト比エッチングで利用される厳しいイオン角を維持する。また、低電力パラメータレベル中に、シース端でのイオン温度Ｔｉが低いので、低電力パラメータレベルから高電力パラメータレベルへの遷移中に、イオン角発散が、ＣＷ技術と比べて狭くなる。これらの要因すべてを併せて、ＩＥＤＦにおけるピークエネルギを増強し、このピークエネルギでのイオン角を絞る。さらに、低電力パラメータレベルと高電力パラメータレベルとの間でのパルス化により、連続波技術と比べて、マスクが強く腐食されないようになる。
一実施形態において、エッチング動作中に、イオンエネルギを増大させ、基板の表面に向けられるイオンの角発散を減少させるように、プラズマチャンバを動作させるための方法が開示されている。方法は、プラズマチャンバの動作を駆動するためのパルス信号を受信することを備える。パルス信号は、第１状態および第２状態を含む２つの状態を有する。方法は、さらに、第１状態中に一次周波数レベルで一次ＲＦ発生器を動作させ、第２状態中に一次ＲＦ発生器をオフ状態に維持することを備える。第１状態中の一次ＲＦ発生器の動作は、基板の上に形成されるプラズマシースの増大した電荷を生み出す。増大した電荷は、プラズマシースの厚さを増大させる。方法は、さらに、第２状態中に二次周波数レベルで二次ＲＦ発生器を動作させ、第１状態中に二次ＲＦ発生器をオフ状態に維持することを備える。第２状態中の二次ＲＦ発生器の動作は、第１状態中に生み出されたプラズマシースの増大した電荷の少なくとも一部を、第２状態中に生成されるイオンエネルギを増強するための追加電力として利用する。追加電力は、基板の表面に向けられた時にイオンの角発散を減少させる。一次および二次ＲＦ発生器は、インピーダンス整合回路を介して、プラズマチャンバに関連する上部電極に接続されている。方法は、第１および第２状態の複数サイクルにわたってエッチング動作を強化するために、パルス信号に従って、第１および第２状態で一次および二次ＲＦ発生器を動作させ続けることを備える。
様々な実施形態において、エッチング動作中に、イオンエネルギを増大させ、基板の表面に向けられるイオンの角発散を減少させるように、プラズマチャンバを動作させるための方法が開示されている。方法は、プラズマチャンバの動作を駆動するためのパルス信号を受信することを備える。方法は、さらに、第１状態中に第１一次周波数レベルおよび第２状態中に第２一次周波数レベルで、一次ＲＦ発生器を動作させることを備える。第１状態中の一次ＲＦ発生器の動作は、基板の上に形成されるプラズマシースの増大した電荷を生み出す。方法は、さらに、第１状態中に第１二次周波数レベルおよび第２状態中に第２二次周波数レベルで、二次ＲＦ発生器を動作させることを備える。第２状態中の二次ＲＦ発生器の動作は、第１状態中に生み出されたプラズマシースの増大した電荷の少なくとも一部を、第２状態中に生成されるイオンエネルギを増強するための追加電力として利用する。第１一次周波数レベル、第２一次周波数レベル、第１二次周波数レベル、第２二次周波数レベルの各々は、０ではない。例えば、一次および二次ＲＦ発生器のいずれも、第１および第２状態中にオフではない。方法は、第１および第２状態の複数サイクルにわたってエッチング動作を強化するために、パルス信号に従って、第１および第２状態で一次および二次ＲＦ発生器を動作させ続けることを備える。
いくつかの実施形態において、エッチング動作中に、イオンエネルギを増大させ、基板の表面に向けられるイオンの角発散を減少させるように、プラズマチャンバを動作させるためのシステムが開示されている。システムは、一次ＲＦ信号を生成する一次電源を有する一次ＲＦ発生器を備える。システムは、さらに、二次ＲＦ信号を生成する二次電源を有する二次ＲＦ発生器を備える。システムは、さらに、一次電源および二次電源に接続されているインピーダンス整合回路網を備える。インピーダンス整合回路網は、一次ＲＦ信号および二次ＲＦ信号を受信して、変調されたＲＦ信号を生成する。システムは、インピーダンス整合回路網に接続されている上部電極を有するプラズマチャンバを備える。プラズマチャンバは、変調されたＲＦ信号を受信する。一次ＲＦ発生器は、１または複数のプロセッサを備える。一次ＲＦ発生器の１または複数のプロセッサは、パルス信号を受信して、プラズマチャンバの動作を駆動する。１または複数のプロセッサは、第１状態中に一次ＲＦ発生器を一次周波数レベルで動作させ、第２状態中に一次ＲＦ発生器をオフ状態に維持する。第１状態中の一次ＲＦ発生器の動作は、基板の上に形成されるプラズマシースの増大した電荷を生み出す。増大した電荷は、プラズマシースの厚さを増大させる。二次ＲＦ発生器は、パルス信号を受信するよう構成されている１または複数のプロセッサを備える。二次ＲＦ発生器の１または複数のプロセッサは、第２状態中に二次ＲＦ発生器を二次周波数レベルで動作させ、第１状態中に二次ＲＦ発生器をオフ状態に維持する。第２状態中の二次ＲＦ発生器の動作は、第１状態中に生み出されたプラズマシースの増大した電荷の少なくとも一部を、第２状態中に生成されるイオンエネルギを増強するための追加電力として利用する。追加電力は、基板の表面に向けられた時にイオンの角発散を減少させる。一次および二次ＲＦ発生器は、第１および第２状態の複数サイクルにわたってエッチング動作を強化するために、パルス信号に従って、第１および第２状態での動作を続ける。
添付の図面を参照して行う以下の詳細な説明から、別の態様が明らかになる。
実施形態は、添付の図面に関連して行う以下の説明を参照することによって最も良好に理解できる。
低い角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するための周波数レベルの２状態パルス化を説明するために、プラズマツールの一実施形態を示すブロック図。
一方の状態がオフ状態である周波数レベルの２状態パルス化を説明するために、グラフの実施形態を示す図。
両方の状態が非ゼロ状態である周波数レベルの２状態パルス化を説明するために、グラフの実施形態を示す図。
低い角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するための周波数レベルの３状態パルス化を説明するために、プラズマツールの一実施形態を示すブロック図。
周波数レベルの３状態パルス化を説明するために、グラフの実施形態を示す図。
周波数レベルの３状態パルス化を説明するために、グラフの実施形態を示す図。
周波数レベルの３状態パルス化を説明するために、グラフの実施形態を示す図。
周波数パルス化ＲＦ発生器によって生成されたＲＦ信号の周波数レベルのパルス化で、基板の表面に入射するプラズマイオンのピークエネルギが増大することを説明するために、複数のグラフの実施形態を示す図。
バイアスＲＦ発生器によって供給されるバイアス電圧の上昇と共に、プラズマイオンの角度分布が小さくなることを説明するために、グラフの一実施形態を示す図。
バイアス電圧の増大によって達成されるのと同等の角発散が、ＲＦ発生器の周波数レベルをパルス化することによって達成されることを説明するために、グラフの一実施形態を示す図。
基板内に形成されたチャネルのクリティカルディメンション（ＣＤ）の差を説明するために、グラフの実施形態を示す図。
低い角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するための電力パラメータレベルのパルス化を説明するために、プラズマツールの一実施形態を示すブロック図。
図７ＡのプラズマツールのＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号の電力パラメータのパルス化を説明するために、グラフの実施形態を示す図。
バイアス電圧の上昇と共に、プラズマイオンの垂直方向性が増すことを説明するために、複数のグラフの実施形態を示す図。
ＲＦ発生器によって生成されたＲＦ信号の電力パラメータレベルのパルス化で、基板の表面に入射するプラズマイオンのピークエネルギが増大することを説明するために、複数のグラフの実施形態を示す図。
図４のグラフの一実施形態を示す図。
バイアス電圧の増大によって達成されるのと同等の角発散が、ＲＦ発生器の電力パラメータレベルをパルス化することによって達成されることを説明するために、グラフの一実施形態を示す図。
電力パラメータレベルのパルス化と連続波モードの適用との間での達成されるクリティカルディメンションの差を説明するために、グラフの実施形態を示す図。
低い角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのバイアスＲＦ発生器の電力パラメータレベルのパルス化を説明するために、プラズマツールの一実施形態を示すブロック図。
図１３ＡのバイアスＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号の電力パラメータのパルス化を説明するために、グラフの実施形態を示す図。
以下の実施形態は、低い角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのシステムおよび方法を記載する。本実施形態は、これらの具体的な詳細事項の一部または全てがなくとも実施可能であることが明らかである。また、本実施形態が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の詳細な説明は省略した。
図１Ａは、低い角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのプラズマツール１００の一実施形態を示すブロック図である。プラズマツール１００は、高周波（ＲＦ）発生器ＲＦＧｘと、別のＲＦ発生器ＲＦＧｙと、ホストコンピュータ１１６と、インピーダンス整合回路網（ＩＭＮ）１０４と、プラズマチャンバ１０８と、別のＩＭＮ１１２と、１または複数のバイアスＲＦ発生器を備えるバイアスＲＦ発生器システム１１４と、を備える。プラズマツール１００は、さらに、ＲＦ発生器システム１１４をＩＭＮ１１２に接続するＲＦケーブルシステム１３７と、ＩＭＮ１１２をプラズマチャンバ１０８のチャック１１０に接続するＲＦ電送線路１３９と、を備える。ＲＦ伝送線路１３９は、絶縁体によって取り囲まれた金属ロッドを備えており、絶縁体は、シースによってさらに囲まれている。金属ロッドは、ＲＦストラップを介してシリンダに接続されており、シリンダは、チャック１１０に接続されている。ＲＦ発生器ＲＦＧｘの例は、４００キロヘルツ（ｋＨｚ）ＲＦ発生器、２メガヘルツ（ＭＨｚ）ＲＦ発生器、または、１３．５６ＭＨｚＲＦ発生器など、低周波ＲＦ発生器を含む。ＲＦ発生器ＲＦＧｙの例は、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、または、６０ＭＨｚＲＦ発生器など、高周波ＲＦ発生器を含む。ＲＦ発生器ＲＦＧｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘよりも高い周波数で動作する。ホストコンピュータ１１６の例は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、または、タブレットなどを含む。
ＲＦケーブルシステム１３７は、バイアスＲＦ発生器システム１１４をＩＭＮ１１２に接続する１または複数のＲＦケーブルを備える。複数のＲＦケーブルがＲＦケーブルシステム１３７内に含まれる場合、それらのＲＦケーブルは、ＩＭＮ１１２の異なる入力に接続される。例えば、或るＲＦケーブルは、バイアスＲＦ発生器システム１１４のＲＦ発生器の出力をＩＭＮ１１２の入力に接続し、別のＲＦケーブルは、バイアスＲＦ発生器システム１１４の別のＲＦ発生器の出力をＩＭＮ１１２の別の入力に接続する。
ＩＭＮ１１２は、ＩＭＮ１１２の出力に接続されている負荷のインピーダンスをＩＭＮ１１２の１または複数の入力に接続されているソースのインピーダンスと整合するために、電気回路構成要素（例えば、インダクタ、キャパシタ、抵抗器、または、それらの２以上の組みあわせ、など）を備える。例えば、ＩＭＮ１１２は、ＩＭＮ１１２の出力に接続されているプラズマチャンバ１０８およびＲＦ伝送線路１３９のインピーダンスを、ＩＭＮ１１２の１または複数の入力に接続されているバイアスＲＦ発生器システム１１４およびＲＦケーブルシステム１３７のインピーダンスと整合する。一実施形態において、ＩＭＮ１１２の電気回路構成要素の内の１または複数は、ＩＭＮ１１２の出力に接続されている負荷のインピーダンスと、ＩＭＮ１１２の１または複数の入力に接続されているソースのインピーダンスとの整合を容易にするように調整される。ＩＭＮ１１２は、ソースに向かう方向（負荷からソースに向かう方向など）にＲＦ電力が反射される可能性を低減する。
ＲＦ発生器ＲＦＧｘは、デジタル信号プロセッサＤＳＰｘと、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘと、別の電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘと、自動周波数調整器（ＡＦＴ）ＡＦＴＳ１ｘと、別の自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘと、ＲＦ電源Ｐｓｘと、ドライバシステム１１８と、を備える。本明細書で用いられるＲＦ電源の例は、ＲＦオシレータを含む。例示すると、ＲＦ電源は、高周波の振動信号（正弦波など）を生成する電子回路である。別の例として、ＲＦ電源は、電圧が水晶振動子の近くまたはその上の電極に印加された時に所定の周波数で変形される水晶振動子を有する水晶発振器である。本明細書で用いられるプロセッサは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、または、マイクロコントローラである。本明細書で用いられるコントローラは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または、プロセッサである。本明細書で用いられるドライバシステムの例は、１または複数のトランジスタを含む。
プラズマチャンバ１０８は、誘電体窓１２０を備えており、誘電体窓１２０は、プラズマチャンバ１０８の上壁の一部を形成する。誘電体窓１２０は、プラズマチャンバ１０８の内部空間から上側電極１０６を分離する。誘電体窓１２０は、プラズマチャンバ１０８の空間内で上側電極１０６によって誘導される電場の効果を制御（低減など）する。上側電極１０６の一例は、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）コイルを含み、ＴＣＰコイルは、１または複数のコイルターンを備える。例えば、各コイルターンは、同じ水平面内にある。別の例として、各コイルターンは、異なる水平面内にある。上側電極１０６は、誘電体窓１２０を介してプラズマチャンバ１０８の内部空間に誘導結合される。誘電体窓１２０の製造に用いられる材料の例は、石英またはセラミックなどを含む。いくつかの実施形態において、プラズマチャンバ１０８は、さらに、他の構成要素（図示せず）、例えば、チャック１１０を取り囲む下側誘電体リング、下側誘電体リングを取り囲む下側電極延長部、下側プラズマ排除区域（ＰＥＺ）リングなど、を備える。上側電極１０６は、下側電極を備えたチャック１１０の反対側に向かい合って配置される。例えば、チャック１１０は、下側電極の上部に取り付けられたセラミック層と、下側電極の底部に取り付けられた設備プレートとを備える。下側電極は、金属（例えば、陽極酸化アルミニウム、アルミニウム合金など）で形成される。また、上側電極１０６は、金属で形成される。
基板１２２（例えば、半導体ウエハ）は、チャック１１０の上面の上に支持される。集積回路（例えば、ＡＳＩＣ、ＰＬＤなど）が、基板１２２上に製造され、それらの集積回路は、様々なデバイス、例えば、携帯電話、タブレット、スマートフォン、コンピュータ、ラップトップ、ネットワーク装置などで利用される。
１または複数の流入ポート（プラズマチャンバ１０８の側壁内に形成されるなどする）は、中央ガス供給部（図示せず）に接続されている。中央ガス供給部は、ガス供給源（図示せず）から１または複数の処理ガスを受け入れる。１または複数の処理ガスの例としては、酸素含有ガス（Ｏ２など）が挙げられる。１または複数の処理ガスの他の例は、フッ素含有ガス、例えば、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）などを含む。
ＤＳＰｘは、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘおよびＰＷＲＳ２ｘと、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘおよびＡＦＴＳ２ｘと、に接続されている。さらに、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘおよびＰＷＲＳ２ｘ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘおよびＡＦＴＳ２ｘは、ドライバシステム１１８に接続されている。ドライバシステム１１８は、ＲＦ電源Ｐｓｘに接続されている。ＲＦ電源Ｐｓｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの出力を介して、ＩＭＮ１０４の入力に接続されているＲＦケーブル１２４に接続されている。
ＩＭＮ１０４の出力は、ＲＦ伝送ケーブル１２６を介して上側電極１０６の端部Ｅ１に接続されている。上側電極１０６は、その反対側の端部（端部Ｅ２など）で接地電位に接続される。ＲＦ伝送ケーブル１２６の一例は、ＲＦケーブルである。
ＲＦ発生器ＲＦＧｙは、ＤＳＰｙと、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｙと、別の電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｙと、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙと、別の自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｙと、を備える。ＲＦ発生器ＲＦＧｙは、さらに、ＲＦ電源Ｐｓｙおよびドライバシステム１２８を備える。ＤＳＰｙは、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｙおよびＰＷＲＳ２ｙと、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙおよびＡＦＴＳ２ｙと、に接続されている。さらに、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｙおよびＰＷＲＳ２ｙ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙおよびＡＦＴＳ２ｙは、ドライバシステム１２８に接続されている。ドライバシステム１２８は、ＲＦ電源Ｐｓｙに接続されている。ＲＦ電源Ｐｓｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの出力を介して、ＩＭＮ１０４の入力に接続されているＲＦケーブル１３０に接続されている。ＲＦケーブル１３０が接続されているＩＭＮ１０４の他の入力は、ＲＦケーブル１２４が接続されている入力とは異なる。
ＩＭＮ１０４は、ＩＭＮ１０４の出力に接続されている負荷のインピーダンスをＩＭＮ１０４の入力に接続されているソースのインピーダンスと整合するために、電気回路構成要素（例えば、インダクタ、キャパシタ、抵抗器、または、それらの２以上の組みあわせ、など）を備える。例えば、ＩＭＮ１０４は、ＩＭＮ１０４の出力に接続されているプラズマチャンバ１０８およびＲＦ伝送ケーブル１２６のインピーダンスを、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ、ＲＦケーブル１２４、ＲＦ発生器ＲＦＧｙ、および、ＲＦケーブル１３０のインピーダンスと整合する。一実施形態において、ＩＭＮ１０４の電気回路構成要素の内の１または複数は、ＩＭＮ１０４の出力に接続されている負荷のインピーダンスと、ＩＭＮ１０４の入力に接続されているソースのインピーダンスとの整合を容易にするように調整される。ＩＭＮ１０４は、ＲＦ電力が、ソースに向かう方向に（例えば、負荷からソースに向かって）反射される可能性を低減する。
ホストコンピュータ１１６は、プロセッサ１３２およびメモリデバイス１３４を備える。プロセッサ１３２は、メモリデバイス１３４に接続されている。メモリデバイスの例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）が挙げられる。例を挙げると、メモリデバイスは、フラッシュメモリ、ハードディスク、または、ストレージデバイスなどである。メモリデバイスは、コンピュータ読み取り可能な媒体の一例である。プロセッサ１３２は、ケーブル１３６を介してＤＳＰｘに接続されると共に、ケーブル１３８を介してＤＳＰｙに接続されている。ケーブル１３６またはケーブル１３８の例は、シリアルにデータを転送するために用いられるケーブル、パラレルにデータを転送するために用いられるケーブル、および、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）プロトコルを適用することによってデータを転送するために用いられるケーブルを含む。
プロセッサ１３２の制御回路は、パルス信号１０２（例えば、トランジスタ−トランジスタロジック（ＴＴＬ）信号、デジタルパルス信号、クロック信号、デューティサイクルを持つ信号、など）を生成するために用いられる。パルス信号１０２を生成するために用いられるプロセッサ１３２の制御回路の例は、ＴＴＬ回路を含む。
パルス信号１０２は、複数の状態Ｓ１およびＳ２を備える。例えば、パルス信号１０２の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの一部の間にロジックレベル「１」を有し、サイクルの別の部分の間にロジックレベル「０」を有する。様々な実施形態において、状態Ｓ１およびＳ２は、パルス信号１０２のサイクル中に一回実行され、パルス信号１０２の複数のサイクルで反復する。例えば、パルス信号１０２のサイクルが、状態Ｓ１およびＳ２を備え、パルス信号１０２の別のサイクルが、状態Ｓ１およびＳ２を備える。説明すると、パルス信号１０２のサイクルの期間の一部の間に、状態Ｓ１が実行され、サイクルの残りの期間中に、状態Ｓ２が実行される。別の例として、状態Ｓ１に対するデューティサイクルは、状態Ｓ２のデューティサイクルと同じである。説明すると、パルス信号１０２の各状態Ｓ１およびＳ２は、５０％のデューティサイクルを有する。さらに別の例として、状態Ｓ１のデューティサイクルは、状態Ｓ２のデューティサイクルと異なる。説明すると、パルス信号１０２の状態Ｓ１は、ａ％のデューティサイクルを有し、パルス信号１０２の状態Ｓ２は、（１００−ａ）％は、のデューティサイクルを有し、ここで、ａは、ゼロより大きい整数である。ａ％の一例は、１０％〜５０％の範囲である。ａ％の別の例は、２０％〜４０％の範囲である。ａ％のさらに別の例は、２５％である。
様々な実施形態において、プロセッサ１３２の制御回路の代わりに、クロックソース（例えば、水晶発振器など）が、アナログクロック信号を生成するために用いられ、アナログクロック信号は、アナログデジタル変換器によってパルス信号１０２と同様のデジタル信号に変換される。例えば、水晶発振器は、水晶発振器の近くの電極に電圧を印加することによって、電界内で振動するように形成されている。様々な実施形態において、プロセッサ１３２の代わりに、デジタルクロックソースが、パルス信号１０２を生成する。
プロセッサ１３２は、メモリデバイス１３４からのレシピにアクセスする。レシピの例は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘに適用される周波数設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘに適用される周波数設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｙに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｙに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｙに適用される周波数設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｙに適用される周波数設定点、１または複数の処理ガスの化学、もしくは、それらの組み合わせ、を含む。本明細書で用いられる電力パラメータ設定点の例は、電圧設定点および電力設定点を含む。
プロセッサ１３２は、ケーブル１３６を介してＤＳＰｘへパルス信号１０２と共に命令を送信する。ケーブル１３６を介してＤＳＰｘに送信される命令は、パルス信号１０２に関する情報、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘに適用される周波数設定点、および、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘに適用される周波数設定点、を有する。パルス信号１０２に関する情報は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成されるＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移すること、および、ＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ２に状態Ｓ２から状態Ｓ１へ遷移することを、ＤＳＰｘに示す。ＤＳＰｘは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ２中に適用され、状態Ｓ１のための周波数設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための周波数設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ２中に適用されることを、命令から決定する。さらに、ＤＳＰｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成されるＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移すること、および、ＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ２に状態Ｓ２から状態Ｓ１へ遷移することを、命令およびパルス信号１０２から決定する。遷移時間ｔｓｔ１およびｔｓｔ２は、パルス信号１０２の各サイクルで繰り返す。
パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘに送信する。同様に、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ１に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘに送信する。さらに、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ１のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘに送信する。また、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ１に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ２のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘに送信する。
状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点に対応する（例えば、一対一の関係を有する、対応付けられた、つながりのある、など）電流量を決定する。状態Ｓ１中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘのＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。
同様に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘのＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。
さらに、状態Ｓ１のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘは、状態Ｓ１のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための周波数設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成されるＲＦ信号である。
同様に、状態Ｓ２のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘは、状態Ｓ２のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための周波数設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成されるＲＦ信号である。
プロセッサ１３２は、ケーブル１３８を介してＤＳＰｙへパルス信号１０２と共に命令を送信する。ケーブル１３８を介してＤＳＰｙに送信される命令は、パルス信号１０２に関する情報、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｙに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｙに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｙに適用される周波数設定点、および、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｙに適用される周波数設定点、を有する。パルス信号１０２に関する情報は、ＲＦ発生器ＲＦＧｙによって生成されるＲＦ信号がパルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移すること、および、ＲＦ信号がパルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２に状態Ｓ２から状態Ｓ１へ遷移することを、ＤＳＰｙに示す。ＤＳＰｘは、命令を構文解析して、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ２中に適用され、状態Ｓ１のための周波数設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための周波数設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ２中に適用されることを、命令から決定する。さらに、ＤＳＰｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｙによって生成されるＲＦ信号がパルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移すること、および、ＲＦ信号がパルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２に状態Ｓ２から状態Ｓ１へ遷移することを、命令から決定する。
パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｙに送信する。同様に、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ１に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｙに送信する。さらに、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ１のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙに送信する。また、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ１に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ２のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｙに送信する。
状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｙは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１２８に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１２８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。
同様に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｙは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１２８に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１２８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。
さらに、状態Ｓ１のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙは、状態Ｓ１のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１２８に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１２８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための周波数設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｙによって生成されるＲＦ信号である。
同様に、状態Ｓ２のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｙは、状態Ｓ２のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１２８に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１２８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための周波数設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｙによって生成されるＲＦ信号である。
ＩＭＮ１０４の入力は、ＲＦ電源Ｐｓｘによって生成されたＲＦ信号をＲＦ発生器ＲＦＧｘの出力からＲＦケーブル１２４を介して受信し、他の入力で、ＲＦ電源Ｐｓｙによって生成されたＲＦ信号をＲＦ発生器ＲＦＧｙの出力からＲＦケーブル１３０を介して受信し、ＩＭＮ１０４の出力に接続されている負荷のインピーダンスを、ＩＭＮ１０４の入力に接続されているソースのインピーダンスと整合して、変調されたＲＦ信号をＩＭＮ１０４の出力で生成する。変調されたＲＦ信号は、ＲＦ伝送ケーブル１２６を介して上側電極１０６に（ＴＣＰコイルの端部Ｅ１などに）送信される。
さらに、ＲＦ発生器システム１１４は、１または複数のＲＦ信号を生成する。例えば、ＲＦ発生器システム１１４の或るＲＦ発生器が、ＲＦ信号を生成する。別の例として、ＲＦ発生器システム１１４の或るＲＦ発生器が、ＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器システム１１４の別のＲＦ発生器が、別のＲＦ信号を生成する。ＲＦ発生器システム１１４によって供給される１または複数のＲＦ信号のバイアス電圧またはバイアス電力の量は、複数の状態（状態Ｓ１およびＳ２、もしくは、状態Ｓ１、Ｓ２、および、状態Ｓ３、など）中に所定の範囲内にあることに注意されたい。説明すると、プロセッサ１３２は、ＲＦ発生器システム１１４をプロセッサ１３２に接続するケーブル１１７を介して、バイアス電圧のレベルまたはバイアス電力のレベルをＲＦ発生器システム１１４へ送信する。ＲＦ発生器システム１１４は、複数の状態の間にそのバイアス電圧のレベルまたはバイアス電力のレベルを有する１または複数のＲＦ信号を生成する。１または複数のＲＦ信号は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦＧｙによって生成されるＲＦ信号を生成するための本明細書に記載の方法と同様に、ＲＦ発生器システム１１４によって生成される。１または複数のＲＦ信号のバイアス電圧またはバイアス電力は一定である（プロセッサ１３２から受信したバイアス電圧のレベルまたはバイアス電力のレベルと同じ、または、それから所定の範囲内など）。バイアスＲＦ発生器システム１１４は、状態Ｓ１およびＳ２もしくは状態Ｓ１〜Ｓ３の間に、連続波モードで動作する。
１または複数のＲＦ信号がＲＦケーブルシステム１３７を介してＩＭＮ１１２によって受信されると、ＩＭＮ１１２の出力に接続されている負荷のインピーダンスをＩＭＮ１１２の１または複数の入力に接続されているソースのインピーダンスと整合することで、出力ＲＦ信号が生成される。出力ＲＦ信号は、ＲＦ伝送線路１３９を介してチャック１１０に送信される。
１または複数の処理ガスが上側電極１０６とチャック１１０との間に供給されると、変調されたＲＦ信号が上側電極１０６に供給され、出力ＲＦ信号がチャック１１０に供給され、１または複数の処理ガスが点火されて、プラズマチャンバ１０８内でプラズマを生成または維持する。プラズマは、プラズマシース１２３を有しており、基板１２２の処理（例えば、エッチング、材料の蒸着、洗浄、スパッタリングなど）を行うために用いられる。プラズマシース１２３は、プラズマチャンバ１０８内に形成されたプラズマの境界である。例えば、プラズマシース１２３は、プラズマチャンバ１０８内に形成されたプラズマの上部境界１２５Ａと、プラズマチャンバ１０８内に形成されたプラズマの下部境界１２５Ｂと、を含む。上部境界１２５Ａは、チャック１１０よりも上側電極１０６に近く、下部境界１２５Ｂは、上側電極１０６よりもチャック１１０に近い。
いくつかの実施形態において、調整器およびコントローラという用語は、本明細書では交換可能に用いられる。
様々な実施形態において、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘおよびＰＷＲＳ２ｘ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘおよびＡＦＴＳ２ｘは、ＤＳＰｘによって実行されるコンピュータプログラムのモジュール（例えば、一部など）である。同様に、いくつかの実施形態において、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｙおよびＰＷＲＳ２ｙ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙおよびＡＦＴＳ２ｙは、ＤＳＰｙによって実行されるコンピュータプログラムのモジュール（例えば、一部など）である。
いくつかの実施形態において、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘおよびＰＷＲＳ２ｘ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘおよびＡＦＴＳ２ｘは、ＤＳＰｘの集積回路に接続されている別個の集積回路である。例えば、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの第１集積回路であり、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの第２集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの第３集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの第４集積回路であり、ＤＳＰｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの第５集積回路である。ＲＦ発生器ＲＦＧｘの第１〜第４集積回路の各々は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘの第５集積回路に接続されている。
同様に、様々な実施形態において、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｙおよびＰＷＲＳ２ｙ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙおよびＡＦＴＳ２ｙは、ＤＳＰｙの集積回路に接続されている別個の集積回路である。例えば、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの第１集積回路であり、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの第２集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの第３集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの第４集積回路であり、ＤＳＰｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの第７集積回路である。ＲＦ発生器ＲＦＧｙの第１〜第４集積回路の各々は、ＲＦ発生器ＲＦＧｙの第５集積回路に接続されている。
様々な実施形態において、本明細書に記載のＲＦ信号の状態Ｓ１の一例は、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ１のための周波数設定点を含む。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点は、動作電力パラメータ設定点であり、これは、状態Ｓ１中のＲＦ信号の電力量または電圧量の電力パラメータレベル（エンベロープまたはゼロからピークまでの振幅など）である。状態Ｓ１のための周波数設定点は、動作周波数設定点であり、これは、状態Ｓ１中のＲＦ信号の周波数値の周波数レベル（エンベロープまたはゼロからピークまでの振幅など）である。同様に、本明細書に記載のＲＦ信号の状態Ｓ２の一例は、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ２のための周波数設定点を含む。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点は、動作電力パラメータ設定点であり、これは、状態Ｓ２中のＲＦ信号の電力量または電圧量の電力パラメータレベル（エンベロープまたはゼロからピークまでの振幅など）である。状態Ｓ２のための周波数設定点は、動作周波数設定点であり、これは、状態Ｓ２中のＲＦ信号の周波数値の周波数レベル（エンベロープまたはゼロからピークまでの振幅など）である。一実施形態において、ゼロの電力パラメータレベルは、本明細書に記載の電力パラメータ設定点の一例であることに注意されたい。同様に、一実施形態において、ゼロの周波数レベルは、本明細書に記載の周波数設定点の一例である。
様々な実施形態において、３つのＲＦ発生器が、ＩＭＮ１０４に接続される。例えば、さらなるＲＦ発生器が、ＩＭＮ１０４のさらに別の入力への別のＲＦケーブル（図示せず）を介してＩＭＮ１０４に接続される。さらなるＲＦ発生器は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘおよびＲＦ発生器ＲＦＧｙに追加される。さらに別の入力は、ＲＦケーブル１２４が接続されているＩＭＮ１０４の入力とも、ＲＦケーブル１３０が接続されているＩＭＮ１０４の他の入力とも同じではない。さらなるＲＦ発生器は、さらなるＲＦ発生器がＲＦ発生器ＲＦＧｙの周波数とは異なる動作周波数（例えば、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚなど）を有する以外は、ＲＦ発生器ＲＦＧｙと同じ構造および機能を有する。例えば、ＲＦ発生器ＲＦＧｙは、１３．５６ＭＨｚの動作周波数を有し、さらなるＲＦ発生器は、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、または、６０ＭＨｚの動作周波数を有する。ＩＭＮ１０４は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ、ＲＦ発生器ＲＦＧｙ、および、さらなるＲＦ発生器から受信したＲＦ信号を組みあわせ、ＩＭＮ１０４の出力に接続されている負荷のインピーダンスを、ソース（例えば、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ、ＲＦ発生器ＲＦＧｙ、さらなるＲＦ発生器、ＲＦケーブル１２４、ＲＦケーブル１３０、および、その他のＲＦケーブルなど）のインピーダンスと整合して、変調されたＲＦ信号をＩＭＮ１０４の出力で生成する。
一実施形態において、インピーダンス整合回路およびインピーダンス整合回路網という用語は、本明細書では交換可能に用いられる。
いくつかの実施形態において、チャック１１０は、ＩＭＮ１１２およびバイアスＲＦ発生器システム１１４に接続される代わりに、接地電位に連結される。
様々な実施形態において、ＴＣＰコイルが上側電極１０６として利用される代わりに、ＣＣＰプレートが上側電極１０６として利用される。例えば、ＣＣＰプレートは、円形のボリュームを有する円形プレートであり、プラズマチャンバ１０８内の水平面内にある。ＣＣＰプレートは、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属で形成される。これらの実施形態において、プラズマチャンバ１０８は、誘電体窓１２０を備えず、その代わりに上壁を有する。プラズマチャンバ１０８は、さらに、ＣＣＰプレートを取り囲む上側誘電体リング、上側誘電体リングを取り囲む上側電極延長部、上側ＰＥＺリングなど、他の構成要素を含む。ＣＣＰプレートは、チャック１１０の反対側に向かい合って配置される。
いくつかの実施形態において、パルス信号１０２がプロセッサ１３２からＲＦ発生器ＲＦＧｘおよびＲＦＧｙへ送信される代わりに、パルス信号１０２は、マスタＲＦ発生器からスレーブＲＦ発生器（ＲＦ発生器ＲＦＧｙなど）へ送信される。マスタＲＦ発生器の一例は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘを含む。説明すると、ＲＦ発生器ＲＦＧｘのデジタル信号プロセッサＤＳＰｘは、プロセッサ１３２からパルス信号１０２を受信し、ケーブル（パラレル転送ケーブル、シリアル転送ケーブル、または、ＵＳＢケーブルなど）を介して、パルス信号１０２をＲＦ発生器ＲＦＧｙのデジタル信号プロセッサＤＳＰｙへ送信する。図１Ｂは、グラフ１４０、１４２、および、１４４の実施形態を示す図である。グラフ１４０は、時間ｔに対してパルス信号１０２のロジックレベルをプロットしている。ロジックレベルの例は、レベル「０」およびレベル「１」を含む。レベル「０」は、低ロジックレベルの一例であり、レベル「１」は、高ロジックレベルの一例である。さらに、グラフ１４２は、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号１４６Ａなど）の電力パラメータレベル（電圧レベルまたは電力レベルなど）をプロットしている。グラフ１４２は、さらに、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｙによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号１４６Ｂなど）の電力パラメータレベルをプロットしている。また、グラフ１４４は、時間ｔに対して、ＲＦ信号１４６Ａの電力パラメータレベルをプロットしている。グラフ１４４は、さらに、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｙによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号１４６Ｃなど）の電力パラメータレベルをプロットしている。
グラフ１４０および１４２を参照すると、パルス信号１０２の各サイクル中に、パルス信号１０２は、遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移し、遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ２から状態Ｓ１へ遷移する。さらに、状態Ｓ１中、ＲＦ信号１４６Ａは、電力パラメータレベル「Ｐｘ１」を有し、ＲＦ信号１４６Ｂは、電力パラメータレベル「０」を有する。また、状態Ｓ１中、ＲＦ信号１４６Ａは、周波数レベル「ｆｘ１」を有し、ＲＦ信号１４６Ｂは、周波数レベル「０」を有する。
さらに、遷移時間ｔｓｔ１に、各ＲＦ信号１４６Ａおよび１４６Ｂは、状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移する。状態Ｓ２中、ＲＦ信号１４６Ａは、電力パラメータレベル「０」を有し、ＲＦ信号１４６Ｂは、電力パラメータレベル「Ｐｙ２」を有する。また、状態Ｓ２中、ＲＦ信号１４６Ａは、周波数レベル「０」を有し、ＲＦ信号１４６Ｂは、周波数レベル「ｆｙ２」を有する。本明細書に記載のいずれのＲＦ発生器も、周波数レベル「０」かつ電力パラメータレベル「０」で動作する時、オフにされる（例えば、非稼働になる、スイッチを切られる、など）。電力パラメータレベル「Ｐｙ２」は、電力パラメータレベル「Ｐｘ１」と同じである。さらに、周波数レベル「ｆｙ２」は、周波数レベル「ｆｘ１」よりも大きい。遷移時間ｔｓｔ２に、各ＲＦ信号１４６Ａおよび１４６Ｂは、状態Ｓ２から状態Ｓ１に戻るように遷移する。
さらに、パルス信号１０２またはＲＦ信号１４６ＡまたはＲＦ信号１４６Ｂの状態Ｓ１のデューティサイクルは、パルス信号１０２またはＲＦ信号１４６ＡまたはＲＦ信号１４６Ｂの状態Ｓ２のデューティサイクルと同じであることに注意されたい。例えば、状態Ｓ１のデューティサイクルは５０％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは５０％である。ＲＦ信号１４６ＡまたはＲＦ信号１４６Ｂの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの５０％を占めており、ＲＦ信号１４６ＡまたはＲＦ信号１４６Ｂの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り５０％を占めている。
様々な実施形態において、パルス信号１０２またはＲＦ信号１４６ＡまたはＲＦ信号１４６Ｂなどの信号の状態Ｓ１のデューティサイクルは、その信号の状態Ｓ２のデューティサイクルと異なる。例えば、状態Ｓ１のデューティサイクルは２５％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは７５％である。ＲＦ信号１４６ＡまたはＲＦ信号１４６Ｂの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの２５％を占めており、ＲＦ信号１４６ＡまたはＲＦ信号１４６Ｂの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り７５％を占めている。別の例として、状態Ｓ１のデューティサイクルはａ％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは（１００−ａ）％である。ＲＦ信号１４６ＡまたはＲＦ信号１４６Ｂの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルのａ％を占めており、ＲＦ信号１４６ＡまたはＲＦ信号１４６Ｂの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り（１００−ａ）％を占めている。説明すると、較正動作中、状態Ｓ１のための周波数レベル、状態Ｓ２のための周波数レベル、状態Ｓ１のための電力パラメータレベル、および、状態Ｓ２のための電力パラメータレベル、１または複数の処理ガスのタイプ、ならびに、基板１２２の材料のタイプに対して、ＲＦ信号がＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成されるパルス信号１０２のサイクルの割合が、達成されるべきエッチング速度に基づいて決定される。エッチング速度は、較正動作中にエッチング速度測定装置（ＥＲＭＤ）によって測定される。基板１２０の材料のタイプの例は、基板１２２の酸化物層または金属層を含む。さらに、パルス信号１０２のサイクルの割合（その間に、ＲＦ信号がＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成される）は、状態Ｓ１中にプラズマシース１２３に蓄積される閾値電荷量に関連する。閾値電荷量と、エッチング速度と、ＲＦ信号がＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成されるパルス信号１０２のサイクルの割合との間の関連性は、メモリデバイス１３４に格納される。基板１２２の処理中、パルス信号１０２のサイクルの割合（その間に、ＲＦ信号がＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成される）は、レシピの一部としてまたはパルス信号１０２のデューティサイクルとして用いられる。
ＥＲＭＤは、ケーブルを介してプロセッサ１３２に接続されており、プラズマチャンバ１０８の窓を介して見通し線を有する。見通し線は、プラズマチャンバ１０８内でプラズマが生成される空間に方向付けられる。例えば、ＥＲＭＤは、窓を介してプラズマによって放射される放射強度を測定するためにプラズマチャンバ１０８内でプラズマを監視する分光光度計を備える。いくつかの実施形態において、窓は、プラズマによって放射される光が通過することを許容する透明な材料（例えば、ガラス）で形成される。様々な実施形態において、窓は、半透明の窓である。強度は、プラズマによってエッチングされるダミーウエハの層のエッチング速度に正比例する。別の例として、既知のレシピに対して、較正動作中にプラズマによって放射される放射線の強度から、ＥＲＭＤは、時刻ｔｍ１にダミーウエハの厚さを測定し、時刻ｔｍ１の後かつダミーウエハのエッチングの後の時刻ｔｍ２にダミーウエハの厚さを測定する。ＥＲＭＤは、時間ｔｍ２とｔｍ１との間の差に対する時間ｔｍ２の厚さと時間ｔｍ１の厚さとの間の差の比として、ダミーウエハのエッチング速度を決定する。様々な実施形態において、ダミーウエハは、基板１２２と同じ材料を有する。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号１４６Ｂの電力パラメータレベル「Ｐｙ２」は、ＲＦ信号１４６Ａの電力パラメータレベル「Ｐｘ１」とは異なる（低いまたは高い）。
グラフ１４４は、ＲＦ信号１４６Ｂおよび１４６Ｃが異なる電力パラメータレベルを有することを除けば、グラフ１４２と同様である。例えば、ＲＦ信号１４６Ｂは、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐｙ２」を有し、ＲＦ信号１４６Ｂの電力パラメータレベル「Ｐｙ２」は、ＲＦ信号１４６Ｃの電力パラメータレベル「Ｐｙ２」よりも大きい。
グラフ１４０および１４４を参照すると、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ１は、ＲＦ信号１４６Ｂの状態Ｓ１と同じである。例えば、状態Ｓ１中、ＲＦ信号１４６Ｃは、電力パラメータレベル「０」を有する。また、状態Ｓ１中、ＲＦ信号１４６Ｃは、周波数レベル「０」を有する。
さらに、遷移時間ｔｓｔ１に、ＲＦ信号１４６Ｃは、状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移する。状態Ｓ２中、ＲＦ信号１４６Ｃは、電力パラメータレベル「Ｐｙ２」を有する。また、状態Ｓ２中、ＲＦ信号１４６Ｃは、周波数レベル「ｆｙ２」を有する。ＲＦ信号１４６Ｃの電力パラメータレベル「Ｐｙ２」は、ＲＦ信号１４６Ａの電力パラメータレベル「Ｐｘ１」よりも低く、ＲＦ信号１４６Ｃの周波数レベル「ｆｙ２」は、ＲＦ信号１４６Ｂの周波数レベルと同じである。遷移時間ｔｓｔ２に、ＲＦ信号１４６Ｃは、状態Ｓ２から状態Ｓ１へ戻るように遷移する。
ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルと同じであることに注意されたい。例えば、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルは５０％であり、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルは５０％である。ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの５０％を占めており、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り５０％を占めている。
様々な実施形態において、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルとは異なる。例えば、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルは２５％であり、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルは７５％である。ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの２５％を占めており、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り７５％を占めている。別の例として、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルはａ％であり、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルは（１００−ａ）％である。ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルのａ％を占めており、ＲＦ信号１４６Ｃの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り（１００−ａ）％を占めている。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号１４６Ｃの電力パラメータレベル「Ｐｙ２」は、ＲＦ信号１４６Ａの電力パラメータレベル「Ｐｘ１」よりも大きい。
電力パラメータレベル「Ｐｘ１」および「Ｐｙ２」は、グラフ１４２に示すように、０ではないことに注意されたい。さらに、周波数レベル「ｆｘ１」および「ｆｙ２」は、グラフ１４２に示すように、０ではない。また、電力パラメータレベル「Ｐｘ１」および「Ｐｙ２」は、グラフ１４４に示すように、０ではない。さらに、周波数レベル「ｆｘ１」および「ｆｙ２」は、グラフ１４４に示すように、０ではない。
さらに、ＲＦ発生器ＲＦＧｘは状態Ｓ１中に周波数レベル「ｆｘ１」で動作するように制御されることに注意されたい。プラズマチャンバ１０８内で、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成されたＲＦ信号の電力パラメータが、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｙによって生成されたＲＦ信号の電力パラメータに追加される。プラズマチャンバ１０８内のプラズマシース１２３は、キャパシタとして機能する。キャパシタは、周波数レベル「ｆｘ１」に関連する電力パラメータレベル「Ｐｘ１」から状態Ｓ１中に充電し、状態Ｓ２中に放電する。電力パラメータレベル「Ｐｘ１」は、プラズマシース１２３を充電して、状態Ｓ１中にプラズマシース１２３の電荷量を増大させる。さらに、状態Ｓ１中のプラズマシース１２３の充電は、状態Ｓ１中のプラズマシース１２３の厚さを増す。例えば、状態Ｓ１中に生成された多数のプラズマイオンが状態Ｓ１中にプラズマシース１２３上に蓄積するので、状態Ｓ１中のプラズマシース１２３の厚さが増大する。充電が起きると、電力パラメータレベル「Ｐｘ１」の一部を電力パラメータレベル「Ｐｙ２」に追加する。電力パラメータレベル「Ｐｘ１」の一部を電力パラメータレベル「Ｐｙ２」に追加し、状態Ｓ２中にキャパシタを放電することは、状態Ｓ２中にプラズマチャンバ１０８内のプラズマのイオンのイオンエネルギを増大させ、状態Ｓ２中にイオンエネルギの角発散を減少させる。例えば、プラズマチャンバ１０８内のプラズマの垂直方向性が、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐｘ１」の一部を電力パラメータレベル「Ｐｙ２」に追加すると共に、状態Ｓ２中に増大する。プラズマチャンバ１０８内で形成されるプラズマのイオンエネルギは、電力パラメータレベル「Ｐｘ１」の一部を電力パラメータレベル「Ｐｙ２」に追加した結果として増大する。合計の電力パラメータレベルは、電力パラメータレベル「Ｐｘ１」の一部と電力パラメータレベル「Ｐｘ２」とを含み、状態Ｓ２中にイオンエネルギを増強する。増強されたイオンエネルギを状態Ｓ１中に蓄積するプラズマシース１２３の電荷の少なくとも一部が、状態Ｓ２中にプラズマシース１２３の上部境界１２５Ａから下部境界１２５Ｂへ放電されることで、基板１２２の上面へ入射するプラズマイオンの角発散を減少させて、基板１２２のエッチングのエッチング速度をさらに増大させる。
また、ＲＦ発生器ＲＦＧｘが状態Ｓ１の周波数設定点で動作する時には、状態Ｓ１中にプラズマチャンバ１０８内で形成されるプラズマのプラズマシース１２３のリアクタンスが増大することに注意されたい。プラズマシース１２３のリアクタンスは、プラズマシース１２３を生成または維持するために動作されるＲＦ発生器の周波数に反比例する。状態Ｓ２と比較して状態Ｓ１中のプラズマシース１２３のリアクタンスが高いことから、プラズマシース１２３を通るイオン電流は、状態Ｓ１中に減少する。
プラズマシース１２３のリアクタンスの増大と共に、状態Ｓ１中に基板１２２の表面でプラズマイオンのイオン電流が減少する。プラズマシース１２３に関連する抵抗Ｒは、状態Ｓ１およびＳ２中のプラズマイオンの同じ電力量に対してイオン電流の二乗に反比例する。状態Ｓ１およびＳ２中に同じ量（一定量など）の電力を供給するには、イオン電流の減少と共に状態Ｓ１中にプラズマシース１２３に関連する抵抗Ｒが増大する。状態Ｓ１中に増大した抵抗Ｒは、状態Ｓ１中にプラズマシース１２３に関連する時定数ＲＣを増大させ、状態Ｓ１およびＳ２に対する平均時定数を延ばすことで、イオンエネルギ・角度分布関数（ＩＥＡＤＦ）においてピークエネルギを高めると共に角度（角発散など）を小さくする。ここで、Ｃは、プラズマシース１２３の静電容量であり、Ｒは、プラズマシース１２３の出力での抵抗である。説明すると、プラズマシース１２３の出力は、イオン電流が流れる先のプラズマシース１２３の部分である。状態Ｓ１中の抵抗Ｒの増大と共に、状態Ｓ１およびＳ２中のプラズマシース１２３に関連する平均抵抗が増大する。状態Ｓ１およびＳ２に対する平均時定数は、平均抵抗の増大と共に増大する。平均時定数の増大と共に、プラズマシース１２３の放電にかかる時間が、状態Ｓ１およびＳ２のいずれかまたは両方において長くなる。放電時間の延長は、状態Ｓ１およびＳ２中にプラズマシース１２３の間のプラズマボリュームのプラズマのピークイオンエネルギを増大させ、状態Ｓ１およびＳ２中にプラズマのイオンの角発散を減少させる。
さらに、状態Ｓ１中、プラズマシース１２３は、状態Ｓ１の電力パラメータレベルに基づいて充電される。例えば、状態Ｓ１中、プラズマシース１２３は、キャパシタとして機能し、ＲＦ発生器ＲＦＧｘによって供給されたＲＦ信号に基づいて生成された変調ＲＦ信号から受けた電荷量を蓄積する。状態Ｓ２中、状態Ｓ１の電力パラメータレベル（状態Ｓ１の電力パラメータレベルの一部など）に基づいてプラズマシース１２３内で生成された電荷は、状態Ｓ２の電力パラメータレベルに基づいたプラズマシース１２３内の電荷に追加されて、合計電力パラメータレベルに対応する総電荷を生成する。合計電力パラメータレベルは、状態Ｓ１の電力パラメータレベルの一部と状態Ｓ２の電力パラメータレベルとの合計である。総電荷は、プラズマシース１２３内に存在する。総電荷は、キャパシタとして機能するプラズマシース１２３の放電のために時定数ＲＣに従って状態Ｓ２中に放電する。例えば、プラズマシース１２３が放電するには時間がかかるが、連続波モードＲＦ発生器が用いられる場合、シースは、プラズマ動作中に放電する必要がない。放電の結果として、基板１２２の表面上に入射するイオンエネルギが増大することで、プラズマチャンバ１０８内で形成されるプラズマのプラズマイオンの垂直方向性が増大し、プラズマイオンの角発散が減少し、基板１２２の処理速度（エッチング速度またはスパッタリング速度など）が速くなる。
いくつかの実施形態において、状態Ｓ１の電力パラメータレベルの一部は、本明細書では、追加電力と呼ぶこととする。
図１Ｃは、グラフ１４０、１５２、および、１５４の実施形態を示す図である。グラフ１５２は、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｘによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号１５６Ａなど）の電力パラメータレベル（電圧レベルまたは電力レベルなど）をプロットしている。さらに、グラフ１５２は、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｙによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号１５６Ｂなど）の電力パラメータレベルをプロットしている。また、グラフ１５４は、時間ｔに対して、ＲＦ信号１５６Ａの電力パラメータレベルをプロットしている。グラフ１５４は、さらに、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｙによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号１５６Ｃなど）の電力パラメータレベルをプロットしている。
グラフ１４０および１５２を参照すると、状態Ｓ１中、ＲＦ信号１５６Ａは、電力パラメータレベル「Ｐｘ１」を有し、ＲＦ信号１５６Ｂは、０ではない電力パラメータレベル「Ｐｙ１」を有する。また、状態Ｓ１中、ＲＦ信号１５６Ａは、周波数レベル「ｆｘ１」を有し、ＲＦ信号１５６Ｂは、０ではない周波数レベル「ｆｙ１」を有する。
さらに、遷移時間ｔｓｔ１に、各ＲＦ信号１５６Ａおよび１５６Ｂは、状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移する。状態Ｓ２中、ＲＦ信号１５６Ａは、電力パラメータレベル「Ｐｘ２」を有し、ＲＦ信号１５６Ｂは、電力パラメータレベル「Ｐｙ２」を有する。また、状態Ｓ２中、ＲＦ信号１５６Ａは、周波数レベル「ｆｘ２」を有し、ＲＦ信号１５６Ｂは、周波数レベル「ｆｙ２」を有する。電力パラメータレベルＰｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１、および、Ｐｙ２は、同じである。さらに、周波数レベル「ｆｘ２」は、周波数レベル「ｆｘ１」より高く、周波数レベル「ｆｙ１」は、周波数レベル「ｆｙ２」よりも低い。遷移時間ｔｓｔ２に、各ＲＦ信号１５６Ａおよび１５６Ｂは、状態Ｓ２から状態Ｓ１に戻るように遷移する。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ２」は、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ１」よりも低く、ＲＦ信号１５６Ｂの周波数レベル「ｆｙ１」は、ＲＦ信号１５６Ｂの周波数レベル「ｆｙ２」よりも高い。いくつかの実施形態において、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ２」は、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ１」よりも高く、ＲＦ信号１５６Ｂの周波数レベル「ｆｙ１」は、ＲＦ信号１５６Ｂの周波数レベル「ｆｙ２」よりも高い。様々な実施形態において、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ２」は、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ１」よりも低く、ＲＦ信号１５６Ｂの周波数レベル「ｆｙ１」は、ＲＦ信号１５６Ｂの周波数レベル「ｆｙ２」よりも低い。
パルス信号１０２またはＲＦ信号１５６ＡまたはＲＦ信号１５６Ｂの状態Ｓ１のデューティサイクルは、パルス信号１０２またはＲＦ信号１５６ＡまたはＲＦ信号１５６Ｂの状態Ｓ２のデューティサイクルと同じであることに注意されたい。例えば、状態Ｓ１のデューティサイクルは５０％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは５０％である。ＲＦ信号１５６ＡまたはＲＦ信号１５６Ｂの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの５０％を占めており、ＲＦ信号１５６ＡまたはＲＦ信号１５６Ｂの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り５０％を占めている。
様々な実施形態において、パルス信号１０２またはＲＦ信号１５６ＡまたはＲＦ信号１５６Ｂなどの信号の状態Ｓ１のデューティサイクルは、その信号の状態Ｓ２のデューティサイクルと異なる。例えば、状態Ｓ１のデューティサイクルは２５％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは７５％である。ＲＦ信号１５６ＡまたはＲＦ信号１５６Ｂの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの２５％を占めており、ＲＦ信号１５６ＡまたはＲＦ信号１５６Ｂの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り７５％を占めている。別の例として、状態Ｓ１のデューティサイクルはａ％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは（１００−ａ）％である。ＲＦ信号１５６ＡまたはＲＦ信号１５６Ｂの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルのａ％を占めており、ＲＦ信号１５６ＡまたはＲＦ信号１５６Ｂの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り（１００−ａ）％を占めている。
グラフ１５４は、ＲＦ信号１５６Ａおよび１５６Ｃが異なる電力パラメータレベルを有することを除けば、グラフ１５２と同様である。例えば、ＲＦ信号１５６Ａは、状態Ｓ１およびＳ２中に電力パラメータレベル「Ｐｘ１」および「Ｐｘ２」を有し、ＲＦ信号１５６Ｃは、状態Ｓ１およびＳ２中に電力パラメータレベル「Ｐｙ１」および「Ｐｙ２」を有する。状態Ｓ１およびＳ２中のＲＦ信号１５６Ｃの電力パラメータレベル「Ｐｙ１」および「Ｐｙ２」は、状態Ｓ１およびＳ２中のＲＦ信号１５６Ａの電力パラメータレベル「Ｐｘ１」および「Ｐｘ２」よりも低い。ＲＦ信号１５６Ａの電力パラメータレベル「Ｐｘ１」は、ＲＦ信号１５６Ａの電力パラメータレベル「Ｐｘ２」と同じである。同様に、ＲＦ信号１５６Ｃの電力パラメータレベル「Ｐｙ１」は、ＲＦ信号１５６Ｃの電力パラメータレベル「Ｐｙ２」と同じである。
グラフ１５０および１５４を参照すると、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ１中、ＲＦ信号１５６Ｃは、電力パラメータレベル「Ｐｙ１」を有し、周波数レベル「ｆｙ１」を有する。さらに、遷移時間ｔｓｔ１に、ＲＦ信号１５６Ｃは、状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移する。状態Ｓ２中、ＲＦ信号１５６Ｃは、電力パラメータレベル「Ｐｙ２」を有する。また、状態Ｓ２中、ＲＦ信号１５６Ｃは、周波数レベル「ｆｙ２」を有する。ＲＦ信号１５６Ｃの周波数レベル「ｆｙ２」は、ＲＦ信号１５６Ｃの周波数レベル「ｆｙ１」よりも高い。遷移時間ｔｓｔ２に、各ＲＦ信号１５６Ａおよび１５６Ｃは、状態Ｓ２から状態Ｓ１に戻るように遷移する。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ２」は、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ１」よりも低く、ＲＦ信号１５６Ｃの周波数レベル「ｆｙ１」は、ＲＦ信号１５６Ｃの周波数レベル「ｆｙ２」よりも高い。いくつかの実施形態において、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ２」は、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ１」よりも高く、ＲＦ信号１５６Ｃの周波数レベル「ｆｙ１」は、ＲＦ信号１５６Ｃの周波数レベル「ｆｙ２」よりも高い。様々な実施形態において、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ２」は、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベル「ｆｘ１」よりも低く、ＲＦ信号１５６Ｃの周波数レベル「ｆｙ１」は、ＲＦ信号１５６Ｃの周波数レベル「ｆｙ２」よりも低い。
ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルと同じであることに注意されたい。例えば、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルは５０％であり、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルは５０％である。ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの５０％を占めており、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り５０％を占めている。
様々な実施形態において、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルとは異なる。例えば、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルは２５％であり、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルは７５％である。ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの２５％を占めており、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り７５％を占めている。別の例として、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ１のデューティサイクルはａ％であり、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ２のデューティサイクルは（１００−ａ）％である。ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルのａ％を占めており、ＲＦ信号１５６Ｃの状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り（１００−ａ）％を占めている。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号１５６Ｃの電力パラメータレベル「Ｐｙ１」および「Ｐｙ２」は、ＲＦ信号１５６Ａの電力パラメータレベル「Ｐｘ１」および「Ｐｘ２」よりも大きい。
様々な実施形態において、ＲＦ信号１５６Ｃの電力パラメータレベルは、ＲＦ信号１５６Ｃの周波数レベルをパルス化することに加えて、状態Ｓ１およびＳ２の間でパルス化される。例えば、状態Ｓ１中のＲＦ信号１５６ＣのＰｙ１は、状態Ｓ２中のＲＦ信号１５６Ｃの電力パラメータレベル「Ｐｙ２」とは異なる（高いまたは低い）。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号１５６Ａの電力パラメータレベルは、ＲＦ信号１５６Ａの周波数レベルをパルス化することに加えて、状態Ｓ１およびＳ２の間でパルス化される。例えば、状態Ｓ１中のＲＦ信号１５６Ａの電力パラメータレベル「Ｐｘ１」は、状態Ｓ２中のＲＦ信号１５６Ａの電力パラメータレベル「Ｐｘ２」とは異なる（高いまたは低い）。
電力パラメータレベル「Ｐｘ１」、「Ｐｘ２」、「Ｐｙ１」、および、「Ｐｙ２」は、グラフ１５２に示すように、０ではないことに注意されたい。さらに、周波数レベル「ｆｘ１」、「ｆｘ２」、「ｆｙ１」、および、「ｆｙ２」は、グラフ１５２に示すように、０ではない。また、電力パラメータレベル「Ｐｘ１」、「Ｐｘ２」、「Ｐｙ１」、および、「Ｐｙ２」は、グラフ１５４に示すように、０ではない。さらに、周波数レベル「ｆｘ１」、「ｆｘ２」、「ｆｙ１」、および、「ｆｙ２」は、グラフ１５４に示すように、０ではない。
図２Ａは、低い角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのプラズマツール２００の一実施形態を示すブロック図である。プラズマツール２００は、プラズマツール２００が、パルス信号１０２（図１Ａ）の２状態動作ではなく、パルス信号２０２の３状態動作に関連することを除けば、プラズマツール１００と同様である。プラズマツール２００は、ＲＦ発生器ＲＦＧａと、別のＲＦ発生器ＲＦＧｂと、ホストコンピュータ１１６と、ＩＭＮ１０４と、プラズマチャンバ１０８と、ＩＭＮ１１２と、バイアスＲＦ発生器システム１１４と、を備える。ＲＦ発生器ＲＦＧａは、４００ｋＨｚＲＦ発生器または２ＭＨｚＲＦ発生器または１３．５６ＭＨｚＲＦ発生器など、低周波ＲＦ発生器である。ＲＦ発生器ＲＦＧｂは、高周波ＲＦ発生器である。ＲＦ発生器ＲＦＧｂの例は、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、または、６０ＭＨｚＲＦ発生器を含む。ＲＦ発生器ＲＦＧｂは、ＲＦ発生器ＲＦＧａよりも高い周波数で動作する。
ＲＦ発生器ＲＦＧａは、ＤＳＰｘと、電力コントローラＰＷＲＳ１ｘと、電力コントローラＰＷＲＳ２ｘと、さらに別の電力コントローラＰＷＲＳ３ｘと、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘと、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘと、さらに別の自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｘと、ＲＦ電源Ｐｓｘと、ドライバシステム１１８と、を備える。
ＤＳＰｘは、電力コントローラＰＷＲＳ１ｘ、ＰＷＲＳ２ｘ、および、ＰＷＲＳ３ｘと、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘ、ＡＦＴＳ２ｘ、および、ＡＦＴＳ３ｘとに接続されている。さらに、電力コントローラＰＷＲＳ１ｘ、ＰＷＲＳ２ｘ、および、ＰＷＲＳ３ｘ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘ、ＡＦＴＳ２ｘ、および、ＡＦＴＳ３ｘは、ドライバシステム１１８に接続されている。ドライバシステム１１８は、ＲＦ電源Ｐｓｘに接続されており、ＲＦ電源Ｐｓｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａの出力を介してＲＦケーブル１２４に接続されている。
ＲＦ発生器ＲＦＧｂは、ＤＳＰｙと、電力コントローラＰＷＲＳ１ｙと、電力コントローラＰＷＲＳ２ｙと、さらに別の電力コントローラＰＷＲＳ３ｙと、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙと、自動周波数調整器ＡＦＴ２ｙと、を備える。ＲＦ発生器ＲＦＧｂは、さらに、別の自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｙと、ＲＦ電源Ｐｓｙと、ドライバシステム１２８と、を備える。ＤＳＰｙは、電力コントローラＰＷＲＳ１ｙ、ＰＷＲＳ２ｙ、および、ＰＷＲＳ３ｙと、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙ、ＡＦＴＳ２ｙ、および、ＡＦＴＳ３ｙとに接続されている。さらに、電力コントローラＰＷＲＳ１ｙ、ＰＷＲＳ２ｙ、および、ＰＷＲＳ３ｙ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙ、ＡＦＴＳ２ｙ、および、ＡＦＴＳ３ｙは、ドライバシステム１３２に接続されている。ドライバシステム１３２は、ＲＦ電源Ｐｓｙに接続されており、ＲＦ電源Ｐｓｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの出力を介してＲＦケーブル１３０に接続されている。
プロセッサ１３２の制御回路は、パルス信号２０２（例えば、３つの状態Ｓ１〜Ｓ３に対する３つのディーティサイクルを有するＴＴＬ信号、デジタルパルス信号、矩形波、パルス信号など）を生成するために用いられる。パルス信号２０２を生成するために用いられるプロセッサ１３２の制御回路の例は、ＴＴＬ回路を含む。
パルス信号２０２は、状態Ｓ１、Ｓ２、および、Ｓ３を備える。例えば、パルス信号２０２の状態Ｓ１は、クロック信号２０４のクロックサイクルの一部の間にロジックレベル「１」を有し、クロックサイクルの別の部分の間にロジックレベル「０」を有し、パルス信号２０２の状態Ｓ２は、クロックサイクルの一部の間にロジックレベル「１」を有し、クロックサイクルの別の部分の間にロジックレベル「０」を有し、パルス信号２０２の状態Ｓ３は、クロックサイクルの一部の間にロジックレベル「１」を有し、クロックサイクルの別の部分の間にロジックレベル「０」を有する。様々な実施形態において、状態Ｓ１、Ｓ２、および、Ｓ３は、パルス信号２０２のクロックサイクル中に一回実行され、複数のクロックサイクルで反復する。例えば、或るクロックサイクルが、状態Ｓ１〜Ｓ３を備え、クロック信号２０４の別のクロックサイクルが、状態Ｓ１〜Ｓ３を備える。説明すると、クロックサイクルの期間の一部の間に、状態Ｓ１が実行され、クロックサイクルの別の期間の間に、状態Ｓ２が実行され、クロックサイクルの残りの部分の間に状態Ｓ３が実行される。
いくつかの実施形態において、状態Ｓ１〜Ｓ３の各々は、１／３のデューティサイクルを有する。いくつかの実施形態において、状態Ｓ１〜Ｓ３の各々は、状態Ｓ１〜Ｓ３の残りのいずれのデューティサイクルとも異なるデューティサイクルを有する。例えば、状態Ｓ１がａ％のデューティサイクルを有し、状態Ｓ２がｂ％のデューティサイクルを有し、状態Ｓ３が（１００−ａ−ｂ）％のデューティサイクルを有し、ここで、ａおよびｂは正の整数であり、ａはｂとは異なる数値である。
様々な実施形態において、パルス信号２０２を生成するためのプロセッサ１３２の制御回路の代わりに、クロックソース（例えば、水晶発振器など）が、アナログクロック信号を生成するために用いられ、アナログクロック信号は、アナログデジタル変換器によってパルス信号２０２と同様のデジタル信号に変換される。例えば、水晶発振器は、水晶発振器の近くの電極に電圧を印加することによって、電界内で振動するように形成されている。説明すると、水晶発振器は、クロック信号２０４のクロックサイクルの第１部分の間に第１周波数で振動し、クロック信号２０４のクロックサイクルの第２部分の間に第２周波数で振動し、クロック信号２０４のクロックサイクルの残り部分の間に第３周波数で振動する。第３周波数は第２周波数と異なり、第２周波数は第１周波数と異なる。いくつかの実施形態において、第１周波数は、第２周波数と同じであるが、第３周波数とは異なる。様々な実施形態において、第１周波数は、第３周波数と同じであるが、第２周波数とは異なる。様々な実施形態において、プロセッサ１３２の代わりに、デジタルクロックソースが、パルス信号２０２を生成する。
プロセッサ１３２は、メモリデバイス１４４からのレシピにアクセスする。レシピの例は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ３中に発生器ＲＦＧａに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される周波数設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される周波数設定点、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される周波数設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される周波数設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される周波数設定点、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される周波数設定点、１または複数の処理ガスの化学、もしくは、これらの組みあわせを含む。
プロセッサ１３２は、ケーブル１４６を介してＤＳＰｘへパルス信号２０２と共に命令を送信する。ケーブル１４６を介してＤＳＰｘに送信される命令は、パルス信号２０２に関する情報、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される周波数設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される周波数設定点、および、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧａに適用される周波数設定点、を有する。パルス信号２０２に関する情報は、ＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成されるＲＦ信号が、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２に遷移し、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ２に状態Ｓ２から状態Ｓ３に遷移し、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ３に状態Ｓ３から状態Ｓ１に遷移することを、ＤＳＰｘに示す。ＤＳＰｘは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ２中に適用され、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ３中に適用され、状態Ｓ１のための周波数設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための周波数設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ２中に適用され、状態Ｓ３のための周波数設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ３中に適用されることを、命令から決定する。さらに、ＤＳＰｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成されるＲＦ信号が、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２に遷移し、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ２に状態Ｓ２から状態Ｓ３に遷移し、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ３に状態Ｓ３から状態Ｓ１に遷移することを、命令およびパルス信号２０２から決定する。遷移時間ｔｓ１〜ｔｓ３は、クロック信号２０４の各クロックサイクルで繰り返す。
クロック信号２０４のクロックサイクルの遷移時間ｔｓ３に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を電力コントローラＰＷＲＳ１ｘに送信する。同様に、クロック信号２０４のクロックサイクルの遷移時間ｔｓ１に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を電力コントローラＰＷＲＳ２ｘに送信する。また、クロック信号２０４のクロックサイクルの遷移時間ｔｓ２に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点を電力コントローラＰＷＲＳ３ｘに送信する。さらに、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ３に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ１のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘに送信する。また、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ１に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ２のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘに送信する。さらに、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ２に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ３のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｘに送信する。
状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力コントローラＰＷＲＳ１ｘは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、電力コントローラＰＷＲＳ１ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧａの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧａのＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。
同様に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力コントローラＰＷＲＳ２ｘは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、電力コントローラＰＷＲＳ２ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧａの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａのＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。
さらに、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力コントローラＰＷＲＳ３ｘは、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ３中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、電力コントローラＰＷＲＳ３ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ３中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧａの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧａのＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。
さらに、状態Ｓ１のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘは、状態Ｓ１のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧａの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための周波数設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧａのＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成されるＲＦ信号である。
同様に、状態Ｓ２のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘは、状態Ｓ２のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧａの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための周波数設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａのＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成されるＲＦ信号である。
さらに、状態Ｓ３のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｘは、状態Ｓ３のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ３中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ３中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ３のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧａの出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ３のための周波数設定点は、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧａのＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ３のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成されるＲＦ信号である。
プロセッサ１３２は、ケーブル１４８を介してＤＳＰｙへパルス信号２０２と共に命令を送信する。ケーブル１４８を介してＤＳＰｙに送信される命令は、パルス信号２０２に関する情報、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される周波数設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される周波数設定点、および、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧｂに適用される周波数設定点、を有する。パルス信号２０２に関する情報は、ＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号が、クロック信号２０４のクロックサイクルの遷移時間ｔｓ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２に遷移し、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ２に状態Ｓ２から状態Ｓ３に遷移し、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ３に状態Ｓ３から状態Ｓ１に遷移することを、ＤＳＰｙに示す。ＤＳＰｙは、命令を構文解析して、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ２中に適用され、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ３中に適用され、状態Ｓ１のための周波数設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための周波数設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ２中に適用され、状態Ｓ３のための周波数設定点がパルス信号２０２の状態Ｓ３中に適用されることを、命令から決定する。さらに、ＤＳＰｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号が、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２に遷移し、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ２に状態Ｓ２から状態Ｓ３に遷移し、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ３に状態Ｓ３から状態Ｓ１に遷移することを、命令から決定する。
クロック信号２０４のクロックサイクルの遷移時間ｔｓ３に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を電力コントローラＰＷＲＳ１ｙに送信する。同様に、クロック信号２０４のクロックサイクルの遷移時間ｔｓ１に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を電力コントローラＰＷＲＳ２ｙに送信する。また、クロック信号２０４のクロックサイクルの遷移時間ｔｓ２に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点を電力コントローラＰＷＲＳ３ｙに送信する。さらに、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ３に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ１のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙに送信する。また、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ１に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ２のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｙに送信する。さらに、クロックサイクルの遷移時間ｔｓ２に、ＤＳＰｙは、状態Ｓ３のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｙに送信する。
状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力コントローラＰＷＲＳ１ｙは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、電力コントローラＰＷＲＳ１ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１２８に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１２８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。
同様に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力コントローラＰＷＲＳ２ｙは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、電力コントローラＰＷＲＳ２ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１２８に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１２８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。
さらに、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力コントローラＰＷＲＳ３ｙは、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ３中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、電力コントローラＰＷＲＳ３ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１２８に送信する。状態Ｓ３中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１２８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ３中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。
さらに、状態Ｓ１のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙは、状態Ｓ１のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１２８に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１２８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための周波数設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号である。
同様に、状態Ｓ２のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｙは、状態Ｓ２のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１３２に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１３２は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための周波数設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号である。
さらに、状態Ｓ３のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｙは、状態Ｓ３のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ３中にドライバシステム１２８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｙは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１２８に送信する。状態Ｓ３中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１２８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｙに送信する。ＲＦ電源Ｐｓｙは、電流信号の受信後に、状態Ｓ３のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの出力およびＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４の他の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ３のための周波数設定点は、状態Ｓ３中にＲＦ電源Ｐｓｙによって維持される。状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ３のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号である。
ＩＭＮ１０４の入力は、入力において、ＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成されたＲＦ信号をＲＦ発生器ＲＦＧａの出力からＲＦケーブル１２４を介して受信し、他の入力で、ＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成されたＲＦ信号をＲＦ発生器ＲＦＧｂの出力からＲＦケーブル１３０を介して受信し、ＩＭＮ１０４の出力に接続されている負荷のインピーダンスを、ＩＭＮ１０４の入力に接続されているソースのインピーダンスと整合して、変調されたＲＦ信号をＩＭＮ１０４の出力で生成する。変調されたＲＦ信号は、ＲＦ伝送線路１２６を介して上側電極１０６に送信される。１または複数の処理ガスが上側電極１０８とチャック１１０との間に供給されると、変調されたＲＦ信号が下側電極１２０に供給され、出力ＲＦ信号がチャック１１０に供給され、１または複数の処理ガスが点火されて、プラズマチャンバ１０８内でプラズマを生成するか、または、プラズマがプラズマチャンバ１０８内で維持される。
様々な実施形態において、電力コントローラＰＷＲＳ１ｘ、ＰＷＲＳ２ｘ、および、ＰＷＲＳ３ｘ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘ、ＡＦＴＳ２ｘ、および、ＡＦＴＳ３ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａのＤＳＰｘによって実行されるコンピュータプログラムのモジュール（例えば、一部など）である。
いくつかの実施形態において、電力コントローラＰＷＲＳ１ｘ、ＰＷＲＳ２ｘ、および、ＰＷＲＳ３ｘ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘ、ＡＦＴＳ２ｘ、および、ＡＦＴＳ３ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａのＤＳＰｘの集積回路に接続されている別個の集積回路である。例えば、電力コントローラＰＷＲＳ１ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａの第１集積回路であり、電力コントローラＰＷＲＳ２ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａの第２集積回路であり、電力コントローラＰＷＲＳ３ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａの第３集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａの第４集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａの第５集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａの第６集積回路であり、ＤＳＰｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧａの第７集積回路である。ＲＦ発生器ＲＦＧａの第１〜第６集積回路の各々は、ＲＦ発生器ＲＦＧａの第７集積回路に接続されている。
いくつかの実施形態において、電力コントローラＰＷＲＳ１ｙ、ＰＷＲＳ２ｙ、および、ＰＷＲＳ３ｙ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙ、ＡＦＴＳ２ｙ、および、ＡＦＴＳ３ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂのＤＳＰｙによって実行されるコンピュータプログラムのモジュール（例えば、一部など）である。
様々な実施形態において、電力コントローラＰＷＲＳ１ｙ、ＰＷＲＳ２ｙ、および、ＰＷＲＳ３ｙ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙ、ＡＦＴＳ２ｙ、および、ＡＦＴＳ３ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂのＤＳＰｙの集積回路に接続されている別個の集積回路である。例えば、電力コントローラＰＷＲＳ１ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの第１集積回路であり、電力コントローラＰＷＲＳ２ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの第２集積回路であり、電力コントローラＰＷＲＳ３ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの第３集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ１ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの第４集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ２ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの第５集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳ３ｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの第６集積回路であり、ＤＳＰｙは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの第７集積回路である。ＲＦ発生器ＲＦＧｂの第１〜第６集積回路の各々は、ＲＦ発生器ＲＦＧｂの第７集積回路に接続されている。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号の状態Ｓ３の一例は、状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ３のための周波数設定点を含む。状態Ｓ３のための電力パラメータ設定点は、動作電力パラメータ設定点であり、これは、状態Ｓ３中のＲＦ信号の電力量または電圧量の電力パラメータレベル（エンベロープまたはゼロからピークまでの振幅など）である。状態Ｓ３のための周波数設定点は、動作周波数設定点であり、これは、状態Ｓ３中のＲＦ信号の周波数値の周波数レベル（エンベロープまたはゼロからピークまでの振幅など）である。
様々な実施形態において、クロック信号２０４は、プロセッサ１３２またはクロックソース（上で例を挙げた）によって生成される。いくつかの実施形態において、クロック信号２０４は、プロセッサ１３２から、ケーブル１４６を介してＲＦ発生器ＲＦＧａのＤＳＰｘへ、そして、ケーブル１４８を介してＲＦ発生器ＲＦＧｂのＤＳＰｙへ送信される。
いくつかの実施形態において、パルス信号２０２がプロセッサ１３２からＲＦ発生器ＲＦＧａおよびＲＦＧｂへ送信される代わりに、パルス信号２０２は、マスタＲＦ発生器からスレーブＲＦ発生器（ＲＦ発生器ＲＦＧｂなど）へ送信される。マスタＲＦ発生器の一例は、ＲＦ発生器ＲＦＧａを含む。例示すると、ＲＦ発生器ＲＦＧａのデジタル信号プロセッサＤＳＰｘは、プロセッサ１３２からパルス信号２０２を受信し、ケーブル（パラレル転送ケーブル、シリアル転送ケーブル、または、ＵＳＢケーブルなど）を介して、パルス信号２０２をＲＦ発生器ＲＦＧｂのデジタル信号プロセッサＤＳＰｙへ送信する。
図２Ｂは、ＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号２１６Ａなど）の、ならびに、ＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号２１６Ｂなど）の、状態Ｓ１、Ｓ２、および、Ｓ２を説明するために、グラフ２１０、２１２、および、２１４の実施形態を示す図である。グラフ２１０は、時間ｔに対してクロック信号２０４のロジックレベルをプロットしている。同様に、グラフ２１２は、時間ｔに対してパルス信号２０２のロジックレベルをプロットしている。
期間ｔ１は、ＲＦ発生器ＲＦＧａおよびＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号の状態Ｓ１が維持されるクロック信号２０４のクロックサイクル中の期間である。同様に、期間ｔ２は、ＲＦＧａおよびＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号の状態Ｓ２が維持されるクロック信号２０４のクロックサイクル中の期間である。また、期間ｔ３は、ＲＦＧａおよびＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号の状態Ｓ３が維持されるクロック信号２０４のクロックサイクル中の期間である。例えば、期間ｔ１は、クロックサイクルの一部を占め、期間ｔ２は、クロックサイクルの別の一部を占め、期間ｔ３は、クロックサイクルの残りの部分を占める。クロック信号２０４のクロックサイクルは、期間ｔ１〜ｔ３で構成されており、クロック信号２０４の複数のクロックサイクルを生成するように繰り返す。
期間ｔ１中に、パルス信号２０２は、ロジックレベル１からロジックレベル０へパルスする。ロジックレベルは、高ロジックレベルの一例であり、ロジックレベル０は、低ロジックレベルの一例である。期間ｔ１中、ＲＦ発生器ＲＦＧａおよびＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号は、状態Ｓ１を維持するように制御される。
パルス信号２０２がロジックレベル０からロジックレベル１へ遷移するクロックサイクルの遷移時間ｔｓ１では、ＲＦ発生器ＲＦＧａおよびＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号は、状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移するように制御される。遷移時間ｔｓ１は、期間ｔ１の後に起きる。
期間ｔ２は、遷移時間ｔｓ１の後に起きる。期間ｔ２中に、パルス信号２０２は、ロジックレベル１からロジックレベル０へパルスする。さらに、期間ｔ２中、ＲＦ発生器ＲＦＧａおよびＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号は、状態Ｓ２を維持するように制御される。
パルス信号２０２がロジックレベル０からロジックレベル１へ遷移するクロックサイクルの遷移時間ｔｓ２では、ＲＦ発生器ＲＦＧａおよびＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号は、状態Ｓ２から状態Ｓ３へ遷移するように制御される。遷移時間ｔｓ２は、期間ｔ２の後に起きる。
期間ｔ３は、遷移時間ｔｓ２の後に起きる。期間ｔ３中に、パルス信号２０２は、ロジックレベル１からロジックレベル０へパルスする。さらに、期間ｔ３中、ＲＦ発生器ＲＦＧａおよびＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号は、状態Ｓ３を維持するように制御される。
パルス信号１０２がロジックレベル０からロジックレベル１へ遷移するクロックサイクルの遷移時間ｔｓ３では、ＲＦ発生器ＲＦＧａおよびＲＦＧｂによって生成されるＲＦ信号は、状態Ｓ３から状態Ｓ１へ遷移するように制御される。遷移時間ｔｓ３は、期間ｔ３の後に起きる。期間ｔ１は、遷移時間ｔｓ３の後、クロック信号２０４の続きのクロックサイクル中に繰り返す。クロック信号２０４の続きのクロックサイクル中の期間ｔ１の後には、クロック信号２０４の続きのクロックサイクルの期間ｔ２およびｔ３が再び続く。クロック信号２０４の続きのクロックサイクルは、クロック信号２０４のクロックサイクルに連続的に続くまたは順次続くなど、連続的である。遷移時間ｔｓ１〜ｔｓ３および期間ｔ１〜ｔ３は、続きのクロックサイクル中に繰り返す。さらに、遷移時間ｔｓ１〜ｔｓ３および期間ｔ１〜ｔ３は、続きのサイクルの後に繰り返すクロック信号２０４の次のサイクル中に繰り返す。
ＲＦ信号２１６Ａおよび２１６Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４の各サイクルと同期して繰り返す。例えば、ＲＦ信号２１６Ａの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４のクロックサイクル中に起こり、ＲＦ信号２１６Ａの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４の続きのクロックサイクル中に繰り返す。別の例として、ＲＦ信号２１６Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４のクロックサイクル中に起こり、ＲＦ信号２１６Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４の続きのクロックサイクル中に繰り返す。
ＲＦ信号２１６Ａは、状態Ｓ１中に周波数レベル「ｆ１ｘ」を有し、状態Ｓ１中に電力パラメータレベル「Ｐ１ｘ」を有する。さらに、ＲＦ信号２１６Ｂは、状態Ｓ１中に０である周波数レベル「ｆ１ｙ」を有し、状態Ｓ１中に０である電力パラメータレベル「Ｐ１ｙ」を有する。
同様に、ＲＦ信号２１６Ａは、状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆ２ｘ」を有し、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」を有する。周波数レベル「ｆ２ｘ」は、周波数レベル「ｆ１ｘ」と同じであり、電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」は、電力パラメータレベル「Ｐ１ｘ」と同じである。さらに、ＲＦ信号２１６Ｂは、状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆ２ｙ」を有し、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」を有する。電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」は、電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」と同じである。周波数レベル「ｆ２ｙ」は、周波数レベル「ｆ２ｘ」よりも高い。
同様に、ＲＦ信号２１６Ａは、状態Ｓ３中に０である周波数レベル「ｆ３ｘ」を有し、状態Ｓ３中に０である電力パラメータレベル「Ｐ３ｘ」を有する。さらに、ＲＦ信号２１６Ｂは、状態Ｓ３中に周波数レベル「ｆ３ｙ」を有し、状態Ｓ３中に電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」を有する。周波数レベル「ｆ３ｙ」は、周波数レベル「ｆ２ｙ」よりも低く、周波数レベル「ｆ２ｘ」よりも高い。さらに、電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」は、電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」と同じである。
電力パラメータレベル「Ｐ１ｘ」、「Ｐ２ｘ」、「Ｐ２ｙ」、および、「Ｐ３ｙ」は、グラフ２１４に示すように、０ではないことに注意されたい。同様に、周波数レベル「ｆ１ｘ」、「ｆ２ｘ」、「ｆ２ｙ」、および、「ｆ３ｙ」は、グラフ２１４に示すように、０ではない。
いくつかの実施形態において、電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」および「Ｐ３ｙ」は、電力パラメータレベル「Ｐ１ｘ」および「Ｐ２ｘ」と同じではない（低いまたは高い）。
様々な実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｙ」は、周波数レベル「ｆ２ｙ」よりも高い。いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｙ」は、周波数レベル「ｆ２ｙ」と同じである。いくつかの実施形態において、電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」は、電力パラメータレベル「Ｐ１ｘ」と同じではない（高いまたは低い）。様々な実施形態において、電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」は、電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」と同じではない（高いまたは低い）。
いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ２ｘ」は、周波数レベル「ｆ１ｘ」と同じではない（高いまたは低い）。様々な実施形態において、周波数レベル「ｆ１ｘ」および電力パラメータレベル「Ｐ１ｘ」は、０である。いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ２ｘ」および電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」は、０である。いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｙ」および電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」は、０である。いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ２ｙ」および電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」は、０である。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号２１６ＡまたはＲＦ信号２１６Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３の各々は、１／３のデューティサイクルを有する。いくつかの実施形態において、ＲＦ信号（ＲＦ信号２１６ＡまたはＲＦ信号２１６Ｂなど）の状態Ｓ１〜Ｓ３の各々は、ＲＦ信号の状態Ｓ１〜Ｓ３の残りのどの状態のデューティサイクルとも異なるデューティサイクルを有する。例えば、ＲＦ信号の状態Ｓ１がａ％のデューティサイクルを有し、ＲＦ信号の状態Ｓ２がｂ％のデューティサイクルを有し、ＲＦ信号の状態Ｓ３が（１００−ａ−ｂ）％のデューティサイクルを有する。ここで、ＲＦ信号の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号の状態Ｓ２のデューティサイクルとは異なる。別の例として、ＲＦ信号の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号の状態Ｓ２のデューティサイクルと異なり、ＲＦ信号の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号の状態Ｓ３のデューティサイクルと同じである。別の例として、ＲＦ信号の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号の状態Ｓ３のデューティサイクルと異なる。さらに別の例として、ＲＦ信号の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号の状態Ｓ３のデューティサイクルと異なり、ＲＦ信号の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号の状態Ｓ２のデューティサイクルと同じである。さらに別の例として、ＲＦ信号の状態Ｓ２のデューティサイクルは、ＲＦ信号の状態Ｓ３のデューティサイクルと異なる。別の例として、ＲＦ信号の状態Ｓ２のデューティサイクルは、ＲＦ信号の状態Ｓ３のデューティサイクルと異なり、ＲＦ信号の状態Ｓ２のデューティサイクルは、ＲＦ信号の状態Ｓ１のデューティサイクルと同じである。
ＲＦ発生器ＲＦＧａは状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆ２ｘ」で動作するように制御されることに注意されたい。状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成されたＲＦ信号の電力パラメータが、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成されたＲＦ信号の電力パラメータに追加される。プラズマチャンバ１０８内で形成されたプラズマのプラズマシース１２３は、キャパシタとして機能し、そのキャパシタは、周波数レベル「ｆ２ｘ」に関連する電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」から状態Ｓ２中に充電し、状態Ｓ３中に放電する。電力パラメータの追加およびキャパシタの放電は、状態Ｓ３中にプラズマチャンバ１０８内のプラズマのイオンのイオンエネルギを増大させ、状態Ｓ３中にイオンエネルギの角発散を減少させる。例えば、プラズマチャンバ１０８内のプラズマの垂直方向性が、状態Ｓ３中の電力パラメータの追加と共に、状態Ｓ３中に増大する。
図２Ｃは、ＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号２２０Ａなど）の、ならびに、ＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号２２０Ｂなど）の、状態Ｓ１、Ｓ２、および、Ｓ２を説明するために、グラフ２１０、２１２、および、２１８の実施形態を示す図である。
ＲＦ信号２２０Ａおよび２２０Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４の各サイクルと同期して繰り返す。例えば、ＲＦ信号２２０Ａの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４のクロックサイクル中に起こり、ＲＦ信号２２０Ａの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４の続きのクロックサイクル中に繰り返す。別の例として、ＲＦ信号２２０Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４のクロックサイクル中に起こり、ＲＦ信号２２０Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４の続きのクロックサイクル中に繰り返す。
ＲＦ信号２２０Ａは、状態Ｓ１中に０である周波数レベル「ｆ１ｘ」を有し、状態Ｓ１中に０である電力パラメータレベル「Ｐ１ｘ」を有する。さらに、ＲＦ信号２２０Ｂは、状態Ｓ１中に０である周波数レベル「ｆ１ｙ」を有し、状態Ｓ１中に０である電力パラメータレベル「Ｐ１ｙ」を有する。
同様に、ＲＦ信号２２０Ａは、状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆ２ｘ」を有し、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」を有する。さらに、ＲＦ信号２２０Ｂは、状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆ２ｙ」を有し、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」を有する。電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」は、電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」と同じであり、周波数レベル「ｆ２ｙ」は、周波数レベル「ｆ２ｘ」よりも高い。
同様に、ＲＦ信号２２０Ａは、状態Ｓ３中に周波数レベル「ｆ３ｘ」を有し、状態Ｓ３中に電力パラメータレベル「Ｐ３ｘ」を有する。周波数レベル「ｆ３ｘ」は、周波数レベル「ｆ２ｘ」よりも高く、電力パラメータレベル「Ｐ３ｘ」は、電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」と同じである。さらに、ＲＦ信号２２０Ｂは、状態Ｓ３中に周波数レベル「ｆ３ｙ」を有し、状態Ｓ３中に電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」を有する。周波数レベル「ｆ３ｙ」は、周波数レベル「ｆ２ｙ」よりも低い。さらに、電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」は、電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」と同じである。また、周波数レベル「ｆ３ｘ」は、周波数レベル「ｆ２ｘ」よりも高い。
いくつかの実施形態において、電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」および「Ｐ３ｙ」は、電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」および「Ｐ３ｘ」と同じではない（低いまたは高い）。
様々な実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｘ」は、周波数レベル「ｆ２ｘ」と同じである。いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｘ」は、周波数レベル「ｆ２ｘ」よりも低い。様々な実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｙ」は、周波数レベル「ｆ２ｙ」よりも高い。いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｙ」は、周波数レベル「ｆ２ｙ」と同じである。
いくつかの実施形態において、電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」は、電力パラメータレベル「Ｐ３ｘ」と同じではない（高いまたは低い）。様々な実施形態において、電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」は、電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」と同じではない（高いまたは低い）。
いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ２ｘ」および電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」は、０である。様々な実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｘ」および電力パラメータレベル「Ｐ３ｘ」は、０である。いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ２ｙ」および電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」は、０である。いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｙ」および電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」は、０である。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号２２０ＡまたはＲＦ信号２２０Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３の各々は、１／３のデューティサイクルを有する。いくつかの実施形態において、ＲＦ信号（ＲＦ信号２２０ＡまたはＲＦ信号２２０Ｂなど）の状態Ｓ１〜Ｓ３の各々は、ＲＦ信号の状態Ｓ１〜Ｓ３の残りのどの状態のデューティサイクルとも異なるデューティサイクルを有する。例えば、ＲＦ信号の状態Ｓ１がａ％のデューティサイクルを有し、ＲＦ信号の状態Ｓ２がｂ％のデューティサイクルを有し、ＲＦ信号の状態Ｓ３が（１００−ａ−ｂ）％のデューティサイクルを有する。
ＲＦ発生器ＲＦＧａは状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆ２ｘ」で動作するように制御されることに注意されたい。状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成されたＲＦ信号の電力パラメータが、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成されたＲＦ信号の電力パラメータに追加される。プラズマチャンバ１０８内で形成されたプラズマのプラズマシース１２３は、キャパシタとして機能し、そのキャパシタは、周波数レベル「ｆ２ｘ」に関連する電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」から状態Ｓ２中に充電し、状態Ｓ３中に放電する。電力パラメータの追加およびキャパシタの放電は、状態Ｓ３中にプラズマチャンバ１０８内のプラズマのイオンのイオンエネルギを増大させ、状態Ｓ３中にイオンエネルギの角発散を減少させる。例えば、プラズマチャンバ１０８内のプラズマの垂直方向性が、状態Ｓ３中の電力パラメータの追加と共に、状態Ｓ３中に増大する。
電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」、「Ｐ３ｘ」、「Ｐ２ｙ」、および、「Ｐ３ｙ」は、グラフ２１８に示すように、０ではないことに注意されたい。さらに、周波数レベル「ｆ２ｘ」、「ｆ３ｘ」、「ｆ２ｙ」、および、「ｆ３ｙ」は、グラフ２１８に示すように、０ではない。
図２Ｄは、ＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号２２４Ａなど）の、ならびに、ＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成および供給されるＲＦ信号（ＲＦ信号２２４Ｂなど）の、状態Ｓ１、Ｓ２、および、Ｓ２を説明するために、グラフ２１０、２１２、および、２２２の実施形態を示す図である。
ＲＦ信号２２４Ａおよび２２４Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４の各サイクルと同期して繰り返す。例えば、ＲＦ信号２２４Ａの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４のクロックサイクル中に起こり、ＲＦ信号２２４Ａの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４の続きのクロックサイクル中に繰り返す。別の例として、ＲＦ信号２２４Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４のクロックサイクル中に起こり、ＲＦ信号２２４Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３は、クロック信号２０４の続きのクロックサイクル中に繰り返す。
ＲＦ信号２２４Ａは、状態Ｓ１中に０である周波数レベル「ｆ１ｘ」を有し、状態Ｓ１中に０である電力パラメータレベル「Ｐ１ｘ」を有する。さらに、ＲＦ信号２２４Ｂは、状態Ｓ１中に０である周波数レベル「ｆ１ｙ」を有し、状態Ｓ１中に０である電力パラメータレベル「Ｐ１ｙ」を有する。
同様に、ＲＦ信号２２４Ａは、状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆ２ｘ」を有し、状態Ｓ２中に０である電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」を有する。さらに、ＲＦ信号２２４Ｂは、状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆ２ｙ」を有し、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」を有する。ＲＦ信号２２４Ｂの周波数レベル「ｆ２ｙ」は、状態Ｓ２中にＲＦ信号２２４Ａの周波数レベル「ｆ２ｘ」よりも高く、ＲＦ信号２２４Ｂの電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」は、状態Ｓ２中にＲＦ信号２２４Ａの電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」と同じである。
同様に、ＲＦ信号２２４Ａは、状態Ｓ３中に０である周波数レベル「ｆ３ｘ」を有し、状態Ｓ３中に０である電力パラメータレベル「Ｐ３ｘ」を有する。さらに、ＲＦ信号２２４Ｂは、状態Ｓ３中に周波数レベル「ｆ３ｙ」を有し、状態Ｓ３中に電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」を有する。状態Ｓ３中のＲＦ信号２２４Ｂの周波数レベル「ｆ３ｙ」は、状態Ｓ２中のＲＦ信号２２４Ｂの周波数レベル「ｆ２ｙ」と同じである。さらに、状態Ｓ３中のＲＦ信号２２４Ｂの電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」は、状態Ｓ２中のＲＦ信号２２４Ｂの電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」と同じである。
いくつかの実施形態において、電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」および「Ｐ３ｙ」は、電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」と同じではない（低いまたは高い）。
様々な実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｙ」は、周波数レベル「ｆ２ｙ」と同じではない（高いまたは低い）。いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆ２ｙ」および電力パラメータレベル「Ｐ２ｙ」は、０である。様々な実施形態において、周波数レベル「ｆ３ｙ」および電力パラメータレベル「Ｐ３ｙ」は、０である。
いくつかの実施形態において、ＲＦ信号２２４ＡまたはＲＦ信号２２４Ｂの状態Ｓ１〜Ｓ３の各々は、１／３のデューティサイクルを有する。いくつかの実施形態において、ＲＦ信号（ＲＦ信号２２４ＡまたはＲＦ信号２２４Ｂなど）の状態Ｓ１〜Ｓ３の各々は、ＲＦ信号の状態Ｓ１〜Ｓ３の残りのどの状態のデューティサイクルとも異なるデューティサイクルを有する。例えば、ＲＦ信号の状態Ｓ１がａ％のデューティサイクルを有し、ＲＦ信号の状態Ｓ２がｂ％のデューティサイクルを有し、ＲＦ信号の状態Ｓ３が（１００−ａ−ｂ）％のデューティサイクルを有し、ここで、ａはｂとは異なる整数である。
ＲＦ発生器ＲＦＧａは状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆ２ｘ」で動作するように制御されることに注意されたい。状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧａによって生成されたＲＦ信号の電力パラメータが、状態Ｓ３中にＲＦ発生器ＲＦＧｂによって生成されたＲＦ信号の電力パラメータに追加される。プラズマチャンバ１０８内で形成されたプラズマのプラズマシース２２３は、キャパシタとして機能し、そのキャパシタは、周波数レベル「ｆ２ｘ」に関連する電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」から状態Ｓ２中に充電し、状態Ｓ３中に放電する。電力パラメータの追加およびキャパシタの放電は、状態Ｓ３中にプラズマチャンバ１０８内のプラズマのイオンのイオンエネルギを増大させ、状態Ｓ３中にイオンエネルギの角発散を減少させる。例えば、プラズマチャンバ１０８内のプラズマの垂直方向性が、状態Ｓ３中の電力パラメータの追加と共に、状態Ｓ３中に増大する。
電力パラメータレベル「Ｐ２ｘ」、「Ｐ２ｙ」、および、「Ｐ３ｙ」は、グラフ２２２に示すように、０ではないことに注意されたい。さらに、周波数レベル「ｆ２ｘ」、「ｆ２ｙ」、および、「ｆ３ｙ」は、グラフ２２２に示すように、０ではない。
図３は、周波数パルス化ＲＦ発生器（ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦ発生器ＲＦＧａなど）によって生成されたＲＦ信号の周波数レベルのパルス化で、基板１２２の表面（基板１２２のチャネルの表面など）に入射するプラズマイオンのピークエネルギが増大することを説明するために、複数のグラフ３０２Ａおよび３０２Ｂの実施形態を示す図である。各グラフ３０２ａおよび３０２ｂは、ＩＥＡＤをプロットしており、これは、基板１２２内に形成されたチャネルにおいて測定された角度θ（度）に対するプラズマイオンのエネルギ（電子ボルト（ｅＶ）で測定）のプロットである。グラフ３０２ａは、ＲＦ発生器の周波数レベルがパルス状ではない（例えば、連続波（ＣＷ）モードで動作する）時のエネルギをプロットする。グラフ３０２ｂは、周波数パルス化ＲＦ発生器が用いられた時のエネルギをプロットする。ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦＧａの周波数レベルが複数の状態の間でパルス化されると、プラズマチャンバ１０８内のプラズマのプラズマイオンのピークイオンエネルギが、ＣＷモードＲＦ発生器を用いた場合のプラズマイオンのピークイオンエネルギと比較して増大することに注意されたい。さらに、ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦＧａの周波数レベルが、複数の状態の間でパルス化されると、チャネルにおけるプラズマイオンの角発散が、ＣＷモードＲＦ発生器を用いた場合のプラズマイオンの角発散と比較して減少する。さらに、グラフ３０２ａおよび３０２ｂに示すように、バイアスＲＦ発生器システム１１４によって供給されるバイアス電圧の量は、周波数パルス化ＲＦ発生器またはＣＷモードＲＦ発生器のどちらを用いるかに関係なく、同じである（３００ボルトなど）ことに注意されたい。ピークイオンエネルギの増大および角発散の減少は、基板１２２のエッチングのエッチング速度を増大させ、バイアス電圧は、エッチング速度の増大のために上げる必要はない。例えば、バイアスＲＦ発生器システム１１４によって生成および供給される１または複数のＲＦ信号のバイアス電圧は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦＧａの周波数レベルがパルス化される場合に一定である。別の例として、バイアスＲＦ発生器システム１１４によって生成および供給される１または複数のＲＦ信号のバイアス電圧は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦＧａの周波数レベルがパルス化された場合に、実質的に一定である（例えば、所定の閾値内である、所定の値の５〜１０％以内である、など）。
図４は、バイアスＲＦ発生器システム１１４によって供給されるバイアス電圧の上昇と共に、プラズマイオンの角度分布が小さくなることを説明するために、グラフ４００の一実施形態を示す図である。グラフ４００は、バイアス電圧に対して角度分布（度）をプロットしている。明らかに、バイアス電圧が２００ボルトから１６００ボルトまで上がるにつれて、角発散分布の減少およびエッチング速度の増大がある。角度分布は、本明細書では、角発散とも呼ばれる。
エッチング中、バイアス電圧は、エッチング速度を速くするために増大される。バイアス電圧の増大と共に、ピークイオンエネルギが増大し、プラズマイオンの角発散が減少するので、増大したバイアス電圧は、ほぼ垂直なプロファイル（適切なクリティカルディメンションなど）を維持しつつ、基板１２２に高アスペクト比フィーチャをより高速にエッチングする。しかしながら、増大したバイアス電圧は角発散を狭くし、これが、基板１２２の上部であるマスク層の腐食を増大させる。さらに、バイアス電圧の増大は、ハードウェア実装の複雑さを引き起こす。さらに、所定の量のバイアス電圧を超えると（５キロボルト超など）、角発散は、プラズマシース１２３の厚さが大きくなることから、より狭くはならない。
一実施形態において、ＲＦ発生器システム１１４によって供給されるバイアス電圧の量は、５キロボルト未満であることに注意されたい。
図５は、バイアス電圧の増大によって達成されるのと同等の角発散が、ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦＧｙまたはＲＦＧａまたはＲＦＧｂもしくはそれらの組み合わせの１または複数の周波数レベルをパルス化することによって達成されることを説明するために、グラフ５００の一実施形態を示す図である。同じバイアス電圧に対して、上側電極１０６に接続されているＲＦ発生器（ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦＧｙまたはＲＦＧａまたはＲＦＧｂもしくはそれらの組み合わせ）の１または複数の周波数レベルがパルス化されると、ＲＦ発生器がＣＷモードで動作する場合と比較して角発散が減少する。角発散の減少は、基板１２２のエッチングのエッチング速度を上昇させる。ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦＧｙまたはＲＦＧａまたはＲＦＧｂもしくはそれらの組み合わせの１または複数の周波数レベルがパルスされる場合、バイアス電圧を増大させる必要がない。
図６は、基板１２２内に形成されたチャネルのクリティカルディメンション（ＣＤ）の差を説明するために、グラフ６０２Ａおよびグラフ６０２Ｂの実施形態を示す図である。グラフ６０２Ａは、ナノメートル（ｎｍ）単位でのチャネルの高さをナノメートル単位でのチャネルの幅と比較してプロットしている。チャネルのクリティカルディメンションは、グラフ６０２Ａに２２．２ｎｍと示されている。グラフ６０２Ａのクリティカルディメンションは、ＲＦＧｘまたはＲＦＧｙまたはＲＦＧａまたはＲＦＧｂもしくはそれらの組み合わせの代わりに、ＣＷモードのＲＦ発生器を用いた時に達成される。グラフ６０２Ｂは、ナノメートル単位での基板１２２のチャネルの高さをナノメートル単位での基板１２２のチャネルの幅と比較してプロットしている。クリティカルディメンションは、グラフ６０２Ｂに２０．１ｎｍと示されている。グラフ６０２Ａと比べて低いグラフ６０２Ｂのクリティカルディメンションは、ＲＦＧｘまたはＲＦＧｙまたはＲＦＧａまたはＲＦＧｂもしくはそれらの組み合わせの１または複数の周波数レベルがパルス化された場合に達成される。低いクリティカルディメンションは、プラズマチャンバ１０８内のプラズマのプラズマイオンの垂直方向性が、プラズマイオンの角発散の減少によって増大した時に達成される。プラズマイオンは、エッチング速度を上昇させるために垂直方向性が増大された時に、基板１２２のチャネルの底面上により多く集中する。
図７Ａは、低い角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのプラズマツール７００の一実施形態を示すブロック図である。プラズマツール７００は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１と、ホストコンピュータ１１６と、ＩＭＮ１０４と、プラズマチャンバ１０８と、ＩＭＮ１１２と、バイアスＲＦ発生器システム１１４と、を備える。ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の例は、４００ｋＨｚＲＦ発生器、２ＭＨｚＲＦ発生器、または、１３．５６ＭＨｚＲＦ発生器など、低周波ＲＦ発生器を含む。ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の他の例は、１３．５６ＭＨｚＲＦ発生器、２７ＭＨｚＲＦ発生器、または、６０ＭＨｚＲＦ発生器など、高周波ＲＦ発生器を含む。
ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１は、デジタル信号プロセッサＤＳＰｘと、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘと、別の電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘと、自動周波数調整器ＡＦＴｘ１と、ＲＦ電源Ｐｓｘと、ドライバシステム１１８と、を備える。
ＤＳＰｘは、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘおよびＰＷＲＳ２ｘと、自動周波数調整器ＡＦＴｘ１と、に接続されている。さらに、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘおよびＰＷＲＳ２ｘ、ならびに、ＡＦＴｘ１は、ドライバシステム１１８に接続されている。ＲＦ電源Ｐｓｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の出力を介してＲＦケーブル１２４に接続されている。
プロセッサ１３２は、メモリデバイス１３４からのレシピにアクセスする。レシピの例は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１に適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１に適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１およびＳ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１に適用される周波数設定点、１または複数の処理ガスの化学、もしくは、それらの組み合わせ、を含む。
プロセッサ１３２は、ケーブル１３６を介してＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＤＳＰｘへパルス信号１０２と共に命令を送信する。ケーブル１３６を介してＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＤＳＰｘに送信される命令は、パルス信号１０２に関する情報、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１に適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１に適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１およびＳ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１に適用される周波数設定点、を有する。パルス信号１０２に関する情報は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１によって生成されるＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移すること、および、ＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ２に状態Ｓ２から状態Ｓ１へ遷移することを、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＤＳＰｘに示す。ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＤＳＰｘは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ２中に適用され、状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ１およびＳ２中に適用されることを、命令から決定する。さらに、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＤＳＰｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１によって生成されるＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移すること、および、ＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ２に状態Ｓ２から状態Ｓ１へ遷移することを、命令およびパルス信号１０２から決定する。
パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２に、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＤＳＰｘは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘに送信する。同様に、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ１に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘに送信する。さらに、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２またはｔｓｔ１に、ＤＳＰｘは、状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴｘ１に送信する。
状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を受信すると、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。
同様に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を受信すると、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。
さらに、状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点を受信すると、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の自動周波数調整器ＡＦＴｘ１は、状態Ｓ１のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１およびＳ２中にドライバシステム１１８によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴｘ１は、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のドライバシステム１１８に送信する。状態Ｓ１およびＳ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のドライバシステム１１８は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＲＦ電源Ｐｓｘに送信する。ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＲＦ電源Ｐｓｘは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の出力およびＲＦケーブル１２４を介してＩＭＮ１０４の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点は、状態Ｓ１およびＳ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＲＦ電源Ｐｓｘによって維持される。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ１のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１によって生成されるＲＦ信号である。同様に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点および状態Ｓ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１によって生成されるＲＦ信号である。
ＩＭＮ１０４の入力は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＲＦ電源Ｐｓｘによって生成されたＲＦ信号をＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の出力からＲＦケーブル１２４を介して受信し、ＩＭＮ１０４の出力に接続されている負荷のインピーダンスを、ＩＭＮ１０４の入力に接続されているソースのインピーダンスと整合して、変調されたＲＦ信号をＩＭＮ１０４の出力で生成する。ＩＭＮ１０４の入力に接続されているソースの例は、ＲＦケーブル１２４およびＲＦ発生器ＲＦＧｘ１を含む。変調されたＲＦ信号は、ＲＦ伝送ケーブル１２６を介して上側電極１０６に（ＴＣＰコイルの端部Ｅ１などに）送信される。
１または複数の処理ガスが上側電極１０６とチャック１１０との間に供給されると、変調されたＲＦ信号が上側電極１０６に供給され、出力ＲＦ信号がチャック１１０に供給され、１または複数の処理ガスが点火されて、プラズマチャンバ１０８内でプラズマを生成または維持する。
様々な実施形態において、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘおよびＰＷＲＳ２ｘ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴｘ１は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＤＳＰｘによって実行されるコンピュータプログラムのモジュール（例えば、一部など）である。
いくつかの実施形態において、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘおよびＰＷＲＳ２ｘ、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴｘ１は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１のＤＳＰｘの集積回路に接続されている別個の集積回路である。例えば、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の第１集積回路であり、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２ｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の第２集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴｘ１は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の第３集積回路であり、ＤＳＰｘは、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の第４集積回路である。ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の第１〜第３集積回路の各々は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１の第４集積回路に接続されている。
様々な実施形態において、２つのＲＦ発生器が、ＩＭＮ１０４に接続される。例えば、ＲＦ発生器ＲＦＧｙは、ＩＭＮ１０４の他の入力へのＲＦケーブル１３０を介してＩＭＮ１０４に接続される。ＩＭＮ１０４は、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１およびＲＦ発生器ＲＦＧｙから受信したＲＦ信号を組みあわせ、ＩＭＮ１０４の出力に接続されている負荷のインピーダンスを、ソース（例えば、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１、ＲＦ発生器ＲＦＧｙ、ＲＦケーブル１２４、ＲＦケーブル１３０など）のインピーダンスと整合して、変調されたＲＦ信号をＩＭＮ１０４の出力で生成する。
図７Ｂは、図７ＡのＲＦ発生器ＲＦＧｘ１によって生成されるＲＦ信号の電力パラメータのパルス化を説明するために、グラフ１４０、グラフ７１０、および、グラフ７１２の実施形態を示す図である。グラフ７１０は、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１によって生成されるＲＦ信号（ＲＦ信号７１４など）の電力パラメータレベルをプロットしている。さらに、グラフ７１２は、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１によって生成されるＲＦ信号（ＲＦ信号７１６など）の電力パラメータレベルをプロットしている。
グラフ１４０および７１０を参照すると、状態Ｓ１中、ＲＦ信号７１４は、電力パラメータレベル「Ｐｘ１」および周波数レベル「ｆｘ１」を有する。さらに、遷移時間ｔｓｔ１に、ＲＦ信号７１４は、状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移する。状態Ｓ２中、ＲＦ信号７１４は、電力パラメータレベル「０」および周波数レベル「０」を有する。遷移時間ｔｓｔ２に、ＲＦ信号７１４は、状態Ｓ２から状態Ｓ１へ戻るように遷移する。
ＲＦ信号７１４の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号７１４の状態Ｓ２のデューティサイクルと同じであることに注意されたい。例えば、状態Ｓ１のデューティサイクルは５０％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは５０％である。ＲＦ信号７１４の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの５０％を占めており、ＲＦ信号７１４の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り５０％を占めている。
様々な実施形態において、ＲＦ信号７１４の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号７１４の状態Ｓ２のデューティサイクルとは異なる。例えば、状態Ｓ１のデューティサイクルは２５％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは７５％である。ＲＦ信号７１４の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの２５％を占めており、ＲＦ信号７１４の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り７５％を占めている。別の例として、状態Ｓ１のデューティサイクルはａ％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは（１００−ａ）％である。ＲＦ信号７１４の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルのａ％を占めており、ＲＦ信号７１４の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り（１００−ａ）％を占めている。
電力パラメータレベル「Ｐｘ１」および周波数レベル「ｆｘ１」は、グラフ７１０に示すように、０ではないことに注意されたい。
グラフ７１２は、ＲＦ信号７１４および７１６が状態Ｓ２中に異なる電力パラメータレベルを有することを除けば、グラフ７１０と同様である。例えば、ＲＦ信号７１４は、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「０」を有し、ＲＦ信号７１６は、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐｘ２」を有する。さらに、ＲＦ信号７１６は、状態Ｓ２中に周波数レベル「ｆｘ２」を有し、状態Ｓ２中の周波数レベル「ｆｘ２」は、状態Ｓ１中のＲＦ信号７１６の周波数レベル「ｆｘ１」と同じである。ＲＦ信号７１６は、状態Ｓ１中に電力パラメータレベル「Ｐｘ１」を有する。
グラフ１４０および７１２を参照すると、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ１は、ＲＦ信号７１４の状態Ｓ１と同じである。例えば、ＲＦ信号７１６の電力パラメータレベル「Ｐｘ１」は、状態Ｓ１中のＲＦ信号７１４の電力パラメータレベル「Ｐｘ１」と同じである。また、ＲＦ信号７１６の周波数レベル「ｆｘ１」は、状態Ｓ１中のＲＦ信号７１４の周波数レベル「ｆｘ１」と同じである。
さらに、遷移時間ｔｓｔ１に、ＲＦ信号７１６は、状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移する。状態Ｓ２中、ＲＦ信号７１６の電力パラメータレベル「Ｐｘ２」は、状態Ｓ１中のＲＦ信号７１４の０である電力パラメータレベルＰｘ１よりも高いが、状態Ｓ１中のＲＦ信号７１６の電力パラメータレベル「Ｐｘ１」よりは低い。遷移時間ｔｓｔ２に、ＲＦ信号７１６は、状態Ｓ２から状態Ｓ１へ戻るように遷移する。
電力パラメータレベル「Ｐｘ１」および「Ｐｘ２」、ならびに、周波数レベル「ｆｘ１」および「ｆｘ２」は、グラフ７１２に示すように、０ではないことに注意されたい。
ＲＦ信号７１６の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ２のデューティサイクルと同じであることに注意されたい。例えば、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ１のデューティサイクルは５０％であり、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ２のデューティサイクルは５０％である。ＲＦ信号７１６の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの５０％を占めており、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り５０％を占めている。
様々な実施形態において、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ２のデューティサイクルとは異なる。例えば、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ１のデューティサイクルは２５％であり、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ２のデューティサイクルは７５％である。ＲＦ信号７１６の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの２５％を占めており、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り７５％を占めている。別の例として、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ１のデューティサイクルはａ％であり、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ２のデューティサイクルは（１００−ａ）％である。ＲＦ信号７１６の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルのａ％を占めており、ＲＦ信号７１６の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り（１００−ａ）％を占めている。
ＲＦ発生器ＲＦＧｘ１は状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐｘ２」で動作するように制御されることに注意されたい。状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１によって生成されたＲＦ信号の電力パラメータが、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｘ１によって生成されたＲＦ信号の電力パラメータに追加される。プラズマチャンバ１０８内で形成されたプラズマのプラズマシース１２３は、キャパシタとして機能し、そのキャパシタは、周波数レベル「ｆｘ２」に関連する電力パラメータレベル「Ｐｘ２」から状態Ｓ２中に充電し、状態Ｓ１中に放電する。電力パラメータの追加およびキャパシタの放電は、状態Ｓ１中にプラズマチャンバ１０８内のプラズマのイオンのイオンエネルギを増大させ、状態Ｓ１中にイオンエネルギの角発散を減少させる。例えば、プラズマチャンバ１０８内のプラズマの垂直方向性が、状態Ｓ１中の電力パラメータの追加と共に、状態Ｓ１中に増大する。
図８は、バイアス電圧の上昇と共に、プラズマイオンの垂直方向性が増すことを示すために、複数のグラフ８００、８０２、８０４、および、８０６の実施形態を示す図である。各グラフ８００、８０２、８０４、および、８０６は、基板１２２内に形成されたチャネルで測定された角度に対して、プラズマイオンのエネルギをプロットしている。図に示すように、バイアスＲＦ発生器システム１１４によって供給されるバイアス電圧の上昇と共に、プラズマチャンバ１０８内のプラズマのプラズマのピークイオンエネルギが増大する。ピークイオンエネルギの増大と共に、チャネルにおけるプラズマイオンの角発散が減少し、プラズマイオンの垂直方向性が増大する。
図９は、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器、例えば、ＲＦ発生器ＲＦＧｘまたはＲＦＧｙまたはＲＦＧａまたはＲＦＧｂまたはＲＦＧｘ１、によって生成されたＲＦ信号の電力パラメータレベルのパルス化で、基板１２２の表面に入射するプラズマイオンのピークエネルギが増大することを説明するために、複数のグラフ９０２および９０４の実施形態を示す図である。各グラフ９０２および９０４は、イオンエネルギ分布関数（ＩＥＤＦ）をプロットしており、それは、基板１２２内に形成されたチャネルで測定された角度に対するプラズマイオンのエネルギのプロットである。グラフ９０２は、ＲＦ発生器の電力パラメータレベルがパルス状ではない（例えば、ＣＷモードで動作する）時のエネルギをプロットしている。グラフ９０４は、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器を用いて電力パラメータレベルを複数の状態の間でパルス化した時のエネルギをプロットしている。電力パラメータパルス化ＲＦ発生器の電力パラメータレベルが複数の状態の間でパルス化されると、プラズマチャンバ１０８内のプラズマのプラズマイオンのピークイオンエネルギが、ＣＷモードＲＦ発生器を用いた場合のプラズマイオンのピークイオンエネルギと比較して増大することに注意されたい。さらに、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器の電力パラメータレベルが複数の状態の間でパルス化されると、チャネルにおけるプラズマイオンの角度分布が、ＣＷモードＲＦ発生器を用いた場合のプラズマイオンの角度分布と比較して減少する。さらに、バイアスＲＦ発生器システム１１４によって供給されるバイアス電圧の量は、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器またはＣＷモードＲＦ発生器のどちらを用いるかに関係なく、同じである（３００ボルトなど）ことに注意されたい。ピークイオンエネルギの増大および角度分布の減少は、基板１２２のエッチングのエッチング速度を増大させ、バイアス電圧は、エッチング速度の増大のために上げる必要はない。例えば、バイアスＲＦ発生器システム１１４によって生成および供給される１または複数のＲＦ信号のバイアス電圧は、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器の電力パラメータレベルがパルス化される場合に一定である。
図１０は、グラフ４００の一実施形態を示す図である。
図１１は、バイアス電圧の増大によって達成されるのと同等の角発散が、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器の電力パラメータレベルをパルス化することによって達成されることを説明するために、グラフ１１００の一実施形態を示す図である。同じバイアス電圧に対して、上側電極１０６に接続されているＲＦ発生器の電力パラメータレベルがＣＷモードで動作される（例えば、パルス化されない）場合、角発散はより大きい。角発散は、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器を用いて達成されるのと比べて大きい。より小さい角発散を達成することでエッチング速度を増大させるために、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器の電力パラメータレベルをパルス化する時に、バイアス電圧を上げる必要はない。
図１２は、基板１２２内に形成されたチャネルのクリティカルディメンションの差を説明するために、グラフ１２０２Ａおよびグラフ１２０２Ｂの実施形態を示す図である。グラフ１２０２Ａは、ナノメートル単位でのチャネルの高さをナノメートル単位でのチャネルの幅と比較してプロットしている。チャネルのクリティカルディメンションは、グラフ１２０２Ａに２１．９ｎｍと示されている。グラフ１２０２Ａのクリティカルディメンションは、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器の代わりにＣＷモードＲＦ発生器を用いた時に達成される。グラフ１２０２Ｂは、ナノメートル単位での基板１２２のチャネルの高さをナノメートル単位での基板１２２のチャネルの幅と比較してプロットしている。クリティカルディメンションは、グラフ１２０２Ｂに１９．２ｎｍと示されている。グラフ１２０２Ａと比べて低いグラフ１２０２Ｂのクリティカルディメンションは、電力パラメータパルス化ＲＦ発生器の電力パラメータレベルがパルス化された場合に達成される。低いクリティカルディメンションは、プラズマチャンバ１０８内のプラズマのプラズマイオンの垂直方向性が、プラズマチャンバ１０８内のプラズマのプラズマイオンの角発散の減少によって増大した時に達成される。
図１３Ａは、低い角発散でピークイオンエネルギ増強を達成するためのプラズマツール１３００の一実施形態を示すブロック図である。プラズマツール１３００は、プラズマツール１３００内で、バイアスＲＦ発生器ＲＦＧｂｓがバイアスＲＦ発生器システム１１４の代わりに用いられることを除けば、図１Ａのプラズマツール１００と同じである。バイアスＲＦ発生器ＲＦＧｂｓは、連続波モードＲＦ発生器であるバイアスＲＦ発生器システム１１４と異なり、多状態ＲＦ発生器である。プラズマツール１３００は、さらに、ホストコンピュータ１１６と、ＩＭＮ１１２と、プラズマチャンバ１０８と、ＲＦ発生器ＲＦＧｘ（図１Ａに示す）と、ＲＦ発生器ＲＦＧｙ（図１Ａに示す）と、ＩＭＮ１０４（図１Ａに示す）と、を備える。
ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓは、デジタル信号プロセッサＤＳＰｂｓ、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１と、別の電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２と、自動周波数調整器ＡＦＴＳと、ＲＦ電源Ｐｂｓと、ドライバシステム１３０２と、を備える。デジタル信号プロセッサＤＳＰｂｓは、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１およびＰＷＲＳ２と、自動周波数調整器ＡＦＴＳと、に接続されている。さらに、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１およびＰＷＲＳ２、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳは、ドライバシステム１３０２に接続されている。ドライバシステム１３０２は、ＲＦ電源Ｐｂｓに接続されている。ＲＦ電源Ｐｂｓは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの出力を介してＲＦケーブルシステム１３７へ（ＲＦケーブルシステム１３７のＲＦケーブルなどへ）接続されている。
プロセッサ１３２は、メモリデバイス１３４からのレシピにアクセスする。レシピの例は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｂｓに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｂｓに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１およびＳ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｘに適用される周波数設定点、もしくは、それらの組み合わせ、を含む。
プロセッサ１３２は、ケーブル１１７を介してＤＳＰｂｓへパルス信号１０２と共に命令を送信する。ケーブル１１７を介してＤＳＰｂｓに送信される命令は、パルス信号１０２に関する情報、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｂｓに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｂｓに適用される電力パラメータ設定点、状態Ｓ１およびＳ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｂｓに適用される周波数設定点、を有する。パルス信号１０２に関する情報は、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓによって生成されるＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移すること、および、ＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ２に状態Ｓ２から状態Ｓ１へ遷移することを、ＤＳＰｂｓに示す。ＤＳＰｂｓは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ１中に適用され、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ２中に適用され、状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点がパルス信号１０２の状態Ｓ１およびＳ２中に適用されることを、命令から決定する。さらに、ＤＳＰｂｓは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓによって生成されるＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ１に状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移すること、および、ＲＦ信号がパルス信号１０２の遷移時間ｔｓｔ２に状態Ｓ２から状態Ｓ１へ遷移することを、命令およびパルス信号１０２から決定する。遷移時間ｔｓｔ１およびｔｓｔ２は、パルス信号１０２の各サイクルで繰り返す。
パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２に、ＤＳＰｂｓは、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１に送信する。同様に、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ１に、ＤＳＰｂｓは、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２に送信する。さらに、パルス信号１０２のサイクルの遷移時間ｔｓｔ２またはｔｓｔ１に、ＤＳＰｂｓは、状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点を自動周波数調整器ＡＦＴＳに送信する。
状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１は、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１中にドライバシステム１３０２によって生成される電流量に基づいて、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１は、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１３０２に送信する。状態Ｓ１中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１３０２は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｂｓに送信する。ＲＦ電源Ｐｂｓは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの出力およびＲＦケーブルシステム１３７のＲＦケーブルを介してＩＭＮ１１２の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｂｓのＲＦ電源Ｐｂｓによって維持される。
同様に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を受信すると、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２は、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ２中にドライバシステム１３０２によって生成される電流量に基づいて、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２は、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１３０２に送信する。状態Ｓ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１３０２は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｓｂｓに送信する。ＲＦ電源Ｐｂｓは、電流信号の受信後に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの出力およびＲＦケーブルシステム１３７のＲＦケーブルを介してＩＭＮ１１２の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点は、状態Ｓ２中にＲＦ発生器ＲＦＧｂｓのＲＦ電源Ｐｂｓによって維持される。
さらに、状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点を受信すると、自動周波数調整器ＡＦＴＳは、状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点に対応する電流量を決定する。状態Ｓ１およびＳ２中にドライバシステム１３０２によって生成される電流量に基づいて、自動周波数調整器ＡＦＴＳは、コマンド信号を生成し、そのコマンド信号をドライバシステム１３０２に送信する。状態Ｓ１およびＳ２中に、コマンド信号の受信に応答して、ドライバシステム１３０２は、その電流量を有する電流信号を生成して、ＲＦ電源Ｐｂｓに送信する。ＲＦ電源Ｐｂｓは、電流信号の受信後に、状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの出力およびＲＦケーブルシステム１３７のＲＦケーブルを介してＩＭＮ１１２の入力にそのＲＦ信号を供給する。状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点は、状態Ｓ１およびＳ２中にＲＦ電源Ｐｂｓによって維持される。状態Ｓ１のための電力パラメータ設定点ならびに状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓ１中にＲＦ発生器ＲＦＧｂｓによって生成されるＲＦ信号である。同様に、状態Ｓ２のための電力パラメータ設定点ならびに状態Ｓ１およびＳ２のための周波数設定点を有するＲＦ信号は、状態Ｓｓ中にＲＦ発生器ＲＦＧｂｓによって生成されるＲＦ信号である。
ＩＭＮ１１２の入力は、ＲＦ電源Ｐｂｓによって生成されたＲＦ信号をＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの出力からＲＦケーブルシステム１３７のＲＦケーブルを介して受信し、ＩＭＮ１１２の出力に接続されている負荷のインピーダンスを、ＩＭＮ１１２の入力に接続されているソースのインピーダンスと整合して、出力ＲＦ信号をＩＭＮ１１２の出力で生成する。ＩＭＮ１１２の入力に接続されているソースの例は、ＲＦケーブルシステム１３７およびＲＦ発生器ＲＦＧｂｓを含む。出力ＲＦ信号は、チャック１１０（チャック１１０の下側電極など）へＲＦ伝送線路１３９を介して送信される。
１または複数の処理ガスが上側電極１０６とチャック１１０との間に供給されると、変調されたＲＦ信号が上側電極１０６に供給され、出力ＲＦ信号がチャック１１０に供給され、１または複数の処理ガスが点火されて、プラズマチャンバ１０８内でプラズマを生成または維持する。
様々な実施形態において、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１およびＰＷＲＳ２、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳは、ＤＳＰｂｓによって実行されるコンピュータプログラムのモジュール（例えば、一部など）である。
いくつかの実施形態において、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１およびＰＷＲＳ２、ならびに、自動周波数調整器ＡＦＴＳは、ＤＳＰｂｓの集積回路に接続されている別個の集積回路である。例えば、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ１は、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの第１集積回路であり、電力パラメータコントローラＰＷＲＳ２は、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの第２集積回路であり、自動周波数調整器ＡＦＴＳは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの第３集積回路であり、ＤＳＰｂｓは、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの第４集積回路である。ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの第１〜第３集積回路の各々は、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓの第４集積回路に接続されている。
図１３Ｂは、図１３ＡのＲＦ発生器ＲＦＧｂｓによって生成されるＲＦ信号の電力パラメータのパルス化を説明するために、グラフ１４０、グラフ１３１０、および、グラフ１３１２の実施形態を示す図である。グラフ１３１０は、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓによって生成されるＲＦ信号（ＲＦ信号１３１４など）の電力パラメータレベルをプロットしている。さらに、グラフ１３１２は、時間ｔに対して、ＲＦ発生器ＲＦＧｂｓによって生成されるＲＦ信号（ＲＦ信号１３１６など）の電力パラメータレベルをプロットしている。
グラフ１４０および１３１０を参照すると、状態Ｓ１中、ＲＦ信号１３１４は、電力パラメータレベル「０」および周波数レベル「０」を有する。さらに、遷移時間ｔｓｔ１に、ＲＦ信号１３１４は、状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移する。状態Ｓ２中、ＲＦ信号１３１４は、電力パラメータレベル「Ｐｂ２」および周波数レベル「ｆｂ２」を有する。遷移時間ｔｓｔ２に、ＲＦ信号１３１４は、状態Ｓ２から状態Ｓ１へ戻るように遷移する。ＲＦ信号１３１４のゼロ電力パラメータレベルは、状態Ｓ１中に生成されたプラズマイオンがチャック１１０に向けられるのを回避する。したがって、プラズマイオンは、プラズマイオンの垂直方向性を高めてエッチング速度をさらに速めるために状態Ｓ２中に利用するのに向けて保存される。
ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ２のデューティサイクルと同じであることに注意されたい。例えば、状態Ｓ１のデューティサイクルは５０％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは５０％である。ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの５０％を占めており、ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り５０％を占めている。
様々な実施形態において、ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ２のデューティサイクルとは異なる。例えば、状態Ｓ１のデューティサイクルは２５％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは７５％である。ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの２５％を占めており、ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り７５％を占めている。別の例として、状態Ｓ１のデューティサイクルはａ％であり、状態Ｓ２のデューティサイクルは（１００−ａ）％である。ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルのａ％を占めており、ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り（１００−ａ）％を占めている。
電力パラメータレベル「Ｐｂ２」および周波数レベル「ｆｂ２」は、グラフ１３１０に示すように、０ではないことに注意されたい。
グラフ１３１２は、ＲＦ信号１３１４および１３１６が状態Ｓ１中に異なる電力パラメータレベルを有することを除けば、グラフ１３１０と同様である。例えば、ＲＦ信号１３１４は、状態Ｓ１中に電力パラメータレベル「０」を有し、ＲＦ信号１３１６は、状態Ｓ１中に電力パラメータレベル「Ｐｂ１」を有する。さらに、ＲＦ信号１３１６は、状態Ｓ１中に周波数レベル「ｆｂ１」を有し、状態Ｓ１中の周波数レベル「ｆｂ１」は、状態Ｓ２中のＲＦ信号１３１６の周波数レベル「ｆｂ２」と同じである。ＲＦ信号１３１６は、状態Ｓ２中に電力パラメータレベル「Ｐｂ２」を有する。状態Ｓ２中と比べて低い状態Ｓ１中のＲＦ信号１３１６の電力パラメータレベルは、状態Ｓ１中に生成されるプラズマイオンが状態Ｓ１中にチャック１１０に向けられることを回避する。したがって、プラズマイオンは、プラズマイオンの垂直方向性を高めてエッチング速度をさらに速めるために状態Ｓ２中に利用するのに向けて保存される。
グラフ１４０および１３１２を参照すると、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ２は、ＲＦ信号１３１４の状態Ｓ２と同じである。例えば、状態Ｓ２中、ＲＦ信号１３１６は、電力パラメータレベル「Ｐｂ２」を有し、これは、状態Ｓ２中のＲＦ信号１３１４の電力パラメータレベル「Ｐｂ２」と同じである。また、状態Ｓ２中、ＲＦ信号１３１６は、周波数レベル「ｆｂ２」を有し、これは、状態Ｓ２中のＲＦ信号１３１４の周波数レベルと同じである。
さらに、遷移時間ｔｓｔ１に、ＲＦ信号１３１６は、状態Ｓ１から状態Ｓ２へ遷移する。電力パラメータレベル「Ｐｂ１」は、状態Ｓ１中のＲＦ信号１３１４の電力パラメータレベル「０」よりも高いが、状態Ｓ２中のＲＦ信号１３１６の電力パラメータレベル「Ｐｂ２」よりは低い。遷移時間ｔｓｔ２に、ＲＦ信号１３１６は、状態Ｓ２から状態Ｓ１へ戻るように遷移する。
電力パラメータレベル「Ｐｂ１」および「Ｐｂ２」、ならびに、周波数レベル「ｆｂ１」および「ｆｂ２」は、グラフ１３１２に示すように、０ではないことに注意されたい。
ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ２のデューティサイクルと同じであることに注意されたい。例えば、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ１のデューティサイクルは５０％であり、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ２のデューティサイクルは５０％である。ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの５０％を占めており、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り５０％を占めている。
様々な実施形態において、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ１のデューティサイクルは、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ２のデューティサイクルとは異なる。例えば、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ１のデューティサイクルは２５％であり、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ２のデューティサイクルは７５％である。ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルの２５％を占めており、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り７５％を占めている。別の例として、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ１のデューティサイクルはａ％であり、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ２のデューティサイクルは（１００−ａ）％である。ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ１は、パルス信号１０２のサイクルのａ％を占めており、ＲＦ信号１３１６の状態Ｓ２は、パルス信号１０２のサイクルの残り（１００−ａ）％を占めている。
いくつかの実施形態において、周波数レベル「ｆｂ１」は、周波数レベル「ｆｂ２」と異なる（低いまたは高い）。
本明細書に記載の実施形態は、ハンドヘルドハードウェアユニット、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家電、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなど、様々なコンピュータシステム構成で実施されてもよい。実施形態は、ネットワークを通して接続されている遠隔処理ハードウェアユニットによってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実施されてもよい。
一部の実施形態において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備える。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化される。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、１または複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、ＲＦ発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／またはシステムと接続または結合されているロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされる。
概して、様々な実施形態において、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義される。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣとして定義されるチップ、ＰＬＤ、および／または、１または複数のマイクロプロセッサ、もしくは、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含む。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するためのもしくはシステムへのパラメータ、因子、変数などを定義する命令である。プログラム命令は、一部の実施形態において、ウエハの１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部である。
コントローラは、一部の実施形態において、コンピュータの一部であるか、または、コンピュータに接続されており、かかるコンピュータは、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、または、それらの組み合わせでシステムに結合されている。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあるか、もしくは、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にするファブホストコンピュータシステムの全部または一部である。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べる。
一部の実施形態では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含む）を介してシステムに処理レシピを提供する。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備え、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータ、因子、および／または、変数を指定する。パラメータ、因子、および／または、変数は、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されているツールのタイプに固有であることを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散される。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置されている（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路を含む。
限定はしないが、様々な実施形態において、方法が適用されるシステムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層蒸着（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含む。
一部の実施形態において、上述の動作は、いくつかのタイプのプラズマチャンバ、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）リアクタ、トランス結合プラズマチャンバ、導体ツール、誘電体ツールを備えるプラズマチャンバ、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）リアクタを備えるプラズマチャンバなど、に適用されることにも注意されたい。例えば、１または複数のＲＦ発生器が、ＩＣＰリアクタ内のインダクタに接続される。インダクタの形状の例は、ソレノイド、ドーム形コイル、平坦形コイルなどを含む。
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、ホストコンピュータは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信する。
上述の実施形態を念頭に置いて、実施形態の一部は、コンピュータシステムに格納されているデータを含め、コンピュータによって実行される様々な動作を用いることを理解されたい。これらの動作は、物理量を物理的に扱う動作である。本実施形態の一部を形成する本明細書で説明した動作はいずれも、有用な機械動作である。
実施形態の一部は、さらに、これらの動作を実行するためのハードウェアユニットまたは装置に関する。装置は、専用コンピュータ向けに特別に構成される。専用コンピュータとして規定された場合、コンピュータは、特定の目的に含まれない他の処理、プログラム実行、または、ルーチンを実行しつつ、特定の目的のために動作することができる。
一部の実施形態において、動作は、コンピュータメモリ、キャッシュに格納されているまたはコンピュータネットワークを介して取得された１または複数のコンピュータプログラムによって選択的にアクティベートまたは構成されているコンピュータで処理されてもよい。データがコンピュータネットワークを介して取得されると、そのデータは、コンピュータネットワーク（例えば、コンピューティングリソースのクラウド）上の他のコンピュータによって処理されてもよい。
１または複数実施形態は、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上にコンピュータ読み取り可能なコードとして製造されてもよい。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、データを格納する任意のデータ記憶ハードウェアユニット（例えば、メモリデバイスなど）であり、データは、その後、コンピュータシステムによって読み出される。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、コンパクトディスク−ＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤ−レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）、ＣＤ−リライタブル（ＣＤ−ＲＷ）、磁気テープ、および、その他の光学式および非光学式のデータ記憶ハードウェアユニットが挙げられる。一部の実施形態において、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能なコードが分散的に格納および実行されるように、ネットワーク接続されているコンピュータシステム上に分散されているコンピュータ読み取り可能なタンジブル媒体を含む。
上述の方法動作は、特定の順序で提示されているが、様々な実施形態において、その他のハウスキーピング処理が動作の合間に実行される、もしくは、方法動作が、若干異なる時間に実行される、様々な間隔で方法動作が起きることを許容するシステムに方法動作が分散される、または、上述したのと異なる順序で実行されるように調整されることを理解されたい。
さらに、一実施形態において、本開示に記載された様々な実施形態に記載された範囲を逸脱することなしに、本明細書に記載の任意の実施形態の１または複数の特徴が、任意の他の実施形態の１または複数の特徴と組み合わされることに注意されたい。
理解を深めるために、本実施形態について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更および変形を行ってもよいことは明らかである。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、実施形態は、本明細書に示した詳細に限定されない。

Claims (39)

  1. エッチング動作中に、イオンエネルギを増大させ、基板の表面に向けられるイオンの角発散を減少させるように、プラズマチャンバを動作させるための方法であって、
    前記プラズマチャンバの動作を駆動するためのパルス信号を受信し、前記パルス信号は第１状態および第２状態を含む２つの状態を有し、
    前記第１状態中に一次周波数レベルで一次高周波（ＲＦ）発生器を動作させ、前記第２状態中に前記一次ＲＦ発生器をオフ状態に維持し、前記第１状態中に前記一次ＲＦ発生器を動作させることは、前記基板の上に形成されるプラズマシースの増大した電荷を生み出し、前記増大した電荷は前記プラズマシースの厚さを増大させ、
    前記第２状態中に二次周波数レベルで二次ＲＦ発生器を動作させ、前記第１状態中に前記二次ＲＦ発生器を前記オフ状態に維持し、前記第２状態中に前記二次ＲＦ発生器を動作させることは、前記第１状態中に生み出された前記プラズマシースの前記増大した電荷の少なくとも一部を、前記第２状態中に生成される前記イオンエネルギを増強するための追加電力として利用し、前記追加電力は前記基板の前記表面に向けられた時に前記イオンの前記角発散を減少させ、前記一次および二次ＲＦ発生器はインピーダンス整合回路を介して、前記プラズマチャンバに関連する上部電極に接続され、
    前記第１および第２状態の複数サイクルにわたって前記エッチング動作を強化するために、前記パルス信号に従って、前記第１および第２状態で前記一次および二次ＲＦ発生器を動作させ続けること、
    を備える、方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、前記一次ＲＦ発生器は、少なくとも、前記プラズマシースの増大のための閾値量の電荷を生み出すために適格な所定の期間にわたって前記第１状態中にオンになるように動作する、方法。
  3. 請求項２に記載の方法であって、前記所定の期間は、前記基板の前記表面の或るタイプの材料をエッチングするためのレシピ較正ルーチンの間に決定される、方法。
  4. 請求項２に記載の方法であって、前記所定の期間は、前記パルス信号のデューティサイクルの１０％〜５０％の間の範囲である、方法。
  5. 請求項１に記載の方法であって、前記一次ＲＦ発生器は低周波ＲＦ発生器であり、前記二次ＲＦ発生器は高周波ＲＦ発生器であり、前記高周波ＲＦ発生器は前記低周波ＲＦ発生器と比べて高い動作周波数を有する、方法。
  6. 請求項１に記載の方法であって、前記第１状態中、前記プラズマシースに関連する時定数は増大し、前記第１状態中に前記一次ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号の一次電力レベルの少なくとも一部は、前記第２状態中に前記エッチング動作を強化するために、前記第２状態中に前記二次ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号の二次電力レベルに追加される、方法。
  7. 請求項１に記載の方法であって、さらに、前記第１状態中に第１バイアス電力パラメータレベルを有し、前記第２状態中に第２バイアス電力パラメータレベルを有するように、バイアスＲＦ発生器を動作させることを備え、
    前記第１バイアス電力パラメータレベルは前記第２バイアス電力パラメータレベルよりも低く、前記バイアスＲＦ発生器は別のインピーダンス整合回路を介して前記プラズマチャンバのチャックに接続され、前記バイアスＲＦ発生器の前記第１バイアス電力パラメータレベルは前記第１状態中に形成されたイオンエネルギの前記第２状態への遷移を助ける、方法。
  8. 請求項１に記載の方法であって、前記第１状態中に前記一次ＲＦ発生器を前記一次周波数レベルで動作させることは、前記プラズマシースのリアクタンスを増大させ、前記プラズマシースの前記リアクタンスの前記増大は、それに応じて、前記プラズマシースを通る電流を減少させ、前記電流の前記減少は前記プラズマシースに関連する平均抵抗量を増大させ、前記平均抵抗量の前記増大は前記プラズマシースならびに前記第１および第２状態に関連する平均時定数を増大させて、前記第１および第２状態中の前記プラズマシースの放電時間を延長し、前記放電時間の前記延長は前記イオンのピークイオンエネルギを増大させると共に前記イオンの前記角発散を減少させる、方法。
  9. 請求項１に記載の方法であって、さらに、
    前記一次ＲＦ発生器が前記第１状態中に一次電力パラメータレベルで動作することを決定し、
    前記第１状態中に前記一次電力パラメータレベルで動作するように前記一次ＲＦ発生器を制御し、
    前記二次ＲＦ発生器が前記第２状態中に二次電力パラメータレベルで動作することを決定し、
    前記第２状態中に前記二次電力パラメータレベルで動作するように前記二次ＲＦ発生器を制御すること、
    を備える、方法。
  10. 請求項９に記載の方法であって、前記一次電力パラメータレベルは、前記二次電力パラメータレベルと同じである、方法。
  11. 請求項９に記載の方法であって、前記一次電力パラメータレベルは、前記二次電力パラメータレベルと異なる、方法。
  12. 請求項１に記載の方法であって、前記上部電極は前記プラズマチャンバのチャックと向かい合っており、前記上部電極はトランス結合プラズマコイルであり、前記チャックは別のインピーダンス整合回路を介してバイアスＲＦ発生器に接続されている、方法。
  13. 請求項１に記載の方法であって、前記上部電極は前記プラズマチャンバのチャックと向かい合っており、前記上部電極はトランス結合プラズマコイルであり、前記チャックは接地電位に接続されている、方法。
  14. エッチング動作中に、イオンエネルギを増大させ、基板の表面に向けられるイオンの角発散を減少させるように、プラズマチャンバを動作させるための方法であって、
    前記プラズマチャンバの動作を駆動するためのパルス信号を受信し、前記パルス信号は第１状態および第２状態を含む２つの状態を有し、
    前記第１状態中に第１一次周波数レベルおよび前記第２状態中に第２一次周波数レベルで、一次高周波（ＲＦ）発生器を動作させ、前記第１状態中に前記一次ＲＦ発生器を動作させることは、前記基板の上に形成されるプラズマシースの増大した電荷を生み出し、前記増大した電荷は前記プラズマシースの厚さを増大させ、
    前記第１状態中に第１二次周波数レベルおよび前記第２状態中に第２二次周波数レベルで、二次ＲＦ発生器を動作させ、前記第２状態中に前記二次ＲＦ発生器を動作させることは、前記第１状態中に生み出された前記プラズマシースの前記増大した電荷の少なくとも一部を、前記第２状態中に生成される前記イオンエネルギを増強するための追加電力として利用し、前記追加電力は前記基板の前記表面に向けられた時に前記イオンの前記角発散を減少させ、前記一次および二次ＲＦ発生器はインピーダンス整合回路を介して、前記プラズマチャンバに関連する上部電極に接続されており、前記第１一次周波数レベル、前記第２一次周波数レベル、前記第１二次周波数レベル、前記第２二次周波数レベルの各々は、０ではなく、
    前記第１および第２状態の複数サイクルにわたって前記エッチング動作を強化するために、前記パルス信号に従って、前記第１および第２状態で前記一次および二次ＲＦ発生器を動作させ続けること、
    を備える、方法。
  15. 請求項１４に記載の方法であって、前記一次ＲＦ発生器は、少なくとも、前記プラズマシースの増大のための閾値量の電荷を生み出すのための適格な所定の期間にわたって前記第１状態中にオンになるように動作する、方法。
  16. 請求項１５に記載の方法であって、前記所定の期間は、前記基板の前記表面の或るタイプの材料をエッチングするためのレシピ較正ルーチンの間に決定される、方法。
  17. 請求項１５に記載の方法であって、前記所定の期間は、前記パルス信号のデューティサイクルの１０％〜５０％の間の範囲である、方法。
  18. 請求項１４に記載の方法であって、前記一次ＲＦ発生器は低周波ＲＦ発生器であり、前記二次ＲＦ発生器は高周波ＲＦ発生器であり、前記高周波ＲＦ発生器は前記低周波ＲＦ発生器と比べて高い動作周波数を有する、方法。
  19. 請求項１４に記載の方法であって、前記第１状態中、前記プラズマシースに関連する時定数は増大し、前記第１状態中に前記一次ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号の一次電力レベルの少なくとも一部は、前記第２状態中に前記エッチング動作を強化するために、前記第２状態中に前記二次ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号の二次電力レベルに追加される、方法。
  20. 請求項１４に記載の方法であって、さらに、前記第１状態中に第１バイアス電力パラメータレベルを有し、前記第２状態中に第２バイアス電力パラメータレベルを有するように、バイアスＲＦ発生器を動作させることを備え、
    前記第１バイアス電力パラメータレベルは、前記第２バイアス電力パラメータレベルよりも低く、前記バイアスＲＦ発生器は、別のインピーダンス整合回路を介して前記プラズマチャンバのチャックに接続され、前記バイアスＲＦ発生器の前記第１バイアス電力パラメータレベルは、前記第１状態中に形成されたイオンエネルギの前記第２状態への遷移を助ける、方法。
  21. 請求項１４に記載の方法であって、前記第１状態中に前記一次ＲＦ発生器を前記第１一次周波数レベルで動作させることは、前記プラズマシースのリアクタンスを増大させ、前記プラズマシースの前記リアクタンスの前記増大は、それに応じて、前記プラズマシースを通る電流を減少させ、前記電流の前記減少は前記プラズマシースに関連する平均抵抗量を増大させ、前記平均抵抗量の前記増大は前記プラズマシースならびに前記第１および第２状態に関連する平均時定数を増大させて、前記第１および第２状態中の前記プラズマシースの放電時間を延長し、前記放電時間の前記延長は前記イオンのピークイオンエネルギを増大させると共に前記イオンの前記角発散を減少させる、方法。
  22. 請求項１４に記載の方法であって、さらに、
    前記一次ＲＦ発生器が、前記第１状態中に第１一次電力パラメータレベルおよび前記第２状態中に第２一次電力パラメータレベルで動作することを決定し、
    前記第１状態中に前記第１一次電力パラメータレベルおよび前記第２状態中に前記第２一次電力パラメータレベルで動作するように、前記一次ＲＦ発生器を制御し、
    前記二次ＲＦ発生器が、前記第１状態中に第１二次電力パラメータレベルおよび前記第２状態中に第２二次電力パラメータレベルで動作することを決定し、
    前記第１状態中に前記第１二次電力パラメータレベルおよび前記第２状態中に前記第２二次電力パラメータレベルで動作するように、前記二次ＲＦ発生器を制御すること、
    を備える、方法。
  23. 請求項２２に記載の方法であって、前記第１一次電力パラメータレベル、前記第２一次電力レベル、前記第１二次電力パラメータレベル、および、前記第２二次電力レベルは、同じである、方法。
  24. 請求項２２に記載の方法であって、前記第１一次電力パラメータレベルおよび前記第２一次電力レベルは、前記第１二次電力パラメータレベルおよび前記第２二次電力レベルと異なる、方法。
  25. 請求項１４に記載の方法であって、前記上部電極は前記プラズマチャンバのチャックと向かい合っており、前記上部電極はトランス結合プラズマコイルであり、前記チャックは別のインピーダンス整合回路を介してバイアスＲＦ発生器に接続されている、方法。
  26. 請求項１４に記載の方法であって、前記上部電極は前記プラズマチャンバのチャックと向かい合っており、前記上部電極はトランス結合プラズマコイルであり、前記チャックは接地電位に接続されている、方法。
  27. エッチング動作中に、イオンエネルギを増大させ、基板の表面に向けられるイオンの角発散を減少させるように、プラズマチャンバを動作させるためのシステムであって、
    一次ＲＦ信号を生成するよう構成されている一次電源を有する一次高周波（ＲＦ）発生器と、
    二次ＲＦ信号を生成するよう構成されている二次電源を有する二次ＲＦ発生器と、
    前記一次電源および前記二次電源に接続されているインピーダンス整合回路網であって、前記一次ＲＦ信号および前記二次ＲＦ信号を受信して、変調されたＲＦ信号を生成するよう構成されているインピーダンス整合回路網と、
    前記インピーダンス整合回路網に接続されている上部電極を有するプラズマチャンバであって、前記変調されたＲＦ信号を受信するよう構成されているプラズマチャンバと、
    を備え、
    前記一次ＲＦ発生器は、
    前記プラズマチャンバの動作を駆動するためのパルス信号を受信し、前記パルス信号は第１状態および第２状態を含む２つの状態を有し、
    前記第１状態中に前記一次ＲＦ発生器を一次周波数レベルで動作させ、前記第２状態中に前記一次ＲＦ発生器をオフ状態に維持し、前記第１状態中の前記一次ＲＦ発生器の前記動作は前記基板の上に形成されるプラズマシースの増大した電荷を生み出し、前記増大した電荷は前記プラズマシースの厚さを増大させる、ように構成されている、１または複数のプロセッサを備え、
    前記二次ＲＦ発生器は、
    前記パルスを受信し、
    前記第２状態中に前記二次ＲＦ発生器を二次周波数レベルで動作させ、前記第１状態中に前記二次ＲＦ発生器を前記オフ状態に維持し、前記第２状態中の前記二次ＲＦ発生器の前記動作は、前記第１状態中に生み出された前記プラズマシースの前記増大した電荷の少なくとも一部を、前記第２状態中に生成される前記イオンエネルギを増強するための追加電力として利用し、前記追加電力は前記基板の前記表面に向けられた時に前記イオンの前記角発散を減少させる、ように構成されている、１または複数のプロセッサを備え、
    前記一次および二次ＲＦ発生器は、前記第１および第２状態の複数サイクルにわたって前記エッチング動作を強化するために、前記パルス信号に従って、前記第１および第２状態での動作を続けるよう構成されている、システム。
  28. 請求項２７に記載のシステムであって、前記一次ＲＦ発生器は、少なくとも、前記プラズマシースの増大のための閾値量の電荷を生み出すためのに適格な所定の期間にわたって前記第１状態中にオンになるよう構成されている、システム。
  29. 請求項２８に記載のシステムであって、前記所定の期間は前記基板の前記表面の或るタイプの材料をエッチングするためのレシピ較正ルーチンの間に決定される、システム。
  30. 請求項２８に記載のシステムであって、前記所定の期間は前記パルス信号のデューティサイクルの１０％〜５０％の間の範囲である、システム。
  31. 請求項２７に記載のシステムであって、前記一次ＲＦ発生器は低周波ＲＦ発生器であり、前記二次ＲＦ発生器は高周波ＲＦ発生器であり、前記高周波ＲＦ発生器は前記低周波ＲＦ発生器と比べて高い動作周波数を有する、システム。
  32. 請求項２７に記載のシステムであって、前記第１状態中、前記プラズマシースに関連する時定数は増大し、前記一次ＲＦ信号は前記第１状態中に一次電力レベルを有し、前記一次電力レベルの少なくとも一部は、前記第２状態中に前記エッチング動作を強化するために、前記二次ＲＦ信号の前記第２状態中の二次電力レベルに追加される、システム。
  33. 請求項２７に記載のシステムであって、前記プラズマチャンバはチャックを備え、前記システムは、さらに、
    前記第１状態中に第１バイアス電力パラメータレベルを有し、前記第２状態中に第２バイアス電力パラメータレベルを有するよう構成されているバイアスＲＦ発生器と、前記第１バイアス電力パラメータレベルは前記第２バイアス電力パラメータレベルよりも低く、
    前記バイアスＲＦ発生器と前記プラズマチャンバの前記チャックとに接続されているインピーダンス整合回路とを備え、前記バイアスＲＦ発生器の前記第１バイアス電力パラメータレベルは、前記第１状態中に形成されたイオンエネルギの前記第２状態への遷移を助ける、システム。
  34. 請求項２７に記載のシステムであって、前記一次ＲＦ発生器は、前記第１状態中に前記一次周波数レベルで動作して、前記プラズマシースのリアクタンスを増大させるよう構成されており、前記プラズマシースの前記リアクタンスの前記増大は、それに応じて、前記プラズマシースを通る電流を減少させ、前記電流の前記減少は前記プラズマシースに関連する平均抵抗量を増大させ、前記平均抵抗量の前記増大は前記プラズマシースならびに前記第１および第２状態に関連する平均時定数を増大させて、前記第１および第２状態中の前記プラズマシースの放電時間を延長し、前記放電時間の前記延長は前記イオンのピークイオンエネルギを増大させると共に前記イオンの前記角発散を減少させる、システム。
  35. 請求項２７に記載のシステムであって、
    前記一次ＲＦ発生器は、前記第１状態中に一次電力パラメータレベルで動作するよう構成され、
    前記二次ＲＦ発生器は、前記第２状態中に二次電力パラメータレベルで動作するよう構成されている、システム。
  36. 請求項３５に記載のシステムであって、前記一次電力パラメータレベルは、前記二次電力パラメータレベルと同じである、システム。
  37. 請求項３５に記載のシステムであって、前記一次電力パラメータレベルは、前記二次電力パラメータレベルと異なる、システム。
  38. 請求項２７に記載のシステムであって、前記プラズマチャンバはチャックを備え、前記上部電極は前記チャックと向かい合っており、前記上部電極はトランス結合プラズマコイルであり、前記システムは、さらに、
    バイアスＲＦ発生器と、
    前記バイアスＲＦ発生器と前記チャックとに接続されているインピーダンス整合回路と、
    を備える、システム。
  39. 請求項２７に記載のシステムであって、前記プラズマチャンバはチャックを備え、前記上部電極は前記チャックと向かい合っており、前記上部電極はトランス結合プラズマコイルであり、前記チャックは接地電位に接続されている、システム。
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