KR102615894B1 - 킬로헤르츠 rf 생성기의 존재시 메가헤르츠 rf 생성기의 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

킬로헤르츠 rf 생성기의 존재시 메가헤르츠 rf 생성기의 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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Abstract

RF (radio frequency) 생성기를 튜닝하기 위한 시스템들 및 방법들이 기술된다. 방법들 중 하나는 고 주파수 RF 생성기에 의해, 고 주파수 RF 신호를 IMN에 공급하는 단계를 포함한다. 방법은 파라미터를 생성하도록 고 주파수 RF 생성기의 출력부에서 측정된 변수의 복수의 측정 값들에 액세스하는 단계를 포함한다. 변수는 저 주파수 RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 동안 측정되었다. 측정 값들은 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 복수의 전력 값들과 연관된다. 방법은 사이클들 중 일 사이클에 대해, 고 주파수 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승하는, 고 주파수 RF 생성기의 주파수의 값 및 IMN의 션트 회로와 연관된 인자의 값을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

킬로헤르츠 RF 생성기의 존재시 메가헤르츠 RF 생성기의 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위한 시스템들 및 방법들
본 실시예들은 킬로헤르츠 RF (radio frequency) 생성기의 존재시 메가헤르츠 RF 생성기의 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
플라즈마 툴이 웨이퍼를 프로세싱하도록 사용된다. 예를 들어, 유전체 에칭 툴이 웨이퍼 상에 재료들을 증착하기 위해 또는 웨이퍼를 에칭하기 위해 사용된다. 플라즈마 툴은 복수의 RF 생성기들을 포함한다. RF 생성기들은 매칭부에 연결되고, 또한 플라즈마 챔버에 연결된다.
RF 생성기들은 웨이퍼를 프로세싱하기 위해 매칭부를 통해 플라즈마 챔버로 제공되는 RF 신호들을 생성한다. 그러나, 웨이퍼의 프로세싱 동안, 많은 양의 전력이 RF 생성기들 중 하나로 반사된다.
이러한 맥락에서 본 개시에 기술된 실시예들이 발생한다.
본 개시의 실시예들은 킬로헤르츠 (㎑) RF 생성기의 존재시 메가헤르츠 (㎒) RF 생성기의 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위한 시스템들 및 방법들을 제공한다. 본 실시예들은 다수의 방식들, 예를 들어, 프로세스, 장치, 시스템, 디바이스, 또는 컴퓨터 판독가능 매체 상의 방법으로 구현될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 몇몇 실시예들이 이하에 기술된다.
일 실시예에서, ㎒ RF 생성기에 의해 공급되는 전력은 ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위해 ㎑ RF 생성기의 사이클에서 변화된다. 이 전력 제어는, 고속 전력 제어기가 ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력을 신속하게 상승 또는 감소시키기 위해 z ㎒ RF 생성기 내에서 사용되는, 액티브 (active) 이다. 전력 제어기는 전력 반사 계수가 낮은지 또는 높은지 여부에 따라 공급된 전력을 상승시키거나 감소시킨다. 일 실시예에서, 전력 제어는 패시브 (passive) 이다. ㎒ RF 생성기의 자연적으로 발생하는 속성들 중 하나는 공급된 전력이 플라즈마 챔버 내 플라즈마의 임피던스의 함수라는 것이다.
일 실시예에서, ㎒ RF 생성기의 전력의 패시브 제어 또는 액티브 제어에 더하여, z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기의 주파수가 제어되고, 임피던스 매칭 네트워크의 커패시터가 제어되고, 그리고/또는 ㎒ RF 생성기에 커플링되는 RF 케이블은 ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 반사 계수가 낮으면 ㎒ RF 생성기의 공급된 전력이 높고 전력 반사 계수가 높으면 ㎒ RF 생성기의 전력이 낮게 수정된다.
몇몇 유전체 플라즈마 에칭 시스템들은 RF로서, z ㎒, 예컨대 60 ㎒ 또는 27 ㎒ 및 x ㎑, 예컨대 400 ㎑를 사용한다. x ㎑와 같은 저 주파수의 존재는 z ㎒와 같은 고 주파수의 변조를 유발한다. 변조는 z ㎒ ± n*x ㎑ (n은 양의 실수) 와 같은 상호변조된 주파수들의, z ㎒ RF 생성기에 의해 전력이 공급될 때 명백하다. 일부 RF 시스템들은 기본 주파수, 예컨대 z ㎒의 z ㎒ RF 생성기를 향한 전력을 측정하지만, z ㎒ RF 전력의 50 ％만큼이 상호변조된 주파수들의 z ㎒ RF 생성기로 다시 반사되고 열로 낭비된다. 이 많은 전력을 낭비하는 것은, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 비용 및 미리 결정된 전력의 양을 전달하기 위해 보다 큰 RF 생성기를 필요로 하는 비용 모두의, 비용이 많이 든다.
일부 방법들은 z ㎒ 반사된 전력의 양을 감소시키는 단계 및 플라즈마 챔버에 의해 수용된 전력 및 플라즈마 챔버에 의해 수용된 전력과 z ㎒ RF 생성기를 향해 반사된 전력의 합의 비인, z ㎒ 전달된 전력의 효율을 상승시키는 단계를 포함한다. 예를 들어, z ㎒ RF 생성기로부터 출력된 전력의 일부는 프로세싱을 위해 플라즈마 챔버에 의해 수용되고 사용되고, z ㎒ RF 생성기로부터 출력된 전력의 또 다른 부분은 플라즈마 챔버로부터 z ㎒ RF 생성기를 향해 다시 반사된다. z ㎒ 전달된 전력의 효율은 플라즈마 챔버에 의해 수용된 전력과 플라즈마 챔버에 의해 수용된 전력 및 z ㎒ RF 생성기를 향해 반사된 전력의 전체 전력의 비이다. 전력은 RF 송신 라인, 임피던스 매칭 네트워크 및 RF 케이블을 통해 플라즈마 챔버로부터 z ㎒ RF 생성기를 향해 반사된다. 임피던스 매칭 네트워크는 RF 송신 라인을 통해 플라즈마 챔버에 커플링되고 RF 케이블을 통해 z ㎒ RF 생성기에 커플링된다. 플라즈마 챔버에 의해 수용된 전력은 RF 송신 라인을 통해 플라즈마 챔버의 하부 전극과 같은 전극에서 수용되는 전력이다. 방법들 중 일 방법은 때때로 주파수 변조 (FM) 로 지칭된, x ㎑의 일 사이클에서 z ㎒ RF 주파수를 변조하는 단계를 포함하고, 방법들 중 또 다른 방법은, 때때로 진폭 변조 (AM) 로 지칭된, x ㎑의 일 사이클에서 z ㎒ RF 공급된 전력을 변조하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, AM 프로세스를 구현하기 위해 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 z ㎒ 전력의 자연적으로 발생하는 패시브 변조를 활용하는 방법이 기술된다.
z ㎒ RF 생성기 및 x ㎑ RF 생성기를 사용하는 에칭 툴들 상에서, z ㎒ 전압 반사 계수 Γ 는 x ㎑에 의해 변조된다. z ㎒ 전압 반사 계수 Γ는 크기 및 위상을 갖는 복소수이다. 예를 들어, z ㎒ 전압 반사 계수의 x ㎑의 일 사이클에 걸친 평균은 0이지만, z ㎒ 전력 반사 계수 |Γ|2 의 x ㎑의 일 사이클에 걸친 평균은 0.50 또는 50 ％이다. 따라서, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 50 ％가 낭비된다. 보다 큰 z ㎒ RF 생성기가 공급된 전력의 양을 상승시킬 수 있지만, 비용이 몹시 크다.
상기 언급된 바와 같이, z ㎒ RF 전달된 전력 효율을 향상시키는 방법은 x ㎑ 사이클에서 z ㎒ 생성기로부터 z ㎒ 공급된 전력을 변조하는 것이다. 예를 들어, z ㎒ 공급된 전력은 전력 반사 계수 |Γ|2 가 보다 낮을 때 x ㎑ 사이클의 일부 동안 상승되고 z ㎒ 출력된 전력은 전력 반사 계수가 보다 높을 때 x ㎑ 사이클의 일부 동안 감소된다. 이는 전체적으로 보다 낮은 전력 가중된 반사 계수를 제공할 것이다. z ㎒ 공급된 전력의 상승 및 감소는 마이크로초 이하 (sub-microsecond) 시간 스케일로 z ㎒ 공급된 전력을 액티브로 제어함으로써 달성된다. x ㎑의 일 주기는 2.5 ㎲ 이거나 2 ㎲ 내지 3 ㎲의 범위라는 것을 주의해야 한다. 더욱이, 일 실시예에서, z ㎒ 공급된 전력의 상승 및 감소는 액티브 제어를 사용하는 것 대신 z ㎒ 출력된 전력의 자연적으로 발생하는 패시브 변화들에 의해 달성된다.
일 실시예에서, x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기에 커플링되는 임피던스 매칭 네트워크와 연관된 튜닝 놉들 (knob) 을 가변시키는 방법이 기술된다. 튜닝 놉들의 예들은 하나의 가변 커패시터 및 하나의 가변 RF 주파수, 또는 2 개의 가변 커패시터들을 포함한다. 튜닝 놉들은 z ㎒ 전압 반사 계수의 트레이스의 중심, 예컨대 플롯을 Smith 차트의 중심과 보다 밀접하게 일치하도록 시프팅하도록 가변한다. Smith 차트의 중심에서, z ㎒ 전력 반사 계수 |Γ|2 = 0이다.
일 실시예에서, z ㎒ RF 생성기와 임피던스 매칭 네트워크 사이의 RF 케이블의 길이를 가변시키는 방법이 기술된다. 길이의 이러한 변화는 z ㎒ RF 생성기에 의해 보다 적은 양의 전력이 공급된 영역들과 정렬시키도록 z ㎒ 전압 반사 계수 트레이스의 극단의 영역들, 예컨대 에지 영역들의 회전을 용이하게 한다. 이에 더하여, 길이의 변화는 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 많은 양의 전력을 갖는 z ㎒ 전압 반사 계수 트레이스의 중심 영역으로 하여금 |Γ|2이 보다 작은, Smith 차트의 중심 영역에 가까워지는 것을 용이하게 한다.
일 실시예에서, |Γ|2의 전력-가중된 평균 값을 감소시킴으로써 z ㎒ 전달된 전력 효율을 상승시키기 위한 방법이 기술된다. 동일한 양의 z ㎒ 전달된 전력이 보다 낮은 z ㎒ RF 생성기로 달성되기 때문에, 보다 높은 z ㎒ 전달된 전력 효율은 보다 높은 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 동작 비용을 감소시키고 또한 z ㎒ RF 생성기의 자본비를 감소시킨다.
일 실시예에서, RF 생성기의 패시브 제어를 위한 첫번째 방법이 기술된다. 첫번째 방법은 저 주파수 RF 생성기에 의해, 플라즈마 챔버에 커플링된 임피던스 매칭 네트워크로 저 주파수 RF 신호를 공급하는 단계를 포함한다. 첫번째 방법은 고 주파수 RF 생성기에 의해, 임피던스 매칭 네트워크로 고 주파수 RF 신호를 공급하는 단계를 더 포함한다. 임피던스 매칭 네트워크는 직렬 회로 및 션트 회로를 포함한다. 첫번째 방법은 파라미터를 생성하기 위해 고 주파수 RF 생성기의 출력부에서 측정된 변수의 복수의 측정 값들에 액세스하는 단계를 포함한다. 변수는 저 주파수 RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 동안 측정된다. 측정 값들은 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 복수의 전력 값들과 연관된다. 첫번째 방법은 사이클들 중 일 사이클에 대해, 고 주파수 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는, 고 주파수 RF 생성기의 주파수의 값 및 션트 회로와 연관된 인자의 값을 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 저 주파수 RF 신호를 공급하는 단계, 고 주파수 RF 신호를 공급하는 단계, 복수의 측정 값들에 액세스하는 단계, 및 고 주파수 RF 생성기의 주파수의 값 및 인자의 값을 결정하는 단계의 첫번째 방법의 동작들이 기판이 프로세싱되지 않는 트레이닝 루틴 동안 수행된다.
일 실시예에서, 주파수의 값 및 인자의 값을 결정하는 첫번째 방법의 동작이 변수의 측정 값들의 서브세트 및 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들의 서브세트로부터 계산되는 평균 값에 기초하여 수행된다.
일 실시예에서, 본 명세서에 기술된, 첫번째 방법은, 사이클들 중 일 사이클에 대해, 변수의 측정 값들 중 제 1 값의 크기의 제곱과 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들 중 제 1 값의 적 (product) 및 변수의 측정 값들의 제 2 값의 크기의 제곱과 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들의 제 2 값의 적의 평균 값을 계산하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 본 명세서에 기술된, 첫번째 방법은, 사이클들 중 또 다른 사이클에 대해, 변수의 측정 값들의 제 3 값의 크기의 제곱과 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들 중 제 3 값의 적 및 변수의 측정 값들 중 제 4 값의 크기의 제곱과 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들 중 제 4 값의 적의 또 다른 평균 값을 계산하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 본 명세서에 기술된, 첫번째 방법은, 사이클들 중 일 사이클에 대한 평균 값이 사이클들 중 또 다른 하나에 대한 또 다른 평균 값보다 작다고 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 주파수의 값 및 인자의 값을 결정하는 단계의 첫번째 방법의 동작은 평균 값이 사이클들 중 또 다른 사이클에 대한 또 다른 평균 값보다 작은 사이클들 중 일 사이클에 기초하여 수행된다.
일 실시예에서, 주파수의 값 및 인자의 값을 결정하는 첫번째 방법의 동작은 효율의 상승이 달성되는 직렬 회로와 연관된 인자의 값을 결정하는 단계를 포함한다.
첫번째 방법의 일 실시예에서, 고 주파수 RF 생성기는 RF 케이블을 통해 임피던스 매칭 네트워크에 연결된다. 이 실시예에서, 첫번째 방법은 트레이닝 루틴 동안, 고 주파수 RF 생성기의 출력부에서 측정된 변수의 또 다른 복수의 측정 값들에 액세스하는 단계를 포함한다. 또 다른 복수의 변수의 측정 값들은 저 주파수 RF 생성기의 동작의 또 다른 복수의 사이클들 동안 측정된다. 또 다른 복수의 변수의 측정 값들이 RF 케이블이 변화된 후 측정된다. 또한, 또 다른 복수의 측정 값들은 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 또 다른 복수의 값들과 연관된다. 더욱이, 이들 실시예들에서, 첫번째 방법은 트레이닝 루틴 동안, 또 다른 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해, 고 주파수 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승하는 션트 회로와 연관된 고 주파수 RF 생성기의 주파수의 또 다른 값 및 인자의 또 다른 값을 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 본 명세서에 기술된, 첫번째 방법은, 플라즈마 챔버 내에서 기판의 프로세싱 동안 션트 회로와 연관된 인자의 값 및 고 주파수 RF 생성기 주파수의 값을 적용하는 단계를 포함한다.
첫번째 방법의 일 실시예에서, 변수는 전압 반사 계수이고, 파라미터는 전력 반사 계수이고, 그리고 인자는 커패시턴스이다.
일 실시예에서, RF 생성기의 액티브 제어를 위한 두번째 방법이 기술된다. 두번째 방법은 저 주파수 RF 생성기에 의해, 저 주파수 RF 신호를 플라즈마 챔버에 커플링된 임피던스 매칭 네트워크에 공급하는 단계를 포함한다. 두번째 방법은 고 주파수 RF 생성기에 의해, 고 주파수 RF 신호를 임피던스 매칭 네트워크에 공급하는 단계를 더 포함한다. 임피던스 매칭 네트워크는 직렬 회로 및 션트 회로를 포함한다. 두번째 방법은 파라미터를 생성하기 위해 고 주파수 RF 생성기의 출력부에서 측정된 변수의 복수의 측정 값들에 액세스하는 단계를 더 포함한다. 변수는 저 주파수 RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 동안 측정된다. 측정 값들은 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 복수의 전력 값들과 연관된다. 두번째 방법은 사이클들 중 일 사이클에 대해, 고 주파수 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는, 고 주파수 RF 생성기의 주파수의 값, 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급될 전력의 양, 및 션트 회로와 연관된 인자의 값을 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 저 주파수 RF 신호를 공급하는 단계, 고 주파수 RF 신호를 공급하는 단계, 복수의 측정 값들에 액세스하는 단계, 및 고 주파수 RF 생성기의 주파수의 값, 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 양, 및 인자의 값을 결정하는 단계의 두번째 방법의 동작들은 기판의 프로세싱 동안 수행된다.
일 실시예에서, 주파수의 값, 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급될 전력의 양, 및 인자의 값을 결정하는 단계의 두번째 방법의 동작들은, 변수의 측정 값들의 서브세트 및 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들의 서브세트로부터 계산되는 평균 값에 기초한다.
본 명세서에 기술된, 일 실시예에서, 두번째 방법은 사이클들 중 일 사이클에 대해, 변수의 측정 값들 중 제 1 값의 크기의 제곱과 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들 중 제 1 값의 적 및 변수의 측정 값들 중 제 2 값의 크기의 제곱과 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들 중 제 2 값의 적의 평균값을 계산하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 기술된, 일 실시예에서, 두번째 방법은 사이클들 중 또 다른 일 사이클에 대해, 변수의 측정 값들 중 제 3 값의 크기의 제곱과 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들 중 제 3 값의 적 및 변수의 측정 값들의 제 4 값의 크기의 제곱과 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들 중 제 4 값의 적의 또 다른 평균 값을 계산하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 기술된, 일 실시예에서, 두번째 방법은 사이클들 중 일 사이클에 대한 평균 값이 사이클들 중 다른 일 사이클에 대한 다른 평균 값보다 작은지 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 주파수의 값, 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급될 전력의 양, 및 인자의 값을 결정하는 단계의 두번째 방법의 동작들은 평균 값이 사이클들 중 다른 일 사이클에 대해 다른 평균 값보다 작은 사이클들 중 일 사이클에 기초하여 수행된다.
일 실시예에서, 인자의 값을 결정하는 단계의 두번째 방법의 동작은 효율의 상승이 달성되는 직렬 회로와 연관된 인자의 값을 결정하는 단계를 포함한다.
두번째 방법의 일 실시예에서, 고 주파수 RF 생성기는 RF 케이블을 통해 임피던스 매칭 네트워크에 연결된다. 두번째 방법은 기판의 프로세싱 동안, 고 주파수 RF 생성기의 출력부에서 측정된 변수의 또 다른 복수의 측정 값들에 액세스하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 복수의 측정 값들은 저 주파수 RF 생성기의 동작의 또 다른 복수의 사이클들 동안 측정된다. 또 다른 복수의 측정 값들은 RF 케이블이 변화된 후 측정된다. 또 다른 복수의 측정 값들은 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 또 다른 복수의 값들과 연관된다. 더욱이, 두번째 방법은 기판의 프로세싱 동안, 또 다른 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해, 고 주파수 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 고 주파수 RF 생성기의 주파수의 또 다른 값, 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급될 전력의 또 다른 양, 및 션트 회로와 연관된 인자의 또 다른 값을 결정하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 기술된, 일 실시예에서, 두번째 방법은 플라즈마 챔버 내의 기판의 프로세싱 동안 고 주파수 RF 생성기의 주파수의 값, 전력의 양, 및 션트 회로와 연관된 인자의 값을 적용하는 단계를 포함한다.
두번째 방법의 일 실시예에서, 변수는 전압 반사 계수이고, 파라미터는 전력 반사 계수이고, 그리고 인자는 커패시턴스이다.
일 실시예에서, 시스템이 기술된다. 시스템은 임피던스 매칭 네트워크를 포함한다. 임피던스 매칭 네트워크는 직렬 회로 및 션트 회로를 포함한다. 시스템은 임피던스 매칭 네트워크에 커플링된 플라즈마 챔버 및 임피던스 매칭 네트워크에 커플링되고 저 주파수 RF 신호를 임피던스 매칭 네트워크로 공급하도록 구성된 저 주파수 RF 생성기를 더 포함한다. 시스템은 또한 임피던스 매칭 네트워크에 커플링되고 고 주파수 RF 신호를 임피던스 매칭 네트워크로 공급하도록 구성된 고 주파수 RF 생성기를 포함한다. 시스템은 고 주파수 RF 생성기에 커플링된 호스트 컴퓨터 시스템을 포함한다. 호스트 컴퓨터 시스템은 파라미터를 생성하도록 고 주파수 RF 생성기의 출력부에서 측정된 변수의 복수의 측정 값들에 액세스하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 변수는 저 주파수 RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 동안 측정된다. 측정 값들은 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 복수의 전력 값들과 연관된다. 프로세서는 사이클들 중 일 사이클에 대해, 고 주파수 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 고 주파수 RF 생성기의 주파수의 값 및 션트 회로와 연관된 인자의 값을 결정하도록 더 구성된다.
시스템의 일 실시예에서, 변수는 전압 반사 계수이고, 파라미터는 전력 반사 계수이고, 그리고 인자는 커패시턴스이다.
시스템의 일 실시예에서, 프로세서는 변수의 측정 값들의 서브세트 및 고 주파수 RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들의 서브세트로부터 계산되는 평균 값에 기초하여 주파수의 값 및 인자의 값을 결정하도록 구성된다.
본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들의 몇몇 이점들은 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시키도록 z ㎒ RF 생성기를 튜닝하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 효율은 트레이닝 루틴 동안, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수, 임피던스 매칭 네트워크의 션트 커패시터의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 커패시터의 커패시턴스를 결정함으로써 상승된다. z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수, 임피던스 매칭 네트워크의 션트 커패시터의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 커패시터의 커패시턴스는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해 결정된다. z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수, 임피던스 매칭 네트워크의 션트 커패시터의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 커패시터의 커패시턴스가 결정될 때 x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 제어가 없다. 예를 들어, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 일 서브사이클로부터 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 제 2 서브사이클로 변화되도록 제어되지 않는다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 복수의 서브사이클들로 나뉜다. 제 2 서브사이클은 제 1 서브사이클에 연속된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 제어의 이러한 결여는 본 명세서에서 때때로 패시브 제어로 지칭된다. 더욱이, 웨이퍼의 프로세싱 동안, 또한 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 제어가 없다. 웨이퍼의 프로세싱 동안, 트레이닝 루틴 동안 결정된 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수, 임피던스 매칭 네트워크의 션트 커패시터의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 커패시터의 커패시턴스가 적용된다.
z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력이 패시브 제어 동안 제어되고, 예컨대 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들에 걸쳐 변화되도록 제어되지만 x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클 동안 또는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클에서 변화되도록 제어되지 않는다는 것을 주의해야 한다. z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력이 제어되지만, x ㎑ RF 생성기의 기간, 예컨대 사이클의 고속 시간 스케일은 아니다. 더욱이, 패시브 제어 동안, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각 동안, x ㎑ RF 생성기에 의해 공급된 RF 신호의 전압의 변화가 있다. 전압의 변화는 플라즈마 챔버 내 플라즈마의 z ㎒ 부하 임피던스를 수정한다. 플라즈마의 z ㎒ 부하 임피던스의 수정은 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급되는 전력의 양을 변화시킨다.
일 실시예에서, 전달된 전력의 효율은 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급될 전력의 양, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수, 임피던스 매칭 네트워크의 션트 커패시터의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 커패시터의 커패시턴스를 결정함으로써 상승된다. 웨이퍼의 프로세싱 동안, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급될 전력의 양, 임피던스 매칭 네트워크의 션트 커패시터의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 커패시터의 커패시턴스는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해 결정된다. z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급될 전력의 양, 임피던스 매칭 네트워크의 션트 커패시터의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 커패시터의 커패시턴스가 결정될 때, x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클에서 z ㎒ RF 생성기의 전력이 제어된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 이러한 제어는 때때로 본 명세서에서 액티브 제어로 지칭된다.
전달된 전력의 효율의 상승은 액티브 제어 또는 패시브 제어를 사용함으로써 달성된다. 전달된 전력 효율의 상승은 플라즈마 챔버 내에서 웨이퍼의 프로세싱 효율을 향상시킨다.
다른 양태들이 첨부된 도면들과 함께 취해진, 이하의 상세한 기술로부터 자명해질 것이다.
실시예들은 첨부된 도면들과 함께 취해진 이하의 기술을 참조하여 최상으로 이해될 수도 있다.
도 1은 x 킬로헤르츠 (㎑) RF 생성기의 동작 사이클 동안 z 메가헤르츠 (㎒) RF (radio frequency) 생성기의 패시브 제어를 위한 트레이닝 루틴을 예시하기 위한 시스템의 일 실시예의 도면이다.
도 2는 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급되는 전력의 패시브 변동이 있다는 것을 예시하기 위한 그래프의 일 실시예의 도면이다.
도 3은 트레이닝 루틴 동안 도 1의 시스템의 동작을 예시하기 위한 표의 일 실시예이다.
도 4a는 본 명세서에 기술된 방법들이 적용되지 않을 때 전력 반사 계수가 높은 것을 예시하기 위한 Smith 차트의 일 실시예이다.
도 4b는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위해 전력 반사 계수가 낮다는 것을 예시하기 위한 Smith 차트의 일 실시예이다.
도 4c는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력이 전력 윤곽의 하부 좌측 코너부에서 낮고 전력 윤곽의 상부 우측 코너부에서 높다는 것을 예시하기 위한 전력 윤곽의 일 실시예이다.
도 5는 z ㎒ RF 생성기의 출력부를 임피던스 매칭 네트워크의 입력부에 커플링하는 RF 케이블이 변화된 후 또 다른 트레이닝 루틴을 예시하기 위한 시스템의 일 실시예의 도면이다.
도 6은 트레이닝 루틴 동안 도 5의 시스템의 동작을 예시하기 위한 표의 일 실시예이다.
도 7a는 도 4b의 Smith 차트이다.
도 7b는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위해 전력 반사 계수가 낮다는 것을 예시하기 위한 Smith 차트의 일 실시예이다.
도 7c는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력이 도 1의 시스템의 또 다른 RF 케이블과 비교하여 변화된 RF 케이블에 대해 보다 높다는 것을 예시하기 위한 전력 윤곽의 일 실시예이다.
도 8a는 변화된 RF 케이블이 사용될 때, z ㎒ RF 생성기의 주파수, 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 회로의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 션트 회로의 또 다른 커패시턴스가 사용되는 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 시스템의 일 실시예의 도면이다.
도 8b는 도 8a의 시스템의 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 표의 일 실시예이다.
도 9a는 도 1의 시스템의 RF 케이블이 사용될 때, z ㎒ RF 생성기의 주파수, 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 회로의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 션트 회로의 또 다른 커패시턴스가 사용되는 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 시스템의 일 실시예의 도면이다.
도 9b는 도 9a의 시스템의 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 표의 일 실시예이다.
도 10은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 동안 z ㎒ RF 생성기의 액티브 제어를 예시하기 위한 시스템의 일 실시예의 도면이다.
도 11은 도 10의 시스템의 동작을 예시하기 위한 표의 일 실시예이다.
도 12는 액티브 제어를 위해 변화된 RF 케이블이 사용되는 시스템의 일 실시예의 도면이다.
도 13은 도 12의 시스템의 동작을 예시하기 위한 표의 일 실시예이다.
도 14는 일단 z ㎒ RF 생성기에 의해 출력될 전력 값, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수, 임피던스 매칭 네트워크의 션트 회로의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 회로의 또 다른 커패시턴스가 액티브 제어에 대해 식별되면, 변화된 RF 케이블이 사용되는 도 12의 시스템에 대한 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 표의 일 실시예이다.
도 15는 z ㎒ RF 생성기에 의해 출력될 전력 값, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수, 임피던스 매칭 네트워크의 션트 회로의 커패시턴스, 및 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 회로의 또 다른 커패시턴스가 식별되면, 도 10의 시스템의 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 표의 일 실시예이다.
도 16은 일 사이클 및 이 사이클의 서브사이클을 예시하기 위한 복수의 클록 신호들을 예시한다.
이하의 실시예들은 킬로헤르츠 RF 생성기의 존재시 메가헤르츠 RF 생성기의 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위한 시스템들 및 방법들을 기술한다. 본 실시예들은 이들 구체적인 상세들의 일부 또는 전부가 없이 실시될 수도 있다는 것이 자명할 것이다. 다른 예들에서, 공지의 프로세스 동작들은 본 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.
도 1은 z 메가헤르츠 (㎒) RF (radio frequency) 생성기의 패시브 제어를 위한 트레이닝 루틴을 예시하기 위한 시스템 (100) 의 일 실시예의 도면이다. 시스템 (100) 은 x 킬로헤르츠 (㎑) RF 생성기, z ㎒ RF 생성기, 호스트 컴퓨터 시스템, 임피던스 매칭 네트워크 (IMN) (102), 플라즈마 챔버, 복수의 모터들 (M1 및 M2), 및 복수의 드라이버들 (D1 및 D2) 을 포함한다. 드라이버의 일 예는 하나 이상의 트랜지스터들을 포함한다. 모터는 스테이터 및 로터를 포함한다.
x ㎑ RF 생성기의 일 예는 400 ㎑ RF 생성기를 포함한다. x ㎑ RF 생성기의 또 다른 예는 300 ㎑와 500 ㎑ 사이의 범위의 동작 주파수를 갖는 생성기를 포함한다. z ㎒ RF 생성기의 일 예는 60 ㎒의 동작 주파수를 갖는 생성기를 포함한다. z ㎒ RF 생성기의 또 다른 예는 27 ㎒의 동작 주파수를 갖는 RF 생성기를 포함한다.
IMN (102) 는 직렬 회로 (106a), 션트 회로 (106b), 또 다른 직렬 회로 (108a), 및 또 다른 션트 회로 (108b) 를 포함한다. 직렬 회로의 일 예는 하나 이상의 레지스터들, 하나 이상의 인덕터들, 하나 이상의 커패시터들, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예시를 위해, 직렬 회로는 인덕터와 커패시터의 직렬 조합을 포함한다. 또 다른 예시로서, 직렬 회로는 인덕터, 커패시터, 및 레지스터의 직렬 조합을 포함한다. 유사하게, 션트 회로의 일 예는 레지스터, 인덕터, 커패시터, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예시를 위해, 션트 회로는 인덕터와 커패시터의 직렬 조합을 포함한다. 또 다른 예시로서, 션트 회로는 인덕터, 커패시터, 및 레지스터의 직렬 조합을 포함한다. 션트 회로의 단부는 접지 접속부에 커플링된다.
직렬 회로 (108a) 의 하나 이상의 커패시터들의 커패시터 C1은 직렬 회로 (108a) 의 하나 이상의 커패시터들의 조합된 커패시턴스를 갖는다. 예를 들어, 2 개의 커패시터들이 서로 병렬로 커플링될 때, 조합된 커패시턴스는 2 개의 커패시터들의 커패시턴스들의 합이다. 또 다른 예로서, 2 개의 커패시터들이 서로 직렬로 커플링될 때, 조합된 커패시턴스는 커패시턴스들의 합으로 나눈 커패시턴스들의 산출값이다. 유사하게, 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2는 션트 회로 (108b) 의 하나 이상의 커패시터들의 조합된 커패시턴스를 갖는다.
직렬 회로 (106a) 의 일 단부는 션트 회로 (106b) 의 일 단부에 커플링된다. 직렬 회로 (106a) 및 션트 회로 (106b) 모두의 단부들은 IMN (102) 의 입력부 i1에 커플링된다. 유사하게, 직렬 회로 (108a) 의 일 단부는 션트 회로 (108b) 의 일 단부에 커플링된다. 직렬 회로 (108a) 및 션트 회로 (108b) 모두의 단부들은 IMN (102) 의 입력부 i2에 커플링된다. 더욱이, 직렬 회로 (106a) 의 반대편 단부는 IMN (102) 의 출력부 o1에 커플링된다. 유사하게, 직렬 회로 (108a) 의 반대편 단부는 출력부 o1에 커플링된다. 입력부 i1은 RF 케이블 RFC1을 통해 x ㎑ RF 생성기의 출력부에 커플링된다. 유사하게, 입력부 i2는 RF 케이블 RFC2를 통해 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 커플링된다.
플라즈마 챔버는 하부 전극 및 상부 전극을 포함한다. 상부 전극은 접지 전위에 커플링된다. 하부 전극 및 상부 전극 각각은 금속, 예를 들어, 양극산화된 알루미늄, 알루미늄의 합금, 등으로 이루어진다. 상부 전극은 하부 전극과 대면하고, 갭 내에 플라즈마를 형성하도록 갭이 상부 전극과 하부 전극 사이에 형성된다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 챔버는 부가적인 부품, 예컨대, 상부 전극을 둘러싸는 상부 전극 연장부, 상부 전극과 상부 전극 연장부 사이의 유전체 링, 상부 전극의 에지들 옆에 위치된 한정 링들, 하부 전극을 둘러싸는 하부 전극 연장부, 및 하부 전극과 하부 전극 연장부 사이의 유전체 링, 등을 포함한다.
출력부 o1은 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극에 커플링된다. RF 송신 라인 RFT는 RF 로드 (rod) 및 RF 로드를 둘러싸는 절연체 슬리브를 포함한다.
호스트 컴퓨터 시스템은 프로세서 및 메모리 디바이스를 포함한다. 메모리 디바이스는 프로세서에 커플링된다. 프로세서의 예들은 CPU (central processing unit), 제어기, ASIC (application specific integrated circuit), 또는 PLD (programmable logic device), 및 이들 용어들은 본 명세서에서 상호교환가능하게 사용된다. 메모리 디바이스의 예들은 ROM (read-only memory), RAM (random access memory), 하드 디스크, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 저장 디스크들의 리던던트 어레이, Flash 메모리, 등을 포함한다.
시스템 (100) 은 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 커플링되는, 지향성 커플러 및 오실로스코프와 같은 센서, 또는 네트워크 분석기를 더 포함한다. 센서는 변수, 예컨대 전압 반사 계수 Γ 또는 공급된 전력을 측정한다. 변수는 기판의 프로세싱이 없는 트레이닝 루틴 동안 시스템 (100) 에서 측정된다. 예를 들어, 플라즈마 챔버는 변수가 센서에 의해 측정될 때 프로세싱을 위한 기판이 없다. 또 다른 예로서, 더미 웨이퍼가 플라즈마 챔버에서 사용된다. 전압 반사 계수 Γ는 복소수, 예컨대 크기 및 위상을 갖는다. 더욱이, 전압 반사 계수 Γ는 시간에 따라 가변한다. 전압 반사 계수 Γ의 크기는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 z ㎒ RF 생성기를 향해 반사되는 전압과 출력부에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급되는 전압의 비이다. 전압은 RF 송신 라인 RFT, IMN (102), 및 RF 케이블 RFC2를 통해 플라즈마 챔버로부터 z ㎒ RF 생성기를 향해 반사된다. 파라미터의 예인, 전력 반사 계수 |Γ|2는 전압 반사 계수 Γ의 크기의 제곱이다.
프로세서는 변수의 측정된 값들을 수신하고 파라미터의 대응하는 값을 생성하기 위해 측정된 값들 각각의 크기의 제곱을 계산한다. 프로세서는 모터 M1에 또한 커플링되는, 드라이버 D1에 커플링된다. 모터 M1은 연결 메커니즘을 통해 커패시터 C1에 커플링된다. 연결 메커니즘의 일 예는 하나 이상의 로드들, 또는 하나 이상의 로드들과 하나 이상의 기어들의 조합을 포함한다. 유사하게, 프로세서는 모터 M2에 또한 커플링되는, 드라이버 D2에 커플링된다. 모터 M2는 또 다른 연결 메커니즘을 통해 커패시터 C2에 커플링된다.
x ㎑ RF 생성기는 주파수 제어기 (FC) 및 전력 공급부 (110) 를 포함한다. 전력 공급부 (110) 는 x ㎑ RF 생성기의 FC 및 x ㎑ RF 생성기의 출력부에 커플링된다. FC의 일 예는 제어기를 포함한다. 더욱이, z ㎒ RF 생성기는 FC 및 전력 공급부 (112) 를 포함한다. 전력 공급부 (112) 는 z ㎒ RF 생성기의 FC 그리고 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 커플링된다.
일 실시예에서, 하부 전극에 커플링되는 대신, RF 송신 라인 RFT는 상부 전극에 커플링되고 하부 전극은 접지 접속부에 커플링된다. 일 실시예에서, 상부 전극은 또 다른 RF 송신 라인 및 또 다른 임피던스 매칭 네트워크를 통해 또 다른 RF 생성기에 커플링되고 하부 전극은 IMN (102) 에 커플링된다.
도 2는 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급되는 전력의 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 프로세서에 의해 제어되지 않는, 패시브, 또는 정상, 또는 동작가능, 변동이 있는, 그래프 (200) 의 일 실시예의 도면이다. z ㎒ RF 생성기에 의해 공급되는 전력은 때때로 공급된 전력으로서 본 명세서에서 지칭된다. 그래프 (200) 는 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력 대 시간을 플롯팅한다. 그래프 (200) 에서 예시된 바와 같이, 공급된 전력은 2000 W와 5500 W 사이에서 가변한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클에서, z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 공급되는 전력을 변화시키기 위해 프로세서에 의한 z ㎒ RF 생성기의 제어가 없다. z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 공급된 전력은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클 동안 제어되지 않고 가변한다.
도 3은 트레이닝 루틴 동안 도 1의 시스템 (100) 의 동작을 예시하기 위한 표 (300) 의 일 실시예이다. 표 (300) 에 도시된 바와 같이, x ㎑ RF 생성기는 f11의 주파수를 갖는 사이클을 갖는다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 주파수 f11을 갖는다. 예를 들어, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 첫번째 1/5은 f11의 주파수를 갖고, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 두번째 1/5는 f11의 주파수를 갖고, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 세번째 1/5는 f11의 주파수를 갖고, x ㎑ RF 생성기의 동자의 사이클의 네번째 1/5는 f11의 주파수를 갖고, 그리고 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 다섯번째 1/5는 f11의 주파수를 갖는다. 두번째 1/5 서브사이클은 첫번째 1/5 서브사이클에 연속적이다. 세번째 1/5 서브사이클은 두번째 1/5 서브사이클에 연속적이다. 네번째 1/5 서브사이클은 세번째 1/5 서브사이클에 연속적이다. 다섯번째 1/5 서브사이클은 네번째 1/5 서브사이클에 연속적이다. 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 FC에 x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수 f11를 제공한다. FC는 주파수 f11을 전력 공급부 (110) 에 제공하고 전력 공급부 (110) 는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 주파수 f11을 갖는 RF 신호를 생성한다. 일 사이클은 클록 신호의 일 사이클이다. 클록 신호는 복수의 사이클들을 갖는다. 사이클 각각은 일, 동일한 시간 기간을 갖는다. 유사하게, 서브사이클 각각은 일, 동일한 시간 기간을 갖는다.
x ㎑ RF 생성기가 트레이닝 루틴 동안 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps1 내지 Ps5의 범위의 전력 값들을 공급한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클 동안 전력 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 제공하기 위해 z ㎒ RF 생성기의 제어가 없다. 예를 들어, x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클 동안 전력 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 제어하기 위해 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서로 피드백 루프가 없다. 더 예시하면, x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클에서, 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 커플링되는 센서로부터 수신되는 변수의 측정된 값들에 기초하여 전력 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 변화시키지 않는다. 또 다른 예시로서, z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 x ㎑ RF 생성기의 개루프 동작 동안, 예컨대 동작의 ㎲ 단위의 사이클에서 자신의 전력을 가변시킨다. 예로서, x ㎑ RF 생성기의 사이클의 발생 시간 기간은 2 내지 5 ㎲, 예컨대 2.5 ㎲ 범위이다.
z ㎒ RF 생성기는 x ㎑ RF 생성기의 사이클 동안 f21의 주파수에서 동작한다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 f21를 z ㎒ RF 생성기의 FC에 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 FC는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 주파수 f21을 갖는 RF 신호를 생성하기 위해 전력 공급부 (112) 를 동작시키도록 전력 공급부 (112) 에 주파수 f21을 제공한다.
전력 공급부 (110) 는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 또 다른 주파수 f21를 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11를 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f21을 갖고 전력 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC2를 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하, 예컨대 RF 송신 라인 RFT 및 플라즈마 챔버의 임피던스와 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스, 예컨대 RF 케이블 RFC1 및 RF 케이블 RFC2 및 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기의 임피던스를 매칭시키고 수정된 RF 신호를 생성하기 위해 출력부 o1에서 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다.
더욱이, 직렬 회로 (108a) 의 커패시터 C1은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 커패시턴스 값 C11을 갖도록 제어된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 커패시터 C1의 플레이트들 사이의 면적 값을 달성하기 위해 드라이버 D1으로 명령 신호를 전송한다. 드라이버 D1은 명령 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하고 구동 신호를 모터 M1으로 전송한다. 모터 M1의 로터는 커패시터 C1의 플레이트들 사이의 면적을 또한 달성하기 위해 모터 M1에 커플링되는 연결 메커니즘을 이동시키도록 구동 신호에 기초하여 회전한다. 커패시터 C1의 플레이트들 사이의 면적이 달성될 때, 커패시터 C1은 커패시턴스 C11을 갖는다. 커패시턴스가 본 명세서에 사용된 것과 같은, 인자의 예이다.
유사하게, 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 커패시턴스 값 C21을 갖도록 제어된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 커패시터 C2의 플레이트들 사이의 면적의 값을 달성하도록 드라이버 D2로 명령 신호를 전송한다. 드라이버 D2는 명령 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하고 구동 신호를 모터 M2로 전송한다. 모터 M2의 로터는 커패시터 C2의 플레이트들 사이의 면적을 또한 달성하기 위해 모터 M2에 커플링되는 연결 메커니즘을 이동시키도록 구동 신호에 기초하여 회전한다. 커패시터 C2의 플레이트들 사이의 면적이 달성될 때, 커패시터 C2는 커패시턴스 C21을 갖는다.
x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps1이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ1으로 전압 반사 계수를 측정한다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps2이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ2로 전압 반사 계수를 측정한다. 게다가, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps3이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ3로 전압 반사 계수를 측정한다. 또한, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps4이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ4로 전압 반사 계수를 측정한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps5이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ5로 전압 반사 계수를 측정한다.
센서는 또한 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 측정한다. 센서는 전송 케이블, 예컨대 직렬 데이터 전송 케이블, 병렬 데이터 전송 케이블, 및 범용 직렬 버스 (USB) 케이블을 통해 프로세서로 값들 (Γ1 내지 Γ5) 및 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 제공한다. 프로세서는 메모리 디바이스에 저장되는, 표 (300) 에 값 f11, 값들 (Ps1 내지 Ps5), 값 f21, 값 C11, 값 C21, 및 값들 (Γ1 내지 Γ5) 을 저장한다. 일 실시예에서, 프로세서는 도 9b의 표 (910) 에 값 f11, 값들 (Ps1 내지 Ps5), 값 f21, 값 C11, 값 C21, 및 값들 (Γ1 내지 Γ5) 을 저장하고 그리고 메모리 디바이스에 표 (910) 를 저장한다.
프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 사이클에 대한 전력-가중된 평균 전력 반사 계수 (PWAPRC) 를 계산한다. 예를 들어, 프로세서는 [{(Ps1) X (|Γ1|)2} + {(Ps2) X (|Γ2|)2} + {(Ps3) X (|Γ3|)2} + {(Ps4) X (|Γ4|)2} + {(Ps5) X (|Γ5|)2}]/5로 x ㎑ RF 생성기의 사이클에 대해 PWAPRC1을 계산한다. 전력-가중된 평균 전력 반사 계수의 값 PWAPRC1이 계산되는 동작의 사이클은 동작의 일 사이클로서 본 명세서에서 지칭된다.
유사하게, 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클에 대해 또 다른 전력-가중된 평균 전력 반사 계수 PWAPRCa를 계산한다. 예를 들어, 프로세서는 [{(Ps1a) X (|Γ1a|)2} + {(Ps2a) X (|Γ2a|)2} + {(Ps3a) X (|Γ3a|)2} + {(Ps4a) X (|Γ4a|)2} + {(Ps5a) X (|Γ5a|)2}]/5로 PWAPRCa를 계산한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 발생 후 발생한다는 것을 주의해야 한다. 예를 들어, 동작의 제 2 사이클은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 하나 이상의 사이클들 후에 발생하고 그리고 하나 이상의 사이클들은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클에 이어진다. 더욱이, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21a이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps1a이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11a이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21a일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ1a로 전압 반사 계수를 측정한다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21a이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps2a이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11a이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21a일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ2a로 전압 반사 계수를 측정한다. 게다가, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21a이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps3a이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11a이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21a일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ3a로 전압 반사 계수를 측정한다. 또한, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21a이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps4a이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11a이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21a일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ4a로 전압 반사 계수를 측정한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21a이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps5a이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11a이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21a일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ5a로 전압 반사 계수를 측정한다.
x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클 동안, 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 또 다른 주파수 f21a를 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f21a를 갖고 전력 값들 (Ps1a 내지 Ps5a) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC2를 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 수정된 RF 신호를 생성하기 위해 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 출력부 o1에서 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다.
x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들에 걸쳐, 프로세서는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승하는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수의 값, 커패시터 C1의 커패시턴스, 및 커패시터 C2의 커패시턴스를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 값 PWAPRC1 및 값 PWAPRCa 중 어느 것이 낮은지 결정한다. 프로세서는 값 PWAPRC1이 값 PWAPRCa보다 낮다고 결정하기 위해 값 PWAPRC1을 값 PWAPRCa와 비교한다. z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율은 값 PWAPRC1이 산출되는 제 1 사이클 동안 상승한다. 프로세서는 전달된 전력의 효율이 상승되는, 제 1 사이클 동안 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수의 값 f21, 커패시터 C1의 커패시턴스 C11, 및 커패시터 C2의 커패시턴스 C21를 표 (300) 로부터 식별한다. RF 케이블 RFC2가 z ㎒ RF 생성기의 출력부를 IMN (102) 의 입력부 i2에 연결하도록 사용될 때 전달된 전력의 효율이 상승된다는 것을 주의해야 한다.
일 실시예에서, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는, 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 커패시턴스들을 결정하기 위해, 커패시터 C1 및 커패시터 C2 모두를 제어하는 대신, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 커패시터의 커패시턴스를 결정하기 위해 커패시터 C1 또는 커패시터 C2가 제어된다. 예를 들어, 값 PWAPRCa는 값 C11a을 갖도록 커패시터 C1을 제어하지 않고 달성된다. 커패시터 C1의 커패시턴스는 값 C11을 갖도록 유지되고 값 PWAPRCa는 커패시턴스 C11a 대신 커패시턴스 C11에 기초하여 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클로부터 제 2 사이클로 커패시터 C1의 커패시턴스의 변화가 없다. 다른 예로서, 값 PWAPRCa는 값 C21a를 갖도록 커패시터 C2를 제어하지 않고 달성된다. 커패시터 C2의 커패시턴스는 값 C21을 갖도록 유지되고 값 PWAPRCa는 커패시턴스 C21a 대신 커패시턴스 C21에 기초하여 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클로부터 제 2 사이클로 커패시터 C2의 커패시턴스의 변화가 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRC1은 값 C11을 갖도록 커패시터 C1을 제어하지 않고 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클을 야기하는 커패시터 C1의 커패시턴스의 변화가 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRC1은 값 C21를 갖도록 커패시터 C2를 제어하지 않고 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클을 야기하는 커패시터 C2의 커패시턴스의 변화가 없다.
일 실시예에서, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클은 5 이외의 다수의 서브사이클들로 분할된다. 예를 들어, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클은 4 사이클들 또는 6 사이클들로 분할된다. 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 커패시턴스 값들은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 다른 수의 서브사이클들에 대해 달성된다. 더욱이, z ㎒ RF 생성기는 다른 수의 서브사이클들 동안 동작 주파수를 갖고 센서는 다른 수의 서브사이클들 동안 변수의 값들, 예컨대 4 또는 6 개의 값들을 측정한다.
도 4a는 본 명세서에 기술된 방법들이 z ㎒ RF 생성기의 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위해 적용될 때, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 전력 반사 계수가 높다는 것을 예시하기 위한 Smith 차트 (400) 의 일 실시예이다. Smith 차트 (400) 는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전압 반사 계수의 허수부 대 전압 반사 계수의 실수부의 플롯 (402) 을 갖는다. 플롯 (402) 은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클을 커버한다. 예를 들어, 플롯 (402) 의 지점들은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클을 커버한다. Smith 차트 (400) 는 x ㎑ RF 생성기의 사이클에 대해 플롯팅된다. Smith 차트 (400) 의 영역 R1에서, 플롯 (402) 의 어느 지점들도 0으로부터 미리 결정된 한계 내, 예컨대 0으로부터 25 내지 30 ％ 내인, 전력 반사 계수를 갖지 않는다. 전력 반사 계수는 Smith 차트의 중심에서 0이고 Smith 차트의 주변부에서 1이다. 더욱이, 플롯 (402) 의 일부 지점들은 Smith 차트 (400) 의 영역 R2 및 영역 R3에 놓인다. z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 반사 계수는 영역 R2 및 영역 R3 내와 같이, x ㎑ RF 생성기의 일 사이클 동안 높고, 낮지 않다. 예를 들어, 플롯 (402) 의 복수의 지점들 중 어느 것도 0으로부터 미리 결정된 한계 내인 전력 반사 계수를 갖지 않는다.
플롯 (402) 은 z ㎒ 생성기의 출력부에 커플링되는 지향성 커플러를 사용하여 생성된다. 예로서, 400 ㎑의 사이클에 걸친, 60 ㎒ 복소 전압 반사 계수의 평균은 대략 0, 예컨대 0이지만, 400 ㎑의 사이클에 걸친, 60 ㎒ 전력 반사 계수 |Γ|2의 평균은 대략 0.50, 예컨대 50 ％이다. 따라서, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 대략 50 ％는 본 명세서에 기술된 방법들이 적용되지 않을 때 낭비된다.
도 4b는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위해 전력 반사 계수가 낮다는 것을 예시하기 위한 Smith 차트 (406) 의 일 실시예이다. Smith 차트 (406) 는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전압 반사 계수의 허수부 대 전압 반사 계수의 실수부의 플롯 (408) 을 갖는다. 플롯 (408) 은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클을 커버한다. Smith 차트 (406) 는 x ㎑ RF 생성기의 사이클에 대해 플롯팅된다. 플롯 (402) 은 플롯 (408) 을 생성하기 위해 우측으로 시프팅되었다 (shift). 플롯 (408) 에서, 영역 R1은 플롯 (402) 에서 영역 R1과 비교하여 우측으로 시프팅되었다. 예를 들어, 영역 R1 내 지점들은 0으로부터 미리 결정된 한계 내에 있다. 예시를 위해, 영역 R1 내 지점들에 대해, z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 반사 계수는 0으로부터 미리 결정된 한계 내에 있다.
일 실시예에서, z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 반사 계수는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위해 영역 R2 및 영역 R3 내 플롯 (408) 의 지점들에 대해 상승한다. z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 반사 계수는 플롯 (402) 의 영역 R2 및 영역 R3에 대한 전력 반사 계수와 비교하여 상승한다.
도 4c는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력이 전력 윤곽 (420) 의 하부 좌측 코너부에서 낮고 전력 윤곽 (420) 의 상부 우측 코너부에서 높다는 것을 예시하기 위한 전력 윤곽 (420) 의 일 실시예이다. 플롯 (408) 은 전력 윤곽 (420) 내에 플롯팅된다. z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위해, 영역 R1 내지 영역 R3 내 지점들과 같은, 플롯 (408) 의 지점들 중 일부에 대한 전력 반사 계수의 감소에 더하여 출력부에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 상승이 있다. 이와 같이, 전력 윤곽 (420) 에서 플롯 (408) 을 생성하기 위해 좌측으로부터 우측으로 시프팅되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력이 상승한다. z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 반사 계수의 감소 및 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 공급된 전력의 상승으로, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달되는 전력의 효율이 상승된다. z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율의 상승은 웨이퍼의 프로세싱 효율을 상승시킨다.
도 5는 트레이닝 루틴 동안 z ㎒ RF 생성기의 출력부를 IMN (102) 의 입력부 i2에 커플링하는 RF 케이블 RFC2 내 변화의 효과를 예시하기 위한 시스템 (500) 의 일 실시예의 도면이다. 시스템 (500) 은 RF 케이블 RFC2가 또 다른 RF 케이블 RFC21로 대체되는 것을 제외하고 도 1의 시스템 (100) 과 동일하다. 예를 들어, RF 케이블 RFC2의 길이가 증가되거나 감소된다. 다른 예로서, RF 케이블 RFC2의 단면적이 증가되거나 감소된다. 또 다른 예로서, RF 케이블 RFC2의 길이가 증가되거나 감소되고 RF 케이블 RFC2의 단면적이 증가되거나 감소된다. RF 케이블 RFC21은 z ㎒ RF 생성기의 출력부와 입력부 i2 사이에 커플링된다. 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 변수를 측정한다. 변수는 기판의 프로세싱이 없는 트레이닝 루틴 동안 시스템 (500) 에서 측정된다. 예를 들어, 플라즈마 챔버는 변수가 센서에 의해 측정될 때 프로세싱을 위한 기판이 없다.
도 6은 트레이닝 루틴 동안 도 5의 시스템 (500) 의 동작을 예시하기 위한 표 (600) 의 일 실시예이다. 표 (600) 에 도시된 바와 같이, f11의 주파수를 갖는 x ㎑ RF 생성기가 제 1 사이클로 동작한다. x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 (Ps6 내지 Ps10) 범위의 전력 값들을 공급한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클 동안 전력 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 제공하기 위한 z ㎒ RF 생성기의 제어는 없다. 예를 들어, x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클에서 전력 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 제어하기 위해 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서로 피드백 루프가 없다. 더 예시하면, x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클 동안, 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 커플링되는 센서로부터 수신되는 변수의 측정된 값들에 기초하여 전력 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 변화시키지 않는다.
z ㎒ RF 생성기는 x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클 동안 f211의 주파수로 동작된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 f211을 z ㎒ RF 생성기의 FC로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 FC는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 주파수 f211을 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 주파수 f211을 전력 공급부 (112) 로 제공한다.
전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 또 다른 주파수 f211을 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f211을 갖고 전력 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC21을 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 수정된 RF 신호를 생성하기 위해 출력부 o1에서 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다.
더욱이, 직렬 회로 (108a) 의 커패시터 C1은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 커패시턴스 값 C111을 갖도록 제어된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 커패시터 C1의 플레이트들 사이 면적의 값을 달성하기 위해 명령 신호를 드라이버 D1으로 전송한다. 드라이버 D1은 명령 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하고 구동 신호를 모터 M1로 전송한다. 모터 M1의 로터는 커패시터 C1의 플레이트들 사이의 면적을 또한 달성하기 위해 모터 M1에 커플링되는 연결 메커니즘을 이동시키도록 구동 신호에 기초하여 회전한다. 커패시터 C1의 플레이트들 사이의 면적이 달성될 때, 커패시터 C1은 커패시턴스 C111을 갖는다.
유사하게, 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 커패시턴스 값 C211을 갖도록 제어된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 커패시터 C2의 플레이트들 사이의 면적의 값을 달성하기 위해 명령 신호를 드라이버 D2로 전송한다. 드라이버 D2는 명령 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하고 구동 신호를 모터 M2로 전송한다. 모터 M2의 로터는 커패시터 C2의 플레이트들 사이의 면적을 또한 달성하기 위해 모터 M2에 커플링되는 연결 메커니즘을 이동시키도록 구동 신호에 기초하여 회전한다. 커패시터 C2의 플레이트들 사이의 면적이 달성될 때, 커패시터 C2는 커패시턴스 C211을 갖는다.
x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps6이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ6로 전압 반사 계수를 측정한다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력이 Ps7이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ7로 전압 반사 계수를 측정한다. 게다가, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps8이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ8로 전압 반사 계수를 측정한다. 또한, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps9이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ9로 전압 반사 계수를 측정한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps10이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ10로 전압 반사 계수를 측정한다.
센서는 또한 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 측정한다. 센서는 값들 (Γ6 내지 Γ10) 및 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 전송 케이블을 통해 프로세서로 제공한다. 프로세서는 메모리 디바이스에 저장되는, 표 (600) 에 값 f11, 값들 (Ps6 내지 Ps10), 값 f211, 값 C111, 값 C211, 및 값들 (Γ6 내지 Γ10) 을 저장한다. 일 실시예에서, 프로세서는 값 f11, 값들 (Ps6 내지 Ps10), 값 f211, 값 C111, 값 C211, 및 값들 (Γ6 내지 Γ10) 을 도 8b의 표 (810) 에 저장하고 표 (810) 를 메모리 디바이스에 저장한다.
프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클에 대한 전력-가중된 평균 전력 반사 계수 값 PWAPRC2를 계산한다. 예를 들어, 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 사이클에 대한 값 PWAPRC2를 [{(Ps6) X (|Γ6|)2} + {(Ps7) X (|Γ7|)2} + {(Ps8) X (|Γ8|)2} + {(Ps9) X (|Γ9|)2} + {(Ps10) X (|Γ10|)2}]/5로 계산한다.
유사하게, 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클에 대해 또 다른 전력-가중된 평균 전력 반사 계수 PWAPRCA를 계산한다. 예를 들어, 프로세서는 PWAPRCA를 [{(Ps6A) X (|Γ6A|)2} + {(Ps7A) X (|Γ7A|)2} + {(Ps8A) X (|Γ8A|)2} + {(Ps9A) X (|Γ9A|)2} + {(Ps10A) X (|Γ10A|)2}]/5로 계산한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211A이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps6A이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111A이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211A일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ6A로 전압 반사 계수를 측정한다는 것을 주의해야 한다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211A이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps7A이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111A이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211A일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ7A로 전압 반사 계수를 측정한다. 게다가, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211A이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps8A이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111A이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211A일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ8A로 전압 반사 계수를 측정한다. 또한, 또한, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211A이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps9A이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111A이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211A일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ9A로 전압 반사 계수를 측정한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211A이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps10A이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111A이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211A일 때, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ10A로 전압 반사 계수를 측정한다.
x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클 동안, 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 또 다른 주파수 f211A 및 전력 값들 (Ps6A 내지 Ps10A) 을 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f211A를 갖고 전력 값들 (Ps6A 내지 Ps10A) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC21을 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 출력부 o1에서 수정된 RF 신호를 생성하기 위해 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다.
RF 케이블 RFC21에 대해, x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들에 걸쳐, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위해 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수의 값, 커패시터 C1의 커패시턴스, 및 커패시터 C2의 커패시턴스를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 값 PWAPRC2 및 값 PWAPRCA 중 어느 것이 낮은지 결정한다. 프로세서는 값 PWAPRC2가 값 PWAPRCA보다 낮다는 것을 결정하기 위해 값 PWAPRC2를 값 PWAPRCA와 비교한다. z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율은 값 PWAPRC2가 산출되는 제 1 사이클 동안 상승한다. 프로세서는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승하는 제 1 사이클 동안 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 값 f211, 커패시터 C1의 커패시턴스 C111, 및 커패시터 C2의 커패시턴스 C211을 표 (600) 로부터 식별한다. z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율은 RF 케이블 RFC21이 z ㎒ RF 생성기의 출력부를 IMN (102) 의 입력부 i2와 연결하도록 사용될 때 상승한다는 것을 주의해야 한다.
일 실시예에서, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승하는 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 커패시턴스들을 결정하기 위해 커패시터 C1 및 커패시터 C2 모두를 제어하는 대신, 효율이 상승하는 커패시터의 커패시턴스를 결정하기 위해 커패시터 C1 또는 커패시터 C2가 제어된다. 예를 들어, 값 PWAPRCA는 값 C111A를 갖도록 커패시터 C1를 제어하지 않고 달성된다. 커패시터 C1의 커패시턴스는 값 C111을 갖는 것으로 유지되고 값 PWARPCA는 값 C111A 대신 커패시턴스 C111에 기초하여 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클로부터 제 2 사이클로 커패시터 C1의 커패시턴스의 변화가 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRCA는 값 C211A를 갖도록 커패시터 C2를 제어하지 않고 달성된다. 커패시터 C2의 커패시턴스는 값 C211을 갖도록 유지되고 값 PWAPRCA는 값 C211A 대신 커패시턴스 C211에 기초하여 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클로부터 제 2 사이클로 커패시터 C2의 커패시턴스의 변화가 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRC2는 값 C111을 갖도록 커패시터 C1을 제어하지 않고 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클을 야기하는 커패시터 C1의 커패시턴스의 변화가 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRC2는 값 C211을 갖도록 커패시터 C2를 제어하지 않고 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클을 야기하는 커패시터 C2의 커패시턴스의 변화가 없다.
도 7a는 Smith 차트 (406) 의 일 실시예이다. Smith 차트 (406) 는 플롯 (408) 을 포함한다. 도 7b는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승할 때 영역 R1 내에서 전력 반사 계수가 낮다는 것을 예시하기 위한 Smith 차트 (702) 의 일 실시예이다. Smith 차트 (702) 는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전압 반사 계수의 허수부 대 전압 반사 계수의 실수부의 플롯 (704) 을 갖는다. 플롯 (704) 은 x ㎑ RF 생성기의 동작 사이클을 커버한다. 플롯 (704) 은 x ㎑ RF 생성기의 사이클에 대해 플롯팅되었다. 플롯 (408) 은 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시키기 위해 플롯 (704) 을 생성하도록 형상이 변화하고 시계 방향으로 회전한다. 플롯 (704) 에서, 영역 R1은 플롯 (408) 의 영역 R1과 비교하여 시계 방향으로 회전되었다. 우측으로 회전 후에, 플롯 (704) 은 플롯 (406) 과 비교하여 영역 R1 내에 속하는 동일한 수의 지점들 또는 상승된 수의 지점들을 갖는다.
도 7c는 x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 일부에 대해 도 1의 RF 케이블 RFC2와 비교하여 도 5의 RF 케이블 RFC21에 대해 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력이 보다 높다는 것을 예시하기 위한 전력 윤곽 (720) 의 일 실시예이다. 전력 윤곽 (720) 내에 플롯팅된 플롯 (704) 으로 예시된 바와 같이, 도 7a의 플롯 (408) 과 비교하여 보다 많은 수의 지점들이 영역 R1 내에 속한다. 이와 같이, 플롯 (704) 의 영역 R1의 지점들에 대해 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 공급된 전력의 양은 플롯 (408) 의 영역 R1 내에 속하는 지점들의 양보다 크다. 플롯 (704) 의 지점들 중 일부에 대해 전력 반사 계수의 감소에 더하여 출력부에서 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 상승이 있다. z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력의 양은 RF 케이블 RFC2가 사용될 때 출력부에서 전력의 양과 비교하여 상승한다. 플롯 (704) 에서 시계 방향 회전이 있기 때문에, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 영역 R1에 대해 상승한다.
도 7c에 도시된 바와 같이, 전력 반사 계수 |Γ|2 가 보다 낮은, Smith 차트 (702) 의 중심에 가까운 영역 R1은 전력 윤곽 (720) 의 상단 우측 코너부에 가장 가까운 것에 의해 가장 높은 출력 전력을 갖는다. 더욱이, 도 7c에 도시된 바와 같이, 영역 R2 및 영역 R3은 Smith 차트 (702) 의 주변부 근방에 위치된 것에 의해 가장 높은 전력 반사 계수 |Γ|2를 갖고 전력 윤곽 (720) 의 하부 좌측 코너부를 향해 위치되는 것에 의해 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 가장 낮은 전력을 갖는다.
일 실시예에서, 플롯 (704) 으로 도시된 바와 같이, z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 공급된 전력은 RF 케이블 RFC2와 비교하여 RF 케이블 RFC21에 대해 영역 R2에서 감소된다. z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 공급된 전력은 플롯 (408) 의 영역 R2에 도시된 전력의 양과 비교하여 감소된다. 일 실시예에서, 플롯 (704) 으로 도시된 바와 같이, z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 공급된 전력은 RF 케이블 RFC2과 비교하여 RF 케이블 RFC21에 대해 영역 R3에서 실질적으로 동일하다. z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 공급된 전력은 플롯 (408) 의 영역 R3에 도시된 전력의 양과 비교하여 실질적으로 동일하다.
도 8a는 주파수 f211, 커패시턴스 C111, 및 커패시턴스 C211이 사용되는 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 시스템 (800) 의 일 실시예의 도면이다. 주파수 f211, 커패시턴스 C111, 및 커패시턴스 C211이 사용될 때, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승된다. 시스템 (800) 은, 시스템 (800) 에서 기판, 예컨대 웨이퍼 (802) 가 프로세싱되는 것을 제외하고, 도 5의 시스템 (500) 과 동일하다. 예를 들어, 기판은 재료가 증착되거나, 세정되거나, 에칭되거나, 스퍼터링된다. 기판은 하부 전극의 표면 상에 놓임으로써 프로세싱된다. 더욱이, 시스템 (800) 은 센서가 없다. 도 5 및 도 6을 참조하여 예시된 트레이닝 루틴은 도 8a의 시스템 (800) 에 예시된 프로세싱 루틴이 실행되기 전에 실행된다.
도 8b는 도 8a의 시스템 (800) 의 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 표 (810) 의 일 실시예이다. 표 (810) 에 도시된 바와 같이, x ㎑ RF 생성기는 주파수 f11를 갖는 일 사이클로 반복적으로 동작한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 주파수 f11을 갖는다. 프로세싱 루틴 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수 f11을 x ㎑ RF 생성기의 FC에 제공한다. FC는 주파수 f11을 전력 공급부 (110) 에 제공하고 전력 공급부 (110) 는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성한다.
x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 가 전력 값들, 예컨대 (Ps6 내지 Ps10) 범위의 전력 값들을 공급한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 사이클 동안 전력 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 제공하기 위한 z ㎒ RF 생성기의 제어는 없다. 예를 들어, 센서는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 전력 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 제어하기 위한 피드백 루프를 생성하도록 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 커플링되지 않는다.
프로세서는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 값 f211, 커패시터 C1의 커패시턴스 C111, 및 커패시터 C2의 커패시턴스 C211을 표 (810) 로부터 식별한다. z ㎒ RF 생성기는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 동안 f211의 주파수에서 동작되도록 프로세서에 의해 제어된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 f211을 z ㎒ RF 생성기의 FC로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 FC는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 주파수 f211을 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 주파수 f211을 전력 공급부 (112) 로 제공한다.
더욱이, 직렬 회로 (108a) 의 커패시터 C1은 도 6을 참조하여 상기 기술된 바와 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 커패시턴스 값 C111을 갖도록 프로세서에 의해 제어된다. 유사하게, 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2는 도 6을 참조하여 상기 기술된 바와 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 커패시턴스 값 C211을 갖도록 프로세서에 의해 제어된다.
프로세싱 루틴 및 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안, 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 또 다른 주파수 f211 및 전력 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f211을 갖고 전력 값들 (Ps6 내지 Ps10) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC21을 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 출력부 o1에서 수정된 RF 신호를 생성하도록 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기 로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT을 통해 하부 전극으로 전송된다.
프로세싱 루틴 동안, 하부 전극으로 수정된 RF 신호를 공급하는 것에 더하여, 하나 이상의 프로세스 가스들, 예를 들어, 산소 함유 가스, 불소 함유 가스, 등이 상부 전극을 통해 플라즈마 챔버의 하부 전극과 상부 전극 사이의 갭으로 공급된다. 수정된 RF 신호 및 하나 이상의 프로세스 가스들의 수신시, 웨이퍼 (802) 를 프로세싱하기 위해 갭 내에서 플라즈마가 생성되거나 유지된다. 주파수 f211, 커패시턴스 C111, 및 커패시턴스 C211이 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들에 걸쳐 유지될 때, 프로세싱 루틴 동안 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승된다. 밸런싱 (balance) 이 z ㎒ RF 생성기를 향해 반사되는 전력을 감소시킴으로써 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율을 상승시킨다. z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율의 상승은 웨이퍼 (802) 의 프로세싱 효율을 상승시킨다.
일 실시예에서, x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들을 갖는 프로세싱 루틴 동안, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 커패시턴스 C111 및 커패시턴스 C211을 달성하기 위해 커패시터 C1 및 커패시터 C2를 모두 제어하는 대신, 효율을 상승시키기 위해 커패시터 C1 또는 커패시터 C2가 제어된다. 예를 들어, 프로세서는 커패시터 C1이 커패시턴스 C111을 갖도록 모터 M1을 통해 커패시터 C1을 제어하지 않는다. 오히려, 프로세서는 커패시터 C2가 커패시턴스 C211을 갖도록 모터 M2를 통해 커패시터 C2를 제어한다. 또 다른 예로서, 프로세서는 커패시터 C2가 커패시턴스 C211을 갖도록 모터 M2를 통해 커패시터 C2를 제어하지 않는다. 오히려, 프로세서는 커패시터 C1이 커패시턴스 C111을 갖도록 모터 M1을 통해 커패시터 C1을 제어한다.
일 실시예에서, 프로세싱 루틴 동안, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 5 이외의 수의 서브사이클들로 분할된다.
도 9a는 주파수 f21, 커패시턴스 C11, 및 커패시턴스 C21이 사용되는 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 시스템 (900) 의 일 실시예의 도면이다. 주파수 f21, 커패시턴스 C11, 및 커패시턴스 C21이 사용될 때, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승된다. 시스템 (900) 은 시스템 (900) 에서, 웨이퍼 (802) 가 프로세싱되는 것을 제외하고, 도 1의 시스템 (100) 과 동일하다. 더욱이, 시스템 (900) 은 센서가 없다. 도 1 및 도 3을 참조하여 예시된 트레이닝 루틴이 도 9a의 시스템 (900) 으로 예시된 프로세싱 루틴 전에 실행된다.
도 9b는 RF 케이블 RFC2에 대한 도 9a의 시스템 (900) 의 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 표 (910) 의 일 실시예이다. 표 (910) 로 도시된 바와 같이, x ㎑ RF 생성기는 주파수 f11을 갖는 일 사이클로 반복적으로 동작한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 주파수 f11을 갖는다. 프로세싱 루틴 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 FC로 x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수 f11을 제공한다. FC는 주파수 f11을 전력 공급부 (110) 로 제공하고 전력 공급부 (110) 는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성한다.
프로세싱 루틴 동안, x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 전력 값들, 예컨대 Ps1 내지 Ps5 범위의 전력 값들을 공급한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클 동안 전력 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 제공하기 위한 z ㎒ RF 생성기의 제어는 없다. 예를 들어, 센서는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클 동안 전력 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 제어하기 위해 피드백을 생성하도록 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 커플링되지 않는다.
프로세서는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 값 f21, 커패시터 C1의 커패시턴스 C11, 및 커패시터 C2의 커패시턴스 C21을 표 (910) 로부터 식별한다. z ㎒ RF 생성기는 x ㎑ RF 생성기의 복수의 사이클들 동안 f21의 주파수에서 동작되도록 프로세서에 의해 제어된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 f21을 z ㎒ RF 생성기의 FC로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 FC는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 주파수 f21를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 주파수 f21을 전력 공급부 (112) 로 제공한다.
더욱이, 도 3을 참조하여 상기 기술된 바와 같이, 직렬 회로 (108a) 의 커패시터 C1은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 커패시턴스 값 C11을 갖도록 프로세서에 의해 제어된다. 유사하게, 도 3을 참조하여 상기 기술된 바와 같이, 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 커패시턴스 값 C21을 갖도록 프로세서에 의해 제어된다.
x ㎑ RF 생성기의 프로세싱 루틴의 동작의 사이클들 동안 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 또 다른 주파수 f21 및 전력 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f21을 갖고 전력 값들 (Ps1 내지 Ps5) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC2를 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 출력부 o1에서 수정된 RF 신호를 생성하기 위해 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT을 통해 하부 전극으로 전송된다.
수정된 RF 신호를 하부 전극에 공급하는 것에 더하여, 플라즈마 챔버의 하부 전극과 상부 전극 사이의 갭으로 상부 전극을 통해 하나 이상의 프로세스 가스들이 공급된다. 수정된 RF 신호 및 하나 이상의 프로세스 가스들의 수신시, 웨이퍼 (802) 를 프로세싱하기 위해 갭 내에서 플라즈마가 생성되거나 유지된다. 주파수 f21, 커패시턴스 C11, 및 커패시턴스 C21이 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들에 걸쳐 유지될 때, 프로세싱 루틴 동안 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승된다.
일 실시예에서, x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들을 갖는 프로세싱 루틴 동안, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 커패시턴스 C11 및 커패시턴스 C21을 달성하기 위해 커패시터 C1 및 커패시터 C2 모두를 제어하는 대신, 도 8b를 참조하여 상기 기술된 방식으로 효율을 상승시키도록 커패시터 C1 또는 커패시터 C2가 제어된다.
일 실시예에서, 프로세싱 루틴 동안, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 도 8b를 참조하여 상기 기술된 방식으로 5 이외의 수의 서브사이클들로 분할된다.
일 실시예에서, 도 3 및 도 6을 참조하여 상기 기술된 방법들은 트레이닝 루틴 동안 대신, 기판 (802) 의 프로세싱 동안 수행된다. 예를 들어, 도 1, 도 2, 도 5, 및 도 6을 참조하여 상기 기술된 방법들이 수행되는 동안, 기판 (802) 이 프로세싱된다.
도 10은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 동안 z ㎒ RF 생성기의 액티브 제어를 예시하기 위한 시스템 (1000) 의 일 실시예의 도면이다. 시스템 (1000) 은, 시스템 (1000) 에서 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기 (PWR CTRL) 가 x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클 동안 전력 공급부 (112) 에 공급된 전력의 양을 액티브 제어하는 것을 제외하고, 도 1의 시스템 (100) 과 동일하다. 예를 들어, z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클로부터 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클로 전력 공급부 (112) 에 의해 공급된 전력의 양을 변화, 예컨대 증가시키거나 감소시킨다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 전력 공급부 (112) 에 커플링된다. 더욱이, 시스템 (1000) 은, 표 (1100) (도 11) 가 생성되는 동안, 시스템 (1000) 에서 기판 (802) 이 프로세싱되는 것을 제외하고, 도 1의 시스템 (100) 과 동일하다.
도 11은 도 10의 시스템 (1000) 의 동작을 예시하기 위한 표 (1100) 의 일 실시예이다. 표 (1100) 에 도시된 바와 같이, x ㎑ RF 생성기는 동작 주파수 f11을 갖는 제 1 사이클을 갖는다.
x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 주파수 f11을 갖는다. 예를 들어, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 첫번째 1/5은 주파수 f11을 갖고, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 두번째 1/5은 주파수 f11을 갖고, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 세번째 1/5은 주파수 f11을 갖고, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 네번째 1/5은 주파수 f11을 갖고, 그리고 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 다섯번째 1/5은 주파수 f11을 갖는다. 제 1 사이클의 두번째 1/5은 제 1 사이클의 첫번째 1/5에 연속된다. 제 1 사이클의 세번째 1/5은 제 1 사이클의 두번째 1/5에 연속된다. 제 1 사이클의 네번째 1/5은 제 1 사이클의 세번째 1/5에 연속된다. 제 1 사이클의 다섯번째 1/5은 제 1 사이클의 네번째 1/5에 연속된다. 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수 f11를 x ㎑ RF 생성기의 FC에 제공한다. FC는 주파수 f11을 전력 공급부 (110) 로 제공하고, 전력 공급부 (110) 는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성한다.
x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안 x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps11의 전력 값을 공급하도록 제어된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 전력 값 Ps11을 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안 전력 값 Ps11을 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 공급부 (112) 로 전력 값 Ps11을 제공한다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안 x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps12의 전력 값을 공급하도록 제어된다. 더욱이, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안 x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps13의 전력 값을 공급하도록 제어된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안 x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps14의 전력 값을 공급하도록 제어된다. 또한, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안 x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps15의 전력 값을 공급하도록 제어된다.
x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 유지하도록 프로세서에 의한 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기의 제어는 z ㎒ RF 생성기의 액티브 제어이다. 예를 들어, z ㎒ RF 생성기의 전력 값을 제어하기 위해 센서로부터 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서로 피드백 루프가 있다. 더 예시하면, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 커플링되는 센서로부터 수신되는 변수의 측정된 값들에 기초하여 전력 값 Ps11을 달성하기 위해 z ㎒ RF 생성기의 전력 값을 변화시킨다.
z ㎒ RF 생성기는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 f21의 주파수에서 동작된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 첫번째 서브사이클에서 다섯번째 서브사이클 동안 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 f21을 z ㎒ RF 생성기의 FC로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 FC는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 첫번째 서브사이클에서 다섯번째 서브사이클 동안 주파수 f21를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 주파수 f21을 전력 공급부 (112) 로 제공한다.
x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 또 다른 주파수 f21 및 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f21을 갖고 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC2를 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps11, x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps12, x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps13, x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps14, 그리고 x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps15를 갖는다.
IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 출력부 o1에서 수정된 RF 신호를 생성하기 위해 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다. 수정된 RF 신호를 하부 전극에 공급하는 것에 더하여, 플라즈마 챔버의 하부 전극과 상부 전극 사이의 갭으로 상부 전극을 통해 하나 이상의 프로세스 가스들이 공급된다. 수정된 RF 신호 및 하나 이상의 프로세스 가스들의 수신시, 웨이퍼 (802) 를 프로세싱하기 위해 갭 내에서 플라즈마가 생성되거나 유지된다.
더욱이, 직렬 회로 (108a) 의 커패시터 C1은, 직렬 회로 (108a) 의 커패시터 C1이 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 커패시턴스 값 C11을 갖도록 제어되는, 상기 기술된 것과 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 커패시턴스 값 C11을 갖도록 제어된다. 유사하게, 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2는 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2가 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 커패시턴스 값 C21을 갖도록 제어되는, 상기 기술된 것과 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 커패시턴스 값 C21을 갖도록 제어된다.
x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps11, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21인 제 1 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ1로 전압 반사 계수를 측정한다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps12이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21인 제 1 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ2로 전압 반사 계수를 측정한다. 게다가, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps13이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21인 제 1 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ3로 전압 반사 계수를 측정한다. 또한, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps14이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21인 제 1 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ4로 전압 반사 계수를 측정한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps15이고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21인 제 1 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ5로 전압 반사 계수를 측정한다.
센서는 또한 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 측정한다. 센서는 전송 케이블을 통해 값들 (Γ1 내지 Γ5) 및 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 프로세서로 제공한다. 프로세서는 메모리 디바이스에 저장되는 표 (1100) 에 값 f11, 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15), 주파수 값 f21, 값 C11, 값 C21, 및 값들 (Γ1 내지 Γ5) 을 저장한다. 일 실시예에서, 프로세서는 값 f11, 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15), 주파수 값 f21, 값 C11, 값 C21, 및 값들 (Γ1 내지 Γ5) 을 표 (1500) (도 15) 에 저장한다. 표 (1500) 는 메모리 디바이스에 저장된다.
프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클에 대해 PWAPRC를 계산한다. 예를 들어, 프로세서는 [{(Ps11) X (|Γ1|)2} + {(Ps12) X (|Γ2|)2} + {(Ps13) X (|Γ3|)2} + {(Ps14) X (|Γ4|)2} + {(Ps15) X (|Γ5|)2}]/5로 x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클에 대해 PWAPRC3를 계산한다.
유사하게, 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클에 대해 또 다른 전력-가중된 평균 전력 반사 계수 값 PWAPRCb를 계산한다. 예를 들어, 프로세서는 [{(Ps11b) X (|Γ1b|)2} + {(Ps12b) X (|Γ2b|)2} + {(Ps13b) X (|Γ3b|)2} + {(Ps14b) X (|Γ4b|)2} + {(Ps15b) X (|Γ5b|)2}]/5로 PWAPRCb를 계산한다. 더욱이, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21b로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps11b로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11b이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21b인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ1b로 전압 반사 계수를 측정한다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21b로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps12b로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11b이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21b인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ2b로 전압 반사 계수를 측정한다. 게다가, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21b로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps13b으로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11b이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21b인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ3b로 전압 반사 계수를 측정한다. 또한, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21b로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps14b로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11b이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21b인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ4b로 전압 반사 계수를 측정한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f21b로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps15b로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C11b이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C21b인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ5b로 전압 반사 계수를 측정한다.
액티브 제어를 위해, z ㎒ RF 생성기의 주파수가 z ㎒ RF 생성기의 FC를 사용하여 제어된다는 것을 주의해야 한다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 f21b를 z ㎒ RF 생성기의 FC로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 FC는 주파수 f21b를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 주파수 f21b를 전력 공급부 (112) 로 제공한다. 유사하게, 액티브 제어를 위해, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 양이 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기를 사용하여 제어된다는 것을 주의해야 한다. 예를 들어, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작을 위해 전력의 양 Ps11b를 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 전력 량 Ps11b를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 량 Ps11b를 전력 공급부 (112) 로 제공한다.
x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클 동안 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 또 다른 주파수 f21b 및 전력 값들 Ps11b 내지 Ps15b을 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f21b를 갖고 전력 값들 Ps11b 내지 Ps15b을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC2를 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps11b, x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps12b, x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps13b, x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps14b, 그리고 x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps15b를 갖는다.
IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 출력부 o1에서 수정된 RF 신호를 생성하도록 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다. 수정된 RF 신호를 하부 전극에 공급하는 것에 더하여, 플라즈마 챔버의 하부 전극과 상부 전극 사이의 갭으로 상부 전극을 통해 하나 이상의 프로세스 가스들이 공급된다. 수정된 RF 신호 및 하나 이상의 프로세스 가스들의 수신시, 웨이퍼 (802) 를 프로세싱하기 위해 갭 내에서 플라즈마가 생성되거나 유지된다.
액티브 제어 및 RF 케이블 RFC 2를 위해 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들에 걸쳐, 프로세서는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 에 의해 공급될 전력의 값, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수의 값, 커패시터 C1의 커패시턴스, 및 커패시터 C2의 커패시턴스를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 값 PWAPRC3 및 값 PWAPRCb 중 어느 것이 낮은지 결정한다. 프로세서는 값 PWAPRC3이 값 PWAPRCb보다 낮다고 결정하기 위해 값 PWAPRC3을 값 PWAPRCb와 비교한다. 값 PWAPRC3이 산출되는 제 1 사이클 동안 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승된다. 프로세서는 제 1 사이클 동안 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 값 f21, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15), 커패시터 C1의 커패시턴스 C11, 및 커패시터 C2의 커패시턴스 C21을 표 (1100) 로부터 식별한다. RF 케이블 RFC2가 z ㎒ RF 생성기의 출력부를 IMN (102) 의 입력부 i2에 연결하도록 사용될 때 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승된다는 것을 주의해야 한다.
일 실시예에서, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 커패시턴스들을 결정하기 위해 커패시터 C1 및 커패시터 C2를 모두 제어하는 대신, 커패시터 C1 또는 커패시터 C2가 효율을 상승시키기 위해 제어된다. 예를 들어, 값 PWAPRCb는 값 C11b를 갖도록 커패시터 C1을 제어하지 않고 달성된다. 커패시터 C1의 커패시턴스가 값 C11을 갖도록 유지되고 값 PWAPRC3은 커패시턴스 C11b 대신 커패시턴스 C11에 기초하여 결정된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클로부터 제 2 사이클로 커패시터 C1의 커패시턴스의 변화가 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRCb는 값 C21b를 갖도록 커패시터 C2를 제어하지 않고 달성된다. 커패시터 C2의 커패시턴스가 값 C21을 갖도록 유지되고 값 PWAPRCb는 커패시턴스 C21b 대신 커패시턴스 C21에 기초하여 결정된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클로부터 제 2 사이클로 커패시터 C2의 커패시턴스의 변화가 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRC3은 값 C11을 갖도록 커패시터 C1을 제어하지 않고 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클을 야기하는 커패시터 C1의 커패시턴스의 변화는 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRC3은 값 C21을 갖도록 커패시터 C2를 제어하지 않고 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클을 야기하는 커패시터 C2의 커패시턴스의 변화가 없다.
일 실시예에서, 액티브 제어 동안 x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클은 RF 케이블 RFC2에 대한 액티브 제어 동안 5 이외의 수의 서브사이클들로 분할된다. 예를 들어, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클은 4 개의 서브사이클들 또는 6개의 서브사이클들로 분할된다. 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 커패시턴스 값들은 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 다른 수의 서브사이클들에 대해 달성된다. 더욱이, z ㎒ RF 생성기는 다른 수의 서브사이클들 동안 동작의 주파수를 갖고 센서는 다른 수의 서브사이클들 동안 변수의 값들, 예컨대 4 또는 6 개의 값들을 측정한다.
z ㎒ RF 생성기의 공급된 전력의 전력 값은 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전압 반사 계수의 크기의 값에 종속된다는 것을 주의해야 한다. 예를 들어, Γ1이 높게, 예컨대 미리 결정된 문턱값보다 크게 측정될 때, 전력 값 Ps11은 낮게, 예컨대 미리 결정된 한계보다 낮게 제어된다. 또 다른 예로서, Γ1가 낮게, 예컨대 미리 결정된 문턱값보다 낮게 측정될 때, 전력 값 Ps11은 높게, 예컨대 미리 결정된 한계 이상으로 제어된다.
도 12는 z ㎒ RF 생성기의 출력부를 IMN (102) 의 입력부 i2에 커플링하는 RF 케이블 RFC21의 효과를 예시하기 위한 시스템 (1200) 의 일 실시예의 도면이다. RF 케이블 RFC21이 z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 액티브 제어 동안 RF 케이블 RFC2 대신 사용된다. 웨이퍼 (802) 는 플라즈마 챔버 내에서 프로세싱된다. 시스템 (1200) 은 RF 케이블 RFC2가 RF 케이블 RFC21로 대체된 것을 제외하고 도 10의 시스템 (1000) 과 동일하다. RF 케이블 RFC21은 z ㎒ RF 생성기의 출력부와 입력부 i2 사이에 커플링된다. 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 변수를 측정한다. 변수는 웨이퍼 (802) 가 프로세싱되는 프로세싱 루틴 동안 시스템 (1200) 에서 측정된다. 예를 들어, 플라즈마 챔버는 변수가 센서에 의해 측정될 때 프로세싱할 하부 전극 상에 배치된 웨이퍼 (802) 를 갖는다.
도 13은 RF 케이블 RFC21에 대한 도 12의 시스템 (1200) 의 액티브 제어 동작을 예시하기 위한 표 (1300) 의 일 실시예이다. 표 (1300) 에 도시된 바와 같이, x ㎑ RF 생성기는 제 1 사이클 동안 주파수 f11에서 동작한다. x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps16 내지 Ps20의 전력 값들을 공급하도록 액티브 제어된다. 예를 들어, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작의 전력 값 Ps16을 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작의 전력 값 Ps17을 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다. 더욱이, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작의 전력 값 Ps18을 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작의 전력 값 Ps19를 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작의 전력 값 Ps20을 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다.
z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 전력 공급부 (112) 로 제공한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각 동안 전력 값들을 변화시키기 위한 프로세서에 의한 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기의 제어는 z ㎒ RF 생성기의 액티브 제어이다. 예를 들어, 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 제어하기 위해 센서로부터 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서로 피드백 루프가 있다. 더 예시하면, x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에 커플링되는 센서로부터 수신되는 변수의 측정된 값들에 기초하여 전력 값 Ps16을 달성하기 위해 전력 값들을 변화시킨다.
전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 또 다른 주파수 f211 및 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (112) 에 의해 생성된 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps16, x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps17, x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps18, x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps19, 그리고 x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps20을 갖는다.
전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f211을 갖고 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC21을 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 출력부 o1에서 수정된 RF 신호를 생성하기 위해 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다. 수정된 RF 신호를 하부 전극에 공급하는 것에 더하여, 플라즈마 챔버의 하부 전극과 상부 전극 사이의 갭으로 상부 전극을 통해 하나 이상의 프로세스 가스들이 공급된다. 수정된 RF 신호 및 하나 이상의 프로세스 가스들의 수신시, 웨이퍼 (802) 를 프로세싱하기 위해 갭 내에서 플라즈마가 생성되거나 유지된다.
더욱이, 직렬 회로 (108a) 의 커패시터 C1은 도 6을 참조하여 상기 기술된 것과 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 커패시턴스 값 C111을 갖도록 제어된다. 유사하게, 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2는 도 6을 참조하여 상기 기술된 것과 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클 동안 커패시턴스 값 C211을 갖도록 제어된다.
x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 전력 량 Ps16을 갖고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ6로 전압 반사 계수를 측정한다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 전력 량 Ps17을 갖고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ7로 전압 반사 계수를 측정한다. 게다가, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 전력 량 Ps18을 갖고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ8로 전압 반사 계수를 측정한다. 또한, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 전력 량 Ps19를 갖고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ9로 전압 반사 계수를 측정한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211이고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 전력 량 Ps20을 갖고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ10로 전압 반사 계수를 측정한다.
센서는 또한 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 측정한다. 센서는 값들 (Γ6 내지 Γ10) 및 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 센서를 프로세서에 커플링하는 전송 케이블을 통해 프로세서로 제공한다. 프로세서는 메모리 디바이스에 저장되는 표 (1300) 에 값 f11, 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20), 주파수 값 f211, 값 C111, 값 C211, 및 값들 (Γ6 내지 Γ10) 을 저장한다. 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 제 1 사이클에 대해 전력-가중된 평균 전력 반사 계수 값 PWAPRC4를 계산한다. 예를 들어, 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클에 대해 [{(Ps16) X (|Γ6|)2} + {(Ps17) X (|Γ7|)2} + {(Ps18) X (|Γ8|)2} + {(Ps19) X (|Γ9|)2} + {(Ps20) X (|Γ10|)2}]/5로 값 PWAPRC4를 계산한다.
유사하게, 액티브 제어 동안, 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클에 대해 또 다른 전력-가중된 평균 전력 반사 계수 값 PWAPRCB를 계산한다. 예를 들어, 프로세서는 [{(Ps16B) X (|Γ6B|)2} + {(Ps17B) X (|Γ7B|)2} + {(Ps18B) X (|Γ8B|)2} + {(Ps19B) X (|Γ9B|)2} + {(Ps20B) X (|Γ10B|)2}]/5로 값 PWAPRCB를 계산한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211B로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps16B로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111B이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211B인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ6B로 전압 반사 계수를 측정한다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211B로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps17B로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111B이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211B인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ7B로 전압 반사 계수를 측정한다. 게다가, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211B로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps18B로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111B이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211B인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ8B로 전압 반사 계수를 측정한다. 또한, x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211B로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps19B로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111B이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211B인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ9B로 전압 반사 계수를 측정한다. x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수는 f11이고, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수는 f211B로 제어되고, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력은 Ps20B로 제어되고, 커패시터 C1의 커패시턴스의 값은 C111B이고, 그리고 커패시터 C2의 커패시턴스의 값은 C211B인 x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안, 센서는 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 Γ10B로 전압 반사 계수를 측정한다는 것을 주의해야 한다.
액티브 제어를 위해, z ㎒ RF 생성기의 주파수가 z ㎒ RF 생성기의 FC를 사용하여 제어된다는 것을 주의해야 한다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 f211B를 z ㎒ RF 생성기의 FC로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 FC는 주파수 f211B를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 주파수 f211B를 전력 공급부 (112) 로 제공한다. 유사하게, 액티브 제어를 위해, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 양은 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기를 사용하여 제어된다는 것을 주의해야 한다. 예를 들어, x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작을 위해 전력의 양 Ps16B를 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 전력 량 Ps16B를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 량 Ps16B를 전력 공급부 (112) 에 제공한다. 또 다른 예로서, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작을 위해 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 전력의 양 Ps17B를 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 전력 량 Ps17B를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 량 Ps17B를 전력 공급부 (112) 로 제공한다. 또 다른 예로서, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작을 위해 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 전력의 양 Ps18B를 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 전력 량 Ps18B를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 량 Ps18B를 전력 공급부 (112) 로 제공한다. 또 다른 예로서, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작을 위해 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 전력의 양 Ps19B를 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 전력 량 Ps19B를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 량 Ps19B는 전력 공급부 (112) 로 제공한다. 또 다른 예로서, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작을 위해 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 전력의 양 Ps20B를 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 전력 량 Ps20B를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 량 Ps20B를 전력 공급부 (112) 로 제공한다.
x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 2 사이클 동안 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 주파수 값 f211B 및 전력 값들 (Ps16B 내지 Ps20B)를 갖는 또 다른 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 값 f211B를 갖고 전력 값들 (Ps16B 내지 Ps20B) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부 RF 케이블 RFC21을 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps16B, x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps17B, x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps18B, x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps19B, 그리고x ㎑ RF 생성기의 제 2 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps20B를 갖는다.
IMN (102) 는 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 출력부 o1에서 수정된 RF 신호를 생성하도록 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다. 수정된 RF 신호를 하부 전극에 공급하는 것에 더하여, 플라즈마 챔버의 하부 전극과 상부 전극 사이의 갭으로 상부 전극을 통해 하나 이상의 프로세스 가스들이 공급된다. 수정된 RF 신호 및 하나 이상의 프로세스 가스들의 수신시, 웨이퍼 (802) 를 프로세싱하기 위해 갭 내에서 플라즈마가 생성되거나 유지된다.
RF 케이블 RFC21에 대한 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들에 걸쳐, 프로세서는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수의 값, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급될 전력의 값, 커패시터 C1의 커패시턴스, 및 커패시터 C2의 커패시턴스를 결정한다. 예를 들어, 프로세서는 값 PWAPRC4 및 값 PWAPRCB 중 어느 것이 낮은지 결정한다. 프로세서는 값 PWAPRC4가 값 PWAPRCB보다 낮다고 결정하기 위해 값 PWAPRC4를 값 PWAPRCB와 비교한다. 값 PWAPRC4이 산출되는 제 1 사이클 동안 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승된다. 프로세서는 RF 케이블 RFC21이 z ㎒ RF 생성기의 출력부와 IMN (102) 의 입력부 i2를 연결하기 위해 사용될 때 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 제 1 사이클 동안 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 값 f211, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 전력의 값들 (Ps16 내지 Ps20), 커패시터 C1의 커패시턴스 C111, 및 커패시터 C2의 커패시턴스 C211을 표 (1300) 로부터 식별한다.
일 실시예에서, 제 1 사이클 동안 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 커패시턴스들을 결정하기 위해 커패시터 C1 및 커패시터 C2 모두를 제어하는 대신, 효율이 상승되는 커패시터의 커패시턴스를 결정하기 위해 커패시터 C1 또는 커패시터 C2가 제어된다. 예를 들어, 값 PWAPRCB는 값 C111B를 갖도록 커패시터 C1을 제어하지 않고 달성된다. 커패시터 C1의 커패시턴스는 값 C111을 갖도록 유지되고 값 PWAPRCB는 커패시턴스 C111B 대신 커패시턴스 C111에 기초하여 결정된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클로부터 제 2 사이클로 커패시터 C1의 커패시턴스의 변화가 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRCB는 값 C211B를 갖도록 커패시터 C2 를 제어하지 않고 달성된다. 커패시터 C2의 커패시턴스는 값 C211을 갖도록 제어되고 값 PWAPRCB는 커패시턴스 C211에 기초하여 결정된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클로부터 제 2 사이클로 커패시터 C2의 커패시턴스의 변화는 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRC4는 값 C111을 갖도록 커패시터 C1을 제어하지 않고 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클을 야기하는 커패시터 C1의 커패시턴스의 변화는 없다. 또 다른 예로서, 값 PWAPRC4는 값 C211을 갖도록 커패시터 C2를 제어하지 않고 달성된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 제 1 사이클을 야기하는 커패시터 C2의 커패시턴스의 변화는 없다.
z ㎒ RF 생성기의 공급된 전력의 전력 값은 z ㎒ RF 생성기의 출력부에서 전압 반사 계수의 크기의 값에 종속된다는 것을 주의해야 한다. 예를 들어, Γ6이 낮게, 예컨대 미리 결정된 문턱값보다 크게 측정된다면 전력 값 Ps16은 낮게, 예컨대 미리 결정된 한계 이하로 제어된다. 또 다른 예로서, Γ6이 낮게, 예컨대 미리 결정된 문턱값보다 낮게 측정된다면, 전력 값 Ps16은 높게, 예컨대 미리 결정된 한계 이상으로 제어된다.
도 14는 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20), 주파수 값 f211, 커패시턴스 C111, 및 커패시턴스 C211이 z ㎒ RF 생성기의 액티브 제어에 대해 식별된다면 도 12의 시스템 (1200) 의 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 표 (1400) 의 일 실시예이다. RF 케이블 RFC21은 시스템 (1200) 에서 RF 케이블 RFC2대신 사용된다. 표 (1400) 에 도시된 바와 같이, x ㎑ RF 생성기는 주파수 f11을 갖는 사이클로 각각 동작한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 주파수 f11을 갖는다. 프로세싱 루틴 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수 f11을 x ㎑ RF 생성기의 FC로 제공한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 FC는 주파수 f11을 전력 공급부 (110) 로 제공하고 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성한다.
x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때 x ㎑ RF 생성기의 동작의 일 사이클의 첫번째 1/5 서브사이클 동안, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 전력 값 Ps16을 갖는 RF 신호를 생성하도록 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서에 의해 액티브 제어된다. 유사하게, x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때 x kHz RF 생성기의 동작의 사이클의 두번째 1/5 서브사이클 동안, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps17의 전력 값을 공급하도록 제어된다. 더욱이, x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 세번째 1/5 서브사이클 동안, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps18의 전력 값을 공급하도록 제어된다. x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 네번째 1/5 서브사이클 동안, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps19의 전력 값을 공급하도록 제어된다. 또한, x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안, z ㎒ RF 생성기의 전력 공급부 (112) 는 Ps20의 전력 값을 공급하도록 제어된다.
프로세서는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 값 f211, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급될 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20), 커패시터 C1의 커패시턴스 C111, 및 커패시터 C2의 커패시턴스 C211을 표 (1400) 로부터 식별한다. z ㎒ RF 생성기는 x ㎑ RF 생성기의 복수의 사이클들 동안 사이클 각각에 대해 f211의 주파수에서 그리고 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 에서 동작되도록 프로세서에 의해 제어된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 f211을 z ㎒ RF 생성기의 FC로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 FC는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 주파수 f211을 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 주파수 f211을 전력 공급부 (112) 로 제공한다. 또 다른 예로서, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작의 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 각각의 사이클에 대해 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 전력 공급부 (112) 로 제공한다.
더욱이, 직렬 회로 (108a) 의 커패시터 C1은 도 13을 참조하여 상기 기술된 것과 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 커패시턴스 값 C111을 갖도록 프로세서에 의해 제어된다. 유사하게, 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2는 도 13을 참조하여 상기 기술된 것과 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 커패시턴스 값 C211을 갖도록 프로세서에 의해 제어된다.
x ㎑ RF 생성기의 프로세싱 루틴의 동작의 사이클들 동안 사이클 각각에 대해 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 또 다른 주파수 f211 및 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 갖는 RF 신호를 생성한다. 전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f211을 갖고 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20) 을 갖는 RF 신호가 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC21을 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. 예를 들어, RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 첫번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps16, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 두번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps17, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 세번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps18, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 네번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps19, 그리고 x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps20을 갖는다.
IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 출력부 o1에서 수정된 RF 신호를 생성하도록 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다.
수정된 RF 신호를 하부 전극에 공급하는 것에 더하여, 플라즈마 챔버의 하부 전극과 상부 전극 사이의 갭으로 상부 전극을 통해 하나 이상의 프로세스 가스들이 공급된다. 수정된 RF 신호 및 하나 이상의 프로세스 가스들의 수신시, 웨이퍼 (802) 를 프로세싱하기 위해 갭 내에서 플라즈마가 생성되거나 유지된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들에 걸쳐 주파수 f211, 전력 값들 (Ps16 내지 Ps20), 커패시턴스 C111, 및 커패시턴스 C211이 유지될 때, 프로세싱 루틴 동안 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승된다.
일 실시예에서, x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들을 갖는 프로세싱 루틴 동안, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는, 커패시턴스 C1의 커패시턴스 C111 및 커패시터 C2의 커패시턴스 C211을 달성하기 위해 커패시터 C1 및 커패시터 C2 모두를 제어하는 대신, 효율을 상승시키도록 커패시터 C1 또는 커패시터 C2가 제어된다. 예를 들어, 프로세서는 커패시터 C1이 커패시턴스 C111을 갖도록 모터 M1을 통해 커패시터 C1을 제어하지 않는다. 오히려, 프로세서는 커패시터 C2가 커패시턴스 C211을 갖도록 모터 M2를 통해 커패시터 C2를 제어한다. 또 다른 예로서, 프로세서는 커패시터 C2가 커패시턴스 C211을 갖도록 모터 M2를 통해 커패시터 C2를 제어하지 않는다. 오히려, 프로세서는 커패시터 C1이 커패시턴스 C111을 갖도록 모터 M1을 통해 커패시터 C1을 제어한다.
일 실시예에서, RF 케이블 RFC21을 사용한 액티브 제어를 위한 프로세싱 루틴 동안, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 5 이외의 수의 서브사이클들로 분할된다.
도 15는 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15), 주파수 값 f21, 커패시턴스 C11, 및 커패시턴스 C21이 식별되면, 도 10의 시스템 (1000) 의 프로세싱 루틴을 예시하기 위한 표 (1500) 의 일 실시예이다. RF 케이블 RFC2는 시스템 (1000) 에서 사용된다. 표 (1500) 에 도시된 바와 같이, x ㎑ RF 생성기는 주파수 f11을 갖는 사이클로 반복적으로 동작한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 주파수 f11을 갖는다. 프로세싱 루틴 동안, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 x ㎑ RF 생성기의 FC로 x ㎑ RF 생성기의 동작 주파수 f11을 제공한다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 동안 FC는 주파수 f11을 전력 공급부 (110) 로 제공하고 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성한다.
x ㎑ RF 생성기가 주파수 f11에서 동작할 때, 프로세서는 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는, z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 값 f21, z ㎒ RF 생성기에 의해 공급될 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15), 커패시터 C1의 커패시턴스 C11, 및 커패시터 C2의 커패시턴스 C21을 표 (1500) 로부터 식별한다. z ㎒ RF 생성기는 x ㎑ RF 생성기의 복수의 사이클들에 대한 사이클 각각 동안 f21의 주파수 및 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 에서 동작되도록 프로세서에 의해 제어된다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작 주파수 f21을 z ㎒ RF 생성기의 FC로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 FC는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 주파수 f21를 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 공급부 (112) 를 동작시키기 위해 전력 공급부 (112) 로 주파수 f21을 제공한다. 또 다른 예로서, 호스트 컴퓨터 시스템의 프로세서는 z ㎒ RF 생성기의 동작의 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기로 제공한다. z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 사이클 각각에 대해 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 갖는 RF 신호를 생성하도록 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 전력 공급부 (112) 로 제공한다. 예시를 위해, z ㎒ RF 생성기의 전력 제어기는 x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 첫번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps11, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 두번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps12, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 세번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps13, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 네번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps14, 및 x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps15를 전력 공급부 (112) 로 제공한다.
더욱이, 직렬 회로 (108a) 의 커패시터 C1은 도 11을 참조하여 상기 기술된 것과 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 커패시턴스 값 C11을 갖도록 프로세서에 의해 제어된다. 유사하게, 션트 회로 (108b) 의 커패시터 C2는 도 11을 참조하여 상기 기술된 것과 동일한 방식으로 x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클들 동안 커패시턴스 값 C21을 갖도록 프로세서에 의해 제어된다.
x ㎑ RF 생성기의 프로세싱 루틴의 동작의 사이클들 동안 사이클 각각에 대해 전력 공급부 (110) 는 주파수 f11를 갖는 RF 신호를 생성하고 전력 공급부 (112) 는 또 다른 주파수 f21를 갖는 RF 신호 및 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 생성한다. 예를 들어, RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 첫번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps11, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 두번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps12, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 세번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps13, x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 네번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps14, 그리고 x ㎑ RF 생성기의 사이클 각각의 다섯번째 1/5 서브사이클 동안 전력 량 Ps15를 갖는다.
전력 공급부 (110) 에 의해 생성되고 주파수 f11을 갖는 RF 신호는 x ㎑ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC1을 통해 IMN (102) 의 입력부 i1로 전송된다. 유사하게, 전력 공급부 (112) 에 의해 생성되고, 주파수 f21을 갖고 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15) 을 갖는 RF 신호는 z ㎒ RF 생성기의 출력부로부터 RF 케이블 RFC2를 통해 IMN (102) 의 입력부 i2로 전송된다. IMN (102) 은 출력부 o1에 커플링된 부하의 임피던스를 입력부 i1 및 입력부 i2에 커플링된 소스의 임피던스와 매칭시키고 출력부 o1에서 수정된 RF 신호를 생성하도록 x ㎑ RF 생성기 및 z ㎒ RF 생성기로부터 수신된 RF 신호들을 조합한다. 수정된 RF 신호는 출력부 o1로부터 RF 송신 라인 RFT를 통해 하부 전극으로 전송된다.
수정된 RF 신호를 하부 전극에 공급하는 것에 더하여, 플라즈마 챔버의 하부 전극과 상부 전극 사이의 갭으로 상부 전극을 통해 하나 이상의 프로세스 가스들이 공급된다. 수정된 RF 신호 및 하나 이상의 프로세스 가스들의 수신시, 웨이퍼 (802) 를 프로세싱하기 위해 갭 내에서 플라즈마가 생성되거나 유지된다. x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들에 걸쳐 주파수 f21, 전력 값들 (Ps11 내지 Ps15), 커패시턴스 C11, 및 커패시턴스 C21이 유지될 때, 프로세싱 루틴 동안 z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승된다.
일 실시예에서, RF 케이블 RFC2가 사용되는 x ㎑ RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들을 갖는 프로세싱 루틴 동안, z ㎒ RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승되는 커패시턴스 C11 및 커패시턴스 C21을 달성하기 위해 커패시터 C1 및 커패시터 C2 모두를 제어하는 대신, 효율을 상승시키기 위해 도 11을 참조하여 상기 기술된 것과 유사한 방식으로 커패시터 C1 또는 커패시터 C2가 제어된다.
일 실시예에서, 도 11을 참조하여 상기 기술된 것과 유사한 방식으로 프로세싱 루틴 동안, x ㎑ RF 생성기의 동작의 사이클 각각은 5 이외의 수의 서브사이클들로 분할된다.
도 16은 사이클 및 서브사이클을 예시하기 위해 복수의 클록 신호들 (1602 및 1604) 을 예시한다. 클록 신호 (1602) 는 사이클 CY1 및 사이클 CY2와 같은 복수의 사이클들로 반복된다. 사이클 CY1 및 사이클 CY2 각각은 동일한 양의 시간 기간을 커버한다. 사이클 CY2는 사이클 CY1에 연속된다. 예를 들어, 사이클 CY2와 사이클 CY1 사이에 다른 사이클이 없다. 사이클 CY1 및 사이클 CY2를 갖는 클록 신호 (1602) 는 호스트 컴퓨터 시스템의 클록 소스, 예컨대 프로세서, 또는 클록 오실레이터, 또는 PLL (phase locked loop) 와 커플링된 클록 오실레이터에 의해 생성되고, 호스트 컴퓨터 시스템의 클록 소스로부터 클록 신호 (1602) 와 동기된 RF 신호를 생성하도록 z ㎒ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들, 예컨대 FC 및/또는 전력 제어기로 제공된다. 이에 더하여, 클록 신호 (1602) 는 클록 신호 (1602) 와 동기된 RF 신호를 생성하도록 호스트 컴퓨터 시스템의 클록 소스로부터 x ㎑ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들, 예컨대 FC 및/또는 전력 제어기로 제공된다.
더욱이, 일 실시예에서, 복수의 서브사이클들, 예컨대 서브사이클 SCY1 및 서브사이클 SCY2를 갖는 클록 신호 (1604) 는 호스트 컴퓨터 시스템의 클록 소스에 의해 생성되고 클록 신호 (1604) 와 동기된 RF 신호를 생성하도록 x ㎑ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들로 제공된다. 이에 더하여, 클록 신호 (1604) 는 클록 신호 (1604) 와 동기된 RF 신호를 생성하도록 클록 소스에 의해 z ㎒ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들로 제공된다. 서브사이클 SCY2는 사이클 SCY1에 연속된다. 예를 들어, 서브사이클 SCY2와 서브사이클 SCY1 사이에 다른 서브사이클이 없다. 서브사이클 SCY1 및 서브사이클 SCY2 각각은 동일한 양의 시간 기간을 커버한다.
일 실시예에서, x ㎑ RF 생성기 또는 z ㎒ RF 생성기는 마스터 (master) 로서 작용하고 다른 하나는 슬레이브 (slave) 로서 작용한다. 예를 들어, 클록 신호 (1602) 는 호스트 컴퓨터 시스템의 클록 소스에 의해 생성되고 호스트 컴퓨터 시스템의 클록 소스로부터 z ㎒ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들로 제공된다. z ㎒ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들은 클록 신호 (1602) 로부터 클록 신호 (1604) 를 생성하고 클록 신호 (1604) 와 동기된 RF 신호를 생성하기 위해 클록 신호 (1604) 를 x ㎑ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들로 전송한다. 또 다른 예로서, 클록 신호 (1602) 는 호스트 컴퓨터 시스템의 클록 소스에 의해 생성되고 호스트 컴퓨터 시스템의 클록 소스로부터 x ㎑ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들로 제공된다. x ㎑ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들은 클록 신호 (1602) 로부터 클록 신호 (1604) 를 생성하고 클록 신호 (1604) 와 동기된 RF 신호를 생성하기 위해 클록 신호 (1604) 를 z ㎒ RF 생성기의 하나 이상의 제어기들로 전송한다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 휴대용 하드웨어 유닛들, 마이크로프로세서 시스템들, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그래밍가능한 가전 제품들, 미니컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들, 등을 포함하는 다양한 컴퓨터 시스템 구성들로 실시될 수도 있다. 실시예들은 또한 태스크들이 네트워크를 통해 링크되는 원격 프로세싱 하드웨어 유닛들에 의해 수행되는, 분산 컴퓨팅 환경들에서 실시될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는, 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은, 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치에 통합된다. 전자장치들은 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부품들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 유형에 따라서, 프로세스 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴들 및 다른 이송 툴들 및/또는 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그램된다.
일반적으로 말하면, 다양한 실시예들에서, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드포인트 측정들을 인에이블하는 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSP), ASIC들로서 규정되는 칩들, PLD들, 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 한계들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들이다. 일부 실시예들에서, 동작 한계들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 산화물들, 실리콘, 이산화 실리콘, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부이다.
제어기는 일부 실시예들에서, 시스템에 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 이와 달리 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합되는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부이다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 하는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하기 위해 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블하고, 현 프로세싱의 한계들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사한다.
일부 실시예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함하는 네트워크를 통해서 프로세스 레시피들을 시스템에 제공한다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 한계들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함한다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안에 수행될 프로세스 단계들 각각에 대한 한계들을 특정한, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 이 한계들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성된 툴의 유형 및 수행될 프로세스의 유형에 특정적이라는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 제어기는 예를 들어 서로 네트워킹되어서 함께 공통 목적을 위해서, 예를 들어 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들을 위해서 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산된다. 이러한 목적을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는, (예를 들어, 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들을 포함한다.
비한정적으로, 다양한 실시예들에서, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (physical vapor deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (chemical vapor deposition) 챔버 또는 모듈, ALD (atomic layer deposition) 챔버 또는 모듈, ALE (atomic layer etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관되는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 기술된 동작들을 몇몇 유형들의 플라즈마 챔버들, 예를 들어, ICP (inductively coupled plasma) 반응기를 포함하는 플라즈마 챔버, TCP (transformer coupled plasma) 챔버, CCP (capacitively coupled plasma) 반응기, 도전체 툴들, 유전체 툴들, ECR (electron cyclotron resonance) 반응기을 포함하는 플라즈마 챔버, 등에 적용한다는 것을 또한 주의한다. 예를 들어, 하나 이상의 RF 생성기들이 ICP 반응기 내의 인덕터에 커플링된다. 인덕터의 형상의 예들은 솔레노이드, 돔-형상 코일, 플랫-형상 코일, 등을 포함한다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기 또는 툴들 중 하나 이상과 통신한다.
상기 실시예들을 유념하여, 실시예들 중 일부는 컴퓨터 시스템들에 저장된 데이터를 수반하는 다양한 컴퓨터-구현된 동작들을 채용한다는 것이 이해되어야 한다. 이들 동작들은 물리량들을 물리적으로 조작하는 것이다. 실시예들의 일부를 형성하는 본 명세서에 기술된 임의의 동작들은 유용한 머신 동작들이다.
실시예들 중 일부는 또한 이들 동작들을 수행하기 위한 하드웨어 유닛 또는 장치와 관련된다. 장치는 특수 목적 컴퓨터로 특별히 구성된다. 특수 목적 컴퓨터로 규정될 때, 컴퓨터는 특수 목적의 일부가 아닌 다른 프로세싱, 프로그램 실행 또는 루틴들을 수행하지만, 여전히 특수 목적을 위해 동작할 수 있다.
일부 실시예들에서, 동작들은 컴퓨터 메모리, 캐시에 저장되거나 컴퓨터 네트워크를 통해 획득된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들에 의해 선택적으로 활성화되거나 구성된 컴퓨터에 의해 프로세싱될 수도 있다. 데이터가 컴퓨터 네트워크를 통해 획득될 때, 데이터는 컴퓨터 네트워크 상의 다른 컴퓨터들, 예를 들어, 컴퓨팅 리소스들의 클라우드에 이해 프로세싱될 수도 있다.
하나 이상의 실시예들은 또한 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체 상의 컴퓨터-판독가능한 코드로서 제조될 수 있다. 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체는, 나중에 컴퓨터 시스템에 의해 판독되는 데이터를 저장하는 임의의 하드웨어 저장 하드웨어 유닛, 예를 들어, 메모리 디바이스, 등이다. 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체의 예들은 하드 드라이브들, NAS (network attached storage), ROM, RAM, CD-ROMs (compact disc-ROMs), CD-Rs (CD-recordables), CD-RWs (CD-rewritables), 자기 테이프들 및 다른 광학 데이터 저장 하드웨어 유닛 및 비광학 데이터 저장 하드웨어 유닛을 포함한다. 일부 실시예들에서, 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨터-판독가능 코드가 분산된 방식으로 저장 및 실행되도록 네트워크-커플링된 컴퓨터 시스템을 통해 분산된 컴퓨터-판독가능 유형의 매체를 포함한다
방법 동작들이 특정한 순서로 상기에 기술되었지만, 다양한 실시예들에서, 다른 하우스키핑 동작들이 동작들 사이에서 수행되거나, 방법 동작들은 약간 상이한 시간들에 발생하도록 조정되거나, 다양한 인터벌들로 방법 동작들의 발생을 허용하는 시스템 내에 분산되거나, 상기 기술된 것과 상이한 순서로 수행된다는 것이 이해되어야 한다.
일 실시예에서, 상기 기술된 임의의 실시예로부터 하나 이상의 피처들은 본 개시에 기술된 다양한 실시예들에서 기술된 범위로부터 벗어나지 않고 임의의 다른 실시예의 하나 이상의 피처들과 조합된다는 것을 또한 주의해야 한다.
전술한 실시예들이 이해의 명확성을 목적으로 다소 상세히 기술되었지만, 특정한 변화들 및 수정들은 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 이에 따라, 제시된 실시예들은 예시적이고 제한하지 않는 것으로 간주되고, 실시예들은 본 명세서에 주어진 상세들로 제한되지 않고, 첨부된 청구항들의 범위 및 등가물 내에서 수정될 수도 있다.

Claims (38)

  1. RF (radio frequency) 생성기의 제어를 위한 제어기 시스템에 있어서,
    파라미터를 생성하기 위해 고 RF 생성기의 출력부에서 측정된 변수의 복수의 측정 값들에 액세스하도록 구성된 프로세서로서, 상기 변수는 저 RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 동안 측정되고, 상기 복수의 측정 값들은 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 복수의 전력 값들과 연관되고,
    상기 프로세서는 상기 파라미터에 기초하여, 상기 고 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승하는, 상기 고 RF 생성기의 주파수의 값 및 임피던스 매칭 네트워크의 회로와 연관된 인자의 값을 결정하도록 구성되는, 상기 프로세서; 및
    상기 프로세서에 커플링된 메모리 디바이스로서, 상기 메모리 디바이스는 상기 주파수의 값 및 상기 인자의 값을 저장하도록 구성되는, 상기 메모리 디바이스를 포함하는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고 RF 생성기는 RF 케이블을 통해 상기 임피던스 매칭 네트워크에 연결되고,
    트레이닝 루틴 동안, 상기 프로세서는,
    상기 고 RF 생성기의 상기 출력부에서 측정된 상기 변수의 또 다른 복수의 측정 값들에 액세스하도록 구성되고―상기 변수의 상기 또 다른 복수의 측정 값들은 상기 저 RF 생성기의 동작의 또 다른 복수의 사이클들 동안 측정되고, 상기 변수의 상기 또 다른 복수의 측정 값들은 상기 RF 케이블이 변화된 후 측정되고, 상기 변수의 상기 또 다른 복수의 측정 값들은 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 또 다른 복수의 값들과 연관됨―; 그리고
    상기 또 다른 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해, 상기 고 RF 생성기에 의해 전달된 상기 전력의 상기 효율이 상승하는, 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 또 다른 값 및 상기 회로와 연관된 상기 인자의 또 다른 값을 결정하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해, 상기 고 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 상기 효율이 상승하는, 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 전력의 양을 결정하도록 구성되고,
    상기 메모리 디바이스는 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 상기 전력의 양을 저장하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 기판의 프로세싱 동안 상기 복수의 측정 값들에 액세스하도록 구성되고 그리고 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 값, 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 상기 전력의 양, 및 상기 인자의 값을 결정하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들의 서브세트 및 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 상기 복수의 값들의 서브세트로부터 계산되는 평균 값에 기초하여 상기 주파수의 값, 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 상기 전력의 양, 및 상기 인자의 값을 결정하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해, 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들 중 제 1 값의 크기의 제곱과 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 상기 복수의 값들 중 제 1 값의 적 및 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들 중 제 2 값의 크기의 제곱과 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 상기 복수의 값들 중 제 2 값의 적의 평균 값을 계산하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 사이클들 중 또 다른 사이클에 대해, 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들 중 제 3 값의 크기의 제곱과 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 상기 복수의 값들 중 제 3 값의 적 및 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들 중 제 4 값의 크기의 제곱과 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 상기 복수의 값들 중 제 4 값의 적의 또 다른 평균 값을 계산하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 사이클들 중 상기 일 사이클에 대한 상기 평균 값이 상기 복수의 사이클들 중 상기 다른 사이클에 대한 상기 다른 평균 값보다 작다고 결정하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 평균 값이 상기 복수의 사이클들 중 상기 다른 사이클에 대한 상기 다른 평균 값보다 작은, 상기 복수의 사이클들 중 일 사이클에 기초하여 상기 주파수의 값, 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 상기 전력의 양, 및 상기 인자의 값을 결정하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는 상기 임피던스 매칭 네트워크의 직렬 회로인, 제어를 위한 제어기 시스템.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 고 RF 생성기는 RF 케이블을 통해 상기 임피던스 매칭 네트워크에 연결되고,
    기판의 프로세싱 동안, 상기 프로세서는,
    상기 고 RF 생성기의 상기 출력부에서 측정된 상기 변수의 또 다른 복수의 측정 값들에 액세스하도록 구성되고―상기 변수의 상기 또 다른 복수의 측정 값들은 상기 저 RF 생성기의 동작의 또 다른 복수의 사이클들 동안 측정되고, 상기 변수의 상기 또 다른 복수의 측정 값들은 상기 RF 케이블이 변화된 후 측정되고, 상기 변수의 상기 또 다른 복수의 측정 값들은 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 또 다른 복수의 값들과 연관됨―; 그리고
    상기 또 다른 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해, 상기 고 RF 생성기에 의해 전달된 상기 전력의 상기 효율이 상승하도록, 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 또 다른 값, 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 상기 전력의 또 다른 양, 및 상기 회로와 연관된 상기 인자의 또 다른 값을 결정하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는 플라즈마 챔버 내에서 기판의 프로세싱 동안 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 값, 상기 전력의 양 및 상기 회로와 연관된 상기 인자의 값을 인가하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 변수는 전압 반사 계수이고, 상기 파라미터는 전력 반사 계수이고, 그리고 상기 인자는 커패시턴스인, 제어를 위한 제어기 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는 직렬 회로이고, 상기 저 RF 생성기는 킬로헤르츠 신호를 생성하도록 구성되고 그리고 상기 고 RF 생성기는 메가헤르츠 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 변수는 전압 반사 계수이고 그리고 상기 파라미터는 전력 반사 계수이고, 그리고 상기 인자는 상기 회로의 커패시터의 커패시턴스인, 제어를 위한 제어기 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 측정 값들에 액세스하도록 구성되고 그리고 기판이 프로세싱되지 않는 트레이닝 루틴 동안 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 값 및 상기 인자의 값을 결정하도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 주파수의 값을 달성하기 위해 상기 고 RF 생성기를 제어하고 상기 기판이 프로세싱되는 프로세싱 동작 동안 상기 인자를 달성하기 위해 상기 회로를 제어하도록 더 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 파라미터에 기초하여, 상기 고 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 상기 효율이 상승하는 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 복수의 전력 양들을 결정하도록 구성되는, 패시브 제어를 위한 제어기 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 복수의 평균 값들에 기초하여 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 값, 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 상기 복수의 전력 양들, 및 상기 회로와 연관된 상기 인자의 값을 결정하도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 복수의 사이클들 중 대응하는 사이클 동안 수신된 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들의 대응하는 서브세트 및 상기 복수의 사이클들 중 상기 대응하는 사이클 동안 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 값들의 서브세트로부터 상기 평균 값들 각각을 계산하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해, 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들 중 제 1 값의 크기의 제곱과 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 상기 복수의 값들 중 제 1 값의 적 및 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들 중 제 2 값의 크기의 제곱과 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 상기 복수의 값들 중 제 2 값의 적의 평균 값을 계산하도록 구성되고, 상기 복수의 사이클들 중 상기 일 사이클 동안, 상기 고 RF 생성기는 상기 주파수의 값에서 동작하고 그리고 상기 회로는 상기 인자에서 동작하는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 사이클들 중 또 다른 사이클에 대해, 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들 중 제 3 값의 크기의 제곱과 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 상기 복수의 값들 중 제 3 값의 적 및 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들 중 제 4 값의 크기의 제곱과 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 전력의 상기 복수의 값들 중 제 4 값의 적의 또 다른 평균 값을 계산하도록 구성되고, 상기 복수의 사이클들 중 상기 또 다른 사이클 동안, 상기 고 RF 생성기는 상기 주파수의 또 다른 값에서 동작하고 그리고 상기 회로는 또 다른 인자에서 동작하는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 사이클들 중 상기 일 사이클에 대한 상기 평균 값이 상기 복수의 사이클들 중 상기 또 다른 사이클에 대한 상기 또 다른 평균 값보다 작다고 결정하도록 구성되고, 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 값, 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 상기 복수의 전력 양들, 및 상기 회로와 연관된 상기 인자의 값을 결정하기 위해, 상기 프로세서는 상기 평균 값이 상기 복수의 사이클들 중 상기 또 다른 사이클에 대한 상기 또 다른 평균 값보다 작은 상기 복수의 사이클들 중 상기 일 사이클에 대한 상기 주파수의 값, 상기 복수의 전력 양들, 및 상기 인자의 값을 식별하도록 구성되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 값 및 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 회로와 연관된 상기 인자의 값은 상기 복수의 사이클들 중 일 사이클에 대해 결정되는, 제어를 위한 제어기 시스템.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는 션트 회로 (shunt circuit) 인, 제어를 위한 제어기 시스템.
  23. RF 생성기의 제어를 위한 시스템에 있어서,
    회로를 포함하는, 임피던스 매칭 네트워크;
    상기 임피던스 매칭 네트워크에 커플링된 플라즈마 챔버;
    상기 임피던스 매칭 네트워크에 커플링되고 상기 임피던스 매칭 네트워크에 저 RF 신호를 공급하도록 구성된 저 RF 생성기;
    상기 임피던스 매칭 네트워크에 커플링되고 상기 임피던스 매칭 네트워크에 고 RF 신호를 공급하도록 구성된 고 RF 생성기; 및
    상기 고 RF 생성기에 커플링된 제어기 시스템을 포함하고,
    상기 제어기 시스템은,
    파라미터를 생성하기 위해 상기 고 RF 생성기의 출력부에서 측정된 변수의 복수의 측정 값들을 액세스하고―상기 변수는 상기 저 RF 생성기의 동작의 복수의 사이클들 동안 측정되고, 상기 복수의 측정 값들은 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 복수의 전력 값들과 연관됨―, 그리고
    상기 파라미터에 기초하여, 상기 고 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 효율이 상승하는 상기 고 RF 생성기의 주파수의 값 및 상기 회로와 연관된 인자의 값을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함하는, RF 생성기 제어 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 회로는 직렬 회로이고, 상기 저 RF 신호는 킬로헤르츠 신호이고 그리고 상기 고 RF 신호는 메가헤르츠 신호이고, 상기 변수는 전압 반사 계수이고 그리고 상기 파라미터는 전력 반사 계수이고, 그리고 상기 인자는 상기 회로의 커패시터의 커패시턴스인, RF 생성기 제어 시스템.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 측정 값들에 액세스하도록 구성되고 그리고 기판이 프로세싱되지 않는 트레이닝 루틴 동안 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 값 및 상기 인자의 값을 결정하도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 주파수의 값을 달성하기 위해 상기 고 RF 생성기를 제어하고 상기 기판이 프로세싱되는 프로세싱 동작 동안 상기 인자를 달성하기 위해 상기 회로를 제어하도록 더 구성되는, RF 생성기 제어 시스템.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 파라미터에 기초하여, 상기 고 RF 생성기에 의해 전달된 전력의 상기 효율이 상승하는 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 복수의 전력 양들을 결정하도록 구성되는, RF 생성기 제어 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 측정 값들에 액세스하도록 구성되고 그리고 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 값, 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 상기 복수의 전력 양들, 및 기판의 프로세싱 동안 상기 인자의 값을 결정하도록 구성되는, RF 생성기 제어 시스템.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 고 RF 생성기의 상기 주파수의 값, 상기 고 RF 생성기에 의해 공급될 상기 복수의 전력 양들, 및 복수의 평균 값들에 기초하여 상기 회로와 연관된 상기 인자의 값을 결정하도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 복수의 사이클들 중 대응하는 일 사이클 동안 수신된 상기 변수의 상기 복수의 측정 값들의 대응하는 서브세트 및 상기 복수의 사이클들 중 상기 대응하는 일 사이클 동안 상기 고 RF 생성기에 의해 공급된 상기 복수의 전력의 값들의 서브세트로부터 상기 복수의 평균 값들 각각을 계산하도록 구성되는, RF 생성기 제어 시스템.
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