TW202249059A - 電漿處理系統的整合控制 - Google Patents

Abstract

茲揭示電漿處理系統以及功率遞送方法。一種系統可包括調變電漿性質的至少一調變電源，其中所述電漿性質的調變具有一重複週期T。所述調變電源的一輸出的電性特徵被監測並且提供至一控制器，其中所述電性特徵被分析。具有所述重複週期T的一波形的特徵被傳遞到經連接至電漿處理系統的至少一件設備，以致能經連接至所述電漿處理系統的多件設備的同步。而且此外，指令根據所述電性特徵的分析而被中繼至所述調變電源以及一匹配網路，其致能所述調變電源以及所述匹配網路的同時調諧。

Description

電漿處理系統的整合控制

本揭露內容大致有關於電漿處理。尤其但非限制性的，本揭露內容有關於耦接至電漿處理系統的設備的互操作。 優先權主張

本專利申請案是2020年9月24日申請的名稱為“電漿處理系統中的調變電源的應用”的專利申請案號17/031,027(申請中)的一部分接續案，而所述專利申請案為2018年11月16日申請的名稱為“電漿處理系統中的調變電源的應用”的專利申請案號16/194,125的一接續案，並且在2020年10月20日被核准為美國專利號10,811,227，而其是主張2017年11月17日申請的臨時申請案號62/588,255的優先權，名稱為“電漿處理設備中的EV源的改良的應用”並且被讓與給本案的受讓人，並且藉此明確地被納入在此作為參考。

用於蝕刻及沉積的電漿處理系統已經被利用數十年，但是在處理技術及設備技術上的進步是持續產生逐漸更加複雜的系統。同時，利用工件所產生的結構的減小尺寸需要電漿處理設備漸增精確的控制及互操作。目前的控制方法及相關系統並未能解決和現今及未來複雜系統相關的數個問題；因此，對於不同但互相依賴的電漿處理設備的新穎且改良控制是有所需求。

根據一特點，一種功率遞送系統包括至少一調變電源，其被配置以提供功率至一電漿負載。所述調變電源調變電漿性質，其中所述電漿性質的調變具有一重複週期T。所述系統亦包括一匹配網路，其被配置以阻抗匹配所述調變電源的一輸出至所述電漿負載；一第一感測器，其被配置以量測在所述調變電源的一輸出的功率的至少一參數；以及一控制器。所述控制器被配置以從所述感測器接收所量測參數信號；接收一使用者功率遞送要求；分析所量測參數信號以及所述使用者功率遞送要求中的至少一個；指示所述調變電源或是所述匹配網路中的一或多個以調整一或多個操作參數以便於符合所述使用者功率遞送需求；並且傳送具有一同步信號重複週期的一同步信號到經連接至所述電漿系統的至少一件設備以同步化所述調變電源以及所述至少一件設備，其中所述同步信號重複週期是T的一整數倍數。

另一特點可被描述特徵為一種被編碼有指令的非暫態實體處理器可讀取儲存媒體，其包括指令以進行：監測一調變電漿性質的調變電源的一功率輸出的電性特徵，其中所述電漿性質的所述調變具有一重複週期T；提供所述功率輸出的所述電性特徵至一控制器；以及分析所述功率輸出的所述電性特徵。一具有所述重複週期T的特徵化波形的特徵被傳遞到經連接至電漿處理系統的至少一件設備，以致能經連接至所述電漿處理系統的多件設備的同步，並且指令根據所述電性特徵的所述分析而被中繼至所述調變電源以及一匹配網路，其致能所述調變電源以及所述匹配網路的同時調諧。

又一特點可被描述特徵為功率遞送系統的一種功率控制系統。所述功率遞送系統包括一第一感測器，其被配置以監測一調變電源的功率輸出以及所述調變電源所看到的阻抗，其中所述調變電源被配置以經由一匹配網路來提供功率至一電漿，所述匹配網路調變所述電漿。所述功率遞送系統亦包括一和所述第一感測器通訊的控制器。所述控制器被配置以管理所述調變電源以及所述匹配網路的調諧，其中所述調諧考量所述調變電源的所述功率輸出以及所述調變電源所看到的所述阻抗，並且特徵化具有一重複週期T的一波形，其包含有關所述電漿的所述調變或是經連接至一電漿處理系統的一件設備的一所要波形的資訊中的至少一個，以產生一波形資料組。所述控制器亦被配置以傳送所述波形資料組到經連接至所述電漿處理系統的至少一件設備。

所述字詞“範例的”在此被用來表示“作為舉例、實例或例證的”。任何在此描述為“範例的”實施例並不一定被解釋為相對其它實施例較佳或有利的。

初步備註：在以下圖式中的流程圖及方塊圖描繪根據本發明的各種實施例的系統、方法及電腦程式產品的可能實施方式的架構、功能及操作。就此點而言，在這些流程圖或方塊圖中的某些區塊可能代表程式碼之一模組、區段或部分，其包括一或多個可執行指令以用於實施所指明的邏輯功能。同樣應注意到的是，在某些替代實施方式中，在所述區塊中標註的功能可與在圖式中標註的順序不同地發生。例如，兩個被展示為連續區塊事實上可實質同時來執行、或是所述區塊有時可以用相反順序來執行，此依據所牽涉到的功能而定。亦將會注意到的是，所述方塊圖及/或流程圖圖示的每一個區塊、以及在所述方塊圖及/或流程圖圖示中的區塊組合可藉由執行所指明功能或動作的特殊用途的硬體為基礎的系統、或是特殊用途的硬體及電腦指令的組合來實施。

儘管以下的揭露內容大致是指晶圓電漿處理，但是實施方式可包括在電漿室內的任何基板處理。在某些實例中，基板除外的物體也可利用在此揭露的系統、方法及設備來處理。換言之，此揭露內容適用於在低於大氣壓的電漿處理室內的任何物體的電漿處理以藉由物理或化學手段來達成表面改變、表面下的改變、沉積或移除。

此揭露內容可利用如同揭露在US9287092、US9287086、US9435029、US9309594、US9767988、US9362089、US9105447、US9685297、US9210790中的電漿處理以及基板偏壓技術。這些申請案的全體被納入在此作為參考。但應該體認到的是，在此說明書中對於任何先前刊物(或從其導出的資訊)、或是對於任何已知事物的參照都不是承認或接受或是任何形式的暗示所述先前刊物(或從其導出的資訊)或是已知事物是習知、常規、或構成在此說明書有關的努力的領域中之普遍一般知識的部分。

為了此揭露內容之目的，源產生器是那些能量主要是針對於產生及維持所述電漿者，而“偏壓電源”是那些能量主要是針對於產生一表面電位以用於從所述電漿吸引離子及電子者。

圖1展示一電漿處理系統的一實施例，其中許多件設備直接及間接耦接至包含電漿102的電漿室101。所述設備包括真空維護、氣體傳送及晶圓搬運設備106、偏壓產生器108、一偏壓匹配網路110、偏壓量測及診斷系統111、源產生器112、一源匹配網路113、源量測及診斷系統114、量測及診斷設備115、以及一系統控制器116。在圖1中的實施例以及在此所述的其它實施例是複雜的電漿處理系統的範例，因而電漿系統在此的描繪有助於傳達經耦接至所述電漿室101的設備的相互關係。

所述電漿處理設備的相互關係的一個例子是調變電源(例如，源產生器112、偏壓產生器108、以及其它在此進一步論述的調變電源)在電漿性質(及其控制)上所具有的效應。更明確地說，調變電源可造成電漿性質的強調變，例如由所述電漿102呈現給所述電漿處理系統100的設備的阻抗。電漿調變亦可能造成電漿性質的量測的假象(aliasing)。有關電漿性質的調變的效應的額外細節在此進一步論述。

在圖1中所示的是一電漿處理系統100(例如，沉積或蝕刻系統)，其包含一工件(例如，一晶圓)103被容納其之內的一電漿室101。一些偏壓電極104透過所述偏壓量測及診斷系統111來連接至所述偏壓匹配網路110，而一些偏壓產生器108連接至所述偏壓匹配網路110。所述偏壓電極104可以是內建於一靜電吸盤中，以將所述工件103保持在適當處。此可能牽涉到一高電壓DC電源107整合到所述系統中。在許多應用中，單一偏壓電極104被使用，但是許多偏壓電極104的使用可被用來達成一所要空間控制。

在圖1中描繪的偏壓產生器108可以是較低頻率的(例如，400kHz至13.56MHz)RF產生器，其施加一正弦波形。亦展示的是一組源電極105，其透過所述源量測及診斷系統114以及源匹配網路113來連接至一些源產生器112。在許多應用中，來自單一源產生器112的功率連接至一或多個源電極105。所述源產生器112可以是較高頻的RF產生器(例如13.56MHz至120MHz)。真空維護、氣體傳送及晶圓搬運設備106可被實施以完成所述系統，並且選配額外的量測及診斷設備115可以存在(例如是光譜學設備)。

在圖1的實施例中的系統控制器116透過一系統控制匯流排117來控制整個系統。所述系統控制匯流排117亦可被利用以從所述電漿處理系統的設備收集資訊。除了所述系統控制匯流排117，亦可有專用的系統間通訊118，其例如可被利用以從一源產生器112來控制所述源匹配網路113、或是在子系統之間交換資訊，而不涉及所述系統控制匯流排117。在子系統之間亦可有一近即時通訊鏈路119。此可具有一參考振盪器的形式以鎖相在所述系統上的不同產生器，以提供波形同步信號、電弧偵測信號等等。儘管單一源產生器112是常見的，但是具有多個源產生器112以及多個偏壓產生器108也是常見的，以便於達成所要電漿密度以及對於離子能量分布的所要控制。所述源產生器112及/或偏壓產生器108中的一或多個可調變所述電漿性質，並且被視為一調變電源。

圖2展示一電漿處理系統200的一實施例，其中所述源產生器112被一遠端電漿源205所替換。如同所述技術中具有通常技能者將會體認的，所述遠端電漿源205可包括一激勵源(例如，一RF產生器)以及一被配置及設置以產生電漿的電漿產生室，其被提供至所述電漿室101。儘管所述遠端電漿源205在所述電漿室101之外，但是所述遠端電漿源205可耦接至所述電漿室101以和所述電漿室101形成一連續容積。儘管在許多實施例中是不太可能的，但在某些實施例中，所述遠端電漿源205可調變在所述電漿室101中的電漿102的電漿性質。而且若所述遠端電漿源205確實調變所述電漿102的電漿性質，則所述遠端電漿源205及/或所述偏壓產生器108中的一或多個可被視為一調變電源。

圖3展示一電漿處理系統的另一實施例，其中多個偏壓產生器是被一整合式偏壓功率遞送系統308所取代。此種整合可降低系統複雜度並且降低重複，其例如藉由利用共同DC電源於所述RF產生器、一共同控制器、輔助電源、量測系統等等，但是至所述電漿室101的輸出仍然是單一或多個RF頻率及/或一DC信號的一組合。許多其它變化是存在的，例如利用一源產生器以及整合式偏壓功率遞送系統、或是利用整合式源及偏壓功率遞送系統等等。

接著參考圖4，所展示的是一電漿處理系統的又一實施例，其利用一偏壓電源408(而不是多個偏壓產生器108)，以獲得對於離子能量的分布更加嚴格的控制。如圖所示，所述偏壓電源408可施加一週期性波形至數個不同電極104、或者是一個別偏壓電源408可耦接至每一個電極104(未顯示在圖4中)。如同在圖5中所示，所思及的是多個偏壓電源508可相關多個產生器109而被利用。應該體認到的是，參考圖1-5所述的實施例並非互斥的，並且所描繪的設備的各種組合都可被採用。

本揭露內容的特點解決在習知技術中所面臨的挑戰，其藉由認識到電漿處理系統的傳統以及甚至是先進構件仍然受限於其自動設計。例如，偏壓電源、源產生器以及匹配網路通常是獨立操作的。此揭露內容描述用於整合在一功率遞送系統(亦以一功率產生及遞送系統著稱)的構件之間的通訊、量測及控制的系統、方法及設備。此方法的某些優點包括對於脈衝式及連續波(CW)兩種功率，提供在寬的動態範圍上的精確功率調節、在暫態期間更快的功率穩定、以及經降低反射功率的能力。

圖6A至6C描繪功率遞送系統的特點，其可相關參考圖1-5所述的電漿處理系統來加以利用。所述功率遞送系統600提供功率(例如，經由電感耦合及/或電容耦合)至一電漿102，其中一匹配網路604可最小化反射功率及/或達成一穩定電漿。所述源產生器112的功率輸出經由一第一傳輸介質608而被提供至所述匹配網路604，並且接著經由一第二傳輸介質610而至(一電漿負載606的)所述電漿102。一第一感測器614以及選配的第二感測器618及第三感測器611監測所述功率的電性特徵，其藉由量測電壓、電流、相位、阻抗、以及功率中的一或多個，並且傳遞(或中繼)此資訊至一本地控制器。所述本地控制器612存在於所述偏壓電源408、所述源產生器112、或是所述匹配網路604中(參見圖6C)、或是在所述功率遞送系統600之內的任何地方(參見圖6C)，並且管理在所述偏壓電源408、源產生器112、所述匹配網路604、以及所述第一、第二及第三感測器614、618、611中的一或多個之間的通訊。所述本地控制器612亦可管理在使用者以及所述功率遞送系統600的任意構件之間的通訊。所述本地控制器612可管理所述功率遞送系統600，使得根據一或多個功率遞送需求的可快速調整的、固定的、並且精確的功率被遞送至所述電漿102。

所述第一、第二及第三感測器614、618、611為了所述本地控制器612而監測所述功率。尤其，所述第一感測器614可監測所述源產生器112的一功率輸出、以及所述源產生器112所看到的一阻抗。所述本地控制器612根據所述功率遞送需求來分析由所述第一感測器614(以及選配地亦由所述第二感測器618)提供的量測。其可決定用於所述源產生器112及匹配網路604的操作參數，其被判斷是足以符合所述功率遞送需求，並且可指示(或是中繼指令至)所述源產生器112以及所述匹配網路204來調整那些構件的內部參數，以便於符合所述功率遞送需求。

此外，在某些實施方式中，所述本地控制器可被配置以操作所述系統控制器116的功能。亦被思及的是，所述外部控制器616可被配置以操作所述系統控制器116的功能。再者，所述系統控制器116的功能可橫跨一或多個本地控制器612以及一或多個外部控制器616來實施。因此，整合在一功率遞送系統的構件之間的通訊、量測及控制的特點(參考圖6A至圖9敘述的)可相關參考圖1-5所述的實施例及實施方式來加以利用，以控制及同步化電漿處理系統的設備。所述本地控制器612以及外部控制器616、716、816、916亦可提供額外功能以加強參考圖1-5所述的控制方法。

此統一的功率遞送系統600、或是在此揭露的一本地控制器612結合所述第一感測器614(以及選配地結合所述第二感測器618及第三感測器611)的使用具有一些優點。首先，藉由統一所述功率遞送系統600的各種構件的控制及操作，新穎功率遞送方法被致能，例如同時調諧所述匹配網路604及所述源產生器112、或是在脈動或改變所述源產生器112輸出的波形時調諧所述匹配網路604的能力。其次，此系統及方法致能可快速調整的、精確的、以及一致的功率遞送至所述電漿102。所述功率遞送系統600的速度在動態功率應用中(例如，脈衝式源產生器112的輸出)是特別有用的。

所述更快速調整功率遞送的能力可部分歸因於避免傳統系統當感測器在量測阻抗之前必須先量測頻率時所看到的延遲。所述本地控制器612可向所述第一感測器614提供所述產生器的操作參數(例如是頻率)，因而所述第一感測器614在開始取樣阻抗之前並不需要量測頻率。較早取樣表示阻抗可比現有技術更快被判斷出。所述本地控制器612亦可向所述第一感測器614提供在一功率波形中的脈動或是一改變的開始的指示，因此避免所述第一感測器614在取樣開始之前必須偵測此種改變。此亦致能所述第一感測器614比在現有技術中的感測器更快開始量測阻抗。

所述功率遞送系統600亦改善功率遞送的精確性。例如，當多個感測器被用來量測功率及阻抗時，每一個感測器具有和該感測器相關的一誤差函數，其產生自對於每一個感測器所做的校正。藉由利用單一感測器614來量測功率及阻抗，只有單一校準被執行，並且因此帶來較小誤差。

此外，具有較大數量的取樣點可改善阻抗量測。在此項技術中，取樣通常只能夠在所述產生器波形中的一脈衝或改變已經被偵測到之後才開始，而在此，所述本地控制器612可在所述脈衝或波形改變發生之前或是當下，向所述第一感測器614指出在所述源產生器112的波形中的一脈衝或改變的開始。就此而論，所述第一感測器614可比在現有技術中可能更早地開始取樣，因此致能更精確的阻抗量測。

再者，阻抗的量測依據正被量測的信號的頻率而定；因此，在量測頻率上的誤差會轉移成被量測的阻抗上的誤差。習知技術的阻抗量測通常是在所述匹配網路中的一感測器量測頻率之後才做成的，因此帶來不必要的誤差。或者是，當利用一寬頻感測器時，誤差以頻率的一函數而由所述寬頻感測器中的類比變化所引入。藉由使得所述第一感測器614知道所述源產生器112正在產生的頻率，而不是需要所述第一感測器614來量測在所述匹配網路的頻率，所述第一感測器614在阻抗量測上看到比習知技術中的感測器更小的誤差。再者，因為所述第一感測器614並不須量測頻率，因此其可取得更多樣本，因而較大樣本大小改善精確性。

此外，因為在一功率遞送系統中的每一個構件(例如，源產生器112、第一感測器614、匹配網路604、選配的第二感測器618)是不同的，因此一功率遞送系統的操作參數較佳的是在不同構件被取代時作出調整。傳統電源並未考量在構件之間的變化。相對地，所述本地控制器612知道所述功率遞送系統600的各種構件，並且依此調整其指令至所述源產生器112以及所述匹配網路604。

構件變化可藉由所述構件至所述本地控制器612的識別而被考量。譬如，所述偏壓電源408、源產生器112、及/或匹配網路604可經由品牌、型號、序號或是其它識別資訊來向所述本地控制器612表明其本身。再者，它們可提供操作特徵，例如狀態、設定點(例如，功率位準、頻率等等)、重複週期T、以及配置，此只舉一些例子而已。此分別可經由所述RF引擎613以及所述阻抗控制系統615來完成。所述第一及第二感測器614、618亦可向所述本地控制器612表明其本身。認證可經由一認證演算法來產生。就此而論，在一實施例中，當經由所述第一傳輸介質608來連接時，只有特定類型或品牌的偏壓電源408、源產生器112、以及匹配網路604是可操作的。所述本地控制器612亦可詢問所述偏壓電源、源產生器112、所述匹配網路604、以及所述第一及第二感測器614、618，以判斷其單元類型、序號、零件號、或是任何其它識別資訊。在此知識下，所述本地控制器612可修改指令至所述源產生器112、偏壓電源408、及/或所述匹配網路604，以考量在構件上的變化，因此容許所述功率遞送系統600能夠提供比在現有技術中可能更精確且一致的功率。

所述功率遞送系統600因為所述量測功率及阻抗兩者的能力，其亦改善功率遞送的一致性(或是品質)。一致性部分經由上述較大精確性(例如，經降低誤差累計以及較早且更大量取樣)來改善。一致性亦被改善，因為其中習知技術有困難維持一功率遞送系統的多個控制迴路中的穩定性，而所述單一控制器612可控制所述多個控制迴路並且確保在所述控制迴路之間的穩定性及同步。

一些設計特點是致能這些優點。例如，單一的第一感測器614可被用來監測所述源產生器112的功率輸出、以及所述源產生器112所看到的一阻抗。所述第一感測器614可量測在所述源產生器112的一輸出處的電壓、電流、相位、阻抗、以及功率。所述第一感測器614可被配置在所述源產生器112的一輸出。除了來自所述源產生器112的功率，所述第一感測器614因為遠端量測阻抗的能力而亦可量測所述源產生器112所看到的阻抗，此一特點在現有技術中是不可能的。遠端阻抗量測觀看實際在所述第一感測器614遠端的一位置(或是校準點)的阻抗，例如在從所述第一感測器614沿著所述第一傳輸介質608的某段實體距離的一位置(例如，在所述匹配網路604的一輸入)。

在傳統阻抗量測中的不精確表示遠端阻抗監測若非不可能、就是困難的。所述第一感測器614可因為數個原因而克服這些挑戰。例如，相較於現有技術中的感測器，所述第一感測器614可具有相關參照校準阻抗來增加電壓駐波比的一更線性響應，並且此外，所述第一感測器614可更接近地量測所述源產生器112的輸出功率的一相位。

通常，感測器可被校準以最佳地接近一中心操作阻抗(例如，50Ω)來操作，但是由於其對於阻抗變化的非線性響應，當阻抗離開所述校準阻抗時，感測器的精確性會快速地劣化。當在大的實體距離上進行量測時，此針對於實際本地量測的不精確會被放大。相對地，在許多實施方式中，所述感測器614在所述電壓駐波比圓上具有一更線性響應，其致能在遠離所述阻抗校準點並且因此在實際遠端位置的阻抗上進行的精確阻抗量測。

此外，所述第一感測器614或許能夠比先前世代感測器所可能的更接近地量測所述源產生器112的輸出的一相位。尤其，在高相位角下，對於相位角量測精確性有極端的靈敏度，並且因此在所產生阻抗及功率量測有高靈敏度。由於所述第一感測器614可更精確地量測相位角，因此其更佳能夠遠端地量測阻抗。

在一實施例中，所述第一感測器614是一定向耦合器。一定向耦合器可量測前向及反向功率的經縮放功率、以及在其之間的相位差。所述定向耦合器於是可以傳遞所述經縮放功率以及相位差回到所述本地控制器612。經縮放功率是所述定向耦合器提供至一量測系統的一電壓，其成比例於所述源產生器112操作到其標稱負載狀況(例如，50Ω)中的一輸出電壓。

其次，上述優點藉由所述功率遞送系統600透過單一本地控制器612的統一控制及監測而被致能。所述本地控制器612可接收及分析來自所述源產生器112、所述匹配網路604、所述第一感測器614、以及選配的第二感測器618的資訊。所述本地控制器612可執行一或多個演算法來分析有關所述功率遞送系統600接收到的資訊，並且決定採用的程序以便於確保一致功率遞送至所述電漿102。所述本地控制器612亦可發出指令給所述功率遞送系統600中的其它構件，例如所述源產生器112及匹配網路604，以實行某些動作及程序。

由於所述本地控制器612監測所有量測並且散佈所有控制信號及指令，因此操作者的許多責任被減輕，並且所述源產生器112以及匹配網路604對於功率及阻抗變動的調整所在的速度被強化。此種配置亦簡化所述功率遞送系統600的硬體需求，因為較少引線及信號線是必需的。藉由最小化引線及信號線的數量，所述源產生器112以及匹配網路604可經由較小且較不複雜的軟體及韌體來加以控制。

因為所述本地控制器612管理所述源產生器112以及所述匹配網路604兩者的操作，因此那些構件的同時調諧是可能的。所述本地控制器612可指示所述源產生器112的一RF引擎613來調整所述源產生器112的功率輸出的振幅、載波頻率、功率頻率、脈衝寬度、脈衝工作週期、或是波形。所述本地控制器612亦可指示所述匹配網路604的一阻抗控制系統615來調整所述匹配網路604的一阻抗，其例如藉由使得一馬達驅動機板來調整所述匹配網路604的可變電容器。

可利用調諧選項可命令所述本地控制器612如何管理所述功率遞送系統600。在其中所述源產生器112的頻率是固定的情形，所述本地控制器612可傳遞指令至所述匹配網路604來調整阻抗。在其中所述源產生器112的頻率是可變的情形，所述本地控制器612可(1)傳遞指令至所述匹配網路604來改變所述源產生器112看到的阻抗、(2)傳遞指令至所述源產生器112來改變所述功率輸出頻率、或是(3)傳遞指令至所述匹配網路204來改變所述源產生器112看到的阻抗並且傳遞指令至所述源產生器112來改變其功率輸出頻率。由於所述源產生器112的頻率比所述匹配網路604的阻抗更快速地被調整，因此除了調整阻抗的匹配網路204或是替代的，指示所述源產生器112以經由頻率來調諧在其中快速調諧是所需的情形中亦可以是較佳的。換言之，阻抗匹配可經由所述源產生器112以及所述匹配網路604的同時調諧來執行。

當所述本地控制器612考量由選配的第二感測器618提供的資訊時，更一致且精確功率可被遞送。譬如，選配的第二感測器618可以提供特徵化被遞送至所述電漿102的功率的資料；因此，其致能所述本地控制器612更精確且持續地提供調諧指令至所述源產生器112以及所述匹配網路604。來自選配的第二感測器618的量測亦可被利用於室匹配，以改善在平行操作室之間一致的功率遞送，但是每一個室具有一不同功率遞送系統。所述本地控制器612亦可利用這些量測來改善晶圓至晶圓的一致性、橫跨所述晶圓表面的均勻處理、端點偵測(例如，經由監測來自所述電漿的發光)、以及電弧管理。儘管未被描繪，但在某些實施例中，選配的第二感測器618可被配置在所述電漿室之內、或是接觸所述晶圓。

在一實施例中，被提供至所述電漿102的功率可針對於各種設定點而被改變(例如，從一第一設定點至一第二設定點)。當所述源產生器112切換在功率設定點之間時，所述匹配網路604可能無法足夠快速地調整以維持一致功率遞送至所述電漿102。為了克服此挑戰，一測試運行可被利用以決定對應於每一個源產生器112的設定點的用於所述匹配網路604的較佳設定點。所述測試運行發生在一裝置、半導體、或是任何其它待被處理的物體被設置在所述電漿室中之前。所述匹配網路604以及源產生器112接著針對於的源產生器112的所述各種設定點而被調諧。可被調諧的參數包括源產生器112的頻率、脈衝寬度、以及匹配網路604的阻抗。此調諧在所述室內無任何物之下實行的，因而緩慢調諧可產生而不傷害在所述室內的裝置。針對於源產生器112的各種設定點被判斷為較佳參數可被儲存在一記憶體中。在實際電漿處理期間，所述本地控制器612可發出指令給所述源產生器112以及所述匹配網路604，以操作在和所述各種設定點相關的較佳參數下。以此種方式，所述匹配網路604以及源產生器112並不須在處理期間調諧，而是可快速地被設定至如同在所述測試運行中所判斷的較佳參數。

所述本地控制器612亦可考慮到以下的特徵化所述功率遞送系統600的非限制性特點：構件效率特徵、控制演算法參數、可變電容器在所述匹配網路604中的位置、例如錯誤及警告的診斷、構件健康度量、構件歷史記錄、以及構件狀態請求。

當管理所述源產生器112以及所述匹配網路604的操作時，所述本地控制器612亦可考慮到所述電漿102的非電性特徵。譬如，所述本地控制器612a可考量室壓力、在所述室內的氣體化學、所述電漿的離子能量、所述電漿的光強度、由所述電漿發射的光的頻譜內容、以及電漿電弧，此只舉一些非限制性例子而已。在一實施例中，選配的第二感測器618可監測所述電漿102或是所述電漿處理室(未繪出)的非電性特徵，例如室壓力、在所述室內的氣體化學、所述電漿的離子能量、所述電漿的光強度、由所述電漿發射的光的頻譜內容、以及電漿電弧，此只舉一些非限制性例子而已。

如同所繪的，所述本地控制器612是供使用者和所述功率遞送系統600互動的唯一管道。在一實施例中，使用者可和一外部控制器616介接，而所述外部控制器616和所述本地控制器612通訊。所述源產生器112及匹配網路604的使用者控制經由所述本地控制器612而藉由所述外部控制器616來做成。然而，具有此項技術的技能者將會體認到使用者和所述功率遞送系統的互動並不一定侷限於所述本地控制器612。

所述第一感測器614可選配地和一選配的第二感測器618(或負載感測器)一起被實施。選配的第二感測器618可被配置在所述匹配網路604的一輸出(618a)處、或是在且包含所述匹配網路204及所述電漿102之間的某處(618b)。選配的第二感測器618被配置以特徵化被遞送至所述電漿102的功率，並且可量測在所述匹配網路604的輸出處、或是在所述匹配網路604及所述電漿102之間的任何地方的電壓、電流、相位、阻抗、或是功率。在一實施例中，選配的第二感測器618可耦合至所述電漿102，並且可被配置在所述電漿處理室之內、或是在處理期間耦合至一晶圓。

所述本地控制器612可管理在所述源產生器112(尤其是所述RF引擎613)、所述第一感測器614、所述匹配網路604(尤其是所述阻抗控制系統615)、以及選配的第二感測器618之間、在其本身及這些構件之間、以及在這些構件及使用者之間(例如，經由所述外部控制器616)的通訊。這些通訊可經由分別在所述源產生器112及匹配網路604內部的信號路徑625a或625b、或經由大致在所述源產生器112及所述匹配網路204外部的信號路徑626(儘管可能包括在所述源產生器112及所述匹配網路604內部的部分)來達成。

在所舉例說明的實施例中，所述信號路徑626是一匯流排(信號可在兩個方向上行進，而且多個信號可沿著相同路徑行進)。然而，在其它實施例中，各種構件可具有其本身的信號路徑至所述本地控制器612。在其它實施例中，可有超過一匯流排類型的信號路徑，並且在另外其它實施例中，可有類似匯流排及非匯流排的信號路徑的組合。

在某些實施例中，所述信號路徑626可被經由所述第一傳輸介質608的通訊所取代。換言之，從選配的第二感測器618至所述本地控制器612的通訊可被調變在所述源產生器112以及所述匹配網路604之間發送的功率信號上。在所描繪的各種構件之間的通訊可經由一例如RS485的串列通訊協定。或者是，這些通訊中的一或多個可經由一無線連線、或是經由一有線或無線網路來達成。譬如，所述信號路徑626可被實施為一本地區域網路(LAN)。

參照圖6B，所述本地控制器612b被配置在所述功率遞送系統600之內，但並不是所述源產生器112或所述匹配網路604的部分、或連接至所述源產生器112或所述匹配網路604。所述本地控制器612b可經由一被配置為匯流排的信號路徑626來和各種構件通訊。同樣地，匯流排配置並非必須的，並且每一個構件可具有一經隔離信號路徑至所述本地控制器612b。

在圖6C中，所述本地控制器612c耦接至所述匹配網路604、或是所述匹配網路604的部分。同樣地，匯流排類型的信號路徑或是經隔離信號路徑的任意組合可被利用。如同所繪的，在一第一位置618a的選配的第二感測器618以及所述阻抗控制系統615經由在所述匹配網路604內部的信號路徑625b來和所述本地控制器612c通訊。所述源產生器112(尤其是所述RF引擎613)、所述第一感測器614、以及在替代位置618b的選配的第二感測器618經由具有匯流排配置的信號路徑626來和所述本地控制器612c通訊。

所述本地控制器612、所述RF引擎613、所述第一感測器614、所述阻抗控制系統615、以及選配的第二感測器618及第三感測器611可包括任意處理器，例如但不限於中央處理單元(CPU)、現場可程式化閘陣列(FPGA)、可程式化的邏輯裝置(PLD)、數位信號處理器(DSP)、或是一或多個CPU、FPGA、PLD及/或DSP的組合。這些構件的任一個都可包括其本身的記憶體、或是和一共用記憶體通訊，其中所述記憶體可被配置以儲存資訊，例如所述源產生器112、偏壓電源408、以及所述匹配網路604的配置、或是在被遞送至所述電漿102的功率上的趨勢。所述記憶體可以是所述本地控制器612的部分、或者可以是所述源產生器112或所述匹配網路604的部分。在一實施例中，所述記憶體可以是所述RF引擎613或所述阻抗控制系統615的一部分。

所述本地控制器612可包括硬體、軟體、韌體、或是這些的組合。譬如，所述本地控制器612可包括處理器、記憶體、以及在所述處理器上執行的軟體，其被配置以分析來自所述第一、第二及/或第三感測器614、618、611的資料，並且決定如何及何時指示所述源產生器112、匹配網路604、及/或偏壓電源408來調整那些構件的內部參數。

所述RF引擎613、第一感測器614、阻抗控制系統615、以及選配的第二感測器618分別可包括例如處理器的邏輯，其接收指令並且發送資訊至所述本地控制器612。或者是，所述本地控制器612可處理用於所述RF引擎613、第一感測器614、阻抗控制系統615、以及選配的第二感測器618的每一個的所有邏輯及控制功能。

所述功率遞送需求可被程式化到所述本地控制器612中、可存在於由所述本地控制器612可存取的記憶體上、或是由使用者提供(使用者的功率遞送需求)。在一實施例中，所述第一、第二及第三感測器614、618、611是V-I感測器(能夠量測電壓、電流及相位)、或是能夠量測相位的定向耦合器。在某些實施方式中，所述兩個第二感測器618的位置中的只有一個(618a或618b)被實施。

所述第一及第二傳輸介質608、610可被實施為高功率電纜線(例如，同軸電纜)或是傳輸線。它們亦可以是在相鄰或經連接的源產生器112與匹配網路204之間的電連接。在一實施例中，所述源產生器112連接至所述匹配網路604以作為一統一的功率遞送系統600的部分，使得所述第一傳輸介質608僅僅是在所述功率遞送系統600的兩個子構件之間的一內部電連接。在另一實施例中，所述源產生器112以及所述匹配網路204被互連成使得第一傳輸介質608並不存在。換言之，所述源產生器112及匹配網路604可以是單一盒、容器、封裝、或單元的部分。此種實施例可能需要子構件(例如，電源、記憶體及處理器，此只舉一些例子而已)的更大整合、以及在所述源產生器112以及所述匹配網路604之間的通訊。在所述源產生器112及匹配網路604之內的某些子構件可以是共用的。譬如，所述匹配網路604可被做成所述源產生器112的一整體部分，因而所述源產生器112及所述匹配網路604可共用所述源產生器112的一濾波器及/或最終組合器。

在一實施例中，一功率控制系統可包括所述本地控制器612、所述第一感測器614、以及選配的所述第二感測器618。所述功率控制系統可以如上所論述被利用以修改現有功率遞送系統，以強化其功率遞送功能。

圖7描繪一種多產生器的功率遞送系統700的一實施例。所述功率遞送系統700包括三個產生器702a、702b、702c，其分別具有一匹配網路704a、704b、704c，其被用來在所述產生器702a、702b、702c提供功率至一電漿102時最小化反射功率。一感測器714a、714b、714c被納入用於監測產生器702a、702b、702c的電壓、電流、相位、阻抗及功率。所述感測器714a、714b、714c可以是每一個產生器702a、702b、702c的部分、或是耦接至每一個產生器702a、702b、702c、或是在每一個產生器702a、702b、702c的外部。所述感測器714a、714b、714c中繼電壓、電流、相位、功率及阻抗量測至一本地控制器712。

所述感測器714a、714b、714c亦可中繼其本身的身分至所述本地控制器712，其包含例如配置及操作參數的資訊。所述產生器702a、702b、702c以及所述匹配網路704a、704b、704c亦可例如分別經由所述RF引擎713a、713b、713c以及所述阻抗控制系統715a、715b、715c，來表明其本身至所述本地控制器712。

所述本地控制器712可管理在所述產生器702a、702b、702c、所述匹配網路704a、704b、704c、以及所述感測器714a、714b、714c之間的通訊。所述本地控制器712亦被配置以傳遞有關如何及何時調整內部參數的指令至所述產生器702a、702b、702c以及所述匹配網路704a、704b、704c。以此種方式，所述本地控制器712致能所述產生器702a、702b、702c以及所述匹配網路704a、704b、704c以一致並且用一種考量在構件之間的變化以及其它構件的操作的方式來操作。在某些實例中，所述功率遞送系統700的此統一操作亦可考量非電性因素，例如電漿室氣體化學或處理終點。在一實施例中，所述產生器702a、702b、702c的頻率可被調諧，同時亦調諧所述匹配網路704a、704b、704c。

在此多產生器的實施例中，在現有技術中的一特定挑戰是產生一致功率，因為每一個產生器702a、702b、702c透過所述傳輸介質710a、710b、710c或是所述電漿102而看到其它產生器702a、702b、702c(根據配置而定)。換言之，傳統多產生器的系統受到在所述產生器702a、702b、702c之間的串擾相互作用的困擾。藉由致能所述產生器702a、702b、702c以及匹配網路704a、704b、704c經由所述本地控制器712來和彼此通訊，並且利用同時考量這些構件的全部操作的所述本地控制器712來控制，一致且精確功率可被提供至所述電漿102。

在一實施例中，使用者可以和一外部控制器716介接，而所述外部控制器716和所述本地控制器712通訊。所述外部控制器716可往返於所述本地控制器712來傳送並且接收指令及資料。所述產生器702a、702b、702c以及匹配網路704a、704b、704c的使用者控制經由所述本地控制器712，藉由所述外部控制器716來達成。

儘管所述本地控制器712被描繪為產生器702a的部分，但是其亦可以是產生器702b或產生器702c的一部分。或者是，在所述功率遞送系統700之內的所有其它位置都亦可被利用。

再者，所述本地控制器712可和每一個產生器702a、702b、702c的一RF引擎713a、713b、713c以及每一個匹配網路704a、704b、704c的一阻抗控制系統715a、715b、715c通訊。尤其，所述本地控制器712可和這些子構件通訊並且對其傳遞指令。以此種方式，所述本地控制器712可指示所述產生器702a、702b、702c以及匹配網路704a、704b、704c來改變操作參數，例如脈衝頻率及可變電容器位置，僅舉出兩個非限制性例子。

圖8描繪一種多產生器的功率遞送系統400的另一實施例。圖8與圖7不同在於所述感測器814a、814b、814c被配置在所述匹配網路804a、804b、804c的輸出，而不是在所述產生器802a、802b、802c的輸出。所述感測器814a、814b、814c被配置以藉由量測在所述匹配網路804a、804b、804c的輸出或是前往所述電漿102的電壓、電流、相位、阻抗及/或功率，來特徵化針對於每一個產生器802a、802b、802c以及匹配網路804a、804b、804c的功率。

所述感測器814a、814b、814c以及所述產生器802a、802b、802c可分別經由所述RF引擎以及所述阻抗控制系統815a、815b、815c來表明本身至所述本地控制器812。

所述功率遞送系統800可經由一外部控制器816來和使用者介接。所述外部控制器816可和所述本地控制器812通訊，並且往返於所述本地控制器812來傳送及接收指令及資料。

如同在先前實施例中，所述本地控制器812可被配置為如同所繪的所述產生器802a的部分、或是為所述功率遞送系統800之內的其它構件的任一個的部分、或是相鄰這些構件的任一個，但仍然在所述功率遞送系統800之內。

儘管阻抗控制系統815a、815b、815c被描繪為用於每一個匹配網路804a、804b、804c，但是具有此項技術的技能者將會體認到這些可代表個別硬體(或是軟體或韌體)構件、或是單一硬體構件，其包括用於每一個匹配網路804a、804b、804c的一個別邏輯區塊。在一替代實施例中，單一阻抗控制系統(未繪出)可控制所有三個匹配網路804a、804b、804c的操作參數。

在另一實施例中，所述感測器814a、814b、814c可被位在所述匹配網路804a、804b、804c以及所述電漿102之間的單一感測器所取代。所述單一感測器可量測電壓、電流、相位、阻抗、以及功率，就如同被描繪的三個感測器814a、814b、814c被配置所做的。

儘管所述產生器802a、802b、802c以及所述匹配網路804a、804b、804c被描繪為經由相同信號路徑(在一匯流排配置中)和所述本地控制器812通訊，但是在其它實施例中，每一個構件可具有一個別信號路徑至所述本地控制器。或者是，所述產生器802a、802b、802c可具有一信號路徑至所述本地控制器812，而所述匹配網路804a、804b、804c具有另一信號路徑至所述本地控制器812。所述感測器814a、814b、814c亦可具有其本身的信號路徑至所述本地控制器812。

圖9描繪一種多產生器的功率遞送系統500的又一實施例。圖9與圖7及8不同在於那些圖的感測器在此被經配置在所述電漿102的一輸入的單一感測器914所取代。所述感測器914被配置以特徵化用於每一個產生器902a、902b、902c以及匹配網路904a、904b、904c的功率。

所述功率遞送系統900可經由一外部控制器916來和使用者介接。所述外部控制器916可和所述本地控制器912通訊，並且往返於所述本地控制器912來傳送及接收指令及資料。

儘管所述產生器902a、902b、902c以及所述匹配網路904a、904b、904c被描繪為經由相同信號路徑(在一匯流排配置中)來和所述本地控制器912通訊，但是在其它實施例中，每一個構件可以具有一個別信號路徑至所述本地控制器。或者是，所述產生器902a、902b、902c可具有一信號路徑至所述本地控制器912，而所述匹配網路904a、904b、904c具有另一信號路徑至所述本地控制器912。

儘管圖7-9的每一個外部控制器都被描繪為具有其本身的信號路徑至所述本地控制器，但是在替代的實施例中，每一個外部控制器可共用由所述感測器、產生器及匹配網路使用來和所述本地控制器通訊的相同信號路徑。

儘管在圖7-9中描繪的多產生器的實施例展示三組產生器、匹配網路、以及感測器，但是在其它實施例中，這些配置可利用兩組或多組產生器、匹配網路、以及感測器來實施。在一實施例中，可有單一感測器，而不是每一組產生器及匹配網路有一感測器。所述單一感測器可本地量測針對於一產生器的功率輸出，並且遠端地量測針對於兩個產生器的功率輸出。所述單一感測器亦可遠端地特徵化針對於所有三個匹配網路的阻抗。

接著參考圖10，所展示的是可被用來實現所述偏壓電源408、508的一範例的偏壓電源1008的大致表示。如圖所示，所述偏壓電源1008利用三個電壓V1、V2及V3。因為所述輸出Vout透過Cchuck而電容性耦合的，控制Vout的DC位準一般是不必要的，並且所述三個電壓可藉由選擇V1、V2或V3中之一為接地(0V)被縮減成兩個。一個別夾具電源107可被使用，因而控制Vout的DC位準是不必要的。若個別夾具電源未被使用，則所有三個電壓可被控制以控制Vout的DC位準。儘管為了清楚起見而未被展示，所述兩個開關S1及S2可藉由一開關控制器來控制，其經由電性或光學連接以致能所述開關控制器來開路及閉路所述開關S1、S2，即如同在以下揭露者。所描繪的開關S1、S2可藉由單極單投開關來實現，並且作為一非限制性例子，所述開關S1、S2可藉由碳化矽金屬氧化物半導體場效電晶體(SiC MOSFET)來實現。

在此實施方式中，所述電壓V1、V2及V3可以是DC源電壓。如圖所示，所述第一開關S1被設置以可切換地透過一電感元件來連接所述第一電壓V1至所述輸出Vout，並且所述第二開關S2被設置以可切換地透過一電感元件來耦接所述第二電壓V2至所述輸出Vout。在此實施方式中，所述兩個開關連接至一共同節點1070，並且一共同感應元件L1被設置在所述共同節點以及一輸出節點Vout之間。所述電感元件的其它配置是可能的。例如，可有兩個個別電感元件，其中一電感元件連接S1至Vout，並且另一個連接S2至Vout。在另一例子中，一電感元件可連接S1至S2，並且另一電感元件可連接S1或S2至Vout。

當參照圖10時，同時參考到圖11，其描繪：1)被輸出在Vout的偏壓電源1008的電壓波形；2)一對應鞘電壓；以及3)開關S1及S2的對應開關位置。在操作上，所述第一開關S1短暫地閉合以沿著所述電壓波形的一第一部分1160(在電壓V0及Va之間)增加在所述輸出節點Vout的電壓的位準至一第一電壓位準Va。所述位準Va沿著所述波形的一第二部分1162而被維持。所述第二開關S2接著短暫地閉合以沿著所述波形的一第三部分1164減小在所述輸出節點Vout的電壓波形的位準至一第二電壓位準Vb。注意到的是，S1及S2除了短時間期間以外都是開路的。如圖所示，沿著所述第三部分1164的所述負電壓擺幅影響所述鞘電壓(Vsheath)；因此，Va-Vb的一大小可被控制以影響所述鞘電壓。

在此實施例中，所述第三電壓V3透過一第二電感元件L2而被施加至所述輸出節點Vout，以進一步沿著所述電壓波形的一第四部分1166減小在所述輸出節點的電壓的位準。如同在圖11中所示，沿著所述第四部分1166的負電壓斜波可被建立，以藉由補償影響基板的離子來維持所述鞘電壓。

因此，S1短暫地透過所述第一電感元件L1來連接所述第一電壓V1至所述輸出Vout並且接著予以斷開，並且在一段時間期間之後，S2透過所述第一電感元件L1來連接所述第二電壓(例如，接地)至所述輸出Vout並且接著予以斷開。所述第三電壓V3透過一第二電感元件L2來耦接至所述輸出Vout。在此實施方式中，所述第一電壓V1可高於所述第三電壓V3，並且所述第一電壓V1至所述輸出Vout的瞬間連接及斷開使得所述輸出Vout的電壓沿著所述電壓波形的第一部分1160增加至一第一電壓位準Va，並且所述第一電壓位準Va沿著所述波形1162的所述第二部分而被維持。所述第一電壓位準Va可高於所述第一電壓V1，而所述第二電壓V2(例如，接地)可小於所述第一電壓位準Va。所述第二電壓V2的瞬間連接並且接著中斷連接使得所述輸出Vout的電壓在所述第三部分1164減小至低於所述第二電壓V2(例如，接地)的第二電壓位準Vb。

舉例而言，V1可以是-2000VDC；V2可以是接地；V3可以是5000VDC；V0可以是-7000VDC；Vb可以是-3000VDC；並且Va可以是3000VDC。但是這些電壓僅僅是範例而已，以提供背景給參考圖10及11所述的電壓的相對大小及極性。

接著參考圖12A-12C，所展示的是兩個DC電壓源的可能配置以提供在圖10中描繪的電壓V1、V2及V3。在圖12A中，V2是接地的，並且形成在所述兩個DC電壓源之間的一共同節點。在圖12B中，V1是接地的，並且V2形成在所述DC電壓源之間的一共同節點。而在圖12C中，V1是接地的，並且形成在所述兩個DC電壓源的每一個之間的一共同節點。

在某些實施例中，如同在圖13A、13B及13C中所示，三個DC電壓源可被利用以施加所述三個電壓V1、V2及V3。如同在圖13A中所示，所述三個DC電壓源的每一個可耦接至接地，並且所述三個DC電壓源的每一個提供V1、V2、V3中的對應一個。在圖13B中，所述DC電壓源中之一是接地的，並且所述三個DC電壓源經串聯配置。在圖13C中，DC電壓源中之一被設置在接地及V2之間，並且所述DC電壓源的每一個耦接至V2。

在圖10中描繪的偏壓電源1008僅僅是一偏壓電源1008的一個例子而已，其可在Vout產生如同在圖11中所示的一輸出。其它變化被展示及敘述在此較早所參照的被納入作為參考的專利中。同樣被揭露在所述納入作為參考的專利中的是不同調變方案，其可被施加至所述基本源波形(在Vout)以達成所要離子能量分布，並且控制藉由所述偏壓電源施加至所述電漿室的平均功率。

一調變設計包括調變所述電壓波形的第三部分1164以達成撞擊在所述電漿室101中的工件103上的離子的所要離子能量。舉例而言，所述偏壓電源408、508、1008可交替所述電壓波形的第三部分1164的大小在兩個或多個位準之間，以達成在所述電漿中的工件103在兩個或多個不同的位準之間的一交替表面電位。作為另一例子的是，所述電壓波形的第四部分1166的一斜率可被調整以改變被提供至一電極104的電流位準(以補償撞擊在所述工件103之上的離子電流)，以達成一所要離子能量分佈(例如，在一中心離子能量附近)。偏壓電源408、508、1008在許多電漿處理系統中作為一偏壓產生器的成功使用需要仔細的系統設計。 系統同步及通訊

例如所述源產生器112、偏壓產生器108、遠端電漿源205、以及偏壓電源408、508、1008的調變電源可造成電漿性質的強調變。在非限制性下，電漿性質的例子包括由所述電漿呈現的一阻抗、電漿密度、鞘電容、以及在所述電漿102中的工件103的一表面電位。如上所論述，藉由所述偏壓電源408、508、1008施加的電壓及/或電流的調變是調變電漿性質的一可能原因。

源產生器112亦可藉由調變影響所述電漿102的電磁場來調變電漿性質。尤其，源產生器112可脈動藉由一源產生器112所施加的功率(例如，RF功率)。再者，藉由一源產生器112所施加的功率的電壓大小可加以改變。一或多個額外的源產生器112的加入會增加額外複雜度。並且亦被思及的是，一或多個偏壓電源408、508、1008可在一源產生器112正施加脈衝式功率時，調變所述電壓(在圖10中所示的Vout)並且因此調變鞘電壓。因此，對於電漿性質的控制(例如，電漿密度及離子能量)是具有挑戰性的，而且對於所述電漿性質的空間的控制尤其是具有挑戰性的。

如上所論述，一遠端電漿源205可取代或加強一源產生器112。但是遠端電漿源205亦可以是調變電源，其被配置以藉由調變在所述電漿室101中的氣體的性質來調變電漿性質。

除了控制挑戰，一調變電源亦可能會(例如，以不利方式)影響另一調變電源的操作。舉一特定非限制性例子，所述偏壓電源408、508、1008可施加在一產生電漿調變的位準處的功率，其於是造成在被呈現給一源產生器112的負載阻抗上的非所要改變。此外，強電漿調變亦可能造成電漿性質的量測的假象。所述假象可能會妨礙前向及反射功率的精確量測；因此，妨礙操作者偵測損壞性的功率位準及/或妨礙對於所述源匹配網路113或是所述偏壓匹配網路110中的至少一個的適當控制。

經連接至所述電漿系統的設備的同步可減輕所述電漿調變的不利影響(例如，損壞性的功率及假象)，並且因此同步是高度所要的。但是電漿調變(例如，可能產生自許多調變電源)的複雜、隨時間變化的特點可能會使得同步是困難的。

參照圖14，所展示的是一同步控制器1416，其被配置以同步化一電漿處理系統的構成設備，其可包括調變電源以及其它並不調變所述電漿102的設備。如圖所示，所述同步控制器1416包括一使用者介面1450、一波形特徵化模組1452、一波形重複模組1454、一波形通訊模組1456、以及一同步模組1458。

所述同步控制器1416的所描繪構件可藉由硬體、韌體、軟體及硬體、或是其之組合來實現。所述同步控制器1416的功能構件可被分布在所述電漿處理系統的附近，並且複製在經連接至所述電漿處理系統的設備中。而且如同在此進一步論述，所述同步控制器1416可被實施為一主控裝置或是從屬裝置。

所述使用者介面1450致能操作者能夠和所述電漿處理系統互動因而所述操作者可控制所述同步的特點，並且所述操作者可接收有關所述設備以及所述電漿室101的狀況的資訊。所述使用者介面1450例如可藉由觸控螢幕、指向裝置(例如，滑鼠)、顯示器、以及鍵盤中的一或多個來實現。

所述波形特徵化模組1452大致被配置以產生一波形資料組，其特徵化所述電漿處理系統的一波形(例如，所述電漿的一調變的一波形、或是由設備輸出(或是希望輸出)的一波形)。所述波形重複模組1454被配置以決定用於經連接至所述電漿系統的一件設備的一重複週期T，並且所述波形通訊模組1456被配置以通訊所述波形資料組至所述一件設備或是經連接至所述電漿處理系統的另一件設備中的至少一個。所述同步模組1458被配置以傳送具有一同步脈衝重複週期(其是T的一整數倍數)的一同步脈衝至經連接到所述電漿系統的一或多個多件設備。

當參照圖14時，同時參考到圖15，其是描繪一種可相關一電漿處理系統以及所述同步控制器1416來通過的方法的流程圖。如圖所示，電漿性質利用一調變電源來調變，其中所述調變具有一重複週期T(區塊1500)。應該體認到的是，在許多實施例中，T是所述電漿調變的重複週期，而不是所述調變電源的一循環週期。因此，所述調變電源可具有一輸出，其帶有一重複週期為不同於所述電漿性質的調變。例如，所述調變電源可具有一200微秒的重複週期，而另一調變電源可具有一500微秒的重複週期，此導致所述電漿102在一1毫秒重複週期T下被調變。在某些實施例中，T是所有調變所述電漿處理系統的電漿性質的多件設備的波形的一最短時間長度，其具有週期T的週期性。

如同在圖15中所示，所述波形特徵化模組1452可特徵化具有一重複週期T的一波形，其包含有關所述電漿的調變、或是經連接至所述電漿處理系統的一件設備的一所要波形的資訊中的至少一個以產生一波形資料組(區塊1502)。

簡略地參考圖16，所展示的是：所述偏壓電源408、508、1008的一範例的輸出波形1601；對應於所述工件103的表面的一計算出有效電壓的一波形1603；一對應同步信號1604；以及有關具有一波形資料組1605的形式的波形的資訊。在圖16中，一輸出波形1601是所述偏壓電源408、508、1008的實際輸出(在Vout)，其具有一基本週期T 1602。所述波形1603是在所述工件103的表面的一計算出有效電壓(例如，一鞘電壓，其是所述工件103相對於所述電漿102的電壓)。亦展示的是一同步脈衝1604(亦被稱為一同步信號1604)，其具有為T的一整數倍數的一同步信號重複週期。並且所述波形資料組1605包括有關所述波形1603的資訊；因此，一特徵化波形(在圖16中表示)是所述波形1603。應該體認到的是，所述波形1603代表所述工件在兩個或多個不同位準(例如，-500V及-1000V)之間的一交替表面電位，但此只是一個例子而已，並且不是必須的。或者是，所述特徵化波形可以是藉由一調變電源產生的一輸出波形，其在圖16中是所述偏壓電源408、508、1008的輸出波形1601。在又一實施方式中，具有一重複週期T的所述波形的特徵包括所述電漿性質的特徵，例如電漿密度、鞘電容、鞘電位等等。

再次參照圖15，所述波形資料組1605藉由所述波形通訊模組1456而被傳送至經連接到所述電漿系統的至少一件設備(區塊1504)，並且所述同步模組1458傳送具有一同步信號重複週期(其是T的一整數倍數)的同步信號1604到經連接至所述電漿系統的至少一件設備(區塊1506)。此方法致能經連接至所述電漿處理系統的多件設備的同步，其中所述特徵化波形包含有關所述電漿的調變的資訊、或是有關經連接至所述電漿處理系統的一件設備的一所要波形的資訊中的至少一個。應該體認到的是，所述波形資料組可被傳遞至一件接收設備以控制該件接收設備(例如，藉由指示該件接收設備來提供一所要波形)。或是所述波形資料組可以是訊息性的(例如，以提供有關所述電漿的調變的資訊、或是提供有關一調變電源的輸出的資訊)。

儘管圖16描繪一調變電源的一特定例子(其中施加具有一致能對於在接近一電極104的一區域中的離子能量的控制的波形的功率)，所述波形特徵化(區塊1506)大致可應用於其它波形，其可代表電漿相關的調變的特點(例如，電漿密度、電漿阻抗、離子通量等等)、或是藉由其它設備所施加的功率的特點。例如，耦接至所述電漿處理系統的設備可包括RF及DC產生器，並且在某些實施方式中，所述產生器能夠從所述電漿處理系統吸收功率。亦被思及的是，在某些實施例中，一或多個產生器是一負載，其只能從所述電漿處理系統吸收功率。能夠吸收功率的產生器有用於控制在一電漿室中的一電磁場的空間性質，其例如藉由避免在所述室內的駐波。

所述源產生器112中的一或多個可同步化所述源產生器112的輸出的一性質與所述特徵化波形(其具有所述重複週期T)。所述源產生器112的輸出的性質可以是電壓、電流、功率、頻率、或是產生器源阻抗中的至少一個。並且所述源產生器112的輸出例如可包括(在一重複週期之內)脈衝式功率，接著是連續波功率。並且所述波形資料組可包括一時間系列的值，其指出針對於所述重複週期的功率的一或多個特點(例如，電壓、電流、相位等等)。所述源產生器112可同步化脈動與藉由所述偏壓電源408、508、1008所施加的一特定波形，其中相較於當所述源產生器112操作在一連續波操作模式，例如可在所述源產生器112正在脈動時用一不同方式來調變所述負電壓擺幅(所述第三部分1164)的大小。此使用案例只是一個例子而已，並且各種其它類型的處理步驟可以驅使多件電漿處理設備之間的同步。

此外，所述源產生器112可相對於在具有一重複週期T的所述特徵化波形上的改變，來提前或延遲在所述源產生器112的輸出的一性質上的改變。如上所論述，所述特徵化波形在某些實施方式中可特徵化所述電漿性質的調變。所述特徵化波形亦可特徵化所述源產生器112或是另一調變電源的一波形(依據所述源產生器112是如何被配置來操作而定)。

經耦接至所述電漿處理系統(並且如同在此所揭露地被同步化)的設備當然不限於調變電源。例如，所述資料組被傳送到的所述至少一件設備(區塊1504)可包括被配置以量測所述電漿處理系統的性質的設備。例如，所述量測可包括電漿性質、被遞送至所述電漿系統的功率的性質、或是被遞送至所述電漿系統的氣體的性質的量測中的至少一個。進一步的舉例，被配置以量測性質的設備可包括所述源量測及診斷系統114以及所述偏壓量測及診斷系統111中的一或多個。所述技術中具有通常技能者體認到所述源量測及診斷系統114以及所述偏壓量測及診斷系統111可包括相關硬體的一或多個感測器(例如，定向耦合器及/或VI感測器)以取樣及分析被遞送至所述電漿系統的功率的性質(其可被用來量測電漿阻抗為一電漿性質)。在一利用所述遠端電漿源205的電漿處理系統的背景中，被遞送至所述電漿處理系統的氣體的性質可加以量測(例如，利用光學或其它量測技術)。如同在此論述，電漿調變可能造成電漿性質的量測的假象，因而同步化量測為在時間窗之內(或是在其中調變處於一局部最小值的時間窗期間)以避免誤導的暫態值是有利的。

可以同步化的其它設備包括匹配網路。例如，所述阻抗匹配網路可同步化指出阻抗的量測與所述特徵化波形。藉由同步化所述量測與其中量測不出現誤導的時間窗(例如，當在被施加至所述電漿的功率位準上沒有大改變時)，匹配可加以改善。阻抗匹配網路的例子包括所述源匹配網路113以及所述偏壓匹配網路110。

所述波形資料組1605可經由數位通訊鏈路而被傳送(區塊1504)至經耦接到所述電漿處理系統的多件設備中的一或多個。所述通訊鏈路可包括所述系統控制匯流排117，其可藉由已知數位鏈路來實現(例如且非限制性乙太網路)。在許多實施方式中，所述波形資料組1605可被傳遞一次，並且接著所述同步脈衝驅使每一件設備用一反覆方式響應於所述波形資料組來操作。

所述同步信號可經由所述近即時通訊鏈路119而被傳送(區塊1506)至經耦接到所述電漿處理系統的設備。舉例而言，所述近即時鏈路可以是一類比通訊鏈路以提供具有一可識別基本脈衝(亦被稱為一“計時單元(tick)”))的單一類比輸出，並且若必要時，更新脈衝(亦被稱為“更新計時單元”)在所述基本脈衝之間被傳送。此外，所述同步信號可包括所述同步信號重複週期的開始的一指示、以及從所述同步信號重複週期的開始已經經過一段時間期間的至少一指示。

所述同步信號重複週期的開始可藉由具有一第一持續期間的一脈衝來指出，並且從所述同步信號重複週期的開始已經經過一段時間期間的指示可藉由具有一不同於所述第一持續期間的第二持續期間的一脈衝來指出。例如，所述第一持續期間可比所述第二持續期間長、或是反之亦然。

在某些實施方式中，所述同步信號包括所述同步信號重複週期的開始的一指示，其中所述同步信號重複週期的開始進一步被修改至少一次，以指出時刻或是指出一新波形生效。

參照圖17及18，所展示的是流程圖，其分別描繪在一件主控設備實行的活動、以及在一件從屬設備實行的活動。如同在圖17中所示，在一件主控設備，在用於經連接至所述電漿處理設備的設備的所要波形上的資訊被獲得(區塊1700)，並且一基本重複週期被決定(區塊1702)。亦對於建立任何中間同步脈衝是否必要以維持精確性來做成判斷(區塊1704)。波形資料組被產生(區塊1706)並且接著被傳遞至經連接到所述電漿處理系統的設備(區塊1708)。此外，同步脈衝被提供至經連接到所述電漿處理系統的設備(區塊1710)。如圖所示，若必要的話，中間同步脈衝被提供至設備(區塊1712)。並且亦獲得有關一序列是否應該要改變的資訊(區塊1714)，並且若所述序列應該要改變(區塊1716)，則以上參考區塊1700至1714所述的活動再次被執行。

如同在圖18中所示，在一件從屬設備，一波形資料組被接收到(區塊1800)，並且在設定一時間至零之前(區塊1804)，所述從屬接著等待接收到一序列開始脈衝(區塊1802)。所述從屬設備接著等待接收到一脈衝被 (區塊1806)，並且判斷所述脈衝是否為一序列開始脈衝(區塊1808)，並且若是的話，一時間被設定為零(區塊1810)。若所接收到的脈衝不是一序列開始脈衝(區塊1808)，則所述時間被同步化至所接收到脈衝的時序(區塊1812)。如圖所示，若一新波形資料組被接收到(區塊1814)，則一新波形資料組被接收到的旗標被設定(區塊1816)。若所述新波形資料組被接收到的旗標被設定(區塊1818)，並且所接收到脈衝被修改以指出改變至一新資料組(區塊1820)，則所述新波形資料組被接收到的旗標被清除，並且所述新波形資料組被加以利用(區塊1822)。

藉由利用精密振盪器，同步可在良好的精確度下被維持。例如，在所有設備中利用50ppm振盪器，對於一低到10kHz的基本脈衝重複速率，在一波形上的一變化可預測是具有優於50ns精確度。對於較長脈衝重複週期，吾人可以每100μs增加額外的同步脈衝以維持同步在50ns精確度之內。

在一源產生器112以及偏壓電源408、508、1008之間的同步可能需要在一給定偏壓電源脈衝的結束時降低電壓或是切斷電壓。例如，避免在一偏壓電源脈衝的中間結束一RF脈衝可能是所期望的。或者是，在電壓上的脈動或是週期性縮減可在所述偏壓電源脈衝中的相同點/相位處但是對於不同脈衝而開始及結束。換言之，在長度上設定所述脈衝等於一整數的偏壓電源脈衝可能是所期望的，不論所述波封脈衝是否與一個別偏壓電源脈衝的開始或結束同相。

圖19描繪根據此揭露內容的一實施例的一種供應功率至一電漿負載的方法1900。所述方法1900包括一監測操作1902、一分析操作1904、以及一中繼操作1906。所述監測操作1902牽涉到監測一產生器(例如，202)的一功率輸出的電性特徵，並且提供所述功率輸出的電性特徵至一本地控制器(例如，612)。所述分析操作1904可包括分析所述功率輸出的電性特徵(例如，電壓、電流、相位、阻抗、功率)。所述分析操作1904亦可牽涉到根據所監測到的電性特徵來判斷所述功率遞送系統(例如，200)可如何操作以便於符合功率遞送需求。所述中繼操作1906可牽涉到中繼(傳遞或發送)指令至所述功率遞送系統的產生器及匹配網路，其中所述指令可根據所述分析操作1904。所述指令可致能所述產生器及匹配網路的同時調諧。

先前敘述的實施例提供新穎且非顯而易知的系統及方法以產生積層膜、以及其它使用案例。例如類金剛石碳的例子當利用電漿處理來沉積時具有可能產生所述膜的剝離的非常高應力，其現在可被處理以納入低應力的石墨或非晶碳層，因而整體膜仍然呈現類金剛石碳性質，但是在較低應力下。在某些膜中，可能所期望的是在一期間中沉積所述膜，接著是其中所述電漿化學藉由脈動控制而被修改並且一高偏壓被施加以增加所述膜的密度的一期間。在此所述特點致能奈米層級的"布拉格(Bragg)"結構的製造，其由具有不同光學性質的交替層所構成，其藉由如同稍早所描繪的在每一個別期間中組合脈動以及偏壓電壓控制來產生。換言之，一第一化學成分可在一第一時間期間被達成以沉積一第一層，接著一第二化學成分可在一第二時間期間被達成以沉積一第二層。此可重複許多次以達成一“布拉格”結構。所述不同化學成分可藉由在以下的一或多個上的變化而被達成：偏壓電壓；兩個或多個偏壓電壓的工作週期；在偏壓電壓的時序上的變化；源脈動；源脈動的工作週期；源電壓；以及源電壓及脈動的組合。

相關在此揭露的實施例所述的方法可直接用硬體、用編碼在非暫態實體處理器可讀取儲存媒體中的處理器可執行碼、或是用所述兩者的組合來體現。例如參照圖20，所展示的是描繪可被利用以實現同步邏輯的實體構件的方塊圖，其可被實施在經耦接至在此揭露的電漿處理系統的設備中。如圖所示，在此實施例中，一顯示器部分2012以及非揮發性記憶體2020耦接至一匯流排2022，所述匯流排2022亦耦接至隨機存取記憶體("RAM")2024、一處理部分(其包括N個處理構件)2026、一選配的現場可程式化閘陣列(FPGA)2027、以及一包括N個收發器的收發器構件2028。儘管在圖20中描繪的構件代表實體構件，但是圖20並不欲為詳細的硬體圖；因此，在圖20中描繪的許多構件都可藉由常見結構來實現、或是被分散在額外實體構件之間。再者，所思及的是其它現有以及尚待開發的實體構件及架構可被利用以實施參考圖20所述的功能構件。

此顯示器部分2012大致是操作以提供一使用者介面給使用者，並且在數個實施方式中，所述顯示器藉由一觸控螢幕顯示器來實現。一般而言，所述非揮發性記憶體2020是非暫態記憶體，其作用以儲存(例如，持續地儲存)資料以及處理器可執行碼(包含和達成在此所述方法相關的可執行碼)。例如，在某些實施例中，所述非揮發性記憶體2020包括包含開機載入程式碼、作業系統碼、檔案系統碼、以及非暫態處理器可執行碼，以使得在此所述方法(例如，參考圖15及17-19所述的方法)的執行變得容易。

在許多實施方式中，所述非揮發性記憶體2020藉由快閃記憶體(例如，NAND或ONENAND記憶體)來實現，但所思及的是其它記憶體類型也可被利用。儘管從所述非揮發性記憶體2020執行所述碼可能是可行的，但在所述非揮發性記憶體中的可執行碼通常被載入RAM 2024，並且藉由在所述處理部分2026中的N個處理構件中的一或多個來執行。

相關RAM 2024的N個處理構件大致是操作以執行被儲存在非揮發性記憶體2020中的指令，以致能在經耦接至一電漿處理系統的設備之間的控制及同步。例如，用以達成所述源產生器及偏壓電源的同步地脈動及改變電壓的方法之非暫態處理器可執行碼可持續被儲存在非揮發性記憶體2020中，並且藉由相關RAM 2024的所述N個處理構件來執行。如同具有此項技術的通常技能者將會體認到的，所述處理部分2026可包含一視訊處理器、數位信號處理器(DSP)、微控制器、圖形處理單元(GPU)、或是其它硬體處理構件、或是硬體及軟體處理構件的組合(例如，一FPGA、或是一包含數位邏輯處理部分的FPGA)。

額外或是替代的，所述處理部分2026可被配置以達成在此所述方法(例如，同步地操作一電漿處理設備的設備的方法)的一或多個特點。例如，非暫態處理器可讀取指令可被儲存在所述非揮發性記憶體2020中或是在RAM 2024中，並且當在所述處理部分2026上執行時，其使得所述處理部分2026執行控制調變電源及其它設備的方法。或者是，非暫態FPGA配置指令可持續被儲存在非揮發性記憶體2020中，並且被所述處理部分2026存取(例如，在開機期間)以配置所述處理部分2026的硬體可配置部分來達成在此揭露的功能(包含所述同步控制器1416的功能)。

所述輸入構件2030是操作以接收信號(例如，所述同步信號或是具有波形特徵化資料的資料組)，其指出在一電漿處理系統的設備之間的同步化的控制的一或多個特點。在所述輸入構件接收到的信號例如可包括所述功率控制及資料信號、或是來自一使用者介面的控制信號。在所述輸入2030接收到的信號亦可包括例如從一V-I感測器或定向耦合器接收到的指出電流、電壓及/或相位的信號。所述輸出構件大致是操作以提供一或多個類比或數位信號來達成在所述設備之間的控制及同步的一操作特點。例如，所述輸出部分2032可輸出所述同步信號及/或波形資料組。

所描繪的收發器構件2028包含N個收發器鏈，其可被使用於經由無線或有線線路的網路來和外部裝置通訊。所述N個收發器鏈的每一個可代表和一特定通訊設計(例如，WiFi、乙太網路、Profibus等等)相關的一收發器。所述收發器構件可致能和所述控制匯流排117、近即時通訊鏈路119、及/或信號路徑625、626的連接。

如同熟習此項技術者將會體認到的，本發明的特點可體現為一種系統、方法或電腦程式產品。於是，本發明的特點可具有完全硬體實施例、完全軟體實施例(包含韌體、常駐軟體、微碼等等)、或是結合軟體及硬體特點的實施例的形式，其在此全都可以大致被稱為"電路"、"模組"或是"系統"。再者，本發明的特點可具有一種電腦程式產品的形式，其被體現在具有被體現於其上的電腦可讀取程式碼的一或多個電腦可讀取媒體中。

如同在此所用的，"A、B或C中的至少一個"的闡述是欲表示"A、B、C的任一個、或是A、B及C的任意組合"。所揭露的實施例的先前說明被提供以致能任何熟習此項技術者能夠完成或利用本揭露內容。各種對於這些實施例的修改對於熟習此項技術者而言將會是相當明顯的，並且在此定義的上位原理可被應用至其它實施例，而不脫離本揭露內容的精神或範疇。因此，本揭露內容並不欲受限於在此所示的實施例，而是欲被授予和在此揭露的原理及新穎特點一致的最廣範疇。

100:電漿處理系統 101:電漿室 102:電漿 103:工件 104:偏壓電極 105:源電極 106:真空搬運及氣體傳送設備 107:高電壓DC電源 108:偏壓產生器 110:偏壓匹配網路 111:偏壓量測及診斷系統 112:源產生器 113:源匹配網路 114:源量測及診斷系統 115:量測及診斷設備 116:系統控制器 117:系統控制匯流排 118:系統間通訊 119:近即時通訊鏈路 200:電漿處理系統 205:遠端電漿源 308:整合式偏壓功率遞送系統 408:偏壓電源 508:偏壓電源 600:功率遞送系統 604:匹配網路 606:電漿負載 608:第一傳輸介質 610:第二傳輸介質 611:第三感測器 612、612a、612b、612c:本地控制器 613:RF引擎 614:第一感測器 615:阻抗控制系統 616:外部控制器 618:第二感測器 618a:第一位置 618b:替代位置 625a、625b:信號路徑 626:信號路徑 700:功率遞送系統 702a、702b、702c:產生器 704a、704b、704c:匹配網路 710a、710b、710c:傳輸介質 712:本地控制器 713a、713b、713c:RF引擎 714a、714b、714c:感測器 715a、715b、715c:阻抗控制系統 716:外部控制器 800:功率遞送系統 802a、802b、802c:產生器 804a、804b、804c:匹配網路 812:本地控制器 814a、814b、814c:感測器 815a、815b、815c:阻抗控制系統 816:外部控制器 900:功率遞送系統 902a、902b、902c:產生器 904a、904b、904c:匹配網路 912:本地控制器 914:感測器 916:外部控制器 1008:偏壓電源 1070:節點 1160:第一部分 1162:第二部分 1164:第三部分 1166:第四部分 1416:同步控制器 1450:使用者介面 1452:波形特徵化模組 1454:波形重複模組 1456:波形通訊模組 1458:同步模組 1500:區塊 1502:區塊 1504:區塊 1506:區塊 1601:輸出波形 1602:基本的週期T 1603:波形 1604:同步信號 1605:波形資料組 1700:區塊 1702:區塊 1704:區塊 1706:區塊 1708:區塊 1710:區塊 1712:區塊 1714:區塊 1716:區塊 1800:區塊 1802:區塊 1804:區塊 1806:區塊 1808:區塊 1810:區塊 1812:區塊 1814:區塊 1816:區塊 1818:區塊 1820:區塊 1822:區塊 1900:方法 1902:監測操作 1904:分析操作 1906:中繼操作 2012:顯示器部分 2020:非揮發性記憶體 2022:匯流排 2024:隨機存取記憶體 2026:處理部分 2027:現場可程式化閘陣列 2028:收發器構件 2030:輸入構件

[圖1]是描繪被設計以達成對於電漿性質的控制的一電漿處理系統的一實施例。

[圖2]描繪被設計以達成對於電漿性質的控制的電漿處理系統的另一實施例，其利用一遠端電漿源而不是一或多個源產生器。

[圖3]描繪被設計以達成對於電漿性質的控制的一電漿處理系統的又一實施例，其利用一遠端的電漿源以及一整合式偏壓功率遞送系統。

[圖4]描繪一電漿處理系統，其包括一偏壓電源。

[圖5]描繪一電漿處理系統的另一實施方式，其納入多個偏壓電源。

[圖6A]、[圖6B]及[圖6C]描繪一用於電漿處理系統的功率遞送系統的實施例；

[圖7]描繪一種多產生器的功率遞送系統的一實施例。

[圖8]描繪一種多產生器的功率遞送系統的另一實施例。

[圖9]描繪一種多產生器的功率遞送系統的又一實施例。

[圖10]是描繪一範例的偏壓電源的特點的圖。

[圖11]包括從一偏壓電源輸出的一電壓波形的圖；一對應鞘電壓的圖；以及一對應開關時序圖。

[圖12A]描繪利用兩個電壓源以提供電壓至圖10中所描繪的偏壓電源的一實施方式；

[圖12B]描繪利用兩個電壓源以提供電壓至圖10中所描繪的偏壓電源的另一實施方式。

[圖12C]描繪利用兩個電壓源以提供電壓至圖10中所描繪的偏壓電源的又一實施方式。

[圖13A]描繪利用三個電壓源以提供電壓至圖10中所描繪的偏壓電源的一實施方式。

[圖13B]描繪利用三個電壓源以提供電壓至圖10中所描繪的偏壓電源的另一實施方式。

[圖13C]描繪利用三個電壓源以提供電壓至圖10中所描繪的偏壓電源的又一實施方式。

[圖14]是描繪一同步控制構件的方塊圖。

[圖15]是一種可利用所述同步控制構件來通過的方法。

[圖16]描繪同步化一調變電源與其它連接至電漿處理系統的設備的特點。

[圖17]是描繪可從一主控裝置執行的一範例的方法的流程圖；

[圖18]是描繪可藉由一從屬裝置執行的一範例的方法的流程圖；

[圖19]描繪相關在此揭露的實施例可通過的一種供應功率至一電漿負載的方法。

[圖20]描繪可被利用以實施在此揭露的控制特點的構件的方塊圖。

102:電漿

104:偏壓電極

112:源產生器

408:偏壓電源

600:功率遞送系統

604:匹配網路

606:電漿負載

608:第一傳輸介質

610:第二傳輸介質

611:第三感測器

612a:本地控制器

613:RF引擎

614:第一感測器

615:阻抗控制系統

616:外部控制器

618:第二感測器

618a:第一位置

618b:替代位置

625a:信號路徑

626:信號路徑

Claims (21)

1. 一種功率遞送系統，其包括： 至少一調變電源，其被配置以提供功率至電漿負載，其中所述至少一調變電源對電漿性質進行調變，其中所述電漿性質的所述調變具有重複週期T； 匹配網路，其被配置以阻抗匹配所述至少一調變電源的輸出至所述電漿負載； 第一感測器，其被配置以量測在所述至少一調變電源的所述輸出的所述功率的至少一參數，並且被配置以產生對應的量測參數信號；以及 控制器，其被配置以： 從所述第一感測器接收所述量測參數信號； 接收使用者功率遞送要求； 分析所述量測參數信號以及所述使用者功率遞送要求中的至少一個； 指示所述至少一調變電源或是所述匹配網路中的一或多個以調整一或多個操作參數，以便於符合所述使用者功率遞送需求；以及 傳送具有T的整數倍數的同步信號重複週期的同步信號到經連接至所述電漿系統的至少一件設備，以同步化所述至少一調變電源以及所述至少一件設備。
2. 如請求項1之系統，其中所述至少一調變電源包括源產生器或是偏壓電源中的至少一個。
3. 如請求項1之系統，其中所述一或多個操作參數包括調變電源頻率、偏壓電源波形、或是匹配網路阻抗。
4. 如請求項1之系統，其中所述感測器被配置以獲得從所述至少一調變電源輸出的所述功率以及所述至少一調變電源所看到的阻抗的指示。
5. 如請求項1之系統，其中所述控制器是本地控制器，其被配置在所述至少一調變電源的殼體之內。
6. 如請求項1之系統，其中所述控制器是本地控制器，其被配置在所述匹配網路之內。
7. 如請求項1之系統，其進一步包括和所述控制器通訊的第二感測器，所述第二感測器被配置以量測在所述匹配網路及所述電漿負載之間的電壓、電流、相位、阻抗或是功率中的至少一個、或是電漿室的非電性特徵、或是所述電漿負載的非電性特徵。
8. 如請求項1之系統，其中所述控制器是本地控制器，其被配置為用於使用者和所述功率遞送系統的構件互動的唯一管道。
9. 一種被編碼有指令的非暫態實體處理器可讀取儲存媒體，其包括指令以： 監測對電漿性質進行調變的調變電源的功率輸出的電性特徵，其中所述電漿性質的所述調變具有重複週期T； 提供所述功率輸出的所述電性特徵至控制器； 分析所述功率輸出的所述電性特徵； 傳遞具有所述重複週期T的特徵化波形的特徵到經連接至電漿處理系統的至少一件設備，以致能經連接至所述電漿處理系統的多件設備的同步；以及 根據所述電性特徵的所述分析來中繼所述指令至所述調變電源以及匹配網路，其致能所述調變電源以及所述匹配網路的同時調諧。
10. 如請求項9之非暫態實體處理器可讀取儲存媒體，其中所述同時調諧包括調諧所述調變電源的頻率以及所述匹配網路的阻抗。
11. 如請求項9之非暫態實體處理器可讀取儲存媒體，其中所述指令包括用以識別所述調變電源、所述匹配網路、或是經連接至所述電漿處理系統的其它設備中的至少一個的指令。
12. 一種功率遞送系統之功率控制系統，其包括： 第一感測器，其被配置以監測調變電源的功率輸出以及所述調變電源所看到的阻抗，其中所述調變電源被配置以經由匹配網路來提供功率至電漿，所述匹配網路在重複週期T下調變所述電漿；以及 控制器，其和所述第一感測器通訊並且被配置以： 管理所述調變電源以及所述匹配網路的調諧，其中所述調諧考量所述調變電源的所述功率輸出以及所述調變電源所看到的所述阻抗； 特徵化具有所述重複週期T的波形以產生波形資料組，其包含有關所述電漿的所述調變、或是經連接至電漿處理系統的一件設備的所要波形的資訊中的至少一個；以及 傳送所述波形資料組到經連接至所述電漿處理系統的至少一件設備。
13. 如請求項12之功率控制系統，其中所述控制器是軟體或韌體，其被配置以在所述調變電源或所述匹配網路的處理器及記憶體上操作。
14. 如請求項12之功率控制系統，其中所述控制器是處理器，其具有操作於所述處理器上並且被配置以用於加入現有功率遞送系統的軟體或韌體。
15. 如請求項12之功率控制系統，其中所述調諧是根據所述第一感測器的身分、所述調變電源的身分、以及所述匹配網路的身分。
16. 如請求項12之功率控制系統，其進一步包括第二感測器，其被配置以特徵化所述匹配網路的功率輸出並且予以遞送至電漿負載。
17. 如請求項16之功率控制系統，其中所述第二感測器被配置以監測電漿室的特徵，其中所述電漿藉由從所述功率遞送系統所遞送的功率來維持。
18. 如請求項12之功率控制系統，其中所述控制器被配置以管理所述調變電源的頻率以及所述匹配網路的阻抗的同時調諧。
19. 如請求項12之功率控制系統，其中所述控制器被配置以介接往返於所述第一感測器、所述調變電源、以及所述匹配網路的使用者輸入與輸出。
20. 如請求項19之功率控制系統，其中所述控制器被配置以和外部控制器通訊，而使用者經由所述部控制器來和所述功率遞送系統介接。
21. 如請求項19之功率控制系統，其中所述控制器被配置以： 接收使用者功率遞送需求； 產生用於所述調變電源以及所述匹配網路以達成所述使用者功率遞送需求；以及 傳遞所述指令至所述調變電源以及所述匹配網路。

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