TW202307913A - 多重控制模式 - Google Patents

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約翰 Ｃ 小微寇爾
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萊恩 白斯
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美商蘭姆研究公司
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Abstract

揭露基於與電漿系統相關之多狀態使用變數的系統及方法。方法包含判斷與該電漿系統相關的該狀態為一第一狀態、一第二狀態、或一第三狀態及在判斷出該狀態為該第一狀態時判斷一第一變數。該方法更包含在判斷出該狀態為該第二狀態時判斷一第二變數及在判斷出該狀態為該第三狀態時判斷一第三變數。該方法包含判斷該第一變數、該第二變數、及該第三變數中的每一者是否落在一對應閾值的一對應範圍內。該方法包含在判斷出該第一、該第二、或該第三變數係超出自該對應閾值起算之該對應範圍時提供一指令改變供給至該電漿室的功率。

Description

多重控制模式
本發明實施例係關於在電漿系統中使用多重控制模式。
在電漿系統中，產生器提供功率至電漿室。提供至電漿室的功率係用以清理或蝕刻電漿室內的基板。為了適當地清理或蝕刻基板，應控制電漿。
本發明實施例係於此文義下產生。
本發明之實施例提供在電漿系統內使用多重控制模式之設備、方法、及電腦程式。應明白，本發明之實施例可以許多方式實施如處理、設備、系統、裝置、或電腦可讀媒體上的方法。下面將說明數個實施例。
在一實施例中，使用不同變數控制電漿室內之電漿的阻抗。例如，使用第一變數控制狀態S1期間之電漿的阻抗並使用第二變數控制狀態S0期間之電漿的阻抗。第一變數係不同於第二變數。例如，第一變數為射頻(RF)功率而第二變數為RF電壓。又例如，第一變數為RF功率而第二變數為離子能量。
在一實施例中，揭露一種基於與電漿系統相關之狀態使用不同變數的方法。此方法包含判斷與該電漿系統相關的該狀態為一第一狀態或一第二狀態及在判斷出該狀態為該第一狀態時判斷一第一變數。該第一變數係基於一通訊媒體上的一量測數據所判斷。該通訊媒體係位於一RF產生器與該電漿系統之一電漿室之間。該方法更包含在判斷出該狀態為該第二狀態時判斷一第二變數。該第二變數係基於一通訊媒體上的一量測數據所判斷。該方法包含判斷該第二變數是否超過一第一閾值，在判斷出該第二變數超過該第一閾值時提供一指令減少供給至該電漿室之功率，及在判斷出該第二變數低於該第一閾值時提供一指令增加供給至該電漿室之功率。該方法係由一或多個處理器所執行。
在一實施例中，揭露一種針對與電漿系統相關之狀態使用離子能量的方法。此方法包含判斷與該電漿系統相關的該狀態為一第一狀態或一第二狀態，在判斷出該狀態為該第二狀態時判斷與一電漿室相關的該離子能量，及判斷該離子能量是否匹配一第一離子能量閾值。該方法更包含在判斷出該離子能量不匹配該第一離子能量閾值時提供一指令改變供給至該電漿室之功率。方法係由一或多個處理器所執行。
在一實施例中，揭露一種基於與電漿系統相關之狀態使用不同變數的電漿系統。該電漿系統包含一電漿室。該電漿室包含支撐一基板的一夾頭及位於該夾頭上方的一上電極。該電漿室更包含藉由一第一通訊媒體而耦合至該電漿室的一阻抗匹配電路及藉由一第二通訊媒體而耦合至該阻抗匹配電路的一RF產生器。該電漿系統包含一感測器。該感測器係耦合至該第一通訊媒體以自藉由該第一通訊媒體所傳輸的複數RF訊號產生一第一量測數據及一第二量測數據。該電漿系統包含耦合至該RF產生器之一處理器。該處理器係用以判斷與該電漿系統相關的該狀態為一第一狀態或一第二狀態及在判斷出該狀態為該第一狀態時判斷一第一變數。該第一變數係基於該第一量測數據所判斷。該處理器係更用以在判斷出該狀態為該第二狀態時判斷一第二變數。該第二變數係基於該第二量測數據所判斷。該處理器係更用以判斷該第二變數是否超過一第一閾值，在判斷出該第二變數超過該第一閾值時提供一指令減少供給至該電漿室之功率，及在判斷出該第二變數低於該第一閾值時提供一指令增加供給至該電漿室之功率。
在一實施例中，揭露一種基於與電漿系統相關之狀態使用不同變數的電漿系統。該電漿系統包含一電漿室。該電漿室包含支撐一基板的一夾頭及位於該夾頭上方的一上電極。該電漿系統更包含藉由一第一通訊媒體而耦合至該電漿室的一阻抗匹配電路及藉由一第二通訊媒體而耦合至該阻抗匹配電路的一RF產生器。該電漿系統包含一感測器。該感測器係用以自藉由該第一通訊媒體所傳輸的複數RF訊號產生一第一量測數據及一第二量測數據。該電漿系統包含耦合至該RF產生器之一處理器。該處理器係用以判斷與該電漿系統相關的該狀態為一第一狀態或一第二狀態及在判斷出該狀態為該第二狀態時判斷與該電漿室相關的一離子能量。該離子能量係基於該第一量測數據所判斷。該處理器係用以判斷該離子能量是否超過一第一離子能量閾值，在判斷出該離子能量超過該第一離子能量閾值時提供一指令減少供給至該電漿室之功率。該處理器係用以在判斷出該離子能量低於該第一離子能量閾值時提供一指令增加供給至該電漿室之功率。
在某些實施例中，揭露一種在不同狀態期間控制不同變數的方法。該方法包含判斷與該電漿系統相關的該狀態為一第一狀態、一第二狀態、或一第三狀態。方法更包含判斷一第一變數以回應判斷出與該電漿系統相關的該狀態為該第一狀態，判斷一第二變數以回應判斷出與該電漿系統相關的該狀態為該第二狀態，及判斷一第三變數以回應判斷出與該電漿系統相關的該狀態為該第三狀態。該方法包含判斷該第一變數是否落在自該第一變數之一閾值的一範圍內，判斷該第二變數是否落在自該第二變數之一閾值的一範圍內，及判斷該第三變數是否落在自該第三變數之一閾值的一範圍內。該方法包含在判斷出該第一變數係落在自該第一變數之該閾值的該範圍內時提供一指令維持該電漿系統之一射頻(RF)產生器所供給的功率。該方法包含在判斷出該第一變數係超出自該第一變數之該閾值的該範圍時提供一指令改變該RF產生器所供給的該功率。
在某些實施例中，揭露一種基於與電漿系統相關之狀態使用不同變數的電漿系統。該電漿系統包含一電漿室。該電漿室包含支撐一基板的一夾頭及位於該夾頭上方的一上電極。該電漿系統更包含藉由一第一通訊媒體而耦合至該電漿室的一阻抗匹配電路及藉由一輸出與一第二通訊媒體而耦合至該阻抗匹配電路的一RF產生器。該電漿系統包含耦合至該RF產生器之一輸出以自藉由該第一通訊媒體所傳輸的一RF訊號在該第一狀態期間產生一第一量測數據、在該第二狀態期間產生一第二量測數據、及在該第三狀態期間產生一第三量測數據的一感測器。該電漿系統更包含耦合至該RF產生器之一處理器。該處理器判斷與該電漿系統相關的該狀態是否為該第一狀態、該第二狀態、或該第三狀態。該處理器更自該第一量測數據判斷一第一變數以回應判斷出與該電漿系統相關的該狀態為該第一狀態，自該第二量測數據判斷一第二變數以回應判斷出與該電漿系統相關的該狀態為該第二狀態，及自該第三量測數據判斷一第三變數以回應判斷出與該電漿系統相關的該狀態為該第三狀態。該處理器判斷該第一變數是否落在自該第一變數之一閾值的一範圍內，判斷該第二變數是否落在自該第二變數之一閾值的一範圍內，及判斷該第三變數是否落在自該第三變數之一閾值的一範圍內。該處理器在判斷出該第一變數係落在自該第一變數之該閾值的該範圍內時提供一指令維持該RF產生器所供給的功率。另一方面，該處理器在判斷出該第一變數係超出自該第一變數之該閾值的該範圍時提供一指令改變該RF產生器所供給的該功率。
上述實施例的某些優點包含在第一狀態期間使用第一變數而非第二變數控制電漿。例如，在第一狀態期間，基於離子能量的量測數據或基於RF電壓的量測數據控制提供予電漿的RF功率比基於RF功率的量測數據控制較不重要。又例如，在第一狀態期間進行高能處理如高速蝕刻、低速沉積、高速蝕刻與低速沉積之組合等，且為了進行高能處理基於RF功率之量測數據控制RF功率比基於離子能量之量測數據及/或RF電壓之量測數據控制更重要。在第一狀態期間RF電壓及/或離子能量和控制高能處理的相關性比RF功率的相關性更低。又例如，在第一狀態期間為了促進高能處理的進行，使用電流比使用電壓更重要。藉著在第一狀態期間使用第一變數而非第二變數控制電漿阻抗，淡化使用電壓控制電漿阻抗並強調使用電流控制電漿阻抗。
上述實施例的額外優點包含在第二狀態期間使用第二變數較佳地控制電漿阻抗，在第二狀態期間第二變數比第一變數更重要。例如，在第二狀態期間，基於離子能量的量測數據或基於RF電壓的量測數據控制提供予電漿室的RF功率比基於RF功率的量測數據控制更重要。又例如，在第二狀態期間進行低能處理如高速沉積、低速蝕刻、高速沉積與低速蝕刻之組合等，且為了進行低能處理基於離子能量及/或RF電壓的量測數據控制RF功率比基於RF功率控制更重要。又更例如，在第二狀態期間為了促進低能處理的進行，使用電流比使用電壓較不重要。藉著在第二狀態期間使用第二變數而非第一變數控制電漿阻抗，淡化使用電流控制電漿阻抗並強調使用電壓控制電漿阻抗。
上述實施例的某些優點包含在狀態S(n-N-1)狀態期間使用第(n-N-1)變數控制電漿，在狀態S(n-N)狀態期間使用第(n-N)變數控制電漿，在狀態Sn期間使用第n變數控制電漿。例如，在狀態S(n-N-1)期間，基於RF電壓的量測數據或基於來自光學感測器之訊號控制提供予電漿的RF功率比基於RF功率的量測數據控制較不重要。又，在狀態S(n-N)期間，基於RF功率的量測數據或基於RF電壓的量測數據控制提供予電漿的RF功率比基於來自光學感測器之訊號控制較不重要。又，在狀態n期間，基於RF功率的量測數據或基於來自光學感測器之訊號控制提供予電漿的RF功率比基於RF電壓的量測數據控制較不重要。RF電壓和控制高能處理的相關性較低，RF功率和控制低能處理的相關性較低。高能處理在狀態S(n)期間發生而低能處理在狀態S(n-N-1)期間發生。又，來自光學感測器的訊號考慮到一或多種處理氣體及RF功率的脈動。
又例如，在狀態S(n-N-1)期間，基於RF功率的量測數據或基於來自光學感測器之訊號控制提供予電漿的RF功率比基於RF電壓的量測數據控制較不重要。又，在狀態S(n-N)期間，基於RF功率的量測數據或基於RF電壓的量測數據控制提供予電漿的RF功率比基於來自光學感測器之訊號控制較不重要。又，在狀態Sn期間，基於RF電壓的量測數據或基於來自光學感測器之訊號控制提供予電漿的RF功率比基於RF功率的量測數據控制較不重要。RF電壓和控制高能處理的相關性較低，RF功率和控制低能處理的相關性較低。高能處理在狀態S(n-N-1)期間發生而低能處理在狀態Sn期間發生。
又，上述實施例的優點包含使用離子能量提供電漿阻抗的較佳控制。使用RF電壓與直流(DC)偏壓電位兩者判斷離子能量。DC偏壓電位為電壓與電流的函數。當使用電壓與電流兩者判斷藉以控制電漿阻抗之功率的量時，電漿阻抗的控制比使用電壓控制電漿阻抗時的控制更精準。又，當使用DC偏壓與RF電壓兩者判斷用以控制電漿阻抗之功率時，控制比使用DC偏壓或RF電壓時的控制更精準。因此，離子能量提供電漿室內之電漿之電漿阻抗的較佳控制。
自下面參考附圖的詳細說明將明白其他態樣。
下面的實施例說明在電漿系統內使用雙控制模式的系統及方法。應明白，本發明之實施例可在缺乏部分或所有此些特定細節的情況下實施。在其他情況中，不詳細說明習知的處理操作以不必要地模糊本發明之實施例。
圖1A為用以例示基於與電漿系統相關之狀態使用變數之系統及方法的圖。當與電漿系統相關的狀態為S1，電漿系統係於第一變數控制模式155下操作。狀態S1的實例包含高值、具有值1的狀態、及開狀態等。在第一變數控制模式155期間，量測與電漿系統之電漿相關的第一變數並基於第一變數的一或多個值控制電漿之阻抗。第一變數的實例包含電壓、電流、功率、阻抗、離子能量、偏壓電位、及上述者的一組合。
又，當與電漿系統相關的狀態為S0，電漿系統係於第二變數控制模式157下操作。狀態S0的實例包含低值、具有值0的狀態、及關狀態等。低值係低於高值。在第二變數控制模式157期間，量測與電漿系統之電漿相關的第二變數並基於第二變數的一或多個值控制電漿之阻抗。第二變數的實例包含電壓、電流、功率、阻抗、離子能量、偏壓電位、及上述者的一組合。
在各種實施例中，功率包含供給功率、或反射功率、或輸送功率。供給功率為RF產生器藉由阻抗匹配電路與RF傳輸線供給至電漿室的功率。反射功率為自電漿室藉由RF傳輸線與阻抗匹配電路反射至RF產生器的功率。輸送功率係不同於供給功率與反射功率。
在某些實施例中，第二變數非為第一變數。例如，第二變數係與第一變數不相同。例如，當第一變數為與電漿系統內之電漿相關的功率，第二變數為與電漿相關的離子能量。例如，第一變數為與電漿系統內之電漿相關的功率，第二變數為與電漿相關的射頻(RF)電壓。又例如，當第一變數為與電漿系統內之電漿相關的RF電流，第二變數為與電漿相關的RF電壓或與電漿相關的離子能量。又例如，當第一變數為與電漿系統內之電漿相關的偏壓電位，第二變數為與電漿相關的RF電壓或與電漿相關的離子能量。
在各種實施例中，第一變數係與第二變數相同。例如，第一與第二變數皆為RF功率、RF電壓、或離子能量。
圖1B例示在狀態S1與S0兩者期間使用離子能量控制模式160與164。在每一離子能量控制模式160期間，控制與電漿系統內之電漿相關的離子能量。例如，量測或判斷與電漿系統內之電漿相關的離子能量並基於離子能量的一或多個值控制電漿之阻抗。
圖2為電漿系統104之一實施例之方塊圖。電漿系統104包含耦合至x MHz RF產生器並耦合至y MHz RF產生器的主機180。x MHz的實例包含2 MHz、27 MHz、及60 MHz。y MHz的實例包含2 MHz、27 MHz、及60 MHz。在某些實施例中，x MHz係不同於y MHz。例如，當x MHz為2 MHz，y MHz為27或60 MHz。又例如，當x MHz為27 MHz，y MHz為60 MHz。在某些實施例中，使用千赫(kHz)RF產生器如400 kHz的RF產生器來取代x MHz RF產生器。在一實施例中，主機180係耦合至任何數目之RF產生器。主機180的實例包含計算裝置如桌上型電腦、筆電、智慧型手機、平板等。
電漿系統104更包含阻抗匹配網路112與電漿室114。阻抗匹配網路112包含電路元件如電感、電容器等以匹耦合至阻抗匹配網路112之負載之阻抗與耦合至網路112之源的阻抗。例如，阻抗匹配網路112匹配耦合至阻抗匹配網路112之一側之電漿系統104之一或多個部件如電漿室114、RF傳輸線150之阻抗與耦合至阻抗匹配網路112之另一側之電漿系統104之一或多個部件如x MHz RF產生器、y MHz RF產生器、通訊媒體110與196等。在一實施例中，調制阻抗匹配網路112以促進負載阻抗與源阻抗之間的匹配。負載與源之間的阻抗匹配能減少功率自負載朝向源反射的機會。通訊媒體的實例包含RF棒、纜線、導線、RF帶、或能促進RF訊號傳輸的其他導電裝置。
電漿室114包含靜電夾頭(ESC)146、上電極 194、及其他元件(未顯示)如圍繞上電極194的上介電環、圍繞上介電環的上電極延伸件、圍繞ESC 146之下電極的下介電環、圍繞下介電環的下電極延伸件、上電漿排除區(PEZ)環、下PEZ環等。上電極194係面對ESC 146、與其相望並位於其上。工作件119如基板等在ESC 146的上表面125上受到其支撐。基板的實例包含半導體晶圓。基板的另一實例包含其上製造有電路的晶圓，電路包含電晶體、電阻器、電容器、邏輯閘等。在工作件119上建構積體電路如特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯裝置(PLD)等，且積體電路係用於各種電子裝置如手機、平板、智慧型手機、電腦、筆記型電腦、網路設備等中。上電極194與下電極的每一者係由金屬如鋁、鋁合金、銅等所製成。
在一實施例中，上電極194包含耦合至中央氣體饋送件(未顯示)的孔。中央氣體饋送件自氣體供應源(未顯示)接收一或多種處理氣體。處理氣體的實例包含含氧氣體如O 2。處理氣體的其他實例包含含氟氣體如四氟甲烷(CF 4)、六氟化硫(SF 6)、六氟乙烷(C 2F 6)等。
在某些實施例中，上電極194係接地。
ESC 146係藉由阻抗匹配電路 112、RF傳輸線150、及通訊媒體110與196而耦合至x MHz RF產生器與y MHz RF產生器。RF傳輸線150包含在阻抗匹配網路112與電漿室114之間傳輸RF訊號的一或多個通訊媒體如RF棒、RF帶、纜線、導線、連接件、或其組合。
當處理氣體被供給至上電極194與ESC 146之間且當x MHz RF產生器及/或y MHz RF產生器藉由阻抗匹配電路112將功率供給給ESC 146時，處理氣體會被點燃而在電漿室114內產生電漿。
主機180產生具有兩狀態S1與S0的數位脈動訊號122。在一實施例中，與電漿系統104相關的狀態係與數位脈動訊號122的狀態相同。例如，數位脈動訊號122具有50%的佔空比，一狀態具有佔空比1。又例如，數位脈動訊號122具有非為50%之佔空比。在此實例中，一狀態具有較高佔空比而另一狀態具有較低佔空比。在一實施例中，使用時脈源如振盪器來產生時脈訊號(在此實例中為數位脈動訊號122的一實例)以取代使用主機180產生數位脈動訊號122。
數位脈動訊號122係由主機180發送至x MHz RF產生器的數位訊號處理器(DSP)166及y MHz RF產生器的DSP 178。處理器的實例包含ASIC、PLD、微處理器、微控制器、中央處理單元(CPU)等。
在接收到數位脈動訊號122時，DSP 166與178每一者判斷數位脈動訊號122之狀態為S1或S0。例如，DSP 166分辨狀態S0與S1。又例如，DSP 166判斷出數位脈動訊號122在第一組時間期間內具有第一強度如值1、高值等且在第二組時間期間內具有第二強度如值0、低值等。DSP 166判斷出數位脈動訊號122在第一組時間期間內具有狀態S1並在第二組時間期間內具有狀態S0。又更例如，DSP 166將數位脈動訊號122之強度與一預存值比較，以判斷出數位脈動訊號122之強度在第一組時間期間內大於預存值且數位脈動訊號122在狀態S0期間之強度在第二組時間期間內不大於預存值。在使用時脈振盪器的實施例中，DSP 166自時脈振盪器接收類比時脈訊號，將類比訊號轉換為數位形式，然後識別兩狀態S0與S1。
當與電漿系統104相關的狀態為S1時，DSP 166產生參數值Px1並將參數值Px1提供至x MHz RF產生器的參數控制器168。參數的實例包含頻率、功率等。又，當與電漿系統104相關的狀態為S1時，y MHz RF產生器的DSP 178產生參數值Py1並將參數值Py1提供至y MHz RF產生器的參數控制器182。
類似地，當與電漿系統104相關的狀態為S0時，DSP 166產生參數值Px0並將參數值Px0提供至x MHz RF產生器的參數控制器170。又，當與電漿系統104相關的狀態為S0時，DSP 178產生參數值Py0並將參數值Py0提供至y MHz RF產生器的參數控制器184。
應瞭解，在一實施例中，RF產生器的參數控制器為電腦程式的一部分，其體現於電腦可讀媒體內且由RF產生器的DSP所執行。例如，參數控制器168與參數控制器170為邏輯塊如調制迴路，其為DSP 166所執行之電腦程式的部分。又例如，參數控制器182與參數控制器184為DSP 178所執行之電腦程式的邏輯塊。
在某些實施例中，電腦程式體現於非暫態電腦可讀媒體如儲存裝置內。儲存裝置的實例包含唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、或其組合。例如，儲存裝置包含硬碟、快閃記憶體、獨立磁碟冗餘陣列等。
在一實施例中，使用硬體控制器如微控制器、ASIC、PLD等取代參數控制器。例如，使用一控制器取代參數控制器168，使用另一控制器取代參數控制器170，使用更另一控制器取代參數控制器182，及使用另一控制器取代參數控制器184。在某些實施例中，硬體控制器包含處理器及儲存裝置。
參數控制器168、參數控制器170、及DSP 166為控制器系統171的部分，參數控制器182、參數控制器184、及DSP 178為控制器系統181的部分。
在與電漿系統104相關的狀態S1期間，耦合至x MHz RF產生器之DSP 166與驅動器及放大器系統(DAS) 172的參數控制器168自DSP 166接收參數值Px1。基於參數值Px1，x MHz RF產生器在通訊媒體110上產生RF訊號，RF訊號係自x MHz RF產生器藉由通訊媒體110發送至阻抗匹配網路112。例如，參數控制器168查找對應至參數值Px1的驅動參數值以將其提供至DAS 172的驅動器174。通訊媒體110將x MHz RF產生器耦合至阻抗匹配網路112。
驅動器174產生具有驅動參數值的RF訊號並將RF訊號提供至DAS 172的放大器176。在一實施例中，驅動參數值係與參數值Px1相同。放大器176可放大驅動參數值以產生具有經放大之參數值的RF訊號，經放大之參數值可與放大器176自驅動器174所接收之RF訊號的驅動參數值相同。DAS 172藉由通訊媒體110將具有經放大之參數值的RF訊號供給至阻抗匹配網路112。
類似地，在與電漿系統104相關的狀態S1期間，包含驅動器190與放大器192的DAS 188產生RF訊號，RF訊號係藉由通訊媒體196而發送至阻抗匹配網路112。通訊媒體196將y MHz RF產生器耦合至阻抗匹配網路112。
在阻抗匹配網路112組合如相加、加總等藉由通訊媒體110自x MHz RF產生器所接收的RF訊號及藉由通訊媒體196自y MHz產生器所接收的RF訊號以在狀態S1期間產生RF訊號154。在某些實施例中，阻抗匹配網路112組合自x MHz RF產生器與y MHz RF產生器所接收的RF訊號以匹配負載阻抗與源阻抗以更產生RF訊號。RF訊號154係藉由RF傳輸線150傳輸至ESC 146以將RF功率提供至ESC 146之下電極。
又，在與電漿系統104相關的狀態S0期間，耦合至DSP 166與DAS 172的參數控制器170自DSP 166接收參數值Px0。基於參數值Px0，x MHz RF產生器產生RF訊號，RF訊號係自x MHz RF產生器藉由通訊媒體110發送至阻抗匹配網路112。例如，參數控制器170查找對應至參數值Px0的驅動參數值以將其提供至驅動器174。驅動器174產生具有驅動參數值的RF訊號並將RF訊號提供至放大器176。在一實施例中，驅動參數值係與參數值Px0相同。放大器176可放大驅動參數值以產生具有經放大之參數值的RF訊號，經放大之參數值可與放大器176自驅動器174所接收之RF訊號的驅動參數值相同。DAS 172藉由通訊媒體196將具有經放大之參數值的RF訊號供給至阻抗匹配網路112。
類似地，在與電漿系統104相關的狀態S0期間，DAS 188產生RF訊號，RF訊號係藉由通訊媒體196而發送至阻抗匹配網路112。在阻抗匹配網路112組合自x MHz RF產生器所接收的RF訊號及自y MHz產生器所接收的RF訊號以在狀態S0期間產生RF訊號156。RF訊號156係藉由RF傳輸線150提供至電漿室114之ESC 146的下電極。
應瞭解，功率係自電漿室114朝向x MHz RF產生器及y MHz RF產生器反射以回應在RF訊號154與RF訊號156內所供給的功率。例如，功率係自電漿室114藉由RF傳輸線150、阻抗匹配網路112、及通訊媒體110反射至x MHz RF產生器以回應RF訊號154與156內所供給的前饋功率。又例如，功率係自電漿室114藉由RF傳輸線150、阻抗匹配網路112、及通訊媒體196反射至y MHz RF產生器以回應RF訊號154與156內的供給功率。
在某些實施例中，文中交互使用前饋功率與供給功率兩詞。
x MHz RF產生器的電壓與電流(VI)探針152感測沿著通訊媒體110通訊的供給功率、反射功率、輸送功率等。在某些實施例中，交互使用探針與感測器兩詞。類似地，y MHz RF產生器的電壓與電流探針186感測沿著通訊媒體196通訊的功率。
電壓與電流探針152與186每一者的實例包含遵循預設公式的電壓與電流探針。預設公式的一實例包含針對感測器發展標準之協會所依循的標準。預設公式的另一實例包含國家標準與技術局(NIST)的標準。例如，根據NIST標準校正電壓與電流探針152或186。在此例示中，使電壓與電流探針152或186與開路電路、短路電路或已知的負載耦合，以校正電壓與電流探針152或186而使其符合NIST標準。先使電壓與電流探針152或186與開路電路耦合，然後使其與短路電路耦合，然後再使其與已知的負載耦合，以基於NIST標準校正電壓與電流探針152或186。使電壓與電流探針152或186依任何順序與已知的負載、開路電路及短路電路耦合，以根據NIST標準校正電壓與電流探針152或186。已知的負載的實例包含 50 ohm負載、100 ohm負載、200 ohm負載、靜電負載、直流(DC)負載、電阻器等。例如，每一電壓與電流探針152與186係根據NIST-可追蹤的標準加以校正。
雖然在圖2中顯示兩個RF產生器，但在某些實施例中可使用任何數目之RF產生器。例如，在2 MHz RF產生器與27 MHz RF產生器之外可使用60 MHz RF產生器。又例如，使用x MHz RF產生器但不使用任何其他的RF產生器。
更應注意，在狀態S1期間所產生的RF訊號154及在狀態S0期間所產生的RF訊號156為藉由RF傳輸線150所傳輸之組合RF訊號的部分。例如，RF訊號154為組合RF訊號的一部分。在此實例中，RF訊號154的功率量係高於RF訊號156的功率量，RF訊號156為組合RF訊號的另一部分。
在某些實施例中，第一變數與第二變數每一者為一經模型化的變數。例如，主機180的處理器產生電漿系統104之一或多個部件如通訊媒體110、通訊媒體196、阻抗匹配網路112、RF傳輸線150、ESC 146等的模型。例如，主機180之處理器產生電漿系統104之一部件之複數電子元件如電容器、電感、電阻器等的模型。又例如，當阻抗匹配網路112的一電感係與阻抗匹配網路112的一電容器串聯連接時，阻抗匹配模型的一電感亦與阻抗匹配網路112的一電容器串聯連接。
在第一變數與第二變數每一者皆為一經模型化之變數的實施例中，一模型包含複數電子元件如電感、電容器、電阻器等，且該複數電子元件所具有的特性係類似於電漿系統104之一部件之複數電子元件的特性。例如，模型與電漿系統104之一部件具有相同的電感及/或電容及/或電阻。又例如，阻抗匹配模型所具有之阻抗及/或電容係與阻抗匹配網路112所具有者相同。
又，在第一變數與第二變數每一者皆為一經模型化之變數的實施例中，電壓與電流探針量測RF產生器之輸出處的複數電壓與電流。例如，電壓與電流探針152量測x MHz RF產生器之輸出處的複數電壓與電流而電壓與電流探針186量測y MHz RF產生器之輸出處的複數電壓與電流。RF產生器之輸出係耦合至RF纜線。例如，x MHz RF產生器之輸出係耦合至通訊媒體110而y MHz RF產生器之輸出係耦合至通訊媒體196。例如，複數電壓與電流包含電壓強度、電流強度、及電壓與電流強度之間的相位。在各種實施例中，強度為均方根值、或零至峰值之值、或峰值至峰值之值。複數電壓與電流係自電壓與電流探針藉由纜線如序列纜線、平行纜線、通用匯流排(USB)纜線等而提供至主機180之處理器。
又，在第一變數與第二變數每一者皆為一經模型化之變數的實施例中，主機180之處理器自電壓與電流探針所接收的複數電壓與電流藉由電漿系統104之一或多個部件之一或多個模型的元件傳播。例如，計算自電壓與電流探針所接收之複數電壓與電流與模型之元件所消耗之複數電壓與電流的方向和以在模型節點處產生複數電壓與電流。模型節點的實例包含模型之輸入處、或模型之輸出處、或模型內之節點。例如，模型節點為RF傳輸線150之RF帶之模型的輸出。在此實例中，RF帶之模型係連接至RF傳輸線150之RF棒的模型。又例如，模型節點為阻抗匹配網路112之模型之輸出處的節點。又更例如，模型節點為ESC 146之模型之輸入處或ESC 146之模型之輸出處的節點。
圖3為基於與電漿系統104相關之狀態(圖2)使用不同變數之方法102之一實施例的流程圖。方法102係藉由一或多個處理器所執行，一或多個處理器例如是主機180之處理器(圖2)、DSP 166、DSP 178(圖2)、主機180之處理器與DSP 166的組合、主機180之處理器與DSP 178的組合等。
在操作106中，判斷與電漿系統104相關的狀態是否為第一狀態如狀態S1或第二狀態如狀態S0。例如，如上所述，當數位脈動訊號122具有狀態S1時，電漿系統104係與第一狀態相關。又例如，如上所述，當數位脈動訊號122具有狀態S0時，電漿系統104係與第二狀態相關。
在判斷出與電漿系統104相關的狀態為第一狀態時，在操作108中判斷第一變數。第一變數係基於當通訊媒體在狀態S1期間傳輸一RF訊號時在通訊媒體110處(圖2)處的量測數據所判斷。例如，電壓與電流探針152量測當通訊媒體110在狀態S1期間傳輸一RF訊號時在通訊媒體110處的複數電壓與電流，並將量測到的複數電壓與電流藉由DSP 166(圖2)提供至主機180(圖2)的處理器。又例如，感測器類似於電壓與電流探針152量測當RF傳輸線150傳輸RF訊號154時在RF傳輸線150處的複數電壓與電流，並將量測到的複數電壓與電流藉由DSP 166提供至主機180的處理器。在自電壓與電流探針如電壓與電流探針152或耦合至RF傳輸線150之電壓與電流探針接收到量測到的複數電壓與電流時，主機180之處理器判斷該複數電壓與電流所提供之RF功率。經判斷出之RF功率為第一變數的一實例。又更例如，判斷模型節點處的第一變數。
在一實施例中，RF傳輸線150為通訊媒體的一實例。
另一方面，在判斷出與電漿系統104相關的狀態為第二狀態時，在操作116中判斷第二變數。例如，當RF訊號156被傳輸至電漿室114時，電壓與電流探針152量測通訊媒體110處的複數電壓與電流並將量測到的複數電壓與電流藉由DSP 166(圖2)提供至主機180(圖2)的處理器。又例如，當RF訊號156被傳輸至電漿室114時，感測器類似於電壓與電流探針152(圖2)量測在RF傳輸線150處的複數電壓與電流，並將量測到的複數電壓與電流藉由DSP 166提供至主機180的處理器。在自電壓與電流探針如電壓與電流探針152或耦合至RF傳輸線150之電壓與電流探針接收到量測到的複數電壓與電流時，主機180之處理器判斷與量測到之該複數電壓相同的RF電壓。在某些實施例中，主機180之處理器在接收到在第二狀態期間所量測之複數電流與電壓時忽略量測到的電流。又例如，在自電壓與電流探針接收到量測到的複數電壓與電流時，主機180之處理器判斷離子能量，離子能量為RF電壓與直流(DC)偏壓電位的函數。例如，離子能量係利用下方所計算： Ei = C1*Vdc + C2*V 峰值…. (1) 其中C1為係數如-1/2、C2為係數如½、Vdc為晶圓偏壓、V 峰值為電壓之峰值強度等。
在各種實施例中，判斷離子能量係由電漿系統104的處理器所執行。例如，離子能量被計算為係數C1乘上模型節點處之晶圓偏壓如經模型化之偏壓之結果與係數C2乘上電壓之峰值強度之結果的和。係數C1的實例包含負實數而係數C2的實例包含正實數。
在各種實施例中，在文中交互使用晶圓偏壓與DC偏壓電位兩詞。
在各種實施例中，係數C1為正實數。在各種實施例中，係數C2為負實數。用以判斷離子能量之係數C1與C2、晶圓偏壓、及峰值強度係儲存在電漿系統104的儲存裝置中。用以判斷離子能量之峰值強度的實例包含峰值至峰值強度與零至峰值強度。
在某些實施例中，用以判斷離子能量的峰值強度係由電漿系統104的處理器自在模型節點處所判斷出的複數電壓與電流所擷取。
在各種實施例中，用以計算離子能量的峰值強度係由在一端處耦合至電漿系統104之一部件之輸入或輸出且在另一端處耦合至電漿系統104之處理器的電壓與電流探針所量測。在一端處耦合至輸入或輸出且在另一端處耦合至電漿系統104之處理器的電壓與電流探針能夠分辨兩或更多RF產生器之不同頻率。
在某些實施例中，用以判斷離子能量之峰值強度及晶圓偏壓兩者係位於模型節點處。例如，用以判斷離子能量的峰值強度係自模型節點處的複數電壓與電流所擷取，用以判斷離子能量的晶圓偏壓係於模型節點處計算出。又例如，用以判斷離子能量的峰值強度係自ESC 146之模型之模型節點處的複數電壓與電流所擷取，用以判斷離子能量的晶圓偏壓係於模型節點處計算出。
在各種實施例中，用以判斷離子能量的峰值強度係自第一模型節點處的複數電壓與電流所擷取，用以判斷離子能量的晶圓偏壓係於非為第一模型節點之第二模型節點處所判斷出。例如，用以判斷離子能量的峰值強度係自ESC 146之輸出處之模型節點處的複數電壓與電流所擷取，用以判斷離子能量的晶圓偏壓係於ESC 146之輸入處之模型節點處所計算出。
利用模型節點所計算出的離子能量不需使用昂貴的電壓與電流探針量測峰值強度且亦不需使用偏壓補償電路量測晶圓偏壓。偏壓補償電路的實例包含碳化矽銷。
在某些實施例中，使用均方根強度取代用以判斷離子能量的峰值強度。
在各種實施例中，當複數RF產生器係開啟時，用以判斷離子能量的峰值強度為開啟之複數RF產生器之複數峰值RF電壓的峰值電壓統計值如中位數、平均值等。例如，V 峰值為電壓與電流探針152與186在x與yMHz RF產生器之輸出處所量測到之複數峰值強度的一平均值。
在一實施例中，在方程式(1)中所應用的DC偏壓電位係利用偏壓補償電路如DC感測器等所量測。例如，偏壓補償電路可浸沒於電漿室114(圖2)的電漿中以量測DC偏壓電位。在各種實施例中，DC感測器係耦合至通訊媒體110或RF傳輸線150以量測DC偏壓電位。
在x MHz RF產生器操作如開啟、未固障、功能正常等且y MHz產生器未操作如關閉、故障、當下未操作的實施例中，被應用至方程式(1)中的DC偏壓電位係由電漿系統104的處理器根據下式所決定： ax*Vx + bx*Ix + +cx*sqrt(Px)+ dx               ….(2) 其中「*」代表乘、「sqrt」為開根號、「Vx」代表模型節點處之電壓強度、「Ix」代表模型節點處電流強度、「Px」代表模型節點處之功率強度、「ax」為係數、「bx」為係數、「dx」代表常數。在某些實施例中，用以決定模型節點處之晶圓偏壓的功率強度為模型節點處之電壓強度、模型節點處之電流強度、與電壓強度和電流強度間之相位之餘弦的乘積。在各種實施例中，功率強度為輸送功率的強度，輸送功率為前饋功率與反饋功率之間的差。係數ax、bx、與cx、及常數dx係儲存在主機180的儲存裝置(圖2)內。
在x MHz RF產生器操作且y MHz產生器操作的實施例中，被應用至方程式(1)中的DC偏壓電位係由電漿系統104的處理器根據下式所決定： axy*Vx + bxy*Ix + cxy*sqrt(Px)+ dxy*Vy + exy*Iy + fxy*sqrt(Py)+ gxy   ….(3) 其中「*」代表乘、「Vx」代表模型節點處之電壓強度、「Ix」代表模型節點處電流強度、「Px」代表模型節點處之功率強度、「Vy」代表模型節點處之電壓強度、「Iy」代表模型節點處電流強度、「Py」代表模型節點處之功率強度、且「axy」、「bxy」、「cxy」、「dxy」、「exy」、「fxy」每一者皆為係數而「gxy」為常數。在某些實施例中，模型節點處之電壓Vy為使y MHz RF產生器之電壓與電流探針186所量測到的複數電壓與電流藉由通訊媒體196之模型並藉由耦合至通訊媒體196之阻抗匹配網路112之一分支之模型傳播的結果。應瞭解，在各種實施例中，Py為Vy、Iy、及Vy與Iy間之相位之餘弦的乘積。係數axy、bxy、cxy、dxy、exy、fxy、及常數gxy係儲存在主機180的儲存裝置(圖2)內。
在x MHz RF產生器、y MHz產生器、及z MHz RF產生器皆操作的實施例中，被應用至方程式(1)中的DC偏壓電位係由電漿系統104的處理器根據下式所決定： axyz*Vx + bxyz*Ix + cxyz*sqrt(Px)+ dxyz*Vy + exyz*Iy + fxyz*sqrt(Py)+  gxyz*Vz + hxyz*Iz + ixyz*sqrt(Pz)+ jxyz   ….(4) 其中「*」代表乘、「Vx」代表模型節點處之電壓強度、「Ix」代表模型節點處電流強度、「Px」代表模型節點處之功率強度、「Vy」代表模型節點處之電壓強度、「Iy」代表模型節點處電流強度、「Py」代表模型節點處之功率強度、「Vz」代表模型節點處之電壓強度、「Iz」代表模型節點處電流強度、「Pz」代表模型節點處之功率強度、且「axyz」、「bxyz」、「cxyz」、「dxyz」、「exyz」、「fxyz」、「gxyz」、「hxyz」及「ixyz」為係數而「jxyz」為常數。在某些實施例中，模型節點處之電壓Vz為使z MHz RF產生器之電壓與電流探針所量測到的複數電壓與電流藉由連接至z MHz RF產生器之RF纜線之模型並藉由耦合至RF纜線之阻抗匹配網路112之一分支之模型傳播的結果。應瞭解，在各種實施例中，Pz為Vz、Iz、及Vz與Iz間之相位之餘弦的乘積。係數axyz、bxyz、cxyz、dxyz、exyz、fxyz、gxyz、hxyz、ixyz、及常數jxyz係儲存在主機180的儲存裝置(圖2)內。
在多個實施例中，用以決定晶圓偏壓之電壓強度、電流強度、及功率強度如Vx、Ix、Px、Vy、Iy、Py、Vz、Iz、Pz等皆非模型化的而是藉由電漿系統104 (圖2)內之一節點如阻抗匹配網路112(圖2)之輸出、RF傳輸線150(圖2)之輸出、RF傳輸線150內之一點、ESC 146(圖2)等處之複數電壓與電流探針所量測，以決定電漿系統104之該節點處的晶圓偏壓。例如，電壓與電流探針係耦合至RF傳輸線150的輸出以量測該輸出處的電流與電壓、係耦合至RF傳輸線150內的一點以量測該點處的電流與電壓、或耦合至ESC 146以量測ESC 146處的電流與電壓。
在操作118中，判斷第二變數是否符合第一閾值。例如，判斷第二變數是否超過第一閾值或低於第一閾值。第一閾值係儲存於儲存裝置如主機180的儲存裝置(圖2)或電漿系統104之任何其他儲存裝置中。應瞭解，當第二變數為離子能量時第一閾值為離子能量閾值，當第二變數為RF電壓時第一閾值為RF電壓閾值。
在判斷出第二變數超過第一閾值時，在操作127中提供指令以改變RF訊號156之功率(圖2)。例如，在判斷出第二變數超過第一閾值時，在操作120中提供指令以減少RF訊號156的功率。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自功率值Px0減少至使第二變數不會超過第一閾值的功率值。在接收到減少功率之指令時，DSP 166將參數值Px0如功率值 Px0等減少至低於功率值Px0的功率值「Px0-1」並將經減少的功率值提供至參數控制器170(圖2)。在某些實施例中，主機180之處理器進行將功率值Px0減少至經減少之功率值「Px0-1」的任務。
參數控制器170基於經減少之功率值「Px0-1」產生驅動功率值的方式係類似於上述自參數值Px0產生驅動參數值的方式。參數控制器170將基於所接收到之功率值「Px0-1」所產生的驅動功率值提供至DAS 172。DAS 172基於基於經減少之功率值「Px0-1」之驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述基於自基於功率值Px0之驅動功率值產生RF訊號的方式，然後藉由阻抗匹配網路112(圖2)將RF訊號提供至ESC之下電極 146(圖2)。
以疊代方式重覆操作106、116、118、及127直到功率值Px0被減少至使第二變數不超過第一閾值的數值。例如，在將功率值自Px0減少至功率值「Px0-1」後，基於模型節點處之電壓、或在通訊媒體110或RF傳輸線150處所量測到的RF電壓判斷第二變數。判斷對應至功率值「Px0-1」的第二變數是否超過第一閾值。在判斷出對應至功率值「Px0-1」的第二變數超過第一閾值時，更將功率值「Px0-1」減少至功率值「Px0-2」並重覆操作106、116、及118。
應瞭解，在一實施例中，為了疊代地判斷出使第二變數不超過第一閾值的功率值，不重覆操作106而是疊代地重覆操作116、118、及127。
另一方面，在判斷出第二變數未超過且不符合第一閾值時，在操作118中更判斷第二變數是否低於第一閾值。在判斷出第二變數低於第一閾值時，在操作127中主機180之處理器提供指令以改變如增加功率值Px0。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Px0增加且DSP 166將功率值Px0增加至功率值「Px0+1」。在一實施例中，主機180之處理器將功率值Px0增加至功率值「Px0+1」且將功率值「Px0+1」提供至DSP 166。
DSP 166將功率值「Px0+1」提供至參數控制器170。參數控制器170基於功率值「Px0+1」產生驅動功率值的方式係類似於上述自功率值Px0產生驅動功率值的方式。參數控制器170將驅動功率值提供至DAS 172。在接收到驅動功率值時 DAS 172基於驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述自基於功率值Px0之驅動功率值產生RF訊號156的方式，然後藉由阻抗匹配網路112(圖2)將RF訊號提供至ESC之下電極 146(圖2)。
疊代地重覆操作106、116、118、及127直到功率值Px0增加至使第二變數不低於第一閾值的數值為止。例如，在將功率值自Px0增加至功率值「Px0+1」之後，基於在通訊媒體110或RF傳輸線150處所量測到的RF電壓判斷第二變數。判斷對應至功率值「Px0+1」的第二變數是否低於第一閾值。在判斷出對應至功率值「Px0+1」的第二變數係低於第一閾值時，更將功率值「Px0+1」增加至功率值 「Px0+2」並重覆操作106、116、118、及127。
應瞭解，在一實施例中，為了疊代地判斷出使第二變數不低於第一閾值的功率值，不重覆操作106而是重覆操作116、118、及127。在操作127後重覆方法102。
另一方面，在判斷出第二變數符合第一閾值如不低於第一閾值且不超過第一閾值時，在操作131中提供指令維持功率值Px0。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以持續提供功率值Px0至參數控制器170。在一實施例中，主機180之處理器將功率值Px0提供至DSP 166且DSP 166將功率值Px0提供至參數控制器170。在操作131後重覆方法102。
在操作124中，判斷第一變數是否符合第二閾值。例如，判斷第一變數是否超過第二閾值。第二閾值係儲存於儲存裝置如主機180的儲存裝置或電漿系統104之任何其他儲存裝置中。應瞭解，第二變數為功率閾值。第二閾值所代表之變數係不同於第一閾值所代表之變數。例如，第二閾值為功率值而第一閾值為RF電壓值或離子能量值。
在判斷出第一變數超過第二閾值時，在操作126中提供指令以改變RF訊號154之功率(圖2)。例如，在判斷出第一變數超過第二閾值時，在操作126中提供指令以減少RF訊號154的功率。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自參數值Px1如功率值Px1等減少至使第一變數不會超過第二閾值的功率值。在接收到減少功率之指令時，DSP 166將功率值 Px1減少至低於功率值Px1的功率值「Px1-1」並將經減少的功率值提供至參數控制器168(圖2)。在某些實施例中，主機180之處理器進行將功率值Px1減少至經減少之功率值「Px1-1」的任務。參數控制器168基於經減少之功率值「Px1-1」產生驅動功率值的方式係類似於上述自參數值Px1產生驅動參數值的方式。參數控制器168將基於所接收到之功率值「Px1-1」所產生的驅動功率值提供至DAS 172。DAS 172基於基於經減少之功率值「Px1-1」之驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述自基於功率值Px1之驅動功率值產生RF訊號的方式，然後藉由阻抗匹配網路112(圖2)將RF訊號提供至ESC之下電極 146(圖2)。
以疊代方式重覆操作106、108、124、及126直到功率值Px1被減少至使第一變數不超過第二閾值的數值。例如，在將功率值自Px1減少至功率值「Px1-1」後，基於在通訊媒體110或RF傳輸線150處所量測到的RF電壓判斷第一變數。判斷對應至功率值「Px1-1」的第一變數是否超過第二閾值。在判斷出對應至功率值「Px1-1」的第一變數超過第二閾值時，更將功率值「Px1-1」減少至功率值「Px1-2」並重覆操作106、108、及124。
應瞭解，在一實施例中，為了疊代地判斷出使第一變數不超過第二閾值的功率值，不重覆操作106而是疊代地重覆操作108、124、及126。
另一方面，在判斷出第一變數未超過第二閾值時，在操作124中判斷第一變數是否低於第二閾值。變數未超過且不符合第一閾值時，在操作118中更判斷第二變數是否低於第一閾值。在判斷出第一變數低於第二閾值時，在操作126中主機180之處理器提供指令以增加功率值Px1。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Px1增加且DSP 166將功率值Px1增加至功率值「Px1+1」。在一實施例中，主機180之處理器將功率值Px1加至功率值「Px1+1」且將功率值「Px1+1」提供至DSP 166。
DSP 166將功率值「Px1+1」提供至參數控制器168。參數控制器168基於功率值「Px1+1」產生驅動功率值的方式係類似於上述自功率值Px1產生驅動功率值的方式。參數控制器168將驅動功率值提供至DAS 172。在接收到驅動功率值時 DAS 172基於驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述自基於功率值Px1之驅動功率值產生RF訊號的方式，然後藉由阻抗匹配網路112(圖2)將RF訊號提供至ESC之下電極 146(圖2)。
疊代地重覆操作106、108、124、及126直到功率值Px1增加至使第一變數不低於第二閾值的數值為止。例如，在將功率值自Px1增加至功率值「Px1+1」之後，基於在模型節點處的電流或在通訊媒體110或RF傳輸線150處所量測到的RF電流判斷第一變數。判斷對應至功率值「Px1+1」的第一變數是否低於第二閾值。在判斷出對應至功率值「Px1+1」的第一變數係低於第二閾值時，更將功率值「Px1+1」增加至功率值 「Px1+2」並重覆操作106、108、124、及126。
應瞭解，在一實施例中，為了疊代地判斷出使第一變數不低於第二閾值的功率值，不重覆操作106而是重覆操作108、124、及126。在操作126後重覆方法102。
另一方面，在判斷出第一變數符合第二閾值如不低於第二閾值且不超過第二閾值時，在操作129中提供指令維持功率值Px1。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以持續提供功率值Px1至參數控制器168。在一實施例中，主機180之處理器將功率值Px1提供至DSP 166且DSP 166將功率值Px1提供至參數控制器168。在操作129後重覆方法102。
應瞭解，第一狀態係關於電漿系統104的第一使用而第二狀態係關於電漿系統104的第二使用。例如，當欲蝕刻基板119時，在狀態S1期間進行操作108、124、及126或操作108、124、及129以促進基板119的蝕刻。是否欲蝕刻基板119的決定可由使用者藉由主機180的輸入裝置提供。下面將說明輸入裝置。又例如，當欲在比狀態S0期間蝕刻基板119之速率更高的速率下蝕刻基板119時，在狀態S1期間進行操作108、124、及126或操作108、124、及129以促進在較高的速率下蝕刻基板119。又例如，當欲在比狀態S0期間在基板119上沉積材料之速率更低的速率下將材料如聚合物、半導體、導體等沉積至基板119上時，在狀態S1期間進行操作116、118、及127或操作116、118、及131以促進在較低的速率下在基板119上沉積。
應瞭解，在某些實施例中，沉積為被動沉積。例如，蝕刻副產物的被動沉積。例如，當基板如半導體晶圓等受到蝕刻時，被蝕刻移除的材料自己沉積至基板表面上。
在許多實施例中，沉積處理為主動沉積。例如，將處理氣體提供至電漿室114以在基表面上沉積。又例如，以離子轟擊金屬以將金屬沉積至基板表面上。
又更例如，相較於狀態S0當欲更增進電漿室114內的離子能量時，在狀態S1進行操作108、124、及126或操作108、124、及129。
又例如，當欲將一層材料沉積至基板119上時，在狀態S0期間進行操作116、118、及131或操作116、118、及127以促進基板119上的沉積。又例如，當欲以較低速率蝕刻基板119時，在狀態S0期間進行操作116、118、及131或操作116、118、及127以促進在較低的速率下蝕刻基板119。又更例如，當欲在比狀態S1期間在基板119上沉積材料之速率更高的速率下將材料沉積至基板119上時，在狀態S0期間進行操作116、118、及131或操作116、118、及127以促進在較高的速率下在基板119上沉積。又更例如，當欲中和如減少電漿室114內的離子能量時，在狀態S0內進行操作116、118、及131或操作116、118、及127。
圖4為圖133，其繪示由2 MHz及60 MHz RF產生器提供至電漿室如電漿室114之電極(圖2)如下電極、上電極等之RF功率對時間的作圖。在狀態1如狀態S1中，2 MHz RF產生器所產生之RF訊號的RF功率係大於60 MHz RF產生器所產生之RF訊號的RF功率。例如，2 MHz RF產生器所產生之RF訊號的RF功率為7千瓦(kW)且60 MHz RF產生器所產生之RF訊號的RF功率為1 kW。又，在狀態1期間，兩個RF產生器係於功率控制模式下操作，功率控制模式為第一變數控制模式155 (圖1A)的實例。又，在狀態1期間，在基板如基板119(圖2)上進行蝕刻，在狀態S1期間進行方法操作108、124、及126或操作108、124、及129以最佳化如增加電漿室114內的離子能量及電漿密度。最佳化促進蝕刻。
在狀態0如狀態S0期間，2 MHz RF產生器所產生之RF訊號的RF功率係小於60 MHz RF產生器所產生之RF訊號的RF功率。例如，2 MHz RF產生器所產生之RF訊號的RF功率為0 kW且60 MHz RF產生器所產生之RF訊號的RF功率係小於15瓦。又，在狀態0期間，兩個RF產生器皆於第二變數控制模式157(圖1A)下操作。又，在狀態0期間在基板如基板119(圖2)上進行沉積，在狀態S0期間進行方法操作116、118、及131或操作116、118、及127以限制如中和電漿室內的離子能量及電漿密度。狀態1在狀態0之後重覆。
圖5A顯示圖202、204、206、及208之實施例以例示2 MHz RF訊號及60 MHz RF訊號之各種功率值。每一圖202、204、206、及208繪示以千瓦(kW)為單位的功率值，功率值為時間t的函數。如202中所示，2 MHz DAS 所產生之功率訊號即2 MHz功率訊號在狀態S1期間具有功率值a1且在狀態S0期間具有功率值0。又，60 MHz DAS 所供給之功率訊號即60 MHz功率訊號在狀態S1期間具有功率值a2且在狀態S0期間具有功率值a3。
如204中所示，60 MHz功率訊號在狀態S1及S0期間具有功率值a2。又，如206中所示，2 MHz功率訊號在狀態S0期間具有功率值a4。如208中所示，當2 MHz功率訊號具有功率值a4時60 MHz功率訊號具有功率值a2。
圖5B顯示210、212、214、及216之實施例。每一圖210、212、214、及216繪示以千瓦為單位的功率值，功率值為時間t的函數。如圖210中所示，60 MHz功率訊號自功率值a2轉變至功率值0而非自功率值a2轉變至功率值a3(圖5A)。
又，如圖212中所示，60 MHz功率訊號自功率值a2轉變至功率值a5。如圖214中所示，當2 MHz功率訊號具有非零之功率值a4時60 MHz功率訊號在狀態S0期間具有功率值0。如圖216中所示，當2 MHz功率訊號具有非零之功率值a4時60 MHz功率訊號在狀態S0期間具有非零之功率值a5。
圖6A顯示圖218、220、222、及224之實施例。每一圖218、220、222、及224繪示以千瓦為單位的功率值，功率值為時間t的函數。除了圖218、220、222、及224更包含27 MHz訊號之作圖外，圖218係類似於圖 202(圖5A)、圖220係類似於圖204(圖5A)、圖220係類似於圖206(圖5A)、圖222係類似於圖208(圖5A)。27 MHz訊號係自27 MHz RF產生器的27 MHz DAS所產生。27 MHz訊號在狀態S1 與S0期間皆為具有功率值a6的RF訊號。
圖6B顯示圖226、228、230、及232之實施例。每一圖226、228、230、及232繪示以千瓦為單位的功率值，功率值為時間t的函數。除了圖226、228、230、及232更包含具有功率值a6之27 MHz訊號的作圖外，圖226係類似於圖210(圖5B)、圖228係類似於圖212(圖5B)、圖230係類似於圖214(圖5B)、圖232係類似於圖216(圖5B)。
圖6C顯示圖234、236、238、及240之實施例。每一圖234、236、238、及240繪示以千瓦為單位的功率值，功率值為時間t的函數。除了圖234、236、238、及240更包含27 MHz訊號之作圖外，圖234係類似於圖202(圖5A)、圖236係類似於圖204(圖5A)、圖238係類似於圖206(圖5A)、圖240係類似於圖208(圖5A)。27 MHz訊號自在狀態S1期間具有功率值a7轉變至在狀態S0期間具有功率值a8。功率值a7係小於功率值a8。
圖6D顯示圖242、244、246、及248之實施例。每一圖242、244、246、及248繪示以千瓦為單位的功率值，功率值為時間t的函數。除了圖242、244、246、及248更包含具有功率值a7與a8之27 MHz訊號的作圖外，圖242係類似於圖210(圖5B)、圖244係類似於圖212(圖5B)、圖246係類似於圖214(圖5B)、圖248係類似於圖216(圖5B)。
圖6E顯示圖250、252、254、及256之實施例。每一圖250、252、254、及256繪示以千瓦為單位的功率值，功率值為時間t的函數。除了圖250、252、254、及256更包含27 MHz訊號之作圖外，圖250係類似於圖202(圖5A)、圖252係類似於圖204(圖5A)、圖254係類似於圖206(圖5A)、圖256係類似於圖208(圖5A)。27 MHz訊號自在狀態S1期間具有功率值a9轉變至在狀態S0期間具有功率值a10。功率值a9係大於功率值a10。
圖6F顯示圖258、260、262、及264之實施例。每一圖258、260、262、及264繪示以千瓦為單位的功率值，功率值為時間t的函數。除了圖258、260、262、及264更包含具有功率值a9與a10之27 MHz訊號的作圖外，圖258係類似於圖210(圖5B)、圖260係類似於圖212(圖5B)、圖262係類似於圖214(圖5B)、圖264係類似於圖216(圖5B)。
應瞭解，在上面顯示的圖202、204、206、208、210、212、214、216、218、220、222、224、226、228、230、232、234、236、238、240、242、244、246、248、250、252、254、256、258、260、262、及264中，將2 MHz訊號顯示為實線、將60 MHz訊號顯示為虛線、將27 MHz訊號顯示為點線。
在某些實施例中，圖4、5A、5B、5C、6A、6B、6C、6D、6E、及6F中的每一圖皆繪示具有狀態S0與狀態S1之RF訊號之功率的均方根(RMS)值。狀態S0與S1週期性地發生。每一狀態係關於下列者的一組合：RF產生器之功率的RMS值、RF產生器的頻率、RF產生器的電流、RF產生器的電壓、電漿室114內的壓力、電漿室 114之上電極194與ESC 146之間的間隙、及一或多種處理氣體流進電漿室114內的流率。例如，在狀態S0期間使用頻率、功率的RMS值、壓力、間隙、及化學品之流率的第一組合且在狀態S1期間使用頻率、功率的RMS值、壓力、間隙、及化學品之流率的第二組合。在某些實施例中，化學品包含一或多種處理氣體。例如，在第一組合中使用第一頻率值、功率的RMS值、壓力、間隙、及化學品之流率且在第二組合中使用第二頻率值、與第一組合相同之功率的RMS值、相同的壓力量、相同的間隙量、及相同化學品的相同流率。又例如，在第一組合中使用第一頻率值、第一功率之RMS值、壓力、間隙、及化學品之流率且在第二組合中使用第二頻率值、第二功率之RMS值、與第一組合相同之壓力量、相同的間隙量、及相同化學品的相同流率。在某些實施例中，電漿室114內的壓力為晶圓區域壓力(WAP)。
在某些實施例中，在圖中所繪示之對時間的功率可為功率的其他統計量測數據如平均值、峰值至峰值振幅、零至峰值振幅、中位數等以取代RF訊號之功率的RMS值。
圖7為針對與電漿系統104(圖2)相關之狀態使用離子能量之方法191之實施例之流程圖。方法191係參考圖2說明。方法191係由一或多個處理器如主機180之處理器(圖2)、或DSP 166、或DSP 178(圖2)、或主機180之處理器與DSP 166的組合、或主機180之處理器與DSP 178之組合等執行。
進行操作106。在判斷出與電漿系統104相關的狀態為第一狀態時，在操作131中判斷電漿室114內之離子能量。在第一狀態期間判斷電漿室114內之離子能量的方式係類似於在第二狀態期間判斷電漿室114內之離子能量的方式。例如，當RF訊號154(圖2)被傳輸至電漿室114時，電壓與電流探針152(圖2)量測通訊媒體110處的複數電壓與電流並藉由DSP 166(圖2)將量測到的複數電壓與電流提供至主機180的處理器(圖2)。複數電壓與電流藉由電漿系統104之一或多個部件的一或多個模型傳播，以計算模型節點處如一或多個模型之輸出處、模型之輸入處、模型內等的複數電壓與電流。基於模型節點處的複數電壓與電流，主機180之處理器判斷離子能量。在此實例中，處理器使用方程式(1)判斷離子能量。
另一方面，在判斷出與電漿系統104相關的狀態為第二狀態時，在操作139中判斷離子能量。除了第二變數為離子能量外，在操作139期間判斷離子能量的方式係類似於在操作116(圖3)期間判斷第二變數的方式。例如，使用方程式(1)決定離子能量。
又，在操作140中判斷在操作139中所判斷出的離子能量是否符合第一離子能量閾值。例如，判斷在操作139中所判斷出的離子能量是否超過第一離子能量閾值。除了第二變數為離子能量且操作118之第一閾值為第一離子能量閾值之外，操作140係類似於操作118(圖3)。例如，判斷在操作139中所判斷出的離子能量是否超過第一離子能量閾值。第一離子能量閾值係儲存在儲存裝置如主機180之儲存裝置或電漿系統104之任何其他儲存裝置。
在判斷出在操作139中所判斷出的離子能量超過第一離子能量閾值時，在操作142中提供指令以改變RF訊號156(圖2)之功率。例如，在判斷出在操作139中所判斷出的離子能量超過第一離子能量閾值時，在操作142中提供指令以減少RF訊號156之功率。除了操作142係針對離子能量與第一離子能量閾值進行外，操作142係類似於操作127(圖3)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自功率值Px0減少至能使在操作139中所判斷出的離子能量不超過第一離子能量閾值的功率值。又例如，疊代地重覆操作106、139、140、及142，直到功率值Px0被減少至使在操作139中所判斷出的離子能量不超過第一離子能量閾值的功率值。又例如，疊代地判斷使在操作139中所判斷出的離子能量不超過第一離子能量閾值的功率值，不重覆操作106而是疊代地重覆操作139、140、及142。
另一方面，在判斷出在操作139中所判斷出的離子能量未超過第一離子能量閾值時，在操作140中判斷在操作139中所判斷出的離子能量是否低於第一離子能量閾值。在判斷出在操作139中所判斷出的離子能量係低於第一離子能量閾值時，在操作142中主機180之處理器提供指令以增加功率值Px0。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Px0增加，DSP 166將功率值Px0增加至功率值「Px0+1」。又例如，疊代地重覆操作106、139、140、及142，直到功率值Px0被增加至使在操作139中所判斷出的離子能量不低於第一離子能量閾值的功率值。又例如，為了疊代地判斷使在操作139中所判斷出的離子能量不低於第一離子能量閾值的功率值，不重覆操作106而是重覆操作139、140、及142。在操作142後重覆方法191。
另一方面，在判斷出在操作139中所判斷出的離子能量不低於第一離子能量閾值且不超過第一離子能量閾值時，在操作145中提供指令維持功率值Px0的方式係類似於上面參考操作141 (圖3)的方式。在操作145後重覆方法191。
在操作132中，判斷在判斷出在操作141中所判斷出的離子能量是否符合第二離子能量閾值。例如，判斷在判斷出在操作141中所判斷出的離子能量是否超過第二離子能量閾值。第二離子能量閾值係儲存在儲存裝置如主機180之儲存裝置或電漿系統104之任何其他儲存裝置。
在判斷出在判斷出在操作141中所判斷出的離子能量超過第二離子能量閾值時，在操作134中提供指令以改變RF訊號154(圖2)的功率。例如，在判斷出 在操作141中所判斷出的離子能量超過第二離子能量閾值時，在操作134中提供指令減少RF訊號154的功率。除了操作134係針對第二離子能量閾值進行且針對在操作141中所判斷出的離子能量進行外，操作134係類似於操作126(圖3)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自功率值Px1減少至能使在操作141中所判斷出的離子能量不超過第二離子能量閾值的功率值。又例如，疊代地重覆操作操作106、141、132、及134，直到功率值Px1被減少至使在操作141中所判斷出的離子能量不超過第二離子能量閾值的功率值。又例如，為了疊代地判斷使在操作141中所判斷出的離子能量不超過第二離子能量閾值的功率值，不重覆操作106而是疊代地重覆操作141、132、及134。
另一方面，在判斷出在操作141中所判斷出的離子能量未超過第二離子能量閾值時，在操作132中判斷在操作141中所判斷出的離子能量是否低於第二離子能量閾值。在判斷出在操作141中所判斷出的離子能量係低於第二離子能量閾值時，在操作134中主機180之處理器提供指令以增加功率值Px1。除了操作134係針對第二離子能量閾值進行且針對在操作141中所判斷出的離子能量進行外，操作134係類似於操作126(圖3)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Px1增加，DSP 166將功率值Px1增加至功率值「Px1+1」。又例如，疊代地重覆操作106、141、132、及134，直到功率值Px1被增加至使在操作141中所判斷出的離子能量不低於第二離子能量閾值的功率值。又例如，為了疊代地判斷使在操作141中所判斷出的離子能量不低於第二離子能量閾值的功率值，不重覆操作106而是重覆操作141、132、及134。在操作134後重覆方法191。
另一方面，在判斷出在操作141中所判斷出的離子能量不低於第二離子能量閾值且不超過第二離子能量閾值時，在操作137中提供指令維持功率值Px1。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以持續提供功率值Px1至參數控制器168。在一實施例中，主機180之處理器將功率值Px1提供至DSP 166，DSP 166將功率值Px1提供至參數控制器168。在操作137後重覆方法191。
在本發明之各種實施例中使用離子能量造成故障之間的低量測時間 (MTBF)。
圖8為主機系統276之實施例之方塊圖，主機系統276為主機180 (圖1)之實例。主機系統276包含處理器280、儲存裝置278、輸入裝置266、輸出裝置268、輸入/輸出(I/O)介面270、I/O介面272、網路介面控制器(NIC)274、及匯流排275。處理器280、儲存裝置278、輸入裝置266、輸出裝置268、I/O介面270、I/O介面272、及NIC 274係藉由匯流排275彼此耦合。輸入裝置266的實例包含滑鼠、鍵、觸控筆等。輸出裝置268的實例包含顯示器、喇叭、或其組合。顯示器可為液晶顯示器、發光二極體顯示器、陰極射線管、電漿顯示器等。NIC 274的實例包含網路介面卡、網路轉接器等。
I/O介面的實例包含提供耦合至介面之多件硬體間之匹配性的介面。例如，I/O介面270將自輸入裝置266所接收之訊號轉換為與匯流排275匹配的形式、強度、及/或速度。又例如，I/O介面272將自匯流排275所接收之訊號轉換為與輸出裝置268匹配的形式、強度、及/或速度。
圖9A係用以例示基於與電漿系統相關之三或更多狀態使用變數之系統及方法。當與電漿系統相關的狀態為S(n-N-1)時，電漿系統係於變數控制模式902下操作，其中n與N皆為整數，n係大於N且等於或大於3，N係等於或大於1。狀態S(n-N-1)的實例包含狀態S1。在變數控制模式902期間，量測與電漿系統之電漿相關之第(n-N-1)變數並基於第(n-N-1)變數的一或多個值控制電漿之阻抗。第(n-N-1)變數的實例包含電壓、電流、功率、阻抗、離子能量、偏壓電位、或上述兩或更多者的組合。
又，當與電漿系統相關的狀態為S(n-N)時，電漿系統係於第(n-N)變數控制模式904下操作。狀態S(n-N)的實例包含狀態S2。在第(n-N)變數控制模式904期間，量測與電漿系統之電漿相關的第(n-N)變數並基於第(n-N)變數之一或多個值控制電漿之阻抗。第(n-N)變數的實例係與第(n-N-1)變數的實例相同。
又，當與電漿系統相關的狀態為Sn時，電漿系統係於第n變數控制模式906下操作。狀態Sn的實例包含狀態S3。在第n變數控制模式904期間，量測與電漿系統之電漿相關的第n變數並基於第n變數之一或多個值控制電漿之阻抗。第n變數的實例係與第(n-N-1)變數的實例相同。
在某些實施例中，第(n-N)變數並非第(n-N-1)變數如不同於第(n-N-1)變數、與第(n-N-1)變數不相同，且第(n-N)變數並非第n變數。例如，第(n-N)變數係與第(n-N-1)變數不相同且與第n變數不相同。例如，當第(n-N)變數為與電漿系統內之電漿相關的功率時，第(n-N-1)變數為與電漿相關的離子能量且第n變數為與電漿相關的電壓。又例如，當第(n-N)變數為與電漿系統內之電漿相關的功率時，第(n-N-1)變數為與電漿相關的RF電壓且第n變數為與電漿相關的RF電流。又例如，當第(n-N)變數為與電漿系統內之電漿相關的偏壓電位時，第(n-N-1)變數為與電漿相關的RF電壓且第n變數為與電漿相關的RF電流或離子能量。
在各種實施例中，第(n-N-1)變數係與第n變數相同且不同於第(n-N)變數。在某些實施例中，第(n-N-1)變數係與第(n-N)變數相同但不同於第n變數。
在某些實施例中，狀態Sn與狀態S(n-N)為連續的，狀態S(n-N)與狀態S(n-N-1)為連續的。例如，狀態(n-N-1)係緊接於狀態S(n-N)之後，狀態S(n-N)係緊接於狀態n之後，狀態n係接於狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之重覆之後。
在各種實施例中，在狀態S(n-N)與Sn之間有多個狀態。例如，當狀態S(n-N)為狀態S2時，狀態Sn為狀態S5。在狀態S2與S5之間有兩個狀態S3與S4。狀態S5與狀態S4為連續的，狀態S4與狀態S3是連續的，狀態S3與狀態S2是連續的。狀態S2與狀態S1為連續的。又例如，當狀態S(n-N)為狀態S2時，狀態Sn為狀態S6。狀態S2與S5之間有三個狀態S3、S4、及S5。狀態S6與狀態S5為連續的，狀態S5與狀態S4是連續的，狀態S4與狀態S3是連續的，狀態S3與狀態S2是連續的。狀態S2與狀態S1是連續的。
圖9B例示在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn期間使用離子能量控制模式910、912、及914。在離子能量控制模式910、912、及914之每一者期間，控制與電漿系統內之電漿相關的離子能量。例如，在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之每一者期間，量測或判斷與電漿系統內之電漿相關的離子能量並基於離子能量的一或多個值控制電漿之阻抗。
在各種實施例中，在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之每一者期間控制相同變數如電壓、功率等。
圖10A為電漿系統1000之實施例之方塊圖。電漿系統1000包含耦合至x MHz RF產生器與y MHz RF產生器的主機180。上面已提供x MHz與y MHz的實例。
主機180產生具有狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的數位脈動訊號1002如電晶體-電晶體邏輯(TTL)訊號。在一實施例中，與電漿系統相關的狀態1000係與數位脈動訊號1002的狀態相同。在某些實施例中，狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn在時脈訊號之一時脈週期期間發生。在各種實施例中，狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn在多個時脈週期期間發生。時脈訊號係由主機180內或主機180外的時脈源如振盪器所產生。
主機180將數位脈動訊號1002發送至x MHz RF產生器的DSP 166及y MHz RF產生器的DSP 178。在接收到 數位脈動訊號1002時，DSP 166與178每一者判斷數位脈動訊號112的狀態為S(n-N-1)、S(n-N)、或Sn。例如，DSP 166分辨狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn。又例如，DSP 166判斷出數位脈動訊號122在時脈訊號之時脈週期之第一部分期間具有第一強度、在時脈週期之第二部分期間具有第二強度、在時脈週期之第三部分具有第三強度。在各種實施例中，時脈源提供時脈訊號至DSP 166。DSP 166判斷出數位脈動訊號1002在時脈週期之第一部分期間具有狀態S(n-N-1)、在時脈週期之第二部分期間具有狀態S(n-N)、及在時脈週期之第三部分期間具有狀態Sn。又更例如，DSP 166將數位脈動訊號122的強度與預存範圍比較以判斷出數位脈動訊號122的強度在時脈週期之第一部分期間係大於預存範圍、在時脈週期之第二部分期間係落在預存範圍內、及在時脈週期之第三部分期間係低於預存範圍。在判斷出在時脈週期之第一部分期間強度係低於預存範圍時，DSP 166判斷出數位脈動訊號在時脈週期之第一部分期間具有狀態S(n-N-1)。類似地，在判斷出在時脈週期之第二部分期間強度係落在預存範圍內時，DSP 166判斷出數位脈動訊號在時脈週期之第二部分期間具有狀態S(n-N)。又，在判斷出在時脈週期之第三部分期間強度係高於預存範圍時，DSP 166判斷出數位脈動訊號在時脈週期之第三部分期間具有狀態Sn。
當數位脈動訊號1002之狀態為S(n-N-1)時，DSP 166產生參數值Px(n-N-1)並將參數值Px(n-N-1)提供至x MHz RF產生器的參數控制器1004A。類似地，當與電漿系統相關的狀態102為S(n-N-1)時，y MHz RF產生器之DSP 178產生參數值Py(n-N-1)並將參數值Py(n-N-1)提供至y MHz RF產生器的參數控制器1006A。
又，當數位脈動訊號1002的狀態為S(n-N)時，DSP 166產生參數值Px(n-N)並將參數值Px(n-N)提供至x MHz RF產生器的參數控制器1004B。類似地，當與電漿系統相關的狀態102為S(n-N)時，y MHz RF產生器的DSP 178產生參數值Py(n-N)並將參數值Py(n-N)提供至y MHz RF產生器的參數控制器1006B。
又，當數位脈動訊號1002的狀態為Sn時，DSP 166產生參數值Pxn並將參數值Pxn提供至x MHz RF產生器的參數控制器1004C。類似地，當與電漿系統相關的狀態102為Sn時，y MHz RF產生器的DSP 178產生參數值Pyn並將參數值Pyn提供至y MHz RF產生器的參數控制器1006C。
應瞭解，在一實施例中，RF產生器的參數控制器為電腦程式的一部分，其係於電腦可讀媒體內體現並由RF產生器的DSP所執行。例如，參數控制器1004A、1004B、及1004C為邏輯塊如調制迴路，其為電腦程式之部分並由DSP 166所執行。又例如，參數控制器1006A、1006B、及1006C為電腦程式之邏輯塊並由DSP 178所執行。
在一實施例中，使用硬體控制器如微控制器、ASIC、PLD等來取代參數控制器。例如，使用一控制器取代參數控制器1004A、使用另一控制器取代參數控制器1004B、使用更另一控制器取代參數控制器1004C、使用一控制器取代參數控制器1006A、使用另一控制器取代參數控制器1006B、參數控制器1006C。
參數控制器1004A、參數控制器1004B、參數控制器1004C、及DSP 166皆為控制器系統1008的部分。類似地，參數控制器1006A、參數控制器1006B、參數控制器1006C、及DSP 178皆為控制器系統1010的部分。
在與電漿系統1000相關的狀態S(n-N-1)期間，耦合至x MHz RF產生器之DSP 166與DAS 172的參數控制器1004A自DSP 166接收參數值Px(n-N-1)。基於參數值Px(n-N-1)，x MHz RF產生器在通訊媒體110上產生RF訊號1026並將RF訊號自x MHz RF產生器藉由通訊媒體110發送至阻抗匹配網路112。例如，參數控制器1004A查找與參數值Px(n-N-1)對應如具有一對一映射關係、鏈結的驅動參數值以將其提供至x MHz RF產生器之DAS 1016的驅動器如一或多個電晶體。在某些實施例中，DAS包含耦合至放大器的驅動器。
又，在各種實施例中，DSP 166自主機180之處理器接收參數值Px(n-N-1)、Px(n-N)、及Pxn。例如，在狀態S(n-N-1)期間，DSP 166接收參數值Px(n-N-1)。又，在狀態S(n-N)期間DSP 166接收參數值Px(n-N)，且在狀態Sn期間DSP 166接收參數值Pxn。類似地，在此些實施例中，DSP 178自主機180之處理器接收參數值Py(n-N-1)、Py(n-N)、及Pyn。
DAS 1016之驅動器產生具有驅動參數值的驅動訊號並將RF訊號提供至DAS 1016之放大器。DAS 1016之放大器放大驅動訊號以產生經放大的訊號。DAS 1016之放大器將經放大的訊號提供至耦合至DAS 1016的RF電源1020。RF電源的實例包含RF振盪器。在接收到 經放大的訊號時，RF電源1020產生具有參數值Px(n-N-1)的RF訊號1026，RF訊號1026係藉由x MHz RF產生器之輸出1012與通訊媒體110發送至阻抗匹配網路112。x MHz RF產生器的輸出1012係耦合至通訊媒體110。
類似地，在與電漿系統1000相關的狀態S(n-N-1)期間，y MHz RF產生器的DAS 1018產生經放大的訊號，經放大的訊號被提供至y MHz RF產生器的RF電源 1022。在接收到經放大的訊號時，RF電源 1022產生具有參數值Py(n-N-1)之RF訊號1028，RF訊號1028係藉由y MHz RF產生器之輸出1014與通訊媒體196而發送至阻抗匹配網路112。y MHz RF產生器之輸出1014係耦合至通訊媒體196。
在狀態S(n-N-1)期間，阻抗匹配網路112結合自x與yMHz RF產生器所接收的RF訊號1026與1028並匹配負載阻抗與源阻抗，以更產生經修改的RF訊號1024。經修改的RF訊號1024係藉由RF傳輸線150而傳輸至ESC 146以將RF功率提供至ESC之下電極 146。
又，在與電漿系統1000相關的狀態S(n-N)期間，耦合至DSP 166與DAS 1016的參數控制器1004B自DSP 166接收參數值Px(n-N)。基於參數值Px(n-N)，x MHz RF產生器產生RF訊號1026並將RF訊號自x MHz RF產生器藉由通訊媒體110發送至阻抗匹配網路112。例如，參數控制器1004B查找與參數值Px(n-N)對應的驅動參數值以將其提供至DAS 1016的驅動器。DAS 1016之驅動器產生驅動訊號並將訊號提供至DAS 1016之放大器。DAS 1016之放大器放大驅動訊號以產生經放大的訊號。DAS 1016之放大器將經放大的訊號供給至耦合至RF電源1020以產生在狀態S(n-N)期間具有參數值Px(n-N)的RF訊號1026。RF電源1020將在狀態S(n-N)所產生的RF訊號藉由輸出1012與通訊媒體110而提供至阻抗匹配網路112。
類似地，在與電漿系統1000相關的狀態S(n-N)期間，y MHz RF產生器的DAS 1018產生經放大的訊號，經放大的訊號被提供至y MHz RF產生器的RF電源 1022。在接收到經放大的訊號時，RF電源 1022產生具有參數值Py(n-N)之RF訊號1028，RF訊號1028係藉由y MHz RF產生器之輸出1014與通訊媒體196而發送至阻抗匹配網路112。
在狀態S(n-N)期間，在阻抗匹配網路112中結合自x與yMHz RF產生器所接收的RF訊號1026與1028，以更產生經修改的RF訊號1024。經修改的RF訊號1024係藉由RF傳輸線150而傳輸至電漿室114之ESC之下電極 146。
又，在與電漿系統1000相關的狀態Sn期間，耦合至DSP 166與DAS 1016的參數控制器1004C自DSP 166接收參數值Pxn。基於參數值Pxn，x MHz RF產生器產生RF訊號1026並將RF訊號自x MHz RF產生器藉由通訊媒體110發送至阻抗匹配網路112。例如，參數控制器1004C查找與參數值Pxn對應的驅動參數值以將其提供至DAS 1016的驅動器。DAS 1016之驅動器產生驅動訊號並將訊號提供至DAS 1016之放大器。DAS 1016之放大器放大驅動訊號以產生經放大的訊號。DAS 1016之放大器將經放大的訊號供給至耦合至RF電源1020以產生在狀態Sn期間具有參數值Pxn的RF訊號。RF電源1020將在狀態Sn所產生的RF訊號1026藉由輸出1012與通訊媒體110而提供至阻抗匹配網路112。
類似地，在與電漿系統1000相關的狀態Sn期間，DAS 1018產生經放大的訊號，經放大的訊號被提供至y MHz RF產生器的RF電源 1022。在接收到經放大的訊號時，RF電源 1022產生具有參數值Pyn之RF訊號1028，RF訊號1028係藉由y MHz RF產生器之輸出1014與通訊媒體196而發送至阻抗匹配網路112。
在狀態Sn期間，在阻抗匹配網路112中結合自x與yMHz RF產生器所接收的RF訊號1026與1028，以產生經修改的RF訊號1024。經修改的RF訊號1024係藉由RF傳輸線150而傳輸至電漿室114之ESC之下電極 146。
應瞭解，回應在RF訊號1026與RF訊號1028內所供給的功率，功率係自電漿室114朝向x MHz RF產生器與y MHz RF產生器反射。例如，回應在RF訊號1024內所供給的前饋功率，功率係自電漿室114藉由RF傳輸線150、阻抗匹配網路112、通訊媒體110、及輸出1012而反射至x MHz RF產生器。又例如，回應在RF訊號1028內所供給的供給功率，功率係自電漿室114藉由RF傳輸線150、阻抗匹配網路112、通訊媒體196、及輸出1014而反射至y MHz RF產生器。
在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之每一者期間，x MHz RF產生器的VI探針152感測在輸出1012處通訊的第(n-N-1)變數如複數電壓與電流等。VI探針152所感測到的變數被提供至DSP 166。在狀態S(n-N-1)期間，DSP 166控制如改變、增加、減少參數值Px(n-N-1)俾使在狀態S(n-N-1)期間所感測到的第(n-N-1)變數匹配第(n-N-1)變數的預定閾值。類似地，在狀態S(n-N)期間，DSP 166控制參數值Px(n-N)俾使在狀態S(n-N)期間感測到的第(n-N)變數匹配第(n-N)變數的預定閾值。又，在狀態Sn期間，DSP 166控制參數值Pxn俾使在狀態Sn感測到的第n變數匹配第n變數的預定閾值。
類似地，在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之每一者期間，y MHz RF產生器的VI探針186感測在輸出1014處通訊的變數。VI探針186所感測到的變數被提供至DSP 178。在狀態S(n-N-1)期間，DSP 178控制參數值Py(n-N-1)俾使VI探針186在狀態S(n-N-1)期間感測到的第(n-N-1)變數匹配第(n-N-1)變數的預定閾值。類似地，在狀態S(n-N)期間，DSP 178控制參數值Py(n-N)俾使VI探針186在狀態S(n-N)期間所感測到的第(n-N)變數匹配第(n-N)變數的預定閾值。又，在狀態Sn期間，DSP 178控制參數值Pyn俾使在狀態Sn期間所感測到的第n變數匹配第n變數的預定閾值。
在某些實施例中，在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之每一者期間，DSP 166接收VI探針152所量測到之變數的值並自VI探針152所接收之該變數之該值計算另一變數。例如，DSP 166將複數阻抗計算為自VI探針152接收之VI探針152所量測到之複數電壓與複數電流的比例。又例如，DSP 166將複數功率計算為自VI探針152接收之VI探針152所量測到之複數電壓與複數電流的乘積。又更例如，DSP 166以上述方式自複數電壓與電流計算晶圓偏壓。又例如，DSP 166以上述方式在方程式(1)中自複數電壓與電流計算離子能量。在狀態S(n-N-1)期間，DSP 166控制參數值Px(n-N-1)俾使在狀態S(n-N-1)期間所計算出的其他變數匹配該其他變數的預定閾值。類似地，在狀態S(n-N)期間，DSP 166控制參數值Px(n-N)俾使在狀態S(n-N)期間所計算出的其他變數匹配該其他變數的預定閾值。又，在狀態Sn期間，DSP 166控制參數值Pxn俾使在狀態Sn期間所計算出的其他變數匹配該其他變數的預定閾值。
類似地，在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之每一者期間，DSP 178接收VI探針186所量測到之變數的值並自VI探針186所接收之該變數之該值計算另一變數。在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之每一者期間，DSP 178控制對應之參數值Py(n-N-1)、Py(n-N)、及Pyn俾使在此些狀態期間所計算出的其他變數匹配該狀態之其他變數的預定閾值。
在各種實施例中，主機180之處理器計算其他變數並與DSP 166通訊而非以DSP 166計算其他變數。類似地，在某些實施例中，主機180之處理器計算其他變數並與DSP 178通訊而非以DSP 178計算其他變數。
電漿系統1000更包含朝向電漿室114之窗的光學感測器1030如光二極體、高速光二極體、高速光偵測器、光譜儀等。光學感測器1030係耦合至主機180之處理器。在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之每一者期間，光學感測器130量測變數如電漿的強度值、電漿之電壓等之數值並將此些數值提供至主機180之處理器。主機180之處理器將自光學感測器1030所接收之變數的數值提供至DSP 166與DSP 178。DSP 166基於光學感測器1030在狀態S(n-N-1)期間所量測到之第(n-N-1)變數的數值判斷該數值是否匹配第(n-N-1)變數的預定閾值。在判斷出光學感測器1030在狀態S(n-N-1)期間所量測到之第(n-N-1)變數的數值不匹配第(n-N-1)變數之預定閾值時，DSP 166改變參數值Px(n-N-1)。類似地，DSP 166基於光學感測器1030在狀態S(n-N)期間所量測到之第(n-N)變數的數值判斷該數值是否匹配第(n-N)變數的預定閾值。在判斷出光學感測器1030在狀態S(n-N)期間所量測到之第(n-N)變數的數值不匹配第(n-N)變數之預定閾值時，DSP 166改變參數值Px(n-N)。又，DSP 166基於光學感測器1030在狀態Sn期間所量測到之第n變數的數值判斷該數值是否匹配第n變數的預定閾值。在判斷出光學感測器1030在狀態Sn期間所量測到之第n變數的數值不匹配第n變數之預定閾值時，DSP 166改變參數值Pxn。
雖然圖10A中顯示兩個RF產生器，在某些實施例中，可使用任何數目之RF產生器。例如，除了2 MHz RF產生器與27 MHz RF產生器之外，可使用60 MHz RF產生器。又例如，使用x MHz RF產生器但不使用任何其他的RF產生器。
在某些實施例中，在RF產生器中使用功率與複數伽傌探針而非VI探針。例如，功率與複數伽傌探針係耦合至輸出1012。功率與複數伽傌探針量測複數供給功率與伽傌，在某些實施例中，伽傌為在輸出1012處之複數反射功率對輸出1012處之複數供給功率的比值。
圖10B例示不同類型之變數。變數之類型的實例包含晶圓偏壓、複數電壓、複數電流、複數阻抗、複數功率、及離子能量。圖10B中所示之變數的每一類型皆為第(n-N-1)變數、或第(n-N)變數、或第n變數的實例。複數電壓與複數電流係由VI探針所量測。又，複數阻抗係藉由DSP或主機180之處理器自複數電壓與複數電流計算得到，複數阻抗為複數電壓與複數電流的比。又，複數功率係藉由DSP或主機180之處理器自複數電壓與複數電流計算得到，複數功率為複數電壓與複數電流的乘積。晶圓偏壓係藉由DSP或主機180之處理器應用方程式(2)、(3)、或(4)自複數電壓之與複數電流之強度計算得到。離子能量係藉由DSP或主機180之處理器應用方程式(1)自晶圓偏壓與峰值電壓計算得到，晶圓偏壓與峰值電壓係自複數電壓所判斷。
應瞭解，在某些實施例中，當主機180之處理器在一狀態期間計算一變數之值時，計算所得的值係藉由纜線自主機180提供至RF產生器的DSP以改變參數，纜線例如是序列傳輸數據用的纜線、平行傳輸數據用的纜線、USB纜線等。DSP將計算出的值與變數的預定閾值比較以判斷是否改變參數，然後將經改變的參數提供至狀態用的參數控制器俾使RF產生器所產生的RF訊號具有經改變的參數。
在各種實施例中，當主機180之處理器在一狀態期間計算一變數之值時，主機電腦系統180的處理器將計算出的值與變數的預定閾值比較以判斷是否改變參數，然後將經改變的參數提供至RF產生器的DSP。在接收到該狀態之經改變的參數時，DSP將經改變的參數提供至狀態用的參數控制器俾使RF產生器所產生的RF訊號具有經改變的參數。
圖10C例示經模型化之變數的不同類型。經模型化之變數的實例包含經模型化之複數電壓、經模型化之複數電流、經模型化之複數功率、經模型化之複數阻抗、經模型化之晶圓偏壓、及經模型化之離子能量。例示於圖10C中之經模型化之變數的每一類型皆為第(n-N-1)變數、或第(n-N)變數、或第n變數的實例。
主機180之處理器產生圖10A之電漿系統1000之一或多個部件的模型，一或多個部件例如是通訊媒體110、通訊媒體196、阻抗匹配網路112、RF傳輸線150、ESC 146等。例如，主機180之處理器產生電漿系統1000之一部件之多個電子元件的模型，電子元件例如是電容器、電感、電阻器等。又例如，當阻抗匹配網路112的電感係與阻抗匹配網路112的電容器串聯連接時，阻抗匹配模型的電感亦與阻抗匹配網路112的電容器串聯連接。
在某些實施例中，模型為包含電子元件如電感、電容器、電阻器等之電腦生成之模型，其所包含之電子元件所具有的特性係類似於電漿系統1000之一部件之電子元件所具有的特性。例如，模型具有與電漿系統1000之一部件相同的電感及/或電容及/或電阻。又例如，阻抗匹配模型具有與阻抗匹配網路112相同的阻抗及/或電容。
在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之每一者期間，VI探針量測在RF產生器之輸出處的複數電壓與電流。例如，VI探針152(圖10A)量測x MHz RF產生器之輸出1012處的複數電壓與電流，VI探針186量測y MHz RF產生器之輸出1014處的複數電壓與電流 。又，主機180之處理器自VI探針所接收的複數電壓與電流係藉由電漿系統1000之一或多個部件的一或多個模型的元件傳播以產生在模型節點處的複數電壓與電流。例如，主機180之處理器自VI探針所接收的複數電壓與電流係藉由阻抗匹配網路112之模型的輸入傳播以產生在模型節點處之複數電壓與電流的值。例如，計算自電電壓與電流探針所接收之複數電壓與電流與模型之元件所消耗之複數電壓與電流的方向和以產生在模型節點處的複數電壓與電流。模型節點的實例包含阻抗匹配網路112之模型之輸出處的節點、阻抗匹配網路112之模型內的節點、RF傳輸線150之模型之輸出處的節點、RF傳輸線150之模型內的節點、ESC 146之模型之輸入處的節點、ESC 146之模型之輸出處的節點。傳輸線150之模型的輸入係耦合至阻抗匹配網路112之模型之輸出。又，ESC 146之模型之輸入係耦合至RF傳輸線150之模型之輸出。
作為傳播之實例，在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、或Sn期間，計算自電電壓與電流探針所接收之複數電壓與電流與阻抗匹配網路112之模型之元件所消耗之複數電壓與電流的方向和以判斷在阻抗匹配網路112之模型之輸出處的複數電壓與電流。作為傳播之另一實例，在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、或Sn期間，計算自電電壓與電流探針所接收之複數電壓與電流、阻抗匹配網路112之模型之元件所消耗之複數電壓與電流、及RF傳輸線150之模型之元件所消耗之複數電壓與電流的方向和以判斷在RF傳輸線150之模型之輸出處的複數電壓與電流。作為傳播之更另一實例，在狀態S(n-N-1)、S(n-N)、或Sn期間，計算自電電壓與電流探針所接收之複數電壓與電流、阻抗匹配網路112之模型之元件所消耗之複數電壓與電流、RF傳輸線150之模型之元件所消耗之複數電壓與電流、及ESC 146之模型之元件所消耗之複數電壓與電流的方向和以判斷在ESC 146之模型之輸出處的複數電壓與電流。
又，經模型化之複數阻抗係由主機180之處理器計算自經模型化之複數電壓與經模型化之複數電流計算為經模型化之複數電壓與經模型化之複數電流的比值。又，經模型化之複數功率係由主機180之處理器計算為經模型化之複數電壓與經模型化之複數電流的乘積。經模型化之晶圓偏壓係由主機180之處理器應用方程式(2)、(3)、或(4)自經模型化之複數電壓之強度與經模型化之複數電流之強度所計算。經模型化之離子能量係由主機180之處理器應用方程式(1)自經模型化之晶圓偏壓與經模型化之峰值電壓所計算，經模型化之峰值電壓係自經模型化之複數電壓所判斷。
圖10D例示感測器輸出訊號，其為光學感測器1030(圖10A)所提供的電訊號且包含變數如強度、電壓等的值。當除了RF產生器所產生之RF訊號外脈動處理氣體時，光學感測器1030監測電漿室114內之電漿之阻抗的變化。阻抗的變化代表感測器輸出訊號內之變數的值。應瞭解，光學感測器訊號提供當電漿室114內之溫度及/或壓力改變時電漿之阻抗之變化的量測數據。
圖10E為圖1050的一實施例，其例示具有三狀態S1、S2、及S3之數位脈動訊號1052如TTL訊號。數位脈動訊號1052為數位脈動訊號1002(圖10A)的實例。圖1050繪示三狀態對時間t的作圖。每一狀態為數位脈動訊號1052的一邏輯位準。在狀態S1期間，量測或計算變數1並基於變數1控制一參數。又，在狀態S2期間，量測或計算另一變數2並基於變數2控制該參數。又，在狀態S3期間，量測或計算更另一變數3並基於變數3控制該參數。變數1係不同於變數2且變數3係不同於變數1與變數2。例如，變數1為電壓、變數2為電流、且變數3為離子能量。又例如，變數1為經模型化之電壓、變數2為電流、且變數3為經模型化之離子能量。
在某些實施例中，狀態S1至S3在時脈週期期間重覆。
在各種實施例中，DSP或主機180之處理器判斷在狀態期間於多個時脈週期期間變數的變化是否低於預定限制。在判斷出於多個時脈週期期間變數的變化係低於預定限制時，主機180之處理器或DSP決定改變該狀態之參數，俾使變數的變化大於預定限制或匹配預定限制。例如，在判斷出在一狀態期間於多個時脈週期期間電壓係低於預定閾值時，改變在該狀態期間 RF產生器所供給之功率以增加或減少電壓。改變功率以使電壓增加至高於預定閾值或使電壓減少至低於預定閾值或使電壓匹配預定閾值。
圖10F為圖1054的一實施例，其例示具有四狀態S1、S2、S3、及S4的數位脈動訊號1056。數位脈動訊號1056為數位脈動訊號1002(圖10A)的實例。圖1054繪示數位脈動訊號1056之邏輯位準對時間t的作圖。狀態S1、S2、及S3係如上面參考圖圖10E說明。又，在狀態S4期間，量測或計算變數4並基於變數4控制參數。變數4係不同於變數1、變數2、及變數3中的每一者。
在某些實施例中，在時脈週期期間重覆狀態S1 至S4。
圖10G為圖1058之一實施例，其例示具有三狀態S1至S3之經脈動RF訊號1060。經脈動的RF訊號1060係由RF產生器所產生。例如，經脈動的RF訊號1060為RF訊號1024(圖10A)的實例。圖1058繪示經脈動之RF訊號1060之功率位準對時間t的作圖。在狀態S1期間量測電壓且RF產生器基於量測到的電壓將經脈動之RF訊號1060之功率位準控制在位準P1處。在狀態S1中欲將一或多種材料沉積至工作件119上(圖10A)。當功率位準係位於P1時，量測到的電壓係位於狀態S1之預定閾值處。又，在狀態S2期間，為蝕刻操作準備工作件119。在狀態S2期間，量測電壓且RF產生器所產生之經脈動之RF訊號1060的功率位準係位於P2處。在狀態S2中量測到的電壓係位於狀態S2之預定閾值處。又，在狀態S3中在工作件119上進行蝕刻操作。在狀態S3期間，RF產生器所產生之經脈動之RF訊號1060的功率位準係維持在P3處。當功率位準係處於P3處時，計算出的功率係位於預定閾值處。功率位準P3係大於功率位準P2而功率位準P2係大於功率位準P1。
圖10H為圖1062之一實施例，其例示具有三狀態S1至S3之經脈動的RF訊號1064。經脈動的RF訊號1064係由RF產生器所產生。例如，經脈動的RF訊號1064為RF訊號1024(圖10A)的實例。圖1062繪示經脈動之RF訊號1064之功率位準對時間t的作圖。在狀態S1期間，產生經脈動之RF訊號1064的RF產生器維持經脈動之RF訊號1064的功率位準P4。功率位準P4係基於自VI探針所量測到之複數電壓與電流所計算出的功率所維持且功率位準P4匹配功率的預定閾值。在狀態S1期間，高功率應用如蝕刻造成在工作件119(圖10A)的表面上累積電荷。
又，在狀態S2期間，例如藉由使用VI探針量測電壓並基於電壓判斷是否維持或改變RF產生器所供給之功率。例如，在狀態S2期間，產生經脈動之RF訊號1064的RF產生器維持經脈動之RF訊號1064的功率位準P5。當量測到的電壓係與狀態2之預定閾值相同時維持功率位準P5。維持功率位準P5能促進在狀態S1期間累積之電荷所產生的電場放電。
又，在狀態S3期間，再次例如藉由使用VI探針量測電壓並基於電壓判斷是否維持或改變RF產生器所供給的功率。例如，在狀態S3期間，產生經脈動之RF訊號1064的RF產生器維持經脈動之RF訊號1064的功率位準P6。當量測到的電壓係與狀態3之預定閾值相同時維持功率位準P6。維持功率位準P6能促進在狀態S3期間於工作件119上沉積材料如氧化物。功率位準P4係大於功率位準P6而功率位準P6係大於功率位準P5。
圖10I為圖1066之一實施例，其例示在狀態S2期間使用光學感測器訊號判斷是否改變或維持狀態S2期間之參數。圖1066繪示電漿系統1000(圖10A)之RF產生器所供給之RF訊號1068之功率對時間t的作圖。經脈動的RF訊號1068係由RF產生器所產生。例如，經脈動的RF訊號1068為RF訊號1024(圖10A)之實例。在狀態S1期間計算或量測複數功率並供給其以控制RF產生器所產生之RF訊號1068的功率。狀態S1期間之功率係維持在功率位準P7處，功率位準P7係與狀態S1之預定閾值相同。
又，在狀態S2期間，主機電腦系統180之處理器分析光學感測器訊號以判斷光學感測器訊號之強度或電壓。例如，光學感測器訊號提供狀態S2之電漿室114(圖10A)內之電漿的強度值或電壓值。主機180自強度或電壓值判斷強度或電壓值是否匹配預定閾值。在判斷出強度或電壓值不匹配預定閾值時，主機180之處理器決定改變在RF產生器之輸出處所供給之功率的量並將該量提供至RF產生器的DSP。DSP將該量提供至RF產生器之該狀態的參數控制器以產生具有能使強度或電壓值匹配預定閾值之功率位準P8的RF訊號1068。在狀態S3期間，控制RF訊號1068的功率俾以基於電壓的量測數據及量測數據與預定閾值的比較來維持或達到功率位準P9。功率位準P9係大於功率位準P8而功率位準P8係大於功率位準P7。
圖10J為圖1070之一實施例，其例示在狀態S2期間使用光學感測器訊號以判斷是否改變或維持狀態S2期間之參數，並例示在剩下的兩狀態S1與S3期間使用另一變數以控制經脈動之RF訊號1072的功率。經脈動的RF訊號1072係由RF產生器所產生。例如，經脈動的RF訊號1072為RF訊號1024(圖10A)的實例。圖1070繪示電漿系統1000(圖10A)之RF產生器所供給之經脈動之RF訊號1072的功率對時間t的作圖。在狀態S1與S3期間，以VI探針量測電壓以控制RF訊號1072的功率。在狀態S2期間，分析光學感測器訊號以決定電壓或強度而控制RF訊號1072的功率。
圖11為流程圖實施例，其係例示在與電漿系統1000(圖10A)相關的三或更多狀態期間使用不同變數之方法1100。方法1100係由一或多個處理器如主機180之處理器(圖10A)、DSP 166、DSP 178(圖10A)、主機180之處理器與DSP 166的組合、主機180之處理器與DSP 178之組合等所執行。
在操作1102中，判斷與電漿系統1000相關的狀態是否為狀態S(n-N-1)、或狀態S(n-N)、或狀態Sn。例如，如上所述，當數位脈動訊號1002(圖10A)具有狀態S(n-N-1)時，電漿系統1000係與狀態S(n-N-1)相關。又例如，如上所述，當數位脈動訊號1002具有狀態S(n-N)時，電漿系統1000係與狀態S(n-N)相關。又更例如，如上所述，當數位脈動訊號1002具有狀態Sn時，電漿系統1000係與狀態Sn相關。
在判斷出與電漿系統1000相關的狀態為狀態S(n-N-1)時，在操作1104中判斷如計算或量測第(n-N-1)變數。第(n-N-1)變數係基於當通訊媒體110在狀態S(n-N-1)期間傳輸RF訊號1026時在通訊媒體110(圖10A)處的量測數據所判斷。例如，電壓與電流探針152在當通訊媒體110在狀態S(n-N-1)期間傳輸RF訊號1026時在通訊媒體110處量測複數電壓與電流，並將量測到的複數電壓與電流提供至主機180之處理器及/或x MHz RF產生器之DSP 166(圖10A)。在接收到量測到的複數電壓與電流時，主機180之處理器自量測到的複數電壓與電流識別複數電壓或複數電流。
在操作1110中，判斷第(n-N-1)變數如第(n-N-1)變數的值是否符合第(n-N-1)閾值。例如，判斷第(n-N-1)變數是否超過變數的第(n-N-1)閾值或低於變數的第(n-N-1)閾值。第(n-N-1)閾值係儲存在主機180的儲存裝置中。在判斷出第(n-N-1)變數超過第(n-N-1)閾值時，在操作1112中提供指令改變RF訊號1026(圖10A)的功率。例如，在判斷出第(n-N-1)變數超過第(n-N-1)閾值時，在操作1112中提供指令減少RF訊號1026的功率。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自功率值Px(n-N-1)減少至使第(n-N-1)變數不超過第(n-N-1)閾值的功率值。在接收到指令減少功率時，DSP 166將功率值Px(n-N-1)減少至低於功率值Px(n-N-1)的功率值 Px(n-N-1)-1，並將經減少的功率值提供至參數控制器1004A(圖10A)。
參數控制器1004A基於經減少之功率值 Px(n-N-1)-1產生驅動功率值的方式係類似於上述自參數值Px(n-N-1)產生驅動功率值的方式。例如，參數控制器1004A基於經減少之功率值 Px(n-N-1)-1與儲存在x MHz RF產生器之記憶體裝置中之驅動功率值的對應關係接取對應至經減少之功率值 Px(n-N-1)-1的驅動功率值。參數控制器1004A將基於經減少之功率值 Px(n-N-1)-1所產生之驅動功率值提供至DAS 1016。DAS 1016與x MHz RF產生器的RF電源1020基於基於經減少之功率值 Px(n-N-1)-1之驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述自基於功率值Px(n-N-1)之驅動功率值產生RF訊號1026的方式，然後籍由輸出1012及通訊媒體110將具有經減少之功率值 Px(n-N-1)-1的RF訊號提供至阻抗匹配網路112。阻抗匹配網路112基於具有經減少之功率值 Px(n-N-1)-1之RF訊號產生經修改的RF訊號並藉由RF傳輸線150將經修改的RF訊號提供至ESC 146(圖10A)。
疊代地重覆操作1102、1104、1110、及1112直到功率值Px(n-N-1)被減少至使第(n-N-1)變數不超過第(n-N-1)閾值的值。例如，在將功率值自Px(n-N-1)減少至功率值Px(n-N-1)-1之後，在操作1104中判斷第(n-N-1)變數。更判斷對應至功率值Px(n-N-1)-1的第(n-N-1)變數是否超過第(n-N-1)閾值。在判斷出對應至功率值Px(n-N-1)-1的第(n-N-1)變數超過第(n-N-1)閾值時，更將功率值Px(n-N-1)-1減少至功率值 Px(n-N-1)-2並重覆操作1102、1104、及1110。
另一方面，在判斷出第(n-N-1)變數並未超過第(n-N-1)閾值時，在操作1112中主機180之處理器提供指令以改變如增加功率值Px(n-N-1)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Px(n-N-1)增加且DSP 166將功率值Px(n-N-1)增加至功率值 Px(n-N-1)+1。在一實施例中，主機180之處理器將功率值Px(n-N-1)增加至功率值Px(n-N-1)+1並將功率值Px(n-N-1)+1提供至DSP 166。
DSP 166將功率值Px(n-N-1)+1提供至參數控制器1004A。參數控制器1004A基於功率值Px(n-N-1)+1產生驅動功率值的方式係類似於上述自功率值Px(n-N-1)產生驅動功率值的方式。參數控制器1004A將驅動功率值提供至DAS 1016。在接收到驅動功率值時，DAS 1016與x MHz RF產生器的RF電源1020基於驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述自基於功率值Px(n-N-1)之驅動功率值產生RF訊號1026方式，然後藉由輸出1012及通訊媒體110將具有經增加之功率值 Px(n-N-1)+1的RF訊號提供至阻抗匹配網路112。阻抗匹配網路112基於具有經增加之功率值 Px(n-N-1)+1的RF訊號產生經修改的RF訊號，然後藉由RF傳輸線150將經修改的RF訊號提供至ESC 146。
疊代地重覆操作1102、1104、1110、及1112直到功率值Px(n-N-1)被增加至使第(n-N-1)變數不低過第(n-N-1)閾值的值。例如，在將功率值自Px(n-N-1)增加至功率值Px(n-N-1)+1之後，在操作1104中判斷第(n-N-1)變數。判斷對應至功率值Px(n-N-1)的第(n-N-1)變數是否低於第(n-N-1)閾值。在判斷出對應至功率值Px(n-N-1)+1的第(n-N-1)變數係低於第(n-N-1)閾值時，更將功率值Px(n-N-1)+1增加至功率值 Px(n-N-1)+2 並重覆操作1102、1104、及1110。
另一方面，在判斷出第(n-N-1)變數匹配第(n-N-1)閾值如不低於第(n-N-1)閾值且不超過第(n-N-1)閾值時，在操作1114中提供指令維持功率值Px(n-N-1)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以持續提供功率值Px(n-N-1)至參數控制器1004A，且RF電源1020(圖10A)產生具有功率值Px(n-N-1)的RF訊號。在操作1114後重覆方法1100。
又，回應操作1102，在判斷出與電漿系統1000相關的狀態為狀態S(n-N)時，在操作1106中判斷如計算或量測第(n-N)變數。例如，當RF訊號1026被傳輸至電漿室114時，電壓與電流探針152量測在通訊媒體110處的複數電壓與電流並將量測到的複數電壓與電流提供至主機180之處理器或DSP 166。在接收到量測到之複數電壓與電流時，主機180之處理器或DSP 166判斷狀態S(n-N)之複數阻抗。
在操作1116中，判斷第(n-N)變數如第(n-N)變數的值是否符合第(n-N)閾值。例如，判斷第(n-N)變數是否超過變數的第(n-N)閾值或低於變數的第(n-N)閾值。第(n-N)閾值係儲存在主機180的儲存裝置內。在判斷出第(n-N)變數超過第(n-N)閾值時，在操作1118中提供指令改變RF訊號1026(圖10A)的功率。例如，在判斷出第(n-N)變數超過第(n-N)閾值時，在操作1118中提供指令減少RF訊號1026的功率。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自功率值Px(n-N)減少至使第(n-N)變數不超過第(n-N)閾值的功率值。在接收到指令減少功率時，DSP 166將功率值Px(n-N)減少至低於功率值Px(n-N)的功率值 Px(n-N)-1，並將經減少的功率值提供至參數控制器1004B(圖10A)。
參數控制器1004B基於經減少之功率值 Px(n-N)-1產生驅動功率值的方式係類似於上述自參數值Px(n-N)產生驅動功率值的方式。例如，參數控制器1004B基於經減少之功率值 Px(n-N)-1與儲存在x MHz RF產生器之記憶體裝置中之驅動功率值的對應關係接取對應至經減少之功率值 Px(n-N)-1的驅動功率值。參數控制器1004B將基於經減少之功率值 Px(n-N)-1所產生之驅動功率值提供至DAS 1016。DAS 1016與x MHz RF產生器的RF電源1020基於基於經減少之功率值 Px(n-N)-1之驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述自基於功率值Px(n-N)之驅動功率值產生RF訊號1026的方式，然後籍由輸出1012及通訊媒體110將具有經減少之功率值 Px(n-N)-1的RF訊號提供至阻抗匹配網路112。阻抗匹配網路112基於具有經減少之功率值 Px(n-N)-1之RF訊號產生經修改的RF訊號並藉由RF傳輸線150將經修改的RF訊號提供至ESC 146(圖10A)。
疊代地重覆操作1102、1106、1116、及1118直到功率值Px(n-N)被減少至使第(n-N)變數不超過第(n-N)閾值的值。例如，在將功率值自Px(n-N)減少至功率值Px(n-N)-1之後，在操作1106中判斷第(n-N)變數。更判斷對應至功率值Px(n-N)-1的第(n-N)變數是否超過第(n-N)閾值。在判斷出對應至功率值Px(n-N)-1的第(n-N)變數超過第(n-N)閾值時，更將功率值Px(n-N)-1減少至功率值 Px(n-N)-2並重覆操作1102、1106、及1116。
另一方面，在判斷出第(n-N)變數並未超過第(n-N)閾值時，在操作1118中主機180之處理器提供指令以改變如增加功率值Px(n-N)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Px(n-N)增加且DSP 166將功率值Px(n-N)增加至功率值 Px(n-N)+1。在一實施例中，主機180之處理器將功率值Px(n-N)增加至功率值Px(n-N)+1並將功率值Px(n-N)+1提供至DSP 166。
DSP 166將功率值Px(n-N)+1提供至參數控制器1004B。參數控制器1004B基於功率值Px(n-N)+1產生驅動功率值的方式係類似於上述自功率值Px(n-N)產生驅動功率值的方式。參數控制器1004B將驅動功率值提供至DAS 1016。在接收到驅動功率值時，DAS 1016與x MHz RF產生器的RF電源1020基於驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述自基於功率值Px(n-N)之驅動功率值產生RF訊號1026的方式，然後藉由輸出1012及通訊媒體110將具有經增加之功率值 Px(n-N)+1的RF訊號提供至阻抗匹配網路112。阻抗匹配網路112基於具有經增加之功率值 Px(n-N)+1的RF訊號產生經修改的RF訊號，然後藉由RF傳輸線150將經修改的RF訊號提供至ESC 146。
疊代地重覆操作1102、1106、1116、及1118直到功率值Px(n-N)被增加至使第(n-N)變數不低過第(n-N)閾值的值。例如，在將功率值自Px(n-N)增加至功率值Px(n-N)+1之後，在操作1106中判斷第(n-N)變數。判斷對應至功率值Px(n-N)的第(n-N)變數是否低於第(n-N)閾值。在判斷出對應至功率值Px(n-N)+1的第(n-N)變數係低於第(n-N)閾值時，更將功率值Px(n-N)+1增加至功率值 Px(n-N)+2 並重覆操作1102、1106、及1116。
另一方面，在判斷出第(n-N)變數匹配第(n-N)閾值如不低於第(n-N)閾值且不超過第(n-N)閾值時，在操作1120中提供指令維持功率值Px(n-N)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以持續提供功率值Px(n-N)至參數控制器1004B。在操作1120後重覆方法1100。
又，回應操作1102，在判斷出與電漿系統1000相關的狀態為狀態Sn時，在操作1108中判斷如計算或量測第n變數。例如，當RF訊號1026被傳輸至電漿室114時，電壓與電流探針152量測在通訊媒體110處的複數電壓與電流並將量測到的複數電壓與電流提供至主機180之處理器或DSP 166。在接收到量測到之複數電壓與電流時，主機180之處理器或DSP 166自量測到的複數電壓與電流為狀態n識別複數電流。
在操作1122中，判斷第n變數如第n變數的值是否符合第n閾值。例如，判斷第n變數是否超過變數的第n閾值或是否低於變數的第n閾值。第n閾值係儲存在主機180的儲存裝置內。在判斷出第n變數超過第n閾值時，在操作1124中提供指令改變RF訊號1026(圖10A)的功率。例如，在判斷出第n變數超過第n閾值時，在操作1124中提供指令減少RF訊號1026的功率。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自功率值Pxn減少至使第n變數不超過第n閾值的功率值。在接收到指令減少功率時，DSP 166將功率值Pxn減少至低於功率值Pxn的功率值 Pxn-1，並將經減少的功率值提供至參數控制器1004C(圖10A)。
參數控制器1004C基於經減少之功率值 Pxn-1產生驅動功率值的方式係類似於上述自參數值Pxn產生驅動功率值的方式。例如，參數控制器1004C基於經減少之功率值 Pxn-1與儲存在x MHz RF產生器之記憶體裝置中之驅動功率值的對應關係接取對應至經減少之功率值 Pxn-1的驅動功率值。參數控制器1004C將基於經減少之功率值 Pxn-1所產生之驅動功率值提供至DAS 1016。DAS 1016與x MHz RF產生器的RF電源1020基於基於經減少之功率值 Pxn-1之驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述自基於功率值Pxn之驅動功率值產生RF訊號1026的方式，然後籍由輸出1012及通訊媒體110將具有經減少之功率值 Pxn-1的RF訊號提供至阻抗匹配網路112。阻抗匹配網路112基於具有經減少之功率值 Pxn-1之RF訊號產生經修改的RF訊號並藉由RF傳輸線150將經修改的RF訊號提供至ESC 146(圖10A)。
疊代地重覆操作操作1102、1108、1122、及1124直到功率值Pxn被減少至使第n變數不超過第n閾值的值。例如，在將功率值自Px(n-N-1)減少至功率值Pxn-1之後，在操作1108中判斷第n變數。更判斷對應至功率值Pxn-1的第n變數是否超過第n閾值。在判斷出對應至功率值Pxn-1的第n變數超過第n閾值時，更將功率值Pxn-1減少至功率值 Pxn-2並重覆操作1102、1108、及1122。
另一方面，在判斷出第n變數並未超過第n閾值時，在操作1124中主機180之處理器提供指令以改變如增加功率值Pxn。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Pxn增加且DSP 166將功率值Pxn增加至功率值 Pxn+1。在一實施例中，主機180之處理器將功率值Pxn增加至功率值Pxn+1並將功率值Pxn+1提供至DSP 166。
DSP 166將功率值Pxn+1提供至參數控制器1004C。參數控制器1004C基於功率值Pxn+1產生驅動功率值的方式係類似於上述自功率值Pxn產生驅動功率值的方式。參數控制器1004C將驅動功率值提供至DAS 1016。在接收到驅動功率值時，DAS 1016與RF電源1020基於驅動功率值產生RF訊號的方式係類似於上述自基於功率值Pxn之驅動功率值產生RF訊號1026的方式，然後藉由輸出1012及通訊媒體110將具有經增加之功率值 Pxn+1的RF訊號提供至阻抗匹配網路112。阻抗匹配網路112基於具有經增加之功率值 Pxn+1的RF訊號產生經修改的RF訊號，然後藉由RF傳輸線150將經修改的RF訊號提供至ESC 146。
疊代地重覆操作操作1102、1108、1122、及1124直到功率值Pxn被增加至使第n變數不低過第n閾值的值。例如，在將功率值自Pxn增加至功率值Pxn+1之後，在操作1108中判斷第n變數。判斷對應至功率值Pxn的第n變數是否低於第n閾值。在判斷出對應至功率值Pxn+1的第n變數係低於第n閾值時，更將功率值Pxn+1增加至功率值 Pxn+2 並重覆操作1102、1108、及1122。
另一方面，在判斷出第n變數匹配第n閾值如不低於第n閾值且不超過第n閾值時，在操作1126中提供指令維持功率值Pxn。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以持續提供功率值Pxn至參數控制器1004C。在操作1126後重覆方法1100。
應瞭解，在某些實施例中，第(n-N-1)狀態係與電漿系統1000(圖10A)的使用相關、第(n-N)狀態係與電漿系統1000的另一使用相關、且第n狀態係與電漿系統1000的更另一使用相關。例如，當欲蝕刻基板119時，在狀態S(n-N-1)期間進行操作1102、1104、1110、1112或操作1102、1104、1110、及1114以促進基板119之蝕刻。是否蝕刻基板119的決定可由使用者藉由主機180的輸入裝置提供作為輸入。又，當欲以不同於在狀態S(n-N-1)期間期間蝕刻基板119之第一速率的第二速率蝕刻基板119時，可在狀態S(n-N)期間進行操作1102、1106、1116、及1118或操作1102、1106、1118、及1120以促進在第二速率下蝕刻基板119。當欲以不同於在狀態S(n-N)期間期間蝕刻基板119之第二速率的第三速率蝕刻基板119時，可在狀態Sn期間進行操作1102、1108、1122、及1124或操作1102、1108、1122、及1126以促進在第三速率下蝕刻基板119。在某些實施例中，第二蝕刻速率係高於第一蝕刻速率且第三蝕刻速率係高於第二蝕刻速率。在各種實施例中，第二蝕刻速率係低於第一蝕刻速率且第三蝕刻速率係低於第二蝕刻速率。又例如，當欲以第一速率將材料如聚合物、半導體、導體等沉積至基板119上時，可在狀態S(n-N-1)期間進行操作1102、1104、1110、1112或操作1102、1104、1110、及1114以促進以第一速率在基板119上沉積。當欲以不同於在狀態S(n-N-1)期間在基板119上沉積材料之第一速率之第二速率在基板119上沉積材料時，可在狀態S(n-N)期間進行操作1102、1106、1116、及1118或操作1102、1106、1118、及1120以促進以第二速率在基板119上沉積。類似地，當欲以不同於在狀態S(n-N)期間在基板119上沉積材料之第二速率之第三速率在基板119上沉積材料時，可在狀態Sn期間進行操作1102、1108、1122、及1124 or 操作1102、1108、1122、及1126以促進以第三速率在基板119上沉積。在某些實施例中，第二沉積速率係高於第一沉積速率且第三沉積速率係高於第二沉積速率。在各種實施例中，第二沉積速率係低於第一沉積速率且第三沉積速率係低於第二沉積速率。
在某些實施例中，在操作1110中判斷第(n-N-1)變數如第(n-N-1)變數的值是否落在自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值算起的預定範圍內。自第(n-N-1)閾值算起的預定範圍包含第(n-N-1)閾值。在判斷出第(n-N-1)變數係落在自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值起算的預定範圍內時，進行操作1114。另一方面，在判斷出第(n-N-1)變數係超出如低於或高於自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值起算的預定範圍時，進行操作1112。例如，在判斷出第(n-N-1)變數係低於自第(n-N-1)閾值起算之預定範圍時，增加x MHz RF產生器所產生之RF訊號的功率。又例如，在判斷出第(n-N-1)變數係高於自第(n-N-1)閾值起算之預定範圍時，減少x MHz RF產生器所產生之RF訊號的功率。
類似地，在此些實施例中，在操作1116中判斷判斷第(n-N)變數如第(n-N)變數的值是否落在自第(n-N)變數之第(n-N)閾值算起的預定範圍內。自第(n-N)閾值算起的預定範圍包含第(n-N)閾值。在判斷出第(n-N)變數係落在自第(n-N)變數之第(n-N)閾值起算的預定範圍內時，進行操作1120。另一方面，在判斷出第(n-N)變數係超出自第(n-N)變數之第(n-N)閾值起算的預定範圍內時，進行操作1118。例如，在判斷出第(n-N)變數係低於自第(n-N)閾值起算之預定範圍時，增加x MHz RF產生器所產生之RF訊號的功率。又例如，在判斷出第(n-N)變數係高於自第(n-N)閾值起算之預定範圍時，減少x MHz RF產生器所產生之RF訊號的功率。
又，在此些實施例中，在操作1122中判斷判斷第n變數如第n變數的值是否落在自第n變數之第n閾值算起的預定範圍內。自第n閾值算起的預定範圍包含第n閾值。在判斷出第n變數係落在自第n變數之第n閾值起算的預定範圍內時，進行操作1126。另一方面，在判斷出第n變數係超出自第n變數之第n閾值起算的預定範圍內時，進行操作1124。例如，在判斷出第n變數係低於自第n閾值起算之預定範圍時，增加x MHz RF產生器所產生之RF訊號的功率。又例如，在判斷出第n變數係高於自第n閾值起算之預定範圍時，減少x MHz RF產生器所產生之RF訊號的功率。
在第(n-N-1)變數與第(n-N)變數具有相同類型的各種實施例中，第(n-N-1)閾值係與第(n-N)閾值相同如具有相同的值。在第(n-N-1)變數與第(n-N)變數具有相同類型的數個實施例中，第(n-N-1)閾值係不同於第(n-N)閾值。
在第(n-N)變數與第n變數具有相同類型的某些實施例中，第(n-N)閾值係與第n閾值相同如具有相同的值。在第(n-N)變數與第n變數具有相同類型的各種實施例中，第(n-N)閾值係不同於第n閾值。
在第(n-N-1)變數與第n變數具有相同類型的數個實施例中，第(n-N-1)閾值係與第n閾值相同如具有相同的值。在第(n-N-1)變數與第n變數具有相同類型的各種實施例中，第(n-N-1)閾值係不同於第n閾值。
在各種實施例中，自第(n-N-1)閾值起算的預定範圍與自第(n-N)閾值起算之預定範圍及/或自第n閾值起算的預定範圍具有不同的值。例如，當第(n-N-1)變數為電壓且第(n-N)變數為電流時，自第(n-N-1)閾值起算的預定範圍為 m伏特且第(n-N)閾值起算之預定範圍為n安培，其中m和n兩者皆為實數且m不等於n。
在某些實施例中，自第(n-N-1)閾值起算的預定範圍與自第(n-N)閾值起算之預定範圍及自第n閾值起算的預定範圍具有相同的值。例如，當第(n-N-1)變數為電壓且第(n-N)變數為電流時，自第(n-N-1)閾值起算的預定範圍為m伏特且自第(n-N)閾值起算之預定範圍為m安培，其中m為實數。
在某些實施例中，第(n-N-1)閾值與第(n-N)閾值及/或第n閾值具有不同的值。例如，第(n-N-1)閾值為p伏特且第(n-N)閾值為q安培，其中p與q皆為實數且p不等於q。又例如，第(n-N)閾值為p瓦且第n閾值為q安培，且p與q皆為實數且p不等於q。
在各種實施例中，第(n-N-1)閾值與第(n-N)閾值及第n閾值具有相同的值。例如，第(n-N-1)閾值為p伏特、第(n-N)閾值為p安培、第n閾值為p瓦，其中p為實數。
圖12A為圖1200之一實施例，其例示當y MHz RF產生器(圖10A)產生連續波之RF訊號1204時，x MHz RF產生器(圖10A)產生具有狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之RF訊號1202。圖1200繪示功率對時間t之作圖。RF訊號1202為x MHz RF產生器所產生之RF訊號1026(圖10A)的實例，RF訊號1204為y MHz RF產生器所產生之RF訊號1028(圖10A) 的實例。
例如，在RF訊號1202之狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn期間判斷不同變數，但在RF訊號1204的狀態期間判斷相同變數。RF訊號1202係基於相同變數所控制而非由狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的不同變數所控制。
圖12B為圖1206之一實施例，其例示當y MHz RF產生器(圖10A)產生具有狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之RF訊號1210時，x MHz RF產生器(圖10A)產生具有狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之RF訊號1208。圖1206繪示功率對時間t之作圖。RF訊號1206為x MHz RF產生器所產生之RF訊號1026(圖10A)的實例，RF訊號1210為y MHz RF產生器所產生之RF訊號1028(圖10A) 的實例。
例如，在RF訊號1208的狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn期間判斷不同變數且在RF訊號1210的狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn期間判斷不同變數。RF訊號1208係基於狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的不同變數如第(n-N-1)變數、第(n-N)變數、第n變數所控制。類似地，RF訊號1210係基於狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的不同變數如第(n-N-1)變數、第(n-N)變數、第n變數所控制。
在各種實施例中，RF訊號1208在時脈週期期間具有兩狀態如S(n-N)與Sn而非三狀態且RF訊號1210在時脈週期期間具有三狀態。類似地，在某些實施例中，RF訊號1210在時脈週期期間具有兩狀態且RF訊號1208在時脈週期期間具有三狀態。
圖12C為圖1212之一實施例，其例示隨著狀態的變化而增加RF訊號1214之功率位準。RF訊號1214係由x MHz RF產生器所產生，且圖1212中所繪示的RF訊號1216係由y MHz RF產生器所產生。RF訊號1214為x MHz RF產生器所產生之RF訊號1026(圖10A)的實例，RF訊號1216為y MHz RF產生器所產生之RF訊號1028(圖10A) 的實例。
當RF訊號1216為連續波如具有相同功率位準時，RF訊號1214的功率位準自P7增加至P8然後增加至P9。功率位準之增加係相對於功率位準之減少如圖12A所示自P9減少至P8然後減少至P7。
圖12D為圖1218之一實施例，其例示當y MHz RF產生器所產生之RF訊號1222具有狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn 時，x MHz RF產生器所產生之RF訊號1220的功率位準的增加。RF訊號1220的功率位準的增加係相對於圖12B 之RF訊號1208之功率位準的減少。RF訊號1220為x MHz RF產生器所產生之RF訊號1026(圖10A)的實例，RF訊號1222為y MHz RF產生器所產生之RF訊號1028(圖10A) 的實例。
圖13為針對與電漿系統1000(圖10A)相關之狀態使用離子能量之方法1300之實施例的流程圖。方法1300係參考圖10A說明。方法1300係由一或多個處理器如主機180(圖10A)之處理器、或DSP 166、或DSP 178(圖10A)、或主機180之處理器與DSP 166之組合、或主機180之處理器與DSP 178之組合等。
進行操作1102。在判斷出與電漿系統1000相關的狀態為狀態S(n-N-1)時，在操作1302中判斷如計算離子能量。例如，當RF訊號1026(圖10A)被傳輸至電漿室114時，電壓與電流探針152(圖10A)量測通訊媒體110處之複數電壓與電流並將量測到的複數電壓與電流提供至主機180之處理器(圖10A)。複數電壓與電流係藉由電漿系統1000之一或多個部件的一或多個模型傳播以計算模型節點處的複數電壓與電流。基於模型節點的複數電壓與電流，主機180之處理器判斷離子能量。在此實例中，主機180之處理器使用方程式(1)判斷離子能量。
又，在操作1308中判斷在操作1302中所判斷出之離子能量是否符合第(n-N-1)離子能量閾值。例如，判斷在操作1302中所判斷出之離子能量是否超過第(n-N-1)離子能量閾值。除了第(n-N-1)變數為離子能量且操作1110的第(n-N-1)閾值為第(n-N-1)離子能量閾值外，操作1308係類似於操作1110(圖11)。第(n-N-1)離子能量閾值係儲存於儲存裝置如主機180的儲存裝置或電漿系統1000之任何其他儲存裝置中。
在判斷出在操作1302中所判斷出之離子能量超過第(n-N-1)離子能量閾值時，在操作1310中提供指令改變RF訊號1026(圖10A)的功率。除了操作1310係特別應用至離子能量外，操作1310係類似於圖11之方法1100的操作1112。例如，在判斷出在操作1302中所判斷出之離子能量超過第(n-N-1)離子能量閾值時，在操作1310中提供指令以減少RF訊號1026的功率。除了操作1310係針對離子能量與第(n-N-1)離子能量閾值進行外，操作1310係類似於操作1112(圖10A)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自功率值Px(n-N-1)減少至使在操作1302中所判斷出之離子能量不超過第(n-N-1)離子能量閾值的功率值。又例如，疊代地重覆操作1102、1302、1308、及1310直到功率值Px(n-N-1)被減少至使在操作1302中所判斷出之離子能量不超過第(n-N-1)離子能量閾值的值。
另一方面，在判斷出在操作1302中所判斷出之離子能量不超過第(n-N-1)離子能量閾值時，在操作1308中判斷在操作1302中所判斷出之離子能量是否低於第(n-N-1)離子能量閾值。在判斷出在操作1302中所判斷出之離子能量係低於第(n-N-1)離子能量閾值時，在操作1310中主機180之處理器提供指令以增加功率值Px(n-N-1)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Px(n-N-1)增加且DSP 166將功率值Px(n-N-1)增加至功率值Px(n-N-1)+1。又例如，疊代地重覆操作1102、1302、1308、及1310直到功率值Px(n-N-1)被增加至使在操作1302中所判斷出之離子能量不低於第(n-N-1)離子能量閾值的值。在操作1310後重覆方法1300。
另一方面，在判斷出在操作1302中所判斷出之離子能量不低於第(n-N-1)離子能量閾值且不超過第(n-N-1)離子能量閾值時，在操作1312中提供指令維持功率值Px(n-N-1)的方式係類似於上述參考操作1114 (圖11)的方式。在操作1312後重覆方法1300。
在判斷出與電漿系統1000相關的狀態為狀態S(n-N)時，在操作1304中判斷如計算離子能量。除了第(n-N)變數為離子能量外，在操作1304中判斷離子能量的方式係類似於在操作1106(圖11)中判斷第(n-N)變數的方式。例如，使用方程式(1)判斷離子能量。
在操作1314中判斷在操作1304中所判斷出之離子能量是否符合第(n-N)離子能量閾值。例如，判斷在操作1304中所判斷出之離子能量是否超過第(n-N)離子能量閾值。第(n-N)離子能量閾值係儲存於儲存裝置如主機180的儲存裝置或電漿系統1000之任何其他儲存裝置中。
在判斷出在操作1304中所判斷出之離子能量超過第(n-N)離子能量閾值時，在操作1316中提供指令改變RF訊號1026(圖10A)的功率。例如，在判斷出在操作1304中所判斷出之離子能量超過第(n-N)離子能量閾值時，在操作1316中提供指令以減少RF訊號1026的功率。除了操作1316係針對第(n-N)離子能量閾值及在操作1304中所判斷出之離子能量進行外，操作1316係類似於操作1118(圖11)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自功率值Px(n-N)減少至使在操作1304中所判斷出之離子能量不超過第(n-N)離子能量閾值的功率值。又例如，疊代地重覆操作1102、1304、1314、及1316直到功率值Px(n-N)被減少至使在操作1304中所判斷出之離子能量不超過第(n-N)離子能量閾值的值。
另一方面，在判斷出在操作1304中所判斷出之離子能量不超過第(n-N)離子能量閾值時，在操作1316中判斷在操作1304中所判斷出之離子能量是否低於第(n-N)離子能量閾值。在判斷出在操作1304中所判斷出之離子能量係低於第(n-N)離子能量閾值時，在操作1316中主機180之處理器提供指令以增加功率值Px(n-N)。除了操作1316係針對第(n-N)離子能量閾值及在操作1304中所判斷出之離子能量進行外，操作1316係類似於操作1118(圖11)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Px(n-N)增加且DSP 166將功率值Px(n-N)增加至功率值Px(n-N)+1。又例如，疊代地重覆操作1102、1304、1314、及1316直到功率值Px(n-N)被增加至使在操作1304中所判斷出之離子能量不低於第(n-N)離子能量閾值的值。
另一方面，在判斷出在操作1304中所判斷出之離子能量不低於第(n-N)離子能量閾值且不超過第(n-N)離子能量閾值時，在操作1318中提供指令維持功率值Px(n-N)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以持續提供功率值Px(n-N)至參數控制器1004B(圖10A)。在一實施例中，主機180之處理器提供功率值Px(n-N)至DSP 166且DSP 166提供功率值Px(n-N)至參數控制器1004B。在操作1318後重覆方法1300。
在操作1102中判斷出與電漿系統相關的狀態1000為狀態Sn時，在操作1306中判斷離子能量。除了第n變數為離子能量外，在操作1306中判斷離子能量的方式係類似於在操作1108(圖11)中判斷第n變數的方式。例如，使用方程式(1)判斷離子能量。
在操作1320中判斷在操作1306中所判斷出之離子能量是否符合第n離子能量閾值。例如，判斷在操作1306中所判斷出之離子能量是否超過第n離子能量閾值。第n離子能量閾值係儲存於儲存裝置如主機180的儲存裝置或電漿系統1000之任何其他儲存裝置中。
在判斷出在操作1306中所判斷出之離子能量超過第n離子能量閾值時，在操作1322中提供指令改變RF訊號1026(圖10A)的功率。例如，在判斷出在操作1306中所判斷出之離子能量超過第n離子能量閾值時，在操作1322中提供指令以減少x MHz RF產生器所產生並供給之RF訊號1026(圖10A)的功率。除了操作1322係針對第n離子能量閾值及在操作1306中所判斷出之離子能量進行外，操作1322係類似於操作1124(圖11)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166(圖2)以將功率自功率值Pxn減少至使在操作1306中所判斷出之離子能量不超過第n離子能量閾值的功率值。又例如，疊代地重覆操作1102、1306、1320、及1322直到功率值Pxn被減少至使在操作1306中所判斷出之離子能量不超過第n離子能量閾值的值。
另一方面，在判斷出在操作1306中所判斷出之離子能量不超過第n離子能量閾值時，在操作1320中判斷在操作1306中所判斷出之離子能量是否低於第n離子能量閾值。在判斷出在操作1306中所判斷出之離子能量係低於第n離子能量閾值時，在操作1322中主機180之處理器提供指令以增加功率值Pxn。除了操作1322係針對第n離子能量閾值及在操作1306中所判斷出之離子能量進行外，操作1322係類似於操作1124(圖11)。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以將功率自功率值Pxn增加且DSP 166將功率值Pxn增加至功率值Pxn+1。又例如，疊代地重覆操作1102、1306、1320、及1322直到功率值Pxn被增加至使在操作1306中所判斷出之離子能量不低於第n離子能量閾值的值。
另一方面，在判斷出在操作1306中所判斷出之離子能量不低於第n離子能量閾值且不超過第n離子能量閾值時，在操作1324中提供指令維持功率值Pxn。例如，主機180之處理器提供指令至DSP 166以持續提供功率值Pxn至參數控制器1004C(圖10A)。在一實施例中，主機180之處理器提供功率值Pxn至DSP 166且DSP 166提供功率值Pxn至參數控制器1004C。在操作1324後重覆方法1300。
圖14為電漿系統1400之一實施例圖，其例示基於第(n-N-1)、第(n-N)、及第n變數應用多狀態脈動。電漿系統1400除了使用電漿室1402外尚包含電漿系統1000(圖10A)。電漿室1402為電漿室114(圖10A)之實例。例如，電漿室114包含圍繞上電極194與ESC 146間之間隙1429的C覆件或限制環組件。電漿係形成於間隙1429內。
電漿系統1400更包含相延遲電路1404、間隙控制器系統1406、壓力控制器系統1408、流動控制器系統1410、及溫度控制器系統1412。相位延遲電路1404係耦合至x MHz RF產生器的DSP 166(圖10A)及y MHz RF產生器的DSP 178(圖10A)。相位延遲電路1404亦耦合至主機180之處理器。
在某些實施例中，處理器如主機180的處理器等代替相位延遲電路1404產生數位脈動訊號1002的相位延遲。
間隙控制器系統1406包含間隙處理器1414、狀態S(n-N-1)之間隙驅動器GDS(n-N-1)、狀態S(n-N)之驅動器GDS(n-N)、及狀態Sn之間隙驅動器GDSn 。間隙處理器1414係耦合至主機180之處理器且更耦合至間隙驅動器GDS(n-N-1)、GDS(n-N)、及GDSn。又，壓力控制器系統1408包含壓力處理器1416、狀態S(n-N-1)之壓力控制器PCS(n-N-1)、狀態S(n-N)之壓力控制器PCS(n-N)、及狀態Sn之壓力控制器PCSn。壓力處理器1416係耦合至主機180之處理器且更耦合至壓力控制器PCS(n-N-1)、壓力控制器PCS(n-N)、及壓力控制器PCSn。又，流動控制器系統1410包含流動處理器1418、狀態S(n-N-1)之流動驅動器FDS(n-N-1)、狀態S(n-N)之流動驅動器FDS(n-N)、及狀態Sn之流動驅動器FDSn。流動處理器1418係耦合至主機180之處理器且更耦合至流動驅動器FDS(n-N-1)、FDS(n-N)、及FDSn。溫度控制器系統1412包含溫度處理器1420且電源1423係耦合至溫度處理器1420。電源1423係耦合至ESC 146如耦合至嵌於ESC 146內的加熱器如電阻器。溫度處理器1420係耦合至主機180之處理器。
在某些實施例中，驅動器或壓力控制器包含一或多個電晶體以產生電流訊號。
電漿系統1400亦包含馬達1422、馬達1424、及馬達1427，馬達1422係連接至間隙驅動器GDS(n-N-1)、GDS(n-N)、GDSn及上電極194，馬達1424係連接至電漿室1402的限制環部件1426A與1426B及壓力控制器PCS(n-N-1)、PCS(n-N)、PCSn，馬達1427係連接至閥件1428及流動驅動器FDS(n-N-1)、FDS(n-N)、FDSn。應瞭解，限制環部件1426A與限制環部件1426B形成限制環組件。在各種實施例中，限制環部件1426A與1426B係由導電材料如矽、多晶矽、碳化矽、碳化硼、陶瓷、鋁等所形成。在各種實施例中，除了限制環組件之外，間隙1429係由上電極194、ESC 146、及電極與電極延伸件之間之一或多個絕緣環如介電環等、及上與下電極延伸件所定義。
馬達1422、上電極194、及/或ESC 146有時被稱為間隙控制機械元件。又，馬達1424及/或限制環組件在文中有時被稱為壓力控制機械元件。又，馬達1427、氣體源GS、及/或閥件1428在文中有時被為流動控制機械元件。
在某些實施例中，馬達1422係連接至ESC 146而非上電極194以移動ESC 146而非上電極194。在各種實施例中，馬達係連接至ESC 146且另一馬達係連接至上電極194，且兩馬達皆連接至間隙控制器系統1406。
馬達的實例包含將電能轉換為機械能的電機器。馬達的其他實例包含交流電(AC)馬達。馬達的更其他實施例包含具有一移動部件如轉子與一固定部件如定子的機器。定子與轉子之間具有氣隙。
閥件的實例包含能藉著開啟、關閉、或部分阻礙通道如外殼之通道而調節、導向、或控制氣體或液體流動的裝置。閥件的其他實例包含液壓式閥件、手動閥、螺桿閥、馬達閥、及氣動式閥件。
數位脈動訊號1002係由主機180之處理器所產生而提供至相位延遲電路1404。相位延遲電路1404接收數位脈動訊號1002並以預定相位延遲數位脈動訊號1002而產生經修改的脈動訊號1432。相位延遲係由數位脈動訊號1002所提供而使電漿系統1400的機械元件如上電極194、ESC 146、閥件1428、馬達1422、馬達1424、馬達1427、限制環組件等有時間回應數位脈動訊號1002。相位延遲電路1404延遲數位脈動訊號1002的相位以產生經修改之脈動訊號1432以更使電漿系統1400的機械元件比電子元件如DSP、RF電源、參數控制器有更多的時間去回應數位脈動訊號1002。
在各種實施例中，相位延遲係由相位延遲電路1404所增加以使數位脈動訊號1002在時間t軸上向右平移以產生經修改之脈動訊號1432以更進一步使機械元件有更多時間控制處理氣體流至電漿室1402中、控制上電極194與ESC 146之間的間隙1428、控制電漿室1402內的壓力、及/或控制電漿室1402內的溫度。
在數個實施例中，數位脈動訊號1002在時間上比經修改之脈動訊號1432延遲使機械元件比x MHz RF產生器與y MHz RF產生器的電元件、通訊媒體110與196、IMC 112、及RF傳輸線150有更多的時間回應數位脈動訊號1002。
經修改之脈動訊號1432係提供至x與y MHz RF產生器的DSP 166與178。在接收到經修改之脈動訊號1432時，x與y MHz RF產生器的DSP 166與178處理經修改之脈動訊號1432的方式係與前述處理數位脈動訊號1002的方式相同。
在某些實施例中，當電元件基於輸入至電元件之脈動訊號產生輸出電訊號時，電元件回應脈動訊號。在各種實施例中，當機械元件進行機械動作如旋轉、移動、滑動、平移、關閉、開啟等以回應脈動訊號時，機械元件回應脈動訊號。
當DSP 166接收經修改之脈動訊號1432時，x MHz RF產生器產生與經修改之脈動訊號1432同步的RF訊號。例如，在經修改之脈動訊號1432的狀態自狀態S(n-N-1)轉變至狀態S(n-N)時RF產生器所產生之RF訊號的包脈自第一功率位準改變至第二功率位準，且在經修改之脈動訊號1432的狀態自狀態S(n-N)轉變至狀態Sn時RF產生器所產生之RF訊號的包脈自第二功率位準改變至第三功率位準。類似地，當DSP 178接收經修改之脈動訊號1432時，y MHz RF產生器產生與經修改之脈動訊號1432同步的RF訊號。
間隙處理器1414接收數位脈動訊號1002以自數位脈動訊號1002識別狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn。例如，間隙處理器1414自數位脈動訊號1002識別S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的方式係類似於DSP 166與178自數位脈動訊號1002識別狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的方式。
在狀態S(n-N-1)期間，間隙處理器1414自主機180之處理器接收第(n-N-1)變數是否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第(n-N-1)變數並非否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷時，間隙處理器1414發送訊號至間隙驅動器GDS(n-N-1)以改變如增加、減少上電極194與ESC 146之間的間隙1429直到第(n-N-1)變數係處於第(n-N-1)閾值為止。在自間隙處理器1414接收到訊號時，間隙驅動器GDS(n-N-1)產生驅動電流發送至馬達1422。在接收到驅動電流時，馬達1422旋轉以改變上電極194相對於電漿室1402的垂直位置。上電極194之垂直位準改變如增加、減少間隙1429的量以達到狀態S(n-N-1)的第(n-N-1)變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第(n-N-1)變數係處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷時，間隙處理器1414停止發送訊號至間隙驅動器GDS(n-N-1)以維持如不增加、不減少間隙1429的量。在未自間隙處理器1414接收到訊號時，間隙驅動器GDS(n-N-1)停止產生驅動電流發送至馬達1422。在未接收驅動電流時，馬達1422停止旋轉且上電極194的垂直位準停止改變以維持達到第(n-N-1)閾值的間隙1429的量。
類似地，在自主機180之處理器接收到第(n-N)變數並非否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷時，間隙處理器1414發送訊號至間隙驅動器GDS(n-N)以改變如增加、減少上電極194與ESC 146之間的間隙1429直到第(n-N)變數係處於第(n-N)閾值為止。在自間隙處理器1414接收到訊號時，間隙驅動器GDS(n-N)產生驅動電流發送至馬達1422。在接收到驅動電流時，馬達1422旋轉以改變上電極194相對於電漿室1402的垂直位置。上電極194之垂直位準改變如增加、減少間隙1429的量以達到狀態S(n-N)的第(n-N)變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第(n-N)變數係處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷時，間隙處理器1414停止發送訊號至間隙驅動器GDS(n-N)以維持如不增加、不減少間隙1429的量。在未自間隙處理器1414接收到訊號時，間隙驅動器GDS(n-N)停止產生驅動電流發送至馬達1422。在未接收驅動電流時，馬達1422停止旋轉且上電極194的垂直位準停止改變以維持達到第(n-N)閾值的間隙1429的量。
又，在自主機180之處理器接收到第n變數並非否處於第n變數之第n閾值的判斷時，間隙處理器1414發送訊號至間隙驅動器GDSn以改變如增加、減少上電極194與ESC 146之間的間隙1429直到第n變數係處於第n閾值為止。在自間隙處理器1414接收到訊號時，間隙驅動器GDSn產生驅動電流發送至馬達1422。在接收到驅動電流時，馬達1422旋轉以改變上電極194相對於電漿室1402的垂直位置。上電極194之垂直位準改變如增加、減少間隙1429的量以達到狀態Sn的第n變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第n變數係處於第n變數之第n閾值的判斷時，間隙處理器1414停止發送訊號至間隙驅動器GDSn以維持如不增加、不減少間隙1429的量。在未自間隙處理器1414接收到訊號時，間隙驅動器GDSn停止產生驅動電流發送至馬達1422。在未接收驅動電流時，馬達1422停止旋轉且上電極194的垂直位準停止改變以維持達到第n閾值的間隙1429的量。
以類似於上述針對間隙處理器1414的方式，壓力處理器1416接收數位脈動訊號1002以自數位脈動訊號1002識別狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn。在狀態S(n-N-1)期間，壓力處理器1416自主機180之處理器接收第(n-N-1)變數是否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第(n-N-1)變數並非否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷時，壓力處理器1416發送訊號至壓力控制器PCS(n-N-1)以改變如增加、減少電漿室1402之間隙1429中的壓力的量直到第(n-N-1)變數係處於第(n-N-1)閾值為止。在自壓力處理器1416接收到訊號時，壓力控制器PCS(n-N-1)產生驅動電流發送至馬達1424。在接收到驅動電流時，馬達1424旋轉以改變限制環組件相對於間隙1429的垂直位置。限制環組件之垂直位準改變如增加、減少間隙1429 內之壓力的量以達到狀態S(n-N-1)之第(n-N-1)變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第(n-N-1)變數係處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷時，壓力處理器1416停止發送訊號至壓力控制器PCS(n-N-1)以維持如不增加、不減少間隙1429內之壓力的量。在未自壓力處理器1416接收到訊號時，壓力控制器PCS(n-N-1)停止產生驅動電流發送至馬達1424。在未接收驅動電流時，馬達1424停止旋轉且限制環組件的垂直位準停止改變以維持達到第(n-N-1)閾值之間隙1429內之壓力的量。
又，在狀態S(n-N)期間，壓力處理器1416自主機180之處理器接收第(n-N)變數是否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第(n-N)變數並非否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷時，壓力處理器1416發送訊號至壓力控制器PCS(n-N)以改變如增加、減少電漿室1402之間隙1429中的壓力的量直到第(n-N)變數係處於第(n-N)閾值為止。在自壓力處理器1416接收到訊號時，壓力控制器PCS(n-N)產生驅動電流發送至馬達1424。在接收到驅動電流時，馬達1424旋轉以改變限制環組件相對於間隙1429的垂直位置。限制環組件之垂直位準改變如增加、減少間隙1429 內之壓力的量以達到狀態S(n-N)之第(n-N)變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第(n-N)變數係處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷時，壓力處理器1416停止發送訊號至壓力控制器PCS(n-N)以維持如不增加、不減少間隙1429內之壓力的量。在未自壓力處理器1416接收到訊號時，壓力控制器PCS(n-N)停止產生驅動電流發送至馬達1424。在未接收驅動電流時，馬達1424停止旋轉且限制環組件的垂直位準停止改變以維持達到第(n-N)閾值之間隙1429內之壓力的量。
又，在狀態Sn期間，壓力處理器1416自主機180之處理器接收第n變數是否處於第n變數之第n閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第n變數並非否處於第n變數之第n閾值的判斷時，壓力處理器1416發送訊號至壓力控制器PCSn以改變如增加、減少電漿室1402之間隙1429中的壓力的量直到第n變數係處於第n閾值為止。在自壓力處理器1416接收到訊號時，壓力控制器PCSn產生驅動電流發送至馬達1424。在接收到驅動電流時，馬達1424旋轉以改變限制環組件相對於間隙1429的垂直位置。限制環組件之垂直位準改變如增加、減少間隙1429 內之壓力的量以達到狀態Sn之第n變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第n變數係處於第n變數之第n閾值的判斷時，壓力處理器1416停止發送訊號至壓力控制器PCSn以維持如不增加、不減少間隙1429內之壓力的量。在未自壓力處理器1416接收到訊號時，壓力控制器PCSn停止產生驅動電流發送至馬達1424。在未接收驅動電流時，馬達1424停止旋轉且限制環組件的垂直位準停止改變以維持達到第n閾值之間隙1429內之壓力的量。
在馬達1424係自限制環組件的下側連接至限制環組件的各種實施例中，改變限制環組件的垂直位準以使限制環在電漿室1402內上或下移動。限制環組件上移以覆蓋較大量的間隙1429且下移以覆蓋較少量的間隙1429。
在數個實施例中，馬達1424係自限制環組件的上側連接至限制環。限制環組件下移以覆蓋較大量的間隙1429並上移以覆蓋較少量的間隙1429。
在某些實施例中，馬達1424係藉由桿而連接至限制環組件且限制環組件的限制環係位於其間且連接至桿的溝槽。當馬達1424的轉子旋轉時，桿自馬達突出或退縮以改變限制環組件的垂直位置。
又，流動處理器1418接收數位脈動訊號1002以自數位脈動訊號1002識別狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的方式係類似於DSP識別數位脈動訊號1002之狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的方式。在狀態S(n-N-1)期間，流動處理器1418自主機180之處理器接收第(n-N-1)變數是否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第(n-N-1)變數並非否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷時，流動處理器1418發送訊號至流動驅動器FDS(n-N-1)以改變如增加、減少流至電漿室1402之一或多種處理氣體的流率直到第(n-N-1)變數係處於第(n-N-1)閾值為止。在自流動處理器1418接收到訊號時，流動驅動器FDS(n-N-1)產生驅動電流發送至馬達1427。在接收到驅動電流時，馬達1427旋轉以改變閥件1428在殼如外罩、管、線等內的位置，閥件件1428係設置於殼中以開啟或關閉殼的通道。閥件1428的位置改變如增加、減少流至間隙1429之一或多種處理氣體的流率以達到狀態S(n-N-1)之第(n-N-1)變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第(n-N-1)變數係處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷時，流動處理器1418停止發送訊號至流動驅動器FDS(n-N-1)以維持如不增加、不減少流至電漿室142之一或多種處理氣體的流率。在未自流動處理器1418接收到訊號時，流動驅動器FDS(n-N-1)停止產生驅動電流發送至馬達1427。在未接收驅動電流時，馬達1427停止旋轉且閥件1428在設有閥件1428之殼內的位置停止改變以維持達到第(n-N-1)閾值之流至間隙1429之一或多種處理氣體的流率。
一種處理氣體或多種處理氣體的混合物係儲存在氣體源GS中且藉由殼之通道而供給至電漿室1402。氣體源GS係藉由閥件1428而耦合至電漿室1402。當一或多種處理氣體係供給至間隙1429且經修改的RF訊號係藉由RF傳輸線150(圖10A)而被ESC 146接收時，在電漿室1402內產生或維持電漿。在某些實施例中，馬達1427係藉由桿而耦合至閥件1428，利用馬達1427之轉子的旋轉而改變閥件的位置。
類似地，在狀態S(n-N)期間，流動處理器1418自主機180之處理器接收第(n-N)變數是否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第(n-N)變數並非否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷時，流動處理器1418發送訊號至流動驅動器FDS(n-N)以改變如增加、減少流至電漿室1402之一或多種處理氣體的流率直到第(n-N)變數係處於第(n-N)閾值為止。在自流動處理器1418接收到訊號時，流動驅動器FDS(n-N)產生驅動電流發送至馬達1427。在接收到驅動電流時，馬達1427旋轉以改變閥件1428在設有閥件1428之殼內的位置以開啟或關閉殼的通道。閥件1428的位置改變如增加、減少流至間隙1429之一或多種處理氣體的流率以達到狀態S(n-N)之第(n-N)變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第(n-N)變數係處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷時，流動處理器1418停止發送訊號至流動驅動器FDS(n-N)以維持如不增加、不減少流至電漿室142之一或多種處理氣體的流率。在未自流動處理器1418接收到訊號時，流動驅動器FDS(n-N)停止產生驅動電流發送至馬達1427。在未接收驅動電流時，馬達1427停止旋轉且閥件1428在設有閥件1428之殼內的位置停止改變以維持達到第(n-N)閾值之流至間隙1429之一或多種處理氣體的流率。
又，在狀態Sn期間，流動處理器1418自主機180之處理器接收第n變數是否處於第n變數之第n閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第n變數並非否處於第n變數之第n閾值的判斷時，流動處理器1418發送訊號至流動驅動器FDSn以改變如增加、減少流至電漿室1402之一或多種處理氣體的流率直到第n變數係處於第n閾值為止。在自流動處理器1418接收到訊號時，流動驅動器FDSn產生驅動電流發送至馬達1427。在接收到驅動電流時，馬達1427旋轉以改變閥件1428在設有閥件1428之殼如外殼、管、線內的位置以開啟或關閉殼的通道。閥件1428的位置改變如增加、減少流至間隙1429之一或多種處理氣體的流率以達到狀態Sn之第n變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第n變數係處於第n變數之第n閾值的判斷時，流動處理器1418停止發送訊號至流動驅動器FDSn以維持如不增加、不減少流至電漿室142之一或多種處理氣體的流率。在未自流動處理器1418接收到訊號時，流動驅動器FDSn停止產生驅動電流發送至馬達1427。在未接收驅動電流時，馬達1427停止旋轉且閥件1428在設有閥件1428之殼內的位置停止改變以維持達到第n閾值之流至間隙1429之一或多種處理氣體的流率。
在某些實施例中，在電漿系統1400中使用任何數目之氣體源。每一氣體源儲存一不同的處理氣體。例如，一氣體源儲存含氟氣體而另一氣體源儲存含氧氣體。每一氣體源係藉由對應的閥件連接至電漿室1402以將氣體如處理氣體、惰性氣體等供給至電漿室1402。殼包含連接至馬達且被馬達所控制之閥件，馬達更連接至流動驅動器FDS(n-N-1)、FDS(n-N)、及FDSn並被流動驅動器FDS(n-N-1)、FDS(n-N)、及FDSn所控制。
又，溫度處理器1420接收數位脈動訊號1002以自數位脈動訊號1002識別狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的方式係類似於DSP識別數位脈動訊號1002之狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn的方式。在狀態S(n-N-1)期間，溫度處理器1420自主機180之處理器接收第(n-N-1)變數是否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第(n-N-1)變數並非否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷時，溫度處理器1420發送訊號至電源1423以改變如增加、減少電漿室1402之間隙1429內的溫度直到第(n-N-1)變數係處於第(n-N-1)閾值為止。在自溫度處理器1420接收到訊號時，電源1423產生功率訊號發送至ESC 146的加熱器。在接收到功率訊號時，ESC 146的加熱器加熱或冷卻。加熱器的加熱或冷卻改變如增加、減少間隙1429內的溫度以達到狀態S(n-N-1)之第(n-N-1)變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第(n-N-1)變數係處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷時，溫度處理器1420發送訊號至電源1423以維持如不增加、不減少電漿室1402之間隙1429內的溫度。在自溫度處理器1420接收到訊號時，電源1423產生功率訊號發送至ESC 146的加熱器。在接收到功率訊號時，ESC 146的加熱器維持加熱或冷卻程度俾以促進維持第(n-N-1)閾值之間隙1429中的溫度。
類似地，在狀態S(n-N)期間，溫度處理器1420自主機180之處理器接收第(n-N)變數是否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第(n-N)變數並非否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷時，溫度處理器1420發送訊號至電源1423以改變如增加、減少電漿室1402之間隙1429內的溫度直到第(n-N)變數係處於第(n-N)閾值為止。在自溫度處理器1420接收到訊號時，電源1423產生功率訊號發送至ESC 146的加熱器。在接收到功率訊號時，ESC 146的加熱器加熱或冷卻。加熱器的加熱或冷卻改變如增加、減少間隙1429內的溫度以達到狀態S(n-N)之第(n-N)變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第(n-N)變數係處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷時，溫度處理器1420發送訊號至電源1423以維持如不增加、不減少電漿室1402之間隙1429內的溫度。在自溫度處理器1420接收到訊號時，電源1423產生功率訊號發送至ESC 146的加熱器。在接收到功率訊號時，ESC 146的加熱器維持加熱或冷卻程度俾以促進維持第(n-N-1)閾值之間隙1429中的溫度。
又，在狀態Sn期間，溫度處理器1420自主機180之處理器接收第n變數是否處於第n變數之第n閾值的判斷。在自主機180之處理器接收到第n變數並非否處於n變數之第n閾值的判斷時，溫度處理器1420發送訊號至電源1423以改變如增加、減少電漿室1402之間隙1429內的溫度直到第n變數係處於第n閾值為止。在自溫度處理器1420接收到訊號時，電源1423產生功率訊號發送至ESC 146的加熱器。在接收到功率訊號時，ESC 146的加熱器加熱或冷卻。加熱器的加熱或冷卻改變如增加、減少間隙1429內的溫度以達到狀態Sn之第n變數。另一方面，在自主機180之處理器接收到第n變數係處於第n變數之第n閾值的判斷時，溫度處理器1420發送訊號至電源1423以維持如不增加、不減少電漿室1402之間隙1429內的溫度。在自溫度處理器1420接收到訊號時，電源1423產生功率訊號發送至ESC 146的加熱器。在接收到功率訊號時，ESC 146的加熱器維持加熱或冷卻程度俾以促進維持第n閾值之間隙1429中的溫度。
在某些實施例中，間隙處理器1414、壓力處理器1416、流動處理器1418、及溫度處理器1420自主機180之處理器接收第(n-N-1)變數如第(n-N-1)變數之值是否落在自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值起算之預定範圍內的判斷，而非自主機180之處理器接收第(n-N-1)變數是否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值的判斷。又，間隙處理器1414、間隙驅動器GDS(n-N-1)、馬達1422、及上電極194回應第(n-N-1)變數是否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第(n-N-1)變數是否落在自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值起算之預定範圍內的判斷。例如，為了回應接收第(n-N-1)變數係超出自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值起算之預定範圍的判斷，間隙處理器1414發送訊號至間隙驅動器GDS(n-N-1)以改變如增加、減少上電極194與ESC 146之間之間隙1429直到第(n-N-1)變數落在自第(n-N-1)閾值起算之預定範圍內為止。另一方面，為了回應主機180之處理器接收第(n-N-1)變數係落在自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值起算之預定範圍的判斷，間隙處理器1414停止發送訊號至間隙驅動器GDS(n-N-1)以維持如增加、減少間隙1429的量。類似地，壓力處理器1416、壓力控制器PCS(n-N-1)、馬達1424、及限制環組件回應第(n-N-1)變數是否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第(n-N-1)變數是否落在自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值起算之預定範圍內的判斷。又，流動處理器1418、流動驅動器FDS(n-N-1)、馬達1427、及閥件1428回應第(n-N-1)變數是否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第(n-N-1)變數是否落在自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值起算之預定範圍內的判斷。溫度處理器1420、電源1423、及ESC 146之加熱器回應第(n-N-1)變數是否處於第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第(n-N-1)變數是否落在自第(n-N-1)變數之第(n-N-1)閾值起算之預定範圍內的判斷。
類似地，在此些實施例中，間隙處理器1414、壓力處理器1416、流動處理器1418、及溫度處理器1420自主機180之處理器接收第(n-N)變數如第(n-N)變數之值是否落在自第(n-N)變數之第(n-N)閾值起算之預定範圍內的判斷，而非自主機180之處理器接收第(n-N)變數是否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值的判斷。又，間隙處理器1414、間隙驅動器GDS(n-N)、馬達1422、及上電極194回應第(n-N)變數是否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第(n-N)變數是否落在自第(n-N)變數之第(n-N)閾值起算之預定範圍內的判斷。例如，為了回應接收第(n-N)變數係超出自第(n-N)變數之第(n-N)閾值起算之預定範圍的判斷，間隙處理器1414發送訊號至間隙驅動器GDS(n-N)以改變如增加、減少上電極194與ESC 146之間之間隙1429直到第(n-N)變數落在自第(n-N)閾值起算之預定範圍內為止。另一方面，為了回應自主機180之處理器接收第(n-N)變數係落在自第(n-N)變數之第(n-N)閾值起算之預定範圍的判斷，間隙處理器1414停止發送訊號至間隙驅動器GDS(n-N)以維持如增加、減少間隙1429的量。類似地，壓力處理器1416、壓力控制器PCS(n-N)、馬達1424、及限制環組件回應第(n-N)變數是否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第(n-N)變數是否落在自第(n-N)變數之第(n-N)閾值起算之預定範圍內的判斷。又，流動處理器1418、流動驅動器FDS(n-N)、馬達1427、及閥件1428回應第(n-N)變數是否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第(n-N)變數是否落在自第(n-N)變數之第(n-N)閾值起算之預定範圍內的判斷。溫度處理器1420、電源1423、及ESC 146之加熱器回應第(n-N)變數是否處於第(n-N)變數之第(n-N)閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第(n-N)變數是否落在自第(n-N)變數之第(n-N)閾值起算之預定範圍內的判斷。
類似地，在此些實施例中，間隙處理器1414、壓力處理器1416、流動處理器1418、及溫度處理器1420自主機180之處理器接收第n變數如第n變數之值是否落在自第n變數之第n閾值起算之預定範圍內的判斷，而非自主機180之處理器接收第n變數是否處於第n變數之第n閾值的判斷。又，間隙處理器1414、間隙驅動器GDSn、馬達1422、及上電極194回應第n變數是否處於第n變數之第n閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第n變數是否落在自第n變數之第n閾值起算之預定範圍內的判斷。例如，為了回應接收第n變數係超出自第n變數之第n閾值起算之預定範圍的判斷，間隙處理器1414發送訊號至間隙驅動器GDSn以改變如增加、減少上電極194與ESC 146之間之間隙1429直到第n變數落在自第n閾值起算之預定範圍內為止。另一方面，為了回應自主機180之處理器接收第n變數係落在自第n變數之第n閾值起算之預定範圍的判斷，間隙處理器1414停止發送訊號至間隙驅動器GDSn以維持如增加、減少間隙1429的量。類似地，壓力處理器1416、壓力控制器PCSn、馬達1424、及限制環組件回應第n變數是否處於第n變數之第n閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第n變數是否落在自第n變數之第n閾值起算之預定範圍內的判斷。又，流動處理器1418、流動驅動器FDSn、馬達1427、及閥件1428回應第n變數是否處於第n變數之第n閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第n變數是否落在自第n變數之第n閾值起算之預定範圍內的判斷。溫度處理器1420、電源1423、及ESC 146之加熱器回應第n變數是否處於第n變數之第n閾值所進行之文中所述的操作係用以回應第n變數是否落在自第n變數之第n閾值起算之預定範圍內的判斷。
應注意，雖然上述的實施例係關於將RF訊號提供予ESC的下電極146(圖2與圖10A)及接地上電極194(圖2與圖10A)，但在數個實施例中，RF訊號係提供予上電極194且ESC的下電極146接地。
本文中所述的實施例可利用各種電腦系統配置施行之，此些電腦系統配置包含手持硬體單元、微處理器系統、微處理器系或可程式化的消費電子裝置、迷你電腦、主機等。本文中所述的實施例亦可在分散式的計算環境中施行，在此種環境中任務係由經由網路鏈結的複數遠端處理硬體單元所執行。
在某些實施例中，文中所述的控制器為系統的一部分，系統可為上述實例的一部分。此類系統包含半導體製程設備，半導體製程設備包含處理工具或複數處理工具、處理室或複數處理室、處理平臺或複數平臺、及/或特定的處理元件(晶圓座臺、氣體流動系統等)。此些系統係與一些電子裝置整合，此些電子裝置係用以在半導體晶圓或基板的處理之前、期間及之後控制系統的操作。此些電子裝置係稱為「控制器」，其可控制系統或複數系統的各種元件或子部件。取決於處理需求及/或系統類型，控制器可被程式化以控制文中所揭露的任何處理，處理包含處理氣體的輸送、溫度設定(如加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、RF產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置與操作設定、晶圓傳輸進入或離開設備與連接至系統或與系統具有界面的其他傳輸設備及/或裝載互鎖機構。
概括地說，在各種實施例中，控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體及/或軟體的電子裝置，其可接收指令、發佈指令、控制操作、致能清理操作、致能終點量測等。積體電路可包含儲存了程式指令之具有韌體形式的晶片、數位訊號處理器(DSP)、被定義為特殊應用積體電路(ASIC)的晶片、PLD、及/或能執行程式指令(如軟體)的一或多個微處理器或微控制器。程式指令可為與控制器通訊之具有各種獨立設定(或程式檔案)形式的指令，其定義為了在半導體晶圓上或針對半導體晶圓或對系統進行特定處理所用的參數、因子、變數等。在某些實施例中，程式指令為製程工程師為了完成一或多膜層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及/或晶圓之晶粒之製造期間的一或多個製程步驟所定義之配方的一部分。
在某些實施例中控制器為整合至系統、耦合至系統、藉由網路連接至系統、或其組合的電腦的一部分或控制器耦合至電腦。例如，控制器係位於「雲端」中或工廠主機電腦系統的全部或部分中，這允許使用者遠端接取晶圓處理。電腦致能遠端接取系統以監控製造操作的目前進展、檢視過去製造操作的歷程、自複數製造操作檢視驅勢或效能度量、改變現有處理的參數、設定處理步驟以符合現有處理、或開始一新的製程。
在某些實施例中，遠端電腦(或伺服器)可經由電腦網路對系統提供處理配方，電腦網路包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包含使用者介面，使用者介面讓使用者能進入或程式化參數及/或設定，然後自遠端電腦與系統通訊。在某些實例中，控制器接收數據形式的指令，此些指令指定在一或多個操作期間欲進行之每一處理步驟用的複數參數、因子、及/或變數。應瞭解，複數參數、因子、及/或變數係特別針對欲施行之處理的類型及控制器用以交界或控制之設備的類型。因此如上所述，可分散控制器如藉著包含一或多個藉由網路互連並朝向共同目的如文中所述之處理與控制工作的離散控制器。為了此類目的的分散控制器的實例包含處理室上的一或多個積體電路，其係與一或多個位於遠端(例如位於平臺位準處或為遠端電腦的一部分)的積體電路通訊而共同控制處理室中的處理。
不受限地，在各種實施例中，可應用方法的例示系統包含電漿蝕刻室或模組、沉積室或模組、旋轉沖洗室或模組、金屬鍍室或模組、清理室或模組、邊緣蝕刻室或模組、物理氣相沉積(PVD)室或模組、化學氣相沉積(CVD)室或模組、原子層沉積(ALD)室或模組、原子層蝕刻(ALE)室或模組、電漿加強化學氣相沉積(PECVD)室或模組、清理室或模組、離子植入室或模組、軌道室或模組、及和半導體晶圓之製造相關及/或用於製造的任何其他半導體處理系統。
更應注意，在某些實施例中，雖然上述操作可應用至數種電漿室如包含感應耦合電漿(ICP)反應器的電漿室、變壓器耦合電漿室、導體設備、介電設備、包含電子迴旋共振(ECR)反應室的電漿室等。例如，一或多個RF產生器係耦合至ICP反應器內的一電感。電感形狀的實例包含螺管、圓頂形線圈、平面形線圈等。
如上所述，取決於設備所欲進行的處理步驟或複數步驟，主機可與下列的一或多者通訊交流：其他設備電路或模組、其他設備的元件、叢集設備、其他設備的界面、相鄰設備、鄰近設備、位於工廠內的設備、主電腦、另一控制器、或半導體製造工廠中用以將晶圓容器載入與載出設備位置及/或裝載接口的材料運輸用設備。
考慮到上述實施例，應瞭解，某些實施例可進行涉及儲存在電腦系統中之數據的各種電腦施行操作。此些電腦施行操作為需要操控物理數量的操作。形成實施例之文中所述操作的任何操作對於機械操作皆為有用的。
某些實施例亦關於用以執行此些操作的硬體單元或設備。可針對專門用途的電腦專門建構設備。當一電腦被定義為專門用途之電腦時，此電腦除了能夠針對專門用途運行之外，亦可進行其他處理、程式執行或其他非屬特別用途的子程式。
在某些實施例中，操作可由選擇性活化的電腦執行或者可由儲存在電腦記憶體、快取記憶體、或自電腦網路所獲得的一或多個電腦程式所配置。當數據係自電腦網路獲得時，該數據可由電腦網路上的其他電腦如雲端計算資源所處理。
亦可將文中所述之一或多個實施例製作成非暫態電腦可讀媒體上的電腦可讀碼。非暫態電腦可讀媒體可以是可儲存數據且後續可被電腦系統讀取的任何數據儲存硬體單元如記憶體裝置。非暫態電腦可讀媒體的實例包含硬碟、網路附加儲存(NAS)、ROM、RAM、光碟-ROM(CD-ROM)、可錄CD(CD-R)、可重覆寫入之CD(CD-RW)、磁帶及其他光學式及非光學式儲存硬體單元。在某些實施例中，非暫態電腦可讀媒體可包含分散於網路耦合電腦系統的電腦可讀實質媒體，因此電腦可讀碼係以分散方式儲存及執行。
雖然上述某些方法操作係以特定順序說明之，但應瞭解，在各種實施例中，在方法操作之間可進行其他閒雜步驟或者可調整方法操作使其發生的時間略有不同，或者可將方法操作分配至允許方法操作以各種間隔進行的系統中，或者可以不同於文中所示的順序來進行方法操作。
更應注意，在不脫離本文所述之各種實施例的範圍的情況下，在一實施例中，來自任何上述實施例的一或多個特徵可與任何其他實施例的一或多個徵特結合。
為了讓熟知此項技藝者能清楚瞭解本發明，已詳細說明了前面的實施例，應明白，在隨附之申請專利範圍的範疇內可進行某些變化與修改。因此，此些實施例應被視為是說明性而非限制性的，且實施例並不限於文中所述的細節。
102:方法 104:電漿系統 106:操作 108:操作 110:通訊媒體 112:阻抗匹配網路 114:電漿室 116:操作 118:操作 119:工作件/基板 120:操作 122:數位脈動訊號 124:操作 125:上表面 126:操作 127:操作 129:操作 131:操作 132:操作 133:圖 134:操作 137:操作 139:操作 140:操作 141:操作 142:操作 145:操作 146:靜電夾頭 150:RF傳輸線 152:電壓與電流(VI)探針 154:RF訊號 155:第一變數控制模式 156:RF訊號 157:第二變數控制模式 160:離子能量控制模式 164:離子能量控制模式 166:數位訊號處理器(DSP) 168:參數控制器 170:參數控制器 171:控制器系統 172:驅動器及放大器系統(DAS) 174:驅動器 176:放大器 178:數位訊號處理器(DSP) 180:主機 181:控制器系統 182:參數控制器 184:參數控制器 186:電壓與電流(VI)探針 188:驅動器及放大器系統(DAS) 190:驅動器 191:方法 192:放大器 194:上電極 196:通訊媒體 202:圖 204:圖 206:圖 208:圖 210:圖 212:圖 214:圖 216:圖 218:圖 220:圖 222:圖 224:圖 226:圖 228:圖 230:圖 232:圖 234:圖 236:圖 238:圖 240:圖 242:圖 244:圖 246:圖 248:圖 250:圖 252:圖 254:圖 256:圖 258:圖 260:圖 262:圖 264:圖 266:輸入裝置 268:輸出裝置 270:輸入/輸出(I/O)介面 272:輸入/輸出(I/O)介面 274:網路介面控制器(NIC) 275:匯流排 276:主機系統 278:儲存裝置 280:處理器 902:變數控制模式 904:變數控制模式 906:變數控制模式 910:離子能量控制模式 912:離子能量控制模式 914:離子能量控制模式 1000:電漿系統 1002:數位脈動訊號 1004A:參數控制器 1004B:參數控制器 1004C:參數控制器 1006A:參數控制器 1006B:參數控制器 1006C:參數控制器 1008:控制器系統 1010:控制器系統 1012:輸出 1014:輸出 1016:DAS 1018:DAS 1020:RF電源 1022:RF電源 1024:經修改的RF訊號 1026:RF訊號 1028:RF訊號 1030:光學感測器 1050:圖 1052:數位脈動訊號 1054:圖 1056:數位脈動訊號 1058:圖 1060:數位脈動訊號 1062:圖 1064:數位脈動訊號 1066:圖 1068:數位脈動訊號 1070:圖 1072:數位脈動訊號 1100:方法 1102:操作 1104:操作 1106:操作 1108:操作 1110:操作 1112:操作 1114:操作 1116:操作 1118:操作 1120:操作 1122:操作 1124:操作 1126:操作 1200:圖 1202:RF訊號 1204:RF訊號 1206:圖 1208:RF訊號 1210:RF訊號 1212:圖 1214:RF訊號 1216:RF訊號 1218:圖 1220:RF訊號 1222:RF訊號 1300:方法 1302:操作 1308:操作 1310:操作 1312:操作 1314:操作 1316:操作 1318:操作 1320:操作 1322:操作 1324:操作 1400:電漿系統 1402:電漿室 1404:延遲電路 1406:間隙控制器系統 1408:壓力控制器系統 1410:流動控制器系統 1412:溫度控制器系統 1414:間隙處理器 1416:壓力處理器 1418:流動處理器 1420:溫度處理器 1422:馬達 1423:電源 1424:馬達 1426A:限制環部件 1426B:限制環部件 1427:馬達 1428:閥件 1429:間隙 1432:經修改的脈動訊號
參考下面參考附圖的說明將最佳地瞭解本發明之實施例。
圖1A為用以例示根據本發明一實施例之基於與電漿系統相關之狀態使用不同變數之系統及方法的圖。
圖1B為用以例示根據本發明一實施例之在與電漿系統相關之兩狀態期間使用離子能量之系統及方法的圖。
圖2為根據本發明一實施例之電漿系統之一實施例的方塊圖。
圖3為根據本發明一實施例之基於圖2之與電漿系統相關的狀態使用不同變數之方法之一實施例的流程圖。
圖4繪示根據本發明一實施例之藉由2 MHz與60 MHz RF產生器提供予電漿室之電極之射頻(RF)功率對時間的圖。
圖5A顯示用以例示根據本發明一實施例之2 MHz RF訊號與60 MHz RF訊號之各種功率值之圖的實施例。
圖5B顯示根據本發明一實施例之具有兩RF訊號的圖，此兩RF訊號具有各種變化值。
圖6A顯示根據本發明一實施例之具有三RF訊號的圖，此三RF訊號中的一者具有常數值且另一者具有常數值或變化值。
圖6B顯示根據本發明一實施例之具有三RF訊號的圖，此三RF訊號中的一者具有常數值且剩餘兩者具有變化值。
圖6C顯示根據本發明一實施例之具有三RF訊號的圖，此三RF訊號中的一者具有常數值或變化值且剩餘兩者具有變化值。
圖6D顯示根據本發明一實施例之具有三RF訊號的圖，此三RF訊號皆具有變化值。
圖6E顯示根據本發明一實施例之具有三RF訊號的圖，此三RF訊號中的一者具有常數值或變化值且剩餘者具有變化值。
圖6F顯示根據本發明一實施例之具有三RF訊號的圖，此三RF訊號皆具有變化值。
圖7為根據本發明一實施例之針對圖2之與電漿系統相關之狀態使用離子能量之方法之一實施例的流程圖。
圖8為根據本發明一實施例之用以執行圖3與7之方法之主機系統之一實施例的方塊圖。
圖9A為用以例示基於與電漿系統相關之三或更多狀態使用變數之系統與方法的圖。
圖9B為例示在狀態期間使用離子能量控制模式之圖。
圖10A為電漿系統之一實施例之方塊圖。
圖10B為不同類型之變數的例示圖。
圖10C為不同類型之經模型化之變數的例示圖。
圖10D為用以例示光學感測器提供之感測器輸出訊號包含一變數之複數值的圖。
圖10E為用以例示具有三狀態之一數位脈動訊號之圖之一實施例。
圖10F為用以例示具有四狀態之一數位脈動訊號之圖之一實施例。
圖10G為用以例示具有三狀態之一脈動RF訊號之圖之一實施例。
圖10H為用以例示具有三狀態之一脈動RF訊號之圖之一實施例。
圖10I為用以例示在一狀態期間使用光學感測器訊號判斷是否改變或維持該狀態期間之一參數之圖之一實施例。
圖10J為用以例示在一狀態期間使用光學感測器訊號判斷是否改變或維持該狀態期間之一參數並例示在剩餘的兩狀態期間使用另一變數控制RF訊號之功率之圖之一實施例。
圖11為用以例示在與圖10A之電漿系統相關的三或更多狀態期間使用不同變數之方法之流程圖的一實施例。
圖12A為用以例示當一RF產生器所產生之一RF訊號具有狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn時另一RF產生器所產生的一RF訊號具有連續波之圖之一實施例。
圖12B為用以例示當一RF產生器所產生之一RF訊號具有狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn時另一RF產生器所產生的一RF訊號具有該些狀態之圖之一實施例。
圖12C為用以例示RF訊號之功率位準隨著狀態的變化而增加之圖之一實施例。
圖12D為用以例示當一RF產生器所產生之一RF訊號之功率位準增加時另一RF產生器所產生之一RF訊號具有狀態S(n-N-1)、S(n-N)、及Sn之圖之一實施例。
圖13為針對與圖10A之電漿系統相關之狀態使用離子能量之方法之一實施例之流程圖。
圖14為電漿系統之一實施例圖，其係用以例示應用基於第(n-N-1)、第(n-N)、及第n變數脈動之多狀態。
1100:方法
1102:操作
1104:操作
1106:操作
1108:操作
1110:操作
1112:操作
1114:操作
1116:操作
1118:操作
1120:操作
1122:操作
1124:操作
1126:操作

Claims (21)

  1. 一種控制電漿處理的方法，包含： 獲得在一脈動訊號的第一狀態期間量測的第一變數； 獲得在該脈動訊號的第二狀態期間量測的第二變數； 獲得在該脈動訊號的第三狀態期間量測的第三變數，其中該第一、第二、及第三狀態係在一時脈訊號的一時脈週期期間發生且在該時脈訊號的一個額外時脈週期期間重複； 基於該第一變數在該第一狀態期間、基於該第二變數在該第二狀態期間、及基於該第三變數在該第三狀態期間，控制一電漿系統。
  2. 如請求項1之控制電漿處理的方法，其中在該第一狀態期間，一第一處理操作係執行於一基板，在該第二狀態期間，一第二處理操作係執行於該基板，且在該第三狀態期間，一第三處理操作係執行於該基板。
  3. 如請求項1之控制電漿處理的方法，其中該第一變數係與該第二變數以及該第三變數為相同類型，該方法更包含： 判斷該第一變數是否於一第一閾值，該第二變數是否於一第二閾值，以及該第三變數是否於一第三閾值，其中該第一閾值係與該第二閾值及該第三閾值不同，其中該第二閾值不同於該第三閾值， 其中控制該電漿系統的該步驟包含： 在判斷出該第一變數不在該第一閾值時，提供一指令以改變在該第一狀態期間由該電漿系統的一射頻（RF）產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數不在該第二閾值時，提供一指令以改變在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數不在該第三閾值時，提供一指令以改變在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  4. 如請求項3之控制電漿處理的方法，其中控制該電漿系統的該步驟包含： 在判斷出該第一變數於該第一閾值時，提供一指令以維持在該第一狀態期間由該RF產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數於該第二閾值時，提供一指令以維持在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數於該第三閾值時，提供一指令以維持在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  5. 如請求項1之控制電漿處理的方法，更包含： 判斷該第一變數是否於一第一閾值，該第二變數是否於一第二閾值，以及該第三變數是否於一第三閾值， 其中控制該電漿系統的該步驟包含： 在判斷出該第一變數不在該第一閾值時，提供一指令以改變在該第一狀態期間由該電漿系統的一射頻（RF）產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數不在該第二閾值時，提供一指令以改變在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數不在該第三閾值時，提供一指令以改變在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  6. 如請求項5之控制電漿處理的方法，其中控制該電漿系統的該步驟包含： 在判斷出該第一變數於該第一閾值時，提供一指令以維持在該第一狀態期間由該RF產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數於該第二閾值時，提供一指令以維持在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數於該第三閾值時，提供一指令以維持在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  7. 如請求項1之控制電漿處理的方法，其中控制該電漿系統的該步驟包含： 控制該電漿系統的一射頻（RF）產生器，以產生一RF訊號在該第一狀態期間具有第一功率位準、在該第二狀態期間具有第二功率位準、及在該第三狀態期間具有第三功率位準，其中該第一功率位準係不同於該第二功率位準及該第三功率位準，其中該第二功率位準係不同於該第三功率位準。
  8. 一種控制電漿處理的控制器，包含： 一處理器，建構以： 獲得在一脈動訊號的第一狀態期間量測的第一變數； 獲得在該脈動訊號的第二狀態期間量測的第二變數； 獲得在該脈動訊號的第三狀態期間量測的第三變數，其中該第一、第二、及第三狀態係在一時脈訊號的一時脈週期期間發生且在該時脈訊號的一個額外時脈週期期間重複；及 基於該第一變數在該第一狀態期間、基於該第二變數在該第二狀態期間、及基於該第三變數在該第三狀態期間，控制一電漿系統；及 一記憶體裝置，耦合至該處理器。
  9. 如請求項8之控制電漿處理的控制器，其中在該第一狀態期間，一第一處理操作係執行於一基板，在該第二狀態期間，一第二處理操作係執行於該基板，且在該第三狀態期間，一第三處理操作係執行於該基板。
  10. 如請求項8之控制電漿處理的控制器，其中該第一變數係與該第二變數以及該第三變數相同，其中該處理器係建構以： 判斷該第一變數是否於一第一閾值，該第二變數是否於一第二閾值，以及該第三變數是否於一第三閾值，其中該第一閾值係與該第二閾值及該第三閾值不同，其中該第二閾值不同於該第三閾值， 其中，為了控制該電漿系統，該處理器係建構以： 在判斷出該第一變數不在該第一閾值時，提供一指令以改變在該第一狀態期間由該電漿系統的一射頻（RF）產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數不在該第二閾值時，提供一指令以改變在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數不在該第三閾值時，提供一指令以改變在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  11. 如請求項10之控制電漿處理的控制器，其中，為了控制該電漿系統，該處理器係建構以： 在判斷出該第一變數於該第一閾值時，提供一指令以維持在該第一狀態期間由該RF產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數於該第二閾值時，提供一指令以維持在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數於該第三閾值時，提供一指令以維持在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  12. 如請求項8之控制電漿處理的控制器，其中該處理器係建構以： 判斷該第一變數是否於一第一閾值，該第二變數是否於一第二閾值，以及該第三變數是否於一第三閾值， 其中，為了控制該電漿系統，該處理器係建構以： 在判斷出該第一變數不在該第一閾值時，提供一指令以改變在該第一狀態期間由該電漿系統的一射頻（RF）產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數不在該第二閾值時，提供一指令以改變在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數不在該第三閾值時，提供一指令以改變在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  13. 如請求項12之控制電漿處理的控制器，其中，為了控制該電漿系統，該處理器係建構以： 在判斷出該第一變數於該第一閾值時，提供一指令以維持在該第一狀態期間由該RF產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數於該第二閾值時，提供一指令以維持在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數於該第三閾值時，提供一指令以維持在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  14. 如請求項8之控制電漿處理的控制器，其中，為了控制該電漿系統，該處理器係建構以： 控制該電漿系統的一射頻（RF）產生器，以產生一RF訊號在該第一狀態期間具有第一功率位準、在該第二狀態期間具有第二功率位準、及在該第三狀態期間具有第三功率位準，其中該第一功率位準係不同於該第二功率位準及該第三功率位準，其中該　第二功率位準係不同於該第三功率位準。
  15. 一種控制電漿處理的系統，包含： 一射頻（RF）產生器，建構以產生一RF訊號； 一阻抗匹配網路，耦合至該RF產生器以接收該RF訊號，並輸出一經修改的RF訊號； 一電漿腔室，耦合至該阻抗匹配網路以接收該經修改的RF訊號；及 一控制器，耦合至該RF產生器，其中該控制器係建構以： 獲得在一脈動訊號的第一狀態期間量測的第一變數； 獲得在該脈動訊號的第二狀態期間量測的第二變數； 獲得在該脈動訊號的第三狀態期間量測的第三變數，其中該第一、第二、及第三狀態係在一時脈訊號的一時脈週期期間發生且在該時脈訊號的一個額外時脈週期期間重複； 基於該第一變數在該第一狀態期間、基於該第二變數在該第二狀態期間、及基於該第三變數在該第三狀態期間，控制該RF產生器。
  16. 如請求項15之控制電漿處理的系統，其中在該第一狀態期間，一第一處理操作係執行於一基板，在該第二狀態期間，一第二處理操作係執行於該基板，且在該第三狀態期間，一第三處理操作係執行於該基板。
  17. 如請求項15之控制電漿處理的系統，其中該第一變數係與該第二變數以及該第三變數相同，其中該控制器係建構以： 判斷該第一變數是否於一第一閾值，該第二變數是否於一第二閾值，以及該第三變數是否於一第三閾值，其中該第一閾值係與該第二閾值及該第三閾值不同，其中該第二閾值不同於該第三閾值， 其中，為了控制該RF產生器，該控制器係建構以： 在判斷出該第一變數不在該第一閾值時，提供一指令以改變在該第一狀態期間由該RF產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數不在該第二閾值時，提供一指令以改變在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數不在該第三閾值時，提供一指令以改變在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  18. 如請求項16之控制電漿處理的系統，其中為了控制該RF產生器，該控制器係建構以： 在判斷出該第一變數於該第一閾值時，提供一指令以維持在該第一狀態期間由該RF產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數於該第二閾值時，提供一指令以維持在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數於該第三閾值時，提供一指令以維持在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  19. 如請求項15之控制電漿處理的系統，其中該控制器係建構以： 判斷該第一變數是否於一第一閾值，該第二變數是否於一第二閾值，以及該第三變數是否於一第三閾值， 其中，為了控制該RF產生器，該控制器係建構以： 在判斷出該第一變數不在該第一閾值時，提供一指令以改變在該第一狀態期間由該RF產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數不在該第二閾值時，提供一指令以改變在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數不在該第三閾值時，提供一指令以改變在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  20. 如請求項19之控制電漿處理的系統，其中為了控制該RF產生器，該控制器係建構以： 在判斷出該第一變數於該第一閾值時，提供一指令以維持在該第一狀態期間由該RF產生器所供給之功率； 在判斷出該第二變數於該第二閾值時，提供一指令以維持在該第二狀態期間由該RF產生器所供給之功率；及 在判斷出該第三變數於該第三閾值時，提供一指令以維持在該第三狀態期間由該RF產生器所供給之功率。
  21. 如請求項15之控制電漿處理的系統，其中，為了控制該RF產生器，該系統係建構以： 控制該RF產生器，以產生一RF訊號在該第一狀態期間具有第一功率位準、在該第二狀態期間具有第二功率位準、及在該第三狀態期間具有第三功率位準，其中該第一功率位準係不同於該第二功率位準及該第三功率位準，其中該第二功率位準係不同於該第三功率位準。
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