本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于在低頻射頻(rf)產(chǎn)生器的周期期間減小朝向高頻rf產(chǎn)生器的反射并且用于使用關(guān)系以減小反射功率的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

等離子體系統(tǒng)用于控制等離子體處理。等離子體系統(tǒng)包含多個(gè)射頻(rf)源、阻抗匹配和等離子體反應(yīng)器。工件放置在等離子體室內(nèi)，并在等離子體室中產(chǎn)生等離子體以處理工件。重要的是，工件以相似或均勻的方式進(jìn)行處理。為了以類似或均勻的方式處理工件，重要的是調(diào)節(jié)rf源和阻抗匹配。

正是在這樣的背景下，產(chǎn)生在本公開中所描述的實(shí)施方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的實(shí)施方式提供了用于在低頻射頻(rf)產(chǎn)生器的周期期間減小朝向高頻rf產(chǎn)生器的反射并且用于使用關(guān)系以減小反射功率的裝置、方法和計(jì)算機(jī)程序。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式可以以多種方式(例如，工藝、裝置、系統(tǒng)、硬件零件或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的方法)來實(shí)現(xiàn)。若干實(shí)施方式在下文描述。

在一些實(shí)施方式中，由高頻rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的rf頻率在低頻rf產(chǎn)生器的rf信號的周期內(nèi)變化。例如，由高頻rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的各種頻率值使用模型系統(tǒng)確定并且在由低頻rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期期間應(yīng)用。

在若干實(shí)施方式中，在存在通過由低頻rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號產(chǎn)生的負(fù)載阻抗變化的情況下，使用模型系統(tǒng)來調(diào)諧阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。例如，使用模型系統(tǒng)計(jì)算最優(yōu)組合可變電容值，并在由低頻rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期期間應(yīng)用該最優(yōu)組合可變電容值。

在多種實(shí)施方式中，模型系統(tǒng)用于計(jì)算調(diào)諧軌跡，例如調(diào)諧多項(xiàng)式、調(diào)諧關(guān)系等。不是在晶片的處理期間使用模型系統(tǒng)，而是阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)預(yù)先通過計(jì)算在具有負(fù)載阻抗值的實(shí)部和負(fù)載阻抗值的虛部的跨越預(yù)期操作空間的二維網(wǎng)格上的最優(yōu)組合可變電容值。然后在具有負(fù)載阻抗值的實(shí)部、負(fù)載阻抗值的虛部和組合可變電容值的三維網(wǎng)格上計(jì)算最優(yōu)rf頻率。對于各種最優(yōu)組合可變電容值的第一擬合以及對于各種最優(yōu)rf頻率的第二擬合導(dǎo)致多項(xiàng)式函數(shù)作為解。第一擬合的示例是最優(yōu)組合可變電容值＝函數(shù)(re(zload)，im(zload))，其中zload是負(fù)載阻抗值，re是負(fù)載阻抗值的實(shí)部，而im是負(fù)載阻抗值的虛部。第二擬合的示例是在給定的最優(yōu)組合可變電容值下的最優(yōu)rf頻率＝函數(shù)(re(zload)，im(zload)，最優(yōu)組合可變電容值)。

本文所述的系統(tǒng)和方法的一些優(yōu)點(diǎn)包括在低頻rf產(chǎn)生器的每個(gè)rf周期期間確定rf值，以減小朝向高頻rf產(chǎn)生器反射的功率。模型系統(tǒng)用于確定在低頻rf產(chǎn)生器的每個(gè)rf周期期間的rf值。rf值是根據(jù)在低頻rf產(chǎn)生器的rf周期期間在高頻rf產(chǎn)生器的輸出端處計(jì)算的參數(shù)值計(jì)算的。確定的rf值應(yīng)用于在計(jì)算參數(shù)值的rf周期之后的低頻rf產(chǎn)生器的rf周期期間的高頻rf產(chǎn)生器。rf值應(yīng)用在低頻rf產(chǎn)生器的每個(gè)rf周期期間精確地減小朝向高頻rf產(chǎn)生器反射的功率。

本文所述的系統(tǒng)和方法的其它優(yōu)點(diǎn)包括在晶片的處理期間不使用模型系統(tǒng)來確定最優(yōu)rf值和/或最優(yōu)組合可變電容值。在處理晶片之前預(yù)先確定最優(yōu)rf值和/或最優(yōu)組合可變電容值。在晶片的處理期間，最優(yōu)rf值和/或最優(yōu)組合可變電容值由處理器訪問，并且基于使用模型系統(tǒng)確定的負(fù)載阻抗值來應(yīng)用。最優(yōu)rf值和/或最優(yōu)組合可變電容值的預(yù)計(jì)算節(jié)省了晶片處理期間的時(shí)間。

具體而言，本發(fā)明的一些方面可以闡述如下：

1.一種用于在低頻射頻(rf)產(chǎn)生器的周期期間減少反射功率的方法，其包括：

在所述第一rf產(chǎn)生器的第一rf周期期間，當(dāng)?shù)诙f產(chǎn)生器以第一多個(gè)參數(shù)值操作并且阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有第一可變可測量因子時(shí)，接收在所述第二rf產(chǎn)生器的輸出端與所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端之間感測到的第一多個(gè)測得的輸入?yún)?shù)值；

針對所述第一rf周期，將一個(gè)或多個(gè)模型初始化為具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個(gè)參數(shù)值，其中所述一個(gè)或多個(gè)模型包括所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的模型；

當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個(gè)參數(shù)值時(shí)，根據(jù)所述第一多個(gè)測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個(gè)或多個(gè)模型，針對所述第一rf周期，計(jì)算第一多個(gè)輸出參數(shù)值；

使用所述第一多個(gè)輸出參數(shù)值和所述一個(gè)或多個(gè)模型來計(jì)算第一多個(gè)有利的參數(shù)值，其中對于所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值中的每一個(gè)，在所述一個(gè)或多個(gè)模型的輸入端處的用于所述第一rf周期的反射系數(shù)是最小的；

在所述第一rf產(chǎn)生器的第二rf周期期間控制所述第二rf產(chǎn)生器以在所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值下操作。

2.根據(jù)條款1所述的方法，其還包括：

在所述第一rf產(chǎn)生器的第二rf周期期間，當(dāng)所述第二rf產(chǎn)生器在所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值下操作時(shí)，接收在所述第二rf產(chǎn)生器的輸出端與所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端之間感測到的第二多個(gè)測得的輸入?yún)?shù)值；

針對所述第二rf周期，將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述一個(gè)或多個(gè)模型初始化為具有所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值；

當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)模型具有所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值時(shí)，根據(jù)所述第二多個(gè)測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個(gè)或多個(gè)模型，針對所述第二rf周期，計(jì)算第二多個(gè)輸出參數(shù)值；

使用所述第二多個(gè)輸出參數(shù)值和所述一個(gè)或多個(gè)模型來計(jì)算第二多個(gè)有利的參數(shù)值，其中對于所述第二多個(gè)有利的參數(shù)值中的每一個(gè)，在所述一個(gè)或多個(gè)模型的輸入端處的用于所述第二rf周期的反射系數(shù)是最小的；

在所述第一rf產(chǎn)生器的第三rf周期期間，控制所述第二rf產(chǎn)生器以在所述第二多個(gè)有利的參數(shù)值下操作。

3.根據(jù)條款2所述的方法，其中所述第三rf周期與所述第二rf周期是連續(xù)的。

4.根據(jù)條款2所述的方法，其中所述第三rf周期在介于所述第二rf周期和所述第三rf周期之間的一個(gè)或多個(gè)中間rf周期之后跟隨所述第二rf周期。

5.根據(jù)條款1所述的方法，其中所述第二rf周期與所述第一rf周期是連續(xù)的。

6.根據(jù)條款1所述的方法，其中所述第二rf周期在介于所述第一rf周期和所述第二rf周期之間的一個(gè)或多個(gè)中間rf周期之后跟隨所述第一rf周期。

7.根據(jù)條款1所述的方法，其還包括使用所述第一多個(gè)輸出參數(shù)值和所述一個(gè)或多個(gè)模型來計(jì)算最優(yōu)可變電容值，所述最優(yōu)可變電容值使得在所述一個(gè)或多個(gè)模型的所述輸入端處的加權(quán)反射系數(shù)是最小的。

8.根據(jù)條款1所述的方法，其還包括將所述第一多個(gè)的所述測得的輸入?yún)?shù)值加權(quán)。

9.一種用于減小朝向射頻(rf)產(chǎn)生器反射的反射功率的系統(tǒng)，其包括：

具有輸出端的第一射頻(rf)產(chǎn)生器；

具有輸出端的第二rf產(chǎn)生器；

阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其具有連接到所述第一rf產(chǎn)生器的所述輸出端的第一輸入端，并且具有連接到所述第二rf產(chǎn)生器的所述輸出端的第二輸入端；

等離子體室，其經(jīng)由rf傳輸線連接到所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；以及

耦合到所述rf產(chǎn)生器的處理器，其中所述處理器被配置為，在所述第一rf產(chǎn)生器的第一rf周期期間，當(dāng)所述第二rf產(chǎn)生器以第一多個(gè)參數(shù)值操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有第一可變可測量因子時(shí)，接收在所述第二rf產(chǎn)生器的所述輸出端與所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述第二輸入端之間感測到的第一多個(gè)測得的輸入?yún)?shù)值，

其中所述處理器被配置為針對所述第一rf周期，將一個(gè)或多個(gè)模型初始化為具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個(gè)參數(shù)值，其中所述一個(gè)或多個(gè)模型包括所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的模型，

其中所述處理器被配置為當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個(gè)參數(shù)值時(shí)，根據(jù)所述第一多個(gè)測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個(gè)或多個(gè)模型，針對所述第一rf周期，計(jì)算第一多個(gè)輸出參數(shù)值；

其中所述處理器被配置為使用所述第一多個(gè)輸出參數(shù)值和所述一個(gè)或多個(gè)模型來計(jì)算第一多個(gè)有利的參數(shù)值，其中對于所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值中的每一個(gè)，在所述一個(gè)或多個(gè)模型的輸入端處的用于所述第一rf周期的反射系數(shù)是最小的，并且

其中在所述第一rf產(chǎn)生器的第二rf周期期間控制所述第二rf產(chǎn)生器以在所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值下操作。

10.根據(jù)條款9所述的系統(tǒng)，

其中所述處理器被配置為在所述第一rf產(chǎn)生器的所述第二rf周期期間，當(dāng)所述第二rf產(chǎn)生器在所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值下操作時(shí)，接收在所述第二rf產(chǎn)生器的所述輸出端與所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述輸入端之間感測到的第二多個(gè)測得的輸入?yún)?shù)值，

其中所述處理器被配置成，針對所述第二rf周期，將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述一個(gè)或多個(gè)模型初始化為具有所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值；

其中所述處理器被配置成當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)模型具有所述第一多個(gè)有利的參數(shù)值時(shí)，根據(jù)所述第二多個(gè)測得的輸入?yún)?shù)值，使用所述一個(gè)或多個(gè)模型，針對所述第二rf周期計(jì)算第二多個(gè)輸出參數(shù)值；

其中所述處理器被配置成使用所述第二多個(gè)輸出參數(shù)值和所述一個(gè)或多個(gè)模型來計(jì)算第二多個(gè)有利的參數(shù)值，其中對于所述第二多個(gè)有利的參數(shù)值中的每一個(gè)，在所述一個(gè)或多個(gè)模型的所述輸入端處的用于所述第二rf周期的反射系數(shù)是最小的；

其中所述處理器被配置成在所述第一rf產(chǎn)生器的第三rf周期期間，控制所述第二rf產(chǎn)生器以在所述第二多個(gè)有利的參數(shù)值下操作。

11.根據(jù)條款10所述的系統(tǒng)，其中所述第三rf周期與所述第二rf周期是連續(xù)的。

12.根據(jù)條款10所述的系統(tǒng)，其中所述第三rf周期在介于所述第二rf周期和所述第三rf周期之間的一個(gè)或多個(gè)中間rf周期之后跟隨所述第二rf周期。

13.根據(jù)條款9所述的系統(tǒng)，其中所述第二rf周期與所述第一rf周期是連續(xù)的。

14.根據(jù)條款9所述的系統(tǒng)，其中所述第二rf周期在介于所述第一rf周期和所述第二rf周期之間的一個(gè)或多個(gè)中間rf周期之后跟隨所述第一rf周期。

15.根據(jù)條款9所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置為使用所述第一多個(gè)輸出參數(shù)值和所述一個(gè)或多個(gè)模型來計(jì)算最優(yōu)可變電容值，該最優(yōu)可變電容值使得在所述一個(gè)或多個(gè)模型的所述輸入端處的加權(quán)反射系數(shù)是最小的。

16.根據(jù)條款9所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置為將所述第一多個(gè)的測得的輸入?yún)?shù)值加權(quán)。

17.一種用于減小朝向射頻(rf)產(chǎn)生器反射的功率的方法，其包括：

接收多個(gè)負(fù)載阻抗值，其中所述負(fù)載阻抗值中的每一個(gè)與不同的工藝條件相關(guān)聯(lián)；

將所述多個(gè)負(fù)載阻抗值應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)模型以生成多個(gè)最優(yōu)可變電容值，所述多個(gè)最優(yōu)可變電容值使得所述一個(gè)或多個(gè)模型的輸入端處的反射系數(shù)為零，其中所述一個(gè)或多個(gè)模型包括阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)生成的模型；

產(chǎn)生所述多個(gè)最優(yōu)可變電容值與所述多個(gè)負(fù)載阻抗值之間的第一關(guān)系；

將所述負(fù)載阻抗值和所述最優(yōu)可變電容值應(yīng)用于所述一個(gè)或多個(gè)模型以確定多個(gè)最優(yōu)rf值，其中對于所述最優(yōu)rf值中的每一個(gè)，所述一個(gè)或多個(gè)模型的所述輸入端處的反射系數(shù)最?。?/p>

產(chǎn)生所述負(fù)載阻抗值、所述最優(yōu)可變電容值和所述最優(yōu)rf值之間的第二關(guān)系；

在等離子體處理期間計(jì)算所述負(fù)載阻抗值中的一個(gè)，其中所述負(fù)載阻抗值中的所述一個(gè)是根據(jù)在rf產(chǎn)生器的輸出端處測得的參數(shù)值計(jì)算的；

根據(jù)所述第二關(guān)系確定所述最優(yōu)可變電容值中的一個(gè)和所述最優(yōu)rf值中的一個(gè)；

控制所述rf產(chǎn)生器在所述等離子體處理期間在所述最優(yōu)rf值中的所述一個(gè)下操作；以及

在所述等離子體處理期間控制所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)以具有所述最優(yōu)可變電容值中的所述一個(gè)。

18.根據(jù)條款17所述的方法，其中所述第一關(guān)系是表，其中所述第二關(guān)系是表。

19.根據(jù)條款17所述的方法，其中所述第一關(guān)系是多項(xiàng)式，其中所述第二關(guān)系是多項(xiàng)式。

20.根據(jù)條款19所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)模型包括將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)與等離子體室連接的rf傳輸線的模型，以及將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)與所述rf產(chǎn)生器連接的rf電纜的模型。

21.一種用于減小朝向射頻(rf)產(chǎn)生器反射的功率的方法，其包括：

接收多個(gè)負(fù)載阻抗值，其中所述負(fù)載阻抗值中的每一個(gè)與不同的工藝條件相關(guān)聯(lián)；

將所述多個(gè)負(fù)載阻抗值應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)模型以生成多個(gè)最優(yōu)參數(shù)值，所述多個(gè)最優(yōu)參數(shù)值使得所述一個(gè)或多個(gè)模型的輸入端處的變量被優(yōu)化，其中所述一個(gè)或多個(gè)模型包括阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)生成的模型；

產(chǎn)生所述多個(gè)最優(yōu)參數(shù)值與所述多個(gè)負(fù)載阻抗值之間的關(guān)系；

在等離子體處理期間計(jì)算所述負(fù)載阻抗值中的一個(gè)，其中所述負(fù)載阻抗值中的所述一個(gè)是根據(jù)在rf產(chǎn)生器的輸出端處測得的值計(jì)算的；

根據(jù)所述關(guān)系和所述負(fù)載阻抗值中的所述一個(gè)確定所述最優(yōu)參數(shù)值中的一個(gè)；以及

在所述等離子體處理期間控制所述rf產(chǎn)生器以在所述最優(yōu)參數(shù)值中的所述一個(gè)下操作。

22.根據(jù)條款21所述的方法，其還包括在所述等離子體處理期間控制所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)以在所述參數(shù)值中的另一個(gè)下操作。

23.根據(jù)條款21所述的方法，其中當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)模型被初始化為具有最優(yōu)電容值時(shí)，所述最優(yōu)參數(shù)值包括多個(gè)射頻最優(yōu)值。

24.根據(jù)條款21所述的方法，其中所述最優(yōu)參數(shù)值包括多個(gè)最優(yōu)電容值和多個(gè)最優(yōu)射頻值。

25.根據(jù)條款21所述的方法，其中所述關(guān)系是多項(xiàng)式。

26.根據(jù)條款21所述的方法，其中所述變量是電壓反射系數(shù)，其中所述電壓反射系數(shù)在所述電壓反射系數(shù)為零或具有最小值時(shí)被優(yōu)化。

根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，其它方面將變得顯而易見。

附圖說明

通過參考結(jié)合附圖的以下描述來理解實(shí)施方式。

圖1是等離子體系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖，其用以說明在由x兆赫(mhz)rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的射頻(rf)信號的周期p1內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)負(fù)載阻抗zl(p1)n。

圖2是模型系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖，其被初始化為具有多個(gè)射頻值rf1(p1)o和可變電容c1以確定多個(gè)射頻值rf(p1)n。

圖3是等離子體系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖，其用以說明使用模型系統(tǒng)生成用于由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p(1+m)的多個(gè)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n。

圖4是被初始化為具有射頻值rf(p1)n和可變電容cstep1以確定多個(gè)射頻值rf(p(1+m))n的模型系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖。

圖5是等離子體系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖，其用以說明使用電容值coptimum(p(1+m))以及使用射頻值rf(p(1+m))n以在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p(1+m+q)期間處理晶片。

圖6示出了用以說明由ymhzrf產(chǎn)生器生成的rf信號的多個(gè)周期以及該多個(gè)周期在由xmhzrf產(chǎn)生器生成的rf信號的周期內(nèi)出現(xiàn)的曲線圖的實(shí)施方式。

圖7a是用于說明從等離子體室的各種工藝條件下的負(fù)載阻抗zload的值產(chǎn)生最優(yōu)組合可變電容值coptimum的曲線圖的實(shí)施方式。

圖7b是模型系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖，其用以說明使得在模型系統(tǒng)的輸入端處的電壓反射系數(shù)γ為零的最優(yōu)組合可變電容值coptimum的生成。

圖7c是表和多項(xiàng)式的實(shí)施方式，兩者都是在處理晶片之前由處理器通過應(yīng)用模型系統(tǒng)而生成的。

圖8a是用于示出根據(jù)最優(yōu)組合可變電容值coptimum以及根據(jù)負(fù)載阻抗值zload產(chǎn)生最優(yōu)rf值的曲線圖的實(shí)施方式。

圖8b是模型系統(tǒng)的實(shí)施方式，其用以說明從最優(yōu)組合可變電容值coptimumq和負(fù)載阻抗值zloadq生成最優(yōu)rf值rfoptimumq。

圖8c是包括在負(fù)載阻抗值zload、最優(yōu)電容值coptimum和多個(gè)最優(yōu)射頻值rfoptimum之間的對應(yīng)關(guān)系的表的實(shí)施方式。

圖9是模型系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖，其用以說明使得在模型系統(tǒng)的輸入端處的反射系數(shù)為零的最優(yōu)rf值rfoptimumq和最優(yōu)組合可變電容值coptimalq的生成。

圖10是等離子體系統(tǒng)的實(shí)施方式的框圖，其用以說明最優(yōu)值rfoptimumq和coptimumq基于負(fù)載阻抗值zloadq的應(yīng)用。

圖11是用以說明當(dāng)ymhzrf產(chǎn)生器是60mhzrf產(chǎn)生器時(shí)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的變化的曲線圖的實(shí)施方式。

圖12是用以說明當(dāng)ymhzrf產(chǎn)生器是60mhzrf產(chǎn)生器時(shí)朝向ymhzrf產(chǎn)生器反射的電壓的傅里葉變換的曲線圖的實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施方式描述了用于在低頻射頻(rf)產(chǎn)生器的周期期間減小朝向高頻rf產(chǎn)生器的反射并且用于使用關(guān)系以減小反射功率的系統(tǒng)和方法。顯然，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)踐這些實(shí)施方式。在其他情況下，沒有詳細(xì)描述公知的處理操作，以免不必要地使這些實(shí)施方式難以理解。

圖1是等離子體系統(tǒng)100的實(shí)施方式的示意圖，其用以說明針對由x兆赫(mhz)rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的射頻(rf)信號的周期p1，使用模型系統(tǒng)102產(chǎn)生多個(gè)負(fù)載阻抗zl(p1)n。等離子體系統(tǒng)100包括xmhzrf產(chǎn)生器、ymhzrf產(chǎn)生器、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106和等離子體室108。等離子體系統(tǒng)100包括主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110、驅(qū)動(dòng)組件112和一個(gè)或多個(gè)連接機(jī)構(gòu)114。

等離子體室108包括上電極116、卡盤118和晶片w。上電極116面向卡盤118并且接地，例如耦合到參考電壓，耦合到零電壓，耦合到負(fù)電壓等?？ūP118的示例包括靜電卡盤(esc)和磁性卡盤?？ūP118的下電極由金屬制成，例如由陽極氧化鋁、鋁合金等制成。在多種實(shí)施方式中，卡盤118的下電極是由陶瓷層覆蓋的薄金屬層。此外，上電極116由金屬(例如鋁、鋁合金等)制成。在一些實(shí)施方式中，上電極116由硅制成。上電極116定位成與卡盤118的下電極相對并面對卡盤118的下電極。晶片w放置在卡盤118的頂表面120上，以供處理，例如，在晶片w上沉積材料，或清潔晶片w，或在晶片w上沉積蝕刻層，或?qū)瑆進(jìn)行摻雜，或在晶片w上注入離子，或在晶片w上形成光刻圖案，或蝕刻晶片w，或?yàn)R射晶片w，或它們的組合。

在一些實(shí)施方式中，等離子體室108使用附加部件形成，例如，圍繞上電極116的上電極延伸部、圍繞卡盤118的下電極的下電極延伸部、介于上電極116和上電極延伸部之間的介電環(huán)、介于下電極和下電極延伸部之間的介電環(huán)、位于上電極116和卡盤118的邊緣處以圍繞等離子體室108內(nèi)的形成等離子體的區(qū)域的約束環(huán)等等。

阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106包括相互耦合的一個(gè)或多個(gè)電路部件，例如一個(gè)或多個(gè)電感器、或一個(gè)或多個(gè)電容器、或一個(gè)或多個(gè)電阻器、或它們的組合或它們中的兩者或多者等等。例如，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106包括串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路包括與電容器串聯(lián)耦合的電感器。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106還包括連接到串聯(lián)電路的并聯(lián)電路。并聯(lián)電路包括與電感器串聯(lián)連接的電容器。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106包括一個(gè)或多個(gè)電容器，并且該一個(gè)或多個(gè)電容器(例如，所有可變電容器等)的對應(yīng)電容是可變的，例如使用驅(qū)動(dòng)組件等來改變。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106包括一個(gè)或更多具有固定電容的電容器，例如其不能使用驅(qū)動(dòng)組件112等改變。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的一個(gè)或多個(gè)可變電容器的組合可變電容是值c1。例如，將一個(gè)或多個(gè)可變電容器的對應(yīng)的相對定位的板調(diào)節(jié)到處于固定位置以設(shè)置可變電容c1。舉例而言，彼此并聯(lián)連接的兩個(gè)或更多個(gè)電容器的組合電容是電容器的電容的和。又例如，彼此串聯(lián)連接的兩個(gè)或更多個(gè)電容器的組合電容是電容器的電容的倒數(shù)的和的倒數(shù)。在具有申請?zhí)枮?4/245,803的美國專利申請中提供了阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的示例。

在一些實(shí)施方式中，模型系統(tǒng)102包括阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的計(jì)算機(jī)生成的模型。例如，模型系統(tǒng)102由主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110的處理器134生成。匹配網(wǎng)絡(luò)模型從阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支導(dǎo)出，例如，表示阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支等。例如，當(dāng)ymhzrf產(chǎn)生器連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路時(shí)，匹配網(wǎng)絡(luò)模型表示阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的電路，例如是該分支電路的電路的計(jì)算機(jī)生成的模型等等。又例如，匹配網(wǎng)絡(luò)模型不具有數(shù)量與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的電路部件的數(shù)量相同的電路部件。

在一些實(shí)施方式中，相比于阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的電路部件的數(shù)量，匹配網(wǎng)絡(luò)模型具有較少數(shù)量的電路元件。例如，匹配網(wǎng)絡(luò)模型是阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的簡化形式。又例如，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的多個(gè)可變電容器的可變電容被組合成由匹配網(wǎng)絡(luò)模型的一個(gè)或多個(gè)可變電容性元件表示的組合可變電容，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的多個(gè)固定電容器的固定電容組合成由匹配網(wǎng)絡(luò)模型的一個(gè)或多個(gè)固定電容元件表示的組合固定電容，和/或阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的多個(gè)固定電感器的電感組合成由匹配網(wǎng)絡(luò)模型的一個(gè)或多個(gè)電感元件表示的組合電感，和/或阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的多個(gè)電阻器的電阻組合成由匹配網(wǎng)絡(luò)模型的一個(gè)或多個(gè)電阻元件表示的固定電阻。又例如，串聯(lián)的電容器的電容通過以下方式組合：求每個(gè)電容的倒數(shù)以產(chǎn)生多個(gè)電容倒數(shù)，對該多個(gè)電容倒數(shù)求和以產(chǎn)生組合電容倒數(shù)，以及通過求組合電容倒數(shù)的倒數(shù)以產(chǎn)生組合電容。舉另一示例而言，將串聯(lián)連接的電感器的多個(gè)電感求和以產(chǎn)生組合電感，并且串聯(lián)的電阻器的多個(gè)電阻被組合以產(chǎn)生組合電阻。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的所有固定電容器的所有固定電容被組合成匹配網(wǎng)絡(luò)模型的一個(gè)或多個(gè)固定電容元件的組合固定電容。匹配網(wǎng)絡(luò)模型的其他示例在具有申請?zhí)枮?4/245,803的美國專利申請中提供。此外，在具有申請?zhí)枮?4/245,803的美國專利申請中描述了從阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)生成匹配網(wǎng)絡(luò)模型的方式。

在一些實(shí)施方式中，匹配網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)具有三個(gè)分支的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的原理圖生成，xmhzrf產(chǎn)生器、ymhzrf產(chǎn)生器和zmhzrf產(chǎn)生器中的每一個(gè)使用一個(gè)分支。三個(gè)分支在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸出端140處彼此連接。該原理圖最初包括不同組合的多個(gè)電感器和電容器。對于單獨(dú)考慮的三個(gè)分支之一，匹配網(wǎng)絡(luò)模型表示三個(gè)分支之一。電路元件通過輸入設(shè)備添加到匹配網(wǎng)絡(luò)模型，下面提供其示例。添加的電路元件的示例包括先前未包括在原理圖中的電阻器，以解決阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支中的功率損耗，包括先前未包括在原理圖中的電感器，以表示各種連接rf帶的電感，并且包括先前未包括在原理圖中的電容器，以表示寄生電容。此外，由于阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的物理尺寸，一些電路元件經(jīng)由輸入裝置被進(jìn)一步添加到原理圖以表示阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支的傳輸線性質(zhì)。例如，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支中的一個(gè)或多個(gè)電感器的展開長度與經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)電感器傳送的rf信號的波長相比不可忽略。為了解決這種影響，原理圖中的電感器被分成2個(gè)或更多個(gè)電感器。此后，通過輸入裝置從原理圖去除一些電路元件以生成匹配網(wǎng)絡(luò)模型。

在多種實(shí)施方式中，匹配網(wǎng)絡(luò)模型具有與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的拓?fù)?例如電路元件之間的連接、電路元件數(shù)量等)相同的拓?fù)?。例如，如果阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路包括與電感器串聯(lián)耦合的電容器，則匹配網(wǎng)絡(luò)模型包括與電感器串聯(lián)耦合的電容器。在該示例中，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的電感器與匹配網(wǎng)絡(luò)模型的分支電路的電感器具有相同的值，并且阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的電容器與匹配網(wǎng)絡(luò)模型的分支電路的電容器具有相同的值。又例如，如果阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路包括與電感器并聯(lián)耦合的電容器，則匹配網(wǎng)絡(luò)模型包括與電感器并聯(lián)耦合的電容器。在該示例中，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的電感器與匹配網(wǎng)絡(luò)模型的分支電路的電感器具有相同的值，并且阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的電容器與模型系統(tǒng)102的分支電路的電容器具有相同的值。又例如，匹配網(wǎng)絡(luò)模型的電路元件與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的電路部件具有相同的數(shù)量和相同的類型，并且匹配網(wǎng)絡(luò)模型的在電路元件之間的連接類型與電路部件之間的連接類型相同。電路元件的類型的示例包括電阻器、電感器和電容器。連接類型的示例包括串聯(lián)、并聯(lián)等。

在多種實(shí)施方式中，模型系統(tǒng)102包括匹配網(wǎng)絡(luò)模型和rf傳輸模型的組合。匹配網(wǎng)絡(luò)模型的輸入端是輸入端142。rf傳輸模型串聯(lián)連接到匹配網(wǎng)絡(luò)模型的輸出端并具有輸出端144。以與匹配網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106導(dǎo)出的方式類似的方式，rf傳輸模型根據(jù)rf傳輸線132導(dǎo)出。例如，rf傳輸模型具有根據(jù)rf傳輸線132的電感、電容和/或電阻導(dǎo)出的電感、電容和/或電阻。又例如，rf傳輸模型的電容與rf傳輸線132的電容匹配，rf傳輸模型的電感與rf傳輸線132的電感匹配，并且rf傳輸模型的電阻與rf傳輸線132的電阻匹配。

在一些實(shí)施方式中，模型系統(tǒng)102包括rf電纜模型、匹配網(wǎng)絡(luò)模型和rf傳輸模型的組合。rf電纜模型的輸入端是輸入端142。rf電纜模型的輸出端連接到匹配網(wǎng)絡(luò)模型的輸入端，并且匹配網(wǎng)絡(luò)模型的輸出端連接到rf傳輸模型的輸入端。rf傳輸模型具有輸出端144。rf電纜模型以與匹配網(wǎng)絡(luò)模型從阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106導(dǎo)出的方式類似的方式從rf電纜130導(dǎo)出。例如，rf電纜模型具有根據(jù)rf電纜130的電感、電容和/或電阻導(dǎo)出的電感、電容、和/或電阻。又例如，rf電纜模型的電容與rf電纜130的電容匹配，rf電纜模型的電感與rf電纜130的電感匹配，并且rf電纜模型的電阻與rf電纜130的電阻匹配。

xmhzrf產(chǎn)生器包括用于產(chǎn)生rf信號的rf電源121。rf電源121具有輸出端123，其也是xmhzrf產(chǎn)生器的輸出端。輸出端123經(jīng)由rf電纜127連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸入端125。xmhzrf產(chǎn)生器經(jīng)由附加支路的輸入端125連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的附加支路，并且該附加支路與ymhzrf產(chǎn)生器在分支電路的輸入端128處連接的分支電路不同。例如，附加分支包括與連接到輸入端128的分支電路內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電阻器、和/或一個(gè)或多個(gè)電容器、和/或一個(gè)或多個(gè)電感器的組合不同的一個(gè)或多個(gè)電阻器、和/或一個(gè)或多個(gè)電容器、和/或一個(gè)或多個(gè)電感器的組合。連接到輸入端125的附加支路和連接到輸入端128的分支電路都連接到輸出端140。

此外，ymhzrf產(chǎn)生器包括用于產(chǎn)生rf信號的rf電源122。ymhzrf產(chǎn)生器包括傳感器124，例如復(fù)阻抗傳感器、復(fù)電流和電壓傳感器、復(fù)反射系數(shù)傳感器、復(fù)電壓傳感器、復(fù)電流傳感器等，其連接到y(tǒng)mhzrf產(chǎn)生器的輸出端126。輸出端126經(jīng)由rf電纜130連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的輸入端128。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106經(jīng)由輸出端140和rf傳輸線132連接到等離子體室108，rf傳輸線132包括rf桿和圍繞rf桿的rf外部導(dǎo)體。

驅(qū)動(dòng)組件112包括驅(qū)動(dòng)器(例如，一個(gè)或多個(gè)晶體管等)和電動(dòng)機(jī)，并且電動(dòng)機(jī)經(jīng)由連接機(jī)構(gòu)114連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的可變電容器。連接機(jī)構(gòu)114包括一個(gè)或多個(gè)桿或通過齒輪彼此連接的桿等。連接機(jī)構(gòu)114連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的可變電容器。例如，連接機(jī)構(gòu)114連接到屬于經(jīng)由輸入端128連接到y(tǒng)mhzrf產(chǎn)生器的分支電路的一部分的可變電容器。

應(yīng)當(dāng)注意，在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106包括連接到y(tǒng)mhzrf產(chǎn)生器的分支電路中的多于一個(gè)的可變電容器的情況下，驅(qū)動(dòng)組件112包括用于控制多于一個(gè)可變電容器的單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)，并且每個(gè)電動(dòng)機(jī)通過相應(yīng)的連接機(jī)構(gòu)連接到相應(yīng)的可變電容器。在這種情況下，多個(gè)連接機(jī)構(gòu)被稱為連接機(jī)構(gòu)114。

在一些實(shí)施方式中，xmhzrf產(chǎn)生器的示例包括2mhzrf產(chǎn)生器，ymhzrf產(chǎn)生器的示例包括27mhzrf產(chǎn)生器，zmhzrf產(chǎn)生器的示例包括60mhzrf產(chǎn)生器。在多種實(shí)施方式中，xmhzrf產(chǎn)生器的示例包括400khzrf產(chǎn)生器，ymhzrf產(chǎn)生器的示例包括27mhzrf產(chǎn)生器，zmhzrf產(chǎn)生器的示例包括60mhzrf產(chǎn)生器。

應(yīng)當(dāng)注意，在等離子體室100中使用三個(gè)rf產(chǎn)生器(例如xmhzrf產(chǎn)生器、ymhzrf產(chǎn)生器和zmhzrf產(chǎn)生器等)的情況下，xmhzrf產(chǎn)生器連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸入端125，ymhzrf產(chǎn)生器連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸入端128，并且第三個(gè)rf產(chǎn)生器連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的第三輸入端。輸出端140經(jīng)由阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的附加分支連接到輸入端125，并且輸出端140經(jīng)由阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路連接到輸入端128。輸出端140經(jīng)由阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的第三電路分支連接到第三輸入端。

主機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110包括處理器134和存儲器裝置137。存儲器裝置137存儲模型系統(tǒng)102。從存儲器裝置137訪問模型系統(tǒng)102以由處理器134執(zhí)行。主機(jī)計(jì)算機(jī)110的示例包括膝上型計(jì)算機(jī)、或臺式計(jì)算機(jī)、或平板、或智能電話等。如本文所使用的，不是使用處理器，而是使用中央處理單元(cpu)、控制器、專用集成電路(asic)、或可編程邏輯器件(pld)，并且這些術(shù)語在本文中可互換使用。存儲器裝置的示例包括只讀存儲器(rom)、隨機(jī)存取存儲器(ram)、硬盤、易失性存儲器、非易失性存儲器、冗余陣列存儲盤、閃存等。傳感器124經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)電纜136連接到主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110。這里使用的網(wǎng)絡(luò)電纜的示例是用于以串行方式、或以并行方式、或者使用通用串行總線(usb)協(xié)議等傳輸數(shù)據(jù)的電纜。

在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p1期間，具有比xmhzrf產(chǎn)生器的頻率高的頻率的ymhzrf產(chǎn)生器在多個(gè)射頻值rf1(p1)o下操作，其中o是大于零的整數(shù)。射頻值rf1(p1)o的示例包括rf1(p1)1、rf1(p1)2、rf1(p1)3等。例如，處理器134提供包括射頻值rf1(p1)以及用于所述周期p1的多個(gè)功率電平的配方(recipe)到所述ymhzrf產(chǎn)生器。

在多種實(shí)施方式中，xmhzrf產(chǎn)生器和ymhzrf產(chǎn)生器中的每一個(gè)從主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110內(nèi)的處理器134或從時(shí)鐘源(例如，振蕩器等)接收時(shí)鐘信號。在xmhzrf產(chǎn)生器的周期p1期間，ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生具有多個(gè)周期的rf信號。例如，在接收到時(shí)鐘信號時(shí)，在時(shí)鐘信號的時(shí)鐘周期期間，xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生具有周期p1的rf信號，其在時(shí)鐘周期期間重復(fù)。例如，由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號以周期p1重復(fù)。此外，在該示例中，在接收到時(shí)鐘信號時(shí)，在時(shí)鐘信號的時(shí)鐘周期期間，ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生在周期p1內(nèi)的具有多個(gè)周期的rf信號。例如，由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號在周期p1期間重復(fù)多次振蕩，周期p1是通過xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的一個(gè)振蕩。

在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p1期間，ymhzrf產(chǎn)生器經(jīng)由連接到y(tǒng)mhzrf產(chǎn)生器和主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110的網(wǎng)絡(luò)電纜138接收配方，并且ymhzrf產(chǎn)生器的數(shù)字信號處理器(dsp)向rf電源122提供配方。rf電源122生成具有射頻頻率值rf1(p1)o和配方中所描述的功率電平的rf信號。

阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106被初始化為具有組合可變電容c1。例如，處理器134向驅(qū)動(dòng)組件112的驅(qū)動(dòng)器發(fā)送信號以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)電流信號。一個(gè)或多個(gè)電流信號由驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生并被發(fā)送到驅(qū)動(dòng)組件112的相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)定子。驅(qū)動(dòng)組件112的與相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)定子電場連接的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以移動(dòng)連接機(jī)構(gòu)114，從而將阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的組合可變電容改變?yōu)閏1。具有組合可變電容c1的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路經(jīng)由輸入端128和rf電纜130從輸出端126接收具有射頻值rf1(p1)o的rf信號。此外，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的附加分支經(jīng)由rf電纜127和輸入端125從xmhzrf產(chǎn)生器的輸出端123接收rf信號。在從xmhzrf產(chǎn)生器和ymhzrf產(chǎn)生器接收到rf信號時(shí)，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106使連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的負(fù)載的阻抗與連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的源的阻抗匹配以產(chǎn)生屬于rf信號的經(jīng)修改的信號。負(fù)載的示例包括等離子體室108和rf傳輸線132。源的示例包括rf電纜127、rf電纜130、xmhzrf產(chǎn)生器和ymhzrf產(chǎn)生器。經(jīng)修改的信號從阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的輸出端140經(jīng)由rf傳輸線132提供到卡盤118。當(dāng)經(jīng)修改的信號結(jié)合一種或多種處理氣體(例如，含氧氣體、含氟氣體等)提供給卡盤118時(shí)，在卡盤118和上電極116之間的間隙中產(chǎn)生或保持等離子體。

在產(chǎn)生具有射頻rf1(p1)o的rf信號期間，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106具有組合可變電容c1，并且xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生rf信號的周期p1，傳感器124感測在輸出端126處的多個(gè)電壓反射系數(shù)γmi(p1)n并且通過網(wǎng)絡(luò)電纜136將電壓反射系數(shù)γmi(p1)n提供給處理器134，其中n是大于零的整數(shù)。例如，在周期p1期間，傳感器124以預(yù)定的周期性時(shí)間間隔測量電壓反射系數(shù)γmi(p1)n，例如每0.3微秒、每0.5微秒、每0.1微秒、恒定幾分之一微秒、每0.v微秒等等測量電壓反射系數(shù)γmi(p1)n，其中n是時(shí)間間隔的數(shù)量且與電壓反射系數(shù)γmi(p1)n的數(shù)量相同，并且v是大于0且小于10的實(shí)數(shù)。為了進(jìn)一步說明，傳感器124在周期p1期間測量在離周期p1的開始0.3微秒時(shí)的電壓反射系數(shù)γmi(p1)1，以及在離周期p1的開始0.6微秒時(shí)的電壓反射系數(shù)γmi(p1)2。電壓反射系數(shù)的示例包括從等離子體室108朝向ymhzrf產(chǎn)生器反射的電壓和在由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號內(nèi)提供的電壓的比率。

舉另一示例而言，400khzrf信號的周期p1被劃分為8個(gè)子周期，例如，δt1、δt2、δt3、δt4、δt5、δt6、δt7、δt8。這些子周期中的每一個(gè)是等于p1/8或約0.v微秒等的短時(shí)間間隔。在一些實(shí)施方式中，由于400khz頻率在350和450khz之間變化，所以這些子周期中的每一個(gè)的持續(xù)時(shí)間通過處理器134使其更長或更短，并且子周期的數(shù)量通過處理器134增加或減少。400khzrf信號的周期p1的開始由處理器134檢測，并且周期的開始標(biāo)記子周期δt1的開始，并且每個(gè)附加的δt2至δt8按順序排在子周期δt1之后。對與60mhzrf產(chǎn)生器相關(guān)的電壓反射系數(shù)γmi(p1)進(jìn)行八次測量，例如，γmi(p1)1、γmi(p1)2、γmi(p1)3、γmi(p1)4、γmi(p1)5、γmi(p1)6、γmi(p1)7、γmi(p1)8。在一些實(shí)施方式中，在周期p1進(jìn)行八次測量。在多種實(shí)施方式中，在400khzrf信號的多個(gè)周期(例如，周期p1、周期p(1+1)和周期p(1+2)等)期間，進(jìn)行八次測量，即γmi(p1)1、γmi(p1)2、γmi(p1)3、γmi(p1)4、γmi(p1)5、γmi(p1)6、γmi(p1)7、和γmi(p1)8。應(yīng)當(dāng)注意，八次測量是示例，并且在一些實(shí)施方式中，在周期p1期間或在多個(gè)周期期間對電壓反射系數(shù)進(jìn)行任何數(shù)量的測量。

處理器134根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi(p1)n計(jì)算多個(gè)阻抗zmi(p1)n。例如，處理器134通過應(yīng)用等式(1)來計(jì)算阻抗zmi(p1)1，等式(1)為γmi(p1)1＝(zmi(p1)1-zo)/(zmi(p1)1+zo)，以及求解zmi(p1)1，其中zo是rf傳輸線132的特性阻抗。舉另一示例而言，處理器134通過應(yīng)用等式(2)來計(jì)算阻抗zmi(p1)2，等式(2)為γmi(p1)2＝(zmi(p1)2-zo)/(zmi(p1)2+zo)，并求解zmi(p1)2。阻抗zo經(jīng)由輸入裝置(鼠標(biāo)、鍵盤、觸筆、鍵盤、按鈕、觸摸屏等)提供給處理器134，該輸入裝置經(jīng)由例如串行接口、并行接口、usb接口等輸入/輸出接口連接到處理器134。在一些實(shí)施方式中，傳感器124測量阻抗zmi(p1)n并通過網(wǎng)絡(luò)電纜136將阻抗zmi(p1)n提供給處理器134。

阻抗zmi(p1)n由處理器134應(yīng)用到模型系統(tǒng)102的輸入端142，并且經(jīng)由模型系統(tǒng)102正向傳導(dǎo)以計(jì)算在模型系統(tǒng)102的輸出端144的多個(gè)負(fù)載阻抗zl(p1)n。模型系統(tǒng)102由處理器134初始化以具有組合可變電容c1和多個(gè)射頻值rf1(p1)o。例如，阻抗zmi(p1)1由處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102的一個(gè)或多個(gè)電路元件正向傳導(dǎo)，以生成負(fù)載阻抗zl(p1)1。例如，模型系統(tǒng)102被初始化為具有射頻rf1(p1)1和組合可變電容c1。當(dāng)模型系統(tǒng)102包括電阻元件、電感元件、固定電容元件和可變電容元件的串聯(lián)組合時(shí)，處理器134計(jì)算在模型系統(tǒng)102的輸入端142接收的阻抗zmi(p1)1、跨電阻元件的復(fù)阻抗、跨電感元件的復(fù)阻抗、以及跨具有可變電容c1的可變電容元件的復(fù)阻抗、和跨固定電容元件的復(fù)阻抗的定向和，以產(chǎn)生負(fù)載阻抗zl(p1)1。舉另一示例而言，阻抗zmi(p1)2由處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102的一個(gè)或多個(gè)電路元件正向傳導(dǎo)，以生成負(fù)載阻抗zl(p1)2。舉例而言，模型系統(tǒng)102被初始化為具有射頻rf1(p1)2和組合可變電容c1。當(dāng)模型系統(tǒng)102包括電阻元件、電感元件、固定電容元件和可變電容元件的串聯(lián)組合時(shí)，處理器134計(jì)算在模型系統(tǒng)102的輸入端142處接收到的阻抗zmi(p1)2、跨電阻元件的復(fù)阻抗、跨電感元件的復(fù)阻抗、以及跨具有可變電容c1的可變電容元件的復(fù)阻抗、和跨固定電容元件的復(fù)阻抗的定向和，以產(chǎn)生負(fù)載阻抗zl(p1)2。

在多種實(shí)施方式中，不是測量在輸出端126處的電壓反射系數(shù)，而是在從輸出端126到輸入端128并包括輸出端126和輸入端128的rf電纜130上的任何點(diǎn)處測量電壓反射系數(shù)。例如，傳感器124連接到rf電源122和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106之間的點(diǎn)，以測量電壓反射系數(shù)。

在一些實(shí)施方式中，由處理器134根據(jù)預(yù)先分配的權(quán)重來對每個(gè)測得的電壓反射系數(shù)γmi(p1)n進(jìn)行加權(quán)。由處理器134應(yīng)用到電壓反射系數(shù)γmi(p1)n的權(quán)重由處理器134經(jīng)由輸入設(shè)備接收作為輸入，并且基于工程知識和/或工藝條件來確定，這將在下面描述。代替應(yīng)用電壓反射系數(shù)γmi(p1)n，將加權(quán)電壓反射系數(shù)wγmi(p1)n應(yīng)用于模型系統(tǒng)102以確定負(fù)載阻抗zl(p1)n，其中，w為預(yù)先分配的權(quán)重。

圖2是被初始化為具有射頻值rf1(p1)o和可變電容c1以確定多個(gè)射頻值rf(p1)n的模型系統(tǒng)102的實(shí)施方式的示意圖。對于射頻值rf(p1)n中的每一個(gè)，輸入端142處的用于周期p1的電壓反射系數(shù)γ(p1)n是最小的。處理器134根據(jù)負(fù)載阻抗zl(p1)n和模型系統(tǒng)102計(jì)算多個(gè)射頻值rf(p1)n。對于射頻值rf(p1)n中的每一個(gè)，電壓反射系數(shù)γ(p1)是電壓反射系數(shù)γ(p1)的多個(gè)值中的最小值。例如，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(p1)1和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p1)1，以確定在輸入端142生成用于周期p1的輸入阻抗z1的射頻值rf(p1)1。處理器134以與上述使用等式(1)的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z1計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p1)1。此外，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(p1)1和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p1)1，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于周期p1的輸入阻抗z2的射頻值rf(p1)1_1。處理器134以與上述使用等式(1)的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z2計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p1)2。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(p1)1小于電壓反射系數(shù)γ(p1)2，并且確定射頻值rf1(p1)1是使得電壓反射系數(shù)γ(p1)1是最小值的射頻值。

舉另一示例而言，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(p1)2和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p1)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于周期p1的輸入阻抗z3的射頻值rf(p1)2。處理器134以與上述使用等式(2)的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z3計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p1)3。此外，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(p1)2和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p1)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于周期p1的輸入阻抗z4的射頻值rf(p1)2_2。處理器134以與上述使用等式(2)的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z4計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p1)4。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(p1)3小于電壓反射系數(shù)γ(p1)4，并且確定射頻值rf(p1)2是使得電壓反射系數(shù)γ(p1)3為最小值的射頻值。

應(yīng)當(dāng)注意，值zl(p1)1根據(jù)值zmi(p1)1確定，值zmi(p1)1是在從周期p1開始起的且在周期p1期間的第一時(shí)間周期結(jié)束(例如t1等)時(shí)測得的。值zl(p1)2根據(jù)值zmi(p1)2確定，值zmi(p1)2是在從第一時(shí)間周期起的且在周期p1期間的第二時(shí)間周期結(jié)束(例如t2等)時(shí)測得的。第二時(shí)間周期t2與第一時(shí)間周期t1連續(xù)，并且長度等于第一時(shí)間周期t1。在多種實(shí)施方式中，電壓反射系數(shù)γ(p1)1在用于第一時(shí)間周期t1的所有電壓反射系數(shù)中是最小值，并且電壓反射系數(shù)γ(p1)2在用于第二時(shí)間周期t2的所有電壓反射系數(shù)中是最小值。

在一些實(shí)施方式中，由處理器134執(zhí)行非線性最小二乘優(yōu)化例程以根據(jù)負(fù)載阻抗zl(p1)n和模型系統(tǒng)102求解和計(jì)算射頻值rf(p1)n。對于射頻值rf(p1)n中的每一個(gè)，用于周期p1的電壓反射系數(shù)γ(p1)n是最小的。在多種實(shí)施方式中，預(yù)定等式由處理器134應(yīng)用以從負(fù)載阻抗zl(p1)n和模型系統(tǒng)102求解和計(jì)算射頻值rf(p1)n。

在多種實(shí)施方式中，使得輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ最小的模型系統(tǒng)102的射頻的值在這里被稱為有利的rf值。

在一些實(shí)施方式中，rf值在本文中有時(shí)被稱為“參數(shù)值”。此外，電容在本文中有時(shí)被稱為“可測量因子”。

在多種實(shí)施方式中，除了確定射頻值rf(p1)n之外或代替確定射頻值rf(p1)n，還由處理器134計(jì)算用于周期p1的組合可變電容coptimum(p1)的值。例如，處理器134計(jì)算使得在輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ(p1)n的加權(quán)平均值為最小的組合可變電容coptimum(p1)。舉例而言，處理器134計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p1)n的加權(quán)平均值。處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p1)n，以確定電壓反射系數(shù)γ(p1)n的加權(quán)平均值最小的組合可變電容coptimum(p1)。舉例而言，處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p1)n中的任一個(gè)，例如zl(p1)1或zl(p1)2等，以確定使得電壓反射系數(shù)γ(p1)n的加權(quán)平均值具有第一值的組合可變電容coptimum(p1)1。當(dāng)負(fù)載阻抗zl(p1)n中任一個(gè)反向傳導(dǎo)時(shí)，模型系統(tǒng)102被初始化為對應(yīng)的射頻值rf1(p1)n和可變電容c1中的任一個(gè)。例如，當(dāng)負(fù)載阻抗zl(p1)1反向傳導(dǎo)時(shí)，模型系統(tǒng)102被初始化為相應(yīng)的射頻值rf1(p1)1，并且當(dāng)負(fù)載阻抗zl(p1)2反向傳導(dǎo)時(shí)，模型系統(tǒng)102被初始化為相應(yīng)的射頻值rf1(p1)2。繼續(xù)進(jìn)一步舉例而言，處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p1)n中的任一個(gè)，以確定使得電壓反射系數(shù)γ(p1)n的加權(quán)平均值具有第二值的另一組合可變電容coptimum(p1)2。處理器134確定第一值小于第二值，并且確定組合可變電容coptimum(p1)1是使得電壓反射系數(shù)γ(p1)n的加權(quán)平均是最小值的最優(yōu)組合可變電容coptimum(p1)。應(yīng)當(dāng)注意，通過處理器134從輸入設(shè)備接收用于生成加權(quán)平均的每個(gè)電壓反射系數(shù)γ(p1)n的權(quán)重。

在多種實(shí)施方式中，代替從傳感器124(圖1)獲得電壓反射系數(shù)γmi(p1)n的n個(gè)測量值，由傳感器124生成電壓反射系數(shù)γmi(p1)q的q個(gè)測量值，其中q大于n，并且是大于零的整數(shù)。處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102正向傳導(dǎo)電壓反射系數(shù)γmi(p1)q，以在模型系統(tǒng)102的輸出端144處生成負(fù)載阻抗zl(p1)q的q值。模型系統(tǒng)102被初始化為具有可變電容c1和值rf1(p1)o。處理器134將負(fù)載阻抗zl(p1)q劃分成n個(gè)相等的段，并且計(jì)算n個(gè)段中的每個(gè)段內(nèi)的負(fù)載阻抗的平均值。例如，處理器134計(jì)算10個(gè)測量值zl(p1)1到zl(p1)10的第一平均值，并且計(jì)算10個(gè)測量值zl(p1)11到zl(p1)20的第二平均值，其中1、10、11和20是q的實(shí)例。第一平均值是負(fù)載阻抗zl(p1)n中的一個(gè)的示例，而第二平均值是負(fù)載阻抗zl(p1)n中的另一個(gè)的示例。

在一些實(shí)施方式中，不是使電壓反射系數(shù)γ(p1)n最小化，而是在輸入端142處使另一參數(shù)(例如，功率反射系數(shù)等)最小化。

圖3是等離子體系統(tǒng)100的實(shí)施方式的示意圖，其用以說明使用模型系統(tǒng)102在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p(1+m)產(chǎn)生多個(gè)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n，其中m是大于零的整數(shù)。周期p(1+m)跟隨周期p1。例如，由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的第一振蕩緊接有rf信號的第二振蕩。第二振蕩與第一振蕩連續(xù)，并且在第一和第二振蕩之間沒有其它振蕩。第二振蕩具有時(shí)間周期p2，第一振蕩具有時(shí)間周期p1。在一些實(shí)施方式中，周期p2的時(shí)間長度與周期p1的時(shí)間長度相同。舉另一示例而言，由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的第一振蕩不是緊接有rf信號的第二振蕩，而是緊接有一個(gè)或多個(gè)振蕩，該一個(gè)或多個(gè)振蕩進(jìn)而緊接有周期p(1+m)的第(1+m)振蕩。第(1+m)振蕩與第一振蕩不連續(xù)，并且在第一和第(1+m)振蕩之間存在一個(gè)或多個(gè)中間振蕩。在一些實(shí)施方式中，由周期p(1+m)覆蓋的時(shí)鐘周期的時(shí)間量與周期p1覆蓋的時(shí)鐘周期的時(shí)間量相同。

在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p(1+m)期間，處理器134修改配方以包括射頻值rf(p1)n，并提供射頻值rf(p1)n至ymhzrf產(chǎn)生器。此外，處理器134針對周期p(1+m)確定步進(jìn)可變電容值cstep1。舉例而言，400khzrf產(chǎn)生器的周期p(1+m)的開始由處理器134檢測，并且對于rf信號的周期p(1+m)的第一部分，例如在周期p(1+m)的第一個(gè)1/8部分期間，應(yīng)用射頻值rf(p(1)1。接著，對于rf信號的周期p(1+m)的第二部分，例如在周期p(1+m)的第二個(gè)1/8部分期間，應(yīng)用射頻值rf(p(1)2。周期p(1+m)的第二部分與p(1+m)的第一部分連續(xù)。步進(jìn)可變電容值cstep1是在從值c1至值coptimum(p1)的方向上的步長。

應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)修改阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的對應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)可變電容器的一個(gè)或多個(gè)電容以從c1改變到coptimum(p1)時(shí)，一個(gè)或多個(gè)可變電容器相對于在由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的rf頻率的變化足夠慢地移動(dòng)。不是將阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)102的組合可變電容設(shè)置為值coptimum(p1)，而是處理器134控制驅(qū)動(dòng)組件112，使得阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)102的組合可變電容被設(shè)置為值cstep1。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)104獲得可變電容coptimum(p1)所需的時(shí)間比由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生具有射頻值rf(p1)n的rf信號所需的時(shí)間長(例如，約幾秒等)。例如，ymhzrf產(chǎn)生器從射頻rf1(p1)o獲得射頻值rf(p1)n需要的時(shí)間在微秒的量級。結(jié)果，難以在從值rf1(p1)o獲得射頻值rf(p1)n的同時(shí)從值c1直接獲得可變電容coptimum(p1)使得在ymhzrf產(chǎn)生器的輸入端126的電壓反射系數(shù)γ(p1)n是最小的。因此，在周期p(1+m)期間，在朝向可變電容coptimum(p1)的方向上，按步長(例如cstep1等)調(diào)整阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的可變電容。

處理器134進(jìn)一步控制ymhzrf產(chǎn)生器以在周期p(1+m)期間在射頻頻率值rf(p1)下操作。對于射頻rf(p1)n和可變電容cstep1，rf產(chǎn)生器106產(chǎn)生具有射頻值rf(p1)n的rf信號，其傳遞到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路。此外，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的附加分支經(jīng)由rf電纜127和輸入端125從xmhzrf產(chǎn)生器的輸出端123接收rf信號。在從xmhzrf產(chǎn)生器和ymhzrf產(chǎn)生器接收到rf信號時(shí)，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106生成經(jīng)修改的信號，其被提供給下電極118。當(dāng)使用值rf(p1)n而不是值rf(p1)o時(shí)，相比于在周期p1期間，在周期p(1+m)期間向ymhzrf產(chǎn)生器反射較少量的功率。

在周期p(1+m)期間，當(dāng)rf產(chǎn)生器106生成具有射頻值rf(p1)n的rf信號并且組合可變電容為cstep1時(shí)，傳感器124測量在輸出端126處的多個(gè)電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m)n。例如，400khzrf信號的周期p(1+m)被劃分為8個(gè)子周期，例如，δt1、δt2、δt3、δt4、δt5、δt6、δt7、δt8。這些子周期中的每一個(gè)是等于p(1+m)/8或約0.v微秒等的短時(shí)間間隔。在一些實(shí)施方式中，因?yàn)?00khz頻率在350和450khz之間變化，所以處理器134使這些子周期中的每一個(gè)的持續(xù)時(shí)間更長或更短，并且處理器134使子周期的數(shù)量增加或減少。400khzrf信號的周期p(1+m)的開始由處理器134檢測，并且周期的開始標(biāo)記子周期δt1的開始，并且每個(gè)附加的δt2至δt8按順序跟在子周期δt1之后。對與60mhzrf產(chǎn)生器相關(guān)的電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m)n進(jìn)行八次測量，例如，γmi(p(1+m)1、γmi(p(1+m)2、γmi(p(1+m)3、γmi(p(1+m)4、γmi(p(1+m)5、γmi(p(1+m)6、γmi(p(1+m)7、γmi(p(1+m)8。在一些實(shí)施方式中，在周期p(1+m)進(jìn)行八次測量。在多種實(shí)施方式中，在400khzrf信號的多個(gè)周期(例如，周期p(1+m)、周期p((1+m+1)和周期p(1+m+2)等)期間，進(jìn)行八次測量，即γmi(p(1+m)1、γmi(p(1+m)2、γmi(p(1+m)3、γmi(p(1+m)4、γmi(p(1+m)5、γmi(p(1+m)6、γmi(p(1+m)7、和γmi(p(1+m)8。應(yīng)當(dāng)注意，八次測量是示例，并且在一些實(shí)施方式中，在周期p(1+m)期間或在多個(gè)周期期間對電壓反射系數(shù)進(jìn)行任何數(shù)量的測量。

在周期p(1+m)期間，傳感器124經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)電纜136向處理器134提供電壓反射系數(shù)γm(p(1+m))n。處理器134以與如上所述根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi(p1)n產(chǎn)生阻抗值zmi(p1)的方式相同的方式，根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m))n生成多個(gè)阻抗zmi(p(1+m))n。例如，處理器134根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m))1生成阻抗值zmi(p(1+m))1，其在從周期p(1+m)的開始起的周期p(1+m)的第一時(shí)間周期t1期間測量。此外，處理器134根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m))2生成阻抗值zmi(p(1+m))2，其在周期p(1+m)的從時(shí)間周期t1結(jié)束時(shí)起的第二時(shí)間周期t2結(jié)束時(shí)測量，時(shí)間周期t1從周期p(1+m)開始時(shí)起算。

此外，當(dāng)模型系統(tǒng)102被設(shè)置為具有用于周期p(1+m)的射頻值rf(p1)n和用于周期p(1+m)的組合可變電容cstep1時(shí)，阻抗zmi(p(1+m))n通過模型系統(tǒng)102正向傳導(dǎo)，以便以與根據(jù)在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的阻抗zmi(p1)n在輸出端144處生成負(fù)載阻抗zl(p1)n的方式相同的方式在模型系統(tǒng)102的輸出端144生成負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n。

在多種實(shí)施方式中，與組合可變電容c1相比，組合可變電容cstep1更接近于組合可變電容coptimum(p1)。例如，組合可變電容cstep1大于組合可變電容c1，并且組合可變電容coptimum(p1)大于組合可變電容cstep1。舉另一示例而言，組合可變電容cstep1小于組合可變電容c1，并且組合可變電容coptimum(p1)小于組合可變電容cstep1。

在一些實(shí)施方式中，代替根據(jù)從傳感器124接收的電壓反射系數(shù)(例如，γmi(p1)n、γmi(p(1+m))n等)來產(chǎn)生阻抗(例如，阻抗zmi(p1)n,zmi(p(1+m))n等)，處理器134接收電壓反射系數(shù)以在模型系統(tǒng)102的輸出端144產(chǎn)生多個(gè)對應(yīng)的負(fù)載電壓反射系數(shù)，例如，γl(p1)n、γl(p(1+m))n等。多個(gè)相應(yīng)的負(fù)載電壓反射系數(shù)以與負(fù)載阻抗(例如zl(p1)n、zl(p(1+m))n等)應(yīng)用于模型系統(tǒng)102的輸出端的方式相同的方式應(yīng)用于模型系統(tǒng)102的輸出端144。不需要將電壓反射系數(shù)轉(zhuǎn)換為阻抗，反之亦然。

在一些實(shí)施方式中，由處理器134根據(jù)預(yù)先分配的權(quán)重對每個(gè)測得的電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m))n進(jìn)行加權(quán)。處理器134應(yīng)用到電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m))n的權(quán)重由處理器134經(jīng)由輸入設(shè)備接收作為輸入，并且基于工程知識和/或工藝條件來確定。代替應(yīng)用電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m))n，將加權(quán)電壓反射系數(shù)wγmi(p(1+m))n應(yīng)用于模型系統(tǒng)102以確定負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n，其中每個(gè)w是預(yù)先分配的權(quán)重。

在多種實(shí)施方式中，將值coptimum(p1)和值cstep1應(yīng)用于等離子體系統(tǒng)100，而不確定并將射頻值rf(p1)n應(yīng)用于等離子體系統(tǒng)100。

圖4是被初始化為具有射頻值rf(p1)n和可變電容cstep1以確定多個(gè)射頻值rf(p(1+m))n的模型系統(tǒng)102的實(shí)施方式的示意圖。對于射頻值rf(p(1+m))n中的每一個(gè)，在輸入端142的用于周期p(1+m)的電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n是最小的。處理器134根據(jù)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n和模型系統(tǒng)102計(jì)算多個(gè)射頻值rf(p(1+m))n。對于射頻值rf(p(1+m))n中的每一個(gè)，在輸入端142的電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n在電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n的多個(gè)值中是最小的。例如，處理器134經(jīng)由被設(shè)置為具有射頻值rf(p1)1和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl((p(1+m))1，以確定在輸入端142產(chǎn)生用于周期p(1+m)的輸入阻抗z5的射頻值rf(p(1+m))1。處理器134以與上文使用等式(1)描述的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z5計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))5。此外，處理器134經(jīng)由被設(shè)置為具有射頻rf(p1)1和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl((p(1+m))1，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于周期p(1+m)的輸入阻抗z6的射頻值rf(p(1+m))1_1。處理器134以與上述使用等式(1)描述的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z6計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))6。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))5小于電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))6，并且確定射頻值rf(p(1+m))1是使得電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))1為最小值的射頻值。

舉另一示例而言，處理器134經(jīng)由被設(shè)置為具有射頻值rf(p1)2和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl((p(1+m)2)，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于周期p(1+m)的輸入阻抗z7的射頻值rf(p(1+m))2。處理器134以與上述使用等式(1)描述的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z7計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))7。此外，處理器134經(jīng)由被設(shè)置為具有射頻值rf(p1)2和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl((p(1+m))2)，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于周期p(1+m)的輸入阻抗z8的射頻值rf(p(1+m)2_1)。處理器134以與上述使用等式(1)描述的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z8計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))8。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))7小于電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))8，并且確定射頻值rf(p(1+m))2是使得電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))7為最小值的射頻值。

應(yīng)當(dāng)注意，值zl(p(1+m)1)根據(jù)負(fù)載值zmi(p(1+m))1確定，負(fù)載值zmi(p(1+m))1是在從周期p(1+m)開始的第一時(shí)間周期結(jié)束(例如t1等)時(shí)測得的。值zl(p(1+m)2)根據(jù)負(fù)載值zmi(p(1+m))2確定，負(fù)載值zmi(p1)2是在從第二時(shí)間周期結(jié)束(例如t2等)時(shí)測得的，第二時(shí)間周期從第一時(shí)間周期t1結(jié)束時(shí)開始，第一時(shí)間周期t1從周期p(1+m)開始時(shí)開始。周期p(1+m)的第二時(shí)間周期與周期p(1+m)的第一時(shí)間周期連續(xù)。電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))5在用于周期p(1+m)的第一時(shí)間周期的所有電壓反射系數(shù)中是最小值，并且電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))7在用于周期p(1+m)的第二時(shí)間周期的所有電壓反射系數(shù)中是最小值。

在一些實(shí)施方式中，由處理器134執(zhí)行非線性最小二乘優(yōu)化例程以根據(jù)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n和模型系統(tǒng)102求解和計(jì)算射頻值rf(p(1+m))n。對于射頻值rf(p(1+m))n中的每一個(gè)，周期p(1+m)的電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n是最小的。在多種實(shí)施方式中，預(yù)定等式由處理器134應(yīng)用以根據(jù)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n和模型系統(tǒng)102求解和計(jì)算射頻值rf(p(1+m))n。

在一些實(shí)施方式中，除了或代替找到射頻值rf(p(1+m))n，還找到周期p(1+m)的組合可變電容coptimum(p(1+m))的值。例如，處理器134計(jì)算使得輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n的加權(quán)平均值為最小的組合可變電容coptimum(p(1+m))。舉例而言，處理器134計(jì)算電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n的加權(quán)平均值。處理器134通過模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n，以確定使得電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n的加權(quán)平均值最小的組合可變電容coptimum(p(1+m))。舉例而言，處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n中的任一個(gè)，例如zl(p(1+m))1或zl(p(1+m))2等，以確定使得電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n的加權(quán)平均值具有第一值的組合可變電容coptimum(p(1+m))1。當(dāng)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n中的任意一個(gè)反向傳導(dǎo)時(shí)，模型系統(tǒng)102被初始化為對應(yīng)的射頻值rf(p(1)n和電容cstep1中的任一個(gè)。例如，當(dāng)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))1被反向傳導(dǎo)時(shí)，模型系統(tǒng)102被初始化為對應(yīng)的射頻值rf(p1)1，并且當(dāng)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))2被反向傳導(dǎo)時(shí)，模型系統(tǒng)102被初始化為對應(yīng)的射頻值rf(p1)2。繼續(xù)進(jìn)一步舉例而言，處理器134通過模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n中的任一個(gè)負(fù)載阻抗以確定使得電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n的加權(quán)平均值具有第二值的另一組合可變電容coptimum(p(1+m))2。處理器134確定第一值小于第二值，并且確定組合可變電容coptimum(p(1+m))1是使得電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n的加權(quán)平均值最小的最優(yōu)組合可變電容coptimum(p(1+m))。應(yīng)當(dāng)注意，通過處理器134從輸入設(shè)備接收用于生成加權(quán)平均值的每個(gè)電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n的權(quán)重。

在多種實(shí)施方式中，代替從傳感器124(圖3)獲得電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m))n的n個(gè)測量值，電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m))q的q個(gè)測量值由傳感器124生成。處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102正向傳導(dǎo)電壓反射系數(shù)γmi(p(1+m))q，以在模型系統(tǒng)102的輸出端144處生成負(fù)載阻抗zl(p(1+m))q的q值。模型系統(tǒng)102被初始化為具有可變電容coptimum(p1)和值rf1(p1)n。處理器134將負(fù)載阻抗zl(p(1+m))q劃分成n個(gè)相等的段，并且計(jì)算n個(gè)段中的每個(gè)段內(nèi)的負(fù)載阻抗的平均值。例如，處理器134計(jì)算zl(p(1+m))1到zl(p(1+m))10這10個(gè)測量值的第一平均值，并且計(jì)算zl(p(1+m))11到zl(p(1+m))20這10個(gè)測量值的第二平均值，其中1、10、11和20是q的實(shí)例。第一平均值是負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n中的一個(gè)的示例，而第二平均值是負(fù)載阻抗zl(p(1+m))n中的另一個(gè)的示例。

在一些實(shí)施方式中，代替使電壓反射系數(shù)γ(p(1+m))n最小化，在輸入端142處使另一參數(shù)(例如，功率反射系數(shù)等)最小化。

圖5是等離子體系統(tǒng)100的實(shí)施方式的示意圖，其用以說明使用電容值coptimum(p(1+m))以及使用射頻值rf(p(1+m))n以在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p(1+m+q)期間處理晶片w，其中q是大于零的整數(shù)。周期p(1+m+q)跟隨由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p(1+m)。例如，由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的第二振蕩緊接有rf信號的第三振蕩。第三振蕩與第二振蕩連續(xù)，并且在第二和第三振蕩之間沒有其它振蕩。第三振蕩具有周期p3，第二振蕩具有周期p2。在一些實(shí)施方式中，周期p3的時(shí)間長度與周期p2的時(shí)間長度相同。舉另一示例而言，由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的第二振蕩不是緊接有rf信號的第三振蕩，而是緊接有一個(gè)或多個(gè)振蕩，該一個(gè)或多個(gè)振蕩進(jìn)而緊接有周期p(1+m+q)的第(1+m+q)振蕩。第(1+m+q)振蕩與第二振蕩不連續(xù)，并且在第二振蕩和第(1+m+q)振蕩之間存在一個(gè)或多個(gè)中間振蕩。在一些實(shí)施方式中，由周期p(1+m+q)覆蓋的時(shí)鐘周期的時(shí)間量與周期p(1+m)覆蓋的時(shí)鐘周期的時(shí)間量相同。

在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p(1+m+q)期間，處理器134修改周期p(1+m+q)期間的配方以包括射頻值rf(p(1+m))n，并提供射頻值rf(p(1+m))n至ymhzrf產(chǎn)生器。舉例而言，400khzrf產(chǎn)生器的周期p(1+m+q)的開始由處理器134檢測，并且對于rf信號的周期p(1+m+q)的第一部分，例如在周期p(1+m+q)的第一個(gè)1/8部分期間，應(yīng)用射頻值rf(p(1+m))1。接著，對于rf信號的周期p(1+m+q)的第二部分，例如在周期p(1+m+q)的第二個(gè)1/8部分期間，應(yīng)用射頻值rf(p(1+m))2。周期p(1+m+q)的第二部分與p(1+m+q)的第一部分連續(xù)。當(dāng)使用值rf(p(1+m))n而不是值rf(p1)n時(shí)，與周期p(1+m)比較，在周期p(1+m+q)期間向ymhzrf產(chǎn)生器反射較少量的功率。

此外，處理器134控制驅(qū)動(dòng)組件112，使得阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)102的分支電路的組合可變電容被設(shè)置為值cstep2，其是朝向最優(yōu)組合可變電容coptimum(p(1+m))的步長。應(yīng)當(dāng)注意，在一些實(shí)施方式中，組合可變電容cstep2與組合可變電容coptimum(p(1+m))相同。

在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期p(1+m+q)期間，當(dāng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容為cstep2時(shí)，rf產(chǎn)生器106產(chǎn)生具有射頻值rf(p(1+m))n的rf信號。具有射頻值rf(p(1+m))n的rf信號傳遞到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路。此外，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的附加分支從xmhzrf產(chǎn)生器的輸出端123經(jīng)由rf電纜127和輸入端125接收rf信號。當(dāng)從x和ymhzrf產(chǎn)生器接收到rf信號時(shí)，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106生成經(jīng)修改的信號，該信號被提供給下電極118以用于在周期p(1+m+q)期間處理晶片w。

在多種實(shí)施方式中，與組合可變電容cstep1相比，組合可變電容cstep2更接近于組合可變電容coptimum(p(1+m))。例如，組合可變電容cstep2大于組合可變電容cstep1，并且組合可變電容coptimum(p(1+m))大于組合可變電容cstep2。舉另一示例而言，組合可變電容cstep2小于組合可變電容cstep1，并且組合可變電容coptimum(p(1+m))小于組合可變電容cstep2。

在多種實(shí)施方式中，值coptimum(p(1+m))和值cstep2被應(yīng)用于等離子體系統(tǒng)100，而沒有確定和應(yīng)用射頻值rf(p(1+m))n到等離子體系統(tǒng)100。

圖6示出了曲線圖602和604的實(shí)施方式，其用以示出由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號606的多個(gè)周期，并且多個(gè)周期發(fā)生在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號608的周期內(nèi)。曲線圖602繪制了y軸上的rf信號606的功率值與x軸上的時(shí)間t的關(guān)系。曲線圖604繪制了y軸上的rf信號608的功率值與x軸上的時(shí)間t的關(guān)系。rf信號606和608的時(shí)間軸t是相同的。例如，在時(shí)間周期t2內(nèi)，出現(xiàn)rf信號608的10個(gè)周期，并且出現(xiàn)rf信號606的周期p1。此外，在時(shí)間t2和t4之間的時(shí)間周期內(nèi)，出現(xiàn)rf信號608的10個(gè)周期，并且出現(xiàn)rf信號606的周期p2。此外，在時(shí)間t4和t6之間的時(shí)間周期內(nèi)，出現(xiàn)rf信號608的十個(gè)周期，并且出現(xiàn)rf信號606的周期p3。由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的每個(gè)周期在這里有時(shí)被稱為rf周期。在rf信號606的每個(gè)周期期間，出現(xiàn)rf信號608的十個(gè)周期。此外，rf信號606的周期p2緊隨周期p1。rf信號606的周期p3緊隨周期p2。

在一些實(shí)施方式中，在rf信號606的一個(gè)周期期間，出現(xiàn)rf信號608的多于一個(gè)的周期，例如100個(gè)周期、200個(gè)周期、介于100個(gè)周期和200個(gè)周期之間的任意個(gè)周期等。rf信號608和rf信號606的周期之間的這種比率是rf信號608和606的頻率的比率。

周期p2與周期p1連續(xù)，周期p3與周期p2連續(xù)。此外，周期p3不與周期p1連續(xù)。在周期p1和p3之間存在周期p2的振蕩。

圖7a是曲線圖700的實(shí)施方式，其用以說明根據(jù)負(fù)載阻抗zload的值產(chǎn)生用于等離子體室108的各種工藝條件下的最優(yōu)組合可變電容值coptimum，例如coptimum1、coptimum2、coptimum3等。曲線圖700將負(fù)載阻抗zload的虛部(例如電抗等)繪制為y軸上的im(zload)，并將負(fù)載阻抗zload的實(shí)部(例如電阻等)繪制為re(zload)。工藝條件的示例包括xmhzrf產(chǎn)生器的操作的各種頻率值，或ymhzrf產(chǎn)生器的操作的各種頻率值，或上電極116和卡盤118之間的間隙，或等離子體室108內(nèi)的溫度，或等離子體室108內(nèi)的壓力，或由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率值，或由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率值，等離子體室108內(nèi)的氣體的化學(xué)性質(zhì)，或其中的兩個(gè)或更多個(gè)的組合。舉例而言，工藝條件1包括由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的頻率值frq1，由xrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率值pwr1，由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的頻率值frq1，由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率值pwr2，等離子體室108內(nèi)的溫度tmp1，等離子體室108內(nèi)的壓力pr1，gp1毫米(mm)的間隙，以及兩種處理氣體的化學(xué)性質(zhì)。工藝條件2包括由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的頻率值frq2，由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率值pwr2，由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的頻率值frq3，由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率值pwr3，等離子體室108內(nèi)的溫度tmp1，等離子體室108內(nèi)的壓力pr1，gp1mm的間隙，以及兩種工藝氣體的化學(xué)性質(zhì)。值zload1對應(yīng)于工藝條件1，值zload2對應(yīng)于工藝條件2。類似地，值zloadq對應(yīng)于工藝條件q，其中q是大于零的整數(shù)。例如，當(dāng)?shù)入x子體室基于工藝條件q操作時(shí)，zloadq是在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸出端140和卡盤118之間測得的阻抗。在多種實(shí)施方式中，等離子體室108使用有限數(shù)量的工藝條件q操作，并且不超出有限數(shù)量操作。

圖7b是模型系統(tǒng)102的實(shí)施方式的示意圖，其用以說明最優(yōu)值coptimum的生成，該最優(yōu)值coptimum使得模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ為零。處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102從模型系統(tǒng)102的輸出端144反向傳導(dǎo)zload的各個(gè)值，以確定使得在輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ為零的最優(yōu)值coptimum。zload的值經(jīng)由輸入設(shè)備被提供為輸入或者被預(yù)編程為由處理器134生成，并且基于工藝條件被限制。例如，當(dāng)工藝條件1存在于等離子體室108內(nèi)時(shí)，在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸出端140與卡盤118之間的某點(diǎn)處測量的zload為zload1。舉另一示例而言，當(dāng)?shù)入x子體室108中存在工藝條件2時(shí)，在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸出端140和卡盤118之間的該點(diǎn)處測得的zload是zload2。在該示例中，當(dāng)工藝條件受限于工藝條件1和2時(shí)，zload的值被限制為zload1和zload2。等離子體室108不通過使用這些工藝條件之外的工藝條件來操作。在一些實(shí)施例中，等離子體室108不能通過使用這些工藝條件之外的工藝條件來操作

對于zload的每個(gè)值，由處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102確定最優(yōu)組合可變電容coptimum的值。例如，對于值zload1，確定使得在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ是零的電容值coptimum1。此外，對于值zload2，確定使得在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ為零的電容值coptimum2。

在一些實(shí)施方式中，代替實(shí)現(xiàn)電壓反射系數(shù)γ的零值，在輸入端142處實(shí)現(xiàn)另一參數(shù)的零值，例如功率反射系數(shù)等的零值。

圖7c是表720和多項(xiàng)式(1)的實(shí)施方式，這兩者都由處理器134生成。表720包括負(fù)載阻抗值zload和最優(yōu)組合可變電容值coptimum之間的對應(yīng)關(guān)系。例如，如上文參考圖7b所解釋的，通過應(yīng)用模型系統(tǒng)102，處理器134確定：對于值zloadq，電容值coptimumq被確定，該電容值coptimumq使得在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)是零，其中q是大于零的整數(shù)。值zloadq是值zload中的一個(gè)，并且值coptimumq是值coptimum中的一個(gè)。處理器134將表720存儲在存儲器裝置137中。表720是負(fù)載阻抗值zload和電容值coptimum之間的關(guān)系的示例。

在一些實(shí)施方式中，代替創(chuàng)建表720或除了創(chuàng)建表720之外，處理器134還生成作為最優(yōu)組合可變電容值coptimum和負(fù)載阻抗值zload之間的關(guān)系的多項(xiàng)式(1)。組合可變電容值coptimum是zload的實(shí)部和zload的虛部的函數(shù)，并且通過將函數(shù)擬合到曲線圖600(圖6a)上的值coptimum來確定該函數(shù)。由多項(xiàng)式(1)表示的函數(shù)通過處理器134擬合。

圖8a是用于示出根據(jù)最優(yōu)電容值coptimum以及根據(jù)負(fù)載阻抗值zload產(chǎn)生最優(yōu)rf值rfoptimum1、rfoptimum2、rfoptimum3等的曲線圖800的實(shí)施方式。曲線圖800繪制了在x軸上的負(fù)載阻抗值zload的實(shí)部，在y軸上的負(fù)載阻抗值zload的虛部以及在z軸上的最優(yōu)電容值coptimum。最優(yōu)電容值coptimum1和負(fù)載阻抗值zload1對應(yīng)于最優(yōu)rf值rfoptimum1。此外，最優(yōu)電容值coptimum2和負(fù)載阻抗值zload2對應(yīng)于最優(yōu)rf值rfoptimum2，并且最優(yōu)電容值coptimum3和負(fù)載阻抗值zload3對應(yīng)于最優(yōu)rf值rfoptimum3。

圖8b是模型系統(tǒng)102的實(shí)施方式，其用以說明根據(jù)最優(yōu)電容值coptimum和負(fù)載阻抗值zload產(chǎn)生最優(yōu)rf值rfoptimum。處理器134在模型系統(tǒng)102的輸出端144處應(yīng)用負(fù)載阻抗值zloadq，并且初始化模型系統(tǒng)102以具有值coptimumq，且進(jìn)一步經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)值zloadq以確定使得在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ最小(例如非零等)的最優(yōu)rf值rfoptimumq，其中q是大于零的整數(shù)。例如，處理器134經(jīng)由被初始化為具有值coptimum1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗值zload1，以確定使得在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ具有第一值的第一rf最優(yōu)值rfa。此外，處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗值zload1，以確定使得模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ具有第二值的第二rf最優(yōu)值rfb。處理器134將第一值與第二值進(jìn)行比較，以確定第一值是兩個(gè)值之間的最小值，并且進(jìn)一步確定值rfa是使得在輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ最小的值。值rfa是值rfoptimum1的示例。舉另一示例而言，處理器134經(jīng)由被初始化為具有值coptimum2的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗值zload2，以確定使得在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ具有第一值的第一rf最優(yōu)值rfc。此外，處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗值zload2，以確定使得模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ具有第二值的第二rf最優(yōu)值rfd。處理器134將第一值與第二值進(jìn)行比較，以確定第一值是兩個(gè)值之間的最小值，并且進(jìn)一步確定rf值rfc是使得輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ最小的rf值rfc。值rfc是值rfoptimum2的示例。值rfoptimumq是值rfoptimum中的一個(gè)。

舉又一示例而言，處理器134在模型系統(tǒng)102的輸出端144處應(yīng)用負(fù)載阻抗值zloadq，并且初始化模型系統(tǒng)102以具有值coptimumq，并且進(jìn)一步經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)值zloadq以確定最優(yōu)rf值rfoptimumq，對于該最優(yōu)rf值rfoptimumq，用于由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s1的電壓反射系數(shù)多項(xiàng)式γ1和用于由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s2的電壓反射系數(shù)多項(xiàng)式γ2的組合的值最小，例如非零值、零值等。電壓反射系數(shù)的組合的示例是a*γ1+b*γ2，其中a是0和1之間的一個(gè)系數(shù)并且b是在0和1之間的另一個(gè)系數(shù)。系數(shù)a和b由用戶經(jīng)由輸入設(shè)備提供給處理器134。b的示例是(1-a)。舉例而言，處理器134經(jīng)由被初始化為具有值coptimum1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗值zload1，以確定使得在組合模型系統(tǒng)102的輸入端142的電壓反射系數(shù)γ1和γ2具有第一值的第一rf最優(yōu)值rfa。此外，處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負(fù)載阻抗值zload1，以確定使得模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ1和γ2的組合具有第二值的第二rf最優(yōu)值rfb。處理器134將第一值與第二值進(jìn)行比較，以確定第一值是這兩個(gè)值之間的最小值，并且進(jìn)一步確定值rfa是使得在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的多項(xiàng)式a*γ1+(1-a)*γ2最小的值rfa。值rfa是值rfoptimum1的示例。

在一些實(shí)施方式中，不是使電壓反射系數(shù)γ或電壓反射系數(shù)γ1和γ2的組合最小化，而是使另一參數(shù)(例如功率反射系數(shù)等)或在狀態(tài)s1和s2的參數(shù)的組合在輸入端142處最小化。

在多種實(shí)施方式中，在狀態(tài)s1期間，由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號具有比在狀態(tài)s2期間的rf信號的功率電平大的功率電平，功率電平例如一個(gè)或多個(gè)功率量、一個(gè)或多個(gè)功率量的均方根功率量、rf信號的包絡(luò)的功率電平等。類似地，在狀態(tài)s1期間，rf信號具有大于在狀態(tài)s2期間的rf信號的頻率電平的頻率電平，頻率電平例如一個(gè)或多個(gè)頻率量、一個(gè)或多個(gè)頻率量的均方根頻率量等。在這些實(shí)施方式中，狀態(tài)s1在這里被稱為高狀態(tài)，而狀態(tài)s2在這里被稱為低狀態(tài)。

在一些實(shí)施方式中，在狀態(tài)s2期間，由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號具有大于狀態(tài)s1期間rf信號的功率電平的功率電平。類似地，在這些實(shí)施方式中，在狀態(tài)s2期間，rf信號具有大于或小于在狀態(tài)s1期間的rf信號的頻率電平的頻率電平，頻率電平例如一個(gè)或多個(gè)頻率量、一個(gè)或多個(gè)頻率量的均方根頻率量等。在這些實(shí)施方式中，狀態(tài)s1在這里被稱為低狀態(tài)，而狀態(tài)s2在這里被稱為高狀態(tài)。

在多種實(shí)施方式中，在狀態(tài)s2期間，由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號具有等于在狀態(tài)s1期間rf信號的功率電平的功率電平。

在多種實(shí)施方式中，在狀態(tài)s2期間的rf信號的頻率電平大于還是小于在狀態(tài)s1期間的rf信號的頻率電平，與在狀態(tài)s2期間由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率電平是大于還是小于狀態(tài)s1期間的rf信號的功率電平無關(guān)。

在一些實(shí)施方式中，如本文所使用的電平(例如，頻率電平、功率電平等)包括一個(gè)或多個(gè)值，以及第一狀態(tài)(例如狀態(tài)s1、狀態(tài)s2等)的電平具有不同于與第一狀態(tài)不同的第二狀態(tài)(例如，狀態(tài)s1、狀態(tài)s2等)的電平的值的值。例如，在狀態(tài)s1期間，rf信號的功率值中沒有一個(gè)與狀態(tài)s2期間的rf信號的功率值相同。舉另一示例而言，在狀態(tài)s1期間的rf信號的頻率值中沒有一個(gè)與在狀態(tài)s2期間的rf信號的頻率值相同。

圖8c是表820的實(shí)施方式，其包括由處理器134使用模型系統(tǒng)102確定的負(fù)載阻抗值zload、最優(yōu)電容值coptimum和最優(yōu)射頻值rfoptimum之間的對應(yīng)關(guān)系。例如，如上文參考圖8b所解釋的，通過應(yīng)用模型系統(tǒng)102，處理器134確定：對于值zloadq和電容值coptimumq，值rfoptimumq被確定為使得在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ最小，其中q是大于零的整數(shù)。處理器134將表820存儲在存儲裝置137中。

下面提供如上面參考圖8b所解釋的由處理器134通過應(yīng)用模型系統(tǒng)102生成的表的其他示例：

表i

表ii

表iii

應(yīng)注意，r1至r5是電阻值，x1至x5是電抗值。還應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)模型系統(tǒng)102被初始化為最優(yōu)電容值coptimum1時(shí)，產(chǎn)生表i中的rfoptimum值。此外，當(dāng)模型系統(tǒng)102被初始化為最優(yōu)電容值coptimum2時(shí)，產(chǎn)生表ii中的rfoptimum值。此外，當(dāng)模型系統(tǒng)102被初始化為最優(yōu)電容值coptimum3時(shí)，產(chǎn)生表iii中的rfoptimum值。

對于負(fù)載阻抗zloadq和最優(yōu)電容值coptimum1的每個(gè)值，處理器134找到表i內(nèi)的行以找到re(zload)的值并找到表i內(nèi)的列以找到im(zload)的值，并且基于re(zload)和im(zload)的值，找到最優(yōu)值rfoptimumq。類似地，對于負(fù)載阻抗zloadq和最優(yōu)電容值coptimum2的每個(gè)值，處理器134找到表ii中的行以找到re(zload)的值，并找到表ii中的列以找到im(zload)的值，并且基于re(zload)和im(zload)的值，找到最優(yōu)值rfoptimumq。此外，對于負(fù)載阻抗zloadq和最優(yōu)電容值coptimum3的每個(gè)值，處理器134找到表iii中的行以找到re(zload)的值，并找到表iii中的列以找到im(zload)的值，并且基于re(zload)和im(zload)的值，找到最優(yōu)值rfoptimumq。

在多種實(shí)施方式中，表達(dá)式rfoptimumq和rfoptimum在這里可互換使用。此外，在這些實(shí)施方式中，表達(dá)式zloadq和zload在這里可互換使用。此外，在這些實(shí)施方式中，表達(dá)式coptimum和coptimalq在這里可互換使用。

在一些實(shí)施方式中，查找表i、ii和iii由處理器134逼近以生成多項(xiàng)式rfoptimumq＝function3(re(zload)，im(zload)，coptimumq)，其中function3是函數(shù)。例如，通過處理器134生成對表i至iii中的rfoptimumq值、re(zload)和im(zload)的值和coptimumq值的最優(yōu)擬合，以生成多項(xiàng)式rfoptimumq＝function3(re(zload)，im(zload)，coptimumq)。查找表i到ii和多項(xiàng)式rfoptimumq＝function3(re(zload)，im(zload)，coptimumq)被存儲在存儲器裝置137中。

圖8c還示出了多項(xiàng)式(2)的一實(shí)施方式。表820和多項(xiàng)式(2)中的每一個(gè)是負(fù)載阻抗值zload、最優(yōu)電容值coptimum和最優(yōu)射頻值rfoptimum之間的關(guān)系的示例。在一些實(shí)施方式中，代替創(chuàng)建表820或者除了創(chuàng)建表820之外，處理器134還生成多項(xiàng)式(2)。rf值rfoptimum是組合可變電容值coptimum、zload值的實(shí)部和zload值的虛部的函數(shù)，并且通過將函數(shù)擬合到曲線圖800(圖8a)上的值rfoptimum來確定該函數(shù)。由多項(xiàng)式(2)表示的函數(shù)由處理器134擬合。

圖9是模型系統(tǒng)102的實(shí)施方式的框圖，其用以說明使得模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)為零的最優(yōu)值coptimum和rfoptimum的生成。在模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ取決于負(fù)載阻抗值zload，最優(yōu)電容值coptimum，例如可變電容器位置等，以及rf頻率最優(yōu)值rfoptimum。對于負(fù)載阻抗zloadq的每個(gè)值，存在由處理器134確定的在模型系統(tǒng)102的輸入端142處產(chǎn)生γ＝0的最優(yōu)電容值coptimumq和rf頻率最優(yōu)值rfoptimumq的單個(gè)組合。例如，處理器134在模型系統(tǒng)102的輸出端144處應(yīng)用負(fù)載阻抗值zloadq，并且進(jìn)一步經(jīng)由模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)值zloadq，以確定使得模型系統(tǒng)102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)γ為零的最優(yōu)rf值rfoptimumq和最優(yōu)電容值coptimumq。最優(yōu)電容值coptimumq和rf頻率最優(yōu)值rfoptimumq在本文中有時(shí)被稱為調(diào)諧值。使用這些調(diào)諧值，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106調(diào)諧阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸出端140處的負(fù)載阻抗，使得阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸入端128處的電壓反射系數(shù)γ為零，這等同于在輸入端128的50+0jω的阻抗，其中j是復(fù)數(shù)。使用模型系統(tǒng)102，處理器134預(yù)先計(jì)算或生成查找表或多項(xiàng)式函數(shù)以找到調(diào)諧值。查找表的示例是：

表iv

表v

在等離子體處理期間，對于負(fù)載阻抗zload的每個(gè)值，處理器134找到表iv內(nèi)的行以找到re(zload)的值并找到表iv中的列以找到im(zload)的值，并且基于re(zload)和im(zload)的值找到最優(yōu)電容值coptimumq，例如coptimum11、或coptimum12、或coptimum13、或coptimum14、或coptimum15、或coptimum21、或coptimum22、或coptimum23、或coptimum24、或coptimum25、或coptimum31、或coptimum32、或coptimum33、或coptimum34、或coptimum35、或coptimum41、或coptimum42、或coptimum43、或coptimum44、或coptimum45、或coptimum51、或coptimum52、或coptimum53、或coptimum54、或coptimum55等。類似地，對于負(fù)載阻抗zload的每個(gè)值，在等離子體處理期間，處理器134找到表v內(nèi)的行以找到re(zload)的值，并找到表v內(nèi)的列以找到im(zload)，并且基于re(zload)和im(zload)的值找到rf頻率最優(yōu)值rfoptimumq，例如，rfoptimum11、或rfoptimum12、或rfoptimum13、或rfoptimum14、或rfoptimum15、或rfoptimum21、或rfoptimum22、或rfoptimum23、或rfoptimum24、或rfoptimum25、或rfoptimum31、或rfoptimum32、或rfoptimum33、或rfoptimum34、或rfoptimum35、或rfoptimum41、或rfoptimum42、或rfoptimum43、或rfoptimum44、或rfoptimum45、或rfoptimum52、或rfoptimum53、或rfoptimum54、或rfoptimum55。應(yīng)當(dāng)注意，對于表iv中的每個(gè)coptimumq值以及對于表v中的每個(gè)rf最優(yōu)值rfoptimumq，匹配網(wǎng)絡(luò)模型102的輸入端142處的電壓反射系數(shù)為零。

在一些實(shí)施方式中，處理器134通過生成多項(xiàng)式函數(shù)來逼近查找表i和ii：

coptimum＝function1(re(zload),im(zload))...式(3)

rfoptimum＝function2(re(zload),im(zload))...式(4),

其中function1是re(zload)和im(zload)的函數(shù)，并且function2是re(zload)和im(zload)的函數(shù)。例如，通過處理器134產(chǎn)生對表iv中的re(zload)和im(zload)的值與coptimum值的最優(yōu)擬合，以生成多項(xiàng)式等式(3)。舉另一示例而言，通過處理器134生成對表v中的rfoptimum值和re(zload)與im(zload)的值的最優(yōu)擬合，以生成等式(4)。查找表iv和v以及等式(3)和(4)被存儲在存儲器裝置137中。

圖10是等離子體系統(tǒng)1000的實(shí)施方式的框圖，其用以說明基于負(fù)載阻抗值zload應(yīng)用最優(yōu)值rfoptimum和coptimum。等離子體系統(tǒng)1000包括ymhzrf產(chǎn)生器。在一些實(shí)施方式中，ymhzrf產(chǎn)生器是400khzrf產(chǎn)生器、或2mhzrf產(chǎn)生器、或27mhzrf產(chǎn)生器、或60mhzrf產(chǎn)生器。在等離子體室108中處理晶片w期間，傳感器124測量ymhzrf產(chǎn)生器的輸出端126處的電壓反射系數(shù)γm1的量。處理器134經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)電纜136接收電壓反射系數(shù)γmi，并且通過應(yīng)用等式(1)將電壓反射系數(shù)γmi1轉(zhuǎn)換為阻抗值zmi。

處理器134在輸入端142處應(yīng)用阻抗值zm1，并且經(jīng)由模型系統(tǒng)102正向傳導(dǎo)阻抗值zm1，以在輸出端144處以類似于根據(jù)值zmi(p1)n生成負(fù)載阻抗值zl(p1)n(圖1)的方式生成負(fù)載阻抗值zloadq。處理器134從存儲器裝置137訪問表a，例如表i、或表ii、或表iii、或表iv和v、或表820等，并從表a中確定與值zloadq對應(yīng)的值coptimumq和值rfoptimumq。舉例而言，當(dāng)模型系統(tǒng)102的輸出端144處的負(fù)載阻抗被確定為zload1時(shí)，處理器134從存儲器裝置137訪問表a，并且從表a中確定與值zload1對應(yīng)的值coptimum1和值rfoptimum1。舉另一示例而言，當(dāng)模型系統(tǒng)102的輸出端144處的負(fù)載阻抗被確定為zload2時(shí)，處理器134從存儲器裝置137訪問表a，并且從表a確定與值zload2對應(yīng)的值coptimum2和值rfoptimum2。作為又一說明，當(dāng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)140的電容和模型系統(tǒng)102的電容被設(shè)置為coptimum1，并且當(dāng)模型系統(tǒng)102的輸出端144處的負(fù)載阻抗的電阻被確定為r1，并且負(fù)載阻抗的電抗確定為x1時(shí)，處理器134從表i確定值rfoptimum111對應(yīng)于值r1和x1。作為另一說明，當(dāng)模型系統(tǒng)102的輸出端144處的負(fù)載阻抗的電阻被確定為r1，并且負(fù)載阻抗的電抗被確定為x1時(shí)，處理器134從表iv確定值coptimum11對應(yīng)于值r1和x1。此外，在該說明中，處理器134從表v確定值rfoptimum11對應(yīng)于值r1和x1。

舉另一示例而言，處理器134將多項(xiàng)式(1)應(yīng)用于值zloadq以計(jì)算值coptimumq，且將多項(xiàng)式(2)應(yīng)用于值zloadq和coptimumq以確定值rfoptimumq。舉例而言，處理器134將多項(xiàng)式(1)應(yīng)用于值zload1以計(jì)算值coptimum1，并且將多項(xiàng)式(2)應(yīng)用于值zload1和coptimum1以確定值rfoptimum1。作為另一說明，處理器134將多項(xiàng)式(1)應(yīng)用于值zload2以計(jì)算值coptimum2，并且將多項(xiàng)式(2)應(yīng)用于值zload2和coptimum2以確定值rfoptimum2。作為又一示例，處理器134從存儲器裝置137訪問多項(xiàng)式rfoptimumq＝function3(re(zload)，im(zload)，coptimumq)，并且將多項(xiàng)式應(yīng)用于值r1和x1以及coptimum1以生成值rfoptimum111。在該示例中，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)140的電容和模型系統(tǒng)102的電容被設(shè)置為coptimum1。舉另一示例而言，處理器134從存儲器裝置137訪問等式(3)，并且將等式(3)應(yīng)用于值r1和x1以確定值coptimum1。此外，在該示例中，處理器134從存儲器裝置137訪問等式(4)，并且將等式(4)應(yīng)用于值r1和x1以確定值rfoptimum1。舉另一示例而言，處理器134確定由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號是否是多狀態(tài)信號。例如，在提供給處理器134的配方中指定rf信號具有兩個(gè)狀態(tài)s1和s2。在該示例中，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)140的電容和模型系統(tǒng)102的電容被設(shè)置為coptimum1。處理器134已經(jīng)預(yù)先確定對于值coptimum1，為了最小化用于由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s1的電壓反射系數(shù)多項(xiàng)式γ1和用于該rf信號的狀態(tài)s2的電壓反射系數(shù)多項(xiàng)式γ2的組合，將最優(yōu)rf值rfoptimumq提供給ymhzrf產(chǎn)生器。

處理器134修改配方以在配方中包括值rfoptimumq，并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)電纜138將配方發(fā)送到y(tǒng)mhzrf產(chǎn)生器。在接收到值rfoptimumq時(shí)，ymhzrf產(chǎn)生器的dsp控制rf電源122以產(chǎn)生具有頻率值rfoptimumq或在頻率值rfoptimumq的預(yù)定范圍內(nèi)的rf信號。rf電源122在接收到指示具有頻率值rfoptimumq或在頻率值rfoptimumq的預(yù)定范圍內(nèi)的rf信號將生成的信號時(shí)生成rf信號，并且經(jīng)由rf電纜130發(fā)送該rf信號到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸入端128。

此外，在要改變阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容的一些實(shí)施方式中，處理器134向驅(qū)動(dòng)組件112的驅(qū)動(dòng)器發(fā)送表示值coptimumq的信號，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)電流信號。例如，當(dāng)應(yīng)用表i、ii、或iii，或多項(xiàng)式rfoptimumq＝function3(re(zload)，im(zload)，coptimumq)時(shí)，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106和模型系統(tǒng)102被設(shè)置為值coptimumq，從其確定rfoptimumq，并且不需要實(shí)現(xiàn)值coptimumq。在該示例中，當(dāng)模型系統(tǒng)102被初始化為具有最優(yōu)值coptimalq時(shí)，確定值zloadq。舉另一示例而言，當(dāng)應(yīng)用表iv和v或等式(3)和(4)時(shí)，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106和模型系統(tǒng)102不被設(shè)置為值coptimumq，并且被設(shè)置為另一組合可變電容值。調(diào)整其他組合可變電容以實(shí)現(xiàn)值coptimumq。

一個(gè)或多個(gè)電流信號由驅(qū)動(dòng)器基于電容值coptimalq產(chǎn)生并被發(fā)送到驅(qū)動(dòng)組件112的相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)定子。驅(qū)動(dòng)組件112的與相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)定子電場接觸的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以移動(dòng)連接機(jī)構(gòu)114，以將阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的組合可變電容改變?yōu)閏optimumq。具有組合可變電容coptimumq的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路經(jīng)由輸入端128和rf電纜130從輸出端126接收具有射頻值rfoptimumq的rf信號，并且使連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的負(fù)載的阻抗與連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的源的阻抗匹配以產(chǎn)生經(jīng)修改的信號。源的示例包括ymhzrf產(chǎn)生器和rf電纜130。經(jīng)修改的信號從阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的輸出端140經(jīng)由rf傳輸線132提供到卡盤118。當(dāng)經(jīng)修改的信號與一種或多種處理氣體一起提供給卡盤118時(shí)，在卡盤118和上電極116之間的間隙中產(chǎn)生或保持等離子體，以用于處理晶片w。

通過使用表a，例如，表i、或表ii、或表iii、或表iv和v、或表820等，或多項(xiàng)式a，例如多項(xiàng)式(2)、或多項(xiàng)式rfoptimumq＝function3(re(zload),im(zload),coptimumq)，或等式(3)和(4)等等生成值rfoptimumq和coptimumq，使得等離子體系統(tǒng)1000的操作的速度提高以處理晶片w。例如，在通過傳感器124測量電壓反射系數(shù)γmi之后，不需要使用模型系統(tǒng)102來確定值rfoptimumq和coptimumq。相反，值rfoptimumq和coptimumq預(yù)先存儲在表a中和/或在傳感器124測量電壓反射系數(shù)γmi之前生成多項(xiàng)式a。一旦電壓反射系數(shù)γmi由傳感器124測量，值rfoptimumq和coptimumq就由處理器134從表a訪問和/或由處理器134通過應(yīng)用多項(xiàng)式a來計(jì)算。在處理晶片w期間，在測量電壓反射系數(shù)γmi之后，不使用模型系統(tǒng)102來計(jì)算值rfoptimumq和coptimumq節(jié)約時(shí)間。此外，將值rfoptimumq和coptimumq應(yīng)用于等離子體系統(tǒng)1000減少了朝向ymhzrf產(chǎn)生器反射的功率，從而提高處理晶片w的效率。

在一些實(shí)施方式中，值rfoptimumq或值coptimumq中的任一個(gè)位于物理可訪問空間之外。例如，60mhzrf產(chǎn)生器的頻率調(diào)諧范圍是從57.00mhz到63.00mhz，并且從模型系統(tǒng)102確定的值rfoptimum1低于57mhz或高于63mhz。在這種情況下，最優(yōu)操作條件在受限空間的邊界上，該受約束空間就換算距離(ascaleddistance)而言與邊界外解(anout-of-boundssolution)最接近，例如rfoptimumq、coptimumq等。示例性的換算距離＝[(電容器位置)-(coptimumq)]^2+k^2*[(rf頻率)-(rfoptimumq)]^2，其中k是預(yù)定義值，其作為輸入經(jīng)由輸入設(shè)備提供給處理器134。

在多種實(shí)施方式中，每個(gè)測得的電壓反射系數(shù)γmi由處理器134根據(jù)預(yù)先分配的權(quán)重來加權(quán)。由處理器134應(yīng)用到電壓反射系數(shù)γmi的權(quán)重由處理器134經(jīng)由輸入設(shè)備接收，并且基于工程知識和/或工藝條件來確定。代替應(yīng)用電壓反射系數(shù)γmi，將加權(quán)電壓反射系數(shù)wγmin應(yīng)用于模型系統(tǒng)102以確定負(fù)載阻抗zloadq，其中每個(gè)w是預(yù)先分配的權(quán)重。

圖11是用于說明當(dāng)ymhzrf產(chǎn)生器是60mhzrf產(chǎn)生器時(shí)在輸入端128處的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸入阻抗的變化的曲線圖1100的實(shí)施方式。伽馬(γ)的實(shí)部和虛部根據(jù)輸入阻抗計(jì)算并且由于由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的影響而示出為隨時(shí)間變化。曲線圖1100繪制了在x軸上的伽馬的實(shí)部和在y軸上的伽馬的虛部。如曲線圖1100所示，形成伽馬的實(shí)部和虛部的圖案。如曲線圖1100所示，圖案的完整周期占用xmhzrf產(chǎn)生器的一個(gè)周期或約2.5微秒。在一些實(shí)施方式中，完整周期需要多于或少于2.5微秒，例如2微秒、3微秒、介于2.5微秒和4微秒之間的范圍、介于1微秒和2.5微秒之間的范圍等。

圖12是曲線圖1200的實(shí)施方式，其用以說明當(dāng)ymhzrf產(chǎn)生器是60mhzrf產(chǎn)生器時(shí)朝向ymhzrf產(chǎn)生器反射的電壓的傅立葉變換，其被表示為由ymhz產(chǎn)生器提供的正向功率的部分。曲線圖1200繪出了電壓的平方與由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的頻率的關(guān)系圖。電壓的平方是朝向ymhzrf產(chǎn)生器反射的功率的測量值。在一些實(shí)施方式中，由ymhzrf信號產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的基頻下的反射功率由本文所述的系統(tǒng)和方法濾波。在曲線圖1200中示出了曲線圖1100的在基頻下的傅立葉頻譜中的小反射功率峰值。此外，在60mhz±400khz等的互調(diào)頻率下存在大的反射功率峰值。本文所述的系統(tǒng)和方法應(yīng)用模型系統(tǒng)102以減少在各種頻率(例如，ymhz±xmhz的互調(diào)頻率、60mhz±400khz的互調(diào)頻率、基頻等)下朝向ymhzrf產(chǎn)生器反射的功率。本文描述的系統(tǒng)和方法為不僅在基頻下而且在其他頻率(例如ymhz±xmhz的互調(diào)頻率)下的最小總反射功率找到最優(yōu)組合可變電容和射頻值。

為了減少反射的功率，在一些實(shí)施方式中，以一定速率收集用于ymhzrf產(chǎn)生器的正向和反射波形數(shù)據(jù)，以捕獲xmhzrf產(chǎn)生器的一個(gè)周期內(nèi)的變化。例如，這樣的收集在至少2.5微秒內(nèi)以每秒至少1千兆(giga)樣本的速率進(jìn)行。然后，以分段(例如，0.1微秒窗口)分析所收集的數(shù)據(jù)，以將xmhz周期的2.5微秒中斷為25個(gè)單獨(dú)的阻抗測量。圖11中示出了分析0.1微秒波形部分的結(jié)果，其中部分之間的時(shí)間差為0.03微秒，因此點(diǎn)之間存在一些重疊。然后，計(jì)算功率反射系數(shù)(例如|γ|^2等)的平均值，以獲得在xmhz的一個(gè)周期上計(jì)算的朝向ymhzrf產(chǎn)生器反射的平均功率。組合可變電容和rf頻率由模型系統(tǒng)102中的處理器134改變，并且對于25個(gè)阻抗測量中的每一個(gè)功率反射系數(shù)改變的方式由處理器134記錄在存儲器裝置137中。然后，通過處理器134確定阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容的電容器位置的值和/或最小化總體(例如平均等)功率反射系數(shù)的ymhzrf產(chǎn)生器的rf頻率。在多種實(shí)施方式中，總計(jì)算時(shí)間將長于2.5微秒，但是可能在幾毫秒的時(shí)間尺度上的功率輸送的改進(jìn)被實(shí)現(xiàn)，通過使用模型系統(tǒng)102，ymhzrf產(chǎn)生器被調(diào)諧到rf頻率以實(shí)現(xiàn)在xmhzrf頻率的周期上平均的功率反射系數(shù)|γ|^2的最小平均值。組合可變電容和rf頻率的相同電容器值用于由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的一個(gè)周期。

在一些實(shí)施方式中，由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的頻率在由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的單個(gè)rf周期內(nèi)被調(diào)諧。例如，由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的rf周期(例如2.5微秒周期等)被分段成例如每個(gè)部分為0.5微秒的5個(gè)部分。在每個(gè)段期間應(yīng)用不同的ymhzrf頻率，并且不同頻率中的每一個(gè)是使用模型系統(tǒng)102針對模型系統(tǒng)102的組合可變電容的最優(yōu)值確定的最優(yōu)頻率。舉另一示例而言，由xmhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的周期的2.5微秒持續(xù)時(shí)間被分段成每個(gè)部分為4個(gè)0.625微秒的部分，并且在4個(gè)部分中的每一個(gè)期間確定由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的不同頻率。從模型系統(tǒng)102確定頻率以最小化在每個(gè)部分期間ymhzrf產(chǎn)生器或輸入端128(圖1)的輸出端126處的反射功率系數(shù)。舉又一示例而言，由ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的rf頻率通過一些簡單的函數(shù)(例如正弦波，余弦波等)以xmhz調(diào)制。在ymhzrf產(chǎn)生器的輸出端126獲得的25個(gè)初始測量值由處理器134獲得以計(jì)算頻率調(diào)制的幅值和相位以減小周期平均的功率反射系數(shù)。在若干實(shí)施方式中，ymhzrf產(chǎn)生器的頻率以微秒、亞微秒或毫秒時(shí)標(biāo)調(diào)整。

在一些實(shí)施方式中，由xmhzrf產(chǎn)生器和ymhzrf產(chǎn)生器生成的rf信號具有多個(gè)狀態(tài)。例如，xmhzrf產(chǎn)生器具有操作的狀態(tài)s1和s2，并且ymhzrf產(chǎn)生器也是如此。在狀態(tài)s1期間由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率電平大于在狀態(tài)s2期間由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率電平。例如，在狀態(tài)s1期間由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的功率量的包絡(luò)比狀態(tài)s2期間的rf信號的功率量的包絡(luò)具有較大的功率電平。

在多種實(shí)施方式中，由xmhzrf產(chǎn)生器和ymhzrf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號是連續(xù)的。例如，xmhzrf產(chǎn)生器和ymhzrf產(chǎn)生器中的每一個(gè)具有單個(gè)狀態(tài)。

應(yīng)當(dāng)注意，在上述實(shí)施方式中的一些中，rf信號被提供給卡盤118的下電極，并且上電極116接地。在多種實(shí)施方式中，rf信號被施加到上電極116，并且卡盤118的下電極被接地。

本發(fā)明描述的實(shí)施方式可以用包含手持式硬件單元、微處理器系統(tǒng)、基于微處理器的或可編程的消費(fèi)電子產(chǎn)品、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等的各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置來實(shí)施。本發(fā)明所描述的實(shí)施方式也可以在其中由通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理硬件單元執(zhí)行任務(wù)的分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施。

在一些實(shí)施方式中，控制器是系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)可以是上述實(shí)施例的一部分。這種系統(tǒng)包含半導(dǎo)體處理設(shè)備，該半導(dǎo)體處理設(shè)備包含一個(gè)或多個(gè)處理工具、一個(gè)或多個(gè)處理室、用于處理的一個(gè)或多個(gè)平臺和/或具體的處理組件(晶片基座、氣流系統(tǒng)等)。該系統(tǒng)可以與用于控制它們在處理半導(dǎo)體晶片或襯底之前、期間和之后的操作的電子器件一體化。電子器件被稱為“控制器”，該控制器可以控制系統(tǒng)的各種元件或子部件。根據(jù)處理要求和/或系統(tǒng)的類型，控制器被編程以控制本發(fā)明公開的任何工藝，包含控制工藝氣體輸送、溫度設(shè)置(例如，加熱和/或冷卻)、壓強(qiáng)設(shè)置、真空設(shè)置、功率設(shè)置、射頻(rf)產(chǎn)生器設(shè)置、rf匹配電路設(shè)置、頻率設(shè)置、流速設(shè)置、流體輸送設(shè)置、位置及操作設(shè)置、晶片轉(zhuǎn)移進(jìn)出工具和其他轉(zhuǎn)移工具和/或與具體系統(tǒng)連接或通過接口連接的裝載鎖。

寬泛地講，在多種實(shí)施方式中，控制器定義為接收指令、發(fā)布指令、控制操作、啟用清潔操作、啟用端點(diǎn)測量等等的具有各種集成電路、邏輯、存儲器和/或軟件的電子器件。集成電路包含存儲程序指令的固件形式的芯片、dsp、定義為專用集成電路(asic)的芯片、一個(gè)或多個(gè)微處理器或執(zhí)行程序指令(例如，軟件)的微控制器。程序指令是以各種單獨(dú)設(shè)置(或程序文件)的形式發(fā)送到控制器的指令，該設(shè)置(或程序文件)定義用于在半導(dǎo)體晶片上或針對半導(dǎo)體晶片執(zhí)行特定過程的操作參數(shù)。在一些實(shí)施方式中，操作參數(shù)是由工藝工程師定義的用于在制備晶片的一個(gè)或多個(gè)(種)層、材料、金屬、氧化物、硅、二氧化硅、表面、電路和/或管芯期間完成一個(gè)或多個(gè)處理步驟的配方的一部分。

在一些實(shí)施方式中，控制器是與系統(tǒng)集成、耦合或者說是通過網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)或它們的組合的計(jì)算機(jī)的一部分或者與該計(jì)算機(jī)耦合。例如，控制器在“云”中或者是晶片廠(fab)主機(jī)系統(tǒng)的全部或一部分，從而可以允許遠(yuǎn)程訪問晶片處理?？刂破鲉⒂脤ο到y(tǒng)的遠(yuǎn)程訪問以監(jiān)測制造操作的當(dāng)前進(jìn)程，檢查過去的制造操作的歷史，檢查多個(gè)制造操作的趨勢或性能標(biāo)準(zhǔn)，以改變當(dāng)前處理的參數(shù)，以設(shè)置處理步驟來跟隨當(dāng)前的處理或者開始新的工藝。

在一些實(shí)施方式中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(例如，服務(wù)器)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給系統(tǒng)提供工藝配方，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包含本地網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)包含允許輸入或編程參數(shù)和/或設(shè)置的用戶界面，該參數(shù)和/或設(shè)置然后從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)傳輸?shù)较到y(tǒng)。在一些實(shí)施例中，控制器接收數(shù)據(jù)形式的用于處理晶片的指令。應(yīng)當(dāng)理解，設(shè)置針對將要在晶片上執(zhí)行的工藝類型以及工具類型，控制器被配置成連接或控制該工具類型。因此，如上所述，控制器例如通過包含一個(gè)或多個(gè)分立的控制器而分布，這些分立的控制器通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起并且朝著共同的目標(biāo)(例如，本文所述的實(shí)現(xiàn)工藝)工作。用于這些目的的分布式控制器的實(shí)施例包含與一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程集成電路(例如，在平臺水平或作為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的一部分)通信的室上的一個(gè)或多個(gè)集成電路，它們結(jié)合以控制室內(nèi)工藝。

在多種實(shí)施方式中，系統(tǒng)包含但不限于，等離子體蝕刻室、沉積室、旋轉(zhuǎn)清洗室、金屬電鍍室、清潔室、倒角邊緣蝕刻室、物理氣相沉積(pvd)室、化學(xué)氣相沉積(cvd)室、原子層沉積(ald)室、原子層蝕刻(ale)室、離子注入室、軌道室、以及在半導(dǎo)體晶片的制備和/或制造中關(guān)聯(lián)或使用的任何其他的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)。

應(yīng)進(jìn)一步指出的是，雖然上述的操作參照平行板等離子體室(例如，電容耦合等離子室等)進(jìn)行描述，但在一些實(shí)施方式中，上述操作適用于其他類型的等離子體室，例如，包含感應(yīng)耦合等離子體(icp)反應(yīng)器的等離子體室，變壓器耦合等離子體(tcp)反應(yīng)器，導(dǎo)體工具，電介質(zhì)工具，包含電子回旋共振(ecr)反應(yīng)器的等離子體室，等。例如，xmhzrf產(chǎn)生器，ymhzrf產(chǎn)生器和zmhzrf產(chǎn)生器被耦合到icp等離子體室內(nèi)的電感器。電感器的形狀的示例包括螺線管、圓頂形線圈、扁平線圈等。

如上所述，根據(jù)工具將要執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)工藝步驟，控制器與一個(gè)或多個(gè)其他的工具電路或模型、其他工具組件、組合工具、其他工具界面、相鄰的工具、鄰接工具、位于整個(gè)工廠中的工具、主機(jī)、另一個(gè)控制器、或者在將晶片的容器往來于半導(dǎo)體制造工廠中的工具位置和/或裝載口搬運(yùn)的材料搬運(yùn)中使用的工具通信。

考慮到上述實(shí)施方式，應(yīng)該理解的是，一些實(shí)施方式采用涉及存儲在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的各種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的操作。這些計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的操作是那些操縱物理量的操作。

一些實(shí)施方式還涉及用于執(zhí)行這些操作的硬件單元或裝置。該裝置針對專用計(jì)算機(jī)構(gòu)成。當(dāng)被定義為專用計(jì)算機(jī)時(shí)，該計(jì)算機(jī)執(zhí)行其他的處理，不屬于專用部分的程序執(zhí)行或例程，同時(shí)仍能夠操作以供專用。

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明描述的操作通過選擇性地激活的計(jì)算機(jī)執(zhí)行，由存儲在計(jì)算機(jī)存儲器中的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序配置，或者通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獲得。當(dāng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(例如，云計(jì)算資源)上的其他計(jì)算機(jī)處理。

本發(fā)明所描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式也可以制造為在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是存儲數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，這些數(shù)據(jù)之后由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包含硬盤驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)附加存儲器(nas)、rom、ram、光盤只讀存儲器(cd-rom)、可錄光盤(cd-r)、可重寫cd(cd-rw)、磁帶和其他光學(xué)以及非光學(xué)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。在一些實(shí)施方式中，非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含分布在與網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀有形介質(zhì)，使得計(jì)算機(jī)可讀代碼以分布的方式存儲和執(zhí)行。

盡管如上所述的一些方法操作以特定的順序呈現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)理解的是，在不同的實(shí)施方式中，其他日常操作在方法操作之間執(zhí)行，或者方法操作被調(diào)整以使它們發(fā)生在稍微不同的時(shí)間，或分布在允許在不同的時(shí)間間隔的方法操作發(fā)生的系統(tǒng)內(nèi)，或以與上述不同的順序執(zhí)行。

還應(yīng)該注意的是，在一個(gè)實(shí)施方式中，在不脫離本公開內(nèi)容所描述的各種實(shí)施方式中描述的范圍的情況下，來自上述的任何實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)特征與任何其他實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)特征組合。

雖然為了清晰理解的目的，已經(jīng)在一定程度上詳細(xì)描述了上述實(shí)施方式，但顯而易見，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)實(shí)踐某些變化和改變方案。因此，本發(fā)明的實(shí)施方式應(yīng)被視為說明性的，而不是限制性的，并且這些實(shí)施方式并不限于本文給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍和等同方案內(nèi)進(jìn)行修改。