本發(fā)明的實施方式涉及在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間通過使用射頻值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施方式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的實施方式提供了在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間通過使用射頻值減小反射功率的裝置、方法和計算機程序。應(yīng)當理解的是，這些實施方式可以以多種方式(例如，工藝、裝置、系統(tǒng)、硬件零件或計算機可讀介質(zhì)上的方法)來實現(xiàn)。若干實施方式在下文描述。

在一些實施方式中，調(diào)諧阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和rf產(chǎn)生器。包括阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的模型的模型系統(tǒng)計算調(diào)諧軌跡。控制阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和rf產(chǎn)生器的主計算機系統(tǒng)被編程為控制阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的電動機驅(qū)動的可變電容器，并且在rf產(chǎn)生器的兩個連續(xù)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變期間向rf產(chǎn)生器提供頻率設(shè)定點。

在多種實施方式中，控制由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的rf脈沖邊緣形狀。rf脈沖邊緣是兩個連續(xù)狀態(tài)之間的邊緣。

在若干實施方式中，在初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變(例如，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1或狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2等)期間計算將應(yīng)用到rf產(chǎn)生器的rf值。使用模型系統(tǒng)和使用應(yīng)用在模型系統(tǒng)的輸出端處的負載阻抗值計算rf值。計算rf值以最小化模型系統(tǒng)的輸入端處的反射系數(shù)的值。根據(jù)在使用等離子體系統(tǒng)的初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間計算的參數(shù)值(例如負載阻抗值、電壓反射系數(shù)值等)來確定負載阻抗值。在與初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變的類型相同的隨后的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間將rf值應(yīng)用到rf產(chǎn)生器。

本文所述的系統(tǒng)和方法的一些優(yōu)點包括在初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間確定rf值，以及在隨后的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間應(yīng)用rf值。將rf值應(yīng)用于隨后的狀態(tài)轉(zhuǎn)變有助于最小化朝向rf產(chǎn)生器反射的功率，并提高處理晶片的效率。此外，模型系統(tǒng)用于確定rf值。與等離子體系統(tǒng)的使用相比，模型系統(tǒng)的使用提高了確定rf值的速度。

具體而言，本發(fā)明的一些方面可以闡述如下：

1.一種用于通過使用射頻值在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間減小反射功率的方法，其包括：

在射頻(rf)產(chǎn)生器的第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在第一多個參數(shù)值下操作并且阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有第一可變可測量因子時，接收在所述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測得的輸入?yún)?shù)值；

針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將一個或多個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參數(shù)值，其中所述一個或多個模型包括所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的模型；

當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第一多個輸出參數(shù)值；

使用所述第一多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第一多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第一多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的反射系數(shù)是最小的；

在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第一多個有利的參數(shù)值下操作。

2.根據(jù)條款1所述的方法，其中所述接收、初始化、計算所述第一多個輸出參數(shù)值和計算所述第一多個有利的參數(shù)值是在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的第一次發(fā)生期間執(zhí)行，其中所述控制執(zhí)行是在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的第二次發(fā)生期間執(zhí)行。

3.根據(jù)條款2所述的方法，其中所述第二次發(fā)生在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的一個或多個中間發(fā)生之后跟隨第一次發(fā)生。

4.根據(jù)條款2所述的方法，其中所述第二次發(fā)生緊隨所述第一次發(fā)生，而在所述第一次發(fā)生和所述第二次發(fā)生之間沒有發(fā)生所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的任何發(fā)生。

5.根據(jù)條款1所述的方法，其還包括：

在所述rf產(chǎn)生器的第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在第二多個參數(shù)值下操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有所述第一可變可測量因子時，接收在所述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測得的輸入?yún)?shù)值；

針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述一個或多個模型初始化為具有所述第一可變可測量因子和所述第二多個參數(shù)值；

當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第二多個參數(shù)值時，根據(jù)所述第二多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第二多個輸出參數(shù)值；

使用所述第二多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第二多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第二多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的反射系數(shù)是最小的；

在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第二多個有利的參數(shù)值下操作。

6.根據(jù)條款5所述的方法，其中，所述接收所述第二多個測得的輸入?yún)?shù)值、針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變初始化、計算所述第二多個輸出參數(shù)值以及計算所述第二多個有利的參數(shù)值在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的第一次發(fā)生期間執(zhí)行，其中所述控制執(zhí)行在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的第二次發(fā)生期間執(zhí)行。

7.根據(jù)條款6所述的方法，其中所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述第二次發(fā)生在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的一個或多個中間發(fā)生之后跟隨所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述第一次發(fā)生。

8.根據(jù)條款6所述的方法，其中所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述第二次發(fā)生緊隨所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述第一次發(fā)生，而在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述第一次發(fā)生和第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述第二次發(fā)生之間沒有發(fā)生所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的任何發(fā)生。

9.根據(jù)條款5所述的方法，其還包括：

在所述rf產(chǎn)生器的所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在所述第一多個有利的參數(shù)值下操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有第一步進可變可測量因子時，接收在所述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三多個測得的輸入?yún)?shù)值；

針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述一個或多個模型初始化為具有所述第一步進可變可測量因子和所述第一多個有利的參數(shù)值；

當所述一個或多個模型具有所述第一步進可變可測量因子和所述第一多個有利的參數(shù)值時，根據(jù)所述第三多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第三多個輸出參數(shù)值；

使用所述第三多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第三多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第三多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的；

在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第三多個有利的參數(shù)值下操作。

10.根據(jù)條款9所述的方法，其還包括：

在所述rf產(chǎn)生器的所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在所述第二多個有利的參數(shù)值下操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有所述第一步進可變可測量因子時，接收在所述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四多個測得的輸入?yún)?shù)值；

針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述一個或多個模型初始化為具有所述第一步進可變可測量因子和所述第二多個有利的參數(shù)值；

當所述一個或多個模型具有所述第一步進可變可測量因子和所述第二多個有利的參數(shù)值時，根據(jù)所述第四多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第四多個輸出參數(shù)值；

使用所述第四多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第四多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第四多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的；

在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第四多個有利的參數(shù)值下操作。

11.根據(jù)條款1所述的方法，其中在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，所述rf產(chǎn)生器從第一功率電平轉(zhuǎn)變到第二功率電平，其中所述第二功率電平低于所述第一功率電平。

12.根據(jù)條款1所述的方法，其中所述一個或多個模型是計算機生成的模型，其中所述一個或多個模型包括rf傳輸線的模型和rf電纜的模型。

13.根據(jù)條款1所述的方法，其中的，當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第一多個輸出參數(shù)值，包括：

當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值中的第一參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值中的第一測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來確定所述第一多個輸出參數(shù)值中的第一輸出參數(shù)值；以及

當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值中的第二參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值中的第二測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來確定所述第一多個輸出參數(shù)值中的第二輸出參數(shù)值。

14.根據(jù)條款1所述的方法，其中的，使用所述第一多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第一多個有利的參數(shù)值，包括：

針對所述第一多個輸出值中的第一輸出值確定所述第一多個有利的參數(shù)值中的第一有利的參數(shù)值，所述第一有利的參數(shù)值使得在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)具有第一最小值；以及

針對所述第一多個輸出值中的第二輸出值確定所述第一多個有利的參數(shù)值中的第二有利的參數(shù)值，所述第二有利的參數(shù)值使得在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)具有第二最小值。

15.一種用于通過使用射頻值在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間減小反射功率的系統(tǒng)，其包括：

處理器，其被配置成，在射頻(rf)產(chǎn)生器的第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在第一多個參數(shù)值下操作并且阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有第一可變可測量因子時，接收在所述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測得的輸入?yún)?shù)值，

其中，所述處理器被配置成，針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將一個或多個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參數(shù)值，其中所述一個或多個模型包括所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的模型；以及

存儲器裝置，其耦合到所述處理器，其中所述存儲器裝置被配置成存儲所述一個或多個模型，

其中所述處理器被配置成，當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第一多個輸出參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，使用所述第一多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第一多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第一多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的反射系數(shù)是最小的，

其中所述處理器被配置成，在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第一多個有利的參數(shù)值下操作。

16.根據(jù)條款15所述的系統(tǒng)，

其中所述處理器被配置成，在所述第rf產(chǎn)生器的第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在第二多個參數(shù)值下操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有所述第一可變可測量因子時，接收在所述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，針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將所述阻抗匹配電路的所述一個或多個模型初始化為具有所述第一可變可測量因子和所述第二多個參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第二多個參數(shù)值時，根據(jù)所述第二多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第二多個輸出參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，使用所述第二多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第二多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第二多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的，

其中所述處理器被配置成，在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第二多個有利的參數(shù)值下操作。

17.根據(jù)條款16所述的系統(tǒng)，

其中所述處理器被配置成，在所述rf產(chǎn)生器的所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在所述第一多個有利的參數(shù)值下操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有第一步進可變可測量因子時，接收在所述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三多個測得的輸入?yún)?shù)值，

其中所述處理器被配置成，針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述一個或多個模型初始化為具有所述第一步進可變可測量因子和所述第一多個有利的參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，當所述一個或多個模型具有所述第一步進可變可測量因子和所述第一多個有利的參數(shù)值時，根據(jù)所述第三多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第三多個輸出參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，使用所述第三多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第三多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第三多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的，

其中所述處理器被配置成，在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第三多個有利的參數(shù)值下操作。

18.根據(jù)條款16所述的系統(tǒng)，

其中所述處理器被配置成，在所述rf產(chǎn)生器的所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在所述第二多個有利的參數(shù)值下操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有所述第一步進可變可測量因子時，接收在所述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四多個測得的輸入?yún)?shù)值，

其中所述處理器被配置成，針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述一個或多個模型初始化為具有所述第一步進可變可測量因子和所述第二多個有利的參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，當所述一個或多個模型具有所述第一步進可變可測量因子和所述第二多個有利的參數(shù)值時，根據(jù)所述第四多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第四多個輸出參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，使用所述第四多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第四多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第四多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的，

其中所述處理器被配置成，在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第四多個有利的參數(shù)值下操作。

19.根據(jù)條款15所述的系統(tǒng)，其中在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，所述rf產(chǎn)生器從第一功率電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙β孰娖剑渲兴龅诙β孰娖降陀谒龅谝还β孰娖健?/p>

20.根據(jù)條款15所述的系統(tǒng)，其中所述一個或多個模型是計算機生成的模型，其中所述一個或多個模型包括rf傳輸線的模型和rf電纜的模型。

21.根據(jù)條款15所述的系統(tǒng)，其中，當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值時，為了根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算所述第一多個輸出參數(shù)值，所述處理器被配置成：

當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值中的第一參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值中的第一測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來確定所述第一多個輸出參數(shù)值中的第一輸出參數(shù)值；以及

當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值中的第二參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值中的第二測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來確定所述第一多個輸出參數(shù)值中的第二輸出參數(shù)值。

22.根據(jù)條款15所述的系統(tǒng)，其中，為了使用所述第一多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第一多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第一多個有利的參數(shù)值，在所述一個或多個模型的輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的，所述處理器被配置成：

針對所述第一多個輸出值中的第一輸出值確定所述第一多個有利的參數(shù)值中的第一有利的參數(shù)值，所述第一有利的參數(shù)值使得在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)具有第一最小值；以及

針對所述第一多個輸出值中的第二輸出值確定所述第一多個有利的參數(shù)值中的第二有利的參數(shù)值，所述第二有利的參數(shù)值使得在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)具有第二最小值。

23.一種用于通過使用射頻值在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間減小反射功率的系統(tǒng)，其包括：

具有輸出端的射頻(rf)產(chǎn)生器；

阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，其具有連接到所述rf產(chǎn)生器的所述輸出端的輸入端；

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，所述處理器被配置成在所述rf產(chǎn)生器的第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在第一多個參數(shù)值下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，接收在所述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一多個測得的輸入?yún)?shù)值，

其中，所述處理器被配置成，針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將一個或多個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參數(shù)值，其中所述一個或多個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成，當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第一多個輸出參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，使用所述第一多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第一多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第一多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的反射系數(shù)是最小的，

其中所述處理器被配置成，在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第一多個有利的參數(shù)值下操作。

24.根據(jù)條款23所述的系統(tǒng)，

其中所述處理器被配置成，在所述第rf產(chǎn)生器的第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在第二多個參數(shù)值下操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有所述第一可變可測量因子時，接收在所述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，針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將所述阻抗匹配電路的所述一個或多個模型初始化為具有所述第一可變可測量因子和所述第二多個參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第二多個參數(shù)值時，根據(jù)所述第二多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型，針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，來計算第二多個輸出參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，使用所述第二多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第二多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第二多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的，

其中所述處理器被配置成，在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第二多個有利的參數(shù)值下操作。

25.根據(jù)條款24所述的系統(tǒng)，

其中所述處理器被配置成，在所述rf產(chǎn)生器的所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在所述第一多個有利的參數(shù)值下操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有第一步進可變可測量因子時，接收在所述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三多個測得的輸入?yún)?shù)值，

其中所述處理器被配置成，針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述一個或多個模型初始化為具有所述第一步進可變可測量因子和所述第一多個有利的參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，當所述一個或多個模型具有所述第一步進可變可測量因子和所述第一多個有利的參數(shù)值時，根據(jù)所述第三多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算第三多個輸出參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，使用所述第三多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第三多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第三多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的，

其中所述處理器被配置成，在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第三多個有利的參數(shù)值下操作。

26.根據(jù)條款25所述的系統(tǒng)，

其中所述處理器被配置成，在所述rf產(chǎn)生器的所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當所述rf產(chǎn)生器在所述第二多個有利的參數(shù)值下操作并且所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有所述第一步進可變可測量因子時，接收在所述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四多個測得的輸入?yún)?shù)值，

其中所述處理器被配置成，針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的所述一個或多個模型初始化為具有所述第一步進可變可測量因子和所述第二多個有利的參數(shù)值，

其中所述處理器被配置成，當所述一個或多個模型具有所述第一步進可變可測量因子和所述第二多個有利的參數(shù)值時，根據(jù)所述第四多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型，針對所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，來計算第四多個輸出參數(shù)值；

其中所述處理器被配置成，使用所述第四多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第四多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第四多個有利的參數(shù)值中的每一個，在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的；

其中所述處理器被配置成，在所述第二類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，控制所述rf產(chǎn)生器以在所述第四多個有利的參數(shù)值下操作。

27.根據(jù)條款23所述的系統(tǒng)，其中在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，所述rf產(chǎn)生器從第一功率電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙β孰娖?，其中所述第二功率電平低于所述第一功率電平?/p>

28.根據(jù)條款23所述的系統(tǒng)，其中所述一個或多個模型是計算機生成的模型，其中所述一個或多個模型包括rf傳輸線的模型和rf電纜的模型。

29.根據(jù)條款23所述的系統(tǒng)，其中，當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值時，為了根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來計算所述第一多個輸出參數(shù)值，所述處理器被配置成：

當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值中的第一參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值中的第一測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來確定所述第一多個輸出參數(shù)值中的第一輸出參數(shù)值；以及

當所述一個或多個模型具有所述第一可變可測量因子和所述第一多個參數(shù)值中的第二參數(shù)值時，根據(jù)所述第一多個測得的輸入?yún)?shù)值中的第二測得的輸入?yún)?shù)值使用所述一個或多個模型針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來確定所述第一多個輸出參數(shù)值中的第二輸出參數(shù)值。

30.根據(jù)條款23所述的系統(tǒng)，其中，使用所述第一多個輸出參數(shù)值和所述一個或多個模型來計算第一多個有利的參數(shù)值，其中對于所述第一多個有利的參數(shù)值，在所述一個或多個模型的輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)是最小的，所述處理器被配置成：

針對所述第一多個輸出值中的第一輸出值確定所述第一多個有利的參數(shù)值中的第一有利的參數(shù)值，所述第一有利的參數(shù)值使得在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)具有第一最小值；以及

針對所述第一多個輸出值中的第二輸出值確定所述第一多個有利的參數(shù)值中的第二有利的參數(shù)值，所述第二有利的參數(shù)值使得在所述一個或多個模型的所述輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的所述反射系數(shù)具有第二最小值。

根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細描述，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施方式。

圖1是等離子體系統(tǒng)的實施方式的示意圖，其用以說明使用模型系統(tǒng)生成用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的多個負載阻抗zl1(st1)n。

圖2是模型系統(tǒng)的實施方式的示意圖，其被初始化為具有多個射頻值rf1(st1)m和可變電容c1以確定多個射頻值rfotpimum1(st1)@c1n。

圖3是等離子體系統(tǒng)的實施方式的示意圖，其用以說明使用模型系統(tǒng)生成用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的多個負載阻抗zl1(st2)n。

圖4是被初始化為具有多個射頻值rf1(st2)o和可變電容c1以確定多個射頻值rfoptimum1(st2)@c1n的模型系統(tǒng)的實施方式的示意圖。

圖5是等離子體系統(tǒng)的實施方式的示意圖，其用以說明使用電容值coptimum1以產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的步進組合可變電容值(stepcombinedvariablecapacitancevalue)cstep1，以及用以說明使用值rfoptimum1(st1)@c1n來產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的在輸出端處的多個負載阻抗zl2(st1)n。

圖6是被初始化為具有射頻值rfoptimum1(st1)@c1n和可變電容cstep1以確定多個射頻值rfotpimum1(st1)@cstep1n的模型系統(tǒng)的實施方式的示意圖。

圖7是等離子體系統(tǒng)的實施方式的示意圖，其用以說明在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間使用電容值coptimum1以應(yīng)用步進組合可變電容值cstep1，以及使用值rfoptimum1(st2)@c1n以在模型系統(tǒng)的輸出端處生成多個負載阻抗zl2(st2)n。

圖8是被初始化為具有多個射頻值rfoptimum1(st2)@c1n和可變電容cstep1以確定多個射頻值rfotpimum1(st2)@cstep1n的模型系統(tǒng)的實施方式的示意圖。

圖9是等離子體系統(tǒng)的實施方式的示意圖，其用以說明使用電容值coptimum2以及使用射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n以在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間處理晶片w。

圖10是等離子體系統(tǒng)的實施方式的示意圖，其用以說明使用電容值coptimum2以及使用射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n以在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間處理晶片w。

圖11是用以說明由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1和st2的曲線圖的實施方式。

圖12是用以說明由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的多于兩種狀態(tài)和rf信號的多于兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)變的曲線圖的實施方式。

具體實施方式

以下實施方式描述了用于在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間通過使用射頻(rf)值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節(jié)中的一些或全部的情況下實踐這些實施方式。在其他情況下，沒有詳細描述公知的處理操作，以免不必要地使這些實施方式難以理解。

圖1是等離子體系統(tǒng)100的實施方式的示意圖，其用以說明使用模型系統(tǒng)102產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的多個負載阻抗zl1(st1)n。等離子體系統(tǒng)100包括射頻(rf)產(chǎn)生器104、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106和等離子體室108。等離子體系統(tǒng)100包括主計算機系統(tǒng)110、驅(qū)動組件112和一個或多個連接機構(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，耦合到負電壓等。卡盤118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，或濺射晶片w，或它們的組合。

在一些實施方式中，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或多個電路部件，例如一個或多個電感器、或一個或多個電容器、或一個或多個電阻器、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包括一個或多個電容器，并且該一個或多個電容器(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)動組件等來改變。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106包括一個或多個具有固定電容的電容器，例如其不能使用驅(qū)動組件112等改變。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的一個或多個可變電容器的組合可變電容是值c1。例如，將一個或多個可變電容器的對應(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。在具有申請no.14/245,803的專利申請中提供了阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的示例。

在多種實施方式中，生成每個匹配網(wǎng)絡(luò)模型(例如，xmhzrf產(chǎn)生器、ymhzrf產(chǎn)生器和zmhzrf產(chǎn)生器中的每個有一個匹配網(wǎng)絡(luò)模型)以在窄頻帶中操作。例如，60mhzrf產(chǎn)生器在窄帶(例如在57和63mhz之間等)下操作。雖然在一些實施方式中，許多電路元件用于精確地對在預(yù)定范圍(例如從直流(dc)功率到200mhz)內(nèi)操作的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路建模，但在若干實施方式中，使用在較窄范圍內(nèi)對分支電路的操作建模的簡化版本，所述較窄范圍例如在從以60mhz等為中心的頻率的預(yù)定百分比的范圍內(nèi)。預(yù)定百分比范圍的示例是從60mhz(1-5％)至60mhz(1+5％)。預(yù)定百分比范圍的另一示例是從60mhz(1-4％)至60mhz(1+4％)。相比于阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的電路部件的數(shù)量，簡化版本具有較少數(shù)量的電路元件

在一些實施方式中，模型系統(tǒng)102包括阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的計算機生成的模型。例如，模型系統(tǒng)102由主計算機系統(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x兆赫茲(mhz)rf產(chǎn)生器連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路時，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算機生成的模型等等。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)模型的一個或多個可變電容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)模型的一個或多個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的分支電路的多個固定電感器的電感組合成由匹配網(wǎng)絡(luò)模型的一個或多個電感元件表示的組合電感，和/或阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的分支電路的多個電阻器的電阻組合成由匹配網(wǎng)絡(luò)模型的一個或多個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：求每個電容的倒數(shù)以產(chǎn)生多個電容倒數(shù)，對該多個電容倒數(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電感求和以產(chǎn)生組合電感，并且串聯(lián)的電阻器的多個電阻被組合以產(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)模型的一個或多個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no.14/245,803的專利申請中提供。此外，在具有申請no.14/245,803的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。

在一些實施方式中，匹配網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)具有三個分支的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的原理圖生成，xmhzrf產(chǎn)生器、ymhzrf產(chǎn)生器和zmhzrf產(chǎn)生器中的每一個使用一個分支。三個分支在阻抗匹配網(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電感器和電容器。對于單獨考慮的三個分支之一，匹配網(wǎng)絡(luò)模型表示三個分支之一。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，以解釋阻抗匹配網(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)由輸入設(shè)備被進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的分支中的一個或多個電感器的展開長度與經(jīng)由一個或多個電感器傳送的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個或更多個電感器。此后，通過輸入設(shè)備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的分支電路的拓撲(例如電路元件之間的連接、電路元件數(shù)量等)相同的拓撲。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。

此外，rf產(chǎn)生器104包括用于產(chǎn)生rf信號的rf電源122。rf產(chǎn)生器104包括連接到rf產(chǎn)生器104的輸出端126的傳感器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。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)動組件112包括驅(qū)動器(例如，一個或多個晶體管等)和電動機，并且電動機經(jīng)由連接機構(gòu)114連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的可變電容器。連接機構(gòu)114的示例包括一個或多個桿或通過齒輪彼此連接的桿等。連接機構(gòu)114連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的可變電容器。例如，連接機構(gòu)114連接到屬于經(jīng)由輸入端128連接到rf產(chǎn)生器104的分支電路的一部分的可變電容器。

應(yīng)當注意，在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106包括連接到rf產(chǎn)生器104的分支電路中的多于一個的可變電容器的情況下，驅(qū)動組件112包括用于控制多于一個可變電容器的單獨的電動機，并且每個電動機通過相應(yīng)的連接機構(gòu)連接到相應(yīng)的可變電容器。在這種情況下，多個連接機構(gòu)被稱為連接機構(gòu)114。

rf產(chǎn)生器104是xmhzrf產(chǎn)生器、ymhzrf產(chǎn)生器或者zmhzrf產(chǎn)生器。在一些實施方式中，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)當注意，在等離子體室100中使用兩個rf產(chǎn)生器(例如xmhzrf產(chǎn)生器和ymhzrf產(chǎn)生器等)的情況下，兩個rf產(chǎn)生器中的一個連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的輸入端128，并且兩個rf產(chǎn)生器中的另一個連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的另一輸入端。類似地，在等離子體室100中使用三個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，rf產(chǎn)生器中的一個rf產(chǎn)生器連接到輸入端128，rf產(chǎn)生器中的第二個rf產(chǎn)生器連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的第二輸入端，并且rf產(chǎn)生器中的第三個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的分支電路連接到輸入端128。在使用三個rf產(chǎn)生器的實施方式中，輸出端140經(jīng)由阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的第二電路分支連接到第二輸入端，并且輸出端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。

主計算機系統(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。主計算機110的示例包括膝上型計算機、或臺式計算機、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連接到主計算機系統(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。

在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間，rf產(chǎn)生器104在從狀態(tài)s1到狀態(tài)s2的轉(zhuǎn)變st1期間在多個射頻值rf1(st1)m下操作，其中m是大于零的整數(shù)。射頻值rf1(st1)m的示例包括rf1(st1)1、rf1(st1)2、rf1(st1)3等。例如，處理器134提供包括用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的射頻值rf1(st1)m以及多個功率電平給rf產(chǎn)生器104。狀態(tài)轉(zhuǎn)變的示例包括從第一狀態(tài)(例如s1等)到第二狀態(tài)(例如s2等)的轉(zhuǎn)變。狀態(tài)轉(zhuǎn)變s1比狀態(tài)s2具有較大的功率電平。例如，狀態(tài)s1具有由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的功率包絡(luò)，并且功率包絡(luò)的功率值大于在狀態(tài)s2期間rf信號的功率包絡(luò)的功率值。rf產(chǎn)生器104在狀態(tài)s1和s2之間操作。在狀態(tài)s1期間，rf信號具有的功率電平(例如，一個或多個功率量、該一個或多個功率量的均方根功率量等)比在狀態(tài)s2期間的rf信號的功率電平大。類似地，在一些實施方式中，在狀態(tài)s1期間，rf信號具有的頻率電平(一個或多個頻率量、該一個或多個頻率量的均方根頻率量等)大于或小于在狀態(tài)s2期間的rf信號的頻率電平。在一些實施方式中，狀態(tài)s1在這里被稱為高狀態(tài)，并且狀態(tài)s2在這里被稱為低狀態(tài)。

在一些實施方式中，在狀態(tài)s2期間，rf信號具有比在狀態(tài)s1期間的rf信號的功率電平大的功率電平。類似地，在這些實施方式中，在狀態(tài)s2期間，rf信號具有的頻率電平(一個或多個頻率量、該一個或多個頻率量的均方根頻率量、rf的包絡(luò)的頻率電平等)大于或小于在狀態(tài)s1期間的rf信號的頻率電平。在這些實施方式中，狀態(tài)s1在這里被稱為低狀態(tài)，并且狀態(tài)s2在這里被稱為高狀態(tài)。

在多種實施方式中，在狀態(tài)s2期間，rf信號具有與在狀態(tài)s1期間的rf信號的功率電平相等的功率電平。

在使用多個rf產(chǎn)生器的一些實施方式中，由這些rf產(chǎn)生器中的第一rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s1比由該第一rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s2具有較高的功率電平。此外，由這些rf產(chǎn)生器中的第二rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s2比由該第二rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s1具有較高的功率電平。此外，類似地，在這些實施方式中，由第一rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s1比由第一rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s2具有較高或較低的頻率電平。此外，由第二rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s2比由第二rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)s1具有較高或較低的頻率電平。

在多種實施方式中，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期間的rf信號的功率電平是大于還是小于在狀態(tài)s1期間的rf信號的功率電平無關(guān)。

在一些實施方式中，如本文所使用的電平(例如，頻率電平、功率電平等)包括一個或多個值，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期間的rf信號的功率值中沒有一個與狀態(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與在狀態(tài)s2期間的rf信號的頻率值相同。

在若干實施方式中，狀態(tài)轉(zhuǎn)變指的是rf信號的兩個頻率電平之間的轉(zhuǎn)變。例如，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1是從rf信號的狀態(tài)s1的一種頻率電平轉(zhuǎn)變到rf信號的狀態(tài)s2的另一頻率電平。又例如，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2是從rf信號的狀態(tài)s2的另一頻率水平轉(zhuǎn)變到rf信號的狀態(tài)s1的頻率電平。

在各種實施方式中，rf產(chǎn)生器104從處理器134或從主計算機系統(tǒng)110內(nèi)的時鐘源(例如，振蕩器等)接收時鐘信號，并且與時鐘信號同步地在狀態(tài)s1和s2交替。舉例而言，當時鐘信號脈沖為高時，rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生具有狀態(tài)s1的rf信號，并且當時鐘信號為低時，rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生具有狀態(tài)s2的rf信號。當時鐘信號從高到低脈沖時，rf信號從狀態(tài)s1脈沖到狀態(tài)s2，并且經(jīng)由狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1從狀態(tài)s1轉(zhuǎn)變到狀態(tài)s2。當時鐘信號從低到高脈沖時，rf信號從狀態(tài)s2脈沖到狀態(tài)s1，并且經(jīng)由狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2從狀態(tài)s2轉(zhuǎn)變到狀態(tài)s1。rf產(chǎn)生器104經(jīng)由連接到rf產(chǎn)生器104和主計算機系統(tǒng)110的網(wǎng)絡(luò)電纜138接收配方，并且rf產(chǎn)生器104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(st1)m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)動組件112的驅(qū)動器發(fā)送信號以產(chǎn)生一個或多個電流信號。一個或多個電流信號由驅(qū)動器產(chǎn)生并被發(fā)送到驅(qū)動組件112的相應(yīng)的一個或多個電動機的相應(yīng)的一個或多個定子。驅(qū)動組件112的與相應(yīng)的一個或多個定子電場連接的一個或多個轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以移動連接機構(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(st1)m的rf信號，并且使連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的負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130和rf產(chǎn)生器104。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，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(st1)m的rf信號，并且阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106具有組合可變電容c1時，傳感器124感測在輸出端126處的多個電壓反射系數(shù)γmi1(st1)n并且通過網(wǎng)絡(luò)電纜136將電壓反射系數(shù)γmi1(st1)n提供給處理器134，其中n是大于零的整數(shù)。例如，在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間，傳感器124以預(yù)定的周期性時間間隔測量電壓反射系數(shù)γmi1(st1)n，例如每幾微秒、每0.5微秒、每10微秒等等測量電壓反射系數(shù)γmi1(st1)n，其中n是時間間隔的數(shù)量且與電壓反射系數(shù)γmi1(st1)n的數(shù)量相同。進一步舉例而言，傳感器124在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間測量在離狀態(tài)s1結(jié)束4微秒時的電壓反射系數(shù)γmi1(st1)1，以及在離狀態(tài)s1結(jié)束8微秒時的電壓反射系數(shù)γmi1(st1)2。電壓反射系數(shù)的示例包括從等離子體室108朝向rf產(chǎn)生器104反射的電壓與在由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號內(nèi)提供的電壓的比率。

處理器134根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi1(st1)n計算多個阻抗zmi1(st1)n。例如，處理器134通過應(yīng)用等式(1)以及求解zmi1(st1)1來計算阻抗zmi1(st1)1，等式(1)為γmi1(st1)1＝(zmi1(st1)1–zo)/(zmi1(st1)1+zo)，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)并求解zmi1(st1)2來計算阻抗zmi1(st1)2，等式(2)為γmi1(st1)2＝(zmi1(st1)2–zo)/(zmi1(st1)2+zo)。阻抗zo經(jīng)由輸入設(shè)備(鼠標、鍵盤、觸筆、鍵盤、按鈕、觸摸屏等)提供給處理器134，該輸入設(shè)備經(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。在一些實施方式中，傳感器124測量阻抗zmi1(st1)n并通過網(wǎng)絡(luò)電纜136將阻抗zmi1(st1)n提供給處理器134。

阻抗zmi1(st1)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)以計算在模型的輸出端144的多個負載阻抗zl1(st1)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和多個射頻值rf1(st1)m。例如，阻抗zmi1(st1)1由處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102的一個或多個電路元件正向傳導(dǎo)，以生成負載阻抗zl1(st1)1。舉例而言，模型系統(tǒng)102被初始化為具有射頻rf1(st1)1和組合可變電容c1。當模型系統(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，處理器134計算在模型系統(tǒng)102的輸入端142接收的阻抗zmi1(st1)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)生負載阻抗zl1(st1)1。舉另一示例而言，阻抗zmi1(st1)2由處理器134經(jīng)由模型系統(tǒng)102的一個或多個電路元件正向傳導(dǎo)，以生成負載阻抗zl1(st1)2。舉例而言，模型系統(tǒng)102被初始化為具有射頻rf1(st1)2和組合可變電容c1。當模型系統(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，處理器134計算在模型系統(tǒng)102的輸入端142處接收到的阻抗zmi1(st1)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)生負載阻抗zl1(st1)2。

在多種實施方式中，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，以測量電壓反射系數(shù)。

在一些實施方式中，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1在這里被稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)變的一種類型，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2在這里被稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)變的一種類型。

在一些實施方式中，由處理器134根據(jù)預(yù)先分配的權(quán)重來將每個測得的電壓反射系數(shù)γmi1(st1)n加權(quán)。由處理器134應(yīng)用到電壓反射系數(shù)γmi1(st1)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)γmi1(st1)n，而是應(yīng)用加權(quán)電壓反射系數(shù)wγmi1(st1)n以確定負載阻抗zl1(st1)n，其中，w表示權(quán)重。

工藝條件的實例包括rf產(chǎn)生器104的操作的各種頻率值，或rf產(chǎn)生器104的操作的各種頻率值，或上電極116與卡盤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rf產(chǎn)生器140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)，或其中的兩者或更多者的組合。舉例而言，工藝條件1包括由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的頻率值frq1，由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的功率值pwr1，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)的間隙以及兩種工藝氣體的化學(xué)性質(zhì)。工藝條件2包括由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的頻率值frq2，由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的功率值pwr2，等離子體室108內(nèi)的溫度tmp1，在等離子體室108內(nèi)的壓力pr1，gp1mm的間隙，以及兩種處理氣體的化學(xué)性質(zhì)。

圖2是被初始化為具有射頻值rf1(st1)m和可變電容c1以確定多個射頻值rfoptimum1(st1)@c1n的模型系統(tǒng)102的實施方式的示意圖。對于射頻值rfotpimum1(st1)@c1n中的每一個，輸入端142處的用于狀態(tài)st1的電壓反射系數(shù)γ(st1)是最小的。處理器134根據(jù)負載阻抗zl1(st1)n和模型系統(tǒng)102計算多個射頻值rfoptimum1(st1)n。對于射頻值rfotpimum1(st1)@c1n中的每一個，電壓反射系數(shù)γ(st1)是電壓反射系數(shù)γ(st1)的多個值中的最小值。例如，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(st1)1和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl1(st1)1，以確定在輸入端142生成用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的輸入阻抗z1的射頻值rfoptimum1(st1)@c11。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計算電壓反射系數(shù)γ(st1)1。此外，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(st1)1和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl1(st1)1，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的輸入阻抗z2的射頻值rfoptimum1(st1)@c1_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計算電壓反射系數(shù)γ(st1)2。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(st1)1小于電壓反射系數(shù)γ(st1)2，并且確定射頻值rfoptimum1(st1)@c11是使得電壓反射系數(shù)γ(st1)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(st1)2和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl1(st1)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的輸入阻抗z3的射頻值rfoptimum1(st1)@c12。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計算電壓反射系數(shù)γ(st1)3。此外，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(st1)2和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl1(st1)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的輸入阻抗z4的射頻值rfoptimum1(st1)@c1_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計算電壓反射系數(shù)γ(st1)4。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(st1)3小于電壓反射系數(shù)γ(st1)4，并且確定射頻值rfoptimum1(st1)@c12是使得電壓反射系數(shù)γ(st1)3為最小值的射頻值。

應(yīng)當注意，值zl1(st1)1根據(jù)負載值zmi1(st1)1確定，負載值zmi1(st1)1是從狀態(tài)s1結(jié)束起第一時間周期結(jié)束(例如t1等)時測得的。值zl1(st1)2根據(jù)負載值zmi1(st1)2確定，負載值zmi1(st1)2是從狀態(tài)s1結(jié)束起、從時間周期t1開始的第二時間周期結(jié)束(例如t2等)時測得的。在一些實施方式中，在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間的第二時間周期t2與第一時間周期t1從狀態(tài)s1連續(xù)，并且長度等于在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間的第一時間周期。在多種實施方式中，電壓反射系數(shù)γ(st1)1在用于第一時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(st1)2在用于第二時間周期的所有電壓反射系數(shù)中是最小值。

在一些實施方式中，由處理器134執(zhí)行非線性最小二乘優(yōu)化例程以根據(jù)負載阻抗zl1(st1)n和模型系統(tǒng)102求解和計算射頻值rfoptimum1(st1)@c1n。對于射頻值rfoptimum1(st1)@c1n中的每一個，用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的電壓反射系數(shù)γ(st1)是最小的。在多種實施方式中，預(yù)定等式由處理器134應(yīng)用以從負載阻抗zl1(st1)n和模型系統(tǒng)102求解和計算射頻值rfoptimum1(st1)@c1n。

在多種實施方式中，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。

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

圖3是等離子體系統(tǒng)100的實施方式的示意圖，其用以說明使用模型系統(tǒng)102產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的多個負載阻抗zl1(st2)n。由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2是從狀態(tài)s2到狀態(tài)s1。在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間，rf產(chǎn)生器104在多個射頻值rf1(st2)o下操作，并且晶片w放置在頂表面120上以供處理，其中o是大于零的整數(shù)。例如，處理器134向rf產(chǎn)生器104提供包括射頻值rf1(st2)o和用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的多個功率電平的配方。rf產(chǎn)生器104經(jīng)由連接到rf產(chǎn)生器104和主計算機系統(tǒng)110的網(wǎng)絡(luò)電纜138接收配方，并且rf產(chǎn)生器104的dsp向rf電源122提供配方。rf電源122生成具有射頻頻率值rf1(st2)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。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(st2)o的rf信號，并且使連接到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的負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。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提供給卡盤118。當經(jīng)修改的信號結(jié)合一種或多種處理氣體提供給卡盤118時，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。

在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間，當產(chǎn)生具有射頻值rf1(st2)o的rf信號，并且阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106具有組合可變電容c1時，傳感器124感測在輸出端126處的多個電壓反射系數(shù)γmi1(st2)n并且通過網(wǎng)絡(luò)電纜136將該電壓反射系數(shù)提供給處理器134。與針對狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的情況類似，在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間，在從狀態(tài)s2結(jié)束起的周期性時間間隔n處測量電壓反射系數(shù)γmi1(st2)。例如，在從狀態(tài)s2結(jié)束起的第一時間段t1結(jié)束時測量電壓反射系數(shù)γmi1(st2)1，并且在從狀態(tài)s2結(jié)束起的第一時間周期t1結(jié)束起的第二時間周期t2結(jié)束時測量電壓反射系數(shù)γmi1(st2)2。處理器134根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi1(st2)n計算多個阻抗zmi1(st2)n。例如，處理器134通過應(yīng)用等式(3)以及求解zmi1(st2)1來計算阻抗zmi1(s2)1，等式(3)為γmi1(st2)1＝(zmi1(st2)1–zo)/(zmi1(st2)1+zo)。舉另一示例而言，處理器134通過應(yīng)用等式(4)并求解zmi1(st2)2來計算阻抗zmi1(st2)2，等式(4)為γmi1(st2)2＝(zmi1(st2)2–zo)/(zmi1(st2)2+zo)。在一些實施方式中，傳感器124測量阻抗zmi1(st2)n并通過網(wǎng)絡(luò)電纜136將阻抗zmi1(st2)n提供給處理器134。

阻抗zmi1(st2)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)以計算在模型的輸出端144的多個負載阻抗zl1(st2)n。例如，模型系統(tǒng)102被初始化以具有射頻值rf1(st2)o和可變電容c1。當模型系統(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，處理器134計算在模型系統(tǒng)102的輸入端142接收的阻抗zmi1(st2)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)生負載阻抗zl1(st2)1。處理器134計算在模型系統(tǒng)102的輸入端142處接收到的阻抗zmi1(st2)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)生負載阻抗zl1(st2)2。

在一些實施方式中，由處理器134根據(jù)預(yù)先分配的權(quán)重來將每個測得的電壓反射系數(shù)γmi1(st2)n加權(quán)。由處理器134應(yīng)用到電壓反射系數(shù)γmi1(st2)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)γmi1(st2)n，應(yīng)用加權(quán)電壓反射系數(shù)wγmi1(st2)n以確定負載阻抗zl1(st2)n，其中，w表示權(quán)重。

圖4是被初始化為具有射頻值rf1(st2)o和可變電容c1以確定多個射頻值rfoptimum1(st2)@c1n的模型系統(tǒng)102的實施方式的示意圖。對于射頻值rfoptimum1(st2)@c1n中的每一個，輸入端142處的用于狀態(tài)st2的電壓反射系數(shù)γ(st2)在γ(st2)的多個值中是最小的。例如，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(st2)1和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl1(st2)1，以確定在輸入端142生成用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的輸入阻抗z5的射頻值rfoptimum1(st2)@c11。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z5計算電壓反射系數(shù)γ(st2)5。此外，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(st2)1和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl1(st2)1，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的輸入阻抗z6的射頻值rfoptimum1(st2)@c1_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z6計算電壓反射系數(shù)γ(st2)6。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(st2)5小于電壓反射系數(shù)γ(st2)6，并且確定射頻值rfoptimum1(st2)@c11是使得電壓反射系數(shù)γ(st2)5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(st2)2和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl1(st2)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的輸入阻抗z7的射頻值rfoptimum1(st2)@c12。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z7計算電壓反射系數(shù)γ(st2)7。此外，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rf1(st2)2和可變電容c1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl1(st2)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的輸入阻抗z8的射頻值rfoptimum1(st2)@c1_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z8計算電壓反射系數(shù)γ(st2)8。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(st2)7小于電壓反射系數(shù)γ(st2)8，并且確定射頻值rfoptimum1(st2)@c12是使得電壓反射系數(shù)γ(st2)7為最小值的射頻值。

應(yīng)當注意，值zl1(st2)1根據(jù)負載值zmi1(st2)1確定，負載值zmi1(st2)1是從狀態(tài)s2結(jié)束起第一時間周期結(jié)束(例如t1等)時測得的。值zl1(st2)2根據(jù)負載值zmi1(st2)2確定，負載值zmi1(st2)2是從狀態(tài)s2結(jié)束起、從第一時間周期t1開始的第二時間周期結(jié)束(例如t2等)時測得的。第二時間周期t2與第一時間周期t1從狀態(tài)s2連續(xù)。電壓反射系數(shù)γ(st2)5在用于第一時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(st2)7在用于第二時間周期的所有電壓反射系數(shù)中是最小值。

在一些實施方式中，由處理器134執(zhí)行非線性最小二乘優(yōu)化例程以根據(jù)負載阻抗zl1(st2)n和模型系統(tǒng)102求解和計算射頻值rfoptimum1(st2)@c1n。對于射頻值rfoptimum1(st2)@c1n中的每一個，用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的電壓反射系數(shù)γ(st2)是最小的。在多種實施方式中，預(yù)定等式由處理器134應(yīng)用以從負載阻抗zl1(st2)n和模型系統(tǒng)102求解和計算射頻值rfoptimum1(st2)@c1n。

圖5是等離子體系統(tǒng)100的實施方式的示意圖，其用以說明使用電容值coptimum1以產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的步進組合可變電容值cstep1，以及用以說明使用值rfoptimum1(st1)@c1n來產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的在模型系統(tǒng)102的輸出端144處的多個負載阻抗zl2(st1)n。應(yīng)當注意，確定電容值coptimum1的方式記載在美國專利申請no.15/098,189中。處理器134在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間修改配方以包括射頻值rfoptimum1(st1)@c1n并且向rf產(chǎn)生器104提供射頻值rfoptimum1(st1)@c1n。此外，處理器134確定用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的步進可變電容值(stepvariablecapacitancevalue)cstep1。步進可變電容值cstep1是在從值c1至值coptimum1的方向上的步長。

應(yīng)當注意，當修改阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的對應(yīng)的一個或多個可變電容器的一個或多個電容以從c1改變成coptimum1時，一個或多個可變電容器相對于在由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的rf頻率的變化足夠慢地移動。替代將阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容設(shè)置為值coptimum1，處理器134控制驅(qū)動組件112，使得阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容被設(shè)置為值cstep1。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106獲得可變電容coptimum1所需的時間比由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生具有射頻值rfoptimum1(st1)@c1n的rf信號所需的時間長(例如，約幾秒等)。例如，rf產(chǎn)生器104從射頻rf1(st1)m獲得射頻值rfoptimum1(st1)@c1n需要的時間在微秒的量級。結(jié)果，難以在從值rf1(st1)m獲得射頻值rfoptimum1(st1)@c1n的同時從值c1直接獲得可變電容coptimum1使得在rf產(chǎn)生器104的輸入端126的電壓反射系數(shù)γ(st1)是最小的。因此，在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間，在朝向可變電容coptimum1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。在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間，處理器134還控制rf產(chǎn)生器104以在射頻值rfoptimum1(st1)@c1n下操作。

對于射頻rfoptimum1(st1)@c1n和可變電容cstep1，rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生具有射頻值rfoptimum1(st1)@c1n的rf信號，其經(jīng)由阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106傳遞以生成經(jīng)修改的信號，其被提供給下電極118。當使用值rfoptimum1(st1)@c1n而不是值rf1(st1)m時，在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間向rf產(chǎn)生器104反射較少量的功率。

當rf產(chǎn)生器104生成具有射頻值rfoptimum1(st1)@c1n的rf信號并且組合可變電容為cstep1時，傳感器124測量在輸出端126處的多個電壓反射系數(shù)γmi2(st1)n，并且處理器134以與如上所述根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi1(st1)n產(chǎn)生阻抗值zmi1(st1)n的方式相同的方式，根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi2(st1)n生成多個阻抗zmi2(st1)n。例如，處理器134根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi2(st1)1生成阻抗值zmi2(st1)1，γmi2(st1)1在從狀態(tài)s1結(jié)束起的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的第一時間周期t1期間測量。此外，處理器134根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi2(st1)2生成阻抗值zmi2(st1)2，γmi2(st1)2在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間在從第一時間周期t1結(jié)束起的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的第二時間周期t2結(jié)束時測量。

此外，當模型系統(tǒng)102被設(shè)置為具有用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的射頻值rfoptimum1(st1)@c1n和用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的組合可變電容cstep1時，阻抗zmi2(st1)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zmi1(st1)n在輸出端144處生成負載阻抗zl1(st1)n的方式相同的方式在模型系統(tǒng)102的輸出端144生成負載阻抗zl2(st1)n。

在多種實施方式中，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coptimum1。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coptimum1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coptimum1小于組合可變電容cstep1。

在一些實施方式中，代替根據(jù)從傳感器124接收的、用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的電壓反射系數(shù)(例如，γmi1(st1)n、γmi2(st1)n等)來產(chǎn)生阻抗，例如，阻抗zmi1(st1)n、zmi2(st1)n等，處理器134接收該電壓反射系數(shù)以在模型系統(tǒng)102的輸出端144產(chǎn)生多個相應(yīng)的負載電壓反射系數(shù)，例如，γl1(st1)n、γl2(st1)n等。多個相應(yīng)的負載電壓反射系數(shù)以與用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的負載阻抗(例如zl1(st1)n、zl2(st1)n等)應(yīng)用于模型系統(tǒng)102的輸出端144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)變?yōu)樽杩?，反之亦然?/p>

在多種實施方式中，代替用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的電壓反射系數(shù)值γmi1(st1)n和γmi2(st1)n，電壓反射系數(shù)值γmi1(st1)n和γmi2(st1)n的統(tǒng)計值(例如，平均值、移動平均值等)由處理器134計算并將其提供給模型系統(tǒng)的輸入端142，以用于計算模型系統(tǒng)102的輸出端144處的負載阻抗值。例如，代替應(yīng)用電壓反射系數(shù)值γmi2(st1)n至模型系統(tǒng)102的輸入端142，將由處理器134根據(jù)電壓反射系數(shù)值γmi1(st1)n和γmi2(st1)n確定的平均值作為輸入提供給模型系統(tǒng)102，以計算模型系統(tǒng)102的輸出端144處的負載阻抗zl2(st1)n。進一步舉例而言，電壓反射系數(shù)值γmi1(st1)1和γmi2(st1)1的第一平均值由處理器134確定，并且第一平均值經(jīng)由模型系統(tǒng)102正向傳導(dǎo)以生成負載阻抗值zl2(st1)1。此外，電壓反射系數(shù)值γmi1(st1)2和γmi2(st1)2的第二平均值由處理器134確定，并且第二平均值經(jīng)由模型系統(tǒng)102正向傳導(dǎo)以生成負載阻抗值zl2(st1)2。

在一些實施方式中，由處理器134根據(jù)預(yù)先分配的權(quán)重對每個測得的電壓反射系數(shù)γmi2(st1)n進行加權(quán)。處理器134應(yīng)用到電壓反射系數(shù)γmi2(st1)n的權(quán)重由處理器134經(jīng)由輸入設(shè)備作為輸入接收，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)γmi2(st1)n，應(yīng)用加權(quán)電壓反射系數(shù)wγmi2(st1)n以確定負載阻抗zl2(st1)n，其中w是權(quán)重。

圖6是被初始化為具有射頻值rfoptimum1(st1)@c1n和可變電容cstep1以確定多個射頻值rfotpimum1(st1)@cstep1n的模型系統(tǒng)102的實施方式的示意圖。對于射頻值rfotpimum1(st1)@cstep1n中的每一個，在輸入端142的用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的電壓反射系數(shù)γ(st1)是最小的。處理器134根據(jù)負載阻抗zl2(st1)n和模型系統(tǒng)102計算多個射頻值rfoptimum1(st1)@cstepn。對于射頻值rfoptimum1(st1)@cstepn中的每一個，電壓反射系數(shù)γ(st1)在電壓反射系數(shù)γ(st1)的多個值中是最小的。例如，處理器134經(jīng)由被設(shè)置為具有射頻值rfoptimum1(st1)@c11和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl2(st1)1，以確定在輸入端142產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的輸入阻抗z9的射頻值rfoptimum1(st1)@cstep11。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z9計算電壓反射系數(shù)γ(st1)9。此外，處理器134經(jīng)由被設(shè)置為具有射頻值rfoptimum1(st1)@c11和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl2(st1)1，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的輸入阻抗z10的射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1_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z10計算電壓反射系數(shù)γ(st1)10。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(st1)9小于電壓反射系數(shù)γ(st1)10，并且確定射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1是使得電壓反射系數(shù)γ(st1)9為最小值的射頻值。

舉另一示例而言，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rfoptimum1(st1)@c12和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl2(st1)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的輸入阻抗z11的射頻值rfoptimum1(st1)@cstep12。處理器134以與上述使用等式(2)描述的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z11計算電壓反射系數(shù)γ(st1)11。此外，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rfoptimum1(st1)@c12和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl2(st1)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的輸入阻抗z12的射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1_2。處理器134以與上述使用等式(2)描述的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z12計算電壓反射系數(shù)γ(st1)12。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(st1)11小于電壓反射系數(shù)γ(st1)12，并且確定射頻值rfoptimum1(st1)@cstep12是使得電壓反射系數(shù)γ(st1)11為最小值的射頻值。

應(yīng)當注意，值zl2(st1)1根據(jù)值zmi2(st1)1確定，值zmi2(st1)1是在從狀態(tài)s1結(jié)束起的第一時間周期(例如t1等)結(jié)束時測得的。值zl2(st1)2根據(jù)負載值zmi2(st1)2確定，值zmi2(st1)2是在從狀態(tài)s1結(jié)束時起的第一時間周期t1起的第二時間周期(例如t2等)結(jié)束時測得的。從狀態(tài)s1開始的第二時間周期與從狀態(tài)s1開始的第一時間周期t1是連續(xù)的。電壓反射系數(shù)γ(st1)9在用于第一時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(st1)11在用于第二時間周期的所有電壓反射系數(shù)中是最小值。

在一些實施方式中，由處理器134執(zhí)行非線性最小二乘優(yōu)化例程以根據(jù)負載阻抗zl2(st1)n和模型系統(tǒng)102求解和計算射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n。對于射頻值rf(p(1+m))n中的每一個，用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的電壓反射系數(shù)γ(st1)是最小的。在多種實施方式中，預(yù)定等式由處理器134應(yīng)用以根據(jù)負載阻抗zl2(st1)n和模型系統(tǒng)102求解和計算射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n。

在一些實施方式中，本文參考圖1和圖2描述的操作在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的第一次發(fā)生期間執(zhí)行，并且本文中參考圖5描述的操作是在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的第二次發(fā)生期間。例如，參考圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2與參考圖1和圖2描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1是連續(xù)的。在使用圖1和圖2描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1與使用圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2之間沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)變。舉例而言，參考圖1和圖2描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1之后緊接有狀態(tài)s2，狀態(tài)s2之后緊接有使用圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2。此外，在該示例中，參考圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1與參考圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2是連續(xù)的。使用圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2與使用圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1之間沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)變。舉例而言，參考圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2之后緊接有狀態(tài)s1，狀態(tài)s1之后緊接有參考圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1。

在多種實施方式中，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的第二次發(fā)生在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的一個或多個中間發(fā)生之后發(fā)生，該一個或多個中間發(fā)生在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的第一次發(fā)生之后發(fā)生。例如，參考圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的第二次發(fā)生在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的一次或多次發(fā)生之后發(fā)生，并且一次或多次發(fā)生在參考圖1和圖2描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的第一次發(fā)生之后發(fā)生。

圖7是等離子體系統(tǒng)100的實施方式的示意圖，其用以說明在從狀態(tài)s2至s1的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間使用電容值coptimum1以產(chǎn)生步進組合可變電容值cstep1，以及使用值rfoptimum1(st2)@c1n以在模型系統(tǒng)的輸出端144處生成多個負載阻抗zl2(st2)n。處理器134修改配方以在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間包括射頻值rfoptimum1(st2)@c1n并且向rf產(chǎn)生器104提供射頻值rfoptimum1(st2)@c1n。此外，處理器134確定用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的步進可變電容值cstep1。

在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間，替代將阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容設(shè)置為值coptimum1，處理器134控制驅(qū)動組件112，使得阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容被設(shè)置為值cstep1。此外，處理器134控制rf產(chǎn)生器104以在射頻值rfoptimum1(st2)@c1n值下操作。當使用值rfoptimum1(st2)@c1n而不是值rf1(st2)o時，在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間向rf產(chǎn)生器104反射較少量的功率。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106獲得可變電容coptimum1所需的時間比由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生具有射頻值rfoptimum1(st2)@c1n的rf信號所需的時間長(例如，約幾秒等)。例如，rf產(chǎn)生器104從射頻rf1(st2)o獲得射頻值rfoptimum1(st2)@c1n需要的時間在微秒的量級。結(jié)果，難以在從值rf1(st2)o獲得射頻值rfoptimum1(st2)@c1n的同時從值c1直接獲得值coptimum1使得在rf產(chǎn)生器104的輸入端126的電壓反射系數(shù)γ(s2)是最小的。因此，在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間，在朝向可變電容coptimum1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。

對于射頻值rfoptimum1(st2)@c1n和可變電容cstep1，rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生具有射頻值rfoptimum1(st2)@c1n的rf信號，并且該rf信號經(jīng)由阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106傳遞以生成經(jīng)修改的信號，該經(jīng)修改的信號被提供給下電極118。當rf產(chǎn)生器104生成具有射頻值rfoptimum1(st2)@c1n的rf信號并且組合可變電容為cstep1時，傳感器124測量在輸出端126處的多個電壓反射系數(shù)γmi2(st2)n，并且將該多個電壓反射系數(shù)γmi2(st2)n經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)電纜136提供給處理器134。處理器134以與如上所述根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi1(st2)n產(chǎn)生阻抗值zmi1(st2)n的方式相同的方式，根據(jù)電壓反射系數(shù)γmi2(st2)n生成多個阻抗zmi2(st2)n。此外，當模型系統(tǒng)102被設(shè)置為具有射頻值rfoptimum1(st2)@c1n和可變電容cstep1時，阻抗zmi2(st2)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zmi1(st2)n在輸出端144處生成負載阻抗zl1(st2)n的方式相同的方式在模型系統(tǒng)102的輸出端144生成多個負載阻抗zl2(st2)n。

在一些實施方式中，代替根據(jù)從傳感器124接收的、用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的電壓反射系數(shù)(例如，γmi1(st2)n、γmi2(st2)n等)來產(chǎn)生阻抗，例如，阻抗zmi1(st2)n、zmi2(st2)n等，處理器134接收該電壓反射系數(shù)以在模型系統(tǒng)102的輸出端144產(chǎn)生多個相應(yīng)的負載電壓反射系數(shù)，例如，γl1(st2)n、γl2(st2)n等。多個相應(yīng)的負載電壓反射系數(shù)以與用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的負載阻抗(例如zl1(st2)n、zl2(st2)n等)應(yīng)用于模型系統(tǒng)102的輸出端144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)變?yōu)樽杩梗粗嗳弧?/p>

在一些實施方式中，代替用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的電壓反射系數(shù)值γmi1(st2)n和γmi2(st2)n，電壓反射系數(shù)值γmi1(st2)n和γmi2(st2)n的統(tǒng)計值(例如，平均值、移動平均值等)由處理器134計算并將其提供給模型系統(tǒng)的輸入端142，以用于計算模型系統(tǒng)102的輸出端144處的負載阻抗值。例如，代替應(yīng)用電壓反射系數(shù)值γmi2(st2)n至模型系統(tǒng)102的輸入端142，將由處理器134根據(jù)電壓反射系數(shù)值γmi1(st2)n和γmi2(st2)n確定的平均值作為輸入提供給模型系統(tǒng)102，以計算模型系統(tǒng)102的輸出端144處的負載阻抗zl2(st2)n。進一步舉例而言，電壓反射系數(shù)值γmi1(st2)1和γmi2(st2)1的第一平均值由處理器134確定，并且第一平均值經(jīng)由模型系統(tǒng)102正向傳導(dǎo)以生成負載阻抗值zl2(st2)1。此外，電壓反射系數(shù)值γmi1(st2)2和γmi2(st2)2的第二平均值由處理器134確定，并且第二平均值經(jīng)由模型系統(tǒng)102正向傳導(dǎo)以生成負載阻抗值zl2(st2)2。

在一些實施方式中，由處理器134根據(jù)預(yù)先分配的權(quán)重對每個測得的電壓反射系數(shù)γmi2(st2)n進行加權(quán)。處理器134應(yīng)用到電壓反射系數(shù)γmi2(st2)n的權(quán)重由處理器134經(jīng)由輸入設(shè)備作為輸入接收，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)γmi2(st2)n，應(yīng)用加權(quán)電壓反射系數(shù)wγmi2(st2)n以確定負載阻抗zl2(st2)n，其中w是權(quán)重。

圖8是被初始化為具有射頻值rfoptimum1(st2)@c1n和可變電容cstep1以確定多個射頻值rfotpimum1(st2)@cstep1n的模型系統(tǒng)102的實施方式的示意圖。對于射頻值rfotpimum1(st2)@cstep1n中的每一個，在輸入端142的用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的電壓反射系數(shù)γ(st2)是最小的。處理器134根據(jù)負載阻抗zl2(st2)n和模型系統(tǒng)102計算多個射頻值rfoptimum1(st2)@cstepn。對于射頻值rfoptimum1(st2)@cstepn中的每一個，電壓反射系數(shù)γ(st2)在電壓反射系數(shù)γ(st2)的多個值中是最小的。例如，處理器134經(jīng)由被設(shè)置為具有射頻值rfoptimum1(st2)@c11和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl2(st2)1，以確定在輸入端142產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的輸入阻抗z13的射頻值rfoptimum1(st2)@cstep11。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z13計算電壓反射系數(shù)γ(st2)13。此外，處理器134經(jīng)由被設(shè)置為具有射頻值rfoptimum1(st2)@c11和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl2(st2)1，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的輸入阻抗z14的射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1_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z14計算電壓反射系數(shù)γ(st2)14。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(st2)13小于電壓反射系數(shù)γ(st2)14，并且確定射頻值rfoptimum1(st2)@cstep11是使得電壓反射系數(shù)γ(st2)13為最小值的射頻值。

舉另一示例而言，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rfoptimum1(st2)@c12和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl2(st2)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的輸入阻抗z15的射頻值rfoptimum1(st2)@cstep12。處理器134以與上述使用等式(2)描述的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z15計算電壓反射系數(shù)γ(st2)15。此外，處理器134經(jīng)由被初始化為具有射頻rfoptimum1(st2)@c12和可變電容cstep1的模型系統(tǒng)102反向傳導(dǎo)負載阻抗zl2(st2)2，以確定在輸入端142處產(chǎn)生用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的輸入阻抗z16的射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1_2。處理器134以與上述使用等式(2)描述的方式類似的方式根據(jù)輸入阻抗z16計算電壓反射系數(shù)γ(st2)16。處理器134確定電壓反射系數(shù)γ(st2)15小于電壓反射系數(shù)γ(st2)16，并且確定射頻值rfoptimum1(st2)@cstep12是使得電壓反射系數(shù)γ(st2)15為最小值的射頻值。

應(yīng)當注意，值zl2(st2)1根據(jù)負載值zmi2(st2)1確定，值zmi2(st2)1是在從狀態(tài)s2結(jié)束起的第一時間周期(例如t1等)結(jié)束時測得的。值zl2(st2)2根據(jù)負載值zmi2(st2)2確定，值zmi2(st2)2是在從狀態(tài)s2結(jié)束起的第一時間周期t1起的第二時間周期(例如t2等)結(jié)束時測得的。從狀態(tài)s2開始的第二時間周期與從狀態(tài)s2開始的第一時間周期t1是連續(xù)的。電壓反射系數(shù)γ(st2)13在用于第一時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(st2)15在用于第二時間周期的所有電壓反射系數(shù)中是最小值。

在一些實施方式中，由處理器134執(zhí)行非線性最小二乘優(yōu)化例程以根據(jù)負載阻抗zl2(st2)n和模型系統(tǒng)102求解和計算射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n。對于射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n中的每一個，用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的電壓反射系數(shù)γ(st2)是最小的。在多種實施方式中，預(yù)定等式由處理器134應(yīng)用以根據(jù)負載阻抗zl2(st2)n和模型系統(tǒng)102求解和計算射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n。

在一些實施方式中，本文參考圖3和圖4描述的操作在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的第一次發(fā)生期間執(zhí)行，并且本文中參考圖7描述的操作是在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的第二次發(fā)生期間。例如，參考圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1與參考圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2是連續(xù)的。在使用圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2與使用圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1之間沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)變。舉例而言，參考圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2之后緊接有狀態(tài)s1，狀態(tài)s1之后緊接有參照圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1。此外，在該示例中，參考圖7和圖8描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2與參考圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1是連續(xù)的。使用圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1與使用圖7和圖8描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2之間沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)變。舉例而言，參考圖5和圖6描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1之后緊接有狀態(tài)s2，狀態(tài)s2之后緊接有參考圖7和圖8描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2。

在多種實施方式中，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的第二次發(fā)生在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的一個或多個中間發(fā)生之后發(fā)生，該一個或多個中間發(fā)生在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的第一次發(fā)生之后發(fā)生。例如，參考圖7和圖8描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的第二次發(fā)生在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的一次或多次發(fā)生之后發(fā)生，并且該一次或多次發(fā)生在參考圖3和圖4描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的第一次發(fā)生之后發(fā)生。

圖9是等離子體系統(tǒng)100的實施方式的示意圖，其用以說明在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間使用電容值coptimum2以及使用射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n以處理晶片w。應(yīng)當注意，確定電容值coptimum2的方式在美國專利申請no.15/098,189中描述。處理器134在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間修改配方以包括射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n，并且向rf產(chǎn)生器104提供射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n。當使用值rfoptimum1(st1)@cstep1n代替值rfoptimum1(st1)@c1n時，在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間向rf產(chǎn)生器104反射較少量的功率。

此外，處理器134控制驅(qū)動組件112，使得阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容被設(shè)置為值cstep2。應(yīng)當注意，在一些實施方式中，組合可變電容cstep2與組合可變電容coptimum2相同。

在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間，當阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容為cstep2時，rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生具有射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n的rf信號。具有射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n的rf信號經(jīng)由阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106傳遞以生成經(jīng)修改的信號，該信號被提供給下電極118以用于在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間處理晶片w。

在多種實施方式中，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coptimum2。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coptimum2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coptimum2小于組合可變電容cstep2。

圖10是等離子體系統(tǒng)100的實施方式的示意圖，其用以說明在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間使用電容值coptimum2以及使用值rfoptimum1(st2)@cstep1n以處理晶片w。處理器134在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間修改配方以包括射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n，并且向rf產(chǎn)生器104提供射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n。當使用值rfoptimum1(st2)@cstep1n代替值rfoptimum1(st2)@c1n時，在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間向rf產(chǎn)生器104反射較少量的功率。此外，處理器134控制驅(qū)動組件112，使得阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容被設(shè)置為值cstep2。

在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間，當阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106的組合可變電容為cstep2時，rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生具有射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n的rf信號。具有射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n的rf信號經(jīng)由阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106傳遞以生成經(jīng)修改的信號，該信號被提供給下電極118以用于在狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間處理晶片w。

以這種方式，對于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1和st2，代替直接根據(jù)組合可變電容值c1應(yīng)用組合可變電容值coptimum2，可以采用步進方法，其中，第一步，將組合可變電容值cstep1與射頻值rfoptimum1(st1)@c1n一起應(yīng)用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1，然后，第二步，將組合可變電容值cstep1與射頻值rfoptimum1(st2)@c1n一起應(yīng)用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2，接著，第三步，將組合可變電容值cstep2與射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n一起應(yīng)用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1，隨后，第四步，將組合可變電容值cstep2與射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n一起應(yīng)用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2。例如，組合可變電容值cstep2和射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n的應(yīng)用先于組合可變電容值cstep2與射頻值rfoptimum1(st2)@cstep1n的應(yīng)用。此外，組合可變電容值cstep1與射頻值rfoptimum1(st2)@c1n的應(yīng)用先于組合可變電容值cstep2和射頻值rfoptimum1(st1)@cstep1n的應(yīng)用。組合可變電容值cstep1與射頻rfoptimum1(st1)@c1n的應(yīng)用先于組合可變電容值cstep1與射頻值rfoptimum1(st2)@c1n的應(yīng)用。

圖11是用于說明由rf產(chǎn)生器104(圖1)產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1和st2的曲線圖1100的實施方式。曲線圖1100繪制了功率電平與時間t的關(guān)系。如曲線圖1100所示，存在兩種狀態(tài)s1和s2。狀態(tài)s1具有由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的一個rf功率電平和rf信號的rf頻率。狀態(tài)s2具有由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的另一rf功率電平和rf信號的不同rf頻率。對于時鐘信號的至少一個時鐘周期，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st和st2兩者共享在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106內(nèi)的具有組合可變電容的可變電容器的相同值。

如圖所示，狀態(tài)s1具有功率電平p1，而狀態(tài)s2具有功率電平p2。例如，功率電平p1是狀態(tài)s1期間的rf信號(例如，正弦信號等)的包絡(luò)，而功率電平p2是狀態(tài)s2期間的rf信號的包絡(luò)。舉另一示例而言，狀態(tài)s2期間的rf信號的所有功率量比狀態(tài)s1期間的rf信號的功率量具有較低的值。功率電平p1大于功率電平p2。

在從狀態(tài)s1轉(zhuǎn)變到狀態(tài)s2以及在從狀態(tài)s2轉(zhuǎn)變到狀態(tài)s1時，存在不同于垂直斜率的斜率，例如，無限斜率(infiniteslope)等。在一些實施方式中，從狀態(tài)s1到狀態(tài)s2的轉(zhuǎn)變以及從狀態(tài)s2到狀態(tài)s1的轉(zhuǎn)變由射頻值產(chǎn)生，射頻值如值rfoptimum1(st1)@c1n、值rfoptimum1(st2)@c1n、值rfoptimum1(st1)@cstep1n、值rfoptimum1(st2)@cstep1n等。例如，從狀態(tài)s1到狀態(tài)s2的轉(zhuǎn)變中的斜率表示應(yīng)用射頻值，例如值rfoptimum1(st1)@c1n或值rfoptimum1(st1)@cstep1n等。舉另一示例而言，從狀態(tài)s2到狀態(tài)s1的轉(zhuǎn)變中的斜率表示應(yīng)用射頻值，例如值rfoptimum1(st2)@c1n或值rfoptimum1(st2)@cstep1n等。

在多種實施方式中，狀態(tài)s1和s2兩者都具有相同的頻率或頻率集合。在一些實施方式中，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1和st1中的任一個使用曲線、線、臺階或其組合表示，而不是使用直線表示。

圖12是用以說明由rf產(chǎn)生器104(圖1)產(chǎn)生的rf信號和多于兩個的狀態(tài)以及多于兩個的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的曲線圖1200的實施方式。如曲線圖1200所示，等離子體以多個rf狀態(tài)(例如，s1、s2、s3、s4等)操作。曲線圖1200繪制功率電平與時間t的關(guān)系。如曲線圖1200所示，rf信號具有四種狀態(tài)s1、s2、s3和s4。rf信號從狀態(tài)s1轉(zhuǎn)變到狀態(tài)s2，進一步到狀態(tài)s3以及到狀態(tài)s4。狀態(tài)s1和s2之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)變在圖12中表示為s1->s2，狀態(tài)s2和s3之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)變在圖12中表示為s2->s3，狀態(tài)s3和s4之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵趫D12中表示為s3->s4，并且狀態(tài)s4和s1之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)變在圖12中表示為s4->s1。

狀態(tài)s2的功率電平p2低于狀態(tài)s1的功率電平p1。狀態(tài)s1的功率電平p1低于狀態(tài)s3的功率電平p3，并且功率電平p3低于狀態(tài)s4的功率電平p4。例如，功率電平p2是rf信號在狀態(tài)s2期間的包絡(luò)，功率電平p1是rf信號在狀態(tài)s1期間的包絡(luò)，功率電平p3是rf信號在狀態(tài)s3期間的包絡(luò)，并且功率電平p4是rf信號在狀態(tài)s4期間的包絡(luò)。

如曲線圖1200所示，功率和頻率值在兩個連續(xù)狀態(tài)(例如，狀態(tài)s1和狀態(tài)s2，或狀態(tài)s2和狀態(tài)s3，或狀態(tài)s3和狀態(tài)s4，或狀態(tài)s4和狀態(tài)s1等)之間成斜坡。在斜坡期間周期性地確定負載阻抗。例如，負載阻抗值由處理器134每5至10微秒確定。模型系統(tǒng)102由處理器134執(zhí)行以根據(jù)在斜坡期間的負載阻抗值確定最佳rf頻率值。在一些實施方式中，rf頻率值被應(yīng)用于相同類型的后續(xù)狀態(tài)轉(zhuǎn)變。例如，當計算用于第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的rf頻率值時，在鄰近第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1的第二狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1期間應(yīng)用rf頻率值。例如，第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1之后是狀態(tài)s2，狀態(tài)s2之后是狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2之后是狀態(tài)s1，狀態(tài)s1之后是第二狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1。舉另一示例而言，當計算用于第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的rf頻率值時，在鄰近第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2的第二狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2期間應(yīng)用rf頻率值。例如，第一狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2之后是狀態(tài)s1，狀態(tài)s1之后是狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1，狀態(tài)轉(zhuǎn)變st1之后面是狀態(tài)s2，狀態(tài)s2之后是第二狀態(tài)轉(zhuǎn)變st2。

應(yīng)當注意，關(guān)于圖1至圖10所描述的上述實施方式適用于具有多于兩個狀態(tài)和多于兩個的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的rf信號。例如，當由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生具有三個狀態(tài)s1、s2和s3的rf信號時，在模型系統(tǒng)102的輸出端144處的另外的多個負載阻抗zl1(st3)n被以與使用圖1確定負載阻抗zl1(st1)n的方式相同的方式確定用于狀態(tài)s3。此外，多個rf值rfoptimum1(st3)@c1n被以與使用圖2確定rf值rfoptimum1(st1)@c1n的方式相同的方式確定用于狀態(tài)s3，不同的是，為了確定rf值rfoptimum1(st3)@c1n，用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st3的電壓反射系數(shù)γ(st3)被最小化。狀態(tài)轉(zhuǎn)變st3是從狀態(tài)s2到狀態(tài)s3的轉(zhuǎn)變。此外，以與使用圖5確定負載阻抗zl2(st1)的方式相同的方式，針對狀態(tài)轉(zhuǎn)變st3確定在模型系統(tǒng)102的輸出端144處的另外的多個負載阻抗zl2(st3)n。此外，以與使用圖6確定rf值rfoptimum1(st1)@cstep1n的方式相同的方式確定用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變st3的多個rf值rfoptimum1(st3)@cstep1n，不同的是電壓反射系數(shù)γ(st3)被最小化。在由rf產(chǎn)生器產(chǎn)生的rf信號的狀態(tài)轉(zhuǎn)變st3期間，將rf值rfoptimum1(st3)@cstep1n應(yīng)用于rf產(chǎn)生器104，并且將組合可變電容cstep2應(yīng)用到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106。

在多種實施方式中，狀態(tài)s4的頻率電平高于或低于狀態(tài)s3的頻率電平。類似地，狀態(tài)s2的頻率電平高于或低于狀態(tài)s3的頻率電平。

在多種實施方式中，狀態(tài)s1的功率電平低于狀態(tài)s2的功率電平。在幾種實施方式中，狀態(tài)s4的功率電平低于狀態(tài)s3的功率電平，并且狀態(tài)s4的頻率電平高于或低于狀態(tài)s3的頻率電平。在一些實施例中，狀態(tài)s2的功率電平高于狀態(tài)s3的功率電平，并且狀態(tài)s2的頻率電平高于或低于狀態(tài)s3的頻率電平。

在若干實施方式中，第一狀態(tài)(例如s1、s2、s3、s4等)的功率電平大于或小于第二狀態(tài)(例如s1、s2、s3、s4等)的功率電平。此外，第一狀態(tài)的頻率電平大于或小于第二狀態(tài)的頻率電平。

在多種實施方式中，使用由rf產(chǎn)生器104產(chǎn)生的rf信號的n種狀態(tài)，例如8種狀態(tài)、16種狀態(tài)等，其中n是大于或等于2的整數(shù)。在多種實施方式中，發(fā)生n種狀態(tài)或(n-1)種狀態(tài)的時鐘信號的時鐘周期是相同的。例如，rf信號的兩種狀態(tài)在發(fā)生rf信號的三種狀態(tài)的相同的時間周期內(nèi)發(fā)生。

應(yīng)當注意，在上述實施方式中的一些中，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。

在一些實施方式中，在rf產(chǎn)生器的每個狀態(tài)期間，使用多個rf值來調(diào)諧rf產(chǎn)生器104和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)106。

本發(fā)明描述的實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電子產(chǎn)品、小型計算機、大型計算機等的各種計算機系統(tǒng)配置來實施。本發(fā)明所描述的實施方式也可以在其中由通過計算機網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠程處理硬件單元執(zhí)行任務(wù)的分布式計算環(huán)境中實施。

在一些實施方式中，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)備包含一個或多個處理工具、一個或多個室、用于處理的一個或多個平臺和/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、數(shù)字信號處理器(dsp)、定義為asic的芯片、pld、一個或多個微處理器或執(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或多個(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或多個處理步驟的配方的一部分。

在一些實施方式中，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)或它們的組合的計算機的一部分或者與該計算機耦合。例如，控制器在“云”中或者是晶片廠(fab)主機系統(tǒng)的全部或一部分，從而可以允許遠程訪問晶片處理?？刂破鲉⒂脤ο到y(tǒng)的遠程訪問以監(jiān)測制造操作的當前進程，檢查過去的制造操作的歷史，檢查多個制造操作的趨勢或性能標準，以改變當前處理的參數(shù)，以設(shè)置處理步驟來跟隨當前的處理或者開始新的工藝。

在一些實施方式中，遠程計算機(例如，服務(wù)器)通過計算機網(wǎng)絡(luò)給系統(tǒng)提供工藝配方，計算機網(wǎng)絡(luò)包含本地網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)。遠程計算機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)置然后從遠程計算機傳輸?shù)较到y(tǒng)。在一些實施例中，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或多個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(例如，本文所述的實現(xiàn)工藝)工作。用于這些目的的分布式控制器的實施例包含與一個或多個遠程集成電路(例如，在平臺水平或作為遠程計算機的一部分)通信的室上的一個或多個集成電路，它們結(jié)合以控制室內(nèi)工藝。

在多種實施方式中，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)進行描述，但在一些實施方式中，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)行的一個或多個工藝步驟，控制器與一個或多個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、位于整個工廠中的工具、主機、另一個控制器、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/或裝載口搬運的材料搬運中使用的工具通信。

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

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

在一些實施方式中，本發(fā)明描述的操作通過選擇性地激活的計算機執(zhí)行，由存儲在計算機存儲器中的一個或多個計算機程序配置，或者通過計算機網(wǎng)絡(luò)獲得。當通過計算機網(wǎng)絡(luò)得到數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以由計算機網(wǎng)絡(luò)(例如，云計算資源)上的其他計算機處理。

本發(fā)明所描述的一個或多個實施方式也可以制造為在非暫時性計算機可讀介質(zhì)上的計算機可讀代碼。非暫時性計算機可讀介質(zhì)是存儲數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲硬件單元(例如，存儲設(shè)備)，這些數(shù)據(jù)之后由計算機系統(tǒng)讀取。計算機可讀介質(zhì)的示例包含硬盤驅(qū)動器、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)存儲硬件單元。在一些實施方式中，非暫時性計算機可讀介質(zhì)包含分布在與網(wǎng)絡(luò)耦合的計算機系統(tǒng)中的計算機可讀有形介質(zhì)，使得計算機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)當理解的是，在不同的實施方式中，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)生在稍微不同的時間，或分布在允許在不同的時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，在一個實施方式中，在不脫離本公開內(nèi)容所描述的各種實施方式中描述的范圍的情況下，來自上述的任何實施方式的一個或多個特征與任何其他實施方式的一個或多個特征組合。

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