確定定義離子能量分布的特定參數(shù)的值。
[0118] 例如，自定義的IEDF部件850使得可W根據(jù)在高電平（高IF)、中電平（中IF) 和低電平（低I巧的相對通量電平（例如，根據(jù)通量的百分比）結(jié)合定義該些能量電平之 間的IEDF的一個或多個函數(shù)來定義IEDF函數(shù)。在許多情況下，僅高IF、低IF和該些電 平之間的IEDF函數(shù)才足W定義IEDF函數(shù)。作為特定示例，用戶可W利用在20%貢獻電平 (contributionlevel)(對總IEDF的貢獻）與30%貢獻電平之間的正弦IEDF來請求20% 貢獻電平的1200eV、30%貢獻電平的700eV。
[0119] 還可W想到，自定義的IEDF部850可W使用戶能夠W-個或多個（例如，多）能量 電平的列表W及對應(yīng)的每一能量電平與IEDF的百分比貢獻來填充表格。W及在另一替代 實施例中，可W想到，自定義的IEDF部件850結(jié)合用戶接口 846通過向用戶呈現(xiàn)使用戶能 夠繪制期望的（定義的）IEDF的圖形工具來使用戶能夠圖形地產(chǎn)生期望的（定義的）1邸F。
[0120] 此外還可W想到，IEDF函數(shù)存儲器848和自定義IEDF部件850可W交互操作W 使用戶能夠選擇預定義的IEDF函數(shù)并然后更改預定義的IEDF函數(shù)，W便產(chǎn)生由預定義的 IEDF函數(shù)導出的自定義的IEDF函數(shù)。
[012U -旦定義了IEDF函數(shù)，調(diào)制控制器840就將定義期望的（定義的）IEDF函數(shù)的數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換為控制電源部件844的控制信號842,W使得電源部件844實現(xiàn)與期望的（定義的）IEDF相對應(yīng)的調(diào)制函數(shù)。例如，控制信號842控制電源部件844W使得電源部件844輸出 由調(diào)制函數(shù)定義的電壓。
[0122] 接下來參考圖12,其為示出離子電流補償部件1260補償?shù)入x子體室1204內(nèi)的離 子電流的實施例的框圖。申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在更高能級下，室內(nèi)更高電平的離子電流影響襯 底表面的電壓，并且結(jié)果，離子能量分布也受到影響。簡短地參考圖15A-15C，例如，示出了 當電壓波形出現(xiàn)在襯底1210或晶圓表面時的電壓波形及其與IEDF的關(guān)系。
[0123] 更具體地，圖15A示出了當離子電流Ii等于補償電流Ic時襯底1210表面的周期 電壓函數(shù)；圖15B示出了當離子電流Ii大于補償電流Ic時襯底1210表面的電壓波形；W 及圖15C示出了當離子電流Ii小于補償電流Ic時襯底表面的電壓波形。
[0124] 如在圖15A中所示出的，當Ii=Ic時，離子能量的擴展1470相對窄于在圖15B中 所示出的當Ii〉Ic時的離子能量的均勻擴展1472、或者在圖15C中所示出的當Ii<Ic時的離 子能量的均勻擴展1474。因此，離子電流補償部件1260在離子電流較高時（例如，通過補 償離子電流的效果）實現(xiàn)離子能量的窄的擴展，并且還實現(xiàn)了離子能量的均勻擴展1572、 1574可控（例如，當期望具有離子能量擴展時）。
[0125] 如在圖15B中所示出的，在沒有離子電流補償（當Ii〉Ic)的情況下，在周期電壓函 數(shù)的正的部分之間，襯底表面的電壓W斜坡式方式變?yōu)檩^小地負的，該產(chǎn)生了更寬的離子 能量擴展1572。類似地，當利用離子電流補償來增大補償電流的電平直到超過如圖15C中 所示出的離子電流（Ii<Ic)的電平時，在周期電壓函數(shù)的正的部分之間，襯底表面的電壓W 斜坡式方式變得更負，并且產(chǎn)生更寬的均勻離子能量擴展1574。
[01%] 回過來參考圖12,離子電流補償部件1260可W實現(xiàn)為獨立的附件，其可W可選地 加到開關(guān)模式電源1206和控制器1212。在其它實施例中，（例如，如圖13中所示出的），離 子電流補償部件1260可W與本文描述的其它部件（例如，開關(guān)模式電源1〇6、206、806、1206 和離子能量控制部件220、820)共用共同的外殼1366。在此實施例中，提供到等離子體室 1204的周期電壓函數(shù)可被稱為經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)，因為其包括由來自離子電流補償部 件1260的離子電流補償修改的周期電壓函數(shù)?？刂破?212可在開關(guān)模式電源1206和離 子電流補償1260的輸出組合的電氣節(jié)點處的不同時刻對電壓進行采樣。
[0127] 如圖13中所示出的，示出了示范性的離子電流補償部件1360,其包括禪合到開關(guān) 模式電源的輸出端1336的電流源1364W及禪合到電流源1364和輸出端1336該兩者的電 流控制器1362。圖13還示出了等離子體室1304,并且等離子體室內(nèi)具有電容性元件C1、C2 和離子電流Ii。如圖所示出的，Cl表示與可W包括但不限于絕緣材料、襯底、襯底支承部和 e-卡盤的室1304相關(guān)聯(lián)的部件的固有電容（本文也被稱為有效電容），W及C2表示銷層 電容和雜散電容。在此實施例中，向等離子體室1304提供的并且在V。處可測量的周期電 壓函數(shù)可W被稱為經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)，由于其包括由離子電流補償Ic修改的周期電 壓函數(shù)。
[0128] 銷層（本文中也被稱為等離子體銷層）是等離子體中接近襯底表面的層并且可能 是等離子體處理室的具有高密度正離子并且因此總體過剩正電荷的壁。銷層接觸的表面通 常具有占優(yōu)勢的負電荷。銷層憑借比正離子更快的電子速度而出現(xiàn)，因此導致更大比例的 電子到達襯底表面或壁，因此使得銷層耗盡電子。銷層厚度（A 是等離子體特性（諸 如，等離子體密度和等離子體溫度）的函數(shù)。
[0129] 應(yīng)當注意的是，因為此實施例中的Cl是與室1304相關(guān)聯(lián)的部件的固有（本文中 也被稱為有效）電容，所W它是被加到處理的增益控制的可存取電容。例如，一些現(xiàn)有技術(shù) 方法利用線性放大器將偏置電源禪合至具有隔直流電容器的襯底上，并且然后利用隔直流 電容器兩端的監(jiān)控電壓作為反饋來控制其線性放大器。盡管在本文公開的許多實施例中， 電容器能夠?qū)㈤_關(guān)模式電源禪合到襯底支承部，但由于本發(fā)明的數(shù)個實施例中不需要使用 隔直流電容器的反饋控制，所W不必該樣做。
[0130] 在參考圖13的同時參考圖14,圖14是示出圖13中所示出的Vo處的示范性電壓 (例如，經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)）。在操作中，電流控制器1362監(jiān)控Vo處的電壓，如下式計 算間隔t期間（如圖14中所示出的）的離子電流：
[0131] =C|-^ (等式1) at
[0132] 離子電流Ii和固有電容（也被稱為有效電容）Cl中的任一者或兩者可W是時變 的。由于Cl對于給定工具是基本恒定的并且是可測量的，所W只需要監(jiān)控Vo來實現(xiàn)補償 電流的不間斷控制。如上所述，為了得到更多離子能量的單能分布（例如，如圖15A中所示 出的），電流控制器控制電流源1364W使得I。與II基本相等（或在替代方案中，根據(jù)等式 2與I湘關(guān)）。按照該種方法，即使當離子電流達到影響襯底表面的電壓的電平時，也可W 保持離子能量的窄擴展。并且此外，如果需要的話，可W如圖15B和15C所示出地那樣來控 制離子能量的擴展，W使得在襯底表面產(chǎn)生額外的離子能量。
[0133] 同樣，在圖13中示出了反饋線1370,其可W結(jié)合控制離子能量分布使用。例如，圖 14中所示出的AV(本文中還被稱為電壓階躍或第S部分1406)的值表示瞬時離子能量，并 且可W用于許多實施例中作為反饋控制環(huán)路的一部分。在一個實施例中，根據(jù)等式式4,電 壓階躍AV與離子能量相關(guān)。在其它實施例中，峰間電壓Vpp可與瞬時離子能量相關(guān)。替代 地，峰間電壓Vpp與第四部分1408的斜率dV。/化乘W時間t的乘積之間的差可與瞬時離子 能量相關(guān)（例如，Vpp-dVaMt?t)
[0134] 接下來參考圖16,示出了電流源1664的示范性實施例，其可W用于實現(xiàn)參考圖13 中所描述的電流源1364。在此實施例中，與串聯(lián)電感器L2連接的可控負DC電壓源起到電 流源的作用，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，鑒于本說明書，可W由其它部件和/或配置來 實現(xiàn)電流源。
[0135] 圖43示出了控制碰撞襯底的表面的離子的離子能量分布的方法的一個實施例。 方法4300通過向在等離子體處理室內(nèi)支撐襯底的襯底支撐部施加經(jīng)修改的周期電壓函數(shù) 4302 (參見圖44中的經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)4402)而開始?？山?jīng)由至少兩個'旋鈕'（諸如 離子電流補償Ic(參見圖44中的1。4404)和電源電壓Vps(參見圖44中的電源電壓4406) 控制經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)。用于產(chǎn)生電源電壓的示范性部件是圖1中的開關(guān)模式電源 106。為了幫助解釋電源電壓Vps，其在本文中示出為在測量時不禪合到離子電流和離子電 流補償。然后在離子電流補償I。的第一數(shù)值和第二數(shù)值處對經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)進行采 樣4304。針對離子電流補償I。的每一數(shù)值選取經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)的電壓的至少兩個 樣本。執(zhí)行采樣4304W便實現(xiàn)對離子電流Ii和銷層電容C帛g的計算4306 (或確定）4306。 該種確定可設(shè)及找到離子電流補償I。，如果將其施加到襯底支撐部（或當將其施加到該襯 底支撐部時）將產(chǎn)生窄的（例如，最?。╇x子能量分布函數(shù)（I邸巧寬度。計算4306還可 W可選地包括基于經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)的波形的采樣4304來確定電壓階躍AV(也被稱 為經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)的第S部分1406)。電壓階躍AV可與到達襯底的表面的離子的 離子能量相關(guān)。當首次找到離子電流Ii時，可忽視電壓階躍AV。將在W下圖30的論述中 提供采樣4304和計算4306的細節(jié)。
[0136]一旦已知離子電流Ii和銷層電容C帛g，方法4300就可移到圖31的設(shè)及設(shè)置并且 監(jiān)控IEDF的離子能量和形狀（例如，寬度）的方法3100。例如，圖46示出了電源電壓的變 化可如何影響離子能量的變化。特別地，所示出的電源電壓的大小減小，從而導致離子能量 的減小的大小。另外，圖47示出了，考慮到窄IEDF4714的情況下，可通過調(diào)節(jié)離子電流補 償I。來使IEDF變寬。替代地或并行地，方法4300可如參考圖32-41所描述地那樣執(zhí)行各 種度量，其利用離子電流Ii、銷層電容C?g和經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)的波形其它方面。
[0137] 除設(shè)置離子能量和/或IEDF寬度W外，方法4300可調(diào)節(jié)經(jīng)修改的周期電壓函數(shù) 4308W便保持離子能量和IEDF寬度。特別地，可執(zhí)行對由離子電流補償部件提供的離子 電流補償I。的調(diào)節(jié)和對電源電壓的調(diào)節(jié)4308。在一些實施例中，可通過電源的總線電壓 Vbus(例如，圖3的總線電壓VbJ控制電源電壓。離子電流補償le控制IEDF寬度，并且電 源電壓控制離子能量。
[0138] 在該些調(diào)節(jié)4308之后，可再次對經(jīng)修改的周期電壓函數(shù)4304進行采樣，并且可再 次執(zhí)行對離子電流Ii、銷層電容C?g和電壓階躍AV的計算4306。如果離子電流Ii或電壓 階躍AV不同于所定義的數(shù)值（或在替代方案中，所期望的數(shù)值），則可調(diào)節(jié)離子電流補償 Ic和/或電源電壓4308