(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
プラズマを収容するためのプラズマチャンバであって、電極を含む、プラズマチャンバと、
高周波信号を前記電極に供給するために前記プラズマチャンバに接続された第１の高周波発生器と、
高周波信号を前記電極に供給するために電送線路を介して前記プラズマチャンバに接続された駆動増幅器を含む第２の高周波発生器と、
第１の自動周波数制御部と、
第２の自動周波数制御部と、
前記第１の自動周波数制御部を介して前記駆動増幅器の入力側に接続されているとともに、前記第２の自動周波数制御部を介して前記駆動増幅器の前記入力側に接続されたセレクタと、
を備え、
前記セレクタは、前記伝送線路上で検知された電流および電圧の値の変化に基づいて、前記第２の高周波発生器を第１の周波数で動作させるために前記第１の自動周波数制御部を選択するか、または、前記第２の高周波発生器を第２の周波数で動作させるために前記第２の自動周波数制御部を選択するよう構成され、
前記電流および電圧の値の変化は、前記プラズマチャンバ内のインピーダンスの変化に基づき、
前記インピーダンスの変化は、前記第１の高周波発生器によって提供される前記高周波信号の電力および周波数の変化の結果であり、
前記第１の周波数および前記第２の周波数は、前記セレクタが前記第１の自動周波数制御部または前記第２の自動周波数制御部を選択する前に実行される学習ルーチンに基づいて予め決定される、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記電流および電圧の値は、１または複数のガンマ値を生成するために用いられ、
前記セレクタは、前記ガンマ値の１つが第１の閾値よりも大きい場合に前記第１の自動周波数制御部を選択するよう構成され、前記ガンマ値の別の１つが第２の閾値よりも大きい場合に前記第２の自動周波数制御部を選択するよう構成されている、システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、
前記セレクタは、マルチプレクサを含む、システム。
【請求項４】
システムであって、
プラズマチャンバの電極に接続された第１発生器であって、
第１高周波信号を前記電極に供給するための第１駆動増幅器と、
パルス信号が第１の状態である時に第１の第１周波数入力を前記第１駆動増幅器に提供するための第１自動周波数チューナと、を含み、
前記第１自動周波数チューナは、前記パルス信号が第２の状態である時に第２の第１周波数入力を前記第１駆動増幅器に提供するよう構成されている、第１発生器と、
前記電極に接続された第２発生器であって、
第２高周波信号を前記電極に供給するための第２駆動増幅器と、
前記第２駆動増幅器に接続された第１の第２自動周波数チューナと、
前記第２駆動増幅器に接続された第２の第２自動周波数チューナと、
前記第１の第２自動周波数チューナおよび前記第２の第２自動周波数チューナに接続されたプロセッサと、
前記第１および第２の状態中に前記第２発生器および前記電極の間で伝達される電流および電圧の変化を検知するために前記電極に接続された１または複数のセンサと、を含み、
前記電流および電圧の変化は、前記プラズマチャンバ内のインピーダンスの変化に基づいて検知され、
前記インピーダンスの変化は、前記第１高周波信号の電力および周波数の変化の結果であり、
前記プロセッサは、前記電流および電圧に基づいてパラメータを生成すると共に、前記第１の状態に対する前記パラメータが第１の限度を超えるか否か、および、前記第２の状態に対する前記パラメータが第２の限度を超えるか否かを判定するよう構成され、
前記第１の第２自動周波数チューナは、前記パラメータが前記第１の限度を超えたという判定を受信すると、第１の第２周波数入力を前記第２駆動増幅器に提供するよう構成され、
前記第２の第２自動周波数チューナは、前記パラメータが前記第２の限度を超えたという判定を受信すると、第２の第２周波数入力を前記第２駆動増幅器に提供するよう構成され、
前記第１の第２周波数入力および前記第２の第２周波数入力は、前記第１の第２周波数入力が前記第１の第２自動周波数チューナによって提供される前および前記第２の第２周波数入力が前記第２の第２自動周波数チューナによって提供される前に実行される学習ルーチンに基づいて予め決定される、第２発生器と、を備える、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、さらに、
前記第１の第２自動周波数チューナまたは前記第２の第２自動周波数チューナを選択するために前記プロセッサに接続されたセレクタを備え、
前記セレクタは、前記パラメータが前記第１の限度を超えたことを示す信号を前記プロセッサから受信すると前記第１の第２自動周波数チューナを選択し、前記パラメータが前記第２の限度を超えたことを示す信号を前記プロセッサから受信すると前記第２の第２自動周波数チューナを選択する、システム。
【請求項６】
請求項４に記載のシステムであって、
前記電極は、前記プラズマチャンバの下側電極を含む、システム。
【請求項７】
請求項４に記載のシステムであって、
前記第１の状態中に、前記第１駆動増幅器は、前記第２高周波信号よりも低い周波数を有する前記第１高周波信号を生成するよう構成され、前記第１高周波信号は、前記第２高周波信号よりも高い電力を有する、システム。
【請求項８】
請求項４に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、前記パルス信号の大きさに基づいて、前記パルス信号が前記第１の状態にあるか、前記第２の状態にあるかを判定するよう構成されている、システム。
【請求項９】
請求項４に記載のシステムであって、
前記パラメータは、ガンマ値、または、インピーダンスの差の値を含む、システム。
【請求項１０】
システムであって、
パルス信号を生成するためのデジタルパルス源と、
第１発生器であって、
第１高周波信号を電極に供給するために前記電極に接続された第１駆動増幅器と、
前記パルス信号を受信するために前記デジタルパルス源に接続された１または複数の第１プロセッサと、を含み、
前記１または複数の第１プロセッサは、
前記パルス信号の２つの状態の内の第１の状態および第２の状態を識別し、
前記パルス信号が前記第１の状態にある時、第１電力値を前記第１駆動増幅器に提供することを決定し、
前記パルス信号が前記第１の状態にある時、前記第１高周波信号の第１周波数値を提供することを決定するよう構成されている、第１発生器と、
第２発生器であって、
第２高周波信号を前記電極に供給するために前記電極に接続された第２駆動増幅器と、
前記パルス信号を受信するために前記デジタルパルス源に接続された１または複数の第２プロセッサと、を含み、
前記１または複数の第２プロセッサは、
前記パルス信号が前記第１の状態にある時に、プラズマに関するパラメータが第１の限度を超えるか否かを判定し、
前記パルス信号が前記第２の状態にある時に、前記パラメータが第２の限度を超えるか否かを判定し、
前記パラメータが前記第１の限度を超えるとの判定に応じて、第１の第２電力値を前記第２駆動増幅器に提供することを決定し、
前記パラメータが前記第２の限度を超えるとの判定に応じて、第２の第２電力値を前記第２駆動増幅器に提供することを決定し、
前記パラメータが前記第１の限度を超えるとの判定に応じて、第１の第２周波数値を前記第２駆動増幅器に提供することを決定し、
前記パラメータが前記第２の限度を超えるとの判定に応じて、第２の第２周波数値を前記第２駆動増幅器に提供することを決定するよう構成され、
前記第１の第２周波数値および前記第２の第２周波数値は、前記第１の第２周波数値および前記第２の第２周波数値が前記１または複数の第２プロセッサによって提供されることが決定される前に実行される学習ルーチンに基づいて予め決定される、第２発生器と、
を備える、システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、さらに、
前記第１の第２周波数値または前記第２の第２周波数値を選択するために前記１または複数の第２プロセッサに接続されたセレクタを備え、
前記セレクタは、前記パラメータが前記第１の限度を超えたことを示す信号を前記１または複数の第２プロセッサから受信すると前記第１の第２周波数値を選択し、前記パラメータが前記第２の限度を超えたことを示す信号を前記１または複数の第２プロセッサから受信すると前記第２の第２周波数値を選択する、システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のシステムであって、
前記パラメータは、ガンマ値、または、インピーダンスの差の値を含む、システム。
【請求項１３】
請求項１０に記載のシステムであって、
前記電極は、プラズマチャンバの下側電極を含む、システム。
【請求項１４】
請求項１０に記載のシステムであって、
前記第１の状態中に、前記第１駆動増幅器は、前記第２高周波信号よりも低い周波数を有する前記第１高周波信号を生成するよう構成され、前記第１高周波信号は、前記第２高周波信号よりも高い電力を有する、システム。
【請求項１５】
請求項１０に記載のシステムであって、
前記第１周波数値、前記第１の第２周波数値、および前記第２の第２周波数値の各々は調整される、システム。
【請求項１６】
請求項１０に記載のシステムであって、
前記１または複数の第１プロセッサは、前記パルス信号の大きさに基づいて、前記パルス信号が前記第１の状態にあるか、前記第２の状態にあるかを判定する、システム。
【請求項１７】
第１の高周波発生器と第２の高周波発生器を備えるシステムによって実行される方法であって、
２つの状態を有するデジタルパルス信号を受信する工程と、
前記第１の高周波発生器から、前記２つの状態を有する第１の高周波信号をプラズマチャンバの電極に供給する工程と、
前記第２の高周波発生器から、前記第１の高周波信号と異なる周波数を有する第２の高周波信号を前記プラズマチャンバの前記電極に供給する工程と、
前記第２の高周波発生器のコントローラが、電流および電圧の値を受信する工程と、
前記コントローラが、プラズマインピーダンスに関するパラメータを前記電流および電圧の値から計算する工程と、
前記コントローラが、前記２つの状態の内の第１の状態中に、前記パラメータが第１の限度を超えるか否かを判定する工程と、
前記コントローラが、前記パラメータが前記第１の限度を超えると判定されると、前記第２の高周波信号の第１の周波数値および前記第２の高周波信号の第１の電力値を高周波駆動増幅器に提供する工程と、
前記コントローラが、前記２つの状態の内の第２の状態中に、前記パラメータが第２の限度を超えるか否かを判定する工程と、
前記コントローラが、前記パラメータが前記第２の限度を超えると判定されると、前記第２の高周波信号の第２の周波数値および前記第２の高周波信号の第２の電力値を前記高周波駆動増幅器に提供する工程と、を備え、
前記第１の周波数値および前記第２の周波数値は、前記第１の周波数値を提供する工程および前記第２の周波数値を提供する工程の前に実行される学習ルーチンに基づいて予め決定される、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記方法は、半導体ウエハを処理して集積回路を製造するために利用される、方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法であって、
前記パラメータは、ガンマ値、または、インピーダンスの差の値を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の方法であって、さらに、
前記コントローラが、前記第１の周波数値および前記第１の電力値、もしくは、前記第２の周波数値および前記第２の電力値を選択する工程を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、プラズマインピーダンスの変化に対する応答時間の改善および／またはプラズマ安定化の精度の向上に関し、特に、インピーダンスに基づいた電力および周波数の調整のための装置、方法、および、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一部のプラズマ処理システムでは、複数の高周波（ＲＦ）信号が、プラズマチャンバ内の１または複数の電極に供給される。ＲＦ信号は、プラズマチャンバ内でプラズマを生成する助けとなる。プラズマは、様々な動作、例えば、下側電極上に設置された基板の洗浄、基板のエッチングなどに用いられる。
【０００３】
高周波（ＲＦ）信号を生成する駆動増幅システムとプラズマチャンバとの間には、通常、インピーダンス整合回路が配置される。インピーダンス整合回路は、負荷（例えば、プラズマチャンバ内のプラズマ）のインピーダンスを供給源（例えば、ＲＦ信号を生成する駆動増幅システム）のインピーダンスと整合させる。しかしながら、特定の状況では、インピーダンス整合は、プラズマインピーダンスの変化に応答するのに十分なほど速くない。
【０００４】
さらに、いくつかのシステムは変化に応答するのに十分高速であるが、これらのシステムでは、プラズマを安定化させるための電力および／または周波数の正確な調整が実現されない場合がある。
【０００５】
本開示の実施形態は、このような課題に対処するものである。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の実施形態は、状態に基づいて電力および周波数を調整するための装置、方法、および、コンピュータプログラムを提供する。本実施形態は、処理、装置、システム、デバイス、または、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録された方法など、種々の形態で実施できることを理解されたい。以下に、いくつかの実施形態を記載する。
【０００７】
一実施形態では、システムが、プラズマを収容するためのプラズマチャンバを備える。プラズマチャンバは、電極を備える。システムは、高周波（ＲＦ）信号を電極に供給するためにプラズマチャンバに接続された駆動増幅（ＤＡ）システムを備える。ＤＡシステムは、伝送線路を介してプラズマチャンバに接続されている。システムは、さらに、ＤＡシステムに接続されたセレクタと、セレクタに接続された第１の自動周波数制御部（ＡＦＣ）と、セレクタに接続された第２のＡＦＣと、を備える。セレクタは、伝送線路上で検知された電流および電圧の値に基づいて、第１のＡＦＣまたは第２のＡＦＣを選択するよう構成されている。
【０００８】
一実施形態では、システムが、電極に接続された第１発生器を備える。第１発生器は、第１高周波（ＲＦ）信号を電極に供給するための第１駆動増幅器を備える。第１発生器は、さらに、パルス信号が第１の状態にある時に第１の第１周波数入力を第１駆動増幅器に提供するための第１自動周波数チューナ（ＡＦＴ）を備える。第１ＡＦＴは、パルス信号が第２の状態にある時に第２の第１周波数入力を第１駆動増幅器に提供するよう構成される。システムは、さらに、電極に接続された第２発生器を備える。
【０００９】
この実施形態において、第２発生器は、第２ＲＦ信号を電極に供給するための第２駆動増幅器を備える。第２発生器は、さらに、第２駆動増幅器に接続された第１の第２ＡＦＴを備える。第２発生器は、第２駆動増幅器に接続された第２の第２ＡＦＴを備える。第２発生器は、さらに、第１の第２ＡＦＴおよび第２の第２ＡＦＴに接続されたプロセッサを備える。第２発生器は、さらに、電極に接続されたセンサを備える。センサは、第１および第２の状態中に第２発生器および電極の間で伝達される電流および電圧を検知するために用いられる。プロセッサは、電流および電圧に基づいてパラメータを生成すると共に、第１の状態に対するパラメータの内の第１のパラメータが第１の限度を超えるか否か、および、第２の状態に対するパラメータの内の第２のパラメータが第２の限度を超えるか否かを判定するよう構成されている。第１の第２ＡＦＴは、第１のパラメータが第１の限度を超えたという判定を受信すると、第１の第２周波数入力を第２駆動増幅器に提供するよう構成されており、第２の第２ＡＦＴは、第２のパラメータが第２の限度を超えたという判定を受信すると、第２の第２周波数入力を第２駆動増幅器に提供するよう構成されている。
【００１０】
一実施形態では、パルス信号を生成するためのデジタルパルス源を備えるシステムが開示されている。システムは、第１発生器を備える。第１発生器は、第１高周波（ＲＦ）信号を電極に供給するために電極に接続された第１駆動増幅器を備える。第１発生器は、さらに、パルス信号を受信するためにパルス源に接続された１または複数の第１プロセッサを備える。１または複数の第１プロセッサは、パルス信号の２つの状態の内の第１の状態および第２の状態を識別し、パルス信号が第１の状態にある時、第１電力値を第１駆動増幅器に提供することを決定し、パルス信号が第１の状態にある時、第１ＲＦ信号の第１周波数値を提供することを決定するよう構成されている。
【００１１】
この実施形態において、システムは、さらに、第２発生器を備えており、第２発生器は、第２ＲＦ信号を電極に供給するために電極に接続された第２駆動増幅器を備える。第２発生器は、さらに、パルス信号を受信するためにパルス源に接続された１または複数の第２プロセッサを備える。１または複数の第２プロセッサは、パルス信号が第１の状態にある時に、プラズマに関するパラメータが第１の限度を超えるか否かを判定し、パルス信号が第２の状態にある時に、パラメータが第２の限度を超えるか否かを判定し、パラメータが第１の限度を超えるとの判定に応じて、第１の第２電力値を第２駆動増幅器に提供することを決定するよう構成されている。１または複数の第２プロセッサは、さらに、パラメータが第２の限度を超えるとの判定に応じて、第２の第２電力値を第２駆動増幅器に提供することを決定し、パラメータが第１の限度を超えるとの判定に応じて、第１の第２周波数値を第２駆動増幅器に提供することを決定し、パラメータが第２の限度を超えるとの判定に応じて、第２の第２周波数値を第２駆動増幅器に提供することを決定するよう構成されている。
【００１２】
一実施形態では、方法が、２つの状態を有するデジタルパルス信号を受信する工程を備える。方法は、電流および電圧の値を受信する工程と、プラズマインピーダンスに関するパラメータを電流および電圧の値から計算する工程と、第１の状態中に、パラメータの内の第１のパラメータが第１の限度を超えるか否かを判定する工程と、を備える。方法は、さらに、第１のパラメータが第１の限度を超えると判定されると、第１の周波数値および第１の電力値を高周波（ＲＦ）駆動増幅器に提供する工程と、第２の状態中に、パラメータの内の第２のパラメータが第２の限度を超えるか否かを判定する工程と、第２のパラメータが第２の限度を超えると判定されると、第２の周波数値および第２の電力値をＲＦ駆動増幅器に提供する工程と、を備える。
【００１３】
上述の実施形態のいくつかの利点は、プラズマを安定させるため、例えば、電源（例えば、ＲＦ駆動増幅器）と負荷（例えば、プラズマ）との間のインピーダンスの差を低減するために、正確な電力および／または周波数値を提供することを含む。周波数および／または電力の値は、プラズマインピーダンスの変化に基づいて生成されると正確になる。例えば、順方向電力および反射電力が測定され、ガンマ値を生成するために用いられる。ガンマ値が閾値を超えるか否かが判定され、超える場合、電力および／または周波数の値は、プラズマを安定させるように変更される。
【００１４】
実施形態の別の利点は、プラズマの安定性を実現するための時間を削減することを含む。駆動増幅システムに適用すべき周波数および／または電力の値を決定するために、トレーニングルーチンが用いられる。電力および／または周波数の値は、トレーニングルーチン中に決定されたガンマ値に対応する。トレーニングルーチンは、生産中の時間、例えば、基板を洗浄するための時間、基板をエッチングするための時間、基板上に材料を蒸着するための時間などを削減する。例えば、生産中、ガンマ値が閾値を超えると判定されると、電力および／または周波数の値は、電力および／または周波数の値を調整する必要なく、駆動増幅システムに適用される。
【００１５】
添付の図面を参照して行う以下の詳細な説明から、別の態様が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
実施形態は、添付の図面に関連して行う以下の説明を参照することによって最も良好に理解できる。
【００１７】
【図１】本開示に記載された一実施形態に従って、プラズマインピーダンスに基づいて状態を変化させるためのシステムの一実施形態を示すブロック図。
【００１８】
【図２】本開示に記載された一実施形態に従って、ガンマ値が第１の閾値または第２の閾値よりも大きいか否かに基づいた状態の変化を示した表の一実施形態を示す図。
【００１９】
【図３】本開示に記載された一実施形態に従って、トレーニングルーチン中に２つのＲＦ信号について順方向電力を時間に対してプロットしたグラフの一実施形態を示す図。
【００２０】
【図４】本開示に記載された一実施形態に従って、トレーニングルーチンのフローチャートの一実施形態を示す図。
【００２１】
【図５】本開示に記載された一実施形態に従って、電力コントローラおよび／または周波数チューナが非ゼロ値を提供する場合に、プラズマインピーダンスに基づいて状態を変化させるためのシステムの一実施形態を示す図。
【００２２】
【図６Ａ】本開示に記載された一実施形態に従って、一方が一定値または様々な値を有する２つの高周波（ＲＦ）信号を示すグラフ。
【００２３】
【図６Ｂ】本開示に記載された一実施形態に従って、両方が様々な値を有する２つのＲＦ信号を示すグラフ。
【００２４】
【図７Ａ】本開示に記載された一実施形態に従って、１つの信号が一定値を有すると共に別の信号が一定値または様々な値を有する３つのＲＦ信号を示すグラフ。
【００２５】
【図７Ｂ】本開示に記載された一実施形態に従って、１つの信号が一定値を有すると共にそれ以外の２つの信号が様々な値を有する３つのＲＦ信号を示すグラフ。
【００２６】
【図７Ｃ】本開示に記載された一実施形態に従って、１つの信号が一定値または様々な値を有すると共にそれ以外の２つの信号が様々な値を有する３つのＲＦ信号を示すグラフ。
【００２７】
【図７Ｄ】本開示に記載された一実施形態に従って、いずれも様々な値を有する３つのＲＦ信号を示すグラフ。
【００２８】
【図７Ｅ】本開示に記載された一実施形態に従って、１つの信号が一定値または様々な値を有すると共にそれ以外の信号が様々な値を有する３つのＲＦ信号を示すグラフ。
【００２９】
【図７Ｆ】本開示に記載された一実施形態に従って、いずれも様々な値を有する３つのＲＦ信号を示すグラフ。
【００３０】
【図８】本開示に記載された一実施形態に従って、ガンマ値が第１の閾値または第２の閾値よりも大きいか否かに基づいて、自動周波数チューナ（ＡＦＴ）の間で選択を行うためのシステムの一実施形態を示すブロック図。
【００３１】
【図９】本開示に記載された一実施形態に従って、６０ＭＨｚ駆動増幅器の周波数および／または電力を調整して、６０ＭＨｚ発生器の状態Ｓ１またはＳ０を達成するための方法の一実施形態を示すフローチャート。
【００３２】
【図１０】本開示に記載された一実施形態に従って、独立（ＩＰ）ＲＦ信号のパルシング中に最適な生産時間電力供給を行うために依存ＲＦ発生器によってＲＦ調整を実施する時間に対して正規化ＲＦ変数を示したグラフの一実施形態を示す図。
【００３３】
【図１１】本開示に記載された一実施形態に従って、パルシング中に最適な電力供給に向けて依存ＲＦ発生器によって周波数調整を実施するための方法のフローチャートの一実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下の実施形態では、インピーダンスに基づいた電力および周波数の調整のためのシステムおよび方法を記載する。本実施形態は、これらの具体的な詳細事項の一部またはすべてがなくとも実施可能であることが明らかである。また、本実施形態が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の詳細な説明は省略した。
【００３５】
図１は、プラズマインピーダンスに基づいて状態を変化させるためのシステム１８０の一実施形態を示すブロック図である。２メガヘルツ（ＭＨｚ）高周波（ＲＦ）駆動増幅（ＤＡ）システムが、インピーダンス整合回路１８２を介してプラズマチャンバ１０２の下側電極１０４にＲＦ電力を供給する。同様に、６０ＭＨｚＤＡシステムが、インピーダンス整合回路１８６を介して下側電極１０４にＲＦ電力を供給する。一実施形態では、ＲＦ電力を下側電極に供給するために、６０ＭＨｚ電源の代わりに、２７ＭＨｚ電源が用いられることに注意されたい。さらに、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、および、６０ＭＨｚという値は、例として提供されており、限定を意図したものではないことに注意されたい。例えば、２ＭＨｚＤＡシステムの代わりに２．５ＭＨｚＤＡシステムが用いられてもよいし、６０ＭＨｚＤＡシステムの代わりに６５ＭＨｚＤＡシステムが用いられてもよい。別の実施形態では、２ＭＨｚ電源および６０ＭＨｚ電源に加えて、ＲＦ電力を下側電極１０４に供給するために２７ＭＨｚ電源が用いられる。
【００３６】
インピーダンス整合回路は、電子回路素子、例えば、インダクタ、コンデンサなどを備えており、インピーダンス整合回路に接続された電源のインピーダンスを、インピーダンス整合回路に接続された負荷のインピーダンスと整合させる。例えば、インピーダンス整合回路１８２は、２ＭＨｚＤＡシステムのインピーダンスを、プラズマチャンバ１０２内に生成されたプラズマのインピーダンスと整合させる。別の例として、インピーダンス整合回路１８６は、６０ＭＨｚＤＡシステムのインピーダンスを、プラズマチャンバ１０２内に生成されたプラズマのインピーダンスと整合させる。さらに別の例として、インピーダンス整合回路１８２は、２ＭＨｚＤＡシステムのインピーダンスを、プラズマチャンバ１０２の一部（例えば、プラズマおよび下側電極１０４）のインピーダンスと整合させる。一実施形態において、インピーダンス整合回路は、インピーダンス整合回路に接続されたＲＦ・ＤＡシステムのインピーダンスと負荷のインピーダンスとの間の整合を実現するように調整される。電源および負荷の間のインピーダンス整合がなされると、負荷から電源に電力が反射される可能性が低減される。
【００３７】
プラズマチャンバ１０２は、下側電極１０４と、上側電極１１０と、その他の構成要素（図示せず）、例えば、上側電極１１０を取り囲む上側誘電体リング、上側誘電体リングを取り囲む下側電極延長部、下側電極を取り囲む下側誘電体リング、下側誘電体リングを取り囲む下側電極延長部、上側プラズマ排除区域（ＰＥＺ）リング、下側ＰＥＺリングなど、とを備える。上側電極１１０は、下側電極１０４に対向するように配置される。基板１０８（例えば、半導体ウエハ）が、下側電極１０４の上面１０６上に支持される。集積回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）など）が、基板１０８に製造され、それらの集積回路は、様々なデバイス、例えば、携帯電話、タブレット、スマートフォン、コンピュータ、ラップトップ、ネットワーク装置などで利用される。下側電極１０４は、金属（例えば、陽極酸化アルミニウム、アルミニウム合金など）で形成される。また、上側電極１１０も、金属（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金など）で形成される。
【００３８】
一実施形態において、上側電極１１０は、中央ガス供給部（図示せず）につながる穴を備える。中央ガス供給部は、ガス供給源（図示せず）から１または複数の処理ガスを受け入れる。処理ガスの例としては、酸素含有ガス（Ｏ2など）が挙げられる。処理ガスの他の例は、フッ素含有ガス、例えば、テトラフルオメタン（ＣＦ4）、六フッ化硫黄（ＳＦ6）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ2Ｆ6）などを含む。上側電極１１０は、接地されている。下側電極１０４は、インピーダンス整合回路１８２を介して２ＭＨｚＲＦ・ＤＡシステムに接続されると共に、インピーダンス整合回路１８６を介して６０ＭＨｚＲＦ・ＤＡシステムに接続されている。
【００３９】
処理ガスが、上側電極１１０および下側電極１０４の間に供給され、ＤＡシステム（例えば、２ＭＨｚＤＡシステムおよび／または６０ＭＨｚＤＡシステム）が、対応するインピーダンス整合回路を介して下側電極１０４に電力を供給すると、処理ガスは、点火されてプラズマチャンバ１０２内でプラズマを生成する。例えば、２ＭＨｚＤＡシステムは、インピーダンス整合回路１８２を介して電力を供給し、処理ガスに点火してプラズマを生成する。
【００４０】
コンピュータ（図示せず）上のツールユーザインターフェース（ＵＩ）１９０が、デジタルパルス信号であるトランジスタ−トランジスタロジック（ＴＴＬ）信号１１２を生成するために用いられる。一実施形態において、コンピュータは、ＴＴＬ回路を備える。本明細書で用いられているように、コンピュータの代わりに、プロセッサ、コントローラ、ＡＳＩＣ、または、ＰＬＤという用語も利用され、これらの用語は本明細書では交換可能に用いられる。ＴＴＬ信号１１２は、状態Ｓ１およびＳ０を含む。ＴＴＬ信号１１２は、５０％のデューティサイクルを有する。一実施形態において、ＴＴＬ信号１１２は、５％から９５％の範囲のデューティサイクルを有する。状態Ｓ１の一例は、オン状態、値「１」を有する状態、または、ハイ状態を含む。状態Ｓ０の一例は、オフ状態、値「０」を有する状態、または、ロー状態を含む。高値は、低値よりも大きい。
【００４１】
別の実施形態では、コンピュータの代わりにクロック発振器（例えば、水晶振動子）を用いてアナログクロック信号を生成し、その信号をアナログデジタル変換器によってＴＴＬ信号１１２と同様のデジタル信号に変換する。例えば、水晶振動子は、水晶振動子の近くまたは上にある電極に電圧を印加することによって、電界内で振動するように形成されている。
【００４２】
ＴＴＬ信号１１２は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１４０および別のＤＳＰ１５０に送信される。ＤＳＰ１４０は、ＴＴＬ信号１１２を受信し、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０およびＳ１を識別する。例えば、ＤＳＰ１４０は、状態Ｓ０とＳ１とを区別する。別の例として、ＤＳＰ１４０は、ＴＴＬ信号１１２が第１の組の期間中に第１の大きさを有すると共に、第２の組の期間中に第２の大きさを有することを決定する。ＤＳＰ１４０は、ＴＴＬ信号１１２が第１の組の期間中に状態Ｓ１を有すると共に、第２の組の期間中に状態Ｓ０を有することを決定する。さらに別の例として、ＤＳＰ１４０は、ＴＴＬ信号１１２の大きさを予め格納された値と比較して、ＴＴＬ信号１１２の大きさが第１の組の期間中に予め格納された値よりも大きいと共に、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中の大きさが第２の組の期間中に予め格納された値以下であることを決定する。クロック発振器が用いられる実施形態において、ＤＳＰ１４０は、クロック発振器からアナログクロック信号を受信し、アナログ信号をデジタル形式に変換し、次いで、２つの状態Ｓ０およびＳ１を識別する。
【００４３】
ＤＳＰ１４０は、識別した状態Ｓ０およびＳ１をＤＳＰ内の１または複数のメモリデバイスの記憶場所に格納する。メンバデバイスの例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）が挙げられる。メモリデバイスは、フラッシュメモリ、ハードディスク、ストレージデバイス、コンピュータ読み取り可能な媒体などであってもよい。
【００４４】
ＤＳＰ１４０は、識別した状態Ｓ１を、対応する記憶場所から自動周波数チューナ（ＡＦＴ）１１４および電力コントローラ１４２に提供する。例えば、ＤＳＰ１４０は、ＴＴＬ信号１１２がデューティサイクルの時刻ｔ１およびｔ２の間に状態Ｓ１にあることを、ＡＦＴ１１４および電力コントローラ１４２に示す。チューナおよびコントローラ（制御部）という用語は、本明細書では交換可能に用いられる。ＡＦＴの一例が、米国特許第６，０２０，７９４号に提供されており、その特許は、参照によって本明細書にその全体が組み込まれる。
【００４５】
一実施形態では、コントローラまたはチューナの代わりに、プロセッサによって実行される制御ロジックブロック（例えば、コンピュータプログラム）が用いられる。例えば、発生器の各ＡＦＴは、発生器のプロセッサによって実行されるロジックブロックである。別の例として、発生器の各電力コントローラは、発生器のプロセッサによって実行されるロジックブロックである。コンピュータプログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体内に具現化され、媒体の例については後に記載する。
【００４６】
ＡＦＴ１１４は、ＴＴＬ信号１１２の状態に基づいて周波数値を決定し、電力コントローラ１４２は、ＴＴＬ信号１１２の状態に基づいて電力値を決定する。例えば、ＡＦＴ１１４は、ＴＴＬ信号１１２の状態がＳ１である時に周波数値Ｆ１１が２ＭＨｚＤＡシステムに提供されるように決定し、電力コントローラ１４２は、ＴＴＬ信号１１２の状態がＳ１である時に電力値Ｐ１１が２ＭＨｚＤＡシステムに提供されるように決定する。
【００４７】
ＴＴＬ信号１１２がＳ１である時、電力コントローラ１４２は、電力値Ｐ１１を２ＭＨｚＤＡシステムに提供する。ＴＴＬ信号１１２がＳ１の間に、ＡＦＴ１１４は、周波数値Ｆ１１を２ＭＨｚＤＡシステムに提供する。
【００４８】
２ＭＨｚＤＡシステムは、状態Ｓ１中に周波数値Ｆ１１および電力値Ｐ１１を受信する。値Ｆ１１およびＰ１１を受信すると、２ＭＨｚＤＡシステムは、周波数Ｆ１１を有するＲＦ電力を生成し、ＲＦ電力は電力値Ｐ１１を有する。
【００４９】
一実施形態において、ＲＦ・ＤＡシステムは、増幅器へと続く駆動器を備える。増幅器は、伝送線路を介してプラズマチャンバ１０２に順方向電力を供給する。例えば、２ＭＨｚＤＡシステムの増幅器は、電力値Ｐ１１に比例する（例えば、同じ、数倍など）電力値を有すると共に周波数値Ｆ１１を有する順方向電力を、伝送線路２３０およびインピーダンス整合回路１８２を介してプラズマチャンバ１０２に供給する。
【００５０】
ＴＴＬ信号１１２が状態Ｓ０から状態Ｓ１に移行し、２ＭＨｚＤＡシステムが、電力値Ｐ１１に比例する電力値と周波数値Ｆ１１とを有する順方向電力をプラズマチャンバ１０２に供給すると、プラズマチャンバ１０２のインピーダンスが変化する。ＴＴＬ信号１１２が状態Ｓ０から状態Ｓ１に移行した結果としてプラズマチャンバ１０２内のインピーダンスが変化すると、６０ＭＨｚ発生器２７６のセンサ２１２が、順方向電力および反射電力（プラズマチャンバ１０２のプラズマから反射されたＲＦ電力）を伝送線路２３２上で測定する。センサ２１２は、順方向電力および反射電力の測定値をアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２２２に提供し、ＡＤＣ２２２は、測定値をアナログ形式からデジタル形式に変換する。順方向電力および反射電力のデジタル値は、ＤＳＰ１５０に提供される。一実施形態において、ＤＳＰは、ＡＤＣを備える。また、一実施形態において、ＤＳＰ１５０は、ＴＴＬ信号１１２を受信しないことに注意されたい。代わりに、この実施形態において、ＤＳＰ１５０は、ＴＴＬ信号１１２と同期しなくてもよい別のデジタルパルス信号を受信する。一実施形態において、ＤＳＰ１５０によって受信される別のデジタルパルス信号は、ＴＴＬ信号１１２と同期する。
【００５１】
ＴＴＬ信号１１２が状態Ｓ１の間、例えば、ＴＴＬ信号１１２のＳ０からＳ１への状態移行の直後に、ＤＳＰ１５０は、第１のガンマ値を生成するために、関係性（例えば、デジタル反射電力信号とデジタル順方向電力信号との比の平方根、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）など）を状態Ｓ１中に計算する。ガンマ値「１」は、電源と負荷との間でインピーダンスの不整合の程度が高いことを示し、ガンマ値「０」は、電源と負荷との間でインピーダンスの不整合の程度が低いことを示す。ガンマ値がゼロである場合、プラズマチャンバ１０２への電力供給が、非常に効率的であると考えられる。ガンマ値が１である場合、電力供給は、非常に非効率であると考えられる。ＶＳＷＲは、ＲＣ−１およびＲＣ＋１の比に等しいものとして計算され、ここで、ＲＣは反射係数である。
【００５２】
ＤＳＰ１５０は、第１のガンマ値が第１の閾値よりも大きいか否かを判定する。ＤＳＰ１５０は、第１のガンマ値が第１の閾値よりも大きいと判定した場合、そのことをＡＦＴ１１８および電力コントローラ１５２に示す。ＡＦＴ１１８は、第１のガンマ値に対応する周波数値Ｆ２１を決定し、周波数値Ｆ２１を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。さらに、電力コントローラ１５２は、第１のガンマ値に対応する電力値Ｐ２１を決定し、第１のガンマ値に対応する電力値Ｐ２１を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。例えば、ＡＦＴ１１８は、第１のガンマ値と周波数値Ｆ２１とを対応付けるテーブルをメモリデバイス内に格納し、電力コントローラ１５２は、電力値Ｐ２１と第１のガンマ値との対応付けをメモリデバイス内に格納する。
【００５３】
一実施形態において、ＡＦＴ１１８は、第１の閾値に対応する周波数値Ｆ２１および電力値Ｐ２１の各々を決定する。例えば、ＡＦＴ１１８は、第１の閾値と周波数値Ｆ２１とを対応付けるテーブルをメモリデバイス内に格納し、電力コントローラ１５２は、電力値Ｐ２１と第１の閾値との対応付けをメモリデバイス内に格納する。
【００５４】
６０ＭＨｚＤＡシステムは、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１中に周波数値Ｆ２１および電力値Ｐ２１を受信する。値Ｆ２１およびＰ２１を受信すると、６０ＭＨｚＤＡシステムは、周波数Ｆ２１を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ信号は電力値Ｐ２１を有する。例えば、６０ＭＨｚＤＡシステムの増幅器は、電力値Ｐ２１に比例する（例えば、同じ、数倍など）電力値を有すると共に周波数値Ｆ２１を有する順方向電力を、伝送線路２３２およびインピーダンス整合回路１８６を介してプラズマチャンバ１０２に供給する。
【００５５】
ＴＴＬ信号１１２の状態がＳ１からＳ０に変化した場合、２ＭＨｚＤＡシステムには、電力値も周波数値も提供されない。状態Ｓ０中、２ＭＨｚＤＡシステムには周波数値が提供されない。２ＭＨｚＤＡシステムは、周波数値も電力値も受信しない、例えば、状態Ｓ０中に、周波数値「０」および電力値「０」を受信する。電力値も周波数値も受信せずに、２ＭＨｚＤＡシステムは、周波数値がゼロのＲＦ電力を生成し、ＲＦ電力はゼロの電力値を有する。２ＭＨｚＤＡシステムの増幅器は、順方向電力を供給しない、例えば、伝送線路２３０およびインピーダンス整合回路１８２を介してプラズマチャンバ１０２に、電力値「０」および周波数値「０」を有する順方向電力を供給する。
【００５６】
さらに、ＴＴＬ信号１１２の状態が状態Ｓ１から状態Ｓ０に変化した場合、プラズマチャンバ１０２内のプラズマのインピーダンスが変化する。再び、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中、例えば、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１から状態Ｓ０への移行の直後に、センサ２１２は、伝送線路２３２上の順方向電力および反射電力を決定し、測定した順方向電力および反射電力をＡＤＣ２２２に提供する。ＡＤＣ２２２は、測定された順方向電力および反射電力をアナログ形式からデジタル形式に変換する。ＤＳＰ１５０は、ＡＤＣ２２２からデジタル順方向電力および反射電力を受信し、順方向電力および反射電力から第２のガンマ値を計算する。
【００５７】
ＤＳＰ１５０は、第２のガンマ値を第２の閾値と比較し、第２のガンマ値が第２の閾値よりも大きいか否かを判定する。ＤＳＰ１５０は、第２のガンマ値が第２の閾値よりも大きいと判定した場合、そのことをＡＦＴ１１８および電力コントローラ１５２に示す。ＡＦＴ１１８は、第２のガンマ値に対応する周波数値Ｆ２０を決定し、周波数値Ｆ２０を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。さらに、電力コントローラ１５２は、第２のガンマ値に対応する電力値Ｐ２０を決定し、第２のガンマ値に対応する電力値Ｐ２０を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。例えば、ＡＦＴ１１８は、第２のガンマ値と周波数値Ｆ２０とを対応付けるテーブルをメモリデバイス内に格納し、電力コントローラ１５２は、電力値Ｐ２０と第２のガンマ値との対応付けをメモリデバイス内に格納する。
【００５８】
一実施形態において、ＡＦＴ１１８は、第２の閾値に対応する周波数値Ｆ２０および電力値Ｐ２０の各々を決定する。例えば、ＡＦＴ１１８は、第２の閾値と周波数値Ｆ２０とを対応付けるテーブルをメモリデバイス内に格納し、電力コントローラ１５２は、電力値Ｐ２０と第２の閾値との対応付けをメモリデバイス内に格納する。
【００５９】
６０ＭＨｚＤＡシステムは、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に周波数値Ｆ２０および電力値Ｐ２０を受信する。値Ｆ２０およびＰ２０を受信すると、６０ＭＨｚＤＡシステムは、周波数Ｆ２０を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦ信号は電力値Ｐ２０を有する。例えば、６０ＭＨｚＤＡシステムの増幅器は、電力値Ｐ２０に比例する（例えば、同じ、数倍など）電力値を有すると共に周波数値Ｆ２０を有する順方向電力を、伝送線路２３２およびインピーダンス整合回路１８６を介してプラズマチャンバ１０２に供給する。
【００６０】
６０ＭＨｚＤＡシステムによって供給されるＲＦ電力を変更するために、順方向電力および反射電力の測定を用いると、プラズマの安定性につながる。また、プラズマの安定性は、順方向電力および反射電力のリアルタイム測定に基づいている。このリアルタイム測定は、プラズマ安定化の精度を向上させる。
【００６１】
一実施形態において、状態Ｓ１およびＳ０の一方または両方の間に、センサ２１０が、プラズマチャンバ１０２のプラズマから反射されたＲＦ電力を伝送線路２３０上で検知する。さらに、状態Ｓ１およびＳ０の一方または両方の間に、センサ２１０は、順方向電力が２ＭＨｚＲＦ・ＤＡシステムから伝送線路２３０を介してプラズマチャンバ１０２に送られた時に、伝送線路２３０上で順方向電力を検知する。同様に、状態Ｓ１およびＳ０の一方または両方の間に、センサ２１２は、プラズマチャンバ１０２のプラズマから反射された電力を検知する。センサ２１２によって検知される反射電力は、プラズマチャンバ１０２のプラズマから伝送線路２３２に反射されたものである。さらに、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１およびＳ０の一方または両方の間に、センサ２１２は、順方向電力が６０ＭＨｚＲＦ・ＤＡシステムから伝送線路２３２を介してプラズマチャンバ１０２に送られた時に、伝送線路２３２上で順方向電力を検知する。
【００６２】
この実施形態では、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２２０が、センサ２１０によって検知された測定済みの反射電力および順方向電力をアナログ形式からデジタル形式に変換し、ＡＤＣ２２２が、センサ２１２によって検知された測定済みの反射電力および順方向電力をアナログ形式からデジタル形式に変換する。状態Ｓ１およびＳ０の一方または両方の間に、ＤＳＰ１４０は、センサ２１０によって検知された反射電力信号および順方向電力信号のデジタル値を受信し、ＤＳＰ１５０は、センサ２１２によって検知された反射電力信号および順方向電力信号のデジタル値を受信する。
【００６３】
さらに、この実施形態において、状態Ｓ１中に伝送線路２３０上の順方向電力および反射電力のデジタル値から生成されたガンマ値が、ＤＳＰ１４０からＡＦＴ１１４に送信され、状態Ｓ１中に伝送線路２３２上で順方向電力および反射電力のデジタル値から生成されたガンマ値が、ＤＳＰ１５０からＡＦＴ１１８に送信される。状態Ｓ１中に、ＡＦＴ１１４は、ＤＳＰ１４０から受信したガンマ値に基づいて周波数値を決定し、ＡＦＴ１１８は、ＤＳＰ１５０から受信したガンマ値に基づいて周波数値を決定する。状態Ｓ１中に、ＡＦＴ１１４は、ガンマ値に基づいて生成された周波数値に基づいて周波数値Ｆ１１を調整し、調整した周波数値を２ＭＨｚＤＡシステムに提供する。さらに、状態Ｓ１中に、ＡＦＴ１１８は、ガンマ値に基づいて生成された周波数値に基づいて周波数値Ｆ２１を調整し、調整した周波数値を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。
【００６４】
さらに、同じ実施形態において、状態Ｓ１中に、電力コントローラ１４２は、ＤＳＰ１４０から受信したガンマ値に基づいて電力値を決定し、電力コントローラ１５２は、ＤＳＰ１５０から受信したガンマ値に基づいて電力値を決定する。状態Ｓ１中に、電力コントローラ１４２は、ガンマ値に基づいて生成された電力値に基づいて電力値Ｐ１１を調整し、調整した電力値を２ＭＨｚＤＡシステムに提供する。さらに、状態Ｓ１中に、電力コントローラ１５２は、ガンマ値に基づいて生成された電力値に基づいて電力値Ｐ２１を調整し、調整した電力値を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。
【００６５】
さらに、この実施形態において、状態Ｓ１中に、２ＭＨｚＤＡシステムは、ＡＦＴ１１４から受信した調整済みの周波数値と電力コントローラ１４２から受信した調整済みの電力値とを有する電力信号を生成し、その電力信号をインピーダンス整合回路１８２を介してプラズマチャンバ１０２に供給する。同様に、状態Ｓ１中に、６０ＭＨｚＤＡシステムは、ＡＦＴ１１８から受信した調整済みの周波数値と電力コントローラ１５２から受信した調整済みの電力値とを有する電力信号を生成し、その電力信号をインピーダンス整合回路１８６を介してプラズマチャンバ１０２に供給する。
【００６６】
さらに、同じ実施形態において、状態Ｓ０中には、２ＭＨｚＤＡシステムへの電力値および周波数値の提供はなく、２ＭＨｚＤＡシステムのゼロ周波数値および電力値を調整するために、状態Ｓ０中に生成されたガンマ値が利用されることはない。状態Ｓ０中に伝送線路２３２上の順方向電力および反射電力のデジタル値から生成されたガンマ値が、ＤＳＰ１５０からＡＦＴ１２０に送信される。ＡＦＴ１２０は、ＤＳＰ１５０から受信したガンマ値に基づいて周波数値を決定する。状態Ｓ０中に、ＡＦＴ１２０は、ガンマ値から生成された周波数値に基づいて周波数値Ｆ２０を調整し、調整した周波数値を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。さらに、状態Ｓ０中に、電力コントローラ１５４は、ＤＳＰ１５０から受信したガンマ値に基づいて電力値を決定する。状態Ｓ０中に、電力コントローラ１５４は、ガンマ値に基づいて生成された電力値に基づいて電力値Ｐ２０を調整し、調整した電力値を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。状態Ｓ０中に、６０ＭＨｚＤＡシステムは、ＡＦＴ１２０から受信した調整済みの周波数値と電力コントローラ１５４から受信した調整済みの電力値とを有する電力信号を生成し、その電力信号をインピーダンス整合回路１８６を介してプラズマチャンバ１０２に供給する。
【００６７】
この実施形態において、値を調整することによって生成された調整済みの値と元の値との差は、第１または第２の閾値を用いて生成された別の電力値または周波数値との差よりも小さいことに注意すべきである。例えば、電力値Ｐ２１から生成された調整済みの電力値と電力値Ｐ２１との差は、電力値Ｐ２１およびＰ２０の差よりも小さい。別の例として、周波数値Ｆ２０から生成された調整済みの周波数値と周波数値Ｆ２０との差は、周波数値Ｆ２１およびＦ２０の差よりも小さい。
【００６８】
電力コントローラ１４２、ＡＦＴ１１４、および、ＤＳＰ１４０は、発生器コントローラ２７０の一部である。発生器コントローラ２７０、ＡＤＣ２２０、センサ２１０、および、２ＭＨｚＤＡシステムは、２ＭＨｚ発生器２７４の一部である。同様に、電力コントローラ１５２、電力コントローラ１５４、ＡＦＴ１１４および１２０、ならびに、ＤＳＰ１５０は、発生器コントローラ２７２の一部である。発生器コントローラ２７２、ＡＤＣ２２２、センサ２１２、および、６０ＭＨｚＤＡシステムは、６０ＭＨｚ発生器２７６の一部である。
【００６９】
一実施形態において、システム１８０は、インピーダンス整合回路１８２および／または１８６を備えない。一実施形態において、電力コントローラ１４２およびＡＦＴ１１４の代わりに単一のコントローラが用いられ、電力コントローラ１５２およびＡＦＴ１１８の代わりに単一のコントローラが用いられ、電力コントローラ１５４およびＡＦＴ１２０の代わりに単一のコントローラが用いられる。
【００７０】
２ＭＨｚおよび６０ＭＨｚＤＡシステムに加えて２７ＭＨｚＤＡシステムが用いられる実施形態において、２７ＭＨｚ発生器は、６０ＭＨｚＤＡシステムの代わりに２７ＭＨｚＤＡシステムを備えることを除けば、６０ＭＨｚ発生器２７６と同様である。２７ＭＨｚ発生器は、インピーダンス整合回路（図示せず）および伝送線路（図示せず）を介してプラズマチャンバ１０２の下側電極１０４に接続される。さらに、２７ＭＨｚＤＡシステムは、ツールＵＩ１９０以外のデジタルパルス信号源に接続されており、デジタルパルス信号源によって生成されるデジタルパルス信号は、ＴＴＬ信号１１２と同期しなくてもよい。デジタルパルス信号源の一例としては、クロック発振器、または、ＴＴＬ信号を生成するＴＴＬ回路を備えたコンピュータが挙げられる。一実施形態において、デジタルパルス信号源によって生成されるデジタルパルス信号は、ＴＴＬ信号１１２と同期する。２７ＭＨｚ発生器は、２つの電力コントローラ、２つのＡＦＴ、ＤＳＰ、ＡＤＣ、センサ、および、２７ＭＨｚＤＡシステムを備える。
【００７１】
一実施形態において、第１の閾値および第２の閾値は、トレーニングルーチン（例えば、学習プロセス）中に生成される。トレーニングルーチン中、２ＭＨｚＤＡシステムがそのＲＦ電力信号を低電力値から高電力値に変化させた時、プラズマチャンバ１０２内の１または複数の部分（例えば、プラズマなど）と６０ＭＨｚＤＡシステムとの間にインピーダンス不整合が生じる。高電力値は、低電力値よりも高い。２ＭＨｚＤＡシステムは、２ＭＨｚＲＦ・ＤＡシステムに供給されるＴＴＬ信号１１２またはクロック信号の状態がＳ０からＳ１に変化すると、ＲＦ電力信号の状態を低電力値から高電力値に変化させる。この場合、６０ＭＨｚＤＡシステムは、２ＭＨｚＤＡシステムが高い電力値で電力供給を始めた時に、周波数および電力を調整される。インピーダンス不整合を低減するために、６０ＭＨｚＤＡシステムは、電力値および周波数値の調整（例えば、収束）を開始する。収束は、標準偏差または別の技術に基づいてＤＳＰ１５０によって決定されてよい。６０ＭＨｚＤＡシステムがより多くの時間を電力値および周波数値の収束に費やすことを可能にするために、２ＭＨｚＤＡシステムは、通常の期間よりも長い期間にわたって高い電力値に維持される。通常の期間は、インピーダンス不整合が低減（例えば、除去）されない期間である。通常の期間の一例は、ＴＴＬ信号１１２の周期の半分に等しい。６０ＭＨｚＤＡシステムが電力値および周波数値に収束すると、収束電力値は電力コントローラ１５２内に電力値Ｐ２１として格納され、収束周波数値はＡＦＴ１１８内に周波数値Ｆ２１として格納される。第１の閾値は、トレーニングルーチン中に電力値Ｐ２１から生成され、第１のガンマ値は、周波数値Ｆ２１に対応する。例えば、センサ２１２は、トレーニングルーチン中に順方向電力値および反射電力値を測定する。センサ２１２は、６０ＭＨｚ信号の周波数がＦ２１である場合、トレーニングルーチン中に順方向電力値および反射電力値を測定する。ＡＤＣ２２２は、測定された順方向電力値および反射電力値をアナログ形式からデジタル形式に変換する。ＤＳＰ１５０は、デジタル順方向電力値Ｐ２１およびデジタル反射電力値をＡＤＣ２２２から受信し、電力値Ｐ２１とトレーニングルーチン中に測定されたデジタル反射電力値とから第１の閾値を生成する。
【００７２】
同様に、トレーニングルーチン中、電力値Ｐ２０および周波数値Ｆ２０は、２ＭＨｚＤＡシステムがそのＲＦ電力信号を高電力値から低電力値に変化させた時に生成される。電力値Ｐ２０は電力コントローラ１５４に格納され、周波数値Ｆ２０はＡＦＴ１２０に格納される。また、電力値Ｐ２０は、第１の閾値が電力値Ｐ２１から生成されるのと同様に、トレーニングルーチン中に第２の閾値を生成するために用いられる。第２の閾値は、周波数値Ｆ２０に対応する。例えば、６０ＭＨｚ信号の電力値がＰ２０に決定された場合、６０ＭＨｚ信号の周波数値はＦ２０である。
【００７３】
一実施形態では、第１のガンマ値が第１の閾値よりも大きいか否かを、ＤＳＰ１５０の代わりに、ＡＦＴ１１８および電力コントローラ１５２が判定する。この実施形態において、ＤＳＰ１５０は、第１のガンマ値をＡＦＴ１１８および電力コントローラ１５２に提供する。ＡＦＴ１１８は、第１のガンマ値が第１の閾値よりも大きいと判定した場合、第１のガンマ値に対応する周波数値Ｆ２１を決定し、周波数値Ｆ２１を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。さらに、電力コントローラ１５２は、第１のガンマ値が第１の閾値よりも大きいと判定した場合、第１のガンマ値に対応する電力値Ｐ２１を決定し、電力値Ｐ２１を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。
【００７４】
さらに、この実施形態では、第２のガンマ値が第２の閾値よりも大きいか否かを、ＤＳＰ１５０の代わりに、ＡＦＴ１２０および電力コントローラ１５４が判定する。この実施形態では、ＤＳＰ１５０は、第２のガンマ値をＡＦＴ１２０および電力コントローラ１５４に提供する。ＡＦＴ１２０は、第２のガンマ値が第２の閾値よりも大きいと判定した場合、第２のガンマ値に対応する周波数値Ｆ２０を決定し、周波数値Ｆ２０を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。さらに、電力コントローラ１５４は、第２のガンマ値が第２の閾値よりも大きいと判定した場合、第２のガンマ値に対応する電力値Ｐ２０を決定し、電力値Ｐ２０を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。
【００７５】
一実施形態では、センサ２１２が順方向電力および反射電力を検知する代わりに、複素電圧および複素電流が検知され、検知された電圧および電流の値からガンマが生成される。例えば、１または複数のセンサ（例えば、電圧センサ、電流センサなど）が、伝送線路２３２上の電流および電圧を検知し、複素値として検知した電流および電圧の値をＤＳＰ１５０に提供する。ＤＳＰ１５０は、検知された電流および電圧の値から順方向電力および反射電力を計算し、順方向電力および反射電力からガンマ値を生成する。
【００７６】
一実施形態では、センサ２１２が順方向電力および反射電力を検知する代わりに、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１中に、第１の比較器が、伝送線路２３２に反射された電圧または電流を比較して、電圧または電流が第１の所定の値よりも大きいか否かを判定する。ＴＴＬ信号１０６の状態Ｓ１中に、電圧または電流が第１の所定の値よりも大きい場合、第１の比較器は、第１の信号をＤＳＰ１５０に提供し、電圧または電流が第１の所定の値以下である場合、比較器は、第２の信号をＤＳＰ１５０に提供する。第１の信号を受信すると、ＤＳＰ１５０は、電圧または電流が第１の所定の値よりも大きいと特定し、第２の信号を受信すると、ＤＳＰ１５０は、電圧または電流が第１の所定の値以下であると特定する。ＤＳＰ１５０は、電圧または電流が第１の所定の値を超えると特定した場合、第１の所定の値に対応する周波数値Ｆ２１を決定し、周波数値Ｆ２１をＡＦＴ１１８に提供する。さらに、電圧または電流が第１の所定の値を超える旨の示唆を受信すると、ＤＳＰ１５０は、第１の所定の値に対応する電力値Ｐ２１を決定し、電力値Ｐ２１を電力コントローラ１５２に提供する。比較器は、ＤＳＰ１５０に接続されている。
【００７７】
この実施形態において、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に、比較器は、伝送線路２３２に反射された電圧または電流を比較して、電圧または電流が第２の所定の値よりも大きいか否かを判定する。電圧または電流が第２の所定の値よりも大きい場合、比較器は、第１の信号をＤＳＰ１５０に提供し、電圧または電流が第２の所定の値以下である場合、比較器は、第２の信号をＤＳＰ１５０に提供する。ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に第１の信号を受信すると、ＤＳＰ１５０は、電圧または電流が第２の所定の値よりも大きいと特定し、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に第２の信号を受信すると、ＤＳＰ１５０は、電圧または電流が第２の所定の値以下であると特定する。ＤＳＰ１５０は、電圧または電流が第２の所定の値を超えると決定した場合、第２の所定の値に対応する周波数値Ｆ２０を決定し、周波数値Ｆ２０をＡＦＴ１２０に提供する。さらに、電圧または電流が第２の所定の値を超える旨の示唆を受信すると、ＤＳＰ１５０は、第２の所定の値に対応する電力値Ｐ２０を決定し、電力値Ｐ２０を電力コントローラ１５４に提供する。一実施形態において、比較器は、アナログ回路（例えば、１または複数のオペアンプ）を含む。
【００７８】
図２は、ガンマ値が第１の閾値または第２の閾値よりも大きいか否かに基づいた状態の変化を示す表２５０の一実施形態の図である。表２５０に示すように、ＴＴＬ信号１１２は、デジタルパルス信号（例えば、クロック信号）をＤＳＰ１４０（図１）に提供するために用いられる。
【００７９】
ＴＴＬ信号１１２が状態Ｓ１にある時、２ＭＨｚ信号は高電力レベルを有する。ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１中に、ガンマ値が第１の閾値を超えるか否かが判定される。ガンマ値が第１の閾値を超えると判定されると、状態Ｓ１を達成するために、６０ＭＨｚ信号の電力値は、電力値Ｐ２１から電力値Ｐ２０に変更され、６０ＭＨｚ信号の周波数値は、周波数値Ｆ２０から周波数値Ｆ２１に変更される。
【００８０】
また、ＴＴＬ信号１１２が状態Ｓ０にある時、２ＭＨｚ信号は低電力レベルを有する。ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に、ガンマ値が第２の閾値を超えるか否かが判定される。ガンマ値が第２の閾値を超えると判定されると、状態Ｓ０を達成するために、６０ＭＨｚ信号の電力値は、電力値Ｐ２０から電力値Ｐ２１に変更され、６０ＭＨｚ信号の周波数値は、周波数値Ｆ２１から周波数値Ｆ２０に変更される。
【００８１】
図３は、トレーニングルーチン中に２つのＲＦ信号（２ＭＨｚ信号および６０ＭＨｚ信号）について順方向電力を時間に対してプロットしたグラフ１１１の一実施形態を示す図である。一実施形態において、トレーニングルーチンは、調整されたＲＦ値（例えば、電力値Ｐ２０およびＰ２１、周波数値Ｆ２０およびＦ２１、閾値など）を決定するために一回実行されるか、もしくは、例えばプラズマインピーダンスを考慮するために或る期間中に一回実行される。この例では、２ＭＨｚ信号は、独立的にパルシングする（ＩＰ）ＲＦ信号であり、６０ＭＨｚ信号は、２ＭＨｚＲＦ信号がパルシングする時に電力供給を最適化するためにＲＦ周波数を調整する依存的なＲＦ信号である。図３では、１つのみの依存ＲＦ発生器（例えば、６０ＭＨｚ）について記載されているが、複数の依存ＲＦ発生器が設けられてもよく、各々、ＩＰ・ＲＦ信号がパルシングした時に自身の最適な調整ＲＦ周波数および閾値を確認するために同様のトレーニングルーチンを受けてよいことを理解されたい。
【００８２】
図３は、図４で説明する方法１１３のフローチャートの一実施形態を参照すれば、より良好に理解できる。方法１１３は、トレーニングルーチンの一例である。
【００８３】
点１１５において、ＩＰ・ＲＦ発生器（例えば、２ＭＨｚ発生器）のＩＰ・ＲＦ信号１１９は、ハイに移行して高電力設定点に至る。図３の例において、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ発生器の高電力設定点は、６キロワット（ｋＷ）である。これは、図４の動作１１７にも示されている。
【００８４】
さらに、依存ＲＦ発生器（例えば、６０ＭＨｚ発生器）は、ＩＰ・ＲＦ信号１１９がハイに移行した時に依存ＲＦ発生器が電力供給に最適なＲＦ周波数に収束するのを可能にするために、周波数自己調整モードに設定される。これは、図４の動作１１７にも示されている。詳述すると、独立または依存ＲＦ発生器は、プラズマチャンバ１０２に関連する多くの変数を監視し、自身の変数を調整して、プラズマチャンバ１０２への電力供給を最大化する。次いで、独立または依存ＲＦ発生器は、自身のＲＦ信号周波数を調整して、ガンマを最小化することにより、電力供給の効率を最大化する。
【００８５】
２ＭＨｚのＩＰ・ＲＦ信号は、点１１５および１２１の間の期間中にハイ状態である。ＩＰ・ＲＦ信号のこのハイパルス期間は、基板１０８の処理のための生産時間中に利用されるＩＰ・ＲＦ信号のハイパルス期間に比べて、トレーニング期間中に大幅に延長される（１０分の数秒から数秒）。基板１０８は、基板１０８をエッチングする、基板１０８上に１または複数の層を蒸着する、基板１０８を洗浄するなどのために、処理されてよい。この人為的に延長されたハイパルス期間は、ＩＰ・ＲＦ信号がハイに移行した時に存在するプラズマインピーダンス条件に対して電力供給効率を最大化するように周波数を最適に調整するのに十分な時間を依存ＲＦ発生器に与える。
【００８６】
依存ＲＦ発生器は、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号がハイパルスの時、０．０４のガンマ値に対する６１．３ＭＨｚの周波数値に同調する。次いで、依存ＲＦ発生器にとって最適な調整ＲＦ周波数６１．３ＭＨｚ（例えば、ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１）は、動作１２３に示すように、ＡＦＴ１１８（図１）内に記録され、図４の動作１２５に示すように、ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１として設定される。ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１は、周波数値Ｆ２１の一例である。センサ２１２によって検知された周波数ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１の順方向電力（例えば、６ｋＷ）は、電力値Ｐ２１の一例である。この６１．３ＭＨｚの値は、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号がハイパルスである時、６０ＭＨｚの依存ＲＦ信号にとって最適なＲＦ周波数である。０．０４のガンマ値は、依存ＲＦ発生器にとって最適な調整ＲＦ周波数で電力供給が効率的であることを証明する。
【００８７】
次いで、依存ＲＦ発生器は、固定周波数モードで作動され、それにより、そのＲＦ周波数は、調整が不可能になる。代わりに、依存ＲＦ発生器は、上述の最適な調整ＲＦ周波数６１．３ＭＨｚで動作せざるを得ず、２ＭＨｚのＩＰ・ＲＦ信号は、高電力設定点から低電力設定点（１２１から１２７）に移行する。これは、図４の動作１３１に示されている。２ＭＨｚＲＦ信号の低電力設定点は、図２の例ではゼロであるが、一実施形態において、低電力設定点は、高電力設定点６ｋＷよりも低い任意の電力レベル設定値であってよい。
【００８８】
ＩＰ・ＲＦ信号がローに移行した後（点１２７の後）、以前の最適な調整ＲＦ周波数６１．３ＭＨｚは、依存ＲＦ発生器による電力供給にとってもはや効率的なＲＦ周波数ではなくなる。これは、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号がローに移行してプラズマ１０２内のプラズマに供給するＲＦ電力の量が小さくなった時に、プラズマインピーダンスが変化したからである。非効率は、ガンマ値０．８に反映され、依存ＲＦ発生器のセンサ２１２によって検出される。このガンマ値０．８は、図４の動作１３３で記録され、図４の動作１３５でＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値として設定されてよい。ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値は、第２の閾値の一例である。ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値は、ＤＳＰ１５０のメモリデバイス、ＡＦＴ１２０のメモリデバイス、および／または、電力コントローラ１５４のメモリデバイス（図１）に格納される。
【００８９】
生産時間中、ＩＰ・ＲＦ信号がハイに移行し、６０ＭＨｚＲＦ信号が６１．３ＭＨｚになり、次いで、ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値に到達すると、依存ＲＦ発生器は、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号がハイからローに移行したと決定する。
【００９０】
１または複数の実施形態において、ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値は、Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿１＿Ａｄｊｕｓｔの値によって感度を高くするために調整されうる。例えば、動作１３５において、センサ２１２によるハイからローへの検出感度を上げるために、０．８の代わりに０．７（例えば、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号のハイからローへの移行によって生じるガンマ値よりもやや低い値）にＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値を設定することが望ましい場合がある。この例では、Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿１＿Ａｄｊｕｓｔの値は、−０．１であり、ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値「０．７」は、ガンマ値「０．８」およびＴｈｒｅｓｈｏｌｄ＿１＿Ａｄｊｕｓｔの値「−０．１」の和である。
【００９１】
ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値が取得されると、６０ＭＨｚの依存ＲＦ発生器は、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号がローに移行した時に電力供給に最適な調整ＲＦ周波数を決定することを可能にするために、動作１３９において周波数自己調整モードに設定される。再び、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号のローパルスは、ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値の確認を可能にすると共に、６０ＭＨｚの依存的なＲＦ発生器が２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号のローパルス中に電力供給に最適なＲＦ周波数に自己調整することを可能にするために、図３の点１２７および１３７の間で人為的に延長される。
【００９２】
依存的なＲＦ発生器が、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号のローパルス中に電力供給に最適なＲＦ周波数（例えば、６０．５ＭＨｚ）に同調すると、依存ＲＦ発生器の最適な調整ＲＦ周波数は、動作１４１で記録され、動作１４３でＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ２として設定される。
【００９３】
依存ＲＦ発生器は、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号のローパルスに最適なＲＦ周波数（例えば、６０．５ＭＨｚなど）に同調した後、動作１４５においてＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ２の固定周波数モードで動作するよう設定され、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ発生器は、ハイに移行する（点１３７から点１４７に移行する）ことが可能になる。ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ２は、周波数値Ｆ２０の一例である。センサ２１２によって検知された周波数ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ２の順方向電力は、電力値Ｐ２０の一例である。これは、図４の動作１４５にも示されている。
【００９４】
２ＭＨｚのＩＰ・ＲＦ信号がハイに移行した後（例えば、点１３７の後）、以前の最適な調整ＲＦ周波数ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ２は、６０ＭＨｚＲＦ発生器による電力供給にとってもはや効率的なＲＦ周波数ではなくなる。これは、２ＭＨｚの独立的にパルシングするＲＦ信号がハイに移行してプラズマ１０２内のプラズマに供給するＲＦ電力が大きくなった時に、プラズマインピーダンスが変化したからである。非効率は、ガンマ値０．７８に反映され、センサ２１２によって検出される。このガンマ値０．７８は、動作１５１で記録され、動作１５３でＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値として設定されてよい。ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値は、第１の閾値の一例である。ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値は、ＤＳＰ１５０のメモリデバイス、ＡＦＴ１１８のメモリデバイス、および／または、電力コントローラ１５２のメモリデバイスに格納される。
【００９５】
生産時間中、ＩＰ・ＲＦ信号がローに移行して、６０ＭＨｚＲＦ信号が６０．５ＭＨｚ（ＩＰ・ＲＦ信号がロー状態の時に６０ＭＨｚＲＦ発生器にとって最適な調整ＲＦ周波数）になり、次いで、ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値に到達すると、依存ＲＦ発生器は、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号がローからハイに移行したばかりであると決定する。
【００９６】
１または複数の実施形態において、ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値は、Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ２＿Ａｄｊｕｓｔの値によって感度を高くするために調整されうる。例えば、図４の動作１５３において、センサ２１２によるローからハイへの検出感度を上げるために、０．７８の代わりに０．７５（例えば、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号のローからハイへの移行によって生じる実際のガンマ値よりもやや低い値）にＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値を設定することが望ましい場合がある。この例では、Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ２＿Ａｄｊｕｓｔの値は、−０．０３であり、ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値「０．７５」は、ガンマ値「０．７８」およびＴｈｒｅｓｈｏｌｄ２＿Ａｄｊｕｓｔの値「−０．０３」の和である。
【００９７】
次いで、２つの最適な調整ＲＦ周波数値（例えば、６１．３ＭＨｚおよび６０．５ＭＨｚ）ならびに２つのガンマ閾値（例えば、ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値およびＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値）は、生産時間中に利用され、２ＭＨｚはパルシングすることを許容され、６０ＭＨｚの依存ＲＦ発生器は、ガンマ値が閾値を超えたことをセンサ２１２が検出した時に、以前に学習した２つの最適な調整ＲＦ周波数の間で切り換えを行う。６０ＭＨｚ信号は、図３では信号１５５として図示されている。
【００９８】
図５は、電力コントローラおよび／または周波数チューナが非ゼロ値を提供する場合に、プラズマインピーダンスに基づいて状態を変化させるためのシステム２６２の一実施形態を示す図である。システム２６２は、それぞれ非ゼロ値を提供する電力コントローラ１７２およびＡＦＴ２６４を備えることを除いては、図１のシステム１８０と同様である。
【００９９】
ＤＳＰ１４０は、識別された状態Ｓ０を、対応する記憶場所からＡＦＴ２６４および電力コントローラ１７２に提供する。一例として、ＤＳＰ１４０は、ＴＴＬ信号１１２がデューティサイクルの時刻ｔ２およびｔ３の間に状態Ｓ０にあることを、ＡＦＴ２６４および電力コントローラ１７２に示す。ＡＦＴ２６４は、ＴＴＬ信号１１２の状態に基づいて周波数値を決定し、電力コントローラ１７２は、ＴＴＬ信号１１２の状態に基づいて電力値を決定する。例えば、ＡＦＴ２６４は、ＴＴＬ信号１１２の状態がＳ０である時に周波数値Ｆ１０が２ＭＨｚＤＡシステムに提供されるように決定し、電力コントローラ１７２は、ＴＴＬ信号１１２の状態がＳ０である時に電力値Ｐ１０が２ＭＨｚＤＡシステムに提供されるように決定する。一実施形態において、値Ｆ１０およびＰ１０は、正の値である。
【０１００】
周波数値Ｆ１０はＡＦＴ２６４に格納され、電力値Ｐ１０は電力コントローラ１７２に格納される。ＴＴＬ信号１１２の状態がＳ０である時、電力コントローラ１７２は、電力値Ｐ１０を２ＭＨｚＤＡシステムに提供し、ＡＦＴ２６４は、周波数値Ｆ１０を２ＭＨｚＤＡシステムに提供する。
【０１０１】
２ＭＨｚＤＡシステムは、状態Ｓ０中に周波数値Ｆ１０および電力値Ｐ１０を受信する。値Ｆ１０およびＰ１０を受信すると、２ＭＨｚＤＡシステムは、周波数Ｆ１０のＲＦ電力を生成し、ＲＦ電力は電力値Ｐ１０を有する。２ＭＨｚＤＡシステムの増幅器は、電力値Ｐ１０に比例する電力値を有すると共に周波数値Ｆ１０を有する順方向電力を、伝送線路２３０およびインピーダンス整合回路１８２を介してプラズマチャンバ１０２に供給する。
【０１０２】
一実施形態において、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に、ＡＦＴ２６４は、ＤＳＰ１４０から受信したガンマ値に基づいて周波数値を決定する。状態Ｓ０中に、ＡＦＴ２６４は、ガンマ値から生成された周波数値に基づいて周波数値Ｆ１０を調整し、調整した周波数値を２ＭＨｚＤＡシステムに提供する。さらに、状態Ｓ０中に、電力コントローラ１７２は、ＤＳＰ１４０から受信したガンマ値に基づいて電力値を決定する。状態Ｓ０中に、電力コントローラ１７２は、ガンマ値に基づいて生成された電力値に基づいて電力値Ｐ１０を調整し、調整した電力値を２ＭＨｚＤＡシステムに提供する。また、状態Ｓ０中に、２ＭＨｚＤＡシステムは、ＡＦＴ２６４から受信した調整済みの周波数値と電力コントローラ１７２から受信した調整済みの電力値とを有する電力信号を生成し、その電力信号をインピーダンス整合回路１８２を介してプラズマチャンバ１０２に供給する。
【０１０３】
電力コントローラ１４２および１７２、ＡＦＴ１１４および２６４、ならびに、ＤＳＰ１４０は、発生器コントローラ２９０の一部である。発生器コントローラ２９０、ＡＤＣ２２０、センサ２１０、および、２ＭＨｚＤＡシステムは、２ＭＨｚ発生器２９２の一部である。
【０１０４】
一実施形態では、各ＤＳＰ１４０または１５０の代わりに、ＤＳＰによって実行される機能を実行するために、任意の数のプロセッサが用いられる。
【０１０５】
図６Ａは、グラフ３０２、３０４、３０６、および、３０８の実施形態を示す。各グラフ３０２、３０４、３０６、および、３０８は、時刻ｔの関数としてキロワット（ｋＷ）で電力値を示している。グラフ３０２に示すように、２ＭＨｚ電力信号（２ＭＨｚＤＡシステムによって供給される電力信号）は、状態Ｓ１中に電力値ａ１を有し、状態Ｓ０中に電力値０を有する。電力値ａ１は、電力値Ｐ１１の一例である。また、６０ＭＨｚ電力信号（６０ＭＨｚＤＡシステムによって提供される電力信号）は、状態Ｓ１中に電力値ａ２を有し、状態Ｓ０中に電力値ａ３を有する。電力値ａ２は電力値Ｐ２１の一例であり、電力値ａ３は電力値Ｐ２０の一例である。
【０１０６】
グラフ３０４に示すように、６０ＭＨｚ電力信号は、状態Ｓ１およびＳ０中に電力値ａ２を有する。さらに、グラフ３０６に示すように、２ＭＨｚ信号は、状態Ｓ０中に電力値ａ４を有する。電力値ａ４は、電力値Ｐ１０の一例である。グラフ３０８に示すように、６０ＭＨｚ信号は、２ＭＨｚ信号が電力値ａ４を有する時に、電力値ａ２を有する。
【０１０７】
図６Ｂは、グラフ３１０、３１２、３１４、および、３１６の実施形態を示す。各グラフ３１０、３１２、３１４、および、３１６は、時刻ｔの関数としてキロワットで電力値を示している。グラフ３１０に示すように、６０ＭＨｚ信号は、電力値ａ２から電力値ａ３に移行する（図６Ａ）代わりに、電力値ａ２から電力値０に移行する。
【０１０８】
さらに、グラフ３１２に示すように、６０ＭＨｚ信号は、電力値ａ２から電力値ａ５に移行する。電力値ａ５は、電力値Ｐ２０の一例である。グラフ３１４に示すように、６０ＭＨｚ信号は、２ＭＨｚ信号が非ゼロ電力値ａ４を有する状態Ｓ０中に電力値０を有する。グラフ３１６に示すように、６０ＭＨｚ電力信号は、２ＭＨｚ信号が非ゼロ電力値ａ４を有する状態Ｓ０中に非ゼロ電力値ａ５を有する。
【０１０９】
図７Ａは、グラフ３１８、３２０、３２２、および、３２４の実施形態を示す。各グラフ３１８、３２０、３２２、および、３２４は、時刻ｔの関数としてキロワットで電力値を示している。グラフ３１８、３２０、３２２、および、３２４が、２７ＭＨｚ信号のプロットを含むことを除けば、グラフ３１８はグラフ３０２（図６Ａ）と同様であり、グラフ３２０はグラフ３０４（図６Ａ）と同様であり、グラフ３２０はグラフ３０６（図６Ａ）と同様であり、グラフ３２２はグラフ３０８（図６Ａ）と同様である。２７ＭＨｚ信号は、２７ＭＨｚ発生器の２７ＭＨｚＤＡシステム（図示せず）から生成される。２７ＭＨｚ信号は、状態Ｓ１およびＳ０の両方の間、電力値ａ６を有するＲＦ信号である。
【０１１０】
図７Ｂは、グラフ３２６、３２８、３３０、および、３３２の実施形態を示す。各グラフ３２６、３２８、３３０、および、３３２は、時刻ｔの関数としてキロワットで電力値を示している。グラフ３２６、３２８、３３０、および、３３２が、電力値ａ６を有する２７ＭＨｚ信号のプロットを含むことを除けば、グラフ３２６はグラフ３１０（図６Ｂ）と同様であり、グラフ３２８はグラフ３１２（図６Ｂ）と同様であり、グラフ３３０はグラフ３１４（図６Ｂ）と同様であり、グラフ３３２はグラフ３１６（図６Ｂ）と同様である。
【０１１１】
図７Ｃは、グラフ３３４、３３６、３３８、および、３４０の実施形態を示す。各グラフ３３４、３３６、３３８、および、３４０は、時刻ｔの関数としてキロワットで電力値を示している。グラフ３３４、３３６、３３８、および、３４０が、２７ＭＨｚ信号のプロットを含むことを除けば、グラフ３３４はグラフ３０２（図６Ａ）と同様であり、グラフ３３６はグラフ３０４（図６Ａ）と同様であり、グラフ３３８はグラフ３０６（図６Ａ）と同様であり、グラフ３４０はグラフ３０８（図６Ａ）と同様である。２７ＭＨｚ信号は、状態Ｓ１中の電力値ａ７から状態Ｓ０中の電力値ａ８に移行する。電力値ａ７は、電力値ａ８よりも小さい。
【０１１２】
図７Ｄは、グラフ３４２、３４４、３４６、および、３４８の実施形態を示す。各グラフ３４２、３４４、３４６、および、３４８は、時刻ｔの関数としてキロワットで電力値を示している。グラフ３４２、３４４、３４６、および、３４８が、電力値ａ７およびａ８を有する２７ＭＨｚ信号のプロットを含むことを除けば、グラフ３４２はグラフ３１０（図６Ｂ）と同様であり、グラフ３４４はグラフ３１２（図６Ｂ）と同様であり、グラフ３４６はグラフ３１４（図６Ｂ）と同様であり、グラフ３４８はグラフ３１６（図６Ｂ）と同様である。
【０１１３】
図７Ｅは、グラフ３５０、３５２、３５４、および、３５６の実施形態を示す。各グラフ３５０、３５２、３５４、および、３５６は、時刻ｔの関数としてキロワットで電力値を示している。グラフ３５０、３５２、３５４、および、３５６が、２７ＭＨｚ信号のプロットを含むことを除けば、グラフ３５０はグラフ３０２（図６Ａ）と同様であり、グラフ３５２はグラフ３０４（図６Ａ）と同様であり、グラフ３５４はグラフ３０６（図６Ａ）と同様であり、グラフ３５６はグラフ３０８（図６Ａ）と同様である。２７ＭＨｚ信号は、状態Ｓ１中の電力値ａ９から状態Ｓ０中の電力値ａ１０に移行する。電力値ａ９は、電力値ａ１０よりも大きい。
【０１１４】
図７Ｆは、グラフ３５８、３６０、３６２、および、３６４の実施形態を示す。各グラフ３５８、３６０、３６２、および、３６４は、時刻ｔの関数としてキロワットで電力値を示している。グラフ３５８、３６０、３６２、および、３６４が、電力値ａ９およびａ１０を有する２７ＭＨｚ信号のプロットを含むことを除けば、グラフ３５８はグラフ３１０（図６Ｂ）と同様であり、グラフ３６０はグラフ３１２（図６Ｂ）と同様であり、グラフ３６２はグラフ３１４（図６Ｂ）と同様であり、グラフ３６４はグラフ３１６（図６Ｂ）と同様である。
【０１１５】
上述のグラフ３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、３３２、３３４、３３６、３３８、３４０、３４２、３４４、３４６、３４８、３５０、３５２、３５４、３５６、および、３５８において、２ＭＨｚ信号は実線で示され、６０ＭＨｚ信号は破線で示され、２７ＭＨｚ信号は点線で示されている。
【０１１６】
図８は、ガンマ値が第１の閾値または第２の閾値よりも大きいか否かに基づいてＡＦＴ１１８および１２０（図１および図３）の間で選択を行うためのシステム３１１の一実施形態を示すブロック図である。ＴＴＬ信号１１２が状態Ｓ１であり、状態Ｓ１中に測定されたガンマ値が第１の閾値を超えた場合、システム３１１の選択ロジック１２８（セレクタの一例）がＡＦＴ１１８を選択し、ＴＴＬ信号１１２が状態Ｓ０であり、状態Ｓ０中に測定されたガンマ値が第２の閾値を超えた場合、選択ロジック１２８はＡＦＴ１２０を選択する。選択ロジック１２８の例としては、マルチプレクサが挙げられる。選択ロジック１２８がマルチプレクサを含む場合、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１中に測定されたガンマ値が第１の閾値よりも大きいことを示す信号、または、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に測定されたガンマ値が第２の閾値よりも大きいことを示す信号が、マルチプレクサの選択入力で受信される。ＤＳＰ１５０は、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１中に測定されたガンマ値が第１の閾値よりも大きいことを示す信号を生成して、ＴＴＬ信号１１２が状態Ｓ１を有する時にその信号をマルチプレクサに提供する。ＤＳＰ１５０は、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に測定されたガンマ値が第２の閾値よりも大きいことを示す信号を生成して、ＴＴＬ信号１１２が状態Ｓ０を有する時にその信号をマルチプレクサに提供する。
【０１１７】
一実施形態において、選択ロジック１２８は、プロセッサを備える。一実施形態において、選択ロジック１２８は、ＤＳＰ１４０内に実装される。
【０１１８】
ＡＦＴ１１８が選択されると、ＡＦＴ１１８は、周波数値Ｆ２１を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。同様に、ＡＦＴ１２０が選択されると、ＡＦＴ１２０は、周波数値Ｆ２０を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。
【０１１９】
２ＭＨｚＤＡシステムは、クロック源３１３から受信したクロック信号と同期する２ＭＨｚ信号を生成する。一実施形態において、クロック源３１３のクロック信号は、ＴＴＬ信号１１２と同期しない。一実施形態において、クロック源３１３のクロック信号は、ＴＴＬ信号１１２と同期する。
【０１２０】
一実施形態において、選択ロジック１２８は、ＡＦＴ１１８および１２０の代わりに、電力コントローラ１５２および１５４（図５）の間で選択を行う。電力コントローラ１５２がＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１中に選択されると、電力コントローラ１５２は、電力値Ｐ２１を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供し、電力コントローラ１５４がＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に選択されると、電力コントローラ１５４は、電力値Ｐ２０を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。
【０１２１】
一実施形態において、選択ロジック１２８は、選択ロジック１２８が６０ＭＨｚ発生器２７６（図１および図３）内に実装されるのと同様の方法で２７ＭＨｚ発生器内に実装される。
【０１２２】
ガンマ値が、選択ロジック１２８によって、状態Ｓ１またはＳ０に基づいてＡＦＴ１１８または１２０に転送される。例えば、状態がＳ１である時、ＤＳＰ１５０は、第１のガンマ値を選択ロジック１２８に提供する。この例において、状態Ｓ１中にＡＦＴ１１８を選択した選択ロジック１２８は、ＤＳＰ１５０から受信した第１のガンマ値をＡＦＴ１１８に転送する。別の例として、状態がＳ０である時、ＤＳＰ１５０は、第２のガンマ値を選択ロジック１２８に提供する。この例において、状態Ｓ０中にＡＦＴ１２０を選択した選択ロジック１２８は、ＤＳＰ１５０から受信した第２のガンマ値をＡＦＴ１２０に転送する。
【０１２３】
同様に、電力コントローラ１５２および１５４（図５）が用いられる実施形態において、選択ロジック１２８は、ＤＳＰ１５０から受信した第１のガンマ値を状態Ｓ１中に電力コントローラ１５２に転送し、ＤＳＰ１５０から受信した第２のガンマ値を電力コントローラ１５４に転送する。
【０１２４】
さらに、選択ロジック１２８が２７ＭＨｚ発生器内に実装され、２７ＭＨ発生器の電力コントローラに接続される実施形態において、選択ロジック１２８は、２７ＭＨｚ発生器のＤＳＰから受信した第３のガンマ値を状態Ｓ１中に電力コントローラの１つに転送し、ＤＳＰから受信した第４のガンマ値を状態Ｓ０中に電力コントローラの別の１つに転送する。この実施形態において、第３のガンマ値は、２７ＭＨｚ発生器に接続された伝送線路上の順方向電力および反射電力に基づいて生成される。また、この実施形態において、順方向電力および反射電力は両方とも、２７ＭＨｚ発生器のセンサによって検知される。この実施形態において、第４のガンマ値は、２７ＭＨｚ発生器に接続された伝送線路上の順方向電力および反射電力に基づいて生成される。
【０１２５】
さらに、選択ロジック１２８が２７ＭＨｚ発生器内に実装され、２７ＭＨ発生器のＡＦＴに接続される実施形態において、選択ロジック１２８は、２７ＭＨｚ発生器のＤＳＰから受信した第３のガンマ値を状態Ｓ１中にＡＦＴの一方に転送し、ＤＳＰから受信した第４のガンマ値を状態Ｓ０中にＡＦＴの他方に転送する。
【０１２６】
図９は、６０ＭＨｚＤＡシステムの周波数および／または電力を調整して、６０ＭＨｚ発生器２７６（図１および図３）の状態Ｓ１またはＳ０を達成するための方法３２１の一実施形態を示すフローチャートである。動作３２５において、プラズマが、プラズマチャンバ１０２（図１）内で点火（例えば、生成）される。
【０１２７】
動作３２７において、ＴＴＬ信号１１２の両方の状態中に、伝送線路２３２上の順方向電力および反射電力が、センサ２１２（図５）によって測定される。測定された順方向電力および反射電力は、アナログ形式からデジタル形式に変換される。
【０１２８】
動作３２９において、ＤＳＰ１４０および１５０は、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０およびＳ１中に測定された順方向電力および反射電力のデジタル値からガンマ値を計算する。ＴＴＬ信号１１２の各状態について、ガンマ値がＤＳＰによって決定される。例えば、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に、ガンマ値が、ＤＳＰ１５０によって、順方向電力および反射電力の間の関係性（例えば、伝送線路２３２上で検知された反射電力と順方向電力との比の平方根など）に基づいて決定され、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１中に、ガンマ値が、ＤＳＰ１５０によって、順方向電力および反射電力の間の関係性（例えば、伝送線路２３２（図５）上で検知された反射電力と順方向電力との比の平方根）に基づいて決定される。
【０１２９】
動作３３１において、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ１中に測定されたガンマ値が第１の閾値よりも大きいか否かが判定され、ＴＴＬ信号１１２の状態Ｓ０中に測定されたガンマ値が第２の閾値よりも大きいか否かが判定される。例えば、ＡＦＴ１１８および電力コントローラ１５２は、ＤＳＰ１５０から受信したガンマ値が第１の閾値よりも大きいか否かを判定し、ＡＦＴ１２０および電力コントローラ１５４は、ＤＳＰ１５０から受信したガンマ値が第２の閾値を超えるか否かを判定する。別の例として、ＤＳＰ１５０は、第１のガンマ値が第１の閾値よりも大きいか否か、または、第２のガンマ値が第２の閾値よりも大きいか否かを判定する。
【０１３０】
ガンマ値が第１の閾値よりも大きいと判定されると、動作３３３において、ＡＦＴ１１８は、周波数値Ｆ２１を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供し、電力コントローラ１５２は、電力値Ｐ２１を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。さらに、ガンマ値が第２の閾値よりも大きいと判定されると、動作３３５において、ＡＦＴ１２０は、周波数値Ｆ２０を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供し、電力コントローラ１５４は、電力値Ｐ２０を６０ＭＨｚＤＡシステムに提供する。方法３２１の動作３２７は、動作３３３および３３５の後に繰り返される。
【０１３１】
方法３２１は、６０ＭＨｚ発生器２７６に関して説明されているが、一実施形態において、方法３２１は、２７ＭＨｚ発生器、もしくは、２７ＭＨｚまたは６０ＭＨｚ以外の周波数を有する発生器に適用される。
【０１３２】
図１０は、ＩＰ・ＲＦ信号のパルシング中に最適な生産時間電力供給を行うために依存ＲＦ発生器によってＲＦ調整を実施する時間に対して正規化ＲＦ変数を示すグラフ４００の一実施形態の図である。正規化ＲＦ変数の例は、順方向電力およびガンマ値を含む。図１０は、方法５００のフローチャートを参照すれば、より良好に理解できる。方法５００の一実施形態は、図１１に示す。方法５００は、パルシング中の最適な電力供給のために依存ＲＦ発生器によって周波数調整を実行するための動作に関する詳細を提供する。
【０１３３】
点４０２において、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ発生器は、ハイに移行し、６０ＭＨｚの依存ＲＦ発生器は、以前に学習した最適なＲＦ周波数ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１（例えば、６１．３ＭＨｚ）に設定されるか、もしくは、この最適なＲＦ周波数ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１に自己調整することを許可される。これは、図１１の動作５０４に示されている。その後、依存ＲＦ発生器は、周波数調整モードで動作する。
【０１３４】
図１０の例では、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号は、高電力設定点６ｋＷと低電力設定点０ｋＷ（０は必須ではなく、非ゼロでもよい）との間で、１５９．２５Ｈｚのパルス周波数、５０％のデューティサイクル（必要に応じて変更可能）でパルシングする。６０ＭＨｚの依存ＲＦ発生器は、電力設定点９００Ｗの電力を供給する。６０ＭＨｚの依存ＲＦ発生器は、プラズマチャンバ１０２内のプラズマ負荷に電力を供給しつつ、図１１の動作５０６および５０８に示すように、センサ２１２を介してガンマ値を監視する。
【０１３５】
点４０４において、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号は、ローに移行して、点４０９に至る。このハイからローへの移行の直後に、６０ＭＨｚの依存ＲＦ発生器によって測定されるガンマ値が、約０．０４から約０．８まで（例えば、点４０７から点４０８まで）急上昇する。ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値が、例えば０．７に設定された場合、検出されたガンマ値が閾値を超えると（動作５０８のＹＥＳ分岐）、６０ＭＨｚＲＦ発生器は、以前に学習した或る最適な調整ＲＦ周波数値ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１から、以前に学習した他の最適な調整ＲＦ周波数値ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ２に切り替わるよう促される。これは、図１１の動作５１０に示されている。このように、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号のハイからローへの移行に応じて６０ＭＨｚの依存ＲＦ発生器をＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１からＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ２に調整することにより、測定されるガンマ値は、０．０５まで下がる（例えば、点４１０から点４１２に下がる）。
【０１３６】
点４１５において、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号は、ローからハイに移行して、例えば、点４１７に至る。このローからハイへの移行の直後、動作５１２および５１４において依存ＲＦ発生器によって測定されるガンマ値が、約０．０５から約０．７８まで急上昇する。この急上昇は、点４１４および４１６の間に示されている。
【０１３７】
ＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値が、例えば０．７５に設定された場合、検出されたガンマ値が閾値を超えると（図１１の動作５１４のＹＥＳ分岐）、６０ＭＨｚＲＦ発生器は、以前に学習した最適な調整ＲＦ周波数値ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ２から、以前に学習した他の最適な調整ＲＦ周波数値ＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１に切り替わるよう促される。これは、図１１の動作５０４に示されている。このように、２ＭＨｚＩＰ・ＲＦ信号のローからハイへの移行に応じて６０ＭＨｚの依存ＲＦ発生器をＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ２からＩＤＰＣ＿Ｆｒｅｑ１に調整することにより、測定されるガンマ値は、０．０４まで下がる（例えば、点４１８から点４２０に下がる）。
【０１３８】
図１０のタイムスケールは、図３よりも速いタイムスケールを反映していることに注意されたい。図１０のタイムスケールは生産時間を示し、図３のタイムスケールは学習時間を示す。上述のように、依存ＲＦ発生器が学習を目的に最適な調整ＲＦ周波数に自己調整することを可能にするために、ＩＰ・ＲＦパルスのハイ期間およびロー期間が、学習時間中に人為的に延長されることに当てはまる。さらに、６０ＭＨｚ信号は、図１０で信号４０６として図示されていることに注意されたい。
【０１３９】
一実施形態では、依存ＲＦ発生器が基本的に状態機械として動作し、ＩＰ・ＲＦ信号のハイからローへの移行およびＩＰ・ＲＦ信号のローからハイへの移行を検出した時に１つの学習済み最適ＲＦ周波数から別の学習済み最適ＲＦ周波数に切り替わるた、生産時間中に、かかる自己調整は利用されない。ハイからローへの移行は、測定されたガンマ値をＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ１閾値と比較して、ガンマ逸脱の検出前のＩＰ・ＲＦ信号の以前の状態を決定することによって検出される。さらに、ローからハイへの移行は、測定されたガンマ値をＩＤＰＣ＿Ｇａｍｍａ２閾値と比較して、ガンマ逸脱の検出前のＩＰ・ＲＦ信号の以前の状態を決定することによって検出される。
【０１４０】
上述の実施形態は、２ＭＨｚＲＦ信号および／または６０ＭＨｚ信号および／または２７ＭＨｚ信号を下側電極１０４に供給し、上側電極１１０を接地することに関するが、いくつかの実施形態では、２ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、および、２７ＭＨｚ信号が上側電極１１０に提供され、下側電極１０４が接地されることに注意されたい。
【０１４１】
また、一実施形態において、入力（例えば、周波数入力、電力入力など）またはレベル（例えば、電力レベル、周波数レベル）は、別の値の制限（例えば、標準偏差など）内にある１または複数の値を含むことに注意されたい。例えば、電力レベルは、電力値Ｐ２１と、電力値Ｐ２１の制限内にある他の電力値とを含む。この例において、電力レベルは、別の状態に対する任意の電力値（例えば、状態Ｓ０に対する電力値Ｐ２０）を除外する。別の例として、周波数入力は、周波数値Ｆ１１と、周波数値Ｆ１１の制限内にある他の周波数値とを含む。この例において、周波数入力は、別の状態に対する任意の周波数値（例えば、状態Ｓ０に対する周波数値Ｆ１０）を除外する。
【０１４２】
上述の実施形態は、平行板プラズマチャンバに関して説明されているが、一実施形態において、上述の実施形態は、その他のタイプのプラズマチャンバ、例えば、誘電結合プラズマ（ＩＣＰ）リアクタを備えるプラズマチャンバ、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）リアクタを備えるプラズマチャンバなど、に適用されることに注意されたい。例えば、２ＭＨｚおよび６０ＭＨｚ電源は、ＩＣＰプラズマチャンバ内のインダクタに接続される。
【０１４３】
さらに、上述の実施形態のいくつかはガンマ値を用いて説明されているが、一実施形態において、インピーダンスの差の値が用いられてもよい。例えば、ＴＴＬ信号１１２の状態がＳ１の時、ＤＳＰ１５０は、伝送線路２３２上の反射電力からインピーダンスを決定し、さらに、伝送線路２３２上の順方向電力からインピーダンスを決定する。ＤＳＰ１５０は、インピーダンスの間の第１の差が第１の制限を超えるか否かを判定し、超えると判定した場合、その旨を示すと共に第１の差の値を示す信号を送信する。第１の差の値を示す信号を受信すると、ＡＦＴ１１８は、メモリデバイスから周波数値Ｆ２１を取得し、電力コントローラ１５２は、メモリデバイスから電力値Ｐ２１を取得する。次いで、値Ｆ２１およびＰ２１は、６０ＭＨｚＤＡシステムに提供される。
【０１４４】
同様に、ＴＴＬ信号１１２の状態がＳ０の時、ＤＳＰ１５０は、伝送線路２３２上の反射電力からインピーダンスを決定し、さらに、伝送線路２３２上の順方向電力からインピーダンスを決定する。ＤＳＰ１５０は、インピーダンスの間の第２の差が第２の制限を超えるか否かを判定し、超えると判定した場合、その旨を示すと共に第２の差の値を示す信号を送信する。第２の差の値を示す信号を受信すると、ＡＦＴ１２０は、メモリデバイスから周波数値Ｆ２０を取得し、電力コントローラ１５４は、メモリデバイスから電力値Ｐ２０を取得する。次いで、値Ｆ２０およびＰ２０は、６０ＭＨｚＤＡシステムに提供される。
【０１４５】
一実施形態において、発生器コントローラのＡＦＴおよび／または電力コントローラによって実行される動作は、発生器コントローラのＤＳＰによって実行される。例えば、ＡＦＴ１１８および１２０によって実行される本明細書に記載の動作は、ＤＳＰ１５０によって実行される。
【０１４６】
一実施形態において、用語「駆動増幅器」ならびに「ＤＡシステム」は、本明細書で交換可能に利用されている。
【０１４７】
本明細書に記載の実施形態は、ハンドヘルドデバイス、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家電、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなど、様々なコンピュータシステム構成で実施されてもよい。実施形態は、ネットワークを通して接続された遠隔処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実施されてもよい。
【０１４８】
上述の実施形態を念頭に置いて、本実施形態は、コンピュータシステムに格納されたデータを含め、コンピュータに実装された様々な動作を利用できることを理解されたい。これらの動作は、物理量の物理操作を必要とするものである。本実施形態の一部を形成する本明細書で説明した動作はいずれも、有用な機械動作である。本実施形態は、さらに、これらの動作を実行するためのデバイスまたは装置に関する。装置は、専用コンピュータ向けに特別に構成されてよい。専用コンピュータとして規定された場合、コンピュータは、特殊目的に含まれない他の処理、プログラム実行、または、ルーチンも実行しつつ、特殊目的のために動作することができる。あるいは、動作は、コンピュータメモリ、キャッシュに格納されたまたはネットワークを介して取得された１または複数のコンピュータプログラムによって選択的にアクティベートまたは構成された汎用コンピュータで処理されてもよい。データがネットワークを介して取得されると、そのデータは、ネットワーク上の他のコンピュータ（例えば、クラウドのコンピューティング資源）によって処理されてよい。
【０１４９】
１または複数実施形態は、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上にコンピュータ読み取り可能なコードとして製造されてもよい。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータシステムによって読み出し可能であるようにデータを格納できる任意のデータ記憶装置である。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、コンパクトディスク−ＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤ−レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）、ＣＤ−リライタブル（ＣＤ−ＲＷ）、磁気テープ、および、その他の光学式および非光学式のデータ記憶装置が挙げられる。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能なコードが分散的に格納および実行されるように、ネットワーク接続されたコンピュータシステム上に分散されたコンピュータ読み取り可能なタンジブル媒体を含みうる。
【０１５０】
上述のフローチャートの方法の動作は特定の順番で記載されているが、オーバーレイ動作の処理が望ましく実行される限りは、他のハウスキーピング動作が動作の合間に実行されてもよいし、動作が若干異なる時間に実行されるように調整されてもよいし、処理に関連した様々な間隔で処理動作が起きることを許容するシステムに分散されてもよいことを理解されたい。
【０１５１】
本開示に記載された様々な実施形態に記載された範囲を逸脱することなしに、任意の実施形態の１または複数の特徴が、任意の他の実施形態の１または複数の特徴と組み合わされてもよい。
【０１５２】
理解を深めるために、本実施形態について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更および変形を行ってもよいことは明らかである。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、実施形態は、本明細書に示した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲および等価物の範囲内で変形されてよい。
【０１５３】
優先権の主張
米国特許出願第１３／６６６，９１２号は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、２０１２年９月１４日出願の米国仮特許出願第６１／７０１，５６０号「Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ−ｂａｓｅｄ  Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｏｗｅｒ  ａｎｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ」の利益および優先権を主張し、この出願は、参照によって全ての目的で本明細書にその全体が組み込まれる。
【０１５４】
米国特許出願第１３／６６６，９１２号は、２０１２年６月２２日出願の米国特許出願第１３／５３１，４９１号「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｐｌａｓｍａ  Ｉｎ  Ａ  Ｐｌａｓｍａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」の一部継続出願であり、米国特許法第１２０条の下、その利益および優先権を主張し、この出願は、参照によって全ての目的で本明細書にその全体が組み込まれる。
【０１５５】
米国特許出願第１３／５３１，４９１号は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、２０１２年２月２２日出願の米国仮特許出願第６１／６０２，０４０号「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｐｕｌｓｉｎｇ」の利益および優先権を主張し、この出願は、参照によって全ての目的で本明細書にその全体が組み込まれる。
【０１５６】
米国特許出願第１３／５３１，４９１号は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、２０１２年２月２２日出願の米国仮特許出願第６１／６０２，０４１号「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ  ＲＦ  Ｐｕｌｓｅｓ  Ｉｎ  Ａ  Ｐｌａｓｍａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」の利益および優先権を主張し、この出願は、参照によって全ての目的で本明細書にその全体が組み込まれる。
【０１５７】
米国特許出願第１３／６６６，９１２号は、２０１２年７月１７日出願の米国特許出願第１３／５５０，７１９号「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ  ＲＦ  Ｐｕｌｓｅｓ  Ｉｎ  Ａ  Ｐｌａｓｍａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」の一部継続出願であり、米国特許法第１２０条の下、その利益および優先権を主張し、この出願は、参照によって全ての目的で本明細書にその全体が組み込まれる。
【０１５８】
米国特許出願第１３／５５０，７１９号は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、２０１２年２月２２日出願の米国仮特許出願第６１／６０２，０４１号「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ  ＲＦ  Ｐｕｌｓｅｓ  Ｉｎ  Ａ  Ｐｌａｓｍａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」の利益および優先権を主張し、この出願は、参照によって全ての目的で本明細書にその全体が組み込まれる。
本発明は、以下の適用例としても実現可能である。
＜適用例１＞
システムであって、
プラズマを収容するためのプラズマチャンバであって、電極を含む、プラズマチャンバと、
高周波（ＲＦ）信号を前記電極に供給するために電送線路を介して前記プラズマチャンバに接続された駆動増幅器と、
前記駆動増幅器に接続されたセレクタと、
前記セレクタに接続された第１の自動周波数制御部（ＡＦＣ）と、
前記セレクタに接続された第２のＡＦＣと、
を備え、
前記セレクタは、前記伝送線路上で検知された電流および電圧の値に基づいて、前記第１のＡＦＣまたは前記第２のＡＦＣを選択するよう構成されている、システム。
＜適用例２＞
適用例１に記載のシステムであって、
前記電流および電圧の値は、１または複数のガンマ値を生成するために用いられ、
前記セレクタは、前記ガンマ値の１つが第１の閾値よりも大きい場合に前記第１のＡＦＣを選択するよう構成され、前記ガンマ値の別の１つが第２の閾値よりも大きい場合に前記第２のＡＦＣを選択するよう構成されている、システム。
＜適用例３＞
適用例１に記載のシステムであって、
前記セレクタは、マルチプレクサを含む、システム。
＜適用例４＞
システムであって、
電極に接続された第１発生器であって、
第１高周波（ＲＦ）信号を前記電極に供給するための第１駆動増幅器と、
パルス信号が第１の状態である時に第１の第１周波数入力を前記第１駆動増幅器に提供するための第１自動周波数チューナ（ＡＦＴ）と、を含み、
前記第１ＡＦＴは、前記パルス信号が第２の状態である時に第２の第１周波数入力を前記第１駆動増幅器に提供するよう構成されている、第１発生器と、
前記電極に接続された第２発生器であって、
第２ＲＦ信号を前記電極に供給するための第２駆動増幅器と、
前記第２駆動増幅器に接続された第１の第２ＡＦＴと、
前記第２駆動増幅器に接続された第２の第２ＡＦＴと、
前記第１の第２ＡＦＴおよび前記第２の第２ＡＦＴに接続されたプロセッサと、
前記第１および第２の状態中に前記第２発生器および前記電極の間で伝達される電流および電圧を検知するために前記電極に接続された１または複数のセンサと、を含み、
前記プロセッサは、前記電流および電圧に基づいてパラメータを生成すると共に、前記第１の状態に対する前記パラメータの内の第１のパラメータが第１の限度を超えるか否か、および、前記第２の状態に対する前記パラメータの内の第２のパラメータが第２の限度を超えるか否かを判定するよう構成され、
前記第１の第２ＡＦＴは、前記第１のパラメータが前記第１の限度を超えたという判定を受信すると、第１の第２周波数入力を前記第２駆動増幅器に提供するよう構成され、
前記第２の第２ＡＦＴは、前記第２のパラメータが前記第２の限度を超えたという判定を受信すると、第２の第２周波数入力を前記第２駆動増幅器に提供するよう構成されている、第２発生器と、を備える、システム。
＜適用例５＞
適用例４に記載のシステムであって、さらに、
前記第１の第２ＡＦＴまたは前記第２の第２ＡＦＴを選択するために前記プロセッサに接続されたセレクタを備え、
前記セレクタは、前記第１のパラメータが前記第１の限度を超えたことを示す信号を前記第２プロセッサから受信すると前記第１の第２ＡＦＴを選択し、前記第２のパラメータが前記第２の限度を超えたことを示す信号を前記第２プロセッサから受信すると前記第２の第２ＡＦＴを選択する、システム。
＜適用例６＞
適用例４に記載のシステムであって、
前記電極は、プラズマチャンバの下側電極を含む、システム。
＜適用例７＞
適用例４に記載のシステムであって、
前記第１の状態中に、前記第１駆動増幅器は、前記第２ＲＦ信号よりも低い周波数を有する前記第１ＲＦ信号を生成するよう構成され、前記第１ＲＦ信号は、前記第２ＲＦ信号よりも高い電力を有する、システム。
＜適用例８＞
適用例４に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、前記パルス信号の大きさに基づいて、前記パルス信号が前記第１の状態にあるか、前記第２の状態にあるかを判定するよう構成されている、システム。
＜適用例９＞
適用例４に記載のシステムであって、
前記第１および第２のパラメータの各々は、ガンマ値、または、インピーダンスの差の値を含む、システム。
＜適用例１０＞
システムであって、
パルス信号を生成するためのデジタルパルス源と、
第１発生器であって、
第１高周波（ＲＦ）信号を電極に供給するために前記電極に接続された第１駆動増幅器と、
前記パルス信号を受信するために前記パルス源に接続された１または複数の第１プロセッサと、を含み、
前記１または複数の第１プロセッサは、
前記パルス信号の２つの状態の内の第１の状態および第２の状態を識別し、
前記パルス信号が前記第１の状態にある時、第１電力値を前記第１駆動増幅器に提供することを決定し、
前記パルス信号が前記第１の状態にある時、前記第１ＲＦ信号の第１周波数値を提供することを決定するよう構成されている、第１発生器と、
第２発生器であって、
第２ＲＦ信号を前記電極に供給するために前記電極に接続された第２駆動増幅器と、
前記パルス信号を受信するために前記パルス源に接続された１または複数の第２プロセッサと、を含み、
前記１または複数の第２プロセッサは、
前記パルス信号が前記第１の状態にある時に、プラズマに関するパラメータが第１の限度を超えるか否かを判定し、
前記パルス信号が前記第２の状態にある時に、前記パラメータが第２の限度を超えるか否かを判定し、
前記パラメータが前記第１の限度を超えるとの判定に応じて、第１の第２電力値を前記第２駆動増幅器に提供することを決定し、
前記パラメータが前記第２の限度を超えるとの判定に応じて、第２の第２電力値を前記第２駆動増幅器に提供することを決定し、
前記パラメータが前記第１の限度を超えるとの判定に応じて、第１の第２周波数値を前記第２駆動増幅器に提供することを決定し、
前記パラメータが前記第２の限度を超えるとの判定に応じて、第２の第２周波数値を前記第２駆動増幅器に提供することを決定するよう構成されている、第２発生器と、
を備える、システム。
＜適用例１１＞
適用例１０に記載のシステムであって、さらに、
前記第１の第２周波数値または前記第２の第２周波数値を選択するために前記１または複数の第２プロセッサに接続されたセレクタを備え、
前記セレクタは、前記第１のパラメータが前記第１の限度を超えたことを示す信号を前記１または複数の第２プロセッサから受信すると前記第１の第２周波数値を選択し、前記第２のパラメータが前記第２の限度を超えたことを示す信号を前記１または複数の第２プロセッサから受信すると前記第２の第２周波数値を選択する、システム。
＜適用例１２＞
適用例１０に記載のシステムであって、
前記パラメータは、ガンマ値、または、インピーダンスの差の値を含む、システム。
＜適用例１３＞
適用例１０に記載のシステムであって、
前記電極は、プラズマチャンバの下側電極を含む、システム。
＜適用例１４＞
適用例１０に記載のシステムであって、
前記第１の状態中に、前記第１駆動増幅器は、前記第２ＲＦ信号よりも低い周波数を有する前記第１ＲＦ信号を生成するよう構成され、前記第１ＲＦ信号は、前記第２ＲＦ信号よりも高い電力を有する、システム。
＜適用例１５＞
適用例１０に記載のシステムであって、
前記第１および第２周波数値の各々は調整される、システム。
＜適用例１６＞
適用例１０に記載のシステムであって、
前記１または複数の第１プロセッサは、前記パルス信号の大きさに基づいて、前記パルス信号が前記第１の状態にあるか、前記第２の状態にあるかを判定する、システム。
＜適用例１７＞
方法であって、
２つの状態を有するデジタルパルス信号を受信する工程と、
電流および電圧の値を受信する工程と、
プラズマインピーダンスに関するパラメータを前記電流および電圧の値から計算する工程と、
前記第１の状態中に、前記パラメータの内の第１のパラメータが第１の限度を超えるか否かを判定する工程と、
前記第１のパラメータが前記第１の限度を超えると判定されると、第１の周波数値および第１の電力値を高周波（ＲＦ）駆動増幅器に提供する工程と、
前記第２の状態中に、前記パラメータの内の第２のパラメータが第２の限度を超えるか否かを判定する工程と、
前記第２のパラメータが前記第２の限度を超えると判定されると、第２の周波数値および第２の電力値を前記ＲＦ駆動増幅器に提供する工程と、
を備える、方法。
＜適用例１８＞
適用例１７に記載の方法であって、
前記方法は、半導体ウエハを処理して集積回路を製造するために利用される、方法。
＜適用例１９＞
適用例１７に記載の方法であって、
前記パラメータは、ガンマ値、または、インピーダンスの差の値を含む、方法。
＜適用例２０＞
適用例１７に記載の方法であって、さらに、
前記第１の周波数値および前記第１の電力値、もしくは、前記第２の周波数値および前記第２の電力値を選択する工程を備える、方法。
【図１】
0006400272.tif 000002
【図２】
0006400272.tif 000003
【図３】
0006400272.tif 000004
【図４】
0006400272.tif 000005
【図５】
0006400272.tif 000006
【図６Ａ】
0006400272.tif 000007
【図６Ｂ】
0006400272.tif 000008
【図７Ａ】
0006400272.tif 000009
【図７Ｂ】
0006400272.tif 000010
【図７Ｃ】
0006400272.tif 000011
【図７Ｄ】
0006400272.tif 000012
【図７Ｅ】
0006400272.tif 000013
【図７Ｆ】
0006400272.tif 000014
【図８】
0006400272.tif 000015
【図９】
0006400272.tif 000016
【図１０】
0006400272.tif 000017
【図１１】
0006400272.tif 000018