，所述第一变量、第二变量、第一参数以及第二参数中的每个在一定状态期间具有相同类型的斜率。例如，如曲线图gl至g4中所示的所述第一变量、第二变量、第一参数以及第二参数中的每个在状态SO中具有恒定值、在状态SO期间具有负斜率、在状态SI期间具有正斜率、或在状态SI期间具有恒定值。斜率类型的实施例包括零斜率、正斜率和负斜率。
[0105]在一些实施方式中，在某状态期间的第一变量、第二变量、第一参数以及第二参数中的任何一项相比于在该状态期间的第一变量、第二变量、第一参数以及第二参数中的其余项中的任何一项具有不同类型的斜率。例如，第一变量在状态Si期间具有正斜率，而第二变量在状态Si期间具有负斜率。进一步，在本实施方式中，第一变量在状态SO期间具有负斜率，而第二变量在状态SO期间具有正斜率。在另一个实施例中，第一变量在状态SI期间具有恒定的斜率，而第二参数在状态Si期间具有负斜率。进一步，在本实施方式中，第一变量在状态SO期间具有正斜率，而第二参数在状态SO期间具有恒定的斜率。
[0106]在一些实施方式中，可以使用任何数量(例如，一，二，三，四，六等)的变量以及任何数量的参数来控制等离子体室。
[0107]在多种实施方式中，曲线图gl是由X MHz RF发生器产生的RF信号的统计测量结果，而曲线图g2是由y MHz RF发生器或z MHz RF发生器所产生的RF信号的统计测量结果O
[0108]应当注意的是，尽管在曲线图gl至g4所示为波形形状，但在一些实施方式中，其它形状的波形(例如在曲线图al至a3和a5至al8等中显示的形状等)也是能适用的。
[0109]应当注意的是，图1A至1F、2A至2F、3和5中的每一个中，用点线显示数字脉冲信号，例如，晶体管-晶体管逻辑(TTL)信号、数字时钟信号、具有有源部分和无源部分的信号、具有高电平和低电平的信号、具有三种电平的信号等。
[0110]图6A是用于使用来自主机系统312的数字脉冲信号执行软脉冲调制的等离子体系统300的实施方式的示图。主机系统的312的实施例包括计算机，例如台式计算机、膝上型计算机、平板电脑等。在一个示例中，主机系统312包括处理器和存储器设备。存储器设备的实施例包括只读存储器(R0M)、随机存取存储器(RAM)、或它们的组合。存储器装置的其它实施例包括闪存存储器、存储盘的冗余阵列(RAID)、硬盘等。
[0111]主机系统312被耦合到X兆赫(MHz) RF发生器、y MHz RF发生器、以及z MHz RF发生器。X MHz的实施例包括2MHz、27MHz和60MHz。y MHz的实施例包括2MHz、27MHz和60MHz ο z MHz 的实施例包括 2MHz、27MHz 和 60MHz。
[0112]X MHz 不同于 y MHz 和 z MHz。例如，当 x MHz 为 2MHz 时，y MHz 是 27MHz，而 zMHz 是 60MHz。
[0113]每个RF发生器包括DSP、成组的功率控制器、成组的自动频率调谐器(AFT)、以及RF电源。例如，X MHz RF发生器包括数字信号处理器DSPx、功率控制器PCSlx、功率控制器PCSOx,自动频率调谐器AFTSlx、自动频率调谐器AFTSOx和RF电源PSx。在另一实施例中，yMHz RF发生器包括数字信号处理器DSPy、功率控制器PCSly、功率控制器PCSOy、自动频率调谐器AFTSly、自动频率调谐器AFTSOy和RF电源PSy。在又一实施例中，z MHz RF发生器包括数字信号处理器DSPz、功率控制器PCSlz、功率控制器PCSOz、自动频率调谐器AFTSlz、自动频率调谐器AFTSOz和RF电源PSz。
[0114]x、y和z MHz RF发生器经由RF电缆连接到阻抗匹配电路(頂0 302。例如，x MHzRF发生器通过RF电缆304连接到頂C 302，y MHz RF发生器通过RF电缆320耦合到頂C302，而z MHz RF发生器通过RF电缆322耦合到頂C 302。
[0115]在多种实施方式中，RF电缆包括由绝缘材料包围的内部导体，绝缘材料由外导体包围，该外导体进一步由护套包围。在若干实施方式中，该外导体由编织线制成，而该护套由绝缘材料制成。
[0116]IMC 302经由RF传输线310耦合到等离子体室308。在多种实施方式中，RF传输线310包括连接到HC 302的圆筒体，例如，隧道等。在圆筒体的空洞内有绝缘体和RF杆。RF传输线310还包括RF勺状物，例如，RF带等等，RF勺状物在一端连接到圆筒体的RF杆。RF勺状物在另一端被耦合到竖直放置的圆筒体的RF杆，而RF杆耦合到等离子体室308的卡盘132。
[0117]等离子体室308包括卡盘132和上电极134。卡盘132的实施例包括静电卡盘(ESC)和磁性卡盘。等离子体室308还包括一个或多个其他部件(未示出)，例如，围绕上电极134的上电介质环、围绕该上电介质环的上电极延伸部、围绕卡盘132下电极的下电介质环、围绕下电介质环的下电极延伸部、上等离子体排除区域(PEZ)环、下PEZ环等。上电极134位于卡盘132的相对侧并面向卡盘132。工件324 (例如，半导体衬底、具有集成电路的半导体衬底、晶片等)被支承在卡盘132的上表面327上。上电极134的下表面朝向卡盘132的上表面327。
[0118]在生产过程中，在工件324上执行多种工艺，例如，化学气相沉积、清洁、沉积、溅射、蚀刻、离子注入、抗蚀剂剥离等。在工件324上形成集成电路，例如专用集成电路、可编程逻辑器件等，而集成电路被用于各种电子产品(例如，蜂窝电话、平板电脑、智能电话、计算机、笔记本电脑、网络设备等)中。下电极和上电极134中的每个由金属制成，例如，由铝、铝合金、铜等制成。上电极134耦合到参考电压，例如耦合到接地电压、恒定电压等。
[0119]主机系统312的处理器产生数字脉冲信号326，数字脉冲信号326是具有两种状态的数字信号。例如，数字脉冲信号或者具有零斜率，或具有无限大斜率。在一些实施方式中，不是使用主机系统312，而是使用时钟振荡器(例如晶体振荡器等)来产生模拟时钟信号，该模拟时钟信号通过模数转变器转变成数字脉冲信号326。
[0120]数字脉冲信号326具有两种状态，状态SI和状态S0。在多种实施方式中，数字脉冲信号326是TTL信号。状态SI和SO的实施例包括接通状态和关断状态、具有数字值I的状态和具有数字值O的状态、以及高状态和低状态等。例如，状态SI是高状态，而状态SO是低状态。在另一实施例中，状态SI具有数字值1，而状态SO具有数字值O。作为又一实施例，状态SI为接通状态，而状态SO是关断状态。
[0121]DSPx接收数字脉冲信号326，并识别数字脉冲信号326的状态。例如，DSPx确定:在工作周期(duty cycle)的第一时间段，数字脉冲信号326具有第一幅值，例如，数字值1、高状态等，而在工作周期的第二时间段，具有第二幅值，例如，数字值0、低状态等。DSPx确定:在该第一时间段期间，数字脉冲信号326具有状态SI，而在该第二时间段期间，具有状态S0。状态SO的实施例包括低状态、具有值O的状态、以及关断状态。状态SI的实施例包括高状态、具有值I的状态、以及接通状态。在又一个实施例中，DSPx比较数字脉冲信号326的幅值与预先存储的值，以确定在第一时间段期间数字脉冲信号326的幅值大于预先存储的值，而在数字脉冲信号326的状态SO期间的幅值不大于在第二时间段期间的预先存储的值。在使用时钟振荡器的实施方式中，DSPx从时钟振荡器接收模拟时钟信号，将模拟信号转变成数字形式，然后识别两种状态SO和SI。
[0122]当数字脉冲信号326的状态被标识为SI时，DSPx提供功率值Pxl给功率控制器PCSlx并提供频率值Fxl给AFTSlx。功率值Pxl的实施例包括曲线图al至al8中所示的信号中的任何一个的状态SI的RMS值。举例而言，功率值？11是幅值42343638、厶10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28、A30、A32、A34、和 A36 (图 1A、IB、IC-U ID-1 和图1E至1F)中的任何一个。频率值Fxl的实施例包括曲线图bl至bl8中所示的信号中的任何一个的状态SI的RMS值。举例而言，频率值Fxl是幅值82、84、86、88、810、812、814、B16、B18、B20、B22、B24、B26、B28、B30、B32、B34 和 B36 (图 2A、2B、2C_1、2D_1 和图 2E 至 2F)中的任何一个。
[0123]此外，当状态被标识为SO时，DSPx提供功率值PxO给功率控制器PCSOx并提供频率值FxO给AFTSOx。功率值PxO的实施例包括曲线图al至al8中所示的信号中的任何一个的状态SO的RMS值。举例而言，功率值PxO是幅值Al、A3、A5、A7、A9、All、A13、A15、A17、A19、A21、A23、A25、A27、A29、A31、A33 和 A35 (图 1A、IB、1C-1、1D-1 和图1E 至 1F)中的任何一个。频率值FxO的实施例包括曲线图bl至bl8中所示的信号中的任何一个的状态SO的 RMS 值。举例而言，频率值 FxO 是幅值 B1、B3、B5、B7、B9、BlU B13、B15、B17、B19、B21、823、825、827、829、831、833和835(图 2A、2B、2C_1、2D_1 和图 2E 至 2F)中的任何一个。
[0124]应当注意，在一些实施方式中，RF发生器的AFT和RF发生器的功率控制器是一个或多个逻辑块。例如，功率控制器PCSlX和PCSOx以及自动频率调谐器AFTSlx和AFTSOx是逻辑块，例如，调谐回路等等，该逻辑块是由DSPx执行的计算机程序的部分。在一些实施方式中，计算机程序被实现在非临时性计算机可读介质(例如，存储器设备)内。
[0125]在一实施方式中，使用硬件设备(例如，硬件控制器、ASIC、PLD等等)来代替RF发生器的逻辑块。例如，使用硬件控制器来代替功率控制器PCSlx，使用另一个硬件控制器来代替功率控制器PCSOx，还使用另一个硬件控制器来代替AFTSlx，并使用另一个硬件控制器来代替AFTSOx。
[0126]在接收到功率值Pxl时，在状态SI期间，功率控制器PCSlx确定用于在状态SI期间产生正弦信号的一部分并具有Pxl的RMS值的功率的值。同样地，在接收到功率值PxO时，在状态SO期间，功率控制器PCSOx确定用于在状态SO期间产生正弦信号的一部分并具有PxO的RMS值的功率的值。
[0127]此外，在接收频率值Fxl时，在状态SI期间，自动频率调谐器AFTSlx确定用于在状态SI期间产生正弦信号的一部分并有Fxl的RMS值的频率的值。类似地，在接收频率值FxO时，在状态SO期间，自动频率调谐器AFTSOx确定用于在状态SO期间产生正弦信号的一部分并有FxO的RMS值的频率的值。
[0128]在状态SI期间，功率控制器PCSlx将从RMS功率值Pxl生成的功率值提供至RF电源PSx。此外，在状态SI期间，AFTSlx将从RMS频率值Fxl生成的频率值提供到RF电源PSx0在状态SI期间，RF电源PSx生成RF信号(例如，RF信号102 (图3)、RF信号108 (图3)等)的一部分，该RF信号的一部分具有从RMS功率值Pxl生成的功率值并具有从RMS频率值Fxl生成的频率值。
[0129]类似地，在状态SO期间，功率控制器PCSOx将从RMS功率值PxO生成的功率值提供至RF电源PSx。此外，在状态SO期间，AFTSOx将从RMS频率值FxO生成的频率值提供到RF电源PSx。在状态SO期间，RF电源PSx生成RF信号(例如，RF信号102 (图3)、RF信号108 (图3)等)的其余部分，该RF信号的其余部分具有从RMS功率值PxO生成的功率值并具有从RMS频率值FxO生成的频率值。基于功率值和/或频率值由RF发生器产生的RF信号是正弦信号，例如，不是恒定的，不是遵循指数规律的等等。由X MHz RF发生器产生的RF信号通过RF电缆304被供应到頂C 302。
[0130]DSPx将数字脉冲信号326提供到y MHz RF发生器的DSPy以及提供到z MHz RF发生器的DSPz。当X MHz RF发生器将数字脉冲信号326提供到y和z MHz RF发生器时，X MHz RF发生器充当主RF发生器，而DSPx充当主控制器。在接收到数字脉冲信号326时，y和z MHz RF发生器以类似于基于数字脉冲信号326由x MHz RF发生器产生RF信号的方式产生正弦RF信号。由J MHz RF发生器产生的RF信号经由RF电缆320被供应到頂C302，而由z MHz RF发生器产生的RF信号经由RF电缆322被供应到頂C 302。由y MHz RF发生器或z MHz RF发生器产生的RF信号的实施例包括具有以下幅值的信号:幅值Al和A2 (图1A)、或幅值A3和A4 (图1A)、或幅值A5和A6 (图1A)、或幅值A7和A8 (图1A)、或幅值A9和AlO (图1B)、或幅值Al I和A12(图1B)、或幅值A13和A14 (图1B)、或幅值A15和A16(图1C-1)、或幅值A17和A18(图1C-1)、或幅值A19和A20 (图1D-1)、或幅值A21和A22(图1D-1)、或幅值A23和A24(图1D-1)、或幅值A25和A26 (图1D-1)、或幅值A27和A28(图1E)、或幅值A29和A30 (图1E)、或幅值A31和A32 (图1E)、或幅值A33和A34(图1F)、或幅值A35和A36 (图1F)。
[0131]IMC 302接收来自x、y和z MHz RF发生器的RF信号，并且使耦合到頂C 302的负载的阻抗与耦合到頂C 302的源的阻抗匹配以产生经修改的RF信号306。例如，頂C 302使RF传输线310和等离子体室308的阻抗与X MHz RF发生器、y MHz RF发生器、z MHz RF发生器、RF电缆304、RF电缆320、以及RF电缆322的阻抗匹配以产生该经修改的RF信号306。在另一实施例中，頂C 302使等离子体系统300的耦合到頂C 302的作为负载的任何部件的阻抗与等离子体系统300的耦合到HC 302的作为源的任何部件的阻抗匹配以产生经修改的RF信号306。耦合到HC 302的作为负载的部件的实施例包括在HC 302的定位有等离子体室308的一侧上耦合到頂C 302的RF传输线310、等离子体室308、和任何其它部件，例如，滤波器等。耦合到MC 302的作为源的部件的实施例包括与HC 302的定位有X、y和z RF发生器的一侧耦合的X、y和z RF发生器、RF电缆304、320和322、及其它部件，例如，滤波器等。
[0132]经修改的信号306经由RF传输线310由HC 302发送到卡盘132。当一种或多种工艺气体被供应至上电极134和卡盘132之间时以及当经修改的信号306被供应至卡盘132时，一种或多种工艺气体被点燃，从而在等离子体室308内产生等离子体。
[0133]在多种实施方式中，上电极134包括一个或多个气体入口，例如，孔等，这些气体入口被耦合到中心气体进给件(未示出)。中心气体进给件接收来自气体供应源(例如，气体存储器等)的一种或多种工艺气体。工艺气体的实施例包括含氧气体，比如02。工艺气体的其它实施例包括含氟气体，例如四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、六氟乙烷(C2F6)等。
[0134]图6B是等离子体系统350的一实施方式的示图，其用于图解软脉冲调制应用于多个变量。系统350包括x、y和z MHz RF发生器、頂C 302和等离子体室308。等离子体系统350还包括相位延迟电路138、间隙控制系统362、压力控制系统364、以及流量控制系统366。
[0135]在一些实施方式中，代替相位延迟电路138，由处理器(例如，主机系统312的处理器等)产生数字脉冲信号326的相位延迟。
[0136]间隙控制系统362包括间隙处理器130、用于状态SI的间隙驱动器⑶S1、以及用于状态SO的间隙驱动器⑶S0。此外，压力控制系统364包括压力处理器140、用于状态SI的压力控制器PCS1、以及用于状态SO的压力控制器PCS0。此外，流量控制系统366包括流量处理器146、用于状态SI的流量驱动器FDS1、以及用于状态SO的流量驱动器FDS0。
[0137]在一些实施方式中，驱动器或控制器包括一个或多个晶体管，以产生电流信号。
[0138]等离子体系统350还包括马达136、马达144和马达150，马达136连接到间隙控制系统362和上电极134，马达144连接到等离子体室308的约束环部分142A和142B以及压力控制系统364，而马达150连接到阀148和流量控制系统366。应当注意的是，约束环部分142A和约束环部分142B形成一个或多个约束环142。
[0139]马达136、上电极134、和/或卡盘132在本文中有时称为间隙控制机械部件。此夕卜，马达144和/或约束环142在本文中有时称为压力控制机械部件。另外，马达150、气体源GSljP /或阀148在本文中有时称为流量控制机械部件。
[0140]在一些实施方式中，马达136连接到卡盘132以移动卡盘132，而不是连接到上电极134，也不是移动上电极134。在多种实