多态等离子体晶片处理以增强离子的方向性的制作方法

本实施方式涉及多态等离子体晶片处理以增强离子的方向性。

背景技术：

在一些等离子体处理系统中，射频(rf)信号被提供给等离子体室内的电极。rf信号用于在等离子体室内产生等离子体。等离子体用于各种操作，例如清洁放置在下电极上的衬底，蚀刻衬底等。在使用等离子体处理衬底期间，rf信号在两个状态之间转换。

就是在这种背景下，出现了在本公开中描述的实施方式。

技术实现要素：

本公开的实施方式提供用于多态等离子体晶片处理以增强离子的方向性的系统、装置、方法和计算机程序。应该理解的是，本发明的实施方式可以以多种方式实现，例如，以工艺、装置、系统、设备或在计算机可读介质上的方法实现。以下描述几种实施方式。

在几种实施方式中，描述了多等离子体状态方案。在多等离子体状态方案中，在状态s1期间，在等离子体室内产生或保持具有高密度和高离子能量的等离子体。例如，在状态s1期间，x千赫(khz)射频(rf)发生器提供具有15000瓦的功率电平的功率，并且y兆赫兹(mhz)的rf发生器提供具有5000瓦的功率电平的功率。此外，在状态s2期间，xkhzrf发生器提供低频功率，例如具有范围从3000瓦到15000瓦的功率电平的功率。在状态s2期间，ymhzrf发生器不提供任何功率，也不提供最小量的功率。举例而言，在状态s2期间关闭ymhzrf发生器。状态s2产生具有窄离子角分布(iad)的高密度离子通量。在状态s2期间的更具定向性的高能离子通量改善设备接触孔的蚀刻轮廓，扩大关键尺寸(cd)，例如掩模颈部，增强离子角分布轮廓的垂直方向性，并增加到达要被蚀刻的晶片的堆叠层的底表面的离子通量。在底表面的大量离子流导致更高的蚀刻速率。由于状态s2具有高能量离子通量，所以状态s2加速沉积在堆叠层顶部上的掩模的损耗。在状态s3期间，聚合物沉积在堆叠层上，并且与状态s2相比掩模的损耗率降低。

在一些实施方式中，描述了一种用于增强等离子体的离子朝向堆叠层的底部的方向性的方法。所述方法包括接收数字脉冲信号。所述数字脉冲信号具有第一状态、第二状态和第三状态。所述方法还包括确定所述数字脉冲信号是否正从所述第三状态转变到所述第一状态，并且在确定所述数字脉冲信号正从所述第三状态转变到所述第一状态时，控制khzrf发生器以在所述第一状态期间产生具有功率电平的khzrf信号。所述方法包括在确定所述数字脉冲信号正从所述第三状态转变到所述第一状态时，控制mhzrf发生器以在所述第一状态期间产生具有功率电平的mhzrf信号。所述方法包括确定所述数字脉冲信号是否正从所述第一状态转变到所述第二状态，并且在确定所述数字脉冲信号正从所述第一状态转变到所述第二状态时，控制所述khzrf发生器以在所述第二状态期间产生具有功率电平的所述khzrf信号。所述方法包括在确定所述数字脉冲信号正从所述第一状态转变到所述第二状态时，控制所述mhzrf发生器以在所述第二状态期间产生具有功率电平的所述mhzrf信号。在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平低于在所述第一状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平。所述方法包括确定所述数字脉冲信号是否正从所述第二状态转变到所述第三状态，并且在确定所述数字脉冲信号正在从所述第二状态转变到所述第三状态时，控制所述khzrf发生器以在所述第三状态期间产生具有功率电平的所述khzrf信号。在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平低于在所述第一状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平，并且在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平大于在所述第三状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平，以增强所述等离子体的所述离子朝向所述堆叠层的底部的方向性。所述方法包括在确定所述数字脉冲信号正从所述第二状态转变到所述第三状态时，控制所述mhzrf发生器以在所述第三状态期间产生具有功率电平的所述mhzrf信号。

这里描述的多态等离子体晶片处理以增强离子的方向性包括使用xkhzrf发生器的状态s2来控制掩模的形状，通过控制iad来控制接触蚀刻轮廓，以及增大蚀刻速率或吞吐量。例如，在xkhzrf发生器的状态s2期间，由xkhzrf发生器提供的功率电平与双状态rf发生器的低状态期间的功率电平相比提高。功率电平的提高增大了蚀刻速率或吞吐量，同时还增强了入射在堆叠层内形成的底表面上的离子的垂直方向性。

具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

1.一种用于增强等离子体的离子朝向堆叠层的底部的方向性的方法，其包括：

接收数字脉冲信号，其中所述数字脉冲信号具有第一状态、第二状态和第三状态；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第三状态转变到所述第一状态；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第三状态转变到所述第一状态时，控制千赫兹(khz)射频(rf)发生器以在所述第一状态期间产生具有功率电平的khzrf信号；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第三状态转变到所述第一状态时，控制兆赫兹(mhz)rf发生器以在所述第一状态期间产生具有功率电平的mhzrf信号；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第一状态转变到所述第二状态；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第一状态转变到所述第二状态时，控制所述khzrf发生器以在所述第二状态期间产生具有功率电平的所述khzrf信号；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第一状态转变到所述第二状态时，控制所述mhzrf发生器以在所述第二状态期间产生具有功率电平的所述mhzrf信号，其中在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平低于在所述第一状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第二状态转变到所述第三状态；

在确定所述数字脉冲信号正在从所述第二状态转变到所述第三状态时，控制所述khzrf发生器以在所述第三状态期间产生具有功率电平的所述khzrf信号，其中在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平低于在所述第一状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平，并且在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平大于在所述第三状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平，以在所述第二状态期间增强所述等离子体的所述离子朝向所述堆叠层的底部的方向性；以及

在确定所述数字脉冲信号正从所述第二状态转变到所述第三状态时，控制所述mhzrf发生器以在所述第三状态期间产生具有功率电平的所述mhzrf信号。

2.根据条款1所述的方法，其中在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平为零，以促进所述等离子体的所述离子朝向所述堆叠层的底部的方向性的增强。

3.根据条款2所述的方法，其中在所述第三状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平大于在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平，以促进减少在所述堆叠层顶部的掩模层的损耗。

4.根据条款1所述的方法，其中在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平大于在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平。

5.根据条款1所述的方法，其中在所述第三状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平与在所述第三状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平相同，以促进减少所述堆叠层顶部的掩模层的损耗。

6.根据条款1所述的方法，其中在所述第一状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平大于在所述第一状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平。

7.根据条款1所述的方法，其还包括接收时钟信号，其中所述第一状态发生在所述时钟信号的第一时间段期间，所述第二状态发生在所述时钟信号的第二时间段期间，并且所述第三状态发生在所述时钟信号的第三时间段期间，其中，所述第三时间段大于所述第一时间段，以促进减少所述堆叠层顶部的掩模层的损耗，其中所述第二时间段小于所述第一时间段以促进减少掩模层的损耗，其中所述第二时间段促进所述离子的方向性的增强。

8.根据条款1所述的方法，其中所述khzrf发生器是400khzrf发生器，并且所述mhzrf发生器是60mhzrf发生器。

9.根据条款1所述的方法，其还包括接收具有重复的时钟周期的时钟信号，其中所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态发生在所述时钟周期期间并且随着所述时钟周期的重复而重复。

10.一种用于增强等离子体的离子朝向堆叠层的底部的方向性的系统，其包括：

千赫射频(rf)发生器，其被配置成产生khzrf信号；

兆赫兹(mhz)rf发生器，其被配置成产生mhzrf信号；

耦合到所述khzrf发生器和所述mhzrf发生器的阻抗匹配网络，其中所述阻抗匹配网络被配置为接收所述khzrf信号和所述mhzrf信号以生成经修改的rf信号；

等离子体室，其耦合到所述阻抗匹配网络，其中所述等离子体室被配置为接收所述经修改的rf信号；

其中所述khzrf发生器被配置为：

接收数字脉冲信号，其中所述数字脉冲信号具有第一状态、第二状态和第三状态；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第三状态转变到所述第一状态；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第三状态转变到所述第一状态时，控制所述khzrf发生器以在所述第一状态期间产生具有功率电平的所述khzrf信号；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第一状态转变到所述第二状态；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第一状态转变到所述第二状态时，控制所述khzrf发生器以在所述第二状态期间产生具有功率电平的所述khzrf信号；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第二状态转变到所述第三状态；

在确定所述数字脉冲信号正在从所述第二状态转变到所述第三状态时，控制所述khzrf发生器以在所述第三状态期间产生具有功率电平的所述khzrf信号，其中在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平低于在所述第一状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平，并且在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平大于在所述第三状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平，

其中所述mhzrf发生器被配置为：

接收所述数字脉冲信号，其中所述数字脉冲信号具有第一状态、第二状态和第三状态；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第三状态转变到所述第一状态；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第三状态转变到所述第一状态时，控制所述mhzrf发生器以在所述第一状态期间产生具有功率电平的所述mhzrf信号；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第一状态转变到所述第二状态；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第一状态转变到所述第二状态时，控制所述mhzrf发生器以在所述第二状态期间产生具有功率电平的所述mhzrf信号；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第二状态转变到所述第三状态；

在确定所述数字脉冲信号正在从所述第二状态转变到所述第三状态时，控制所述mhzrf发生器以在所述第三状态期间产生具有功率电平的所述mhzrf信号。

11.根据条款10所述的系统，其中在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平为零。

12.根据条款11所述的系统，其中在所述第三状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平大于在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平。

13.根据条款10所述的系统，其中在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平大于在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平。

14.根据条款10所述的系统，其中在所述第三状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平与所述第三状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平相同。

15.根据条款10所述的系统，其中在所述第一状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平大于在所述第一状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平。

16.根据条款10所述的系统，其中所述khzrf发生器和所述mhzrf发生器中的每一个还包括接收时钟信号，其中所述第一状态发生在所述时钟信号的第一时间段期间，所述第二状态发生在所述时钟信号的第二时间段期间，并且所述第三状态发生在所述时钟信号的第三时间段期间，其中，所述第三时间段大于所述第一时间段，其中所述第一时间段大于所述第二时间段。

17.根据条款10所述的系统，其中所述khzrf发生器是400khzrf发生器，并且所述mhzrf发生器是60mhzrf发生器。

18.根据条款10所述的系统，所述khzrf发生器和所述mhzrf发生器中的每一个被配置为接收具有重复的时钟周期的时钟信号，其中所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态发生在所述时钟周期期间并且随着所述时钟周期的重复而重复。

19.一种存储程序的非暂时性计算机可读介质，所述程序使得计算机执行用于增强等离子体的离子朝向堆叠层的底部的方向性的多个操作，所述操作包括：

接收数字脉冲信号，其中所述数字脉冲信号具有第一状态、第二状态和第三状态；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第三状态转变到所述第一状态；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第三状态转变到所述第一状态时，控制千赫兹(khz)射频(rf)发生器以在所述第一状态期间产生具有功率电平的khzrf信号；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第三状态转变到所述第一状态时，控制兆赫兹(mhz)rf发生器以在所述第一状态期间产生具有功率电平的mhzrf信号；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第一状态转变到所述第二状态；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第一状态转变到所述第二状态时，控制所述khzrf发生器以在所述第二状态期间产生具有功率电平的所述khzrf信号；

在确定所述数字脉冲信号正从所述第一状态转变到所述第二状态时，控制所述mhzrf发生器以在所述第二状态期间产生具有功率电平的所述mhzrf信号；

确定所述数字脉冲信号是否正从所述第二状态转变到所述第三状态；

在确定所述数字脉冲信号正在从所述第二状态转变到所述第三状态时，控制所述khzrf发生器以在所述第三状态期间产生具有功率电平的所述khzrf信号，其中在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平低于在所述第一状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平，并且在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平大于在所述第三状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平，以增强所述等离子体的所述离子朝向所述堆叠层的底部的方向性；以及

在确定所述数字脉冲信号正从所述第二状态转变到所述第三状态时，控制所述mhzrf发生器以在所述第三状态期间产生具有功率电平的所述mhzrf信号。

20.根据条款19所述的非暂时性计算机可读介质，其中在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平为零。

21.根据条款20所述的非暂时性计算机可读介质，其中在所述第三状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平大于在所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平。

22.根据条款21所述的非暂时性计算机可读介质，其中在所述第三状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平与所述第三状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平相同，以促进减少所述堆叠层顶部的掩模层的损耗。

23.根据条款19所述的非暂时性计算机可读介质，其中在所述第二状态期间的所述khzrf信号的所述功率电平大于所述第二状态期间的所述mhzrf信号的所述功率电平。

24.根据条款19所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述操作还包括接收时钟信号，其中所述第一状态发生在所述时钟信号的第一时间段期间，所述第二状态发生在所述时钟信号的第二时间段期间，并且所述第三状态发生在所述时钟信号的第三时间段期间，其中，所述第三时间段大于所述第一时间段，以促进减少所述堆叠层顶部的掩模层的损耗，其中所述第一时间段大于所述第二时间段。

25.根据条款19所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述khzrf发生器是400khzrf发生器，并且所述mhzrf发生器是60mhzrf发生器。

26.根据条款19所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述操作还包括接收具有重复的时钟周期的时钟信号，其中所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态发生在所述时钟周期期间并且随着所述时钟周期的重复而重复。

从下面结合附图的详细描述中，其他方面将变得显而易见。

附图说明

参考以下结合附图的描述可以最好地理解实施方式。

图1是用于执行多态等离子体处理以增强离子的方向性的等离子体工具的实施方式的框图。

图2是图解了由千赫兹(khz)rf发生器产生的射频(rf)信号的三个状态并且图解了由兆赫兹(mhz)rf发生器产生的rf信号的三个状态的图形的实施方式的示意图。

图3是用于说明时钟信号、脉冲信号、由khzrf发生器产生的rf信号和由mhzrf发生器产生的rf信号之间的同步的多个图形的示意图。

图4a具有说明在等离子体室内形成的等离子体的离子的电子伏特(ev)中的能量分布的图。

图4b具有说明在等离子体室内形成的等离子体的离子的能量分布的图。

图5a是当没有应用本文参照图1描述的方法时衬底的实施方式的示意图。

图5b是当应用本文参照图1描述的方法时衬底的实施方式的示意图。

图6是用于说明当与50khzrf发生器、100khzrf发生器、2mhzrf发生器或27mhzrf发生器相比，在图1的等离子体工具中使用400khzrf发生器时，离子角度分布(iad)最窄的图形的一实施方式。

图7是用于说明当在图1的等离子体工具中使用400khzrf发生器时与当使用50khzrf发生器、100khzrf发生器、2mhzrf发生器或27mhzrf发生器来代替400khzrf发生器时相比，离子的相同量的归一化离子通量有助于实现较高的深宽比的图形的一实施方式。

具体实施方式

以下实施方式描述了用于执行多态等离子体处理以增强离子的方向性的系统和方法。将显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本发明的实施方式。在其他情况下，公知的处理操作未被详细描述以免不必要地使本发明的实施方式难以理解。

图1是用于执行多态等离子体处理以增强离子的方向性的等离子体工具100的实施方式的框图。等离子体工具100包括x千赫兹(khz)射频(rf)发生器、y兆赫(mhz)rf发生器、主计算机104、阻抗匹配网络(imn)106和等离子体室108。xkhzrf发生器是工作频率为400khz的400千赫兹(khz)rf发生器。例如，xkhzrf发生器的工作频率范围为380khz至420khz。举另一示例而言，xkhzrf发生器以范围为370khz至430khz的频率工作。ymhzrf发生器的示例包括2mhzrf发生器、或13.56mhzrf发生器、或27mhzrf发生器、或60mhzrf发生器。主计算机104的示例包括台式计算机、膝上型计算机、智能手机、平板电脑等。

xkhzrf发生器包括数字信号处理器(dsp)110、功率控制器pwrs1x、另一功率控制器pwrs2x、又一功率控制器pwrs3x、自动频率调谐器(aft)afts1x、另一自动频率调谐器afts2x，还有另一自动频率调谐器afts3x、rf电源psx和驱动器系统120。这里使用的rf电源的示例包括rf振荡器。举例而言，rf电源是以射频产生诸如正弦波之类的振荡信号的电子电路。举另一示例而言，rf电源是具有石英晶体的晶体振荡器，在预定频率下，当将电压施加到石英晶体附近或石英晶体上的电极时，石英晶体失真。如此处所使用的，处理器是专用集成电路(asic)或可编程逻辑设备(pld)、或中央处理单元(cpu)、或微处理器或微控制器。如本文所使用的，控制器是专用集成电路(asic)、或可编程逻辑设备(pld)、或中央处理单元(cpu)、或微处理器、或微控制器、或处理器。这里使用的驱动器系统的示例包括一个或多个晶体管。

等离子体室108包括卡盘126和面向卡盘126的上电极128。上电极128耦合到地电位。等离子体室108还包括其他部件(未示出)、围绕上电极128的上电极延伸部、围绕卡盘126的下介电环、围绕下介电环的下电极延伸部、上等离子体禁区(pez)环、下pez环等。上电极128位于包括下电极的卡盘126的对面并面对卡盘126。例如，卡盘126包括附着到下电极的顶部的陶瓷层和附着到下电极的底部的设施板。下电极由例如阳极氧化铝、铝合金等金属制成。上电极128也由例如铝、铝合金等金属制成。

衬底130(例如半导体晶片)被支撑在卡盘126的上表面上。集成电路(例如专用集成电路(asic)，可编程逻辑设备(pld)等)被形成在衬底130上并且所述集成电路被使用在诸如手机、平板电脑、智能电话、计算机、膝上型电脑、网络设备等各种设备中。

上电极128包括耦合到中心气体馈送装置(未示出)的一个或多个孔。中心气体馈送装置从气体供应源(未示出)接收一种或多种处理气体。一种或多种处理气体的示例包括含氧气体，如o2。一种或多种处理气体的其他示例包括含氟气体，例如四氟甲烷(cf4)、六氟化硫(sf6)、六氟乙烷(c2f6)等。

dsp110耦合到功率控制器pwrs1x、pwrs2x和pwrs3x，以及自动频率调谐器afts1x、afts2x和afts3x。此外，功率控制器pwrs1x、pwrs2x和pwrs3x以及自动频率调谐器afts1x、afts2x和afts3x耦合到驱动器系统120。驱动器系统120耦合到rf电源psx。rf电源psx经由xkhzrf发生器的输出端122耦合到与imn106的输入端耦合的rf电缆124。

imn106的输出端经由rf传输线125耦合到卡盘126的下电极。rf传输线125包括被绝缘体围绕的金属棒，该绝缘体进一步被护套包围。金属棒经由rf带耦合到圆筒体，并且圆筒体耦合到卡盘126。

ymhzrf发生器包括dsp132、功率控制器pwrs1y、另一功率控制器pwrs2y、又一功率控制器pwrs3y、自动频率调谐器(aft)afts1y和另一自动频率调谐器afts2y。ymhzrf发生器还包括另一自动频率调谐器afts3y、rf电源psy和驱动器系统134。dsp132耦合到功率控制器pwrs1y、pwrs2y和pwrs3y，并且耦合到自动频率调谐器afts1y、afts2y和afts3y。此外，功率控制器pwrs1y、pwrs2y和pwrs3y以及自动频率调谐器afts1y、afts2y和afts3y耦合到驱动器系统134。驱动器系统134耦合到rf电源psy。rf电源psy通过ymhzrf发生器的输出端136耦合到rf电缆138，rf电缆138耦合到imn106的另一输入端。imn106的与rf电缆138耦合的另一输入端是不同于imn106的与rf电缆124耦合的输入端。

imn106包括电路组件，例如电感器、电容器、电阻器或其两个或更多个的组合等，以使耦合到imn106的输出端的负载的阻抗与耦合到imn106的输入端的源的阻抗匹配。例如，imn106使耦合到imn106的输出端的等离子体室108和rf传输线125的阻抗与耦合到imn106的输入端的xkhzrf发生器的阻抗、rf电缆124、ymhzrf发生器和rf电缆138的阻抗匹配。在一个实施方式中，imn106的一个或多个电路组件被调谐以促进与imn106的输出端耦合的负载的阻抗和与imn106的输入端耦合的源的阻抗匹配。imn106降低rf功率沿朝向源的方向(例如从负载朝向源)反射的可能性。

主计算机104包括处理器142和存储器设备144。处理器142耦合到存储器设备144。存储器设备的示例包括随机存取存储器(ram)和只读存储器(rom)。举例而言，存储设备是闪存、硬盘或存储设备等。存储设备是计算机可读介质的示例。处理器142经由电缆146耦合到dsp110，并经由电缆148耦合到dsp132。电缆146或电缆148的示例包括用于以串行方式传输数据的电缆、用于以并行方式传输数据的电缆以及用于通过应用通用串行总线(usb)协议传输数据的电缆。

处理器142的控制电路用于产生脉冲信号150，例如晶体管-晶体管逻辑(ttl)信号、数字脉冲信号、方形波形、具有用于三个状态s1至s3的三个工作周期的脉冲信号等等。处理器142的控制电路的示例包括ttl电路。

脉冲信号150包括状态s1、s2和s3。例如，脉冲信号150的状态s1在时钟信号152的时钟周期的一部分期间具有逻辑电平1，并且在时钟周期的另一部分期间具有逻辑电平0。举另一示例而言，脉冲信号150的状态s2在时钟周期的一部分期间具有逻辑电平1，并且在时钟周期的另一部分期间具有逻辑电平0。举又一示例而言，脉冲信号150的状态s3在时钟周期的一部分期间具有逻辑电平1，并且在时钟周期的另一部分期间具有逻辑电平0。在多种实施方式中，状态s1、s2和s3在脉冲信号150的时钟周期期间执行一次，并重复多个时钟周期。例如，时钟周期包括状态s1至s3，并且时钟信号152的另一个时钟周期包括状态s1至s3。举例而言，在时钟周期的一部分时段期间执行状态s1，在时钟周期的另一时段期间执行状态s2，并且在时钟周期的剩余部分时段期间执行状态s3。

在一些实施方式中，状态s1至s3中的每一个具有三分之一的工作周期。在若干实施方式中，状态s1至s3中的每一个具有与状态s1至s3中的剩余状态中的任何状态的占空比不同的占空比。例如，状态s1具有a％占空比，状态s2具有b％的占空比，并且状态s3具有(100-ab)％的占空比，其中a和b是整数，并且其中a是与b不同的数字。

在多种实施方式中，代替处理器142的控制电路，使用时钟源(例如晶体振荡器等)来生成模拟时钟信号，该模拟时钟信号被模数转换器转换为类似于脉冲信号150的数字信号。例如，通过向晶体振荡器附近的电极施加电压，使得晶体振荡器在电场中振荡。举例而言，晶体振荡器在时钟信号152的时钟周期的第一部分期间以第一频率振荡，在时钟信号152的时钟周期的第二部分期间以第二频率振荡以及在时钟信号152的时钟周期的剩余部分以第三频率振荡。第三频率不同于第二频率，第二频率不同于第一频率。在一些实施方式中，第一频率与第二频率相同但不同于第三频率。在多种实施方式中，第一频率与第三频率相同但不同于第二频率。在多种实施方式中，代替处理器142，数字时钟源生成脉冲信号150。

处理器142访问来自存储器装置144的配方。配方的示例包括将要应用于状态s1的xkhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s2的xkhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s3的xkhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s1的xkhzrf发生器的频率设定点，将要应用于状态s2的xkhzrf发生器的频率设定点，将要应用于状态s3的xkhzrf发生器的频率设定点，将要应用于状态s1的ymhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s2的ymhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s3的ymhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s1的ymhzrf发生器的频率设定点，将要应用于状态s2的ymhzrf发生器的频率设定点，将要应用于状态s3的ymhzrf发生器的频率设定点，一种或多种处理气体的化学成分，上电极128和卡盘126之间的间隙，或其组合。

处理器142将具有脉冲信号150的指令经由电缆146发送到dsp110。经由电缆146发送到dsp110的指令具有关于脉冲信号150，所述将要应用于状态s1的xkhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s2的xkhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s3的xkhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s1的xkhzrf发生器的频率设定点，将要应用于状态s2的xkhzrf发生器的频率设定点，以及将要应用于状态s3的xkhzrf发生器的频率设定点的信息。有关脉冲信号150的信息向dsp110指示：待由xkhzrf发生器产生的rf信号将在时钟周期的转变时间ts1从状态s1转变到状态s2，该rf信号将在时钟周期的转变时间ts2从状态s2转变到状态s3，以及该rf信号将在时钟周期的转变时间ts3从状态s3转变到状态s1。根据该指令，dsp110确定在脉冲信号150的状态s1期间将施加用于状态s1的功率设定点，在脉冲信号150的状态s2期间将施加用于状态s2的功率设定点，在脉冲信号150的状态s3期间施加用于状态s3的功率设定点，在脉冲信号150的状态s1期间施加用于状态s1的频率设定点，在脉冲信号150的状态s2期间施加用于状态s2的频率设定点，以及在脉冲信号150的状态s3期间施加用于状态s3的频率设定点。此外，dsp110根据指令和脉冲信号150确定，待由xkhzrf发生器产生的rf信号将在时钟周期的转变时间ts1从状态s1转变到状态s2，该rf信号将在时钟周期的转变时间ts2从状态s2转变到状态s3，并且该rf信号将在时钟周期的转变时间ts3从状态s3转变到状态s1。对于时钟信号152的每个时钟周期，重复转变时间ts1到ts3。

在时钟信号152的时钟周期的转变时间ts3，dsp110将用于状态s1的功率设定点发送到功率控制器pwrs1x。类似地，在时钟信号152的时钟周期的转变时间ts1，dsp110将用于状态s2的功率设定点发送到功率控制器pwrs2x。而且，在时钟信号152的时钟周期的转变时间ts2，dsp110将用于状态s3的功率设定点发送到功率控制器pwrs3x。此外，在时钟周期的转变时间ts3，dsp110将用于状态s1的频率设定点发送到自动频率调谐器afts1x。而且，在时钟周期的转变时间ts1，dsp110将用于状态s2的频率设定点发送到自动频率调谐器afts2x。而且，在时钟周期的转变时间ts2，dsp110将用于状态s3的频率设定点发送到自动频率调谐器afts3x。

在接收到用于状态s1的功率设定点时，功率控制器pwrs1x确定对应于用于状态s1的功率设定点的电流量，例如与该功率设定点具有一对一关系(one-to-onerelationship)的电流量，映射到该功率设定点的电流量，链接到该功率设定点的电流量等等。基于在状态s1期间由驱动器系统120产生的电流量，功率控制器pwrs1x产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统120。对于状态s1，响应于接收到命令信号，驱动器系统120产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psx。rf电源psx在接收到电流信号时产生具有用于状态s1的功率设定点的rf信号并且经由输出端122和rf电缆124将rf信号提供给imn106的输入端。用于状态s1的功率设定点在状态s1期间由rf电源psx保持。

类似地，在接收到用于状态s2的功率设定点时，功率控制器pwrs2x确定对应于用于状态s2的功率设定点的电流量，例如与该功率设定点具有一对一关系的电流量，映射到该功率设定点的电流量，链接到该功率设定点的电流量等等。基于在状态s2期间由驱动器系统120产生的电流量，功率控制器pwrs2x产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统120。对于状态s2，响应于接收到命令信号，驱动器系统120产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psx。rf电源psx在接收到电流信号时产生具有用于状态s2的功率设定点的rf信号并且经由输出端122和rf电缆124将rf信号提供给imn106的输入端。用于状态s2的功率设定点在状态s2期间由rf电源psx保持。

此外，在接收到用于状态s3的功率设定点时，功率控制器pwrs3x确定对应于用于状态s3的功率设定点的电流量，例如与该功率设定点具有一对一关系的电流量，映射到该功率设定点的电流量，链接到该功率设定点的电流量等等。基于在状态s3期间由驱动器系统120产生的电流量，功率控制器pwrs3x产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统120。对于状态s3，响应于接收到命令信号，驱动器系统120产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psx。rf电源psx在接收到电流信号时产生具有用于状态s3的功率设定点的rf信号并且经由输出端122和rf电缆124将rf信号提供给imn106的输入端。用于状态s3的功率设定点在状态s3期间由rf电源psx保持。

此外，在接收到用于状态s1的频率设定点时，自动频率调谐器afts1x确定对应于用于状态s1的频率设定点的电流量，例如与该频率设定点具有一对一关系的电流量，映射到该频率设定点的电流量，链接到该频率设定点的电流量等等。基于在状态s1期间由驱动器系统120产生的电流量，自动频率调谐器afts1x产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统120。对于状态s1，响应于接收到命令信号，驱动器系统120产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psx。rf电源psx在接收到电流信号时产生具有用于状态s1的频率设定点的rf信号并且经由输出端122和rf电缆124将rf信号提供给imn106的输入端。用于状态s1的频率设定点在状态s1期间由rf电源psx保持。具有用于状态s1的功率设定点和用于状态s1的频率设定点的rf信号是在状态s1期间产生的rf信号。

类似地，在接收到用于状态s2的频率设定点时，自动频率调谐器afts2x确定对应于用于状态s2的频率设定点的电流量，例如与该频率设定点具有一对一关系的电流量，映射到该频率设定点的电流量，链接到该频率设定点的电流量等等。基于在状态s2期间由驱动器系统120产生的电流量，自动频率调谐器afts2x产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统120。对于状态s2，响应于接收到命令信号，驱动器系统120产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psx。rf电源psx在接收到电流信号时产生具有用于状态s2的频率设定点的rf信号并且经由输出端122和rf电缆124将rf信号提供给imn106的输入端。用于状态s2的频率设定点在状态s2期间由rf电源psx保持。具有用于状态s2的功率设定点和用于状态s2的频率设定点的rf信号是在状态s2期间产生的rf信号。

此外，在接收到用于状态s3的频率设定点时，自动频率调谐器afts3x确定对应于用于状态s3的频率设定点的电流量，例如与该频率设定点具有一对一关系的电流量，映射到该频率设定点的电流量，链接到该频率设定点的电流量等等。基于在状态s3期间由驱动器系统120产生的电流量，自动频率调谐器afts3x产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统120。对于状态s3，响应于接收到命令信号，驱动器系统120产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psx。rf电源psx在接收到电流信号时产生具有用于状态s3的频率设定点的rf信号并且经由输出端122和rf电缆124将rf信号提供给imn106的输入端。用于状态s3的频率设定点在状态s3期间由rf电源psx保持。具有用于状态s3的功率设定点和用于状态s3的频率设定点的rf信号是在状态s3期间产生的rf信号。

处理器142将具有脉冲信号150的指令经由电缆148发送到dsp132。经由电缆148发送到dsp132的指令具有关于脉冲信号150的信息，所述将要应用于状态s1的ymhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s2的ymhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s3的ymhzrf发生器的功率设定点，将要应用于状态s1的ymhzrf发生器的频率设定点，将要应用于状态s2的ymhzrf发生器的频率设定点，以及将要应用于状态s3的ymhzrf发生器的频率设定点的信息。有关脉冲信号150的信息向dsp132指示：待由ymhzrf发生器产生的rf信号将在时钟信号152的时钟周期的转变时间ts1从状态s1转变到状态s2，该rf信号将在时钟周期的转变时间ts2从状态s2转变到状态s3，以及该rf信号将在时钟周期的转变时间ts3从状态s3转变到状态s1。dsp132解析该指令并且根据该指令确定在脉冲信号150的状态s1期间将施加用于状态s1的功率设定点，在脉冲信号150的状态s2期间将施加用于状态s2的功率设定点，在脉冲信号150的状态s3期间施加用于状态s3的功率设定点，在脉冲信号150的状态s1期间施加用于状态s1的频率设定点，在脉冲信号150的状态s2期间施加用于状态s2的频率设定点，以及在脉冲信号150的状态s3期间施加用于状态s3的频率设定点。此外，dsp132根据该指令确定，待由ymhzrf发生器产生的rf信号将在时钟周期的转变时间ts1从状态s1转变到状态s2，该rf信号将在时钟周期的转变时间ts2从状态s2转变到状态s3，并且该rf信号将在时钟周期的转变时间ts3从状态s3转变到状态s1。

在时钟信号152的时钟周期的转变时间ts3，dsp132将用于状态s1的功率设定点发送到功率控制器pwrs1y。类似地，在时钟信号152的时钟周期的转变时间ts1，dsp132将用于状态s2的功率设定点发送到功率控制器pwrs2y。而且，在时钟信号152的时钟周期的转变时间ts2，dsp132将用于状态s3的功率设定点发送到功率控制器pwrs3y。此外，在时钟周期的转变时间ts3，dsp132将用于状态s1的频率设定点发送到自动频率调谐器afts1y。而且，在时钟周期的转变时间ts1，dsp132将用于状态s2的频率设定点发送到自动频率调谐器afts2y。而且，在时钟周期的转变时间ts2，dsp132将用于状态s3的频率设定点发送到自动频率调谐器afts3y。

在接收到用于状态s1的功率设定点时，功率控制器pwrs1y确定对应于用于状态s1的功率设定点的电流量，例如与该功率设定点具有一对一关系的电流量，映射到该功率设定点的电流量，链接到该功率设定点的电流量等等。基于在状态s1期间由驱动器系统134产生的电流量，功率控制器pwrs1y产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统134。对于状态s1，响应于接收到命令信号，驱动器系统134产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psy。rf电源psy在接收到电流信号时产生具有用于状态s1的功率设定点的rf信号并且经由输出端136和rf电缆138将rf信号提供给imn106的输入端。用于状态s1的功率设定点在状态s1期间由rf电源psy保持。

类似地，在接收到用于状态s2的功率设定点时，功率控制器pwrs2y确定对应于用于状态s2的功率设定点的电流量，例如与该功率设定点具有一对一关系的电流量，映射到该功率设定点的电流量，链接到该功率设定点的电流量等等。基于在状态s2期间由驱动器系统134产生的电流量，功率控制器pwrs2y产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统134。对于状态s2，响应于接收到命令信号，驱动器系统134产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psy。rf电源psy在接收到电流信号时产生具有用于状态s2的功率设定点的rf信号并且经由输出端136和rf电缆138将rf信号提供给imn106的另一输入端。用于状态s2的功率设定点在状态s2期间由rf电源psy保持。

此外，在接收到用于状态s3的功率设定点时，功率控制器pwrs3y确定对应于用于状态s3的功率设定点的电流量，例如与该功率设定点具有一对一关系的电流量，映射到该功率设定点的电流量，链接到该功率设定点的电流量等等。基于在状态s3期间由驱动器系统134产生的电流量，功率控制器pwrs3y产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统134。对于状态s3，响应于接收到命令信号，驱动器系统134产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psy。rf电源psy在接收到电流信号时产生具有用于状态s3的功率设定点的rf信号并且经由输出端136和rf电缆138将rf信号提供给imn106的另一输入端。用于状态s3的功率设定点在状态s3期间由rf电源psy保持。

此外，在接收到用于状态s1的频率设定点时，自动频率调谐器afts1y确定对应于用于状态s1的频率设定点的电流量，例如与该频率设定点具有一对一关系的电流量，映射到该频率设定点的电流量，链接到该频率设定点的电流量等等。基于在状态s1期间由驱动器系统134产生的电流量，自动频率调谐器afts1y产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统134。对于状态s1，响应于接收到命令信号，驱动器系统134产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psy。rf电源psy在接收到电流信号时产生具有用于状态s1的频率设定点的rf信号并且经由输出端136和rf电缆138将rf信号提供给imn106的另一输入端。用于状态s1的频率设定点在状态s1期间由rf电源psy保持。具有用于状态s1的功率设定点和用于状态s1的频率设定点的rf信号是在状态s1期间由ymhz发生器产生的rf信号。

类似地，在接收到用于状态s2的频率设定点时，自动频率调谐器afts2y确定对应于用于状态s2的频率设定点的电流量。基于在状态s2期间由驱动器系统134产生的电流量，自动频率调谐器afts2y产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统134。对于状态s2，响应于接收到命令信号，驱动器系统134产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psy。rf电源psy在接收到电流信号时产生具有用于状态s2的频率设定点的rf信号并且经由输出端136和rf电缆138将rf信号提供给imn106的另一输入端。用于状态s2的频率设定点在状态s2期间由rf电源psy保持。具有用于状态s2的功率设定点和用于状态s2的频率设定点的rf信号是在状态s2期间由ymhz发生器产生的rf信号。

此外，在接收到用于状态s3的频率设定点时，自动频率调谐器afts3y确定对应于用于状态s3的频率设定点的电流量。基于在状态s3期间由驱动器系统134产生的电流量，自动频率调谐器afts3y产生命令信号并将命令信号发送到驱动器系统134。对于状态s3，响应于接收到命令信号，驱动器系统134产生具有该电流量的电流信号并将其发送到rf电源psy。rf电源psy在接收到电流信号时产生具有用于状态s3的频率设定点的rf信号并且经由输出端136和rf电缆138将rf信号提供给imn106的另一输入端。用于状态s3的频率设定点在状态s3期间由rf电源psy保持。具有用于状态s3的功率设定点和用于状态s3的频率设定点的rf信号是在状态s3期间由ymhz发生器产生的rf信号。

imn106的输入端经由rf电缆124在一输入端接收来自输出端122的由x射频rf发生器产生的rf信号，经由rf电缆138在另一输入端接收来自输出端136的由ymhzrf发生器产生的rf信号，并且使耦合到imn106的输出端的负载的阻抗与耦合到imn106的输入端的源的阻抗匹配，以在imn的输出端处产生经修改的rf信号106。经修改的rf信号经由rf传输线125发送到卡盘126的下电极。当在上电极128和卡盘126之间供应一种或多种处理气体并且将经修改的rf信号提供给下电极120时，点燃一种或多种处理气体以在等离子体室108内产生等离子体，或者将等离子体维持在等离子体室108内。将等离子体用于处理衬底，例如，蚀刻衬底，在衬底上沉积材料，清洁衬底，溅射衬底，等等。

在一些实施方式中，术语调谐器和控制器在本文中可互换使用。

在多种实施方式中，功率控制器pwrs1x、pwrs2x和pwrs3x以及自动频率调谐器afts1x、afts2x和afts3x是由dsp110执行的计算机程序的模块，例如，部分等。

在若干实施方式中，功率控制器pwrs1x、pwrs2x和pwrs3x以及自动频率调谐器afts1x、afts2x和afts3x是耦合到dsp110的集成电路的分离的集成电路。例如，功率控制器pwrs1x是xkhzrf发生器的第一集成电路，功率控制器pwrs2x是xkhzrf发生器的第二个集成电路，功率控制器pwrs3x是xkhzrf发生器的第三个集成电路，自动频率调谐器afts1x是xkhzrf发生器的第四集成电路，自动频率调谐器afts2x是xkhzrf发生器的第五集成电路，自动频率调谐器afts3x是xkhzrf发生器的第六集成电路，并且dsp110是xkhzrf发生器的第七集成电路。xkhzrf发生器的第一至第六集成电路中的每一个都耦合至xkhzrf发生器的第七集成电路。

在多种实施方式中，功率控制器pwrs1y、pwrs2y和pwrs3y以及自动频率调谐器afts1y、afts2y和afts3y是由dsp132执行的计算机程序的模块，例如，部分等。

在若干实施方式中，功率控制器pwrs1y、pwrs2y和pwrs3y以及自动频率调谐器afts1y、afts2y和afts3y是耦合到dsp132的集成电路的分离的集成电路。例如，功率控制器pwrs1y是ymhzrf发生器的第一集成电路，功率控制器pwrs2y是ymhzrf发生器的第二个集成电路，功率控制器pwrs3y是ymhzrf发生器的第三个集成电路，自动频率调谐器afts1y是ymhzrf发生器的第四集成电路，自动频率调谐器afts2y是ymhzrf发生器的第五集成电路，自动频率调谐器afts3y是ymhzrf发生器的第六集成电路，并且dsp132是ymhzrf发生器的第七集成电路。ymhzrf发生器的第一至第六集成电路中的每一个都耦合至ymhzrf发生器的第七集成电路。

在一些实施方式中，rf信号的状态s1的示例包括用于状态的功率设定点s1和用于状态s1的频率设定点。用于状态s1的功率设定点是操作功率设定点，操作功率设定点是在状态s1期间rf信号的功率量的功率电平，诸如包络或零至峰幅值。用于状态s1的频率设定点是操作频率设定点，操作频率设定点是在状态s1期间rf信号的频率值的频率水平，例如包络或零至峰幅值。类似地，rf信号的状态s2的示例包括用于状态的功率设定点s2和用于状态s2的频率设定点。用于状态s2的功率设定点是操作功率设定点，操作功率设定点是在状态s2期间rf信号的功率量的功率电平，诸如包络或零至峰幅值。用于状态s2的频率设定点是操作频率设定点，操作频率设定点是在状态s2期间rf信号的频率值的频率水平，例如包络或零至峰幅值。此外，类似地，rf信号的状态s3的示例包括用于状态的功率设定点s3和用于状态s3的频率设定点。用于状态s3的功率设定点是操作功率设定点，操作功率设定点是在状态s3期间rf信号的功率量的功率电平，诸如包络或零至峰幅值。用于状态s3的频率设定点是操作频率设定点，操作频率设定点是在状态s3期间rf信号的频率值的频率水平，例如包络或零至峰幅值。

在多种实施方式中，三个rf发生器耦合到imn106。例如，附加的rf发生器经由耦合到imn106的又一输入端的另一rf电缆(未示出)而耦合到imn106。附加的rf发生器是附加于xkhzrf发生器和ymhzrf发生器的rf发生器。该又一输入端不同于imn106的与rf电缆124耦合的输入端，也不同于imn106的与rf电缆138耦合的另一输入端。除了附加的rf发生器具有与ymhzrf发生器的工作频率不同的工作频率，例如附加的rf发生器具有2mhz，27mhz，60mhz等工作频率，附加的rf发生器具有与ymhzrf发生器相同的结构和功能。例如，ymhzrf发生器的工作频率为13.56mhz，而附加的射频发生器的工作频率为2mhz、或27mhz、或60mhz。imn106将从xkhzrf发生器、ymhzrf发生器和附加的rf发生器接收的rf信号组合，并且将耦合到imn106的输出端的负载的阻抗与源(例如xkhzrf发生器、ymhzrf发生器、附加的rf发生器、rf电缆124、rf电缆148和其他rf电缆等)的阻抗匹配以在imn106的输出端处产生经修改的rf信号。

在一实施方式中，术语阻抗匹配电路和阻抗匹配网络在本文中可互换使用。

在一些实施方式中，rf传输线125耦合到上电极128并且卡盘126的下电极耦合到地电势。

在多种实施方式中，时钟信号152由处理器142或由时钟源生成，其示例在上面提供。在一些实施方式中，时钟信号152从处理器142经由电缆146被提供给dsp110并且经由电缆148被提供给dsp132。

在一些实施方式中，代替从处理器142发送脉冲信号150到xkhz和ymhzrf发生器，从主rf发生器发送脉冲信号150到从rf发生器，诸如ymhzrf发生器。主rf发生器的一个示例是xkhzrf发生器。举例而言，xkhzrf发生器的数字信号处理器dsp110从处理器142接收脉冲信号150，并经由诸如并行传输电缆、串行传输电缆或usb电缆之类的电缆发送脉冲信号150到ymhzrf发生器的数字信号处理器dsp132。

图2是图形200的一实施方式的示意图，图形200图解了由xkhzrf发生器(图1)产生的诸如rf信号202之类的rf信号的三个状态s1至s3，并且图解了由ymhzrf发生器产生的例如rf信号204之类的rf信号的状态s1至s3。rf信号202是xkhzrf发生器的输出端122处的供应功率与时间t的关系曲线图，而rf信号204是ymhzrf发生器的输出端136处的供应功率与时间t的关系曲线图。

由xkhzrf发生器产生的rf信号通过在用于三个状态s1至s3的三个功率设定点之间交替而在三个状态s1至s3之间交替。由xkhzrf发生器产生的rf信号的状态的功率设定点的示例是该状态的功率量的包络。由xkhzrf发生器产生的状态rf信号的功率设定点的另一个示例是该状态的功率量的零至峰值。

应该注意的是，在状态s1期间由xkhzrf发生器产生的rf信号的功率设定点具有功率电平pl4。此外，在状态s2期间由xkhzrf发生器产生的rf信号的功率设定点具有功率电平pl3，功率电平pl3低于功率电平pl4并且大于rf信号204在状态s1期间的功率电平pl2。例如，在状态s2期间由xkhzrf发生器产生的rf信号的功率电平pl3的全部功率量低于由xkhzrf发生器在状态s1期间产生的rf信号的功率电平pl4的全部功率量。

此外，由xkhzrf发生器在状态s3期间产生的rf信号的功率设定点具有功率电平pl1，功率电平pl1低于rf信号202的功率电平pl3并且低于功率电平pl2。例如，由xkhzrf发生器在状态s3期间产生的rf信号的功率电平pl1的全部功率量低于由xkhzrf发生器在状态s2期间产生的rf信号的功率电平pl3的全部功率量。举例而言，在状态s1期间rf信号202的输送功率的功率电平在15000瓦(w)和19000瓦之间的范围内，在状态s2期间rf信号202的输送功率的功率电平在8000瓦和12000瓦之间的范围内，并且在状态s3期间rf信号202的输送功率的功率电平在200瓦和400瓦之间的范围内。举另一示例而言，在状态s1期间rf信号202的输出端功率的功率电平是17000瓦(w)，在状态s2期间rf信号202的输出端功率的功率电平是10000瓦，并且在状态s3期间rf信号202的输送功率的功率电平是300瓦。

由ymhzrf发生器产生的rf信号204通过在用于三个状态s1至s3的三个功率设定点之间交替而在三个状态s1至s3之间交替变换。用于由ymhzrf发生器产生的rf信号的状态的功率设定点的示例是该状态的功率量的包络。用于由ymhzrf发生器产生的状态rf信号的功率设定点的另一个示例是该状态的功率量的零到峰值。

rf信号204的每个状态与rf信号202的每个状态同步。例如，在rf信号202具有状态s1的时间期间，rf信号204具有状态s1。在rf信号202具有状态s2的时间内，rf信号204具有状态s2。而且，在rf信号202具有状态s3的时间期间，rf信号204具有状态s3。举又一示例而言，在rf信号202从状态s1转变到状态s2时，rf信号204从状态s1转变到状态s2。举另一示例而言，在rf信号202从状态s2转变到状态s3时，rf信号204从状态s2转变到状态s3。举又一示例而言，在rf信号202从状态s3转变到状态s1时，rf信号204从状态s3转变到状态s1。举又一示例而言，在rf信号202从状态s1转变到状态s2的时间段期间，rf信号204从状态s1转变到状态s2。举另一示例而言，在rf信号202从状态s2转变到状态s3的时间段期间，rf信号204从状态s2转变到状态s3。举又一示例而言，在rf信号202从状态s3转变到状态s1的时间段期间，rf信号204从状态s3转变到状态s1。

应该注意的是，在状态s1期间由ymhzrf发生器产生的rf信号的功率设置点具有功率电平pl2，功率电平pl2低于功率电平pl3并低于功率电平pl4。此外，在状态s2期间由ymhzrf发生器产生的rf信号的功率设定点具有低于功率电平pl2的功率电平零。例如，在状态s2期间由ymhzrf发生器产生的rf信号的零功率电平的全部功率量低于由yrfmhz发生器在状态s1期间产生的rf信号的功率电平pl2的全部功率量。ymhzrf发生器的零功率电平有助于增强等离子体室108中的等离子体的离子朝向衬底130的堆叠层的底部的垂直方向性。

此外，由ymhzrf发生器在状态s3期间产生的rf信号的功率设定点具有功率电平pl1，功率电平pl1低于功率电平pl2但大于零功率电平。例如，由ymhzrf发生器在状态s3期间产生的rf信号的功率电平pl1的所有功率量都低于由ymhzrf发生器在状态s1期间产生的rf信号的功率电平pl2的全部功率量，并且大于由ymhzrf发生器在状态s2期间产生的rf信号的零功率电平的全部功率量。举例而言，在状态s1期间rf信号204的输送功率的功率电平在4000瓦和6000瓦之间的范围内，在状态s2期间rf信号204的输送功率的功率电平在0瓦和100瓦之间的范围内，并且状态s3期间rf信号204的输送功率的功率电平在200瓦和400瓦之间的范围内。举另一示例而言，在状态s1期间rf信号204的输送功率的功率电平是5000瓦，在状态s2期间rf信号204的输送功率的功率电平是0瓦，并且在状态s3期间rf信号204的输送功率的功率电平是300瓦。在状态s3期间xkhzrf发生器和ymhzrf发生器的相同功率电平pl1有助于减少堆叠层顶部上的掩模层的损耗。

应该指出的是，由xkhzrf发生器和ymhzrf发生器产生的rf信号的状态s2的占空比低于rf信号的状态s3的占空比。由xkhzrf发生器和ymhzrf发生器产生的rf信号的状态s1的占空比低于rf信号的状态s3的占空比。举例而言，rf信号202和204中每个的状态s1的占空比是时钟信号152的时钟周期的a％，rf信号202和204中每个的状态s2的占空比是时钟信号152的时钟周期的b％，并且rf信号202和204中每个的状态s3的占空比是时钟信号152的时钟周期的(100-a-b)％，其中a是整数，b也是整数。举例来说，a和b中的每一个都小于或等于50，并且b小于a。举例而言，rf信号202和204中每个的状态s1的工作周期的范围在时钟信号152的时钟周期的20％和30％之间，rf信号202和204中每个的状态s2的工作周期的范围在时钟信号152的时钟周期的5％和15％之间，并且rf信号202和204中每个的状态s3的工作周期的范围在时钟信号152的时钟周期的75％和55％之间。举另一示例而言，rf信号202和204中每个的状态s1的工作周期是时钟信号152的时钟周期的25％，rf信号202和204中每个的状态s2的工作周期是时钟信号152的时钟周期的10％，并且rf信号202和204中每个的状态s3的工作周期是时钟信号152的时钟周期的65％。举例而言，状态的工作周期是时钟信号152的时钟周期的保持该状态的时间段(以百分比计)。在一个实施方式中，由xkhzrf和ymhzrf发生器产生的rf信号的状态s2的占空比低于rf信号的状态s1的占空比。

应该注意的是，由rf发生器产生的rf信号与由rf发生器提供的rf信号相同。例如，由xkhzrf发生器产生的rf信号与由xkhzrf发生器提供的rf信号相同。举另一示例而言，由ymhzrf发生器产生的rf信号与由ymhzrf发生器提供的rf信号相同。

在一些实施方式中，代替在由ymhzrf发生器产生的rf信号的状态s2期间的零功率电平，功率电平与零功率电平相差在预定范围内，例如5％到10％之间,。例如，rf信号202的功率电平低于功率电平pl1，但大于零。

在一些实施方式中，输送功率的量与由rf发生器产生和供应的功率的量相同。例如，当朝向rf发生器反射的功率为零或最小时，由rf发生器输送的功率与由rf发生器产生以由rf发生器供应的功率相同。输送的功率是由rf发生器提供的功率和朝向rf发生器反射的功率之间的差。功率经由rf传输线125、imn106和将rf发生器耦合到imn106的rf电缆从等离子体室108朝向rf发生器反射。

图3是多个图形300、302和200的示意图，其用以说明时钟信号152、脉冲信号150、由xkhzrf发生器产生的rf信号和由zmhzrf发生器产生的rf信号之间的同步。图形300描绘了时钟信号152的逻辑电平与时间t的关系。类似地，图形302描绘了脉冲信号150的逻辑电平与时间t的关系。

时间段t1是在时钟信号152的时钟周期期间的保持由xkhzrf发生器和zmhzrf发生器生成的rf信号的状态s1的时间段。类似地，时间段t2是在时钟信号152的时钟周期期间的保持由xkhzrf发生器和zmhzrf发生器生成的rf信号的状态s2的时间段。另外，时间段t3是在时钟信号152的时钟周期期间的保持由xkhzrf发生器和zmhzrf发生器生成的rf信号的状态s3的时间段。例如，时间段t1占用时钟周期的一部分，时间段t2占用时钟周期的另一部分，并且时间段t3占用时钟周期的剩余部分。时间段t1大于时间段t2，并且时间段t3大于时间段t2。时间段t3大于时间段t2以有助于减少堆叠层顶部上的掩模层的损耗。时间段t2发生以增强等离子体的离子朝向堆叠层的底部的垂直方向性。此外，时间段t2发生，使得掩模的损耗与在时间段t1发生的掩模的损耗相比减少。时钟信号152的时钟周期由时间段t1至t3组成，并且重复以产生时钟信号152的多个时钟周期。

在时间段t1期间，脉冲信号150从逻辑电平1脉冲到逻辑电平0.逻辑电平是高逻辑电平的示例，逻辑电平0是低逻辑电平的示例。在时间段t1期间，由xkhzrf发生器和zmhzrf发生器产生的rf信号被控制以保持状态s1。

在时钟周期的使脉冲信号150从逻辑电平0转变到逻辑电平1的转变时间ts1，由xkhzrf发生器和zmhzrf发生器产生的rf信号被控制为从状态s1到状态s2。转变时间ts1在时间段t1之后发生。

时间段t2发生在转变时间ts1之后。在时间段t2期间，脉冲信号150从逻辑电平1脉冲到逻辑电平0。此外，在时间段t2期间，由xkhzrf发生器和zmhzrf发生器产生的rf信号被控制以保持状态s2。

在时钟周期的使脉冲信号150从逻辑电平0转变到逻辑电平1的转变时间ts2，由xkhzrf发生器和zmhzrf发生器产生的rf信号被控制为从状态s2到状态s3。转变时间ts2在时间段t2之后发生。

时间段t3发生在转变时间ts2之后。在时间段t3期间，脉冲信号150从逻辑电平1脉冲到逻辑电平0。此外，在时间段t3期间，由xkhzrf发生器和zmhzrf发生器产生的rf信号被控制为维持状态s3。

在时钟周期的使脉冲信号150从逻辑电平0转变到逻辑电平1的转变时间ts3，由xkhzrf发生器和zmhzrf发生器产生的rf信号被控制为从状态s3到状态s1。转变时间ts3在时间段t3之后发生。在时钟信号152的连续时钟周期内，时间段t1在转变时间ts3之后重复。在时钟信号152的连续时钟周期期间的时间段t1之后再次被时钟信号152的连续时钟周期的时间段t2和t3跟随。时钟信号152的连续时钟周期是连续的，例如连续跟随或顺序跟随时钟信号152的时钟周期。转变时间ts1至ts3以及时间段t1至t3重复连续的时钟周期。此外，对于在连续周期之后重复的时钟信号152的接下来的周期，重复转变时间ts1至ts3以及时间段t1至t3。

rf信号202和204的状态s1至s3与时钟信号152的每个周期同步地重复。例如，rf信号202的状态s1至s3发生在时钟信号152的时钟周期期间，并且状态s1至s3在时钟信号152的连续时钟周期期间重复。举另一示例而言，rf信号204的状态s1至s3发生在时钟信号152的时钟周期期间，并且状态s1至s3在时钟信号152的连续时钟期间重复。

在多种实施方式中，rf信号202和204的状态s1和s2在时钟信号152的时钟周期的半个周期完成之前发生，并且状态s3发生在时钟信号152的时钟周期的后半个周期。例如，rf信号202和204的状态s1和s2在时间tc1之前发生，并且rf信号202和204的状态s3在时间tc1之后发生。举例而言，转变时间ts2在时间tc1之前发生，并且转变时间ts3在时间tc1之后发生。时间tc1是时钟信号152的半个时钟周期发生的时间。例如，时钟周期在时间tc1之前处于逻辑电平1，并且在时间tc1之后处于逻辑电平0。

在一些实施方式中，rf信号202和204的状态s1在时钟信号152的时钟周期的一半的时间段完成之前发生，rf信号202和204的状态s2发生在时钟信号152从时钟周期的前半部分转变到时钟周期的后半部分的期间，并且rf信号202和204的状态s3在时钟周期的后半部分发生。例如，rf信号202和204的状态s1发生在时间tc1之前，状态s2发生在时钟信号152从时钟周期的前半部分转变到时钟周期的后半部分期间，并且状态s3发生在时间tc1之后但在转变时间ts3之前。

在几个实施方式中，rf信号202和204的状态s1在时钟信号152的时钟周期的一半的时间段期间发生，并且rf信号202和204的状态s2和s3发生在时钟周期的剩余一半的时间段内。例如，rf信号202和204的状态s1在时间tc1之前发生，并且rf信号202和204的状态s2和s3在时间tc1之后但在转变时间ts3之前发生。

在一些实施方式中，时间段t1和t2相等并且时间段t3大于时间段t1和t2中的每一个。

图4a和4b是图解使用xkhzrf发生器代替2mhzrf发生器的益处的图。图4a具有图402a，图402a以电子伏特(ev)示出了在等离子体室108内在上电极128和卡盘126之间形成的等离子体的离子(例如正电荷离子i1、i2、i3、i4和i5)以及中性物质n1、n2、n3、n4和n5能量分布。当使用2mhzrf发生器而不是400khzrf发生器并且未应用参照图1描述的方法时，形成等离子体。绘制能量分布与以度计量的角度θ的关系。在形成在诸如衬底层之类的停止层的顶部上的堆叠层410a内形成的沟道404a上测量角度θ。如本文所使用的，堆叠层包含一个或一个以上氧化物层、阻挡层、种子层、一个或多个金属层或其组合。当离子入射到堆叠层410a上时形成沟道404a。应该注意的是，当使用2mhzrf发生器而不是xkhzrf发生器时，等离子体的大部分离子不会入射到沟道404a的底表面408a上。能量分布在沟道404a上是宽的，因此大部分离子蚀刻在堆叠层410a的顶部上制造的掩模层406a。

图4b是以电子伏特示出了在等离子体室108内在上电极128和卡盘126之间形成的等离子体的离子的能量分布的图402b。等离子体在使用如图1所示的xkhzrf发生器时形成。绘制能量分布与以度计量的角度θ的关系。在形成在停止层的顶部上的堆叠层410b内形成的沟道404b上测量角度θ。当离子入射到堆叠层410b上时形成沟道404b。应该注意的是，当使用如等离子体工具100中所示的xkhzrf发生器时，等离子体的大部分离子入射在沟道404b的底表面408b上，并且蚀刻沟道404b的蚀刻速率与蚀刻沟道404a的蚀刻速率相比增大。能量分布在沟道404b上很窄，因此大部分离子蚀刻堆叠层410b，而不是蚀刻形成在堆叠层410b的顶部上的掩模层406b。停止层、堆叠层410b和掩模层406b的组合是图1的衬底130的示例。

如图402b和402a所示，与当使用2mhzrf发生器代替xkhzrf发生器时并且与未应用使用图1所示的方法时的离子的离子能量相比，当如图1所示使用xkhzrf发生器时，离子的离子能量的角度分布较窄。

图5a是当没有应用本文参照图1所描述的方法时衬底502a的实施方式的示意图。基准轮廓(bl)在没有应用本文参照图1所描述的方法时应用。衬底502a包括停止层504a。堆叠层506a覆盖在停止层504a的顶部上并且掩模层508a覆盖在堆叠层506a的顶部上。与应用所示的使用等离子体工具100的方法时相比，当应用基准轮廓时，诸如掩模层508a的部分a和部分b之间的水平距离的关键尺寸较小。结果，较少数量的离子能够到达在堆叠层506a的部分a与堆叠层506a的部分b之间形成的沟道512a的底表面510a。

图5b是当应用本文参考图1所描述的方法时衬底502b的实施方式的示意图。衬底502b是衬底130的一个示例(图1)。衬底502b包括停止层504a。堆叠层506b覆盖在停止层504a的顶部上并且掩模层508b覆盖在堆叠层506a的顶部上。与应用基准轮廓相比时，当应用本文参考图1描述的方法时，关键尺寸(诸如掩模层508b的a部分和b部分之间的水平距离)较大。结果，更大数量的离子能够到达底表面510b结果，更多数量的离子能够到达堆叠层506b的部分a和堆叠层506b的部分b之间形成的沟道512b的底表面510b上。当应用所示的使用图1的等离子体工具100的方法时，离子的垂直方向性增强。在状态s2期间，与掩模层508a相比，掩模层508b被以更高的速率被蚀刻以增强垂直方向性，并且蚀刻沟道512b的蚀刻速率与蚀刻沟道512a的蚀刻速率相比增大。状态s2期间掩模层508b的损耗在状态s3期间恢复。

图6是曲线图600的一个实施方式，其用于说明当与使用50khzrf发生器、100khzrf发生器、2mhzrf发生器或27mhzrf发生器来代替400khzrf发生器时相比，在等离子体工具100中使用400khzrf发生器时，离子角度分布(iad)最窄。曲线图600描绘了iad与图5b的沟道512b上的角度的关系。当如等离子体工具100中所示使用400khzrf发生器来应用使用等离子体工具100所示的方法时，离子的垂直焦点(诸如垂直方向性)增强，使得离子遍布沟道512b内的窄角度范围。与当使用50khzrf发生器、100khzrf发生器、2mhzrf发生器或27mhzrf发生器代替400khz时相比，垂直方向性的增强增大了蚀刻衬底130的蚀刻速率。

图7是曲线图700的一实施方式，其用于说明当在等离子体工具100中使用400khzrf发生器时与当使用50khzrf发生器、100khzrf发生器、2mhzrf发生器或27mhzrf发生器来代替400khzrf发生器时相比，离子的相同量的归一化离子通量有助于实现较高的深宽比。该深宽比高于使用50khzrf发生器、100khzrf发生器、2mhzrf发生器或27mhzrf发生器代替400khzrf发生器而不是400khzrf发生器时实现的深宽比。

深宽比是沟道的深度与沟道的关键尺寸之比。例如，在等离子体工具100中使用400khzrf发生器实现的深宽比是沟道512b的深度与掩模层508b的颈部区域处的在掩模层508b的部分a和部分b之间的水平距离的比率。与掩模层508b的其余区域相比，颈部区域更靠近掩模层508b的顶表面。此外，与掩模层508b的其余区域相比，颈部区域远离堆叠层506b定位。举例而言，颈部区域处于掩模层508b的部分a和部分b中形成凸起的位置处。

本文描述的实施方式可以用包括手持式硬件单元、微处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子产品、小型计算机、大型计算机等在内的各种计算机系统配置来实践。实施方式也可以在分布式计算环境中实践，其中任务由通过网络链接的远程处理硬件单元执行。

在一些实施方式中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述示例的一部分。这种系统可以包含半导体处理设备，该半导体处理设备包含一个或多个处理工具、一个或多个处理室、用于处理的一个或多个平台和/或具体的处理组件(晶片基座、气流系统等)。这些系统与用于控制它们在处理半导体晶片或衬底之前、期间和之后的操作的电子器件一体化。电子器件称为“控制器”，该控制器可以控制一个或多个系统的各种元件或子部件。根据处理要求和/或系统的类型，控制器被编程以控制本文公开的任何工艺，包含控制处理气体输送、温度设置(例如，加热和/或冷却)、压强设置、真空设置、功率设置、rf发生器设置、rf匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置及操作设置、晶片转移进出工具和其它转移工具和/或与系统耦合或连接的装载锁。

广义而言，在各种实施方式中，控制器被定义为具有接收指令、发布指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子器件。集成电路可以包含存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(dsp)、定义为asic、pld和/或一个或多个微处理器的芯片或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令是以各种单独设置的形式(或程序文件)传送到控制器或系统的指令，该设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片执行特定处理的参数、因子、变量等。在一些实施方式中，程序指令是由工艺工程师定义的用于在制备晶片的一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或管芯期间完成一个或多个处理步骤的配方(recipe)的一部分。

在一些实施方式中，控制器是与系统集成、耦合或者说是通过网络连接系统、或它们的组合的计算机的一部分或者与该计算机耦合。例如，控制器可以在“云端”或者是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，从而允许远程访问晶片处理。计算机启用对系统的远程访问以监控制造操作的当前进程、检查过去的制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，以改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理或者开始新的工艺。

在一些实施方式中，远程计算机(例如，服务器)通过网络给系统提供工艺配方，网络包括本地网络或互联网。远程计算机包括允许输入或编程参数和/或设置的用户界面，该参数和/或设置然后被从远程计算机传送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，该指令指明在一个或多个操作期间将要执行的每个处理步骤的参数、因子和/或变量。应当理解，参数、因子和/或变量可以针对将要执行的工艺类型以及工具类型，控制器被配置成连接或控制该工具类型。因此，如上所述，控制器例如通过包含一个或多个分立的控制器而为分布式，这些分立的控制器通过网络连接在一起并且朝着共同的目标(例如，本文所述的工艺和控制)工作。用于这些目的的分布式控制器的示例包括与一个或多个远程集成电路(例如，在平台水平或作为远程计算机的一部分)通信的室内的一个或多个集成电路，它们结合以控制室内的工艺。

在多种实施方式中，应用所述方法的示例的系统包含但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转清洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(pvd)室或模块、化学气相沉积(cvd)室或模块、原子层沉积(ald)室或模块、原子层蚀刻(ale)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及在半导体晶片的制备和/或制造中关联或使用的任何其它的半导体处理系统。

进一步注意到，在一些实施方式中，上述操作适用于若干类型的等离子体室，例如，包括电感耦合等离子体(icp)反应器的等离子体室，变压器耦合等离子体室，导体工具，介电工具，包括电子回旋共振(ecr)反应器的等离子体室等。例如，一个或多个rf发生器耦合到icp反应器内的电感器。电感器的形状的示例包括螺线管、圆顶形线圈、扁平形线圈等。

如上所述，根据工具将要执行的一个或多个工艺步骤，主计算机与一个或多个其它的工具电路或模块、其它工具组件、组合工具、其它工具界面、相邻的工具、邻接工具、位于整个工厂中的工具、主机、另一个控制器、或者在将晶片的容器往来于半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口搬运的材料搬运中使用的工具通信。

考虑到上述实施方式，应该理解的是，一些实施方式采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实现的操作。这些计算机实现的操作是那些通过物理方式操纵物理量的操作。本文所描述的形成所述实施方式的一部分的任何操作是有效的机器操作。

一些实施方式还涉及用于执行这些操作的硬件单元或装置。该装置针对专用计算机构建。当被定义为专用计算机时，该计算机执行其他的处理，程序执行或不属于专用部分同时仍能够操作以供专用的例程。

在一些实施方式中，所述操作可以通过计算机执行，所述计算机由存储在计算机存储器、缓存或者通过计算机网络获得的一个或多个计算机程序选择性地激活或配置。当通过计算机网络得到数据时，所述数据可以由计算机网络(例如，云计算资源)上的其他计算机处理。

一个或多个实施方式也可以制造为在非暂时性计算机可读介质上的计算机可读代码。非暂时性计算机可读介质是存储数据的任何数据存储设备，这些数据之后由计算机系统读取。非暂时性计算机可读介质的示例包含硬盘驱动器、网络附加存储器(nas)、rom、ram、光盘只读存储器(cd-rom)、可录光盘(cd-r)、可重写cd(cd-rw)、磁带和其他光学以及非光学数据存储设备。在一些实施方式中，非暂时性计算机可读介质包含分布在与网络耦合的计算机系统中的计算机可读有形介质，使得计算机可读代码以分布的方式存储和执行。

尽管如上所述的一些方法操作以特定的顺序呈现，但应当理解的是，在不同的实施方式中，其他日常操作在方法操作之间执行，或者方法操作被调整以使它们发生在稍微不同的时间，或分布在允许在不同的时间间隔的方法操作发生的系统内，或以与上述顺序不同的顺序执行。

还应该注意的是，在一实施方式中，在不脱离本公开内容所描述的各种实施方式中描述的范围的情况下，来自上述任何实施方式的一个或多个特征与任何其他实施方式的一个或多个特征组合。

虽然上述实施方式已经为了清楚理解的目的在一些细节方面进行了描述，但显而易见的是，某些变化和修改方案可在所附权利要求的范围内实施。因此，本发明的实施方式应被视为是说明性的而不是限制性的，并且所述实施方式并不限于本文所给出的细节。