CN115485806A - 用于在低频周期期间使用分区来增加功率的***和方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于实现蚀刻速率的均匀性的方法。该方法包括：从匹配件的输出端接收电压信号；以及为所述电压信号的每个周期确定所述电压信号的正交叉点和负交叉点。每个周期的所述负交叉点与所述周期的所述正交叉点连续。所述方法还包括将所述电压信号的每个周期的时间间隔划分为多个区间。对于所述多个区间中的与所述正交叉点相关联的一个或多个区间以及所述多个区间中的与所述负交叉点相关联的一个或多个区间，所述方法还包括调整射频发生器的频率以实现所述蚀刻速率的所述均匀性。

Description

用于在低频周期期间使用分区来增加功率的***和方法

技术领域

本实施方案涉及用于在低频周期期间使用分区来增加功率的***和方法。

背景技术

等离子体工具包括射频发生器(RFG)、阻抗匹配网络和等离子体室。RFG产生的功率通过阻抗匹配网络提供给等离子体室。当提供功率时，工艺气体被供应到等离子体室以处理放置在等离子体室内的晶片。当供应工艺气体时，在等离子体室内产生等离子体。晶片被产生的等离子体蚀刻。

本公开的实施方案就是在该背景下产生的。

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的操作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

发明内容

本公开的实施方案提供了用于在低频周期期间使用分区来增加功率的***、设备、方法和计算机程序。应理解，本发明的实施方案可以各种方式实现，例如以处理、设备、***、装置、或计算机可读介质上的方法实现。下面将说明若干实施方案。

低频(LF)射频(RF)发生器和高频(HF)RF发生器用于处理衬底。LF RF发生器和HFRF发生器产生用于在等离子体室内产生等离子体和等离子体鞘的RF信号。等离子体鞘的电压在低电平和高电平之间循环。在等离子体鞘处于低电平的时间段内，基于HF RF发生器产生的等离子体鞘的第一电压对基于LF RF发生器产生的等离子体鞘的第二电压具有较大的影响量。该影响大于在等离子体鞘处于高电平的时间段内第一电压对第二电压的影响量。这种增加的影响使得难以控制处理衬底的均匀性。本文所述的***和方法有助于在影响量增加的时间段内实现均匀性。

本文描述的***和方法的一些优点包括实现在衬底的处理中的均匀性水平，例如衬底的蚀刻速率或沉积速率的均匀性水平。通过将在阻抗匹配电路的输出端处测量的电压的周期的一部分分成预定数量的区间来实现均匀性水平。例如，将在周期的正交叉点和周期的负交叉点之间的周期部分划分为预定数量的区间。对于每个区间，控制HF RF发生器的频率以控制HF RF发生器输送的功率。例如，提高或降低HF RF发生器的频率以增加输送的功率。对预定数量的区间的频率控制使得能对HF RF发生器进行详细控制，以实现均匀性水平。

在一个实施方案中，描述了一种用于实现蚀刻速率的均匀性的方法。该方法包括：从匹配件的输出端接收电压信号；以及为所述电压信号的每个周期确定所述电压信号的正交叉点和负交叉点。每个周期的所述负交叉点与所述周期的所述正交叉点连续。所述方法还包括将所述电压信号的每个周期的时间间隔划分为多个区间。对于所述多个区间中的与所述正交叉点相关联的一个或多个区间以及所述多个区间中的与所述负交叉点相关联的一个或多个区间，所述方法还包括调整射频发生器的频率以实现所述蚀刻速率的所述均匀性。

在一实施方案中，描述了一种用于实现蚀刻速率的均匀性的方法。该方法包括：从匹配件的输出端接收电压信号；以及为所述电压信号的每个周期确定所述电压信号的正交叉点和负交叉点。每个周期的所述负交叉点与所述周期的所述正交叉点连续。所述方法还包括：将从所述电压信号的每个周期的所述正交叉点附近的时间开始到所述负交叉点附近的时间结束的时间间隔划分为多个区间。对于所述多个区间中的一个或多个区间，所述方法包括调整第一射频发生器的频率以实现所述蚀刻速率的均匀性。

在一个实施方案中，描述了一种用于实现蚀刻速率的均匀性的控制器。该控制器包括处理器，其从匹配件的输出端接收电压信号。所述处理器为所述电压信号的每个周期确定所述电压信号的正交叉点和负交叉点。每个周期的所述负交叉点与所述周期的所述正交叉点连续。所述处理器将从所述电压信号的每个周期的所述正交叉点附近的时间开始到所述负交叉点附近的时间结束的时间间隔划分为多个区间。对于所述多个区间中的一个或多个区间，所述处理器调整射频发生器的频率以实现所述蚀刻速率的均匀性。所述控制器包括存储器设备，其耦合到所述处理器。

根据下文结合附图的详细说明，其他方面将变得显而易见。

附图说明

参考下面结合附图的说明将最好地了解本发明的实施方案。

图1A是说明等离子体鞘的电压与时间的关系曲线图的实施方案。

图1B-1是用于说明施加到RF传输线的射频(RF)杆上以获得在图1A所说明的在等离子体鞘处的所述电压的电压的曲线图的实施方案。

图1B-2是图1B-1的曲线图的延续。

图1C是图1A的曲线图的实施方案。

图1D-1是说明正交叉点之前和之后的分区的曲线图的实施方案。

图1D-2是图1D-1的曲线图的延续。

图2是等离子体***的实施方案，其用于说明高频(HF)RF发生器的操作频率应用于多个区间。

图3A是说明HF RF发生器的操作的***的实施方案的图。

图3B是绘制数字脉冲信号的逻辑电平与时间的关系曲线图的实施方案。

图3C是绘制另一个数字脉冲信号的逻辑电平与时间的关系曲线图的实施方案。

图4是***的实施方案的示意图，其用于说明对阻抗匹配电路(IMC)的辅助电容器的控制以修改高频范围内的频率以控制由HF RF发生器输送的功率。

图5是用于说明当应用预先存储数量的区间的高频值时蚀刻速率的均匀性变化的曲线图的实施方案。

图6A是图1的曲线图的一实施方案。

图6B是用于说明通过对预存储数量的区间应用高频值来增加输送的功率的曲线图的实施方案。

具体实施方式

以下实施方案描述了用于在低频周期期间使用分区来增加功率的***和方法。显然，可以在没有这些具体细节中的一些或所有的情况下实践所呈现的实施方案。在其他情况下，没有详细描述众所周知的操作，以免不必要地使本实施方案不清楚。

图1A是曲线图100的实施方案并且说明了等离子体鞘的电压(V)与时间t的关系。等离子体鞘是底部等离子体鞘，并且底部等离子体鞘形成为与顶部等离子体鞘相比更接近作为下电极的通电电极。与底部等离子体鞘相比，顶部等离子体鞘更靠近上电极形成。曲线图100在y轴上绘制等离子体鞘的电压并且在x轴上绘制时间t。曲线图100包括等离子体鞘的电压的第一部分的曲线102，并且第一部分是作为由低频(LF)RF发生器产生的射频(RF)信号的结果而产生的。下面提供了LF RF发生器的示例。曲线102使用实线示出。曲线图100还包括等离子体鞘的电压的第二部分的曲线104，并且第二部分是基于由高频(HF)RF发生器产生的RF信号创建的。下面提供了HF RF发生器的示例。曲线104使用虚线示出。

如图1A所示，曲线102在低电压电平V1和高电压电平V2之间循环。低电压电平V1的示例是低电压点，例如低电压幅值，而高电压电平V2的示例是高电压点，例如高电压幅值。曲线102从时间t0到时间t1保持在大约为低电压电平V1的电平，从时间t1的电平转变以在时间t1和时间t2之间达到高电压电平V2，并且从高电压电平V2转变以在时间t2达到大约为低电压电平V1的电平。此外，曲线102从大约时间t2到时间t3处于大约为低电压电平V1的电平，从时间t3的电平转变以在时间t3和时间t4之间达到高电压电平V2，并且在大约时间t4达到大约为低电压电平V1的电平。大约为低电压电平V1的电平的示例是在预定范围内的电平，例如与低电压电平V1相差在±10％内的电平。

应当注意，在时间tl和t2之间，曲线102或者在低电压电平Vl和高电压电平V2之间转变或者处于高电压电平V2。由于高电压电平V2，因此等离子体鞘是厚的并且等离子体鞘的电压的第二部分(曲线104)对等离子体鞘的电压的第一部分(曲线102)的影响较小。当电压的第二部分在时间t1和t2之间的时间段内影响第一部分时，等离子体鞘的电压达到最高电压点，例如最高电压幅值。在时间t1和t3之间的时间段内，最高电压点是等离子体鞘电压的所有幅值中最高的。由于较小的影响，一般而言，在衬底表面上实现蚀刻速率的均匀性水平。此外，在时间t1和t2之间对阻抗匹配网络的控制足以使通过阻抗匹配网络从等离子体室反射到LF和HF RF发生器的功率最小化。然而，在时间t2和t3之间，大约为低电压电平V1的电平被维持。在时间t2和t3之间，由于低电压电平V1，因而等离子体鞘是薄的，等离子体鞘的电压的第二部分(曲线104)对等离子体鞘的电压的第一部分(曲线102)的影响较大。当电压的第二部分在时间t2和t3之间的时间段期间影响第一部分时，等离子体鞘的电压达到最低电压点，例如最低电压幅值。在时间t1和t3之间的时间段内，最低电压点是等离子体鞘的电压的所有幅值中最低的。由于影响较大，蚀刻速率的均匀性降低。例如，从HF RF发生器输出的RF信号会在等离子体室内产生谐波，而谐波会产生驻波。驻波降低了蚀刻速率的均匀性。

图1B-1是曲线图110的实施方案，其用于说明施加到RF传输线的射频(RF)杆以在等离子体鞘处实现图1A所示的电压的电压112。图1B-2是曲线图110的延续。曲线图110绘制了由传感器测量的电压112，该传感器耦合到阻抗匹配电路(IMC)的输出端，如图2所示。电压112相对于时间t被绘制，如图1A所示。电压112绘制在y轴上并且时间t绘制在x轴上。电压112是在多个周期(例如周期1和周期2)上重复的电压信号。周期2与周期1连续。作为示例，曲线图110的电压信号是正弦信号。

电压112具有或被施加直流(DC)偏移114。DC偏移114由本文所述的等离子体***的阻抗匹配电路和阻塞电容器(未示出)施加。

电压112对于电压112的每个周期具有正交叉点并且对于电压112的每个周期具有负交叉点。例如，电压112在周期1期间具有正交叉点122并且在周期1期间具有负交叉点124a。正交叉点124a表示周期1的开始。电压112的每个周期的正交叉点与该周期的负交叉点连续。例如，周期1的正交叉点122和负交叉点124a之间没有其他交叉点。正和负交叉点将在下面进一步描述。

周期的负交叉点是在周期的开始处和在周期的边缘处。例如，周期1具有指示周期1开始的负交叉点124a，以及指示周期1结束的另一个负交叉点124b。与周期1的正交叉点122连续的另一个负交叉点124b属于电压112的周期1。另一个负交叉点124b位于周期1的边缘。周期1结束时的负交叉点124b也属于周期2。

电压112的每个周期被处理器(其在下文参考图2描述)划分为多个区间，例如区段或分部或划分的时间间隔。例如，周期1的时间段的前半段112A被划分为区间1m、2m等直到区间Mm，其中M是整数，m是表示电压112的每个周期的前半段的变量。此外，周期1的时间段的后半段112B被划分为区间1n、2n等直到区间Nn，其中N是整数，n是表示电压112的每个周期的后半段的变量。作为另一示例，参考图1B-2，周期2的时间段的前半段被划分为区间1m、2m等，直到区间Mm。此外，周期2的时间段的后半段被划分为区间1n、2n等，直到区间Nn。

周期1的每个区间具有相同的时间段或时间间隔。例如，周期1的区间1m从周期0结束时的时间tNn延伸到周期1的时间t1m，周期1的区间2m从周期1的时间t1m延伸到周期1的时间t2m，周期1的区间Mm从周期1的时间t(M-1)m延伸到周期1的时间tMm。周期1与电压112的周期0连续，周期0的时间Nn和周期1的时间t1m之间的时间间隔等于周期1的时间t1m和周期1的时间t2m之间的时间间隔，并且等于周期1的时间t(M-1)m和周期1的时间tMm之间的时间间隔。类似地，周期1的区间1n从周期1的时间tMm延伸到周期1的时间t1n，周期1的区间2n从周期1的时间t1n延伸到周期1的时间t2n，区间Nn从周期1的时间t(N-1)n延伸到时间tNn，时间tNn是周期1结束和周期2开始的时间。周期1的时间tMm和周期1的时间t1n之间的时间间隔等于周期1的时间t1n和周期1的时间t2n之间的时间间隔并且等于为周期1的时间t(N-1)n和时间tNn之间的时间间隔，时间tNn是周期1结束和周期2开始的时间。

类似地，电压112的每个剩余周期(例如周期2)的每个区间具有相同的时间段或时间间隔。例如，周期2的区间1m从周期2的时间tNn延伸直到周期2的时间t1m，周期2的区间2m从周期2的时间t1m延伸到周期2的时间t2m，并且周期2的区间Mm从周期2的时间t(M-1)m延伸到周期2的时间tMm。以类似的方式，周期2的区间1n从周期2的时间tMm到周期2的时间t1n，周期2的区间2n从周期2的时间t1n延伸到周期2的时间t2n，并且区间Mm从周期2的时间t(N-1)n延伸到时间tNn，时间tNn是电压112的周期2结束和周期3开始的时间。周期3与电压112的周期2连续。

如图1A、1B-1和1B-2的曲线102和电压112所示，在电压112为高(例如，很大程度上为负)的介于时间t1和时间t2之间的时间段内，等离子体鞘的电压增加。此外，在电压112为低(例如，具有小的正电势或者不是很大的负电势)的介于时间t2和时间t3之间的时间段内，等离子体鞘的电压降低。作为示例，与电压112的低量相比，电压112的高量更负。举例而言，电压112的高量具有大于电压112的低量的幅值的负幅值。进一步举例而言，电压112的高量不具有正电势，而电压112的低量具有正电势。低电压112对应于P_positive，其指示与低电压相关联的相对正的功率量。与基于时间t1和t2之间的电压112的功率量相比，在时间t2和t3之间的时间段期间的相对正的功率量更正。与时间t2和t3之间的功率量相比，时间t1和t2之间的功率量是相对负的。在时间t1和t2之间的相对负的功率量被显示为P_negative。

此外，时间t1和t2之间的电压112代表电压112的高压占空比(HVDC)，时间t2和t3之间的电压112代表电压112的低压占空比(LVDC)。与低电压相比，高电压更负。

如图1A、1B-1和1B-2的曲线102和电压112进一步显示的，电压112的每个周期的后半段与其中等离子体鞘的电压比在该周期的前半段期间的等离子体鞘的电压低的时间段一致，并且电压112的每个周期的前半段与其中等离子体鞘的电压比该周期的后半段期间的等离子体鞘的电压大的时间段一致。例如，后半段112B与时间t2和t3之间的时间段一致，在该时间段期间等离子体鞘的电压比前半段112A期间的等离子体鞘的电压低，并且前半段112A与在时间t1和t2之间的时间段一致，在该时间段期间等离子体鞘的电压比后半段112B期间的等离子体鞘的电压大。进一步举例而言，曲线102的时间t1和t2之间的时间段包含在电压112的周期1的前半段112A出现的时间段内，以及时间t2和时间t3之间的时间段的大部分包含在电压112的周期1的后半段112B出现的时间段内。

在周期1的前半段112A的每个区间期间，处理器确定HF RF发生器的操作频率以控制在HF RF发生器的输出端处输送的功率量。例如，在周期1的区间1m的时间间隔期间，处理器确定HF RF发生器的操作频率，在该频率下，在HF RF发生器的输出端输送的功率量增加或减少或保持以达到预定的均匀性水平。该输送的功率量与在电压112的前一周期(例如周期0)的区间1m期间在HF RF发生器的输出端处输送的功率量相比，增加或减少或保持不变。作为另一示例，在周期1的区间2m的时间间隔内，处理器确定HF RF发生器的操作频率，在该频率下，在HF RF发生器的输出端输送的功率量增加或减少或保持以达到预定的均匀性水平。该输送的功率量与在电压112的前一周期(例如周期0)的区间2m期间在HF RF发生器的输出端处输送的功率量相比，增加或减少或保持不变。

在电压112的周期2期间，处理器应用在电压112的周期1的前半段期间预先确定的操作频率。例如，处理器增加或减少HF RF发生器在周期2的区间1m期间的操作频率以达到先前在周期1的区间1m期间确定的频率。作为另一示例，处理器增加或减少HF RF发生器在周期2的区间2m的操作频率以达到先前在周期1的区间2m期间确定的频率。

以类似的方式，在周期1的后半段112B的每个区间期间，处理器确定HF RF发生器的操作频率以控制在HF RF发生器的输出端处输送的功率量。例如，在周期1的区间1n的时间间隔期间，处理器确定HF RF发生器的操作频率，在该频率下，在HF RF发生器的输出端输送的功率量增加或减少或保持不变。该输送的功率量与在电压112的前一周期(例如周期0)的区间1n期间在HF RF发生器的输出端处输送的功率量相比，增加或减少或保持不变。作为另一示例，在周期1的区间2n的时间间隔内，处理器确定HF RF发生器的操作频率，在该频率下，在HF RF发生器的输出端输送的功率量增加或减少或维持不变。该输送的功率量与在电压112的前一周期(例如周期0)的区间2n期间在HF RF发生器的输出端处输送的功率量相比，增加或减少或保持不变。

在电压112的周期2期间，处理器应用在电压112的周期1的后半段112B期间预先确定的操作频率。例如，处理器增加或减少HF RF发生器在周期2的区间1n期间的操作频率以达到先前在周期1的区间1n期间确定的频率。作为另一示例，处理器增加或减少HF RF发生器在周期2的区间2n的操作频率以达到先前在周期1的区间2n期间确定的频率。

应该注意的是，与周期2的前半段相比，控制在周期2的后半段期间的操作频率更有利。这是因为在时间t2和t3之间的等离子体鞘的低电压导致蚀刻速率的均匀性降低。通过控制在周期2的后半段的操作频率，HF RF发生器输出端的输出功率增加，并且均匀性增加。

在一个实施方案中，周期1的时间段的前半段112A被划分为数量与周期1的时间段的后半段112B不同的区间。例如，周期1的时间段的前半段112A被划分为10个区间，而周期1的时间段的后半段112B被划分为15个区间。

在一实施方案中，处理器控制HF RF发生器在电压112的周期1之后的每个周期(例如周期2和3)的后半段期间的操作频率，但不控制HF RF发生器在电压112的该周期的前半段期间的操作频率。例如，处理器控制在周期2的后半段中的操作频率，但不控制在周期2的前半段中的频率。举例而言，当处理器忽略预定的均匀性水平时，处理器不控制操作频率。进一步举例而言，处理器在调整操作频率时不以预定的均匀性水平为目标。作为另一示例，处理器不修改操作频率以不控制操作频率。

在一实施方案中，处理器控制HF RF发生器在电压112的每个周期的前半段期间的操作频率，但不控制HF RF发生器在周期的后半段期间的操作频率。例如，处理器控制HF RF发生器在电压112的周期1的前半段112A期间的操作频率，但不控制HF RF发生器在周期1的后半段112B期间的操作频率。作为另一示例，处理器控制HF RF发生器在电压112的周期2的前半段112A期间的操作频率，但不控制HF RF发生器在电压112的周期2的第二半段112B期间的操作频率。

在一实施方案中，处理器在电压112的多个周期期间确定HF RF发生器的用于电压112的区间的操作频率，并且在电压112的连续跟随的周期期间应用该操作频率。该连续跟随的周期与电压112的该多个周期是连续的。例如，处理器确定HF RF发生器在电压112的多个周期(例如周期1和2)的区间1n期间的操作频率，并且控制HF RF发生器以在电压112的周期3的区间1n期间实现相同的操作频率。周期3与周期2连续。

应当注意，在一个实施方案中，HF RF发生器的操作频率在电压112的第一组周期之后对于相同的区间改变，并且操作频率的改变是基于实现均匀性水平来计算的。一旦频率发生变化，处理器就会在第二组周期内为同一区间保持频率恒定。第一组周期在第二组周期之前。

在一实施方案中，处理器将在电压112的周期期间为一区间确定的HF RF发生器的操作频率应用于电压112的多个连续周期期间的同一区间。例如，处理器将在电压112的周期1期间为区间1n确定的HF RF发生器的操作频率应用到电压112的周期2和3期间的区间1n。

在一实施方案中，处理器在电压112的一周期期间确定HF RF发生器的用于一区间的操作频率，然后在同一周期期间将该确定的操作频率应用于该区间。例如，操作频率在周期1的区间1n的一部分期间确定，并在周期1的区间1n的剩余部分期间应用。

在一个实施方案中，DC偏移114不施加到电压112并且电压112相对于绘制时间t的x轴振荡。例如，DC偏移114的电压为零。

尽管图1B-1中所示的电压112具有正弦形式或包络线，但在一实施方案中，电压112具有另一种形状，例如锯齿形或脉冲形或任意形状。

图1C是曲线图100的一实施方案。

图1D-1是曲线图120的一实施方案，其用于说明电压112的周期的正交叉点122之前和之后的分区间。图1D-2是曲线图120的延续。正交叉点是电压112从DC偏移114一侧的较负电势到DC偏移114相对侧的较不负电势的交叉点。作为示例，正交叉点是时间点，在该时间点，电压112的值与DC偏移114的电势匹配，并且电压112从较负电势转变为较不负电势。在电压112的每个周期期间，正交叉点122发生在时间tMm或大约在时间tMm。大约在时间tMm的时间的示例是与时间tMm相差在预设范围(例如±10％)内的时间。曲线图120绘制了电压112与时间t的关系。电压112绘制在曲线图120的y轴上，而时间t绘制在曲线图120的x轴上。

负交叉点(例如负交叉点124a或124b)是电压112从DC偏移114一侧上的较不负电势到DC偏移114相对侧上的较负电势的交叉点。例如，负交叉点是电压112的值与DC偏移114的电势匹配并且电压112从较不负电势转变到较负电势的时间点。在电压112的每个周期期间，诸如负交叉点124a或124b之类的负交叉点发生在时间tNn或大约在时间tNn。大约在时间tNn的时间的示例是在与时间tNn相差在预设范围(例如±10％)内的时间。

电压112以与上述类似的方式被划分成区间1m到1n，不同的是，区间1m到1n沿着x轴偏移，使得电压112的每个周期的区间1n在该周期的正交叉点122之前和之后延伸，并且该周期的区间1m在该周期的负交叉点(例如负交叉点124a或124b)之前和之后延伸。例如，该区间1m到1n与图1B-1中所示的区间1m到1n相比，向左移动。区间1m开始于前一周期(例如周期0)的时间tRr，结束于当前周期(例如周期1)的时间t1q，其中R是整数，r是表示电压112的每个周期的后半段的变量。当前周期的时间tNn介于前一周期的时间tRr和当前周期的时间t1q之间。前一个周期在当前周期之前。此外，区间1n在当前周期的时间tQq开始并在当前周期的时间t1r结束，其中Q是整数，q是指示电压112的每个周期的前半段的变量。当前周期的时间tMm在当前周期的时间tQq和当前周期的时间t1r之间。

曲线图120绘制了电压112与时间t的关系。不是将电压112的每个周期分区(例如划分)成区间1m到Nn，使得区间1m开始于一个周期的负交叉点，并且区间Nn结束于周期的正交叉点(图1B-1)，而是处理器将电压112的周期划分成区间1m到Nn，使得区间1n在正交叉点122之前延伸第一预定间隔，而在正交叉点122之后延伸第二预定时间间隔，并且区间1m在负交叉点124a之前延伸第三预定时间间隔，而在负交叉点124a之后延伸第四预定时间间隔。

换言之，正交叉点122和负交叉点124a不发生在区间的边缘(即，开始或结束)，而是发生在区间的中间部分。例如，处理器将周期1的负交叉点124a周围的时间间隔划分以产生周期1的区间1m。举例而言，周期1的区间1m从周期1的出现负交叉点124a的时间tNn之前的第三预定时间间隔延伸直到时间tNn之后的第四预定时间间隔。时间tRr在时间tNn之前的第三预定时间段内，落入电压112的周期0内，而时间t1q在时间tNn之后的第四预定时间间隔内，落入电压112的周期1内。在一说明中，第三预定时间间隔等于第四预定时间间隔。作为另一说明，第三预定时间间隔大于或小于第四预定时间间隔。作为又一说明，第一预定时间间隔、第二预定时间间隔、第三预定时间间隔和第四预定时间间隔中的每一个相等。处理器确定用于区间1m的HF RF发生器的操作频率并且控制HF RF发生器的操作频率以在电压112的周期2的区间1m期间实现所确定的操作频率。

作为另一示例，不是使用正交叉点122和负交叉点124a作为端点将电压112的周期1的前半段112A分成预设数量的区间1m到Mm，而是处理器将电压112的周期0的一部分、周期1的前半段112A和周期1的后半段112B的一部分分成预设数量的区间1m至1n。举例而言，不是在时间tMm(其是周期1的前半段112A的结束)结束区间Mm，而是区间1n在时间tMm之前的第一个预定间隔开始并在时间tMm之后的第二预定间隔结束。在该说明中，第一预定时间间隔等于第二预定时间间隔。作为另一说明，第一预定时间间隔大于或小于第二预定时间间隔。区间1n在时间tQq开始并在时间t1r结束。时间t1r在周期1内，时间tQq在周期1内。此外，时间tQq出现在周期1的时间t(M-1)m(图1B-1)之后，而时间t1r出现在周期1的时间t1n(图1B-1)之前。因为时间tQq出现在时间t(M-1)m(图1B-1)之后，而时间t1r出现在时间t1n之前，所以正交叉点122在区间1n的时间段内出现，而不是在区间的开始或结束时出现。

这使得处理器能在正交叉点122出现的时间间隔期间控制HF RF发生器的操作频率。例如，在确定了HF RF发生器在周期1的区间1n的操作频率时，处理器在电压112的周期2的区间1n期间应用该操作频率。周期2的区间1n从周期2的时间tQq延伸直到周期2的时间t1r。在电压112的周期2的区间1n期间，出现正交叉点122，并且在正交叉点112由处理器214控制HF RF发生器的操作频率。

作为另一示例，不是将电压112的周期1的后半段112B分成预设数量的区间1n到Nn，使得区间1n开始于周期1的正交叉点122，并且区间Nn在周期2的负交叉点124b处结束，而是处理器将电压112的周期1的前半段112A的一部分、周期1的后半段112B和周期2的前半段112A的一部分划分为进入预设数量的区间1n到Nn。举例而言，区间1n在时间tMm之前的第一预定间隔开始，并且在时间tMm之后的第二预定间隔结束。

以类似的方式，处理器划分周期2的负交叉点124b周围的时间间隔以生成周期2的区间1m。作为示例，周期2的区间1m从周期1的出现负交叉点124b的时间tNn之前的第三预定的时间间隔延伸直到时间tNn之后的第四预定时间间隔。

图2是等离子体***200的一个实施方案，其用于说明将HF RF发生器的操作频率应用于多个区间。等离子体***200包括LF RF发生器、HF RF发生器和阻抗匹配电路(IMC)202、主机212、等离子体室220、电压传感器204、控制***222和功率传感器224。LF RF发生器是在低频范围(例如千赫兹(kHz)频率范围)内操作的射频发生器。例如，LF RF发生器是400kHz RF发生器，其频率调谐范围为330kHz至440kHz。作为另一示例，LF RF发生器是100kHz RF发生器，其频率调谐范围为50kHz至150kHz。HF RF发生器是一种在高频范围(例如，兆赫兹(MHz)频率范围)内操作的射频发生器。例如，HF RF发生器是60MHz RF发生器，其频率调谐范围为54MHz至63MHz。作为另一示例，HF RF发生器以20MHz至30MHz范围内的频率或12MHz至14MHz范围内的频率或1MHz至3MHz范围内的频率操作。

IMC 202的示例包括诸如电容器和电感器之类的电气部件的网络。例如，IMC 202包括多个电感器和多个电容器，并且电感器和电容器彼此耦合。电容器的示例包括固定电容器和可变电容器，并且电感器的示例包括固定电感器和可变电感器。IMC 202具有两个分支电路，其包括第一分支电路和第二分支电路。

主机212包括处理器214和存储器设备216。处理器214耦合到存储器设备216。作为示例，处理器是控制器、或专用集成电路(ASIC)、或可编程逻辑器件(PLD)、或中央处理单元(CPU)、或微控制器、或微处理器，这些术语在本文中可互换使用。如本文所使用的存储器设备的示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)及其组合。

控制***222的示例包括驱动器***和马达***的组合。驱动器***包括一个或多个驱动器，例如一个或多个晶体管，而马达***包括一个或多个马达，例如一个或多个电动马达。驱动器***耦合到马达***并且电机***通过一个或多个连接件(例如一个或多个杆或多个杆和一个或多个齿轮的组合)耦合到IMC 202。例如，电动马达通过齿轮和两个杆连接到IMC202的电容器的板，并且该齿轮连接在两个杆之间。

处理器214经由传输电缆236A耦合到LF RF发生器并且经由另一传输电缆236B耦合到HF RF发生器。作为示例，处理器214通过传输电缆236A连接到LF RF发生器的数字信号处理器(DSP)并且通过传输电缆236B连接到HF RF发生器的DSP。传输电缆的示例包括串行传输电缆、并行传输电缆和通用串行总线(USB)电缆。

处理器214还通过传输电缆236C耦合到电压传感器204，并且通过传输电缆236D耦合到功率传感器224。处理器214还耦合到控制***222的驱动器***。

等离子体室106是电容耦合等离子体(CCP)室并且包括卡盘226和上电极228。上电极228具有面对卡盘226的上表面的下表面。卡盘226的示例是静电吸盘(ESC)。卡盘226包括下电极，其由金属制成，例如由铝或铝合金制成。上电极228耦合到地电位并且由硅制成。

LF RF发生器的输出端230A经由RF电缆234A耦合到IMC 202的输入端232A。输入端232A耦合到IMC 202的第一分支电路。此外，HF RF发生器的输出端230B通过另一RF电缆234B耦合到IMC 202的另一输入端232B。输入端232B耦合到IMC 202的第二分支电路。IMC202的第一和第二分支电路在连接点处相互耦合，并且该连接点耦合到IMC 202的输出端206。例如，输出端206是IMC 202的外壳或壳体的输出端口，并且RF传输线210从输出端口延伸到匹配件之外。IMC 202的输出端206经由RF传输线210和等离子体室220的输入端208耦合到卡盘226的下电极。输入端208是RF传输线210上的点。举例而言，输入端208是等离子体室220的外壳或壳体的端口，并且RF传输线210从端口延伸到外壳或壳体中。RF传输线210的示例包括RF杆和RF圆柱。RF杆耦合到RF圆柱体，该圆柱***于等离子体室内。RF杆被RF传输线210的RF隧道和RF传输线210的RF护套包围。RF护套围绕RF隧道，RF隧道包括绝缘体材料以使RF杆与RF护套绝缘。

功率传感器224耦合到HF RF发生器的输出端230B，而电压传感器204耦合到IMC202的输出端206。例如，功率传感器224耦合到HF RF发生器的HF功率源的输出端230B，而电压传感器204耦合到IMC 202的第一和第二分支电路的连接点。功率传感器224测量输送的功率，它是在输出端230B提供的功率和向输出端230B反射的功率之间的差。朝向输出端230B反射的功率从等离子体室220经由IMC 202的RF护套和外壳、RF电缆234B的RF护套以及输出端230B朝向HF RF发生器反射。

处理器214通过传输电缆236A向LF RF发生器提供参数(例如频率和功率)的设定点，并且通过传输电缆236B向HF RF发生器提供参数的设定点。在接收到参数的设定点时，LF RF发生器产生RF信号218A并且经由输出端230A、RF电缆234A和输入端232A将RF信号218A发送到第一分支电路。类似地，在接收到参数的设定点时，HF RF发生器生成RF信号218B并通过输出端230B、RF电缆234B和输入端232B将RF信号218B发送到第二分支电路。

IMC 202的第一分支电路使耦合到输出端206的负载的阻抗与耦合到输入端232A的源的阻抗匹配，以在IMC 202的连接处输出第一修改的RF信号。耦合到输出端206的负载的一示例包括RF传输线210和等离子体室220。耦合到输入端232A的源的示例包括RF电缆234A和LF RF发生器。类似地，IMC 202的第二分支电路使耦合到输出端206的负载的阻抗与耦合到输入端232B的源的阻抗匹配，以在IMC 202的连接处输出第二修改的RF信号。耦合到输入端232B的源的示例包括RF电缆234B和HF RF发生器。第一和第二修改的RF信号在IMC202的连接处被组合，例如相加，并在连接处输出修改的RF信号238。

修改的RF信号238从连接点提供到输出端206，并进一步从输出端通过RF传输线210提供到卡盘226的下电极。当除了向卡盘226的下电极提供修改的RF信号238的功率之外，还向等离子体室220提供一种或多种工艺气体(例如含氧气体或含氟气体)时，在等离子体室220内激励或保持等离子体以处理被放置在卡盘226的上表面上的衬底S。衬底S的示例包括半导体晶片和衬底堆叠件。

当修改的RF信号238被提供给下电极时，电压传感器204测量输出端206处的电压112(图1B-1和1D-1)以生成电压112的测量值，并经由传输电缆236C将测量值提供到处理器214。此外，电压传感器204通过传输电缆236C向处理器214提供进行测量的时间。在接收到电压112的测量值和进行测量的时间时，处理器214识别电压112的每个周期的正交叉点和负交叉点，并将电压112分成区间1m到Nm。例如，处理器214根据测量确定或识别电压112处于预定值(例如DC偏移114(图1B-1)的值或没有DC偏移的零值)的时间。处理器214进一步根据测量确定电压112的值在电压112处于预定值之后的时间与电压112处于预定值之前的时间相比增加。举例而言，处理器214确定在时间tMm和t1n之间的时间间隔中的电压112的值(图1B-1)大于在时间t(M-1)m和tMm之间的时间间隔中的电压112的值(图1B-1)。作为另一说明，处理器214确定在时间tMm和t1r之间的时间间隔中的电压112的值(图1D-1)大于在时间tQq和tMm之间的时间间隔中的电压112的值(图1D-1)。在确定电压112的值在电压112处于预定值之后的时间与电压112处于预定值之前的时间相比增加时，处理器214确定预定值出现的时间是正交叉点。

作为另一示例，例如，处理器214根据测量确定或识别电压112处于预定值(例如DC偏移114(图1B-1)的值或没有DC偏移的零值)的时间。处理器214进一步根据测量确定电压112的值在电压112处于预定值之后的时间与电压112处于预定值之前的时间相比减小。举例而言，处理器214确定在时间tNn和t1m之间的时间间隔中的电压112的值(图1B-1)小于在时间t(N-1)n和tNn之间的时间间隔中的电压112的值(图1B-1)。

作为另一说明，处理器214确定在时间tNn和t1q之间的时间间隔中的电压112的值(图1D-1)小于在时间tRr和tNn之间的时间间隔中的电压112的值(图1D-1)。在确定电压112的值在电压112处于预定值之后的时间与电压112处于预定值之前的时间相比减小时，处理器214确定预定值出现的时间是负交叉点。

作为另一示例，处理器214将电压112的每个周期的后半段112B(图1B-1和1D-1)的时间间隔划分为区间1n到Nn。举例而言，处理器214将从时间tMm到时间tNn的时间间隔划分为区间1n到Nn(见图1B-1)，使得区间1n开始于正交叉点122并且区间Nn结束于负交叉点124b。作为另一说明，处理器214将从时间tQq(图1D-1)到时间tRr的时间间隔划分为区间1n到Nn，其中R是整数。时间tQq接近于周期1的正交叉点122的时间tMm，时间tRr接近于周期2的负交叉点124b(图1D-1)的时间tNn。例如，时间tQq在从周期1的正交叉点122的时间tMm开始的预定范围内，而时间tRr在从周期2的负交叉点124b的时间tNn开始的预定范围内。与电压112的每个交叉点相关联的预定范围被存储在存储器设备216中。在该示例中，处理器214没有将电压112的每个周期的前半段112A(图1B-1和1D-1)的时间间隔划分为区间1m到Mm。

作为又一示例，处理器214将电压112的每个周期的前半段112A的时间间隔划分为区间1m至Mm。在该示例中，处理器214不将电压112的每个周期的后半段112B的时间间隔划分为区间1n至Nn。举例而言，处理器214将从时间tNn到时间tMm的时间间隔划分为区间1m到Mm(图1B-1)，使得区间1m在负交叉点124a开始并且区间Mm在正交叉点122结束。作为另一说明，处理器214将从时间tRr(图1D-1)到时间tQq的时间间隔划分为区间1m到Mm。时间tRr接近于周期1的负交叉点124a的时间tNn，而时间tQq接近于周期1的正交叉点122(图1D-1)的时间tMm。例如，时间tRr在从周期1的负交叉点124a的时间tNn开始的预定范围内，而时间tQq在从周期1的正交叉点122的时间tMm开始的预定范围内。在这个示例中，处理器214不将电压112的每个周期的后半段112B(图1B-1和1D-1)的时间间隔划分为区间1n到Nn。

作为又一示例，处理器214将电压112的每个周期的时间间隔划分为区间1m至Nn。举例而言，处理器214根据测量识别电压112的周期1的负交叉点124a(图1D-1)，并且根据测量识别电压112的周期1或周期2的连续负交叉点124b(图1D-1)。处理器214确定电压传感器204获得两个连续负交叉点124a和124b之间的测量值所花费的时间段。处理器214将时间段划分为预定数量的时间间隔以产生区间1m至Nn。获得电压112的每个周期的电压112的测量值的时间段与测量值通过传输电缆236C从电压传感器204发送到处理器214。预定数量的时间间隔存储在存储器设备216和通过用户接口接收作为来自用户的输入，该用户接口包括输入设备，例如鼠标、键盘或小键盘、显示设备、显示屏或它们的组合。输入设备耦合到处理器214。作为另一示例，处理器214将电压112的每个周期的时间间隔的一部分划分为预先存储数量的区间。下面提供了预先存储数量的区间的示例。

此外，处理器214经由传输电缆236D接收来自功率传感器224的输送功率的测量值以及由功率传感器224生成测量值的时间。由功率传感器224获得电压112的每个周期的输送功率的测量值的时间与测量值通过传输电缆236D从功率传感器224发送到处理器214。在输出端230B处的输送功率由功率传感器224测量以生成输送功率的测量值。处理器214将输送功率的测量值与区间1m到Nn相关联。例如，处理器214确定输送功率的第一组测量值或第一测量值对应于区间1n的时间段，并且输送功率的第二组测量值或第二测量值对应于区间2n的时间段。输送功率的测量值包括输送功率的一个值，输送功率的一组测量值包括输送功率的多个值。当在一个区间期间接收到多个输送功率值时，处理器214计算这些值的平均值或中值以确定区间的输送功率的单个测量值。

对于从区间1m到Nn中的预先存储数量的区间中的每一个，处理器214确定HF RF发生器的频率水平(该频率水平是操作频率的量)以实现预定的均匀性水平UNFM，例如一个值或一系列连续值。例如，处理器214确定在区间1m期间HF RF发生器的频率水平从设定点值增加到水平HF1m将使输送功率从区间1m的测量水平(例如测量值)增加到区间1m的电平PR1m以进一步实现UNFM水平。以上述方式从功率传感器224接收区间1m的输送功率的测量电平。处理器214在电压112的周期1的区间1m期间控制HF RF发生器以达到频率水平HF1m并从功率传感器224接收功率电平PR1m的测量值以确定频率水平从设定点值增加到水平HF1m将使输送功率从测量电平增加到电平PR1m。输送功率增加到电平PR1m以实现或超过均匀性水平UNFM。电平PR1m和水平UNFM之间的对应关系存储在存储器设备216中的表240中。处理器214将确定的频率水平HF1m存储为对应于表240中的区间1m。

作为另一示例，处理器214确定在区间1m期间HF RF发生器的频率水平从设定点值增加到水平HF1m将使输送功率从区间1m的测量电平减少到而不是增加到区间1m的电平PR1m。

作为又一示例，处理器214确定在区间1m期间HF RF发生器的频率水平从设定点值减少(而不是增加)到水平HF1m将使输送功率从区间1m的测量电平增加到区间1m的电平PR1m。

作为又一示例，处理器214确定在区间1m期间HF RF发生器的频率水平从设定点值减少到水平HF1m将使输送功率从区间1m的测量电平减少到而不是增加到区间1m的电平PR1m。

类似地，作为另一示例，处理器214确定HF RF发生器的频率水平从区间1m的水平HF1m或从设定点值增加到水平HF2m将使输送功率从区间2m的测量电平增加到区间2m的电平PR2m以进一步实现水平UNFM。以上述方式从功率传感器224接收区间2m的输送功率的测量电平。处理器214在电压112的周期1的区间2m期间控制HF RF发生器以达到频率水平HF2m并从功率传感器224接收功率电平PR2m的测量值以确定频率水平增加到水平HF2m将使输送功率从测量电平增加到电平PR1m。输送功率增加到电平PR2m以实现均匀性水平UNFM。电平PR2m和水平UNFM之间的对应关系存储在存储器设备216中的表240中。处理器214将确定的频率水平HF2m存储为对应于表240中的区间2m。

作为另一示例，处理器214确定在区间2m期间HF RF发生器的频率水平从水平HF1m增加到水平HF2m将使输送功率从区间2m的测量电平减少到而不是增加到区间2m的电平PR2m。

作为又一示例，处理器214确定在区间2m期间HF RF发生器的频率水平减少(而不是增加)到水平HF2m将使输送功率从区间2m的测量电平增加到区间2m的电平PR2m。

作为又一示例，处理器214确定在区间2m期间HF RF发生器的频率水平减少到水平HF2m将使输送功率从区间2m的测量电平减少到而不是增加到区间2m的电平PR2m。

作为另一示例，处理器214确定在区间Mm期间HF RF发生器的频率水平增加到水平HFMm将使输送功率从区间Mm的测量电平增加到区间Mm的电平PRMm以进一步实现水平UNFM。频率水平从区间(M-1)m的频率水平HF(M-1)m增加到水平HFMm。以上述方式从功率传感器224接收区间Mm的输送功率的测量电平。处理器214在电压112的周期1的区间Mm期间控制HFRF发生器以达到频率水平HFMm并从功率传感器224接收功率电平PRMm的测量值以确定频率水平增加到水平HFMm将使输送功率从测量电平增加到电平PRMm。输送功率增加到电平PRMm以实现均匀性水平UNFM。电平PRMm和水平UNFM之间的对应关系存储在表240中。处理器214将确定的频率水平HFMm存储为对应于表240中的区间Mm。

作为另一示例，处理器214确定在区间Mm期间HF RF发生器的频率水平从频率水平HF(M-1)m增加到水平HFMm将使输送功率从区间Mm的测量电平减少到而不是增加到区间Mm的电平PRMm。

作为又一示例，处理器214确定在区间Mm期间HF RF发生器的频率水平减少(而不是增加)到水平HFMm将使输送功率从区间Mm的测量电平增加到区间Mm的电平PRMm。

作为又一示例，处理器214确定在区间Mm期间HF RF发生器的频率水平减少到水平HFMm将使输送功率从区间Mm的测量电平减少到而不是增加到区间Mm的电平PRMm。

作为又一示例，处理器214确定在区间1n期间HF RF发生器的频率水平从水平HFMm增加到水平HF1n将使输送功率从区间1n的测量电平增加到区间1n的电平PR1n以进一步实现水平UNFM。以上述方式从功率传感器224接收区间1n的输送功率的测量电平。处理器214在电压112的周期1的区间1n期间控制HF RF发生器以达到频率水平HF1n并从功率传感器224接收功率电平PR1n的测量值以确定频率水平增加到水平HF1n将使输送功率从测量电平增加到电平PR1n。输送功率增加到电平PR1n以实现均匀性水平UNFM。电平PR1n和水平UNFM之间的对应关系存储在存储器设备216的表242中。处理器214将确定的频率水平HF1n存储为对应于表242中的区间1n。

作为另一示例，处理器214确定在区间1n期间HF RF发生器的频率水平从频率水平HFMm增加到水平HF1n将使输送功率从区间1n的测量电平减少到而不是增加到区间1n的电平PR1n。

作为又一示例，处理器214确定在区间1n期间HF RF发生器的频率水平减少(而不是增加)到水平HF1n将使输送功率从区间1n的测量电平增加到区间1n的电平PR1n。

作为又一示例，处理器214确定在区间1n期间HF RF发生器的频率水平减少到水平HF1n将使输送功率从区间1n的测量电平减少到而不是增加到区间1n的电平PR1n。

类似地，作为另一示例，处理器214确定在区间2n期间HF RF发生器的频率水平从水平HF1n增加到水平HF2n将使输送功率从区间2n的测量电平增加到区间2n的电平PR2n以进一步实现水平UNFM。以上述方式从功率传感器224接收区间2n的输送功率的测量电平。处理器214在电压112的周期1的区间2n期间控制HF RF发生器以达到频率水平HF2n并从功率传感器224接收功率电平PR2n的测量值以确定频率水平增加到水平HF2n将使输送功率从测量电平增加到电平PR2n。输送功率增加到电平PR2n以实现均匀性水平UNFM。电平PR2n和水平UNFM之间的对应关系存储在存储器设备216的表242中。处理器214将确定的频率水平HF2n存储为对应于表240中的区间2n。

作为另一示例，处理器214确定在区间2n期间HF RF发生器的频率水平从频率水平HF1n增加到水平HF2n将使输送功率从区间2n的测量电平减少到而不是增加到区间2n的电平PR2n。

作为又一示例，处理器214确定在区间2n期间HF RF发生器的频率水平减少(而不是增加)到水平HF2n将使输送功率从区间2n的测量电平增加到区间2n的电平PR2n。

作为又一示例，处理器214确定在区间2n期间HF RF发生器的频率水平减少到水平HF2n将使输送功率从区间2n的测量电平减少到而不是增加到区间2n的电平PR2n。

作为另一示例，处理器214确定在区间Nn期间HF RF发生器的频率水平增加到水平HFNn将使输送功率从区间Nn的测量电平增加到区间Nn的电平PRNn。频率水平从区间(N-1)n的频率水平HF(N-1)n增加到区间Nn的频率水平HFNn以进一步实现水平UNFM。以上述方式从功率传感器224接收区间Nn的输送功率的测量电平。处理器214在电压112的周期1的区间Nn期间控制HF RF发生器以达到频率水平HFNn并从功率传感器224接收功率电平PRNn的测量值以确定频率水平增加到水平HFNn将使输送功率从测量电平增加到电平PRNn。输送功率增加到电平PRNn以实现均匀性水平UNFM。电平PRNn和水平UNFM之间的对应关系存储在表240中。处理器214将确定的频率水平HFNn存储为对应于表240中的区间Nn。

作为另一示例，处理器214确定在区间Nn期间HF RF发生器的频率水平从频率水平HF(N-1)n增加到水平HFNn将使输送功率从区间Nn的测量电平减少到而不是增加到区间Nn的电平PRNn。

作为又一示例，处理器214确定在区间Nn期间HF RF发生器的频率水平减少(而不是增加)到水平HFNn将使输送功率从区间Nn的测量电平增加到区间Nn的电平PRNn。

作为又一示例，处理器214确定在区间Nn期间HF RF发生器的频率水平减少到水平HFNn将使输送功率从区间Nn的测量电平减少到而不是增加到区间Nn的电平PRNn。

在一个实施方案中，当达到预定的均匀性水平值或当达到与预定的均匀性水平值相差在预设范围内的值时，实现均匀性水平。预设范围的示例是与预定值相差在±5％内的范围。预设范围和均匀性水平的预定值存储在存储器设备216中。

均匀性的示例包括整个衬底表面上的蚀刻速率均匀性或整个衬底表面上的沉积速率均匀性。例如，均匀性水平是统计值，例如整个衬底表面上的蚀刻速率的平均值或中值。作为另一示例，均匀性水平是整个衬底表面上所有蚀刻速率的最大值或最小值。

来自区间1m到Nn的预存储的区间的数量的示例包括电压112的周期1的前半段112A的区间1m到Mm的数量。

来自区间1m到Nn的预存储的区间的数量的另一个示例包括电压112的周期1的后半段112B的区间1n到Nn的数量。

预存储的区间的数量的又一示例包括电压112的一个周期的区间1m至Nn中的一个或多个(例如所有)区间。

来自区间1m至Nn的预存储的区间的数量的又一示例包括电压112的周期1的第一个四分之一或周期1的第二个四分之一或周期1的第三个四分之一或周期1的第四个四分之一的区间1n至Nn的数量。周期1的第二个四分之一与周期1的第一个四分之一连续。类似地，周期1的第三个四分之一与周期1的第二个四分之一连续，而周期1的第四个四分之一与周期1的第三个四分之一连续。

预先存储数量的区间的另一个示例包括与正交叉点122相关联的预定数量的区间。举例而言，与正交叉点122相关联的预定数量的区间包括区间1n(图1B-1和1D-1)或包括正交叉点122的时间tMm的区间Mm(图1B-1)。

作为另一说明，与正交叉点122相关联的预定数量的区间包括区间1n或区间Mm(图1B-1)以及与区间1n或区间Mm相邻的预设数量的附加区间。预设数量的附加区间存储在存储器设备216中。作为示例，区间2n和Mm邻近区间1n(图1B-1)并且区间(M-1)m和1n邻近区间Mm(图1B-1)。

此外，作为另一示例，区间2n、区间3n(图1B-1)以及区间(M-1)m和Mm邻近区间1n(图1B-1)，并且区间(M-2)m(图1B-1)、区间(M-1)m和区间1n和2n(图1B-1)邻近区间Mm。当一个或多个区间与附加区间之间没有其他区间时，一个或多个区间邻近附加区间。

作为又一示例，电压112的周期1的第二个四分之一内和周期1的第三个四分之一内的区间是与正交叉点122相关联的预定数量的区间的示例。

作为又一说明，与正交叉点122相关联的预定数量的区间包括区间1n(图1D-1)和与区间1n相邻的预设数量的附加区间。区间2n和Mm邻近区间1n(图1D-1)。此外，区间2n和3n(图1D-1)以及区间(M-1)m和Mm邻近区间1n(图1D-1)。

应当注意，在一个实施方案中，与周期的正交叉点122相关联的区间的预定数量小于周期的一半的区间的数量。例如，与周期1的正交叉点122相关联的区间的预定数量小于周期1的前半段112A或后半段112B的区间的数量。

预先存储数量的区间的另一个示例包括与负交叉点124a相关联的预定数量的区间。举例而言，与负交叉点124a相关联的预定数量的区间包括包括负交叉点124a的时间tNn的区间Nn或区间1m(图1B-1和1D-1)。

作为另一说明，与负交叉点124a相关联的预定数量的区间包括区间Nn或区间1m(图1B-1)以及与区间Nn或区间1m相邻的预设数量的附加区间。例如，区间(N-1)n和1m邻近区间Nn(图1B-1)，区间2m和Nn邻近区间1m(图1B-1)。

此外，作为另一示例，区间(N-1)n、区间(N-2)n(图1B-1)以及区间1m和2m邻近区间Nn(图1B-1)，并且区间(N-1)n和Nn、区间2m和3m(图1B-1)邻近区间1m。

作为又一示例，电压112的周期0的第四个四分之一内和周期1的第一个四分之一内的区间是与负交叉点124a相关联的预定数量的区间的示例。

作为又一说明，与负交叉点124a相关联的预定数量的区间包括区间1m(图1D-1)和与区间1m相邻的预设数量的附加区间。区间2m和Nn邻近区间1m(图1D-1)。此外，区间2m和3m(图1D-1)、区间(N-1)n和Nn邻近区间1m(图1D-1)。

应当注意，在一个实施方案中，与周期的负交叉点(例如负交叉点124a或124b)相关联的区间的预定数量小于周期的一半的区间的数量。例如，与周期1的负交叉点124a相关联的区间的预定数量小于周期0的后半段或周期1的前半段112A的区间的数量。

在一实施方案中，在获得对电压112的周期1的预先存储数量的区间的输送功率的测量值之后，处理器214确定周期1的预先存储数量的区间的输送功率的预定统计功率值是否实现。预先存储数量的区间的输送功率的统计功率值的示例包括预先存储数量的区间的输送功率的多个值的平均值或中值。在确定未达到预定统计功率值时，处理器214修改用于预先存储数量的区间中的一个或多个区间的频率水平中的一个或多个频率水平。处理器214继续修改频率水平中的一个或多个频率水平，直到实现周期1的预先存储数量的区间的输送功率的预定统计功率值。

例如，在从功率传感器224获得电压112的周期1的区间1m到Mm的输送功率的测量值之后，处理器214确定周期1的区间1m到Mm的输送功率的预定统计功率值是否通过区间1m到Mm的频率水平来实现。例如，处理器214获得区间1m到Mm的输送功率的测量值，并且计算测量值的平均值以确定周期1的区间1m到Mm的平均输送功率电平。处理器214进一步确定周期1的区间1m到Mm的平均输送功率电平是否大于存储在存储器设备216内的区间1m到Mm的预定平均输送功率电平。处理器214通过包括输入设备的用户接口从用户接收前半段112A的预定平均输送功率电平。在确定区间1m到Mm的平均输送功率电平大于区间1m到Mm的预定平均输送功率电平时，处理器214不修改区间1m到Mm的频率水平中的一个或多个频率水平。另一方面，在确定区间1m到Mm的平均输送功率电平不大于区间1m到Mm的预定平均输送功率电平时，处理器214改变区间1m到Mm的频率水平中的一个或多个频率水平。处理器214继续改变区间1m到Mm的频率水平中的一个或多个频率水平，直到区间1m到Mm的平均输送功率电平大于区间1m到Mm的预定平均输送功率电平。区间1m到Mm的频率水平被修改为频率水平HF1m到HFMm。

在一实施方案中，替代于在电压112的周期1的区间1m到Mm期间改变区间1m到Mm的频率水平中的一个或多个频率水平，处理器214在电压112的多个连续周期的区间1m到Mm期间改变区间1m到Mm的频率水平中的一个或多个频率水平，直到区间1m到Mm的平均输送功率电平大于区间1m到Mm的预定平均输送功率电平。

作为另一示例，在从功率传感器224获得电压112的周期1的区间1n到Nn的输送功率的测量值之后，处理器214确定周期1的区间1n到Nn的输送功率的预定统计功率值是否通过区间1n到Nn的频率水平来实现。例如，处理器214获得区间1n到Nn的输送功率的测量值，并且计算测量值的平均值以确定周期1的区间1n到Nn的平均输送功率电平。处理器214进一步确定周期1的区间1n到Nn的平均输送功率电平是否大于存储在存储器设备216内的区间1n到Nn的预定平均输送功率电平。处理器214通过包括输入设备的用户接口从用户接收后半段112B的预定平均输送功率电平。在确定区间1n到Nn的平均输送功率电平大于区间1n到Nn的预定平均输送功率电平时，处理器214不修改区间1n到Nn的频率水平中的一个或多个频率水平。另一方面，在确定区间1n到Nn的平均输送功率电平不大于区间1n到Nn的预定平均输送功率电平时，处理器214改变区间1m到Mm的频率水平中的一个或多个频率水平。处理器214继续改变区间1n到Nn的频率水平中的一个或多个频率水平，直到区间1n到Nn的平均输送功率电平大于区间1n到Nn的预定平均输送功率电平。区间1n到Nn的频率水平被修改为频率水平HF1n到HFNn。

在一实施方案中，替代于在电压112的周期1的区间1n到Nn期间改变区间1n到Nn的频率水平中的一个或多个频率水平，处理器214在电压112的多个连续周期的区间1n到Nn期间改变区间1n到Nn的频率水平中的一个或多个频率水平，直到区间1n到Nn的平均输送功率电平大于区间1n到Nn的预定平均输送功率电平。

在一实施方案中，在获得电压112的周期1的预先存储数量的区间的输送功率的测量值之后，处理器214确定电压112的整个周期1的输送功率的预定统计功率值是否达到。电压的周期的输送功率的统计功率值的示例包括该周期的所有区间的输送功率的多个值的平均值或中值。在确定未达到预定统计功率值时，处理器214修改预先存储数量的区间中的一个或多个的频率水平中的一个或多个。处理器214继续修改频率水平中的一个或多个，直到达到周期1的输送功率的预定统计功率值。区间1m到Nn的频率水平被修改为频率水平HF1m到HFNn。

如本文所使用的，预先存储数量的区间的输送功率的预定统计功率值对应于均匀性水平UNFM。例如，当预先存储数量的区间达到预定的统计功率值时，实现均匀性水平UNFM。

在一个实施方案中，不是使用输送功率的预定统计功率值，而是使用输送功率的预定比率。输送功率的比率的示例包括区间1n至Nn的平均输送功率与区间1m至Mm的平均输送功率的比率。

输送功率的比率的另一示例包括区间1m至Mm的平均输送功率与区间1n至Nn的平均输送功率的比率。例如，处理器214确定在周期1期间是否从区间1m到Nn的频率水平实现了输送功率的预定比率。在确定未实现输送功率的预定比率时，处理器214修改区间1m到Nn的频率水平中的一个或多个。处理器214继续修改区间1m到Nn的频率水平中的一个或多个，直到达到输送功率的预定比率。输送功率的预定比率对应于均匀性水平UNFM。例如，当在周期1中达到输送功率的预定比率时，实现的均匀性水平UNFM。

处理器214生成表240，其包括区间1m到Mm中的每一个、频率值HF1m到HFMm中的对应一个、功率电平PR1m到PRMm中的对应一个、预先存储数量的区间的输出功率的预定统计功率值、以及均匀性水平UNFM之间的对应关系，并将表240存储在存储器设备216中。类似地，处理器214生成表242，其包括区间1n到Nn中的每一个、频率值HF1n到HFNn中的对应一个、功率电平PR1n到PRNn中的对应一个、预先存储数量的区间的输送功率的预定统计功率值、以及均匀性水平UNFM之间的对应关系，并将表242存储在存储器设备216中。

处理器214在电压112的一个或多个连续跟随周期期间应用表240和242内的高频率水平。例如，当在电压112的周期1期间确定高频率水平时，处理器214在电压112的周期2期间应用表240和242内的高频率水平。

作为另一示例，当在电压112的周期1期间确定高频率水平时，处理器214在电压112的周期2和3期间应用表240和242内的高频率水平。

作为又一示例，当在电压112的周期1和2期间确定高频率水平时，处理器214在电压112的周期3期间应用表240和242的高频率水平。

作为另一示例，处理器214应用在电压112的周期1的区间1n期间确定的高频率水平HF1n。在电压112的周期2的区间1n期间(例如从区间1n的开始时间直到区间1n的结束时间)应用高频率水平HF1n。区间1n的开始时间的示例包括时间tMm(图1D-1)或时间tQq(图1D-1)。区间1n的结束时间的示例包括时间t1n(图1D-1)或时间t1r(图1D-1)。

作为又一示例，处理器214应用在电压112的周期1的区间Nn期间确定的高频率水平HFNn。在电压112的周期2的区间Nn期间(例如从区间Nn的开始时间直到区间Nn结束的时间)应用高频率水平HFNn。区间Nn的开始时间的示例包括时间t(N-1)n(图1B-1)或时间t(R-1)r(图1D-1)。区间Nn的结束时间的示例包括时间tNn(图1B-1)或时间tRr(图1D-1)。

作为另一示例，处理器214应用在电压112的周期1的区间1m期间确定的高频率水平HF1m，并且在电压112的周期2的区间1m期间应用高频率水平HF1m。

作为又一示例，处理器214应用在电压112的周期1的区间Mm期间确定的高频率水平HF1m，并且在电压112的周期2的区间Mm期间应用高频率水平HF1m。

作为另一示例，在电压112的周期2的区间1n的时间段期间，处理器214经由传输电缆236B将具有频率值HF1n的数据信号发送到HF RF发生器。当在周期2的区间1n的时间段内接收到具有频率值HF1n的数据信号时，HF RF发生器产生具有高频率水平HF1n的RF信号218B。

类似地，在电压112的周期2的区间Nn的时间段期间，处理器214经由传输电缆236B向HF RF发生器发送具有频率水平HFNn的数据信号。在周期2的区间Nn的时间段内接收到具有频率值HFNn的数据信号时，HF RF发生器产生具有高频率水平HFNn的RF信号218B。

作为又一示例，在电压112的周期2的区间1m的时间段期间，处理器214经由传输电缆236B向HF RF发生器发送具有频率值HF1m的数据信号。在周期2的区间1m的时间段内接收到具有频率值HF1m的数据信号时，HF RF发生器产生具有频率水平HF1m的RF信号218B。

类似地，在电压112的周期2的区间Mm的时间段期间，处理器214经由传输电缆236B向HF RF发生器发送具有频率水平HFMm的数据信号。在周期2的区间Mm的时间段内接收到具有频率值HFMm的数据信号时，HF RF发生器产生具有频率水平HFMm的RF信号218B。

应当注意，处理器214基于由时钟发生器产生的时钟信号和基于从电压传感器204接收的电压112的值来确定电压112从一个周期到另一个周期的变化。例如，处理器214确定电压112的值在与第一时间段连续的第二时间段期间重复。在确定电压112的值开始重复时，处理器114确定已经发生了周期的变化，例如从周期1变化到周期2。作为另一示例，处理器214确定一种类型的交叉点(例如连续正交叉点或连续负交叉点)在电压112的前一个周期期间发生该类型的交叉点之后连续发生，以确定从前一个周期变化到连续的周期已经发生。

第一和第二时间段是由耦合到处理器214的时钟发生器产生的时钟信号的部分。时钟发生器向处理器214提供包括第一和第二时间段的时钟信号。在一实施方案中，时钟发生器是处理器214的一部分。在一个实施方案中，处理器214从诸如因特网之类的计算机网络获得时钟信号。

在一个实施方案中，处理器214在电压112的一个或多个连续跟随周期期间应用表240和242内的一些但不是所有高频率水平。例如，处理器214将在电压112的周期1的后半段112B期间确定的高频率水平HF1n至HFNn应用到电压112的周期2的区间1n至Nn，但不将在电压112的周期1的前半段112A期间确定的高频率水平HF1m至HFMm应用到周期2的区间1m至Mm。

作为另一个示例，处理器214将在电压112的周期1的前半段112A期间确定的高频率水平HF1m至HFMn应用到电压112的周期2的区间1m至Mm，但不将在电压112的周期1的后半段112B期间确定的高频率水平HF1n至HFNn应用到周期1的区间1n至Mn。

作为又一示例，处理器214在电压112的周期2的预先存储数量的区间期间应用预先存储数量的区间的高频率水平。

作为又一示例，处理器214将在电压112的周期1的第三个四分之一期间确定的高频率水平HF1n到HF(N/2)n应用到电压112的周期2的区间1n到(N/2)n，但不将在电压112的周期1的前半段112A期间确定的高频率水平HF1m至HFMm应用到周期2的区间1m到Mm，并且不将在电压112的周期1的第四个四分之一期间确定的高频率水平HF((N/2)+1)n至HFNn应用到电压112的周期2的区间1n至((N/2)+1)n。

在一实施方案中，频率水平(例如高频率水平)包括一个或多个频率值。例如，频率水平包括单个频率值。又例如，频率水平包括多个频率值，其中一个频率水平的频率值与另一频率水平的频率值互斥或不同或不相同或不匹配。

一个实施方案中，不使用功率传感器224，而使用电压传感器(未示出？)。当使用电压传感器而不是功率传感器224时，处理器214从电压传感器接收电压测量值并基于该测量值计算功率。

图3A是***300的实施方案的示意图，其用于说明HF RF发生器的操作。***300包括主计算机212和HF RF发生器。HF RF发生器包括数字信号处理器(DSP)和功率控制器PWR。作为示例，控制器包括处理器和存储器设备，例如寄存器。处理器耦合到寄存器。

HF RF发生器还包括用于区间1n到Nn的自动频率调谐器(AFT)。如本文所使用的，AFT的示例包括控制器，该控制器包括处理器和存储器设备。AFT的存储器设备的一个示例是寄存器。HF RF发生器包括用于区间1m的自动频率调谐器AFTbin1m，用于区间2m的自动频率调谐器AFTbin2m，依此类推，直到用于区间Mm的自动频率调谐器AFTbinMm。HF RF发生器包括用于区间1n的自动频率调谐器AFTbin1n，用于区间2n的自动频率调谐器AFTbin2n，依此类推，直到用于区间Nn的自动频率调谐器AFTbinNn。

HF RF发生器包括HF电源(PS)，它是RF振荡器。RF振荡器是一种电子振荡器，其可以产生周期性的振荡电子信号，例如正弦波。

HF RF发生器的DSP耦合到功率控制器PWR并且耦合到HF RF发生器的自动频率调谐器AFTbin1m到AFTbinNn。功率控制器PWR和自动频率调谐器AFTbin1m至AFTbinNn耦合到HF RF发生器的HF电源。HF电源耦合到RF电缆234B。DSP通过传输电缆236B耦合到处理器214。

处理器214从表240和242(图2)访问高频率水平HF1m至HFNn，并通过传输电缆236B将高频率水平HF1m至HFNn发送到DSP。处理器214还产生在电压112的每个周期期间根据区间1m至Mm脉冲化的数字脉冲信号，并通过传输电缆236B将数字脉冲信号发送到DSP。数字脉冲信号的示例是图3B中所示的数字脉冲信号310。图3B是绘制数字脉冲信号310的逻辑电平与时间t的关系曲线图312的实施方案。

数字脉冲信号310对于图1B-1中所示的区间1m至Nn中的每一个具有逻辑电平。例如，数字脉冲信号310对于图1B-1的区间(N-1)n具有逻辑电平L(N-1)n，对于图1B-1的区间Nn具有另一个逻辑电平LN，对于图1B-1的区间1m具有另一个逻辑电平L1m，对于图1B-1的区间2m具有另一个逻辑电平L2m等直到对于图1B-1的区间Mm具有逻辑电平LM。逻辑电平L(N-1)n出现在时间t(N-2)n和时间t(N-1)n之间的时间段内。

类似地，逻辑电平LNn出现在时间t(N-1)n和时间tNn之间的时间段内，逻辑电平L1m出现在时间tNn和t1m之间的时间段内，逻辑电平L2m出现在时间t1m和t2m之间的时间段内，逻辑电平L3m出现在时间t2m和t3m之间的时间段内，逻辑电平LMm出现在时间t(M-1)m和时间tMm之间的时间段内。在电压112的每个周期期间重复逻辑电平L1m至LNn。在电压112的一个周期期间的每个逻辑电平是水平电平并且在该周期期间具有与另一个逻辑电平不同的值。

数字脉冲信号的另一示例是图3C中所示的数字脉冲信号320。图3C是绘制数字脉冲信号320的逻辑电平与时间t的关系曲线图322的实施方案。

数字脉冲信号322对于图1D-1中所示的区间1m至Nn中的每一个具有逻辑电平。例如，数字脉冲信号322对于图1D-1的区间(N-1)n具有逻辑电平L(N-1)n，对于图1D-1的区间Nn具有逻辑电平LN，对于图1D-1的区间1m具有逻辑电平L1m，对于图1D-1的区间2m具有逻辑电平L2m，等等直到对于图1D-1的区间Mm具有逻辑电平LM。逻辑电平L(N-1)n出现在时间t(R-1)r和时间tRr之间的时间段内。

类似地，逻辑电平LNn出现在时间tRr和时间t1q之间的时间段内，逻辑电平L1m出现在时间t1q和t2q之间的时间段内，逻辑电平L2m出现在时间t2q和t3q之间的时间段内，逻辑电平L3m出现在时间t3q和t4q之间的时间段内，逻辑电平LMm出现在时间t(Q-1)q和时间tQq之间的时间段内。在电压112的每个周期期间重复逻辑电平L1m至LNn。

返回参考图3A，处理器214还通过传输电缆236B向DSP发送识别电压112的周期的信息。例如，处理器214发送指示电压112的周期是周期0，还是周期1，还是周期2的信息。此外，处理器214发送指示电压112的周期的数量的指令，在所述周期内将频率值HF1m至HFNn中的一个或多个应用于预先存储数量的区间。

DSP接收高频率水平HF1m至HFNn并且将高频率水平HF1m至HFNn中的每一个发送到自动频率调谐器AFTbin1m至AFTbinNn中的对应一个。DSP接收识别电压112的周期的信息、指示周期(在该周期期间将频率值HF1m至HFNn中的一个或多个应用于预先存储数量的区间)的数量的指令、以及来自于处理器214的数字脉冲信号。

DSP将频率水平HF1m至HFNn发送到相应的自动频率调谐器AFT1m至AFTNn以供存储。例如，DSP将频率水平HF1m发送至自动频率调谐器AFT1m以存储在自动频率调谐器AFT1n的存储器设备中，将频率水平HFMm发送至自动频率调谐器AFTMm以存储在自动频率调谐器AFTMm的存储器设备中，并将频率水平HFTNn发送至自动频率调谐器AFTNn以存储在自动频率调谐器AFTNn的存储器设备中。

在接收到数字脉冲信号和关于电压112的周期的信息时，DSP确定数字脉冲信号的逻辑电平并识别电压的周期。例如，DSP确定逻辑电平LN与DSP的存储设备内预先存储的逻辑电平LN是否匹配。如果是，则DSP确定数字脉冲信号的逻辑电平为LN。作为另一示例，DSP确定逻辑电平LM与DSP的存储器设备内的预先存储的逻辑电平(也称为LM)之间是否匹配。如果是，则DSP确定数字脉冲信号的逻辑电平为LM。

在确定逻辑电平并识别电压112的周期后，DSP在来自处理器214的指令中接收的多个周期的逻辑电平的时间段期间向HF RF发生器的相应AFT发送控制信号。例如，DSP在周期2的区间1m期间向自动频率调谐器AFT1m发送控制信号，并在周期2的区间Mm期间向自动频率调谐器AFTMm发送另一个控制信号。类似地，DSP在周期2的区间1n期间将控制信号发送至自动频率调谐器AFT1n，并在周期2的区间Nn期间将控制信号发送至自动频率调谐器AFTNn。

自动频率调谐器AFT1m至AFTNn中的每一个在区间1m至Nn中的对应的一个期间将高频率值HF1m至HFNn中的对应一个提供给HF电源。例如，响应于来自DSP的控制信号，自动频率调谐器AFT1m在周期2的区间1m期间将高频率水平HF1m提供给HF电源，并且自动频率调谐器AFTMm在周期2的区间Mm期间将高频率水平HFMm提供给HF电源。此外，响应于来自DSP的控制信号，自动频率调谐器AFT1n在周期2的区间1n期间将高频率水平HF1n提供给HF电源，并且自动频率调谐器AFTNn在周期2的区间Nn期间将高频率水平HFNn提供给HF电源。

对于频率1m至Nn中的每一个，HF电源在区间1m至Nn中的相应一个的时间段期间生成具有该频率的RF信号218B。例如，当在周期2的区间1m期间接收到高频率水平HF1m时，HF电源在电压112的周期2的区间1m期间产生RF信号218B的一部分，并且RF信号218B的该部分具有该高频率水平HF1m。

类似地，当在周期2的区间Mm期间接收到高频率水平HFMm时，HF电源在电压112的周期2的区间Mm期间产生RF信号218B的一部分，并且RF信号218B的该部分具有该高频率水平HFMm。

此外，当在周期2的区间1n期间接收到高频率水平HF1n时，HF电源在电压112的周期2的区间1n期间产生RF信号218B的一部分，并且RF信号218B的该部分具有该高频率水平HF1n。

类似地，当在周期2的区间Nn期间接收到高频率水平HFNn时，HF电源在电压112的周期2的区间Nn期间产生RF信号218B的一部分，并且RF信号218B的该部分具有该高频率水平HFNn。

此外，DSP经由传输电缆236B从处理器214接收一个或多个功率电平并将该一个或多个功率电平发送到功率控制器PWR。功率控制器PWR将该一个或多个功率电平提供给HF电源。在接收到该一个或多个功率电平时，HF电源生成具有该一个或多个功率电平的RF信号218B。

在一个实施方案中，自动频率调谐器AFT1m至AFTNn中的一个或多个被组合成单个自动频率调谐器。在一实施方案中，自动频率调谐器AFT1m至AFTNn中的一个或多个是DSP的一部分。

图4是***400的实施方案的示意图，其用于说明对阻抗匹配电路(IMC)的辅助电容器C3的控制以修改高频率范围内的频率以控制由HF RF发生器输送的功率。***400包括LF RF发生器、HF RF发生器、功率传感器224、处理器214、IMC、马达1、马达2、马达3、驱动器***1、驱动器***2、驱动器***3和分压器402。LF RF发生器包括LF电源(PS)，其是RF振荡器。LF电源耦合到RF电缆234A(图2)。

每个马达1、2和3的示例包括电动马达，其包括定子和转子。在此描述的每个驱动器***的示例包括一个或多个晶体管。

IMC包括主电路和辅助匹配电路。主匹配电路包括分支电路406A和分支电路406B。分支电路406A包括一个或多个电气部件，该电气部件包括电容器C1，而分支电路406B包括一个或多个电气部件，该电气部件包括电容器C2。电容器C1和C2中的每一个是串联电容器。分支电路406A是第一分支电路的示例，而分支电路406B是第二分支电路的示例。此外，辅助匹配电路包括一个或多个电气部件，该电气部件包括电容器C3。电容器C1至C3中的每一个是可变电容器。

每个马达通过相应的连接件(例如一根或多根杆或多根杆和一个或多个齿轮的组合)连接到IMC的相应电容器。例如，马达1通过连接件404A连接到电容器C1的板，马达2通过连接件404B连接到电容器C2的板，并且马达4通过连接件404C连接到电容器C3的板。

分压器402是电压传感器204(图2)的示例。分压器402包括电阻R1和电阻R2，两个电阻R1和R2相互串联。

在将电压112划分成区间之前，处理器214设置电容器C1和C2的电容值。例如，处理器214基于电容器C1的预定电容向驱动器***1发送控制信号。驱动器***1在接收到控制信号后产生电流信号，并将电流信号发送给马达1。马达1操作以将电容器C1的电容改变为预定电容。马达1操作以将电容器C1的板相对于电容器C1的相对板移动以实现预定电容。

类似地，作为另一示例，处理器214基于电容器C2的预定电容向驱动器***2发送控制信号。驱动器***2在接收到控制信号后产生电流信号，并将电流信号发送给马达2。马达2操作以将电容器C2的电容改变为预定电容。马达2操作以将电容器C2的板相对于电容器C2的相对板移动以实现预定电容。

一旦电容器C1和C2的预定电容被设置，处理器214就将电压112划分成区间以确定区间的频率值，以进一步控制在HF RF发生器的输出端230B处的输送功率。

处理器214还控制辅助匹配电路的电容器C3以控制在HF RF发生器的输出端230B处的输送功率。例如，处理器214通过传输电缆236D接收来自功率传感器224的输出端230B处的输送功率的测量值。处理器214以与上述相同的方式根据这些测量值确定预先存储数量的区间的输送功率的统计功率值，并将统计功率值与预定统计功率值进行比较以确定未达到预先存储数量的区间的输送功率的预定统计功率值。在这样确定后，处理器214向驱动器***3发送控制信号。驱动器***3在接收到控制信号后产生电流信号并将电流信号发送至马达3。马达3操作以改变电容器C1的电容。马达3操作以将电容器C3的板相对于电容器C3的相对板移动以改变电容。处理器214继续以这种方式控制电容器C3，直到达到预先存储数量的区间的输送功率的预定统计功率值。

应注意，与控制HF RF发生器同时控制电容器C3的电容以在表240和242内的高频率值下操作。控制电容器C3以达到预先存储数量的区间的输送功率的预定统计功率值有助于在IMC的输出端206处产生电压。在输出端206处产生的电压有助于将预先存储数量的区间的频率水平HF1m至HFNn中的一个或多个从HF RF发生器经由IMC应用到等离子体室220，以实现均匀性水平UNFM。

在一实施方案中，在控制HF RF发生器以在表240和242内的高频率值下操作之前控制电容器C3的电容。在一个实施方案中，在控制HF RF发生器以在表240和242中的高频率值下操作之后控制电容器C3的电容。

图5是曲线图500的实施方案，其用于说明当应用预先存储数量的区间的高频率值时蚀刻速率的均匀性变化。曲线图500沿y轴绘制以埃

每分钟(min)计量的蚀刻速率，并沿x轴绘制衬底S的半径R。曲线图500包括用于不同均匀性的多条曲线502、504、506和508。曲线508表示比曲线506所示的均匀性水平高的均匀性。类似地，曲线506表示比曲线504所示的均匀性水平高的均匀性，而曲线504表示比曲线502所示的均匀性水平高的均匀性。

通过在预先存储数量的区间期间控制HF RF发生器的频率水平，整个衬底S上的蚀刻速率的均匀性从曲线502中所示的均匀性变化到曲线508中所示的均匀性。例如，通过在电压112的周期2期间和之外将HF RF发生器的频率水平控制在介于值HF1m至HFNn之间的范围，蚀刻速率的均匀性从曲线502中所示的均匀性提高到曲线508中所示的均匀性。

在一个实施方案中，HF RF发生器的频率水平在预先存储数量的区间期间受到控制，以将均匀性从曲线508所示的均匀性降低到曲线502、504和506中的任何一个所示的均匀性。

图6A是曲线图100的一实施方案。

图6B是曲线图600的实施方案，其用于说明通过应用表240和242的高频率值来增加输送功率。曲线图600在y轴上绘制电压并且在x轴上绘制时间t轴。由耦合在HF RF发生器的输出端230B(图2)的定向耦合器测量的正向功率的电压包络由曲线602A和602B示出，并且由耦合在输出端230B的定向耦合器测量的反射功率的电压包络由曲线604A和604B示出。曲线图602A和602B是电压包络线，其说明在HF RF发生器的输出端的供应功率，而曲线图604A和604B是电压包络线，其说明在HF RF发生器的输出端的反射功率。如图6A和6B所示，在时间t2之后以及在时间t4之后反射功率增加。由于在电压112的每个周期期间LF RF发生器的电压112降低，因而反射功率增加。通过控制HF RF发生器以实现预先存储数量的区间的高频率值，输出端230B处的反射功率减小并且输出端230B处的输送功率增加。

可通过包含下列各项的各种计算机***构造以实行本文所述的实施方案：手持硬件单元、微处理器***、基于微处理器的或可编程的消费性电子产品、迷你计算机、主计算机等。还可在分布式计算环境中实行所述的实施方案，在这些分布式计算环境中工作经由通过网络链接的远程处理硬件单元执行。

在一些实施方案中，控制器为***的一部分，该***可为上述示例的一部分。这样的***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、一个或多个室、一个或多个处理用平台和/或特定的处理组件(晶片基座、气体流动***等)。这些***与电子设备整合，以在半导体晶片或衬底之处理之前、期间、以及之后，控制其运作。电子设备被称为“控制器”，其可控制一个或者多个***的各种组件或子部件。取决于处理需求和/或***类型，将控制器编程设计成控制本文所公开的工艺中的任何工艺，包含工艺气体的传送、温度设定(例如，加热和/或冷却)、压力设定、真空设定、功率设定、RF产生器设定、RF匹配电路设定、频率设定、流速设定、流体传送设定、位置和操作设定、进出与***耦合或接合的工具及其他转移工具和/或负载锁的晶片转移。

广义而言，在许多实施方案中，将控制器定义为具有接收指令、发布指令、控制运作、启动清洗操作、启动终点测量等的许多集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子设备。集成电路包含：储存程序指令的硬件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为ASIC的芯片、可编程逻辑装置(PLD)和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令为以不同的单独设定(或程序档案)的形式而传达至控制器的指令，该单独设定(或程序档案)为实行特定工艺(在半导体晶片上，或是对半导体晶片或对***)而定义操作参数、因子、变量等。在一些实施方案中，程序指令是由工艺工程师所定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间实现一个或多个处理步骤。

在一些实施方案中，控制器为计算机的一部分，或耦合至计算机，该计算机与***整合、耦合至***、或以网络连接至***、或以其组合方式连接至***。例如，控制器在容许晶片处理的远程访问的“云端”或晶片厂(fab)主计算机***的全部或部分中。控制器使***能够远程访问，以监控制造运作的当前进度、检查过去制造运作的历史、由多个制造运作而检查趋势或效能指标，以改变当前处理的参数、设定当前处理之后的处理步骤、或开始新的工艺。

在一些实施方案中，远程计算机(例如，服务器)通过网络提供工艺配方至***，该网络包含局域网络或因特网。远程计算机包含用户界面，其可实现参数和/或设定的输入、或对参数和/或设定进行程序化，接着将该参数和/或该设定由远程计算机传达至***。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，这些指令指定在一或多个操作期间将进行的每一处理步骤用的参数、因子和/或变量。应理解，所述参数、因子和/或变量特别针对待执行的工艺的类型及控制器用于接合或控制的工具的类型。因此，如上所述，控制器为分布式，例如通过包含以网络的方式连接彼此且朝向共同目的(例如，本文所述的工艺和控制)而运作的一或多个分离的控制器。用于此目的的分布式控制器的示例包含在室上、与位于远程的一或多个集成电路(例如，在平台水平处、或作为远程计算机的一部分)进行通信的一或多个集成电路，两者结合以控制室中的工艺。

在多种实施方案中，可应用方法的示例性***包含但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转冲洗室或模块、金属镀室或模块、清洁室或模块、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、轨道室或模块以及和半导体晶片的制造相关及/或用于制造的任何其他半导体处理***。

还应注意，在一些实施方案中，上述操作应用于若干类型的等离子体室，如包含感应耦合等离子体(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，包含电子回旋共振(ECR)反应器的等离子体室等。例如，一或多个RF产生器耦合至ICP反应器内的电感器。电感器形状的示例包含螺管、圆顶形线圈、平面形线圈等。

如上所述，取决于将通过工具执行的一个或多个工艺步骤，主计算机与半导体制造工厂中的以下各项中的一或多个进行通信：其他工具电路或模块、其他工具组件、群集工具、其他工具接口、邻近的工具、相邻的工具、遍布工厂的工具、主计算机、另一控制器、或材料运输中所使用的工具，该材料运输中所使用的工具将晶片容器往返于工具位置和/或装载端口输送。

考虑到上述实施方案，应理解，一些实施方案使用涉及储存在计算机***中的数据的各种计算机实现的操作。这些操作是在物理上操控物理量的操作。形成实施方案的在本文中所述操作中的任何操作都是有用的机械操作。

实施方案中的一些还涉及硬件单元或执行这些操作的设备。该设备特别地针对专用计算机而构建。当被定义为专用计算机时，该计算机执行了不是特殊用途的一部分的其他处理、程序执行或例程，同时仍能够针对特殊用途进行操作。

在一些实施方案中，所述操作由计算机来处理，所述计算机通过储存于计算机存储器中、高速缓存中、或通过计算机网络获取的一个或多个计算机程序选择性地启用或配置。当数据通过计算机网络获取时，可通过计算机网络上的其他计算机(例如，计算资源的云端)以处理该数据。

还可将所述的一或多个实施方案制造成非瞬时计算机可读介质上的计算机可读码。非瞬时计算机可读介质是储存数据的任何数据储存硬件单元(例如存储器装置等)，所述数据之后通过计算机***读取。非瞬时计算机可读介质的示例包含硬盘、网络附加储存(NAS)、ROM、RAM、只读光盘(CD-ROM)、可录式光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、磁带以及其他光学式及非光学式数据储存硬件单元。在一些实施方案中，非瞬时计算机可读介质包含分布于网络耦合计算机***范围内的计算机可读有形介质，使得计算机可读码以分散方式储存及执行。

尽管上述的一些方法操作是以特定顺序描述，但应理解，在许多实施方案中，在多个操作之间执行其他内务操作，或者，将方法操作调整成使得这些方法操作在稍微不同的时间发生，或者这些方法操作分布于容许多个方法操作以多种间隔发生的***中，或者这些方法操作以不同于上述的顺序执行。

还应注意，在一实施方案中，来自上述任何实施方案的一或多个特征与任何其他实施方案的一或多个特征结合，而不偏离本公开所述的各种实施方案所描述的范围。

还应注意，在一实施方案中，来自上述任何示例的一或多个特征与任何其他示例的一或多个特征结合，而不偏离本公开所述的各种实施方案所描述的范围。

还应注意，在一实施方案中，来自上述任何示例的一或多个特征与任何实施方案的一或多个特征结合，而不偏离本公开所述的各种实施方案所描述的范围。

虽然前述的实施方案已针对清楚理解的目的而相当详细地加以描述，但应明白，一些改变与修改可在所附的权利要求的范围内实施。因此，本发明的实施方案应被视为说明性而非限制性的，且这些实施方案不应受限于本文中所提供的细节。

Claims (22)

1.一种用于实现蚀刻速率的均匀性的方法，其包括：

从匹配件的输出端接收电压信号；

为所述电压信号的每个周期确定所述电压信号的正交叉点和负交叉点，其中每个周期的所述负交叉点与所述周期的所述正交叉点连续；

将所述电压信号的每个周期的时间间隔划分为多个区间；

对于所述多个区间中的与所述正交叉点相关联的一个或多个区间以及所述多个区间中的与所述负交叉点相关联的一个或多个区间，调整射频发生器的频率以实现所述蚀刻速率的所述均匀性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述正交叉点包括：

确定所述电压信号处于预定值的点；以及

确定与所述电压信号处于所述预定值之前的时间相比，所述电压信号的值在所述电压信号处于所述预定值之后的时间增大。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述负交叉点包括：

确定所述电压信号处于预定值的点；以及

确定与所述电压信号处于所述预定值之前的时间相比，所述电压信号的值在所述电压信号处于所述预定值之后的时间减小。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个区间中的与所述正交叉点相关联的所述一个或多个区间包括预定数量的区间，并且其中所述预定数量的区间的一个包括所述正交叉点。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个区间中的与所述负交叉点相关联的所述一个或多个区间包括预定数量的区间，并且其中所述预定数量的区间中的一个包括所述负交叉点。

6.一种用于实现蚀刻速率的均匀性的方法，其包括：

从匹配件的输出端接收电压信号；

为所述电压信号的每个周期确定所述电压信号的正交叉点和负交叉点，其中每个周期的所述负交叉点与所述周期的所述正交叉点连续；

将从所述电压信号的每个周期的所述正交叉点附近的时间开始到所述负交叉点附近的时间结束的时间间隔划分为多个区间；

对于所述多个区间中的一个或多个区间，调整第一射频发生器的频率以实现所述蚀刻速率的均匀性。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述确定所述正交叉点包括：

确定所述电压信号处于预定值的点；以及

确定与所述电压信号处于所述预定值之前的时间相比，所述电压信号的值在所述电压信号处于所述预定值之后的时间增大。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述确定所述负交叉点包括：

确定所述电压信号处于预定值的点；以及

确定与所述电压信号处于所述预定值之前的时间相比，所述电压信号的值在所述电压信号处于所述预定值之后的时间减小。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述正交叉点附近的所述时间是发生所述正交叉点的时间，并且其中所述负交叉点附近的所述时间是发生所述负交叉点的时间。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述正交叉点附近的所述时间是从所述正交叉点发生的时间开始并在其之前的第一预定范围内的时间，并且其中所述负交叉点附近的所述时间是从所述负交叉点发生的时间开始并在其之后的第二预定范围内的时间。

11.根据权利要求6所述的方法，其中，所述多个区间中的每一个都具有相等的时间段。

12.根据权利要求6所述的方法，其中所述电压信号是从耦合到所述匹配件的输出端的电压传感器接收的，并且其中所述匹配件的所述输出端经由射频传输线耦合到等离子体室的输入端。

13.根据权利要求6所述的方法，其中每个周期包括前半部分和后半部分，其中所述前半部分与等离子体鞘的电压达到最高点的时间段一致，并且其中所述后半部分与等离子体鞘的电压达到最低点的时间段一致。

14.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个区间包括第一区间和第二区间，其中所述第一射频发生器与第二射频发生器相比具有较高的操作频率，其中所述周期表示所述第二射频发生器的操作，并且其中，所述调整所述频率包括：

在所述第一区间期间改变所述频率的第一值以获得第二值；以及

在所述第二区间期间改变所述频率的所述第二值以获得第三值。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述电压信号的所述周期包括第一周期和第二周期，其中在所述第二周期的所述第一区间期间改变所述第一值以获得所述第二值，并且在第二周期的所述第二区间期间改变所述第二值以获得所述第三值。

16.根据权利要求14所述的方法，其还包括：

接收输送功率的第一测量值，其中所述第一测量值与所述第一区间相关联，其中所述第一测量值是从耦合到所述第一射频发生器的输出端的传感器接收的；

接收所述输送功率的第二测量值，其中所述第二测量值与所述第二区间相关联，

其中，所述改变所述频率的所述第一值包括增大或减小所述频率的所述第一值以减小所述第一测量值，

其中，所述改变所述频率的所述第二值包括增大或减小所述频率的所述第二值以减小所述第二测量值。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一和第二测量值的所述减小有助于实现所述蚀刻速率的均匀性。

18.一种用于实现蚀刻速率的均匀性的控制器，其包括：

处理器，其被配置为：

从匹配件的输出端接收电压信号；

为所述电压信号的每个周期确定所述电压信号的正交叉点和负交叉点，其中每个周期的所述负交叉点与所述周期的所述正交叉点连续；

将从所述电压信号的每个周期的所述正交叉点附近的时间开始到所述负交叉点附近的时间结束的时间间隔划分为多个区间；

对于所述多个区间中的一个或多个区间，调整射频发生器的频率以实现所述蚀刻速率的均匀性；和

存储器设备，其耦合到所述处理器。

19.根据权利要求18所述的控制器，其中为了确定所述负交叉点，所述处理器被配置为：

确定所述电压信号处于预定值的点；以及

确定与所述电压信号处于所述预定值之前的时间相比，所述电压信号的值在所述电压信号处于所述预定值之后的时间增大。

20.根据权利要求18所述的控制器，其中为了确定所述负交叉点，所述处理器被配置为：

确定所述电压信号处于预定值的点；以及

确定与所述电压信号处于所述预定值之前的时间相比，所述电压信号的值在所述电压信号处于所述预定值之后的时间减小。

21.根据权利要求18所述的控制器，其中，所述正交叉点附近的所述时间是发生所述正交叉点的时间，并且其中所述负交叉点附近的所述时间是发生所述负交叉点的时间。

22.根据权利要求18所述的控制器，其中，所述正交叉点附近的所述时间是从所述正交叉点发生的时间开始并在其之前的第一预定范围内的时间，并且其中所述负交叉点附近的所述时间是从所述负交叉点发生的时间开始并在其之后的第二预定范围内的时间。

Images