(57)【要約】本開示は、１つ以上のセンサを介して、発電機、整合ネットワーク、およびプラズマ負荷の特性を監視し、プラズマ負荷に対する電力送達精度および一貫性を改善するために、ローカルコントローラを介して、これらの構成要素を制御するように構成されている、電力送達システムおよび動作方法について論じる。制御は、電力送達システム内の電力特性と、構成要素間の変動と、さらに非電気特性、例えば、いくつか挙げると、プラズマ密度、終点、およびプラズマ光放出のスペクトル成分との統合された監視に基づくことができる。
2014508378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力送達システムであって、
電力をプラズマ負荷に提供するように構成されている発電機と、
前記発電機の出力を前記プラズマ負荷に対してインピーダンス整合させるように構成されている整合ネットワークと、
前記発電機の出力における電力の電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力を測定するように構成され、対応する測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力を生成するように構成されている、第１のセンサと、
ローカルコントローラと
を備え、
前記ローカルコントローラは、
前記測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力を前記センサから受信することと、
ユーザ電力送達要件を受信することと、
前記測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力と、前記ユーザ電力送達要件とを分析することと、
前記発電機および／または整合ネットワークに、前記ユーザ電力送達要件を満たすために、１つ以上の動作パラメータを調節するように命令することと
を行うように構成されている、システム。
【請求項２】
前記１つ以上の動作パラメータは、発電機周波数または整合ネットワークインピーダンスを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサは、前記発電機の電力出力および前記発電機によって経験されるインピーダンスを測定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ローカルコントローラは、前記発電機内に配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ローカルコントローラは、前記整合ネットワーク内に配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ローカルコントローラと通信する第２のセンサをさらに備え、前記第２のセンサは、前記整合ネットワークと前記プラズマ負荷との間の電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力、プラズマチャンバの非電気特性、または、前記プラズマ負荷の非電気特性を測定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ローカルコントローラは、前記発電機、前記整合ネットワーク、および前記第１のセンサを識別する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ローカルコントローラは、前記電力送達システムの構成要素とのユーザ相互作用のための単独導管であるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
発電機の電力出力の電気特性を監視して、前記電力出力の電気特性をローカルコントローラに提供することと、
前記電力出力の電気特性を分析することと、
前記分析に基づいて、命令を前記発電機および前記整合ネットワークに中継し、それによって、前記発電機および前記整合ネットワークの同時同調を可能にすることと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記ローカルコントローラにおいて前記発電機の識別を受信することと、
前記ローカルコントローラにおいて整合ネットワークの識別を受信することと、
前記発電機および前記整合ネットワークの識別と、前記電力出力の電気特性とを分析することと、
前記動作パラメータおよび前記電気特性の前記分析に基づいて、命令を前記発電機および整合ネットワークに中継し、前記発電機および前記整合ネットワークの同時同調を可能にすることと
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記同時同調は、前記発電機の周波数および前記整合ネットワークのインピーダンスを同調させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記発電機および前記整合ネットワークの識別は、ブランド、モデル、または製造番号を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記発電機および前記整合ネットワークの識別は、動作特性を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
電力送達システムの電力制御システムであって、
発電機の電力出力および前記発電機によって経験されるインピーダンスを監視するように構成されている第１のセンサであって、前記発電機は、整合ネットワークを介して電力をプラズマ負荷に提供するように構成されている、第１のセンサと、
前記第１のセンサと通信するローカルコントローラと
を備え、
前記ローカルコントローラは、前記発電機および前記整合ネットワークの同調を管理するように構成され、前記同調は、前記発電機の電力出力および前記発電機によって経験されるインピーダンスの原因となる、電力制御システム。
【請求項１５】
前記ローカルコントローラは、前記発電機または前記整合ネットワークのプロセッサおよびメモリ上で動作するように構成されているソフトウェアまたはファームウェアである、請求項１４に記載の電力制御システム。
【請求項１６】
前記ローカルコントローラは、ソフトウェアまたはファームウェアを動作させるプロセッサであり、既存の電力送達システムへの追加のために構成されている、請求項１４に記載の電力制御システム。
【請求項１７】
前記ローカルコントローラは、前記第１のセンサの識別、前記発電機の識別、および前記整合ネットワークの識別を識別するように構成されている、請求項１４に記載の電力制御システム。
【請求項１８】
前記同調は、前記第１のセンサの識別、前記発電機の識別、および前記整合ネットワークの識別を考慮する、請求項１７に記載の電力制御システム。
【請求項１９】
プラズマ負荷に送達される、前記整合ネットワークの電力出力を特徴づけるように構成されている第２のセンサをさらに備えている、請求項１４に記載の電力制御システム。
【請求項２０】
前記第２のセンサは、プラズマチャンバの特性を監視するように構成され、前記プラズマは、前記電力送達システムから送達される電力によって維持される、請求項１８に記載の電力制御システム。
【請求項２１】
前記ローカルコントローラは、前記発電機の周波数および前記整合ネットワークのインピーダンスの同時同調を管理するように構成されている、請求項１４に記載の電力制御システム。
【請求項２２】
前記ローカルコントローラは、前記第１のセンサ、前記発電機、および前記整合ネットワークへのユーザ入力、およびそれらからの出力とインターフェースをとる、請求項１４に記載の電力制御システム。
【請求項２３】
前記ローカルコントローラは、外部コントローラと通信するように構成され、ユーザは、前記外部コントローラを介して前記電力送達システムとインターフェースをとる、請求項２２に記載の電力制御システム。
【請求項２４】
前記ローカルコントローラは、
ユーザ電力送達要件を受信することと、
前記ユーザ電力送達要件を達成するために、前記発電機および前記整合ネットワークのための命令を生成することと、
前記命令を前記発電機および前記整合ネットワークにパスすることと
を行うように構成されている、請求項２２に記載の電力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６１／４２９，４７２号（２０１１年１月４日出願）の利益を主張する。該出願第６１／４２９，４７２号の詳細は、その全体が、あらゆる適切な目的のために参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、プラズマ処理負荷に対する一貫した電力送達の維持に関する。より具体的には、発電機、整合ネットワーク、センサのシステムレベル統合と、それらの監視および制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体製造において、特徴を小型化することに対する継続的な努力は、ツール製造業者およびプロセス開発者等にとって、有意な課題を呈する。新しい材料の導入と組み合わせられた、より高い均一性、重要寸法のより厳しい制御、プラズマ損傷の低減、より薄い層、およびより短いプロセス時間等の要件は、半導体処理ツールの開発において、より高い精巧さを要求する。これらの要件は、プラズマチャンバに該当し、かつ電力送達システムにも及ぶ。
【０００４】
人間オペレータは、典型的には、発電機および整合ネットワークからの複数のセンサ出力を監視し、不完全かつ比較的にゆっくりである試みにおいて、多数のパラメータを調節し、プラズマ負荷に対して一貫した電力送達を維持する。オペレータは、システムの種々の構成要素から情報を収集し、オペレータのために、この情報を表示し、オペレータからのコマンドをシステムの種々の構成要素に伝送する外部コントローラと相互作用し得る。この構成は、過去には機能していたが、電流システムに適切ではない場合があることが徐々に明白となっている。
【０００５】
例として、エッチングプロセスにおける主要な進歩は、パルス発信および多重発電機同期パルス発信の間の発電機周波数同調を含む、高度な能力を伴う、最新世代型ＲＦ電源の導入によってもたらされた。しかし、この最先端の電力送達システムでさえ、システム構成要素は、独立して作用し、したがって、独立して、制御されるため、依然として、抑制されている。特に、発電機は、パルス状電力に同調可能周波数を提供するが、整合ネットワークは、パルス状信号を検出し、測定し、それに応答することが困難であって、したがって、発電機の能力を利用することが困難である。オペレータは、整合ネットワーク内の最適可変キャパシタ位置を選択し、次いで、プロセスを起動する傾向がある（すなわち、リアルタイム電力反射を最小限にするための準最適解決策）。したがって、有意な改良が、プラズマ処理電源に行われたが、これらは、発電機および整合ネットワークの独立制御によって、抑制され続ける。
【０００６】
図１は、当業者に周知の発電機、整合ネットワーク、およびプラズマ負荷を図示する。発電機１０２は、整合ネットワーク１０４を介して、電力をプラズマ負荷１０６に提供し、その場合、整合ネットワーク１０４は、負荷１０６のインピーダンスが変化するにつれて、発電機１０２によって経験されるインピーダンスが、実質的に、一定（例えば、５０Ω）のままであるように、内部インピーダンスを変更し得る。整合ネットワーク１０４は、典型的には、整合ネットワーク１０４に入射する電力および整合ネットワーク１０４から発電機１０２に反射される電力を測定し、次いで、これらの値を使用して、プラズマ負荷１０６のインピーダンスを計算する、センサ１１６を含む。発電機１０２は、多くの場合、発電機１０２の電力出力を測定する、センサ１１４を含む。センサ１１４、１１６は、時として、外部ユーザインターフェース１３０を介して、その測定値をユーザに通信する。ユーザは、次いで、整合ネットワーク１０４および／または発電機１０２に、システムを同調させる試みにおいて、順応するように命令する。
【０００７】
特に、発電機１０２は、特定の電気特性（例えば、電力または周波数）を産生するように命令されることができるか、またはプラズマ負荷１０６に送達される所望の電力が、選択されることができ、発電機１０２は、その電力を達成するように同調することができる。同様に、整合ネットワーク１０４は、特定のインピーダンスで動作するように命令されることができるか、または所望の反射された電力を達成するために、同調するように命令されることができる。ある場合には、発電機１０２および整合ネットワーク１０４は両方とも、所望の電力出力特性を満たすために、同調するように命令されることができる。
【０００８】
発電機１０２は、時として、センサ１１４、無線周波数（ＲＦ）エンジン１１３、およびユーザインターフェース１３０間の通信を促進する、通信および論理ボード１１２を含む。ＲＦエンジン１１３は、ＲＦ電力を生成し、発電機１０２によって生成される電力の振幅および波形を制御することができる。同様に、整合ネットワーク１０４は、時として、センサ１１６、インピーダンス制御システム１１５、およびユーザインターフェース１３０間の通信を促進する、通信および論理ボード１２２を含む。インピーダンス制御システム１１５は、例えば、モータ駆動ボードに整合ネットワーク１０４の可変キャパシタを調節させることによって、整合ネットワーク１０４のインピーダンスを制御することができる。
【０００９】
この電力送達システム１００は、プラズマ負荷１０６および発電機１０２からの動的電力プロファイル（電力精度または一貫性）の変化にゆっくりと適応することができる。例えば、センサ１１４、１１６のいずれかによる測定の瞬間と、測定された値がユーザインターフェース１３０に到達する瞬間との間には、遅延が存在する。また、命令が、発電機１０２および整合ネットワーク１０４に返信されるときにも、遅延が存在する。
【００１０】
精度に関して、整合ネットワーク１０４のセンサ１１６は、閾値電流または電圧が検出された後のみ、サンプリングを行い、したがって、電力が閾値と比較されている間、サンプリングを行わない。より小さいサンプルサイズおよびパルス発信の開始からのサンプリング不能は、あまり正確ではないインピーダンス測定につながる。また、各センサ１１４、１１６を較正するにもかかわらず、センサ１１４、１１６は、依然として、あるレベルの誤差を有し、したがって、組み合わせて使用されるとき、正味の影響として、個々のセンサ１１４、１１６の誤差の和にほぼ相当する誤差を有する。最後に、インピーダンス測定は、測定されている電力の周波数が既知であるときに最も正確に行われる。整合ネットワーク１０６のセンサ１１６は、整合ネットワーク１０４に到達する電力の周波数を測定する必要があり、この測定値は、典型的には、ある程度の誤差を有するため、センサ１１６の測定値に基づいて計算されたインピーダンスもまた、典型的には、ある対応する程度の誤差を有する。明らかなように、速度および精度は、図１のものに類似する従来のシステムでは、制限される。
【００１１】
電力送達システム１００の不正確さおよび低速は、非一貫性の電力送達につながる可能性があるため、品質もまた、当技術分野において妨害され得る。ある場合には、複数の発電機が、複数の整合ネットワークを介して、単一プラズマ負荷に電力を送給する。各発電機および整合ネットワークは、プラズマ負荷のみならず、相互に可視である他の発電機も考慮する必要があるため、電力品質は、これらの場合において、特に問題である。言い換えると、インピーダンス整合の課題は、複数の発電機が関与する場合、増加し、したがって、電力品質は、複数の発電機が使用されるとき、さらに劣化される。
【００１２】
図１のシステムは、過去には、適切であり得たが、精度、安定性、および短処理ステップのより厳格な要件を伴う新しいプロセスの非線形動的プラズマ負荷特性に対する、迅速に順応する正確な一貫した電力を提供するために適切ではない場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本開示は、１つ以上のセンサを介して、発電機、整合ネットワーク、およびプラズマ負荷の特性を監視し、プラズマ負荷に対する電力送達精度および一貫性を改善するために、ローカルコントローラを介して、これらの構成要素を制御するように構成される電力送達システムおよび動作方法について論じる。
【００１４】
本開示の一側面は、電力送達システムとして特徴づけられ得る。本電力送達システムは、発電機と、整合ネットワークと、第１のセンサと、ローカルコントローラとを含むことができる。発電機は、電力をプラズマ負荷に提供するように構成することができる。整合ネットワークは、発電機の出力をプラズマ負荷に対してインピーダンス整合させるように構成することができる。第１のセンサは、発電機の出力における電力の電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力を測定するように構成し、対応する測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力を生成するように構成することができる。ローカルコントローラは、測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力をセンサから受信し、ユーザ電力送達要件を受信し、測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力ならびにユーザ電力送達要件を分析し、発電機および／または整合ネットワークに、ユーザ電力送達要件を満たすために、１つ以上の動作パラメータを調節するよう命令するように構成することができる。
【００１５】
本開示の別の側面は、動作を監視、分析、および中継することを含む、方法として特徴づけられ得る。特に、本方法は、発電機の電力出力の電気特性を監視することと、電力出力の電気特性をローカルコントローラに提供することとを含むことができる。本方法はまた、電力出力の電気特性を分析することを含むことができる。本方法はさらに、分析に基づいて、命令を発電機および整合ネットワークに中継し、それによって、発電機および整合ネットワークの同時同調を可能にすることを含むことができる。
【００１６】
本開示のさらに別の側面は、電力送達システムの電力制御システムとして特徴づけられ得る。電力制御システムは、第１のセンサと、ローカルコントローラとを含むことができる。第１のセンサは、発電機の電力出力および発電機によって経験されるインピーダンスを監視するように構成することができる。発電機は、整合ネットワークを介して、電力をプラズマ負荷に提供するように構成することができる。ローカルコントローラは、第１のセンサと通信し、発電機および整合ネットワークの同調を管理するように構成されることができる。同調は、発電機の電力出力および発電機によって経験されるインピーダンスの原因となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の種々の目的と利点およびより完全なる理解は、付随の図面に関連して成される、以下の発明を実施するための形態ならびに添付の請求項を参照することによって、明白かつより容易に認識されるであろう。
【図１】図１は、当業者に周知の発電機、整合ネットワーク、およびプラズマ負荷を図示する。
【図２Ａ】図２ａ−２ｃは、電力を整合ネットワークに提供する発電機を含む、電力送達システムの実施形態を図示する。
【図２Ｂ】図２ａ−２ｃは、電力を整合ネットワークに提供する発電機を含む、電力送達システムの実施形態を図示する。
【図２Ｃ】図２ａ−２ｃは、電力を整合ネットワークに提供する発電機を含む、電力送達システムの実施形態を図示する。
【図３】図３は、多重発電機電力送達システムのある実施形態を図示する。
【図４】図４は、多重発電機電力送達システムの別の実施形態を図示する。
【図５】図５は、多重発電機電力送達システムのさらに別の実施形態を図示する。
【図６】図６は、本開示の一実施形態による、電力をプラズマ負荷に供給する方法を図示する。
【図７】図７は、本開示の一実施形態による、機械のある実施形態を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示は、従来および最先端システムさえ、依然として、その自律的設計によって制限されること、特に、発電機および整合ネットワークは、独立して、動作されることを認識することによって、従来技術において直面する課題を克服する。本開示は、電力送達システム（また、発電および送達システムとしても知られる）の構成要素の間の通信、測定、および制御を統合するためのシステム、方法、および装置について説明する。このアプローチのいくつかの利点として、パルス状および連続波（ＣＷ）両方の電力に対して、広範な動的範囲にわたる正確な発電、遷移中のより高速な電力安定化、および反射電力の低減を提供する能力が挙げられる。
【００１９】
図２ａ−２ｃは、電力送達システム２００の３つの実施形態を図示する。電力送達システム２００は、電力をプラズマ負荷２０６に提供し、その場合、整合ネットワーク２０４は、反射電力を最小限にする。発電機２０２の電力出力は、第１の伝送媒体２０８を介して、整合ネットワーク２０４に、次いで、第２の伝送媒体２１０を介して、プラズマ負荷２０６に提供される。第１のセンサ２１４および随意の第２のセンサ２１８は、電圧、電流、位相、インピーダンス、および電力のうちの１つ以上を測定することによって、電力の電気特性を監視し、この情報をローカルコントローラにパス（または、中継）する。ローカルコントローラ２１２は、発電機２０２または整合ネットワーク２０４内（図２ｂ参照）、あるいは電力送達システム２００内の任意の場所（図２ｃ参照）のいずれかに常駐し、発電機２０２、整合ネットワーク２０４、およびセンサ２１４、２１８のうちの１つ以上間の通信を管理する。ローカルコントローラ２１２はまた、ユーザと電力送達システム２００の任意の構成要素との間の通信を管理することができる。ローカルコントローラ２１２は、迅速に調節可能であって、一定かつおよび正確な電力が、１つ以上の電力送達要件に従って、プラズマ負荷２０６に送達されるように、電力送達システム２００を管理することができる。
【００２０】
１つ以上のセンサ２１４、２１８は、ローカルコントローラ２１２に対する電力を監視する。特に、第１のセンサ２１４は、発電機２０２の電力出力ならびに発電機２０２によって経験されるインピーダンスを監視することができる。ローカルコントローラ２１２は、電力送達要件に照らして、第１のセンサ２１４（随意に、また、第２のセンサ２１８）によって提供される測定値を分析する。これは、電力送達要件を満たすために十分であると判断される発電機２０２および整合ネットワーク２０４のための動作パラメータを決定することができ、発電機２０２および整合ネットワーク２０４に、電力送達要件を満たすために、それらの構成要素の内部パラメータを調節するように命令する（または、命令を中継する）ことができる。
【００２１】
この統合された電力送達システム２００、すなわち、本明細書に開示されるローカルコントローラ２１２と第１のセンサ２１２（随意に、第２のセンサ２１８）との使用は、従来技術に勝るいくつかの利点を有する。第１に、電力送達システム２００の種々の構成要素の制御および動作を統合することによって、同時に、整合ネットワーク２０４および発電機２０２を同調させる能力、あるいは発電機２０２の出力の波形をパルス発信または変更しながら、整合ネットワーク２０４を同調させる能力等、新規電力送達方法が可能となる。第２に、本システムおよびアプローチは、プラズマ負荷２０６に対して迅速に調節可能な、正確な一貫した電力送達を可能にする。電力送達システム２００の速度は、特に、動的電力用途（例えば、パルス状発電機２０２の出力）において有用である。
【００２２】
より迅速に電力送達を調節する能力は、一部には、センサが、インピーダンスを測定する前に、最初に、周波数を測定しなければならない従来のシステムが経験する遅延の回避に起因し得る。ローカルコントローラ２１４は、第１のセンサ２１４が、インピーダンスのサンプリングを開始する前に、周波数を測定する必要がないように、第１のセンサ２１４に、周波数等の発電機の動作パラメータを提供する。より早期のサンプリングは、インピーダンスが、当技術分野におけるものより高速に決定され得ることを意味する。ローカルコントローラ２１４はまた、第１のセンサ２１４に、パルス発信または電力波形の変化の開始の指標を提供し、したがって、第１のセンサ２１４が、サンプリング開始前に、そのような変化を検出する必要性を防止することができる。これはまた、第１のセンサ２１４が、当技術分野におけるセンサより早くインピーダンスの測定を開始することを可能にする。
【００２３】
電力送達システム２００はまた、４つの方法において、電力送達の精度を改善する。第１に、複数のセンサを使用して、電力およびインピーダンスを測定する場合（例えば、それぞれ、１１４および１１６）、各センサは、各センサに対して行われる較正から生じる、そのセンサに関連付けられた誤差関数を有する。単一センサ２１４を使用して、電力およびインピーダンスを測定することによって、単回較正のみ行われ、したがって、誤差は、ほとんど導入されない。
【００２４】
第２に、より多くのサンプリング点を有することは、インピーダンス測定を改善することができる。当技術分野では、サンプリングは、典型的には、パルスまたは発電機波形の変化が検出された後のみ、開始することができるが、本明細書では、ローカルコントローラ２１２は、第１のセンサ２１４に、パルスまたは波形変化が生じる前またはその時点におけるパルスまたは発電機２０２の波形の変化の開始を指示する。したがって、第１のセンサ２１４は、当技術分野において可能であるよりも早期にサンプリングを開始し、したがって、より正確なインピーダンス測定を可能にすることができる。
【００２５】
第３に、インピーダンスの測定は、測定されている信号の周波数に依存し、したがって、周波数を測定する際の誤差は、測定されるインピーダンスの誤差につながる。従来技術のインピーダンス測定は、多くの場合、整合ネットワーク内のセンサ（例えば、１１６）が、周波数を測定した後に行われ、したがって、不必要な誤差を導入する。代替として、広帯域センサを使用するとき、誤差が、周波数の関数として、広帯域センサ内のアナログ変動によって導入される。第１のセンサ２１４に、整合ネットワーク（例えば、１０４）における周波数を測定することを要求するのではなく、第１のセンサ２１４に、発電機２０２が産生している周波数を認知させることによって、第１のセンサ２１４は、従来技術におけるセンサよりインピーダンス測定においてほとんど誤差を経験しない。また、第１のセンサ２１４は、周波数を測定する必要がないため、より多くのサンプルを採取することができ、より大きなサンプルサイズは、精度を改善する。
【００２６】
第４に、電力送達システム内の各構成要素（例えば、発電機２０２、第１のセンサ２１４、整合ネットワーク２０４、随意の第２のセンサ２１８）は、異なるため、電力送達システムの動作パラメータは、好ましくは、異なる構成要素が取り替えられるとき、調節される。従来の電源は、構成要素間の変動を考慮しない。対照的に、ローカルコントローラ２１２は、電力送達システム２００の種々の構成要素を認知し、発電機２０２および整合ネットワーク２０４へのその命令を適宜調節する。
【００２７】
構成要素変動は、ローカルコントローラ２１２に対する構成要素の識別によって考慮されることができる。例えば、発電機２０２および整合ネットワーク２０４は、ブランド、モデル、製造番号、または他の識別情報を介して、ローカルコントローラ２１２に対してそれら自体を識別することができる。また、いくつか挙げると、ステータス、設定点、および構成等の動作特性を提供することができる。これは、それぞれ、ＲＦエンジン２１３およびインピーダンス制御システム２１５を介して、行われることができる。第１のセンサおよび第２のセンサ２１４、２１８もまた、ローカルコントローラ２１２に対してそれら自体を識別することができる。認証は、認証アルゴリズムを介して行い得る。したがって、一実施形態では、伝送媒体２０８を介して接続された場合、発電機２０２および整合ネットワーク２０４の特定のタイプまたはブランドのみ動作可能である。ローカルコントローラ２１２はまた、発電機２０２、整合ネットワーク２０４、およびセンサ２１４、２１８にクエリを行い、そのユニットタイプ、製造番号、部品番号、または任意の他の識別情報を決定することができる。この知識によって、ローカルコントローラ２１２は、発電機２０２および整合ネットワーク２０４への命令を調整し、構成要素内の変動を考慮し、したがって、電力送達システム２００が、当技術分野において可能であるより正確かつ一貫した電力を提供することを可能にすることができる。
【００２８】
電力送達システム１００はまた、電力およびインピーダンスの両方を測定する能力のため、電力送達の一貫性（または、品質）を改善する。一部には、一貫性は、前述のより高い精度を介して改善される（例えば、誤差の蓄積の低減およびより早期かつより広範なサンプリング）。従来技術は、電力送達システムの複数の制御ループ内で安定性を維持することが困難であったが、単一コントローラ２１４が、複数の制御ループを制御し、制御ループ間の安定性および同期を確保することができるため、一貫性もまた、改善される。
【００２９】
いくつかの設計側面は、これらの利点を可能にする。第１に、発電機２０２の電力出力および発電機２０２によって経験されるインピーダンスの両方を監視するための単一センサ２１４の使用である。第１のセンサ２１４は、発電機２０２の出力における電圧、電流、位相、インピーダンス、および電力を測定することができる。第１のセンサ２１４は、発電機２０２の出力に配置されることができる。第１のセンサ２１４は、インピーダンスを遠隔で測定する能力により、発電機２０２からの電力に加え、発電機２０２によって経験されるインピーダンスを測定することができ、これは、当技術分野では不可能な特徴である。遠隔インピーダンス測定は、第１のセンサ２１４から物理的に遠隔である場所（または、較正点）、例えば、第１のセンサ２１４から第１の伝送媒体２０８に沿ってある物理的距離にある場所（例えば、整合ネットワーク２０４の入力）において、インピーダンスを確認する。
【００３０】
従来のインピーダンス測定における不正確性は、インピーダンスの遠隔監視が、不可能ではないにしても、困難であったことを意味した。第１のセンサ２１４が、これらの課題を克服する２つの理由が存在する：（１）第１のセンサ２１４は、当技術分野におけるセンサより、較正インピーダンスと関連する増加する電圧定在波比に対して、よりすぐれた線形応答を有する、（２）第１のセンサ２１４は、発電機２０２出力電力の位相をより厳密に測定することができる。
【００３１】
典型的には、センサは、中心動作インピーダンス（例えば、５０Ω）の近くで最適に動作するように構成されることができるが、インピーダンス変動に対するその非線形応答により、インピーダンスが較正インピーダンスから離れるにつれて、センサ精度は、急激に劣化する。物理的に局所的な測定に対するこの不正確性は、大きな物理的距離にわたって測定を行うとき、増幅される。対照的に、センサ２１４は、電圧定在波比円上におけるよりすぐれた線形応答を有し、インピーダンス較正点から離れたインピーダンス、したがって、物理的に遠隔場所における正確なインピーダンス測定を可能にする。
【００３２】
加えて、第１のセンサ２１４は、以前の世代のセンサにおいて可能であったよりも、発電機２０２の出力の位相を厳密に測定することができる。特に、高位相角度において、位相角度測定精度に対して、したがって、結果として生じるインピーダンスおよび電力測定において、極端に感受性が高い。第１のセンサ２１４は、より正確に、位相角度を測定することができるため、インピーダンスを遠隔でより良好に測定可能である。
【００３３】
ある実施形態では、第１のセンサ２１４は、方向性連結器である。方向性連結器は、順方向および逆方向電力のスケーリングされた電力ならびにそれらの間の位相差異を測定することができる。方向性連結器は、次いで、スケーリングされた電力および位相差異をローカルコントローラ２１２に戻すことができる。スケーリングされた電力は、方向性連結器が測定システムに提供する電圧であり、その公称負荷条件（例えば、５０Ω）に動作する発電機２０２の出力電圧に比例する。
【００３４】
前述の利点は、第２に、単一ローカルコントローラ２１２を通した、電力送達システム２００の統合された制御および監視によって可能にされる。ローカルコントローラ２１２は、発電機２０２、整合ネットワーク２０４、第１のセンサ２１４、および随意の第２のセンサ２１８から情報を受信し、それを分析することができる。ローカルコントローラ２１２は、１つ以上のアルゴリズムを起動し、電力送達システム２００に関して受信した情報を分析し、プラズマ負荷２０６への一貫した電力送達を確保するために、行うべき手順を決定し得る。ローカルコントローラ２１２はまた、ある作用および手順を実施するために、発電機２０２および整合ネットワーク２０４等の電力送達システム２００内の他の構成要素に対する命令を発行することができる。
【００３５】
ローカルコントローラ２１２が、全測定を監視し、全制御信号および命令を配信するため、オペレータの責任の多くは、軽減され、発電機２０２および整合ネットワーク２０４が、電力およびインピーダンス変動に順応する速度は、向上される。そのような構成はまた、導線および信号線が、ほとんど要求されないため、電力送達システム２００のハードウェア要件を簡略化する。導線および信号線の数を最小限にすることによって、発電機２０２および整合ネットワーク２０４は、より小型かつあまり複雑ではないソフトウェアおよびファームウェアを介して、制御されることができる。
【００３６】
ローカルコントローラ２１２は、発電機２０２および整合ネットワーク２０４の両方の動作を管理するため、それらの構成要素の同時同調が可能である。ローカルコントローラ２１２は、発電機２０２のＲＦエンジン２１３に、発電機２０２の電力出力の振幅、搬送周波数、電力周波数、パルス幅、パルスデューティサイクル、または波形を調節するように命令することができる。ローカルコントローラ２１２はまた、整合ネットワーク２０４のインピーダンス制御システム２１５に、例えば、モータ駆動ボードに、整合ネットワーク１０４の可変キャパシタを調節させることによって、整合ネットワーク２１２のインピーダンスを調節するように命令することができる。
【００３７】
利用可能な同調選択肢は、ローカルコントローラ２１２が、どのように電力送達システム２００を管理するかを指図することができる。発電機２０２の周波数が固定される場合、ローカルコントローラ２１２は、命令を整合ネットワーク２０４にパスし、インピーダンスを調節することができる。発電機２０２の周波数が可変である場合、ローカルコントローラ２１２は、（１）命令を整合ネットワーク２０４にパスし、発電機２０２が経験するインピーダンスを変更すること、（２）命令を発電機２０２にパスし、電力出力周波数を変更すること、または（３）命令を整合ネットワーク２０４にパスし、発電機２０２が経験するインピーダンスを変更し、命令を発電機２０２にパスし、その電力出力周波数を変更することができる。発電機２０２の周波数は、整合ネットワーク２０４のインピーダンスより迅速に調節されるため、整合ネットワーク２０４のインピーダンス調節に加え、またはその代わりに、発電機２０２に、周波数を介して、同調させるように構成することは、高速同調が要求される場合、好ましくあり得る。言い換えると、インピーダンス整合は、発電機２０２および整合ネットワーク２０４の同時同調を介して、行われることができる。
【００３８】
ローカルコントローラ２１２が、随意の第２のセンサ２１８によって提供される情報を考慮する場合、より一貫し、かつ正確な電力が、送達され得る。例えば、随意の第２のセンサ２１８は、プラズマ負荷２０６に送達される電力を特性化するデータを提供し、したがって、ローカルコントローラ２１２が、より正確かつ一貫して、同調命令を発電機２０２および整合ネットワーク２０４に提供することを可能にすることができる。随意の第２のセンサ２１８からの測定はまた、チャンバ整合のために使用され、並行して動作するチャンバ間の一貫した電力送達を改善することができる（各チャンバは、異なる電力送達システムを有する）。ローカルコントローラ２１２はまた、これらの測定を使用して、ウエハ間の一貫性、ウエハ表面にわたる均一処理、終点検出（例えば、プラズマからの光放出の監視を介して）、およびアーク管理を改善することができる。図示されないが、いくつかの実施形態では、随意の第２のセンサ２１８は、プラズマチャンバ内に、またはウエハと接触して、配置されることができる。
【００３９】
ある実施形態では、プラズマ負荷２０６に提供される電力は、種々の設定点（例えば、第１の設定点から第２の設定点）に対して変更され得る。整合ネットワーク２０４は、発電機２０２が、電力設定点間で切り替わる場合、プラズマ負荷２０６への一貫した電力送達を維持するために十分に高速に調節可能ではない場合がある。この課題を克服するために、試運転を使用して、各発電機２０２の設定点に対応する好ましい整合ネットワーク２０４の設定点を決定することができる。試運転は、処理されるべき素子、半導体、または任意の他の物体が、プラズマチャンバ内に設置される前に生じる。整合ネットワーク２０４および発電機２０２は、次いで、種々の発電機２０２の設定点に対して同調される。同調され得るパラメータとして、発電機２０２の周波数、パルス幅、および整合ネットワーク２０４のインピーダンスが挙げられる。この同調は、チャンバ内の素子に害を及ぼすことなく、低速同調が生じ得るように、チャンバ内に何も伴わずに実施される。種々の発電機２０２の設定点に対して好ましいことが決定されたパラメータは、メモリ内に記憶されることができる。実際のプラズマ処理中、ローカルコントローラ２１２は、発電機２０２および整合ネットワーク２０４に対して命令を発行し、種々の設定点に関連付けられた好ましいパラメータで動作させることができる。このように、整合ネットワーク２０４および発電機２０２は、処理中、同調する必要がなく、むしろ、試運転で決定されるような好ましいパラメータに迅速に設定されることができる。
【００４０】
ローカルコントローラ２１２はまた、電力送達システム２００を特徴づける、以下の非限定的側面を考慮することができる：構成要素効率特性、制御アルゴリズムパラメータ、整合ネットワーク２０４内の可変キャパシタ位置、故障および警告等の診断、構成要素健全性基準、構成要素履歴ログ、および構成要素ステータス要求。
【００４１】
ローカルコントローラ２１２はまた、発電機２０２および整合ネットワーク２０４の動作を管理する場合、プラズマ負荷２０６の非電気特性を考慮することができる。例えば、ローカルコントローラ２１２ａは、非限定的実施例をいくつか挙げると、チャンバ圧力、チャンバ内のガスの化学的性質、プラズマのイオンエネルギー、プラズマの光強度、プラズマによって放出される光のスペクトル成分、およびプラズマアーク放電を考慮することができる。ある実施形態では、随意の第２のセンサ２１８は、非限定的実施例をいくつか挙げると、チャンバ圧力、チャンバ内のガスの化学的性質、プラズマのイオンエネルギー、プラズマの光強度、プラズマによって放出される光のスペクトル成分、およびプラズマアーク放電等のプラズマ負荷２０６またはプラズマ処理チャンバ（図示せず）の非電気特性を監視することができる。
【００４２】
図示されるように、ローカルコントローラ２１２は、電力送達システム２００とのユーザ相互作用のための単独の導管である。一実施形態では、ユーザは、ローカルコントローラ２１２と通信する外部コントローラ２２０とインターフェースをとることができる。発電機２０２および整合ネットワーク２０４のユーザ制御は、外部コントローラ２２０を経由して、ローカルコントローラ２１２を介して、行われる。しかしながら、当業者は、電力送達システムとのユーザ相互作用は、必ずしも、ローカルコントローラ２１２に限定されないことを認識するであろう。
【００４３】
第１のセンサ２１４は、随意に、随意の第２のセンサ２１８（または、負荷センサ）とともに実装されることができる。随意の第２のセンサ２１８は、整合ネットワーク２０４の出力（２１８ａ）に、または整合ネットワーク２０４とプラズマ負荷２０６との間かつそれらを含むある場所（２１８ｂ）に配置されることができる。随意の第２のセンサ２１８は、プラズマ負荷２０６に送達される電力を特性化するように構成され、整合ネットワーク２０４の出力または整合ネットワーク２０４とプラズマ負荷２０６との間の任意の場所における、電圧、電流、位相、インピーダンス、または電力を測定することができる。ある実施形態では、随意の第２のセンサ２１８は、プラズマ負荷２０６に連結されることができ、処理中、プラズマ処理チャンバ内に連結される、または、ウエハに連結されることができる。
【００４４】
ローカルコントローラ２１２は、発電機２０２（特に、ＲＦエンジン２１３）、第１のセンサ２１４、整合ネットワーク２０４（特に、インピーダンス制御システム２１５）、および随意の第２のセンサ２１８の間、それ自体とこれらの構成要素との間、ならびにこれらの構成要素とユーザとの間の通信を管理すること（例えば、外部コントローラ２２０を介して）ができる。これらの通信は、それぞれ、発電機２０２および整合ネットワーク２０４内部の信号経路２２５ａまたは２２５ｂを介して、あるいは、概して、発電機２０２および整合ネットワーク２０４の外部（但し、発電機２０２および整合ネットワーク２０４の内部の一部を含むことができる）の信号経路２２６を介して、行われることができる。
【００４５】
図示される実施形態では、信号経路２２６は、バスである（信号は、両方向に進行することができ、複数の信号が、同一の経路に沿って進行することができる）。しかしながら、他の実施形態では、種々の構成要素は、ローカルコントローラ２１２へのそれらの独自の信号経路を有することができる。他の実施形態では、２つ以上のバスタイプ信号経路が存在することができ、さらに他の実施形態では、バス様および非バスの信号経路の組み合わせであることができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、信号経路２２６は、伝送媒体２０８を介した信号によって置換されることができる。言い換えると、随意の第２のセンサ２１８からローカルコントローラ２１２への通信は、発電機２０２と整合ネットワーク２０４との間で伝送される電力信号上で変調されることができる。図示される種々の構成要素間の通信は、ＲＳ−４８５等のシリアル通信プロトコルを介することができる。代替として、これらの通信のうちの１つ以上は、無線接続を介して、あるいは有線または無線ネットワークを介して、行われることができる。例えば、信号経路２２６は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）として実装されることができる。
【００４７】
図２ｂを参照すると、ローカルコントローラ２１２ｂは、電力送達システム２００内に配置されるが、発電機２０２または整合ネットワーク２０４の一部ではないか、またはそれに接続されない。ローカルコントローラ２１２ｂは、バスとして構成される、信号経路２２６を介して、種々の構成要素と通信することができる。再び、バス構成は、必須ではなく、各構成要素は、ローカルコントローラ２１２ｂへの分離された信号経路を有することができる。
【００４８】
図２ｃでは、ローカルコントローラ２１２ｃは、整合ネットワーク２０４に連結される、またはその一部である。再び、バスタイプ信号経路または分離された信号経路の任意の組み合わせが、使用されることができる。図示されるように、第１の位置２１８ａにおける随意の第２のセンサ２１８およびインピーダンス制御システム２１５は、整合ネットワーク２０４の内部の信号経路６２５ｂを介して、ローカルコントローラ２１２ｃと通信することができる。発電機２０２（特に、ＲＦエンジン２１３）、第１のセンサ２１４、および代替位置２１８ｂにおける随意の第２のセンサ２１８は、バス構成における信号経路２２６を介して、ローカルコントローラ２１２ｃと通信する。
【００４９】
ローカルコントローラ２１２、ＲＦエンジン２１３、第１のセンサ２１４、インピーダンス制御システム２１５、および随意の第２のセンサ２１８は、限定されないが、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理素子（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または１つ以上のＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、および／またはＤＳＰの組み合わせ等、任意のプロセッサを含むことができる。これらの構成要素のいずれも、その独自のメモリまたは共有メモリを含む、またはそれと通信することができ、その場合、メモリは、発電機２０２および整合ネットワーク２０４の構成またはプラズマ負荷２０６に伝送される電力の傾向等の情報を記憶するように構成することができる。メモリは、ローカルコントローラ２１２の一部であることができる、あるいは発電機２０２または整合ネットワーク２０４のいずれかの一部であることができる。ある実施形態では、メモリは、ＲＦエンジン２１３またはインピーダンス制御システム２１５の一部であることができる。
【００５０】
ローカルコントローラ２１２は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせを含むことができる。例えば、ローカルコントローラ２１２は、第１のセンサおよび第２のセンサ２１４、２１８からのデータを分析し、発電機２０２および整合ネットワーク２０４に、それらの構成要素の内部パラメータを調節するように命令する方法および命令すべき時を決定するように構成される、プロセッサ上で起動するプロセッサ、メモリ、およびソフトウェアを含むことができる。
【００５１】
ＲＦエンジン２１３、第１のセンサ２１４、インピーダンス制御システム２１５、および随意の第２のセンサ２１８は、各々、命令を受信し、情報をローカルコントローラ２１２に伝送するプロセッサ等の論理を含むことができる。代替として、ローカルコントローラ２１２は、全論理を処理し、ＲＦエンジン２１３、第１のセンサ２１４、インピーダンス制御システム２１５、および随意の第２のセンサ２１８の各々に対する機能を制御することができる。
【００５２】
電力送達要件は、ローカルコントローラ２１２内にプログラムされること、ローカルコントローラ２１２によってアクセス可能なメモリ上に常駐すること、またはユーザによって提供されることができる（ユーザ電力送達要件）。ある実施形態では、第１のセンサおよび第２のセンサ２１４、２１８は、Ｖ−Ｉセンサ（電圧、電流、および位相を測定可能）または位相を測定可能な方向性連結器のいずれかである。実際は、その２つの第２のセンサ２１８の位置（２１８ａまたは２１８ｂ）のうちの１つのみが、実装される。
【００５３】
伝送媒体２０８、２１０は、高電力ケーブルまたは伝送線として実装されることができる。それらはまた、隣接または接続される発電機２０２と整合ネットワーク２０４との間の電気接続であることができる。ある実施形態では、伝送媒体２０８が、単に、電力送達システム２００の２つの下位構成要素間の内部電気接続であるように、発電機２０２は、統合された電力送達システム２００の一部として、整合ネットワーク２０４に接続される。別の実施形態では、発電機２０２と整合ネットワーク２０４とは、伝送媒体２０８が存在しないように相互接続される。言い換えると、発電機２０２と整合ネットワーク２０４とは、単一ボックス、容器、パッケージ、またはユニットの一部であることができる。そのような実施形態は、下位構成要素（例えば、いくつか挙げると、電源、メモリ、およびプロセッサ）のより大きな統合と、発電機２０２と整合ネットワーク２０４との間の通信とを伴い得る。発電機２０２および整合ネットワーク２０４内のいくつかの下位構成要素は、共有されることができる。例えば、整合ネットワーク２０４は、発電機２０２および整合ネットワーク２０４の両方が、発電機２０２のフィルタおよび／または最終結合器を共有し得る、発電機２０２の一体部分のように作製され得る。
【００５４】
ある実施形態では、電力制御システムは、ローカルコントローラ２１２と、第１のセンサ２１４と、随意に、第２のセンサ２１８とを含むことができる。電力制御システムを使用して、前述のように、既存の電力送達システムを修正し、その電力送達能力を向上させることができる。
【００５５】
図３は、多重発電機電力送達システム３００の実施形態を図示する。電力送達システム３００は、発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃが、電力をプラズマ負荷３０６に提供するにつれて、各々が反射される電力を最小限にするために使用される、整合ネットワーク３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを伴う、３つの発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃを含む。センサ３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃは、発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃの電圧、電流、位相、インピーダンス、および電力を監視するために含まれる。センサ３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃは、各発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃの一部であるか、または、各発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃに連結されるかまたは各発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃの外部であることができる。センサ３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃは、電圧、電流、位相、電力、およびインピーダンス測定値をローカルコントローラ３１２に中継する。
【００５６】
センサ３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃはまた、ローカルコントローラ３１２に、構成および動作パラメータ等の情報を含む、それ自体の識別を中継することができる。発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃおよび整合ネットワーク３１５ａ、３１５ｂ、３１５ｃはまた、それぞれ、例えば、ＲＦエンジン３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃおよびインピーダンス制御システム３１５ａ、３１５ｂ、３１５ｃを介して、ローカルコントローラ３１２に対してそれ自体を識別することができる。
【００５７】
ローカルコントローラ３１２は、発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、整合ネットワーク３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、およびセンサ３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ間の通信を管理することができる。ローカルコントローラ３１２はまた、内部パラメータを調節する方法および調節すべき時に関する命令を、発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃおよび整合ネットワーク３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃにパスするように構成される。このように、ローカルコントローラ３１２は、発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃおよび整合ネットワーク３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃが、統合して、かつ構成要素間の変動ならびに他の構成要素の動作を考慮するように、動作することを可能にする。いくつかの事例では、電力送達システム３００のこの統合された動作はまた、プラズマチャンバガスの化学的性質または処理終点等の非電気的要因を考慮することができる。ある実施形態では、発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃの周波数は、整合ネットワーク３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃも同調させながら、同調されることができる。
【００５８】
この多重発電機実施形態では、各発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、伝送媒体３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃまたはプラズマ負荷３０６（構成に応じて）を通して、他の発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃを認識するので、当技術分野における特定の課題は、一貫した電力の生成である。言い換えると、従来の多重発電機システムは、発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ間のクロストーク相互作用によって悩まされる。発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃおよび整合ネットワーク３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃが、ローカルコントローラ３１２を介して、相互に通信し、これらの構成要素の全部の動作を考慮して、ローカルコントローラ３１２によって制御されることを可能にすることによって、同時に、一貫し、かつ正確な電力が、プラズマ負荷３０６に提供されることができる。
【００５９】
ある実施形態では、ユーザは、ローカルコントローラ３１２と通信する外部コントローラ３２０とインターフェースをとることができる。外部コントローラ３２０は、ローカルコントローラ４１２へおよびそこから、命令とデータの両方を送受信することができる。発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃおよび整合ネットワーク３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃのユーザ制御は、外部コントローラ３２０を経由して、ローカルコントローラ３１２を介して行われる。
【００６０】
ローカルコントローラ３１２は、発電機３０２ａの一部として図示されるが、また、発電機３０２ｂまたは発電機３０２ｃの一部であることもできる。代替として、電力送達システム３００内のあらゆる他の場所もまた、使用されることができる。
【００６１】
さらに、ローカルコントローラ３１２は、各発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃのＲＦエンジン３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃおよび各整合ネットワーク３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃのインピーダンス制御システム３１５ａ、３１５ｂ、３１５ｃと通信することができる。特に、ローカルコントローラ３１２は、これらの下位構成要素と通信し、命令をパスすることができる。このように、ローカルコントローラ３１２は、発電機３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃおよび整合ネットワーク３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃに、２つの非限定的実施例を挙げると、パルス周波数および可変キャパシタ位置等の動作パラメータを変更するように命令することができる。
【００６２】
図４は、多重発電機電力送達システム４００の別の実施形態を図示する。図４は、センサ４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃが、発電機の出力４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃの代わりに、整合ネットワーク４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃの出力に配置されるという点において、図３と異なる。センサ４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃは、整合ネットワーク４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃの出力において、またはプラズマ負荷４０６への途中において、電圧、電流、位相、インピーダンス、および／または電力を測定することによって、各発電機４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃおよび整合ネットワーク４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃに対する電力を特徴づけるように構成される。
【００６３】
センサ４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃおよび発電機４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃは、それぞれ、ＲＦエンジンおよびインピーダンス制御システム４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃを介して、ローカルコントローラ４１２に対してそれ自体を識別することができる。
【００６４】
電力送達システム４００は、外部コントローラ４２０を介して、ユーザとインターフェースをとることができる。外部コントローラ４２０は、ローカルコントローラ４１２と通信し、ローカルコントローラ４１２へおよびそこから、命令とデータの両方を送受信することができる。
【００６５】
前述の実施形態におけるように、ローカルコントローラ４１２は、図示されるように、発電機４０２ａの一部として、あるいは、電力送達システム４００内にある他の構成要素のいずれかの一部として、または、これらの構成要素のいずれかに隣接し、依然として電力送達システム４００内に配置されることができる。
【００６６】
インピーダンス制御システム４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃは、各整合ネットワーク４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃに対して図示されるが、当業者は、これらが、別個のハードウェア（または、ソフトウェアまたはファームウェア）構成要素、または各整合ネットワーク４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃに対して別個の論理ブロックを備えている単一ハードウェア構成要素のいずれかを表すことができることを認識するであろう。代替実施形態では、単一インピーダンス制御システム（図示せず）が、全３つの整合ネットワーク４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃの動作パラメータを制御し得る。
【００６７】
別の実施形態では、センサ４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃは、整合ネットワーク４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃとプラズマ負荷４０６との間に位置する、単一センサによって置換されることができる。単一センサは、図示される３つのセンサ４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃが構成されるように、電圧、電流、位相、インピーダンス、および電力を測定することができる。
【００６８】
発電機４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃおよび整合ネットワーク４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃは、同一の信号経路（バス構成において）を介して、ローカルコントローラ４１２と通信するように図示されるが、他の実施形態では、各構成要素は、ローカルコントローラへの別個の信号経路を有し得る。代替として、発電機４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃは、ローカルコントローラ４１２への１つの信号経路を有し得る一方、整合ネットワーク４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃは、ローカルコントローラ４１２への別の信号経路を有する。センサ４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃはまた、ローカルコントローラ４１２へのそれらの独自の信号経路を有することができる。
【００６９】
図５は、多重発電機電力送達システム５００のさらに別の実施形態を図示する。図５は、それらの図のセンサが、プラズマ負荷５０６の入力として配置される単一センサ５１４によって、ここでは置換されるという点において、図３および４とは異なる。センサ５１４は、各発電機５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃおよび整合ネットワーク５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃに対する電力を特徴づけるように構成される。
【００７０】
電力送達システム５００は、外部コントローラ５２０を介して、ユーザとインターフェースをとることができる。外部コントローラ５２０は、ローカルコントローラ５１２と通信し、ローカルコントローラ５１２へおよびそこから、命令とデータの両方を送受信することができる。
【００７１】
発電機５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃおよび整合ネットワーク５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃは、同一の信号経路（バス構成において）を介して、ローカルコントローラ５１２と通信するように図示されるが、他の実施形態では、各構成要素は、ローカルコントローラへの別個の信号経路を有し得る。代替として、発電機５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃは、ローカルコントローラ５１２への１つの信号経路を有し得る一方、整合ネットワーク５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃは、ローカルコントローラ５１２への別の信号経路を有する。センサ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃはまた、ローカルコントローラ５１２へのそれらの独自の信号経路を有することができる。
【００７２】
図３−５の各外部コントローラは、ローカルコントローラへのそれらの独自の信号経路を有するように図示されるが、代替実施形態では、各外部コントローラは、センサ発電機によって使用され、整合ネットワークがローカルコントローラと通信するために使用する同じ信号経路を共有することができる。
【００７３】
実施形態図３−５に図示される多重発電機は、発電機、整合ネットワーク、およびセンサの３組を示すが、他の実施形態では、これらの構成は、発電機、整合ネットワーク、およびセンサの２つ以上の組によって実装されることができる。一実施形態では、発電機および整合ネットワークの各組ごとに１つのセンサではなく、単一センサが存在することができる。単一センサは、１つの発電機に対してローカルで、２つの発電機に対して遠隔で、電力出力を測定し得る。単一センサはまた、全３つの整合ネットワークに対するインピーダンスを遠隔で特徴づけ得る。
【００７４】
図６は、本開示の一実施形態による、電力をプラズマ負荷に供給する方法６００を図示する。方法６００は、監視動作６０２、分析動作６０４、および中継動作６０６を含む。監視動作６０２は、発電機（例えば、２０２）の電力出力の電気特性を監視し、電力出力の電気特性をローカルコントローラ（例えば、２１２）に提供することを伴う。分析動作６０４は、電力出力の電気特性（例えば、電圧、電流、位相、インピーダンス、電力）を分析することを含むことができる。分析動作６０４はまた、電力送達システム（例えば、２００）が、監視された電気特性に照らして、電力送達要件を満たすために、どのように動作され得るかを決定することを伴うことができる。中継動作６０６は、命令を電力送達システムの発電機および整合ネットワークに中継（パスまたは伝送）することを伴うことができ、その場合、命令は、分析動作６０４に基づくことができる。命令は、発電機および整合ネットワークの同時同調を可能にすることができる。
【００７５】
本明細書に説明されるシステムおよび方法は、本明細書に説明される具体的物理的素子に加え、コンピュータシステム等の機械内で実装されることができる。図７は、一組の命令が、素子に、本開示の側面および／または方法論のうちの任意の１つ以上を実施あるいは実行させるために実行することができる、コンピュータシステム７００の例示的形態における機械の一実施形態の概略表現を示す。図７における構成要素は、実施例にすぎず、任意のハードウェア、ソフトウェア、埋込論理構成要素、または特定の実施形態を実装する２つ以上のそのような構成要素の組み合わせの使用あるいは機能性の範囲に限定するものではない。
【００７６】
コンピュータシステム７００は、バス７４０を介して、互におよび他の構成要素と通信する、プロセッサ７０１と、メモリ７０３と、記憶装置７０８とを含み得る。バス７４０はまた、ディスプレイ７３２、１つ以上の入力素子７３３（例えば、キーパッド、キーボード、マウス、スタイラス等を含み得る）、１つ以上の出力素子７３４、１つ以上の記憶素子７３５、および種々の有形記憶媒体７３６をリンクし得る。これらの要素はすべて、直接、あるいはバス７４０への１つ以上のインターフェースまたはアダプタを介して、インターフェースをとり得る。例えば、種々の有形記憶媒体７３６は記憶媒体インターフェース７２６を介して、バス７４０とインターフェースをとることができる。コンピュータシステム７００は、１つ以上の集積回路（ＩＣ）、印刷回路基板（ＰＣＢ）、モバイルハンドヘルド素子（携帯電話またはＰＤＡ等）、ラップトップまたはノートブックコンピュータ、分散型コンピュータシステム、コンピューティンググリッド、あるいはサーバを含むが、それらに限定されない、任意の好適な物理的形態を有し得る。
【００７７】
プロセッサ７０１（または、中央処理ユニット（ＣＰＵ））は、随意に、命令、データ、またはコンピュータアドレスの一時的ローカル記憶のためのキャッシュメモリユニット７０２を含む。プロセッサ７０１は、コンピュータ可読命令の実行を支援するように構成される。コンピュータシステム７００は、プロセッサ７０１が、メモリ７０３、記憶装置７０８、記憶素子７３５、および／または記憶媒体７３６等の１つ以上の有形コンピュータ可読記憶媒体において具現化されるソフトウェアを実行する結果として、機能性を提供し得る。コンピュータ可読媒体は、特定の実施形態を実装するソフトウェアを記憶し得、プロセッサ７０１は、ソフトウェアを実行し得る。メモリ７０３は、１つ以上の他のコンピュータ可読媒体（大容量記憶素子７３５、７３６等）から、またはネットワークインターフェース７２０等の好適なインターフェースを通して、１つ以上の他のソースから、ソフトウェアを読み取り得る。ソフトウェアは、プロセッサ７０１に、本明細書に説明または図示される、１つ以上のプロセスあるいは１つ以上のプロセスの１つ以上のことを実施させ得る。そのようなプロセスまたはことの実施は、メモリ７０３内に記憶されるデータ構造を定義し、ソフトウェアによって指示されるように、データ構造を修正することを含み得る。
【００７８】
メモリ７０３は、限定されないが、ランダムアクセスメモリ構成要素（例えば、ＲＡＭ７０４）（例えば、静的ＲＡＭ「ＳＲＡＭ」、動的ＲＡＭ「ＤＲＡＭ」等）、読取専用構成要素（例えば、ＲＯＭ７０５）、および任意のそれらの組み合わせを含む、種々の構成要素（例えば、機械可読媒体）を含み得る。ＲＯＭ７０５は、データおよび命令を、単方向性に、プロセッサ７０１に通信するように作用し得、ＲＡＭ７０４は、データおよび命令を、双方向性に、プロセッサ７０１と通信するように作用し得る。ＲＯＭ７０５およびＲＡＭ７０４は、以下に説明される任意の好適な有形コンピュータ可読媒体を含み得る。一実施例では、起動の間等、コンピュータシステム７００内の要素間の情報を転送するのに有用である、基本ルーチンを含む、基本入力／出力システム７０６（ＢＩＯＳ）が、メモリ７０３内に記憶され得る。
【００７９】
固定記憶装置７０８は、随意に、記憶制御ユニット７０７を通して、双方向性に、プロセッサ７０１に接続される。固定記憶装置７０８は、追加のデータ記憶容量を提供し、また、本明細書に説明される任意の好適な有形コンピュータ可読媒体を含み得る。記憶装置７０８を使用して、オペレーティングシステム７０９、ＥＸＥＣ７１０（実行可能ファイル）、データ７１１、ＡＰＶアプリケーション７１２（アプリケーションプログラム）、および同等物を記憶し得る。多くの場合、常時ではないが、記憶装置７０８は、一次記憶装置（例えば、メモリ７０３）より低速の二次記憶装置媒体（ハードディスク等）である。記憶装置７０８はまた、光ディスクドライブ、固体メモリ素子（例えば、フラッシュベースのシステム）、または前述のいずれかの組み合わせを含むことができる。記憶装置７０８内の情報は、適切な場合、メモリ７０３内の仮想メモリとして組み込まれ得る。
【００８０】
一実施例では、記憶素子７３５は、記憶素子インターフェース７２５を介して、コンピュータシステム７００と（例えば、外部ポートコネクタ（図示せず）を介して）可撤性にインターフェースがとられ得る。特に、記憶素子７３５および関連付けられた機械可読媒体は、機械可読命令、データ構造、プログラムモジュール、および／またはコンピュータシステム７００のための他のデータの不揮発性ならびに／あるいは揮発性記憶装置を提供し得る。一実施例では、ソフトウェアは、完全にまたは部分的に、記憶素子７３５上の機械可読媒体内に常駐し得る。別の実施例では、ソフトウェアは、完全にまたは部分的に、プロセッサ７０１内に常駐し得る。
【００８１】
バス７４０は、種々のサブシステムを接続する。本明細書では、バスへの言及は、必要に応じて、共通機能を果たす、１つ以上のデジタル信号線を包含し得る。バス７４０は、限定されないが、種々のバスアーキテクチャのいずれかを使用する、メモリバス、メモリコントローラ、周辺バス、ローカルバス、および任意のそれらの組み合わせを含む、いくつかのタイプのバス構造のうちのいずれかであり得る。限定ではなく、実施例として、そのようなアーキテクチャとして、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、ビデオエレクトロニクススタンダーズアソシエーションローカルバス（ＶＬＢ）、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）バス、ＰＣＩ−エクスプレス（ＰＣＩ−Ｘ）バス、アクセラレーテッドグラフィックスポート（ＡＧＰ）バス、ハイパートランスポート（ＨＴＸ）バス、シリアルアドバンスドテクノロジーアタッチメント（ＳＡＴＡ）バス、および任意のそれらの組み合わせが挙げられる。
【００８２】
コンピュータシステム７００はまた、入力素子７３３を含み得る。一実施例では、コンピュータシステム７００のユーザは、入力素子７３３を介して、コマンドおよび／または他の情報をコンピュータシステム７００に入力し得る。入力素子７３３の実施例として、英数字入力素子（例えば、キーボード）、ポインティング素子（例えば、マウスまたはタッチパッド）、タッチパッド、ジョイスティック、ゲームパッド、オーディオ入力素子（例えば、マイクロホン、音声応答システム等）、光学スキャナ、動画または静止画像捕捉素子（例えば、カメラ）、および任意のそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。入力素子７３３は、限定されないが、シリアル、パラレル、ゲームポート、ＵＳＢ、ＦＩＲＥＷＩＲＥ、ＴＨＵＮＤＥＲＢＯＬＴ、または前述の任意の組み合わせを含む、種々の入力インターフェース７２３（例えば、入力インターフェース７２３）のいずれかを介して、バス７４０に対してインターフェースがとられ得る。
【００８３】
特定の実施形態では、コンピュータシステム７００が、ネットワーク７３０に接続されると、コンピュータシステム７００は、他の素子、具体的には、ネットワーク７３０に接続されたモバイル素子および企業システムと通信し得る。コンピュータシステム７００へおよびそこからの通信は、ネットワークインターフェース７２０を通して送信され得る。例えば、ネットワークインターフェース７２０は、１つ以上のパケット（インターネットプロトコル（ＩＰ）パケット等）の形態において、ネットワーク７３０から、着信通信（他の素子からの要求または応答等）を受信し得、コンピュータシステム７００は、処理のために、メモリ７０３内に着信通信を記憶し得る。コンピュータシステム７００は、同様に、メモリ７０３内に、１つ以上のパケットの形態において、ネットワークインターフェース７２０からネットワーク７３０に通信される、発信通信（他の素子への要求または応答等）を記憶し得る。プロセッサ７０１は、処理のために、メモリ７０３内に記憶されたこれらの通信パケットにアクセスし得る。
【００８４】
ネットワークインターフェース７２０の実施例として、ネットワークインターフェースカード、モデム、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ネットワーク７３０またはネットワークセグメント７３０の実施例として、広域ネットワーク（ＷＡＮ）（例えば、インターネット、企業ネットワーク）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（例えば、オフィス、建物、キャンパス、または他の比較的に小さい地理的空間に関連付けられたネットワーク）、電話網、２つのコンピューティング素子間の直接接続、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ネットワーク７３０等のネットワークは、有線および／または無線通信モードを採用し得る。一般に、任意のネットワークトポロジーが、使用され得る。
【００８５】
情報およびデータは、ディスプレイ７３２を通して表示されることができる。ディスプレイ７３２の実施例として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機液晶ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ディスプレイ７３２は、バス７４０を介して、プロセッサ７０１、メモリ７０３、および固定記憶装置７０８、ならびに入力素子７３３等の他の素子とインターフェースをとることができる。ディスプレイ７３２は、ビデオインターフェース７２２を介して、バス７４０にリンクされ、ディスプレイ７３２とバス７４０間のデータの転送は、グラフィック制御７２１を介して、制御されることができる。
【００８６】
ディスプレイ７３２に加え、コンピュータシステム７００は、限定されないが、オーディオスピーカ、プリンタ、およびそれらの任意の組み合わせを含む、１つ以上の他の周辺出力素子７３４を含み得る。そのような周辺出力素子は、出力インターフェース７２４を介して、バス７４０に連結され得る。出力インターフェース７２４の実施例として、シリアルポート、パラレル接続、ＵＳＢポート、ＦＩＲＥＷＩＲＥポート、ＨＵＮＤＥＲＢＯＬＴポート、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
【００８７】
加えて、または代替として、コンピュータシステム７００は、ソフトウェアの代わりに、またはそれとともに、本明細書に説明または図示される１つ以上のプロセスまたは１つ以上のプロセスの１つ以上のことを実行するように動作し得る、回路内に有線接続または別様に具現化される論理の結果として、機能性を提供し得る。本開示におけるソフトウェアの参照は、論理を包含し得、論理の参照は、ソフトウェアを包含し得る。さらに、コンピュータ可読媒体の参照は、必要に応じて、実行のためのソフトウェアを記憶する回路（ＩＣ等）、実行のための論理を具現化するための回路、または両方を包含し得る。本開示は、ハードウェア、ソフトウェア、または両方の任意の好適な組み合わせを包含する。
【００８８】
結論として、本発明は、とりわけ、特に、発電およびチャンバ条件が動的である場合のプラズマ処理のために、一貫し、かつ正確な電力をプラズマ負荷に提供するためのシステムおよび方法を提供する。本明細書に開示されるシステムおよび方法のいくつかの利点として、チャンバ整合、チャンバ特徴づけ、チャンバ診断、チャンバ故障予測、およびトラブルシューティングが挙げられる。当業者であれば、本明細書で説明される実施形態によって達成されるものと実質的に同じ結果を達成するために、多数の変形例および置換が、本発明、その用途、およびその構成において行われ得ることを容易に認識できる。故に、本発明を開示された例示的形態に限定する意図は全くない。多くの変形例、修正、および代替構造は、請求項で明示されるような開示された発明の範囲および精神内にある。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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