(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コマンド及び電気的スイッチング制御信号を生成するための処理装置であって、コマンドは、導電性通信リンクを介して送信可能である第１フォーマットを有している処理装置と、
コマンドを受信し、非導電性通信リンクを介して送信可能である第２フォーマットへコマンドを変換するための、処理装置に結合された第１コンバータであって、電気的スイッチング制御信号は、第１コンバータ又は処理装置に結合された第３コンバータのうちの少なくとも一方によって光スイッチング制御信号に変換されている第１コンバータと、
コマンドを受信し、導電性通信リンクを介して送信可能である第１フォーマットにコマンドを変換して戻し、続いて、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路にコマンドを送信するための、破壊的な高周波（ＲＦ）環境内で動作するように構成された第２コンバータと、
コマンドに基づいて破壊的なＲＦ環境内で動作する１以上の素子を制御するために使用される設定を調整するための、第２コンバータに結合され、破壊的なＲＦ環境内で動作するように構成されたＰＷＭ回路と、
光スイッチ制御信号を受信し、光スイッチング制御信号を電気的スイッチング制御信号に変換して戻す、破壊的なＲＦ環境内で動作するように構成された第４コンバータと、
電気的スイッチング制御信号に応じてスイッチオン及びオフするための、第４コンバータに結合され、破壊的なＲＦ環境で動作するように構成されたスイッチとを含むシステム。
【請求項２】
電気的スイッチング制御信号は、マルチマスター、マルチスレーブ、シングルエンド、シリアルコンピュータバス用のプロトコルに従ってフォーマットされる、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
処理装置は、追加のデジタル制御信号を生成し、破壊的なＲＦ環境の外部のデジタル機器に追加のデジタル制御信号を更に送信する、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
処理装置は、追加のアナログ制御信号を生成し、破壊的なＲＦ環境の外部のアナログ機器に追加のアナログ制御信号を更に送信する、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
非導電性通信リンクは、光ファイバーインターフェースを含み、第２フォーマットは、光学的フォーマットを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
ＰＷＭ回路に結合された１以上のスイッチングデバイスであって、ＰＷＭ回路は、設定に基づいてデューティサイクルを決定し、デューティサイクルに従って１以上のスイッチングデバイスをスイッチオン及びオフし、１以上のスイッチングデバイスは、スイッチオン時に１以上の素子に電力を供給し、スイッチオフ時に１以上のスイッチングデバイスに電力を供給しない、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
１以上の素子は、抵抗加熱素子、加熱ランプ、又はレーザのうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
第１フォーマットを有する測定信号を生成し、第２コンバータに測定信号を提供する、第２コンバータに結合された１以上のセンサを含み、
第２コンバータは、第２フォーマットに測定信号を変換する、及びに非導電性通信リンクを介して測定信号を送信し、
第１コンバータは、第１フォーマットに測定信号を変換して戻し、処理装置へ測定信号を送信し、
処理装置は、測定信号に基づいてアクションを実行する、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
第２コンバータに結合された複数のＰＷＭ回路であって、複数のＰＷＭ回路のそれぞれは、処理装置によって提供される設定に応じて異なる複数の素子を制御する、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
導電性通信リンクを介して送信可能である第１フォーマットを有するコマンドを処理装置で生成する工程と、
非導電性通信リンクを介して送信可能である第２フォーマットへ第１フォーマットからのコマンドを、処理装置に結合された第１コンバータによって変換する工程と、
非導電性通信リンクを介して第２コンバータにコマンドを送信する工程と、
破壊的な高周波（ＲＦ）環境内で動作する第２コンバータによって、導電性通信リンクを介して送信可能である第１フォーマットにコマンドを変換して戻す工程と、
破壊的なＲＦ環境内で動作する１以上の素子を制御するために使用されるＰＷＭの設定を調整するために、破壊的なＲＦ環境内で動作するパルス幅変調（ＰＷＭ）回路にコマンドを送信する工程と、
電気的スイッチング制御信号を生成する工程と、
光スイッチング制御信号に電気的スイッチング制御信号を変換する工程と、
破壊的なＲＦ環境内で動作する第３コンバータに光スイッチ制御信号を送信する工程と、
第３コンバータによって、電気的スイッチング制御信号に光スイッチング制御信号を変換して戻す工程と、
電気的スイッチング制御信号に応じて、破壊的なＲＦ環境内で動作するスイッチングデバイスをスイッチオン及びオフする工程とを含む方法。
【請求項１１】
非導電性通信リンクは、光ファイバーインターフェースを含み、第2フォーマットは、光学的フォーマットを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ＰＷＭ回路によって、設定に基づいて、デューティサイクルを決定する工程と、
デューティサイクルに従って、１以上のスイッチングデバイスをスイッチオン及びオフする工程を含み、１以上のスイッチングデバイスは、スイッチオン時に１以上の素子に電力を供給し、スイッチオフ時に１以上の素子に電力を供給しない、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
破壊的なＲＦ環境内で動作する１以上のセンサによって、測定信号を生成する工程と、
第１フォーマットを有する測定信号を第２コンバータに提供する工程と、
測定信号を第２フォーマットに変換する工程と、
非導電性通信リンクを介して測定信号を送信する工程と、
第１コンバータによって、測定信号を第１フォーマットに変換して戻す工程と、
処理装置によって、測定信号に基づいてアクションを実行する工程とを含む、請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態（実装）は、概して、半導体製造に関し、より具体的には、電子・電気コンポーネントを損傷する可能性のある破壊的な高周波（ＲＦ）環境（ＲＦホット環境とも呼ばれる）で動作する装置（デバイス）を制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、太陽電池、ディスプレイなどの製造のための多くのプロセスは、電子部品（コンポーネント）を損傷する可能性のある破壊的なＲＦ環境内で実行される。伝統的に、プロセスを制御する電気部品は、これらの電気部品とＲＦ環境に入るラインとの間に配置されたＲＦフィルタと共に、破壊的なＲＦ環境の外側に配置される。しかしながら、これは、電気部品のそれぞれに対して別々のフィルタ（例えば、破壊的なＲＦ環境内に配置された加熱素子をスイッチオン及びオフする各スイッチに対して別々のフィルタ）を存在させる。破壊的なＲＦ環境内の素子を制御するために使用される電気部品の数が増加するにつれて、フィルタの数も同様に増加する。このようなフィルタは、典型的には高価であり、大きい。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態では、システムは、処理装置と、処理装置に結合された第１コンバータを含む。システムは、第２コンバータと、第２コンバータに結合されたパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を更に含み、ここで第２コンバータ及びＰＷＭ回路は、破壊的な高周波（ＲＦ）環境内で動作する。処理装置は、導電性通信リンクを介して送信可能である第１フォーマットを有するコマンドを生成するように構成される。第１コンバータは、コマンドを受信し、非導電性通信リンクを介して送信可能である第２フォーマットへコマンドを変換するように構成される。第２コンバータは、コマンドを受信し、導電性通信リンクを介して送信可能であるフォーマットにコマンドを変換して戻し、続いて、ＰＷＭ回路にコマンドを送信するように構成される。ＰＷＭ回路は、コマンドに基づいて破壊的なＲＦ環境内で動作する１以上の素子を制御するために使用される設定を調整するように構成される。
【０００４】
一実施形態では、高周波環境内で動作する素子を制御する方法は、導電性通信リンクを介して送信可能である第１フォーマットを有するコマンドを処理装置で生成する工程を含む。本方法は、非導電性通信リンクを介して送信可能である第２フォーマットへ第１フォーマットからのコマンドを、処理装置に結合された第１コンバータによって変換する工程を更に含む。本方法は、非導電性通信リンクを介して第２コンバータにコマンドを送信する工程を更に含む。コマンドは、破壊的な高周波（ＲＦ）環境内で動作する第２コンバータによって、導電性通信リンクを介して送信可能であるフォーマットに変換して戻す工程を更に含む。本方法は、破壊的なＲＦ環境内で動作する１以上の素子を制御するために使用されるＰＷＭの設定を調整するために、破壊的なＲＦ環境内で動作するパルス幅変調（ＰＷＭ）回路にコマンドを送信する工程を更に含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明は、添付図面の図の中で、限定としてではなく、例として示され、同様の参照符号は同様の素子を示す。この開示における「一」又は「１つの」実施形態への異なる参照は、必ずしも同じ実施形態への参照ではなく、そのような参照は、少なくとも１つを意味することに留意すべきである。
【図１】ＲＦ環境内の装置のための、及びＲＦ環境内の装置用の制御アーキテクチャのための統合フィルタ構成の一実施形態を有する処理チャンバの概略断面側面図である。
【図２】一実施形態に係る、ＲＦ環境内の装置のための統合フィルタ構成を含むスイッチングシステムのブロック図である。
【図３】一実施形態に係る、ＲＦ環境内の装置のための制御アーキテクチャのブロック図である。
【図４】一実施形態に係る、ＲＦ環境内の装置のための別の制御アーキテクチャのブロック図である。
【図５】一実施形態に係る基板支持アセンブリの断面概略側面図である。
【図６】処理中にＲＦ環境内の複数の素子を動作させるための方法の一実施形態のフロー図である。
【図７】処理中にＲＦ環境内の複数の素子を動作させるための方法の別の一実施形態のフロー図である。
【図８】処理中にＲＦ環境内の複数の素子を動作させるための方法の別の一実施形態のフロー図である。
【実施形態の詳細な説明】
【０００６】
本明細書中に記載される実施形態は、破壊的なＲＦ環境（本明細書中では、ＲＦホット環境とも呼ばれる）の内部で動作する複数のスイッチを含むスイッチングシステムを提供する。複数のスイッチはすべて、同じ電力線に結合され、電力線は、ＲＦ環境によって電力線内に導入されるＲＦノイズをフィルタリング除去するフィルタに結合される。複数のスイッチは、非導電性通信リンクを介してＲＦ環境の外部の処理装置からスイッチング信号を受信し、電気的スイッチング信号にスイッチング信号を変換して、スイッチにスイッチング信号を提供するコンバータに結合される。ＲＦ環境内にスイッチを配置し、複数のスイッチに共通の電力線接続部を設けることによって、ＲＦノイズをフィルタリング除去し、ＲＦ環境の外部の電気部品を保護するために使用されるフィルタの数が低減される。フィルタは、高価で大きい。したがって、フィルタの数を減らすことによって、スイッチングシステムを使用する機械（例えば、半導体処理装置）のコストが低減される。また、機械の大きさを減少させることができる、及び／又は空間を他の部品のために機械内で使用可能にすることができる。
【０００７】
本明細書に記載される実施形態はまた、ＲＦ環境内のスイッチ、処理装置、及びその他のデバイスを制御するための、並びにＲＦ環境の外部にあるスイッチ、処理装置、及びその他のデバイスを制御するための制御アーキテクチャを提供する。制御アーキテクチャは、例えば、ＲＦ環境内にある上記のスイッチングシステム並びにパルス幅変調（ＰＷＭ）回路の両方及び／又は他の処理装置を制御するために使用することができる。制御アーキテクチャは、従来の設計と比較してコストと複雑さを大幅に削減して、ＲＦ環境の内部及びＲＦ環境の外部の論理デバイスのリアルタイム制御を可能にする。
【０００８】
一実施形態では、制御アーキテクチャは、第１コンバータに結合された処理装置を含み、ここで処理装置及び第１コンバータは、破壊的ＲＦ環境の外部にある。制御アーキテクチャは、第２コンバータに結合された少なくとも１つのパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を更に含み、ここでＰＷＭ回路及び第２コンバータは、破壊的なＲＦ環境の内部にある。処理装置は、非導電性通信リンクを介して送信可能である追加のフォーマット（例えば、光学的フォーマット）に第１コンバータが導電性フォーマットから変換したコマンドを生成する。第２コンバータは、追加のフォーマットから導電性フォーマットへコマンドを変換して戻し、ＰＷＭ回路にコマンドを提供する。コマンドは、ＰＷＭ回路の設定を更新することができる。ＰＷＭ回路は、その後、処理装置から更なるコマンドを受け取ることなく、破壊的ＲＦ環境内部で１以上の素子を制御することができる。
【０００９】
図１は、簡略化された制御アーキテクチャ及び簡略化されたスイッチングシステムの両方を有する例示的な処理チャンバ１００の概略断面図である。処理チャンバ１００は、例えば、プラズマ処理チャンバ、エッチング処理チャンバ、アニーリングチャンバ、物理蒸着チャンバ、化学蒸着チャンバ、又はイオン注入チャンバとすることができる。処理チャンバ１００は、接地されたチャンバ本体１０２を含む。チャンバ本体１０２は、内部容積１２４を囲む壁１０４、底部１０６、及び蓋１０８を含む。基板支持アセンブリ１２６は、内部容積１２４内に配置され、処理中にその上に配置される基板１３４を支持する。
【００１０】
処理チャンバ１００の壁１０４は、開口部（図示せず）を含み、それを通って基板１３４は、ロボットによって内部容積１２４の内外へ搬送することができる。ポンピングポート１１０は、チャンバ本体１０２の壁１０４又は底部１０６のうちの１つの中に形成され、ポンピングシステム（図示せず）に流体接続される。ポンピングシステムは、処理チャンバ１００の内部容積１２４内で真空環境を維持するために利用することができ、更に処理副生成物を除去することができる。
【００１１】
ガスパネル１１２は、チャンバ本体１０２の蓋１０８又は壁１０４のうちの少なくとも１つを貫通して形成された１以上の入口ポート１１４を介して処理チャンバ１００の内部容積１２４に処理ガス及び／又は他のガスを提供する。ガスパネル１１２により提供された処理ガスは、基板支持アセンブリ１２６上に配置された基板１３４を処理するのに利用されるプラズマ１２２を形成するために、内部容積１２４内で通電することができる。処理ガスは、チャンバ本体１０２の外側に位置するプラズマアプリケータ１２０から処理ガスに誘導結合されたＲＦ電力によって励起することができる。図１に示す実施形態では、プラズマアプリケータ１２０は、ＲＦ電源１１６に整合回路１１８を介して結合された同軸コイルの組である。
【００１２】
基板支持アセンブリ１２６は、一般的に、少なくとも１つの基板支持体１３２を含む。基板支持体１３２は、真空チャック、静電チャック、サセプタ、又は他のワークピース支持面とすることができる。図１の実施形態では、基板支持体１３２は、静電チャックであり、静電チャック１３２として以下では説明する。基板支持アセンブリ１２６は更に、ヒータアセンブリ１７０を含むことができる。基板支持アセンブリ１２６は、冷却ベース１３０も含むことができる。冷却ベースは、基板支持アセンブリ１２６から交互に分離することができる。基板支持アセンブリ１２６は、支持台１２５に取り外し可能に結合することができる。台ベース１２８及びファシリティプレート１８０を含むことができる支持台１２５は、チャンバ本体１０２に取り付けられる。基板支持アセンブリ１２６は、支持台１２５から定期的に除去することができ、これによって基板支持アセンブリ１２６の１以上の部品の改修を可能にする。
【００１３】
ファシリティプレート１８０は、１以上のリフトピンを上下動させるように構成された１以上の駆動機構を収容するように構成される。また、ファシリティプレート１８０は、静電チャック１３２及び／又は冷却ベース１３０からの流体接続を収容するように構成される。ファシリティプレート１８０はまた、静電チャック１３２及びヒータアセンブリ１７０からの電気的接続を収容するように構成される。多数の接続が、基板支持アセンブリ１２６の外又は内に走る可能性がある。
【００１４】
静電チャック１３２は、取付面１３１と、取付面１３１の反対側のワークピース面１３３を有する。静電チャック１３２は、一般的に、誘電体１５０内に埋め込まれたチャッキング電極１３６を含む。チャッキング電極１３６は、単極又は双極電極、又は他の適切な配置として構成することができる。チャッキング電極１３６は、静電誘電体１５０の上面に基板１３４を静電固定するためにＲＦ又はＤＣ電力を提供するチャッキング電源１３８にＲＦフィルタ１８２を介して結合される。ＲＦフィルタ１８２は、処理チャンバ１００内でプラズマ１２２を形成するために利用されるＲＦ電力が、電気機器に損傷を与える、又はチャンバの外部に電気ハザードを呈するのを防ぐ。誘電体１５０は、セラミックス材料（例えば、ＡｌＮ又はＡｌ２Ｏ３）から製造することができる。あるいはまた、誘電体１５０は、ポリマー（例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトンなど）から製造することができる。いくつかの例では、誘電体は、耐プラズマ性セラミックスコーティング（例えば、イットリア、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）など）でコーティングすることができる。
【００１５】
静電チャック１３２のワークピース面１３３は、基板１３４と静電チャック１３２のワークピース面１３３との間に画定される間隙に裏面熱伝達ガスを供給するためのガス流路（図示せず）を含むことができる。静電チャック１３２はまた、処理チャンバ１００の内外へのロボット搬送を促進するために、静電チャック１３２のワークピース面１３３上に基板１３４を昇降させるためのリフトピンを収容するためのリフトピン穴（いずれも図示せず）を含むことができる。
【００１６】
温度制御された冷却ベース１３０は、熱伝達流体源１４４に結合される。熱伝達流体源１４４は、熱伝達流体（例えば、冷却ベース１３０内に配置された１以上の導管１６０を通って循環された液体、気体又はそれらの組み合わせ）を提供する。隣接する導管１６０を通って流れる流体は、静電チャック１３２と、基板１３４の横方向温度プロファイルを制御するのに役立つ冷却ベース１３０の異なる領域との間の熱伝達の局所制御を可能にするために分離させることができる。
【００１７】
流体分配器（図示せず）を、熱伝達流体源１４４と温度制御された冷却ベース１３０の出口との間に流体結合させてもよい。流体分配器は、導管１６０に供給される熱伝達流体の量を制御するように動作する。流体分配器は、処理チャンバ１００の外部に、ピクセル化された基板支持アセンブリ１２６内に、台座１２８内に、又は他の適切な場所に配置することができる。
【００１８】
ヒータアセンブリ１７０は、（例えば、静電チャックの）本体１５２内に埋め込まれた１以上の主抵抗加熱素子１５４及び／又は複数の補助加熱素子１４０を含むことができる。主抵抗加熱素子１５４は、基板支持アセンブリ１２６及び支持された基板１３４の温度をプロセスレシピ内で指定された温度まで上昇させるために提供することができる。補助加熱素子１４０は、主抵抗加熱素子１５４によって生成された基板支持アセンブリ１２６の温度プロファイルに局所化された調整を提供することができる。したがって、主抵抗加熱素子１５４は、グローバル化されたマクロスケールで動作し、一方、補助加熱素子は、局所化されたマイクロスケールで動作する。主抵抗加熱素子１５４は、１以上のスイッチングデバイスを含むスイッチングモジュール１９２に結合される。スイッチングモジュール１９２は、コントローラ１４８から受け取る信号に基づいて、主抵抗加熱素子１５４への電力の流れをスイッチオン及びオフする。電源１５６は、最大９００ワット又はそれ以上の電力を主抵抗加熱素子１５４に供給することができる。
【００１９】
コントローラ１４８は、一般的に、基板１３４を所定の温度程度に加熱するように設定される主ヒータ電源１５６の動作を制御することができる。一実施形態では、主抵抗加熱素子１５４は、複数の横方向に分離された温度ゾーンを含む。コントローラ１４８は、主抵抗加熱素子１５４の１以上の温度ゾーンが、１以上の他の温度ゾーンに位置する主抵抗加熱素子１５４に対して優先的に加熱されることを可能にする。例えば、主抵抗加熱素子１５４は、複数の分離した温度ゾーンに同心円状に配置されてもよい。
【００２０】
補助加熱素子１４０は、補助ヒータ電源１４２にＲＦフィルタ１８６を介して結合される。補助ヒータ電源１４２は、補助加熱素子１４０に１０ワット以下の電力を供給することができる。一実施形態では、補助ヒータ電源１４２は、直流（ＤＣ）電力を生成し、主ヒータ電源１５６は、交流電流（ＡＣ）を生成する。あるいはまた、補助ヒータ電源１４２と主ヒータ電源１５６の両方は、ＡＣ電力又はＤＣ電力を提供することができる。一実施形態では、補助ヒータ電源１４２により供給される電力は、主抵抗加熱素子の主ヒータ電源１５６により供給される電力よりも１桁小さい。補助加熱素子１４０は更に、内部コントローラ１９１に結合される。内部コントローラ１９１は、基板支持アセンブリ１２６内に、又は基板支持アセンブリ１２６の外部に位置することができる。内部コントローラ１９１は、基板支持アセンブリ１２６全域に亘って横方向に分布した補助加熱素子１４０のそれぞれで局所的に生成された熱を制御するために、補助ヒータ電源１４２から個別又はグループの補助加熱素子１４０に供給される電力を管理することができる。内部コントローラ２０２は、補助加熱素子１４０のうちの１つの出力を補助加熱素子１４０の他のものに対して独立して制御するように構成される。
【００２１】
一実施形態では、１以上の主抵抗加熱素子１５４及び／又は補助加熱素子１４０は、静電チャック１３２内に形成することができる。内部コントローラ１９１は、冷却ベースに隣接して、又は冷却ベースの近くに配置することができ、個々の補助加熱素子１４０を選択的に制御することができる。
【００２２】
静電チャック１３２は、コントローラ１４８に温度フィードバック情報を提供するため、主抵抗加熱素子１５４に主ヒータ電源１５６によって印加された電力を制御するため、冷却ベース１３０の動作を制御するため、及び／又は補助加熱素子１４０に補助ヒータ電源１４２によって印加された電力を制御するための１以上の温度センサ（図示せず）を含むことができる。
【００２３】
処理チャンバ１００内の基板１３４の表面の温度は、ポンプ、スリットバルブドア、プラズマ１２２、及びその他の要因による処理ガスの排出によって影響される可能性がある。冷却ベース１３０、１以上の主抵抗加熱素子１５４、及び補助加熱素子１４０はすべて、基板１３４の表面温度を制御するのを助長する。
【００２４】
主抵抗加熱素子１５４の２ゾーン構成の一実施形態では、主抵抗加熱素子１５４は、互いのゾーン間で±約１０℃のばらつきを有する処理に適した温度まで基板１３４を加熱するために使用することができる。主抵抗加熱素子１５４に対する４つのゾーンアセンブリの別の一実施形態では、主抵抗加熱素子１５４は、特定のゾーン内で±約１．５℃のばらつきを有する処理に適した温度まで基板１３４を加熱するために使用することができる。各ゾーンは、プロセス条件及びパラメータに応じて隣接するゾーンから約０℃〜約２０℃変化させることができる。いくつかの例では、基板１３４に対する表面温度の１／２度のばらつきは、内部の構造の形成における１ナノメートルの大きさの差を生じさせる可能性がある。補助加熱素子１４０は、±約０．３℃に温度プロファイルのばらつきを低減することにより、主抵抗加熱素子１５４によって生成された基板１３４の表面の温度プロファイルを改善するために使用することができる。温度プロファイルは、所望の結果を得るために、補助加熱素子１４０を使用することにより、基板１３４の全領域に亘って、均一にする、又は所定の方法で正確に変化させることができる。
【００２５】
処理チャンバ１００の内部容積１２４は、破壊的なＲＦ環境（ＲＦホット環境とも呼ばれる）である。破壊的なＲＦ環境は、（例えば、ＲＦ環境内における電気部品の慎重な構成及び配置によって、又はＲＦノイズをフィルタリング除去することによって）保護されていない電気部品に損傷を与える又は破壊する。スイッチングモジュール１９２及び内部コントローラ１９１は両方とも、内部容積１２４内に配置され、したがって、破壊的なＲＦ環境に曝されている。スイッチングモジュール１９２及び内部コントローラ１９１内の電気部品を保護するために、スイッチングモジュール１９２及び内部コントローラ１９１内の部品は、ほぼ等しい電位に維持され、接地されない。
【００２６】
スイッチングモジュール１９２は、回路基板（例えば、プリント回路基板）に取り付けることができる。（スイッチングモジュール１９２の部品を含む）回路基板は、固定電位に維持することができる。こうして、回路基板の各領域は、同じ電位を有することができる。一定の電位に回路基板及びその部品のすべてを維持することにより、ＲＦ環境からの損傷を防止することができる。内部コントローラ１９１は、同様に回路基板（例えば、プリント回路基板）に搭載することができる。（内部コントローラ１９１の部品を含む）回路基板は、固定電位に維持することができる。回路基板の各領域は、こうして同じ電位を有することができる。回路基板及びその部品のすべてを固定電位に維持することにより、ＲＦ環境からの損傷を防止することができる。内部コントローラ１９１及び補助加熱素子１４０に電力を提供する電力線は、フィルタ１８４によって保護されている。また、スイッチングモジュール１９２及び主抵抗加熱素子１５４に電力を提供する電力線は、フィルタ１８６によって保護されている。
【００２７】
外部コントローラ１４８は、処理チャンバ１００の動作及び基板１３４の処理を制御するために、処理チャンバ１００に結合される。外部コントローラ１４８は、様々なサブプロセッサ及びサブコントローラを制御するための工業環境で使用可能な汎用データ処理システムを含む。一般的に、外部コントローラ１４８は、他の一般的な部品間でメモリ１７４及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路１７６と連通する中央処理装置（ＣＰＵ）１７２を含む。コントローラ１４８のＣＰＵによって実行されるソフトウェアコマンドは、処理チャンバに、例えば、内部容積１２４内にエッチャントガス混合物（すなわち、処理ガス）を導入させ、プラズマアプリケータ１２０からのＲＦ電力の印加によって処理ガスからプラズマ１２２を形成させ、基板１３４上の材料の層をエッチングさせる。
【００２８】
コントローラ１４８は、コマンド及びスイッチング信号を導電性フォーマットから非導電性フォーマットへ変換する１以上のコンバータを含むことができる。一実施形態では、コントローラ１４８は、光ファイバーインターフェースを介して送信するための光学的フォーマットにコマンド及びスイッチング信号を変換する光コンバータを含む。スイッチングモジュール１９２は、コントローラ１４８から受信したスイッチング信号を導電性（例えば、電気的）フォーマットへ変換して戻し、その後スイッチング信号をスイッチングデバイスに提供する別のコンバータを含むことができる。同様に、内部コントローラ１９１は、コマンドを非導電性フォーマットから導電性フォーマットへ変換し、内部コントローラ１９１内に含まれる１以上の処理装置にコマンドを提供する同様のコンバータを含むことができる。一実施形態では、処理装置は、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路である。コントローラ１４８からのスイッチング信号及びコマンドを非導電性インターフェースを介してスイッチングモジュール１９２及び内部コントローラ１９１に送信することにより、コントローラ１４８は、ＲＦノイズから保護される。
【００２９】
図２は、一実施形態に係る、ＲＦ環境内の装置用の統合フィルタ構成を含むスイッチングシステム２００のブロック図である。スイッチングシステム２００は、外部コントローラ２３２及びスイッチングモジュール２１０を含む。スイッチングモジュール２１０は、ＲＦ環境２０５（例えば、破壊的なＲＦ環境）の内側に存在し、外部コントローラ２３２は、ＲＦ環境２０５の外側に存在する。
【００３０】
外部コントローラ２３２は、スイッチングモジュール２１０に電力を供給する、及びスイッチングモジュール２１０にスイッチング信号を供給するように構成される。電力は、電力線２５５上を、単一のフィルタ２３０を通ってスイッチングモジュール２１０まで供給される。一実施形態では、外部コントローラ２３２は、電力線２５５、フィルタ２３０、及び接続された電気部品を保護する回路遮断器２３８を含む。一実施形態では、外部コントローラ２３２は、スイッチングモジュール２１０に単相電力（例えば、２０８Ｖ  ＡＣ電力）を提供する。あるいはまた、外部コントローラ２３２は、スイッチングモジュール２１０に三相電力を提供することができる。
【００３１】
単一のフィルタ２３０は、もしも無い場合に、ＲＦ環境２０５によって電源ライン２５５に導入されるであろうＲＦノイズをフィルタリング除去するように構成される。従来の構成では、スイッチは、ＲＦ環境の外側に配置され、フィルタによってＲＦ環境から分離されている。従来の構成では、別個のフィルタが、各スイッチのために使用される。対照的に、スイッチングシステム２００は、単一の電力線２５５（例えば、ホット導線、ニュートラル導線、及び接地導線を有する単一の電力線）及び単一のフィルタ２３０を含む。１つだけのフィルタの使用は、スイッチングシステムのコスト及びサイズを大幅に削減することができる。
【００３２】
外部コントローラ２３２は、処理装置２４０及びコンバータ２３５を更に含む。処理装置２４０は、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラ、マイクロプロセッサ（例えば、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ）、ＰＩＤマイクロプロセッサ、中央処理装置、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等とすることができる。処理装置２４０はまた、同じ種類又は異なる種類の複数の処理装置であってもよい。例えば、処理装置２４０は、ＰＩＤコントローラとマイクロプロセッサの組み合わせ又は複数のマイクロプロセッサの組み合わせとすることができる。
【００３３】
処理装置２４０は、１以上の導電性接続を介してコンバータ２３５に結合される。一実施形態では、処理装置２４０は、スイッチングモジュール２１０内で各スイッチに対応する並列接続の異なる配線によるコンバータ２３５への並列接続を有する。図示の例では、スイッチングコントローラ２１０は、４つのスイッチ２２０、２２１、２２２、２２３を含む。したがって、処理装置２４０は、４つの別々の配線でコンバータ２３５に並列接続される。より多くの又はより少ない配線が、スイッチングモジュール２１０内に含まれるスイッチの数に応じて、そのような一実施形態で使用されてもよい。各配線は、特定のスイッチのスイッチオン及びオフを制御するために使用されるスイッチング信号を送信するために使用することができる。あるいはまた、処理装置２４０は、複数のスイッチング信号が多重化され、１以上の配線を介して送信することができる、コンバータ２３５へのシリアル接続を有していてもよい。
【００３４】
コンバータ２３５は、スイッチング信号を導電性フォーマット（例えば、電気信号）から非導電性通信リンク２５０を介して送信可能である非導電性フォーマットに変換する。処理装置２４０とＲＦ環境２０５内の部品との間の電気的分離を維持するために、導電性通信リンクではなく、非導電性通信リンク２５０が使用される。これは、ＲＦノイズが制御回路を通って外部コントローラ２３２に伝わり、外部コントローラ２３２に損傷を与えるのを防止する。一実施形態では、コンバータ２３５は光学的コンバータであり、非導電性フォーマットは、光学的フォーマット（例えば、光信号）であり、非導電性通信リンク２５０は、光ファイバーインターフェース（例えば、光ファイバーケーブル）である。光ファイバーインターフェースは、電磁干渉又は高周波（ＲＦ）エネルギーの影響を受けない。したがって、ＲＦエネルギー送信から制御処理装置２４０を保護するためのＲＦフィルタは省略することができ、これによって他のユーティリティをルーティングするためのより多くのスペースを可能にする。一実施形態では、コンバータ２３５は、複数の異なるスイッチに向けられた信号を多重化し、シリアル接続を介して（例えば、シリアル光接続を介して）これらの多重化された信号を送信する。
【００３５】
別の実施形態では、他の非導電性フォーマット及びそれに対応する非導電性通信リンク２５０を使用することができる。一実施形態では、コンバータ１３５は、無線ネットワークアダプタ（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（商標名）アダプタ又は他の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）アダプタ）である。コンバータ２３５はまた、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）モジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、又は他のタイプの無線高周波（ＲＦ）通信モジュールであってもよい。コンバータ２３５はまた、近距離無線通信（ＮＦＣ）モジュール、赤外線モジュール、又は他のタイプのモジュールであってもよい。
【００３６】
スイッチングモジュール２１０は、受信した非導電性スイッチング信号（例えば、光スイッチング信号）を導電性フォーマット（例えば、電気スイッチング信号）に変換して戻すように構成される第２コンバータ２１５を含む。一実施形態では、電気スイッチング信号は、４〜２０ミリアンペアの信号及び／又は０〜２４ボルトのＡＣ信号である。コンバータ２１５は、コンバータ２３５と同じタイプのコンバータとすることができる。例えば、コンバータ２３５が光コンバータである場合、コンバータ２１５もまた、光コンバータとなる。同様に、コンバータ２３５がＷｉ−Ｆｉアダプタである場合、コンバータ２１５もまた、Ｗｉ−Ｆｉアダプタとなる。
【００３７】
一実施形態では、コンバータ２１５は、スイッチ２２０、２２１、２２２、及び２２３の各々に別々の配線を有する。スイッチ２２０〜２２３は、スイッチングリレー、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）、トランジスタ、サイリスタ、トライアック、又は他のスイッチングデバイスとすることができる。コンバータ２１５は、受信したスイッチング信号を変換し、その後、電気的スイッチング信号が向けられたスイッチに接続された配線に電気的スイッチング信号を出力する。電気的スイッチング信号は、適切なスイッチをスイッチング信号に応じてスイッチオン及びオフさせる。したがって、外部コントローラ２３２は、ＲＦ環境２０５の外部からのスイッチのリアルタイム（又はほぼリアルタイム）制御を行うことができる。各スイッチは、変調されていない電力を受け取り、変調された電力を出力し、ここで変調された電力の変調は、スイッチによって実行されたスイッチングに基づいている。スイッチは、例えば、出力電圧を変調させることができる。
【００３８】
図示の実施形態では、スイッチングモジュール２１０は、４つのスイッチ２２０、２２１、２２２、２２３を含む。スイッチ２２０〜２２３の各々は、４ゾーンの静電チャックの異なる温度ゾーンを加熱する異なる加熱素子２２５、２２６、２２７、２２８に結合される。しかしながら、より多くのスイッチ及び加熱素子が使用され、これによって静電チャックに追加の加熱ゾーンを付加してもよい。同様に、４つよりも少ない温度ゾーンが望まれる場合は、より少ないスイッチ及び加熱素子が使用されてもよい。代替実施形態では、スイッチ２２０〜２２３は、抵抗加熱素子以外の素子のスイッチオン及びオフをするために使用される。例えば、スイッチ２２０〜２２３は、代替的又は追加的に、加熱ランプ及び／又はレーザに電力を供給するために使用することができる。各々のスイッチ２２０〜２２３及び関連する加熱素子２２５〜２２８は、単一のＲＦフィルタ２３０を共有し、独自のＲＦフィルタを有さないので、スイッチングシステム２００を含む機械（例えば、半導体処理装置）内の空間を節約し、更に追加のフィルタに関連するコストが有利に軽減される。
【００３９】
一実施形態では、スイッチングモジュール２１０は、導電性ハウジング（ＲＦハウジングとも呼ばれる）内に収容される。導電性ハウジングは、例えば、金属製の箱とすることができる。スイッチングモジュール２１０の部品はすべて、前述したように、同じ電位を有することができる。スイッチングモジュールの部品すべてが同じ電位にあることを保証するために、回路基板及びその部品から導電性ハウジングの壁のそれぞれまでの空間がほぼ等しくなるように、導電性ハウジング内でほぼセンタリングされた回路基板に部品を取り付けることができる。また、スイッチングモジュール２１０は、グランドに接続されなくてもよい（接地されなくてもよい）。したがって、漏れ電流は、ＲＦ環境によってスイッチングモジュール２１０内に導入されないことが可能である。
【００４０】
図３は、一実施形態に係る、ＲＦ環境内のデバイス用の統合フィルタ構成を含む別のスイッチングシステム３００のブロック図である。スイッチングシステム３００は、図２のスイッチングシステム２００と同様であるが、外部コントローラ３３２からの命令を受信し、その後、外部コントローラ３３２とは独立したＲＦ環境３０５内の追加の部品を制御することができる１以上の処理装置（図示せず）を含む内部コントローラ３５５を制御するための部品を更に含む。
【００４１】
制御アーキテクチャ３００は、コンバータ３３５により非導電性スイッチング信号に変換され、スイッチングモジュール３１０内でコンバータ３１５に非導電性通信リンク３５０を介して送信される電気的スイッチング信号を生成する処理装置２４０を含む。コンバータ３１５は、非導電性スイッチング信号を電気的スイッチング信号へ変換して戻し、加熱素子３２５、３２６、３２７、３２８への電力を制御するために指定されたスイッチ３２０、３２１、３２２、３２３に電気的スイッチング信号を送る。電力は、電力線３５５を介して、単一のＲＦフィルタ３３０を介して、加熱素子３２５〜３２８へ送られる。回路遮断器３３８は、電力線３５５に接続された部品を保護するために使用される。
【００４２】
内部コントローラ３８０もまた、ＲＦ環境３０５内に存在する。内部コントローラ３８０は、外部コントローラ３３２からの命令を受けた後、ＲＦ環境３０５内部の１以上の素子又は部品を制御するためのこれらの命令を実行することができる１以上の処理装置を含む。例えば、内部コントローラ３８０は、１以上の補助加熱素子を制御するために使用することができる。
【００４３】
内部コントローラ３８０は、単一のＲＦフィルタ３３３を介して電力線３８２に結合することができる。電力線３８２は、電力線３５５よりもはるかに低い電力を供給することができる。例えば、電力線３５５は、最大約９００ボルト（Ｖ）ＡＣの電力を供給することができる。対照的に、電力線３８２は、約５〜２４ボルトＤＣの電力を供給することができる。したがって、外部コントローラ３３２は、最大９００ボルトの入力を受け取り、出力として５〜２４Ｖを供給する電源３６０を含むことができる。回路遮断器３４０は、電源３６０、ＲＦフィルタ３３３、及び内部コントローラ３８０を保護することができる。
【００４４】
外部コントローラ３３２は、内部コントローラ３８０を制御するために使用することができるコマンドを生成するための追加の処理装置３５２を更に含むことができる。処理装置３５２は、処理装置３４０と同じでも異なっていてもよい。処理装置３５２は、導電性通信リンクを介して送信可能である第１フォーマットから、非導電性通信リンクを介して送信可能である第２フォーマットへコマンドを変換するコンバータ３４５に結合させることができる。あるいはまた、処理装置３５２は、コンバータ３３５に結合させてもよい。別の一実施形態では、処理装置３４０は、内部コントローラ３８０を制御するためのコマンドを生成することができる。
【００４５】
図４は、一実施形態に係るＲＦ環境内のデバイス用の制御アーキテクチャ４００のブロック図である。制御アーキテクチャ４００は、ＲＦ環境４０８の外部に存在する外部コントローラ４０６と、ＲＦ環境４０８の内部に存在する内部コントローラ４０５を含む。制御アーキテクチャ４００はまた、ＲＦ環境の外部にある１以上のアナログデバイス４５５及び／又はデジタルデバイス４６０を含むことができる。制御アーキテクチャ４００はまた、ＲＦ環境４０８内に配置されるスイッチングモジュール４６０を含むことができる。
【００４６】
外部コントローラ４０６は、外部コントローラ４０６の部品に電力を供給する第１電源４２４と、内部コントローラ４０５に電力を供給する第２電源４２６を含む。外部コントローラ４０６は更に、スイッチングモジュール４６０に電力を供給する第３電源４３１を含むことができる。第１電源４２４は、第１回路遮断器４２８を介して電源に結合され、第２電源４２６は、第２回路遮断器４３０を介して電源に結合される。同様に、第３電源４３１は、第３回路遮断器（図示せず）を介して電源に結合させることができる。
【００４７】
単一のＲＦフィルタ４１５は、内部コントローラ４０５から第２電源４２６を分離する。同様に、単一のＲＦフィルタ４５６は、スイッチングモジュール４６０から第３電源４３１を分離することができる。ＲＦフィルタ４１５及び４５６は、外部コントローラ４０６を保護するために、ＲＦ環境４０８によって電力線に導入されるＲＦノイズをフィルタリング除去することができる。
【００４８】
外部コントローラ４０６は、どちらも第１電源４２４によって給電される第１処理装置４１８と第２処理装置４２０を更に含む。第１及び第２処理装置４２４、４２６は、ＰＩＤコントローラ、マイクロプロセッサ、ＰＩＤマイクロプロセッサ、中央処理装置、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ等とすることができる。一実施形態では、第１処理装置４１８は、汎用プロセッサ（例えば、Ｘ８６系プロセッサ）であり、第２処理装置は、デジタル入力、デジタル出力、アナログ入力、及びアナログ出力を含む縮小命令セット（ＲＩＳＣ）プロセッサ（例えば、ＡＲＭ（商標名）プロセッサ）である。
【００４９】
一実施形態では、第２プロセッサ４２０は、導電性フォーマットから非導電性フォーマットへコマンド及びスイッチング信号を変換するコンバータ（図示せず）を更に含む。非導電性のフォーマットは、光フォーマット（例えば、赤外線通信又は光ファイバー通信用）、ＲＦフォーマット（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等）、誘導性フォーマット（例えば、ＮＦＣ）等とすることができる。代替実施形態では、第２処理装置４２０は、導電性フォーマットと非導電性フォーマットの間の変換を実行する１以上のコンバータに結合させることができる。第１処理装置４１８は、イーサネット接続、バス、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ接続、シリアル接続、ペリフェラルコンポーネントインターコネクトエクスプレス（ＰＣＩｅ）接続、又は他の導電性通信インターフェースにより、第２処理装置４２０に結合させることができる。外部コントローラ４０６と内部コントローラ４０８の間の非導電性通信リンクは、電磁干渉又は高周波（ＲＦ）エネルギーの影響を受けない。したがって、内部コントローラ４０５からのＲＦエネルギー伝達から外部コントローラ４０６を保護するためのＲＦフィルタは使用されない。これは、他のユーティリティをルーティングするためのより多くのスペースを解放する。同様に、外部コントローラ４０６とスイッチングモジュール４６０の間の非導電性通信リンクは、電磁干渉又は高周波（ＲＦ）エネルギーの影響を受けない。
【００５０】
第１処理装置４１８及び／又は第２処理装置４２０は、バスを介して、メインメモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ等）、二次記憶装置（例えば、ディスクドライブ又は半導体ドライブ）、グラフィックスデバイスなどに結合させることができる。第１処理装置４１８は、１以上の入力／出力装置４２２に結合に結合させることができ、入力／出力デバイス４２２を介してユーザインターフェースを提供することができる。入力デバイスは、マイクロホン、キーボード、タッチパッド、タッチスクリーン、マウス（又は他のカーソル制御装置）などを含むことができる。出力デバイスは、スピーカー、ディスプレイなどを含むことができる。第１処理装置４１８は、ＲＦ環境４０８の外部にあるアナログデバイス４５５及びデジタルデバイス４６０、並びにＲＦ環境４０８内に配置されている内部コントローラ４０５、スイッチングモジュール４６０、及び／又はその他のアナログ及びデジタルデバイスを制御するために、ユーザが設定点及び設定パラメータを選択する、プロセスレシピを選択する、プロセスレシピを実行することなどを可能にするユーザインターフェースを提供することができる。ユーザインターフェースはまた、ＲＦ環境４０８の内部及び外部にある制御装置の設定、並びにＲＦ環境４０８の内側及びＲＦ環境４０８の外側の両方からのセンサの測定値を表示することができる。
【００５１】
第１処理装置４１８は、ユーザの入力に応じて、コマンドを生成し、第２処理装置４２０にコマンドを送信する。例えば、ユーザは、プロセスレシピを選択し、プロセスレシピを実行するためのコマンドを発行する入力を提供することができる。第２処理装置４２０は、第１処理装置４１８から受信したコマンドに基づいて１以上の追加のコマンドを生成することができる。例えば、第１処理装置４１８は、アナログデバイス４５５用の第１命令と、デジタルデバイス４６０用の第２命令と、内部コントローラ４０５用の第３命令と、スイッチングモジュール４６０用の第４命令とを第２処理装置４２０に生成させるコマンドを第２処理装置４２０に送信することができる。第１命令は、第２処理装置４２０が、アナログデバイス４５５に送信するアナログ信号とすることができる。第２命令は、第２処理装置４２０が、デジタルデバイス４６０に送信するデジタル信号とすることができる。第３命令は、デジタルであり、集積回路間（Ｉ２Ｃ）プロトコルに従ってフォーマットされたコマンドでとすることができる。また、第３命令は、非導電性インターフェースを介した伝送のためにフォーマットされていてもよい（例えば、デジタル光信号であってもよい）。第４命令は、スイッチングモジュール４６０内に含まれる１以上のスイッチをスイッチオン及びオフするデジタル又はアナログスイッチング信号とすることができる。第４命令は、非導電性インターフェースを介した伝送のためにフォーマットされていてもよい（例えば、光スイッチング信号であってもよい）。したがって、第２処理装置４２０は、ＲＦ環境４０８の内部とＲＦ環境４０８の外部のいずれにある複数の異なるタイプのデジタル及びアナログデバイスをも制御するためのコマンドを生成することが可能である。
【００５２】
内部コントローラ４０５は、受信したコマンド及び他の信号を非導電性フォーマットから導電性フォーマットに変換するように構成されるコンバータ４４０を含む。例えば、内部コントローラ４０５は、受信した光信号を対応する電気信号に変換する光コンバータとすることができる。受信信号は、アナログ信号及び／又はデジタル信号とすることができる。
【００５３】
内部コントローラ４０５は、コンバータ４４０に結合された１以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）回路又はチップ４４６を更に含む。コンバータ４４０は、非導電性フォーマットから導電性フォーマットにコマンドを変換した後、ＰＷＭ回路４４６にコマンドを送信する。コマンドは、ＰＷＭ回路の１以上のピン又は出力の設定値を変更する、及び／又はＰＷＭ回路の１以上のピン又は出力をアクティブ化又は非アクティブ化するためのコマンドとすることができる。各ＰＷＭ回路は、スイッチングデバイス４４８は、そのそれぞれがスイッチングデバイス（例えば、トランジスタ、サイリスタ、トライアック、又は他のスイッチングデバイス４４８）に結合される複数のピン又は出力を含むことができる。スイッチングデバイス４４８は、例えば、シンク型の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）とすることができる。
【００５４】
ＰＷＭ回路４４６は、ＰＷＭ回路４４６の構成に応じて、１以上のスイッチングデバイス４４８をオン又はオフすることができる。ＰＷＭ回路４４６は、１以上の素子４５０に印加される、デューティサイクル、電圧、電流、又は電力の継続時間のうちの少なくとも１以上を制御することができる。一実施形態では、ＰＷＭ回路４４６は、ＰＷＭ回路４４６のピン又は出力のデューティサイクルを設定するコマンドを受信する。ＰＷＭ回路４４６は、その後、設定されたデューティサイクルに応じて、スイッチングデバイス４４８をオン・オフする。デューティサイクルを増減することにより、ＰＷＭ回路４４６は、トランジスタ４４８がオフになっている時間量に対して、スイッチングデバイス４４８がオンになっている時間量を制御することができる。スイッチングデバイス４４８は、フィルタ４１５を通る電力線に結合することができ、したがってオン時に素子４５０に電力を供給することができる。スイッチングデバイス４４８のデューティサイクルを制御することによって、素子４５０に供給される電力量を高精度に制御することができる。素子４５０は、例えば、抵抗加熱素子、加熱ランプ、レーザ等とすることができる。
【００５５】
前述したように、内部コントローラ４０５は、複数のＰＷＭ４４６を含むことができ、各ＰＷＭ４４６は、複数のスイッチングデバイス（例えば、トランジスタ、サイリスタ、トライアック等）及びそれらのスイッチングデバイスに結合された素子を制御することができる。ＰＷＭ４４６はそれぞれ、それらの制御素子のそれぞれに対する動作設定点を受信することができ、それに応じてそれらの素子を制御することができる。外部コントローラ４０６への接続が失われた場合でも、ＰＷＭ回路４４６は、中断することなく素子を制御し続けることができる。
【００５６】
一実施形態では、各素子４５０は、静電チャックの補助加熱素子である。ＰＷＭ回路４４６は、他の補助加熱素子の温度とは独立した補助加熱素子（補助ヒータとも呼ばれる）の温度を調節することができる。ＰＷＭ回路４４６は、オン／オフ状態を切り替える、又は個々の補助加熱素子のデューティサイクルを制御することができる。代替的に又は追加的に、ＰＷＭ回路４４６は、個々の補助加熱素子に供給される電力量を制御することができる。例えば、ＰＷＭ４４６は、１以上の補助加熱素子に１０ワットの電力、他の補助加熱素子に９ワットの電力、更に他の補助加熱素子に１ワットの電力を提供することができる。
【００５７】
各ＰＷＭ４４６はプログラミングされ、各補助加熱素子で温度を測定することによって較正することができる。ＰＷＭ４４６は、個々の補助加熱素子のための電力パラメータを調整することによって、補助加熱素子の温度を制御することができる。一実施形態では、温度は、補助加熱素子へのインクリメンタルな電力増加によって調節することができる。例えば、温度上昇は、補助加熱素子に供給される電力内の増加率（例えば、９％の増加）によって得ることができる。別の一実施形態では、温度は、補助加熱素子をオンとオフで循環させることによって調節することができる。更に別の一実施形態では、循環させることと、各補助加熱素子への電力を徐々に調整することとの組み合わせによって、調節することができる。温度マップは、この方法を用いて得ることができる。マップは、温度を各補助加熱素子に対する電力分布曲線に相関させることができる。したがって、補助加熱素子は、個々の補助加熱素子のための電力設定を調節するプログラムに基づいて基板上の温度プロファイルを生成するために使用することができる。ロジックは、内部コントローラ４０５又は外部コントローラ４０６内に含まれる別の処理装置（図示せず）内のＰＷＭ回路４４６内に直接配置することができる。
【００５８】
一実施形態では、内部コントローラ４０５は、１以上のセンサ（例えば、第１センサ４５２及び第２センサ４５４）を更に含む。第１センサ４５２及び第２センサ４５４は、アナログセンサとすることができ、第１センサ及び第２センサからのアナログ測定信号をデジタル測定信号に変換することができるアナログ−デジタルコンバータ４４２に接続することができる。その後、コンバータ４４０は、非導電性通信リンクを介して送信可能であるデジタル光測定信号又は他の測定信号にデジタル電気測定信号を変換することができる。あるいはまた、第１センサ４５２及び／又は第２センサ４５４は、アナログ測定信号をコンバータ４４０に直接提供することができ、コンバータ４４０は、非導電性通信リンクを介して送信可能な形式にアナログ測定信号を変換することができる。第１センサ４５２及び／又は第２センサ４５４は、その代わりにデジタル測定信号をコンバータ４４０に出力するデジタルセンサであってもよい。
【００５９】
第２処理装置４２０は、測定信号を受信し、非導電性インターフェースを介して送信可能なフォーマットから電気測定信号へそれらを変換することができる。第２処理装置４２０は、その後、電気測定信号に基づいて１以上の動作を実行することができる第１処理装置４１８に電気測定信号を提供することができる。第１処理装置４１８の動作は、センサ測定の種類及び／又は測定値に依存してもよい。例えば、温度測定値を受信することに応答して、第１処理装置４１８は、１以上の加熱素子による熱出力が増加されるべきか、又は減少されるべきかを決定することができる。上記のように、第１処理装置は、次に、１以上の加熱素子によって熱出力を増加又は減少させるコマンドを生成し、第２処理装置にコマンドを提供することができる。別の一例では、予想外に高い電流測定値を受信することに応答して、第１処理装置４１８は、製造装置をシャットダウンさせることができる。他のアクションを実行してもよい。
【００６０】
一実施形態では、内部コントローラ４０５の部品は、回路基板（例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ））に取り付けられる。回路基板は、ＲＦ環境の内部にある導電性ハウジング内に収容することができる。導電性ハウジングは、例えば、金属製の箱とすることができる。回路基板及びその部品の全ては、同じ電位に維持することができる。また、回路基板は、接地されない。回路基板（及びその素子）は、導電性ハウジングの壁まで等間隔を有することができる。等間隔は、回路基板のすべての領域が同じ電位及び漏れ容量を有することを保証し、更に漏れ電流が回路基板に導入されないことを保証する。回路基板は、誘電体材料（例えば、テフロン（登録商標）又は他の非導電性プラスチックで作られた支柱）を用いて導電性ハウジング内でセンタリングされることができる。したがって、内部コントローラ４０５及びその部品（例えば、ＰＷＭ回路）は、破壊的なＲＦ環境である可能性のあるＲＦ環境から保護される。
【００６１】
図５は、静電チャックアセンブリ５５０の一実施形態の断面側面図を示す。静電チャックアセンブリ５５０は、誘電体材料（例えば、ＡｌＮ、ＳｉＯ２などのようなセラミックス）で構成されたパック５３０を含む。パック５３０は、クランプ電極５８０及び１以上の加熱素子５７６を含む。クランプ電極５８０は、チャッキング電源５８２に結合され、整合回路５８８を介してＲＦプラズマ電源５８４及びＲＦバイアス電源５８６に結合される。加熱素子５７６は、スクリーン印刷された加熱素子又は抵抗コイルとすることができる。
【００６２】
加熱素子５７６は、スイッチングモジュール５９０に電気的に接続される。スイッチングモジュール５９０は、加熱素子５７６のそれぞれに対して別個のスイッチを含む。各スイッチは、ＲＦ信号を生成する多数の部品によって電力線に導入される高周波ノイズをフィルタリング除去する単一のＲＦフィルタ５９５を含む単一の電力線を介して、同じ電源に接続される。スイッチングモジュール５９０は、ＲＦ干渉の影響を受けない光インターフェース５９６を介して外部コントローラ５９２に更に接続される。外部コントローラ５９３は、加熱素子５７６を制御するためのスイッチモジュール５９０内のスイッチのそれぞれに別個のスイッチング信号を供給することができる。
【００６３】
パック５３０は、流体源５７２と流体連通する１以上の導管５７０（本明細書では冷却チャネルとも呼ばれる）を有する冷却プレート５３２に結合され、熱連通状態にある。冷却プレート５３２は、複数の締結具によって、及び／又はシリコーン接着剤５５１によってパック５３０に結合される。ガス供給源５４０は、パック５３０の表面と支持された基板（図示せず）との間の空間内にパック５３０内の孔を通してガス（例えば、熱伝導性ガス）を提供する。
【００６４】
図６は、処理中にＲＦ環境内の複数の素子を動作させる方法６００の一実施形態のフロー図である。方法６００のブロック６０５では、ＲＦ環境の（例えば、破壊的なＲＦ環境の）外部の処理装置は、ＲＦ環境の内部にあるスイッチングモジュールの１以上のスイッチングデバイスに対して第１電気制御信号を生成する。第１電気制御信号は、電気的スイッチング信号とすることができる。第１電気制御信号は、ユーザから受信したコマンドに基づいて、及び／又は処理レシピに基づいて、処理装置によって生成することができる。
【００６５】
ブロック６１０では、処理装置に結合されたコンバータは、非導電性通信リンクを介して送信することができる代替フォーマットの制御信号に第１電気制御信号を変換する。例えば、コンバータは、電気的スイッチング信号を光スイッチング信号に変換する光コンバータとすることができる。あるいはまた、コンバータは、電気制御信号を、ＲＦ制御信号、誘導制御信号、又は他の制御信号に変換してもよい。ブロック６１５では、コンバータは、非導電性通信リンクを介してスイッチングモジュールに代替フォーマットの制御信号を送信する。非導電性通信リンクは、例えば、光ファイバーインターフェースとすることができる。
【００６６】
ブロック６２０では、スイッチングモジュール内の第２コンバータは、代替フォーマットの制御信号を電気制御信号に変換して戻す。例えば、第２コンバータは、光スイッチング信号を第２電気制御信号に変換することができる。ブロック６２５では、第２コンバータは、第２電気的制御信号を１以上のスイッチングデバイス（例えば、スイッチ）に提供する。したがって、第２電気制御信号は、１以上のスイッチをスイッチオン及びオフするために使用される。スイッチがオフである時間量に対する、スイッチがオンである時間量（スイッチのデューティサイクル）を制御することにより、スイッチに結合された１以上の素子に供給される電力量を制御することができる。一実施形態では、ブロック６３０では、スイッチングデバイスは、関連する温度ゾーンの熱を制御するために、１以上の加熱素子に変調された電力を提供する。電力は、ＲＦ環境によって電力線内に導入されたＲＦノイズをフィルタリング除去する単一のＲＦフィルタを介してスイッチングデバイスに結合される電力線によって提供することができる。
【００６７】
図７は、処理中にＲＦ環境内の複数の素子を動作させるための方法７００の別の一実施形態のフロー図である。方法７００のブロック７０５では、ＲＦ環境の外部にある処理装置は、導電性通信リンクを介して送信可能である第１フォーマットを有するコマンドを生成する。処理装置は、外部コントローラの第１処理装置とすることができる。ブロック７１０では、コンバータは、非導電性通信リンクを介して送信可能である第２フォーマットに第１フォーマットからのコマンドを変換する。コンバータは、外部コントローラの第２処理装置とすることができる。一実施形態では、コンバータは、処理装置から受信したコマンドに基づいて、新しいコマンドを生成する。元のコマンドは、第１プロトコル（例えば、イーサネットプロトコル）を有することができ、新しいコマンドは、第２プロトコル（例えば、Ｉ２Ｃプロトコル、別のマルチマスター・マルチスレーブ・シングルエンドコンピュータバスプロトコル、半導体機器及び材料の国際的機器通信規格／汎用機器モデル（ＳＥＣＳ／ＧＥＭ）プロトコル、又はいくつかの他のプロトコル）を有することができる。
【００６８】
ブロック７１５では、処理ロジックは、ＲＦ環境の内部にある内部コントローラの第２コンバータへのコマンド（又は新しいコマンド）を送信する。ブロック７２０では、第２コンバータは、第２フォーマットからのコマンドを第１フォーマットに変換して戻す。ブロック７２５では、第２コンバータは、パルス幅変調回路又は他の処理装置にコマンドを送信する。
【００６９】
ブロック７３０では、ＰＷＭ回路（又は他の処理装置）の設定が、コマンドに基づいて変更される。ブロック７３５では、ＰＷＭ回路（又は他の処理装置）は、設定に関連するＰＷＭ回路の出力又はピンに印加するデューティサイクルを決定する。ＰＷＭ回路は、その後、決定されたデューティサイクルに応じて出力又はピンに結合された１以上のトランジスタ、サイリスタ、トライアック、又は他のスイッチングデバイスをスイッチオン及びオフすることができる。スイッチングデバイスは、ＲＦ環境の外部から電力を供給する電力線に１つの接点で、及び素子（例えば、抵抗加熱素子）に別の接点で結合される。電力線は、例えば、外部コントローラを保護するために、ＲＦ環境によって電力線に導入されるＲＦノイズをフィルタリング除去する単一のＲＦフィルタを含むことができる。素子に対するデューティサイクルを変化させることにより、ＰＷＭ回路は、１以上の素子に提供される電力を変調させることができる。電力を変調させることによって、ＰＷＭ回路は、抵抗加熱素子による熱出力、レーザによる強度出力、加熱ランプによる熱出力などを制御することができる。
【００７０】
図８は、処理中にＲＦ環境内の複数の素子を動作させるための方法８００の別の一実施形態のフロー図である。方法８００のブロック８０５では、ＲＦ環境の外部にある外部コントローラは、第１非導電性通信リンクを介してＲＦ環境内に存在する内部コントローラのＰＷＭ回路に１以上のコマンドを提供する。ブロック８１０では、内部コントローラ内のＰＷＭ回路が、コマンドに応じてＲＦ環境内の１以上の素子のデューティサイクルを制御する。コマンドは、１以上のＰＷＭ回路に対して１以上の出力の設定を変更する命令とすることができる。ＰＷＭ回路は、受信したコマンドに基づいて設定を変更することができ、外部コントローラから更なる指令を受信することなく、デューティサイクルを制御することができる。
【００７１】
ブロック８１５では、外部コントローラは、第２非導電性通信リンクを介してＲＦ環境内に存在するスイッチングモジュール内のスイッチングデバイスにリアルタイムスイッチング信号を提供する。第１及び第２非導電性通信リンクは、同じタイプの通信リンク又は異なるタイプの通信リンクとすることができる。例えば、第１非導電性通信リンクは、光ファイバーインターフェースとすることができ、第２非導電性通信リンクは、Ｗｉ−Ｆｉネットワークインターフェースとすることができる。リアルタイムスイッチング信号は、信号に基づいて受信するスイッチングデバイスにスイッチオン及びオフさせるアナログ又はデジタル信号とすることができる。例えば、スイッチングデバイスは、閾値を超える第１信号が受信された場合は、出力端子に入力端子を接続することができ、信号が受信されない場合、又は閾値よりも低い値を有する信号が受信された場合は、入力端子及び出力端子は切断することができる。したがって、スイッチングデバイスは、リアルタイムスイッチング信号に応じて、スイッチングデバイスの出力端子に接続された１以上の素子をスイッチオン及びオフすることができる。注目すべきことに、ブロック８１５では、いつ素子をスイッチオン及びオフするかの実際の決定は、ＲＦ環境の外部にある外部コントローラで行われている。これとは対照的に、ブロック８１０では、ＲＦ環境の内部の内部コントローラ内に存在するＰＷＭ回路は、いつ素子をスイッチオン及びオフするかの実際の決定を行っている。
【００７２】
ブロック８２０では、外部コントローラは、ＲＦ環境の外部にある１以上のデジタルデバイスにコマンドを提供する。ＲＦ環境の外部のデジタルデバイスの例は、他のデバイス又は素子への電力を有効又は無効にする切り替え可能なデジタル出力を有するデバイスである。
【００７３】
ブロック８２５では、外部コントローラは、ＲＦ環境の外部にある１以上のアナログデバイスにコマンドを提供する。ＲＦ環境の外部のアナログデバイスの例は、電力供給を調整するための切り換え可能なアナログ入力を有するデバイスである。
【００７４】
ブロック８３０では、外部コントローラは、ＲＦ環境の中にある１以上のセンサからの測定値を受信する。測定値は、第１非導電性通信リンクを介して、及び／又は第２非導電性通信リンクを介して受信することができる。センサは、例えば、温度センサ、電流センサ、電圧センサ、電力センサ、流量計、又は他のセンサとすることができる。測定値は、ＲＦ環境内のセンサによって生成され、スイッチングモジュールのコンバータ又は内部コントローラのコンバータに送信可能である。コンバータは、測定値をアナログ又はデジタルの電気信号から非導電性フォーマットに変換することができる。外部コントローラのコンバータは、受信した測定値を電気信号に変換して戻すことができ、その後、ブロック８３５で測定値に基づいてアクションを起こすことができる。外部コントローラが実行可能なアクションの例は、プロセスを終了させる、アラームを生成する、通知を生成して送信する、ユーザインターフェースに値を表示する、測定値を記録することなどを含む。
【００７５】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
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【図２】
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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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【図８】
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