(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数(RF)制御システムであって、
調節可能なターゲット周波数を有するRF信号を出力する電力増幅器を含むRF生成器であって、前記RF生成器はコントローラをさらに含み、前記コントローラは、前記RF信号の周波数を変動させる、RF生成器と、
前記RF信号を受信するマッチングネットワークであって、前記マッチングネットワークは、インピーダンスを調整する少なくとも1つの調整要素を含み、前記調整要素は、前記コントローラから通信されたコマンドに従って調節可能である、マッチングネットワークとを備え、
第1の動作モードにおいて、前記RF信号が第1のターゲット周波数にある場合、前記コントローラは、インピーダンスマッチを変動させるために、第1のターゲット周波数周囲の前記RF信号の前記周波数と前記調整要素との両方の調節を可能にし、第2の動作モードにおいて、前記RF信号が第2のターゲット周波数に調節される場合、前記コントローラは、インピーダンスマッチを変動させるために、前記RF信号の前記周波数の調節を禁止し、前記調整要素の調節を可能にする、RF制御システム。
【請求項２】
前記調整要素は、負荷要素および調整要素を含み、前記第1および第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記負荷要素および前記調整要素のうちの少なくとも1つを調節する、請求項１に記載のRF制御システム。
【請求項３】
前記第1の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記RF生成器と負荷との間の前記インピーダンスマッチを変動させるために、前記周波数と、前記負荷要素と前記調整要素とのうちの少なくとも1つとを調節し、前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記RF生成器と前記負荷との間の前記インピーダンスマッチを変動させるために、前記負荷要素と前記調整要素とのうちの少なくとも1つとを調節し、さもなければ前記周波数を調節する、請求項２に記載のRF制御システム。
【請求項４】
前記第1の動作モードにおいて、前記周波数は、ターゲット周波数周囲のあらかじめ決定された範囲内に調節される、請求項１に記載のRF制御システム。
【請求項５】
前記第1の動作モードにおいて、前記コントローラは、インピーダンスマッチ条件を変動させるために、前記周波数を調節する、請求項４に記載のRF制御システム。
【請求項６】
前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、さもなければ前記周波数を調節する、請求項４に記載のRF制御システム。
【請求項７】
前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、インピーダンスマッチ条件を参照することなく、前記周波数を調節する、請求項６に記載のRF制御システム。
【請求項８】
前記第1の動作モードにおいて、前記コントローラは、インピーダンスマッチ条件を変動させるために、前記周波数を調節する、請求項６に記載のRF制御システム。
【請求項９】
前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、さもなければ前記周波数を調節する、請求項１に記載のRF制御システム。
【請求項１０】
前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、インピーダンスマッチ条件を参照することなく、前記周波数を調節する、請求項９に記載のRF制御システム。
【請求項１１】
前記第1の動作モードにおいて、前記周波数は、ターゲット周波数周囲のあらかじめ決定された範囲内に調節される、請求項９に記載のRF制御システム。
【請求項１２】
前記第1の動作モードにおいて、前記コントローラは、インピーダンスマッチ条件を変動させるために、前記周波数を調節する、請求項１１に記載のRF制御システム。
【請求項１３】
前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、インピーダンスマッチ条件を参照することなく、前記周波数を調節する、請求項１１に記載のRF制御システム。
【請求項１４】
前記マッチングネットワークは、各々のRF出力信号の特性を示す特性信号を前記RF生成器へ通信する、請求項１に記載のRF制御システム。
【請求項１５】
前記RF生成器は、連続波モードまたはパルスモードで動作する、請求項１に記載のRF制御システム。
【請求項１６】
無線周波数(RF)制御システムであって、
調整可能なターゲット周波数を有するRF信号をマッチングネットワークに出力する電力増幅器を含むRF生成器であって、前記マッチングネットワークは、前記RF信号を受信し、前記マッチングネットワークは、インピーダンス調整要素を含む、RF生成器と、
前記RF信号の周波数を変動させ、前記インピーダンス調整要素を調節するためのコマンドを、前記マッチングネットワークへ通信するコントローラとを備え、
第1の動作モードにおいて、前記RF信号が第1のターゲット周波数にある場合、前記コントローラは、前記RF生成器と負荷との間のインピーダンスを変動させるために、第1のターゲット周波数周囲の前記RF信号の前記周波数と、前記インピーダンス調整要素との両方を調節し、第2の動作モードにおいて、前記RF信号が第2のターゲット周波数に調節される場合、前記コントローラは、前記インピーダンスを変動させるために、前記インピーダンス調整要素を調節している間、前記インピーダンスを変動させるために、前記RF信号の前記周波数の調整を禁止する、RF制御システム。
【請求項１７】
前記第1の動作モードにおいて、前記周波数は、第1のターゲット周波数周囲のあらかじめ決定された範囲内に調節される、請求項１６に記載のRF制御システム。
【請求項１８】
前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記インピーダンスを参照することなく、前記周波数を調節する、請求項１６に記載のRF制御システム。
【請求項１９】
前記RF生成器は、連続波モードまたはパルスモードで動作する、請求項１６に記載のRF制御システム。
【請求項２０】
無線周波数(RF)制御システムのためのコントローラであって、RF制御システムは、調節可能なターゲット周波数を有するRF信号をマッチングネットワークへ出力する電力増幅器を有するRF生成器を含み、前記マッチングネットワークは、前記RF信号を受信し、前記マッチングネットワークは、少なくとも1つのインピーダンス調整要素を含み、前記コントローラは、前記RF信号の周波数を変動させ、前記インピーダンス調整要素を調節するためのコマンドを、前記マッチングネットワークへ通信し、第1の動作モードにおいて、前記RF信号が第1のターゲット周波数にある場合、前記コントローラは、前記RF生成器と負荷との間のインピーダンスマッチを提供するために、第1のターゲット周波数周囲の前記RF信号の前記周波数と、前記インピーダンス調整要素との両方を調節し、第2の動作モードにおいて、前記RF信号が第2のターゲット周波数に調節される場合、前記コントローラは、前記RF生成器と前記負荷との間の前記インピーダンスマッチを変動させるために、前記インピーダンス調整要素を調節し、前記インピーダンスマッチを調節するために、前記第1のターゲット周波数周囲の前記RF信号の前記周波数の調節を禁止する、コントローラ。
【請求項２１】
前記インピーダンス調整要素は、負荷要素および調整要素を含み、前記第1および第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記負荷要素および前記調整要素を調節する、請求項２０に記載のコントローラ。
【請求項２２】
前記第1の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記RF生成器と前記負荷との間の前記インピーダンスマッチを維持するために、前記周波数、前記負荷要素、および前記調整要素を調節し、前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記周波数をターゲット周波数へ調節する、請求項２１に記載のコントローラ。
【請求項２３】
前記第1の動作モードにおいて、前記周波数は、ターゲット周波数周囲のあらかじめ決定された範囲内に調節される、請求項２０に記載のコントローラ。
【請求項２４】
前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記インピーダンスマッチを参照することなく、前記周波数を調節する、請求項２３に記載のコントローラ。
【請求項２５】
前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記インピーダンスマッチを参照することなく、前記周波数を調節する、請求項２０に記載のコントローラ。
。
【請求項２６】
前記RF生成器は、連続波モードまたはパルスモードで動作する、請求項２０に記載のコントローラ。
【請求項２７】
無線周波数(RF)生成器を有するRFシステムを制御する方法であって、
調節可能なターゲット周波数を有するRF信号を生成し、前記RF信号の周波数を変動させるステップと、
第1の動作モードにおいて、前記RF信号が第1のターゲット周波数にある場合、インピーダンスマッチ条件に応じて、前記周波数と、マッチングネットワークの調整要素との両方を調節し、第2の動作モードにおいて、前記RF信号が第2のターゲット周波数に調節される場合、前記RF信号の前記周波数を、前記インピーダンスマッチ条件に応じて、前記調整要素のみを調節するステップと、を備える、RFシステムを制御する方法。
【請求項２８】
前記第1の動作モードにおいて、RF生成器と負荷との間のインピーダンスを変動させるために、前記周波数と、前記マッチングネットワークの前記調整要素との両方を調節し、前記第2の動作モードにおいて、前記RF生成器と前記負荷との間の前記インピーダンスを変動させるために、前記調整要素のみを調節するステップをさらに備える、請求項２７に記載のRFシステムを制御する方法。
【請求項２９】
前記第1の動作モードにおいて、前記周波数と、前記マッチングネットワークの負荷要素、または、前記マッチングネットワークの調整要素のうちの少なくとも1つとの両方を調節し、前記第2の動作モードにおいて、前記マッチングネットワークの前記負荷要素、または、前記マッチングネットワークの前記調整要素のうちの少なくとも1つのみを調節する、請求項２７に記載のRFシステムを制御する方法。
【請求項３０】
前記第1の動作モードにおいて、RF生成器と負荷との間の前記インピーダンスマッチ条件を変動させるために、前記周波数と、前記負荷要素または前記調整要素のうちの少なくとも1つとの両方を調節し、前記第2の動作モードにおいて、前記RF生成器と前記負荷との間の前記インピーダンスマッチ条件を変動させるために、前記負荷要素または前記調整要素のうちの少なくとも1つのみを調節する、請求項２９に記載のRFシステムを制御する方法。
【請求項３１】
前記第1の動作モードにおいて、前記周波数を、ターゲット周波数周囲のあらかじめ決定された範囲内に調節する、請求項２７に記載のRFシステムを制御する方法。
【請求項３２】
前記第2の動作モードにおいて、前記インピーダンスマッチ条件を参照することなく、前記周波数を調節する、請求項３１に記載のRFシステムを制御する方法。
【請求項３３】
RF生成器を、連続波モードまたはパルスモードで動作させるステップをさらに備える、請求項２７に記載のRFシステムを制御する方法。
【請求項３４】
2つのモードのうちの1つのモードにおいて動作可能な無線周波数(RF)制御システムのためのコントローラであって、RF信号が第1のターゲット周波数にある場合、前記コントローラが、RF生成器と負荷との間のインピーダンスマッチを変動させるために、RF信号の周波数と、インピーダンス調整要素との両方を調節する第1の動作モードと、前記RF信号が第2のターゲット周波数に調節される場合、前記コントローラが、前記RF生成器と前記負荷との間の前記インピーダンスマッチを変動させるために、前記インピーダンス調整要素を調節し、前記インピーダンスマッチを変動させるために、前記RF信号の前記周波数を調節することを禁止する第2の動作モードとを備える、コントローラ。
【請求項３５】
前記第1の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記RF生成器と前記負荷との間の前記インピーダンスマッチを維持するために、前記周波数および前記インピーダンス調整要素の両方を調節し、前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記RF生成器と前記負荷との間の前記インピーダンスマッチを変動させるために、前記インピーダンス調整要素のみを調節する、請求項３４に記載のコントローラ。
【請求項３６】
前記インピーダンス調整要素は、負荷要素および調整要素を含み、前記第1および第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記負荷要素および前記調整要素を調節する、請求項３４に記載のコントローラ。
【請求項３７】
前記第1の動作モードにおいて、前記周波数は、ターゲット周波数周囲のあらかじめ決定された範囲内に調節される、請求項３４に記載のコントローラ。
【請求項３８】
前記第2の動作モードにおいて、前記コントローラは、前記インピーダンスマッチを参照することなく、前記周波数を調節する、請求項３７に記載のコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線周波数(RF)電力供給システムおよびRFインピーダンス調整動作の監視制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で提供される背景説明は、本開示のコンテキストを一般的に提示する目的のためである。本明細書で名前を連ねている発明者の業績は、この背景技術のセクションのみならず、詳細説明の態様において、出願時における先行技術として別に見なされないことが説明されており、明示的または黙示的を問わず、本開示に対する先行技術として認められない。
【０００３】
プラズマエッチングは、半導体製造において頻繁に使用される。プラズマエッチングでは、基板上に露出した表面をエッチングするために、イオンが電界によって加速される。電界は、無線周波数(RF)電力システムのRF生成器によって生成されたRF電力信号に基づいて生成される。RF生成器によって生成されたRF電力信号は、プラズマエッチングを効率的に実行するように正確に制御されねばならない。
【０００４】
RF電力システムは、RF生成器、マッチングネットワーク、および負荷(たとえば、プラズマチャンバ)を含み得る。RF生成器は、RF電力信号を生成する。RF電力信号は、マッチングネットワークにおいて受信される。マッチングネットワークは、RF生成器とマッチングネットワークとの間の伝送路の特性インピーダンスに、マッチングネットワークの入力インピーダンスをマッチさせる。このインピーダンスマッチングは、マッチングネットワークへ伝送される電力の量(「フォワード電力」)を最大化し、マッチングネットワークからRF生成器へ反射して戻る電力の量(「リバース電力」)を最小化する際における支援を行う。マッチングネットワークの入力インピーダンスが、伝送路の特性インピーダンスにマッチする場合、フォワード電力は最大化され得、リバース電力は最小化され得る。
【０００５】
RF電源の分野では、典型的に、RF信号を負荷へ適用するために、2つのアプローチが存在する。第1の、より伝統的なアプローチは、連続波信号を負荷へ適用することである。連続波モードでは、連続波信号は、典型的に、電源によって負荷へ連続的に出力されるシヌソイド波である。連続波アプローチでは、RF信号は、シヌソイド出力を仮定し、シヌソイド波の振幅および/または周波数は、負荷へ適用される出力電力を変動させるために、変動され得る。
【０００６】
負荷へRF信号を適用する第2のアプローチは、連続波を負荷へ適用するのではなく、RF信号をパルス化することを含む。パルス動作モードでは、RFシヌソイド信号は、変調されたシヌソイド信号のためのエンベロープを定義するために、変調信号によって変調される。従来のパルス変調スキームでは、RFシヌソイド信号は、典型的に、一定の周波数および振幅で出力される。負荷へ供給される電力は、シヌソイドRF信号を変動させるのではなく、変調信号を変動させることによって変動される。
【０００７】
典型的なRF電源構成では、負荷へ適用される出力電力は、フォワード電力および反射された電力、または、負荷へ適用されるRF信号の電圧および電力を測定するセンサを使用することによって判定される。これらの信号のいずれかのセットが、典型的なフィードバックループにおいて分析される。この分析は、典型的には、負荷へ適用される電力を変動させるために、RF電源の出力を調節するために使用される電力値を決定する。RF電力供給システムでは、負荷はプラズマチャンバであり、適用される電力は、部分的に、負荷のインピーダンスの関数であるので、負荷のインピーダンスが変動することは、負荷へ適用される対応する変動電力を引き起こす。
【０００８】
さらに、連続波RF電力供給システムからパルスRF電力供給システムへの遷移は、追加のチャレンジを提示する。典型的なプラズマシステムでは、プラズマにおいて消滅する電力は、プラズマのインピーダンスに依存する。インピーダンスが、RFパルス(典型的に1kHz〜10kHzの範囲)の時間スケールに関して変動するのであれば、パルスイベント間のプラズマを消滅させないように、マッチングネットワークおよび生成器におけるセンサおよびアクチュエータは、最適な電力結合を、プラズマ負荷へ提供するために、同様の時間スケールで応答しなければならない。さらに、インピーダンスの時間応答は、プラズマに依存し、化学、圧力、および電力結合のような要因に従って変動する。さらにまた、RF結合アンテナまたはマッチングシステムのおける抵抗損失のような、プラズマ外部の様々な寄生要素が、パルスサイクル中、時間変動電力結合効率を提示する。なぜなら、これら寄生要素は、時間変動インピーダンス負荷に直列した不変の散逸インピーダンスであるからである。さらにまた、伝送され反射された電力センサおよびRF生成器は、典型的には、マッチした終端のために較正されるので、インピーダンスミスマッチによる電力補償は、電力供給における増加した変動に寄与し得る。
【０００９】
現在の従来の制御アプローチでは、RF電源およびマッチングネットワークは、典型的には、独立して機能する。RF電源は、マッチングネットワークへのRF周波数および電力出力を制御し、マッチングネットワークは、インピーダンスマッチを提供するために、マッチ素子の調整を独立的に制御する。様々な従来の構成では、インピーダンス調整動作は、RF電源において局所化され、マッチングネットワークは、アクチュエーション制御を実行させるためのコマンドを生成し、実行する。従来のシステムのインピーダンス調整制御は、しばしば、RF電源による電力生成と、マッチングネットワークによって提供されるマッチング機能との間の競合考慮という結果となる。
【００１０】
RF電源制御とマッチングネットワーク制御とを個別に取り扱うための従来のRF制御アプローチはまた、様々な制御複雑さをも表す。たとえば、インピーダンスマッチングネットワークにおいて、インピーダンスアクチュエーションデバイスを制御することによって周波数補正を達成することを試みる場合、コンフリクト制御シナリオが起こり得る。RF電源は、インピーダンス調整のいくつかの測定結果を維持している間、周波数および電力を規制することを試みる。同時に、インピーダンスマッチングネットワークは、RF電源によって出力された所望された周波数を維持するために、インピーダンスアクチュエータを制御する。したがって、インピーダンスマッチを維持している間、RF電源を調節することと、逆に、RF電源によって出力された所望されたターゲット周波数を維持している間、インピーダンスネットワークを調節することとの間に、潜在的なコンフリクトが起こり得る。これら制御複雑さに対処することは、改善されたRF電力システム制御を可能にし得る。
【００１１】
そのような構成のチャレンジは、適切なマッチを維持するために、周波数および電力規制の潜在的にコンフリクトする目標と、インピーダンスマッチングネットワークにおけるインピーダンスマッチングデバイスによって導入されるしばしば自律的な変化を用いたRF電源によるインピーダンス調整との間のバランスを維持することを含む。さらなるチャレンジは、ターゲット周波数を達成するために、インピーダンスマッチングネットワークのインピーダンスアクチュエータの適切な調節を、古典的なフィードバックアプローチにおいて制御することなく予測するために、インピーダンスマッチングネットワークにおける周波数を測定する場合に導入される。さらに、インピーダンス遷移イベントの効果を最小化するために、周波数測定と、マッチングネットワークにおけるアクチュエータの対応する位置の予測との処理同期を達成することはチャレンジングである。さらにまた、ターゲット周波数を達成する際に処理反復性および再現性を実現することが、より困難になる。
【００１２】
現在のRF電力生成システムでは、RF信号の周波数は、RF電力生成器と負荷との間のインピーダンスマッチを達成するために、選択されたターゲットまたは中心RF周波数周囲のあらかじめ決定された範囲内で調節され得る。そのような周波数ベースのインピーダンス調整は、自動周波数調整(AFT)として称される。いくつかのAFT構成では、RF信号の周波数は、RF周波数のあらかじめ決定された範囲の限界に向かって調節され得ることが可能である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このセクションは、本開示の一般的な要約を提供し、その全範囲またはその特徴のすべての包括的な開示ではない。
【００１４】
無線周波数(RF)制御システムは、RF信号を出力する電力増幅器を有するRF生成器を含む。RF生成器はまた、RF信号の周波数を変動させるコントローラを含む。マッチングネットワークは、RF信号を受信する。マッチングネットワークは、コントローラから通信されたコマンドに従って調節可能な少なくとも1つのインピーダンス調整要素を含む。第1の動作モードにおいて、コントローラは、RF信号の周波数および調整要素の調節を可能にする。第2の動作モードにおいて、コントローラは、RF信号の周波数の調節を禁止し、インピーダンス調整要素の調節を可能にする。
【００１５】
無線周波数(RF)制御システムは、RF信号を出力する電力増幅器を有するRF生成器を含む。RF生成器は、マッチングネットワークへのRF出力信号を生成する。マッチングネットワークは、RF信号を受信する。マッチングネットワークは、少なくとも1つの調節可能なインピーダンス調整要素を含む。コントローラは、RF信号の周波数を変動させ、インピーダンス調整要素を調節するためのコマンドをマッチングネットワークへ通信する。第1の動作モードにおいて、コントローラは、RF信号の周波数および調整要素を調節する。第2の動作モードにおいて、コントローラは、調整要素を、RF生成器と負荷との間のインピーダンスマッチへ調節している間、RF信号の周波数を、ターゲット周波数へ調節する。
【００１６】
無線周波数(RF)制御システムのためのコントローラが説明される。RF制御システムは、RF信号をマッチングネットワークへ出力する電力増幅器を有するRF生成器を含む。マッチングネットワークは、RF信号を受信し、マッチングネットワークは、少なくとも1つのインピーダンス調整要素を含む。コントローラは、RF信号の周波数を変動させ、インピーダンス調整要素を調節するためのコマンドを、マッチングネットワークへ通信する。第1の動作モードにおいて、コントローラは、RF制御システムと負荷との間のマッチを提供するために、RF信号の周波数および調整要素を調節する。第2の動作モードにおいて、コントローラは、RF制御システムと負荷との間のマッチを提供するために、インピーダンス調整要素を調節し、マッチを調節するために、RF信号の周波数を調節している間、RF信号の周波数を調節することを禁止する。
【００１７】
無線周波数(RF)生成器を有するRFシステムを制御するための方法は、RF信号を生成し、RF信号の周波数を変動させることを含む。第1の動作モードにおいて、この方法は、RF信号の周波数およびマッチングネットワークの調整要素を調節することを含む。第2の動作モードにおいて、この方法は、RF信号の周波数を、マッチ条件と独立して、ターゲット周波数へ調節している間、調整要素のみを調節することを含む。
【００１８】
適用可能性のさらなる領域は、本明細書において提供される詳細説明から明らかになるであろう。この概要における説明および具体例は、例示のみの目的のために意図され、本開示の範囲を限定することは意図されていない。
【００１９】
本明細書において説明された図面は、選択された実施形態の例示的な目的のみのためであり、可能なすべての実施のためではなく、本開示の範囲を限定することは意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示に従うRFインピーダンス調整の監視制御を組み込んだRF電力供給制御システムの機能ブロック図である。
【図２】RF電力供給システムのパルスモード制御の例示的な出力パルスの波形を描写する図である。
【図３】パルス動作モードにおけるRF電力供給システムの動作に従う、パルスと、パルスによってバウンドされた例示的な波形とを描写する図である。
【図４】RFインピーダンス調整動作の監視制御を組み込んだRF電力供給制御システムの一部のフロー図を描写する図である。
【図５】本開示に従うRFインピーダンス調整動作の監視制御に従って制御されるシステムの例を提供する多数の波形を描写する図である。
【図６】図5の多数の波形の選択された部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
対応する参照番号は、図面のいくつかの見地を通じて対応する部分を示し、参照番号は、類似および/または同一の要素を識別するために再使用され得る。
【００２２】
例示的な実施形態がここで、添付図面を参照してより完全に説明されるであろう。
【００２３】
図1では、RF制御または電力システム10を含むRF電力システムが図示される。RF電力システム10は、RF生成器12、マッチングネットワーク14、および負荷16を含む。RF生成器12は、RF電力信号18を生成する。RF電力信号18は、マッチングネットワーク14へ提供される。マッチングネットワーク14は、マッチングネットワーク14の入力インピーダンスを、RF生成器12とマッチングネットワーク14との間の伝送路の特性インピーダンスへマッチさせる。言い換えれば、マッチングネットワーク14は、負荷16のインピーダンスを、RF生成器12の出力によって見られるようなインピーダンスへマッチさせる。マッチングネットワーク14および負荷16は、RF生成器12上の負荷として考慮され得る。負荷16は、たとえば、1つまたは多数のプラズマチャンバ、または、1つまたは多数のプラズマチャンバの1つまたは多数の電極のような他のRF負荷であり得る。負荷16のインピーダンスは、静的(すなわち、経時的に変化しない)、または動的(すなわち、経時的に変化する)であり得る。
【００２４】
RF生成器12は、RF電源または電力増幅器20と、第1のすなわち内部フィードバックループ22aと、第2のすなわち外部制御ループ22bとを含む。電力増幅器20は、RF電力信号18を生成する。RF電力信号18は、マッチングネットワーク14へ出力される。電力増幅器20は、電力増幅器20の外部の電源(図示せず)から受信した電力信号に基づいて、RF電力信号18を生成し得る。電源は、RF生成器12の外部にあり得る。電源は、たとえば、直流(DC)電源であり得る。
【００２５】
第1すなわち内部フィードバックループ22aは、電力増幅器20のコントローラ28へ入力される信号XおよびY(また30)を生成する1つまたは複数のセンサ(第1のセンサ)26を含む。内部フィードバックループ22aはまた、スケーリングモジュール32、加算器36、および電力制御モジュール40を含み、これらのすべてはまた、コントローラ28の一部である。センサ26は、電圧センサ、電流センサ、および/または、方向性結合器センサを含み得る。センサ26は、(i)電力増幅器20の電圧Vおよび電流I出力、および/または、(ii)電力増幅器20および/またはRF生成器12から出たフォワード(すなわち、ソース)電力PFWDと、マッチングネットワーク14から受信したリバース(すなわち、反射)電力PREVを検出し得る。電圧V、電流I、フォワード電力PFWD、およびリバース電力PREVが、電力増幅器20の出力の実際の電圧、電流、フォワード電力、および、リバース電力のスケールされたバージョン、および/または、フィルタされたバージョンであり得る。センサ26は、アナログセンサおよび/またはデジタルセンサであり得る。デジタル実施では、センサ26は、アナログ-デジタル(A/D)変換器と、対応するサンプリングレートを有する信号サンプリング構成要素とを含み得る。信号XおよびYは、電圧Vおよび電流I、または、フォワード(すなわち、ソース)電力PFWDおよびリバース(すなわち、反射)電力PREVのいずれかを表し得る。
【００２６】
センサ26は、センサ信号X,Yを生成する。センサ信号X,Yは、スケーリングモジュール32によって受信される。スケーリングモジュール32は、センサ信号30をスケールし、電力フィードバック信号34を生成する。電力フィードバック信号34は、センサ信号30およびスケーリング行列に基づいて生成される。電力フィードバック信号34は、たとえば、電力供給を平準化するフォワード電力のためのフォワード電力を表し得る。電力フィードバック信号34は、マッチングネットワーク14へ伝達されたRF電力、または、負荷電力Pdを表し得、式(1)によって表され得る。ここで、Vは、電力増幅器20および/またはRF生成器12の電圧出力であり、Iは、電力増幅器20および/またはRF生成器12からの電流であり、Θは、電力増幅器20の電圧出力Vと電流出力Iとの位相差である。
Pd=|V||I|cos(Θ)=PFWD-PREV   (1)
【００２７】
加算器36は、電力フィードバック信号34を、電力設定点モジュール(図示せず)によって生成され得る、あらかじめ決定された電力設定点信号38と加算する。電力フィードバック信号34は、誤り信号efbを生成するために、あらかじめ決定された電力設定点信号38から引かれる。
【００２８】
電力制御モジュール40は、誤り信号efbを受信し、電力増幅器20からの電力を規制するために、電力制御信号
【００２９】
【数１】
0006692894.tif 000002
【００３０】
を生成する。電力制御信号
【００３１】
【数２】
0006692894.tif 000003
【００３２】
は、電力増幅器20へ提供される。電力増幅器20は、電力制御信号
【００３３】
【数３】
0006692894.tif 000004
【００３４】
に基づいて、RF電力信号18を調節する。RF電力信号18は、連続的な波形またはパルス波形であり得る。電力制御モジュール40は、比例積分微分(PID)コントローラまたはその部分集合、および/または、直接デジタル合成(DDS)構成要素を含み得る。様々な実施では、電力制御モジュール40は、第1のPIDコントローラ、または、
【００３５】
【数４】
0006692894.tif 000005
【００３６】
として識別される関数を有するその部分集合である。電力制御信号
【００３７】
【数５】
0006692894.tif 000006
【００３８】
は、駆動信号であり得、DCオフセットまたはレール電圧、周波数、および位相を有し得る。
【００３９】
マッチングネットワーク14は、調整ネットワーク48およびマッチコントローラ50を含む。調整ネットワーク48は、負荷16における変動に応答するために、および、RF生成器12の出力における安定したインピーダンスを維持するために、RF生成器12の出力におけるインピーダンスを変動させるための調整要素を含む。調整ネットワーク48はたとえば、第1のマッチ調整要素56と第2のマッチ調整要素58とのうちの1つまたは両方を含み、これらの各々は、マッチ条件へ調整するため、および、マッチ条件を維持するために、マッチングネットワーク14におけるインピーダンスを変動させるために調節可能である。様々な実施態様では、調整ネットワーク48は、第1の調整要素56に対応する負荷キャパシタンス(しばしばC1またはCLと称される)と、第2の調整要素58に対応する調整キャパシタンス(しばしばC2またはCTと称される)とのうちの1つまたは両方を含む。調整キャパシタンスおよび負荷キャパシタンスの各々は、マッチ条件へ調整するため、および、マッチ条件を維持するために、マッチングネットワーク14におけるインピーダンスを変動させるために調節可能である。
【００４０】
マッチングネットワーク14はまた、調整ネットワーク48によって出力されたRF電力の各々の特性を感知するために、伝送路52に関連付けられたRFセンサ54をも含む。RFセンサ54は、RF生成器12のRFセンサ26に関して説明されたように同様に動作する。RFセンサ54は、伝送路52へ適用されたRF電力に従って変動する信号を生成し、これら信号は、マッチコントローラ50へ入力される。マッチコントローラ50は、RFセンサ54によって感知された情報に従って変動する特性信号を、通信リンク23を介してRF生成器12のコントローラ28へ通信する。
【００４１】
動的負荷(すなわち、変動インピーダンスを有する負荷)を備えたRF電力システムにおける最適な電力伝達を最大化することを含む様々な技術が、本明細書で開示される。第1の技術は、マッチングネットワーク14へ接続されたRF電力増幅器20を含む。マッチングネットワーク14は、RF生成器12とマッチネットワーク14との間のインピーダンスマッチングを有効化するために、インピーダンス調整ネットワーク48を含み得る。たとえば、調整ネットワーク48は、可変キャパシタのような2つ以上の可変調整要素56,58を含む。可変調整要素56,58は、「L」-構成(RF生成器12と並列した1つの負荷キャパシタンスと、負荷16と直列した1つの調整キャパシタンス)にあり得る。可変調整要素56,58は、マッチングネットワーク14の調整および負荷パラメータを調節し、関連付けられた調整入力および負荷入力を各々有し得る。調整および負荷パラメータは、可変調整要素を介して、マッチングネットワーク14において実行されるインピーダンス調節を称する。例として、調節パラメータおよび負荷パラメータが、それぞれC1およびC2などの、マッチングネットワーク14におけるキャパシタの各々のキャパシタンスに関連付けられ得る。様々な実施形態では、第2の技術は、可変周波数調節を電力増幅器20へ導入し、第1の技術の代わりに、または、第1の技術と組み合わせて使用され得る。第2の技術を使用する場合、調整および負荷パラメータは各々、固定、離散的に選択可能、および/または、調節可能であり得る。
【００４２】
第1および第2の両方の技術では、電力増幅器20からマッチングネットワーク14へ伝達されるRF電力Pdは、最大化される。これは、マッチングネットワーク14へのフォワード電力PFWDが、最大化された場合、および/または、マッチングネットワークからのリバース電力PREVが最小化された場合に生じ得る。伝達されたRF電力Pdは、式(2)によって表され得る。伝達された最大RF電力PMAXは、式(3)によって表され得る。
Pd=|V||I|cos(Θ)   (2)
PMAX=max(|V||I|cos(Θ))=max(PFWD)-min(PREV)   (3)
【００４３】
電力を反応的な負荷または反応的なインピーダンス(たとえば、負荷16)へ提供するRF電力システム10のために系統的に達成可能なように、伝送されるRF電力Pdは、位相Θがゼロに近い場合に最大化される。第1および第2の技術は、マッチングネットワーク14の調整および負荷パラメータを調節することによって、位相Θを最小化する。位相Θは、反応的なインピーダンスに依存するので、位相Θにおける減少は、電力増幅器20の周波数fの関数である。その結果、位相減少は、周波数fの関数として実行され得るか、言い換えると、位相Θは、電力増幅器20の周波数f、すなわち、電力増幅器20の出力周波数fを調節することによって、0またはほとんど0へ低減され得る。
【００４４】
上述したように、様々な実施形態では、RF生成器12はまた、第2の、すなわち、外部制御ループ22bを含む。第2の制御ループ22bは、センサ54、マッチコントローラ50と、コントローラ28の電力制御モジュール40とを含む。上述したように、センサ54は、RFセンサ26によって出力されたXおよびYに類似した信号を生成する。センサ54によって出力された信号は、マッチコントローラ50へ入力される。マッチコントローラ50は、受信した信号を処理し、信号の情報特性を、RF生成器12のコントローラ28へ出力する。マッチコントローラ50によって出力された情報は、デジタルフォーマットでコントローラ28へ出力される。1つの構成では、マッチングネットワークは、RF生成器と独立して動作し、決定されたマッチ条件に従って各々の調整要素を調節するための回路を含む。
【００４５】
別の構成では、RF生成器12は、調整要素56,58の両方を、RF生成器12のコントローラ28を介して、一体化された方式で制御する。第1の調整要素56および第2の調整要素58の制御は、Power Distortion-Based Servo Control Systems for Frequency Tuning RF Power Sourcesと題され、2013年11月5日に許可され、本願の譲受人に譲渡された米国特許第8,576,013号に説明されている。第1の調整要素56および第2の調整要素58の制御は、コントローラ28が、第1の調整要素56と第2の調整要素58各々の調整を有効化するために、調整制御信号をマッチコントローラ50へ通信した場合に生じ得る。
【００４６】
コントローラ28の電力制御モジュール40は、RFセンサ54から受信され、第2の制御ループ22bで、マッチコントローラ50から受信した情報を利用する。マッチコントローラ50は、様々な実施形態において、出力を特性付ける情報を負荷16へ提供するために、固定されたデータレートおよびリンクレイテンシで、コントローラ28と通信する。
【００４７】
様々な実施態様では、RF生成器12は、電力増幅器20およびマッチネットワーク14によって出力されたRF信号に対して、監視制御を実行する。第1のモードにおいて、マッチネットワーク14の監視制御は、RF信号の周波数を調節することによって、マッチ条件を維持することと、第1の調整要素56と第2の調整要素58とのうちの1つまたは両方を制御するようにマッチングネットワーク14へ指示するコマンドを生成することとを含む。第2のモードにおいて、監視制御は、RF周波数がターゲット周波数へ調節されている間、マッチを維持するために、第1の調整要素56と第2の調整要素58とのうちの1つまたは両方を制御するように、マッチングネットワーク14のマッチコントローラ50へ指示するコマンドを生成することを含む。第2のモードにおいて、周波数調節は、ターゲット周波数へ向けられ、マッチングネットワーク14に、マッチ条件を維持させる。上述された監視制御アプローチは、RF生成器12の連続波とパルスモード動作との両方へ一般化され得る。
【００４８】
パルス動作モードを参照して示すように、図2は、伝送路52において出力され得るような、パルス波形60を描写する。1つの限定しない例では、図2に図示されるように、パルス波形60は、500kHzの周波数またはパルス反復周波数(PRF)、または、200μsのパルスレート時間(tp)を有する。図3は、パルス波形60の一般的な表現を描写する。図3において見られ得るように、パルス波形60は、シヌソイド電圧信号V(t)およびシヌソイド電流信号I(t)のためのエンベロープを提供し、これによって、波形60がオンである場合、シヌソイド信号V(t)およびI(t)は、波形60によってバウンドされ、出力され得る。波形60がオフである(ゼロの振幅を有する)場合、出力は発生せず、シヌソイド信号V(t)およびI(t)はともにゼロである。図2に図示されるパルス波形60は、矩形波として表現されるが、パルス波形60は、正方形、鋸歯、三角形、二層レベルまたはマルチレベル、および他の波形であり得る。パルス波形60は、様々な実施形態において周期的である。
【００４９】
本明細書においてより詳細に説明されるように、周波数の監視制御は、(1)アジリティ周波数RF電源によるインピーダンス調整を可能にするためのRF周波数を規制と、(2)この周波数の、所望されたターゲットまたは中心周波数への制御との組合せである。言い換えれば、周波数調整を適用している場合、アジリティ周波数RF電源の周波数は、イグニション、電力変化、化学フロー変動、および圧力増減のような過渡的なインピーダンス条件に応じて変動される。そのような周波数ベースのインピーダンス制御は、しばしば、自動頻度調整(AFT)と称される。インピーダンス調整動作がAFTによって完了された後、監視制御は、マッチを維持している間、所望された、または、中心周波数へ、RF電源の周波数を戻す。
【００５０】
したがって、監視制御は、示唆された時間参照を、周波数調整および周波数調節シーケンスへ提供し、コントローラが、すべての処理条件において、コヒーレントに動作することを可能にする。ここに記載されるアプローチを使用し、マッチングネットワークのような自動インピーダンス調整デバイスと結合されたAFT動作を提供するために、RF生成器を使用する従来のアプローチと組み合わせて、監視周波数制御が実行され得る。代案では、監視制御は、集中電力制御およびインピーダンス調整動作を用いて達成され得る。後者のアプローチでは、マッチングネットワーク14のようなマッチングネットワークは、インピーダンス調整のためのリアクタンス素子の位置制御を提供する。たとえば、コントローラは、インピーダンス調整のために使用されるリアクタンス素子のためのマッチングネットワークへ、従来のフィードバック電力制御および位置制御更新値を提供し得る。インピーダンス調整は、コントローラ28によって集中的に生成されたコマンドに従って、または、マッチコントローラ50によって生成されたコマンドに従って、第1の調整要素56および第2の調整要素58を調節することを含み得る。監視制御は、周波数エクスカーションに応じて、マッチ制御を、所望された、または、ターゲット周波数への制御された補正と組み合わせる。
【００５１】
図4は、本開示に従って、RFインピーダンス調整動作の監視制御を実施するための制御システムのフロー図を描写する。監視処理70は、第1の動作モード72へ向けられた処理ブロックと、第2の動作モード74へ向けられた処理ブロックとを含む。第1の動作モードにおいて、図1のコントローラ28のようなコントローラが、RF周波数CLおよびCTを調節することによって、インピーダンスを制御する。また、第1の動作モード72の間、中心またはターゲットRF周波数fTARGETが、一般に、一定に維持される。したがって、RF周波数における変化は、中心またはターゲット周波数を調節するためではなく、インピーダンスミスマッチを最小化するために、自動周波数調整へ向けられる。第2の動作モード74では、図1のコントローラ28のようなコントローラは、AFTが禁止されている間、CLおよびCTを調節することによってインピーダンスを制御し、RF周波数fをターゲット周波数fTARGETへ調節する。
【００５２】
図4では、制御は、様々なパラメータが初期化される開始ブロック76において始まる。制御は、ブロック78へ進み、ブロック78は、AFT、負荷キャパシタCL、および調整キャパシタCTを有効化するために、RF周波数fを調節することによってインピーダンスマッチ制御を可能にする。制御は、判定ブロック80へ進み、判定ブロック80は、RF電力供給システム10が、許容可能な範囲内に調整されたか否かを判定する。RF電力供給システム10が、許容可能な範囲内に調整されていないのであれば、制御は、判定ブロック80へ戻り、3つのインピーダンス制御のうちのいずれかが、アクチュエータf、CL、およびCTであり得、インピーダンス改善されたマッチのために調節するために調節され得る。
【００５３】
判定ブロック80において、RF電力供給システム10が、許容可能な範囲内で調整されたことが判定されると、制御は判定ブロック82へ進む。判定ブロック82では、現在のRF周波数が、式(4)において以下に図示されるように、ターゲットRF周波数と比較される。
f=fTARGET   (4)
ここで、
fは、第1のモード72において調整またはインピーダンスマッチを取得するために使用される第1のモード72における現在のRF周波数であり、
fTARGETは、所望されたターゲットまたは中心周波数である。
f=fTARGETであれば、制御はブロック78へ戻る。f≠fTARGETであれば、制御は第2の動作モード74へ進む。当業者であれば、判定ブロック82において、量fおよびfTARGETは、許容可能な範囲内で定義され得、正確な同等である必要はないことを認識するであろう。
【００５４】
第2の動作モード74では、コントローラ28が、AFTを無効化し、マッチングネットワーク14のインピーダンス調整要素56、58のみを使用して、インピーダンス調整を可能にする。コントローラ28は、電力制御モジュール40を使用して、調整された周波数fを、ターゲットまたは中心周波数fTARGETへ向けて反復的に調節する。電力制御モジュール40は、周波数更新のための反復的な計算を提供する。様々な実施では、電力制御モジュール40は、
【００５５】
【数６】
0006692894.tif 000007
【００５６】
として識別されるように識別された関数を有するPIDコントローラまたはその部分集合である。
【００５７】
制御は、ブロック84へ進む。ブロック84では、図1のコントローラ28が、負荷キャパシタCLおよび調整キャパシタCTのみを調節することによって、インピーダンス制御を可能にする。ブロック84では、RF周波数fを調節することによるインピーダンス調整が禁止される。制御はブロック88へ進み、ブロック88では、RF周波数が、式(5)に従って、中心またはターゲットまたは中心周波数へ向けて調節される。
fi+1=fi-α(fi-fTARGET)   (5)
ここで、
fi+1は、次の反復のためのRF信号の周波数であり、
fiは、現在の反復のためのRF信号の周波数であり、
αは、制御式のための変数または定数項であり、
fTARGETは、上述された通りである。
【００５８】
RF周波数fがfi+1へ調節されると、制御はブロック90へ進み、ブロック90は、式(4)に図示されるように、周波数fがfTARGETに等しいか、または、fTARGETの許容可能なあらかじめ決定された範囲内にあるかを判定する。周波数fが、fTARGETに等しくないか、または、fTARGETの許容可能なあらかじめ決定された範囲内にないのであれば、制御はブロック88へ戻り、ブロック88では、次の反復fi+1が判定される。周波数fがfTARGETに等しいか、fTARGETの許容可能なあらかじめ決定された範囲内にあるのであれば、制御は、第1のモード72のブロック78へ戻り、コントローラ28は、マッチ条件を維持するために、調整ネットワーク48の調整要素56、58の周波数調整および調節の両方を可能にする。
【００５９】
RF周波数が、中心またはターゲット周波数に向けて調節されるブロック88に戻って示すように、ブロック88では、式(6)において以下に図示されるように、誤差項が計算される。
【００６０】
【数７】
0006692894.tif 000008
【００６１】
ここで、
eiは、i番目の反復のための誤差項である。
【００６２】
【数８】
0006692894.tif 000009
【００６３】
は、ターゲット周波数に向かう周波数f=fTARGETの調節のi番目の反復のためのRF信号のターゲットまたは中心周波数であり、
fiは、上述された通りである。
単純な比例制御アプローチについて、更新計算は、式(7)におけるように説明され得る。
fi+1=fi+αei   (7)
ここで、fi+1、fi、α、およびeiは、上述された通りである。
式(6)を式(7)に代入すると、式(5)を得る。
【００６４】
上記式(7)は、単純な比例制御アプローチを表す。安定な状態の誤差を最小化し、より高いオーダのダイナミクスを制御するために、電力制御モジュール40のオーダは、積分項または微分項または両方を含めるように増加され得る。電力制御モジュール40が、式(8)において図示されるように説明され得る一般化。
fi+1=fi+G[αei+βei-1+γei-2]   (8)
ここで、
fi+1、fi、およびαは、上述された通りであり、
ei-1およびei-2は、第1および第2各々の以前の誤差項であり、
G、β、およびγは、制御式のための変数または定数項である。
様々な実施形態において、制御項は、処理において、反射された電力摂動を回避しながら、fをfTARGETへ迅速に戻すために選択される。
【００６５】
図5および図6は、本明細書で説明されたRFインピーダンス調整の監視制御を適用する場合に結果として得られる波形の非限定的な例を提供する。図5および図6に図示される波形は、フォワード電力102、リバース電力104、C1位置106、C2位置108、およびRF周波数110を含む。各参照番号の多数のインスタンスは、各波形の様々な遷移を明確にするために、波形を描写するために使用される。図5および図6の左縦軸は、フォワード電力Pf、リバース電力Pr、C1位置、およびC2位置を描写する。図5および図6の右縦軸は、メガヘルツ(MHz)での周波数を描写する。
【００６６】
図6は、図5に描写されたセグメント114の拡大図を提供する。図6は、図5に図示されたものとは異なる横軸における時間スケールを図示する。図5および図6の両方が、時間を測定する横軸を有する一方、図6は、セグメント114のための改善された分解能を提供するために、異なるサンプリングレートに基づいて、0秒へリセットされる。図6はまた、本開示で説明されたRFインピーダンス調整の監視制御が、図4の第1のモード72において動作する場合、セグメント116における例示的な波形を描写する。同様に、図6は、本開示で説明されたRFインピーダンス調整の監視制御が、図4の第2のモード74において動作する場合、セグメント118における例示的な波形を描写する。
【００６７】
図6のセグメント116では、周波数110、C1位置106、およびC2位置108はすべてマッチを達成するために調節され得るので、したがって、リバース電力104を最小化する。セグメント116において見られ得るように、リバース電力104における増加は、周波数110における対応する変化を引き起こす。周波数における変化は、周波数110が、約13.56MHzで始まり、約13.9MHzである最大値へ増加し、その後、約13.0MHzへ降下する図6において最も顕著である。セグメント116の右部分近傍では、リバース電力104は、ゼロへ戻っており、フォワード電力102が安定している。セグメント116の右部分は、第1のモード72において、判定ブロック80が、リバース電力104における降下によって示されるように、インピーダンスマッチを検出したことを示す。
【００６８】
セグメント116の右部分近傍では、制御が、ブロック82へ進み、f=fTARGETであるか否かを判定する。図5および図6に図示される例示的な波形では、ターゲットまたは中心周波数が、13.56MHzである。したがって、制御は、第2の動作モード74、特に、ブロック84へ進む。ブロック84では、インピーダンス制御は、アクチュエータ負荷キャパシタCLおよび調整キャパシタCTへ限定され、インピーダンスを変動させるためにRF周波数を変動させることが禁止される。セグメント118の左部分において見られ得るように、周波数110は、図4の制御ブロック88および判定ブロック90に図示されるように、ステップ状にインクリメントされ、これによって、周波数は、セグメント118の残りにわたって、13.56MHzへインクリメント的に戻るようになる。図6において見られ得るように、セグメント118では、負荷キャパシタCL/C1および調整キャパシタCT/C2は、周波数を、中心またはターゲット周波数fTARGETへ戻している間、インピーダンスマッチを維持するために、セグメント118の経過にわたって調節される。
【００６９】
f=fTARGETが判定されると、制御は、図4のブロック78へ戻り、インピーダンス制御が、3つのアクチュエータf、CT、およびCLによって提供される。図5では、たとえば、自動頻度調整が、セグメント120において生じる。見られ得るように、周波数は、セグメント114における周波数に類似して反応する。したがって、自動周波数調整が、第1の動作モード72において、セグメント120において生じる。周波数は、その後、セグメント120の右近傍で見られ得るように、第2の動作モード74中に、ターゲットまたは中心周波数fTARGETへ戻る。
【００７０】
様々な実施態様では、本開示のシステムは、放電を停止することなく、プラズマの連続動作を可能にする。RF信号がオフである量中、粒子が、ウェーハ上に落ちることが可能である。レシピ遷移中の連続的なRF電力によって、粒子汚染の機会が最小化される。さらに、半導体製造動作は、一般に、高い歩留まりをもたらすことが望ましい。高い歩留まりは、典型的には、望ましいパフォーマンス特性を提供する、高い反復的なRF電力システムの結果得られる。RF電力供給のための1つの尺度は、レシピ遷移中における、RF反射電力の最小化である。遷移中生じる反射電力は、薄膜処理における変動を引き起こす。本明細書で説明された監視制御アプローチは、放電に結合されたRF電力に悪影響を与えることなく、調整アクチュエータを、好適な位置へ補正することと連携して、高速な調整アクチュエータを用いて連続動作を可能にする。したがって、本開示の監視制御システムは、低いコストおよび複雑さで、反復可能なシステムを提供する。本開示はまた、処理補正のための高速な自動周波数調整を可能にしながら、周波数補正および遷移中、インピーダンス調整をも可能にする。さらに、本開示のシステムは、インピーダンスマッチに悪影響を与えることなく、ターゲット周波数が達成され得るように、マッチングネットワークの調整要素が、インピーダンス調整を実行している間、ターゲット周波数を更新することを可能にする。
【００７１】
先述した説明は単に、本質において例示的であり、開示、そのアプリケーション、または使用を限定することはまったく意図されていない。この開示の広い教示は、様々な形式で実施され得る。したがって、この開示は、特定の例を含んでいるが、この開示の真の範囲は、そのように限定されるべきではない。なぜなら、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲の検討によって、他の修正が、明らかになるであろうからである。方法内の1つまたは複数のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で(または同時に)実行され得ることが理解されるべきである。さらに、実施形態の各々は、いくつかの特徴を有するとして上述されているが、本開示の任意の実施形態に関して説明されたこれら特徴の任意の1つまたは複数は、たとえその組合せが、明示的に説明されていなくても、他の実施形態の任意の特徴において、および/または、他の実施形態の任意の特徴との組合せにおいて実施され得る。言い換えると、説明された実施形態は、相互に排他的ではなく、1つまたは複数の実施形態の互いとの置換は、この開示の範囲内にある。
【００７２】
要素間(たとえば、モジュール、回路素子、半導体レイヤ等間)の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「隣の」、「先頭の」、「上方」、「下方」、および「配置された」を含む様々な用語を使用して説明される。「直接的」として明示的に説明されていないのであれば、第1の要素と第2の要素との間の関係が、上記開示において説明されている場合、その関係は、第1の要素と第2の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係であり得るが、第1の要素と第2の要素との間に1つまたは複数の介在要素が(空間的または機能的いずれかによって)存在する間接的な関係でもあり得る。本明細書で使用されるように、A、B、およびCのうちの少なくとも1つというフレーズは、非排他的な論理的ORを使用して、論理的な(A OR B OR C)を意味するように解釈されるべきであり、「Aのうちの少なくとも1つ、Bのうちの少なくとも1つ、および、Cのうちの少なくとも1つ」を意味するように解釈されるべきではない。
【００７３】
以下の定義を含むこの出願では、「モジュール」という用語、または、「コントローラ」という用語は、「回路」という用語と置換され得る。「モジュール」という用語は、特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル、アナログ、または、アナログ/デジタル混合ディスクリート回路、デジタル、アナログ、または、アナログ/デジタル混合集積回路、組合せ論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、コードを実行するプロセッサ回路(共有、専用、またはグループ)、プロセッサ回路によって実行されたコードを記憶するメモリ回路(共有、専用、またはグループ)、説明された機能を提供する他の適切なハードウェア構成要素、または、システムオンチップにおけるような、上記のうちのいくつかまたはすべての組合せを称し得るか、一部であるか、または含み得る。
【００７４】
モジュールは、1つまたは複数のインターフェース回路を含み得る。いくつかの例では、インターフェース回路は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット、広域ネットワーク(WAN)、またはこれらの組合せへ接続されたワイヤまたはワイヤレスインターフェースを含み得る。本開示の任意の所与のモジュールの機能は、インターフェース回路を介して接続された多数のモジュール間で分散され得る。たとえば、多数のモジュールが、負荷平準化を可能にし得る。さらなる例では、(遠隔またはクラウドとしても知られている)サーバモジュールは、クライアントモジュールの代わりに、いくつかの機能を達成し得る。
【００７５】
上記で使用されるようなコードという用語は、ソフトウェア、ファームウェア、および/または、マイクロコードを含み得、プログラム、ルーチン、機能、クラス、データ構造、および/または、オブジェクトを称し得る。共有プロセッサ回路という用語は、多数のモジュールからのいくつかまたはすべてのコードを実行する単一のプロセッサ回路を包含する。グループプロセッサ回路という用語は、追加のプロセッサ回路と組み合わされて、1つまたは複数のモジュールからいくつかまたはすべてのコードを実行するプロセッサ回路を包含する。マルチプロセッサ回路への参照は、ディスクリートなダイにおけるマルチプロセッサ回路、単一のダイにおけるマルチプロセッサ回路、単一のプロセッサ回路のマルチコア、単一のプロセッサ回路のマルチスレッド、または、上記の組合せを包含する。共有メモリ回路という用語は、多数のモジュールからのいくつかまたはすべてのコードを記憶する単一のメモリ回路を包含する。グループメモリ回路という用語は、追加のメモリと組み合わされて、1つまたは複数のモジュールからのいくつかまたはすべてのコードを記憶するメモリ回路を包含する。
【００７６】
メモリ回路という用語は、コンピュータ読取可能な媒体という用語の部分集合である。コンピュータ読取可能な媒体という用語は、本明細書で使用されるように、(搬送波におけるように)媒体を介して伝搬する一時的な電気または電磁信号を包含せず、したがって、コンピュータ読取可能な媒体という用語は、有形かつ非一時的と考慮され得る。非一時的な有形のコンピュータ読取可能な媒体の非限定的な例は、(フラッシュメモリ回路、消去可能なプログラマブル読取専用メモリ回路、またはマスク読取専用メモリ回路のような)不揮発性メモリ回路、(静的ランダムアクセスメモリ回路または動的ランダムアクセスメモリ回路のような)揮発性メモリ回路、(アナログまたはデジタル磁気テープまたはハードディスクドライブのような)磁気記憶媒体、および、(CD、DVD、Blu-ray(登録商標)ディスクのような)光記憶媒体である。
【００７７】
この出願において説明された装置および方法は、コンピュータプログラムにおいて具体化される1つまたは複数の特定の機能を実行するように汎用コンピュータを構成することによって生成された専用コンピュータによって部分的または完全に実施され得る。上述された機能ブロックおよびフローチャート要素は、ソフトウェア仕様として役立つ。これは、熟練した技術者またはプログラマのルーチンワークによって、コンピュータプログラムへ翻訳され得る。
【００７８】
コンピュータプログラムは、少なくとも1つの非一時的な、有形のコンピュータ読取可能な媒体に記憶されたプロセッサ実行可能な命令を含む。コンピュータプログラムはまた、記憶されたデータを含み得るか、または、記憶されたデータに依存し得る。コンピュータプログラムは、専用コンピュータのハードウェアとインタラクトする基本入出力システム(BIOS)、専用コンピュータの特定のデバイスとインタラクトするデバイスドライバ、1つまたは複数のオペレーティングシステム、ユーザアプリケーション、バックグランドサービス、バンクグランドアプリケーション等を包含し得る。
【００７９】
コンピュータプログラムは、(i)HTML(ハイパテキストマークアップ言語)またはXML(エクステンシブルマークアップ言語)のような解析されるべき記述文、(ii)アセンブリコード、(iii)コンパイラによってソースコードから生成されるオブジェクトコード、(iv)インタプリタによる実行のためのソースコード、(v)ジャストインタイムコンパイラによるコンパイルおよび実行のためのソースコード等を含み得る。例のみとして、ソースコードは、C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java(登録商標)、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript(登録商標)、HTML5、Ada、ASP(active server pages)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash(登録商標)、Visual Basic(登録商標)、Lua、およびPython(登録商標)を含む言語からの構文を使用して記述され得る。
【００８０】
「〜ための手段」というフレーズを使用して、または、方法請求項の場合、「〜のための動作」または「〜のためのステップ」というフレーズを使用して、要素が明確に記述されていないのであれば、特許請求の範囲において記述された要素のいずれも、米国特許法第112条(f)の意味におけるミーンズプラスファンクション要素であると意図されない。
【符号の説明】
【００８１】
10  電力システム
12  無線周波数(RF)生成器
14  マッチングネットワーク
16  負荷
18  RF電力信号
20  電力増幅器
22a  内部フィードバックループ
22b  外部制御ループ
23  通信リンク
26  RFセンサ
28  コントローラ
30  センサ信号
32  スケーリングモジュール
34  電力フィードバック信号
36  加算器
38  電力設定点
40  電力制御モジュール
48  調整ネットワーク
50  マッチコントローラ
52  伝送路
54  センサ
56  調整要素
58  調整要素
60  パルス波形
102  フォワード電力
104  リバース電力
106  C1マッチ1
108  C2マッチ2
110  周波数
114  セグメント
116  セグメント
118  セグメント
【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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