CN107004559B - 自适应周期波形控制器 - Google Patents

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Abstract

重复设定点生成器模块根据在连续时间间隔期间重复的预定模式而选择性地改变输出参数的设定点。闭环模块在时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第一时间间隔期间设定点在N个时刻处的N个值与(ii)时间间隔中的第一时间间隔期间输出参数在N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个闭环值。调节模块在时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)时间间隔中的第二时间间隔期间设定点在N个时刻处的N个值与(ii)时间间隔中的第二时间间隔期间输出参数在N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个调节值。

Description

自适应周期波形控制器
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月30日提交的美国专利申请第14/953,917号的优先权，并且还要求2014年12月4日提交的美国临时申请第62/087,290号的权益。上述申请的整个内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及等离子体腔室以及射频(RF)生成系统和方法，并且更具体地涉及RF生成器。
背景技术
在此所提供的背景描述通常是为了呈现本公开上下文的目的。就在此背景部分中所述的程度而言，当前所指定的发明人的工作、以及可以另外在递交时刻不具有作为现有技术的资格的描述的方面并未明确地或隐含地承认作为对抗本公开的现有技术。
射频(RF)生成器接收交流(AC)输入功率并且生成RF输出。RF输出可以例如施加至等离子体腔室的等离子体电极。等离子体腔室可以用于薄膜制造系统以及其他类型的系统中。
在一些情况下，等离子体腔室可以包括多个等离子体电极。仅作为示例，可以实现多于一个等离子体电极，其中被处理的表面区域大于单个等离子体电极可以能够服务的区域。
因此，在一些情况下，可以采用多个RF生成器。RF生成器中的每一个生成RF输出并且将RF输出施加至等离子体电极中的每一个。可以致力于电连接RF生成器以生成相同的RF输出。
发明内容
在特征中，公开了一种功率输出生成系统。重复设定点生成器模块根据在连续时间间隔期间重复的预定模式而选择性地改变输出参数的设定点。闭环模块在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述设定点在N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个闭环值。调节模块在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述设定点在所述N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个调节值。时间间隔中的第二时间间隔是紧接在时间间隔中的第一时间间隔之前的时间间隔。功率放大器将输出功率施加至负载。混合器模块基于N个闭环值和N个调节值而分别生成N个输出值，并且基于N个输出值而控制输入至功率放大器的功率。
在进一步特征中，N个时刻是相等地间隔开的。
在进一步特征中，N个时刻不相等地间隔开的。
在进一步特征中，闭环模块使用比例积分(PI)控制而生成N个闭环值。
在进一步特征中，调节模块使用比例积分(PI)控制而生成N个调节值。
在进一步特征中，混合器模块进一步基于混合比率而生成N个输出值，并且混合器模块选择性地改变混合比率。
在进一步特征中，频率控制模块选择性地调节功率放大器的基础频率。
在进一步特征中，频率控制模块基于反射功率而选择性地调节功率放大器的基础频率。
在进一步特征中，频率控制模块基于反射系数而选择性地调节功率放大器的基础频率。
在进一步特征中，功率放大器将输出施加至等离子体电极。
在进一步特征中，驱动器模块确定输出的失真并且基于失真选择性地调节功率放大器的基础频率。
在进一步特征中，驱动器控制模块基于失真和输出的失真的至少一个之前的量而确定第一频率调节，基于输出的失真的至少一个之前的量而确定第二频率调节，并且基于功率放大器的之前的开关频率、第一频率调节和第二频率调节而设定功率放大器的基础频率。
在进一步特征中，驱动器控制模块基于第二频率调节的至少一个之前的值而确定第二频率调节。
在特征中，公开了一种生成功率输出的方法。该方法包括：根据在连续时间间隔期间重复的预定模式而选择性地改变输出参数的设定点；在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述设定点在N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个闭环值；在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述设定点在所述N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个调节值，其中所述时间间隔中的第二时间间隔是紧接在所述时间间隔中的第一时间间隔之前的时间间隔；使用功率放大器将输出功率施加至负载；基于N个闭环值和N个调节值而分别生成N个输出值；以及基于N个输出值而控制输入至功率放大器的功率。
在进一步特征中，N个时刻是相等地间隔开的。
在进一步特征中，N个时刻是不相等地间隔开的。
在进一步特征中，生成N个闭环值包括使用比例积分(PI)控制而生成N个闭环值。
在进一步特征中，生成N个调节值包括使用比例积分(PI)控制而生成N个调节值。
在进一步特征中，该方法进一步包括：进一步基于混合比率而生成N个输出值；以及选择性地改变混合比率。
在进一步特征中，该方法进一步包括：选择性地调节功率放大器的基础频率。
在进一步特征中，该方法进一步包括：基于反射功率而选择性地调节功率放大器的基础频率。
在进一步特征中，该方法进一步包括：基于反射系数而选择性地调节基础频率。
在进一步特征中，该方法进一步包括：使用功率放大器将输出施加至等离子体电极。
在进一步特征中，该方法进一步包括：确定输出的失真；以及基于失真选择性地调节功率放大器的基础频率。
在进一步特征中，该方法进一步包括：基于失真和输出的失真的至少一个之前的量而确定第一频率调节；基于输出的失真的至少一个之前的量而确定第二频率调节；以及基于功率放大器的之前的基础频率、第一频率调节、和第二频率调节而设定功率放大器的开关频率。
在进一步特征中，该方法进一步包括：基于第二频率调节的至少一个之前的值而确定第二频率调节。
本公开的进一步的可应用性范围将从详细说明书、权利要求和附图变得明显。详细说明书和具体示例意在仅为了示意说明的目的并且不意在限制本公开的范围。
附图说明
将从详细的描述和附图变得更充分理解本公开，其中：
图1是示例射频(RF)等离子体腔室控制系统的功能框图；
图2是RF等离子体腔室控制系统的示例部分的功能框图；
图3是示例反馈控制系统的功能框图；
图4是示例RF生成器系统的功能框图；
图5包括可以在循环/周期内重复的示例模式的曲线图；
图6包括RF生成器系统的示例闭环控制模块的功能框图；
图7包括示例调节模块的功能框图；
图8-图13包括设定点和测量值与时间对比的曲线图；
图14包括描绘控制RF输出的示例方法的流程图；
图15是示例RF生成器系统的功能框图；以及
图16是示例驱动器控制模块的功能框图。
在附图中，可以重复使用附图标记以标识类似和/或相同的元件。
具体实施方式
现在参照图1，呈现示例射频(RF)等离子体腔室控制系统的功能框图。射频(RF)生成器模块104接收交流(AC)输入功率，并且使用AC输入功率生成RF输出。RF输出施加至等离子体腔室112的等离子体电极108。在其他类型系统中，RF输出可以被不同地使用。等离子体电极108可以例如用于薄膜沉积、薄膜刻蚀以及其他类型系统中。
输出控制模块116接收用于RF输出的功率设定点(P Set)，该RF输出由RF生成器模块104生成并且输送至等离子体电极108。功率设定点可以例如经由外部接口120或另一合适来源而提供。外部接口120可以将功率设定点提供至输出控制模块116，例如基于经由通用标准(US)RS-232连接、经由以太网连接、经由字段总线(fieldbus)连接(例如Profibus、DeviceNet、Ethercat)、经由无线连接或经由前面板接口所提供的诊断或用户输入。取决于等离子体需求，设定点也可以是电压或电流设定点。
RF传感器124测量RF输出的一个或多个参数，并且基于所测量的参数生成一个或多个传感器信号。仅作为示例，RF传感器124可以包括电压-电流(VI)传感器、RF探测器、定向耦合器、伽马传感器、相位-幅度传感器、或另一合适类型的RF传感器。
测量值控制模块128以预定的采样频率对传感器信号进行采样。在各个实施例中，测量值控制模块128将(模拟)样本转换为对应的数字值。测量值控制模块128还将一个或多个信号处理函数应用至数字值以生成已处理的值。输出控制模块116控制RF生成器模块104以实现功率设定点。在各个实施例中，可以包括提供匹配的匹配网络模块132。虽然RF传感器124示出为在匹配网络模块132的上游，但在各个实施例中，RF传感器124可以位于匹配网络模块132和负载之间。
现在参照图2，呈现了包括RF等离子体腔室控制系统的示例部分的功能框图。输出控制模块116可以基于功率设定点而生成干线电压设定点(干线设定)和驱动器控制设定点(驱动器设定)。基于干线电压设定点，电源模块304从AC输入功率生成干线电压。电源模块304将干线电压施加至RF功率模块308。RF功率模块308包括例如驱动器模块和功率放大器。在各个实施方式中，输出控制模块116可以生成用于异相放大器拓扑结构的多个相移驱动器信号。
驱动器控制模块312基于驱动器控制设定点而驱动RF功率模块308。驱动器控制设定点可以指示目标占空比(即，每个预定周期的导通时间的百分比)。可以实现滤波器316以在RF输出施加至等离子体电极108之前过滤RF功率模块308(例如功率放大器)的谐波输出。可以基于由RF传感器124所测量的RF输出的一个或多个参数而调节RF系统的一个或多个致动器(例如电源模块304、驱动器控制模块312)的输出。
现在参照图3，呈现了用于致动器(例如等离子体电极108)的示例反馈控制系统的功能框图。图3的反馈致动器控制系统可以用于生成例如脉冲RF信号输出，用于控制或驱动信号的包络(envelope)，或者另一合适的RF输出。脉冲RF信号输出可以指具有重复模式的输出，包括但不限于相等间隔限定或任意形状的模式。
在也可以称作离散时间控制系统的数字控制系统中，能够产生合适的脉冲RF包络输出的控制器的所需闭环带宽将需要至少比在循环的(相同部分)之间的周期大至少两个数量级的幅度。此外，传感器和致动器的群组延迟将需要大约控制器的采样时间。因此，合适的控制系统可能是复杂且昂贵的。
在图3中，控制模块350包括误差模块354，比例(P)模块358，积分(I)模块362，加法器模块366，以及钳位模块370。误差模块354基于参数的设定点(例如功率设定点)与该参数的所测量的值之间的差而确定误差。
比例模块358基于比例增益和误差值确定P项的值。积分模块362基于误差和积分增益确定I项的值。加法器模块366将P项的值和I项的值相加以确定输出。钳位模块370可以将输出限制到预定范围内。致动器(例如电源模块、驱动器幅度、异相驱动等)基于输出而被控制。然而，如上所述，包括该控制模块的控制系统可能是复杂且昂贵的。
在共同受让人的美国专利第6,700,092号(“Vona”)中描述了基于设定点控制输出的另一方式，其整个公开被并入本文。在Vona中，“拖延(holdoff)时间”或延迟周期用于以间断方式从一个脉冲状态跳变至另一个脉冲状态。在拖延时间期间，冻结控制器以允许在转变至闭环工作之前脉冲幅度稳定在新数值处。在该配置中，可以使用比上述结合图3更缓慢的控制环路带宽。然而，拖延时间的使用可能影响过冲、上升时间和其他响应。
可以例如通过在开环中朝向其中幅度将在拖延时间期间稳定的数值而斜线拉升(ramp)输出从而改进Vona的响应。这种配置在共同受让人的美国专利第8,736,377号(“Rughoonundon”)中描述，其全文被并入本文。可以针对多个输出/致动器(诸如幅度、频率等)执行斜线拉升。Rughoonundon对矩形脉冲提供更好的响应。
图4包括示例RF控制系统的功能框图，示例RF控制系统包括RF生成器模块404、RF功率放大器408、以及一个或多个传感器412。RF生成器模块404控制功率放大器408以调节从RF功率放大器408诸如至等离子体电极或另一RF装置的RF输出。RF功率放大器408可以是图2的RF电源模块308的部件。
重复设定点生成器模块416根据在循环或周期内的重复模式而生成正向功率(PFwd)设定点。频率控制模块420控制驱动器控制模块312的基础RF频率。频率控制模块420可以改变例如频率以改进复数阻抗匹配，并且因此降低反射功率和反射系数。包络可以限定在循环/周期内的输出信号的一个或两个(上和下)包络。
重复模式可以例如存储在存储器中。图5包括可以重复的模式的三个示例，然而可以使用其他模式。在各个实施方式中，所使用的模式可以是非标准的、周期性模式。标准周期性模式包括例如正弦波、余弦波、周期性脉冲、三角波等。频率对应于重复模式在其内执行一次的时间周期。重复设定点生成器模块416根据每个时间周期/循环内模式的一个循环而改变正向功率设定点。尽管将讨论正向功率设定点和正向功率测量值的示例，但本申请也可适用于其他RF设定点和对应的测量值。
闭环控制模块424在给定时刻基于针对该时刻的正向功率幅度设定点(样本)以及针对该时刻的由传感器412所测量的正向功率幅度(样本)而生成闭环输出。更具体地，闭环控制模块424生成闭环输出以朝向正向功率幅度设定点调节正向功率幅度。闭环控制模块424的示例的功能框在图6中示出。如上所述，尽管将讨论正向功率幅度设定点和正向功率幅度测量值的示例，但本申请也可适用于其他RF设定点和对应的测量值，诸如电压和/或电流幅度。
现在参照图6，闭环控制模块424包括误差模块504，比例(P)模块508，积分(I)模块512，以及加法器模块516。误差模块504基于在某时刻的正向功率设定点与在该时刻使用传感器412所测量的正向功率之间的差而确定正向功率误差。
比例模块508基于预定的比例增益和正向功率误差而确定比例项(值)。积分模块512基于预定的积分增益和正向功率误差而确定积分项(值)。积分模块512可以将积分项限制(也即钳位)到预定范围内。加法器模块516将P项和I项相加以生成闭环输出。尽管示出并讨论了PI闭环控制器的示例，但可以使用P(比例)闭环控制器、PID(比例-积分-微分)闭环控制器、或另一合适类型的闭环控制器。
返回参照图4，RF生成器模块404还包括触发模块428，设定点存储模块432，以及测量值存储模块436。触发模块428在每个循环期间在N个时刻生成触发信号。N是大于1的整数。在一个示例中，触发模块428可以在每个循环期间生成86次触发信号。
触发模块428可以以预定(时间)间隔生成触发信号，或者生成触发信号的时刻之间的间隔可以改变。在触发信号之间不同间隔的情形中，触发模块428可以例如更频繁地并且当正向功率设定点(以及因此重复模式)改变时而生成触发信号。当正向功率设定点更稳定时，触发模块428可以较不频繁地生成触发信号。触发模块428在每个循环期间在N个时刻生成触发信号，并且在每个循环期间相对于各循环的相应开始和结束而在相同N个时刻生成触发信号。闭环控制模块424也可以在每次生成触发信号时更新闭环输出。
设定点存储模块432在每次生成触发信号时存储正向功率设定点的当前值。当循环完成时，设定点存储模块432已经因此在该循环内存储了在N个时刻处的正向功率设定点的N个值。测量值存储模块436在每次生成触发信号时存储正向功率的当前值。当循环完成时，测量值存储模块436因此在该循环内已经存储了在N个时刻处的正向功率的N个值。
每一次在N个时刻中的一个时刻生成触发信号时，设定点存储模块432和测量值存储模块436分别输出针对上一次循环期间N个时刻中的该一个时刻所存储的正向功率设定点和正向功率。来自上一次循环期间该时刻的正向功率设定点将称作前一个正向功率设定点。上一次循环期间在该时刻处所测量的正向功率将称作前一个正向功率。在各个实施方式中，前一个正向功率可以是基于多个之前循环所确定的合成值。这种合成值可以以各种方式确定，诸如使用无限脉冲响应(IIR)滤波器。这种合成值的使用可以减小噪声和等离子体瞬变现象的效应。
调节模块440基于针对给定时刻的前一个正向功率设定点以及在上一次循环期间针对该时刻由传感器412所测量的前一个正向功率而在该时刻生成输出调节。调节模块440的示例的功能框图在图7中示出。
现在参照图7，调节模块440包括误差模块604、比例(P)模块608、积分(I)模块612、以及加法器模块616。误差模块604基于在某时刻处的前一个正向功率设定点与在该时刻处的前一个正向功率之间的差而确定前一个误差。
比例模块608基于预定的比例增益和前一个误差而确定比例项(值)。积分模块512基于预定的积分增益和前一个误差确定积分项(值)。积分模块512可以将积分项限制(也即钳位)到预定范围内。加法器模块516将P项和I项相加以生成输出调节。因此，在某时刻处的输出调节反映了前一个循环期间在该时刻的闭环输出。
尽管示出并讨论了PI闭环控制器的示例，但可以使用P(比例)闭环控制器、PID(比例-积分-微分)闭环控制器、或另一合适类型的闭环控制器。同样地，尽管示出并讨论了前一个正向功率设定点和前一个正向功率的存储，但可以在下一个循环期间针对这N个时刻分别存储并使用循环期间针对N个时刻所确定的误差值(由误差模块504所确定)。
返回参照图4，混合器模块444将闭环输出与输出调节混合以生成最终RF输出。混合器模块444可以例如基于混合比率而将闭环输出与输出调节混合。混合比率可以是预定值或者可以改变。例如，混合器模块444可以取决于所需的行为(诸如负载瞬变灵敏度或其他规则)而改变混合比率，或者可以由另一(例如更高层级)控制器设定。混合比率可以对应于施加至闭环输出和输出调节的增益，以使得当将施加值后的增益相加时，导致最终RF输出。
钳位模块448可以将最终RF输出限制(也即钳位)到预定范围内。RF生成器的致动器(诸如功率放大器/驱动器408)基于最终RF输出而操作生成器，以生成RF输出。驱动器控制模块312控制功率放大器/驱动器408的基础工作频率。基础工作频率也可以称作载波频率。RF输出可以例如施加至等离子体电极108或另一RF装置。
调节模块440的使用改进了响应特性。例如，与例如实现图3的系统的RF生成器模块相比，调节模块440可以使正向功率能够更紧密地跟随正向功率设定点，可以更快速(例如以更少循环次数)完成，并且具有较少的过冲和/或欠冲。尽管已经示出并讨论了RF包络输出和设定点的示例，但本申请也可适用于其他非RF输出，诸如直流(DC)输出(包括重复DC设定点)，以及交流(AC)输出(包括重复AC设定点)。该方法可以在包括具有非线性传输特性的一个或多个部件模块的系统中日渐有效。在这些系统中，当一个或多个子系统呈现增益扩展、增益压缩或限幅(诸如其可随RF功率放大器发生)时，使用传统的线性控制技术是困难的。等离子体负载也可以呈现非线性行为，诸如随着所施加功率变化的负载阻抗。
图8包括针对根据重复、预定形状设定的设定点在第一循环期间设定点和测量值与时间对比的示例曲线图。在图8的示例中，形状是矩形脉冲或方波。在第一循环期间，尚未存储来自一个或多个之前循环的设定点或测量值。因此，在该循环期间，基于设定点和测量值之间的差仅使用闭环反馈而控制输出。测量的和期望的波形之间的差异可归咎于存在于功率放大器子系统中的非线性。然而，在第一循环之后，之前的设定点和测量值也用于控制输出，并且因此，测量值更紧密地跟随设定点(例如参见图9，循环1、2、10和100)。
图9-图13是图示该特征的示例曲线图并且包括具有各种不同重复形状的设定点。如图9-图13中所示，测量值在稍后循环期间更紧密跟随设定点。从图9-图13可见，本文所述的控制系统可以用于生成正弦波、方波或任意形状的波形。所生成的波形可以限定原始信号，或者所生成的波形可以限定驱动信号工作在其内的包络信号。驱动信号和包络信号可以是连续的波或脉冲信号。
图14是描绘控制输出的示例方法的流程图。控制开始于704，其中计数值(I)被设置为1。在708处，确定当前循环是否是第一循环，例如，在选择了不同重复模式之后或者在单元导通之后。如果708为真，则控制继续至712。如果708为假，则控制转移至730，如下进一步所述。
在712处，监控触发信号，并且做出关于是否已经生成触发信号的判定。当生成触发信号时，控制继续至716。当未生成触发信号时，控制可以留在712处。在716处，设定点存储模块432存储第I个设定点(例如正向功率设定点)，并且测量值存储模块436存储第I个所测量的值(例如所测量的正向功率)。在720处，闭环控制模块424基于第I个设定点和第I个所测量的值之间的差而确定闭环输出。在722处，混合器模块444将输出设定成等于闭环输出。基于该输出控制致动器，诸如功率放大器/驱动器408。
在724处，做出关于计数值(I)是否小于预定数目(N)的判定。预定数目对应于在每个循环期间生成触发信号的实例的数目。如果724为真，则在728处计数值(I)递增(例如I＝I+1)，并且控制返回至712。如果724为假，则控制返回至704以将计数值(I)重置为1。
在730处，在第一循环完成之后，监控触发信号，并且做出关于是否生成触发信号的判定。当生成触发信号时，控制继续至732。当触发信号未生成时，控制可以留在730处。在732处，设定点存储模块432存储第I个设定点(例如，正向功率设定点)，并且测量值存储模块436存储第I个所测量的值(例如，所测量的正向功率)。在736处，闭环控制模块424基于第I个设定点和第I个所测量的值之间的差而确定闭环输出。
在740处，调节模块440获得来自上一次循环的第I个设定点以及来自上一次循环的第I个测量值。在744处，调节模块440基于在来自上一次循环的第I个设定点与来自上一次循环的第I个测量值之间的差而生成输出调节。在748处，混合器模块444将闭环输出(在736处确定)与输出调节(在744处确定)混合，以产生输出。如上所述，基于输出控制致动器，诸如功率放大器/驱动器408。
在752处，做出关于计数值(I)是否小于预定数目(N)的判定。预定数目对应于在每个循环期间生成触发信号的实例的数目。如果752为真，则在756处，计数值(I)递增(例如I＝I+1)，并且控制返回至730。如果756为假，则控制返回至704以将计数值(I)重置为1。
图15是RF生成系统的功能框图。除了由RF生成器模块404所提供的控制之外，驱动器控制模块312可以基于由传感器412测量的一个或多个参数而控制功率放大器/驱动器408的基础RF工作频率。例如，可以调节频率以改进RF功率模块308与等离子体负载的阻抗匹配。
图16是驱动器控制模块312的示例实施方式的功能框图。失真模块804基于由传感器412测量的一个或多个参数而确定RF输出中的失真量。失真量可以对应于反射功率的量，并且可以例如由反射系数或逆功率而指示。
第一频率调节模块808和第二频率调节模块812致力于生成第一频率调节和第二频率调节以最小化失真，并且因此最小化反射功率。第一频率调节模块808分别基于当前失真量、来自之前时刻的失真的一个或多个之前的量、以及一个或多个预定增益值而生成第一频率调节。第一频率调节的示例在共同受让人的美国专利第8,576,013号和第6,020,794号中进行了描述，这两个专利的全文并入本文。第二频率调节模块808分别基于来自之前时刻的失真的一个或多个之前的量、第二频率调节的一个或多个之前的值、以及一个或多个预定增益值而生成第二频率调节。
混合器模块812基于功率放大器/驱动器408的之前基础工作频率、第一频率调节以及第二频率调节而确定功率放大器/驱动器408的基础工作频率。例如，混合器812可以将功率放大器/驱动器408的基础工作频率设定为前一个基础工作频率减去第一频率调节和第二频率调节。延迟模块820在已经存储了预定周期(例如一个采样周期)的前一个基础工作频率之后，提供前一个基础工作频率。在各个实施方式中，在减法之前，混合器模块812可以选择性地改变施加至第一频率调节和第二频率调节的增益值。
前述描述本质上仅是示意性的并且决非意在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，尽管本公开包括特定示例，但本公开的真实范围将不限于此，因为一旦研习了附图、说明书和以下权利要求，其他修改将是明显的。应该理解的是，方法内的一个或多个步骤可以以不同顺序(或同时地)执行而并不改变本公开的原理。进一步，尽管以上实施例中的每一个描述为具有某些特征，但相对于本公开的任何实施例所述的那些特征中的任意一个或多个可以在任何其他实施例的特征中实现和/或与任何其他实施例的特征组合来实现，即便该组合并未明确描述。换言之，所述实施例不是互斥的，并且一个或多个实施例与另一实施例的置换保留在本公开的范围内。
使用各种术语描述元件之间(例如模块之间)的空间和功能关系，包括“连接”、“结合”、“接合”和“联接”。除非明确地描述为“直接”，当在以上本公开中描述第一元件和第二元件之间的关系时，该关系包括其中在第一元件和第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系，以及其中在第一元件和第二元件之间(空间地或功能地)存在一个或多个中间元件的间接关系。如本文所使用的，短语A、B和C中的至少一个应该理解为意味着逻辑(A OR BOR C)，使用非排他性的逻辑OR，并且不应理解为意味着“A中的至少一个，B中的至少一个，以及C中的至少一个”。
在该申请中，包括以下的定义，术语“模块”或术语“控制器”可以替换为术语“电路”。术语“模块”可以指执行代码的处理器硬件(公用、专用或群组)以及存储了由处理器硬件执行的代码的存储器硬件(公用、专用或群组)的一部分，或者包括执行代码的处理器硬件(公用、专用或群组)以及存储了由处理器硬件执行的代码的存储器硬件(公用、专用或群组)。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接至局域网(LAN)、互联网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块之间。例如，多个模块可以允许负载平衡。在进一步的示例中，服务器(也已知为远程的，或云)模块可以实现代表客户端模块的一些功能。
如上所使用的，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指程序、例程、函数、类、数据结构、和/或对象。共用的处理器硬件包括执行来自多个模块的一些或全部代码的单个微处理器。群组处理器硬件包括与额外的微处理器组合而执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的微处理器。提到的多个微处理器包括在分立电路芯片上的多个微处理器、在单个电路芯片上的多个微处理器、单个微处理器的多个内核、单个微处理器的多个线程、或者以上的组合。
共用存储器硬件包括存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器装置。群组存储器硬件包括与其他存储器装置组合而存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器装置。
术语存储器硬件是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的，术语计算机可读介质并未包括通过介质(诸如在载波上)传播的临时电子或电磁信号；因此，术语计算机可读介质被视作是有形的且非瞬态的。非瞬态计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器装置(诸如快闪存储器装置、可擦除可编程只读存储器装置、或者掩模只读存储器装置)、易失性存储器装置(诸如静态随机存取存储器装置或动态随机存取存储器装置)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动)、以及光学存储介质(诸如CD、DVD、或蓝光碟片)。
在本申请中所述的设备和方法可以部分地或完全地由专用计算机实现，该专用计算机通过配置通用计算机以执行具体化在计算机程序中的一个或多个特定功能而创建。如上所述的功能块和流程图要素用作软件规范，其可以由熟练技工或程序员的常规工作而转换为计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非瞬态计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括：(i)待解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)，(ii)汇编代码，(iii)由编译器从源代码生成的目标代码，(iv)用于由注释器执行的源代码，(v)用于由适时编译器编译并执行的源代码等。仅作为示例，可以使用来自包括以下语言的语法来编写源代码：C、C++、C#、Objective-C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、Ocaml、HTML5、Ada、ASP(动态服务器网页)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、VisualLua、以及
权利要求中记载的要素并非意在作为在35U.S.C.§112(f)含义内的装置加功能要素，除非使用短语“用于……的装置”或者在方法权利要求中使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”而明确地记载要素。

Claims (54)

1.一种功率输出生成系统，包括：
重复设定点生成器模块，所述重复设定点生成器模块根据在连续时间间隔期间重复的预定模式而选择性地改变输出参数的设定点；
闭环模块，所述闭环模块在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述设定点在N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个闭环值；
调节模块，所述调节模块在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述设定点在所述N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个调节值，其中所述时间间隔中的第二时间间隔是紧接在所述时间间隔中的第一时间间隔之前的时间间隔；
功率放大器，所述功率放大器将输出施加至负载；以及
混合器模块，所述混合器模块基于所述N个闭环值与所述N个调节值的混合而分别生成N个输出值，并且基于所述N个输出值而控制输入至所述功率放大器的功率。
2.根据权利要求1所述的功率输出生成系统，其中所述N个时刻是相等地间隔开的。
3.根据权利要求1所述的功率输出生成系统，其中所述N个时刻是不相等地间隔开的。
4.根据权利要求1所述的功率输出生成系统，其中所述闭环模块使用比例-积分(PI)控制而生成所述N个闭环值。
5.根据权利要求1所述的功率输出生成系统，其中所述调节模块使用比例-积分(PI)控制而生成所述N个调节值。
6.根据权利要求1所述的功率输出生成系统，其中所述混合器模块进一步基于混合比率而生成所述N个输出值；并且
其中所述混合器模块选择性地改变所述混合比率。
7.根据权利要求1所述的功率输出生成系统，进一步包括频率控制模块，所述频率控制模块选择性地调节所述功率放大器的基础频率。
8.根据权利要求7所述的功率输出生成系统，其中所述频率控制模块基于反射功率而选择性地调节所述功率放大器的频率。
9.根据权利要求7所述的功率输出生成系统，其中所述频率控制模块基于反射系数而选择性地调节所述功率放大器的频率。
10.根据权利要求1所述的功率输出生成系统，其中所述功率放大器将所述输出施加至等离子体电极。
11.根据权利要求1所述的功率输出生成系统，进一步包括驱动器控制模块，所述驱动器控制模块确定所述输出的失真，并且基于所述失真选择性地调节所述功率放大器的频率。
12.根据权利要求11所述的功率输出生成系统，其中所述驱动器控制模块基于所述失真和所述输出的失真的至少一个之前的量而确定第一频率调节，基于RF输出的失真的至少一个之前的量而确定第二频率调节，并且基于所述功率放大器的之前的频率、所述第一频率调节、和所述第二频率调节而设定所述功率放大器的频率。
13.根据权利要求12所述的功率输出生成系统，其中所述驱动器控制模块基于所述第二频率调节的至少一个之前的值而确定所述第二频率调节。
14.一种生成输出功率的方法，所述方法包括：
根据在连续时间间隔期间重复的预定模式而选择性地改变输出参数的设定点；
在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述设定点在N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个闭环值；
在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述设定点在所述N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个调节值，其中所述时间间隔中的第二时间间隔是紧接在所述时间间隔中的第一时间间隔之前的时间间隔；
使用功率放大器将输出功率施加至负载；
基于所述N个闭环值和所述N个调节值两者而分别生成N个输出值；以及
基于所述N个输出值而控制输入至所述功率放大器的功率。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述N个时刻是相等地间隔开的。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述N个时刻是不相等地间隔开的。
17.根据权利要求14所述的方法，其中生成N个闭环值包括使用比例-积分(PI)控制而生成所述N个闭环值。
18.根据权利要求14所述的方法，其中生成N个调节值包括使用比例-积分(PI)控制而生成所述N个调节值。
19.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
进一步基于混合比率而生成所述N个输出值；以及
选择性地改变所述混合比率。
20.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：选择性地调节所述功率放大器的基础频率。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：基于反射功率而选择性地调节所述功率放大器的所述基础频率。
22.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：基于反射系数而选择性地调节所述功率放大器的所述基础频率。
23.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：使用所述功率放大器将所述输出功率施加至等离子体电极。
24.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
确定所述输出功率的失真；以及
基于所述失真选择性地调节所述功率放大器的基础频率。
25.根据权利要求24所述的方法，进一步包括：
基于所述失真和所述输出功率的失真的至少一个之前的量而确定第一频率调节；
基于所述输出功率的失真的至少一个之前的量而确定第二频率调节；以及
基于所述功率放大器的之前的基础频率、所述第一频率调节、和所述第二频率调节而设定所述功率放大器的基础频率。
26.根据权利要求25所述的方法，进一步包括：基于所述第二频率调节的至少一个之前的值而确定所述第二频率调节。
27.一种用于将输出功率施加至负载的功率输出生成控制系统，包括：
重复设定点生成器模块，所述重复设定点生成器模块根据在连续时间间隔期间重复的预定模式而选择性地改变输出参数的设定点；
调节模块，所述调节模块在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述设定点在N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个调节值，其中所述时间间隔中的第二时间间隔是在所述时间间隔中的第一时间间隔之前的时间间隔；以及
混合器模块，所述混合器模块基于N个闭环值和所述N个调节值两者而分别生成N个输出值，并且基于所述N个输出值而控制输入至功率放大器的功率；所述N个闭环值根据(i)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述设定点在所述N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的所述第一时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别确定。
28.根据权利要求27所述的功率输出生成控制系统，进一步包括：闭环模块，所述闭环模块在所述时间间隔中的所述第一时间间隔期间生成所述N个闭环值。
29.根据权利要求27所述的功率输出生成控制系统，进一步包括：将所述输出功率施加至所述负载的功率放大器。
30.根据权利要求27所述的功率输出生成控制系统，其中所述N个时刻是相等地间隔开的。
31.根据权利要求27所述的功率输出生成控制系统，其中所述N个时刻是不相等地间隔开的。
32.根据权利要求27所述的功率输出生成控制系统，其中所述调节模块使用比例、积分或微分控制中的至少一个生成所述N个调节值。
33.根据权利要求27所述的功率输出生成控制系统，其中所述混合器模块进一步基于混合比率而生成所述N个输出值，并且其中所述混合器模块选择性地改变所述混合比率。
34.根据权利要求27所述的功率输出生成控制系统，进一步包括：频率控制模块，所述频率控制模块选择性地调节所述功率放大器的基础频率。
35.根据权利要求34所述的功率输出生成控制系统，其中所述频率控制模块基于反射功率而选择性地调节所述功率放大器的频率。
36.根据权利要求34所述的功率输出生成控制系统，其中所述频率控制模块基于反射系数而选择性地调节所述功率放大器的频率。
37.根据权利要求27所述的功率输出生成控制系统，其中所述负载是等离子体电极。
38.根据权利要求27所述的功率输出生成控制系统，进一步包括：驱动器控制模块，所述驱动器控制模块确定所述输出功率的失真，并且基于所述失真选择性地调节所述输出功率的频率。
39.根据权利要求38所述的功率输出生成控制系统，其中所述驱动器控制模块基于所述失真和所述输出功率的失真的至少一个之前的量而确定第一频率调节，基于RF输出的失真的至少一个之前的量而确定第二频率调节，并且基于所述输出功率的之前的频率、所述第一频率调节和所述第二频率调节而设定所述输出功率的频率。
40.根据权利要求39所述的功率输出生成控制系统，其中所述驱动器控制模块基于所述第二频率调节的至少一个之前的值而确定所述第二频率调节。
41.一种生成输出功率的方法，所述方法包括：
根据在连续时间间隔期间重复的预定模式而选择性地改变输出参数的设定点；
在所述时间间隔中的第一时间间隔期间，基于(i)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述设定点在N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第二时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差而分别生成N个调节值，其中所述时间间隔中的第二时间间隔是紧接在所述时间间隔中的第一时间间隔之前的时间间隔；
基于N个闭环值与所述N个调节值的混合而分别生成N个输出值，其中所述N个闭环值分别基于(i)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述设定点在所述N个时刻处的N个值与(ii)所述时间间隔中的第一时间间隔期间所述输出参数在所述N个时刻处的N个测量值之间的N个差；以及
基于所述N个输出值而控制输入至功率放大器的功率。
42.根据权利要求41所述的方法，进一步包括：在所述时间间隔中的第一时间间隔期间生成所述N个闭环值。
43.根据权利要求41所述的方法，进一步包括：使用功率放大器将所述输出功率施加至负载。
44.根据权利要求41所述的方法，其中所述N个时刻是相等地间隔开的。
45.根据权利要求41所述的方法，其中所述N个时刻是不相等地间隔开的。
46.根据权利要求41所述的方法，其中生成N个闭环值包括：使用比例、积分或微分控制中的至少一个而生成所述N个调节值。
47.根据权利要求41所述的方法，进一步包括：
进一步基于混合比率而生成所述N个输出值；以及
选择性地改变所述混合比率。
48.根据权利要求41所述的方法，进一步包括：选择性地调节所述输出功率的基础频率。
49.根据权利要求48所述的方法，进一步包括：基于反射功率而选择性地调节所述输出功率的所述基础频率。
50.根据权利要求48所述的方法，进一步包括：基于反射系数而选择性地调节所述输出功率的所述基础频率。
51.根据权利要求41所述的方法，进一步包括：使用功率放大器将所述输出功率施加至等离子体电极。
52.根据权利要求41所述的方法，进一步包括：
确定所述输出功率的失真；以及
基于所述失真选择性地调节所述功率放大器的基础频率。
53.根据权利要求52所述的方法，进一步包括：
基于所述失真和所述输出功率的失真的至少一个之前的量确定第一频率调节；
基于所述输出功率的失真的至少一个之前的量确定第二频率调节；以及
基于所述功率放大器的之前的基础频率、所述第一频率调节和所述第二频率调节而设定所述功率放大器的基础频率。
54.根据权利要求53所述的方法，进一步包括：基于所述第二频率调节的至少一个之前的值而确定所述第二频率调节。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013226511B4 (de) 2013-12-18 2016-12-15 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leistungsversorgungssystem und Verfahren zur Erzeugung einer Leistung
DE102013226537B4 (de) 2013-12-18 2022-12-29 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leistungsversorgungssystem mit mehreren Verstärkerpfaden sowie Verfahren zur Anregung eines Plasmas
US10049857B2 (en) * 2014-12-04 2018-08-14 Mks Instruments, Inc. Adaptive periodic waveform controller
DE102015112410A1 (de) * 2015-07-29 2017-02-02 Epcos Ag Verfahren zur Frequenzregelung eines piezoelektrischen Transformators sowie Schaltungsanordnung mit einem piezoelektrischen Transformator
US20170358431A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-14 Applied Materials, Inc. Systems and methods for controlling a voltage waveform at a substrate during plasma processing
US10312048B2 (en) * 2016-12-12 2019-06-04 Applied Materials, Inc. Creating ion energy distribution functions (IEDF)
US10396601B2 (en) * 2017-05-25 2019-08-27 Mks Instruments, Inc. Piecewise RF power systems and methods for supplying pre-distorted RF bias voltage signals to an electrode in a processing chamber
CN110870039B (zh) * 2017-07-07 2022-09-16 先进能源工业公司 等离子体功率输送系统的周期间控制系统及其操作方法
US11651939B2 (en) * 2017-07-07 2023-05-16 Advanced Energy Industries, Inc. Inter-period control system for plasma power delivery system and method of operating same
US11615943B2 (en) * 2017-07-07 2023-03-28 Advanced Energy Industries, Inc. Inter-period control for passive power distribution of multiple electrode inductive plasma source
US10264663B1 (en) * 2017-10-18 2019-04-16 Lam Research Corporation Matchless plasma source for semiconductor wafer fabrication
LT3539843T (lt) * 2018-03-12 2021-09-10 Railnova Sa Įrenginys riedėjimo inventoriaus duomenims apdoroti
US11042140B2 (en) 2018-06-26 2021-06-22 Mks Instruments, Inc. Adaptive control for a power generator
JP7066920B2 (ja) * 2018-09-28 2022-05-13 ラム リサーチ コーポレーション プラズマチャンバの電極への電力送出を最適化するシステムおよび方法
JP7122268B2 (ja) * 2019-02-05 2022-08-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US11587767B2 (en) 2019-06-19 2023-02-21 Analogic Corporation Radio frequency generators, and related systems, methods, and devices
US11626907B2 (en) 2019-06-19 2023-04-11 Analogic Corporation Radio frequency generators, and related systems, methods, and devices
US11158488B2 (en) * 2019-06-26 2021-10-26 Mks Instruments, Inc. High speed synchronization of plasma source/bias power delivery
US11315757B2 (en) 2019-08-13 2022-04-26 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus to enhance sheath formation, evolution and pulse to pulse stability in RF powered plasma applications
US10741363B1 (en) * 2019-10-08 2020-08-11 Mks Instruments, Inc. Extremum seeking control apparatus and method for automatic frequency tuning for RF impedance matching
US11232931B2 (en) 2019-10-21 2022-01-25 Mks Instruments, Inc. Intermodulation distortion mitigation using electronic variable capacitor
US11545943B2 (en) 2020-12-04 2023-01-03 Mks Instruments, Inc. Switched capacitor modulator
KR20230110342A (ko) * 2020-12-30 2023-07-21 코멧 아게 Rf 신호를 생성하는 방법, rf 생성기 및 플라즈마 장치
US11715624B2 (en) 2021-08-09 2023-08-01 Mks Instruments, Inc. Adaptive pulse shaping with post match sensor
US11721523B2 (en) 2021-09-07 2023-08-08 Advanced Energy Industries, Inc. Control of rail voltage in multi-level pulsing RF power amplifier
US20230080707A1 (en) * 2021-09-13 2023-03-16 Advanced Energy Industries, Inc. Model reference adaptive control with signum projection tensor operations
US11972926B2 (en) 2021-10-05 2024-04-30 Advanced Energy Industries, Inc. Dynamic control-setpoint modification
US11823869B2 (en) 2021-10-15 2023-11-21 Mks Instruments, Inc. Impedance matching in a RF power generation system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009012804A1 (de) * 2007-07-23 2009-01-29 Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg Verfahren zur ermittelung der wellenlaufzeit zwischen zumindest einem inverter in einer plasmaleistungsversorgungseinrichtung und einer an diese angeschlossenen last und plasmaleistungsversorgungseinrichtung
CN202008614U (zh) * 2010-12-24 2011-10-12 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 一种刻蚀机射频功率的控制系统
CN102484396A (zh) * 2009-06-25 2012-05-30 Mks仪器股份有限公司 用于控制射频功率的方法与系统
WO2014070566A1 (en) * 2012-10-30 2014-05-08 Mks Instruments, Inc. Rf pulse edge shaping

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4977529A (en) * 1973-02-23 1990-12-11 Westinghouse Electric Corp. Training simulator for a nuclear power plant
US6020794A (en) 1998-02-09 2000-02-01 Eni Technologies, Inc. Ratiometric autotuning algorithm for RF plasma generator
US6760367B1 (en) * 2000-09-26 2004-07-06 Eni Technology, Inc. Internal noise immune data communications scheme
US6459067B1 (en) * 2001-04-06 2002-10-01 Eni Technology, Inc. Pulsing intelligent RF modulation controller
US6868310B2 (en) * 2001-04-06 2005-03-15 Eni Technology, Inc. Predictive failure scheme for industrial thin films processing power delivery system
US6778921B2 (en) * 2001-04-06 2004-08-17 Eni Technology, Inc. Modular architecture for industrial power delivery system
US6417732B1 (en) 2001-04-06 2002-07-09 Eni Technology, Inc. Controller for RF power generator with reduced cable length sensitivity
WO2003058829A2 (en) * 2002-01-08 2003-07-17 Ipr Licensing, Inc. Maintaining a maintenance channel in a reverse link of a wireless communications system
US6995067B2 (en) * 2003-02-06 2006-02-07 Lam Research Corporation Megasonic cleaning efficiency using auto-tuning of an RF generator at constant maximum efficiency
US7785374B2 (en) * 2005-01-24 2010-08-31 Columbia Insurance Co. Methods and compositions for imparting stain resistance to nylon materials
US9214909B2 (en) * 2005-07-29 2015-12-15 Mks Instruments, Inc. High reliability RF generator architecture
US9011633B2 (en) * 2005-11-17 2015-04-21 Mks Instruments, Inc. Broadband techniques to reduce the effects of impedance mismatch in plasma chambers
JP4830889B2 (ja) 2007-02-15 2011-12-07 ブラザー工業株式会社 情報配信システム、情報配信方法及びノード装置等
US7728602B2 (en) * 2007-02-16 2010-06-01 Mks Instruments, Inc. Harmonic derived arc detector
US20080204036A1 (en) 2007-02-28 2008-08-28 Agilent Technologies, Inc. Pulse-generating apparatus and a method for adjusting levels of pulses outputted from pulse-generating apparatus
US7586100B2 (en) 2008-02-12 2009-09-08 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Closed loop control and process optimization in plasma doping processes using a time of flight ion detector
US8289029B2 (en) * 2008-02-14 2012-10-16 Mks Instruments, Inc. Application of wideband sampling for arc detection with a probabilistic model for quantitatively measuring arc events
CN101640969B (zh) * 2008-07-29 2012-09-05 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 匹配方法及应用该匹配方法的等离子体装置
JP2012501739A (ja) * 2008-09-04 2012-01-26 アイウォーク・インコーポレーテッド ハイブリッド型地形適応下肢システム
US8815329B2 (en) 2008-12-05 2014-08-26 Advanced Energy Industries, Inc. Delivered energy compensation during plasma processing
US8040068B2 (en) 2009-02-05 2011-10-18 Mks Instruments, Inc. Radio frequency power control system
US8736368B2 (en) * 2011-08-16 2014-05-27 Qualcomm Incorporated Class E amplifier overload detection and prevention
US8576013B2 (en) 2011-12-29 2013-11-05 Mks Instruments, Inc. Power distortion-based servo control systems for frequency tuning RF power sources
US9368329B2 (en) * 2012-02-22 2016-06-14 Lam Research Corporation Methods and apparatus for synchronizing RF pulses in a plasma processing system
US8773019B2 (en) * 2012-02-23 2014-07-08 Mks Instruments, Inc. Feedback control and coherency of multiple power supplies in radio frequency power delivery systems for pulsed mode schemes in thin film processing
US8952765B2 (en) * 2012-03-23 2015-02-10 Mks Instruments, Inc. System and methods of bimodal automatic power and frequency tuning of RF generators
US9541471B2 (en) * 2012-04-06 2017-01-10 Mks Instruments, Inc. Multivariate prediction of a batch manufacturing process
US9408288B2 (en) 2012-09-14 2016-08-02 Lam Research Corporation Edge ramping
US8781415B1 (en) * 2013-02-07 2014-07-15 Mks Instruments, Inc. Distortion correction based feedforward control systems and methods for radio frequency power sources
US9136093B2 (en) * 2013-02-07 2015-09-15 Mks Instruments, Inc. Synchronization of RF pulsing with RF metrology, processing, and control
JP6178594B2 (ja) * 2013-03-11 2017-08-09 株式会社日立国際電気 プラズマ生成用電源装置
US9336995B2 (en) * 2013-04-26 2016-05-10 Mks Instruments, Inc. Multiple radio frequency power supply control of frequency and phase
US9496122B1 (en) * 2014-01-10 2016-11-15 Reno Technologies, Inc. Electronically variable capacitor and RF matching network incorporating same
US9196459B2 (en) * 2014-01-10 2015-11-24 Reno Technologies, Inc. RF impedance matching network
US10049857B2 (en) * 2014-12-04 2018-08-14 Mks Instruments, Inc. Adaptive periodic waveform controller
US9536749B2 (en) 2014-12-15 2017-01-03 Lam Research Corporation Ion energy control by RF pulse shape
US9306533B1 (en) * 2015-02-20 2016-04-05 Reno Technologies, Inc. RF impedance matching network
US9525412B2 (en) * 2015-02-18 2016-12-20 Reno Technologies, Inc. Switching circuit
US9947514B2 (en) * 2015-09-01 2018-04-17 Mks Instruments, Inc. Plasma RF bias cancellation system
US9648716B2 (en) * 2015-09-02 2017-05-09 Mks Instruments, Inc. Direct three phase parallel resonant inverter for reactive gas generator applications
US20190108976A1 (en) 2017-10-11 2019-04-11 Advanced Energy Industries, Inc. Matched source impedance driving system and method of operating the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009012804A1 (de) * 2007-07-23 2009-01-29 Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg Verfahren zur ermittelung der wellenlaufzeit zwischen zumindest einem inverter in einer plasmaleistungsversorgungseinrichtung und einer an diese angeschlossenen last und plasmaleistungsversorgungseinrichtung
CN102484396A (zh) * 2009-06-25 2012-05-30 Mks仪器股份有限公司 用于控制射频功率的方法与系统
CN202008614U (zh) * 2010-12-24 2011-10-12 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 一种刻蚀机射频功率的控制系统
WO2014070566A1 (en) * 2012-10-30 2014-05-08 Mks Instruments, Inc. Rf pulse edge shaping

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US20160163514A1 (en) 2016-06-09
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US10727027B2 (en) 2020-07-28
CN110299277A (zh) 2019-10-01
CN107004559A (zh) 2017-08-01
US11367592B2 (en) 2022-06-21
US20210013007A1 (en) 2021-01-14
SG10202002400WA (en) 2020-05-28

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