CN121336282A - 使用子区域调谐装置及方法的脉冲整形 - Google Patents

Abstract

一种用于产生器的控制器，所述控制器包括前馈控制模块。所述前馈控制模块经组态以产生调整曲线，以根据所要输出信号来控制产生器的参数。所述前馈控制模块根据所述输出信号的子区域来产生多个调整值。每一子区域包括所要输出信号的一部分。

Description

使用子区域调谐装置及方法的脉冲整形

相关申请的交叉引用

本申请要求于2024年6月3日所提交的美国专利申请案第18/731,703号的优先权、以及于2023年6月28日所提交的美国临时申请案第63/523,783号的权益。上述申请案的全部公开内容通过引用方式纳入本文中。

技术领域

本揭示内容关于RF产生器系统以及对RF产生器的控制。

背景技术

电浆处理经常用于半导体制程。在电浆处理中，离子经电场加速以从基板表面蚀刻材料或将材料沉积到基板表面上。在一个基本实施方式中，电场是基于功率输送系统的相应射频(Radio Frequency，RF)或直流(Direct Current，DC)产生器产生的RF功率信号或DC功率信号产生。必须精确控制由产生器产生的功率信号，以有效执行电浆蚀刻。

此处所提供的背景说明仅用于一般性地介绍本揭示内容的技术背景。就目前所列发明人的工作，若其于本背景部分有所描述，以及所述说明的某些部分在申请时可能不构成现有技术者，均不以明示或暗示方式承认其为对本揭示内容具抗辩效力的现有技术。

发明内容

一或多个电脑的系统可以经组态以通过在所述系统上安装软件、固件、硬件或它们的组合来执行特定的操作或动作，这些软件、固件、硬件或它们的组合在操作中使系统执行这些动作。一或多个电脑程序可以经组态以通过包括指令来执行特定的操作或动作，这些指令在被数据处理装置执行时，使得所述装置执行这些动作。一种一般性态样包括用于产生器的控制器。控制器还包括前馈控制模块，所述前馈控制模块经组态以根据所要输出信号产生调整曲线，以控制产生器的参数。前馈控制模块根据输出信号的子区域来产生多个调整值，其中每一子区域包括所要输出信号的一部分。所述态样的其他实施例包括对应的电脑系统、装置及记录在一或多个电脑储存装置上的电脑程序，每一电脑程序都经组态以执行这些方法的动作。

各实施方式可以包括以下特征中的一或多者。控制器，其中前馈控制模块接收同步信号，并且其中同步信号指示所要输出信号的相关位置。所要输出信号是具有周期的多状态(multistate)脉冲信号。子区域可以是以下中的一者：所要输出信号的多状态脉冲的状态、所要输出信号的转换、或所要输出信号的关注区域。前馈控制模块包括多个调谐器，其中每一调谐器针对各别子区域提供前馈控制。前馈控制模块包括单一调谐器，其中所述单一调谐器对每一子区域提供前馈控制，并且不为每一子区域之外的区域提供前馈控制。前馈控制模块还可以包括：第一存储器，其用于储存至少一先前致动器曲线，其中所述先前致动器曲线根据至少一先前致动器曲线而变化；第二存储器，其用于储存至少一先前输出曲线，其中先前输出曲线根据产生器的输出而变化；学习模块，其经组态以接收先前致动器曲线及先前输出曲线，并且根据以下中的至少一者来产生调整曲线：至少一先前调整曲线、至少一先前致动器曲线、及至少一先前输出曲线。产生器是以下中的至少一者：电压产生器、电流产生器、或功率产生器。所述产生器是RF产生器。前馈控制模块根据数个可用样本或数个子区域中的至少一者向每一子区域分配样本。相同数量的样本被分配给每一子区域。不同数量的样本被分配给一对子区域。样本是根据平滑前馈执行器内容或误差幅度中的至少一者而被动态分配的。若一对子区域经配置成使得每一子区域的经分配样本部分地重叠，则前馈控制模块对所述一对子区域进行组合，以定义经组合子区域。若一对子区域经配置在所要输出信号的结束处及下一所要输出信号的开始处，并且每一子区域的经分配样本部分地重叠，则前馈控制模块对所述一对子区域进行组合，以定义经组合子区域。在每一子区域中，回馈控制及前馈控制皆用于控制产生器的参数，并且其中针对子区域之外的区域，前馈控制或开回路控制中的一者调整产生器的参数。这些技术的实施方式可以包括硬件、方法或过程、或电脑可存取媒体上的电脑软件。

根据说明书、申请专利范围及附图的详细内容，本揭示内容的进一步应用领域将变得显而易见。详细描述及具体示例仅用于说明目的，并非旨在限制本揭示内容的范围。

附图说明

根据说明书及附图的详细内容，将更全面地理解本揭示内容。

图1是具有根据本揭示内容的各种组态而配置的多个电源的功率输送系统的示意性方块图；

图2展示时变信号及调变时变信号的脉冲的波形，以描述脉冲操作模式；

图3展示用于使用回馈控制的产生器的控制系统的功能方块图；

图4展示用于使用回馈控制的产生器的控制系统的示例中的设定点波形与实际波形的比较；

图5展示用于使用回馈控制及前馈控制的产生器的控制系统的功能方块图；

图6A及图6B展示比较了仅使用回馈控制来控制产生器与使用回馈控制及前馈控制来控制产生器的波形；

图7展示用于使用前馈控制的产生器的控制系统的功能方块图；

图8展示用于具有多调谐器前馈控制系统的产生器的控制系统的功能方块图，所述多调谐器前馈控制系统用于在包络或脉冲的子区域中提供前馈控制；

图9展示描绘RF产生器的所要输出的示例包络的波形；

图10展示描述根据本揭示内容的原理而配置的第一调谐器的操作的波形；

图11展示描述根据本揭示内容的原理而配置的第二调谐器的操作的波形；

图12展示根据各种组态而配置的示例控制模块的功能方块图；以及

图13展示根据本揭示内容的原理而配置的控制系统的操作流程图。

在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似及/或相同的元件。

具体实施方式

电源系统可以包括：DC或RF功率产生器或DC或RF产生器、匹配网络(统称为产生器)，及负载(诸如处理腔室、电浆腔室或具有固定或可变阻抗的反应器)。产生器产生DC功率信号或正弦、RF、或其他时变信号，其由匹配网络或阻抗优化控制器或电路接收。匹配网络或阻抗优化控制器或电路将负载阻抗转换为在产生器及匹配网络之间的传输线的特性阻抗。阻抗匹配有助于最大化输送到负载的功率(“输送功率”)及最小化从负载反射回产生器的功率(“反向功率”或“反射功率”)。当匹配网络的输入阻抗与传输线及产生器的特性阻抗相匹配时，可以通过最小化反射功率来最大化向负载输送的功率。

在电源或供电领域，通常有两种方法向负载施加功率信号。第一种、更传统的方法是向负载施加连续功率信号。在连续模式或连续波模式下，连续功率信号通常是恒定DC、正弦或时变信号，其可以是由电源向负载连续输出的RF功率信号或其他功率信号。在连续模式方法中，功率信号呈现恒定DC或正弦输出，并且可以改变功率信号的振幅及/或(RF功率信号的)频率，以改变向负载施加的输出功率。

向负载施加功率信号的第二种方法包括向负载施加脉冲的电压、电流或功率信号，而非向负载施加连续电压、电流或功率信号。在脉冲或脉冲操作模式下，用调变信号来对电压、电流或功率信号进行调变，以定义经调变的功率信号的包络。电压、电流或功率信号可以是正弦RF信号或其他时变信号。通常通过改变调变信号来改变向负载输送的功率。

在典型的电源组态中，通过使用测量正向及反射电压、电流或功率信号的感测器来决定施加到负载的输出功率。在控制回路中对这两组信号进行分析。分析通常决定用于调整电源输出的电压、电流或功率值，以改变施加到负载的电压、电流或功率。在负载是处理腔室或其他非线性或时变负载的功率输送系统中，负载阻抗的变化使得施加到负载的电压、电流或功率的相应变化，因为所施加电压、电流或功率部分是负载阻抗的函数。

在各种装置的制程依赖于将电压、电流或功率引入至负载来控制制程过程的系统中，电压、电流或功率通常以两种组态中的一种来输送。在第一种组态中，电压、电流或功率电容耦合到负载。这种系统被称为电容耦合电浆(capacitively coupled plasma，CCP)系统。在第二种组态中，电压、电流或功率电感耦合到负载。这种系统通常被称为电感耦合电浆(inductively coupled plasma，ICP)系统。与电浆的耦合还可以通过在微波频率处的波耦合来实现。这种方法通常使用电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance，ECR)或微波源。螺旋波源是另一种形式的波耦合源，且通常在与传统ICP及CCP系统相似的频率下运行。在各种组态中，螺旋波源可以在RF频率下运行。功率输送系统可以包括施加到负载的一或多个电极的至少一偏压功率及/或源功率。源功率通常会产生电浆并控制电浆密度，而偏压功率于形成鞘层(shealth)的过程中调整离子。根据各种设计考虑，偏压及源可以共用同一电极，或者可以使用单独电极。

当功率输送系统驱动时变或非线性负载(诸如处理腔室或电浆腔室)时，由电浆本体(bulk plasma)及电浆鞘层吸收的功率产生具有一定范围离子能量的离子密度。离子能量的一个特性度量是离子能量分布函数(ion energy distribution function，IEDF)。离子能量分布函数可以通过偏压功率或电压来控制。针对同时对负载施加多个电压、电流或功率信号的系统，用以控制离子能量分布函数(IEDF)的一种方式，是借由改变振幅、频率或相位中至少一者相关的多组电压、电流或功率信号来达成的。在多组电压、电流或功率信号之间至少一项振幅、频率或相位，也可以经由傅立叶级数及其相关系数来关联调整。可以锁定在多个电压、电流或功率信号之间的频率，还可以锁定在多个电压、电流或信号之间的相对相位。可以参考第7,602,127号美国专利、第8,110,991号美国专利及第8,395,322号美国专利来找到这种系统的示例，所有这些专利都转让给本申请的受让人，并通过引用方式纳入本申请中。

各种应用中可能存在时变或非线性负载。在一个应用中，电浆处理系统还可以包括用于电浆产生及控制的部件。一个这样的部件是作为处理腔室实现的非线性负载，诸如电浆腔室或反应器。等离子处理系统中使用的典型电浆腔室或反应器(诸如用于薄膜制造的电浆腔室或反应器)可以使用双电源系统。一个电压、电流或功率产生器(源)控制电浆的产生，而另一个电压、电流或功率产生器(偏压)控制离子能量。双电源系统的示例包括以上引用的第7,602,127号美国专利、第8,110,991号美国专利及第8,395,322号美国专利中描述的系统。以上引用的专利中描述的双电源系统采用闭环控制系统来调整电源操作，以控制离子密度及其相应的离子能量分布函数(IEDF)。

存在多种控制处理腔室的方法，诸如可用于产生电浆。例如，在电压、电流或功率输送系统中，可以使用以相同或几乎相同频率工作的多个驱动信号的相位及频率来控制电浆的产生。对于这种受驱动的电浆源，影响电浆鞘层动态的周期性波形及对应的离子能量通常是已知的，并且由周期性波形的频率及相关的相位相互作用来控制。电压、电流或功率输送系统的另一种方法关于双频率控制。也就是说，以不同频率工作的两个频率源用于给电浆腔室供电，以提供对离子及电子密度的基本独立控制。在各种组态中，所述频率可以是RF频率。

另一种方法是利用宽频传输RF电源来驱动电浆腔室。宽频传输方法存在某些挑战。一项挑战是将功率耦合到电极。第二项挑战是，对于所要的IEDF，所产生波形到实际鞘层电压的传递函数必须针对广泛的处理空间来制定，以支持材料表面相互作用。在电感耦合电浆系统的一种回应方法中，控制施加到源电极的功率控制电浆密度，而控制施加到偏压电极的功率对离子进行调变以控制IEDF，从而提供蚀刻速率及蚀刻特征曲线控制。通过使用源电极及偏压电极控制，蚀刻速率及其他各种蚀刻特性经由离子密度及能量来控制。

随着集成电路及装置制程的不断发展，控制制程过程的功率要求也在不断发展。例如，随着存储器装置的制程，对偏压电压、电流或功率的要求持续增加。增加的电压、电流或功率产生更多及更具能量的离子，以用于增加方向性或各向异性蚀刻特征曲线及加快表面相互作用，从而增加蚀刻速率并允许蚀刻更高的宽高比的特征。在一个非限制性示例中，在一些电压、电流或功率输送系统中，增加的离子能量有时伴随着较低的偏压频率要求，以及耦合到电浆腔室中产生的电浆鞘层的偏压电源的功率及数量的增加。较低偏压频率下的功率增加以及偏压电源数量的增加使得鞘层调变产生互调失真(intermodulationdistortion，IMD)。IMD发射可以显著降低由产生电浆的源输送的功率。2020年11月3日发布的名称为“Pulse Synchronization by Monitoring Power in Another Frequency Band(通过监测另一频带中的功率进行脉冲同步)”的第10,821,542号美国专利描述了一种通过监测另一频带中的功率进行脉冲同步的方法，所述美国专利被转让给本申请的受让人，并且通过引用方式纳入本文中。在所引用的所述美国专利申请中，根据在第二RF产生器处检测第一RF产生器的脉冲来控制第二RF产生器的脉冲，从而使在这两个RF产生器之间的脉冲同步。

图1描绘了RF产生器或电源系统110。电源系统110包括：一对射频(RF)产生器或电源112a、112b；匹配网络118a、118b；及负载132(诸如非线性负载)，所述负载可以是电浆腔室、电浆反应器及处理腔室等。在各种组态中，产生器112a被称为源产生器或电源，并且匹配网络118a被称为源匹配网络。此外，在各种组态中，电压电流或功率产生器或电源112a、112b中的一者或两者可以输出连续或脉冲化的时变电压信号。同样在各种组态中，产生器112b被称为偏压产生器或电源，且匹配网络118b被称为偏压匹配网络。应当理解的是，可以使用带有或不带字母的下标(letter subscript)或撇号(prime)的附图标记来单独或共同地引用部件。在各种组态中，匹配网络118a、118b中的一或二者可以实现为RF阻塞滤波器，而非阻抗匹配，例如可以是接收脉冲DC或非正弦信号的匹配网络的情况。在各种其他组态中，可以省略匹配网络118a、118b中的一或二者匹配网络。

在各种组态中，源产生器112a接收来自匹配网络118b、产生器112b的控制信号130，或者接收来自偏压产生器112b的控制信号130’。控制信号130或130’表示源产生器112a的输入信号，所述输入信号指示偏压产生器112b的一或多个操作特性或参数。在各种组态中，同步偏压检测器134感测从匹配网络118b向负载132输出的信号，并向源产生器112a输出同步或触发信号130。在各种组态中，可以从偏压产生器112b向源RF产生器112a输出同步或触发信号130’而非触发信号130。在触发或同步信号130、130’之间的差异可能由匹配网络118b的影响引起，所述匹配网络可以调整在匹配网络的输入信号与输出信号之间的相位。信号130、130’包括关于偏压RF产生器112b的操作的信息，在各种组态中，所述信息能够实现预测回应性，以解决由偏压产生器112b引起的电浆腔室或负载132的阻抗的周期性波动。当没有控制信号130或130’时，产生器112a、112b自主运行。

产生器112a、112b包括各别电源或放大器114a、114b，感测器116a、116b，以及处理器，控制器，或控制模块120a、120b。电源114a、114b产生输出到相应感测器116a、116b的相应电压、电流或功率信号122a、122b，其各种组态如以上所述。RF功率信号122a、122b。信号122a、122b通过感测器116a、116b，并作为相应的功率信号f₁及f₂提供给匹配网络118a、118b。感测器116a、116b输出根据从负载132感测的各种参数而变化的信号。尽管感测器116a、116b被展示为位于相应的产生器112a、112b内，但是感测器116a、116b可以位于产生器112a、112b的外部。这种外部感测可以发生在产生器的输出处、发生在位于产生器与负载之间的阻抗匹配装置的输入处、或者发生在阻抗匹配装置的输出处(包括阻抗匹配装置内部)与负载之间。

感测器116a、116b检测各种运行参数并输出信号X及信号Y。感测器116a、116b可以包括电压感测器、电流感测器及/或定向耦合器感测器。感测器116a、116b可以检测：(i)电压V及电流I；及/或(ii)从相应功率放大器114a、114b及/或RF产生器112a、112b输出的正向功率P_FWD、以及从连接到相应感测器116a、116b的相应匹配网络118a、118b或负载132接收的反向或反射功率P_REV。电压V、电流I、正向功率P_FWD及反向功率P_REV可以是与相应电源114a、114b相关联的实际电压、电流、正向功率及反向功率的缩放版本、滤波版本、或者缩放及滤波版本。感测器116a、116b可以是模拟感测器或数字感测器或者它们的组合。在数字实施方式中，感测器116a、116b可以包括模拟数字(analog-to-digital，A/D)转换器及具有对应采样速率的信号采样部件。信号X及信号Y可以表示电压V及电流I、或正向(或源)功率P_FWD、反向(或反射)功率P_REV中的任意一者。

感测器116a、116b产生感测器信号X、Y，这些感测器信号X、Y由各别控制器或控制模块120a、120b接收。控制模块120a、120b对各别X、Y信号124a、126a及124b、126b进行处理并向各别电源114a、114b产生一或多个前馈或回馈控制信号128a、128b。电源114a、114b基于所接收的一或多个前馈或回馈控制信号来调整电压、电流或功率信号122a、122b。在各种组态中，控制模块120a、120b可以基于诸如X、Y信号124a、126a及124b、126b经由各别控制信号129a、129b来分别控制匹配网络118a、118b。控制模块120a、120b可以包括：一或多个比例积分(proportional-integral，PI)、比例积分微分(proportional-integral-derivative，PID)、线性二次调整器(linear-quadratic-regulator，LQR)控制器或其子集；及/或一或多个直接数字合成(direct digital synthesis，DDS)部件；及/或下面结合各模块描述的各种部件中的任何部件。

在各种组态中，控制模块120a、120b可以包括功能、过程、处理器或子模块。控制信号128a、128b可以是控制信号或致动器驱动信号，并且可以传送DC偏移或轨道电压、电压或电流幅度、频率、及相位分量等。在各种组态中，回馈控制信号128a、128b可以用作一或多个控制回路的输入。在各种组态中，控制回路可以包括用于RF驱动及电源轨道电压的比例积分(proportional integral，PI)、比例积分微分(proportional-integral-derivative，PID)控制器、线性二次调整器(linear-quadratic-regulator，LQR)控制回路或其子集。在各种组态中，控制信号128a、128b可用于单一输入单一输出(single-input-single-output，SISO)或多重输入多重输出(multiple-input-multiple-output，MIMO)控制方案中的一或两者中。可以参考2020年1月28日发布的名称为“Pulsed Bidirectional RadioFrequency Source/Load(脉冲双向射频源/负载)”的第10,546,724号美国专利找到MIMO控制方案的示例，所述美国专利被转让给本申请的受让人，并且通过引用方式纳入本文中。在其他组态中，信号128a、128b可以提供如于2018年8月14日发布的名称为“AdaptivePeriodic Waveform Controller(自适应周期波形控制器)”的第10,049,857号美国专利所描述的前馈控制，所述美国专利被转让给本申请的受让人，并且通过引用方式纳入本文中。

在各种组态中，电源系统110可以包括控制器120’。控制器120’可以设置在产生器112a、112b中的任一个或两个的外部，并且可以被称为外部或共用控制器120’。在各种组态中，控制器120’可以实现本文中关于控制器120a、120b中的一个或两个而描述的一或多个功能、过程或演算法。因此，控制器120’经由一对各别链路136、138与各别产生器112a、112b通信，这使得能够在控制器120’与产生器112a、112b之间适当地交换数据及控制信号。对于各种组态，控制器120a、120b、120’可以分散式地及协作地提供对产生器112a、112b的分析及控制。在各种其他组态中，控制器120’可以提供对产生器112a、112b的控制，从而消除对各别本地控制器120a、120b的需要。

在各种组态中，电源114a、感测器116a、控制器120a及匹配网络118a可以分别称为源RF电源114a、源感测器116a、源控制器120a及源匹配网络118a。类似地，在各种组态中，RF电源114b、感测器116b、控制器120b及匹配网络118b可以分别称为偏压电源114b、偏压感测器116b、偏压控制器120b及偏压匹配网络118b。在各种组态中并且如以上所述，源项(source term)指的是产生电浆的产生器或电压、电流或电源，而偏压项(bias term)指的是调整电浆的离子电位及离子能量分布函数(Energy Distribution Function，IEDF)的产生器或电压、电流或电源。在各种组态中，源电源及偏压电源以不同频率或工作周期运行。在各种组态中，源电源以比偏压电源更高的频率或工作周期运行。在各种其他组态中，源电源及偏压电源以相同频率或工作周期或实质相同频率或工作周期运行。

根据各种组态，源产生器112a及偏压产生器112b包括多个端口以进行外部通信。源产生器112a包括脉冲包络同步输出端口140、数字通信端口142、RF输出端口144及控制信号端口160。偏压产生器112b包括输入端口148、数字通信端口150及脉冲同步输入端口152。脉冲包络同步输出端口140向偏压产生器112b的脉冲同步输入端口152输出脉冲同步信号156。源产生器112a的数字通信端口142及偏压产生器112b的数字通信端口150经由数字通信链路157进行通信。源产生器112a的控制信号端口160接收控制信号130、130’中的一者或两者。输出端口144产生输入到输入端口148的控制信号158。在各种组态中，控制信号158与控制源产生器112a的控制信号实质相同。在各种其他组态中，控制信号158与控制源产生器112a的控制信号相同，但是根据偏压产生器112b产生的请求相移在源产生器112a内进行相移。因此，在各种组态中，源产生器112a及偏压产生器112b由实质相同的控制信号驱动，或者由被相移预定量的实质相同的控制信号驱动。

在各种组态中，电源系统110可以包括多个源产生器112a及多个偏压产生器112b。作为非限制性示例，可以配置多个源产生器112a、112a’、112a’’、…、112aⁿ来向负载132的一或多个源电极提供多个输出功率信号。类似地，多个偏压产生器112b、112b’、112b’’、…、112bⁿ可以向负载132的多个偏压电极提供多个输出功率信号。当源产生器112a及偏压产生器112b经组态以包括相应的多个源产生器或偏压产生器时，每一产生器将向对应的多个匹配网络118a、118b输出单独信号，对应的多个匹配网络118a、118b经组态以用一对一的对应方式来如以上所述进行操作。在各种其他组态中，在每一产生器与匹配网络之间可能不存在一对一的对应关系。在各种组态中，多个源电极可以指协作以定义复合源电极的多个电极。类似地，多个偏压电极可以指到多个电极的多个连接，这些连接协作以定义复合偏压电极。

图2描绘了电压与时间的关系图，以描述向负载(诸如图1的负载132)输送电压、电流或功率的脉冲或脉冲操作模式。更具体地，图2描绘了包络或脉冲信号212的两个多状态脉冲P1、P2，它们分别具有S1至S4状态及S1至S3状态。在图2中，RF信号210由脉冲P1及P2调变，并且作为非限制性示例，被描述为RF正弦信号或波形。如P1的状态S1至S3及P2的状态S1至S2所示，当脉冲导通(ON)时，RF产生器112输出RF信号210，RF信号210的振幅由每一状态的脉冲幅度定义。相反，在P1的S4状态及P2的S3状态期间，脉冲截止(OFF)，并且产生器112不输出信号210。脉冲P1、P2可以在恒定工作周期或可变工作周期下重复，并且每一相应脉冲P1、P2的状态S1至S4、S1至S3可以具有相同或不同的振幅及宽度。

在各种组态中，信号210不需要实现为如图2所示的RF正弦波形。如以上参考图1所描述，除了正弦波形之外，在各种组态中，信号210可以是非正弦波形。作为非限制性示例，RF信号210可以是重复或间歇方式脉冲的矩形波形，或者是分段线性(piecewise linear)波形，如US10,396,601中所述。在各种组态中，脉冲信号212可以不是如图2所示的方波。此外，作为非限制性示例，包络或脉冲信号212可以是单状态或多状态的矩形波形、梯形波形、三角波形、锯齿波形、高斯波形或其他形状，用以定义基础调变信号210的包络或调变包络。在各种组态中，脉冲信号210可以在固定或可变周期或时间区段内出现或重新出现。在各种其他组态中，脉冲信号210可以在各次出现之间改变形状。在各种其他组态中，脉冲信号210可以在固定或可变时间区段内出现或再次出现，并且在各次出现之间改变形状。此外，脉冲P1、P2可以具有不同振幅、持续时间及形状的多个状态S1、…、Sn。状态S1、…、Sn可以在固定或可变周期内重复，并且可以包括上述各种形状的全部或部分形状。同样如图2所示，信号210可以在不同状态之间或相同状态之内变化的频率下工作。

参考图3，图3展示功率输送系统310的一部分的功能方块图，以用于描述使用回馈控制回路的回馈控制。在功率输送系统310中，控制器320输出传送至产生器314的控制信号。产生器314如以上关于图1及图2所描述运行，以向负载(图3中未展示)输出电压、电流或功率信号，所述负载例如为图1的负载132。根据产生器314输出的电压、电流或功率信号而变化的参数被感测并被传送给加法器336。加法器336还接收传送给加法器336的感测参数的设定点(setpoint)。加法器336决定在感测参数及设定点之间的差异或误差。误差指示控制器320在回馈回路的下一次迭代运算中应用的校正量。在典型的回馈控制系统中，控制器312调整向产生器314传送的控制信号，以改变向负载施加的来自产生器314的输出信号，以减小或最小化误差。

图4展示进一步描述控制或功率传输系统310的一个非限制性示例中的回馈控制的示例性波形410。波形410包括所要的或设定点波形412及实际波形414。在图4中，x轴表示样本指标，其指示随时间推移所取的样本的指标，y轴表示功率，但也可以表示诸如电压或电流等参数。参考图3，向加法器336传送所要的或设定点波形412，并且在产生器314的输出端处感测实际波形414并向加法器336的输入端传送实际波形414。如以上所述，加法器336决定在这些波形之间的差异，以决定输入到控制器320的误差信号。

在图3的回馈控制系统中，实际波形414以相对于所要的或设定点波形412的延迟来回应。实际波形414的回应延迟是两个分量的结果。第一个分量是回馈控制系统的回馈回路中的固有延迟，因为回馈控制器对在设定点及实际输出之间的测量误差进行回应。第二个分量是受控系统的延迟或滞后，在图3及图4的非限制性示例中，所述受控系统是产生器及负载。产生器314输入的变化随时间向输出传播。因此，控制器所做的任何回馈更新都将延迟到达输出。尽管可以通过增加回馈环路的增益来部分解决此延迟问题，但增加的增益会减少延迟而不会消除延迟。然而，增加增益可能会导致实际波形414相对于所要的或设定点波形412出现过冲。

图5展示实现回馈控制及前馈控制这两者的控制系统510的功能方块图。控制系统510包括产生器512的一部分。产生器512包括第一控制部分520a及第二控制部分520b。每一控制部分520a、520b都实现回馈控制及前馈控制。在不同组态中，第一控制部分520a为输出源提供电压、电流或功率控制，第二控制部分520b提供频率控制，诸如用于频率调谐，以改善在输出源及负载(未展示)之间的阻抗匹配。

第一控制部分520a包括回馈控制器538a，所述回馈控制器538a输出向加法器542a传送的驱动控制信号U_drive。加法器542a的输出是向源514传送的驱动信号。源514如以上文关于图1至图4所述运行，源514例如为源114a、114b。在图5的组态中，加法器542a输出的驱动信号控制源514输出的功率，不过所述加法器542a输出的驱动信号可以控制频率、电压、电流或功率中的一者或多者。根据源514的输出而变化的参数Y_PWR诸如经由图1的感测器116被感测，并传送给加法器536a，类似于以上关于图3描述的。加法器536a还接收参数设定点值，并决定在参数设定点值(在图5的示例中是功率)及传送给加法器536a的感测参数Y_PWR之间的差值或误差。因此，第一控制部分520a包括用于调整驱动信号以改变从源514输出的频率、电压、电流或功率中的一者或多者的回馈控制回路。

类似地，第二控制部分520b包括回馈控制器538b，所述回馈控制器538b输出向加法器542b传送的驱动控制信号U_freq。加法器542b的输出是传送给源514的频率信号，以控制从源514输出的信号的频率。源514如以上文关于图1至图4所描述的进行运行，源514例如为源114a、114b。决定根据在源514与负载(图5中未展示)之间的阻抗匹配而变化的参数Ygm²，并向加法器536b传送所述参数，类似于以上关于图3所描述。

在第二控制部分520b中决定的由加法器542b输出的频率信号调整源514的工作频率，以改善在源514与负载之间的阻抗匹配。在各种组态中，诸如经由图1的感测器116感测或决定根据阻抗匹配而变化的参数，并向加法器536a传送所述参数。在各种组态中，加法器536b还接收对于参数的设定点值，并决定在设定点值与感测参数之间的差。因此，第二控制部分520b包括用于改变在源514与负载之间的阻抗匹配的回馈控制回路。在各种组态中，阻抗匹配根据以下中的一者或多者而变化：反射或反向功率(P_REV)、反射系数(Γ)或反射系数的幅值平方(|Γ² |)。可以基于源514的输出来决定各参数中的一或多个参数，并向加法器536b传送所述一或多个参数。在一个非限制性示例中，向加法器536b传送反射系数的幅值平方(也称为反射率)Ygm²。因为当反射率(|Γ² |)为零时，阻抗匹配通常被认为是最佳的，所以向加法器536b传送的设定点为零。将认识到的是，尽管向加法器536b传送的设定点为零，但是所述设定点可以不是零，而是根据用作回馈控制基础的参数而变化。

以上论述的第一控制部分520a及第二控制部分520b的部分描述了用于控制相应关注参数的回馈回路。第一控制部分520a及第二控制部分520b还各自包括前馈控制回路。控制系统510包括前馈控制器540。前馈控制器540接收相应的包络或脉冲同步信号(PULSESYNC)，并产生向加法器542a传送的相应的驱动调整或偏移信号，并产生向加法器542b传送的频率调整或偏移信号。将传送给加法器542a的驱动调整或偏移信号添加到传送至加法器542a的驱动信号U_DRIVE。因此，加法器542a向驱动信号U_DRIVE添加调整或偏移，以提供对传送到源514的驱动信号的前馈控制。类似地，将传送给加法器542b的频率调整或偏移信号添加到传送到加法器542b的频率信号U_FREQ。因此，加法器542b向驱动信号U_FREQ添加调整或偏移，以提供对传送到源514的输入的频率的前馈控制。在各种组态中，可以将前馈控制器540输出的前馈信号添加到输入到相应加法器536a、536b的设定点，而非添加到输入到相应加法器542a、542b的设定点。在这种组态中，可以省略加法器542a、542b。

在各种组态中，PULSE SYNC可以是指示包络或脉冲信号的相关位置以便同步对相应驱动调整或偏移以及频率调整或偏移的施加的时序信号。在各种组态中，PULSE SYNC可以指示包络或脉冲信号(诸如图2的包络或脉冲信号212)的起始位置。在各种组态中，起始位置可能是包络或脉冲的前沿。基于已知的脉冲形状，可以相对于PULSE SYNC再现及施加储存的前馈控制调整。在各种组态中，脉冲形状可以储存在存储器中，并且前馈控制器基于PULSE SYNC及储存在存储器中的预定脉冲形状启动再现。在各种其他组态中，PULSE SYNC可以是包括同步信息及脉冲形状信息这两者的复合信号，并且以类似方式再现储存的前馈控制调整。复合信号可以通过串列通信协定或并行通信协定中的一种或两种进行传送。在各种组态中，包络或脉冲形状可以是多状态脉冲形状，诸如图2的包络或脉冲信号212，并且所述包络或脉冲形状可以调变载波信号，诸如正弦信号或其他时变信号。可以关于图2的正弦信号216来了解这种时变信号的一个示例。

在各种组态中，可以向前馈控制器540传送诸如功率Y_PWR或反射率Ygm²等信号，使得前馈控制器540可以决定源514的输出如何根据传送到相应加法器542a、542b的校正值、调整值或偏移值而变化。然后，前馈控制器540可以调整输出曲线以改善前馈控制。可以关于以下专利找到前馈控制的示例：上文引用的第10,049,857号美国专利；于2023年8月1日发布的、名称为“Adaptive Pulse Shaping With Post Match Sensor(具有后匹配感测器的自适应脉冲整形)”、已转让给本申请的受让人的第11,715,624号美国专利；以及名称为“Enhanced Tuning Methods for Mitigating RF Load Impedance Variations Due toPeriodic Disturbances(用于减轻由于周期性干扰引起的RF负载阻抗变化的增强调谐方法)”的第18/302,141号美国专利申请；并且所有这些专利均通过引用方式纳入本文中。

图6A及图6B展示在仅回馈控制方法(如图6A所示)及组合回馈及前馈控制方法(如图6B所示)之间的比较。在图6A中，波形612a指示要控制的参数的所要的或设定点波形，并且波形614a显示了仅使用回馈控制得到的参数的实际波形。在图6B中，波形612b指示要控制的参数的所要或设定点波形，其与波形612a相同，并且波形614b显示了使用组合回馈及前馈控制得到的参数的实际波形。如图6A及图6B所示，波形614b表示与所要或设定点波形612a、612b实质相似的输出波形。因此，将前馈控制与回馈控制相结合提供了一种更准确地再现所要或设定点波形612a、612b的控制方法。

图7展示根据本揭示内容的原理配置的使用前馈控制的产生器的控制系统710的功能方块图，所述控制系统710例如可以在图5的第一控制部分520a或第二控制部分520b的前馈控制部分中实现。控制系统710包括产生器714及前馈控制部分760，所述前馈控制部分760包括至少一处理器、模块或控制器。前馈控制部分760包括学习模块764、存储器766及存储器768。应当注意的是，尽管存储器766及存储器768是分开展示的，但是存储器766及存储器768可以位于公共存储器组(common memory bank)中或者位于单独存储器组中。参考图7分别描述了存储器766及存储器768，以指示每一存储器储存的不同数据。

产生器714根据输入致动器曲线762接收前馈控制输入，并产生输出。产生器714的输出决定了输出曲线763。输出曲线763可以根据在产生器714的输出端处感测到的一或多个参数而变化。输入致动器曲线762被传送到存储器766并在其中予以储存，而输出曲线763被传送到存储器768并在其中予以储存。储存在相应存储器766及存储器768中的曲线作为相应的先前致动器曲线及先前输出曲线被输入到学习模块764。学习模块764将相应的先前致动器曲线及先前输出曲线进行比较，并产生下一致动器曲线770。下一致动器曲线770表示在前馈控制器的下一次控制回路迭代运算期间传送给产生器714的一或多个前馈控制输入。

在各种组态中，下一致动器曲线770是一个学习周期之后应用于产生器714的输入曲线。作为非限制性示例，在时间步长k，决定输入致动器曲线u(k)及输出曲线y(k)。学习模块764接收输入致动器曲线u(k)及输出曲线y(k)，并决定对应于下一致动器曲线770的下一致动器曲线u(k+1)。下一致动器曲线770以时间步长(k+1)输入到产生器714。如图7所示，下一致动器曲线770具有比输入致动器曲线762更大的振幅，不过下一致动器曲线770的任何数量的特性可以逐步变化。

输出脉冲形状的精确控制是高准确性产生器控制(诸如，RF产生器)向负载施加电压、电流或功率的关键要求。如以上所述，为了实现准确的脉冲形状追踪性能，前馈控制通常与传统回馈控制器结合使用。前馈控制提供了明显更高的控制频宽，并且不容易受到回馈控制所经历的延迟的影响。因此，前馈系统在追踪所要的脉冲形状轨迹方面提供了显著的改良。

如以上关于图7所描述的，前馈控制器通常使用储存的致动器输入的曲线及来自一或多个先前包络或脉冲周期的结果输出来提供致动器更新。为了实现实践中通常需要的高保真(high fidelity)脉冲形状，需要高采样速率来产生包络或脉冲曲线，以产生所要的高保真脉冲形状。在一个非限制性示例中，使用600 ns采样的采样周期利用前馈控制来实现准确的包络或脉冲形状。

在各种电浆蚀刻应用中，集成电路制程方法要求一定范围的脉冲周期。在一个非限制性示例中，集成电路制程方法要求RF产生器在从100 Hz(10毫秒脉冲周期)到10 kHz(100微秒脉冲周期)的脉冲周期内工作。对于低重复率(即长脉冲周期)应用，在600 ns的采样周期下，前馈控制器的每次迭代运算都要储存及处理大量数据。在一个非限制性示例中，使用600 ns的控制采样周期，对于前馈控制的一次迭代运算，100 Hz脉冲需要超过16000个数据样本用于系统中的每一致动器及输出。对于利用附加内部状态信息的方法(诸如估计脉冲周期内每一样本位置的系统斜率或增益)，存储器及计算资源的数量进一步增加。这些资源需求可能会限制前馈控制方法的使用。

为了减轻低重复率脉冲的前馈控制的密集资源需求，多个前馈调谐器以整个脉冲周期的子区域为目标。替代地，对前馈单调谐器的操作进行分段，以仅对脉冲的选定区域提供前馈控制。这些方法减少了计算及储存需求，因为前馈控制应用于小于整个脉冲宽度。剩余的脉冲将使用回馈控制或开回路控制中的一种或两种来控制。

图8展示根据本揭示内容的原理配置的使用前馈控制的产生器的控制系统810的功能方块图，所述控制系统810例如可以在图5的第一控制部分520a或第二控制部分520b的前馈控制部分中实现。图8的前馈控制系统包括多个调谐器。如将在本文中更详细描述的，每一调谐器都对产生器输出的包络或脉冲的选定部分提供前馈控制。图8的控制系统810与图7的控制系统类似地组态。控制系统810还经组态以包括前馈调谐器860，所述前馈调谐器860具有一或多个前馈调谐器。所述一或多个前馈调谐器将包络或脉冲分割成多个子区域，使得前馈调谐发生在要控制的包络或脉冲的预定子区域中。

在各种组态中，前馈调谐器860包括一或多个前馈调谐器860a、860b、…、860n。每一前馈调谐器860a、860b、…、860n与图7中描述的对应部件类似地操作。每一前馈调谐器860a、860b、…、860n的各单独部件基于在要控制的包络或脉冲的预定部分、部分、子部分、区域或子区域(统称为子区域)上取得的样本进行储存及控制。由于每一前馈调谐器860a、860b、…、860n经组态以对包络或脉冲的子区域进行操作，因此只有在特定前馈调谐器对其应用前馈控制的包络或脉冲的相应部分上取得的样本被储存在对应的存储器中并在对应的学习模块中进行处理。在各种组态中，前馈调谐器860可以包括多个前馈调谐器860a、860b、…、860n。多个前馈调谐器860a、860b、…、860n可以应用相同或不同演算法来对包络或脉冲的预定子区域进行调谐。在各种其他组态中，前馈调谐器860可以包括单一前馈调谐器，所述单一前馈调谐器在包络或脉冲的预定子区域上被致动以启用前馈控制，并在包络或脉冲的其他预定部分上被去致动(deactuated)以禁用前馈控制。

在各种组态中，并且同样如以上所述，回馈控制、前馈控制及开回路控制的各种组合可以应用于包络或脉冲。在各种组态中，可以对包络或脉冲的选定子区域应用回馈控制及前馈控制。在各种其他组态中，仅可以对包络或脉冲的选定子区域应用回馈控制。在各种其他组态中，仅可以对包络或脉冲的选定子区域应用前馈控制。在各种其他组态中，可以对包络或脉冲的选定子区域应用开回路控制。

在各种组态中，包络或脉冲(诸如图2的包络或脉冲信号212)可以包括多个状态S1、S2、…、Sn。可以参考特定状态或独立于特定状态来决定对其进行各种回馈控制、前馈控制及开回路控制的包络或脉冲的子区域。此外，在各种组态中，可以根据在各选定状态之间的包络或脉冲的转换来决定各种前馈控制、回馈控制及开回路控制方法。在各种进一步的组态中，状态转换之前的区域可以包括在与转换相关联的区域中。如此一来，所述区域包括一组样本，其开始于状态转换之前并且结束于状态转换之后。在各种其他组态中，可以根据相邻状态转换的接近度来决定前馈控制、回馈控制及开回路控制方法的各个方面，使得当在预定采样宽度内发生转换时，可以对包括状态转换在内的整个状态应用前馈控制。在各种其他组态中，可以根据产生器的输出曲线中的关注区域来决定前馈控制、回馈控制及开回路控制方法的各个方面，而不管关注区域是否包括状态转换。

图9展示包络或脉冲910具有三个状态S1、S2、S3，所述三个状态S1、S2、S3分别标记为912、914、916。附加状态912’对应于下一包络或脉冲的状态S1’。状态S1的宽度约为25 µs，状态S2的宽度约为3 ms，状态S3的宽度约为6.975 ms。因为状态S2及S3的宽度比状态S1的宽度长得多，所以仅在状态S2及S3上应用回馈控制通常提供了足够的准确性，使得实际输出或输出曲线令人满意地接近所要输出或输出曲线。在各种其他组态中，可以对状态S2及S3应用开回路控制。

状态S1足够窄，因此应用开回路或回馈控制通常不会使得实际输出或输出曲线令人满意地接近所要输出或输出曲线。结合回馈控制或独立于回馈控制对状态S1应用前馈控制，提供了在实际输出与所要输出之间的经改良保真度。此外，在相对较短的25 µs时间区段期间仅对状态S1提供前馈控制显著减少了所需样本数量，因为在状态S2及S3上没有发生前馈控制数据收集。这显著降低了存储器需求，释放了存储器以潜在地储存来自多个先前前馈控制迭代运算的数据或用于其他目的。在600 ns的采样速率下，需要约42个样本才能对S1的整个25 µs周期进行采样。

如以上所述，在各种组态中，包络或脉冲可以包括可与回馈控制相结合或独立地实施前馈控制的部分、子部分、区域或子区域。作为非限制性示例，对于在除了状态S1、S2、…、Sn或与一或多个状态相关联的转换之外提供前馈控制，子区域可能是受关注的。作为非限制性示例，通过监测实际输出，可以决定实际输出或输出曲线具有非所要形状的子区域，所述子区域不是状态转换，但可以受益于前馈控制。作为非限制性示例，这种非所要形状可能是由系统中影响负载阻抗的其他产生器的动作造成。这些状态及非所要形状可以统称为相应的关注区域。

图10展示波形1010，所述波形1010描述了使用第一调谐器(调谐器1)对包络或脉冲的第一子区域进行的本文所描述的子区域调谐方法的操作。波形1012处展示所要的状态或脉冲状态，诸如状态或脉冲状态S1、S2、…、Sn中的一个，并且具有相对窄的持续时间或周期。在各种组态中，波形1010可以对应于图9的状态912。在一个非限制性示例中，基于所要的状态S1的实际输出脉冲在波形1014处展示，并指示了使用回馈控制的实际输出。波形1016指示使用了前馈控制结合回馈控制的状态S1的实际输出。此外，在各种组态中，波形1016可以表示仅使用前馈控制而不使用回馈控制的状态S1的实际输出。

图11展示波形1110，所述波形1110描述了使用第二调谐器(调谐器2)对包络或脉冲的第二子区域进行的本文所描述的子区域调谐方法的操作。波形1112处展示所要的状态或脉冲状态，诸如状态或脉冲状态S1、S2、…、Sn中的一个，并且具有比图10的脉冲状态S1更长的持续时间或周期。在各种组态中，波形1110可以对应于图9的状态916的正向转换。在一个非限制性示例中，基于所要的状态S2的实际输出脉冲在波形1114处展示，并且指示了使用任一回馈控制的实际输出。波形1116指示使用了前馈控制结合回馈控制的状态S2的实际输出。此外，在各种组态中，波形1116可以表示仅使用前馈控制而不使用回馈控制的状态S2的实际输出。

图11的脉冲状态S2比图10的脉冲状态S1具有更长的持续时间或周期。本文所描述的方法既可以应用于较窄的状态(诸如，状态S1)，也可以应用于较宽的状态(诸如，状态S2)。在各种组态中，如以上所述，调谐器1及调谐器2可以是两个分开的、相同或不同组态的调谐器。在各种其他组态中，同样如以上所述，调谐器1及调谐器2可以是相同的调谐器，并且在状态S1及S2期间被致动，而在其他情况被去致动。

图12结合了图1至图11中的各种部件。控制模块1210可以包括振幅控制模块部分1212、频率控制模块部分1214及阻抗匹配模块部分1216。振幅控制模块部分1212包括前馈模块1218、回馈模块1220及开回路模块1222。频率控制模块部分1214包括前馈模块1224、回馈模块1226及开回路模块1228。阻抗匹配模块部分1216可以与振幅控制模块部分1212及频率控制模块部分1214类似地组态，以包括前馈控制模块、回馈控制模块及开回路控制模块。在各种组态中，可以从相应的振幅控制模块部分1212、频率控制模块部分1214及阻抗匹配模块部分1216中的一者或多者中省略相应的回馈模块及开回路模块中的一者或多者。在各种组态中，控制模块1210包括一或多个处理器，所述一或多个处理器执行与各模块部分或各模块1210、1212、1214、1216、1218、1220、1222、1224、1226及1228相关联的代码。下面将参考图12的方法描述各模块部分或各模块1210、1212、1214、1216、1218、1220、1222、1224、1226及1228的操作。

对于图1至图11的控制器的进一步定义的结构，参见下面提供的图12的流程图及下面提供的对术语“模块”的定义。本文所公开的系统可以使用图1至图11所示的多种方法、示例及各种控制系统方法来操作。尽管主要针对图1的实施方式描述了以下操作，但是这些操作可以被容易地修改以应用于本揭示内容的其他实施方式。这些操作可以迭代地执行。尽管将以下操作展示并主要描述为按循序执行，但是可以执行以下操作中的一或多个操作，同时执行各其他操作中的一或多个其他操作。

图13展示控制系统1310决定用于应用子区域调谐控制(作为非限制性示例，用于对图12的功率输送系统应用子区域调谐控制)的脉冲整形区域的流程图。控制从1312处开始并进行1314。在1314处，若采样将在整个包络或脉冲周期内进行，则决定所需的样本数量。作为非限制性示例，若脉冲周期为100 Hz，采样周期为600 ns，则在整个100 Hz周期内需要大约16666个样本来应用前馈控制。控制继续进行到1316，在1316处，决定所需的样本数量是否小于储存样本的可用存储器位置的数量。若所需的样本数量小于储存样本的可用存储器位置的数量，则控制进行到1318，并且过程终止，因为有足够的存储器来在整个包络或脉冲周期内进行采样。

若没有足够数量的可用存储器位置，则控制进行到1320，在1320处，将样本均匀地分配给N个关注区域及N个相应的调谐器或子区域。对于本文中的论述，关注区域可以包括如以上所述的关注区域，其可以包括状态、转换区域或非所要形状。通过将样本数除以N，将可用的样本数量均匀分配到N个关注区域中，从而将(样本数/N)个样本分配给每一调谐器。

控制进行到1322，在1322处，将起始调谐器索引配置为1。控制进行到1324，在1324处，决定关注区域的宽度是小于还是大于调谐器样本数量的宽度。然后控制进行到1326。在1326处，若关注区域比调谐器样本数量的宽度更宽，则将样本分配到关注区域，并且控制进行到1328。在1328处，调谐器索引(idx)会递增以准备处理下一关注区域，并且控制进行到1330，在1330处，控制通过将调谐器索引(idx)与关注区域的数量(N)进行比较来决定是否已经处理了所有关注区域。若调谐器索引(idx)大于或等于关注区域的数量(N)，则控制进行到1332。在1332处，组合所有要合并的关注区域。控制从1332进行到1318并终止。

返回到1326，若关注区域的宽度不大于调谐器样本数量的宽度，则各关注区域重叠，并且控制进行到1334，在1334处决定下一调谐器索引(idx+1)是否大于关注区域的数量(N)。若下一调谐器索引(idx+1)小于关注区域的数量(N)，则控制进行到1336。在1336处，当前调谐器索引(idx)被标记用于与后续调谐器索引(idx+1)组合，因此调谐器(idx)及调谐器(idx+1)将被组合。返回到1334，若后续调谐器索引(idx+1)大于关注区域的数量(N)，则控制进行到1338，在1338处，指定当前调谐器索引(idx)与下一包络或脉冲的后续(第一个)调谐器索引(1)组合。因此，1334决定是否存在环绕条件，使得当前关注区域位于包络或脉冲中的某个位置(诸如，在结束位置)处，而在所述位置处，当前关注区域与后续包络或脉冲的第一个关注区域(诸如，在开始位置处)组合。

然后控制进行到1328，这会递增关注区域。控制接下来进行到1330，在1330处，通过决定当前关注区域(idx)是否大于或等于关注区域的总数(N)来决定是否已经处理了所有关注区域。若所有关注区域都已处理，则控制进行到1332，所述步骤组合所有关注区域。在1332处，组合足够接近或窄的使得所有样本出现在1324处决定的样本宽度内的关注区域。

前馈控制影响预定的一组偏移或调整值的再现，以使实际输出接近所要输出。这种前馈控制受益于所要脉冲形状的可重复性。当重复请求所要脉冲形状时，可以相应地重复决定经储存偏移或调整值的曲线，诸如图7及图8各别的下一致动器曲线770或870。连续重复提供了关于何时开始再现储存的致动器曲线的灵活性。在各种组态中，再现与PULSESYNC同时开始。在其他各种组态中，再现相对于PULSE SYNC开始，使得经储存执行器曲线的启动可以发生在具有由PULSE SYNC指示的起始位置的包络或脉冲的中间。因此，可以安排再现在包络或脉冲信号的端点中间的位置开始。由于包络或脉冲信号重复，致动器曲线的连续再现提供了对包络或脉冲的关注区域的偏移或调整，从而在所有关注区域上提供前馈控制。

在各种组态中，储存在学习模块864中的致动器曲线可以包括储存在学习模块864中的多个预设。多个预设可以包括整个脉冲周期的调谐器分配，使得当请求先前已知的包络或脉冲形状时，学习模块864可以参考具有经储存预设的数据库，以提供从类似形状的包络或脉冲的先前数据收集产生的初始致动器曲线。在各种其他组态中，若各种应用不需要前馈控制在选定关注区域中提供的准确度，则可以在跨脉冲分配调谐器时排除包络或脉冲的选定关注区域。此外，在各种组态中，用户对于改良对包络或脉冲的某些关注区域的控制的要求可用于经分配样本以改良某些区域中的回馈控制。在各种其他实施例中，MIMO应用可以为各个致动器不同地分配调谐器及样本。在关于图5的一个非限制性示例中，前馈控制器540可以用不同于产生频率调整或偏移的方式来经分配样本以产生驱动调整或偏移。此外，在各种实施例中，可以动态地修改调谐器样本分配。在一个非限制性示例中，具有平滑前馈致动器内容的关注区域可以重新分配给包络或脉冲周期的其他关注区域，使得在前馈控制可能无益区域(诸如，在平滑区域)需要较少样本。可以将额外样本重新分配到误差幅度较大的区域，因此有更大机会从前馈控制中受益。

上述系统可以提供改良的调谐速度，这是由于减少了数据收集量及对较小数据向量的后续处理。此外，由于减少了数据收集开销，由此节省的存储器可以实现具有多个致动器、多个输出、更小的采样周期或更高阶的前馈方法的前馈控制。

前面的描述本质上仅仅是说明性的，决不是为了限制本揭示内容、其应用或用途。本揭示内容的广泛教导可以用多种形式实现。因此，尽管本揭示内容包括特定示例，但是本揭示内容的真实范围不应如此受限，因为在研究附图、说明书及所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。在书面描述及权利要求中，可以用不同的顺序(或同时)执行一种方法中的一或多个步骤，而不会改变本揭示内容的原理。类似地，可以用不同的顺序(或同时)执行储存在非暂态电脑可读媒体中的一或多个指令，而不会改变本揭示内容的原理。除非另有说明，否则说明或方法步骤的编号或其他标记是为了方便参考而设的，而不指示固定顺序。

此外，尽管以上将各个实施例中的每一实施例描述为具有某些特征，但是关于本揭示内容的任何实施例描述的那些特征中的任何一或多个特征可以在任何其他实施例的特征中实现及/或与任何其他实施例的特征组合，即使所述组合没有被明确描述。换句话说，所描述的实施例并不互相排斥，并且一或多个实施例的置换仍在本揭示内容的范围内。

使用各种术语来描述在元件之间(诸如，在模块、电路元件、半导体层等之间)的空间关系及功能关系，这些术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“在…旁边”、“在…顶部”、“上方”、“下方”及“配置”。除非明确描述为“直接”，否则当上述公开内容中描述在第一元件及第二元件之间的关系时，所述关系可以是直接关系，其中在第一元件及第二元件之间不存在其他中间元件，但也可以是间接关系，其中在第一元件及第二元件之间(在空间上或功能上)存在一或多个中间元件。

短语“A、B及C中至少一者”应被解释为表示使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)，而不应被解释为表示“A中至少一者、B中至少一者及C中至少一者”。术语“集合”不一定排除空集(empty set)，换句话说，在某些情况下，“集合”可以具有零个元素。术语“非空集(nonempty set)”可以用于表示排除空集，换句话说，非空集将总是具有一或多个元素。术语“子集”不一定要求是真子集。换句话说，第一集合的“子集”可以与第一集合相同(相等)。此外，术语“子集”不一定排除空集——在某些情况下，“子集”可以具有零个元素。

在图中，箭头所指的箭头方向通常表示对图示感兴趣的信息流(诸如，数据或指令)。例如，当元件A及元件B交换各种信息，但从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。所述单向箭头并不意味着没有其他信息从元件B传输到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对所述信息的请求或接收对所述信息的确认。

在本申请中，包括下述定义，术语“模块”可以用术语“控制器”或术语“电路”来替换。在本申请中，术语“控制器”可以用术语“模块”来替换。术语“模块”可以指以下全部、以下的一部分或可以包括以下：专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)；数字、模拟或混合的模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合的模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)；执行代码的(共用的、专用的或一组)处理器硬件；储存由处理器硬件执行的代码的(共用的、专用的或一组)存储器硬件；提供所描述的功能的其他合适的硬件部件；或者诸如片上系统中的上述的一些或全部的组合。

所述模块可以包括一或多个接口电路。在一些示例中，所述一或多个接口电路可以实现连接到区域网络(local area network，LAN)或无线个人区域网络(wirelesspersonal area network，WPAN)的有线接口或无线接口。LAN的示例是电气及电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)标准802.11-2020(也称为WIFI无线网络标准)及IEEE标准802.3-2018(也称为以太网(ETHERNET)有线网络标准)。WPAN的示例是IEEE标准802.15.4(包括来自ZigBee联盟的ZIGBEE标准)及来自蓝牙特别兴趣小组(Bluetooth Special Interest Group，SIG)的蓝牙无线网络标准(包括来自蓝牙SIG的核心规范版本3.0、4.0、4.1、4.2、5.0及5.1)。

所述模块可以使用所述一或多个接口电路与其他模块进行通信。尽管所述模块在本揭示内容中可以被描述为直接与其他模块进行逻辑通信，但是在各种实施方式中，所述模块实际上可以经由通信系统进行通信。通信系统包括物理及/或虚拟网络装置，诸如集线器、交换机、路由器及网关。在一些实施方式中，通信系统连接到或穿越广域网络(widearea network，WAN)，诸如互联网。例如，通信系统可以包括使用包括多协议标签交换(Multiprotocol Label Switching，MPLS)及虚拟专用网络(virtual private network，VPN)的技术通过互联网或点对点专用线路相互连接的多个LAN。

在各种实施方式中，模块的功能可以分布在经由通信系统连接的多个模块中。例如，多个模块可以实现由负载均衡系统分发的相同功能。在另一示例中，模块的功能可以在服务器(也称为远端或云)模块及客户机(或用户)模块之间划分。例如，客户机模块可以包括在客户机装置上执行并与服务器模块进行网络通信的本地或网络应用。

模块的一些或所有硬件特征可以使用硬件描述语言来定义，所述硬件描述语言例如为IEEE标准1364-2005(通常称为“Verilog”)及IEEE标准1076-2008(通常称为“VHDL”)。硬件描述语言可用于制程及/或程序设计硬件电路。在一些实施方式中，模块的一些或所有特征可以由诸如IEEE 1666-2005(通常称为“SystemC”)等语言来定义，所述语言包括如下所述的代码及硬件描述这两者。

以上使用的术语代码可以包括软件、固件及/或微代码，并且可以指程序、例行程序、函数、类、数据结构及/或对象。共用处理器硬件包括执行来自多个模块的部分或全部代码的单一微处理器。组处理器硬件包括结合附加的微处理器执行来自一或多个模块的一些或全部代码的微处理器。对多个微处理器的提及包括分立晶粒上的多个微处理器、单一晶粒上的多个微处理器、单一微处理器的多个内核、单一微处理器的多个执行线程或上述的组合。

存储器硬件还可以与代码一起或分开储存数据。共用存储器硬件包括储存来自多个模块的一些或全部代码的单一存储器装置。共用存储器硬件的一个示例可以是微处理器晶粒上或附近的1级高速缓冲存储器，所述1级高速缓冲存储器可以储存来自多个模块的代码。共用存储器硬件的另一个示例可以是永久储存器，诸如固态硬碟(solid state drive，SSD)，其可以储存来自多个模块的代码。组存储器硬件包括结合其他存储器装置储存来自一或多个模块的一些或全部代码的存储器装置。组存储器硬件的一个示例是储存区域网络(storage area network，SAN)，所述SAN可以在多个物理装置上储存特定模块的代码。组存储器硬件的另一示例是一组服务器中每一服务器的随机存取存储器，它们组合在一起来储存特定模块的代码。

术语存储器硬件是术语电脑可读媒体的子集。本文使用的术语电脑可读媒体不涵盖通过(诸如，载波上的)媒体传播的暂态电信号或电磁信号；因此，术语电脑可读媒体被认为是有形的及非暂态的。非暂态电脑可读媒体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)、磁储存媒体(诸如，模拟或数字磁带或硬盘驱动器)以及光储存媒体(诸如，CD、DVD或蓝光光盘)。

本申请中所描述的装置及方法可以部分或全部由专用电脑来实现，所述专用电脑是通过组态通用电脑来执行电脑程序所体现的一或多个特定功能而创建的。这样的装置及方法可以被描述为电脑化的装置及电脑化的方法。以上描述的功能块及流程图元素作为软件规范，其可以通过熟练的技术人员或程序师的日常工作将所述软件规范翻译成电脑程序。

电脑程序包括储存在至少一非暂态电脑可读媒体上的处理器可执行指令。电脑程序还可以包括或依赖于所储存的数据。电脑程序可以包括与专用电脑的硬件交互的基本输入/输出系统(basic input/output system，BIOS)、与专用电脑的特定装置交互的装置驱动器、一或多个操作系统、用户应用软件、后台服务、后台应用软件等。

电脑程序可以包括：(i)要解析的描述性文本，诸如HTML(hypertext markuplanguage，超文字标记语言)、XML(extensible markup language，可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象标记法)，(ii)汇编代码，(iii)由编译器从原代码产生的目标代码，(iv)供解译器执行的原代码，(v)供即时编译器编译及执行的原代码等。仅作为示例，原代码可以使用来自以下语言的语法编写：C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、JavaScript®、超文字标记语言第5版(Hypertext Markup Language 5th revision，HTML5)、Ada、动态服务器页面(ActiveServer Page，ASP)、超文字前置处理器(Hypertext Preprocessor，PHP)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK及Python®。

Claims (20)

1.一种用于产生器的控制器，包括：

前馈控制模块，所述前馈控制模块经组态以产生调整曲线，以根据所要输出信号来控制所述产生器的参数，

其中所述前馈控制模块根据所述所要输出信号的子区域来产生多个调整值，其中所述子区域中的每一子区域包括所述所要输出信号的一部分。

2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述前馈控制模块接收同步信号，其中所述同步信号指示所述所要输出信号的相关位置。

3.根据权利要求1所述的控制器，其中所述所要输出信号是具有周期的多状态脉冲信号。

4.根据权利要求1所述的控制器，其中所述每一子区域是以下中的一者：所述所要输出信号的多状态脉冲的状态、所述所要输出信号的转换或所述所要输出信号的关注区域。

5.根据权利要求1所述的控制器，其中所述前馈控制模块包括多个调谐器，其中所述多个调谐器中的每一调谐器针对所述子区域中的各别子区域来提供前馈控制，或者其中所述前馈控制模块包括单一调谐器，其中所述单一调谐器对所述子区域中的所述每一子区域提供前馈控制，并且不对所述每一子区域之外的区域提供所述前馈控制。

6.根据权利要求1所述的控制器，其中所述前馈控制模块还包括：

第一存储器，其用于储存至少一致动器曲线，其中所述至少一致动器曲线根据至少一先前致动器曲线而变化；

第二存储器，其用于储存至少一输出曲线，其中所述至少一输出曲线根据所述所要输出信号的至少一参数而变化；以及

学习模块，其经组态以接收所述至少一致动器曲线及所述至少一输出曲线，并根据以下中的至少一者来产生所述调整曲线：先前调整曲线、所述至少一致动器曲线、或所述至少一输出曲线。

7.根据权利要求1所述的控制器，其中所述产生器是电压产生器、电流产生器、功率产生器、或RF产生器中的一者。

8.根据权利要求1所述的控制器，其中所述前馈控制模块根据数个可用样本及数个所述子区域中的至少一者来分配样本至所述每一子区域，其中相等数量的所述样本被分配给所述每一子区域，或不同数量的所述样本被分配给所述子区域中的一对子区域。

9.根据权利要求8所述的控制器，其中不同数量的所述样本根据平滑前馈致动器内容或误差幅度中的至少一者而被动态分配。

10.根据权利要求8所述的控制器，其中以下中的一者：

所述一对子区域经配置为使得所述每一子区域的经分配样本部分地重叠，则所述前馈控制模块对所述一对子区域进行组合以定义经组合子区域，或

若所述一对子区域经配置在所述所要输出信号的结束处及在下一所述所要输出信号的开始处，并且所述每一子区域的经分配样本部分地重叠，则所述前馈控制模块对所述一对子区域进行组合，以定义经组合子区域。

11.根据权利要求1所述的控制器，还包括：

回馈控制模块或开回路控制模块中的至少一者，

其中在所述每一子区域中，回馈控制及前馈控制皆用于控制所述产生器的所述参数，以及

其中所述前馈控制或开回路控制中的一者对所述子区域之外的区域调整所述产生器的所述参数。

12.一种储存有处理器可执行指令的非暂态电脑可读媒体，所述处理器可执行指令包括：

借由前馈控制模块来产生调整曲线，以根据所要输出信号来控制产生器的参数；以及

根据所述所要输出信号的子区域来产生多个调整值，其中所述子区域中的每一子区域包括所述所要输出信号的一部分，

其中所述子区域是以下中的一者：所述所要输出信号的多状态脉冲的状态、所述所要输出信号的转换、或所述所要输出信号的关注区域。

13.根据权利要求12所述的储存有处理器可执行指令的非暂态电脑可读媒体，还包括接收同步信号，其中所述同步信号指示所述所要输出信号的相关位置。

14.根据权利要求12所述的储存有处理器可执行指令的非暂态电脑可读媒体，其中所述前馈控制模块包括多个调谐器，其中所述多个调谐器中的每一调谐器针对所述子区域中的各别子区域提供前馈控制，或者其中所述前馈控制模块包括单一调谐器，其中所述单一调谐器对所述每一子区域提供前馈控制，并且不对所述每一子区域之外的区域提供所述前馈控制。

15.根据权利要求12所述的储存有处理器可执行指令的非暂态电脑可读媒体，还包括：

将至少一致动器曲线储存在第一存储器中，其中所述至少一致动器曲线根据至少一先前致动器曲线而变化；

将至少一输出曲线储存在第二存储器中，其中所述至少一输出曲线根据所述所要输出信号的至少一参数而变化；以及

接收所述至少一致动器曲线及所述至少一输出曲线，并根据以下中的至少一者来产生所述调整曲线：至少一调整曲线、所述至少一致动器曲线、或所述至少一输出曲线。

16.根据权利要求12所述的储存有处理器可执行指令的非暂态电脑可读媒体，还包括：根据数个可用样本或数个所述子区域中的至少一者向所述每一子区域分配样本，其中相等数量的所述样本被分配给所述每一子区域，或不同数量的所述样本被分配给所述子区域中的一对子区域，其中不同数量的所述样本根据平滑前馈致动器内容或误差幅度中的至少一者而被动态分配。

17.根据权利要求16所述的储存有处理器可执行指令的非暂态电脑可读媒体，其中以下中的一项：

若所述一对子区域经配置为使得所述每一子区域的经分配样本部分地重叠，则对所述一对子区域进行组合，以定义经组合子区域，或者

若所述一对子区域经配置在所述所要输出信号的结束处及下一所要输出信号的开始处，并且所述每一子区域的经分配样本部分地重叠，则对所述一对子区域进行组合，以定义经组合子区域。

18.一种电源系统，包括：

RF产生器，其经组态以向负载输出所要输出信号；以及

用于产生器的控制器，所述控制器包括前馈控制模块，所述前馈控制模块经组态以产生调整曲线，以根据所述所要输出信号来控制所述产生器的参数，

其中所述前馈控制模块根据所述所要输出信号的子区域来产生多个调整值，其中所述子区域中的每一子区域包括所述所要输出信号的一部分。

19.根据权利要求18所述的电源系统，其中所述前馈控制模块包括多个调谐器，其中所述多个调谐器中的每一调谐器为所述子区域中的各别子区域提供前馈控制，或者其中所述前馈控制模块包括单一调谐器，其中所述单一调谐器对所述每一子区域提供前馈控制，并且不为所述每一子区域之外的区域提供所述前馈控制。

20.根据权利要求18所述的电源系统，其中所述前馈控制模块根据数个可用样本或数个所述子区域中的至少一者向所述每一子区域分配样本，其中相等数量的所述样本被分配给所述每一子区域，或不同数量的所述样本被分配给所述子区域中的一对子区域。