以下の実施形態は、無線周波(RF)プラズマ・ツールにおける複数レベルのパルス化システム及び方法を説明する。本実施形態は、実施形態の特定の詳細の一部又は全てを伴わずに実行し得ることは明らかであろう。他の例では、周知の工程動作は、本実施形態を不必要に不明瞭にしないように、詳細に説明しない。
以下の説明において、複数レベルのパルス化のためのいくつかの実施形態を提供する。本明細書で説明する2つ以上の実施形態は、互いに動作するように組み合わせることができるか、又は本明細書で説明する実施形態のそれぞれは、複数レベルのパルス化に関連する特定の実施形態を提供するように、互いに独立して動作することができる。
複数レベルのパルス化を促進するRF生成器を説明する。RF生成器は、4つ以上の電力レベルを有するRF信号を生成し、RF信号をインピーダンス整合回路に供給し、インピーダンス整合回路は、プラズマ・チャンバの電極に結合される。RF信号は、クロック・サイクルの間、複数レベルのパルス化を達成する。例えば、RF信号は、単一クロック・サイクルの間、第1の電力レベルから第2の電力レベルに遷移し、第2の電力レベルから第3の電力レベルに更に遷移し、第3の電力レベルから第4の電力レベルに遷移する。複数レベルのパルス化は、複数のクロック・サイクルの間、周期的に繰り返す。
第1の電力レベル、第2の電力レベル、第3の電力レベル及び第4の電力レベルのそれぞれは、個別の電力レベルである。例えば、第1の電力レベルの1つ又は複数の電力値は、専用である、又は第2の電力レベルの1つ若しくは複数の電力値、第3の電力レベルの1つ若しくは複数の電力値、及び第4の電力レベルの1つ若しくは複数の電力値とは異なる。また、第2の電力レベルの1つ又は複数の電力値は、第3の電力レベルの1つ若しくは複数の電力値、及び第4の電力レベルの1つ若しくは複数の電力値とは異なる。第3の電力レベルの1つ又は複数の電力値は、第4の電力レベルの1つ若しくは複数の電力値とは異なる。例示すると、RF信号の電力レベルの最高電力値と、RF信号の電力レベルの最低電力値との間の差は、所定の割合よりも小さい。例えば、第1の電力レベルの最高電力値は、第1の電力レベルの最低電力値より多くとも20%大きい。同様に、第2の電力レベルの最高電力値は、第2の電力レベルの最低電力値より多くとも20%大きい。
一実施形態では、2つ以上の状態の間に同じ電力レベルが印加される。例えば、第1の状態及び第2の状態の間、1つの電力レベルが印加され、第3の状態の間、異なる電力レベルが印加され、第4の状態の間、また別の電力レベルが印加される。
複数状態のパルス化は、堆積動作、エッチング動作、洗浄動作及びスパッタリング動作等の処理動作中、様々な段階の間の均衡を達成するように実施される。例えば、RF信号の第1の電力レベル及び第2の電力レベルは、エッチング動作中、堆積段階を実施するように使用され、第3の電力レベル及び第4の電力レベルは、エッチング動作中、エッチング段階を実施するように使用される。別の例として、複数状態のパルス化の各状態の間、異なる段階を実施する。また別の例として、複数状態のパルス化の1つ又は複数状態の間、1つの段階を実施し、複数状態のパルス化の残りの状態の1つ又は複数状態間、別の段階を実施する。一例として、エッチング動作は、誘導結合プラズマ(ICP)チャンバ内で実施される導体エッチングである。RF生成器は、インピーダンス整合回路を介して、トランス結合プラズマ(TCP)電極又はバイアス電極等、ICPプラズマ・チャンバの電極に結合される。
RF生成器は、RF生成器が生成するRF信号の電力レベルのそれぞれに対する、継続時間等のデューティ・サイクルを示すデジタル・パルス信号を受信する。デジタル・パルス信号は、電力レベルのそれぞれをRF生成器から供給する時間期間を示す。デジタル・パルス信号は、4つ以上の状態等、複数状態を有する。例えば、デジタル・パルス信号は、第1の状態の間、第1の論理レベルを有し、第2の状態の間、第2の論理レベルを有し、第3の状態の間、第3の論理レベルを有し、第4の状態の間、第4の論理レベルを有する。各論理レベルは、デジタル・パルス・ソースが生成する電圧信号の電圧レベルによって規定される。デジタル・パルス・ソースは、RF生成器に結合され、デジタル・パルス信号をRF生成器に供給する。更に、RF生成器は、複数のクロック・サイクルを有するクロック信号を受信し、複数レベルのパルス化の繰返しを促進する。クロック信号は、デジタル・パルス・ソース又はクロック・ソースによって生成され、クロック・ソースは、RF生成器にクロック信号を供給するようにRF生成器に結合される。
4つの電力レベルに対する上記の説明は、一例であることに留意されたい。一実施形態では、RF生成器は、クロック・サイクルの間、5又は6又は7又は8つの電力レベル等、更なる数の電力レベルを生成し、電力レベルは、複数のクロック・サイクルで繰り返される。電力レベルの数が増大すると、プラズマ・チャンバ内で基板を処理する間、より細かい制御が達成される。例えば、あるクロック・サイクルの間、電力レベルの数が増大すると、基板の最適なエッチング、又は基板への材料の最適な堆積、又はそれらの組合せが達成される。一実施形態では、3つの電力レベル又は2つの電力レベル等、3つ以下の電力レベルが生成される。
また、プラズマ・チャンバは、ICPチャンバとしてよい。例えば、RF生成器は、インピーダンス整合回路を介して、TCP電極又はバイアス電極等、プラズマ・チャンバの電極に結合される。複数レベル等の複数状態を例示するため、RF信号を整合器を介してTCP電極に供給する一方で、連続波(CW)RF信号又は二重状態RF信号を別の整合器を介してバイアス電極に供給する。別の例として、複数レベルのRF信号を整合器を介してバイアス電極に供給する一方で、CW RF信号又は二重状態RF信号を別の整合器を介してTCP電極に供給する。また別の例として、複数レベルのRF信号を整合器を介してバイアス電極に供給し、複数レベルのRF信号を別の整合器を介してTCP電極に供給する。バイアス電極は、プラズマ・チャンバのチャック又は基板支持体内に位置する下電極である。
4つ以上のプラズマ・インピーダンス状態を生成する2つの状態のRF生成器
図1は、プラズマ・システム100の一実施形態の図であり、4つ以上の状態を有するプラズマ・インピーダンスを生成するソース無線周波(RF)生成器102又はバイアスRF生成器104等、2つの状態のRF生成器の使用を例示する。システム100は、ホスト・コンピュータ106と、ソースRF生成器102と、バイアスRF生成器104と、ソース整合器108と、バイアス整合器110と、プラズマ・チャンバ112とを含む。
本明細書で使用するホスト・コンピュータの例は、デスクトップ・コンピュータ、タブレット、スマート・フォン及びラップトップ・コンピュータを含む。本明細書で使用するRF生成器の例は、400キロヘルツ(kHz)の動作周波数、又は2メガヘルツ(MHz)の動作周波数、又は27MHzの動作周波数、又は60MHzの動作周波数を有するRF生成器を含む。例示すると、バイアス生成器104は、2MHzの動作周波数を有し、ソースRF生成器102は、60MHzの動作周波数を有し、その逆も同様である。別の例示として、バイアス生成器104は、400kHzの動作周波数を有し、ソースRF生成器102は、60MHzの動作周波数を有し、その逆も同様である。
本明細書で使用する整合器の例は、インダクタ、キャパシタ及び抵抗器等、互いに結合される構成要素網を含む。例えば、整合器は、複数の直列回路と、複数の分岐回路とを含み、直列回路のそれぞれは、キャパシタ、又はインダクタ、又はそれらの組合せを含み、分岐回路のそれぞれは、キャパシタ、又はインダクタ、又はそれらの組合せを含む。一実施形態では、整合器、インピーダンス整合回路、及びインピーダンス整合網という用語は、本明細書で互換的に使用することに留意されたい。プラズマ・チャンバ112の例は、トランス結合プラズマ(TCP)プラズマ・チャンバ、及び誘導結合プラズマ(ICP)プラズマ・チャンバを含む。
ホスト・コンピュータ106は、プロセッサ118と、メモリ・デバイス120とを含み、プロセッサ118は、メモリ・デバイス120に結合される。本明細書で使用するプロセッサの例は、中央処理ユニット(CPU)、マイクロコントローラ、制御器、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)、及びプログラマブル論理デバイス(PLD)を含む。本明細書で使用するメモリ・デバイスの例は、読取り専用メモリ、ランダム・アクセス・メモリ、又はそれらの組合せを含む。例示すると、メモリ・デバイスは、フラッシュ・メモリ又はリダンダント・アレイ・オブ・インエクスペンシブ・ディスクズである。
プラズマ・チャンバ112は、誘電体窓124を含み、誘電体窓124の上は、TCPコイル126である。例えば、誘電体窓124は、プラズマ・チャンバ112の上面を形成する。TCPコイル126は、プラズマ・チャンバ112の電極の一例である。プラズマ・チャンバ112は、基板Sを処理のために置く、チャック等の基板支持体128を更に含む。基板支持体128は、プラズマ・チャンバ112の電極の一例である。基板Sは、基板支持体128の上面に置かれる。基板支持体128は、下電極内に埋め込まれる。一例として、下電極は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属から作製される。
プロセッサ118は、伝送ケーブル・システム130を介してソースRF生成器102に結合される。同様に、プロセッサ118は、伝送ケーブル・システム134を介してバイアスRF生成器104に結合される。本明細書で使用する伝送ケーブル・システムは、1つ又は複数の伝送ケーブルを含む。一例として、本明細書で使用する伝送ケーブルは、プロセッサ118とプロセッサ118に結合されるRFGとの間でデータを直列伝送する直列伝送ケーブルを含む。データを直列伝送する際、一度に1ビットが伝送される。伝送ケーブルの別の例は、プロセッサ118とプロセッサ118に結合されるRFGとの間でデータを並行伝送する並行伝送ケーブルを含む。データを並行伝送する際、複数のビットが同時に伝送される。伝送ケーブルのまた別の例は、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)ケーブルを含む。
ソースRF生成器102の出力154は、RFケーブル138を介してソース整合器108の入力156に結合され、ソース整合器108の出力158は、RF伝送線路140を介してTCPコイル126に結合される。同様に、バイアスRF生成器104の出力160は、RFケーブル142を介してバイアス整合器の入力162に結合され、バイアス整合器110の出力164は、RF伝送線路144を介して基板支持体128に結合される。RF伝送線路の一例は、RFロッドを含む。RFロッドは、絶縁材料によって囲まれ、絶縁材料は、RF伝送線路のRFシースによって更に囲まれる。RF伝送線路の絶縁材料は、RFロッドとRFシースとの間にある。RF伝送線路の別の例は、絶縁材料、RFロッド及びRFロッドに結合される1つ又は複数のRFストラップを囲むRFシースを含む。RF伝送線路のまた別の例は、絶縁材料、RFロッド、1つ又は複数のRFストラップ、及び1つ又は複数のRFストラップの少なくとも1つを介してRFシースに結合されるRFシリンダを囲むRFシースを含む。
プロセッサ118は、クロック・ソースを含み、クロック・ソースは、デジタル・クロック信号又はデジタル・パルス信号等の同期信号146を生成し、伝送ケーブル・システム130を介してソースRF生成器102に送信する。クロック・ソースの一例は、50%のデューティ・サイクルを有する同期信号を生成する位相ロック・ループ回路を含む。クロック・ソースの別の例は、出力でデューティ・サイクル制御回路と共に結合される位相ロック・ループ回路を含み、同期信号のデューティ・サイクルを、80%又は10%等、50%から、50%超又は50%未満に変更し、デューティ・サイクルを変更した同期信号を出力する。プロセッサ118のクロック・ソースは、伝送ケーブル・システム134を介してバイアスRF生成器104にも同期信号146を送信する。
更に、プロセッサ118は、生成すべきRF信号152の周波数、又はRF信号152のパラメータ等のソース変数を、伝送ケーブル・システム130を介してソースRF生成器102に送信する。本明細書で使用する変数の例は、周波数及びパラメータを含む。例示すると、変数は、周波数又は電力である。本明細書で使用するパラメータの例は、電圧及び電力を含む。例示すると、パラメータは、電圧又は電力である。また、プロセッサ118は、RF信号168の周波数及びRF信号168のパラメータ等のバイアス変数を、伝送ケーブル・システム134を介してバイアスRF生成器104に送信する。
ソースRF生成器102は、伝送ケーブル・システム130を介して同期信号146及びソース変数を受信すると、RF信号152を生成する。RF信号152は、ソースRF生成器102によってプロセッサ118から受信した、周波数及び電力又は電圧等のソース変数を有する。RF信号152は、RFケーブル138を介してソースRF生成器102の出力154からソース整合器108の入力156に送信される。ソース整合器108は、RF信号152を受信し、RF信号152のインピーダンスを修正し、ソース整合器108の出力158に結合される負荷のインピーダンスと、ソース整合器108の入力156に結合されるソースのインピーダンスとを整合する。ソース整合器108は、RF信号152のインピーダンスを修正し、ソース整合器108の出力158で修正RF信号166を出力する。修正RF信号166は、RF伝送線路140を介して出力158からTCPコイル126に送信される。
同様に、バイアスRF生成器104は、伝送ケーブル134を介して同期信号146及びソース変数を受信すると、RF信号168を生成する。RF信号168は、バイアスRF生成器104によってプロセッサ118から受信した、周波数及び電力又は電圧等のバイアス変数を有する。RF信号168は、RFケーブル142を介してバイアスRF生成器104の出力160からバイアス整合器110の入力162に送信される。バイアス整合器110は、RF信号168を受信し、RF信号168のインピーダンスを修正し、バイアス整合器110の出力164に結合される負荷のインピーダンスと、バイアス整合器110の入力162に結合されるソースのインピーダンスとを整合する。バイアス整合器110は、RF信号168のインピーダンスを修正し、バイアス整合器110の出力164で修正RF信号170を出力する。修正RF信号170は、RF伝送線路144のRFロッドを介して出力164から基板128内に埋め込んだ下電極に送信される。
一実施形態では、修正RF信号166は、RF信号152と同じ数のパラメータ・レベルを有し、RF信号152から修正RF信号166を生成することに留意されたい。例えば、RF信号152及び166のそれぞれは、同期信号146のサイクルの間、2つのパラメータ・レベルを有する。また、一実施形態では、RF信号152及び修正RF信号166のそれぞれは、一方のパラメータ・レベルからもう一方のパラメータ・レベルに同時に遷移する。例えば、RF信号152が一方のパラメータ・レベルからもう一方のパラメータ・レベルに遷移する際、修正RF信号166は、一方のパラメータ・レベルからもう一方のパラメータ・レベルに遷移する。一実施形態では、修正RF信号166は、RF信号152のパラメータ・レベルと同じパラメータ・レベルを有する。例えば、RF信号152が第1のパラメータ・レベルを有する場合、修正RF信号は、同じ第1のパラメータ・レベルを有する。
一実施形態では、修正RF信号170は、RF信号168と同じ数のパラメータ・レベルを有し、RF信号168から修正RF信号170を生成することに留意されたい。例えば、RF信号168及び170のそれぞれは、同期信号146のサイクルの間、3つのパラメータ・レベルを有する。また、一実施形態では、RF信号168及び修正RF信号170のそれぞれは、一方のパラメータ・レベルからもう一方のパラメータ・レベルに同時に遷移する。例えば、RF信号168が一方のパラメータ・レベルからもう一方のパラメータ・レベルに遷移する際、修正RF信号170は、一方のパラメータ・レベルからもう一方のパラメータ・レベルに遷移する。一実施形態では、修正RF信号170は、RF信号168のパラメータ・レベルと同じパラメータ・レベルを有する。例えば、RF信号168が第1のパラメータ・レベルを有する場合、修正RF信号は、同じ第1のパラメータ・レベルを有する。
修正RF信号166及び170に加えて、酸素含有ガス、又はフッ素含有ガス、又はそれらの組合せ等の1つ又は複数のプロセス・ガスをプラズマ・チャンバ112の筐体又はハウジングに供給すると、プラズマ・チャンバ112の筐体又はハウジング内にプラズマが生成又は維持される。プラズマは、基板Sを処理するために使用され、あるインピーダンスを有する。例えば、プラズマは、材料を基板S上に堆積する、又は基板Sをエッチングする、又は基板Sをスパッタリングする、又は基板Sを洗浄する、又はそれらの組合せのために使用される。
一実施形態では、TCPコイル126ではなく、複数のTCPコイルを誘電体窓124の上に置く。一実施形態では、TCPコイル126に加えて、1つ又は複数のTCPコイルをプラズマ・チャンバ112の側部に置く。
図2は、システム200の一実施形態の図であり、RF生成器202の詳細を示す。システム200は、RF生成器202とホスト・コンピュータ106とを含む。システム200は、整合器216とRFケーブル218とを更に含む。RF生成器202は、ソースRF生成器102又はバイアスRF生成器104の一例である(図1)。整合器216は、ソース整合器108又はバイアス整合器110の一例である(図1)。RFケーブル218は、RFケーブル138又はRFケーブル142の一例であり(図1)、RF電源222の出力217に結合される。RF生成器202は、デジタル信号プロセッサ(DSP)204と、電力制御器(PRS1)206と、電力制御器(PRS2)208と、周波数制御器(FC)210と、ドライバ・システム212と、RF電源222とを含む。
本明細書で使用するデジタル信号プロセッサの例は、制御器、マイクロプロセッサ、及びマイクロコントローラを含み、これらの用語は、本明細書で互換的に使用されることがある。本明細書で使用するパラメータ制御器の例は、プロセッサとメモリ・デバイスとの組合せを含む。パラメータ制御器のプロセッサは、パラメータ制御器のメモリ・デバイスに結合される。同様に、本明細書で使用する周波数制御器の例は、プロセッサとメモリ・デバイスとの組合せを含む。周波数制御器のプロセッサは、周波数制御器のメモリ・デバイスに結合される。本明細書で使用するドライバ・システムの一例は、互いに結合される1つ又は複数のトランジスタ等、1つ又は複数のドライバを有する回路を含む。本明細書で使用するRF電源の例は、正弦波等の周期発振RF信号を生成する電子発振器を含む。
プロセッサ118は、伝送ケーブル・システム214を介してDSP204に結合される。伝送ケーブル・システム214は、伝送ケーブル・システム130又は伝送ケーブル・システム134(図1)の一例である。デジタル信号プロセッサ202は、パラメータ制御器206及び208、並びに周波数制御器210に結合される。パラメータ制御器206及び208は、ドライバ・システム212に結合され、ドライバ・システム212は、RF電源222に結合される。また、周波数制御器210は、ドライバ・システム212に結合される。RF電源222は、RFケーブル218を介して整合器216に結合される。
プロセッサ118は、ソース変数又はバイアス変数等の変数、及び同期信号146を伝送ケーブル・システム214を介してDSP204に供給する。変数を受信すると、DSP204は、RF信号220の状態S1の電力レベル又は電圧レベル等のパラメータをパラメータ制御器206に供給し、パラメータ制御器206のメモリ・デバイス内に状態S1のパラメータを記憶する。一例として、電力レベル又は電圧レベル等のパラメータ・レベルは、RF信号の包絡線である。一例として、パラメータ・レベルは、別個の水平レベルであり、別のパラメータ・レベルの別個の水平レベルよりも高いか又は低い。別の例として、パラメータ・レベルは、RF信号の1つ若しくは複数のゼロからピークまでの大きさであるか、又は1つ若しくは複数のピーク間の大きさであるか、又は1つ若しくは複数のピーク間の大きさである。パラメータ・レベルの振幅は、互いから0から5%等の所定の範囲内であり、別の又は異なるパラメータ・レベルの振幅を除外する。別の例として、パラメータ・レベルは、最大値及び最小値を有する。最大値は、パラメータ・レベルの値の全ての値の最大であり、最小値は、パラメータ・レベルの値の全ての最小である。第1のパラメータ・レベルは、第1のパラメータ・レベルの最大値が第2のパラメータ・レベルの最小値よりも小さい場合、第2のパラメータ・レベルよりも小さく、第1のパラメータ・レベルは、第1のパラメータ・レベルの最小値が第2のパラメータ・レベルの最大値よりも大きい場合、第2のパラメータ・レベルよりも大きい。
また、変数の受信に応じて、DSP204は、RF信号220の状態S2の電力レベル又は電圧レベル等のパラメータをパラメータ制御器208に供給し、パラメータ制御器208のメモリ・デバイス内に状態S1のパラメータを記憶する。同様に、変数を受信すると、DSP204は、周波数レベルを周波数制御器210に供給し、周波数制御器210のメモリ・デバイス内に記憶する。
一実施形態では、変数の1つのレベル等のレベルは、1つ又は複数の値を含む。例えば、電力レベルは、互いに所定範囲内にある1つ又は複数の電力値を含み、電圧レベルは、互いに予め設定した範囲内にある1つ又は複数の電圧値を含む。別の例として、RF信号の変数レベルは、RF信号の1つ若しくは複数のゼロからピークまでの大きさであるか、又は1つ若しくは複数のピーク間の大きさであるか、又は1つ若しくは複数のピーク間の大きさである。変数レベルの振幅は、互いから0から5%等の所定の範囲内であり、別の又は異なるパラメータ・レベルの振幅を除外する。また別の例として、変数レベルは、別個の水平レベルであり、別の変数レベルの別個の水平レベルよりも高い又は低い。
一実施形態では、第1の変数レベルの値は、第2の変数レベルの値とは異なる。例えば、第1の変数レベルの値は、第2の変数レベルの値を除外する。別の例として、第1の変数レベルの値のいずれも、第2の変数レベルの値のいずれとも同じではない。
同期信号146を受信すると、DSP204は、同期信号146のサイクルを識別する。例えば、DSP204は、同期信号146のサイクル1が、第1の時間で開始され、第2の時間で終了又は停止したこと、及び同期信号146のサイクル2が第2の時間で開始され、第3の時間で終了又は停止したことを決定する。例示すると、DSP204は、同期信号146の論理レベルが、開始時間で0から1に遷移し、再度、停止時間で0から1に遷移したこと、及び開始時間と停止時間との間の遷移の間、同期信号146のサイクルを識別する0から1への他の遷移がないことを決定する。DSP204は、各サイクルを計数し、同期信号146のいくつかのサイクルを決定する。
また、サイクルを識別すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S1の命令信号をパラメータ制御器206に送信する。例えば、DSP204は、状態S1の命令信号を、状態S2からの遷移時、又は状態S0から状態S1への遷移時にパラメータ制御器206に送信する。パラメータ制御器206に送信される状態S1の命令信号は、各サイクルの間の状態S1の時間期間を含み、パラメータ制御器206は、状態S1のパラメータ・レベルをドライバ・システム212に供給する。状態S1の命令信号を受信すると、パラメータ制御器206は、パラメータ制御器206のメモリ・デバイスから状態S1のパラメータ・レベルにアクセスし、状態S1の時間期間に関するパラメータ・レベルをドライバ・システム212に送信する。例えば、パラメータ制御器206は、状態S2からの遷移時、又は状態S0から状態S1への遷移時、状態S1のパラメータ・レベルをドライバ・システム212に送信する。状態S1の時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、パラメータ制御器206は、状態S1のパラメータ・レベルをドライバ・システム212に送信しない。
同様に、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S2の命令信号をパラメータ制御器208に送信する。例えば、DSP204は、状態S2の命令信号を、状態S1からの遷移時、又は状態S0から状態S2への遷移時にパラメータ制御器208に送信する。パラメータ制御器208に送信される状態S2の命令信号は、各サイクルの間の状態S2の時間期間を含み、パラメータ制御器208は、状態S2のパラメータ・レベルをドライバ・システム212に供給する。状態S2の命令信号を受信すると、パラメータ制御器208は、パラメータ制御器208のメモリ・デバイスから状態S2のパラメータ・レベルにアクセスし、状態S2の時間期間に関するパラメータ・レベルをドライバ・システム212に送信する。例えば、パラメータ制御器206は、状態S1からの遷移時、又は状態S0から状態S2への遷移時に、状態S2のパラメータ・レベルをドライバ・システム212に送信する。状態S2の時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、パラメータ制御器208は、状態S2のパラメータ・レベルをドライバ・システム212に送信しない。
また、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、命令信号を周波数制御器210に送信する。命令信号を受信すると、周波数制御器210は、周波数制御器210のメモリ・デバイスから周波数レベルにアクセスし、周波数レベルをドライバ・システム212に送信する。
状態S1のパラメータ・レベル及び周波数レベルの受信に応じて、ドライバ・システム212は、状態S1の時間期間の間で状態S1の駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、S2からの遷移時、又は状態S0から状態S1への遷移時、状態S1のパラメータ・レベル及び周波数レベルを受信すると、ドライバ・システム212は、状態S1の時間期間の間で状態S1の駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態S1の駆動信号をドライバ・システム212から受信すると、RF信号220の状態S1を生成する。例えば、状態S1の駆動信号をドライバ・システム212から受信すると、RF電源222は、RF信号220を状態S0又は状態S2から状態S1に遷移させる。RF信号220の状態S1は、状態S1の時間期間の間、状態S1のパラメータ・レベル及び周波数レベルを有する。
同様に、状態S2の周波数レベル及びパラメータ・レベルの受信に応じて、ドライバ・システム212は、状態S2の時間期間の間で状態S2の駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、S1からの遷移時、又は状態S0から状態S2への遷移時、状態S2のパラメータ・レベル及び周波数レベルを受信すると、ドライバ・システム212は、状態S2の時間期間の間で状態S2の駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態S2の駆動信号をドライバ・システム212から受信すると、RF信号220の状態S2を生成する。例えば、状態S2の駆動信号をドライバ・システム212から受信すると、RF電源222は、RF信号220を状態S0又は状態S1から状態S2に遷移させる。RF信号220の状態S2は、状態S2の時間期間の間、状態S2のパラメータ・レベル及び周波数レベルを有する。
また、一実施形態では、同期信号146の各サイクルの間、RF信号220がゼロのパラメータ・レベルを有する時間期間がある。RF信号220は、状態S0等の状態なし(NS)の間、ゼロのパラメータ・レベルを有する。一例として、本明細書で説明するRF信号のパラメータ・レベルは、パラメータ・レベルがゼロに近い又は実質的にゼロである場合、ゼロである。例示すると、パラメータ・レベルは、パラメータ・レベルが所定の値未満である場合、ゼロである。パラメータ・レベルの所定の値の一例は、1ワットである。パラメータ・レベルの所定の値の別の例は、0.25ワットである。パラメータ・レベルの所定の値のまた別の例は、0.5ワットである。同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態なしの間の時間期間の間、状態S1及びS2の命令信号をパラメータ制御器206及び208に送信しない。
状態S1及びS2の命令信号を受信しない状態なしの間の時間期間の間、パラメータ制御器206及び208は、状態S1及びS2のパラメータ・レベルをドライバ・システム212に送信しないか、又は送信を停止する。例えば、状態S1の時間期間の後、パラメータ制御器206は、状態S1のパラメータ・レベルをドライバ・システム212に送信しない。別の例として、状態S2の時間期間の後、パラメータ制御器208は、状態S2のパラメータ・レベルをドライバ・システム212に送信しない。
状態S1及びS2のパラメータ・レベルを受信しない場合、ドライバ・システム212は、駆動信号をRF電源222に送信しない。状態なしの時間期間の間に駆動信号を受信しない場合、RF電源222は、状態なしの間、ゼロのパラメータ・レベルを有するRF信号220を生成する。例えば、駆動信号を受信しない場合、電源222は、RF信号220を状態S1又は状態S2から無状態S0に遷移させる。
一実施形態では、パラメータ制御器206ではなく、パラメータ制御器208及び周波数制御器210、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、パラメータ制御器206及び208並びに周波数制御器210によって実施される機能を実施する。1つ又は複数の制御器のそれぞれは、プロセッサと、メモリ・デバイスとを含み、プロセッサは、メモリ・デバイスに結合される。
一実施形態では、DSP204ではなく、パラメータ制御器206、パラメータ制御器208及び周波数制御器210、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、DSP204、パラメータ制御器206及び208並びに周波数210によって実施される機能を実施する。1つ又は複数の制御器のそれぞれは、プロセッサと、メモリ・デバイスとを含み、プロセッサは、メモリ・デバイスに結合される。
図3Aは、同期信号302を示す一実施形態のグラフ300である。グラフ300は、同期信号302の論理レベル対時間tをグラフ化したものである。同期信号302は、同期信号146の一例である(図1)。同期信号302の論理レベルは、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。本明細書で使用する論理レベルは、0から1までの範囲に及び、論理レベル0は、0ボルト(V)の直流電流(DC)に対応し、論理レベル1は、5ボルトDCに対応する。本明細書で使用する同期信号は、論理レベル1及び0を有する方形波等のデジタル・パルス信号である。
同期信号302は、50%のデューティ・サイクルを有する。例えば、同期信号302は、時間t0から時間t5まで論理レベル1を有する。同期信号302は、時間t5から時間t10まで0論理レベルを有し、時間t10から時間t15まで1論理レベルを有し、時間t15から時間t20まで論理レベル0を有する。
時間t0とt20との間の時間間隔は、等しい時間間隔に分割される。例えば、時間t0とt20との間の時間間隔は、時間t0と時間t1との間の第1の時間間隔、時間t1と時間t2との間の第2の時間間隔、時間t2と時間t3との間の第3の時間間隔、時間t3と時間t4との間の第4の時間間隔、時間t4と時間t5との間の第5の時間間隔、時間t5と時間t6との間の第6の時間間隔、時間t6と時間t7との間の第7の時間間隔、時間t7と時間t8との間の第8の時間間隔、時間t8と時間t9との間の第9の時間間隔、時間t9と時間t10との間の第10の時間間隔、時間t10と時間t11との間の第11の時間間隔、時間t11と時間t12との間の第12の時間間隔、時間t12と時間t13との間の第13の時間間隔、時間t13と時間t14との間の第14の時間間隔、時間t14と時間t15との間の第15の時間間隔、時間t15と時間t16との間の第16の時間間隔、時間t16と時間t17との間の第17の時間間隔、時間t17と時間t18との間の第18の時間間隔、時間t18と時間t19との間の第19の時間間隔、時間t19と時間t20との間の第20の時間間隔に分割される。第1から第12の時間間隔のそれぞれは、等しい又は同じである。
同期信号302は、サイクル1及びサイクル2等の複数のサイクルを有し、各サイクルの間、論理レベル1及び0を繰り返す。例えば、同期信号302は、サイクル1の間、時間t5で論理レベル1から論理レベル0に遷移し、サイクル2の間、時間t15で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。別の例として、サイクル1の時間t0において、同期信号302は、サイクル0の論理レベル0からサイクル1の論理レベル1に遷移する。サイクル0は、同期信号302であり、同期信号302のサイクル1に先行する。同様に、サイクル1の時間t10において、同期信号302は、サイクル1の論理レベル0からサイクル2の論理レベル1に遷移する。時間t0からt10は、本明細書で説明する同期信号のサイクル1の間に発生し、時間t10からt20は、同期信号のサイクル2の間に発生する。サイクル1は、時間t0で開始し、時間t10で終了し、サイクル2は、時間t10で開始し、時間t20で終了する。
本明細書で説明する同期信号の各サイクルは、周期的に繰り返される。例えば、同期信号のサイクル2が後に続き、同期信号のサイクル1に連続し、同期信号のサイクル2が後に続き、同期信号のサイクル0に連続する。
図3Bは、一実施形態のグラフ304であり、RF信号であるRF信号152のパラメータ306対時間tを示す。パラメータ306は、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。
パラメータ306は、同期信号302と同期する状態でパラメータ・レベルPR1とPR2との間で周期的に遷移する。例えば、パラメータ306は、同期信号302のサイクル1の間、パラメータ・レベルPR1とPR2との間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、パラメータ・レベルPR1とPR2との間で遷移する。例示すると、パラメータ306は、時間t0から時間t5まで状態S1のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR1を有し、時間t5から時間t10まで状態S2のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR2を有し、時間t10から時間t15まで状態S1の別のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR1を有し、時間t15から時間t20まで状態S2の別のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR2を有する。同期信号302のサイクル1の間、パラメータ306は、時間t0でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t5でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベルPR2に遷移する。同期信号302のサイクル2の間、パラメータ306は、やはり、時間t10でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t15でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベルPR2に遷移する。パラメータ・レベルPR1は、RF信号152の状態S1のパラメータ・レベルの一例であり、パラメータ・レベルPR2は、RF信号152の状態S2のパラメータ・レベルの一例である。
パラメータ・レベルPR1は、パラメータ・レベルPR2よりも小さい。例えば、パラメータ・レベルPR1の電力値は、パラメータ・レベルPR2の電力値よりも小さい。別の例として、パラメータ・レベルPR1の電力値のいずれも、パラメータ・レベルPR2の電力値を超えない。パラメータ・レベルPR1は、ゼロより大きい。
一実施形態では、2つのパラメータ・レベルの間を遷移する時間である遷移時間は、2つの時間の間の時間期間である。例えば、時間t5で電力レベルPR1から電力レベルPR2へ遷移するのではなく、パラメータ306は、第1の時間でパラメータ・レベルPR1からの遷移を開始し、第2の時間でパラメータ・レベルPR2への遷移を終了する。第1の時間は、時間t5の前で、時間t2とt5との間であり、第2の時間は、時間t5の後で、時間t5とt8との間である。遷移時間期間は、第1の時間と第2の時間との間の遷移時間である。
一実施形態では、パラメータ・レベルPR1とPR2との間を遷移するのではなく、パラメータ306は、パラメータ・レベル0とPR2との間、又はパラメータ・レベル0とPR1との間を遷移する。
一実施形態では、同期信号302に加えて、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214を介してプロセッサ118からDSP204によって受信される。例えば、同期信号302は、伝送ケーブル・システム214の第1の伝送ケーブルを介して受信し、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214の第2の伝送ケーブルを介して受信する。デジタル・パルス信号は、2つの論理レベルの間で同様に周期的に遷移し、パラメータ306は、パラメータ・レベルPR1とPR2との間を遷移する。例えば、同期信号302のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t0で論理レベル1から論理レベル0に遷移し、時間t5で論理レベル0から論理レベル1に遷移する。同期信号302のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t10で論理レベル1から論理レベル0に遷移し、時間t15で論理レベル0から論理レベル1に遷移する。デジタル・パルス信号を受信すると、DSP204は、デジタル・パルス信号から、パラメータ306のS1及びS2の時間期間を識別し、これらの時間期間を有する命令信号を生成する。例えば、パラメータ306の状態S1の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル1の時間期間と同じであり、パラメータ306の状態S2の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル2の時間期間と同じである。
図3Cは、一実施形態のグラフ308であり、RF信号であるRF信号168(図1)のパラメータ310対時間tを示す。パラメータ310は、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。パラメータ310は、同期信号302と同期する状態でパラメータ・レベル0とPR1とPR2との間で周期的に遷移する。例えば、パラメータ310は、同期信号302のサイクル1の間、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間で遷移する。例示すると、パラメータ306は、時間t0から時間t2まで状態S0のインスタンスの間、パラメータ・レベル0を有し、時間t2から時間t8まで状態S1のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR2を有し、時間t8から時間t10まで状態S2のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR1を有する。0、PR2及びPR1のパラメータ・レベルは、同期信号302のサイクル2の間繰り返される。同期信号402のサイクル1の間、パラメータ310は、時間t0でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移し、時間t2でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t8でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t10でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移する。同期信号302のサイクル2の間、パラメータ310は、やはり、時間t10でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移し、時間t12でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t18でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t20でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移する。
パラメータ・レベル0は、RF信号168の状態S0のパラメータ・レベルであり、パラメータ・レベルPR1は、RF信号168の状態S1のパラメータ・レベルの一例であり、パラメータ・レベルPR2は、RF信号168の状態S2のパラメータ・レベルの一例である。
第1の時間期間の間、パラメータ306及び310というパラメータ・レベルの組合せが、第2の時間期間の間、パラメータ306及び310というパラメータ・レベルの組合せとは異なる場合、第1の時間期間の間のプラズマ・インピーダンス状態は、第2の時間期間の間のプラズマ・インピーダンス状態とは異なる。例えば、時間t0とt2との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ306のパラメータ・レベルは、PR1であり、時間t0とt2との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ310のパラメータ・レベルは、0であり、プラズマ・チャンバ112(図1)内でプラズマ・インピーダンス状態PS1を規定する。本明細書において、プラズマ・チャンバ112内のプラズマ・インピーダンス状態は、プラズマ・インピーダンス状態(PS)と呼ぶことがある。時間t2とt5との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ306のパラメータ・レベルは、PR1であり、時間t2とt5との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ310のパラメータ・レベルは、PR2であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS2を規定する。
別の例として、時間t5とt8との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ306のパラメータ・レベルは、PR2であり、時間t5とt8との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ310のパラメータ・レベルは、PR2であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS3を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS3は、プラズマ・インピーダンス状態PS1及びPS2のそれぞれとは異なる。
また別の例として、時間t8とt10との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ306のパラメータ・レベルは、PR2であり、時間t8とt10との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ310のパラメータ・レベルは、PR1であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS4を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS4は、プラズマ・インピーダンス状態PS1、PS2及びPS3のそれぞれとは異なる。したがって、同期信号302の各サイクルの間、バイアスRF信号及びソースRF信号のパラメータ・レベルの変化のため、4つのプラズマ・インピーダンス状態PS1からPS4等の複数のプラズマ・インピーダンス状態が生成される。複数のプラズマ・インピーダンス状態PS1からPS4を有するプラズマ・チャンバ112(図1)内のプラズマ・インピーダンスは、複数状態のプラズマ・インピーダンスの一例である。
一実施形態では、パラメータ306は、RF信号168のものであり、パラメータ310は、RF信号152のものである。
一実施形態では、同期信号302に加えて、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214を介してプロセッサ118からDSP204によって受信される。例えば、同期信号302は、第1の伝送ケーブルは、伝送ケーブル・システム214の第1の伝送ケーブルを介して受信し、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214の第2の伝送ケーブルを介して受信する。デジタル・パルス信号は、3つの論理レベルの間で同様に周期的に遷移し、パラメータ310は、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間を遷移する。例えば、同期信号302のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t0で論理レベル1から論理レベル0に遷移し、時間t2で論理レベル0から論理レベル2に遷移し、時間t8で論理レベル2から論理レベル1に遷移する。論理レベル2は、論理レベル1よりも大きい。例示すると、論理レベル1は、論理レベル1よりも大きいDC電圧を有する。同期信号302のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t10で論理レベル1から論理レベル0に遷移し、時間t12で論理レベル0から論理レベル2に遷移し、時間t18で論理レベル2から論理レベル1に遷移する。デジタル・パルス信号を受信すると、DSP204は、デジタル・パルス信号から、パラメータ310のS0、S2及びS1の時間期間を識別し、これらの時間期間を有する命令信号を生成する。例えば、パラメータ310の状態S0の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル0の時間期間と同じであり、パラメータ310の状態S1の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル1の時間期間と同じであり、パラメータ310の状態S2の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル2の時間期間と同じである。
図4Aは、一実施形態のグラフ300である。
図4Bは、一実施形態のグラフ304である。
図4Cは、一実施形態のグラフ400であり、RF信号であるRF信号168のパラメータ402対時間tを示す(図1)。パラメータ402は、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。パラメータ402は、同期信号302と同期する状態でパラメータ・レベル0とPR2とPR1との間で周期的に遷移する。例えば、パラメータ402は、同期信号302のサイクル1の間、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間で遷移し、再度、同期信号302のサイクル2の間、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間で遷移する。例示すると、パラメータ402は、時間t0から時間t2まで状態S0のインスタンスの間、パラメータ・レベル0を有し、時間t2から時間t8まで状態S1のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR2を有し、時間t8から時間t9まで状態S2のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR1を有し、時間t9から時間t10まで状態S0の別のインスタンスの間、パラメータ・レベル0を有する。0、PR2及びPR1のパラメータ・レベルは、同期信号302のサイクル2の間繰り返される。同期信号310のサイクル1の間、パラメータ402は、時間t2でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t8でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t9でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移する。同期信号310のサイクル2の間、パラメータ402は、やはり、時間t12でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t18でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t19でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移する。
第1の時間期間の間のパラメータ306及び402というパラメータ・レベルの組合せが、第2の時間期間の間のパラメータ306及び402というパラメータ・レベルの組合せとは異なる場合、第1の時間期間の間のプラズマ・インピーダンス状態は、第2の時間期間の間のプラズマ・インピーダンス状態とは異なる。例えば、時間t0とt2との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ306のパラメータ・レベルは、PR1であり、時間t0とt2との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ402のパラメータ・レベルは、0であり、プラズマ・インピーダンス状態PS1を規定する。時間t2とt5との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ306のパラメータ・レベルは、PR1であり、時間t2とt5との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ402のパラメータ・レベルは、PR2であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS2を規定する。
別の例として、時間t5とt8との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ306のパラメータ・レベルは、PR2であり、時間t5とt8との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ402のパラメータ・レベルは、PR2であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS3を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS3は、プラズマ・インピーダンス状態PS1及びPS2のそれぞれとは異なる。
また別の例として、時間t8とt9との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ306のパラメータ・レベルは、PR2であり、時間t8とt9との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ402のパラメータ・レベルは、PR1であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS4を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS4は、プラズマ・インピーダンス状態PS1、PS2及びPS3のそれぞれとは異なる。
別の例として、時間t9とt10との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ306のパラメータ・レベルは、PR2であり、時間t9とt10との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ402のパラメータ・レベルは、0であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS5を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS5は、プラズマ・インピーダンス状態PS1、PS2、PS3及びPS4のそれぞれとは異なる。
したがって、同期信号302の各サイクルの間、バイアスRF信号及びソースRF信号のパラメータ・レベルの変化のため、5つのプラズマ・インピーダンス状態PS1からPS5等の複数のプラズマ・インピーダンス状態が生成される。複数のプラズマ・インピーダンス状態PS1からPS5を有するプラズマ・チャンバ112(図1)内のプラズマ・インピーダンスは、複数状態のプラズマ・インピーダンスの一例である。
一実施形態では、パラメータ306は、RF信号168のものであり、パラメータ402は、RF信号152のものである。
一実施形態では、同期信号310に加えて、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214を介してプロセッサ118からDSP204によって受信される。例えば、同期信号302は、伝送ケーブル・システム214の第1の伝送ケーブルを介して受信し、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214の第2の伝送ケーブルを介して受信する。デジタル・パルス信号は、3つの論理レベルの間で同様に周期的に遷移し、パラメータ402は、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間を遷移する。例えば、同期信号302のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t2で論理レベル0から論理レベル2に遷移し、時間t8で論理レベル2から論理レベル1に遷移し、時間t9で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。同期信号302のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t12で論理レベル0から論理レベル2に遷移し、時間t18で論理レベル2から論理レベル1に遷移し、時間t19で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。デジタル・パルス信号を受信すると、DSP204は、デジタル・パルス信号から、パラメータ402のS0、S2及びS1の時間期間を識別し、これらの時間期間を有する命令信号を生成する。例えば、パラメータ402の状態S0の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル0の時間期間と同じであり、パラメータ402の状態S1の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル1の時間期間と同じであり、パラメータ402の状態S2の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル2の時間期間と同じである。
図5Aは、同期信号502を示す一実施形態のグラフ500である。グラフ500は、同期信号502の論理レベル対時間tをグラフ化したものである。同期信号502は、同期信号146(図1)の一例である。同期信号502の論理レベルは、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。
同期信号502は、70%のデューティ・サイクルを有する。例えば、同期信号502は、時間t0から時間t7まで論理レベル1を有する。同期信号302は、時間t7から時間t10まで論理レベル0を有し、時間t10から時間t17まで論理レベル1を有し、時間t17から時間t20まで論理レベル0を有する。
同期信号502は、複数のサイクルを有し、各サイクルの間、論理レベル1及び0を繰り返す。例えば、同期信号502は、サイクル1の間、時間t7で論理レベル1から論理レベル0に遷移し、サイクル2の間、時間t17で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。別の例として、サイクル1の時間t0において、同期信号502は、同期信号502のサイクル0の論理レベル0からサイクル1の論理レベル1に遷移する。同様に、サイクル1の時間t10において、同期信号502は、サイクル1の論理レベル0からサイクル2の論理レベル1に遷移する。同期信号502のサイクル0は同期信号502のサイクル1に先行し、同期信号502のサイクル1は、同期信号502のサイクル2に先行する。
一実施形態では、同期信号502は、70%のデューティ・サイクルではなく、50%のデューティ・サイクル又は60%のデューティ・サイクル等、別のデューティ・サイクルを有する。
図5Bは、一実施形態のグラフ504であり、RF信号であるRF信号152のパラメータ506対時間tを示す。パラメータ506は、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。
パラメータ506は、同期信号502と同期する状態でパラメータ・レベル0とPR1とPR2との間で周期的に遷移する。例えば、パラメータ506は、同期信号502のサイクル1の間、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間で遷移し、やはり、同期信号502のサイクル2の間、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間で遷移する。例示すると、パラメータ506は、時間t0から時間t3まで状態S0のインスタンスの間、パラメータ・レベル0を有し、時間t3から時間t8まで状態S1の間、パラメータ・レベルPR2を有し、時間t8から時間t9まで状態S2の別の間、パラメータ・レベルPR1を有し、時間t9から時間t10まで状態S0の別のインスタンスの間、パラメータ・レベル0を有する。パラメータ506は、同期信号502のサイクル2の間、状態S0、S2、S1及びS0の発生シーケンスを繰り返す。同期信号502のサイクル1の間、パラメータ506は、時間t3でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t8でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t9でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移する。パラメータ506は、同期信号502のサイクル2の間、パラメータ・レベル0、PR2及びPR1の間の遷移を繰り返す。
一実施形態では、同期信号502に加えて、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214を介してプロセッサ118からDSP204によって受信される。例えば、同期信号502は、伝送ケーブル・システム214の第1の伝送ケーブルを介して受信し、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214の第2の伝送ケーブルを介して受信する。デジタル・パルス信号は、3つの論理レベルの間を同様に周期的に遷移し、パラメータ506は、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間を遷移する。例えば、同期信号502のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t3で論理レベル0から論理レベル2に遷移し、時間t8で論理レベル2から論理レベル1に遷移し、時間t9で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。同期信号502のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t13で論理レベル0から論理レベル2に遷移し、時間t18で論理レベル2から論理レベル1に遷移し、時間t19で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。デジタル・パルス信号を受信すると、DSP204は、デジタル・パルス信号から、パラメータ502のS0、S2及びS1の時間期間を識別し、これらの時間期間を有する命令信号を生成する。例えば、パラメータ506の状態S0の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル0の時間期間と同じであり、パラメータ506の状態S2の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル2の時間期間と同じであり、パラメータ506の状態S1の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル1の時間期間と同じである。
図5Cは、一実施形態のグラフ508であり、RF信号であるRF信号168(図1)のパラメータ510対時間tを示す。パラメータ510は、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。パラメータ510は、同期信号502と同期する状態でパラメータ・レベルPR1とPR2と0との間で周期的に遷移する。例えば、パラメータ510は、同期信号502のサイクル1の間、パラメータ・レベルPR1とPR2と0との間で遷移し、やはり、同期信号502のサイクル2の間、パラメータ・レベルPR1とPR2と0との間で遷移する。例示すると、パラメータ510は、時間t0から時間t2まで状態S1のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR1を有し、時間t2から時間t5まで状態S2の間、パラメータ・レベルPR2を有し、時間t5から時間t9まで状態S1の別のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR1を有し、時間t9から時間t10まで状態S0の間、パラメータ・レベル0を有する。PR1、PR2及び0のパラメータ・レベルは、同期信号502のサイクル2の間繰り返される。同期信号502のサイクル1の間、パラメータ510は、時間t0でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t2でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t5でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t9でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移する。同期信号502のサイクル2の間、パラメータ510は、やはり、時間t10でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t12でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t15でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t19でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移する。
第1の時間期間の間のパラメータ506及び510というパラメータ・レベルの組合せが、第2の時間期間の間のパラメータ506及び510というパラメータ・レベルの組合せとは異なる場合、第1の時間期間の間のプラズマ・インピーダンス状態は、第2の時間期間の間のプラズマ・インピーダンス状態とは異なる。例えば、時間t0とt2との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ506のパラメータ・レベルは、0であり、時間t0とt2との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ510のパラメータ・レベルは、PR1であり、プラズマ・インピーダンス状態PS1を規定する。時間t2とt3との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ506のパラメータ・レベルは、0であり、時間t2とt3との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ510のパラメータ・レベルは、PR2であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS2を規定する。
別の例として、時間t3とt5との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ506のパラメータ・レベルは、PR2であり、時間t3とt5との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ510のパラメータ・レベルは、PR2であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS1を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS3は、プラズマ・インピーダンス状態PS1及びPS2のそれぞれとは異なる。また別の例として、時間t5とt8との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ506のパラメータ・レベルは、PR2であり、時間t5とt8との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ510のパラメータ・レベルは、PR1であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS4を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS4は、プラズマ・インピーダンス状態PS1、PS2及びPS3のそれぞれとは異なる。
別の例として、時間t8とt9との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ506のパラメータ・レベルは、PR1であり、時間t8とt9との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ510のパラメータ・レベルは、PR1であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS5を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS5は、プラズマ・インピーダンス状態PS1、PS2、PS3及びPS4のそれぞれとは異なる。また別の例として、時間t9とt10との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ506のパラメータ・レベルは、0であり、時間t9とt10との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ510のパラメータ・レベルは、0であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS6を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS6は、プラズマ・インピーダンス状態PS1、PS2、PS3、PS4及びPS5のそれぞれとは異なる。したがって、同期信号502の各サイクルの間、バイアスRF信号及びソースRF信号のパラメータ・レベルの変化のため、6つのプラズマ・インピーダンス状態PS1からPS6等の複数のプラズマ・インピーダンス状態が生成される。複数のプラズマ・インピーダンス状態PS1からPS6を有するプラズマ・チャンバ112(図1)内のプラズマ・インピーダンスは、複数状態のプラズマ・インピーダンスの一例である。
一実施形態では、パラメータ506は、RF信号168のものであり、パラメータ510は、RF信号152のものである。
一実施形態では、同期信号502に加えて、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214を介してプロセッサ118からDSP204によって受信される。例えば、同期信号502は、伝送ケーブル・システム214の第1の伝送ケーブルを介して受信し、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214の第2の伝送ケーブルを介して受信する。デジタル・パルス信号は、3つの論理レベルの間で同様に周期的に遷移し、パラメータ510は、パラメータ・レベル0とPR1とPR2との間を遷移する。例えば、同期信号502のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t0で論理レベル0から論理レベル1に遷移し、時間t2で論理レベル1から論理レベル2に遷移し、時間t5で論理レベル2から論理レベル1に遷移し、時間t9で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。同期信号502のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t10で論理レベル0から論理レベル1に遷移し、時間t12で論理レベル1から論理レベル2に遷移し、時間t15で論理レベル2から論理レベル1に遷移し、時間t19で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。デジタル・パルス信号を受信すると、DSP204は、デジタル・パルス信号から、パラメータ510のS0、S1及びS2の時間期間を識別し、これらの時間期間を有する命令信号を生成する。例えば、パラメータ510の状態S0の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル0の時間期間と同じであり、パラメータ510の状態S2の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル2の時間期間と同じであり、パラメータ510の状態S1の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル1の時間期間と同じである。
図6Aは、同期信号602を示す一実施形態のグラフ600である。グラフ600は、同期信号602の論理レベル対時間tをグラフ化したものである。同期信号602は、同期信号146(図1)の一例である。同期信号602の論理レベルは、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。
同期信号602は、30%のデューティ・サイクルを有する。例えば、同期信号602は、時間t0から時間t3までの論理レベル1を有する。同期信号602は、時間t3から時間t10まで論理レベル0を有し、時間t10から時間t13まで論理レベル1を有し、時間t13から時間t20まで論理レベル0を有する。
同期信号602は、複数のサイクルを有し、各サイクルの間、論理レベル1及び0を繰り返す。例えば、同期信号602は、サイクル1の間、時間t3で論理レベル1から論理レベル0に遷移し、サイクル2の間、時間t13で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。別の例として、サイクル1の時間t0において、同期信号602は、同期信号602のサイクル0の論理レベル0からサイクル1の論理レベル1に遷移する。同様に、サイクル1の時間t10において、同期信号602は、サイクル1の論理レベル0からサイクル2の論理レベル1に遷移する。同期信号602のサイクル0は同期信号602のサイクル1に先行し、同期信号602のサイクル1は、同期信号602のサイクル2に先行する。
一実施形態では、同期信号602は、30%のデューティ・サイクルではなく、50%のデューティ・サイクル又は60%のデューティ・サイクル等、別のデューティ・サイクルを有する。
図6Bは、一実施形態のグラフ604であり、RF信号であるRF信号152のパラメータ606対時間tを示す。パラメータ606は、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。
パラメータ606は、同期信号602と同期する状態でパラメータ・レベルPR2とPR1と0との間で周期的に遷移する。例えば、パラメータ606は、同期信号602のサイクル1の間、パラメータ・レベルPR2とPR1と0との間で遷移し、やはり、同期信号602のサイクル2の間、パラメータ・レベルPR2とPR1と0との間で遷移する。例示すると、パラメータ606は、時間t0から時間t3まで状態S2の間、パラメータ・レベルPR2を有し、時間t3から時間t7まで状態S1の間、パラメータ・レベルPR1を有し、時間t7から時間t10まで状態S0の間、パラメータ・レベル0を有する。パラメータ606は、同期信号602のサイクル2の間、状態S2、S1及びS0の発生シーケンスを繰り返す。また、同期信号602のサイクル1の間、パラメータ606は、時間t0でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t3でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t7でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移する。パラメータ506は、同期信号602のサイクル2の間、パラメータ・レベルPR2、PR1及びP0の間の遷移を繰り返す。例えば、同期信号602のサイクル2の間、パラメータ606は、時間t10でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t13でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t17でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベル0に遷移する。
一実施形態では、同期信号602に加えて、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214を介してプロセッサ118からDSP204によって受信される。例えば、同期信号602は、伝送ケーブル・システム214の第1の伝送ケーブルを介して受信し、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214の第2の伝送ケーブルを介して受信する。デジタル・パルス信号は、3つの論理レベルの間で同様に周期的に遷移し、パラメータ606は、パラメータ・レベル0とPR2とPR1との間を遷移する。例えば、同期信号602のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t0で論理レベル0から論理レベル2に遷移し、時間t3で論理レベル2から論理レベル1に遷移し、時間t7で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。同期信号602のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t10で論理レベル0から論理レベル2に遷移し、時間t13で論理レベル2から論理レベル1に遷移し、時間t17で論理レベル1から論理レベル0に遷移する。デジタル・パルス信号を受信すると、DSP204は、デジタル・パルス信号から、パラメータ602のS2、S1及びS0の時間期間を識別し、これらの時間期間を有する命令信号を生成する。例えば、パラメータ606の状態S0の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル0の時間期間と同じであり、パラメータ606の状態S2の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル2の時間期間と同じであり、パラメータ606の状態S1の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル1の時間期間と同じである。
図6Cは、一実施形態のグラフ608であり、RF信号であるRF信号168(図1)のパラメータ610対時間tを示す。パラメータ610は、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。パラメータ610は、同期信号602と同期する状態でパラメータ・レベル0とPR1とPR2との間で周期的に遷移する。例えば、パラメータ610は、同期信号602のサイクル1の間、パラメータ・レベル0とPR1とPR2との間で遷移し、やはり、同期信号602のサイクル2の間、パラメータ・レベル0とPR1とPR2との間で遷移する。例示すると、パラメータ610は、時間t0から時間t1まで状態S0の間、パラメータ・レベル0を有し、時間t1から時間t5まで状態S1の間、パラメータ・レベルPR1を有し、時間t5から時間t8まで状態S2の別のインスタンスの間、パラメータ・レベルPR2を有し、時間t8から時間t10まで状態S0の別のインスタンスの間、パラメータ・レベル0を有する。パラメータ・レベルの0、PR1及びPR2は、同期信号602のサイクル2の間繰り返される。同期信号602のサイクル1の間、パラメータ610は、時間t1でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t5でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t8でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベル0に遷移する。同期信号602のサイクル2の間、パラメータ610は、やはり、時間t11でパラメータ・レベル0からパラメータ・レベルPR1に遷移し、時間t15でパラメータ・レベルPR1からパラメータ・レベルPR2に遷移し、時間t18でパラメータ・レベルPR2からパラメータ・レベル0に遷移する。
第1の時間期間の間のパラメータ606及び610というパラメータ・レベルの組合せが、第2の時間期間の間のパラメータ606及び610というパラメータ・レベルの組合せとは異なる場合、第1の時間期間の間のプラズマ・インピーダンス状態は、第2の時間期間の間のプラズマ・インピーダンス状態とは異なる。例えば、時間t0とt1との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ606のパラメータ・レベルは、PR2であり、時間t0とt1との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ610のパラメータ・レベルは、0であり、プラズマ・インピーダンス状態PS1を規定する。時間t1とt3との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ606のパラメータ・レベルは、PR2であり、時間t1とt3との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ610のパラメータ・レベルは、PR1であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS2を規定する。
別の例として、時間t3とt5との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ606のパラメータ・レベルは、PR1であり、時間t3とt5との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ610のパラメータ・レベルは、PR1であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS3を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS3は、プラズマ・インピーダンス状態PS1及びPS2のそれぞれとは異なる。また別の例として、時間t5とt7との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ606のパラメータ・レベルは、PR1であり、時間t5とt7との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ610のパラメータ・レベルは、PR2であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS4を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS4は、プラズマ・インピーダンス状態PS1、PS2及びPS3のそれぞれとは異なる。
別の例として、時間t7とt8との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ606のパラメータ・レベルは、0であり、時間t7とt8との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ610のパラメータ・レベルは、PR2であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS5を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS5は、プラズマ・インピーダンス状態PS1、PS2、PS3及びPS4のそれぞれとは異なる。また別の例として、時間t8とt10との間の時間期間の間、ソースRF信号のパラメータ606のパラメータ・レベルは、0であり、時間t8とt10との間の時間期間の間、バイアスRF信号のパラメータ610のパラメータ・レベルは、0であり、別のプラズマ・インピーダンス状態PS6を規定し、プラズマ・インピーダンス状態PS6は、プラズマ・インピーダンス状態PS1、PS2、PS3、PS4及びPS5のそれぞれとは異なる。したがって、同期信号602の各サイクルの間、バイアスRF信号及びソースRF信号のパラメータ・レベルの変化のため、6つのプラズマ・インピーダンス状態PS1からPS6等の複数のプラズマ・インピーダンス状態が生成される。複数のプラズマ・インピーダンス状態PS1からPS6を有するプラズマ・チャンバ112(図1)内のプラズマ・インピーダンスは、複数状態のプラズマ・インピーダンスの一例である。
一実施形態では、パラメータ606は、RF信号168のものであり、パラメータ610は、RF信号152のものである。
一実施形態では、同期信号602に加えて、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214を介してプロセッサ118からDSP204によって受信される。例えば、同期信号602は、伝送ケーブル・システム214の第1の伝送ケーブルを介して受信し、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214の第2の伝送ケーブルを介して受信する。デジタル・パルス信号は、3つの論理レベルの間で同様に周期的に遷移し、パラメータ610は、パラメータ・レベル0とPR1とPR2との間を遷移する。例えば、同期信号502のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t1で論理レベル0から論理レベル1に遷移し、時間t5で論理レベル1から論理レベル2に遷移し、時間t8で論理レベル2から論理レベル1に遷移する。同期信号602のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t11で論理レベル0から論理レベル1に遷移し、時間t15で論理レベル1から論理レベル2に遷移し、時間t18で論理レベル2から論理レベル1に遷移する。デジタル・パルス信号を受信すると、DSP204は、デジタル・パルス信号から、パラメータ610のS0、S2及びS1の時間期間を識別し、これらの時間期間を有する命令信号を生成する。例えば、パラメータ610の状態S0の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル0の時間期間と同じであり、パラメータ610の状態S2の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル2の時間期間と同じであり、パラメータ610の状態S1の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル1の時間期間と同じである。
一実施形態では、パラメータ310(図3C)、402(図4C)、510(図5C)及び610(図6C)のいずれかに対し、パラメータ・レベルPR1ではなく、パラメータ・レベルPR3が使用される。パラメータ・レベルPR3は、パラメータ・レベルPR1よりも大きいか又は小さい。同様に、パラメータ310、402、510及び610のいずれかに対し、パラメータ・レベルPR2ではなく、パラメータ・レベルPR4が使用される。パラメータ・レベルPR4は、パラメータ・レベルPR3よりも大きいか又は小さい。
図6Dは、ソースRF生成器とバイアスRF生成器との間の選択的同期によるオンオフ時間修正に対する一実施形態の図である。図6Dに関して図示するように、ソースRF生成器又はバイアスRF生成器等の第1のRF生成器が生成するRF信号を同調する際、バイアスRF生成器又はソースRF生成器等の第2のRF生成器と比較して、時間t1から時間t2まで時間遅延がある。また、第1のRF生成器が供給されるRF電力がオフになる時間は、時間t4から時間t3に前進している。したがって、2つのプラズマ・インピーダンス状態S1及びS0ではなく、6又は8又は10又は20個のプラズマ・インピーダンス状態等、3つ以上のプラズマ・インピーダンス状態が生成される。
複数状態のパルス化構成要素
図7は、プラズマ・システム700の一実施形態の図であり、複数レベルのパラメータのパルス化を示す。プラズマ・システム700は、RF生成器702とホスト・コンピュータ106とを含む。RF生成器702は、ソースRF生成器102(図1)又はバイアスRF生成器104(図1)の一例である。RF生成器702は、DSP204と、複数のパラメータ制御器PRS1a、PRS2a、PRS3a・・・PRSnaとを含み、nは、4以上の整数である。例えば、nは、4以上である。一例として、RF生成器702は、4つのパラメータ制御器を含み、1つのパラメータ制御器は状態S1aのものであり、もう1つのパラメータ制御器は状態S2aのものであり、また別のパラメータ制御器は状態S3aのものであり、別のパラメータ制御器は、状態S4aのものである。別の例として、RF生成器702は、5つのパラメータ制御器を含み、1つのパラメータ制御器は状態S1aのものであり、もう1つのパラメータ制御器は状態S2aのものであり、また別のパラメータ制御器は状態S3aのものであり、別のパラメータ制御器は状態S4aのものであり、1つのパラメータ制御器は状態S5aのものである。RF生成器702は、周波数制御器FC210と、ドライバ・システム710と、RF電源222とを更に含む。
DSP204は、RF生成器702のパラメータ制御器PRS1aからPRSnaのそれぞれに結合される。パラメータ制御器PRS1aからPRSnaは、ドライバ・システム710に結合され、ドライバ・システム710は、RF電源222に結合される。また、周波数制御器210は、ドライバ・システム710に結合される。
プロセッサ118は、状態S1aからSnaのためのパラメータ・レベル等のパラメータ及び同期信号146を、伝送ケーブル・システム214を介してDSP204に供給する。状態S1aからSnaのためのパラメータ・レベルを受信すると、DSP204は、RF信号712の状態S1aの電力レベル又は電圧レベル等のパラメータをパラメータ制御器PRS1aに供給し、パラメータ制御器PRS1aのメモリ・デバイス内に状態S1aのパラメータを記憶する。RF信号712は、RF信号152又はRF信号168(図1)の一例である。
また、状態S1aからSnaのためのパラメータ・レベルの受信に応じて、DSP204は、RF信号712の状態S2aの電力レベル又は電圧レベル等のパラメータ・レベルをパラメータ制御器S2aに供給し、パラメータ制御器S2aのメモリ・デバイス内に状態S2aのパラメータ・レベルを記憶する。更に、状態S1aからSnaのためのパラメータ・レベルの受信に応じて、DSP204は、RF信号712の状態S3aの電力レベル又は電圧レベル等のパラメータ・レベルをパラメータ制御器PRS3aに供給し、パラメータ制御器S3aのメモリ・デバイス内に状態PRS3aのパラメータを記憶する。状態S1aからSnaのためのパラメータの受信に応じて、DSP204は、RF信号712の状態Snaの電力レベル又は電圧レベル等のパラメータ・レベルをパラメータ制御器PRSnaに供給し、パラメータ制御器PRSnaのメモリ・デバイス内に状態Snaのパラメータを記憶する。同様に、状態S1aからSnaのパラメータを受信すると、DSP204は、全ての状態S1aからSnaのための単一周波数レベル等の周波数レベルを周波数制御器210に供給し、周波数制御器210のメモリ・デバイス内に記憶する。
一実施形態では、第(n-1)のパラメータ・レベルの値は、第nのパラメータ・レベルの値とは異なる。例えば、第(n-1)の変数レベルの値は、第nのパラメータ・レベルの値を除外する。別の例として、第(n-1)のパラメータ・レベルの値のいずれも、第nのパラメータ・レベルの値のいずれとも同じではない。
同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S1aの命令信号をパラメータ制御器PRS1aに送信する。例えば、DSP204は、状態S1aの命令信号を、状態Sna若しくは状態S0等の状態S1aとは異なる又は状態S1a以外の状態から状態S1aに遷移する際、パラメータ制御器PRS1aに送信する。パラメータ制御器PRS1aに送信される状態S1aの命令信号は、各サイクルの間の状態S1aの時間期間を含み、パラメータ制御器PRS1aは、状態S1aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に供給する。状態S1aの命令信号を受信すると、パラメータ制御器PRS1aは、パラメータ制御器PRS1aのメモリ・デバイスから状態S1aのパラメータ・レベルにアクセスし、状態S1aの時間期間に関するパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信する。例えば、パラメータ制御器PRS1aは、状態S1aとは異なる状態から状態S1aに遷移する際、状態S1aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信する。状態S1aの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、パラメータ制御器PRS1aは、状態S1aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信しない。
同様に、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S2aの命令信号をパラメータ制御器PRS2aに送信する。例えば、DSP204は、状態S2aの命令信号を、状態S1a若しくは状態S3a若しくは状態S0等の状態S2aとは異なる又は状態S2a以外の状態から状態S2aに遷移する際、パラメータ制御器PRS2aに送信する。パラメータ制御器PRS2aに送信される状態S2aの命令信号は、各サイクルの間の状態S2aの時間期間を含み、パラメータ制御器PRS2aは、状態S2aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に供給する。状態S2aの命令信号を受信すると、パラメータ制御器PRS2aは、パラメータ制御器PRS2aのメモリ・デバイスから状態S2aのパラメータ・レベルにアクセスし、状態S2aの時間期間に関するパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信する。例えば、パラメータ制御器PRS2aは、状態S2aとは異なる状態から状態S2aに遷移する際、状態S2aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信する。状態S2aの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、パラメータ制御器PRS2aは、状態S2aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信しない。
また、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S3aの命令信号をパラメータ制御器PRS3aに送信する。例えば、DSP204は、状態S3aの命令信号を、状態S2a若しくは状態S1a若しくは状態S0等の状態S3aとは異なる又は状態S3a以外の状態から状態S3aに遷移する際、パラメータ制御器PRS3aに送信する。パラメータ制御器PRS3aに送信される状態S3aの命令信号は、各サイクルの間の状態S3aの時間期間を含み、パラメータ制御器PRS3aは、状態S3aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に供給する。状態S3aの命令信号を受信すると、パラメータ制御器PRS3aは、パラメータ制御器PRS3aのメモリ・デバイスから状態S3aのパラメータ・レベルにアクセスし、状態S3aの時間期間に関するパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信する。例えば、パラメータ制御器PRS3aは、状態S3aとは異なる状態から状態S3aに遷移する際、状態S3aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信する。状態S3aの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、パラメータ制御器PRS3aは、状態S3aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信しない。
更に、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態Snaの命令信号をパラメータ制御器PRSnaに送信する。例えば、DSP204は、状態Snaの命令信号を、状態S(n-1)a若しくは状態S0等の状態Snaとは異なる又は状態Sna以外の状態から状態Snaに遷移する際、パラメータ制御器PRSnaに送信する。パラメータ制御器PRSnaに送信される状態Snaの命令信号は、各サイクルの間の状態Snaの時間期間を含み、パラメータ制御器PRSnaは、状態Snaのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に供給する。状態Snaの命令信号を受信すると、パラメータ制御器PRSnaは、パラメータ制御器PRSnaのメモリ・デバイスから状態Snaのパラメータ・レベルにアクセスし、状態Snaの時間期間に関するパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信する。例えば、パラメータ制御器PRSnaは、状態Snaとは異なる状態から状態Snaに遷移する際、状態Snaのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信する。状態Snaの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、パラメータ制御器PRSnaは、状態Snaのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信しない。
また、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、命令信号を周波数制御器210に送信する。命令信号を受信すると、周波数制御器210は、周波数制御器210のメモリ・デバイスから周波数レベルにアクセスし、周波数レベルをドライバ・システム710に送信する。
状態S1aのパラメータ・レベル及び周波数レベルの受信に応じて、ドライバ・システム710は、状態S1aの時間期間の間で状態S1aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、状態Sna若しくは状態S2a若しくは状態S3a若しくは状態S0等、状態S1aとは異なる又は状態S1a以外の状態から状態S1aに遷移する際、状態S1aのパラメータ・レベル及び周波数レベルを受信すると、ドライバ・システム710は、状態S1aの時間期間の間で状態S1aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態S1aの駆動信号をドライバ・システム710から受信すると、RF信号712の状態S1aを生成する。例えば、状態S1aの駆動信号をドライバ・システム710から受信すると、RF電源222は、RF信号712を状態S1aとは異なる状態から状態S1aに遷移させる。RF信号712の状態S1aは、状態S1aの時間期間の間、状態S1aのパラメータ・レベル及び周波数レベルを有する。
同様に、状態S2aのパラメータ・レベル及び周波数レベルの受信に応じて、ドライバ・システム710は、状態S2aの時間期間の間で状態S2aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、状態S1a若しくは状態S3a若しくは状態Sna若しくは状態S0等、状態S2aとは異なる又は状態S2a以外の状態から状態S2aに遷移する際、状態S2aのパラメータ・レベル及び周波数レベルを受信すると、ドライバ・システム710は、状態S2aの時間期間の間で状態S2aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態S2aの駆動信号をドライバ・システム710から受信すると、RF信号712の状態S2aを生成する。例えば、状態S2aの駆動信号をドライバ・システム710から受信すると、RF電源222は、RF信号712を状態S2aとは異なる状態から状態S2aに遷移させる。RF信号712の状態S2aは、状態S2aの時間期間の間、状態S2aのパラメータ・レベル及び周波数レベルを有する。
また、状態S3aのパラメータ・レベル及び周波数レベルの受信に応じて、ドライバ・システム710は、状態S3aの時間期間の間で状態S3aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、状態S2a若しくは状態S4a若しくは状態Sna若しくは状態S0等、状態S3aとは異なる又は状態S3a以外の状態から状態S3aに遷移する際、状態S3aのパラメータ・レベル及び周波数レベルを受信すると、ドライバ・システム710は、状態S3aの時間期間の間で状態S3aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態S3aの駆動信号をドライバ・システム710から受信すると、RF信号712の状態S3aを生成する。例えば、状態S3aの駆動信号をドライバ・システム710から受信すると、RF電源222は、RF信号712を状態S3aとは異なる状態から状態S3aに遷移させる。RF信号712の状態S3aは、状態S3aの時間期間の間、状態S3aのパラメータ・レベル及び周波数レベルを有する。
更に、状態Snaのパラメータ・レベル及び周波数レベルの受信に応じて、ドライバ・システム710は、状態Snaの時間期間の間で状態Snaの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、状態S(n-1)a若しくは状態S0若しくは状態S3若しくは状態S2等、状態Snaとは異なる又は状態Sna以外の状態から状態Snaに遷移する際、状態Snaのパラメータ・レベル及び周波数レベルを受信すると、ドライバ・システム710は、状態Snaの時間期間の間で状態Snaの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態Snaの駆動信号をドライバ・システム710から受信すると、RF信号712の状態Snaを生成する。例えば、状態Snaの駆動信号をドライバ・システム710から受信すると、RF電源222は、RF信号712を状態Snaとは異なる状態から状態Snaに遷移させる。RF信号712の状態Snaは、状態Snaの時間期間の間、状態Snaのパラメータ・レベル及び周波数レベルを有する。
また、一実施形態では、同期信号146の各サイクルの間、RF信号712がゼロのパラメータ・レベルを有する時間期間がある。RF信号712は、状態S0等の状態なしの間、ゼロのパラメータ・レベルを有する。同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態なしの間の時間期間の間、状態S1aからSnaの命令信号をパラメータ制御器PRS1aからPRSnaに送信しない。
状態S1aからSnaの命令信号を受信しない状態なしの間の時間期間の間、パラメータ制御器PRS1aからPRSnaは、状態S1aからSnaのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信しないか、又は送信を停止する。例えば、状態S1aの時間期間の後、パラメータ制御器PRS1aは、状態S1aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信しない。別の例として、状態S2aの時間期間の後、パラメータ制御器PRS2aは、状態S2aのパラメータ・レベルをドライバ・システム710に送信しない。
状態S1aからSnaのパラメータ・レベルを受信しない場合、ドライバ・システム710は、駆動信号をRF電源222に送信しない。状態なしの時間期間の間に駆動信号を受信しない場合、RF電源710は、状態なしの間、ゼロのパラメータ・レベルを有するRF信号712を生成する。例えば、駆動信号を受信しない場合、電源222は、RF信号712を、状態S1a若しくは状態S2a若しくは状態Sna等、状態なしS0とは異なる又は状態なしS0以外の状態から状態なしS0に遷移させる。
状態S1aからSna及び状態なしは、RF信号712のパラメータの状態である。例えば、図7を参照して説明する各状態S1aからSna及び状態なしは、RF信号712のパラメータ・レベルを表す。例示すると、RF信号712の状態S1aは、RF信号712の第1のパラメータ・レベルを識別し、RF信号712の状態S2aは、RF信号712の第2のパラメータ・レベルを識別する。
一実施形態では、パラメータ制御器PRS1aからPRSna及び周波数制御器210ではなく、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、パラメータ制御器PRS1aからPRSna及び周波数制御器210によって実施される機能を実施する。
一実施形態では、DSP204、パラメータ制御器PRS1aからPRSna及び周波数制御器210ではなく、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、DSP204、パラメータ制御器PRS1aからPRSna及び周波数制御器210によって実施される機能を実施する。
図8は、プラズマ・システム800の一実施形態の図であり、複数レベルの周波数のパルス化を示す。プラズマ・システム800は、RF生成器802とホスト・コンピュータ106とを含む。RF生成器802は、ソースRF生成器102(図1)又はバイアスRF生成器104(図1)の一例である。RF生成器802は、DSP204と、複数の周波数制御器FCS1a、FCS2a、FCS3a・・・FCSnaとを含み、nは、4以上の整数である。例えば、nは、4以上である。一例として、RF生成器802は、4つの周波数制御器を含み、1つの周波数制御器は状態S1aのものであり、もう1つの周波数制御器は状態S2aのものであり、また別の周波数制御器は状態S3aのものであり、別の周波数制御器は状態S4aのものである。別の例として、RF生成器802は、5つの周波数制御器を含み、1つの周波数制御器は状態S1aのものであり、もう1つの周波数制御器は状態S2aのものであり、また別の周波数制御器は状態S3aのものであり、別の周波数制御器は状態S4aのものであり、1つの周波数制御器は状態S5aのものである。RF生成器802は、パラメータ制御器814と、ドライバ・システム810と、RF電源222とを更に含む。
DSP204は、RF生成器802の周波数制御器FCS1aからFCSnaのそれぞれに結合される。周波数制御器FCS1aからFCSnaは、ドライバ・システム810に結合され、ドライバ・システム810は、RF電源222に結合される。また、パラメータ制御器814は、ドライバ・システム810に結合される。
プロセッサ118は、状態S1aからSnaのための周波数レベル等の周波数、及び同期信号146を、伝送ケーブル・システム214を介してDSP204に供給する。状態S1aからSnaのための周波数レベルを受信すると、DSP204は、RF信号812の状態S1aの周波数レベル等の周波数を周波数制御器FCS1aに供給し、周波数制御器FCS1aのメモリ・デバイス内に状態S1aの周波数を記憶する。RF信号812は、RF信号152又はRF信号168(図1)の一例である。
また、状態S1aからSnaのための周波数レベルの受信に応じて、DSP204は、RF信号812の状態S2aの周波数レベルを周波数制御器FCS2aに供給し、周波数制御器FCS2aのメモリ・デバイス内に状態S2aの周波数レベルを記憶する。更に、状態S1aからSnaのための周波数レベルの受信に応じて、DSP204は、RF信号812の状態S3aの周波数レベルを周波数制御器FCS3aに供給し、周波数制御器FCS3aのメモリ・デバイス内に状態S3aの周波数レベルを記憶する。更に、状態S1aからSnaのための周波数レベルの受信に応じて、DSP204は、RF信号812の状態Snaの周波数レベルを周波数制御器FCSnaに供給し、周波数制御器FCSnaのメモリ・デバイス内に状態Snaの周波数レベルを記憶する。同様に、状態S1aからSnaの全てに関する単一パラメータ・レベル等のパラメータ・レベルを受信すると、DSP204は、パラメータ・レベルをパラメータ制御器814に供給し、パラメータ制御器814のメモリ・デバイス内に記憶する。
一実施形態では、第(n-1)の周波数レベルの値は、第nの周波数レベルの値とは異なる。例えば、第(n-1)の周波数レベルの値は、第nの周波数レベルの値を除く。別の例として、第(n-1)の周波数レベルの値のいずれも、第nの周波数レベルの値のいずれとも同じではない。
同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S1aの命令信号を周波数制御器FCS1aに送信する。例えば、DSP204は、状態S1aの命令信号を、状態S2a若しくは状態S0若しくは状態S3a等の状態S1aとは異なる又は状態S1a以外の状態から状態S1aに遷移する際、周波数制御器FCS1aに送信する。周波数制御器FCS1aに送信される状態S1aの命令信号は、各サイクルの間の状態S1aの時間期間を含み、周波数制御器FCS1aは、状態S1aの周波数レベルをドライバ・システム810に供給する。状態S1aの命令信号を受信すると、周波数制御器FCS1aは、周波数制御器FCS1aのメモリ・デバイスから状態S1aのパラメータ・レベルにアクセスし、状態S1aの時間期間に関する周波数レベルをドライバ・システム810に送信する。例えば、周波数制御器FCS1aは、状態S1aとは異なる状態から状態S1aに遷移する際、状態S1aの周波数レベルをドライバ・システム810に送信する。状態S1aの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、周波数制御器FCS1aは、状態S1aの周波数レベルをドライバ・システム810に送信しない。
同様に、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S2aの命令信号を周波数制御器FCS2aに送信する。例えば、DSP204は、状態S2aの命令信号を、状態S1a若しくは状態S0若しくは状態S3a等の状態S2aとは異なる又は状態S2a以外の状態から状態S2aに遷移する際、周波数制御器FCS2aに送信する。周波数制御器FCS2aに送信される状態S2aの命令信号は、各サイクルの間の状態S2aの時間期間を含み、周波数制御器FCS2aは、状態S2aの周波数レベルをドライバ・システム810に供給する。状態S2aの命令信号を受信すると、周波数制御器FCS2aは、周波数制御器FCS2aのメモリ・デバイスから状態S2aのパラメータ・レベルにアクセスし、状態S2aの時間期間に関する周波数レベルをドライバ・システム810に送信する。例えば、周波数制御器FCS2aは、状態S2aとは異なる状態から状態S2aに遷移する際、状態S2aの周波数レベルをドライバ・システム810に送信する。状態S2aの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、周波数制御器FCS2aは、状態S2aの周波数レベルをドライバ・システム810に送信しない。
また、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S3aの命令信号を周波数制御器FCS3aに送信する。例えば、DSP204は、状態S3aの命令信号を、状態S2a若しくは状態S1a若しくは状態S0等の状態S3aとは異なる又は状態S3a以外の状態から状態S3aに遷移する際、周波数制御器FCS3aに送信する。周波数制御器FCS3aに送信される状態S3aの命令信号は、各サイクルの間の状態S3aの時間期間を含み、周波数制御器FCS3aは、状態S3aの周波数レベルをドライバ・システム810に供給する。状態S3aの命令信号を受信すると、周波数制御器FCS3aは、周波数制御器FCS3aのメモリ・デバイスから状態S3aのパラメータ・レベルにアクセスし、状態S3aの時間期間に関する周波数レベルをドライバ・システム810に送信する。例えば、周波数制御器FCS3aは、状態S3aとは異なる状態から状態S3aに遷移する際、状態S3aの周波数レベルをドライバ・システム810に送信する。状態S3aの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、周波数制御器FCS3aは、状態S3aの周波数レベルをドライバ・システム810に送信しない。
更に、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態Snaの命令信号を周波数制御器FCSnaに送信する。例えば、DSP204は、状態Snaの命令信号を、状態S(n-1)a若しくは状態S0等の状態Snaとは異なる又は状態Sna以外の状態から状態Snaに遷移する際、周波数制御器FCSnaに送信する。周波数制御器FCSnaに送信される状態Snaの命令信号は、各サイクルの間の状態Snaの時間期間を含み、周波数制御器FCSnaは、状態Snaの周波数レベルをドライバ・システム810に供給する。状態Snaの命令信号を受信すると、周波数制御器FCSnaは、周波数制御器FCSnaのメモリ・デバイスから状態Snaのパラメータ・レベルにアクセスし、状態Snaの時間期間に関する周波数レベルをドライバ・システム810に送信する。例えば、周波数制御器FCSnaは、状態Snとは異なる又は状態Sn以外の状態から状態Snaに遷移する際、状態Snaの周波数レベルをドライバ・システム810に送信する。状態Snaの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、周波数制御器FCSnaは、状態Snaの周波数レベルをドライバ・システム810に送信しない。
また、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、命令信号をパラメータ制御器814に送信する。命令信号を受信すると、パラメータ制御器814は、パラメータ制御器814のメモリ・デバイスからパラメータ・レベルにアクセスし、パラメータ・レベルをドライバ・システム810に送信する。
状態S1aの周波数レベル及びパラメータ・レベルの受信に応じて、ドライバ・システム810は、状態S1aの時間期間の間で状態S1aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、状態S2a若しくは状態S3a若しくは状態Sna若しくは状態S0等、状態S1aとは異なる又は状態S1a以外の状態から状態S1aに遷移する際、状態S1aの周波数レベル及びパラメータ・レベルを受信すると、ドライバ・システム810は、状態S1aの時間期間の間で状態S1aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態S1aの駆動信号をドライバ・システム810から受信すると、RF信号812の状態S1aを生成する。例えば、状態S1aの駆動信号をドライバ・システム810から受信すると、RF電源222は、RF信号812を状態S1aとは異なる状態から状態S1aに遷移させる。RF信号812の状態S1aは、状態S1aの時間期間の間、状態S1aの周波数レベル及びパラメータ・レベルを有する。
同様に、状態S2aの周波数レベル及びパラメータ・レベルの受信に応じて、ドライバ・システム810は、状態S2aの時間期間の間で状態S2aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、状態S1a若しくは状態S0若しくは状態S3a等、状態S2aとは異なる又は状態S2a以外の状態から状態S2aに遷移する際、状態S2aの周波数レベル及びパラメータ・レベルを受信すると、ドライバ・システム810は、状態S2aの時間期間の間で状態S2aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態S2aの駆動信号をドライバ・システム810から受信すると、RF信号812の状態S2aを生成する。例えば、状態S2aの駆動信号をドライバ・システム810から受信すると、RF電源222は、RF信号812を状態S2aとは異なる状態から状態S2aに遷移させる。RF信号712の状態S2aは、状態S2aの時間期間の間、状態S2aの周波数レベル及びパラメータ・レベルを有する。
また、状態S3aの周波数レベル及びパラメータ・レベルの受信に応じて、ドライバ・システム810は、状態S3aの時間期間の間で状態S3aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、状態S2a若しくは状態S0若しくは状態S1a若しくは状態S4a等、状態S3aとは異なる又は状態S3a以外の状態から状態S3aに遷移する際、状態S3aの周波数レベル及びパラメータ・レベルを受信すると、ドライバ・システム810は、状態S3aの時間期間の間で状態S3aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態S3aの駆動信号をドライバ・システム810から受信すると、RF信号812の状態S3aを生成する。例えば、状態S3aの駆動信号をドライバ・システム810から受信すると、RF電源222は、RF信号812を状態S3aとは異なる状態から状態S3aに遷移させる。RF信号812の状態S3aは、状態S3aの時間期間の間、状態S3aの周波数レベル及びパラメータ・レベルを有する。
更に、状態Snaの周波数レベル及びパラメータ・レベルの受信に応じて、ドライバ・システム810は、状態Snaの時間期間の間で状態Snaの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、状態S(n-1)a若しくは状態S0等、状態Snaとは異なる又は状態Sna以外の状態から状態Snaに遷移する際、状態Snaの周波数レベル及びパラメータ・レベルを受信すると、ドライバ・システム810は、状態Snaの時間期間の間で状態Snaの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、状態Snaの駆動信号をドライバ・システム810から受信すると、RF信号812の状態Snaを生成する。例えば、状態Snaの駆動信号をドライバ・システム810から受信すると、RF電源222は、RF信号812を状態Snaとは異なる状態から状態Snaに遷移させる。RF信号812の状態Snaは、状態Snaの時間期間の間、状態Snaの周波数レベル及びパラメータ・レベルを有する。
また、一実施形態では、同期信号146の各サイクルの間、RF信号812がゼロの周波数レベルを有する時間期間がある。RF信号812は、状態S0等の状態なしの間、ゼロの周波数レベルを有する。同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態なしの間の時間期間の間、状態S1aからSnaの命令信号を周波数制御器FCS1aからFCSna及びパラメータ制御器814に送信しない。
状態S1aからSnaの命令信号を受信しない状態なしの間の時間期間の間、周波数制御器FCS1aからFCSnaは、状態S1aからSnaの周波数レベルをドライバ・システム810に送信しないか、又は送信を停止し、パラメータ制御器814は、ドライバ・システム810にパラメータ・レベルを送信するのを停止する。例えば、状態S1aの時間期間の後、周波数制御器FCS1aは、状態S1aの周波数レベルをドライバ・システム810に送信しない。別の例として、状態S2aの時間期間の後、周波数制御器FCS2aは、状態S2aの周波数レベルをドライバ・システム810に送信しない。
状態S1aからSnaの周波数レベル及びパラメータ・レベルを受信しない場合、ドライバ・システム810は、駆動信号をRF電源222に送信しない。状態なしの時間期間の間に駆動信号を受信しない場合、RF電源810は、状態なしの間、ゼロのパラメータ・レベルを有するRF信号812を生成する。例えば、駆動信号を受信しない場合、電源222は、RF信号812を、状態S1a若しくは状態S2a若しくは状態Sna等、状態なしS0とは異なる又は状態なしS0以外の状態から状態なしS0に遷移させる。
状態S1aからSna及び状態なしは、RF信号812の周波数の状態である。例えば、図8を参照して説明する各状態S1aからSna及び状態なしは、RF信号812の周波数レベルを表す。例示すると、RF信号812の状態S1は、RF信号812の第1の周波数レベルを識別し、RF信号812の状態S2は、RF信号812の第2の周波数レベルを識別する。
一実施形態では、周波数制御器FCS1aからFCSna及びパラメータ制御器814ではなく、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、周波数制御器FCS1aからFCSna及びパラメータ制御器814によって実施される機能を実施する。
一実施形態では、DSP204、周波数制御器FCS1aからFCSna及びパラメータ制御器814ではなく、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、DSP204、周波数制御器FCS1aからFCSna及びパラメータ制御器814によって実施される機能を実施する。
図9は、プラズマ・システム900の一実施形態の図であり、同時複数レベルのパラメータのパルス化及び複数レベルの周波数パルス化を示す。プラズマ・システム900は、RF生成器902とホスト・コンピュータ106とを含む。RF生成器902は、ソースRF生成器102(図1)又はバイアスRF生成器104(図1)の一例である。RF生成器902は、DSP204と、周波数制御器FCS1aからFCSnaと、パラメータ制御器PRS1aからPRSnaとを含む。RF生成器902は、ドライバ・システム910と、RF電源222とを更に含む。
DSP204は、RF生成器902の周波数制御器FCS1aからFCSnaのそれぞれ及びパラメータ制御器PRS1aからPRSnaのそれぞれに結合される。周波数制御器FCS1aからFCSna及び電力制御器PRS1からPRSnaは、ドライバ・システム910に結合され、ドライバ・システム910は、RF電源222に結合される。
プロセッサ118は、状態S1aからSnaの周波数レベル、及び状態S1aからSnaのパラメータ・レベル、並びに同期信号146を、伝送ケーブル・システム214を介してDSP204に供給する。図8を参照して上記で説明したように、状態S1aからSnaのための周波数レベルの受信に応じて、DSP204は、RF信号912の状態S1aからSnaの周波数レベルを周波数制御器FCS1aからFCSnaに供給し、周波数制御器FCS1aからFCSnaのメモリ・デバイス内に状態S1aからSnaの周波数レベルを記憶する。RF信号912は、RF信号152又はRF信号168(図1)の一例である。同様に、図7を参照して上記で説明したように、状態S1aからSnaのためのパラメータ・レベルの受信に応じて、DSP204は、RF信号912の状態S1aからSnaのパラメータ・レベルをパラメータ制御器PRS1aからPRSnaに供給し、パラメータ制御器PRS1aからPRSnaのメモリ・デバイス内に状態S1aからSnaのパラメータ・レベルを記憶する。
同期信号146を受信すると、図8を参照して上記で説明したように、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S1aからSnaの命令信号を周波数制御器FCS1aからFCSnaに送信する。更に、同期信号146を受信すると、図7を参照して上記で説明したように、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態S1aからSnaの命令信号をパラメータ制御器PRS1aからPRSnaに送信する。
図8を参照して上記で説明したように、状態S1aからSnaの命令信号を受信すると、周波数制御器FCS1aからFCSnaは、周波数制御器FCS1aからFCSnaのメモリ・デバイスから状態S1aからSnaの周波数レベルにアクセスし、状態S1aからSnaの時間期間に関する周波数レベルをドライバ・システム910に送信する。同様に、図7を参照して上記で説明したように、状態S1aからSnaの命令信号を受信すると、パラメータ制御器PRS1aからPRSnaは、パラメータ制御器PRS1aからPRSnaのメモリ・デバイスから状態S1aからSnaのパラメータ・レベルにアクセスし、状態S1aからSnaの時間期間に関するパラメータ・レベルをドライバ・システム910に送信する。
図7及び図8を参照して上記で説明したように、状態S1aからSnaの周波数レベル及び状態S1aからSnaのパラメータ・レベルの受信に応じて、ドライバ・システム810は、周波数レベルの状態S1aからSna及びパラメータ・レベルの状態S1aからSnaの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、状態S(n-1)a若しくは状態S0等、状態Snaとは異なる又は状態Sna以外の状態から状態Snaに遷移する際、状態Snaの周波数レベル及びパラメータ・レベルを受信すると、ドライバ・システム910は、状態Snaの時間期間の間で周波数レベルの状態Sna及びパラメータ・レベルの状態Snaの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、ドライバ・システム910から周波数レベル及びパラメータ・レベルの状態Snaの駆動信号を受信すると、RF信号912の周波数レベルの状態Sna及びパラメータ・レベルの状態Snaを生成する。例えば、周波数レベルの状態Snaの駆動信号をドライバ・システム910から受信すると、RF電源222は、RF信号912の周波数レベルを状態Snaとは異なる状態又は状態Sna以外の状態から状態Snaに遷移させる。RF信号912の状態Snaは、状態Snaの周波数レベルを有する。パラメータ・レベルの状態Snaの駆動信号をドライバ・システム910から受信すると、RF電源222は、RF信号912のパラメータ・レベルを状態Snaとは異なる状態から状態Snaに遷移させる。RF信号912の状態Snaは、状態Snaのパラメータ・レベルを有する。
また、一実施形態では、同期信号146の各サイクルの間、RF信号912がゼロの周波数レベル及びゼロのパラメータ・レベルを有する時間期間がある。RF信号912は、状態S0等の状態なしの間、ゼロの周波数レベル及びゼロのパラメータ・レベルを有する。同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態なしの間の時間期間の間、状態S1aからSnaの命令信号を周波数制御器FCS1aからFCSnaに送信せず、状態S1aからSnaの命令信号をパラメータ制御器PRS1aからPRSnaに送信しない。
図8を参照して上記で説明したように、周波数レベルの状態S1aからSnaの命令信号を受信しない状態なしの間の時間期間の間、周波数制御器FCS1aからFCSnaは、状態S1aからSnaの周波数レベルをドライバ・システム910に送信しないか、又は送信を停止する。同様に、図7を参照して上記で説明したように、パラメータ・レベルの状態S1aからSnaの命令信号を受信しない状態なしの間の時間期間の間、パラメータ制御器PRS1aからPRSnaは、状態S1aからSnaのパラメータ・レベルをドライバ・システム910に送信しないか、又は送信を停止する。
状態S1aからSnaの周波数レベル及び状態S1aからSnaのパラメータ・レベルを受信しない場合、ドライバ・システム910は、駆動信号をRF電源222に送信しない。状態なしの時間期間の間に駆動信号を受信しない場合、RF電源222は、状態なしの間、ゼロのパラメータ・レベル及びゼロの周波数レベルを有するRF信号912を生成する。例えば、駆動信号を受信しない場合、電源222は、RF信号912を、周波数レベルの状態S1a若しくは周波数レベルの状態S2a若しくは周波数レベルの状態Sna等、状態なしS0とは異なる又は状態なしS0以外の状態から周波数レベルの状態なしS0に遷移させる。同様に、駆動信号を受信しない場合、電源222は、RF信号912を、パラメータ・レベルの状態S1a若しくはパラメータ・レベルの状態S2a若しくはパラメータ・レベルの状態Sna等、パラメータ・レベルの状態なしとは異なる又は状態なしS0以外の状態からパラメータ・レベルの状態なしS0に遷移させる。
一実施形態では、周波数制御器FCS1aからFCSna及びパラメータ制御器PRS1aからPRSnaではなく、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、周波数制御器FCS1aからFCSna及びパラメータ制御器PRS1aからPRSnaによって実施される機能を実施する。
一実施形態では、DSP204、周波数制御器FCS1aからFCSna及びパラメータ制御器PRS1aからPRSnaではなく、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、DSP204、周波数制御器FCS1aからFCSna及びパラメータ制御器PRS1aからPRSnaによって実施される機能を実施する。
一実施形態では、ソースRF生成器が生成するRF信号152(図1)は、4つの変数レベル等の複数の変数レベルを有する場合、バイアスRF生成器104は、連続波信号であるRF信号168を生成し、RF信号168は、RF信号152の単一変数レベル、又は2若しくは3若しくは8若しくは10個等の異なる数の変数レベルを有する。別の例として、バイアスRF生成器が生成するRF信号168(図1)は、4つの変数レベル等の複数の変数レベルを有する場合、ソースRF生成器102は、連続波信号であるRF信号152を生成し、RF信号152は、RF信号168の単一変数レベル、又は2若しくは3個の変数レベル若しくは8若しくは10個等の異なる数の変数レベルを有する。
一実施形態では、RF信号152及び168は、6つの変数レベル又は8つの変数レベル等、同数の変数レベルを有する。
図10Aは、同期信号302を示す一実施形態のグラフ300である。
図10Bは、一実施形態のグラフ1004であり、RF信号912(図9)の変数1006対時間tを示す。変数1006は、y軸上でグラフ化され、時間tは、x軸上でグラフ化される。
変数1006は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV8aと0とV6aとV2aとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1006は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV8aと0とV6aとV2aとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV8aと0とV6aとV2aとの間で遷移する。例示すると、変数1006は、時間t0から時間t2.5まで状態S4aの間、変数レベルV8aを有し、時間t2.5から時間t5まで状態なしの間、ゼロの変数レベルを有し、時間t5から時間t7.5まで状態S3aの間、変数レベルV6aを有し、時間t7.5から時間t10まで状態S1aの間、変数レベルV2aを有する。時間t2.5は、時間t2とt3との間に生じる。同様に、時間t7.5は、時間t7とt8との間に生じる。同期信号302のサイクル1の間、変数1006は、時間t0で変数レベルV2aから変数レベルV8aに遷移し、時間t2.5で変数レベルV8aからゼロの変数レベルに遷移し、時間t5でゼロの変数レベルから変数レベルV6aに遷移し、時間t7.5で変数レベルV6aから変数レベルV2aに遷移する。同期信号302のサイクル2の間、変数1006は、やはり、時間t10で変数レベルV2aから変数レベルV8aに遷移し、時間t12.5で変数レベルV8aからゼロの変数レベルに遷移し、時間t15でゼロの変数レベルから変数レベルV6aに遷移し、時間t17.5で変数レベルV6aから変数レベル2aに遷移する。時間t12.5は、時間t12とt13との間に生じる。同様に、時間t17.5は、時間t17とt18との間に生じる。変数レベルV8aは、RF信号912の状態S4aの変数レベルであり、ゼロの変数レベルは、RF信号912の状態0の変数レベルの一例であり、変数レベルV6aは、RF信号912の状態S3aの変数レベルの一例であり、変数レベルV2aは、RF信号912の状態S1aの変数レベルの一例である。
変数レベルV2aは、変数レベル0よりも大きい。また、変数レベルV6aは、変数レベルV2aよりも大きく、変数レベルV8aは、変数レベルV6aよりも大きい。例えば、変数レベルV6aの電力値は、変数レベルV8aの電力値よりも小さい。別の例として、変数レベルV6aの電力値のいずれも、変数レベルV8aの電力値を超えない。別の例として、変数レベルは、最大値及び最小値を有する。最大値は、変数レベルの値の全ての値の最大であり、最小値は、変数レベルの値の全ての値の最小である。第1の変数レベルは、第1の変数レベルの最大値が第2の変数レベルの最小値よりも小さい場合、第2の変数レベルよりも小さく、第1の変数レベルは、第1の変数レベルの最小値が第2の変数レベルの最大値よりも大きい場合、第2の変数レベルよりも大きい。
一実施形態では、変数レベルV2aを達成するのではなく、変数1006は、ゼロの変数レベルを有する。例えば、変数1006は、時間t7.5から時間t10まで及び時間t17.5から時間t20までゼロの変数レベルを有する。
一実施形態では、2つの変数レベルの間の遷移時間である遷移時間は、遷移開始時間と遷移終了時間との間の時間期間である。例えば、時間t2.5で変数レベルV8aからゼロの変数レベルに遷移するのではなく、変数1006は、第1の時間で変数レベルV8aからの遷移を開始し、第2の時間でゼロの変数レベルへの遷移を終了する。第1の時間は、時間t2.5の前で、時間t1とt2.5との間であり、第2の時間は、時間t2.5の後で、時間t2.5とt4との間である。遷移時間期間は、第1の時間と第2の時間との間の遷移時間である。
一実施形態では、同期信号302に加えて、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214を介してプロセッサ118からDSP204によって受信される。例えば、同期信号302は、伝送ケーブル・システム214の第1の伝送ケーブルを介して受信し、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214の第2の伝送ケーブルを介して受信する。デジタル・パルス信号は、4つの変数レベルの間で同様に周期的に遷移し、パラメータ1006は、変数レベルV8aとゼロとV6aとV2aとの間を遷移する。例えば、同期信号302のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t0で論理レベル1から論理レベル3に遷移し、時間t2.5で論理レベル3から論理レベル0に遷移し、時間t5で論理レベル0から論理レベル2に遷移し、時間t7.5で論理レベル2から論理レベル1に遷移する。論理レベル3は、論理レベル2よりも大きい。例えば、論理レベル3は、論理レベル2のDC電圧よりも大きいDC電圧を有する。デジタル・パルス信号を受信すると、DSP204は、デジタル・パルス信号から、変数1006のS4a、状態なし、S3a及びS1aの時間期間を識別し、これらの時間期間を有する命令信号を生成する。例えば、変数1006の状態S4aの時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル3の時間期間と同じであり、変数1006の状態S0の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル0の時間期間と同じであり、変数1006の状態S3aの時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル2の時間期間と同じであり、変数1006の状態S1aの時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル1の時間期間と同じである。
図10Cは、一実施形態のグラフ1008であり、RF信号912(図9)の変数1010対時間tを示す。変数1010はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1010は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1010は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間で遷移する。例示すると、変数1010は、時間t0から時間t2.5までの状態S4aの間の変数レベルV8a、時間t2.5から時間t5までの状態S3aの間の変数レベルV6a、時間t5から時間t7.5までの状態S2aの間の変数レベルV4a、及び時間t7.5から時間t10までの状態S1aの間の変数レベルV2aを有する。同期信号302のサイクル1の間、変数1010は、時間t0で変数レベルV2aから変数レベルV8aに遷移し、時間t2.5で変数レベルV8aから変数レベルV6aに遷移し、時間t5で変数レベルV6aから変数レベルV4aに遷移し、時間t7.5で変数レベルV4aから変数レベルV2aに遷移する。同期信号302のサイクル2の間、変数1010は、やはり、時間t10で変数レベルV2aから変数レベルV8aに遷移し、時間t12.5で変数レベルV8aから変数レベルV6aに遷移し、時間t15で変数レベルV6aから変数レベルV4aに遷移し、時間t17.5で変数レベルV4aから変数レベルV2aに遷移する。変数レベルV4aは、RF信号912の状態S2aの変数レベルの一例である。
変数レベルV4aは、変数レベルV2aよりも大きく、変数レベルV6aよりも小さい。例えば、変数レベルV4aの電力値は、変数レベルV6aの電力値よりも小さく、変数レベルV2aの電力値よりも大きい。別の例として、変数レベルV4aの電力値のいずれも、変数レベルV6aの電力値よりも大きくなく、変数レベルV2aの電力値のいずれも、変数レベルV4aの電力値より大きくはない。
一実施形態では、変数レベルV2aを達成するのではなく、変数1010は、ゼロの変数レベルを有する。例えば、変数1010は、時間t7.5から時間t10まで及び時間t17.5から時間t20までゼロの変数レベルを有する。
図10Dは、一実施形態のグラフ1012であり、RF信号912(図9)の変数1014対時間tを示す。変数1014はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1014は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV8aとV2aとV6aとゼロとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1014は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV8aとV2aとV6aとゼロとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV8aとV2aとV6aとゼロとの間で遷移する。例示すると、変数1014は、時間t0から時間t2.5まで状態S4aの間、変数レベルV8aを有し、時間t2.5から時間t5まで状態S1aの間、変数レベルV2aを有し、時間t5から時間t7.5まで状態S3aの間、変数レベルV6aを有し、時間t7.5から時間t10まで状態S0の間、ゼロの変数レベルを有する。同期信号302のサイクル1の間、変数1014は、時間t0でゼロの変数レベルから変数レベルV8aに遷移し、時間t2.5で変数レベルV8aから変数レベルV2aに遷移し、時間t5で変数レベルV2aから変数レベルV6aに遷移し、時間t7.5で変数レベルV6aからゼロの変数レベルに遷移する。同期信号302のサイクル2の間、変数1014は、やはり、時間t10でゼロの変数レベルから変数レベルV8aに遷移し、時間t12.5で変数レベルV8aから変数レベルV2aに遷移し、時間t15で変数レベルV2aから変数レベルV6aに遷移し、時間t17.5で変数レベルV6aからゼロの変数レベルに遷移する。
図10Eは、一実施形態のグラフ1016であり、RF信号912(図9)の変数1018対時間tを示す。変数1018はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1018は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV8aとV6aとV2aとV4aとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1018は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV8aとV6aとV2aとV4aとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV8aとV6aとV2aとV4aとの間で遷移する。例示すると、変数1018は、時間t0から時間t2.5まで状態S4aの間、変数レベルV8aを有し、時間t2.5から時間t5まで状態S3aの間、変数レベルV6aを有し、時間t5から時間t7.5まで状態S1aの間、変数レベルV2aを有し、時間t7.5から時間t10まで状態S2aの間、変数レベルV4aを有する。同期信号302のサイクル1の間、変数1018は、時間t0で変数レベルV4aから変数レベルV8aに遷移し、時間t2.5で変数レベルV8aから変数レベルV6aに遷移し、時間t5で変数レベルV6aから変数レベルV2aに遷移し、時間t7.5で変数レベルV2aから変数レベルV4aに遷移する。同期信号302のサイクル2の間、変数1018は、やはり、時間t10で変数レベルV4aから変数レベルV8aに遷移し、時間t12.5で変数レベルV8aから変数レベルV6aに遷移し、時間t15で変数レベルV6aから変数レベルV2aに遷移し、時間t17.5で変数レベルV2aから変数レベルV4aに遷移する。
一実施形態では、変数レベルV2aを達成するのではなく、変数1018は、ゼロの変数レベルを有する。例えば、変数1018は、時間t5から時間t7.5まで及び時間t15から時間t17.5までゼロの変数レベルを有する。
図10Fは、一実施形態のグラフ1020であり、RF信号912(図9)の変数1022対時間tを示す。変数1022はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1022は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV6aとV8aとV4aとV2aとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1022は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV6aとV8aとV4aとV2aとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV6aとV8aとV4aとV2aとの間で遷移する。例示すると、変数1022は、時間t0から時間t2.5まで状態S3aの間、変数レベルV6aを有し、時間t2.5から時間t5まで状態S4aの間、変数レベルV8aを有し、時間t5から時間t7.5まで状態S2aの間、変数レベルV4aを有し、時間t7.5から時間t10まで状態S1aの間、変数レベルV2aを有する。同期信号302のサイクル1の間、変数1020は、時間t0で変数レベルV2aから変数レベルV6aに遷移し、時間t2.5で変数レベルV6aから変数レベルV8aに遷移し、時間t5で変数レベルV8aから変数レベルV4aに遷移し、時間t7.5で変数レベルV4aから変数レベルV2aに遷移する。同期信号302のサイクル2の間、変数1018は、やはり、時間t10で変数レベルV2aから変数レベルV6aに遷移し、時間t12.5で変数レベルV6aから変数レベルV8aに遷移し、時間t15で変数レベルV8aから変数レベルV4aに遷移し、時間t17.5で変数レベルV4aから変数レベルV2aに遷移する。
図10Gは、一実施形態のグラフ1024であり、RF信号912(図9)の変数1026対時間tを示す。変数1026はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1026は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV4aとV6aとV8aとV2aとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1026は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV4aとV6aとV8aとV2aとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV4aとV6aとV8aとV2aとの間で遷移する。例示すると、変数1024は、時間t0から時間t2.5まで状態S2aの間、変数レベルV4aを有し、時間t2.5から時間t5まで状態S3aの間、変数レベルV6aを有し、時間t5から時間t7.5まで状態S4aの間、変数レベルV8aを有し、時間t7.5から時間t10まで状態S1aの間、変数レベルV2aを有する。同期信号302のサイクル1の間、変数1026は、時間t0で変数レベルV2aから変数レベルV4aに遷移し、時間t2.5で変数レベルV4aから変数レベルV6aに遷移し、時間t5で変数レベルV6aから変数レベルV8aに遷移し、時間t7.5で変数レベルV8aから変数レベルV2aに遷移する。同期信号302のサイクル2の間、変数1026は、やはり、時間t10で変数レベルV2aから変数レベルV4aに遷移し、時間t12.5で変数レベルV4aから変数レベルV6aに遷移し、時間t15で変数レベルV6aから変数レベルV8aに遷移し、時間t17.5で変数レベルV8aから変数レベルV2aに遷移する。
一実施形態では、変数レベルV2aを達成するのではなく、変数1026は、ゼロの変数レベルを有する。例えば、変数1026は、時間t7.5から時間t10まで及び時間t17.5から時間t20までゼロの変数レベルを有する。
図10Hは、一実施形態のグラフ1028であり、RF信号912(図9)の変数1030対時間tを示す。変数1030はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1030は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとゼロとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1030は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとゼロとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとゼロとの間で遷移する。例示すると、変数1030は、時間t0から時間t2まで状態S4aの間、変数レベルV8aを有し、時間t2から時間t4まで状態S3aの間、変数レベルV6aを有し、時間t4から時間t6まで状態S2aの間、変数レベルV4aを有し、時間t6から時間t8まで状態S1aの間、変数レベルV2aを有し、時間t8から時間t10まで状態なしの間、変数レベル0を有する。同期信号302のサイクル1の間、変数1030は、時間t0でゼロの変数レベルから変数レベルV8aに遷移し、時間t2で変数レベルV8aから変数レベルV6aに遷移し、時間t4で変数レベルV6aから変数レベルV4aに遷移し、時間t6で変数レベルV4aから変数レベルV2aに遷移し、時間t8で変数レベルV2aからゼロの変数レベルに遷移する。同期信号302のサイクル2の間、変数1030は、やはり、時間t10でゼロの変数レベルから変数レベルV8aに遷移し、時間t12で変数レベルV8aから変数レベルV6aに遷移し、時間t14で変数レベルV6aから変数レベルV4aに遷移し、時間t16で変数レベルV4aから変数レベルV2aに遷移し、時間t18で変数レベルV2aからゼロの変数レベルに遷移する。
一実施形態では、変数レベルの段階的減少変化をグラフ1028内に示すが、変数レベルの段階的増加変化が生じる得ることを留意されたい。例えば、同期信号の各サイクルの間、RF信号912の変数は、ゼロから変数レベルV2aまで、変数レベルV2aから変数レベルV4aまで、変数レベルV4aから変数レベルV6aまで、変数レベルV6aから変数レベルV8aまで、増大することができる。
図10Iは、一実施形態のグラフ1032であり、RF信号912(図9)の変数1034対時間tを示す。変数1034はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1034は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV8aとV16aとV14aとV12aとV10aとV8aとV6aとV4aとV2aとゼロとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1034は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV18aとV16aとV14aとV12aとV10aとV8aとV6aとV4aとV2aとゼロとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV18aとV16aとV14aとV12aとV10aとV8aとV6aとV4aとV2aとゼロとの間で遷移する。例示すると、変数1034は、時間t0から時間t1まで状態S9aの間、変数レベルV18aを有し、時間t1から時間t2まで状態S8aの間、変数レベルV16aを有し、時間t2から時間t3まで状態S7aの間、変数レベルV14aを有し、時間t3から時間t4まで状態S6aの間、変数レベルV12aを有し、時間t4から時間t5まで状態S5aの間、変数レベルV10aを有し、時間t5から時間t6まで状態S4aの間、変数レベルV8aを有し、時間t6から時間t7まで状態S3aの間、変数レベルV6aを有し、時間t7から時間t8まで状態S2aの間、変数レベルV4aを有し、時間t8から時間t9まで状態S1aの間、変数レベルV2aを有し、時間t9から時間t10まで状態S0の間、ゼロの変数レベルを有する。同期信号302のサイクル1の間、変数1034は、時間t0でゼロの変数レベルから変数レベルV18aに遷移し、時間t1で変数レベルV18aから変数レベルV16aに遷移し、時間t2で変数レベルV16aから変数レベルV14aに遷移し、時間t3で変数レベルV14aから変数レベルV12aに遷移し、時間t4で変数レベルV12aから変数レベルV10aに遷移し、時間t5で変数レベルV10aから変数レベルV8aに遷移し、時間t6で変数レベルV8aから変数レベルV6aに遷移し、時間t7で変数レベルV6aから変数レベルV4aに遷移し、時間t8で変数レベルV4aから変数レベルV2aに遷移し、時間t9で変数レベルV2aからゼロの変数レベルに遷移する。同期信号302のサイクル2の間、変数1030は、時間t10でゼロの変数レベルから変数レベルV18aに遷移し、時間t11で変数レベルV18aから変数レベルV16aに遷移し、時間t12で変数レベルV16aから変数レベルV14aに遷移し、時間t13で変数レベルV14aから変数レベルV12aに遷移し、時間t14で変数レベルV12aから変数レベルV10aに遷移し、時間t15で変数レベルV10aから変数レベルV8aに遷移し、時間t16で変数レベルV8aから変数レベルV6aに遷移し、時間t17で変数レベルV6aから変数レベルV4aに遷移し、時間t18で変数レベルV4aから変数レベルV2aに遷移する。時間t19で変数レベルV2aからゼロの変数レベルに遷移する。
変数レベルV10aは、変数レベルV8aよりも大きい。また、変数レベルV12aは、変数レベルV10aよりも大きく、変数レベルV14aは、変数レベルV12aよりも大きい。変数レベルV16aは、変数レベルV14aよりも大きく、変数レベルV18aは、変数レベルV16aよりも大きい。例えば、変数レベルV14aの電力値は、変数レベルV16aの電力値よりも小さい。別の例として、変数レベルV14aの電力値のいずれも、変数レベルV16aの電力値を超えない。
一実施形態では、変数レベルの段階的減少変化をグラフ1032内に示すが、変数レベルの段階的増加変化が生じる得ることを留意されたい。例えば、同期信号の各サイクルの間、RF信号912の変数は、ゼロから変数レベルV2aまで、変数レベルV2aから変数レベルV4aまで、変数レベルV4aから変数レベルV6aまで、変数レベルV6aから変数レベルV8aまで、変数レベルV8aから変数レベルV10aまで、以下同様に変数レベルV18aまで増大することができる。
図10Jは、複数の電力制御器及び複数の自動周波数同調器(AFT)を有するRF生成器1070が提供される一実施形態の図である。RF生成器1070は、ソースRF生成器102又はバイアスRF生成器104の一例である(図1)。システム1070は、DSP204と、RF電源222とを更に含む。DSP204は、受信器の一例である。電力制御器は、電力制御器PWRS(n-A)と、別の電力制御器PWRS(n-1)とを、電力制御器PWRSnが含まれるまで、以下同様に含む。AFTは、自動周波数同調器AFTS(n-A)と、別の自動周波数同調器AFTS(n-1)とを、自動周波数同調器AFTSnが含まれるまで、以下同様に含む。本明細書で使用する自動周波数同調器は、周波数制御器でもある。
状態S(n-A)の間、自動周波数同調器AFTS(n-A)は、RF電源222が生成したRF信号220の周波数を同調するか、又は電力制御器PWRS(n-A)は、RF信号220の電力を修正するか、又は周波数及び電力の両方を修正し、(n-A)は、整数nよりも小さい整数であり、Aは整数である。例えば、nが4又は5又は10である場合、(n-A)は1である。例えば、状態S(n-A)の間、DSP204は、制御信号を自動周波数同調器AFTS(n-A)に供給し、状態S(n-A)の電圧レベル等の論理レベルを示す。制御信号をDSP204から受信すると、自動周波数同調器AFTS(n-A)は、自動周波数同調器AFTS(n-A)のメモリ・デバイス内のデータベースから、状態S(n-A)に関する周波数レベルにアクセスする。自動周波数同調器AFTS(n-A)は、状態S(n-A)に関する周波数レベルをRF電源222に供給する。状態S(n-A)に関する周波数レベルを受信すると、RF電源222は、状態S(n-A)の間の周波数レベルを有するRF信号220を生成する。同様に、状態S(n-A)の間、DSP204は、制御信号を電力制御器PWRS(n-A)に供給し、状態S(n-A)の論理レベルを示す。制御信号をDSP204から受信すると、電力制御器PWRS(n-A)は、電力制御器PWRS(n-A)のメモリ・デバイス内のデータベースから、状態S(n-A)に関する電力レベルPLS(n-A)にアクセスする。電力制御器PWRS(n-A)は、状態S(n-A)に関する電力レベルPLS(n-A)をRF電源222に供給する。状態S(n-A)に関する電力レベルPLS(n-A)を受信すると、RF電源222は、状態S(n-A)の間の電力レベルPLS(n-A)を有するRF信号220を生成する。
同様に、状態S(n-1)の間、自動周波数同調器AFTS(n-1)は、RF電源222が生成したRF信号220の周波数を同調するか、又は電力制御器PWRS(n-1)は、RF信号220の電力を修正するか、又は周波数及び電力の両方を修正する。また、状態Snの間、自動周波数同調器AFTSnは、RF電源222が生成したRF信号220の周波数を同調するか、又は電力制御器PWRSnは、RF信号220の電力を修正するか、又は周波数及び電力の両方を修正する。
RF信号220は、RF生成器1070のRF出力ポート等の出力を介してインピーダンス整合回路216に供給され、インピーダンス整合回路216は、RF信号220に基づき修正信号を生成し、修正RF信号を、プラズマ・チャンバ112(図1)のTCP電極又は底電極等の電極に供給する。底電極は、プラズマ・チャンバ112のチャック内に位置する。電極又はプラズマ・チャンバ112は、負荷の一例である。
RF信号220は、状態S(n-A)からSnを有するデジタル・パルス信号が、ホスト制御器若しくはホスト・コンピュータ106(図1)若しくは制御器の別のプロセッサから、又はアナログデジタル電圧制御インターフェース(ADVCI)からDSP204によって受信された際に生成される。デジタル・パルス信号は、入力ポート等、図10Jに示すDSP204の入力で受信される。DSP204がRF生成器1070内に位置する場合、デジタル・パルス信号は、RF生成器1070の入力ポートによって受信される。デジタル・パルス信号は、入力信号の一例であり、他のプロセッサ又はADVCIによって生成される。持続時間等、4つの状態S(n-4)からSnまでのそれぞれのデューティ・サイクルは、デジタル・パルス信号によって識別される。4つの状態は、プロセッサの別の入力ポート等、図10Jで示す別の入力で受信したクロック信号のクロック・サイクルの間に生じる。クロック信号は、他のプロセッサ又はADVCIによって生成される。
一実施形態では、電力レベル又は周波数レベル等のレベルは、所定の範囲内にある1つ若しくは複数の値又は量を含む。例えば、第1の電力レベルは、所定の範囲内にある電力の1つ又は複数の値、及び所定の範囲内にある1つ又は複数の値を有する第2の電力レベルを有する。第2の電力レベルは、第1の電力レベルを除く。例えば、第2の電力レベルの電力値のいずれも、第1の電力レベルの電力値とは同じではない。
図10Kは、RF信号を示す一実施形態の図であり、RF信号は、RF信号の電力レベルPLS(n-3)、PLS(n-2)、PLS(n-1)及びPLSnを示す4つの状態S(n-3)、S(n-2)、S(n-1)及びSnを有する。段階的減少は、状態S(n-3)から状態Snまで生じる。例えば、状態Snの間のソースRF生成器102又はバイアスRF生成器104(図1)等のRF生成器が生成するRF信号の電力レベルPLSnは、状態S(n-1)の間のRF信号の電力レベルPLS(n-1)よりも低い。同様に、状態S(n-1)の間のRF信号の電力レベルPLS(n-1)は、状態S(n-2)の間のRF信号の電力レベルPLS(n-2)よりも低く、状態S(n-2)の間のRF信号の電力レベルPLS(n-2)は、状態S(n-3)の間のRF信号の電力レベルPLS(n-3)よりも低い。
図10Lは、4つの状態S(n-3)、S(n-2)、S(n-1)及びSnを有する別のRF信号を示す一実施形態の図である。図10Lに示すRF信号も、状態S(n-1)の間のRF信号が、状態S(n-2)の間の電力レベルPLS(n-2)よりも高い電力レベルPLS(n-1)を有することを除き、段階的に減少する信号である。
図10Mは、4つの状態S(n-3)、S(n-2)、S(n-1)及びSnを有する別のRF信号を示す一実施形態の図である。図10Mに示すRF信号も、状態Snの間のRF信号が、状態S(n-1)の間の電力レベルPLS(n-1)よりも高い電力レベルPLSnを有することを除き、段階的に減少する信号である。
図10Nは、4つの状態S(n-3)、S(n-2)、S(n-1)及びSnを有するまた別のRF信号を示す一実施形態の図である。図14Dに示すRF信号は、状態S(n-2)の間のRF信号が、状態S(n-3)の間の電力レベルPLS(n-3)よりも高い電力レベルPLS(n-2)を有することを除き、段階的に減少する信号である。
図10Oは、4つの状態S(n-3)、S(n-2)、S(n-1)及びSnを有するまだ別のRF信号を示す一実施形態の図である。RF信号は、状態S(n-3)からS(n-1)までの間、電力レベルPLS(n-3)からPLS(n-1)まで段階的に増加させ、状態Snの間、状態S(n-1)からの電力レベルPLS(n-1)を電力レベルPLSnまで段階的に減少させる。
図14Aに示すRF生成器のプロセッサが受信したクロック信号の各クロック・サイクルの間、電力レベルPLS(n-4)からPLSnまで繰り返される。複数のクロック・サイクルの間、電力レベルPLS(n-4)からPLSnが繰り返される。クロック信号は、クロック・ソース、又はホスト・コンピュータのプロセッサ、又はホスト制御器、又はADVCIから受信する。クロック信号は、クロック・ソース、又はホスト・コンピュータのプロセッサ、又はホスト制御器のプロセッサ、又はADVCIによって生成される。同様に、電力レベルPLS(n-A)からPLSnは、クロック・サイクルの間に生じる状態S(n-A)からSnまでの間に繰り返される。複数のクロック・サイクルの間、電力レベルPLS(n-A)からPLSnまでが繰り返される。電力レベルPLS(n-A)からPLSnは、クロック・サイクルのインスタンスの間に一度生じ、クロック・サイクルのそれぞれの次のインスタンスの間に繰り返される。
図14B~図14Fのいずれかに示すRF信号は、ソースRF生成器102又はバイアスRF生成器104(図1)が、RF生成器が生成する正弦曲線RF信号の包絡線であることに留意されたい。
図10Pは、状態S(n-A)からSnまでのいずれかの間、ゼロの電力レベルが達成されることを示す方法の一実施形態の図である。図10Pに示すように、RF信号が状態Snの間にゼロの電力レベルを有するのではなく、RF信号は、S2又はS3等別の状態でゼロの電力レベルを有する。
一実施形態では、電力に関する図10Kから図10Pにおける本明細書で説明する実施形態は、周波数に対しても等しく適用される。例えば、複数の電力レベルの代わりに又は複数の電力レベルに加えて、状態S(n-A)からSnまでの間に複数の周波数レベルが達成される。
一実施形態では、ゼロの電力レベルは、電力レベルがゼロの際に達成されることに留意されたい。一実施形態では、ゼロの電力レベルは、予め設定した範囲内等、RF電力レベルがゼロに近い又は実質的にゼロである際に達成される。予め設定した範囲の値の一例は、0.1ワットと1ワットとの間の範囲である。予め設定した範囲の値の別の例は、0.1ワットと0.25ワットとの間の範囲である。予め設定した範囲の値のまた別の例は、0.1ワットと0.5ワットとの間の範囲である。
遷移制御
図11Aは、プラズマ・システム1100の一実施形態の図であり、状態遷移の勾配制御を示す。プラズマ・システム1100は、RF生成器1102とホスト・コンピュータ106とを含む。RF生成器1102は、ソースRF生成器102(図1)又はバイアスRF生成器104(図1)の一例である。RF生成器1102は、DSP204と、パラメータ制御器PRS1aからPRSnaと、複数の遷移パラメータ制御器PRST1a、PRTS2a、PRST(n-1)a及びPRSTnaとを含み、nは4以上の整数である。例えば、nは、4以上である。一例として、RF生成器702は、4つの遷移パラメータ制御器を含み、1つの遷移パラメータ制御器は、同期信号の現在のサイクルの間の、パラメータの状態S1aとS2aとの間の状態遷移ST1aのためのものであり、別の遷移パラメータ制御器は、同期信号の現在のサイクルの間の、パラメータの状態S2aとS3aとの間の状態遷移ST2aのためのものであり、また別の遷移パラメータ制御器は、同期信号の現在のサイクルの間の、パラメータの状態S(n-1)aとSnaとの間の状態遷移ST(n-1)aのためのものであり、別の遷移パラメータ制御器は、同期信号の現在のサイクルの間のパラメータの状態Snaと同期信号の次のサイクルの間のパラメータの状態S1aとの間の状態遷移STnaのためのものである。現在のサイクルは、次のサイクルに先行する。例えば、現在のサイクルと次のサイクルの間、同期信号のサイクルはない。別の例として、RF生成器1102は、5つの遷移パラメータ制御器を含む。
RF生成器1102は、周波数制御器FCS1aからFCSnaと、複数の遷移周波数制御器FCST1a、FCTS2a、FCST(n-1)a及びFCSTnaとを更に含み、nは4以上の整数である。例えば、nは、4以上である。一例として、RF生成器1102は、4つの遷移周波数制御器を含み、1つの遷移周波数制御器は、同期信号の現在のサイクルの間の、周波数の状態S1aとS2aとの間の状態遷移ST1のためのものであり、別の遷移周波数制御器は、同期信号の現在のサイクルの間の、周波数の状態S2aとS3aとの間の状態遷移ST2のためのものであり、また別の遷移周波数制御器は、同期信号の現在のサイクルの間の、周波数の状態S(n-1)aとSnaとの間の状態遷移ST(n-1)aのためのものであり、別の遷移周波数制御器は、同期信号の現在のサイクルの間の周波数の状態Snaと同期信号の次のサイクルの間の周波数の状態S1aとの間の状態遷移STnaのためのものである。別の例として、RF生成器1102は、5つの遷移周波数制御器を含む。RF生成器1102は、ドライバ・システム1104と、RF電源222とを更に含む。
DSP204は、RF生成器1102のパラメータ制御器PRS1aからPRSnaのそれぞれ、及び遷移パラメータ制御器PRST1aからPRSTnaのそれぞれに結合される。パラメータ制御器PRS1aからPRSna及び遷移パラメータ制御器PRST1aからPRSTnaは、ドライバ・システム1104に結合され、ドライバ・システム1104は、RF電源222に結合される。
また、DSP204は、RF生成器1102の周波数制御器FCS1aからFCSnaのそれぞれ、及び遷移周波数制御器FCST1aからFCSTnaのそれぞれに結合される。周波数制御器FCS1aからFCSna及び遷移周波数制御器FCST1aからFCSTnaは、ドライバ・システム1104に結合される。システム1110の機能は、図11Bを参照して以下で説明する。
図11Bは、システム1100の一実施形態の図であり、システム1100の機能を示す。システム1100は、RF生成器1102とホスト・コンピュータ106とを含む。RF生成器1102は、DSP204と、パラメータ制御器PRS(N±M)aと、遷移パラメータ制御器PRSTaと、パラメータ制御器PRSNaとを含み、Nは、1以上の整数であり、N±Mは、Nとは異なる整数である。例えば、Nが1である場合、N±Mは2又は3又は4であり、Nが3である場合、N±Mは4又は2又は1である。整数N±Mは、正の整数であるMを規定する。パラメータ制御器PRSNaの例は、パラメータ制御器PRS1a又はPRS2a又はPRS3a又はPRSna(図11A)を含む。パラメータ制御器PRS(N±M)aの例は、パラメータ制御器PRS1a又はPRS2a又はPRS3a又はPRSna(図11A)を含み、パラメータ制御器PRS(N±M)は、パラメータ制御器PRSNaとは異なる。例えば、パラメータ制御器PRSNaがPRS4aである場合、パラメータ制御器PRS(N±M)aはPRS2a又はPRS1aである。
遷移パラメータ制御器PRSTaの例は、パラメータ制御器PRST1a又はPRST2a又はPRST3a又はPRST(n-1)又はPRSTna(図11A)を含む。例示すると、パラメータ制御器PRSNaがパラメータ制御器PRS1aであり、パラメータ制御器PRS(N±M)aがパラメータ制御器PRS2aである場合、遷移パラメータ制御器PRSTaは、パラメータの状態S1aとS2aとの間の遷移を制御するPRST1aである。別の例示として、パラメータ制御器PRSNaがパラメータ制御器PRS3aであり、パラメータ制御器PRS(N±M)aがパラメータ制御器PRS5aである場合、遷移パラメータ制御器PRSTaは、パラメータの状態S3aとS5aとの間の遷移を制御するPRST3aである。
RF生成器1102は、遷移パラメータ制御器PRSTa等、任意の数の遷移パラメータ制御器を含むことを留意されたい。例えば、パラメータが、同期信号146の前のサイクルの状態S4aから現在のサイクルの状態S1aまで遷移し、現在のサイクルの状態S1aから現在のサイクルの状態S2aまで遷移し、現在のサイクルの状態S2aから現在のサイクルの状態S3aまで遷移し、現在のサイクルの状態S3aから現在のサイクルの状態S4aまで遷移する場合、RF生成器1102は、4つの遷移パラメータ制御器を含む。4つの遷移パラメータ制御器は、同期信号146の前のサイクルの状態S4aから現在のサイクルの状態S1aまでの遷移を制御する1つの遷移パラメータ制御器と、現在のサイクルの状態S1aから現在のサイクルの状態S2aまでの遷移を制御する別の遷移パラメータ制御器と、現在のサイクルの状態S2aから現在のサイクルの状態S3aまでの遷移を制御するまた別の遷移パラメータ制御器と、現在のサイクルの状態S3aから現在のサイクルの状態S4aまでの遷移を制御する別の遷移パラメータ制御器とを含む。同期信号146の前のサイクルは、同期信号146の現在のサイクルに先行する。
RF生成器1102は、周波数制御器FCS(N±M)aと、遷移周波数制御器FCSTaと、周波数制御器FCSNaとを更に含み、M及びNは上記で規定されている。周波数制御器FCSNaの例は、周波数制御器FCS1a又はFCS2a又はFCS3a又はFCSna(図11A)を含む。周波数制御器FCS(N±M)aの例は、周波数制御器FCS1a又はFCS2a又はFCS3a又はFCSna(図11A)を含み、周波数制御器FCS(N±M)は、周波数制御器FCSNaとは異なる。
遷移周波数制御器FCSTaの例は、周波数制御器FCST1a又はFCST2a又はFCST3a又はFCST(n-1)又はFCSTnaを含む。例示すると、周波数制御器FCSNaが周波数制御器FCS1aであり、周波数制御器FCS(N±M)aが周波数制御器FCS2aである場合、遷移周波数制御器FCSTaは、周波数の状態S1aとS2aとの間の遷移を制御するFCST1aである。別の例示として、周波数制御器FCSNaが周波数制御器FCS3aであり、周波数制御器FCS(N±M)aが周波数制御器FCS5aである場合、遷移周波数制御器FCSTaは、周波数の状態S3aとS5aとの間の遷移を制御するFCST3aである。
RF生成器1102は、遷移周波数制御器FCSTa等、任意の数の遷移周波数制御器を含むことを留意されたい。例えば、周波数が、同期信号146の前のサイクルの状態S4aから現在のサイクルの状態S1aまで遷移し、現在のサイクルの状態S1aから現在のサイクルの状態S2aまで遷移し、現在のサイクルの状態S2aから現在のサイクルの状態S3aまで遷移し、現在のサイクルの状態S3aから現在のサイクルの状態S4aまで遷移する場合、RF生成器1102は、4つの遷移周波数制御器を含む。4つの遷移周波数制御器は、同期信号146の前のサイクルの状態S4aから現在のサイクルの状態S1aまでの遷移を制御する1つの遷移周波数制御器と、現在のサイクルの状態S1aから現在のサイクルの状態S2aまでの遷移を制御する別の遷移周波数制御器と、現在のサイクルの状態S2aから現在のサイクルの状態S3aまでの遷移を制御するまた別の遷移周波数制御器と、現在のサイクルの状態S3aから現在のサイクルの状態S4aまでの遷移を制御する別の遷移周波数制御器とを含む。
DSP204は、パラメータ制御器PRS(N±M)及びPRSNa並びに遷移パラメータ制御器PRSTaに結合される。また、DSP204は、周波数制御器PRS(N±M)及びFCSNa並びに遷移周波数制御器FCSTaに結合される。パラメータ制御器PRS(N±M)a及びPRSNa、遷移パラメータ制御器PRSTa、周波数制御器FCS(N±M)a及びFCSNa、並びに遷移周波数制御器FCSTaは、ドライバ・システム1104に結合され、ドライバ・システム1104は、RF電源222に結合される。
プロセッサ118は、状態S(N±M)及びSNaのためのパラメータ・レベル及び同期信号146を伝送ケーブル・システム214を介してDSP204に供給する。更に、プロセッサ118は、パラメータの状態遷移STaのための1つ又は複数のパラメータ値を伝送ケーブル・システム214を介してDSP204に供給する。例えば、プロセッサ118は、パラメータの状態遷移ST1aの間に達成すべき1つ又は複数のパラメータ値、パラメータの状態遷移ST2aの間に達成すべき1つ又は複数のパラメータ値、パラメータの状態遷移ST(n-1)aの間に達成すべき1つ又は複数のパラメータ値、及びパラメータの状態遷移STnaの間に達成すべき1つ又は複数のパラメータ値を供給する。
パラメータの状態遷移STaは、パラメータの状態S(N±M)とSNaとの間の遷移である。例えば、パラメータの状態遷移STaは、パラメータの状態S(N±M)aからパラメータの状態SNaまでの遷移であるか、又はパラメータの状態SNaからパラメータの状態S(N±M)aまでの遷移である。
また、プロセッサ118は、状態S(N±M)及びSNaのための周波数レベルを、伝送ケーブル・システム214を介してDSP204に供給する。更に、プロセッサ118は、周波数の状態遷移STaのための周波数値を、伝送ケーブル・システム214を介してDSP204に供給する。例えば、プロセッサ118は、周波数の状態遷移ST1aの間に達成すべき1つ又は複数の周波数値、周波数の状態遷移ST2aの間に達成すべき1つ又は複数の周波数値、周波数の状態遷移ST2aの間に達成すべき1つ又は複数の周波数値、周波数の状態遷移ST(n-1)aの間に達成すべき1つ又は複数の周波数値、及び周波数の状態遷移STnaの間に達成すべき1つ又は複数の周波数値を供給する。
周波数の状態遷移STaは、周波数の状態S(N±M)とSNaとの間の遷移である。例えば、周波数の状態遷移STaは、周波数の状態S(N±M)aから周波数状態SNaまでの遷移であるか、又は周波数の状態SNaから周波数の状態S(N±M)aまでの遷移である。
状態S(N±M)a及びSNaのためのパラメータ・レベルを受信すると、DSP204は、RF信号1106の状態S(N±M)aのパラメータ・レベルをパラメータ制御器PRS(N±M)aに供給し、状態S(N±M)aのパラメータ・レベルをパラメータ制御器PRS(N±M)aのメモリ・デバイス内に記憶する。RF信号1106は、RF信号152又はRF信号168(図1)の一例である。また、パラメータの遷移状態STaの1つ又は複数のパラメータ値を受信すると、DSP204は、RF信号1106のパラメータの遷移状態STaの1つ又は複数のパラメータ値を遷移パラメータ制御器PRSTaに供給し、遷移状態STaのパラメータ値を遷移パラメータ制御器PRSTaのメモリ・デバイス内に記憶する。状態遷移STaの間のパラメータ値の一例は、状態遷移STaの間のRF信号1106のパラメータの、ゼロからピークまでの振幅、又はピークからピークまでの振幅等の包絡線である。また、状態S(N±M)aからSNaのためのパラメータ・レベルの受信に応じて、DSP204は、RF信号1106の状態SNaのパラメータ・レベルをパラメータ制御器PRSNaに供給し、パラメータ制御器PRSNaのメモリ・デバイス内に状態SNaのパラメータ・レベルを記憶する。
同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、パラメータの状態S(N±M)aの命令信号をパラメータ制御器PRS(N±M)aに送信する。例えば、DSP204は、状態S(N±M-1)a又は状態S0等の状態S(N±M)aとは異なる又は状態S(N±M)a以外の状態から状態S(N±M)aまでの遷移時間終了時、状態S(N±M)aの命令信号をパラメータ制御器PRS(N±M)aに送信する。パラメータ制御器PRS(N±M)aに送信される状態S(N±M)aの命令信号は、各サイクルの間の状態S(N±M)aの時間期間を含み、パラメータ制御器PRS(N±M)aは、状態S(N±M)aのパラメータ・レベルをドライバ・システム1104に供給する。状態S(N±M)aの命令信号を受信すると、パラメータ制御器PRS(N±M)aは、パラメータ制御器PRS(N±M)aのメモリ・デバイスから状態S(N±M)aのパラメータ・レベルにアクセスし、状態S(N±M)aの時間期間に関するパラメータ・レベルをドライバ・システム1104に送信する。例えば、パラメータ制御器PRS(N±M)aは、状態S(N±M)aとは異なる状態から状態S(N±M)aへの遷移時間の終了時、状態S(N±M)aのパラメータ・レベルをドライバ・システム1104に送信する。状態S(N±M)aの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、パラメータ制御器PRS(N±M)aは、状態S(N±M)aのパラメータ・レベルをドライバ・システム1104に送信しない。
同様に、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態遷移STaの命令信号を遷移パラメータ制御器PRSTaに送信する。例えば、DSP204は、状態S(N±M)aから状態SNaへの遷移時間開始時、又は状態S0から状態SNaへの遷移時間開始時、状態遷移STaの命令信号を遷移パラメータ制御器PRSTaに送信する。遷移パラメータ制御器PRSTaに送信される状態遷移STaの命令信号は、各サイクルの間の状態遷移STaの時間期間を含み、遷移パラメータ制御器PRSTaは、状態遷移STaの1つ又は複数のパラメータ値をドライバ・システム1104に供給する。状態遷移STaの命令信号を受信すると、遷移パラメータ制御器PRSTaは、遷移パラメータ制御器PRSTaのメモリ・デバイスから状態遷移STaの1つ又は複数のパラメータ値にアクセスし、状態遷移STaの時間期間の間、1つ又は複数のパラメータ値をドライバ・システム1104に送信する。例えば、遷移パラメータ制御器PRSTaは、状態S(N±M)a時間の終了時、状態遷移STaの1つ又は複数のパラメータ値をドライバ・システム1104に送信する。状態遷移STaの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、遷移パラメータ制御器PRSTaは、状態遷移STaの1つ又は複数のパラメータ・レベルをドライバ・システム1104に送信しない。
同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態SNaの命令信号をパラメータ制御器PRSNaに送信する。例えば、DSP204は、状態S(N±M)aから状態SNaへの遷移時間終了時、状態遷移SNaの命令信号をパラメータ制御器PRSNaに送信する。パラメータ制御器PRSnaに送信される状態SNaの命令信号は、各サイクルの間の状態Snaの時間期間を含み、パラメータ制御器PRSNaは、状態SNaのパラメータ・レベルをドライバ・システム1104に供給する。状態SNaの命令信号を受信すると、パラメータ制御器PRSNaは、パラメータ制御器PRSnaのメモリ・デバイスから状態SNaのパラメータ・レベルにアクセスし、状態SNaの時間期間の間、パラメータ・レベルをドライバ・システム1104に送信する。例えば、パラメータ制御器PRSNaは、状態S(N±M)aから状態SNaへの遷移時間終了時、状態SNaのパラメータ・レベルをドライバ・システム1104に送信する。状態SNaの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、パラメータ制御器PRSNaは、状態SNaのパラメータ・レベルをドライバ・システム1104に送信しない。
同様に、状態S(N±M)a及びSNaのための周波数レベルを受信すると、DSP204は、RF信号1106の周波数の状態S(N±M)aの周波数レベルを周波数制御器FCS(N±M)aに供給し、状態S(N±M)aの周波数レベルを周波数制御器FCS(N±M)aのメモリ・デバイス内に記憶する。また、周波数の状態遷移STaの1つ又は複数の周波数値を受信すると、DSP204は、RF信号1106の周波数の状態遷移STaの1つ又は複数の周波数値を遷移周波数制御器FCSTaに供給し、状態遷移STaの周波数値を遷移周波数制御器FCSTaのメモリ・デバイス内に記憶する。状態遷移STaの間の周波数値の一例は、状態遷移STaの間のRF信号1106の周波数の、ゼロからピークまでの振幅、又はピークからピークまでの振幅等の包絡線である。また、状態S(N±M)aからSNaのための周波数レベルの受信に応じて、DSP204は、RF信号1106の状態SNaの周波数レベルを周波数制御器FCSNaに供給し、周波数制御器FCSNaのメモリ・デバイス内に状態SNaの周波数レベルを記憶する。
同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、周波数の状態S(N±M)aの命令信号を周波数制御器FCS(N±M)aに送信する。例えば、DSP204は、状態S(N±M-1)a若しくは状態S0等の状態S(N±M)aとは異なる又は状態S(N±M)a以外の状態から状態S(N±M)aへの遷移時間終了時、状態S(N±M)aの命令信号を周波数制御器FCS(N±M)aに送信する。周波数制御器FCS(N±M)aに送信される状態S(N±M)aの命令信号は、各サイクルの間の状態S(N±M)aの時間期間を含み、周波数制御器FCS(N±M)aは、状態S(N±M)aの周波数レベルをドライバ・システム1104に供給する。状態S(N±M)aの命令信号を受信すると、周波数制御器FCS(N±M)aは、周波数制御器FCS(N±M)aのメモリ・デバイスから状態S(N±M)aの周波数レベルにアクセスし、状態S(N±M)aの時間期間に関する周波数レベルをドライバ・システム1104に送信する。例えば、周波数制御器FCS(N±M)aは、状態S(N±M)aとは異なる状態から状態S(N±M)aへの遷移時間の終了時、状態S(N±M)aの周波数レベルをドライバ・システム1104に送信する。状態S(N±M)aの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、周波数制御器FCS(N±M)aは、状態S(N±M)aの周波数レベルをドライバ・システム1104に送信しない。
同様に、同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、周波数の状態遷移STaの命令信号を遷移周波数制御器FCSTaに送信する。例えば、DSP204は、状態S(N±M)aから状態SNaへの遷移時間開始時、又は状態S0から状態SNaへの遷移時間開始時、状態遷移STaの命令信号を遷移周波数制御器FCSTaに送信する。遷移周波数制御器FCSTaに送信される状態遷移STaの命令信号は、各サイクルの間の状態遷移STaの時間期間を含み、遷移周波数制御器FCSTaは、状態遷移STaの1つ又は複数の周波数値をドライバ・システム1104に供給する。状態遷移STaの命令信号を受信すると、遷移周波数制御器FCSTaは、遷移周波数制御器FCSTaのメモリ・デバイスから状態遷移STaの1つ又は複数のパラメータ値にアクセスし、状態遷移STaの時間期間の間、1つ又は複数の周波数値をドライバ・システム1104に送信する。例えば、遷移周波数制御器FCSTaは、状態S(N±M)a時間の終了時、状態遷移STaの1つ又は複数の周波数値をドライバ・システム1104に送信する。状態遷移STaの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、遷移周波数制御器FCSTaは、状態遷移STaの1つ又は複数の周波数値をドライバ・システム1104に送信しない。
同期信号146を受信すると、同期信号146の各サイクルの間、DSP204は、状態SNaの命令信号を周波数制御器FCSNaに送信する。例えば、DSP204は、状態S(N±M)aから状態SNaへの遷移時間終了時、状態遷移SNaの命令信号を周波数制御器FCSNaに送信する。周波数制御器FCSNaに送信される状態Snaの命令信号は、各サイクルの間の状態SNaの時間期間を含み、周波数制御器FCSNaは、状態SNaの周波数レベルをドライバ・システム1104に供給する。状態SNaの命令信号を受信すると、周波数制御器FCSNaは、周波数制御器FCSNaのメモリ・デバイスから状態SNaの周波数レベルにアクセスし、状態SNaの時間期間の間、パラメータ・レベルをドライバ・システム1104に送信する。例えば、周波数制御器FCSNaは、状態S(N±M)aから状態SNaへの遷移時間終了時、状態SNaの周波数レベルをドライバ・システム1104に送信する。状態SNaの時間期間の後、同期信号146のサイクルの間、周波数制御器FCSNaは、状態SNaの周波数レベルをドライバ・システム1104に送信しない。
状態S(N±M)aのパラメータ・レベル及び状態S(N±M)aの周波数レベルの受信に応じて、ドライバ・システム1104は、パラメータ・レベルの状態S(N±M)a及び周波数レベルの状態S(N±M)aの時間期間の間、状態S(N±M)aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、パラメータの状態S(N±M-1)a又は状態S0から状態S(N±M)aへの遷移時間の終了時、状態S(N±M)aのパラメータ・レベルを受信し、周波数の状態S(N±M-1)a又は状態S0から状態S(N±M)aへの遷移時間の終了時、状態S(N±M)aの周波数レベルを受信すると、ドライバ・システム1104は、状態S(N±M)aの時間期間の間、パラメータ・レベルの状態S(N±M)a及び周波数レベルの状態S(N±M)aの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、ドライバ・システム1104から状態S(N±M)aの駆動信号を受信すると、RF信号1106のパラメータの状態S(N±M)a及び周波数の状態S(N±M)aを生成する。例えば、ドライバ・システム1104からパラメータの状態S(N±M)a及び周波数の状態S(N±M)aの駆動信号を受信すると、RF電源222は、RF信号1106のパラメータの状態S(N±M)a及び周波数の状態S(N±M)aを生成する。RF信号1106のパラメータの状態S(N±M)aは、パラメータの状態S(N±M)aの時間期間の間、状態S(N±M)aのパラメータ・レベルを有する。また、RF信号1106の周波数の状態S(N±M)aは、周波数の状態S(N±M)aの時間期間の間、状態S(N±M)aの周波数レベルを有する。
同様に、状態遷移STaの1つ又は複数のパラメータ値及び状態遷移STaの1つ又は複数の周波数値の受信に応じて、ドライバ・システム1104は、RF信号1106のパラメータの状態遷移STa及び周波数の状態遷移STaの時間期間の間、状態遷移STaの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、パラメータの状態S(N±M)a又は状態S0の時間の終了時、パラメータの状態遷移STaの1つ又は複数のパラメータ値を受信し、周波数の状態S(N±M)a又は状態S0の時間の終了時、周波数の状態遷移STaの1つ又は複数の周波数値を受信すると、ドライバ・システム1104は、周波数及びパラメータの状態遷移STaの時間期間の間、パラメータの状態遷移STa及び周波数の状態遷移STaの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、ドライバ・システム1104から周波数及びパラメータの状態遷移STaの駆動信号を受信すると、RF信号1106のパラメータの状態遷移STa及び周波数の状態遷移STaを生成する。例えば、ドライバ・システム1104からパラメータの状態遷移STa及び周波数の状態遷移STaの駆動信号を受信すると、RF電源222は、パラメータの状態S(N±M)a又はパラメータの状態S0からパラメータの状態SNaへ、及び周波数の状態S(N±M)a又は周波数の状態S0から周波数の状態SNaへのRF信号1106の遷移を開始する。RF信号1106のパラメータの状態STaは、パラメータの状態遷移STaの時間期間の間、状態遷移STaの1つ又は複数のパラメータ値を有する。また、RF信号1106の周波数の状態STaは、周波数の状態遷移STaの時間期間の間、状態遷移STaの周波数レベルを有する。
状態SNaのパラメータ・レベル及び状態SNaの周波数レベルの受信に応じて、ドライバ・システム1104は、パラメータ・レベルの状態SNa及び周波数レベルの状態SNaの時間期間の間の駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。例えば、パラメータの状態S(N±M)a又は状態S0から状態SNaへの遷移時間の終了時、状態SNaのパラメータ・レベルを受信し、周波数の状態S(N±M)a又は状態S0から状態SNaへの遷移時間の終了時、状態SNaの周波数レベルを受信すると、ドライバ・システム1104は、状態SNaの時間期間の間、パラメータ・レベルの状態SNa及び周波数レベルの状態SNaの駆動信号を生成し、駆動信号をRF電源222に送信する。RF電源222は、ドライバ・システム1104から状態SNaの駆動信号を受信すると、RF信号1106のパラメータ・レベルの状態SNa及び周波数レベルの状態SNaを生成する。例えば、ドライバ・システム1104からパラメータの状態SNa及び周波数の状態SNaの駆動信号を受信すると、RF電源222は、RF信号1106のパラメータの状態SNa及び周波数の状態SNaを生成する。RF信号1106のパラメータの状態SNaは、パラメータの状態SNaの時間期間の間、状態SNaのパラメータ・レベルを有する。また、RF信号1106の周波数の状態SNaは、周波数の状態SNaの時間期間の間、状態SNaの周波数レベルを有する。
一実施形態では、パラメータ制御器PRS(N±M)a及びPRSNa、遷移パラメータ制御器PRSTa、周波数制御器FCS(N±M)a及びFCSNa並びに遷移周波数制御器FCSTaではなく、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、パラメータ制御器PRS(N±M)a及びPRSNa、遷移パラメータ制御器PRSTa、周波数制御器FCS(N±M)a及びFCSNa並びに遷移周波数制御器FCSTaが実施する機能を実施させる。
一実施形態では、DSP204、パラメータ制御器PRS(N±M)a及びPRSNa、遷移パラメータ制御器PRSTa、周波数制御器FCS(N±M)a及びFCSNa並びに遷移周波数制御器FCSTaではなく、1つ又は複数のプロセッサ等の1つ又は複数の制御器を使用し、本明細書で説明する、DSP204、パラメータ制御器PRS(N±M)a及びPRSNa、遷移パラメータ制御器PRSTa、周波数制御器FCS(N±M)a及びFCSNa並びに遷移周波数制御器FCSTaが実施する機能を実施する。
図12Aは、同期信号302を示す一実施形態のグラフ300である。
図12Bは、一実施形態のグラフ1204であり、周波数又はパラメータ等のRF信号1106(図11A及び図11B)の変数1206対時間tを示す。変数1206はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1206は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1206は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間で遷移する。例示すると、変数1206は、時間t0から時間t1.5までRF信号1106の変数の状態S4aの間、変数レベルV8aを有し、時間t1.5から時間t2.5まで変数の状態遷移ST3aの間、1つ又は複数の変数値を有し、時間t2.5から時間t4まで状態S3aの間、変数レベルV6aを有し、時間t4から時間t5まで変数の状態遷移ST2aの間、1つ又は複数の変数値を有し、時間t5から時間t6.5まで状態S2aの間、変数レベルV4aを有し、時間t6.5から時間t7.5まで変数の状態遷移ST1aの間、1つ又は複数の変数値を有し、時間t7.5から時間t9まで状態S1aの間、変数レベルV2aを有し、時間t9から時間t10まで変数の状態遷移ST4aの間、1つ又は複数の変数値を有する。時間t1.5は時間t1とt2との間であり、時間6.5は時間t6とt7との間であることを留意されたい。
同期信号302のサイクル1の間、変数1206は、時間t1.5で変数レベルV8aから変数レベルV6aまでの遷移を開始し、時間t2.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル1の間、変数1206は、時間t4で変数レベルV6aから変数レベルV4aまでの遷移を開始し、時間t5で遷移を終了する。同期信号302のサイクル1の間、変数1206は、時間t6.5で変数レベルV4aから変数レベルV2aまでの遷移を開始し、時間t7.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル1の間、変数1206は、時間t9で変数レベルV2aから変数レベルV8aまでの遷移を開始し、時間t10で遷移を終了する。
同期信号302のサイクル2の間、変数1206は、時間t11.5で変数レベルV8aから変数レベルV6aまでの遷移を開始し、時間t12.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル2の間、変数1206は、時間t14で変数レベルV6aから変数レベルV4aまでの遷移を開始し、時間t15で遷移を終了する。同期信号302のサイクル2の間、変数1206は、時間t16.5で変数レベルV4aから変数レベルV2aまでの遷移を開始し、時間t17.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル2の間、変数1206は、時間t19で変数レベルV2aから変数レベルV8aまでの遷移を開始し、時間t20で遷移を終了する。時間t11.5は時間t11とt12との間であり、時間16.5は時間t16とt17との間であることを留意されたい。
変数レベルV8aとV6aとの間の状態遷移ST3aの1つ又は複数の変数値は、変数レベルV8aよりも小さく、変数レベルV6aよりも大きい。同様に、変数レベルV6aとV4aとの間の状態遷移ST2aの1つ又は複数の変数値は、変数レベルV6aよりも小さく、変数レベルV4aよりも大きい。また、変数レベルV4aとV2aとの間の状態遷移ST1aの1つ又は複数の変数値は、変数レベルV4aよりも小さく、変数レベルV2aよりも大きい。変数レベルV2aとV8aとの間の状態遷移ST4aの1つ又は複数の変数値は、変数レベルV8aよりも小さく、変数レベルV2aよりも大きい。
一実施形態では、状態S1aの変数レベルV2aへの遷移ではなく、RF信号1106の変数は、ゼロの変数レベルに遷移する。
一実施形態では、同期信号302に加えて、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214(図11B)を介してプロセッサ118からDSP204によって受信される。例えば、同期信号302は、伝送ケーブル・システム214の第1の伝送ケーブルを介して受信し、デジタル・パルス信号は、伝送ケーブル・システム214の第2の伝送ケーブルを介して受信する。デジタル・パルス信号は、4つの論理レベル8、6、4及び2の間で同様に周期的に遷移し、変数1206は、変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間を遷移する。例えば、同期信号302のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t1.5で論理レベル8から論理レベル6までの遷移を開始し、時間t2.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t4で論理レベル6から論理レベル4までの遷移を開始し、時間t5で遷移を終了する。同期信号302のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t6.5で論理レベル4から論理レベル2までの遷移を開始し、時間t7.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル1の間、デジタル・パルス信号は、時間t9で論理レベル2から論理レベル8までの遷移を開始し、時間t10で遷移を終了する。論理レベル8は、論理レベル6よりも大きく、論理レベル6は、論理レベル4よりも大きい。論理レベル4は、論理レベル2よりも大きい。例えば、論理レベル8のDC電圧は、論理レベル6のDC電圧よりも大きく、論理レベル6のDC電圧は、論理レベル4のDC電圧よりも大きい。論理レベル4のDC電圧は、論理レベル2のDC電圧よりも大きい。
実施形態では、同期信号302のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t11.5で論理レベル8から論理レベル6までの遷移を開始し、時間t12.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t14で論理レベル6から論理レベル4までの遷移を開始し、時間t15で遷移を終了する。同期信号302のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t16.5で論理レベル4から論理レベル2までの遷移を開始し、時間t17.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル2の間、デジタル・パルス信号は、時間t19で論理レベル2から論理レベル8までの遷移を開始し、時間t20で遷移を終了する。デジタル・パルス信号を受信すると、DSP204は、デジタル・パルス信号から、変数1206の状態S1aからS4a及び状態遷移ST1aからST4aの時間期間を識別し、これらの時間期間を有する命令信号を生成する。例えば、変数1206の状態遷移ST1の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル4から論理レベル2への遷移時間期間と同じであり、変数1206の状態ST2の時間期間は、デジタル・パルス信号の論理レベル6から論理レベル4への遷移時間期間と同じである。
図12Cは、一実施形態のグラフ1208であり、周波数又はパラメータ等のRF信号1106(図11A及び図11B)の変数1210対時間tを示す。変数1210はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1210は、同期信号302と同期する状態で変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1210は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間で遷移し、やはり、同期信号302のサイクル2の間、変数レベルV8aとV6aとV4aとV2aとの間で遷移する。例示すると、変数1210は、時間t0から時間t1.5までRF信号1106の変数の状態S4aの間、変数レベルV8aを有し、時間t1.5から時間t3.5まで変数の状態遷移ST3aの間、1つ又は複数の変数値を有し、時間t3.5から時間t4まで状態S3aの間、変数レベルV6aを有し、時間t4から時間t5まで変数の状態遷移ST2aの間、1つ又は複数の変数値を有し、時間t5から時間t6.5まで状態S2aの間、変数レベルV4aを有し、時間t6.5から時間t7.5まで変数の状態遷移ST1aの間、1つ又は複数の変数値を有し、時間t7.5から時間t9まで状態S1aの間、変数レベルV2aを有し、時間t9から時間t10まで変数の状態遷移ST4aの間、1つ又は複数の変数値を有する。時間t3.5は、時間t3とt4との間であることを留意されたい。
同期信号302のサイクル1の間、変数1210は、時間t1.5で変数レベルV8aから変数レベルV6aまでの遷移を開始し、時間t3.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル1の間、変数1210の残りの遷移は、変数1206(図12B)の遷移と同じである。
同期信号302のサイクル2の間、変数1210は、時間t11.5で変数レベルV8aから変数レベルV6aまでの遷移を開始し、時間t13.5で遷移を終了する。また、同期信号302のサイクル2の間、変数1210の残りの遷移は、変数1206の遷移と同じである。時間t13.5は、時間t13とt14との間であることを留意されたい。状態遷移ST3aの勾配は、状態遷移ST2aの勾配及び状態遷移ST1aの勾配よりも大きい。
一実施形態では、状態S1aの変数レベルV2aへの遷移ではなく、変数1210は、ゼロの変数レベルに遷移する。
一実施形態では、状態遷移ST3aの勾配は、状態遷移ST2aの勾配及び状態遷移ST1aの勾配よりも小さい。
一実施形態では、本明細書で説明する変数の状態遷移ST1aからSTnaまでの1つ又は複数は、状態遷移ST1aからSTnaまでの残りの1つ又は複数とは異なる勾配を有する。例えば、状態遷移ST1aは、状態遷移ST2aの勾配、状態遷移ST3aの勾配及び状態遷移ST4aの勾配よりも大きな勾配又はより小さな勾配等、異なる勾配を有する。例示すると、状態遷移ST1aは、状態遷移ST2aの角度及び状態遷移ST3aの角度よりも大きな角度、並びに状態遷移ST4aの角度よりも小さな角度を有する。
図12Dは、一実施形態のグラフ1212であり、RF信号1106(図11A及び図11B)の、周波数又はパラメータ等の変数1214の様々な種類の遷移対時間tを示す。変数1214はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1214は、変数レベルVRaとVSaとの間で、同期信号302と同期する状態で周期的に遷移し、R及びSのそれぞれは、実数であり、SはRよりも大きい。例えば、変数1214は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルVRaとVSaとの間で遷移し、やはり、サイクル2等の同期信号302(図12A)の残りのサイクルの間、変数レベルVRaとVSaとの間で遷移する。例示すると、変数1214は、時間t1から時間t2.5までRF信号1106の変数の状態1216の間、変数レベルVSaを有し、時間t2.5から時間t3.5まで変数の状態遷移1220の間、1つ又は複数の変数値を有し、時間t3.5から時間t5まで状態1218の間、変数レベルVRaを有する。
状態遷移1220の間、変数1214は、状態1216と1218との間の状態遷移1220の負の線形勾配を規定する複数の値1222及び1224を有する。値1222及び1224は、変数レベルVSaの値よりも小さく、変数レベルVRaの値よりも大きい。変数1214は、状態遷移1220の間、2つの値よりも多い又はより少ない値を有し得ることを留意されたい。
一実施形態では、状態遷移1220の間、変数1214は、状態1216と1218との間の状態遷移1220の凸形勾配を規定する複数の値1226及び1228を有する。
一実施形態では、状態遷移1220の間、変数1214は、状態1216と1218との間の状態遷移1220の凹形勾配を規定する複数の値1230及び1232を有する。変数1214の凸形勾配及び凸形勾配のそれぞれは、湾曲勾配の一例である。
図12Eは、一実施形態のグラフ1250であり、周波数又はパラメータ等のRF信号1106(図11A及び図11B)の変数1252の様々な種類の遷移対時間tを示す。変数1252はy軸上にグラフ化し、時間tはx軸上にグラフ化する。
変数1252は、同期信号302と同期する状態で変数レベルVRaとVSaとの間で周期的に遷移する。例えば、変数1252は、同期信号302のサイクル1の間、変数レベルVRaとVSaとの間で遷移し、やはり、サイクル2等の同期信号302(図12A)の残りのサイクルの間、変数レベルVRaとVSaとの間で遷移する。例示すると、変数1252は、時間t1から時間t2.5までRF信号1106の変数の状態1218の間、変数レベルVSaを有し、時間t2.5から時間t3.5まで変数の状態遷移1260の間、1つ又は複数の変数値を有し、時間t3.5から時間t5まで状態1216の間、変数レベルVSaを有する。
状態遷移1260の間、変数1252は、状態1216と1218との間の状態遷移1260の正の線形勾配を規定する複数の値1262及び1264を有する。値1262及び1264は、変数レベルVSaの値よりも小さく、変数レベルVRaの値よりも大きい。変数1252は、状態遷移1260の間、2つの値よりも多い又はより少ない値を有し得ることを留意されたい。
一実施形態では、状態遷移1260の間、変数1252は、状態1216と1218との間の状態遷移1260の凸形勾配を規定する複数の値1266及び1268を有する。
一実施形態では、状態遷移1260の間、変数1252は、状態1216と1218との間の状態遷移1260の凹形勾配を規定する複数の値1270及び1272を有する。変数1252の凸形勾配及び凸形勾配のそれぞれは、湾曲勾配の一例である。
図12Fは、パルス整形方法の一実施形態の図である。図12Fに関して示すように、RF生成器1102(図11B)が生成するRF信号1106(図11B)の遷移は、負の勾配を有し、状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数のパルス幅を低減するように変更される。例えば、状態S(n-1)から状態Snへの垂直又は実質的に垂直な遷移ではなく、負の勾配を有する勾配遷移が、状態S(n-1)とSnとの間に提供される。負の勾配のため、RF信号1106の電力レベルPLS(n-1)のパルス幅は、状態S(n-1)の間、低減する。勾配遷移を達成する電力レベルは、ホスト・コンピュータ又はホスト制御器からRF生成器1102に供給され、勾配遷移を達成する。
一実施形態では、周波数レベルの間の勾配遷移が生じる。例えば、1つの周波数レベルは、正の勾配遷移又は負の勾配遷移を介して別の周波数レベルに遷移する。勾配遷移の間の周波数レベルは、ホスト・コンピュータからRF生成器1102に供給され、この周波数レベルを有するRF信号1106を生成する。
図12Gは、別のパルス整形方法の一実施形態の図である。図12Gに示すように、RF生成器1102(図11B)が生成するRF信号1106(図11B)の状態S(n-A)から状態S(n-A+1)への遷移勾配は、状態S(n-1)から状態SnへのRF信号1106の遷移勾配よりも大きい等、より急峻である。
一実施形態では、RF生成器1102が生成するRF信号1106の状態S(n-A)から状態S(n-A+1)への遷移勾配は、状態S(n-1)から状態SnへのRF信号1106の遷移勾配よりも小さい等、あまり急峻ではない。
図12Hは、また別のパルス整形方法の一実施形態の図である。図12Hでは、RF生成器1102(図11B)が生成するRF信号1106(図11B)の状態S(n-A)から状態S(n-A+1)への遷移勾配は、半放物線状又は指数関数的等、湾曲している。また、RF信号1106の状態S(n-1)から状態Snへの遷移勾配は、湾曲している。
図12Iは、別のパルス整形方法の一実施形態の図である。図12Iに示すように、RF生成器1102(図11B)が生成するRF信号1106(図11B)の状態S(n-A)から状態S(n-A+1)への遷移勾配は湾曲し、RF信号1106の状態S(n-1)から状態Snへの遷移勾配は線形である。
図12Jは、まだ別のパルス整形方法の別の実施形態の図である。図12Jに関して示すように、RF生成器1102(図11B)が生成するRF信号1106(図11B)の遷移は、正の勾配又は負の勾配を有し、状態S(n-A)からSnへの1つ又は複数のRF信号1106のパルス幅を低減するように変更される。例えば、状態S(n-1)から状態Snへの垂直又は実質的に垂直な遷移ではなく、負の勾配を有する勾配遷移は、状態S(n-A)とS(n-A+1)との間に提供される。負の勾配のため、RF信号1106の電力レベルPLS(n-A)のパルス幅は、状態S(n-A)の間に低減する。別の例として、状態S(n-1)から状態Snへの垂直又は実質的に垂直な遷移ではなく、正の勾配を有する勾配遷移は、状態S(n-1)とSnとの間に提供される。正の勾配のため、RF信号1106の電力レベルPLSnのパルス幅は、状態Snの間に低減する。
図12Kは、別のパルス整形方法の一実施形態の図である。図12Kでは、RF生成器1102(図11B)が生成するRF信号1106(図11B)の状態S(n-A)から状態S(n-A+1)への遷移は、負の直線勾配等、線形勾配を有し、RF信号1106の状態S(n-1)から状態Snへの遷移は、凹形勾配等、湾曲勾配を有する。曲線勾配は、正の勾配を有する。
図12Lは、別のパルス整形方法の一実施形態の図である。図12Lでは、RF生成器1102(図11B)が生成するRF信号1106(図11B)の状態S(n-A)から状態S(n-A+1)への遷移は、負の直線勾配等、線形勾配を有し、RF信号1106の状態S(n-1)から状態Snへの遷移は、凸形勾配等、湾曲勾配を有する。曲線勾配は、正の勾配を有する。
EtherCATケーブル
図13Aは、システム1300の一実施形態の図であり、1つ又は複数のEthernet for Control Automation(EtherCAT)ケーブルを介したプラズマ・システムの様々な構成要素の間の情報の伝送を示す。EtherCATケーブルの一例は、イーサネット・ケーブルである。EtherCATは、イーサネットベースのプロトコルであり、情報をリアルタイムで分散制御するために使用され、自動化技術に適している。EtherCATスレーブ・デバイスは、対処されるデータを読み取る一方で、EtherCATフレーム又はパケットは、EtherCATスレーブ・デバイスを通過し、データをその場で処理する。同様に、入力データは、EtherCATスレーブ・デバイスからEtherCATフレームに挿入される一方で、EtherCATフレームは、EtherCATスレーブ・デバイスを通過する。EtherCATフレームは、処理されるまでEtherCATスレーブ・デバイスによって完全に受信されず、代わりに、可能な限り迅速に処理を開始する。EtherCATスレーブ・デバイスからの入力データの送信は、わずかなビット時間の最小の遅延で行われる。
システム1300は、ホスト・コンピュータ106と、ソースRF生成器102と、バイアスRF生成器104と、ソース整合器108と、バイアス整合器110とを含み、それぞれ、プラズマ・ツール又はプラズマ・システムの一構成要素の一例である。1つ又は複数のEtherCATフレームを送信するプラズマ・ツールの一構成要素を本明細書でマスタEtherCATデバイスと呼び、1つ又は複数のEtherCATフレームを受信するプラズマ・ツールの一構成要素を本明細書でスレーブEtherCATデバイスと呼ぶ。例えば、バイアスRF生成器104、ソース整合器108、バイアス整合器110のそれぞれは、スレーブEtherCATデバイスの一例であり、ソースRF生成器102は、マスタEtherCATデバイスの一例である。ソースRF生成器102、バイアスRF生成器104、ソース整合器108、及びバイアス整合器110のそれぞれは、プラズマ・システムの一構成要素の一例である。1つ又は複数のEtherCATフレームは、本明細書でパルス列と呼ぶことがある。
ホスト・コンピュータ106は、プロセッサ118と通信制御器1302とを含む。本明細書で使用する通信制御器の例は、ASIC、PLD、制御器及びプロセッサを含む。
プロセッサ118は、通信制御器1302に結合される。通信制御器1302は、EtherCATケーブル1304を介してソースRF生成器102のポート1308に結合される。本明細書で使用するイーサネット・ケーブルの例は、ツイスト・ペア・ケーブルを含む。例示すると、イーサネット・ケーブルは、100BASE-TX(商標)又は100BASE-T4(商標)ケーブルであり、毎秒100メガビット(Mbps)以上の速度でデータを伝送することができる。更に、ソースRF生成器102の別のポート1310は、EtherCATケーブル1306を介してバイアスRF生成器104のポート1312に結合される。
プロセッサ118は、同期信号146(図7)のタイミング情報、ソースRF生成器の変数情報及びバイアスRF変数情報等のプロセッサ・データ1311を通信制御器1302に送信する。同期信号146のタイミング情報の例は、1から0へ又は0から1等、同期信号146が論理レベルを変更した時間、同期信号146の各サイクルの間、及び同期信号146のいくつかのサイクルを含む。タイミング情報は、同期信号146の論理レベル0及び1も含む。ソースRF生成器の変数情報の例は、ソースRF生成器102の各動作状態に対するパラメータ・レベル又は周波数レベル等、変数レベルを含む。例示すると、ソースRF生成器の変数情報は、ソースRF生成器102が生成したRF信号152の変数の状態S1aからSnaまでの電力レベル及び周波数レベルを含む。バイアスRF生成器の変数情報の例は、バイアスRF生成器104の各動作状態に対するパラメータ・レベル又は周波数レベル等、変数レベルを含む。例示すると、バイアスRF生成器の変数情報は、バイアスRF生成器104が生成したRF信号168の変数の状態S1aからSnaまでの電力レベル及び周波数レベルを含む。
通信制御器1302は、プロセッサ・データ1311を受信し、EtherCATプロトコルを適用し、プロセッサ・データ1311を埋め込み、プロセッサ・データ1311を有する1つ又は複数のEtherCATフレーム1314を生成し、EtherCATケーブル1304を介してソースRF生成器102のポート1308に1つ又は複数のEtherCATフレーム1314を送信する。ソースRF生成器102の通信制御器は、ポート1308を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1314を受信し、1つ又は複数のEtherCATフレーム1314からソースRF生成器変数情報及び同期信号146のタイミング情報を識別し、ソースRF生成器変数情報及びタイミング情報をソースRF生成器102のDSP204に送信する。
更に、ソースRF生成器102の通信制御器は、ソースRF生成器測定情報等の情報に対する要求をソースRF生成器102のDSP204に送信する。ソースRF生成器測定情報の一例は、ソースRF生成器102のDSP204が決定又は識別した因子を含む。ソースRF生成器102のDSP204が識別する因子の一例は、複素電圧・電流又は複素電圧又は複素電力又は複素電流又は複素インピーダンス等の基準を含む。基準は、RF信号152の各状態に対してセンサによって測定される。基準を測定するセンサは、ソースRF生成器102の内部又は外部に位置し、ソースRF生成器102の出力154に結合される。複素因子は、大きさ及び位相を含む。例えば、複素電圧は、複素電圧の大きさ及び複素電圧の位相を含む。複素電圧・電流は、電圧の大きさ、電流の大きさ、及び電圧と電流との間の位相を含む。センサは、基準を測定し、基準をソースRF生成器102のDSP204に供給する。ソースRF生成器102のDSP204は、RF信号152の各状態に対し、測定基準から基準を識別する及び/又は基準周波数を決定する。例えば、ソースRF生成器102のDSP204は、フーリエ変換を基準値に適用し、基準周波数を決定する。基準周波数は、因子の一例である。
情報に対する要求を受信すると、ソースRF生成器102のDSP204は、ソースRF生成器測定情報をソースRF生成器102の通信制御器に供給する。ソースRF生成器測定情報を受信すると、ソースRF生成器102の通信制御器は、ソースRF生成器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1314内に埋め込み、ソースRF生成器102のポート1310及びEtherCATケーブル1306を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1314をバイアスRF生成器104のポート1312に送信する。
バイアスRF生成器104の通信制御器は、ポート1312を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1314を受信し、1つ又は複数のEtherCATフレーム1314からバイアスRF生成器変数情報及び同期信号146のタイミング情報を識別し、バイアスRF生成器変数情報及びタイミング情報をバイアスRF生成器104のDSP204に送信する。
更に、バイアスRF生成器104の通信制御器は、バイアスRF生成器測定情報等の情報に対する要求をバイアスRF生成器104のDSP204に送信する。バイアスRF生成器測定情報の一例は、バイアスRF生成器104のDSP204が決定又は識別した因子を含む。バイアスRF生成器104のDSP204が識別する因子の一例は、複素電圧・電流又は複素電圧又は複素電力又は複素電流又は複素インピーダンス等の基準を含む。基準は、RF信号168の各状態に対してセンサによって測定される。基準を測定するセンサは、バイアスRF生成器104の内部又は外部に位置し、バイアスRF生成器104の出力160に結合される。センサは、基準を測定し、基準をバイアスRF生成器104のDSP204に供給する。バイアスRF生成器104のDSP204は、RF信号168の各状態に対し、測定基準から基準を識別し、基準周波数を決定する。例えば、バイアスRF生成器104のDSP204は、フーリエ変換を基準値に適用し、基準周波数を決定する。
情報に対する要求を受信すると、バイアスRF生成器104のDSP204は、バイアスRF生成器測定情報をソースRF生成器104の通信制御器に供給する。バイアスRF生成器測定情報を受信すると、バイアスRF生成器104の通信制御器は、バイアスRF生成器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1314内に埋め込み、バイアスRF生成器104のポート1312及びEtherCATケーブル1306を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1314をソースRF生成器102のポート1310に送信する。ソースRF生成器102の通信制御器は、ポート1310を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1314を受信し、ポート1308及びEtherCATケーブル1304を介してホスト・コンピュータ106の通信制御器1302に1つ又は複数のEtherCATフレーム1314を送信する。
ホスト・コンピュータ106の通信制御器1302は、EtherCATプロトコルを1つ又は複数のEtherCATフレーム1314に適用し、ソースRF信号152の変数の各状態に関するソースRF生成器測定情報、及びバイアスRF信号168の変数の各状態に関するバイアスRF生成器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1314から得る又は抽出する。通信制御器1302は、ソースRF生成器測定情報及びバイアスRF生成器測定情報をプロセッサに供給する。プロセッサ118は、ソースRF生成器測定情報又はバイアスRF生成器測定情報又はそれらの組合せに基づき、RF信号152の変数の各状態の間のソースRF生成器102の変数、又はRF信号168の変数の各状態の間のバイアスRF生成器104の変数、又はそれらの組合せを修正するかどうかを決定する。プロセッサ118は、状態に関し、ソースRF生成器102の修正変数に基づきソースRF生成器102が生成したRF信号152の変数の各状態を制御する、及び/又は状態に関し、バイアスRF生成器104の修正変数に基づきバイアスRF生成器104が生成したRF信号168の変数の各状態を制御する。
一実施形態では、ソースRF生成器102内に1つ又は複数のEtherCATフレーム1314の記憶域がなく、バイアスRF生成器104内に1つ又は複数のEtherCATフレーム1314の記憶域がないことに留意されたい。例えば、1つ又は複数のEtherCATフレーム1314は、ソースRF生成器102の通信制御器のメモリ・デバイス内で一定の移動状態にあり、1つ又は複数のEtherCATフレーム1314は、バイアスRF生成器104の通信制御器のメモリ・デバイス内で一定の移動状態にある。例示すると、1つ又は複数のEtherCATフレーム1314は、ソースRF生成器102の通信制御器のレジスタ列の一方のレジスタからもう一方のレジスタへの移動等、メモリ・デバイス内で移動する一方で、ソースRF生成器変数情報及びソースRF生成器測定情報は、ソースRF生成器102の通信制御器とソースRF生成器102のDSP204との間を伝送される。別の例示として、1つ又は複数のEtherCATフレーム1314は、バイアスRF生成器104の通信制御器のレジスタ列の一方のレジスタからもう一方のレジスタへの移動等、メモリ・デバイス内で移動する一方で、バイアスRF生成器変数情報及びバイアスRF生成器測定情報は、バイアスRF生成器104の通信制御器とバイアスRF生成器104のDSP204との間を伝送される。
図13Bは、システム1350の一実施形態の図であり、1つ又は複数のEtherCATケーブルを介したプラズマ・システムの様々な構成要素の間の情報伝送を示す。システム1350は、ホスト・コンピュータ106と、ソースRF生成器102と、バイアスRF生成器104と、ソース整合器108と、バイアス整合器110とを含む。通信制御器1302は、EtherCATケーブル1306を介してバイアスRF生成器104のポート1312に結合される。
プロセッサ118は、プロセッサ・データ1311を通信制御器1302に送信する。通信制御器1302は、プロセッサ・データ1311を受信し、EtherCATプロトコルを適用し、同期信号146のタイミング情報及びプロセッサ・データ1311のソースRF生成器変数情報を埋め込み、同期信号146のタイミング情報及びソースRF生成器変数情報を有する1つ又は複数のEtherCATフレーム1352を生成し、EtherCATケーブル1304を介してソースRF生成器102のポート1308に1つ又は複数のEtherCATフレーム1352を送信する。ソースRF生成器102の通信制御器は、ポート1308を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1352を受信し、ソースRF生成器変数情報を識別し、ソースRF生成器測定情報がソースRF生成器102のDSP204から受信するまで図13Aを参照して上記で説明したものと同じ機能を実施する。ソースRF生成器測定情報を受信すると、ソースRF生成器102の通信制御器は、ソースRF生成器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1352内に埋め込み、ソースRF生成器102のポート1308及びEtherCATケーブル1306を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1352をホスト・コンピュータ106の通信制御器1302に送信する。
同様の様式で、通信制御器1302は、プロセッサ・データ1311を受信し、EtherCATプロトコルを適用し、同期信号146のタイミング情報及びプロセッサ・データ1311のバイアスRF生成器変数情報を埋め込み、同期信号146のタイミング情報及びバイアスRF生成器変数情報を有する1つ又は複数のEtherCATフレーム1354を生成し、EtherCATケーブル1306を介してバイアスRF生成器104のポート1312に1つ又は複数のEtherCATフレーム1354を送信する。バイアスRF生成器104の通信制御器は、ポート1312を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1354を受信し、バイアスRF生成器変数情報を識別し、バイアスRF生成器測定情報がバイアスRF生成器104のDSP204から受信するまで図13Aを参照して上記で説明したものと同じ機能を実施する。バイアスRF生成器測定情報を受信すると、バイアスRF生成器104の通信制御器は、バイアスRF生成器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1354内に埋め込み、バイアスRF生成器104のポート1312及びEtherCATケーブル1306を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1354をホスト・コンピュータ106の通信制御器1302に送信する。
ホスト・コンピュータ106の通信制御器1302は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1352にEtherCATプロトコルを適用し、ソースRF生成器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1352から得る又は抽出する。通信制御器1302は、ソースRF生成器測定情報をプロセッサ118に供給する。
同様に、ホスト・コンピュータ106の通信制御器1302は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1354にEtherCATプロトコルを適用し、バイアスRF生成器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1354から得る又は抽出する。通信制御器1302は、バイアスRF生成器測定情報をプロセッサ118に供給する。プロセッサ118は、図13Aを参照して上記で説明したものと同じ機能を実施する。
一実施形態では、ソースRF生成器102内に1つ又は複数のEtherCATフレーム1352の記憶域がなく、バイアスRF生成器104内に1つ又は複数のEtherCATフレーム1354の記憶域がないことに留意されたい。例えば、1つ又は複数のEtherCATフレーム1352は、ソースRF生成器102の通信制御器のメモリ・デバイス内で一定の移動状態にあり、1つ又は複数のEtherCATフレーム1354は、バイアスRF生成器104の通信制御器のメモリ・デバイス内で一定の移動状態にある。例示すると、1つ又は複数のEtherCATフレーム1352は、ソースRF生成器102の通信制御器のレジスタ列の一方のレジスタからもう一方のレジスタへの移動等、メモリ・デバイス内で移動する一方で、ソースRF生成器変数情報及びソースRF生成器測定情報は、ソースRF生成器102の通信制御器とソースRF生成器102のDSP204との間を伝送される。別の例示として、1つ又は複数のEtherCATフレーム1352は、バイアスRF生成器104の通信制御器のレジスタ列の一方のレジスタからもう一方のレジスタへの移動等、メモリ・デバイス内で移動する一方で、バイアスRF生成器変数情報及びバイアスRF生成器測定情報は、バイアスRF生成器104の通信制御器とバイアスRF生成器104のDSP204との間を伝送される。
図14は、EtherCATフレーム1400の一実施形態の図である。EtherCATフレーム1400は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1314(図13A)の一例である。また、EtherCATフレーム1400は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1352(図13B)のいずれか、及び1つ又は複数のEtherCATフレーム1354(図13B)のいずれかの一例である。
一実施形態では、用語フレーム及びパケットは、本明細書で互換的に使用する。EtherCATフレーム1400は、フィールド1401、1403、1402、1404、1406、1408、1410、1412、1414、1416、及び1418を含む。
フィールド1401は、EtherCATフレーム1400の開始を識別するフレーム・デリミタの開始を含む。フィールド1402は、EtherCATフレーム1400のソース・アドレスを含む。ソース・アドレスの一例は、EtherCATフレーム1400を生成するホスト・コンピュータ106の通信制御器1302のアドレスである。EtherCATフレーム1400のフィールド1403は、EtherCATフレーム1400をプラズマ・システムの様々な構成要素に循環させる順序を含む。順序の一例は、通信制御器1302からソースRF生成器102に至り、ソースRF生成器102からバイアスRF生成器104に至り、バイアスRF生成器104からソースRF生成器102に戻り、ソースRF生成器102からプロセッサ102に至るシーケンスを含む。順序の別の例は、通信制御器1302からソースRF生成器102に至り、ソースRF生成器102から通信制御器1302に戻るシーケンスを含む。
フィールド1404は、EtherCATフレーム1400の行先アドレスを含む。行先アドレスの一例は、ホスト・コンピュータ106の通信制御器1302のアドレスであり、通信制御器1302のアドレスは、EtherCATフレーム1400の最終行先である。
フィールド1406は、媒体アクセス制御(MAC)アドレス等、プラズマ・システムの他のRF生成器からソースRF生成器102を区別するソースRF生成器102(図13A)を識別するアドレスを含む。フィールド1408は、ソースRF生成器変数情報を含み、フィールド1410は、ソースRF生成器測定情報を含む。ソースRF生成器102を識別するアドレスは、ソースRF生成器102の通信制御器によって使用され、フィールド1408内のデータをソースRF生成器102のDSP204に供給すべきかを決定し、ソースRF生成器102のDSP204から受信したデータをフィールド1410内に記憶すべきかを決定する。
フィールド1412は、MACアドレス等、プラズマ・システムの他のRF生成器からバイアスRF生成器104を区別するバイアスRF生成器104(図13A)を識別するアドレスを含む。フィールド1414は、バイアスRF生成器変数情報を含み、フィールド1416は、バイアスRF生成器測定情報を含む。バイアスRF生成器104を識別するアドレスは、バイアスRF生成器104の通信制御器によって使用され、フィールド1414内のデータをバイアスRF生成器104のDSP204に供給すべきかを決定し、バイアスRF生成器104のDSP204から受信したデータをフィールド1416内に記憶すべきかを決定する。
フィールド1418は、フィールド1408及び1414の1つ又は複数のための巡回冗長検査(CRC)を含む。例えば、CRCは、EtherCATフレーム1400を受信した後、通信制御器1302(図13A)によって実施し、通信制御器1302が送信したフィールド1408内のソースRF生成器変数情報が、通信制御器1302が受信したフィールド1408内のソースRF生成器変数情報に一致するかどうかを決定し、EtherCATフレーム1400の妥当性を決定する。
一実施形態では、フィールド1406、1408及び1410、又はフィールド1412、1414及び1416のいずれかは、EtherCATフレーム1400内に含まれない。例えば、EtherCATフレーム1400が、ソースRF生成器102(図13B)に送信された1つ又は複数のEtherCATフレーム1452のいずれかの一例である場合、EtherCATフレーム1400は、バイアスRF生成器104のフィールド1412、1414及び1416を除外する。
一実施形態では、フィールド1406、1408及び1410、又はフィールド1412、1414及び1416のいずれは、EtherCATフレーム1400内に含まれるが、空である。例えば、EtherCATフレーム1400が、ソースRF生成器102(図13B)に送信された1つ又は複数のEtherCATフレーム1452のいずれかの一例である場合、EtherCATフレーム1400は、バイアスRF生成器104のフィールド1412、1414及び1416のデータ又は情報を一切除外する。
図15Aは、システム1500の一実施形態の図であり、1つ又は複数のEtherCATケーブルを介したプラズマ・システムの様々な構成要素の間の情報伝送を示す。システム1500は、ホスト・コンピュータ106と、ソースRF生成器102と、バイアスRF生成器104と、ソース整合器108と、バイアス整合器110とを含む。
ソースRF生成器102のポート1310は、EtherCATケーブル1306を介してソース整合器108のポート1502に結合される。また、ソース整合器108の別のポート1505は、EtherCATケーブル1504を介してバイアスRF生成器104のポート1312に結合される。バイアスRF生成器104の別のポート1506は、EtherCATケーブル1508を介してバイアス整合器110のポート1510に結合される。
プロセッサ118は、プロセッサ・データ1501を送信し、プロセッサ・データ1501は、ソースRF生成器102及びバイアスRF生成器104のプロセッサ・データ1302(図13A)、並びにバイアス整合器データ又はソース整合器データ又はそれらの組合せ等の整合器データを含む。プロセッサ・データ1501は、通信制御器1302に送信される。ソース整合器データの一例は、ソース整合器108の1つ若しくは複数の構成要素の1つ又は複数の規格を含み、バイアス整合器110の1つ若しくは複数の構成要素の1つ又は複数の規格を含む。ソース整合器108の1つ若しくは複数の構成要素の1つ又は複数の規格の例は、ソース整合器108のキャパシタの静電容量値、及びソース整合器108のインダクタのインダクタンス値を含む。バイアス整合器110の1つ若しくは複数の構成要素の1つ又は複数の規格の例は、バイアス整合器110のキャパシタの静電容量値、及びバイアス整合器110のインダクタのインダクタンス値を含む。
通信制御器1302は、プロセッサ・データ1501を受信し、EtherCATプロトコルを適用し、プロセッサ・データ1501を埋め込み、プロセッサ・データ1501を有する1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を生成し、EtherCATケーブル1304を介してソースRF生成器102のポート1308に1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を送信する。ソースRF生成器102の通信制御器は、ポート1308を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を受信し、1つ又は複数のEtherCATフレーム1512からソースRF生成器変数情報及び同期信号146のタイミング情報を識別し、ソースRF生成器変数情報及びタイミング情報をソースRF生成器102のDSP204に送信する。
更に、ソースRF生成器102の通信制御器は、ソースRF生成器測定情報、及びRF信号152のソース状態情報等の情報に対する要求をソースRF生成器102のDSP204に送信する。RF信号152のソース状態情報の一例は、RF信号152の状態のタイミング情報及び/又は状態遷移のタイミング情報を含む。一例として、RF信号152の状態のタイミング情報は、RF信号152が変数レベルを変更する時間、及びRF信号152がその変数レベルで留まる間の時間を含む。図10Bを参照して更に例示すると、RF信号152の状態S4aのタイミング情報は、RF信号152の変数1006が変数レベルV2aから変数レベルV8aに遷移する時間t0、RF信号152の変数1006が変数レベルV8aで留まる時間t0とt2.5との間の時間期間、RF信号152の変数1006が変数レベルV8aからゼロの変数レベルに遷移する時間t2.5、変数1006がゼロの変数レベルから変数レベルV6aに遷移する時間t5、RF信号152の変数1006が変数レベルV6aで留まる時間t5とt7.5との間の時間期間、変数1006が変数レベルV6aから変数レベルV2aに遷移する時間t7.5、及びRF信号152の変数1006が変数レベルV2aで留まる時間t7.5とt10との間の時間期間を含む。
図12Bを参照する別の例として、RF信号152の状態S4aのタイミング情報は、RF信号152の変数1206が変数レベルV2aから変数レベルV8aに遷移する時間t0、及びRF信号152の変数1206が変数レベルV8aで留まる時間t0とt1.5との間の時間期間を含む。RF信号152の変数1206の状態遷移ST4aのタイミング情報は、RF信号152の変数が変数レベルV8aから変数レベルV6aまでの遷移を開始する時間t1.5、及びRF信号152の変数1206が遷移を停止する時間t2.5を含む。同様に、RF信号152の変数1206の状態遷移ST3aのタイミング情報は、RF信号152の変数1206が変数レベルV6aから変数レベルV4aまでの遷移を開始する時間t4、及びRF信号152の変数1206が遷移を停止する時間t5を含み、RF信号152の変数1206の状態遷移ST2aのタイミング情報は、RF信号152の変数1206が変数レベルV4aから変数レベルV2aまでの遷移を開始する時間t6.5、及びRF信号152の変数1206が遷移を停止する時間t7.5を含み、RF信号152の変数1206の状態遷移ST4aのタイミング情報は、RF信号152の変数1206が変数レベルV2aから変数レベルV8aまでの遷移を開始する時間t9、及びRF信号152の変数1206が遷移を停止する時間t10を含む。
情報に対する要求を受信すると、ソースRF生成器102のDSP204は、ソースRF生成器測定情報及びソース状態情報をソースRF生成器102の通信制御器に供給する。ソースRF生成器測定情報及びソース状態情報を受信すると、ソースRF生成器102の通信制御器は、ソースRF生成器測定情報及びソース状態情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1512内に埋め込み、ソースRF生成器102のポート1310及びEtherCATケーブル1306を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512をソース整合器108のポート1502に送信する。
ソース整合器108の通信制御器は、ソース整合器108のポート1502を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を受信し、1つ又は複数のEtherCATフレーム1512からソース整合データ及びソース状態情報を抽出し、ソース整合データ及びソース状態情報をソース整合器108のプロセッサに送信する。ソース整合器108のプロセッサは、ソース整合データ及びソース状態情報に従ってソース整合器108の1つ又は複数の構成要素を制御する。例えば、ソース整合器108のプロセッサは、状態S1aからSnaの1つ又は複数の間、ソース整合器108の構成要素を制御しないが、状態S1aからSnaの残りの間、構成要素を制御する。ソース整合器108のプロセッサは、ソース整合器108の構成要素を制御し、ソース整合データ内の静電容量値及びインダクタンス値を達成する。
また、ソース整合器108の通信制御器は、ソース整合器測定情報等の情報に関する要求をソース整合器108のプロセッサに送信する。ソース整合器測定情報の一例は、ソース整合器108の構成要素又はソース整合器108の出力158に結合したセンサが測定する基準を含む。センサは、ソース整合器108の内部又は外部に位置する。情報に対する要求を受信すると、ソース整合器108のプロセッサは、ソース整合器測定情報をソース整合器108の通信制御器に供給する。ソース整合器108の通信制御器は、ソース整合器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1512内に埋め込み、ポート1505及びEtherCATケーブル1504を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512をバイアスRF生成器104のポート1312に送信する。
バイアスRF生成器104の通信制御器は、ポート1312を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を受信し、1つ又は複数のEtherCATフレーム1512からバイアスRF生成器変数情報及び同期信号146のタイミング情報を識別し、バイアスRF生成器変数情報及びタイミング情報をバイアスRF生成器104のDSP204に送信する。
更に、バイアスRF生成器104の通信制御器は、バイアスRF生成器測定情報、及びRF信号168のバイアス状態情報等の情報に対する要求をバイアスRF生成器104のDSP204に送信する。RF信号168のバイアス状態情報の一例は、RF信号168の状態のタイミング情報及び/又は状態遷移のタイミング情報を含む。一例として、RF信号168の状態のタイミング情報は、RF信号168が変数レベルを変更する時間、及びRF信号168がその変数レベルで留まる間の時間を含む。図10Bを参照して更に例示すると、RF信号168の状態S4aのタイミング情報は、RF信号168の変数1006が変数レベルV2aから変数レベルV8aに遷移する時間t0、RF信号168の変数1006が変数レベルV8aで留まる時間t0とt2.5との間の時間期間、RF信号168の変数1006が変数レベルV8aからゼロの変数レベルに遷移する時間t2.5、変数1006がゼロの変数レベルから変数レベルV6aに遷移する時間t5、RF信号168の変数1006が変数レベルV6aで留まる時間t5とt7.5との間の時間期間、変数1006が変数レベルV6aから変数レベルV2aに遷移する時間t7.5、及びRF信号168の変数1006が変数レベルV2aで留まる時間t7.5とt10との間の時間期間を含む。
図12Bを参照する別の例として、RF信号168の状態S4aのタイミング情報は、RF信号168の変数1206が変数レベルV2aから変数レベルV8aに遷移する時間t0、及びRF信号168の変数1206が変数レベルV8aで留まる時間t0とt1.5との間の時間期間を含む。RF信号168の変数1206の状態遷移ST4aのタイミング情報は、RF信号168の変数が変数レベルV8aから変数レベルV6aまでの遷移を開始する時間t1.5、及びRF信号168の変数1206が遷移を停止する時間t2.5を含む。同様に、RF信号168の変数1206の状態遷移ST3aのタイミング情報は、RF信号168の変数1206が変数レベルV6aから変数レベルV4aまでの遷移を開始する時間t4、及びRF信号168の変数1206が遷移を停止する時間t5を含み、RF信号168の変数1206の状態遷移ST2aのタイミング情報は、RF信号168の変数1206が変数レベルV4aから変数レベルV2aへの遷移を開始する時間t6.5、及びRF信号168の変数1206が遷移を停止する時間t7.5を含み、RF信号168の変数1206の状態遷移ST4aのタイミング情報は、RF信号168の変数1206が変数レベルV2aから変数レベルV8aへの遷移を開始する時間t9、及びRF信号168の変数1206が遷移を停止する時間t10を含む。
情報に対する要求を受信すると、バイアスRF生成器104のDSP204は、バイアスRF生成器測定情報及びバイアス状態情報をバイアスRF生成器104の通信制御器に供給する。バイアスRF生成器測定情報及びバイアス状態情報を受信すると、バイアスRF生成器104の通信制御器は、バイアスRF生成器測定情報及びバイアス状態情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1512内に埋め込み、バイアスRF生成器104のポート1506及びEtherCATケーブル1508を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512をバイアス整合器110のポート1510に送信する。
バイアス整合器110の通信制御器は、バイアス整合器110のポート1510を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を受信し、1つ又は複数のEtherCATフレーム1512からバイアス整合器データ及びバイアス状態情報を抽出し、バイアス整合器データ及びバイアス状態情報をソース整合器110のプロセッサに送信する。バイアス整合器110のプロセッサは、バイアス整合器データ及びバイアス状態情報に従ってバイアス整合器110の1つ又は複数の構成要素を制御する。例えば、バイアス整合器110のプロセッサは、状態S1aからSnaの1つ又は複数の間、バイアス整合器110の構成要素を制御しないが、状態S1aからSnaの残りの間、構成要素を制御する。バイアス整合器110のプロセッサは、バイアス整合器110の構成要素を制御し、バイアス整合器データ内の静電容量値及びインダクタンス値を達成する。
また、バイアス整合器110の通信制御器は、バイアス整合器測定情報等の情報に関する要求をバイアス整合器110のプロセッサに送信する。バイアス整合器測定情報の一例は、バイアス整合器110の構成要素又はバイアス整合器110の出力164に結合したセンサが測定する基準を含む。センサは、バイアス整合器110の内部又は外部に位置する。情報に対する要求を受信すると、バイアス整合器110のプロセッサは、バイアス整合器測定情報をバイアス整合器110の通信制御器に供給する。バイアス整合器110の通信制御器は、バイアス整合器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1512内に埋め込み、ポート1510及びEtherCATケーブル1508を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512をバイアスRF生成器104のポート1506に送信する。
バイアスRF生成器104の通信制御器は、バイアス整合器110からポート1506を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を受信し、ポート1312及びEtherCATケーブル1504を介してソース整合器108のポート1505に1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を送信する。ソース整合器108の通信制御器は、バイアスRFG104からポート1505を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を受信し、ポート1502及びEtherCATケーブル1306を介してソースRF生成器102のポート1310に1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を送信する。ソースRF生成器102の通信制御器は、ポート1310を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を受信し、ポート1308及びEtherCATケーブル1304を介してホスト・コンピュータ106の通信制御器1302に1つ又は複数のEtherCATフレーム1512を送信する。
ホスト・コンピュータ106の通信制御器1302は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1512にEtherCATプロトコルを適用し、ソースRF生成器測定情報及びバイアスRF生成器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1314から得る又は抽出する。通信制御器1302は、ソースRF生成器測定情報及びバイアスRF生成器測定情報をプロセッサ118に供給する。
図15Bは、システム1550の一実施形態の図であり、1つ又は複数のEtherCATケーブルを介したプラズマ・システムの様々な構成要素の間の情報伝送を示す。システム1550は、ホスト・コンピュータ106と、ソースRF生成器102と、バイアスRF生成器104と、ソース整合器108と、バイアス整合器110とを含む。通信制御器1302は、EtherCATケーブル1508を介してソース整合器108のポート1505に結合され、通信制御器1302は、EtherCATケーブル1504を介してバイアス整合器110のポート1510に結合される。
プロセッサ118は、プロセッサ・データ1501を通信制御器1302に送信する。通信制御器1302は、プロセッサ・データ1501を受信し、EtherCATプロトコルを適用し、プロセッサ・データ1311の同期信号146のタイミング情報及びソース整合器データを埋め込み、同期信号146のタイミング情報及びソース整合器データを有する1つ又は複数のEtherCATフレーム1552を生成し、EtherCATケーブル1508を介してソース整合器108のポート1505に1つ又は複数のEtherCATフレーム1552を送信する。ソース整合器108の通信制御器は、ポート1505を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1552を受信し、ソース整合器データを識別し、ソース整合器測定情報がソース整合器108のプロセッサから受信するまで図15Aを参照して上記で説明したものと同じ機能を実施する。ソース整合器測定情報を受信すると、ソース整合器108の通信制御器は、ソース整合器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1552内に埋め込み、ソース整合器108のポート1505及びEtherCATケーブル1508を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1552をホスト・コンピュータ106の通信制御器1302に送信する。
同様に、通信制御器1302は、プロセッサ・データ1501を受信し、EtherCATプロトコルを適用し、プロセッサ・データ1311の同期信号146のタイミング情報及びバイアス整合器データを埋め込み、同期信号146のタイミング情報及びバイアス整合器データを有する1つ又は複数のEtherCATフレーム1554を生成し、EtherCATケーブル1504を介してバイアス整合器110のポート1510に1つ又は複数のEtherCATフレーム1554を送信する。バイアス整合器110の通信制御器は、ポート1510を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1554を受信し、バイアス整合器データを識別し、バイアス整合器測定情報がバイアス整合器110のプロセッサから受信するまで図15Aを参照して上記で説明したものと同じ機能を実施する。バイアス整合器測定情報を受信すると、バイアス整合器110の通信制御器は、ソース整合器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1554内に埋め込み、バイアス整合器110のポート1510及びEtherCATケーブル1504を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1554をホスト・コンピュータ106の通信制御器1302に送信する。
ホスト・コンピュータ106の通信制御器1302は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1552にEtherCATプロトコルを適用し、ソース整合器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1552から得る又は抽出する。通信制御器1302は、ソース整合器測定情報をプロセッサ118に供給する。ソース整合器測定情報を受信すると、プロセッサ1108は、ソース整合器測定情報に基づき、ソースRF生成器102、ソース整合器108、バイアスRF生成器104及びバイアス整合器110の1つ又は複数を制御する。
同様に、ホスト・コンピュータ106の通信制御器1302は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1554にEtherCATプロトコルを適用し、バイアス整合器測定情報を1つ又は複数のEtherCATフレーム1554から得る又は抽出する。通信制御器1302は、バイアス整合器測定情報をプロセッサ118に供給する。バイアス整合器測定情報を受信すると、プロセッサ1108は、バイアス整合器測定情報に基づき、ソースRF生成器102、ソース整合器108、バイアスRF生成器104及びバイアス整合器110の1つ又は複数を制御する。
一実施形態では、ソース整合器108内に1つ又は複数のEtherCATフレーム1552の記憶域がなく、バイアス整合器110内に1つ又は複数のEtherCATフレーム1554の記憶域がないことに留意されたい。例えば、1つ又は複数のEtherCATフレーム1552は、ソース整合器108内で一定の移動状態にあり、1つ又は複数のEtherCATフレーム1554は、バイアス整合器110内で一定の移動状態にある。例示すると、1つ又は複数のEtherCATフレーム1552は、ソース整合器108の通信制御器のレジスタ列の一方のレジスタからもう一方のレジスタへの移動等、メモリ・デバイス内で移動する一方で、ソース整合器データ及びソース整合器測定情報は、ソース整合器108の通信制御器とソース整合器108のプロセッサとの間を伝送される。別の例として、1つ又は複数のEtherCATフレーム1554は、バイアス整合器110の通信制御器のレジスタ列の一方のレジスタからもう一方のレジスタへの移動等、メモリ・デバイス内で移動する一方で、バイアス整合器データ及びバイアス整合器測定情報は、バイアス整合器110の通信制御器とバイアス整合器110のプロセッサとの間を伝送される。
図16は、EtherCATフレーム1600の一実施形態の図である。EtherCATフレーム1600は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1512(図15A)の一例である。EtherCATフレーム1600は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1552(図15B)の一例である。また、EtherCATフレーム1600は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1554(図15B)の一例である。
EtherCATフレーム1600は、複数のフィールド1401、1403、1402、1404、1406、1408、1410、1602、1604、1606、1608、1412、1414、1416、1610、1612、1614、1616及び1418を含む。フィールド1401は、EtherCATフレーム1600の開始を識別するフレーム・デリミタの開始を含む。フィールド1402は、EtherCATフレーム1600のソース・アドレスを含む。ソース・アドレスの一例は、EtherCATフレーム1600を生成するホスト・コンピュータ106のアドレスである。
EtherCATフレーム1600のフィールド1403は、EtherCATフレーム1600をプラズマ・システムの様々な構成要素に循環させる順位を含む。EtherCATフレーム1600を循環させる順序の一例は、通信制御器1302からソースRF生成器102に至り、ソースRF生成器102からソース整合器108に至り、ソース整合器108からバイアスRF生成器104に至り、バイアスRF生成器104からバイアス整合器110に至り、バイアス整合器110からバイアスRF生成器104に戻り、バイアスRF生成器104からソース整合器108に至り、ソース整合器108からソースRF生成器102に至り、ソースRF生成器102から通信制御器1302に至るシーケンスを含む。EtherCATフレーム1600を循環させる順序の別の例は、通信制御器1302からソースRF生成器102に至り、ソースRF生成器102から通信制御器1302に戻るシーケンスを含む。
フィールド1404は、EtherCATフレーム1600の行先アドレスを含む。行先アドレスの一例は、ホスト・コンピュータ106の通信制御器1302のアドレスであり、通信制御器1302のアドレスは、EtherCATフレーム1600の最終行先である。
フィールド1602は、ソース状態情報を含む。ソースRF生成器102を識別するアドレスは、ソースRF生成器102の通信制御器によって使用され、ソースRF生成器102のDSP204から受信したデータをフィールド1602内に記憶すべきかを決定する。
フィールド1604は、MACアドレス等、プラズマ・システムの他のRF生成器からソース整合器108を区別するソース整合器108(図13A)を識別するソース整合器108のアドレスを含む。フィールド1606は、ソース整合器データを含み、フィールド1608は、ソース整合器測定情報を含む。ソースRF生成器108を識別するアドレスは、ソース整合器108の通信制御器によって使用され、フィールド1606内のデータをソース整合器108のプロセッサに供給すべきか、及びソース整合器108のプロセッサから受信したデータをフィールド1608内に記憶すべきかを決定する。
フィールド1610は、バイアス状態情報を含む。バイアスRF生成器104を識別するアドレスは、バイアスRF生成器104の通信制御器によって使用され、バイアスRF生成器104のDSP204から受信したデータをフィールド1610内に記憶すべきかを決定する。
フィールド1612は、MACアドレス等、プラズマ・システムの他のRF生成器からバイアス整合器110を区別するバイアス整合器110(図13A)を識別するバイアス整合器110のアドレスを含む。フィールド1614は、バイアス整合器データを含み、フィールド1616は、バイアス整合器測定情報を含む。バイアス整合器110を識別するアドレスは、バイアス整合器110の通信制御器によって使用され、フィールド1614内のデータをバイアス整合器110のプロセッサに供給すべきか、及びバイアス整合器110のプロセッサから受信したデータをフィールド1616内に記憶すべきかを決定する。
フィールド1418は、フィールド1408、1410、1602、1606、1608、1414、1416、1610、1614、及び1616の1つ又は複数のためのCRCを含む。例えば、CRCは、EtherCATフレーム1600を受信した後、通信制御器1302(図13A)によって実施し、通信制御器1302が送信したフィールド1408内のソースRF生成器変数情報が、通信制御器1302が受信したフィールド1408内のソースRF生成器変数情報に一致するかどうかを決定し、EtherCATフレーム1400の妥当性を決定する。
一実施形態では、フィールド1408、1410及び1602、又はフィールド1606及び1608、又はフィールド1414、1416及び1610、又はフィールド1614及び1616、又はそれらの組合せは、EtherCATフレーム1600内に含まれない。例えば、EtherCATフレーム1600が、ソース整合器108(図15B)に送信された1つ又は複数のEtherCATフレーム1552(図15B)のいずれかの一例である場合、EtherCATフレーム1600は、ソースRF生成器102、バイアスRF生成器104及びバイアス整合器110のフィールド1408、1410、1602、1414、1416、1610、1614及び1616を除外する。
一実施形態では、フィールド1408、1410及び1602、又はフィールド1606及び1608、又はフィールド1414、1416及び1610、又はフィールド1614及び1616、又はそれらの組合せは、EtherCATフレーム1600内に含まれるが、空である。例えば、EtherCATフレーム1600が、ソース整合器108に送信された1つ又は複数のEtherCATフレーム1552のいずれかの一例である場合、EtherCATフレーム1600は、ソースRF生成器102、バイアスRF生成器104及びバイアス整合器110のフィールド1408、1410、1602、1414、1416、1610、1614及び1616内のデータ又は情報を一切除外する。
一実施形態では、本明細書で説明するプラズマ・システムの構成要素のアドレスは、構成要素の通信制御器のアドレスであることを留意されたい。例えば、ソースRF生成器102のMACアドレスは、ソースRF生成器102の通信制御器のアドレスであり、バイアスRF生成器104のMACアドレスは、バイアスRF生成器104の通信制御器のアドレスであり、ソース整合器108のMACアドレスは、ソース整合器108の通信制御器のアドレスであり、バイアス整合器110のMACアドレスは、バイアス整合器110の通信制御器のアドレスである。
図17は、システム1700の一実施形態の図であり、EtherCATケーブル1706及び1708に結合したRF生成器1702を示す。RF生成器1702は、ソースRF生成器102又はバイアスRF生成器104(図15A)の一例である。EtherCATケーブル1706は、EtherCATケーブル1304(図13A)、1306(図13B)及び1504(図15A)のいずれかの一例である。EtherCATケーブル1708は、EtherCATケーブル1306及び1508(図13A及び図15A)のいずれかの一例である。
RF生成器1702は、通信制御器1704と、DSP204と、RF電源222と、センサ1710とを含む。センサ1710の例は、複素電圧・電流センサ、複素インピーダンス・センサ、複素電力センサ及び複素電圧センサを含む。RF生成器202(図2)は、RF生成器1702内で、DSP204が通信制御器1704を介してホスト・コンピュータ106のプロセッサ118に結合されていることを除き、RF生成器1702の一例である。また、RF生成器702(図7)、802(図8)及び902(図9)、1102(図11A)のいずれかは、RF生成器1702内で、DSP204が通信制御器1704を介してホスト・コンピュータ106のプロセッサ118に結合されていることを除き、RF生成器1702の一例である。
通信制御器1704は、通信制御器1704のポート1714を介してEtherCATケーブル1706に結合され、通信制御器1704の別のポート1716を介してEtherCATケーブル1708に結合される。通信制御器1704は、DSP204にも結合される。センサ1710は、DSP204、及びRF生成器1702の出力1712に結合される。出力158及び164(図1)のいずれかは、出力1712の一例である。
通信制御器1704は、プラズマ・システムの構成要素からポート1714を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1712を受信する。例えば、通信制御器1704は、プラズマ・システムの構成要素からポート1714を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1314(図13A)又は1352(図13B)又は1354(図13C)又は1512(図15A)を受信する。通信制御器1704は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712を処理し、RF生成器1702のアドレスを識別する。例えば、通信制御器1704は、RF生成器1702のアドレスと、通信制御器1704のメモリ・デバイス内に予め記憶したRF生成器1702のアドレスとを比較し、2つのアドレスが整合するかどうかを決定する。2つのアドレスが整合することを決定すると、通信制御器1704は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712からRF生成器1702のアドレスを識別する。
アドレスを識別すると、通信制御器1704は、データを識別し、データを1つ又は複数のEtherCATフレーム1712から抽出し、DSP204に供給する。一例として、RF生成器1702のDSP204に供給されるデータは、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712内のRF生成器1702のアドレスと、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712内の次のアドレスとの間のデータとして識別される。図14に関して例示すると、フィールド1408内のソースRF生成器変数情報は、フィールド1406内のソースRF生成器アドレスと、フィールド1412内のバイアスRF生成器アドレスとの間である。DSP204に供給されるデータの一例は、フィールド1408のソースRF生成器変数情報、又はフィールド1414のバイアスRF生成器変数情報を含む。データを識別すると、通信制御器1704は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712からDSP204に供給すべきデータを抽出し(得る又は読み出す又はコピーする等)、データをDSP204に送信する。
センサ1710は、上記で説明した状態の1つ又は複数に対する基準を測定し、基準をDSP204に供給する。DSP204は、基準を通信制御器1714に供給する、又は基準からの因子を計算し、因子を通信制御器1714に供給する、又はそれらの組合せを行う。また、通信制御器1704は、DSP204からデータを受信し、RF生成器1702のフィールド内のデータを1つ又は複数のEtherCATフレーム1712内に含める。例えば、通信制御器1704は、DSP204から因子を受信し、因子を1つ又は複数のEtherCATフレーム1712内に埋め込み、ポート1714及びEtherCATケーブル1706を介して因子を、プラズマ・システムのプロセッサ118又はソースRF生成器102又はソース整合器108等のソース構成要素に送信する、又は1つ又は複数のEtherCATフレーム1712を、ポート1716を介してプラズマ・システムのソース整合器108又はバイアスRF生成器104等の行先構成要素に送信する。例示すると、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712をプラズマ・システムのソース構成要素又は行先構成要素又はあらゆる他の構成要素等の構成要素に送信するため、通信制御器1704は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712の順序フィールド1403を読み取り、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712から構成要素のアドレスを識別する。更に例示すると、構成要素のアドレスを識別するため、通信制御器1704は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712内に記憶した行先構成要素のアドレスと、通信制御器1704のメモリ・デバイス内に予め記憶した構成要素のアドレスとを比較し、2つのアドレスが整合するかどうかを決定する。2つのアドレスが整合することを決定すると、通信制御器1704は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712から構成要素のアドレスを識別し、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712を構成要素に送信する。ソース構成要素は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712がRF生成器1702によって受信される構成要素であり、行先構成要素は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712がRF生成器1702によって送信される構成要素である。1つ又は複数のEtherCATフレーム1712がポート1716を介してプラズマ・システムの行先構成要素に送信されると、1つ又は複数のEtherCATフレーム1712は、その後、行先構成要素からポート1716を介して受信され、通信制御器1704によってポート1714を介して行先構成要素に送信される。
一実施形態では、複数のセンサは、RF生成器1702と関連付けられる。例えば、別のセンサは、RFケーブル138又は142(図1)上の点に結合され、DSP204にも結合され、基準を測定し、DSP204に供給する。
一実施形態では、システム1700は、EtherCATケーブル1708を除外し、通信制御器1702は、ポート1716を除外する。
図18は、整合器1802を示すシステム1800の一実施形態の図であり、整合器1802は、RFケーブル1804を介してRF生成器1702(図17)に結合され、EtherCATケーブル1806及び1808に結合される。RFケーブル1804は、RFケーブル138及び142(図1)並びに218(図2)のいずれかの一例である。整合器1802は、ソース整合器108(図15A)又はバイアス整合器110(図15B)の一例である。EtherCATケーブル1806は、EtherCATケーブル1306(図15A)、1508(図15B)及び1504(図15A及び図15B)のいずれかの一例である。EtherCATケーブル1808は、EtherCATケーブル1504(図15A)の一例である。
整合器1802は、通信制御器1810と、プロセッサ1812と、ドライバ・システム1814と、センサ・システム1816と、回路構成要素システム1818と、モータ・システム1820とを含む。センサ・システム1816の一例は、センサ1710(図17)等の1つ又は複数のセンサを含む。ドライバ・システム1814の一例は、互いに結合される1つ又は複数のトランジスタ等、1つ又は複数のドライバを含む。回路構成要素システム1818の一例は、互いに結合される1つ又は複数のインダクタ及びキャパシタ等、1つ又は複数の回路構成要素を含む。モータ・システム1820の一例は、1つ又は複数の電気モータを含む。各電気モータは、回路構成要素システム1818の、インダクタ又はキャパシタ等のそれぞれの回路構成要素に結合される。
ソース整合器108又はバイアス整合器110は、整合器1802が通信制御器1810とプロセッサ1812とを含むことを除き、整合器1802の一例である。通信制御器1810は、通信制御器1810のポート1826を介してEtherCATケーブル1806に結合され、通信制御器1810のポート1828を介してEtherCATケーブル1808に結合される。通信制御器1810は、プロセッサ1812にも結合される。プロセッサ1812は、センサ・システム1816及びドライバ・システム1814に結合され、ドライバ・システム1814は、モータ・システム1820に結合される。モータ・システム1820は、回路構成要素システム1818に結合され、回路構成要素システム1818は、RF伝送線路1822を介してRFケーブル1804及びプラズマ・チャンバ112に結合される。回路構成要素システム1818は、センサ・システム1816に結合される。例えば、センサ・システム1816の第1のセンサは、回路構成要素システム1818の第1の回路構成要素に結合され、センサ・システム1816の第2のセンサは、回路構成要素システム1818の第2の回路構成要素に結合される。伝送線路140及び144(図1)のいずれかは、RF伝送線路1822の一例である。
通信制御器1810は、プラズマ・システムの構成要素からポート1826を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1824を受信する。例えば、通信制御器1810は、プラズマ・システムの構成要素からポート1826を介して1つ又は複数のEtherCATフレーム1512(図15A)又は1552(図15B)又は1554(図15C)を受信する。通信制御器1810は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824を処理し、整合器1802のアドレスを識別する。例えば、通信制御器1810は、整合器1802のアドレスと、通信制御器1810のメモリ・デバイス内に予め記憶した整合器1802のアドレスとを比較し、2つのアドレスが整合するかどうかを決定する。2つのアドレスが整合することを決定すると、通信制御器1810は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824から整合器1802のアドレスを識別する。
アドレスを識別すると、通信制御器1810は、データを識別し、データを1つ又は複数のEtherCATフレーム1824から抽出し、プロセッサ1812に供給する。一例として、整合器1802のプロセッサ1812に供給されるデータは、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824内の整合器1802のアドレスと、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824内の次のアドレスとの間のデータとして識別される。図16に関して例示すると、フィールド1606内のソース整合器データは、フィールド1604内のソース整合器アドレスと、フィールド1412内のバイアスRF生成器アドレスとの間である。プロセッサ1812に供給されるデータの一例は、フィールド1606のソース整合器データ、又はフィールド1614のバイアス整合器データを含む。通信制御器1810は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1512からプロセッサ1812に供給すべきデータを抽出し(読み出す又は得る又はコピーする等)、データをプロセッサ1812に送信する。
センサ・システム1816は、回路構成要素システム1818の1つ又は複数の回路構成要素の1つ又は複数の出力で基準を測定し、プロセッサ1812に基準を供給する。プロセッサ1812は、通信制御器1810に基準を供給する。また、通信制御器1810は、プロセッサ1812からデータを受信し、整合器1802のフィールド内のデータを1つ又は複数のEtherCATフレーム1824内に含める。例えば、通信制御器1810は、プロセッサ1812から基準を受信し、基準を1つ又は複数のEtherCATフレーム1824内に埋め込み、ポート1826及びEtherCATケーブル1806を介して基準を、プラズマ・システムのソースRF生成器108又はバイアスRF生成器104又はホスト・コンピュータ106等のソース構成要素に送信する、又は1つ若しくは複数のEtherCATフレーム1824をポート1828を介してプラズマ・システムのバイアスRF生成器104等の行先構成要素に送信する。例えば、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824をプラズマ・システムのソース構成要素又は行先構成要素又はあらゆる他の構成要素等の構成要素に送信するため、通信制御器1810は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824の順序フィールド1403を読み取り、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824から行先のアドレスを識別する。例示すると、行先構成要素のアドレスを識別するため、通信制御器1810は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824内に記憶した行先構成要素のアドレスと、通信制御器1810のメモリ・デバイス内に予め記憶した行先構成要素のアドレスとを比較し、2つのアドレスが整合するかどうかを決定する。2つのアドレスが整合することを決定すると、通信制御器1810は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824から行先構成要素のアドレスを識別し、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824を行先構成要素に送信する。
ソース構成要素は、1つの構成要素であり、この構成要素から、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824が整合器1802によって受信される。行先構成要素は、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824が整合器1802によって送信される構成要素である。1つ又は複数のEtherCATフレーム1824がポート1828を介してプラズマ・システムの行先構成要素に送信されると、1つ又は複数のEtherCATフレーム1824は、その後、行先構成要素からポート1828を介して受信され、通信制御器1810によってポート1826を介して行先構成要素に送信される。
一実施形態では、複数のセンサは、整合器1802と関連付けられる。例えば、別のセンサは、RF伝送線路1804上の点に結合され、プロセッサ1812にも結合され、基準を測定し、プロセッサ1812に供給する。
一実施形態では、システム1800は、EtherCATケーブル1808を除外し、通信制御器1810は、ポート1828を除外する。
図19Aは、プラズマ・システム等のEtherCAT同期システム1920の別の実施形態を示し、複数のEtherCATケーブルは、EtherCAT同期システム1920の任意の2つの構成要素の間に結合される。例えば、EtherCATケーブルは、マスタ制御器の出力ポートからソースRF生成器102の入力ポートに結合され、別のEtherCATケーブルは、マスタ制御器の別の出力ポートからバイアスRF生成器104の入力ポートに結合され、EtherCATケーブルは、ソースRF生成器102の出力ポートからソース整合器108の入力ポートに結合され、EtherCATケーブルは、バイアスRF生成器104の出力ポートからバイアス整合器110の入力ポートに結合される。マスタ制御器の例は、ホスト制御器又はホスト・コンピュータ106(図1)又はADVCI又は別の制御器を含む。
ソースRF生成器102及びソース整合器108の状態情報は、パルス列で供給され、パルス列は、マスタ制御器からソースRF生成器102に送信され、ソースRF生成器102からソース整合器108に送信される。例えば、ソースRF生成器102が生成するRF信号152の変数の状態S(n-A)からSnまでのデューティ・サイクル、電力レベル及び周波数レベル、並びにソース整合器データは、マスタ制御器からソースRF生成器102に送信されるパルス列で供給され、変数の状態S(n-A)からSnまでのデューティ・サイクルは、ソースRF生成器102からソース整合器108に送信されるパルス列で供給される。同様に、RF信号168の変数の状態S(n-A)からSnまでのデューティ・サイクル、電力レベル及び周波数レベル、並びにバイアス整合器データは、マスタ制御器からソースRF生成器104に送信される別のパルス列で供給され、状態S(n-A)からSnまでのデューティ・サイクルは、バイアスRF生成器104からバイアス整合器110に送信される他のパルス列で供給される。
図19Bは、プラズマ・システム等のEtherCAT同期システム1930の一実施形態の図であり、EtherCATケーブルは、マスタ制御器の出力ポートとソースRF生成器102の入力ポートとの間に結合され、EtherCATケーブルは、ソースRF生成器102の出力ポートとバイアスRF生成器104の入力ポートとの間に結合され、EtherCATケーブルは、ソースRF生成器102の出力ポートとソース整合器108の入力ポートとの間に結合され、EtherCATケーブルは、ソース整合器108の出力ポートからバイアス整合器110の入力ポートに結合される。
ソースRF生成器102、ソース整合器108、バイアスRF生成器104及びバイアス整合器110の状態情報は、マスタ制御器からソースRF生成器102に送信されるパルス列で供給される。例えば、RF信号152及び168の変数の状態S(n-A)からSnまでのデューティ・サイクル、電力レベル及び周波数レベル、ソース整合器データ、並びにバイアス整合器データは、マスタ制御器からソースRF生成器102に送信されるパルス列で供給される。パルス列は、ソースRF生成器102からバイアスRF生成器104に伝送される。また、ソースRF生成器102からソース整合器108に送信されたパルス列は、ソース整合器108からバイアス整合器110に送信される。
一実施形態では、EtherCATケーブルは、バイアスRF生成器104の出力ポートからソースRF生成器102の入力に結合され、EtherCATケーブルは、バイアス整合器110の出力ポートからソース整合器108の入力ポートに結合される。本実施形態では、マスタ制御器をソースRF生成器102に結合するEtherCATケーブルではなく、マスタ制御器の出力ポートをバイアスRF生成器104の入力ポートに結合するEtherCATケーブルが使用される。また、EtherCATケーブルは、バイアスRF生成器104の出力ポートからバイアス整合器110の入力ポートに結合される。ソースRF生成器102、ソース整合器108、バイアスRF生成器104及びバイアス整合器110の状態情報は、マスタ制御器からバイアスRF生成器104に送信されるパルス列で供給される。例えば、パルス列は、マスタ制御器からバイアスRF生成器104に送信され、バイアスRF生成器104からソースRF生成器102に伝送され、バイアスRF生成器104からバイアス整合器110に伝送され、バイアス整合器110からソース整合器108に伝送される。
図19Cは、プラズマ・システム等のEtherCAT同期システム1950の一実施形態の図であり、構成要素は、数珠つなぎに結合される。例えば、EtherCATケーブルは、マスタ制御器の出力ポートからソースRF生成器102の入力ポートに結合され、EtherCATケーブルは、ソースRF生成器102の出力ポートからソース整合器108の入力ポートに結合され、EtherCATケーブルは、ソース整合器108の出力ポートからバイアス整合器110の入力ポートに結合され、EtherCATケーブルは、バイアス整合器110の出力ポートからバイアスRF生成器104の入力ポートに結合される。
ソースRF生成器102、ソース整合器108、バイアスRF生成器104及びバイアス整合器110の状態情報は、マスタ制御器からソースRF生成器102に送信されるパルス列で供給される。次に、パルス列は、ソースRF生成器102からソース整合器108に送信され、次に、ソース整合器108からバイアス整合器110に送信され、バイアス整合器110からバイアスRF生成器104に送信される。
図19Dは、プラズマ・システム等のEtherCAT同期システム1960の一実施形態の図であり、構成要素は、数珠つなぎに結合される。例えば、EtherCATケーブルは、マスタ制御器の出力ポートからバイアスRF生成器104の入力ポートに結合され、EtherCATケーブルは、バイアスRF生成器104の出力ポートからバイアス整合器110の入力ポートに結合され、EtherCATケーブルは、バイアス整合器110の出力ポートからソース整合器108の入力ポートに結合され、EtherCATケーブルは、ソース整合器108の出力ポートからソースRF生成器102の入力ポートに結合される。
ソースRF生成器102、ソース整合器108、バイアスRF生成器104及びバイアス整合器110の状態情報は、マスタ制御器からバイアスRF生成器104に送信されるパルス列で供給される。次に、パルス列は、バイアスRF生成器104からバイアス整合器110に送信され、次に、バイアス整合器110からソース整合器108に送信され、ソース整合器108からソースRF生成器102に送信される。
較正
図20は、パルス列較正方法を示すシステム2000の一実施形態の図である。図20に関して示すように、ホスト・コンピュータ106(図1)又はデジタル信号プロセッサ又はADVCI等の無線周波生成器(RFG)生成器は、複数状態S(n-A)、S(n-A+1)・・・S(n-1)及びSnに対する無線周波生成器RFGにPLS(n-A)、PLS(n-A+1)・・・PLS(n-1)及びPLSn等の電力レベルを供給する。Aは正の整数である。一例として、いくつかの状態S(n-A)からSnは、4から36の範囲に及ぶ。例示すると、状態の数は、4つの状態、又は5つの状態、又は6つの状態、又は7つの状態、又は8つの状態、又は9つの状態、又は10個の状態、又は11個の状態、又は12個の状態、13個の状態、又は14個の状態、又は15個の状態、又は16個の状態である。各状態は、1マイクロ秒以上の間生じる。例えば、状態S(n-A)からSnまでのそれぞれのデューティ・サイクルは、同じである。例示すると、状態S(n-A)は、数マイクロ秒の間生じ、状態S(n-A+1)は、同じマイクロ秒の間生じ、状態Snが同じマイクロ秒の間生じるまで、以下同様である。別の例として、1つ又は複数状態のデューティ・サイクルは、残りの状態の1つ又は複数のデューティ・サイクルとは異なる。例示すると、状態S(n-A)は、第1のマイクロ秒の間生じ、状態Snは第2のマイクロ秒の間生じる。別の例として、状態S(n-A)は、第1のマイクロ秒の間生じ、状態S(n-A+1)は、第2のマイクロ秒の間生じ、状態Snは、第3のマイクロ秒の間生じる。無線周波生成器RFGの一例は、RF生成器702(図7)である。無線周波生成器RFGの別の例は、RF生成器902(図9)である。
無線周波生成器RFGは、電力レベルPLS(n-A)、PLS(n-A+1)・・・PLS(n-1)及びPLSnを有するRF信号を生成し、RF信号を50オームの負荷等、既知の負荷に供給する。既知の負荷に結合される電圧センサは、電圧値を測定し、電圧値をRFG制御器に供給する。例えば、電圧センサは、既知の負荷の入力に結合される。別の例として、電圧センサは、RFケーブルに結合され、RFケーブルは、無線周波生成器RFGと既知の負荷との間に結合される。RFG制御器は、電圧センサから受信した電圧値から状態S(n-A)、S(n-A+1)に関するVS(n-A)、VS(n-A+1)・・・VS(n-1)、VSn等の電圧値を決定する。各状態に対し、RFG制御器は、状態の電圧値に基づき、状態の電力レベルを変更すべきかどうかを決定し、決定に基づき、電力レベルPLS(n-A)、PLS(n-A+1)・・・PLS(n-1)及びPLSnの1つ又は複数を調節する。一例として、RFG制御器は、状態の電圧値が予め設定した範囲外かどうかを決定し、電圧値が予め設定した範囲内になるまで状態の電力レベルを調節する。
図21は、電圧パルス水平化方法を示すシステム2000の一実施形態の図である。図20のシステム2000に関して上記で説明したように、電力レベルPLS(n-A)、PLS(n-A+1)・・・PLS(n-1)及びPLSnを有するRF信号は、既知の負荷に供給され、電圧センサは、電圧値を測定する。電圧値は、RFG制御器に供給される。図21のシステム2000に戻り参照すると、RFG制御器は、各状態を複数の下位状態又は下位パルスに分割する。例えば、状態S(n-A)は、下位状態S(n-A)1、S(n-A)2、及び下位状態S(n-A)mが決定されるまで、以下同様に分割され、mは3以上の整数である。別の例として、状態S(n-1)は、下位状態S(n-1)1、S(n1-1)2に分割され、状態Snは、下位状態Sn1、Sn2、及び下位状態Snmが決定されるまで、以下同様に分割される。各下位状態に関し、RFG制御器は、電圧センサから受信した測定電圧値から電圧値を決定する。一例として、RFG制御器は、電圧値VS(n-A)1、VS(n-A)2及び下位状態S(n-A)1から状態S(n-A)mの電圧値VS(n-A)mを計算するまで、以下同様に計算する。例示すると、電圧値VS(n-A)1は、下位状態S(n-A)1の間に測定される平均又は中央値等の電圧値の統計測定値であり、電圧値VS(n-A)2は、下位状態S(n-A)2の間に測定される電圧値の統計測定値である。同様に、RFG制御器は、電圧値VS(n-1)1、VS(n-1)2、及び下位状態S(n-1)1からS(n-1)mの電圧値VS(n-1)mが計算されるまで、以下同様に計算され、電圧値VSn1、VSn2、及び下位状態Sn1から状態Snmの電圧値VSnmが計算されるまで、以下同様に計算する。各下位状態の計算した電圧値に基づき、RFG制御器は、状態S(n-A)の下位状態S(n-A)2の電力レベルPLS(n-A)2、及び状態S(n-1)下位状態S(n-1)1の電力レベルPLS(n-1)1等、下位状態の電力レベルを、電圧値が所定の範囲内になるまで調節する。このようにして、RFG制御器は、電力レベルPLS(n-A)、PLS(n-A+1)・・・PLS(n-1)及びPLSnの1つ又は複数を調節する。
図22は、デューティ・サイクル較正方法を示すシステム2000の一実施形態の図である。図20に関して説明するように、電圧センサは、電圧値を測定し、電圧値をRFG制御器に供給する。システム100を参照すると、RFG制御器は、状態の電圧値に基づき、状態S(n-A)からSnまでの電力レベルPLS(n-A)、PLS(n-A+1)・・・PLS(n-1)及びPLSnのデューティ・サイクルを決定する。例えば、状態Snの複数の電圧値は、継続時間の間測定され、状態S(n-A)の複数の電圧値は、同じ又は異なる継続時間の間測定される。状態S(n-A)の電圧値は、状態Snの電圧値とは異なる。
決定されたデューティ・サイクルは、電力レベルPLS(n-A)の状態S(n-A)のデューティ・サイクルDCS(n-1)等を、電力レベルPLS(n-1)の状態S(n-1)のデューティ・サイクルDCS(n-1)及び電力レベルPLSnの状態Snのデューティ・サイクルDCSnが決定されるまで、以下同様に含む。RFG制御器は、対応する状態のデューティ・サイクルのそれぞれが予め設定したデューティ・サイクル範囲にあるかどうかを決定する。RFG制御器は、対応する状態の1つ又は複数のデューティ・サイクルの1つ又は複数を、1つ又は複数のデューティ・サイクルが対応する1つ又は複数の予め設定したデューティ・サイクル範囲内になるまで調節する。例えば、RFG制御器は、デューティ・サイクルDCSnが、状態Snの予め設定したデューティ・サイクル範囲内にないという決定に応じて、電力レベルPLSnに関する状態Snのデューティ・サイクルDCSnを増大又は低減させる。
一実施形態では、図20、図21又は図22のシステム内の電圧センサを使用するのではなく、電力を測定する電力センサ、又は複素電圧・電流を測定する複素電圧・電流センサを使用し得ることを留意されたい。
4つ以上の状態の同調(TCCT整合器を平均インピーダンスに同調する)
図23は、制御器(CTRL)と、ソース・トランス結合容量性同調(TCCT)整合器等のソース整合器108とを含むシステム2300を示す。制御器の一例は、RFG制御器(図20)を含む。制御器CRTLの更なる例は、ホスト・コンピュータ106(図1)及びホスト制御器を含む。TCCT整合器の一例は、米国特許第10,056,231号に提供されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
制御器CTRLは、ソースRF生成器102、バイアスRF生成器104、ソース整合器108、及びバイアス整合器110に結合される。ソース整合器108は、プラズマ・チャンバ112のTCPコイル126に結合される。基板支持体128又は基板支持体128の下電極は、本明細書でバイアス電極と呼ぶことがある。
制御器CTRLは、状態S(n-A)からSnに関するタイミング情報をソース整合器108に供給する。例えば、制御器CTRLは、状態S(n-A)からSnまでのそれぞれに対する開始時間及び終了時間を含むデューティ・サイクルをソース整合器108に供給する。タイミング情報は、ソース整合器108に供給し、状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数の間、ソース整合器108を同調可能にし、ソース整合器108の出力に結合した負荷のインピーダンスと、ソース整合器108の入力に結合したソースのインピーダンスとを整合し、ソースRF生成器102に向かう反射電力を低減する。負荷の一例は、プラズマ・チャンバ112、及びソース整合器108をTCPコイル126に結合するRF伝送線路140を含み、ソースの一例は、ソースRF生成器102、及びソースRF生成器102をソース整合器108に結合するRFケーブル138を含む。
制御器CTRLは、1つ又は複数のモータ・ドライバ及び対応する1つ又は複数のモータを介してソース整合器108を制御し、状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数の静電容量又は誘導係数又はそれらの組合せを調節し、状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数のソースRF生成器102に向かう反射電力を更に低減する。例えば、ソース整合器108は、クロック信号の複数のクロック・サイクルにわたり、ある状態の静電容量又は誘導係数又はそれらの組合せを変更し、ソース整合器108の出力158に結合した負荷のインピーダンスと、ソース整合器108の入力156に結合したソースのインピーダンスとを整合するようにする。状態S(n-A)からSnは、クロック信号の各クロック・サイクルにわたり生じ、各クロック・サイクルで繰り返す。クロック信号は、制御器CTRL、又はクロック発振器等のクロック・ソースから受信される。ソースRF生成器102が、状態S(n-A)からSnを有するRF信号152を生成する一方で、バイアスRF生成器104は、RF信号168を生成することができ、RF信号168は、連続的であるか、又は2つの状態又は3つ以上の状態を有する。
一実施形態では、バイアスRF生成器104に加えて、1つ又は複数の更なるバイアスRF生成器は、バイアス整合器110を介してプラズマ・チャンバ112に結合される。
一実施形態では、バイアス整合器110は、状態S(n-A)からSnと同期する状態で動作する。バイアス整合器110も、制御器CTRLによる状態S(n-A)からSnに関するタイミング情報を備える。タイミング情報は、バイアス整合器110に供給し、状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数の間、バイアス整合器110を同調可能にし、バイアス整合器110の出力164に結合した負荷のインピーダンスと、バイアス整合器110の入力162に結合したソースのインピーダンスとを整合する。負荷の一例は、プラズマ・チャンバ112、及びバイアス整合器110をプラズマ・チャンバ112の基板支持体128に結合するRF伝送線路144を含み、ソースの一例は、バイアスRF生成器104、及びバイアスRF生成器104をバイアス整合器110に結合するRFケーブル142を含む。
一実施形態では、キャパシタ、インダクタ及び抵抗器等のソースTCCT整合器の1つ又は複数の回路構成要素は、TCPコイル126を通過する電流と別のTCPコイル(図示せず)を通過する別の電流との間の比率を達成するように調節される。他のTCPコイルは、同じ水平面内に位置し、TCPコイル126は、TCPコイル126の水平面の上又は下の異なる水平面に位置する。TCPコイルの両方は、一緒にTCP電極を形成する。
一実施形態では、ソースRF生成器102に加えて、1つ又は複数の更なるソースRF生成器は、ソースTCCT整合器を介して他のTCPコイルに結合される。
整合器の選択的同調(1つの状態の間のTCCT整合器の同調、及び他の状態の間のRFGの同調)
図24Aは、状態の整合器同調方法を示すシステム2400の一実施形態の図である。ソース整合器108は、状態S(n-A)からSnまでの1つの間に同調され、ソースRF生成器102は、状態S(n-A)からSnまでの残りの1つ又は複数の間に同調される。例えば、ソース整合器108の静電容量又は誘導係数又はそれらの組合せは、1つ又は複数のモータ・ドライバ及び対応する1つ又は複数のモータを介して制御器CTRLによって修正され、状態S(n-A)の間ソース整合器108を同調し、ソースRF生成器102に向かう反射電力を低減する。また、残りの状態S(n-A+1)からSnまでの1つ又は複数の間、ソースRF生成器102の周波数又は電力レベル又はそれらの組合せを修正し、ソースRF生成器102を同調し、残りの状態の1つ又は複数の間にソースRF生成器102に向かう反射電力を低減する。
反射電力は、ソースRF生成器102の出力に結合した電圧センサ又は複素電圧・電流センサ等のセンサによって測定し、反射電力を低減したかどうかを決定することができる。測定電力は、センサから制御器CTRLに供給し、ソースRF生成器102が供給すべき電力量を決定し、測定電力を更に低減する。
一実施形態では、電力の測定ではなく、電圧反射係数を使用し、ソースRF生成器102が供給する電力を変更するかどうかを決定する。
図24Bは、状態の整合器同調方法を示すシステム2400の一実施形態の図である。バイアス整合器110は、状態S(n-A)からSnまでの1つの間に同調され、バイアスRF生成器104は、状態S(n-A)からSnまでの残りの1つ又は複数の間に同調される。例えば、バイアス整合器110の静電容量又は誘導係数又はそれらの組合せは、1つ又は複数のモータ・ドライバ及び対応する1つ又は複数のモータを介して制御器CTRLによって修正され、状態S(n-A)の間バイアス整合器110を同調し、バイアスRF生成器104に向かう反射電力を低減する。また、残りの状態S(n-A+1)からSnまでの1つ又は複数の間、バイアスRF生成器104の周波数又は電力レベル又はそれらの組合せを修正し、バイアスRF生成器104を同調し、残りの状態の1つ又は複数の間にバイアスRF生成器104の方に向かう反射電力を低減する。
反射電力は、バイアスRF生成器104の出力に結合した電圧センサ又は複素電圧・電流センサ等のセンサによって測定し、反射電力を低減したかどうかを決定することができる。測定電力は、センサから制御器CTRLに供給し、バイアスRF生成器104が供給すべき電力量を決定し、測定電力を更に低減する。
一実施形態では、電力の測定ではなく、電圧反射係数を使用し、バイアスRF生成器104が供給する電力を変更するかどうかを決定する。
ソリッド・ステート整合器
図25Aは、ソリッド・ステート整合器を示すシステム2500の一実施形態の図であり、本明細書では電子整合器と呼ぶことがある。ソース整合器108ではなく、図25Aに関して示すように、ソリッド・ステート整合器を使用する。図25Aのシステム2500は、図25Aではソース整合器108をソリッド・ステート整合器に取り替えたことを除き、図24Aのシステム2400と同じ構成要素を有する。ソース・ソリッド・ステート整合器は、プラズマ・チャンバ112のTCP電極のTCPコイル126の電流と、TCP電極の他のTCPコイルとの間の電流比の達成を促進する。状態S(n-A)からSnまでのタイミング情報等の状態情報は、制御器CTRLによってソース・ソリッド・ステート整合器に供給される。状態S(n-A)からSnまでのそれぞれの間、ソース・ソリッド・ステート整合器は、ソリッド・ステート整合器の出力2502に結合した負荷のインピーダンスと、ソリッド・ステート整合器の入力2504に結合したソースのインピーダンスとを整合し、ソースRF生成器102に向かう反射電力を低減する。ソリッド・ステート整合器の出力2502に結合した負荷の一例は、RF伝送線路140及びプラズマ・チャンバ112を含み、入力2504に結合したソースの一例は、RFケーブル138及びソースRF生成器102を含む。RFケーブル138は、入力2504に結合され、RF伝送線路140は、出力2502に結合される。バイアスRF生成器104は、連続波(CW)モード又は2つの状態のモード又は複数状態のモードで動作する。複数状態のモードの一例は、複数のレベルのパルスを印加するモードである。
図25Bは、バイアス整合器110ではなく、バイアス・ソリッド・ステート整合器を使用することを示すシステム2550の一実施形態の図である。システム2550は、バイアス整合器110ではなくバイアス・ソリッド・ステート整合器を使用し、ソース・ソリッド・ステート整合器ではなくソース整合器108を使用することを除き、システム2500と同じである。状態S(n-A)からSnまでのタイミング情報等の状態情報は、制御器CTRLによってバイアス・ソリッド・ステート整合器に供給される。状態S(n-A)からSnまでのそれぞれの間、バイアス・ソリッド・ステート整合器は、ソリッド・ステート整合器の出力2552に結合した負荷のインピーダンスと、バイアス・ソリッド・ステート整合器の入力2554に結合したソースのインピーダンスとを整合し、バイアスRF生成器104に向かう反射電力を低減する。バイアス・ソリッド・ステート整合器の出力2552に結合した負荷の一例は、プラズマ・チャンバ112、及びバイアス・ソリッド・ステート整合器をプラズマ・チャンバ112に結合するRF伝送線路144を含む。バイアス・ソリッド・ステート整合器の入力2554に結合されるソースの一例は、RFケーブル142及びバイアスRF生成器104を含む。出力2552は、RF伝送線路144に結合され、入力2554は、RFケーブル142に結合される。バイアスRF生成器104が複数状態モードで動作する場合、ソースRF生成器102は、連続波(CW)モード又は二重状態モード又は複数状態モードで動作する。
RF生成器の選択的同調(他の複数の状態の間ではなく、1つの状態の間にRF生成器を同調する)
図26Aは、固定周波数を伴う整合器同調方法を示すシステム2600の一実施形態の図である。図26Aに関して示すシステム700は、システム2600において、センサ1710がソースRF生成器102の出力に結合されることを除き、図23を参照して示す構成要素と同じ構成要素を有する。センサ1710は、ソースRF生成器102に向かう反射電力を測定する。制御器CTRLは、状態S(n-A)の間、ソース整合器108を同調する。更に、制御器CTRLは、残りの状態S(n-A+1)からSnまでの間、ソースRF生成器102の一定の周波数を維持する。一定の周波数は、ソースRF生成器102に向かう反射電力の和
が最小であるように、制御器CTRLによって決定され、式中、Cvは、状態の重みであり、Pvは、ソースRF生成器102に向かう、この状態の反射電力であり、vは、状態の状態数である。例えば、状態S(n-A)の状態数は1であり、状態S(n-A+1)の状態数は2であり、状態Snの状態数がwであるまで、以下同様であり、wは正の整数である。ソースRF生成器102が複数状態モードで動作する場合、バイアスRF生成器104は、連続波(CW)モード又は2つの状態又は複数状態モードで動作する。
図26Bは、固定周波数による整合器同調方法を示すシステム2650の一実施形態の図である。制御器CTRLは、状態S(n-A)の間、バイアス整合器110を同調する。更に、制御器CTRLは、残りの状態S(n-A+1)からSnまでの間、バイアスRF生成器104の一定の周波数を維持する一定の周波数は、バイアスRF生成器104に向かう反射電力の和
が最小であるように、制御器CTRLによって決定され、式中、Cvは、状態の重みであり、Pvは、バイアスRF生成器104に向かう、この状態の反射電力であり、vは、状態の状態数である。例えば、状態S(n-A)の状態数は1であり、状態S(n-A+1)の状態数は2であり、状態Snの状態数がwになるまで、以下同様である。センサ1710は、バイアスRF生成器104の出力160に結合され、バイアスRF生成器104に向かう反射電力を測定する。バイアスRF生成器104が複数状態モードで動作する場合、ソースRF生成器102は、連続波(CW)モード又は2つの状態又は複数状態モードで動作する。
一実施形態では、ソースRF生成器102及びバイアスRF生成器104の両方が複数状態S(n-A)からSnまで動作する。
一実施形態では、ソースRF生成器102は、バイアスRF生成器104とは異なる数の状態で動作する。
マスタ同期制御器(ADVCI又はパルス・マスタ制御器)
図27は、TCP電極とバイアス電極との間のクロック同期方法を示すシステム2700の一実施形態の図である。図27に示すように、デジタル・パルス・ソース又はデジタル信号プロセッサ又はホスト・コンピュータ106又はホスト制御器又はADVCI等のパルス・マスタ制御器は、状態S(n-A)からSnを有するトランジスタ-トランジスタ論理(TTL)信号を生成し、TTL信号をバイアスRF生成器104に供給する。パルス・マスタ制御器は、本明細書では外部パルス・マスタ制御器と呼ぶことがある。TTL信号を受信すると、バイアスRF生成器104は、状態S(n-A)からSnまでの電力レベルPLS(n-A)からPLSnまでを有するRF信号を生成する。更に、パルス・マスタ制御器は、TTL信号をソースRF生成器102に供給する。TTL信号を受信すると、ソースRF生成器102は、状態S(n-A)からSnまでの複数の電力レベルPLS(n-A)からPLSnまでを有するRF信号を生成する。状態S(n-A)からSnまでのそれぞれに対し、ソースRF生成器102が生成する1つの電力レベルがある。例えば、第1の電力レベルは、状態S(n-A)のために生成され、第2の電力レベルは、状態S(n-A+1)のために生成され、第3の電力レベルは、状態S(n-1)のために生成され、第4の電力レベルは、状態Snのために生成される。
一実施形態では、1つの状態の間にソースRF生成器102が生成する電力レベルは、この状態の間にバイアスRF生成器104が生成する電力レベルとは異なる。例えば、1つの状態の間にソースRF生成器102が生成する電力レベルPLSnは、この状態の間にバイアスRF生成器104が生成する電力レベルとは異なる、例えば、より大きいか又はより小さい。
一実施形態では、ソースRF生成器102に、バイアスRF生成器104に供給されるTTL信号とは異なる数の状態を有するTTL信号が供給される。例えば、ソースRF生成器102に、4つの状態を有するTTL信号が供給され、バイアスRF生成器104に、5つの状態を有するTTL信号が供給される。別の例として、ソースRF生成器102に、5つの状態を有するTTL信号が供給され、バイアスRF生成器104に、4つの状態を有するTTL信号が供給される。
図28Aは、同期マスタを示すシステム2800の一実施形態の図である。図28Aに示すシステム2800は、ADVCI等の同期マスタを含み、ソースRF生成器102とバイアスRF生成器104とを更に含む。ADVCIは、アナログ電圧信号等のアナログ信号をデジタル電圧信号等のデジタル信号に変換する。また、ADVCIは、電圧ピーク検出、及び複数状態S(n-A)からSnまでを有する状態の生成等の1つ又は複数の他の機能を実施する。例えば、ADVCIは、DC電圧レベル等の複数の論理レベルを有する状態信号を生成する。同期マスタは、ソースRF生成器102及びバイアスRF生成器104に結合される。
同期マスタは、2つの状態S1及びS0を有するTTL信号等のクロック信号を生成し、クロック信号をバイアスRF生成器104に供給する。クロック信号を受信すると、バイアスRF生成器104は、2つの状態S(n-1)及びSnの2つの電力レベルを有するRF信号を生成する。例えば、バイアスRF生成器104が生成するRF信号は、高電力レベル及び低電力レベルを有する。低電力レベルは、電力値が高電力レベルである電力レベルよりも低い1つ又は複数の電力値を有する。高電力レベルは、1つ又は複数の電力値を有する。また、同期マスタは、状態S(n-A)からSnまでを有するデジタル・パルス信号を生成し、デジタル・パルス信号をソースRF生成器102に送信する。デジタル・パルス信号の一例は、複数状態の波形である。デジタル・パルス信号を受信すると、ソースRF生成器102は、4つ以上の状態等、状態S(n-A)からSnまでの電力レベルを有するRF信号を生成する。例えば、ソースRF生成器102が生成するRF信号は、状態S(n-A)からSnまでの数と同じ数の電力レベルを有する。
一実施形態では、クロック信号ではなく、状態S(n-1)及びSnまでの数とは異なる数の状態を有するデジタル・パルス信号を同期マスタからバイアスRF生成器104に供給することを留意されたい。
図28Bは、同期マスタを示すシステム2800の一実施形態の図である。同期マスタは、2つの状態S(n-1)及びSnを有するTTL信号等のクロック信号を生成し、クロック信号をソースRF生成器102に供給する。クロック信号を受信すると、ソースRF生成器102は、2つの状態S(n-1)及びSnの2つの電力レベルを有するRF信号を生成する。例えば、ソースRF生成器102が生成するRF信号は、高電力レベル及び低電力レベルを有する。低電力レベルは、電力値が高電力レベルである電力レベルよりも低い1つ又は複数の電力値を有する。高電力レベルは、1つ又は複数の電力値を有することができる。また、同期マスタは、4つ以上の状態等、状態S(n-A)からまでSnを有するデジタル・パルス信号を生成し、デジタル・パルス信号をバイアスRF生成器104に送信する。デジタル・パルス信号を受信すると、バイアスRF生成器104は、状態S(n-A)からSnまでの電力レベルを有するRF信号を生成する。例えば、バイアスRF生成器104が生成するRF信号は、状態S(n-A)からSnまでの数と同じ数の電力レベルを有する。
一実施形態では、クロック信号ではなく、状態S(n-A)からSnまでの数とは異なる数の状態を有するデジタル・パルス信号を同期マスタからソースRF生成器102に供給し得ることを留意されたい。
終了点検出を伴うマスタ同期制御器
図29は、システム2900の一実施形態の図であり、終了点検出を伴う複数状態の制御の使用を示す。システム2900は、終了点検出制御器と、ADVCIと、ソースRF生成器102と、バイアスRF生成器104と、ソース整合器108と、バイアス整合器110と、プラズマ・チャンバ112とを含む。ソースRF生成器102が、1つ又は複数状態S(n-A)からSnまでを有するRF信号152を生成する場合、バイアスRF生成器104は、基板Sを処理する状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数を有するRF信号168を生成する。一例として、ソースRF生成器102が生成するRF信号152は、バイアスRF生成器104が生成するRF信号168と同じ数の状態を有する。別の例として、ソースRF生成器102が生成するRF信号152は、バイアスRF生成器104が生成するRF信号168の状態の数と異なる数の状態を有する。
発光分光分析、又はLam分光反射率計測装置(LSR)は、プラズマ・チャンバ112の外部に位置し、プラズマ・チャンバ122から反射される光の強度を決定する一方で、基板Sは、プラズマ・チャンバ112内で処理される。終了点検出制御器は、発光分光分析又はLSRから強度を示す電気信号を受信し、処理内の終了点又は処理点に到達したかどうかを決定する。基板S上で実施される処理の例は、堆積処理、エッチング処理、洗浄処理、及びスパッタリング処理を含む。終了点又は処理点又はそれらの組合せがまだ達成されていないことを決定すると、終了点検出制御器は、調節信号をADVCIに送信する。調節信号を受信すると、ADVCIは、状態S(n-A)からSnまでの間、ソースRF生成器102の電力レベルを制御するか、又は状態S(n-A)からSnまでの間、バイアスRF生成器104の電力レベルを制御するか、又はそれらの組合せで制御する。終了点又は処理点が達成されたことを決定すると、終了点検出制御器は、停止信号をADVCIに送信する。停止信号を受信すると、ADVCIは、状態S(n-A)からSnまでの間、ソースRF生成器102の電力レベルをゼロに制御し、状態S(n-A)からSnまでの間、バイアスRF生成器104の電力レベルをゼロに制御する。
複数状態のパルス化のための反射電力の低減
図30は、RF生成器1070を含むシステム3000を示し、RF生成器1070は、電力制御器PWRS(n-A)からPWRSnと、自動周波数同調器AFTS(n-A)からAFTSnと、DSP204と、RF電源222とを含み、マイクロ秒レベルで軌道を周波数同調する方法を示す。システム3000は、ソース整合器108又はバイアス整合器110等の整合器216を更に含み、プラズマ・チャンバ112を含む。センサ1710は、RF電源222の出力217に結合される。RF電源222は、ソースRF生成器102又はバイアスRF生成器104の電源である。
センサ1710は、出力217で基準を測定し、基準をDSP204に供給する。DSP204は、状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数の周波数及び/又は状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数の電力の変更を決定し、状態の1つ又は複数の間の反射電力を低減する。図10Jを参照して上記で説明したように、状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数の周波数を変更するため、DSP204は、自動周波数同調器AFTS(n-A)からAFTSnまでの対応する1つ又は複数を制御し、状態S(n-A)からSnまでの1つ又は複数の電力を変更するため、DSP204は、電力制御器PWRS(n-A)からPWRSnの対応する1つ又は複数を制御する。
一実施形態では、RF生成器同調方法を説明する。方法は、4つ以上の状態を有するデジタル・パルス信号を生成することと、デジタル・パルス信号をRF生成器に供給することと、デジタル・パルス信号の4つ以上の状態と同期される4つ以上の状態を有するRF信号を生成することとを含む。
一実施形態では、4つ以上の状態の第1の状態は、4つ以上の電力レベルの第1の電力レベルの発生の持続時間を規定し、4つ以上の状態の第2の状態は、4つ以上の電力レベルの第2の電力レベルの発生の持続時間を規定し、4つ以上の状態の第3の状態は、4つ以上の電力レベルの第3の電力レベルの発生の持続時間を規定し、4つ以上の状態の第4の状態は、4つ以上の電力レベルの第4の電力レベルの発生の持続時間を規定する。
一実施形態では、半導体作製用プラズマ生成に使用する生成器を説明する。生成器は、複数状態の波形を規定する入力信号を処理する受信器を含む。複数状態の波形は、複数状態の波形の複数状態のそれぞれの間に生成器が印加するそれぞれの電力レベルと関連付けられる。生成器は、RF生成器の負荷にRF電力信号を送出する出力を更に含む。RF電力信号は、複数状態の波形に関連付けた電力レベルを使用する。電力レベルは、複数のクロック・サイクルの各クロック・サイクルの間、繰り返される。
一実施形態では、電力レベルは、4つのレベル、又は5つのレベル、又は6つのレベル、又は7つのレベル、又は8つのレベルを含む。
一実施形態では、電力レベルの1つの電力レベルは、電力レベルの別の電力レベルに遷移し、電力レベルの他の電力レベルのパルス幅を低減する。
一実施形態では、電力レベルの1つの電力レベルは、電力レベルの別の電力レベルに遷移し、電力レベルの1つの電力レベルのパルス幅を低減する。
一実施形態では、負荷は、TCP電極であり、複数状態の波形は、バイアス電極に結合される別の生成器に印加される。
一実施形態では、電極を有するプラズマ処理チャンバに電力を供給する際に使用する生成器を説明する。生成器は、少なくとも4つの状態を含む複数状態の信号を受信する入力と、RF信号を供給する出力とを含み、RF信号は、複数状態の信号に基づき、複数レベルの電力を供給する。RF信号は、プラズマ処理チャンバの電極に接続した整合器に送出される。
一実施形態では、複数状態の電力をプラズマ処理チャンバの電極に供給する方法を説明する。方法は、少なくとも4つの状態を有するデジタル・パルス信号を生成することと、複数状態のRF信号を生成するため、デジタル・パルス信号を処理することとを含む。複数状態のRF信号は、少なくとも4つの状態のそれぞれに対応する複数の電力レベルを有する。方法は、複数状態のRF信号を、電力を電極に伝送する負荷に出力することを含む。
一実施形態では、少なくとも4つの状態は、複数のクロック・サイクルの各クロック・サイクルの間、繰り返される。
本明細書で説明する実施形態は、ハンドヘルド・ハードウェア・ユニット、マイクロプロセッサ・システム、マイクロプロセッサベースの民生用電子機器又はプログラム可能民生用電子機器、ミニコンピュータ、汎用コンピュータ等を含む様々なコンピュータ・システム構成で実行することができる。本明細書で説明する実施形態は、コンピュータ・ネットワークを通じて結合された遠隔処理ハードウェア・ユニットによってタスクが実施される、分散コンピューティング環境内で実行することもできる。
いくつかの実施形態では、制御器は、システムの一部であり、上記例の一部であってよい。システムは、処理構成要素及び/又は特定処理構成要素(ウエハ・ペデスタル、ガス流システム等)のための1つ又は複数の処理ツール、1つ又は複数のチャンバ、1つ又は複数のプラットフォームを含め、半導体処理機器を含むことができる。システムは、半導体ウエハ又は基板を処理する前、その間、及びその後に動作を制御する電子機器と統合される。これらの電子機器は、「制御器」と呼び、システムの様々な構成要素又は下位部品を制御し得る。制御器は、処理要件及び/又はシステムの種類に応じて、処理ガスの送出、温度設定(例えば加熱及び/又は冷却)、圧力設定、真空設定、電力設定、RF生成器設定、RF整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送出設定、位置及び動作設定、ツール間のウエハ搬送、並びに他の搬送ツール及び/又はロードロックを含め、本明細書で開示する工程のいずれかを制御するようにプログラムしてよく、これらは、システムに接続又はインターフェース接続される。
広範に言うと、様々な実施形態では、制御器は、様々な集積回路、論理、メモリ及び/又はソフトウェアを有する電子機器と定義され、これらは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、終了点測定を可能にする、等である。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)として定義されるチップ、プログラマブル論理デバイス(PLD)、又はプログラム命令(例えばソフトウェア)を実行する1つ又は複数のマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラを含む。プログラム命令は、様々な個々の設定(又はプログラム・ファイル)の形態で制御器と通信し、半導体ウエハ上で若しくは半導体ウエハのために処理を実行する動作パラメータを定義する命令である。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、1つ又は複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、面、回路及び/又はウエハ・ダイの作製中、1つ又は複数の処理ステップを達成するように工程技師によって定義されたレシピの一部である。
制御器は、いくつかの実施形態では、統合されるコンピュータの一部であるか、又は統合されるコンピュータに結合されるか、システムに結合されるか、又はシステムにネットワーク化されるか、又はそれらの組合せである。例えば、制御器は、「クラウド」、又は工場ホスト・コンピュータ・システムの全て若しくは一部の中にあり、ウエハ処理に遠隔でアクセス可能である。コンピュータは、システムへの遠隔アクセスを可能にし、製造動作に対する現在の進行を監視し、過去の製造動作履歴を調査し、複数の製造動作から傾向又は性能メトリックを調査し、現在の処理のパラメータを変更し、処理ステップを設定し、現在の処理に追従するか、又は新たな処理を開始する。
いくつかの実施形態では遠隔コンピュータ(例えばサーバ)は、ローカル・ネットワーク又はインターネットを含むコンピュータ・ネットワーク上で工程レシピをシステムに提供する。遠隔コンピュータは、パラメータ及び/又は設定の入力又はプログラミングを可能にするユーザ・インターフェースを含み、パラメータ及び/又は設定は、遠隔コンピュータからシステムに伝送される。いくつかの例では、制御器は、ウエハを処理する設定の形態で命令を受信する。設定は、ウエハ上で実施される処理の種類、及び制御器がインターフェース接続する、又は制御器が制御するツールの種類に固有であることを理解されたい。したがって、上記のように、制御器は、一緒にネットワーク化し、本明細書で説明した履行処理等の共通の目的に向けて働く1つ又は複数の個別の制御器を含む等によって分散される。そのような目的の分散制御器の一例は、チャンバ内での処理を制御するように組み合わせた(プラットフォームレベルで、又は遠隔コンピュータの一部として)遠隔に位置する1つ又は複数の集積回路と通信する、チャンバ上の1つ又は複数の集積回路である。
限定はしないが、様々な実施形態では、システムは、プラズマ・エッチング・チャンバ、堆積チャンバ、スピンリンス・チャンバ、金属めっきチャンバ、洗浄チャンバ、斜縁エッチング・チャンバ、物理蒸着(PVD)チャンバ、化学蒸着(CVD)チャンバ、原子層堆積(ALD)チャンバ、原子層エッチング(ALE)チャンバ、イオン注入チャンバ、トラック・チャンバ、並びに半導体ウエハの作製及び/又は製造に関連する又は作製及び/又は製造で使用されるあらゆる他の半導体処理システムを含む。
上記の動作は、トランス結合プラズマ(TCP)反応器に関して説明したが、いくつかの実施形態では、上記の動作は、他の種類のプラズマ・チャンバ、例えば、平行板プラズマ・チャンバ、例えば、容量結合プラズマ・チャンバ等、誘電体ツール、電子サイクロトロン共鳴反応器を含むプラズマ・チャンバ等に適用されることを更に留意されたい。TCP反応器の一例は、誘導結合プラズマ(ICP)反応器を含む。TCP反応器の別の例は、導体ツールを含む。用語反応器及びプラズマ・チャンバは、本明細書で互換的に使用する。
上記のように、ツールによって実施すべき処理動作に応じて、制御器は、他のツール回路又はモジュール、他のツール構成要素、クラスタ・ツール、他のツール・インターフェース、隣接ツール、近接ツール、工場全体を通じて位置するツール、主コンピュータ、ウエハ容器を半導体製造工場内のツールの場所及び/又はロード・ポートに持って来る材料搬送で使用される別の制御器又はツールの1つ又は複数と通信する。
上記実施形態を念頭において、実施形態の一部は、コンピュータ・システム内に記憶したデータを伴う様々なコンピュータ実装動作を採用することを理解されたい。これらのコンピュータ実装動作は、物理量を扱う動作である。
実施形態の一部は、これらの動作を実施するハードウェア・ユニット又は装置に関連する。装置は、専用コンピュータ用に特別に構成される。専用コンピュータとして定義する場合、コンピュータは、特定の目的の一部ではない他の処理、プログラム実行、又はルーチンを実施する一方で、依然として、特定の目的のために動作することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書で説明する動作は、選択的に起動したコンピュータによって実施されるか、又はコンピュータ・メモリ内に記憶した1つ又は複数のコンピュータ・プログラムによって構成されるか、又はコンピュータ・ネットワーク上で得られる。データをコンピュータ・ネットワーク上で得る際、データは、コンピュータ・ネットワーク、例えば、計算リソースのクラウド上で他のコンピュータによって処理してよい。
本明細書で説明する1つ又は複数の実施形態は、非一時的コンピュータ可読媒体上でコンピュータ可読コードとして作製することもできる。非一時的コンピュータ可読媒体は、任意のデータ記憶ハードウェア・ユニット、例えば、データを記憶するメモリ・デバイス等であり、その後、データは、コンピュータ・システムによって読み取られる。非一時的コンピュータ可読媒体の例は、ハード・ドライブ、ネットワーク・アタッチド・ストレージ(NAS)、ROM、RAM、コンパクト・ディスク-ROM(CD-ROM)、記録可能CD(CD-R)、書換え可能CD(CD-RW)、磁気テープ、並びに他の光学及び非光学データ記憶域ハードウェア・ユニットを含む。いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、ネットワーク結合コンピュータ・システム上に分散したコンピュータ可読有形媒体を含み、コンピュータ可読コードを分散様式で記憶、実行されるようにする。
上記で説明したいくつかの方法動作は、特定の順序で提示したが、様々な実施形態では、他のハウスキーピング動作は、方法動作の間に実施される、又は方法動作は、方法動作がわずかに異なる時間で生じるか若しくは様々な間隔で方法動作の発生を可能にするシステム内に分散するように調節される、又は上記で説明した順序とは異なる順序で実施されることを理解されたい。
一実施形態では、上記で説明したあらゆる実施形態からの1つ又は複数の特徴は、本開示に記載する様々な実施形態で説明した範囲から逸脱することなく、あらゆる他の実施形態の1つ又は複数の特徴と組み合わせられることを更に留意されたい。
上記実施形態を、理解を明確にするためにある程度詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲内で特定の変更及び修正を実行し得ることは明らかであろう。したがって、本実施形態は、例示的であって、限定的と見なすべきではなく、実施形態は、本明細書で示した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲の範囲及び等価物内で修正してよい。