JP6425765B2 - プラズマ処理負荷へのシステムレベルの電力送達 - Google Patents
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Description
本願は、米国仮特許出願第61/429,472号(2011年1月4日出願)の利益を主張する。該出願第61/429,472号の詳細は、その全体が、あらゆる適切な目的のために参照により本明細書に引用される。
本発明は、プラズマ処理負荷に対する一貫した電力送達の維持に関する。より具体的には、発電機、整合ネットワーク、センサのシステムレベル統合と、それらの監視および制御に関する。
合、発電機102の電力出力を測定する、センサ114を含む。センサ114、116は、時として、外部ユーザインターフェース130を介して、その測定値をユーザに通信する。ユーザは、次いで、整合ネットワーク104および/または発電機102に、システムを同調させる試みにおいて、順応するように命令する。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
電力送達システムであって、
電力をプラズマ負荷に提供するように構成されている発電機と、
前記発電機の出力を前記プラズマ負荷に対してインピーダンス整合させるように構成されている整合ネットワークと、
前記発電機の出力における電力の電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力を測定するように構成され、対応する測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力を生成するように構成されている、第1のセンサと、
ローカルコントローラと
を備え、
前記ローカルコントローラは、
前記測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力を前記センサから受信することと、
ユーザ電力送達要件を受信することと、
前記測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力と、前記ユーザ電力送達要件とを分析することと、
前記発電機および/または整合ネットワークに、前記ユーザ電力送達要件を満たすために、1つ以上の動作パラメータを調節するように命令することと
を行うように構成されている、システム。
(項目2)
前記1つ以上の動作パラメータは、発電機周波数または整合ネットワークインピーダンスを含む、項目1に記載のシステム。
(項目3)
前記センサは、前記発電機の電力出力および前記発電機によって経験されるインピーダンスを測定するように構成されている、項目1に記載のシステム。
(項目4)
前記ローカルコントローラは、前記発電機内に配置されている、項目1に記載のシステム。
(項目5)
前記ローカルコントローラは、前記整合ネットワーク内に配置されている、項目1に記載のシステム。
(項目6)
前記ローカルコントローラと通信する第2のセンサをさらに備え、前記第2のセンサは、前記整合ネットワークと前記プラズマ負荷との間の電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力、プラズマチャンバの非電気特性、または、前記プラズマ負荷の非電気特性を測定するように構成されている、項目1に記載のシステム。
(項目7)
前記ローカルコントローラは、前記発電機、前記整合ネットワーク、および前記第1のセンサを識別する、項目1に記載のシステム。
(項目8)
前記ローカルコントローラは、前記電力送達システムの構成要素とのユーザ相互作用のための単独導管であるように構成されている、項目1に記載のシステム。
(項目9)
発電機の電力出力の電気特性を監視して、前記電力出力の電気特性をローカルコントローラに提供することと、
前記電力出力の電気特性を分析することと、
前記分析に基づいて、命令を前記発電機および前記整合ネットワークに中継し、それによって、前記発電機および前記整合ネットワークの同時同調を可能にすることと
を含む、方法。
(項目10)
前記ローカルコントローラにおいて前記発電機の識別を受信することと、
前記ローカルコントローラにおいて整合ネットワークの識別を受信することと、
前記発電機および前記整合ネットワークの識別と、前記電力出力の電気特性とを分析することと、
前記動作パラメータおよび前記電気特性の前記分析に基づいて、命令を前記発電機および整合ネットワークに中継し、前記発電機および前記整合ネットワークの同時同調を可能にすることと
をさらに含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記同時同調は、前記発電機の周波数および前記整合ネットワークのインピーダンスを同調させることを含む、項目10に記載の方法。
(項目12)
前記発電機および前記整合ネットワークの識別は、ブランド、モデル、または製造番号を含む、項目10に記載の方法。
(項目13)
前記発電機および前記整合ネットワークの識別は、動作特性を含む、項目10に記載の方法。
(項目14)
電力送達システムの電力制御システムであって、
発電機の電力出力および前記発電機によって経験されるインピーダンスを監視するように構成されている第1のセンサであって、前記発電機は、整合ネットワークを介して電力をプラズマ負荷に提供するように構成されている、第1のセンサと、
前記第1のセンサと通信するローカルコントローラと
を備え、
前記ローカルコントローラは、前記発電機および前記整合ネットワークの同調を管理するように構成され、前記同調は、前記発電機の電力出力および前記発電機によって経験されるインピーダンスの原因となる、電力制御システム。
(項目15)
前記ローカルコントローラは、前記発電機または前記整合ネットワークのプロセッサおよびメモリ上で動作するように構成されているソフトウェアまたはファームウェアである、項目14に記載の電力制御システム。
(項目16)
前記ローカルコントローラは、ソフトウェアまたはファームウェアを動作させるプロセッサであり、既存の電力送達システムへの追加のために構成されている、項目14に記載の電力制御システム。
(項目17)
前記ローカルコントローラは、前記第1のセンサの識別、前記発電機の識別、および前記整合ネットワークの識別を識別するように構成されている、項目14に記載の電力制御システム。
(項目18)
前記同調は、前記第1のセンサの識別、前記発電機の識別、および前記整合ネットワークの識別を考慮する、項目17に記載の電力制御システム。
(項目19)
プラズマ負荷に送達される、前記整合ネットワークの電力出力を特徴づけるように構成されている第2のセンサをさらに備えている、項目14に記載の電力制御システム。
(項目20)
前記第2のセンサは、プラズマチャンバの特性を監視するように構成され、前記プラズマは、前記電力送達システムから送達される電力によって維持される、項目18に記載の電力制御システム。
(項目21)
前記ローカルコントローラは、前記発電機の周波数および前記整合ネットワークのインピーダンスの同時同調を管理するように構成されている、項目14に記載の電力制御システム。
(項目22)
前記ローカルコントローラは、前記第1のセンサ、前記発電機、および前記整合ネットワークへのユーザ入力、およびそれらからの出力とインターフェースをとる、項目14に記載の電力制御システム。
(項目23)
前記ローカルコントローラは、外部コントローラと通信するように構成され、ユーザは
、前記外部コントローラを介して前記電力送達システムとインターフェースをとる、項目22に記載の電力制御システム。
(項目24)
前記ローカルコントローラは、
ユーザ電力送達要件を受信することと、
前記ユーザ電力送達要件を達成するために、前記発電機および前記整合ネットワークのための命令を生成することと、
前記命令を前記発電機および前記整合ネットワークにパスすることと
を行うように構成されている、項目22に記載の電力制御システム。
ム200の任意の構成要素との間の通信を管理することができる。ローカルコントローラ212は、迅速に調節可能であって、一定かつおよび正確な電力が、1つ以上の電力送達要件に従って、プラズマ負荷206に送達されるように、電力送達システム200を管理することができる。
がって、より正確なインピーダンス測定を可能にすることができる。
を遠隔で測定する能力により、発電機202からの電力に加え、発電機202によって経験されるインピーダンスを測定することができ、これは、当技術分野では不可能な特徴である。遠隔インピーダンス測定は、第1のセンサ214から物理的に遠隔である場所(または、較正点)、例えば、第1のセンサ214から第1の伝送媒体208に沿ってある物理的距離にある場所(例えば、整合ネットワーク204の入力)において、インピーダンスを確認する。
02および整合ネットワーク204は、より小型かつあまり複雑ではないソフトウェアおよびファームウェアを介して、制御されることができる。
となく、低速同調が生じ得るように、チャンバ内に何も伴わずに実施される。種々の発電機202の設定点に対して好ましいことが決定されたパラメータは、メモリ内に記憶されることができる。実際のプラズマ処理中、ローカルコントローラ212は、発電機202および整合ネットワーク204に対して命令を発行し、種々の設定点に関連付けられた好ましいパラメータで動作させることができる。このように、整合ネットワーク204および発電機202は、処理中、同調する必要がなく、むしろ、試運転で決定されるような好ましいパラメータに迅速に設定されることができる。
04の内部の一部を含むことができる)の信号経路226を介して、行われることができる。
1のセンサおよび第2のセンサ214、218からのデータを分析し、発電機202および整合ネットワーク204に、それらの構成要素の内部パラメータを調節するように命令する方法および命令すべき時を決定するように構成される、プロセッサ上で起動するプロセッサ、メモリ、およびソフトウェアを含むことができる。
4は、各発電機502a、502b、502cおよび整合ネットワーク504a、504b、504cに対する電力を特徴づけるように構成される。
08内の情報は、適切な場合、メモリ703内の仮想メモリとして組み込まれ得る。
カード、モデム、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ネットワーク730またはネットワークセグメント730の実施例として、広域ネットワーク(WAN)(例えば、インターネット、企業ネットワーク)、ローカルエリアネットワーク(LAN)(例えば、オフィス、建物、キャンパス、または他の比較的に小さい地理的空間に関連付けられたネットワーク)、電話網、2つのコンピューティング素子間の直接接続、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ネットワーク730等のネットワークは、有線および/または無線通信モードを採用し得る。一般に、任意のネットワークトポロジーが、使用され得る。
Claims (17)
- 電力送達システムであって、前記電力送達システムは、
電力をプラズマ負荷に提供するように構成されている第1の発電機と、
前記第1の発電機の出力を前記プラズマ負荷に対してインピーダンス整合させるように構成されている第1の整合ネットワークと、
前記第1の発電機の出力における電力の電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力を測定するように構成されている第1のセンサであって、電圧定在波比円上の点によって表されるインピーダンスの値に対する線形応答を有している第1のセンサと、
電力をプラズマ負荷に提供するように構成されている第2の発電機と、
前記第2の発電機の出力を前記プラズマ負荷に対してインピーダンス整合させるように構成されている第2の整合ネットワークと、
前記第2の発電機の出力における電力の電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力を測定するように構成されている第2のセンサであって、電圧定在波比円上の点によって表されるインピーダンスの値に対する線形応答を有している第2のセンサと、
ローカルコントローラと
を備え、
前記ローカルコントローラは、
前記測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力を前記第1のセンサから受信することと、
前記測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力を前記第2のセンサから受信することと、
ユーザ電力送達要件を受信することと、
前記第1および第2のセンサからの前記測定された電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力と、前記ユーザ電力送達要件とを分析することと、
前記第1および第2の発電機、および/または、前記第1および第2の整合ネットワークに、前記ユーザ電力送達要件を満たすために、1つ以上の動作パラメータを調節するように命令することと
を行うようにさらに構成されている、システム。 - 前記1つ以上の動作パラメータは、第1の発電機周波数または第1の整合ネットワークインピーダンスを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の整合ネットワークは、第3のセンサを含み、前記第3のセンサは、電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力を測定して、前記第1の発電機のローカルコントローラに対して電圧、電流、位相、インピーダンス、および/または電力を提供するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 電力を送達または制御する方法であって、前記方法は、
第1の発電機の電力出力の電気特性を第1のセンサを介して監視して、前記第1の発電機の電力出力の電気特性をローカルコントローラに提供することと、
第2の発電機の電力出力の電気特性を第2のセンサを介して監視して、前記第1および第2の発電機が、前記第1および第2の発電機の電力出力を前記プラズマ負荷に並行して提供することであって、前記第2のセンサは、前記第2の発電機の電力出力の電気特性を前記ローカルコントローラに提供する、ことと、
前記ローカルコントローラにおいて前記第1の発電機の識別を受信することと、
前記ローカルコントローラにおいて第1の整合ネットワークの識別を受信することと、
前記ローカルコントローラにおいて前記第2の発電機の識別を受信することと、
前記ローカルコントローラにおいて第2の整合ネットワークの識別を受信することと、
前記第1および第2の発電機の識別と前記第1および第2の整合ネットワークの識別、および、前記第1および第2の発電機の電力出力の電気特性を分析することと、
前記識別および前記電気特性の分析に基づいて、命令を前記第1および第2の発電機と前記第1および第2の整合ネットワークとに中継して、前記第1および第2の発電機の出力を前記プラズマ負荷に対してインピーダンス整合させるために、前記第1および第2の発電機と前記第1および第2の整合ネットワークとの同調を可能にすることと
を含む、方法。 - 前記ローカルコントローラにおいて前記第1および第2の発電機の識別を受信することと、
前記ローカルコントローラにおいて前記第1および第2の整合ネットワークの識別を受信することと、
前記第1および第2の発電機の識別と前記第1および第2の整合ネットワークの識別と、前記第1および第2の発電機の前記電力出力の電気特性とを分析することと、
前記電気特性の分析に基づいて、命令を前記第1および第2の発電機と前記第1および第2の整合ネットワークとに中継して、前記第1および第2の発電機と前記第1および第2の整合ネットワークとの同調を可能にすることと
をさらに含む、請求項4に記載の方法。 - 前記同調は、前記第1の発電機の第1の周波数、前記第2の発電機の第2の周波数、および前記第1および第2の整合ネットワークのインピーダンスを同調させることを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記第1および第2の発電機の識別と前記第1および第2の整合ネットワークの識別とは、ブランド、モデル、または製造番号を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記第1および第2の発電機の識別と前記第1および第2の整合ネットワークの識別とは、動作特性を含む、請求項5に記載の方法。
- 電力送達システムの電力制御システムであって、
第1の発電機の電力出力および前記第1の発電機の出力におけるインピーダンスを監視するように構成されている第1のセンサであって、前記第1の発電機は、第1の整合ネットワークを介して電力をプラズマ負荷に提供するように構成されており、前記第1のセンサは、電圧定在波比円上の点によって表されるインピーダンスの値に対する線形応答を有している、第1のセンサと、
第2の発電機の電力出力および前記第2の発電機の出力におけるインピーダンスを監視するように構成されている第2のセンサであって、前記第2の発電機は、第2の整合ネットワークを介して電力をプラズマ負荷に前記第1の発電機に並行して提供するように構成されており、前記第2のセンサは、電圧定在波比円上の点によって表されるインピーダンスの値に対する線形応答を有している、第2のセンサと、
前記第1および第2のセンサと通信するローカルコントローラであって、前記ローカルコントローラは、前記第1および第2の発電機と前記第1および第2の整合ネットワークとの同調を管理するように構成され、前記同調は、前記第1および第2の発電機の電力出力と、前記第1および第2の発電機の出力におけるインピーダンスとに依存する、ローカルコントローラと
を備える、電力制御システム。 - 前記ローカルコントローラは、前記第1の発電機のプロセッサおよびメモリ上で動作するように構成されたソフトウェアまたはファームウェアである、請求項9に記載の電力制御システム。
- 前記ローカルコントローラは、ソフトウェアまたはファームウェアを動作させるプロセッサであり、既存の電力送達システムへの追加のために構成されている、請求項9に記載の電力制御システム。
- 前記ローカルコントローラは、前記第1および第2のセンサの識別、前記第1および第2の発電機の識別、および前記第1および第2の整合ネットワークの識別を識別するように構成されている、請求項9に記載の電力制御システム。
- 前記同調は、前記第1および第2のセンサの前記識別、前記第1および第2の発電機の前記識別、および前記第1および第2の整合ネットワークの前記識別を考慮する、請求項12に記載の電力制御システム。
- プラズマ負荷に送達される、前記第1の整合ネットワークの電力出力を特徴づけるように構成されている第3のセンサをさらに備えている、請求項9に記載の電力制御システム。
- プラズマチャンバの特性を監視するように構成されている第3のセンサをさらに備え、前記プラズマチャンバ内のプラズマは、前記第1および第2の整合ネットワークから送達される電力によって維持される、請求項9に記載の電力制御システム。
- 前記ローカルコントローラは、前記第1の発電機の第1の周波数、前記第2の発電機の第2の周波数、前記第1の整合ネットワークの第1のインピーダンス、および前記第2の整合ネットワークの第2のインピーダンスの同調を管理するように構成されている、請求項9に記載の電力制御システム。
- 前記ローカルコントローラは、前記第1および第2のセンサ、前記第1および第2の発電機、前記第1および第2の整合ネットワークへのユーザ入力、およびそれらからの出力とインターフェースをとる、請求項9に記載の電力制御システム。
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