JP7153771B2 - プラズマ電力送達システムのための周期間制御システムおよびそれを動作させるための方法 - Google Patents
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Description
SAME”と題された米国特許出願第62/529,963号に関連しており、それに対する優先権を主張するものであり、その全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書中に援用される。
例えば、本願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、
繰り返し出力パターンを生成する発電機と、
制御要素であって、前記制御要素は、現在の周期に先立った周期に行われる前記繰り返しパターンの値の測定に基づいて、前記繰り返しパターンを制御する、制御要素と
を備える、電力送達システム。
(項目2)
前記制御要素はさらに、現在の周期中の前記繰り返しパターンの値の測定と組み合わせられる前記現在の周期に先立った周期に行われる前記繰り返しパターンの測定に基づいて、前記繰り返し出力パターンを制御する、項目1に記載の電力送達システム。
(項目3)
前記繰り返し出力パターンは、出力対時間の規定パターンに従い、前記規定パターンは、繰り返し周期を伴って繰り返し、前記現在の周期に先立った周期に行われる前記繰り返しパターンの値の測定は、過去の1つ以上の繰り返し周期に起こる、項目1に記載の電力送達システム。
(項目4)
多次元入力を受信し、多次元出力を生成するプラントをさらに備え、前記パターンにおける特定の時間周期にわたる前記プラントへの制御入力の要素と同一の特定の時間周期にわたる前記プラントからの出力の要素との間の相関は、前記制御要素によって決定および使用される、項目3に記載の電力送達システム。
(項目5)
前記制御入力の要素と前記出力の要素との間の前記相関は、前記制御入力を摂動させ、前記摂動への応答を観察することによって決定される、項目4に記載の電力送達システム。
(項目6)
前記プラントへの前記制御入力および前記プラントからの前記出力は、多次元であり、前記周期的パターンにおける特定の時間周期および前記特定の時間周期に隣接する時間周期にわたる前記制御入力の要素と、前記特定の時間周期にわたる前記プラントからの前記出力の要素との間の前記相関は、前記制御要素によって決定および使用される、項目4に記載の電力送達システム。
(項目7)
前記制御入力の要素と前記出力の要素との間の前記相関は、前記制御入力を摂動させ、前記摂動への応答を観察することによって決定される、項目6に記載の電力送達システム。
(項目8)
前記発電機は、単一の無線周波数発電機または直流発電機のうちの1つであり、前記出力は、電圧、電流、および電力のうちの少なくとも1つである、項目1に記載の電力送達システム。
(項目9)
前記発電機は、複数の無線周波数発電機、または複数の直流発電機、または無線周波数発電機および直流発電機の組み合わせを備え、前記出力は、プラズマシステムに送達される電圧、電流、および電力のうちの少なくとも1つである、項目1に記載の電力送達システム。
(項目10)
前記出力の1つの要素は、電圧、電流および電力、またはそれらの組み合わせのうちの1つであり、前記出力の別の要素は、前記発電機に提示されるインピーダンスおよび前記発電機のソースインピーダンスのうちの1つである、項目4に記載の電力送達システム。
(項目11)
前記出力の1つの要素は、電圧、電流および電力、またはそれらの組み合わせのうちの1つであり、前記出力の別の要素は、前記発電機に提示されるインピーダンスおよび前記発電機のソースインピーダンスのうちの1つである、項目6に記載の電力送達システム。
(項目12)
電力送達システムであって、
メモリと通信する制御システムであって、前記制御システムは、出力対時間の規定パターンに従う出力を生成し、前記規定パターンは、前記メモリの中に記憶された前記出力の測定に基づいて、前記規定パターンの繰り返しを制御することによって、繰り返し周期を伴って繰り返し、メモリの中に記憶された前記出力は、出力対時間の前記規定パターンの1つ以上の前の繰り返しから得られる、制御システム
を備える、電力送達システム。
(項目13)
前記制御システムは、1つ以上の前の繰り返しから得られる測定を現在の繰り返しから得られる測定と組み合わせる、項目12に記載の電力送達システム。
(項目14)
前記プラズマ電力送達システムのプラントへの制御入力および前記プラズマ電力送達システムの出力は、多次元であり、前記規定パターンの繰り返しの開始に対する1つの瞬間における前記制御入力の複数の制御入力要素と、前記繰り返し周期の開始に対する同一の瞬間における前記出力の複数の出力要素との間の相関は、前記制御システムによって決定および使用される、項目12に記載の電力送達システム。
(項目15)
前記制御入力の制御入力要素と前記出力の出力要素との間の前記相関は、前記制御入力を摂動させ、前記摂動への応答を測定することによって決定される、項目14に記載の電力送達システム。
(項目16)
前記プラントへの前記制御入力および前記出力は、多次元であり、前記繰り返し周期の開始に対する1つの瞬間および前記1つの瞬間に隣接する瞬間における前記制御入力の複数の制御入力要素と、前記繰り返し周期の開始に対する前記1つの瞬間における前記出力の出力要素との間の相関は、前記制御システムによって決定および使用される、項目13に記載の電力送達システム。
(項目17)
前記制御入力の制御入力要素と前記出力の出力要素との間の前記相関は、前記制御入力を摂動させ、前記摂動への応答を測定することによって決定される、項目16に記載の電力送達システム。
(項目18)
前記電力送達システムは、単一の無線周波数(RF)または直流(DC)発電機を備え、前記出力の要素は、プラズマシステムに送達される電圧、電流、および電力レベルのうちの少なくとも1つを備える、項目12に記載の電力送達システム。
(項目19)
RF発電機、DC発電機、またはRF発電機およびDC発電機の組み合わせを備える複数の発電機をさらに備え、前記発電機の出力のそれぞれの要素は、電圧、電流、および電力レベルのうちの少なくとも1つを備える、項目18に記載の電力送達システム。
(項目20)
前記出力の出力要素のうちの1つは、電圧、電流、および電力のうちの少なくとも1つを備え、前記出力の別の出力要素は、発電機に提示される負荷インピーダンスおよび前記発電機のソースインピーダンスのうちの少なくとも1つを備える、項目14に記載の電力送達システム。
(項目21)
前記出力の1つの出力要素は、電圧、電流、および電力レベルのうちの少なくとも1つを備え、前記出力の別の出力要素は、発電機に提示される負荷インピーダンスおよび前記発電機のソースインピーダンスのうちの少なくとも1つを備える、項目16に記載の電力送達システム。
(項目22)
電力送達システムであって、
出力を生成するためのコントローラであって、前記コントローラは、周期的擾乱を受け、前記周期的擾乱は、過去の1つ以上の繰り返し周期に行われた前記出力の値の測定に基づいて、前記出力を制御することによって、繰り返し周期を伴って繰り返す、コントローラ
を備える、電力送達システム。
(項目23)
前記プラズマ電力送達システムは、前記周期的擾乱と同期化される信号を受信する、項目22に記載の電力送達システム。
(項目24)
プラズマ電力送達システムであって、
インピーダンス合致ネットワークであって、前記インピーダンス合致ネットワークは、負荷インピーダンスを、前記負荷インピーダンスが繰り返し周期を伴って繰り返す周期的変調パターンを受ける所望のインピーダンスに合致させる、インピーダンス合致ネットワークと、
前記インピーダンス合致ネットワークと動作可能に関連付けられる制御要素であって、前記制御要素は、過去の1つ以上の繰り返し周期に行われた前記負荷インピーダンスの値の測定に基づいて、前記インピーダンス合致ネットワーク内の可変インピーダンス要素を制御する、制御要素と
を備える、プラズマ電力送達システム。
(項目25)
前記制御要素は、過去の繰り返し周期未満に行われた前記負荷インピーダンスの値の測定と組み合わせられる過去の1つ以上の繰り返し周期に行われた前記負荷インピーダンスの値の測定に基づいて、前記インピーダンス合致ネットワーク内の前記可変インピーダンス要素を制御する、項目25に記載のプラズマ電力送達システム。
摂動を通して、第7の時間周期内の出力と第6および第7の時間周期内の制御入力との間の相関が推定されると仮定する:
(項目1)
電力送達システムであって、
繰り返し出力パターンを生成する発電機と、
制御要素であって、上記制御要素は、現在の周期に先立った周期に行われる上記繰り返しパターンの値の測定に基づいて、上記繰り返しパターンを制御する、制御要素と
を備える、電力送達システム。
(項目2)
上記制御要素はさらに、現在の周期中の上記繰り返しパターンの値の測定と組み合わせられる上記現在の周期に先立った周期に行われる上記繰り返しパターンの測定に基づいて、上記繰り返し出力パターンを制御する、項目1に記載の電力送達システム。
(項目3)
上記繰り返し出力パターンは、出力対時間の規定パターンに従い、上記規定パターンは、繰り返し周期を伴って繰り返し、上記現在の周期に先立った周期に行われる上記繰り返しパターンの値の測定は、過去の1つ以上の繰り返し周期に起こる、項目1に記載の電力送達システム。
(項目4)
多次元入力を受信し、多次元出力を生成するプラントをさらに備え、上記パターンにおける特定の時間周期にわたる上記プラントへの制御入力の要素と同一の特定の時間周期にわたる上記プラントからの出力の要素との間の相関は、上記制御要素によって決定および使用される、項目3に記載の電力送達システム。
(項目5)
上記制御入力の要素と上記出力の要素との間の上記相関は、上記制御入力を摂動させ、上記摂動への応答を観察することによって決定される、項目4に記載の電力送達システム。
(項目6)
上記プラントへの上記制御入力および上記プラントからの上記出力は、多次元であり、上記周期的パターンにおける特定の時間周期および上記特定の時間周期に隣接する時間周期にわたる上記制御入力の要素と、上記特定の時間周期にわたる上記プラントからの上記出力の要素との間の上記相関は、上記制御要素によって決定および使用される、項目4に記載の電力送達システム。
(項目7)
上記制御入力の要素と上記出力の要素との間の上記相関は、上記制御入力を摂動させ、上記摂動への応答を観察することによって決定される、項目6に記載の電力送達システム。
(項目8)
上記発電機は、単一の無線周波数発電機または直流発電機のうちの1つであり、上記出力は、電圧、電流、および電力のうちの少なくとも1つである、項目1に記載の電力送達システム。
(項目9)
上記発電機は、複数の無線周波数発電機、または複数の直流発電機、または無線周波数発電機および直流発電機の組み合わせを備え、上記出力は、プラズマシステムに送達される電圧、電流、および電力のうちの少なくとも1つである、項目1に記載の電力送達システム。
(項目10)
上記出力の1つの要素は、電圧、電流および電力、またはそれらの組み合わせのうちの1つであり、上記出力の別の要素は、上記発電機に提示されるインピーダンスおよび上記発電機のソースインピーダンスのうちの1つである、項目4に記載の電力送達システム。(項目11)
上記出力の1つの要素は、電圧、電流および電力、またはそれらの組み合わせのうちの1つであり、上記出力の別の要素は、上記発電機に提示されるインピーダンスおよび上記発電機のソースインピーダンスのうちの1つである、項目6に記載の電力送達システム。(項目12)
電力送達システムであって、
メモリと通信する制御システムであって、上記制御システムは、出力対時間の規定パターンに従う出力を生成し、上記規定パターンは、上記メモリの中に記憶された上記出力の測定に基づいて、上記規定パターンの繰り返しを制御することによって、繰り返し周期を伴って繰り返し、メモリの中に記憶された上記出力は、出力対時間の上記規定パターンの1つ以上の前の繰り返しから得られる、制御システム
を備える、電力送達システム。
(項目13)
上記制御システムは、1つ以上の前の繰り返しから得られる測定を現在の繰り返しから得られる測定と組み合わせる、項目12に記載の電力送達システム。
(項目14)
上記プラズマ電力送達システムのプラントへの制御入力および上記プラズマ電力送達システムの出力は、多次元であり、上記規定パターンの繰り返しの開始に対する1つの瞬間における上記制御入力の複数の制御入力要素と、上記繰り返し周期の開始に対する同一の瞬間における上記出力の複数の出力要素との間の相関は、上記制御システムによって決定および使用される、項目12に記載の電力送達システム。
(項目15)
上記制御入力の制御入力要素と上記出力の出力要素との間の上記相関は、上記制御入力を摂動させ、上記摂動への応答を測定することによって決定される、項目14に記載の電力送達システム。
(項目16)
上記プラントへの上記制御入力および上記出力は、多次元であり、上記繰り返し周期の開始に対する1つの瞬間および上記1つの瞬間に隣接する瞬間における上記制御入力の複数の制御入力要素と、上記繰り返し周期の開始に対する上記1つの瞬間における上記出力の出力要素との間の相関は、上記制御システムによって決定および使用される、項目13に記載の電力送達システム。
(項目17)
上記制御入力の制御入力要素と上記出力の出力要素との間の上記相関は、上記制御入力を摂動させ、上記摂動への応答を測定することによって決定される、項目16に記載の電力送達システム。
(項目18)
上記電力送達システムは、単一の無線周波数(RF)または直流(DC)発電機を備え、上記出力の要素は、プラズマシステムに送達される電圧、電流、および電力レベルのうちの少なくとも1つを備える、項目12に記載の電力送達システム。
(項目19)
RF発電機、DC発電機、またはRF発電機およびDC発電機の組み合わせを備える複数の発電機をさらに備え、上記発電機の出力のそれぞれの要素は、電圧、電流、および電力レベルのうちの少なくとも1つを備える、項目18に記載の電力送達システム。
(項目20)
上記出力の出力要素のうちの1つは、電圧、電流、および電力のうちの少なくとも1つを備え、上記出力の別の出力要素は、発電機に提示される負荷インピーダンスおよび上記発電機のソースインピーダンスのうちの少なくとも1つを備える、項目14に記載の電力送達システム。
(項目21)
上記出力の1つの出力要素は、電圧、電流、および電力レベルのうちの少なくとも1つを備え、上記出力の別の出力要素は、発電機に提示される負荷インピーダンスおよび上記発電機のソースインピーダンスのうちの少なくとも1つを備える、項目16に記載の電力送達システム。
(項目22)
電力送達システムであって、
出力を生成するためのコントローラであって、上記コントローラは、周期的擾乱を受け、上記周期的擾乱は、過去の1つ以上の繰り返し周期に行われた上記出力の値の測定に基づいて、上記出力を制御することによって、繰り返し周期を伴って繰り返す、コントローラ
を備える、電力送達システム。
(項目23)
上記プラズマ電力送達システムは、上記周期的擾乱と同期化される信号を受信する、項目22に記載の電力送達システム。
(項目24)
プラズマ電力送達システムであって、
インピーダンス合致ネットワークであって、上記インピーダンス合致ネットワークは、負荷インピーダンスを、上記負荷インピーダンスが繰り返し周期を伴って繰り返す周期的変調パターンを受ける所望のインピーダンスに合致させる、インピーダンス合致ネットワークと、
上記インピーダンス合致ネットワークと動作可能に関連付けられる制御要素であって、上記制御要素は、過去の1つ以上の繰り返し周期に行われた上記負荷インピーダンスの値の測定に基づいて、上記インピーダンス合致ネットワーク内の可変インピーダンス要素を制御する、制御要素と
を備える、プラズマ電力送達システム。
(項目25)
上記制御要素は、過去の繰り返し周期未満に行われた上記負荷インピーダンスの値の測定と組み合わせられる過去の1つ以上の繰り返し周期に行われた上記負荷インピーダンスの値の測定に基づいて、上記インピーダンス合致ネットワーク内の上記可変インピーダンス要素を制御する、項目25に記載のプラズマ電力送達システム。
Claims (16)
- 電力送達システムであって、
前記電力送達システムは、出力信号を生成するように構成されているコントローラを備え、
前記コントローラは、周期的擾乱を受け、前記周期的擾乱は、過去の1つ以上の繰り返し周期において行われた前記出力信号の値の測定と、多次元制御入力値の複数の要素と多次元出力値の複数の要素との間の複数の記憶された相関とに基づいて、前記コントローラが前記出力信号を制御する繰り返し周期に伴って繰り返される、電力送達システム。 - 前記電力送達システムは、前記周期的擾乱と同期化されている信号を受信する、請求項1に記載の電力送達システム。
- 前記コントローラは、現在の繰り返し周期の測定と組み合わされた過去の1つ以上の繰り返し周期の測定に基づいて前記繰り返し周期を制御するように構成されている、請求項1に記載の電力送達システム。
- 前記コントローラは、前記繰り返し周期における特定の時間周期にわたる前記多次元制御入力値の前記複数の要素と、同一の特定の時間周期にわたる前記多次元出力値の前記複数の要素との間の前記複数の記憶された相関を決定し、使用するように構成されている、請求項1に記載の電力送達システム。
- 前記コントローラは、制御入力を摂動させることにより、前記多次元制御入力値の前記複数の要素と前記多次元出力値の前記複数の要素との間の前記複数の相関を取得するように構成されている、請求項1に記載の電力送達システム。
- 前記繰り返し周期における前記特定の時間周期および前記特定の時間周期に隣接する時間周期にわたる前記多次元制御入力値の前記複数の要素と、前記特定の時間周期にわたる前記多次元出力値の前記複数の要素との間の前記複数の相関は、前記コントローラによって決定され、使用される、請求項4に記載の電力送達システム。
- 前記多次元出力値の1つの要素は、電圧、電流、電力、または、それらの組み合わせのうちの1つであり、前記多次元出力値の別の要素は、前記発電機に提示されるインピーダンスおよび前記発電機のソースインピーダンスのうちの1つである、請求項1に記載の電力送達システム。
- 前記多次元制御入力値の次元性と前記多次元出力値の次元性とは一致しない、請求項1に記載の電力送達システム。
- プラズマ電力送達システムであって、
負荷インピーダンスを所望のインピーダンスに合致させるインピーダンス合致ネットワークであって、前記所望のインピーダンスにおいて、前記負荷インピーダンスは、繰り返し周期に伴って繰り返す値の周期的変調パターンを受ける、インピーダンス合致ネットワークと、
前記インピーダンス合致ネットワークと動作可能に関連付けられている制御要素であって、前記制御要素は、過去の周期的変調周期の1つ以上の繰り返し周期において行われた前記負荷インピーダンスの値の測定と、多次元制御入力値の複数の要素と多次元出力値の複数の要素との間の複数の相関に基づいて、前記インピーダンス合致ネットワーク内の可変インピーダンス要素を制御する、制御要素と
を備える、プラズマ電力送達システム。 - 前記制御要素は、周期的変調パターンの現在の繰り返し周期において得られる負荷インピーダンスの値の測定と組み合わせられる過去の周期的変調パターンの1つ以上の繰り返し周期の間に行われた前記負荷インピーダンスの値の測定に基づいて、前記インピーダンス合致ネットワーク内の前記可変インピーダンス要素を制御する、請求項9に記載のプラズマ電力送達システム。
- 前記制御要素は、前記繰り返し周期における特定の時間周期にわたる前記多次元制御入力値の前記複数の要素と、同一の特定の時間周期にわたる前記多次元出力値の前記複数の要素との間の前記複数の相関を決定し、使用するように構成されている、請求項9に記載のプラズマ電力送達システム。
- 前記制御要素は、制御入力を摂動させることにより、前記多次元制御入力値の前記複数の要素と前記多次元出力値の前記複数の要素との間の前記複数の相関を取得するように構成されている、請求項9に記載のプラズマ電力送達システム。
- 前記繰り返し周期における前記特定の時間周期および前記特定の時間周期に隣接する時間周期にわたる前記多次元制御入力値の前記複数の要素と、前記特定の時間周期にわたる前記多次元出力値の前記複数の要素との間の前記複数の相関は、前記コントローラによって決定され、使用される、請求項11に記載のプラズマ電力送達システム。
- プラズマを含有するように構成されているプラズマ処理チャンバと、
前記プラズマのプラズマ特性を周期的変調パターンを使用して変調する電力信号を生成する発電機と
をさらに備える、請求項9に記載のプラズマ電力送達システム。 - 前記発電機は、単一の無線周波数発電機または直流発電機のうちの1つであり、前記周期的変調パターンは、電圧、電流、電力のうちの少なくとも1つである、請求項14に記載のプラズマ電力送達システム。
- 前記発電機は、複数の無線周波数発電機、または、複数の直流発電機、または、無線周波数発電機および直流発電機の組み合わせを備え、前記周期的変調パターンは、電圧、電流、電力のうちの少なくとも1つである、請求項14に記載のプラズマ電力送達システム。
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