KR102082021B1 - 플라즈마 시스템으로부터의 rf 신호의 분석 - Google Patents
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Abstract
주파수 범위에 걸쳐 플라즈마 시스템으로부터의 신호와 잡음을 나타내는 샘플들이 수집된다. 제1 복소 주파수-도메인 신호 성분은 국부적인 최대 신호가 발견되는 주파수 값(F)에 대응하는 샘플로부터 식별된다. 이 제1 성분은 가변 각도 θ만큼 미리 결정된 위상각(φ)으로 위상-조절되고 저장된다. 다른 복소 성분은 F의 N차 고조파를 나타내는 주파수(F(N))에 대응하여 식별된다. 이 다른 성분은 각도 N x θ만큼 위상-조절되고 저장된다. 이 절차는 위상-조절된 제1 및 다른 성분의 세트를 구축하도록 반복되고, θ는 각 반복 시 제1 성분이 일정한 위상각(φ)을 제공하도록 선택되며, 임의의 반복 내에서, 제1 성분에 사용된 θ의 값은 다른 성분의 조절에 사용된다. 취합되고 위상-조절된 성분은 증가된 신호-대-잡음을 나타낸다.
Description
본 발명은 일반적으로 RF 주파수에서 변조된 플라즈마 부하의 광학 신호를 분석하는 것을 포함하여 플라즈마 시스템으로부터의 RF 신호를 분석하는 것에 관한 것이다.
플라즈마 공정은 반도체, 평판 패널 및 태양광 분야와 같은 넓은 산업 범위에서 사용된다. 이들 플라즈마 공정은 실시간으로 표면을 증착하거나 에칭하거나 또는 변성하는 것과 같은 복잡한 공정을 수행하는 것이 요구된다.
플라즈마는 낮은 압력 가스에 RF 전류를 통과시킴으로써 형성된다. 플라즈마의 밀도는 충돌 주파수와 RF 주파수 사이의 관계에 의해 RF 파형의 주파수에 의존한다. 상대적으로 높은 주파수를 사용하여 플라즈마 밀도를 최대화한다. 종종 제2 주파수 RF 파를 사용하여 처리되는 기판을 바이어스(bias)시켜 올바른 에너지를 가지는 이온이 표면에 충돌하여 에칭 속도를 최대화한다. 최근 몇 년 동안 에칭될 구조물의 크기가 감소되고 있고 더 복잡한 플라즈마 여기 방식(excitation regime)이 사용되고 있다. 웨이퍼 표면에 개별적으로 도달하는 이온의 플라즈마 밀도 및 에너지를 제어하기 위하여 종종 플라즈마는 다수의 주파수로부터 생성된다. 또한 전자(electron)의 에너지와 에칭의 품질을 더 잘 제어하기 위하여 펄스화된 플라즈마가 사용되고 있다.
플라즈마 공정의 수율과 전체 효율은 종종 기판 홀더와 그 주변의 물리적 형상 및 플라즈마 전원과 매칭에 의해 결정된다. 공정이 올바르게 작동하고 있는 것을 보장하기 위해 모니터링될 필요가 있는 중요한 인자는 이제 플라즈마의 RF 임피던스 및 전달되는 전력의 품질이다. 플라즈마 임피던스 및 전력은 실수 성분과 허수 성분을 포함하는 복소 값이고, 측정된 임피던스는 챔버 및 플라즈마 임피던스를 포함하며, 챔버 임피던스는 종종 플라즈마 임피던스를 지배하므로 매우 정확한 측정값이 요구된다.
플라즈마 파라미터를 직접 모니터링하는 것은 센서를 플라즈마 반응기 안으로 도입하는 것으로 발생하는 플라즈마 교란 및 오염과 연관된 문제 때문에 곤란하다. 그리하여 RF 전달 경로에 대한 외부 프로브(probe) 또는 윈도우에 장착된 광학 프로브가 플라즈마가 올바르게 수행되고 있는 것을 보장하는데 및 플라즈마 공정의 폐쇄된 루프 제어를 지원하는데 보다 중요해지고 있다.
다수의 주파수를 사용하는 현재의 기술에는 곤란성이 발생한다. 대표적인 주파수는 400㎑, 800㎑, 2㎒, 13.56㎒, 27㎒ 및 40㎒이다. 플라즈마는 비- 선형 부하이기 때문에, 플라즈마는, 신호에 존재하며 센서를 혼동시키는 고조파를 생성한다. 또한 2개의 주파수가 존재할 때 비-선형 플라즈마 부하는 2개의 주파수들 사이에 상호 변조를 생성한다. 이들 상호 변조 성분은 또한 RF 파형의 복잡함을 더한다. 일부 시스템에서 2개의 주파수는 고정되어 있지 않지만 부하에 전력 매칭을 제공하기 위하여 이동할 수 있다. 진단 시스템의 문제는 전달되는 전력, 플라즈마 임피던스 또는 이러한 복소 신호의 광학 강도와 같은 플라즈마 공정의 기본 파라미터(fundamental parameter)를 분리하고 측정하는 것이다.
US6522121 B2는 각 RF 신호를 기저 대역으로 다운 변환하고 품질 오디오 디지타이저(digitizer)를 사용하여 신호를 분석하는 방법을 기술한다. 이 접근법은 복수의 신호 및 디지타이저를 생성한다. 이러한 시스템은 상당히 복잡할 수 있고 제한된 개수의 신호만이 임의의 하나의 시간에 모니터링될 수 있다. 이 시스템은 펄스 주파수가 신호를 다운 변환하는데 사용되는 국부 발진기의 차수(order) 이상인 경우에는 펄스화된 응용으로 제한된다. 주파수 튜닝(tuning)은 기본파(fundamental)가 이동할 수 있어서 국부 발진기가 이 이동을 추적하여야 하는 것을 의미하는데, 이는 구현하기에 용이하지 않아서 단점이다.
이 문제를 해결하기 위하여 RF 전압 및 전류 신호를 고정된 중간 주파수로 가져가는 샘플링-기반 주파수 컨버터에 기초하여 개선이 WO2006/135515에 제안되었다. 그러나, 이러한 다운 컨버터는 다수의 주파수가 있는 응용으로 또는 높은 반복 펄스 속도(repetition pulse rate)가 있는 응용으로 제한된다. RF를 직접 샘플링하는 것은 측정되는 최대 주파수의 2배(나이퀴스트 주파수라고 지칭됨)에서 샘플러가 동작할 것을 요구한다. 기존의 고해상도의 아날로그-대-디지털 컨버터는 제한된 대역폭을 가지고 있고 이것은 매우 높은 샘플링 속도를 요구하지는 않으나 IF 주파수로 다운 변환을 회피하는 샘플링 시스템을 요구한다.
현재 기술의 추가적인 제한은 특히 더 높은 고조파에서 및 다수의 주파수 신호가 존재하는 경우 잡음을 처리하고 우수한 신호-대-잡음(signal-to-noise: S/N) 비를 획득하는 것이다. 현재 기술의 상태는 평균된(averaged) 다수의 측정값의 제곱근(square root)에 따라 S/N이 증가하는 경우 동기화된 평균을 계산하는 것으로 구성된다. 동기화는 가능하지만 신호를 하드웨어로 분리할 것과, 요구되는 신호에 로킹온(lock on)하는 회로를 요구한다. 이러한 시스템은 구축하기에 복잡하여 동기 신호에 로킹하는데 시간이 필요한 것으로 인해 펄스화된 동작에는 적절치 않아서, 가변 다중- 주파수 시스템에도 적절치 않다.
비-동기적인 RF 신호의 경우에 현재 기술은 고정된 길이의 샘플로 제 시간에 신호가 캡처되는 것을 제공한다. 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform: FFT)을 사용하여 유한-길이 디지털 시퀀스로부터 주기도(periodogram)를 계산한다. 원시(raw) 주기도는 연산에 사용되는 샘플의 수가 증가할 때 주어진 주파수에서 분산(variance)이 감소하지 않는 것과 스펙트럼 바이어스 때문에 스펙트럼 예측이 우수한 것은 아니다. 스펙트럼 바이어스 문제는 시퀀스의 예리한 절단으로부터 발생하고, 급격히 시퀀스를 절단하는 것이 아니라 점진적으로 시퀀스를 절단하는 윈도우 함수(window function)를 유한 시퀀스에 먼저 승산(multiplying)함으로써 감소될 수 있다. 주기도들을 평균내어도 S/N이 개선되지 않고 상호 변조로부터 간섭 및 고조파들의 오버랩이 제 위치에 남아 있다. 바틀렛(Bartlett) 방법과 같은 S/N을 감소시키는 기술은 복소 스펙트럼 데이터가 데이터에 가능한 최대 스펙트럼 주파수 해상도를 유지할 것을 요구하기 때문에 사용될 수 없다.
샘플 주파수가 측정에 요구되는 최고 주파수 미만인 경우 고주파수 성분은 에일리어싱(aliased)되고, 더 낮은 주파수에서 시간 시퀀스에 나타나서 스펙트럼을 더 복잡하게 하여 종종 원치 않는 스펙트럼 특징을 추가한다. 현재 기술의 상태는 통상 아날로그-대-디지털 컨버터(ADC)의 입력에 하드웨어 기반 안티-에일리어싱 필터를 추가함으로써 이 문제를 제거한다. 이것은 시스템의 대역폭을 감소시킨다.
따라서 현재 기술의 상태는 원시 신호를 중간 주파수로 다운 변환하고 고해상도 ADC를 사용하거나 또는 직접 변환을 사용하여 데이터를 캡처하고 주기도를 측정하는 것으로 볼 수 있다. 두 접근법은 관심 신호의 스펙트럼 복잡성에 의해 제한되어 분산이 감소되지 않고 S/N이 증가되어서, 다중- 주파수, 가변 주파수 및 펄스화된 주파수 응용에서 공정 제어를 위한 신뢰성 있는 신호를 생성하는 것이 요구된다.
플라즈마 시스템으로부터의 RF 신호를 분석하는 방법으로서,
(a) 플라즈마 시스템으로부터 하나 이상의 신호 채널을 수신하는 단계로서, 상기 또는 각 신호 채널은 주파수 범위에 걸쳐 플라즈마 시스템으로부터의 신호와 잡음을 나타내는 데이터 소스를 포함하는 것인 단계;
(b) 상기 신호 채널(들) 중 하나로부터의 제1 RF 신호 샘플에서, 주파수 도메인에서 국부 최대값이 발견되는 제1 주파수 값(F)을 식별하는 단계;
(c) 상기 제1 신호 샘플에서, 상기 제1 주파수 값(F)에서의 제1 복소 주파수-도메인 신호 성분을 결정하는 단계;
(d) 상기 제1 RF 신호 샘플 또는 상기 신호 채널(들) 중 하나로부터의 다른 RF 신호 샘플에서, 다른 주파수 값(F(N))을 식별하는 단계로서, N은 상기 제1 주파수(F)의 N차 고조파를 나타내는 정수이고, 상기 제1 주파수(F)에서의 1차 고조파에 대해서 N = 1인 것인 단계;
(e) 상기 다른 주파수 값이 식별된 RF 신호 샘플에서 상기 다른 주파수 값에서 다른 복소 주파수-도메인 성분을 결정하는 단계;
(f) 제1 복소 주파수-도메인 성분의 위상을 각도(θ)만큼 미리 결정된 위상각(φ)으로 조절함으로써 해당 제1 복소 주파수-도메인 성분을 변환하여, 위상-조절된 제1 복소 신호 성분을 제공하는 단계;
(g) 다른 복소 주파수-도메인 성분의 위상을 N x θ와 동일한 각도만큼 조절함으로써 해당 다른 복소 주파수-도메인 성분을 변환하여, 위상-조절된 다른 복소 신호 성분을 제공하는 단계;
(h) 동일한 플라즈마 시스템으로부터의 복수의 신호 샘플에 관하여 단계 (b) 내지 (g)를 반복적으로 반복하는 단계로서, 각 반복에서, θ의 값은 상이한 반복에 걸쳐 위상-조절된 제1 복소 신호 성분에 대해서 일정한 위상각(φ)을 제공하도록 선택되고, 임의의 반복 내에서, 단계 (f)에서 선택된 θ의 값은 단계 (g)의 조절에서 사용되는 것인 단계;
(i) 각 반복에서 획득된 위상 조절된 제1 복소 신호 성분들을 취합하거나 평균내는(averaging) 단계;
(j) 각 반복에서 획득된 위상-조절된 다른 복소 신호 성분들을 취합하거나 평균내는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
상기 위상 이동(shift) 동작에 의해 본질적으로 다수의 주기도는 원하는 기본파 및 그 고조파가 감소됨이 없이 평균될 수 있다. 기본 전압(fundamental voltage)과 동 위상이 아닌 다른 신호는 이들이 상쇄되는 방식으로 벡터적으로 추가된다. 이것은 또한 잡음을 포함하여, 신호의 분산이 평균된 다수의 주기도의 제곱근에 의해 감소될 수 있다. 이것으로 평균된 신호의 S/N이 크게 증가하게 한다.
제1 주파수(F)는 플라즈마 시스템으로부터의 기본 주파수(fundamental frequency)인 것이 바람직하지만 반드시 그럴 필요는 없는데, 예를 들어, F는 플라즈마 시스템에서 종종 발견되는 13.56㎒ 신호일 수 있다. 그러나, 제1 주파수는 27.12㎒에서 제2 고조파와 같은 고조파일 수 있으며, 이 경우에 (본 명세서에 개시된 위상 이동 방법에서) 값 N=1은 27.12㎒ 신호를 나타내고, N=2는 54.24㎒의 고조파(이것은 실제 13.56 기본파의 제4 고조파임)를 나타낸다.
중요한 것은 제1 주파수가 각도 θ만큼 미리 결정된 위상각(φ)으로 위상-조절되고 나서, 상기 또는 각 다른 주파수는 각도 N x θ만큼 조절되는 것이며, 여기서 N은 상기 제1 주파수와 다른 주파수 사이의 상기 주파수 승수(multiplier)를 나타낸다.
일부 실시예에서, 제1 주파수 값이 식별된 신호 채널은 다른 주파수 값이 식별된 신호 채널과 동일한 것이 아니다.
따라서, 일반적으로 (예를 들어) 전압 신호 채널에서 신호 최대값을 식별하고, (예를 들어) 전류 또는 광학 신호 채널에서 대응하는 또는 고조파 주파수에 위상 이동 동작을 사용할 수 있는데, 여기서 이 위상 이동 동작에 의해 전류 또는 광학 주기도는 전압 채널에서 제1 주파수와 올바른 위상 관계를 가지는 신호 성분을 보강하고 잡음을 감소시킴으로써 클린업(cleaned up)될 수 있다.
바람직하게는, 그리하여, 제1 주파수 값이 선택된 신호 채널은 전압 신호 채널, 전류 신호 채널 및 광학 신호 채널 중 하나이고, 다른 주파수 값이 식별된 신호 채널은 전압 신호 채널, 전류 신호 채널 및 광학 신호 채널 중 다른 하나이다.
바람직하게는, 각 반복 시, 단계 (d), (e) 및 (g)는 플라즈마 시스템으로부터의 신호 채널에서 발견된 상기 제1 주파수의 고조파(F)를 각각 나타내는 복수의 다른 주파수 값이 단계 (d)에서 식별되도록 한 번을 초과하여 수행되며, 각 이러한 고조파에 대해서 각각의 다른 복소 주파수-도메인 성분은 단계 (e)에서 결정되고 단계 (g)에서 변환되어 각각의 위상-조절된 다른 복소 신호 성분을 제공하며, 단계 (i)는 각 이러한 위상 조절된 다른 복소 신호 성분에 대해 개별적으로 반복된다.
이런 방식으로, 단일 신호 채널에서 신호 최대값을 식별하고 분리함으로써 상기 방법은 상이한 채널에 걸쳐 다수의 고조파 신호에 대해 반복될 수 있다.
보다 바람직하게는, 단계 (d), (e) 및 (g)는 상기 제1 RF 신호 샘플에서 식별된 다른 주파수 값에 대해 적어도 한번, 및 상이한 신호 채널로부터 다른 RF 신호 샘플에서 식별된 다른 주파수 값에 대해 적어도 한번 수행된다.
바람직하게는, 상기 제1 주파수 값은 전압 신호 채널에서 기본 주파수로 식별되며, 적어도 하나의 다른 주파수 값은 차수 N > 1의 상기 전압 신호 채널에서 상기 기본 주파수의 고조파이고, 추가로 상기 다른 주파수 값들 중 다른 것은 전류 신호 채널 또는 광학 신호 채널로부터 신호 샘플에 있는 것과 동일한 기본 주파수의 고조파 (N >= 1)로 식별된다.
대안적으로, 상기 제1 주파수 값은 전류 신호 채널에서 기본 주파수로 식별될 수 있으며, 적어도 하나의 다른 주파수 값은 차수 N > 1의 상기 전류 신호 채널에서 상기 기본 주파수의 고조파이고, 추가로 상기 다른 주파수 값들 중 다른 것은 전압 신호 채널 또는 광학 신호 채널로부터 신호 샘플에 있는 것과 동일한 기본 주파수의 고조파(N >= 1)로 식별된다.
바람직하게는, 상기 제1주파수 값 및 복수의 다른 주파수 값은 적어도 전류 신호 채널로부터의 제1차 및 제2차 고조파 및 전압 신호 채널로부터의 제1차 및 제2차 고조파를 포함한다.
바람직한 실시예에서,
상기 제1 주파수 값을 식별하는 단계 (b)는 신호 크기의 국부 최대값이 위치되거나 예상되는 이산 푸리에 변환의 빈 수(bin number) b1을 식별하는 단계를 포함하고,
상기 다른 주파수 값을 식별하는 단계 (d)는 상기 모듈러스(modulus)가 상기 빈의 총 수인 모듈로 연산(modulo arithmetic)에 따라 빈 수 b2 = N x b1의 신원(identity)을 결정하는 단계, 및 빈 b2에 인접한 N개의 빈에 놓여 있는 빈을 선택하는 단계를 포함한다.
일반적으로, 모듈로 연산에 따라 단순 배수(simple multiple)인 빈 수 b2를 선택할 수 있다. 예를 들어, 512개의 빈이 있고, 제1 주파수(N=1)가 빈 b1 = 204에서 식별된 경우, 제2 고조파(N=2)는 b2 = 408에서 복소 신호 성분으로 간단히 식별될 수 있다. 또는 제3 고조파(N=3)는 b2 = 100(즉, 612는 모듈로 512 연산 하에서 100이 된다)에서 복소 신호 성분으로 간단히 식별될 수 있다.
그러나, 일부 시나리오에서 빈 b1이 유한 주파수 범위에 걸쳐 있고 실제 신호 피크가 (빈 204에 의해 커버되지만, 빈 205에 가까운 주파수 범위에 있는) 빈 위치 204.8와 동등한 주파수에 놓여 있을 수 있는 것을 고려할 필요가 있다. 이러한 경우에, 제3 고조파는, 빈 위치 614.4와 동등한 주파수에 있거나 또는 모듈로 연산에 의해 빈(102)에 의해 커버된 주파수 범위에 있는 주파수에 있을 수 있다. 그리하여 이 경우에 제3 고조파에 대해 복소 주파수 성분을 선택하는 것은 전술한 바와 같이 빈 수 b2 = 100의 신원을 결정하지만, 빈 b2에 인접한 3개의 빈에 놓여 있는 빈(예를 들어, 빈(102))을 선택하는 것을 수반할 수 있다.
빈 b2에 인접한 N개의 빈에 놓여 있는 빈을 선택하는 것은 신호 크기의 국부 최대값이 발견되는 상기 범위에 있는 빈을 식별하는 것을 수반할 수 있다.
대안적으로, 보다 바람직하게는 가능한 경우, 빈 b2에 인접한 N개의 빈에 놓여 있는 빈을 선택하는 것은 빈 사이즈를 초과하는 정밀도로 주파수(F)가 알려진 경우 주파수 배수(F(N))가 발견되는 빈을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
기본파 또는 제1 주파수(F)의 값은 연속하는 반복들 사이에 드리프트될 수 있고, 바람직하게는, 각 반복 시 제1 주파수 값(F)은 예상된 주파수 범위 내에서 국부 최대값 신호로 식별된다.
바람직하게는, 상기 방법은 신호 채널로부터 적어도 하나의 RF 신호 샘플을 수신하는 단계 및 상기 적어도 하나의 RF 신호 샘플을 상기 주파수 도메인으로 변환을 수행하는 단계를 초기에 포함한다.
바람직하게는, 상기 변환은 이산 푸리에 변환, 바람직하게는 고속 푸리에 변환이다.
바람직한 실시예에서, 단계 (b) 내지 (j)는 주파수 도메인에서 국부적 최대값이 발견된 상이한 제1 주파수(F')에 기초하여 반복되고, 여기서 F' 및 F는 서로 고조파가 아니다.
예를 들어, 각 반복 시 F = 27.12㎒의 기본 전압 주파수 성분에, 그 제2 및 제3 고조파(즉, 동일한 신호 채널에 있는 F(2) 및 F(3), 및 27.12㎒, 54.24㎒ 및 81.36㎒(즉, 상이한 신호 채널에 있는 F(l), F(2) 및 F(3)의 전류 신호의 제1, 제2 및 제3 고조파)에 대해 신호 분석이 수행될 수 있다. 이후 전체 절차가 전압 및/또는 전류에서 (예를 들어) 800㎑ 기본파 및 그 고조파 중 하나 이상에 기초하여 단계 (b) 내지 (j)를 반복한다는 점에서 반복될 수 있다.
또한 기계-판독가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 명령은, 플라즈마 시스템의 하나 이상의 RF 신호를 나타내는 데이터를 구비하는 프로세서에서 실행될 때, 본 명세서의 방법 중 어느 것을 수행하는데 효과적인 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
컴퓨터 프로그램 제품은 데이터 캐리어(data carrier) 상에 제공되거나, 또는 컴퓨터 메모리에 있는 명령으로 제공되거나, 또는 하드와이어 회로로 구현되거나, 또는 전계 프로그래밍가능한 게이트 어레이와 같은 프로그래밍가능한 회로의 논리적 규칙으로 구현될 수 있다.
프로그래밍가능한 명령으로 구현될 때 프로세서는 일반 목적 컴퓨터 시스템의 프로세서, 또는 디지털 신호 프로세서 칩과 같은 전용 프로세서일 수 있다.
본 명세서의 방법 중 어느 것을 실행하도록 프로그래밍된 하나 이상의 처리 회로를 포함하여 플라즈마 시스템으로부터의 RF 신호를 분석하는 시스템이 더 제공된다.
바람직하게는, 하나 이상의 처리 회로는 전계 프로그래밍가능한 게이트 어레이로 구현되고 상기 회로의 상기 프로그래밍은 상기 방법을 구현하는 로직 함수(logic function)로 상기 전계 프로그래밍가능한 게이트 어레이를 구성하는 단계를 포함한다.
도 1은 플라즈마 시스템으로부터의 RF 신호를 분석하는 시스템의 개략도;
도 2는 800㎑ RF 전원 및 27.12㎒ 전원으로 인해 RF 라인에 시뮬레이션된 전압 및 전류 신호를 도시한 도면;
도 3은 도 2의 전류 신호에 고속 푸리에 변환 결과를 도시한 도면;
도 4는 800㎑ 피크 및 연관된 고조파의 상세도;
도 5는 본 발명의 방법을 적용하기 전 및 후에 전압 신호와 전류 신호에 대해 800㎑ 신호의 제1 내지 제5 고조파 피크 주위의 주파수 빈의 범위로부터 데이터를 도시한 도면;
도 6은 잡음이 추가된 도 5에 도시된 것으로 배열된 데이터세트를 도시한 도면; 및
도 7은 잡음이 있는 27.12㎒ 신호의 제1 내지 제5 피크에 대해 도 5에 도시된 것으로 배열된 도 5와 동등한 데이터세트를 도시한 도면.
도 2는 800㎑ RF 전원 및 27.12㎒ 전원으로 인해 RF 라인에 시뮬레이션된 전압 및 전류 신호를 도시한 도면;
도 3은 도 2의 전류 신호에 고속 푸리에 변환 결과를 도시한 도면;
도 4는 800㎑ 피크 및 연관된 고조파의 상세도;
도 5는 본 발명의 방법을 적용하기 전 및 후에 전압 신호와 전류 신호에 대해 800㎑ 신호의 제1 내지 제5 고조파 피크 주위의 주파수 빈의 범위로부터 데이터를 도시한 도면;
도 6은 잡음이 추가된 도 5에 도시된 것으로 배열된 데이터세트를 도시한 도면; 및
도 7은 잡음이 있는 27.12㎒ 신호의 제1 내지 제5 피크에 대해 도 5에 도시된 것으로 배열된 도 5와 동등한 데이터세트를 도시한 도면.
도 1에 도시된 바와 같이, 10으로 표시된 RF 센서는 플라즈마 전극에 연결된 RF 라인(14)에서의 전압을 캡처하는 광대역 용량성 전압 픽업(12)으로 구성된다. 광대역 용량성 전압 픽업(12)은 관심 주파수 범위에 걸쳐 평판 주파수 응답을 구비하도록 설계된다. 센서(10)는 또한 플라즈마에 연결된 RF 라인에서의 RF 전류를 캡처하는 전류 루프(18)를 구비한다. RF 루프는 관심 주파수 범위에 걸쳐 본질적으로 평판 주파수 응답을 구비하도록 변환기 모드에서 동작하도록 설계된다. 전압 픽업(12) 및 전류 픽업(18)은 RF 라인(14)을 둘러싸는 전력 전송 라인(16)에 매립된다.
전류 및 전압 신호는 용량성 픽업 및 전류 루프로부터 아날로그-대-디지털 컨버터(20)로 각각 전달되고, 디지털화된 신호는 도 2를 참조하여 아래에 설명된 바와 같이 전계 프로그래밍가능한 게이트 어레이(22)에서 처리된다.
이 예에서 본 발명자들은 RF 센서를 언급하지만, 본 발명자들은 RF 주파수에서 광학 데이터를 모니터링하는 광학 센서 또는 RF 스펙트럼 영역에서 유용한 정보를 레코드하는 다른 센서를 더 고려한다.
도 2에서, 본 발명자들은 800㎑ RF 전원 및 27.12㎒ 전원으로 인해 RF 라인에 대해 시뮬레이션된 전압 및 전류 신호를 도시한다. 센서로부터 전압 및 전류 신호는 전압 및 전류 ADC(도 1)에 공급되되, 여기서 V 및 I 신호는 대략 50MSPS(million samples per second)와 같은 최고 기본 주파수(27.12㎒)를 초과하는 고정된 샘플 속도로 고해상도 디지털 워드(16비트)로 변환되고, 이것은 저비용 디지타이저를 사용하여 달성될 수 있다. 안티-에일리어싱 필터(anti-aliasing filter)를 사용하지 않고, 디지타이저의 신호 대역폭이 나이퀴스트 주파수(Nyquist frequency)의 적어도 5배(> 150㎒)인 것이 바람직하다.
이후 본 발명자들은 전압 및 전류 신호의 표준 N = 512 FFT를 획득한다. 이것은 전계 프로그래밍가능한 게이트 어레이 칩을 사용하여 달성된다. 512개의 샘플은 획득하는데 17.4㎲를 요구하고 FFT를 완료하는데 약 50㎲를 요구한다. 플라즈마 부하가 비-선형인 것으로 인해 특히 전류에 상당한 고조파 왜곡이 있다. 비- 선형 부하는 또한 2개의 주파수의 상호 변조 및 상당한 상호 변조 성분을 초래하는데, 이는 전류 신호에서 다시 더 두드러진다.
도 3은 시뮬레이션된 전류 신호의 FFT를 도시한다. 여기서 본 발명자들은 크기 1을 갖는 기본파 800㎑ 신호 및 크기 1을 갖는 27.12㎒를 알 수 있다. 시뮬레이션된 데이터에서 27.12㎒ 신호의 고조파는 기본파의 크기의 10%로 설정되고, 54.24㎒, 81.36㎒, 108.48㎒ 및 135.6㎒에서 나타난다. 49.5MSPS에서 동작하는 디지타이저의 에일리어싱으로 인해 27.12의 고조파는 0-25㎒ 범위에서 나타난다. 비-선형 부하는 27.12㎒로부터 +/- 800㎑ 거리에서 상호 변조 신호 및 그 에일리어스를 생성한다. 이들은 도 3에서 명확히 볼 수 있다.
800㎑ 기본파는 또한 비-선형 부하에 의해 왜곡될 수 있고, 고조파는 1.6㎒, 2.4㎒, 3.2㎒ 및 4㎒에서 나타난다. 800㎑ 고조파의 진폭은 기본파 크기의 30%, 20%, 10% 및 5%에서 각각 시뮬레이션으로 설정되었다. 도 4는 800㎑ 피크 및 연관된 고조파의 상세도를 도시한다. 27.12㎒ 신호의 제2 고조파는 에일리어싱되고 4.8㎒에서 나타나며, 그 상호 변조 피크는 4㎒ 및 5.6㎒에서 나타낸다. 13.56㎒ 고조파 및 상호 변조 생성물(product)은 제5 고조파를 손상시켜 그 측정값이 현재 표준 기술로 측정될 수 없게 하는 것이 명백하다. 잡음은 또한 피크 값들의 측정을 불명확하게 하는데 기여하고, 신호들 중 어느 것의 위상을 정확히 수립하는 이 접근법의 능력을 제한한다.
이들 제한 사항을 극복하기 위하여 본 발명에 의해 사용자는 제1 신호가 예상되는 주파수 범위, 예를 들어, F1 = 27.56 +/- 0.5㎒를 선택할 수 있고, 제2 주파수가 발견될 수 있는 제2 범위, 예를 들어, F2 = 800㎑ +/-100㎑를 선택할 수 있다. 다른 주파수 범위는 다중-주파수 응용를 위해 요구되는 경우 선택될 수 있다. 현재 예에서 FFT 빈 사이즈는 97㎑이다. 이 범위가 빈 사이즈를 초과하는 경우 이 신호는 여러 빈 중 하나의 빈에서 발견될 수 있다. 이 주파수의 범위는 플라즈마 부하에 전력 매칭을 도와주기 위해 주파수가 가변되는 응용에서 요구된다.
알고리즘은 신호의 F1 성분의 기본파 성분이 발견될 수 있는 빈의 범위를 계산한다. 이 알고리즘은 최대 전압 신호가 존재하는 빈을 결정하고 이것이 기본파 F1인 것으로 가정하여, 알고리즘은 이 빈의 허수 성분이 미리 결정된 위상각(φ)으로 갈 때까지 위상각 θ만큼 이 빈의 전압 벡터를 회전시킨다. 편의상 φ는 바람직하게는 0으로 설정되는데, 그 이유는 이것이 위상-조절된 제1 주파수 성분의 허수 성분을 제거하기 때문이다. 이 알고리즘은 또한 동일한 각도 θ만큼 전류 FFT의 동등한 주파수 빈의 전류 벡터를 회전시킨다. 전압 벡터의 실수 성분은 Vm1I으로 저장되고, 동등한 주파수 빈에 대해 새로운 전류 벡터 Im1 (실수, 허수)가 저장된다. 알고리즘은 제2 m12 - n12, 제3 m13-n13 및 더 높은 고조파가 놓여 있는 빈의 범위를 계산한다. 알고리즘은 스펙트럼의 적절한 부분에서 에일리어싱된 신호를 찾고, 제2 고조파에 대한 각도의 2배(즉, 2θ) 및 제3 고조파 등에 대한 각도의 3배(3θ) 등만큼 각 전압 벡터 및 전류 벡터를 회전시키고 복소 벡터를 저장한다. 이 절차는 F2 및 그 고조파에 대해 반복된다. 실제로, 선택된 빈은 고유한 것이 아닐 수 있으며, 2개의 주파수로부터 오는 고조파는 오버랩될 수 있고, 선택된 빈들은 잡음, 다른 고조파 및 상호 변조 성분을 포함할 수 있다. 모든 관련 벡터 값이 저장되면 나머지 미사용 빈은 폐기된다.
새로운 데이터 세트가 수집되고 FFT가 획득되며, 이 절차는 다수회, 예를 들어, 1000회 반복된다. 각 이러한 데이터 세트에 대해, 회전각 θ는 가변되어 F1의 기본 전압 성분이 제1 데이터 세트에 대해서와 동일한 위상각(φ)으로 회전되고 나서, 이 데이터 세트에서의 각 다른 주파수 성분(예를 들어, 제2, 제3 등의 전압 고조파 및 제1, 제2, 제3 전류 고조파)에 대해 이 새로운 회전각 θ 또는 그 배수 Nθ가 관심 벡터를 회전시키는데 사용된다. 이것은 현재 예에서 약 67㎳를 요구한다. 전압 및 전류 벡터는 시간 평균된 주기도를 생성하도록 추가된다. 이 예에서, φ = 0 의 값이 제1 반복에 사용되었다면, 1000개의 N=1 전압 성분에 대한 모든 벡터가 위상각 0으로 회전되고, 이때 각 데이터 세트에 상이한 회전각 θ가 요구되는 것으로 이해된다. 1000개의 N = 1 전류 성분 각각은 동일한 각도 θ만큼 대응하는 전압 벡터로서 개별적으로 회전된다. 1000개의 제3 고조파 전압 벡터 각각은, 1000개의 제3 고조파 전류 벡터 각각에서와 같이, 기본 전압 벡터에 사용된 회전각의 3배만큼 회전되어, 다시 전압과 전류 사이에 일정한 위상 차이를 보존한다.
도 5는 도 2의 시뮬레이션된 데이터에 적용된 알고리즘의 일례를 도시한다. 각 그래프에서 흑색 라인은 (좌측으로부터 우측으로 이동하는) F1 내지 F5의 각 고조파 주위에 주파수 빈의 범위에 대한 전압(상부 5개의 그래프) 또는 전류(하부 5개의 그래프)의 벡터의 크기이다. 각 그래프에서 그레이 라인은 위상 이동 알고리즘을 적용하고 나서 이를 1000개의 주기도에 걸쳐 평균낸 결과이다. 그레이 라인은 흑색 라인과 오버레이하고 일치하는 경우 이를 은닉한다.
전류의 제5 고조파의 경우에 본 발명자들은 전류의 800㎑의 제5 고조파에 가까이 있는 것으로 에일리어싱된 54.24㎒에서의 전류 신호의 상호 변조 성분을 나타내는 청색 신호를 본다. 적색 라인은 전압 위상 이동 알고리즘이 적용된 1000개의 주기도에 걸쳐 평균낸 800㎑의 제5 고조파이다. 벡터 크기는 이제 0.05이고 이는 상호 변조 성분이 제거된 올바른 값이다.
기본파 및 고조파에 적용된 전압 위상 이동 동작에 의해 원하는 기본파 및 그 고조파가 감소됨이 없이 본질적으로 다수의 주기도를 평균낼 수 있다. 이 동작은 또한 전압과 전류 사이에 위상 차이를 보존한다. RF 파형의 진정한 표현이 또한 획득될 수 있다. 기본 전압과 동위상이 아닌 다른 신호는 이들이 상쇄하는 방식으로 벡터적으로 추가될 수 있다. 이것은 또한 잡음을 포함하여, 신호의 분산이 평균된 다수의 주기도를 제곱근함으로써 감소된다. 이것으로 평균낸 신호의 S/N가 크게 증가된다.
도 6에서 본 발명자들은 도 5와 동일한 방식으로 배열되었지만 잡음이 추가된 800㎑에 대한 데이터세트를 알 수 있다. 도 6에서 각 고조파(N = 2, 3, 4 등)는 기본파(N = 1)의 크기의 10%인 것으로 설정된다. 잡음이 추가된 시뮬레이션이 훨씬 더 느리기 때문에 평균낸 주기도의 개수는 100으로 설정된다. 위상 조절 알고리즘을 적용하고 평균낸 후 데이터를 도시하는 적색 라인은 청색 라인(전 처리)보다 훨씬 더 깨끗하다는 것을 알 수 있다.
도 7은 도 5와 동등한 데이터세트이지만, (a) 27.12㎒ 기본파 및 그 고조파에 대한 것과 (b) 잡음이 추가된 것을 도시한다. 다시 알고리즘의 효과는 관심 주파수 성분을 오버레이하는 불요 신호(spurious signal)를 감소시키고 제거시키며, 잡음을 크게 감소시키는 것을 볼 수 있다.
현재 기술은 로킹-인 기간(lock-in period)을 요구하지 않으며, 가간섭성 길이(coherence length)는 512개의 데이터 점을 캡처하는데 드는 시간에 의해 결정되고 윈도우 함수에 의해 다소 감소된다. 그러나, 성능을 더 개선시키는데 동기화가 요구되는 경우 이것은 각 기본 전압에 요구되는 위상 이동을 레코드함으로써 가능하다. 고정된 주파수의 샘플링 주파수 및 고정된 주파수 기본파에 대해 이 위상은 하나의 샘플로부터 그 다음 샘플까지 일정할 수 있다. 그래서 x초 기간에 걸쳐 위상 이동을 평균내고 평균 위상을 사용하는 것은 위상을 평균내는데 사용된 시간 길이에 의해 결정된 대역폭과, 측정된 전압 및 전류 측정을 위상 로킹하는 것과 동등하다. 이 접근법은 데이터 품질을 개선시킬 수 있으나, 주파수가 신속히 이동하거나 또는 펄스화된 응용에서 이동하는 경우 사용하는 것이 곤란할 수 있다.
본 발명이 (위상 조절 각도 θ의 값을 설정하는) 제1 주파수 및 (Nθ의 조절이 적용되는) 다른 주파수에 대하여 동작할 수 있는 방식의 일부 예는 다음을 포함할 수 있다. 다음에서 "신호 채널 A"는 RF 신호를 포함하는 하나의 채널(예를 들어, 전압, 전류 또는 광학 신호 채널과 같은 것)을 나타내고 "신호 채널 B"는 RF 신호를 포함하는 상이한 채널을 나타내고, 신호 채널 A 및 B는 공통 기본 주파수를 공유하는 주파수 성분을 포함하는 것으로 이해된다. (대안적으로 및 덜 일반적으로, 신호 채널 A 및 B는 상이한 고조파 피크들이 위치된 스펙트럼의 상이한 부분을 커버하는 전압 신호일 수 있다).
가장 일반적으로, 신호 채널 A 및 B는 동일한 주파수 범위를 폭넓게 커버하고 주어진 신호에 대해 관심 고조파 피크 각각을 포함할 수 있다(예를 들어, 800㎑ 플라즈마 RF 변조를 연구하면, 신호 채널 A는 0 내지 5㎒의 대역폭을 가지는 전압 신호일 수 있고, 신호 채널 B는 전류 및 전압의 기본파 및 제2 내지 제6 고조파를 캡처하기 위하여 동일한 대역폭을 갖는 전류 신호일 수 있다. 그러나, 덜 일반적이지만 본 방법의 범위와 능력 내에서, 신호 채널 A는 (예를 들어) 800㎑ 기본파 신호 피크 주위에 협 대역폭을 커버하는 전압 신호일 수 있는 반면, 신호 채널 B는 1.5 내지 1.7㎒의 주파수를 포함하는 (및 그리하여 동등한 전류 신호의 제2 고조파 주파수 성분만을 포함하는) 전류 신호 채널일 수 있다.
시나리오 1:
제1 주파수는 신호 채널 A로부터 진정한 기본파 성분이다
(i) 다른 주파수는 신호 채널 A로부터 더 높은 고조파(N은 2차, 3차 고조파 등을 나타내는 2, 3 등임)이다
(ii) 다른 주파수는 신호 채널 B로부터의 동등한 기본파(N =1)이다
(iii) 다른 주파수는 신호 채널 B로부터 더 높은 고조파(N은 2차, 3차 고조파 등을 나타내는 2, 3 등임)이다
시나리오 2:
제1 주파수는, 예를 들어, 신호 채널 A로부터 기본파 플라즈마 주파수의 제2 고조파이다
(i) 다른 주파수는 신호 채널 A로부터 고조파 배수(N은 4차, 6차 고조파 등을 나타내는 2, 3 등임)이다
(ii) 다른 주파수는 신호 채널 B로부터의 동등한 신호(N은 제2 고조파를 나타내는 1임)이다
(iii) 다른 주파수는 신호 채널 B로부터 더 높은 고조파(N은 4차, 6차 고조파 등을 나타내는 2, 3 등임)이다
"제1 주파수"에는 항상 수 N = 1이 할당되고, 각 다른 주파수에는 이것이 제1 주파수와 동일한 주파수(즉, N = 1을 갖는 제1차 고조파)인지, 2배의 주파수(2차, N = 2)인지, 3배의 주파수(3차, N = 3)인지 등에 따라 대응하는 수 N = 1, 2, 3 등이 할당되는 것을 볼 수 있다. N = 1에서 제1 주파수는 통상 시나리오 1에서와 같이 신호 채널 내에 발견되는 실제 기본 주파수이지만 반드시 그런 것은 아니다. 그러나, 시나리오 2는 일부 경우에 N = 1이 할당된 제1 주파수가, 예를 들어, 54.24㎒ 피크일 수 있는 것을 나타내고, 이는 실제로 플라즈마 시스템에 대해 27.12㎒ 여기 주파수의 제2차 고조파이다. 이러한 경우에, 54.24㎒ 신호는 각도 θ만큼 회전될 수 있는데, 그 이유는 다른 신호 채널에 있는 임의의 동등한 54.24㎒ 주파수 성분도 회전될 수 있기 때문이다. N = 2는 108.48㎒(이는 베이스 27.12㎒의 4차 고조파임)의 임의의 주파수 성분을 나타내고, 이 성분은 2θ 등만큼 회전될 수 있다.
Claims (18)
- 플라즈마 시스템으로부터의 RF 신호를 분석하는 방법으로서,
(a) 상기 플라즈마 시스템으로부터 하나 이상의 신호 채널을 수신하는 단계로서, 상기 각 신호 채널은 주파수 범위에 걸쳐 상기 플라즈마 시스템으로부터의 신호 및 잡음을 나타내는 데이터 소스를 포함하는 것인, 상기 수신하는 단계;
(b) 상기 신호 채널(들) 중 하나로부터의 제1 RF 신호 샘플에서, 상기 주파수 범위에서 국부적 최대값이 발견되는 제1 주파수 값(F)을 식별하는 단계;
(c) 상기 제1 RF 신호 샘플에서, 상기 제1 주파수 값(F)에서의 제1 복소 주파수-도메인 신호 성분을 결정하는 단계;
(d) 상기 신호 채널(들) 중 하나로부터의 상기 제1 RF 신호 샘플에서 또는 다른 RF 신호 샘플에서, 다른 주파수 값(F(N))을 식별하는 단계로서, N은 상기 제1 주파수 값(F)의 N차 고조파를 나타내는 정수이고, N = 1은 상기 제1 주파수 값(F)에서의 1차 고조파를 나타내는 것인, 상기 식별하는 단계;
(e) 상기 다른 주파수 값이 식별된 RF 신호 샘플에서 상기 다른 주파수 값에서의 다른 복소 주파수-도메인 성분을 결정하는 단계;
(f) 상기 제1 복소 주파수-도메인 성분의 위상을 각도 θ만큼 미리 결정된 위상각(φ)으로 조절함으로써 상기 제1 복소 주파수-도메인 성분을 변환하여, 위상-조절된 제1 복소 신호 성분을 제공하는 단계;
(g) 상기 다른 복소 주파수-도메인 성분의 위상을 N x θ와 동일한 각도만큼 조절함으로써 상기 다른 복소 주파수-도메인 성분을 변환하여, 위상-조절된 다른 복소 신호 성분을 제공하는 단계;
(h) 동일한 플라즈마 시스템으로부터의 복수의 RF 신호 샘플에 관하여 단계 (b) 내지 (g)를 반복적으로 반복하는 단계로서, 각 반복 시, 상기 θ의 값은 상이한 반복에 걸쳐 상기 위상-조절된 제1 복소 신호 성분에 대해서 일정한 위상각(φ)을 제공하도록 선택되고, 임의의 반복 내에서, 상기 단계 (f)에서 선택된 상기 θ의 값은 단계 (g)의 조절에서 사용되는 것인, 상기 반복하는 단계;
(i) 각 반복 시 획득된 위상 조절된 제1 복소 신호 성분들을 취합하거나 평균내는 단계; 및
(j) 각 반복 시 획득된 위상-조절된 다른 복소 신호 성분들을 취합하거나 평균내는 단계를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제1 주파수 값이 식별된 신호 채널은 상기 다른 주파수 값이 식별된 신호 채널과 동일한 것이 아닌 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 주파수 값이 선택된 신호 채널은 전압 신호 채널, 전류 신호 채널 및 광학 신호 채널 중 하나이고, 상기 다른 주파수 값이 식별된 신호 채널은 전압 신호 채널, 전류 신호 채널 및 광학 신호 채널 중 다른 하나인 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 각 반복 시, 단계 (d), (e) 및 (g)는 한번을 초과하여 수행되어 상기 플라즈마 시스템으로부터의 신호 채널 내에서 발견된 상기 제1 주파수 값(F)의 고조파를 각각 나타내는 복수의 다른 주파수 값이 단계 (d)에서 식별되며, 이러한 각 고조파에 대해서, 각각의 다른 복소 주파수-도메인 성분은 단계 (e)에서 결정되고 단계 (g)에서 변환되어 각각의 위상-조절된 다른 복소 신호 성분을 제공하며, 단계 (i)는 이러한 각 위상 조절된 다른 복소 신호 성분에 대해서 개별적으로 반복되는 것인 방법.
- 제4항에 있어서, 각 반복 시, 단계 (d), (e) 및 (g)는 상기 제1 RF 신호 샘플에서 식별된 다른 주파수 값에 대해서 적어도 한번, 그리고 상이한 신호 채널로부터의 다른 RF 신호 샘플에서 식별된 다른 주파수 값에 대해서 적어도 한번 수행되는 것인 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 제1 주파수 값은 전압 신호 채널에서 기본 주파수로 식별되고, 적어도 하나의 다른 주파수 값은 차수 N > 1의 상기 전압 신호 채널에서 상기 기본 주파수의 고조파이며, 추가로 상기 다른 주파수 값들 중 다른 것은 전류 신호 채널 또는 광학 신호 채널로부터의 신호 샘플 내의 동일한 기본 주파수의 고조파(N >= 1)로서 식별된 것인 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 제1 주파수 값은 전류 신호 채널에서 기본 주파수로 식별되고, 적어도 하나의 다른 주파수 값은 차수 N > 1의 상기 전류 신호 채널에서의 상기 기본 주파수의 고조파이며, 추가로 상기 다른 주파수 값들 중 다른 것은 전압 신호 채널 또는 광학 신호 채널로부터의 신호 샘플 내의 동일한 기본 주파수의 고조파(N >= 1)로 식별된 것인 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 제1 주파수 값 및 복수의 다른 주파수 값은 적어도 전류 신호 채널로부터의 제1 및 제2차 고조파 및 전압 신호 채널로부터의 제1 및 제2차 고조파를 포함하는 것인 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 주파수 값을 식별하는 단계 (b)는 신호 크기의 국부적 최대값이 위치되거나 예상되는 이산 푸리에 변환의 빈 수(bin number) b1을 식별하는 단계를 포함하고, 그리고
상기 다른 주파수 값을 식별하는 단계 (d)는 모듈러스(modulus)가 빈의 총 개수인 모듈로 연산에 따라 빈 수 b2 = N x b1의 신원을 결정하는 단계, 및 빈 b2에 인접한 N개의 빈 내에 놓여 있는 빈을 선택하는 단계를 포함하는 것인 방법. - 제9항에 있어서, 빈 b2에 인접한 N개의 빈 내에 놓여 있는 빈을 선택하는 단계는 신호 크기의 국부적 최대값이 발견되는 상기 주파수 범위 내에서 빈을 식별하는 단계를 포함하는 것인 방법.
- 제9항에 있어서, 빈 b2에 인접한 N개의 빈 내에 놓여 있는 빈을 선택하는 단계는 상기 제1 주파수 값(F)이 빈 사이즈를 초과하는 정밀도로 알려진 경우 주파수 배수 F(N)이 발견될 빈을 선택하는 단계를 포함하는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 주파수 값(F)은 연속하는 반복들 사이에서 드리프트하고, 각 반복 시, 상기 제1 주파수 값(F)은 예상된 주파수 범위에서 국부적 최대 신호로서 식별되는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 신호 채널로부터 적어도 하나의 RF 신호 샘플을 수신하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 RF 신호 샘플을 상기 주파수 범위로 변환을 수행하는 단계를 초기에 더 포함하는 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 변환은 이산 푸리에 변환인 것인 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 변환은 고속 푸리에 변환인 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 단계 (b) 내지 (j)는 주파수 범위에서 국부적 최대값이 발견되는 상이한 제1 주파수 값(F')에 기초하여 반복되되, F' 및 F는 서로 고조파가 아닌 것인 방법.
- 제1항의 방법을 실행하도록 프로그래밍된 하나 이상의 처리 회로를 포함하는, 플라즈마 시스템으로부터의 RF 신호를 분석하는 시스템.
- 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 처리 회로는 전계 프로그래밍가능한 게이트 어레이로서 구현되고, 상기 회로의 상기 프로그래밍은 상기 방법을 구현하는 로직 함수를 갖는 상기 전계 프로그래밍가능한 게이트 어레이를 구성하는 단계를 포함하는 것인 시스템.
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