KR102381837B1 - 플라즈마 rf 바이어스 소거 시스템 - Google Patents

플라즈마 rf 바이어스 소거 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 바이어스 RF 생성기가 바이어스 RF 출력 신호를 제공하는 제1 주파수에서 작동하고, 소스 RF 생성기가 소스 RF 출력 신호를 제공하는 제2 주파수에서 작동하는 RF 공급 시스템 에 관한 것이다. RF 출력 전력 신호가 플라즈마 챔버와 같은 부하에 인가된다. 소스 RF 생성기가 트리거링 이벤트를 감지한다. 트리거링 이벤트에 반응하여, 소스 RF 생성기가 트리거링 이벤트에 대하여 발생하는 플라즈마 챔버에서의 임피던스 변동에 대응하기 위하여 소스 RF 출력 신호에 주파수 오프셋을 추가하는 것을 개시한다. 소스 RF 생성기에 의해 감지되는 트리거링 이벤트는, 바이어스 RF 출력 신호에 따라 변하는 제어 신호의 형태로 바이어스 RF 생성기로부터 수신될 수 있다.

Description

플라즈마 RF 바이어스 소거 시스템
본 발명은 RF 제어 시스템 및 부하에서의 임피던스 변동을 감소시키는 RF 제어 시스템에 관한 것이다.
[관련 출원의 교차 참조]
본 출원은 2016 년 8 월 15 일자로 출원된 미국 특허 출원 제 15/236,661 호의 우선권을 주장하며, 2015 년 9 월 1 일자로 출원된 미국 가출원 제 62/212,661 호의 이익을 주장한다. 상기 출원의 전체 개시 내용은 본 명세서에서 참조로서 인용되어 있다.
본 배경 기술 부분은 반드시 종래 기술이라고 할 수 없는 본 발명과 관련된 배경 기술 정보를 제공한다.
본 명세서에 제공되는 배경 기술은 일반적으로 본 발명의 맥락을 제시하기 위한 것이다. 본 배경 기술 부분에서 기술되는 정도까지의, 본 발명자의 연구, 및 본 발명의 출원 시에 선행 기술로서 인정될 수 없는 본 설명의 양태들은, 본 발명에 대한 선행 기술로서 명시적으로 또는 암시적으로 인정되지 않는다.
플라즈마 에칭은 반도체 제조에서 자주 사용된다. 플라즈마 에칭에서, 이온은 전기장에 의해 가속되어 기판상의 노출된 표면을 에칭한다. 전기장은 RF 전력 시스템의 무선 주파수(RF) 생성기에 의해 생성된 RF 전력 신호에 기초하여 생성된다. RF 생성기에 의해 생성된 RF 전력 신호는 플라즈마 에칭을 효과적으로 수행하기 위해 정밀하게 제어되어야 한다.
RF 전력 시스템은 RF 생성기 또는 공급부, 정합 네트워크 및 부하(예를 들어, 플라즈마 챔버)를 포함할 수 있다. RF 생성기는 정합 네트워크에서 수신되는 RF 전력 신호를 발생시킨다. 정합 네트워크는 정합 네트워크의 입력 임피던스를 RF 생성기와 정합 네트워크 사이의 전송 라인의 특성 임피던스에 정합시킨다. 이러한 임피던스 정합은 정합 네트워크로 전달되는 전력("순방향 전력")의 양을 최대화하고 정합 네트워크으로부터 RF 생성기로 역 반사되는 전력("역방향 전력")의 양을 최소화하는 것을 돕는다. 정합 네트워크의 입력 임피던스가 전송 라인의 특성 임피던스와 정합할 때 순방향 전력이 최대화될 수 있고 역방향 전력이 최소화될 수 있다.
통상적인 RF 전력 생성기 구성에서, 부하에 인가된 출력 전력은 부하에 인가된 RF 신호의 순방향 및 반사 전력 또는 전압 및 전류를 측정하는 센서를 사용하여 결정된다. 이들 신호 중 어느 하나의 세트가 분석되어 부하에 인가되는 전력의 파라미터를 결정한다. 파라미터는 예를 들어, 전압, 전류, 주파수 및 위상을 포함할 수 있다. 분석은 전형적으로 부하에 인가되는 전력을 변화시키기 위해 RF 전력 공급부의 출력을 조정하는데 사용되는 전력 값을 결정한다. 부하가 플라즈마 챔버인 RF 전력 전달 시스템에서, 인가된 전력이 부분적으로 부하에서의 임피던스의 함수이기 때문에, 부하의 가변 임피던스는 이에 대응하여 부하에 인가되는 가변 전력을 야기한다. 따라서, 가변 임피던스는 RF 전력 공급부로부터 부하로의 최적의 전력 인가를 유지하기 위해 부하에 인가되는 전력의 파라미터를 변화시킬 필요가 있다.
RF 전력 생성기 또는 공급부 분야에서, RF 신호를 부하에 인가하기 위한 통상적인 두 가지 방법이 있다. 제 1의 보다 통상적인 방식은 연속파 신호를 부하에 인가하는 것이다. 연속파 모드에서, 연속파 신호는 전형적으로 전력 공급부에 의해 부하에 연속적으로 출력되는 정현파이다. 연속파 방식에서, RF 신호는 정현파 출력을 가지고, 정현파의 진폭 및/또는 주파수는 부하에 인가된 출력 전력을 변화시키도록 가변될 수 있다.
RF 신호를 부하에 인가하는 제 2 방식은 연속파 신호를 부하에 인가하는 것이 아니라, RF 신호를 펄싱하는 것을 포함한다. 펄스 동작 모드에서, RF 정현파 신호는 변조된 정현파 신호에 대한 엔벨로프를 규정하도록 변조 신호에 의해 변조된다. 종래의 펄스 변조 방식에서, RF 정현파 신호는 전형적으로 일정한 주파수 및 진폭으로 출력된다. 부하에 전달되는 전력은 정현파 RF 신호를 변화시키기보다는 변조 신호를 변화시킴으로써 가변된다.
플라즈마 시스템에서, 전력은 전형적으로 2 개의 구성 중 일 구성으로 전달된다. 제 1 구성에서, 전력은 플라즈마 챔버에 용량 결합된다. 이러한 시스템은 용량 결합형 플라즈마(capacitively coupled plasma : CCP) 시스템으로 지칭된다. 제 2 구성에서, 전력은 플라즈마 챔버에 유도적으로 결합된다. 이러한 시스템은 전형적으로 유도 결합형 플라즈마(ICP) 시스템으로 지칭된다. 플라즈마 전달 시스템은 전형적으로 각각의 바이어스 전력 및 소스 전력을 하나 또는 복수의 전극에 인가하는 바이어스 및 소스를 포함한다. 소스 전력은 통상적으로 플라즈마 챔버 내에서 플라즈마를 생성하고, 바이어스 전력은 바이어스 RF 전력 공급부에 대한 에너지로 플라즈마를 튜닝한다. 바이어스 및 소스는 다양한 설계 고려 사항에 따라 동일한 전극을 공유하거나 개별 전극들을 사용할 수 있다.
RF 플라즈마 처리 시스템은 플라즈마 생성 및 제어를 위한 구성 요소들을 포함한다. 이러한 구성 요소들 중 하나는 플라즈마 챔버 또는 반응기로 지칭된다. 예를 들어, 박막 제조를 위해 RF 플라즈마 처리 시스템에서 이용되는 통상적인 플라즈마 챔버 또는 반응기는 이중 주파수 시스템을 이용한다. 이중 주파수 시스템의 일 주파수(소스)는 플라즈마의 생성을 제어하고, 이중 주파수 시스템의 다른 주파수(바이어스)는 이온 에너지를 제어한다.
비한정적인 일례로서, 반응성 이온 에칭(RIE)은 미세 가공 시에 사용되는 에칭 기술이다. RIE는 전형적으로 건식 에칭으로 특성지워진다. RIE는 화학 반응성 플라즈마를 사용하여 웨이퍼 상에 증착된 물질을 소거한다. 플라즈마는 전자기장에 의해 저압(진공) 하에서 생성된다. 플라즈마로부터의 고 에너지 이온은 웨이퍼 표면에 충돌하고, 웨이퍼 표면과 반응하여 에칭 공정을 실행한다. RIE 시스템의 한 예에서, 고주파수 소스 RF 전력 생성기(예를 들어, 13 MHz 내지 100 MHz)가 플라즈마를 생성하고, 저주파수 바이어스 RF 생성기(100 kHz 내지 13 MHz)는 플라즈마로부터 기판 표면으로 양이온을 가속시켜 이온 에너지 및 에칭 이방성을 제어한다. 이러한 예시적인 이중 주파수 구동 시스템에서, 저주파수 바이어스 소스는 전력 및 부하 임피던스 양자의 변동을 소스 RF 생성기 내로 도입시킨다.
소스 RF 생성기에 도입된 전력 및 부하 임피던스 양자의 변동에 대응하는 하나의 방식은 플라즈마의 제어를 향상시키기 위해 다중 소스 및 바이어스 생성기를 이용한다. 이러한 구성에서, 플라즈마는 대체적으로 중성으로 하전된 벌크 영역과 진공 챔버의 표면 및 기판의 표면 근처에서 진동하는 시스 영역(sheath region)으로 구성된다. 시스의 두께는 플라즈마 커패시턴스의 상당한 부분을 결정하며, 저주파 바이어스 전력 공급부에 의해 가장 많이 영향을 받는다. 고주파 소스 생성기는 시스 커패시턴스 변동에 의해 악영향을 받을 수 있으며, 이로써 큰 임피던스 및 반사 전력의 변동을 초래한다. 이러한 변동은 일반적으로 현재의 센서 및 계측 시스템으로 측정하기에는 너무 빠르다.
바이어스-유도된 캐패시턴스 변동의 결과로서, 반사 전력이 높을 때 플라즈마에 거의 또는 전혀 RF 소스 전력이 전달되지 않는다. 종래의 기술들은 소스 RF 생성기의 전력 레벨을 증가시킴으로써 이러한 문제점을 해결한다. 이러한 방식은 상당한 제어 복잡성 및 추가적인 자본 및 운영 비용을 수반한다. 예를 들어, RF 소스가 증가된 전력으로 작동할 때, 증가된 전기적 응력 및 더 높은 전력을 공급하는 데 요구되는 부품들의 수의 증가가 RF 생성기의 신뢰성 저하를 야기한다. 또한, 이러한 방식은 공정 신뢰성을 저해하는데, 이는 챔버 RF 기생 임피던스 및 RF 증폭기 성분 허용 오차와 같은, 신뢰할만하게 제어될 수 없는 파라미터들로 인해서, 공정 재현성 및 챔버 정합이 악영향을 받기 때문이다.
본 발명의 내용 부분은 본 발명의 일반적인 요약을 제공하며, 이는 본 발명의 전체 범위 또는 모든 특징들의 포괄적인 개시는 아니다.
제 1 RF 생성기 및 제 2 RF 생성기가 각각의 RF 출력 전력 신호를 플라즈마 챔버와 같은 부하에 제공하는 RF 공급 시스템이 제공된다. 제 1 RF 생성기 및 제 2 RF 생성기 중 하나는 제 1 주파수로 동작하고, 제 2 RF 생성기는 제 2 주파수에로 동작한다. 제 1 RF 생성기 및 제 2 RF 생성기 중 하나는 트리거링 이벤트(triggering event)를 검출한다. 트리거링 이벤트에 응답하여, 제 1 RF 생성기 및 제 2 RF 생성기 중 하나는 트리거링 이벤트와 관련하여 발생하는 플라즈마 챔버에서의 임피던스 변동에 대응하기 위해서 상기 하나의 RF 생성기의 RF 출력 전력 신호의 주파수를 조정하기 시작한다.
본 발명을 적용할 수 있는 가능한 다른 분야는 상세한 설명, 청구 범위 및 도면으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 특정 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
본 명세서에 설명된 도면은 선택된 실시예만을 예시하기 위한 것이며 모든 가능한 구현예는 아니며 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
본 발명은 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 더 완전히 이해될 것이다. 본 명세서에 기술된 도면들은 선택된 실시예들만을 예시하기 위한 것이지 모든 가능한 구현예들을 예시하기 위한 것은 아니며 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 플라즈마 바이어스 소거 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라 구성된 시스템의 동작의 흐름도이다.
도 3은 2 개의 주파수 신호가 전력을 공급하는 RF 제어 시스템에 대한 임피던스 대 주파수의 파형의 플롯이다.
도 4는 도 3의 파형에 대한 시간 대 전류의 플롯이다.
도 5는 부하에 인가된 상이한 주파수들을 갖는 2 개의 RF 신호들 중 하나에 따라서 변화하는 부하에서의 임피던스 변동의 플롯이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 임피던스 변동에 대응하여 시간에 따른 순방향 전력 및 역방향 전력을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따라 구성된 RF 바이어스 소거 시스템에서의 임피던스 변동의 플롯이다.
도 8은 본 발명에 따라 구성된 시스템에 의해 제공되는 개선사항을 입증하는 예시적인 파형을 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 구성을 갖지 않는 시스템의 역방향 전력을 도시한다.
도 10은 도 8의 파형들 중 하나의 확대도이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 및/또는 동일한 요소들을 식별하기 위해 재사용될 수 있다.
대응하는 참조 번호들은 여러 도면들에 걸쳐서 대응하는 요소들을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 상세히 설명될 것이다.
도 1은 RF 생성기 또는 전력 공급 시스템(10)을 도시한다. 전력 공급 시스템(10)은 한 쌍의 무선 주파수(RF) 생성기 또는 전력 공급부들(12a, 12b), 정합 네트워크(18a, 18b) 및 부하 또는 플라즈마 챔버(32)를 포함한다. 다양한 실시예에서, RF 생성기(12a)는 소스 RF 생성기로 지칭되고, 정합 네트워크(18a)는 소스 정합 네트워크으로 지칭된다. 또한, 다양한 실시예들에서, RF 생성기(12b)는 바이어스 RF 생성기로 지칭되고, 정합 네트워크(18b)는 바이어스 정합 네트워크로 지칭된다.
바이어스 RF 생성기(12b)는 소스 RF 생성기(12a)에 입력되는 제어 신호(30)를 발생시킨다. 보다 상세히 설명될 바와 같이, 제어 신호(30)는 플라즈마 챔버(32)의 임피던스의 변동을 다루기 위한 예측적인 대응을 가능하게 하는, 바이어스 RF 생성기(12b)의 동작에 관한 정보를 포함한다. 제어 신호(30)가 없을 때, RF 생성기(12a, 12b)는 자율적으로 동작한다.
RF 생성기(12a, 12b)는 각각의 RF 전력 소스 또는 증폭기(14a, 14b), RF 센서(16a, 16b) 및 프로세서, 제어기 또는 제어 모듈(20a, 20b)을 포함한다. RF 전력 소스(14a, 14b)는 각각의 센서(16a, 16b)에 출력되는 각각의 RF 전력 신호(22a, 22b)를 생성한다. 센서(16a, 16b)는 RF 전력 소스(14a, 14b)의 출력을 수신하여 각각의 RF 전력 신호 f1, f2를 생성한다. 센서(16a, 16b)는 또한 부하(32)로부터 감지되는 다양한 파라미터에 따라 변하는 신호를 출력한다. 센서(16a, 16b)는 각각의 RF 생성기(12a, 12b) 내에 있는 것으로서 도시되어 있지만, RF 센서(16a, 16b)는 RF 전력 생성기(12a, 12b)의 외부에 위치될 수 있음을 알아야 한다. 이러한 외부 감지는, RF 생성기의 출력부에서, RF 생성기와 플라즈마 챔버 사이에 위치된 임피던스 정합 장치의 입력부에서 발생할 수 있거나, 임피던스 정합 회로(임피던스 정합 장치를 포함하거나 임피던스 정합 장치 내에 있을 수 있음)의 출력부와 플라즈마 챔버 사이에서 발생할 수 있다.
센서(16a, 16b)는 플라즈마 챔버(32)의 동작 파라미터를 검출하여 신호들 X 및 Y을 출력한다. 센서(16a, 16b)는 전압 센서, 전류 센서 및/또는 방향성 커플러 센서를 포함할 수 있다. 센서(16a, 16b)는 (i) 전압 V 및 전류 I, 및/또는 각각의 전력 증폭기(14a, 14b) 및/또는 RF 생성기(12a, 12b)로부터 출력된 순방향 (또는 소스) 전력 PFWD 및 각각의 정합 네트워크(18a, 18b) 또는 각각의 센서(16a, 16b)에 연결된 부하(32)로부터 수신된 역방향(또는 반사된) 전력 PREV를 감지할 수 있다. 전압 V, 전류 I, 순방향 전력 PFWD 및 역방향 전력 PREV는 각각의 전력 소스(14a, 14b)과 연관된 실제 전압, 전류, 순방향 전력 및 역방향 전력의 스케일링된 및/또는 필터링된 형태일 수 있다. 센서(16a, 16b)는 아날로그 및/또는 디지털 센서일 수 있다. 디지털 구현 시에, 센서(16a, 16b)는 아날로그 대 디지털(A/D) 변환기 및 대응하는 샘플링 레이트를 갖는 신호 샘플링 구성 요소를 포함할 수 있다. 신호 X 및 신호 Y는 전압 V 및 전류 I 또는 순방향(또는 소스) 전력 PFWD 또는 역방향(또는 반사) 전력 PREV 중 임의의 것을 나타낼 수 있다.
센서(16a, 16b)는 각각의 제어기 또는 전력 제어 모듈(20a, 20b)에 의해 수신되는 센서 신호 X, Y를 생성한다. 전력 제어 모듈(20a, 20b)은 각각의 X, Y 신호(24a, 26a 및 24b, 26b)를 처리하여 각각의 전력 소스(14a, 14b)에 하나 또는 복수의 피드백 제어 신호를 발생시킨다. 전력 소스(14a, 14b)는 수신된 피드백 제어 신호에 기초하여 RF 전력 신호(22a, 22b)를 조정한다. 전력 제어 모듈(20a, 20b)은 적어도 비례형 적분 미분(PID) 제어기들 또는 이들의 서브세트 및/또는 직접형 디지털 합성(DDS) 구성 요소들 및/또는 용어 모듈과 관련되어 이하에 설명되는 다양한 구성 요소들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전력 제어 모듈(20a, 20b)은 제 1 PID 제어기 또는 서브 세트이고, 함수, 프로세스, 프로세서 또는 서브모듈을 포함할 수 있다. 피드백 제어 신호들(28a, 28b)은 구동 신호들일 수 있고 DC 오프셋 또는 레일 전압, 전압 또는 전류 크기, 주파수 및 위상을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에서, RF 전력 소스(14a), 센서(16a), 제어기(20a) 및 정합 네트워크(18a)는 소스 RF 전력 소스(14a), 소스 센서(16a), 소스 제어기(20a) 및 소스 정합 네트워크(18a)로 지칭될 수 있다. 유사하게, RF 전력 소스(14b), 센서(16b), 제어기(20b) 및 정합 네트워크(18b)는 바이어스 RF 전력 소스(14b), 바이어스 센서(16b), 바이어스 제어기(20b) 및 바이어스 정합 네트워크(18b)로 지칭될 수 있다. 다양한 실시예들에서 그리고 전술한 바와 같이, 소스라는 용어는 플라즈마를 발생시키는 RF 생성기를 지칭하며, 바이어스라는 용어는 바이어스 RF 전력 공급부에 대한 플라즈마 이온 에너지 분포 함수(IEDF)를 튜닝하는 RF 생성기를 지칭한다. 다양한 실시예에서, 소스 및 바이어스 RF 전력 공급부들은 상이한 주파수에서 동작한다. 다양한 실시예에서, 소스 RF 전력 공급부는 바이어스 RF 전력 공급부보다 높은 주파수로 동작한다.
다양한 실시예에서, 소스 제어기(20a)는 RF 신호 f1의 주파수를 조정하여, RF 신호 f2를 플라즈마 챔버(32)에 인가함으로써 생기는 임피던스 변동을 보상한다. 다양한 실시예에서, RF 신호 f2는 RF 신호 f1의 주파수보다 낮은 주파수이다. 낮은 주파수는 상호 변조 왜곡(IMD)을 도입하고, IMD는 플라즈마 챔버(32)에서 임피던스 변동을 일으킨다. RF 신호 f1과 f2의 주기적 특성을 이용하여, RF 신호 f1에 주파수 오프셋이 부가되어, RF 신호 f2로 인해 도입되는 예상 임피던스 변동을 보상할 수 있다. 주파수 오프셋은 미리 결정되어 룩업 테이블에 저장되거나, 주파수 오프셋은 동적으로 결정될 수 있다.
소스 제어기(20a)는 실행 모듈(playback module)(34), 주파수 오프셋 모듈(36) 및 업데이트 모듈(38)을 포함한다. 각각의 모듈(34, 36, 38)은 프로세스, 프로세서, 모듈 또는 서브모듈로서 집합적으로 또는 개별적으로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 모듈(34, 36, 38)은 모듈이라는 용어와 관련하여 아래에서 설명되는 다양한 구성 요소들 중 임의의 것으로 구현될 수 있다. 실행 모듈(34)은 주파수 오프셋을 RF 신호 f1에 적용하는 것과 동기화되는 트리거링 이벤트 또는 신호를 모니터링한다. 실행 모듈(34)이 트리거링 이벤트 또는 신호를 검출하면, 실행 모듈(34)은 RF 신호 f1에 주파수 오프셋을 부가하기 시작한다. 실행 모듈(34)은 주파수 오프셋 모듈(36)과 협력하고, 주파수 오프셋 모듈(36)은 실행 모듈(34)에 주파수 오프셋을 제공하고, 이로써 실행 모듈은 주파수 오프셋을 RF 신호 f1에 인가하는 것을 조율한다.
다양한 실시예들에서, 주파수 오프셋 모듈(36)은 룩업 테이블(lookup table; LUT)로서 구현된다. 주파수 오프셋은 예를 들어, 트리거링 이벤트 또는 신호에 대한 시간 또는 위상 지연에 따라 결정된다. RF 신호 f2의 주기적 특성과, 부하(32)에 RF 신호 f2를 인가함에 따라 발생하는 예상되는 주기적 임피던스 변동들이 주어지면, RF 신호 f1에 대한 오프셋들의 LUT가 결정될 수 있다. RF 신호 f1에 부가된 주파수 오프셋은 RF 생성기(12b)에 의해 도입된 간섭과 정렬되도록 생성되고 바이어스 RF 간섭을 적어도 부분적으로 소거하여 임피던스 변동을 저감시킨다. 다양한 실시예에서, LUT는 실험에 의해 정적으로 결정될 수 있거나, 업데이트 모듈(38)과 같은 업데이트 프로세스에 의해 자동적으로 조정될 수 있다.
도 2는 본 발명에서 설명된 바이어스 소거 방법(50)의 흐름도를 도시한다. 제어 프로세스는 다양한 파라미터가 초기화되는 블록(52)에서 시작한다. 제어 프로세스는 트리거 이벤트를 모니터링하는 블록(54)으로 진행한다. 본 명세서에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 트리거 이벤트는 RF 생성기(12a)에 의해 출력된 RF 신호 f1와 주파수 오프셋의 적절한 정렬을 가능하게 하는 임의의 이벤트일 수 있다. 블록(54)은 트리거 이벤트가 발생했는지 여부를 계속 모니터링하고 이러한 트리거링 이벤트가 발생할 때까지 대기 상태로 루프백한다. 트리거 이벤트의 검출시, 제어 프로세스는 트리거링 이벤트의 발생과 동기화된 주파수 오프셋 시퀀스의 실행을 개시하는 블록(56)으로 진행한다.
이러한 주파수 오프셋 시퀀스 실행이 개시되면, 제어 프로세스는 블록(58)으로 진행한다. 블록(58)에서, 주파수 조절치들이 트리거 이벤트에 대해 결정된다. 다양한 실시예들에서, 주파수 오프셋은 바이어스 RF 생성기(12b)로부터 출력된 RF 신호의 시퀀싱과 같은, 이벤트에 대한 예상된 임피던스 변동 기준에 따라서 결정된다. 전형적으로 트리거 이벤트와 관련하여 주파수 오프셋이 결정되면, 제어 프로세스는 주파수 오프셋이 RF 생성기(12a)로부터 출력된 RF 신호에 부가되는 블록(60)으로 진행한다. 제어 프로세스는 실행 시퀀스가 완료되었는지를 결정하는 블록(62)으로 진행한다. 즉, 결정 블록(62)에서, 실행 시퀀스가 완료되면, 제어 프로세스는 결정 블록(54)으로 진행하여 여기서 트리거 이벤트에 대한 모니터링이 계속된다. 실행 시퀀스가 완료되지 않은 경우, 제어 프로세스는 블록(58)으로 진행하며 이 블록에서 주파수 오프셋이 결정된다.
도 2에는 또한 블록(58)의 주파수 오프셋을 업데이트하기 위한 흐름도(70)가 도시되어 있다. 흐름도(70)는 제어기(20a)의 업데이트 모듈(38)에 의해 구현될 수있다. 흐름도(70)에서, 제어 프로세스는 예를 들어 트리거 이벤트와 관련하여 선택된 국면(phsae)에서 임피던스 변동을 결정하는 블록(72)에서 시작한다. 제어 프로세스는 상기 임피던스가 수용 가능한지 여부를 결정하는 결정 블록(74)으로 진행한다. 즉, 결정 블록(74)에서, 부하(32)의 임피던스가 임계치와 비교되어, 상기 임피던스가 수용 가능한지 또는 소정의 주파수 오프셋에 대한 임계값 내에 있는 지가 결정된다. 임피던스가 수용 가능한 경우, 제어 프로세스는 블록(72)으로 되돌아간다. 임피던스가 미리 결정된 범위 또는 임계값 밖에 있는 경우, 제어 프로세스는 임피던스 변동을 감소시키기 위해 선택된 국면에서 주파수 오프셋을 업데이트하는 블록(76)으로 진행한다. 일단 선택된 국면에서의 주파수 오프셋이 결정되면, 제어 프로세스는 주파수 오프셋을 결정하는 블록(58)으로 상기 업데이트된 주파수 오프셋을 삽입하는 블록(78)으로 진행한다.
다양한 실시예에서, 블록(54)과 관련하여 논의된 바와 같은 트리거 이벤트는, 바이어스 RF 신호에 대해 주파수 오프셋이 적절하게 적용되어, 임피던스 변동을 최소화시키도록, 바이어스 RF 생성기(12b)를 소스 RF 생성기(12a)와 동기화시키는 이벤트이다. RF 생성기들(12a, 12b) 간의 동기화는 동기화 펄스를 제공하거나 RF 생성기(12b)로부터 출력된 RF 신호를 복제할 수 있는 제어 신호(30)를 사용하여 발생할 수 있다. 다양한 다른 실시예에서, RF 생성기(12b)와의 동기화는 제어 신호(30)와 같은 직접적인 연결 매체 없이 또는 RF 생성기들(12a, 12b) 간의 다른 직접적인 연결 매체 없이 발생할 수 있다.
직접 연결 매체가 없는 동기화는 임피던스 변동을 분석하고 이러한 임피던스 변동을 나타내는 신호로 위상-로킹함으로써 얻을 수 있다. 예를 들면, 센서(16a)로부터 출력되는 신호 X, Y를 분석함으로써, 임피던스 변동을 나타내는 신호를 생성할 수 있다. 이러한 신호는 적절한 트리거 이벤트를 제공할 수 있다. 임피던스 변동에 대한 고속 푸리에 변환(fFT)을 수행함으로써 임피던스 변동을 나타내는 신호를 생성될 수 있다. 이러한 구성에서, 소스 RF 생성기(12a)는 바이어스 RF 생성기(12b)에 연결되지 않고 독립형 유닛으로서 효과적으로 작동할 수 있다.
상기 다양한 실시예들에서 기술된 트리거 이벤트들은 통상적으로 트리거 이벤트의 주기성과 관련된다. 예를 들어, 바이어스 RF 생성기(12b) 출력 제어 신호(30)로부터 수신된 제어 신호는 RF 생성기(12b)로부터 출력된 RF 신호에 따라 주기적으로 반복될 수 있다. 마찬가지로, 임피던스 변동을 나타내는 상술된 신호는 또한 자신의 주기성을 가질 수 있다. 다른 트리거링 이벤트들은 주기적일 필요는 없다. 다양한 실시예에서, 트리거링 이벤트는 플라즈마 챔버(32) 내에서 검출된 아크와 같이, 비주기적인 비동기적 이벤트일 수 있다. 다양한 다른 실시예들에서, 트리거링 이벤트는 전력 제어 루프로서 지칭되는, 소스 RF 생성기(12a)의 제어 루프 시간들과 관련될 수 있다. 트리거 이벤트가 소스 RF 생성기(12a)의 전력 제어 루프와 연관되는 경우, 일반적으로 RF 생성기(12a) 펄스에 대한 디지털 제어 루프보다 훨씬 느린 신호가 트리거링 이벤트를 제공한다.
다양한 실시예에서, 주파수 오프셋 모듈(36) 및 이에 대응하는, 주파수 오프셋이 결정되는 블록(58)은 룩업 테이블(LUT)로 구현될 수 있다. LUT는 RF 생성기(12b)로부터 출력되고 플라즈마 챔버(32)에 인가된 바이어스 RF 신호에 대한 임피던스 변동에 관한 경험적 데이터를 획득함으로써 정적으로 결정될 수 있다. LUT가 정적으로 결정될 때, 도 2의 흐름도(70)는 적용 가능하지 않을 수 있다. 다른 다양한 실시예에서, LUT는 흐름도(70)와 관련하여 설명된 바와 같이 동적으로 결정될 수 있다. 오프셋 주파수를 동적으로 업데이트하는 일 예시는 주파수 오프셋의 특정 부분 또는 빈(bin)을 결정하기 위한 자동 주파수 튜닝을 포함한다. 상기 빈(bin)에 대한 반사 전력은 예를 들어, 센서(16a)를 사용하여 검사되고 보정될 수 있다. 이러한 보정은 선택된 빈에 대한 주파수 오프셋을 제공한다.
다양한 실시예들에서, 주파수 오프셋들은 바이어스 RF 생성기(12b)에 의해 출력된 RF 신호에 대해 동일한 증분으로 인가될 수 있으며, 이로써, 주파수 오프셋들의 범위에 걸쳐 일관된 분해능을 제공한다. 다양한 다른 실시예들에서, 주파수 오프셋들의 분해능은 변할 수 있다. 즉, 바이어스 RF 출력 신호의 소정의 지속 기간 동안 더 많은 오프셋들이 적용될 수 있고, 바이어스 RF 출력 신호의 상이한 부분에서의 동일한 지속 기간 동안 더 적은 오프셋들이 적용될 수 있도록, 주파수 오프셋은 가변적으로 시간적으로 이격될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서의 상태 기반 방식은, 임피던스 변동이 주어진 기간 동안보다 더 불안정한 경우와 같이 필요한 경우에 주파수 오프셋의 분해능을 증가시키고, 임피던스 변동이 주어진 기간 동안보다 더 안정된 경우와 같이 적절할 경우에 주파수 오프셋의 분해능을 감소시킨다. 이러한 상태 기반 방식은 적절한 경우에 계산 상의 오버헤드 또는 프로세싱 오버헤드를 감소시킴으로써 보다 효율적인 구현을 제공할 수 있다. 다양한 실시예에서, 각 오프셋의 크기는 변할 수 있다.
다양한 실시예에서, 주파수 오프셋은 디지털 도메인에서 주파수 변조를 사용하여 제공된다. 디지털 도메인에서, 직접 디지털 합성기(DDS)는 도 2의 블록(60)과 관련하여 논의된 바와 같이, 주파수 오프셋을 구현할 수 있다. 다양한 다른 실시예에서, 주파수 오프셋은 다양한 회로를 사용하여 도입될 수 있다. 이러한 회로는 RF 생성기(12a)로부터 출력된 RF 신호에 주파수 오프셋을 부가하도록 전압 제어 발진기(VCO)를 포함할 수 있다.
다양한 다른 실시예들에서, RF 생성기(12a) 내의 피드백 제어 루프는 오프셋 주파수를 적용하기 위한 정보를 제공할 수 있고, 미리 결정된 오프셋을 참조하지 않고 주파수를 동적으로 인가할 수 있다. 이러한 시스템을 구현하기 위해, 서보 기반 주파수 튜닝 또는 동적 주파수 임피던스 정보와 같은 기존 주파수 튜닝 방법이 이용된다. 이러한 임피던스 정보는 향후에 주파수 오프셋을 조정해서 이에 대응하게 임피던스 변동을 감소시키는 데에 사용될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 명세서에서 설명된 주파수 오프셋 기술을 적용하지 않는 RF 전력 전달 시스템에 대한, 비교적 낮은 바이어스 주파수 fb 및 비교적 높은 소스 주파수 fs로 동작하는 플라즈마 챔버로부터의 용량성 방전의 예시적인 파형을 도시한다. 도 3의 파형(90)은 IMD를 나타내며, 파형(90)은 fs에서 피크(92)를 가지며, 각기 fs - fb와 fs +fb에서 IMD를 나타내는 피크들(94, 96)을 갖는다. 피크(94, 96)에 도시된 IMD는 바람직하지 않은 임피던스 변동 영역을 나타낸다. 도 4는 시간 대 변조 플라즈마 전류(암페어 단위)를 도시한다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 피크(100)는 상응하는 임피던스 변동으로 인한 플라즈마 전류의 변동을 나타낸다. 피크들(100)은 1/fb만큼 서로 이격되며, 이는 바이어스 RF 신호의 주파수인 fb의 주파수에 대응한다. 따라서, 도 3 및 도 4는, 결과적인 전류 변동에 의해 입증되는 바와 같이, 바이어스 RF 출력 신호에 의해 도입된 IMD가, 플라즈마 전류에서 원하지 않는 피크를 도입한다는 것을 나타낸다. 이러한 임피던스 변동은 RF 시스템의 바람직한 제어를 방해한다.
도 5, 도 6a 및 도 6b는 본 명세서에 기술된 주파수 오프셋 기술을 적용하지 않은 RF 전력 전달 시스템에서 부하 또는 플라즈마 챔버로의 전력 전달에 의해서 도입된 임피던스 변동의 효과를 나타낸다. 도 5, 도 6a 및 도 6b의 예에서, 소스 RF 전력 공급부는 상대적으로 높은 주파수 fs에서 동작하고, 바이어스 전력 공급부는 비교적 낮은 주파수 fb에서 동작한다. 따라서, 바이어스 RF 전력 공급부는 1/fb의 사이클을 갖는다.
도 5는 바이어스 RF 전력 공급부가 fb RF 신호를 플라즈마 챔버에 인가할 때의 임피던스 변동을 나타내는 스미스(Smith) 차트(110)를 도시한다. 스미스 차트(110)에서의 플롯(116)은 임피던스가 스미스 차트(110)의 중심 근처의 바람직한 위치로부터 스미스 차트(110)의 외곽 경계 근처의 바람직하지 않은 위치로 변동하는 것을 나타낸다. 스미스 차트(110)의 외측 경계 부근에서, 임피던스가 보다 높아서, 반사된 전력이 증가하여, 소스 RF 생성기가 플라즈마 챔버로 전달할 수 있는 전력을 감소시킨다.
도 6a 및 도 6b는 플라즈마 챔버의 임피던스가 fb 바이어스 신호의 단일 주기에 걸쳐 변화함에 따라 플라즈마 챔버에 적용되는 소스 RF 신호의 순방향 전력 PFWD 및 역방향 전력 PREV 각각의 변화를 나타낸다. 도 6a 및 도 6b에서 순방향 전력 및 역방향 전력에 대한 타임스케일은 1/fb 기간을 커버한다. 도 6a의 파형(112)은 소스 RF 신호의 순방향 전력을 나타내며 근사 최대치에서 또는 근사 최대치 근처에서 거의 일정하게 유지된다. 도 6b의 파형(114)은 소스 RF 신호의 역방향 전력을 나타내고, 근사 하이(approximate high)에서 또는 근사 하이 근처에서 변동하여, 대략 0로 램프 다운(ramping down)하고 시간 D동안 제로 근처에서 유지된다. 시간 D 이후에, 역방향 전력은 근사 하이로 또는 근사 하이 근처로 램프 업한다.
다시 도 5를 참조하면, 점선(118)은 도 6a 및 도 6b의 타임스케일을 갖는 스미스 차트(110)의 플롯(116)의 기준을 제공한다. 라인(118) 상의 위치(A)에서, 도 6a 및 도 6b에 도시된 역방향 전력은 근사 최대치에 있거거나 근사 최대치 근처에 있다. 유사하게, 라인(118) 상의 위치(C)에서, 도 6a 및 도 6b에 도시된 역방향 전력도 또한 근사 최대치에 있거거나 근사 최대치 근처에 있다. 일반적으로 높은 역방향 전력의 경우는 플라즈마 챔버에서 불량한 임피던스 정합을 나타내며 스미스 차트(110)의 외측 경계를 향해 위치하는 플롯(116) 상의 지점들과 일치한다. 역으로, 시간 D에서 위치(B) 근처의 영역에서, 도 6a 및 도 6b에 도시된 역방향 전력은 0에 가깝다. 역방향 전력이 거의 0인 영역은 스미스 차트(110)의 가상 축 근처 또는 아래에 있는 플롯(116)의 부분과 일치한다. 도 5, 도 6a 및 도 6b와 관련하여 기술된 임피던스 변동은 바이어스 RF 전력 신호의 각 사이클에 대해 반복되어, 소스 RF 전력 공급부에서 대체적으로 높은 임피던스 변동 및 이에 대응하는 높은 역방향 전력을 생성한다. 이러한 임피던스 변동은 바이어스 RF 신호의 약 40 % 동안에 소스 RF 전력 신호의 인가에 상당한 영향을 미친다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 시스템이 제공된 경우의 임피던스 변동이, 종래의 RF 전력 전달 시스템의 임피던스 변동에 비해 개선됨을 설명한다. 도 7은 플롯(122)을 도시하는 스미스 차트(120)를 나타낸다. 플롯(122)에서 알 수 있는 바와 같이, 임피던스 변동은 도 5의 스미스 차트(110)의 임피던스 플롯(116)에 비해서 상당히 감소된다.
도 8은 본 발명에 의해 제공되는 이점의 다른 예를 도시한다. 도 8은 바이어스 RF 전력 신호(124)의 파형, 소스 RF 전력 신호 및 바이어스 RF 전력 신호의 합성 신호(126)의 파형 및 주파수 오프셋 신호(128)의 파형을 도시한다. 도 8의 비한정적인 예에서, 주파수 오프셋 신호(128)는 바이어스 파형의 일부에 걸쳐서 단일 오프셋 주파수만을 적용하고, 단일 오프셋 주파수는 소스 RF 전력 신호와 바이어스 RF 전력 신호의 합성 신호(126)의 최소값에 동기화된다. 파형(130)은 본 발명의 시스템이 소스 RF 신호에 주파수 오프셋을 적용하는데 사용될 때의 반사 전력을 나타낸다. 도 9의 파형(132)은 본 발명에 따라 설명된 바와 같이, 소스 RF 전력 신호에 오프셋된 주파수를 부가하지 않고 구현된 시스템에 대한 반사 전력을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 파형(130)은 파형(132)에 비해서, 반사 전력의 현저한 감소를 나타낸다.
도 10은 파형(126')을 도시한다. 파형(126')은 도 8의 파형(126)의 일부를 도시한다. 도 10의 파형(126')은 도 8의 파형(126)의 합성 특성을 나타내는 것으로 의도된다. 전술한 바와 같이, 파형(126)은 소스 RF 전력 신호 및 바이어스 RF 전력 신호의 합성 파형이다. 따라서, 파형(126)은 소스 RF 전력 공급부 또는 바이어스 RF 전력 공급부 중 하나에 의해 제공된, 비교적 낮은 주파수 성분을 가지며, 소스 RF 전력 공급부 또는 바이어스 RF 전력 공급부 중 다른 하나에 의해 제공된 상대적으로 높은 주파수 성분을 가진다. 파형들(126, 126')은 예를 들어, 소스 RF 전력 공급부에 접속될 수 있는, 플라즈마 챔버의 전극에서 샘플링된 RF 신호를 나타낸다. 따라서, 합성 파형(126)은 저 주파수 성분 및 고 주파수 성분을 포함한다. 파형(126')에서, 점진적인 호(arc)는 저 주파수 신호에 대응하고, 반복되는 사인 곡선 피크는 고 주파수 신호에 대응한다.
전술한 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 본 발명, 본 발명의 응용 또는 용도를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명의 폭 넓은 사상은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명은 특정 예들을 포함하지만, 본 발명의 진정한 범위는 이에 국한되지는 않는데, 그 이유는 도면, 명세서 및 다음의 청구 범위의 연구 시에 다른 변경이 명백해질 것이기 때문이다. 방법 내의 하나 이상의 단계가 본 발명의 원리를 변경하지 않고서 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 각각의 실시예가 특정 특징들을 갖는 것으로 서술되었지만, 본 발명의 임의의 실시예와 관련하여 설명된 이러한 특징들 중 임의의 하나 이상은, 다른 실시예들 중 임의의 실시예의 특징들과 조합하여서 구현되거고/되거나 상기 다른 실시예들 중 임의의 실시예에서 구현될 수 있으며, 이러한 조합이 명시적으로 기술되지 않은 경우에도 그러하다. 바꾸어 말하면, 설명된 실시예들은 상호 배타적인 것이 아니며, 하나 이상의 실시예들 간의 상호 대체는 본 발명의 범위 내에 있다.
요소들 간의 공간적 및 기능적 관계들(예를 들어, 모듈, 회로 요소, 반도체 층들 등, 간의 공간적 및 기능적 관계들)은, "연결된", "체결된", "결합된", "인접한", "옆에", "위에", "상에", "아래에", 및 "배치된" 등과 같은 다양한 용어를 사용하여 기술된다. "직접적"인 것으로 명백하게 기술되지 않는 한, 제 1 요소 및 제 2 요소 사이의 관계가 상기 명세서에서 설명될 때, 이러한 관계는 제 1 요소와 제 2 요소 사이에 다른 개재 요소가 존재하지 않는 직접 관계일 수 있으며, 하나 이상의 개재 요소가 제 1 요소와 제 2 요소 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 존재하는 간접 관계일 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, A, B 및 C 중 적어도 하나라는 구는, 비배타적 논리합(OR)을 사용하여 논리(A OR B OR C)를 의미하는 것으로 해석되어야 하며, A 중 적어도 하나, B 중 적어도 하나, 및 C 중 적어도 하나를 의미해서는 안된다.
본 출원에서, 이하의 정의를 포함하여, '모듈'또는 '제어기'라는 용어는 '회로'라는 용어로 대체될 수 있다. 용어 '모듈'은 다음과 같은 요소들을 지칭하거나, 이러한 요소들의 일부이거나, 이러한 요소들을 포함할 수 있다: ASIC(Application Specific Integrated Circuit); 디지털, 아날로그 또는 혼합 아날로그/디지털 개별 회로; 디지털, 아날로그 또는 혼합 아날로그/디지털 집적 회로; 조합 논리 회로; 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA); 코드를 실행하는 프로세서 회로(공유, 전용 또는 그룹); 상기 프로세서 회로에 의해 실행되는 코드를 저장하는 메모리 회로(공유, 전용 또는 그룹); 기술된 기능을 제공하는 다른 적절한 하드웨어 구성 요소; 또는 예를 들어, 시스템-온-칩(system-on-chip)에서와 같이 상술한 것들의 일부 또는 전부의 조합.
모듈은 하나 이상의 인터페이스 회로를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 인터페이스 회로는 근거리 네트워크(LAN), 인터넷, 광역 네트워크(WAN) 또는 이들의 조합에 연결된 유선 또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 본 발명의 임의의 소정의 모듈의 기능들은 인터페이스 회로들을 통해 연결된 다수의 모듈들 간에 분포될 수 있다. 예를 들어, 다수의 모듈들은 부하 밸런싱(load balancing)을 실현할 수 있다. 다른 예에서, 서버(원격 또는 클라우드로도 공지됨) 모듈은 클라이언트 모듈을 대신하여 일부 기능들을 수행할 수 있다.
위에서 사용된 바와 같은, 용어 코드는 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 마이크로코드를 포함할 수 있으며, 프로그램, 루틴, 함수, 클래스, 데이터 구조 및/또는 객체를 지칭할 수 있다. 공유형 프로세서 회로라는 용어는 다수의 모듈로부터의 일부 또는 모든 코드를 실행하는 단일 프로세서 회로를 포함한다. 그룹 프로세서 회로라는 용어는 추가 프로세서 회로와 결합하여, 하나 이상의 모듈로부터의 일부 또는 모든 코드를 실행하는 프로세서 회로를 포함한다. 다수의 프로세서 회로들에 대한 언급은 개별 다이들 상의 다수의 프로세서 회로들, 단일 다이 상의 다수의 프로세서 회로들, 단일 프로세서 회로의 다수의 코어들, 단일 프로세서 회로의 다수의 스레드들, 또는 이러한 것들의 조합을 포괄한다. 공유형 메모리 회로라는 용어는 다수의 모듈들로부터의 일부 또는 모든 코드를 저장하는 단일 메모리 회로를 포함한다. 그룹 메모리 회로라는 용어는 추가 메모리와 결합하여, 하나 이상의 모듈로부터의 일부 또는 모든 코드를 저장하는 메모리 회로를 포함한다.
메모리 회로라는 용어는 컴퓨터 판독 가능한 매체라는 용어의 서브세트이다. 본 명세서에서 사용되는 컴퓨터 판독 가능한 매체라는 용어는 (예를 들어, 반송파 상에서와 같이) 매체를 통해 전파하는 일시적 전기 또는 전자기 신호를 포함하지 않는다; 따라서, 컴퓨터 판독 가능한 매체라는 용어는 유형적이고 비일시적 것으로 간주될 수 있다. 비일시적, 유형의 컴퓨터 판독 가능한 매체의 비제한적인 예들은 비휘발성 메모리 회로들(예를 들어, 플래시 메모리 회로, 소거 가능 프로그래머블 판독 전용 메모리 회로, 또는 마스크 판독 전용 메모리 회로), 휘발성 메모리 회로들(예를 들어, 정적 랜덤 액세스 메모리 회로 또는 동적 랜덤 액세스 메모리 회로), 자기 저장 매체(예를 들어, 아날로그 또는 디지털 자기 테이프 또는 하드 디스크 드라이브), 및 광학 저장 매체(예를 들어, CD, DVD 또는 블루 레이 디스크)이다.
본 출원에서 설명된 장치들 및 방법들은 컴퓨터 프로그램으로 구현된 하나 이상의 특정 기능을 실행하도록 범용 컴퓨터를 구성함으로써 생성된 특정 목적용 컴퓨터에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 구현될 수 있다. 전술한 기능 블록들 및 플로우 차트 요소들은 숙련된 기술자 또는 프로그래머의 일상적인 작업에 의해 컴퓨터 프로그램들로 변환될 수 있는 소프트웨어 명세서 역할을 한다.
컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 비일시적, 유형의 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 저장되는 프로세서-실행가능한 인스트럭션들을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 또한 저장된 데이터를 포함하거나 이에 의존할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 특정 목적용 컴퓨터의 하드웨어와 상호 작용하는 기본 입/출력 시스템(BIOS), 특수 목적용 컴퓨터의 특정 장치와 상호 작용하는 장치 드라이버, 하나 이상의 운영 체제, 사용자 애플리케이션, 백그라운드 서비스, 백그라운드 애플리케이션 등을 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램은 (i) HTML(HyperText Markup Language) 또는 XML(Extensible Markup Language)과 같은 파싱될 기술적인 텍스트(descriptive text), (ii) 어셈블리 코드, (iii) 컴파일러에 의해 소스 코드로부터 생성된 객체 코드, (iv) 인터프리터에 의한 실행을 위한 소스 코드, (v) JIT(just-in-time) 컴파일러에 의한 컴파일링 및 실행을 위한 소스 코드, 등을 포함할 수 있다. 오직 예로서, 소스 코드는 C, C ++, C#, MATLAB®, Simulink®, Objective C, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5, Ada, ASP(액티브 서버 페이지), PHP, Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, flash®, Visual Basic®, Lua 및 Python®을 포함하는 언어들로 된 신택스를 사용하여 작성될 수 있다.
구성 요소가 "를 위한 수단"이라는 문구를 사용하여 명시적으로 인용되거나, 방법 청구항의 경우에는, "를 위한 동작" 또는 "를 위한 단계"라는 문구를 사용하여 명시적으로 인용되는 경우가 아니면, 청구 범위에서 인용된 구성 요소들 중 어느 것도, 35 U.S.C.§112(f)의 취지 내에 있는 기능식 기재의 요소(means-plus-function element)로 해석될 수 없다.
상기 실시예들의 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 전술한 설명은 한정적으로 해석되거나 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 특정 실시예의 개개의 구성 요소들 또는 특징들은, 일반적으로, 상기 특정 실시예로 제한되지 않으며, 해당한다면, 상호 교환 가능하며, 특정하게 도시되거나 기술되지 않더라도 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 이러한 특정 구성 요소들 및 특징들은, 또한 다양한 방식들로 변할 수 있다. 그러한 변형들은 본 발명을 벗어난 것으로서 간주되어서는 안되며, 그러한 모든 수정들은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 해석된다.

Claims (35)

  1. 무선 주파수(RF) 생성기로서,
    RF 전력 공급 소스; 및
    상기 RF 전력 공급 소스에 연결되는 RF 전력 제어기;를 포함하고,
    상기 RF 전력 제어기는 상기 RF 전력 공급 소스가 부하로 인가하는 RF 출력을 변화시키기 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 RF 출력은 기결정된 주파수로 동작하고,
    상기 RF 전력 제어기는 트리거 신호(trigger signal)에 응답하여 동작하고 상기 RF 출력의 기결정된 주파수에 주파수 오프셋(frequency offset)을 도입함으로써 외부 RF 출력에 의해 부하에서 야기되는 예상 임피던스 변동을 조절하도록 구성되며,
    상기 주파수 오프셋은 외부 RF 생성기로부터의 상기 외부 RF 출력에 따라 변하는, RF 생성기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 출력은 상기 부하에 인가된 소스 RF 신호이고, 상기 외부 RF 출력은 상기 부하에 인가된 바이어스 RF 신호인, RF 생성기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 전력 제어기는 상기 트리거 신호에 따라 변화하는 타이밍에 따라 상기 RF 출력에 상기 주파수 오프셋을 도입하며,
    상기 트리거 신호는 시간에 따른 상기 외부 RF 출력의 위치를 나타내는, RF 생성기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 전력 제어기는 메모리로부터 상기 주파수 오프셋을 획득하거나 또는 상기 주파수 오프셋을 계산하는, RF 생성기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 오프셋은 상기 RF 전력 제어기가 상기 트리거 신호에 따라 사전결정된 순서 및 타이밍으로 상기 RF 출력에 도입하는 복수의 주파수를 포함하는, RF 생성기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 전력 제어기는 상기 외부 RF 출력에 따라 상기 주파수 오프셋을 업데이트하는, RF 생성기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 오프셋은 상기 외부 RF 출력에 의해 발생되는 상호 변조 왜곡에 따라 변하는, RF 생성기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 출력의 주파수는 상기 외부 RF 출력의 주파수보다 큰, RF 생성기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 전력 제어기는, 상기 트리거 신호를 검출하도록 구성되는 실행 모듈(playback module)을 더 포함하고, 상기 실행 모듈은 상기 RF 출력에 주파수 오프셋을 도입하는 것을 개시하는, RF 생성기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 RF 전력 제어기는, 상기 실행 모듈에 의해 도입된 주파수 오프셋을 저장하도록 구성된 룩업 테이블을 더 포함하는, RF 생성기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 RF 전력 제어기는, 상기 RF 출력의 전기적 특성에 따라 상기 주파수 오프셋을 업데이트하도록 구성되는 업데이트 모듈을 더 포함하는, RF 생성기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기적 특성은 상기 RF 생성기에 연결된 부하의 임피던스인, RF 생성기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 주기적 신호, 비주기적 신호, 사전결정된 이벤트와 동기적인 신호, 또는 사전결정된 이벤트와 비동기적인 신호 중 하나인, RF 생성기.
  14. 무선 주파수(RF) 시스템으로서,
    부하에 인가되는 제 1 RF 신호를 생성하는 제 1 전력 공급 소스를 포함하는 제 1 RF 생성기; 및
    제 2 RF 생성기;를 포함하며,
    상기 제 2 RF 생성기는,
    부하에 인가되고 기결정된 주파수로 동작하는 제 2 RF 신호를 생성하는 제 2 전력 공급 소스; 및
    상기 제 2 전력 공급 소스에 연결된 전력 제어기로서, 트리거 신호에 응답하고 상기 제 2 RF 신호를 변화시키기 위한 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 전력 제어기;를 포함하며,
    상기 제어 신호는 상기 제 2 RF 신호의 기결정된 주파수에 주파수 오프셋을 선택적으로 도입하는, RF 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 RF 신호는 부하에 인가되는 소스 신호이고, 상기 제 1 RF 신호는 상기 부하에 인가되는 바이어스 신호이며, 상기 부하는 플라즈마 챔버인, RF 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 상기 제 1 RF 신호에 따라 변하고,
    상기 전력 제어기는, 상기 제 2 RF 신호에 대한 위치에서 상기 주파수 오프셋이 상기 제 2 RF 신호로 도입되게 상기 제어 신호를 변화시키도록 구성되는, RF 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 제어기는, 메모리로부터 상기 주파수 오프셋을 획득하거나 또는 상기 주파수 오프셋을 계산하는, RF 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 주파수 오프셋은, 상기 트리거 신호에 따라 상기 전력 제어기가 상기 제 2 RF 신호로 도입하는 주파수들의 시퀀스를 포함하는, RF 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 전력 제어기는, 상기 주파수들의 시퀀스의 주파수들 간의 고정된 인터벌로 또는 가변적 인터벌로 상기 제 2 RF 신호에 상기 주파수들의 시퀀스를 도입하는, RF 시스템.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 제어기는 상기 제 2 RF 신호의 특성에 따라 상기 주파수 오프셋을 업데이트하는, RF 시스템.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 제어기는 상기 부하의 임피던스에 따라 상기 트리거 신호를 생성하는, RF 시스템.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 제어기는 상기 부하에서의 임피던스 변동으로의 위상-고정(phase-locking)에 따라 상기 트리거 신호를 생성하는, RF 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 RF 생성기는 상기 부하에서의 임피던스를 측정하기 위한 센서를 더 포함하며,
    상기 센서는 신호를 생성하고, 상기 신호로부터 상기 부하에서의 임피던스 변동이 결정되는, RF 시스템.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 주파수 오프셋은 상기 부하에서의 임피던스 변동을 감소시키는, RF 시스템.
  25. 제 14 항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 주기적 신호, 비주기적 신호, 사전결정된 이벤트와의 동기적 신호, 또는 사전결정된 이벤트와 비동기적인 신호 중 하나인, RF 시스템.
  26. 제 14 항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 상기 제 2 RF 생성기의 전력 제어 루프와 연관되는, RF 시스템.
  27. 무선 주파수(RF) 신호를 생성하는 방법으로서,
    전력 제어기를 RF 전력 공급 소스에 연결하는 단계;
    부하에 인가되고 기결정된 주파수로 동작하는 제 1 RF 출력 신호를 출력하도록 제 1 RF 생성기를 제어하는 단계;
    상기 제 1 RF 출력 신호의 전기적 특성을 변화시키는 제어 신호를 생성하는 단계; 및,
    상기 제 1 RF 출력 신호의 기결정된 주파수에 주파수 오프셋을 도입하도록 상기 제어 신호를 가변시켜서 외부 RF 출력에 의해 상기 부하에서 야기되는 예상 임피던스 변동을 조절하는 단계;를 포함하는, RF 신호 생성 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 주파수 오프셋은 외부 RF 발생기로부터의 제 2 RF 출력 신호에 따라 변하는, RF 신호 생성 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    트리거 신호에 따라 상기 주파수 오프셋을 상기 제 1 RF 출력 신호에 도입하는 것을 더 포함하고,
    상기 트리거 신호는 상기 제 2 RF 출력 신호 또는 상기 제 1 RF 출력 신호를 수신하는 부하에서의 임피던스 변동 중 하나에 따라 변하는, RF 신호 생성 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 트리거 신호가 상기 제 2 RF 출력 신호에 따라 변할 때, 상기 전력 제어기가 상기 주파수 오프셋을 상기 제 1 RF 출력 신호에 도입하는, 상기 제 1 RF 출력 신호 내에서의 위치를 결정하는, RF 신호 생성 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 RF 출력 신호를 플라즈마 챔버의 소스 전극에 커플링하는 것과, 인가된 제 2 RF 출력 신호를 상기 플라즈마 챔버의 바이어스 전극에 커플링하는 것을 더 포함하는, RF 신호 생성 방법.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 2 RF 출력 신호의 출력 또는 상기 제 1 RF 생성기에 결합된 부하에서의 임피던스 변동 중 하나에 따라 상기 주파수 오프셋을 업데이트하는 것을 더 포함하는, RF 신호 생성 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 부하에서의 임피던스 변동으로의 위상-고정에 따라 상기 주파수 오프셋을 업데이트하는 것을 더 포함하는, RF 신호 생성 방법.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 주파수 오프셋은 상기 부하에서의 임피던스 변동을 감소시키는, RF 신호 생성 방법.
  35. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하는 플라즈마 챔버인, RF 생성기.
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