KR20100090213A - 라디오 주파수 전력 제어 시스템 - Google Patents

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폴 아이어먼
칼 아이오리아티
윌리엄 스텐글레인
래리 제이. 2세 피스크
아론 랜돔스키
리차드 팜
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엠케이에스 인스트루먼츠 인코포레이티드
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 라디오 주파수(RF) 시스템은 M개의 미리 정해진 주파수 구간들을 할당하는 제어 모듈을 포함한다. 또한, 상기 시스템은 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당되는 각각의 주파수 구간 안의 주파수들에서 제 1 RF 전력을 플라즈마 챔버 안의 전극들에 각각 인가하는 N개의 RF 소스들을 포함한다. 또한, 상기 N개의 RF 소스들은 상기 플라즈마 챔버로부터의 피드백을 포함하는 제 2 RF 전력에 각각 응답한다. 상기 N개의 RF 소스들은 상기 제 2 RF 전력 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 각각의 주파수 구간에 근거하여 제 1 RF 전력을 조정하는 프로세싱 모듈을 각각 포함한다. 이때, M 및 N은 1보다 큰 정수이다.

Description

라디오 주파수 전력 제어 시스템{RADIO FREQUENCY POWER CONTROL SYSTEM}
본 발명은 RF(Radio Frequency) 소스와 플라즈마 챔버(plasma chamber) 사이의 라디오 주파수(RF) 전력 교환에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 RF 피드백 신호들 상에서 플라즈마 챔버로부터의 왜곡 효과들을 최소화하는 것에 관한 것이다.
여기서 제공되는 배경기술에 대한 설명은 일반적으로 본 명세서의 내용을 나타내는 데 그 목적이 있다. 현재 명칭 된 발명자들의 연구는, 그 연구가 이 배경기술 섹션에서 설명되는 정도로 볼 때, 그렇지않으면 출원시에 선행기술로서 자격이 인정되지 않을 수 있는 설명에 관한 측면들뿐만 아니라, 본 발명에 대한 선행기술로서 명확하게도 또는 암시적으로도 인정되는 것이 아니다.
도 1을 참조하면, 태양 장치 제조를 위한 증착 과정에 사용되는 장치(10)는 라디오 주파수(Radio Frequency, RF) 전력을 챔버(chamber, 16)에 제공할 수 있다. 챔버(16)는 각각의 플라즈마 소스들(plasma sources, 21-1, …, 21-i, …, 21-N, 이하, 플라즈마 소스들(21)이라 함)과 연관되는 전력 전극들(19-1, …, 19-i, …, 19-N, 이하, 전극들(19)이라 함) 및 접지 전극들(20-1, …, 20-i, …, 20-N, 이하, 전극들(20)이라 함)을 포함할 수 있다.
장치(10)는 전송 라인들(transmission lines, 24-1, …, 24-i, …, 24-N, 이하, 전송 라인들(24)이라 함)을 통해 RF 전력을 전송하는 RF 소스들(22-1, …, 22-i, …, 22-N, 이하, RF 소스들(22)이라 함)을 포함할 수 있다. 전송 라인들(24)은 RF 전력을 각각의 전극들(20)에 제공하는 매칭 네트워크들(matching networks, 26-1, …, 26-i, …, 26-N, 이하, 매칭 네트워크들(26)이라 함)과 통신한다. RF 센서들(28-1, …, 28-i, …, 28-N, 이하, RF 센서들(28)이라 함)은 전송 라인들(24)과 통신한다. RF 센서들(28)은 플라즈마 챔버(16)로부터 반사되고 RF 소스들(22)에 의해 수신되는 수신된 RF 전력(
Figure pat00001
)의 읽기를 제공할 수 있다. 또한, RF 센서들(28)은 플라즈마 챔버(16)에 인가되는 순방향(forward) RF 전력(
Figure pat00002
)의 읽기를 제공할 수 있다. 이와 유사하게, 전압/전류 센서들은 전송 라인들 상의 전압 및 전류 신호들을 감지하는 RF 센서들(28) 대신에 사용될 수 있다.
동작에 있어서, 전극들(19, 20)은 공통 진공 및/또는 접지를 공유할 수 있으므로 다중 RF 소스들(22)로부터의 순방향 RF 전력으로부터의 RF 방전들은 챔버(16) 안에서 전자기적(EM) 상호작용을 통해 결합할 수 있다. RF 소스들(22) 안의 RF 센서들(도시되지 않음)은 결합된 RF 방전들이 대응하는 RF 소스들(22)에서 수신되도록 상기 결합된 RF 방전들을 감지하고 피드백할 수 있다. 따라서, 반사된 RF 전력은 플라즈마 챔버(16)의 다중 전극들(19, 20)과 통신하는 다중 RF 소스들(22)로부터의 RF 신호들에 의해 유발되는, 크로스토크(crosstalk)와 같은, 왜곡에 의해 영향을 받는 프라즈마 챔버(16)로부터의 RF 피드백을 포함할 수 있다.
플라즈마 과정을 효과적으로 실행하기 위해, 수신 RF 전력/피드백에 근거하여 순방향 RF 전력을 정확하게 제어하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들면, 순방향 RF 전력을 제어하는 엄격한 요구조건들은 태양 장치 제조 과정의 복잡도가 증가함에 따라 점진적으로 변화한다. 결론적으로, 순방향 및 반사된 전력을 모니터하기 위해 다양한 제어 기법들이 채택된다.
예를 들면, 전형적인 주파수 튜닝(tuning) 방법은 다음과 같이 동작한다: 더욱 바람직하게 같은 RF 밴드 내에서, RF 소스들(22)은 턴 온 되고, 모두 시작점에서 주파수를 갖는다. RF 소스들(22)은 순방향 전력을 플라즈마 챔버에 제공한다. 순방향 전력의 일부는 프라즈마 챔버(16)로부터 반사된다. 반사된 전력이 측정되고, 반사된 전력의 진폭은 수신된 신호들로서 메모리에 저장된다. 다음으로, RF 소스들(22)은 한 방향으로 RF 주파수를 변경한다. RF 소스들(22)은 다시 반사된 전력을 측정하고, 그것을 이전의 측정으로부터 저장된 진폭과 비교한다.
반사된 전력 안의 변화에 근거하여, RF 소스들(22)은 다시 주파수를 움직인다. 만약 반사된 전력이 감소하면, 주파수는 같은 방향으로 이동한다. 만약 반사된 전력이 증가하면, 주파수는 반대 방향으로 이동한다. 이는 가능한 가장 낮은 반사된 전력을 얻을 때까지 계속된다.
본 발명의 목적은 RF(Radio Frequency) 소스와 플라즈마 챔버(plasma chamber) 사이의 라디오 주파수(RF) 전력 교환을 위한 라디오 주파수 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 라디오 주파수(RF) 시스템은 M개의 미리 정해진 주파수 구간들을 할당하는 제어 모듈을 포함한다. 또한, 상기 시스템은 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당되는 각각의 주파수 구간 안의 주파수들에서 제 1 RF 전력을 플라즈마 챔버 안의 전극들에 각각 인가하는 N개의 RF 소스들을 포함한다. 또한, 상기 N개의 RF 소스들은 상기 플라즈마 챔버로부터의 피드백을 포함하는 제 2 RF 전력에 각각 응답한다. 상기 N개의 RF 소스들은 상기 제 2 RF 전력 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 각각의 주파수 구간에 근거하여 제 1 RF 전력을 조정하는 프로세싱 모듈을 각각 포함한다. 이때, M 및 N은 1보다 큰 정수이다.
다른 실시 예에 있어서, 라디오 주파수 시스템은 M개의 미리 정해진 주파수 구간들을 할당하는 제어 모듈을 포함한다. 또한, 상기 시스템은 부하 안의 제 1 전극에 전달되는 제 1 전력, 상기 부하로부터 반사되는 제 1 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 제 1 주파수 구간에 근거하여 제 1 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 1 세트 포인트를 유지하는 제 1 가변 RF 소스를 포함한다. 또한, 상기 시스템은 상기 부하 안의 제 2 전극에 전달되는 제 2 전력, 상기 부하로부터 반사되는 제 2 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 제 2 주파수 구간에 근거하여 제 2 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 2 세트 포인트를 유지하는 제 2 가변 RF 소스를 포함한다. 이때, M은 1보다 큰 정수이다.
다른 실시 예에 있어서, 라디오 주파수 시스템을 동작하기 위한 방법은 M개의 미리 정해진 주파수 구간들을 할당하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 각각의 주파수 구간 내의 주파수들에서 N개의 제 1 RF 전력 출력들을 플라즈마 챔버 안의 전극들에 각각 인가하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 상기 플라즈마 챔버로부터 피드백을 수신하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 상기 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 각각의 주파수 구간에 근거하여 상기 N개의 제 1 RF 전력 출력들을 조정하는 단계를 포함한다. 이때, M 및 N은 1보다 큰 정수이다.
다른 실시 예에 있어서, 라디오 주파수 시스템을 동작하기 위한 방법은 M개의 미리 정해진 주파수 구간들을 할당하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 부하 안의 제 1 전극에 전달되는 제 1 전력, 상기 부하로부터의 제 1 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 제 1 주파수 구간에 근거하여 제 1 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 1 세트 포인트를 능동적으로 유지하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 상기 부하 안의 제 2 전극에 전달되는 제 2 전력, 상기 부하로부터의 제 2 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 제 2 주파수 구간에 근거하여 제 2 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 2 세트 포인트를 능동적으로 유지하는 단계를 포함한다. 이때, M은 1보다 큰 정수이다.
본 발명의 적용 가능성에 대한 더욱 구체적인 영역들은 발명의 상세한 설명, 청구항들 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 발명의 상세한 설명 및 구체적인 예시들은 단지 설명을 위한 것이고 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명의 실시 예에 따른 라디오 주파수 시스템에 의하면, RF 피드백 신호들 상에서 플라즈마 챔버로부터의 왜곡 효과를 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 다음과 같이 첨부된 도면으로부터 더욱 상세하게 이해될 것이다:
도 1은 종래 기술에 따른 라디오 주파수(RF) 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 2a 및 2b는 선택적인 주파수 분포 없는 스펙드럼도들을 나타낸다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 시스템들을 예시적으로 보여주는 블록도들이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 할당을 설명하는 도면들이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 하나의 수신된 신호의 왜곡을 설명하는 주파수 플롯들이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
이하의 설명은 사실상 예시적인 것에 불과하고 본 발명 및 그것의 적용 또는 사용들을 제한하기 위한 것이 아니다. 간결한 설명을 위해, 같은 참조 번호들이 유사한 소자들을 정의하는 도면들에 사용될 것이다. 여기서 사용되는 것처럼, A, B 및 C 중 적어도 하나라는 표현은 배타적 논리 or를 사용하는 것이 아닌 논리 (A or B or C)를 의미하는 것으로 해석된다. 본 발명의 원리를 변경하지 않는 한 방법 안의 단계들은 다른 순서로 실행될 수 있다고 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 것처럼, 모듈이라는 용어는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 전자 회로, 하나 또는 그 이상의 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 프로그램들을 실행하는 프로세서(공유, 전용 또는 그룹) 및/또는 메모리(공유, 전용 또는 그룹), 조합 논리 회로, 및/또는 상술한 기능성을 제공하는 다른 적합한 컴포넌트들을 포함하거나 그것들 중 일부를 가리킨다.
라디오 주파수(RF) 전력을 다중 RF 소스들로부터의 부하에 전달하는 장치는 본 발명에 포함된다. 장치는 RF 소스들로부터 전달된 또는 순방향 전력(
Figure pat00003
)에 근거하여 부하로부터 반사되는 수신된 RF 전력(
Figure pat00004
) 안의, 크로스토크(crosstalk)와 같은, 왜곡을 줄이는 하나 또는 그 이상의 프로세싱 모듈을 포함한다. 제어 모듈 또는 장치 동작기는 RF 소스들을 위해 주파수 간격들을 선택적으로 할당할 수 있다. 프로세싱 모듈은 주파수 간격들에 근거하여 왜곡을 줄일 수 있다.
크로스토크는 부하 안의 다중 전극들 사이에서 발생할 수 있으므로, 반사된 신호(예를 들어, i번째 RF 소스를 위한 반사된 신호 Ri)에서의 중첩적 왜곡은 이러한 왜곡에 기여하는 N 소스들 중 k의 축적이다:
Figure pat00005
.
Figure pat00006
은 i번째 RF 소스를 위한 i번째 역 베이스 신호에 대응하고,
Figure pat00007
은 i번째 RF 소스를 위한 i번째 역 베이스 신호에 더해지는 다른 k RF 신호들로부터의 왜곡들의 합에 대응한다. 시간(t)일 때 특정 예시에서 Ri의 대응하는 푸리에 변환(Fourier Transform):
Figure pat00008
.
따라서,
Figure pat00009
는 i번째 수신된 베이스 신호를 위한 f-fi에서 f+fi까지 및 다른 k RF 신호들을 위한 f-fk에서 f+fk까지의 주파수들(f)의 범위 내에서 Ri의 대응하는 주파수 도메인 표현을 제공한다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 종래의 스펙트럼도들은 다중 RF 소스들의 주파수가 좁은 범위(예를 들어, 지정된 중심 주파수(fc)의 50 ppm)에 한정되는 것으로 도시된다. 도 2a에서, i번째 RF 소스의 수신 신호 [Ri]에 결합하거나 이와 간섭하는 두 개의 예시적인 인-밴드(in-band) 스펙트럼 성분들(30-1, 30-N)이 도시된다. 예를 들면, 부하로부터 반사된 실제 전력에 대응하는 관심 주파수 성분(30-i)은 같은 주파수 값을 갖는 간섭 스펙트럼 성분들(30-1, 30-N)과 수직으로 정렬될 수 있다. 이 예시에서, 모든 스펙트럼 성분들의 누적 합계로부터 관심 스펙트럼 성분(30-i)을 분별하는 것은 어려울 수 있다.
이와 유사하게, 도 2b에서, 간섭 스펙트럼 성분들(30-1, 30-N)은 같은 주파수 값을 공유하지 않을 수 있다. 그리고, 간섭 스펙트럼 성분들(30-1, 30-N)은 동작 대역 폭(fc-ft에서 fc+ft) 내의 주파수 값들 갖도록 분포될 수 있다. 만약, RF 신호들 사이의 주파수 변화가 상술한 좁은 주파수 범위 내라면, 반사된 관심 주파수 성분(30-i)은 다른 인-밴드 스펙트럼 성분들(30-1, 30-N)과 혼합될 수 있다.
따라서, 도 2a 및 2b에 도시된 종래의 주파수 분포들은 반사된 신호들의 부정확한 분석의 원인이 될 수 있고, 그러므로 대응하는 RF 소스들 안에서 부정확한 전력 조정들의 원인이 될 수 있다.
도 3a 내지 3c를 참조하면, 장치(100)는 RF 전력을 챔버(116)에 제공할 수 있다. 도 3a 내지 3c는 다양한 특징들 및 성분들의 조합들을 포함하여 도시되고 있으나, 여기서 논의되는 다양한 다른 특징들 및 성분들의 조합들 또한 도 3a 내지 3c 중 어떤 것 또는 전부에서 포함될 수 있다. 챔버(116)은 각각의 플라즈마 소스(121-1, …, 121-i, …, 121-N, 이하, 플라즈마 소스들(121)이라 함)와 연관되는 전극들(119-1, …, 119-i, …, 119-N, 이하, 전극들(119)이라 함) 및 전극들(120-1, …, 120-i, …, 120-N, 이하, 전극들(120)이라 함)을 포함할 수 있다. 전극들(119, 120)은 공통 접지 및/또는 챔버(116) 안의 공통 진공을 공유할 수 있다.
장치(100)는 전송 라인들(124-1, …, 124-i, …, 124-N, 이하, 전송 라인들(124)이라 함)을 통해 RF 전력을 전송하는 가변(tunable) RF 소스들(122-1, …, 122-i, …, 122-N, 이하, RF 소스들(122)이라 함)을 포함할 수 있다. RF 소스들(122)은 전력 증폭기들(126-1, …, 126-i, …, 126-N, 이하, 전력 증폭기들(126)이라 함), RF 센서들(128-1, …, 128-i, …, 128-N, 이하, RF 센서들(128)이라 함) 및 프로세싱 모듈들(129-1, …, 129-i, …, 129-N, 이하, 프로세싱 모듈들(129)이라 함)을 포함할 수 있다. 하나의 실시 예에 있어서, 프로세싱 모듈들(129)은 각각의 RF 소스(122)를 위한 부하 전력 세트 포인트들(set points)을 유지하도록 전력 증폭기들(126)에 변화를 줄 수 있다. 하나의 예시적인 프로세싱 모듈(129)은 비례-적분-미분 제어기(PID controller)를 포함할 수 있다. 프로세싱 모듈(129)는 왜곡을 걸러내는 필터들과 연관될 수 있다. 이에 대한 예시들은 본 명세서에서 이후에 논의된다. 단지 RF 소스들(122)의 주된 성분들이 논의되지만, RF 소스들(122)을 구현하기 위해 다른 알려진 성분들이 필요할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
RF 소스들(122)은 각각 특정한 동작 주파수들에 할당될 수 있다. 하나의 실시 예에 있어서, 장치 동작기는 각각의 프로세싱 모듈(129)을 위해 메모리(130) 안에 미리 정해진 주파수 저장소(bin)를 할당할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 제어 모듈(132)은 RF 소스들(122)을 위해 주파수 밴드를 분할 및/또는 각각의 RF 소스를 위해 메모리(130) 안에 미리 정해진 주파수 저장소를 할당할 수 있다. 그 다음, 제어 모듈(132)은 각각의 프로세싱 모듈(129)에 주파수 구간들을 할당할 수 있다.
RF 소스들(122)은 매칭 네트워크들(136-1, …, 136-i, …, 136-N, 이하, 매칭 네트워크들(136)이라 함)을 통해 챔버(116)로 출력되는 RF 전력을 발생할 수 있다. 매칭 네트워크들(136)은 세트 포인트에 근거하여 챔버(116)의 입력 임피던스를 RF 소스들(122)의 출력 임피던스에 맞추도록 제어되는 가변 소자들을 포함한다. 매칭 네트워크들(136)의 가변 소자들은, 예를 들어, 본 명세서에 그 내용이 포함되는 US Patent 5,654,679, US Patent 5,473,291, 그리고 US Patent Application 11/554,979에서와 같이, 전자 기계 성분들 또는 솔리드-스테이트 장치들(solid-state devices)을 포함할 수 있다. 전자 기계 성분들은 진공 가변 커패시터들을 포함할 수 있으나, 이것들에 한정되지 않을 것이다. 솔리드-스테이트 장치들은 반도체 장치를 사용하는 커패시터와 같은 튜닝 소자들일 수 있다. 튜닝 소자들의 수는 매칭 네트워크들(136)의 토폴로지(topology)에 의존하여 달라질 수 있다.
예시적으로, 하나 또는 그 이상의 50-Ohm 전송 라인들을 포함할 수 있는 전송 라인들(124)은 전력을 각각의 전극들(119)에 제공한다. 하나의 실시 예에 있어서, 제 1 전송 라인들은 RF 소스들(122)로부터의 RF 전력을 매칭 네트워크들(136)에 제공하고, 제 2 전송 라인들은 매칭 네트워크들(136)로부터의 RF 전력을 전극들(119)에 제공한다. RF 센서들(138-1, …, 138-i, …, 138-N, 이하, RF 센서들(138)이라 함)은 전송 라인들(124)과 통신하고 RF 전력을 감지할 수 있다. 따라서, RF 센서들(138)은 챔버(116)로부터 RF 소스들(122)을 향해 뒤로 반사되는 전력 및/또는 챔버(116)에 인가되는 순방향 전력의 읽기를 제공한다.
RF 소스들(122)의 RF 센서들(128)은 RF 소스(122)에 의해 출력되는 순방향 RF 전력 및 챔버(116)로부터 반사된 RF 전력을 감지하기 위해 전력 증폭기들(126) 및 매칭 네트워크들(136) 사이에 삽입될 수 있다. 하나의 실시 예에 있어서, RF 센서들(128)은 감지된 순방향 전력
Figure pat00010
및 수신된 반사 전력
Figure pat00011
에 대응하는 출력들을 갖는 방향성 센서들을 포함한다. 따라서, RF 센서들(128)로부터의 두 개의 출력 신호들은 프로세싱 모듈(129)에 대한 입력들로서 주어질 수 있다. 센서 신호 처리가 특정 센서 구성에 의존하더라도, 본 발명의 프로세싱 모듈들의 더 넓은 측면들이 다양한 다른 종류의 센서 구성들에 적용 가능하다는 것은 쉽게 이해될 것이다. 예를 들어, 전송 라인들 상에 나타나는 전압 및 전류 신호들에 근거하여 전압 및/또는 전류 신호들을 발생하는 센서들은 상술한 RF 센서들(128) 대신에 사용될 수 있다.
하나의 실시 예에 있어서, 프로세싱 모듈(129)은 전달된 부하 전력(P)(예를 들면,
Figure pat00012
, 여기서, λ는 상수이다.)의 세트 포인트를 유지한다. 만약, 반사된 전력이 세트 포인트에서 변화하면, 프로세싱 모듈(129)은 왜곡에 근거하여 부하 전력을 추가로 제한할 수 있다. 따라서, 장치(100)는 RF 소스들(122)을 위한 동작 주파수 구간들의 선택적 할당 및 제어를 통해 왜곡을 제한한다.
도 3a 내지 3c의 관점에서 도 4a 내지 4c를 참조하면, 주파수 할당들에 대한 예시적인 도면들이 도시된다. 도 4a에서처럼, 제어 모듈(132)은 RF 소스들(122)을 위한 동작 RF 밴드를 분할하고 각각의 프로세싱 모듈(129)에 주파수 구간들을 할당할 수 있다. 예를 들면, 제어 모듈(132)은, 도 4a에서처럼, RF 밴드를 길이가 Δf1인 N-1개의 중첩되지 않는 주파수 구간들로 분할하는 앨로케이션(allocation) 모듈(140)을 포함할 수 있다. 주파수 구간들은 균일한 길이를 가질 수도 있고 아닐 수도 있다. 그런 다음, 어싸인먼트(assignment) 모듈(142)은 어떠한 구간도 그것에 할당되는 하나 이상의 RF 소스(122)를 갖지 않도록 주파수 구간들을 RF 소스들(122)에 할당할 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 도 4b서처럼, N개의 RF 소스들(122)을 위한 동작 RF 밴드를 길이가 Δf2인 N보다 작은 K개의 주파수 구간들로 분할하는 앨로케이션(allocation) 모듈(140)을 포함할 수 있다. N×Δf2이 사용 가능한 대역 폭의 길이보다 더 클 수 있더라도 N보다 작은 K개의 구간들이 사용된다. 주파수 구간들의 길이는 균일할 수도 있고 아닐 수도 있다. 그리고, 이 실시 예에서, 주파수 구간들은 중첩될 수 있다.
어싸인먼트 모듈(142) 같은 주파수 구간을 챔버(116) 안의 이웃하지 않는 전극들(119)과 통신하는 다중 RF 소스들(122)에 할당할 수 있다. 이웃하는 전극들은 즉시 인접되는 전극들 및/또는 문턱(threshold) 거리보다 덜 떨어진 전극들을 포함할 수 있다.
하나의 실시 예에 있어서, 어싸인먼트 모듈(142)은 각각의 대상(target) 전극들을 지시하는 RF 소스들(122)로부터 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 어싸인먼트 모듈(142)은, 메모리(130)에 저장되어 있는 플라즈마 챔버 지도에 근거하여 전극들 중 어느 것이 이웃하는지 여부를 판단할 수 있고, 전극 위치에 근거하여 주파수 구간들을 할당할 수 있다. 또한, 제어 모듈(132)은 비주파수의 민첩한 RF 소스들의 종래 밴드(예를 들면, 50 ppm)보다 더 넓은 범위 위로 RF 소스들의 주파수를 분배할 수 있다. 대역 폭은 +/-X% >> 50 ppm의 미리 정해진 범위로 확장될 수 있다.
하나의 실시 예에 있어서, 도 3b에서처럼, 같은 주파수 구간이 한 세트의 RF 소스들(122)에 할당될 때, 제어 모듈(132)는 한 세트의 RF 소스들(122)을 위해 RF 센서들(138)로부터의 신호들을 수신하는 위상(phase) 모듈(143)을 포함할 수 있다. 위상 모듈(143)은 신호들에 근거하여 대응하는 세트의 RF 소스들(122) 각각에 대한 상대적인 위상들을 측정할 수 있고, 위상 세트 포인트들을 가지고 각각의 프로세싱 모듈(129)을 갱신할 수 있다. 그런 다음, 프로세싱 모듈(129)은 위상 세트 포인트들에 근거하여 각각의 RF 소스(122)를 위한 출력 전력의 위상을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 위상 모듈(143)은 같은 주파수 구간에 할당된 각각의 RF 소스를 위해 다른 위상 세트 포인트를 제공할 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, RF 소스들(122)은 전력 출력을 펄스화 할 수 있다. RF 소스들(122)이 하나의 주파수 구간을 공유할 때, 제어 모듈(132)은 RF 소스들(122)을 위한 펄스 시간들을 동기화할 수 있다. 예를 들면, 제어 모듈(132) 및/또는 RF 소스들(122)는 하나 또는 그 이상의 클럭들과 연관될 수 있다. 제어 모듈(132)은 RF 소스들(122)이 동기 되어 펄스화 하도록 RF 소스들(122)에 시간 구간을 제공할 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 도 4c에서처럼, 제어 모듈(132)은 길이가 Δf2인 주파수 구간들을 할당할(allocate/assign) 수 있다. 길이가 Δf2인 주파수 구간들에 할당된 RF 소스들(122)은 미리 정해진 주파수 범위들, 예를 들어, 길이가 Δf3이면서 미리 정해진 주파수 범위들, 위로 조정할 수 있다.
또한, 프로세싱 모듈(129)은 기능의 값을 계산하는 오토튜닝 모듈들(144-1, …, 144-i, …, 144-N, 이하, 오토튜닝 모듈들(144)이라 함)을 포함할 수 있다. 기능은 이전의 반사된 전력 및/또는 메모리(130)에 저장된 이전의 순방향 전력의 값들에 근거하여, 순방향 전력에 대한 반사된 전력의 비(ratio)를 포함할 수 있다. 그런 다음, 오토튜닝 모듈(144)은 어떤 단계 값에 의해 그것의 주파수를 변경하기 위해 전력 증폭기(126)에 신호를 보내도록 프로세싱 모듈(129)에 명령할 수 있다. 따라서, 오토튜닝 모듈(144)은 매칭 네트워크(136)의 가변 정합(match)의 튜닝을 벗어나서 RF 소스(122)의 전력 전송을 최적화할 수 있다. 예시적인 오토튜닝 모듈(144)은 본 명세서에 그 내용이 포함되는 US Patent 6,0120,794에서 개시된다. 오토튜닝 모듈(144) 및/또는 매칭 네트워크(136)에 의한 주파수 튜닝은 RF 소스(122)에서 각각의 전극(119)으로의 RF 신호 전송을 최적화할 수 있다.
하나의 실시 예에 있어서, 프로세싱 모듈(129)은 감지된 순방향 전력
Figure pat00013
및/또는 수신된 반사 전력
Figure pat00014
을 걸러내는 협대역-타입 필터들(150-1, …, 150-i, …, 150-N, 이하, 필터들(144)이라 함)을 포함한다. 필터들은 관심 신호를 통과시키고 수신된 신호의 중첩적 스펙트럼 성분들을 감쇄시킨다. 예시적인 필터는 본 명세서에 그 내용이 포함되는 US Patent 6,707,255에서 개시된다. 동작에 있어서, 필터(150)는 관심 주파수를 통과시키고 간섭 주파수 성분들을 제거하는 미리 정해진 대역폭 안의 아날로그 신호들을 제한한다. 관심 주파수가 조정된 주파수에서 기본 주파수 성분을 포함할 수 있더라도, 관심 주파수는 조정된 주파수에 관련된 다른 주파수 성분들을 포함할 수 있다는 것은 구상될 수 있다. RF 소스들(122)은 필터(150)에 의해 걸러진 수신 신호로부터의 관심 주파수를 통과시키는 주파수 구간들 내에서 조정한다.
하나의 실시 예에 있어서, 도 3c에서처럼, 예를 들어, 유리에 적용되는 물질들에 대한 상대적으로 균일한 증착을 제공하기 위해 챔버(116)에서 프라즈마에 인가되는 RF 전력의 적용을 “자극(stir)”하거나 무작위화하는(randomize) 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 프로세싱 모듈(129)은 각각의 RF 소스(122)에 할당된 주파수 구간들 안의 주파수들을 분배하거나/스미어(smear)시키는 각각의 변조 모듈(158-1, …, 158-i, …, 158-N, 이하, 변조 모듈들(158)이라 함)을 포함할 수 있다.
변조 모듈들(158)은 전력 증폭기들(126)을 구동하기 위해 주파수들이 출력되기 전에 주파수들을 변조할 수 있다. 주파수들은 필터들(150)을 통해 처리될 수 있다. 예시적인 변조 모듈들(158)은 주파수 편이 방식(Frequency-Shift Keying, FSK), 위상 편이 방식(Phase-Shift Keying, PSK), 직교 위상 편이 방식(Quadrature Phase-Shift Keying, QPSK), 주파수 호핑(hopping) 방식, 고속 주파수 스위핑(fast frequency sweeping) 방식, 그리고 다양한 다른 의사랜덤(pseudorandom) 또는 복소 주파수 변조 기법들을 사용하여 출력 주파수들을 변조할 수 있다. 변조 모듈들(158)은 각각 다른 것과 통신할 수 있거나 하지 않을 수 있고, 다른 RF 소스들(122)을 위한 다른 주파수들을 일괄적으로 변조할 수 있거나 하지 않을 수 있다.
하나의 실시 예에 있어서, 매칭 네트워크들(136)은 상호변조 왜곡(intermodulation distortion, IMD) 성분들을 감쇄시킬 수 있는 반사 손실을 포함할 수 있다. IMD 성분들은 각각의 전극(119)에 인가되는 다양한 주파수들로부터의 합(sum) 및 차(difference) 스펙트럼 성분들을 생성할 수 있는 플라즈마 방전을 통한 RF 커플링(coupling)으로부터 발생할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 제어 모듈(132)이 동작 대역폭을 N-1 구간들로 나누고 구간들을 RF 소스들(122)에 할당하는 하나의 실시 예를 위한 주파수 스펙트럼이 도시된다. i번째 소스에 대해, 반사 신호들에 대응하는 IMD 성분들은 한 세트의 상이한 주파수들을 위한
Figure pat00015
으로서 지시된다. 순방향 신호들(
Figure pat00016
)은 각각의 RF 소스(122)의 출력에 대응한다.
따라서, 설명된 것처럼, i번째 RF 소스를 위한 반사 전력 신호[Ri]는 IMD 및 다른 왜곡으로부터 구분된다. 만약, 매칭 네트워크(136)이 도 5a에서 보여지는 것처럼, IMD 성분들(
Figure pat00017
)의 낮은 주파수 범위에 대응하는 반사 손실을 포함한다면, IMD 성분들은 매칭 네트워크(136)에 의해 감쇄될 수 있다. 따라서, IMD 성분들은 i번째 RF 소스와 연관되는 제어 스킴(scheme)을 교란하지 않을 수 있다. 이러한 타입의 매칭 네트워크(136)는 프로세싱 모듈(129)에 의한 수신/피드백 신호들의 처리에서 디지털 필터링를 포함하는 실시 예들을 위해서 요구되지 않을 수 있다. 예을 들면, US Patent 6,707,255에서 예시적인 방법에 의해 개시되는 필터(150)가 사용될 수 있다. 바꾸어 말하면, IMD 성분들(
Figure pat00018
)의 낮은 주파수 범위는 수신 신호들로부터 간단히 걸러질 수 있다.
도 5b를 참조하면, 도 4c에서처럼, 제어 모듈(132)이 동작 대역폭을 K<N 구간들로 분할하고, 상기 구간들을 RF 소스들(122)에 할당한다는 하나의 실시 예를 위한 주파수 스펙트럼이 도시된다. 폭이 Δf2인 주파수 구간들은 다중 RF 소스들(122)에 대응할 수 있다. 그러나, 플라즈마 소스들(121) 사이의 EM 커플링을 피하기 위해, 5b의 주파수 스펙트럼에서처럼, 이웃하는 전극들(119)이 중첩하는 주파수 구간들을 포함하지 않도록 어싸인먼드 모듈(142)은 주파수들을 RF 소스들(122)에 할당할 수 있다. 도 4c에서처럼, Δf2에 의해 정의되는 주파수 구간들은 Δf2의 넓은 가변 주파수 튜닝(agile-frequency-tuning) 범위를 허용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 예시적인 RF 시스템의 블록도가 도시된다. 도 6에서, 도 3에서와 유사한 성분들은 유사하게 라벨이 붙여진다. 하나의 실시 예에서, 매칭 네트워크들(160-1, …, 160-i, …, 160-N, 이하, 매칭 네트워크들(160)이라 함)은 출력 부하 임피던스와 정합하도록 조정되고 최대 전력 전송을 달성하는 가변 소자들을 가질 수 있다.
RF 소스들(162-1, …, 162-i, …, 162-N, 이하, RF 소스들(162)이라 함)은 가변 주파수 변동성을 통하여 부하 전력을 조정하는 제어 객체들 또한 가질 수 있는 동안 그것들(RF 소스들)의 주파수 할당에 대한 지식을 가질 수 있다. 따라서, 프로세싱 모듈들(164-1, …, 164-i, …, 164-N, 이하, 프로세싱 모듈들(164)이라 함)은 제어 신호들을 매칭 네트워크(160) 안의 가변 소자들을 제어하기 위한 매칭 네트워크들(160)에 제공할 수 있다. 제어 신호들은 RF 소스(162) 및 매칭 네트워크(160)의 가변 소자들을 동적 시스템 제어를 제공할 수 있는 공통 제어기에 효과적으로 로컬라이즈(localize)시킬 수 있다.
프로세싱 모듈들(164)은 매칭 네트워크들(160)의 튜닝 범위를 분할할 수 있기 때문에 프로세싱 모듈(164)로부터의 제어 신호들은 주파수 밴드의 분할과 유사하다. 예를 들면, 하나의 RF 소스는 f1으로 설정된 주파수를 위해 구성될 수 있고, 이웃하는 RF 소스는 f1+Δf2처럼, f1으로부터 주파수 구성 오프셋(frequency configuration offset)을 가질 수 있다. 주파수 구간 할당에 근거한 주파수에서 변화는 f1에서 동작하는 RF 소스와 f1+Δf2에서 동작하는 RF 소스 사이의 대응하는 임피던스 변이(shift)들을 가지고 플라즈마 소스(121)에 의해 나타나는 부하 임피던스를 조정할 수 있다. 이러한 임피던스 변이들은 그것들(RF 소스들)의 가변 소자들을 위한 대응하는 세트 포인트 변이들을 갖는 RF 소스들을 위한 각각 두 개의 매칭 네트워크들을 요구할 수 있다. 각각의 RF 소스들을 위한 프로세싱 모듈은 세트 포인트 변이들을 제어할 수 있다.
RF 전력을 턴 온 하기에 앞서, 프로세싱 모듈(164)은 플라즈마 점화와 관련되는 세트 포인트들을 가지고 매칭 네트워크(160)을 구성할 수 있다. 플라즈마 점화 후에, 프로세싱 모듈(164)은 전력 전송을 최대화하기 위해 각각의 매칭 네트워크(160)의 가변 소자들에게 방전 세팅(discharge setting)으로 명령한다. 프로세싱 모듈(164)은 전력 전송을 최대화하기 위해 매칭 네트워크(160)의 가변 소자들 및/또는 주파수 튠(tune)을 조정할 수 있다. 방전 세팅은 RF 소스(162)에 자동으로 구성되는 분산된 제어를 위해 다른 플라즈마 과정들 또는 동작들(예를 들면, 클린 사이클들(clean cycles))을 위해 동적으로 구성될 수 있다.
동작에 있어서, 도 3a 내지 3c를 참조하면, RF 소스들(122)은 제어 모듈(132)에 의해 설정되는 소정의 주파수 구간들 안의 출발점에서의 주파수를 가지고, 턴 온 된다. RF 소스들(122)은 플라즈마 챔버(116)에 순방향 전력을 제공한다. 순방향 전력의 일부는 RF 소스들(122) 쪽으로 뒤로 반사된다. 반사 전력이 측정되고, 반사 전력의 진폭이 수신 신호들로서 메모리(130)에 저장된다. 그런 다음, RF 소스들(122)은 그것들의 각각의 주파수 구간들 내에서 한 방향으로 RF 주파수를 변경한다. RF 소스들(122)은 다시 반사 전력을 측정하고, 이전의 측정으로부터의 저장된 진폭과 그것을 비교한다. 반사 전력에서의 변화에 근거하여, RF 소스들(122)은 주파수 구간들 내에서 다시 주파수를 움직인다. 만약, 반사 전력에서 감소가 있으면, 주파수는 같은 방향으로 움직일 것이다; 만약, 반사 전력에서 증가가 있으면, 주파수는 반대 방향으로 움직일 것이다. 이는, 가능한 가장 낮은 반사 전력과 같은, 전력을 위한 세트 포인트가 얻어질 때까지 계속된다.
본 발명의 광범위한 기술적 사상은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 명세서가 특정 예시들을 포함하더라도, 다른 수정들이 도면들, 발명의 상세한 설명, 그리고 이하의 청구항들의 연구에 따라 명백해질 것이므로 본 발명의 실질적인 범위는 너무 한정되지 않는다.
116: 플라즈마 챔버 121: 플라즈마 소스
122: RF 소스 129: 프로세싱 모듈
132: 제어 모듈 136: 매칭 네트워크

Claims (46)

  1. M개의 미리 정해진 주파수 구간들을 할당하는 제어 모듈; 및
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당되는 각각의 주파수 구간 안의 주파수들에서 제 1 RF 전력을 플라즈마 챔버 안의 전극들에 각각 인가하고, 상기 플라즈마 챔버로부터의 피드백을 포함하는 제 2 RF 전력에 각각 응답하는 N개의 RF 소스들을 포함하고,
    상기 N개의 RF 소스들은 상기 제 2 RF 전력 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 각각의 주파수 구간에 근거하여 제 1 RF 전력을 조정하는 프로세싱 모듈을 각각 포함하고,
    M 및 N은 1보다 큰 정수인 라디오 주파수 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 L개가 중첩하고, L은 1보다 큰 정수인 라디오 주파수 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 L개에 속한 멤버들을 상기 전극들 중 이웃하지 않는 전극들과 통신하는 상기 N개의 RF 소스들에 속한 멤버들에 할당하는 라디오 주파수 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 J개는 미리 정해진 같은 주파수 구간에 대응하고, J는 1과 같거나 1보다 큰 정수인 라디오 주파수 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들은 각각 정합(matching) 길이이고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들은 중첩하지 않으며, M=N인 라디오 주파수 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 Q개는 각각 정합 길이이고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 P개는 각각 다른 길이들이며, Q 및 P는 1과 같거나 1보다 큰 정수인 라디오 주파수 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 N개의 RF 소스들 각각은 상기 제 1 및 제 2 RF 전력이 상기 프로세싱 모듈에서 처리되기 전에 상기 제 1 및 제 2 전력의 간섭 성분들을 걸러내는 협대역(narrow band) 필터를 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 N개의 RF 소스들과 통신하는 N개의 매칭 네트워크들을 더 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 챔버; 및
    상기 N개의 RF 소스들과 상기 플라즈마 챔버 사이에 삽입되는 N개의 매칭 네트워크들을 더 포함하고,
    상기 N개의 매칭 네트워크들은 상기 N개의 매칭 네트워크들의 요소들을 위한 세트 포인트(set point)를 제어하는 상기 N개의 RF 소스들 각각을 위한 프로세싱 모듈로부터의 신호들에 근거하여 상기 N개의 RF 소스들과 상기 플라즈마 챔버 사이의 임피던스들을 정합하는 라디오 주파수 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 N개의 매칭 네트워크들과 상기 플라즈마 챔버 사이에 위치하고, 상기 N개의 매칭 네트워크들과 상기 플라즈마 챔버로부터의 제 2 RF 전력을 감지하는 N개의 센서들을 더 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 N개의 센서들로부터의 신호들에 근거하여 하나 또는 그 이상의 상기 RF 소스들의 주파수들을 위한 위상들을 선택적으로 제공하는 위상 모듈을 더 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 N개의 RF 소스들 각각을 위한 프로세싱 모듈들은 적어도 하나의 의사랜덤 변조 스킴(pseudorandom modulation scheme) 및 복소 주파수 변조 스킴(complex frequency modulation scheme)에 근거하여 상기 N개의 RF 소스들 각각에 의해 RF 전력 출력을 위한 주파수들을 변조하는 변조 모듈들을 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 변조 모듈들은 주파수 편이 방식(Frequency-Shift Keying, FSK), 위상 편이 방식(Phase-Shift Keying, PSK), 직교 위상 편이 방식(Quadrature Phase-Shift Keying, QPSK), 주파수 호핑(hopping) 방식 및 고속 주파수 스위핑(fast frequency sweeping) 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 상기 주파수들을 변조하는 라디오 주파수 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 하나를 공유하는 상기 N개의 RF 소스들의 멤버들 중 RF 전력 출력 펄스들을 동기화하는 라디오 주파수 시스템.
  15. M개의 미리 정해진 주파수 구간들을 할당하는 제어 모듈;
    부하 안의 제 1 전극에 전달되는 제 1 전력, 상기 부하로부터 반사되는 제 1 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 제 1 주파수 구간에 근거하여 제 1 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 1 세트 포인트를 유지하는 제 1 가변 RF 소스; 및
    상기 부하 안의 제 2 전극에 전달되는 제 2 전력, 상기 부하로부터 반사되는 제 2 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 제 2 주파수 구간에 근거하여 제 2 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 2 세트 포인트를 유지하는 제 2 가변 RF 소스를 포함하고,
    M은 1보다 큰 정수인 라디오 주파수 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 상기 제 1 및 제 2 주파수 구간은 중첩하고, 상기 부하 내에서 상기 제 1 전극은 상기 제 2 전극에 이웃하지 않는 라디오 주파수 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들은 각각 정합 길이(matching length)이고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들은 중첩하지 않으며, M=N인 라디오 주파수 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 부하 안의 제 3 전극에 전달되는 제 3 전력, 상기 부하로부터 반사되는 제 3 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 제 3 주파수 구간에 근거하여 제 3 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 3 세트 포인트를 유지하는 제 3 가변 RF 소스를 더 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 상기 제 1 및 제 3 주파수 구간은 정합하는 미리 정해진 주파수 구간에 대응하고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 상기 제 1 및 제 2 주파수 구간은 다른 주파수 구간들에 대응하며, 상기 제 1 및 제 3 전극은 이웃하지 않는 전극들이고, 상기 부하 내에서 상기 제 1 전극은 상기 제 2 전극에 이웃하는 라디오 주파수 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 Q개는 각각 정합 길이이고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 P개는 각각 다른 길이들이며, Q 및 P는 1과 같거나 1보다 큰 정수인 라디오 주파수 시스템.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 가변 RF 소스는 상기 제 2 가변 RF 소스로부터의 상기 제 2 전력에 의해 유발되어 상기 부하로부터 반사되는 상기 제 1 피드백 안의 간섭 성분들을 걸러내는 협대역 필터를 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 가변 RF 소스 및 상기 부하와 통신하는 제 1 매칭 네트워크 및 상기 제 2 가변 RF 소스 및 상기 부하와 통신하는 제 2 매칭 네트워크를 더 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 매칭 네트워크는 상기 제 1 매칭 네트워크의 소자들을 위한 세트 포인트를 제어하는 제 1 가변 RF 소스로부터의 신호들에 근거하여 상기 제 1 가변 RF 소스 및 상기 부하 사이의 임피던스들을 정합하는 라디오 주파수 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 매칭 네트워크 및 상기 부하 사이에 위치하고 상기 제 1 및 제 2 RF 전력을 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 센서로부터의 신호들에 근거하여 상기 제 1 및 제 2 RF 가변 소스 중 하나 또는 그 이상을 위한 주파수들을 위한 위상들을 선택적으로 제공하는 위상 모듈을 더 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  25. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 가변 RF 소스는 적어도 하나의 의사랜덤 변조 스킴 및 복소 주파수 변조 스킴에 근거하여 상기 제 1 가변 RF 소스로부터의 RF 전력 출력을 위한 주파수들을 변조하는 변조 모듈을 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 변조 모듈은 주파수 편이 방식(FSK), 위상 편이 방식(PSK), 직교 위상 편이 방식(QPSK), 주파수 호핑 방식 및 고속 주파수 스위핑 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 상기 주파수들을 변조하는 라디오 주파수 시스템.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 제 1 가변 RF 소스가 상기 제 2 가변 RF 소스와 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 하나를 공유할 때 상기 제 1 및 제 2 가변 RF 소스를 위한 RF 전력 출력 펄스들을 동기화하는 라디오 주파수 시스템.
  28. 제 15 항에 있어서,
    상기 부하를 더 포함하고, 상기 부하는 플라즈마 챔버를 포함하는 라디오 주파수 시스템.
  29. 라디오 주파수 시스템을 동작하기 위한 방법에 있어서:
    M개의 미리 정해진 주파수 구간들을 할당하는 단계;
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 각각의 주파수 구간 내의 주파수들에서 N개의 제 1 RF 전력 출력들을 플라즈마 챔버 안의 전극들에 각각 인가하는 단계;
    상기 플라즈마 챔버로부터 피드백을 수신하는 단계; 및
    상기 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 각각의 주파수 구간에 근거하여 상기 N개의 제 1 RF 전력 출력들을 조정하는 단계를 포함하고,
    M 및 N은 1보다 큰 정수인 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 L개가 중첩하고, L은 1보다 큰 정수인 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 L개에 속한 멤버들을 상기 전극들 중 이웃하지 않는 전극들과 통신하는 상기 N개의 제 1 RF 전력 출력들에 속한 멤버들에 할당하는 단계를 더 포함하는 방법.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 J개는 같은 미리 정해진 주파수 구간에 대응하고, J는 1과 같거나 1보다 큰 정수인 방법.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들은 각각 정합 길이이고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들은 중첩하지 않으며, M=N인 방법.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 Q개는 각각 정합 길이이고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 P개는 각각 다른 길이들이며, Q 및 P는 1과 같거나 1보다 큰 정수인 방법.
  35. 제 29 항에 있어서,
    상기 N개의 RF 전력 출력들을 위한 하나 또는 그 이상의 RF 소스들 위한 주파수들을 위한 위상들을 선택적으로 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  36. 제 29 항에 있어서,
    적어도 하나의 의사랜덤 변조 스킴 및 복소 주파수 변조 스킴에 근거하여 상기 N개의 제 1 RF 전력 출력들에 속한 멤버들을 위한 주파수들을 변조하는 단계를 더 포함하는 방법.
  37. 제 29 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 하나를 공유하는 상기 N개의 제 1 RF 전력 출력들에 속한 멤버들을 위한 RF 펄스들을 동기화하는 단계를 더 포함하는 방법.
  38. 라디오 주파수 시스템을 동작하기 위한 방법에 있어서:
    M개의 미리 정해진 주파수 구간들을 할당하는 단계;
    부하 안의 제 1 전극에 전달되는 제 1 전력, 상기 부하로부터의 제 1 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 제 1 주파수 구간에 근거하여 제 1 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 1 세트 포인트를 능동적으로 유지하는 단계; 및
    상기 부하 안의 제 2 전극에 전달되는 제 2 전력, 상기 부하로부터의 제 2 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 할당된 제 2 주파수 구간에 근거하여 제 2 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 2 세트 포인트를 능동적으로 유지하는 단계를 포함하고,
    M은 1보다 큰 정수인 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 상기 제 1 및 제 2 주파수 구간은 중첩하고, 상기 부하 내에서 상기 제 1 전극은 상기 제 2 전극에 이웃하지 않는 방법.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들은 각각 정합 길이이고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들은 중첩하지 않으며, M=N인 방법.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 부하 안의 제 3 전극에 전달되는 제 3 전력, 상기 부하로부터의 제 3 피드백 및 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 제 3 주파수 구간에 근거하여 제 3 주파수에서 전달되는 부하 전력을 위한 제 3 세트 포인트를 능동적으로 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 상기 제 1 및 제 3 주파수 구간은 같은 미리 정해진 주파수 구간에 대응하고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 상기 제 1 및 제 2 주파수 구간은 다른 구간들에 대응하며, 상기 제 1 및 제 3 전극은 이웃하지 않는 전극들이고, 상기 부하 내에서 상기 제 1 전극은 상기 제 2 전극에 이웃하는 방법.
  43. 제 38 항에 있어서,
    상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 Q개는 각각 정합 길이이고, 상기 M개의 미리 정해진 주파수 구간들 중 P개는 각각 다른 길이들이며, Q 및 P는 1과 같거나 1보다 큰 정수인 방법.
  44. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 주파수들을 위한 위상들을 선택적으로 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  45. 제 38 항에 있어서,
    적어도 하나의 의사랜덤 변조 스킴 및 복소 주파수 변조 스킴에 근거하여 상기 제 1 및 제 2 주파수들을 변조하는 단계를 더 포함하는 방법.
  46. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력을 위한 펄스들을 동기화하는 단계를 더 포함하는 방법.
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