KR20170117312A

KR20170117312A - 무선 주파수 값들을 사용함으로써 상태 전이들 동안 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템들 및 방법들

Info

Publication number: KR20170117312A
Application number: KR1020170026530A
Authority: KR
Inventors: 아더 엠. 하워드; 주니어 존 씨. 발코어; 앤드류 퐁; 데이비드 홉킨스
Original assignee: 램 리써치 코포레이션
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2017-10-23
Also published as: CN107293467A; TWI751138B; TW201801573A; CN107293467B

Abstract

상태 전이 각각 동안 단계적 방식으로 임피던스 매칭 네트워크를 튜닝하기 위한 시스템들 및 방법들이 기술된다. 상태 각각 동안 결합된 가변 커패시턴스의 최적값을 바로 달성하는 대신 상태 전이 각각 동안 단계적 방식으로 임피던스 매칭 네트워크를 튜닝함으로써, 튜닝된 최적값들을 사용한 웨이퍼의 프로세싱이 실현 가능해진다.

Description

무선 주파수 값들을 사용함으로써 상태 전이들 동안 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR REDUCING REFLECTED POWER DURING STATE TRANSITIONS BY USING RADIO FREQUENCY VALUES}

본 실시예들은 RF (radio frequency) 값들을 사용함으로써 상태 전이들 동안 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

플라즈마 시스템들은 플라즈마 프로세스들을 제어하도록 사용된다. 플라즈마 시스템은 복수의 RF (radio frequency) 소스들, 임피던스 매칭부, 및 플라즈마 반응기를 포함한다. 워크피스는 플라즈마 챔버 내부에 배치되고 그리고 플라즈마는 워크피스를 프로세싱하도록 플라즈마 챔버 내에서 생성된다. 워크피스가 유사하거나 균일한 방식으로 프로세싱된다는 것이 중요하다. 유사하거나 균일한 방식으로 워크피스를 프로세싱하도록, RF 소스들 및 임피던스 매칭부가 튜닝된다는 것이 중요하다.

본 개시에 기술된 실시예들은 이 맥락에서 발생한다.

본 개시의 실시예들은 RF 값들을 사용함으로써 상태 전이들 동안 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템들 및 방법들 및 컴퓨터 프로그램들을 제공한다. 본 실시예들은 수많은 방식들로, 예를 들어, 프로세스, 장치, 시스템, 하드웨어의 일 피스, 또는 컴퓨터-판독가능 매체 상의 방법으로 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 몇몇의 실시예들이 이하에 기술된다.

일부 실시예들에서, 임피던스 매칭 네트워크 및 RF 생성기가 튜닝된다. 임피던스 매칭 네트워크의 모델을 포함하는 모델 시스템은 튜닝 궤적들을 계산한다. 임피던스 매칭 네트워크 및 RF 생성기를 제어하는 호스트 컴퓨터 시스템은 임피던스 매칭 네트워크의 모터-구동된 가변 커패시터를 제어하도록 그리고 RF 생성기의 2 개의 연속적인 상태들 사이의 전이 동안 주파수 설정값들을 RF 생성기에 제공하도록 프로그램된다.

다양한 실시예들에서, RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 RF 펄스 에지 형상들이 제어된다. RF 펄스 에지는 2 개의 연속적인 상태들 사이의 에지이다.

몇몇의 실시예들에서, RF 생성기에 인가될 RF 값들은 최초 상태 전이, 예를 들어, 상태 전이 ST1 또는 상태 전이 ST2, 등 동안 계산된다. RF 값들은 모델 시스템을 사용하여 그리고 모델 시스템의 출력부에 인가된 부하 임피던스 값들을 사용하여 계산된다. RF 값들은 모델 시스템의 입력부에서의 반사 계수의 값들을 최소화하도록 계산된다. 부하 임피던스 값들은 플라즈마 시스템을 사용하여 최초 상태 전이 동안 계산된, 파라미터 값들, 예를 들어, 부하 임피던스 값들, 전압 반사 계수 값들, 등으로부터 결정된다. RF 값들은 최초 상태 전이와 동일한 타입의 상태 전이인 다음의 상태 전이 동안 RF 생성기에 인가된다.

본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들의 일부 이점들은 최초 상태 전이 동안 RF 값들의 결정 및 다음의 상태 전이 동안 RF 값들의 인가를 포함한다. 다음의 상태 전이로의 RF 값들의 인가는 RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 최소화하는 것을 돕고 그리고 웨이퍼 프로세싱의 효율을 개선한다. 게다가, 모델 시스템은 RF 값들을 결정하도록 사용된다. 모델 시스템의 사용은 플라즈마 시스템의 사용과 비교하여 RF 값들의 결정의 속도를 향상시킨다.

다른 양태들은 첨부된 도면들과 함께 취해진, 다음의 상세한 기술로부터 분명해질 것이다.

실시예들은 첨부된 도면들과 함께 취해진 다음의 기술을 참조하여 이해된다.
도 1은 상태 전이 ST1 동안 모델 시스템을 사용하여 복수의 부하 임피던스들 ZL1(ST1)n의 생성을 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 2는 복수의 무선 주파수 값들 RFotpimum1(ST1)@C1n을 결정하기 위해 복수의 무선 주파수 값들 RF1(ST1)m 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 3은 상태 전이 ST2 동안 모델 시스템 (102) 을 사용하여 복수의 부하 임피던스들 ZL1(ST2)n의 생성을 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 4는 복수의 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 결정하기 위해 복수의 무선 주파수 값들 RF1(ST2)o 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 5는 상태 전이 ST1 동안 스텝 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep1을 생성하도록 커패시턴스 값 Coptimum1의 사용을 예시하고, 그리고 상태 전이 ST1 동안 모델 시스템의 출력부에서 복수의 부하 임피던스들 ZL2(ST1)n을 생성하도록 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 6은 복수의 무선 주파수 값들 RFotpimum1(ST1)@Cstep1n을 결정하기 위해 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 7은 상태 전이 ST2 동안, 스텝 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep1을 인가하도록 커패시턴스 값 Coptimum1의 사용, 및 모델 시스템의 출력부에서 복수의 부하 임피던스들 ZL2(ST2)n을 생성하도록 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 8은 복수의 무선 주파수 값들 RFotpimum1(ST2)@Cstep1n을 결정하기 위해 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 9는 상태 전이 ST1 동안 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하도록 커패시턴스 값 Coptimum2의 사용, 및 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 10은 상태 전이 ST2 동안 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하도록 커패시턴스 값 Coptimum2의 사용, 및 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 11은 RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 상태 전이들 ST1 및 ST2를 예시하기 위한 그래프의 실시예이다.
도 12는 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 3 개 이상의 상태들 및 RF 신호의 3 개 이상의 상태 전이들을 예시하기 위한 그래프의 실시예이다.

다음의 실시예들은 RF 값들을 사용함으로써 상태 전이들 동안 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템들 및 방법들을 기술한다. 본 실시예들은 이들 구체적인 상세들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 자명할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 프로세스 동작들은 본 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.

도 1은 상태 전이 ST1 동안 모델 시스템 (102) 을 사용하여 복수의 부하 임피던스들 ZL1(ST1)n의 생성을 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (100) 의 실시예의 다이어그램이다. 플라즈마 시스템 (100) 은 무선 주파수 (RF) 생성기 (104), 임피던스 매칭 네트워크 (106), 및 플라즈마 챔버 (108) 를 포함한다. 플라즈마 시스템 (100) 은 호스트 컴퓨터 시스템 (110), 드라이브 어셈블리 (112), 및 하나 이상의 연결 메커니즘들 (114) 을 포함한다.

플라즈마 챔버 (108) 는 상부 전극 (116), 척 (118), 및 웨이퍼 (W) 를 포함한다. 상부 전극 (116) 은 척 (118) 과 대면하고 그리고 접지되고, 예를 들어, 기준 전압에 커플링되고, 0 전압에 커플링되고, 음 전압에 커플링, 등이 된다. 척 (118) 의 예들은 정전 척 (ESC) 및 자기 척을 포함한다. 척 (118) 의 하부 전극은 금속, 예를 들어, 양극산화된 알루미늄, 알루미늄의 합금, 등으로 이루어진다. 다양한 실시예들에서, 척 (118) 의 하부 전극은 세라믹의 층에 의해 커버되는 금속의 박층이다. 또한, 상부 전극 (116) 은 금속, 예를 들어, 알루미늄, 알루미늄의 합금, 등으로 이루어진다. 일부 실시예들에서, 상부 전극 (116) 은 실리콘으로 이루어진다. 상부 전극 (116) 은 척 (118) 의 하부 전극 반대편에 위치되고 그리고 척 (118) 의 하부 전극과 대면한다. 웨이퍼 (W) 는, 프로세싱, 예를 들어, 웨이퍼 (W) 상에 재료들 증착, 또는 웨이퍼 (W) 의 세정, 또는 웨이퍼 (W) 상에 증착된 층들 에칭, 또는 웨이퍼 (W) 도핑, 또는 웨이퍼 (W) 상에 이온들의 주입, 또는 웨이퍼 (W) 상에 포토리소그래피 패턴 생성, 또는 웨이퍼 (W) 에칭, 또는 웨이퍼 (W) 스퍼터링, 또는 이들의 조합을 위해 척 (118) 의 상단 표면 (120) 상에 배치된다.

일부 실시예들에서, 플라즈마 챔버 (108) 는 플라즈마가 형성되는 플라즈마 챔버 (108) 내의 구역을 둘러싸도록, 부가적인 부품들, 예를 들어, 상부 전극 (116) 을 둘러싸는 상부 전극 연장부, 척 (118) 의 하부 전극을 둘러싸는 하부 전극 연장부, 상부 전극 (116) 과 상부 전극 연장부 사이의 유전체 링, 하부 전극과 하부 전극 연장부 사이의 유전체 링, 상부 전극 (116) 의 에지들에 위치된 한정 링들 및 척 (118), 등을 사용하여 형성된다.

임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 서로 커플링되는, 하나 이상의 회로 컴포넌트들 (components), 예를 들어, 하나 이상의 인덕터들, 또는 하나 이상의 커패시터들, 또는 하나 이상의 레지스터들, 또는 이들의 2 개 이상의 조합, 등을 포함한다. 예를 들어, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 커패시터와 직렬로 커플링된 인덕터를 포함하는 직렬 회로를 포함한다. 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 직렬 회로에 연결된 션트 회로를 더 포함한다. 션트 회로는 인덕터와 직렬로 연결된 커패시터를 포함한다. 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 하나 이상의 커패시터들을 포함하고 그리고 하나 이상의 커패시터들, 예를 들어, 모든 가변 커패시터들, 등의 대응하는 커패시턴스들은 가변되고, 예를 들어, 드라이브 어셈블리, 등을 사용하여 가변된다. 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 예를 들어, 드라이브 어셈블리 (112), 등을 사용하여 변화될 수 없는 고정 커패시턴스들을 가진 하나 이상의 커패시터들을 포함한다. 임피던스 매칭 네트워크 (1) 의 하나 이상의 가변 커패시터들의 결합된 가변 커패시턴스는 값 C1이다. 예를 들어, 하나 이상의 가변 커패시터들의 대응하는 마주보고 위치된 플레이트들은 가변 커패시턴스 C1으로 설정하도록 고정된 위치에 있게 조정된다. 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 예는 출원 번호 제 14/245,803 호를 가진 특허 출원에 제공된다.

다양한 실시예들에서, 매칭 네트워크 모델 각각, 예를 들어, x ㎒ RF 생성기, y ㎒ RF 생성기, 및 z ㎒ RF 생성기에 대한 매칭 네트워크 모델 각각은 협대역의 주파수들로 동작하도록 생성된다. 예로서, 60 ㎒ RF 생성기는 협대역, 예를 들어, 57 내지 63 ㎒, 등으로 동작한다. 일부 실시예들에서, 많은 회로 엘리먼트들이 미리 결정된 범위 내에서, 예를 들어, DC (direct current) 전력으로부터 200 ㎒로 동작하는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로를 정확하게 모델링하도록 사용되지만, 몇몇의 실시예들에서, 보다 좁은 범위에서, 예를 들어, 60 ㎒가 중심에 위치한 주파수로부터 미리 결정된 백분율 범위 내, 등에서 분기 회로의 동작을 모델링하는 간략화된 버전이 사용된다. 미리 결정된 백분율 범위의 예는 60 ㎒로부터 +/- 5 %이다. 미리 결정된 백분율 범위의 또 다른 예는 60 ㎒로부터 +/- 4 %이다. 간략화된 버전은 임피던스 매칭 네트워크의 회로 컴포넌트들의 수보다 적은 수의 회로 엘리먼트들을 갖는다.

일부 실시예들에서, 모델 시스템 (102) 은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 컴퓨터-생성 모델을 포함한다. 예를 들어, 모델 시스템 (102) 은 호스트 컴퓨터 시스템 (110) 의 프로세서 (134) 에 의해 생성된다. 매칭 네트워크 모델은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기로부터 유도되고 예를 들어, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기를 나타내는, 등 한다. 예를 들어, x ㎒ (megahertz) RF 생성기가 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로에 연결될 때, 매칭 네트워크 모델은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 회로의 컴퓨터-생성 모델, 등을 나타내고, 예를 들어, 컴퓨터-생성 모델이다. 또 다른 예로서, 매칭 네트워크 모델은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 와 동일한 수의 회로 컴포넌트들을 갖지 않는다.

일부 실시예들에서, 매칭 네트워크 모델은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 회로 컴포넌트들의 수보다 적은 수의 회로 엘리먼트들을 갖는다. 예시를 위해, 매칭 네트워크 모델은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 간략화된 형태이다. 추가의 예시를 위해, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 복수의 가변 커패시터들의 가변 커패시턴스들은 매칭 네트워크 모델의 하나 이상의 가변 용량 엘리먼트들에 의해 나타낸 결합된 가변 커패시턴스로 결합되고, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 복수의 고정 커패시터들의 고정 커패시턴스들은 매칭 네트워크 모델의 하나 이상의 고정 용량 엘리먼트들에 의해 나타낸 결합된 고정 커패시턴스로 결합되고, 그리고/또는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 복수의 고정 인덕터들의 인덕턴스들은 매칭 네트워크 모델의 하나 이상의 유도 엘리먼트들에 의해 나타낸 결합된 인덕턴스로 결합되고, 그리고/또는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 복수의 레지스터들의 레지스턴스들은 매칭 네트워크 모델의 하나 이상의 저항성 엘리먼트들에 의해 나타낸 고정 레지스턴스로 결합된다. 더 예시를 위해, 직렬인 커패시터들의 커패시턴스들은 복수의 인버팅된 커패시턴스들을 생성하도록 커패시턴스들 각각을 인버팅하고, 인버팅된 결합된 커패시턴스를 생성하도록 인버팅된 커패시턴스들을 합산하고, 그리고 결합된 커패시턴스를 생성하도록 인버팅된 결합된 커패시턴스를 인버팅함으로써 결합된다. 또 다른 예시로서, 직렬로 연결되는 인덕터들의 복수의 인덕턴스들은 결합된 인덕턴스를 생성하도록 합산되고 그리고 직렬인 레지스터들의 복수의 레지스턴스들은 결합된 레지스턴스를 생성하도록 결합된다. 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 모든 고정 커패시터들의 모든 고정 커패시턴스들은 매칭 네트워크 모델의 하나 이상의 고정 용량 엘리먼트들의 결합된 고정 커패시턴스로 결합된다. 매칭 네트워크 모델의 다른 예들은 출원 번호 제 14/245,803 호를 가진 특허 출원에 제공된다. 또한, 임피던스 매칭 네트워크로부터 매칭 네트워크 모델을 생성하는 방식은 출원 번호 제 14/245,803 호를 가진 특허 출원에 기술된다.

일부 실시예들에서, 매칭 네트워크 모델은 3 개의 분기부들을 가진 임피던스 매칭 네트워크 (106) 에 대한 배선도 (schematic) 로부터 생성되고, 분기부들 각각은 x ㎒ RF 생성기, y ㎒ RF 생성기, 및 z ㎒ RF 생성기에 대한 것이다. 3 개의 분기부들은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 출력부 (140) 에서 서로 조인한다 (join). 배선도는 처음에 다양한 조합들로 복수의 인덕터들 및 커패시터들을 포함한다. 3 개의 분기부들 중 하나를 개별적으로 고려하기 위해, 매칭 네트워크 모델은 3 개의 분기부들 중 하나를 나타낸다. 회로 엘리먼트들은 입력 디바이스를 통해 매칭 네트워크 모델에 부가되고, 이 예들은 이하에 제공된다. 부가된 회로 엘리먼트들의 예들은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기부의 전력 손실들을 고려하기 위한, 배선도에 이전에 포함되지 않은, 레지스터들을 포함하고, 다양한 연결 RF 스트랩들 (straps) 의 인덕턴스를 나타내기 위한, 배선도에 이전에 포함되지 않은, 인덕터들을 포함하고, 및 기생 커패시턴스들을 나타내기 위한, 배선도에 이전에 포함되지 않은, 커패시터들을 포함한다. 게다가, 일부 회로 엘리먼트들은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 물리적 규모 때문에 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기부의 전송선 특성을 나타내도록 입력 디바이스를 통해 배선도에 더 부가된다. 예를 들어, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기부 내의 하나 이상의 인덕터들의 감기지 않은 길이는 하나 이상의 인덕터들을 통해 지나가는 RF 신호의 파장과 비교하여 무시할 수 없다. 이 영향을 고려하기 위해, 배선도의 인덕터는 2 개 이상의 인덕터들로 분할된다. 그 후에, 일부 회로 엘리먼트들은 매칭 네트워크 모델을 생성하도록 배선도로부터 입력 디바이스를 통해 제거된다.

다양한 실시예들에서, 매칭 네트워크 모델은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로와 동일한 토폴로지, 예를 들어, 회로 엘리먼트들 사이의 연결들, 회로 엘리먼트들의 수, 등을 갖는다. 예를 들어, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로가 인덕터와 직렬로 커플링된 커패시터를 포함한다면, 매칭 네트워크 모델은 인덕터와 직렬로 커플링된 커패시터를 포함한다. 이 예에서, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 인덕터들과 매칭 네트워크 모델의 인덕터들은 동일한 값을 갖고 그리고 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 커패시터들과 매칭 네트워크 모델의 커패시터들은 동일한 값을 갖는다. 또 다른 예로서, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로가 인덕터와 병렬로 커플링된 커패시터를 포함한다면, 매칭 네트워크 모델은 인덕터와 병렬로 커플링된 커패시터를 포함한다. 이 예에서, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 인덕터들과 매칭 네트워크 모델 (102) 의 인덕터들은 동일한 값을 갖고 그리고 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 커패시터들과 모델 시스템 (102) 의 커패시터들은 동일한 값을 갖는다. 또 다른 예로서, 매칭 네트워크 모델은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 회로 컴포넌트들과 동일한 수 및 동일한 타입의 회로 엘리먼트들을 갖고 그리고 회로 컴포넌트들 사이와 동일한 타입의 회로 엘리먼트들 사이의 연결들을 갖는다. 회로 엘리먼트들의 타입들의 예들은 레지스터들, 인덕터들, 및 커패시터들을 포함한다. 연결들의 타입의 예들은 직렬, 병렬, 등을 포함한다.

다양한 실시예들에서, 모델 시스템 (102) 은 매칭 네트워크 모델과 RF 전송 모델의 조합을 포함한다. 매칭 네트워크 모델의 입력부는 입력부 (142) 이다. RF 전송 모델은 매칭 네트워크 모델의 출력부와 직렬로 연결되고 그리고 출력부 (144) 를 갖는다. RF 전송 모델은 매칭 네트워크 모델이 임피던스 매칭 네트워크 (106) 로부터 유도되는 유사한 방식으로 RF 전송선 (132) 으로부터 유도된다. 예를 들어, RF 전송 모델은 RF 전송선 (132) 의 인덕턴스들, 커패시턴스들, 및/또는 레지스턴스들로부터 유도되는 인덕턴스들, 커패시턴스들, 및/또는 레지스턴스들을 갖는다. 또 다른 예로서, RF 전송 모델의 커패시턴스는 RF 전송선 (132) 의 커패시턴스와 매칭하고, RF 전송 모델의 인덕턴스는 RF 전송선 (132) 의 인덕턴스와 매칭하고, 그리고 RF 전송 모델의 레지스턴스는 RF 전송선 (132) 의 레지스턴스와 매칭한다.

일부 실시예들에서, 모델 시스템 (102) 은 RF 케이블 모델, 매칭 네트워크 모델, 및 RF 전송 모델의 조합을 포함한다. RF 케이블 모델의 입력부는 입력부 (142) 이다. RF 케이블 모델의 출력부는 매칭 네트워크 모델의 입력부와 연결되고 그리고 매칭 네트워크 모델의 출력부는 RF 전송 모델의 입력부와 연결된다. RF 전송 모델은 출력부 (144) 를 갖는다. RF 케이블 모델은 매칭 네트워크 모델이 임피던스 매칭 네트워크 (106) 로부터 유도되는 유사한 방식으로 RF 케이블 (130) 로부터 유도된다. 예를 들어, RF 케이블 모델은 RF 케이블 (130) 의 인덕턴스들, 커패시턴스들, 및/또는 레지스턴스들로부터 유도되는 인덕턴스들, 커패시턴스들, 및/또는 레지스턴스들을 갖는다. 또 다른 예로서, RF 케이블 모델의 커패시턴스는 RF 케이블 (130) 의 커패시턴스와 매칭하고, RF 케이블 모델의 인덕턴스는 RF 케이블 (130) 의 인덕턴스와 매칭하고, 그리고 RF 케이블 모델의 레지스턴스는 RF 케이블 (130) 의 레지스턴스와 매칭한다.

게다가, RF 생성기 (104) 는 RF 신호를 생성하기 위한 RF 전력 공급부 (122) 를 포함한다. RF 생성기 (104) 는 RF 생성기 (104) 의 출력부 (126) 에 연결되는, 센서 (124), 예를 들어, 복소 임피던스 센서, 복소 전류 및 전압 센서, 복소 반사 계수 센서, 복소 전압 센서, 복소 전류 센서, 등을 포함한다. 출력부 (126) 는 RF 케이블 (130) 을 통해 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 입력부 (128) 에 연결된다. 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 RF 로드 (rod) 및 RF 로드를 둘러싸는 RF 외측 컨덕터를 포함하는 RF 전송선 (132) 을 통해 플라즈마 챔버 (108) 에 연결된다.

드라이브 어셈블리 (112) 는 드라이버, 예를 들어, 하나 이상의 트랜지스터들, 등, 및 모터를 포함하고, 그리고 모터는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 가변 커패시터에 연결 메커니즘 (114) 을 통해 연결된다. 연결 메커니즘 (114) 의 예들은 하나 이상의 로드들, 또는 기어를 통해 서로 연결되는 로드들, 등을 포함한다. 연결 메커니즘 (114) 은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 가변 커패시터에 연결된다. 예를 들어, 연결 메커니즘 (114) 은 입력부 (128) 를 통해 RF 생성기 (104) 에 연결되는 분기 회로의 일부인 가변 커패시터에 연결된다.

임피던스 매칭 네트워크 (106) 가 RF 생성기 (104) 에 연결되는 분기 회로 내에 2 개 이상의 가변 커패시터를 포함하는 경우에, 드라이브 어셈블리 (112) 는 2 개 이상의 가변 커패시터를 제어하기 위한 개별적인 모터들을 포함하고, 그리고 모터들 각각은 대응하는 연결 메커니즘을 통해 대응하는 가변 커패시터에 연결된다는 것이 주의되어야 한다. 이 경우에, 복수의 연결 메커니즘들은 연결 메커니즘 (114) 으로서 지칭된다.

RF 생성기 (104) 는 x ㎒ RF 생성기 또는 y ㎒ RF 생성기 또는 z ㎒ RF 생성기이다. 일부 실시예들에서, x ㎒ RF 생성기의 예는 2 ㎒ RF 생성기를 포함하고, y ㎒ RF 생성기의 예는 27 ㎒ RF 생성기를 포함하고, 그리고 z ㎒ RF 생성기의 예는 60 ㎒ RF 생성기를 포함한다. 다양한 실시예들에서, x ㎒ RF 생성기의 예는 400 ㎑ RF 생성기를 포함하고, y ㎒ RF 생성기의 예는 27 ㎒ RF 생성기를 포함하고, 그리고 z ㎒ RF 생성기의 예는 60 ㎒ RF 생성기를 포함한다.

2 개의 RF 생성기들, 예를 들어, x 및 y ㎒ RF 생성기들, 등이 플라즈마 챔버 (100) 내에서 사용되는 경우에, 2 개의 RF 생성기들 중 일 RF 생성기는 입력부 (128) 에 연결되고 그리고 RF 생성기들 중 또 다른 RF 생성기는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 또 다른 입력부에 연결된다는 것이 주의되어야 한다. 유사하게, 3 개의 RF 생성기들, 예를 들어, x, y, 및 z ㎒ RF 생성기들, 등이 플라즈마 챔버 (100) 내에서 사용되는 경우에, RF 생성기들 중 제 1 RF 생성기는 입력부 (128) 에 연결되고, RF 생성기들 중 제 2 RF 생성기는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 제 2 입력부에 연결되고, 그리고 RF 생성기들 중 제 3 RF 생성기는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 제 3 입력부에 연결된다. 출력부 (140) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로를 통해 입력부 (128) 에 연결된다. 3 개의 RF 생성기들이 사용되는 실시예들에서, 출력부 (140) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 제 2 분기 회로를 통해 제 2 입력부에 연결되고 그리고 출력부 (140) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 제 3 분기 회로를 통해 제 3 입력부에 연결된다.

호스트 컴퓨터 시스템 (110) 은 프로세서 (134) 및 메모리 디바이스 (137) 를 포함한다. 메모리 디바이스 (137) 는 모델 시스템 (102) 을 저장한다. 모델 시스템 (102) 은 프로세서 (134) 에 의한 실행을 위해 메모리 디바이스 (137) 로부터 액세스된다. 호스트 컴퓨터 시스템 (110) 의 예들은 랩탑 컴퓨터 또는 데스크탑 컴퓨터 또는 태블릿 또는 스마트 폰, 등을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 프로세서 대신에, CPU (central processing unit), 제어기, ASIC (application specific integrated circuit), 또는 PLD (programmable logic device) 가 사용되고, 그리고 이들 용어들은 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다. 메모리 디바이스의 예들은 ROM (read-only memory), RAM (random access memory), 하드디스크, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 저장 디스크들의 리던던트 (redundant) 어레이, 플래시 메모리, 등을 포함한다. 센서 (124) 는 네트워크 케이블 (136) 을 통해 호스트 컴퓨터 시스템 (110) 에 연결된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 네트워크 케이블의 예들은 직렬 방식으로, 또는 병렬 방식으로, 또는 USB (Universal Serial Bus) 프로토콜을 사용하여, 등으로 데이터를 전송하도록 사용되는 케이블이다.

상태 전이 ST1 동안, RF 생성기 (104) 는 상태 S1로부터 상태 S2로의 전이 ST1 동안 복수의 무선 주파수 값들 RF1(ST1)m으로 동작되고, 여기서 m은 0보다 큰 정수이다. 무선 주파수 값들 RF1(ST1)m의 예들은 RF1(ST1)1, RF1(ST1)2, RF1(ST1)3, 등을 포함한다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 무선 주파수 값들 RF1(ST1)m 및 복수의 전력 레벨들을 포함하는 레시피를 RF 생성기 (104) 에 제공한다. 상태 전이의 예들은 제 1 상태, 예를 들어, S1, 등으로부터 제 2 상태, 예를 들어, S2, 등으로의 전이를 포함한다. 상태 S1은 상태 S2보다 높은 전력 레벨을 갖는다. 예를 들어, 상태 S1은 RF 생성기 (104) 에 의해 생성된 RF 신호의 전력 엔빌로프 (envelope) 를 갖고 그리고 전력 엔빌로프의 전력 값들은 상태 S2 동안 RF 신호의 전력 엔빌로프의 전력 값들보다 크다. RF 생성기 (104) 는 상태 S1과 상태 S2 사이에서 동작한다. 상태 S1 동안, RF 신호는 상태 S2 동안 RF 신호의 전력 레벨보다 높은, 전력 레벨, 예를 들어, 하나 이상의 전력량들, 하나 이상의 전력량들의 RMS (root mean square) 전력량, 등을 갖는다. 유사하게, 일부 실시예들에서, 상태 S1 동안 RF 신호는 상태 S2 동안 RF 신호의 주파수 레벨보다 높거나 낮은, 주파수 레벨, 예를 들어, 하나 이상의 주파수량들, 하나 이상의 주파수량들의 RMS 주파수량, 등을 갖는다. 일부 실시예들에서, 상태 S1은 본 명세서에 하이 상태로서 지칭되고 그리고 상태 S2는 본 명세서에 로우 상태로서 지칭된다.

일부 실시예들에서, 상태 S2 동안, RF 신호는 상태 S1 동안 RF 신호의 전력 레벨보다 높은 전력 레벨을 갖는다. 유사하게, 이들 실시예들에서, 상태 S2 동안, RF 신호는 상태 S1 동안 RF 신호의 주파수 레벨보다 높거나 낮은, 주파수 레벨, 예를 들어, 하나 이상의 주파수량들, 하나 이상의 주파수량들의 RMS 주파수량, RF 신호의 엔빌로프의 주파수 레벨, 등을 갖는다. 이들 실시예들에서, 상태 S1은 본 명세서에 로우 상태로서 지칭되고 그리고 상태 S2는 본 명세서에 하이 상태로서 지칭된다.

다양한 실시예들에서, 상태 S2 동안, RF 신호는 상태 S1 동안 RF 신호의 전력 레벨과 같은 전력 레벨을 갖는다.

복수의 RF 생성기들이 사용되는 일부 실시예들에서, RF 생성기들 중 제 1 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S1은 제 1 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S2보다 높은 전력 레벨을 갖는다. 게다가, RF 생성기들 중 제 2 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S2는 제 2 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S1보다 높은 전력 레벨을 갖는다. 게다가, 유사하게, 이들 실시예들에서, 제 1 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S1은 제 1 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S2보다 높거나 낮은 주파수 레벨을 갖는다. 게다가, 제 2 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S2는 제 2 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S1보다 높거나 낮은 주파수 레벨을 갖는다.

다양한 실시예들에서, 상태 S2 동안 RF 신호의 전력 레벨이 상태 S1 동안 RF 신호의 전력 레벨보다 높거나 낮은지 여부에 상관없이, 상태 S2 동안 RF 신호의 주파수 레벨은 상태 S1 동안 RF 신호의 주파수 레벨보다 높거나 낮다.

일부 실시예들에서, 본 명세서에 사용된 바와 같은, 레벨, 예를 들어, 주파수 레벨, 전력 레벨, 등은 하나 이상의 값들을 포함하고, 그리고 제 1 상태, 예를 들어, 상태 S1, 상태 S2, 등의 레벨은 제 1 상태와 상이한, 제 2 상태, 예를 들어, 상태 S1, 상태 S2, 등의 레벨의 값들을 제외한 값들을 갖는다. 예를 들어, 상태 S1 동안 RF 신호의 전력 값들 중 어느 전력 값들도 상태 S2 동안 RF 신호의 전력 값들과 동일하지 않다. 또 다른 예로서, 상태 S1 동안 RF 신호의 주파수 값들 중 어느 주파수 값들도 상태 S2 동안 RF 신호의 주파수 값들과 동일하지 않다.

몇몇의 실시예들에서, 상태 전이는 RF 신호의 2 개의 주파수 레벨들 사이의 전이를 지칭한다. 예를 들어, 상태 전이 ST1은 RF 신호의 상태 S1의 일 주파수 레벨로부터 RF 신호의 상태 S2의 또 다른 주파수 레벨로의 전이이다. 또 다른 예로서, 상태 전이 ST2는 RF 신호의 상태 S2의 다른 주파수 레벨로부터 RF 신호의 상태 S1의 주파수 레벨로의 전이이다.

다양한 실시예들에서, RF 생성기 (104) 는 호스트 컴퓨터 시스템 (110) 내의 프로세서 (134) 로부터 또는 클록 소스, 예를 들어, 오실레이터, 등으로부터 클록 신호를 수신하고 그리고 클록 신호와 동기하여 상태들 S1 및 S2 사이를 교번한다. 예시를 위해, 클록 신호 펄스들이 하이일 때, RF 생성기 (104) 는 상태 S1을 가진 RF 신호를 생성하고 그리고 클록 신호가 로우일 때, RF 생성기 (104) 는 상태 S2를 가진 RF 신호를 생성한다. 클록 신호 펄스들이 하이에서 로우로 바뀔 때, RF 신호 펄스들은 상태 S1로부터 상태 S2로 바뀌고 그리고 상태 S1로부터 상태 S2로의 상태 전이 ST1을 통해 전이한다. 클록 신호 펄스들이 로우에서 하이로 바뀔 때, RF 신호 펄스들은 상태 S2로부터 상태 S1로 바뀌고 그리고 상태 S2로부터 상태 S1로의 상태 전이 ST2를 통해 전이한다. RF 생성기 (104) 는 RF 생성기 (104) 및 호스트 컴퓨터 시스템 (110) 에 연결되는 네트워크 케이블 (138) 을 통해 레시피를 수신하고, 그리고 RF 생성기 (104) 의 DSP (digital signal processor) 는 레시피를 RF 전력 공급부 (122) 에 제공한다. RF 전력 공급부 (122) 는 레시피에 규정된 무선 주파수 값들 RF1(ST1)m 및 전력 레벨들을 가진 RF 신호를 생성한다.

임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 결합된 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화된다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 하나 이상의 전류 신호들을 생성하도록 드라이브 어셈블리 (112) 의 드라이버로 신호를 전송한다. 하나 이상의 전류 신호들이 드라이버에 의해 생성되고 그리고 드라이브 어셈블리 (112) 의 대응하는 하나 이상의 모터들의 대응하는 하나 이상의 고정자들로 전송된다. 대응하는 하나 이상의 고정자들과 전기장에서 콘택트하는 드라이브 어셈블리 (112) 의 하나 이상의 회전자들은 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 결합된 가변 커패시턴스를 C1로 변화시키도록 연결 메커니즘 (114) 을 이동시키게 회전한다. 결합된 가변 커패시턴스 C1을 가진 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로는 출력부 (126) 로부터 입력부 (128) 및 RF 케이블 (130) 을 통해 무선 주파수 값들 RF1(ST1)m을 가진 RF 신호를 수신하고 그리고 RF 신호인 수정된 신호를 생성하도록 임피던스 매칭 네트워크 (106) 에 연결된 소스의 임피던스와 임피던스 매칭 네트워크 (106) 에 연결된 부하의 임피던스를 매칭한다. 부하의 예들은 플라즈마 챔버 (108) 및 RF 전송선 (132) 을 포함한다. 소스의 예들은 RF 케이블 (130) 및 RF 생성기 (104) 를 포함한다. 수정된 신호는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 출력부 (140) 로부터 RF 전송선 (132) 을 통해 척 (118) 으로 제공된다. 수정된 신호가 하나 이상의 프로세스 가스들, 예를 들어, 산소 함유 가스, 불소 함유 가스, 등과 함께 척 (118) 에 제공될 때, 플라즈마가 척 (118) 과 상부 전극 (116) 사이의 갭에서 생성되거나 유지된다.

무선 주파수 RF1(ST1)m을 가진 RF 신호가 생성되고 그리고 임피던스 매칭 네트워크 (106) 가 결합된 가변 커패시턴스 C1을 가질 때, 센서 (124) 는 출력부 (126) 에서 복수의 전압 반사 계수들 Γmi1(ST1)n을 센싱하고 그리고 전압 반사 계수들 Γmi1(ST1)n을 네트워크 케이블 (136) 을 통해 프로세서 (134) 에 제공하고, 여기서 n은 0보다 큰 정수이다. 예를 들어, 상태 전이 ST1 동안, 센서 (124) 는 미리 결정된 기간의 시간 간격들에서, 예를 들어, 수 마이크로초마다, 5 마이크로초마다, 10 마이크로초마다, 등으로 전압 반사 계수들 Γmi1(ST1)n을 측정하고, 여기서 n은 시간 간격들의 수이고 그리고 전압 반사 계수들 Γmi1(ST1)n의 수와 동일하다. 추가의 예시를 위해, 센서 (124) 는 상태 전이 ST1 동안 상태 S1의 끝으로부터 4 마이크로초에서 전압 반사 계수 Γmi1(ST1)1을 측정하고 그리고 상태 S1의 끝으로부터 8 마이크로초에서 전압 반사 계수 Γmi1(ST1)2를 측정한다. 전압 반사 계수의 예는 플라즈마 챔버 (108) 로부터 RF 생성기 (104) 를 향하여 반사된 전압과 RF 생성기 (104) 에 의해 생성된 RF 신호에 공급된 전압의 비를 포함한다.

프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γmi1(ST1)n으로부터 복수의 임피던스들 Zmi1(ST1)n을 계산한다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 Γmi1(ST1)1 = (Zmi1(ST1)1 - Zo)/(Zmi1(ST1)1 + Zo)인 방정식 (1) 을 적용하고 Zmi1(ST1)1에 대해 풀어서 임피던스 Zmi1(ST1)1을 계산하고, 여기서 Zo은 RF 전송선 (132) 의 특성 임피던스이다. 또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 Γmi1(ST1)2 = (Zmi1(ST1)2 - Zo)/(Zmi1(ST1)2 + Zo)인 방정식 (2) 를 적용하고 Zmi1(ST1)2에 대해 풀어서 임피던스 Zmi1(ST1)2를 계산한다. 임피던스 Zo은 입력/출력 인터페이스, 예를 들어, 직렬 인터페이스, 병렬 인터페이스, USB 인터페이스, 등을 통해 프로세서 (134) 에 연결되는, 입력 디바이스, 예를 들어, 마우스, 키보드, 스타일러스, 키패드, 버튼, 터치 스크린, 등을 통해 프로세서 (134) 에 제공된다. 일부 실시예들에서, 센서 (124) 는 임피던스들 Zmi1(ST1)n을 측정하고 그리고 임피던스들 Zmi1(ST1)n을 네트워크 케이블 (136) 을 통해 프로세서 (134) 에 제공한다.

임피던스들 Zmi1(ST1)n은 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에 프로세서 (134) 에 의해 인가되고 그리고 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 복수의 부하 임피던스들 ZL1(ST1)n을 계산하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다. 모델 시스템 (102) 은 결합된 가변 커패시턴스 C1 및 복수의 무선 주파수 값들 RF1(ST1)m을 갖도록 프로세서 (134) 에 의해 초기화된다. 예를 들어, 임피던스 Zmi1(ST1)1은 부하 임피던스 ZL1(ST1)1을 생성하도록 모델 시스템 (102) 의 하나 이상의 회로 엘리먼트들을 통해 프로세서 (134) 에 의해 순방향으로 전파된다. 예시를 위해, 모델 시스템 (102) 은 무선 주파수 RF1(ST1)1 및 결합된 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화된다. 모델 시스템 (102) 이 저항성 엘리먼트, 유도 엘리먼트, 고정 용량 엘리먼트, 및 가변 용량 엘리먼트의 직렬 조합을 포함할 때, 프로세서 (134) 는 부하 임피던스 ZL1(ST1)1을 생성하도록, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서 수신된 임피던스 Zmi1(ST1)1, 저항성 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 유도 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 및 가변 커패시턴스 C1을 가진 가변 용량 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 및 고정 용량 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스의 방향성 합을 계산한다. 또 다른 예로서, 임피던스 임피던스 Zmi1(ST1)2는 부하 임피던스 ZL1(ST1)2를 생성하도록 모델 시스템 (102) 의 하나 이상의 회로 엘리먼트들을 통해 프로세서 (134) 에 의해 순방향으로 전파된다. 예시를 위해, 모델 시스템 (102) 은 무선 주파수 RF1(ST1)2 및 결합된 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화된다. 모델 시스템 (102) 이 저항성 엘리먼트, 유도 엘리먼트, 고정 용량 엘리먼트, 및 가변 용량 엘리먼트의 직렬 조합을 포함할 때, 프로세서 (134) 는 부하 임피던스 ZL1(ST1)2를 생성하도록, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서 수신된 임피던스 Zmi1(ST1)2, 저항성 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 유도 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 및 가변 커패시턴스 C1을 가진 가변 용량 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 및 고정 용량 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스의 방향성 합을 계산한다.

다양한 실시예들에서, 출력부 (126) 에서 전압 반사 계수를 측정하는 대신, 전압 반사 계수는 출력부 (126) 를 포함하여 출력부 (126) 로부터 입력부 (128) 로의 RF 케이블 (130) 상의 임의의 지점에서 측정된다. 예를 들어, 센서 (124) 는 전압 반사 계수를 측정하도록 RF 전력 공급부 (122) 와 임피던스 매칭 네트워크 (106) 사이의 지점에 연결된다.

일부 실시예들에서, 상태 전이 ST1은 일 타입의 상태 전이로서 본 명세서에 지칭되고 그리고 상태 전이 ST2는 일 타입의 상태 전이로서 본 명세서에 지칭된다.

일부 실시예들에서, 측정된 전압 반사 계수들 Γmi1(ST1)n 각각은 미리 할당된 가중치에 따라 프로세서 (134) 에 의해 가중된다. 프로세서 (134) 에 의해 전압 반사 계수들 Γmi1(ST1)n에 인가된 가중치들은 프로세서 (134) 에 의해 입력 디바이스를 통해 입력들로서 수신되고 그리고 엔지니어링 지식 및/또는 프로세스 조건들에 기초하여 결정된다. 전압 반사 계수들 Γmi1(ST1)n을 인가하는 대신, 가중 전압 반사 계수들 wΓmi1(ST1)n은 부하 임피던스들 ZL1(ST1)n을 결정하도록 인가되고, 여기서 w는 가중치들을 나타낸다.

프로세스 조건들의 예들은 RF 생성기 (104) 의 동작의 다양한 주파수 값들, 또는 RF 생성기 (104) 의 동작의 다양한 주파수 값들, 또는 상부 전극 (116) 과 척 (118) 사이의 갭, 또는 플라즈마 챔버 (108) 내의 온도, 또는 플라즈마 챔버 (108) 내의 압력, 또는 RF 생성기 (104) 에 의해 생성되는 RF 신호의 전력 값들, 플라즈마 챔버 (108) 내의 가스들의 화학반응들, 또는 이들의 2 개 이상의 조합을 포함한다. 예시를 위해, 프로세스 조건 1은 RF 생성기 (104) 에 의해 생성되는 RF 신호의 주파수 값 frq1, RF 생성기 (104) 에 의해 생성되는 RF 신호의 전력 값 pwr1, 플라즈마 챔버 (108) 내의 온도 tmp1, 플라즈마 챔버 (108) 내의 압력 pr1, 갭 gp1 ㎜ (millimeters), 및 2 개의 프로세스 가스들의 화학반응을 포함한다. 프로세스 조건 2는 RF 생성기 (104) 에 의해 생성되는 RF 신호의 주파수 값 frq2, RF 생성기 (104) 에 의해 생성되는 RF 신호의 전력 값 pwr2, 플라즈마 챔버 (108) 내의 온도 tmp1, 플라즈마 챔버 (108) 내의 압력 pr1, 갭 gp1 mm, 및 2 개의 프로세스 가스들의 화학반응을 포함한다.

도 2는 복수의 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 결정하기 위해 무선 주파수 값들 RF1(ST1)m 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 의 실시예의 다이어그램이다. 무선 주파수 값들 RFotpimum1(ST1)@C1n 각각에 대해, 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ(ST1)은 최소 값이다. 프로세서 (134) 는 부하 임피던스들 ZL1(ST1)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 복수의 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)n을 계산한다. 무선 주파수 값들 RFotpimum1(ST1)@C1n 각각에 대해, 전압 반사 계수 Γ(ST1)은 전압 반사 계수 Γ(ST1)의 복수의 값들 중 최소 값이다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z1을 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@C11을 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(ST1)1 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL1(ST1)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z1로부터 전압 반사 계수 Γ(ST1)1을 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z2를 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@C1_1을 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(ST1)1 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL1(ST1)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z2로부터 전압 반사 계수 Γ(ST1)2를 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(ST1)1이 전압 반사 계수 Γ(ST1)2 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST1)1이 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@C11임을 결정한다.

또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z3을 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@C12를 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(ST1)2 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL1(ST1)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z3으로부터 전압 반사 계수 Γ(ST1)3을 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z4를 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@C1_2를 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(ST1)2 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL1(ST1)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z4로부터 전압 반사 계수 Γ(ST1)4를 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(ST1)3이 전압 반사 계수 Γ(ST1)4 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST1)3이 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@C12임을 결정한다.

값 ZL1(ST1)1은 상태 S1의 끝으로부터 제 1 시간 기간, 예를 들어, t1, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi1(ST1)1로부터 결정된다는 것이 주의되어야 한다. 값 ZL1(ST1)2는 상태 S1의 끝으로부터 시간 기간 t1로부터 제 2 시간 기간, 예를 들어, t2, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi1(ST1)2로부터 결정된다. 일부 실시예들에서, 상태 전이 동안 제 2 시간 기간은 상태 S1로부터의 제 1 시간 기간 t1에 대해 연속적이고 그리고 상태 전이 동안 제 1 시간 기간의 길이와 같다. 다양한 실시예들에서, 전압 반사 계수 Γ(ST1)1은 제 1 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중에서 최소 값이고 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST1)2는 제 2 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중에서 최소 값이다.

일부 실시예들에서, 비선형 최소 제곱 최적화 루틴은 부하 임피던스 ZL1(ST1)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 실행된다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n 각각에 대해, 상태 전이 ST1 동안 전압 반사 계수 Γ(ST1)은 최소 값이다. 다양한 실시예들에서, 미리 결정된 방정식들은 부하 임피던스 ZL1(ST1)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 적용된다.

다양한 실시예들에서, 입력부 (142) 에서 전압 반사 계수 Γ가 최소 값인 모델 시스템 (102) 의 무선 주파수의 값은 본 명세서에서 적합한 RF 값으로서 지칭된다.

일부 실시예들에서, RF 값은 본 명세서에서 때때로 "파라미터 값"으로서 지칭된다. 게다가, 커패시턴스는 본 명세서에서 때때로 "측정 가능한 인자"로서 지칭된다.

도 3은 상태 전이 ST2 동안 모델 시스템 (102) 을 사용하여 복수의 부하 임피던스들 ZL1(ST2)n의 생성을 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (100) 의 실시예의 다이어그램이다. RF 생성기 (104) 에 의해 생성되는 RF 신호의 상태 전이 ST2는 상태 S2로부터 상태 S1로이다. 상태 전이 ST2 동안, RF 생성기 (104) 는 복수의 무선 주파수 값들 RF1(ST2)o로 동작되고 그리고 웨이퍼 (W) 는 프로세싱을 위해 상단 표면 (120) 상에 배치되고, 여기서 o는 0보다 큰 정수이다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 무선 주파수 값들 RF1(ST2)o 및 복수의 전력 레벨들을 포함하는 레시피를 RF 생성기 (104) 에 제공한다. RF 생성기 (104) 는 RF 생성기 (104) 및 호스트 컴퓨터 시스템 (110) 에 연결되는 네트워크 케이블 (138) 을 통해 레시피를 수신하고, 그리고 RF 생성기 (104) 의 DSP는 레시피를 RF 전력 공급부 (122) 에 제공한다. RF 전력 공급부 (122) 는 레시피에 규정된 무선 주파수 값들 RF1(ST2)o 및 전력 레벨들을 가진 RF 신호를 생성한다.

임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 결합된 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화된다. 결합된 가변 커패시턴스 C1을 가진 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로는 무선 주파수 값들 RF1(ST2)o을 가진 RF 신호를 출력부 (126) 로부터 입력부 (128) 및 RF 케이블 (130) 을 통해 수신하고 그리고 수정된 신호를 생성하도록 임피던스 매칭 네트워크 (106) 에 연결된 소스의 임피던스와 임피던스 매칭 네트워크 (106) 에 연결된 부하의 임피던스를 매칭한다. 수정된 신호는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 출력부 (140) 로부터 RF 전송선 (132) 을 통해 척 (118) 으로 제공된다. 수정된 신호가 하나 이상의 프로세스 가스들과 함께 척 (118) 에 제공될 때, 플라즈마가 척 (118) 과 상부 전극 (116) 사이의 갭에서 생성되거나 유지된다.

상태 전이 ST2 동안, 무선 주파수 값들 RF1(ST2)o을 가진 RF 신호가 생성되고 그리고 임피던스 매칭 네트워크 (106) 가 결합된 가변 커패시턴스 C1을 가질 때, 센서 (124) 는 출력부 (126) 에서 복수의 전압 반사 계수들 Γmi1(ST2)n을 센싱하고 그리고 전압 반사 계수들을 네트워크 케이블 (136) 을 통해 프로세서 (134) 에 제공한다. 상태 전이 ST1 동안의 것과 유사하게, 전압 반사 계수들 Γmi1(ST2)n은 상태 전이 ST2 동안, 상태 S2의 끝으로부터 기간의 시간 간격들 n에서 측정된다. 예를 들어, 전압 반사 계수 Γmi1(ST2)1은 상태 S2의 끝으로부터 제 1 시간 기간 t1의 끝에서 측정되고 그리고 전압 반사 계수 Γmi1(ST2)2는 상태 S2의 끝으로부터 제 1 시간 기간 t1의 끝으로부터 제 2 시간 기간 t2의 끝에서 측정된다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γmi1(ST2)n으로부터 복수의 임피던스들 Zmi1(ST2)n을 계산한다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 Γmi1(ST2)1 = (Zmi1(ST2)1 - Zo)/(Zmi1(ST2)1 + Zo)인 방정식 (3) 을 적용하고 Zmi1(ST2)1에 대해 풀어서 임피던스 Zmi1(S2)1을 계산한다. 또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 Γmi1(ST2)2 = (Zmi1(ST2)2 - Zo)/(Zmi1(ST2)2 + Zo)인 방정식 (4)를 적용하고 Zmi1(ST2)2에 대해 풀어서 임피던스 Zmi1(ST2)2를 계산한다. 일부 실시예들에서, 센서 (124) 는 임피던스들 Zmi1(ST2)n을 측정하고 그리고 임피던스들 Zmi1(ST2)n을 네트워크 케이블 (136) 을 통해 프로세서 (134) 에 제공한다.

임피던스들 Zmi1(ST2)n은 프로세서 (134) 에 의해 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에 인가되고 그리고 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 복수의 부하 임피던스들 ZL1(ST2)n을 계산하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다. 예를 들어, 모델 시스템 (102) 은 무선 주파수 값들 RF1(ST2)o 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화된다. 모델 시스템 (102) 이 저항성 엘리먼트, 유도 엘리먼트, 고정 용량 엘리먼트, 및 가변 용량 엘리먼트의 직렬 조합을 포함할 때, 프로세서 (134) 는 부하 임피던스 ZL1(ST2)1을 생성하도록, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서 수신된 임피던스 Zmi1(ST2)1, 저항성 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 유도 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 및 가변 커패시턴스 C1을 가진 가변 용량 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 및 고정 용량 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스의 방향성 합을 계산한다. 프로세서 (134) 는 부하 임피던스 ZL1(ST2)2를 생성하도록, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서 수신된 임피던스 Zmi1(ST2)2, 저항성 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 유도 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 및 가변 커패시턴스 C1을 가진 가변 용량 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스, 및 고정 용량 엘리먼트에 걸친 복소 임피던스의 방향성 합을 계산한다.

일부 실시예들에서, 측정된 전압 반사 계수들 Γmi1(ST2)n 각각은 미리 할당된 가중치에 따라 프로세서 (134) 에 의해 가중된다. 프로세서 (134) 에 의해 전압 반사 계수들 Γmi1(ST2)n에 인가된 가중치들은 프로세서 (134) 에 의해 입력 디바이스를 통해 입력들로서 수신되고 그리고 엔지니어링 지식 및/또는 프로세스 조건들에 기초하여 결정된다. 전압 반사 계수들 Γmi1(ST2)n을 인가하는 대신, 가중 전압 반사 계수들 wΓmi1(ST2)n은 부하 임피던스들 ZL1(ST2)n을 결정하도록 인가되고, 여기서 w는 가중치들을 나타낸다.

도 4는 복수의 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 결정하기 위해 무선 주파수 값들 RF1(ST2)o 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 의 실시예의 다이어그램이다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n 각각에 대해, 상태 전이 ST2 동안 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ(ST2)는 전압 반사 계수 Γ(ST2)의 복수의 값들 중 최소 값이다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z5를 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@C11을 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(ST2)1 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL1(ST2)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z5로부터 전압 반사 계수 Γ(ST2)5를 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z6을 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@C1_1을 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(ST2)1 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL1(ST2)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z6으로부터 전압 반사 계수 Γ(ST2)6을 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(ST2)5가 전압 반사 계수 Γ(ST2)6 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST2)5가 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@C11임을 결정한다.

또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z7을 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@C12를 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(ST2)2 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL1(ST2)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z7로부터 전압 반사 계수 Γ(ST2)7을 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z8을 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@C1_2를 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(ST2)2 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL1(ST2)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z8로부터 전압 반사 계수 Γ(ST2)8을 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(ST2)7이 전압 반사 계수 Γ(ST2)8 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST2)7이 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@C12임을 결정한다.

값 ZL1(ST2)1은 상태 S2의 끝으로부터 제 1 시간 기간, 예를 들어, t1, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi1(ST2)1로부터 결정된다는 것이 주의되어야 한다. 값 ZL1(ST2)2는 상태 S2의 끝으로부터 제 1 시간 기간 t1로부터 제 2 시간 기간, 예를 들어, t2, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi1(ST2)2로부터 결정된다. 제 2 시간 기간 t2는 상태 S2로부터 제 1 시간 기간 t1에 대해 연속적이다. 전압 반사 계수 Γ(ST2)5는 제 1 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중에서 최소 값이고 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST2)7은 제 2 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중에서 최소 값이다.

일부 실시예들에서, 비선형 최소 제곱 최적화 루틴은 부하 임피던스들 ZL1(ST2)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 실행된다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n 각각에 대해, 상태 전이 ST2 동안 전압 반사 계수 Γ(ST2)는 입력부 (142) 에서 최소 값이다. 다양한 실시예들에서, 미리 결정된 방정식들은 부하 임피던스들 ZL1(ST2)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 적용된다.

도 5는 상태 전이 ST1 동안 스텝 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep1을 생성하도록 커패시턴스 값 Coptimum1의 사용을 예시하고, 그리고 상태 전이 ST1 동안 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 복수의 부하 임피던스들 ZL2(ST1)n을 생성하도록 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (100) 의 실시예의 다이어그램이다. 커패시턴스 값 Coptimum1을 결정하는 방식이 미국 특허 출원 번호 제 15/098,189 호에 기술된다는 것이 주의되어야 한다. 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 포함하도록 레시피를 수정하고 그리고 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 RF 생성기 (104) 에 제공한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 스텝 가변 커패시턴스 값 Cstep1을 결정한다. 스텝 가변 커패시턴스 값 Cstep1은 값 C1로부터 값 Coptimum1의 방향으로 일 스텝이다.

임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 대응하는 하나 이상의 가변 커패시터들의 하나 이상의 커패시턴스들이 C1로부터 Coptimum1을 향해 변화하도록 수정될 때, 하나 이상의 가변 커패시터들은 RF 생성기 (104) 에 의해 생성된 RF 신호의 RF 주파수의 변화들에 대해 충분히 느리게 이동한다는 것이 주의되어야 한다. 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스를 값 Coptimum1로 설정하는 대신, 프로세서 (134) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스가 값 Cstep1로 설정되도록 드라이브 어셈블리 (112) 를 제어한다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 가진 RF 신호를 생성하도록 RF 생성기 (104) 에 의해 걸린 시간보다 임피던스 매칭 네트워크 (106) 가 가변 커패시턴스 Coptimum1을 달성하는데 시간이 더 걸리고, 예를 들어, 대략 초, 등이 걸린다. 예를 들어, RF 생성기 (104) 가 무선 주파수들 RF1(ST1)m으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 달성하는데 대략 마이크로초가 걸린다. 그 결과, RF 생성기 (104) 의 입력부 (126) 에서 전압 반사 계수 Γ(ST1)이 최소 값이도록 값들 RF1(ST1)m으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 달성하는 동시에 값 C1로부터 값 Coptimum1을 바로 달성하는 것이 어렵다. 그러므로, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 가변 커패시턴스는 상태 전이 ST1 동안 가변 커패시턴스 Coptimum1을 향하는 방향으로 스텝들, 예를 들어, Cstep1 등으로 조정된다. 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n으로 동작하도록 RF 생성기 (104) 를 더 제어한다.

무선 주파수들 RFoptimum1(ST1)@C1n 및 가변 커패시턴스 Cstep1에 대해, RF 생성기 (104) 는 하부 전극 (118) 에 제공되는 수정된 신호를 생성하도록 임피던스 매칭 네트워크 (106) 를 통해 지나가는, 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 가진 RF 신호를 생성한다. 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n이 값들 RF1(ST1)m 대신 사용될 때, 보다 적은 전력량이 상태 전이 ST1 동안 RF 생성기 (104) 를 향하여 반사된다.

RF 생성기 (104) 가 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n을 가진 RF 신호를 생성하고 그리고 결합된 가변 커패시턴스가 Cstep1일 때, 센서 (124) 는 출력부 (126) 에서 복수의 전압 반사 계수들 Γmi2(ST1)n을 측정하고 그리고 프로세서 (134) 는 임피던스들 Zmi1(ST1)n이 전압 반사 계수들 Γmi1(ST1)n으로부터 생성되는 상기에 기술된 동일한 방식으로, 전압 반사 계수들 Γmi2(ST1)n으로부터 복수의 임피던스들 Zmi2(ST1)n을 생성한다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 상태 S1의 끝으로부터 상태 전이 ST1의 제 1 시간 기간 t1 동안 측정되는 전압 반사 계수 Γmi2(ST1)1로부터 임피던스 값 Zmi2(ST1)1을 생성한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 제 1 시간 기간 t1의 끝으로부터 상태 전이 ST1의 제 2 시간 기간 t2의 끝에서 측정되는 전압 반사 계수 Γmi2(ST1)2로부터 임피던스 값 Zmi2(ST1)2를 생성한다.

게다가, 모델 시스템 (102) 이 상태 전이 ST1 동안 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n 그리고 상태 전이 ST1 동안 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정될 때, 부하 임피던스들 ZL1(ST1)n이 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 의 임피던스들 Zmi1(ST1)n으로부터 출력부 (144) 에서 생성되는 동일한 방식으로 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 부하 임피던스들 ZL2(ST1)n을 생성하도록 임피던스들 Zmi2(ST1)n은 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다.

다양한 실시예들에서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1은 결합된 가변 커패시턴스 C1과 비교하여 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum1에 보다 가깝다. 예를 들어, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1은 결합된 가변 커패시턴스 C1보다 크고, 그리고 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum1은 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1보다 크다. 또 다른 예로서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1은 결합된 가변 커패시턴스 C1보다 작고, 그리고 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum1은 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1보다 작다.

일부 실시예들에서, 상태 전이 ST1 동안 센서 (124) 로부터 수신된, 전압 반사 계수, 예를 들어, Γmi1(ST1)n, Γmi2(ST1)n, 등으로부터 상태 전이 ST1 동안 임피던스, 예를 들어, 임피던스들 Zmi1(ST1)n, Zmi2(ST1)n, 등을 생성하는 대신, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 복수의 대응하는 부하 전압 반사 계수들, 예를 들어, ΓL1(ST1)n, ΓL2(ST1)n, 등을 생성하도록 전압 반사 계수를 수신한다. 복수의 대응하는 부하 전압 반사 계수들은, 상태 전이 ST1 동안 부하 임피던스들, 예를 들어, ZL1(ST1)n, ZL2(ST1)n, 등이 모델 시스템 (102) 의 출력부에 인가되는 동일한 방식으로 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에 인가된다. 전압 반사 계수로부터 임피던스로 변환할 필요가 없고 그 역도 그러하다.

다양한 실시예들에서, 상태 전이 ST1 동안 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST1)n 및 Γmi2(ST1)n 대신, 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST1)n 및 Γmi2(ST1)n의 통계 값들, 예를 들어, 평균 값들, 이동 평균 값들, 등이 프로세서 (134) 에 의해 계산되고 그리고 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 부하 임피던스 값들의 계산을 위해 모델 시스템의 입력부 (142) 에 제공된다. 예를 들어, 전압 반사 계수 값들 Γmi2(ST1)n을 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에 인가하는 대신, 프로세서 (134) 에 의해 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST1)n 및 Γmi2(ST1)n으로부터 결정된 평균 값들은 입력으로서 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 부하 임피던스들 ZL2(ST1)n을 계산하도록 모델 시스템 (102) 에 제공된다. 추가의 예시를 위해, 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST1)1 및 Γmi2(ST1)1의 제 1 평균 값이 프로세서 (134) 에 의해 결정되고 그리고 제 1 평균 값은 부하 임피던스 값 ZL2(ST1)1을 생성하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다. 게다가, 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST1)2 및 Γmi2(ST1)2의 제 2 평균 값이 프로세서 (134) 에 의해 결정되고 그리고 제 2 평균 값은 부하 임피던스 값 ZL2(ST1)2를 생성하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다.

일부 실시예들에서, 측정된 전압 반사 계수들 Γmi2(ST1)n 각각은 미리 할당된 가중치에 따라 프로세서 (134) 에 의해 가중된다. 프로세서 (134) 에 의해 전압 반사 계수들 Γmi2(ST1)n에 인가된 가중치들은 프로세서 (134) 에 의해 입력 디바이스를 통해 입력들로서 수신되고 그리고 엔지니어링 지식 및/또는 프로세스 조건들에 기초하여 결정된다. 전압 반사 계수들 Γmi2(ST1)n을 인가하는 대신, 가중 전압 반사 계수들 wΓmi2(ST1)n은 부하 임피던스들 ZL2(ST1)n을 결정하도록 인가되고, 여기서 w는 가중치들이다.

도 6은 복수의 무선 주파수 값들 RFotpimum1(ST1)@Cstep1n을 결정하기 위해 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 의 실시예의 다이어그램이다. 무선 주파수 값들 RFotpimum1(ST1)@Cstep1n 각각에 대해, 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ(ST1)은 최소 값이다. 프로세서 (134) 는 부하 임피던스들 ZL2(ST1)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 복수의 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstepn을 계산한다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstepn 각각에 대해, 전압 반사 계수 Γ(ST1)은 전압 반사 계수 Γ(ST1)의 복수의 값들 중 최소 값이다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z9를 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@Cstep11을 결정하기 위해, 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@C11 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL2(ST1)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z9로부터 전압 반사 계수 Γ(ST1)9를 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z10을 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@Cstep1_1을 결정하기 위해, 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@C11 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL2(ST1)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z10으로부터 전압 반사 계수 Γ(ST1)10을 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(ST1)9가 전압 반사 계수 Γ(ST1)10 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST1)9가 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@Cstep11임을 결정한다.

또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z11을 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@Cstep12를 결정하기 위해, 무선 주파수 RFoptimum1(ST1)@C12 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL2(ST1)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (2) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z11로부터 전압 반사 계수 Γ(ST1)11을 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z12를 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@Cstep1_2를 결정하기 위해, 무선 주파수 RFoptimum1(ST1)@C12 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL2(ST1)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (2) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z12로부터 전압 반사 계수 Γ(ST1)12를 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(ST1)11이 전압 반사 계수 Γ(ST1)12 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST1)11이 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST1)@Cstep12임을 결정한다.

값 ZL2(ST1)1은 상태 S1의 끝으로부터, 제 1 시간 기간, 예를 들어, t1, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi2(ST1)1로부터 결정된다는 것이 주의되어야 한다. 값 ZL2(ST1)2는 상태 S1의 끝으로부터 제 1 시간 기간 t1로부터, 제 2 시간 기간, 예를 들어, t2, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi2(ST1)2로부터 결정된다. 상태 S1로부터의 제 2 시간 기간은 상태 S1로부터의 제 1 시간 기간에 대해 연속적이다. 전압 반사 계수 Γ(ST1)9는 제 1 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중 최소 값이고 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST1)11은 제 2 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중 최소 값이다.

일부 실시예들에서, 비선형 최소 제곱 최적화 루틴은 부하 임피던스들 ZL2(ST1)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 실행된다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n 각각에 대해, 상태 전이 ST1 동안 전압 반사 계수 Γ(ST1)은 최소 값이다. 다양한 실시예들에서, 미리 결정된 방정식들은 부하 임피던스들 ZL2(ST1)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 적용된다.

일부 실시예들에서, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 명세서에 기술된 동작들은 상태 전이 ST1의 제 1 발생 동안 수행되고 그리고 도 5를 참조하여 본 명세서에 기술된 동작들은 상태 전이 ST1의 제 2 발생 동안 수행된다. 예를 들어, 도 3 및 도 4를 참조하여 기술된 상태 전이 ST2는 도 1 및 도 2를 참조하여 기술된 상태 전이 ST1에 대해 연속적이다. 도 1 및 도 2를 사용하여 기술된 바와 같은 상태 전이 ST1과 도 3 및 도 4를 사용하여 기술된 바와 같은 상태 전이 ST2 사이에는 상태 전이가 없다. 예시를 위해, 도 1 및 도 2를 참조하여 기술된 상태 전이 ST1에 상태 S2가 즉시 이어지고, 상태 S2에 도 3 및 도 4를 참조하여 기술된 상태 전이 ST2가 즉시 이어진다. 게다가, 예에서, 도 5 및 도 6을 참조하여 기술된 상태 전이 ST1은 도 3 및 도 4를 참조하여 기술된 상태 전이 ST2에 대해 연속적이다. 도 3 및 도 4를 사용하여 기술된 바와 같은 상태 전이 ST2와 도 5 및 도 6을 사용하여 기술된 바와 같은 상태 전이 ST1 사이에는 상태 전이가 없다. 예시를 위해, 도 3 및 도 4를 참조하여 기술된 상태 전이 ST2에 상태 S1이 즉시 이어지고, 상태 S1에 도 5 및 도 6을 참조하여 기술된 상태 전이 ST1이 즉시 이어진다.

다양한 실시예들에서, 상태 전이 ST1의 제 2 발생은, 상태 전이 ST1의 제 1 발생 후 발생하는 상태 전이 ST1의 하나 이상의 개재되는 발생들 후 발생한다. 예를 들어, 도 5 및 도 6을 참조하여 기술된 상태 전이 ST1의 제 2 발생은 상태 전이 ST1의 하나 이상의 발생들 후 발생하고 그리고 하나 이상의 발생들은 도 1 및 도 2를 참조하여 기술된 상태 전이 ST1의 제 1 발생 후 발생한다.

도 7은 상태 S2로부터 상태 S1로의 상태 전이 ST2 동안, 스텝 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep1을 생성하도록 커패시턴스 값 Coptimum1의 사용, 및 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 복수의 부하 임피던스들 ZL2(ST2)n을 생성하도록 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (100) 의 실시예의 다이어그램이다. 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 포함하도록 레시피를 수정하고, 그리고 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 RF 생성기 (104) 에 제공한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 스텝 가변 커패시턴스 값 Cstep1을 결정한다.

상태 전이 ST2 동안, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스를 값 Coptimum1로 설정하는 대신, 프로세서 (134) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스가 값 Cstep1로 설정되도록 드라이브 어셈블리 (112) 를 제어한다. 또한, 프로세서 (134) 는 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n으로 동작하도록 RF 생성기 (104) 를 제어한다. 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n이 값들 RF1(ST2)o 대신 사용될 때, 보다 적은 전력량이 상태 전이 ST1 동안 RF 생성기 (104) 를 향하여 반사된다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 가진 RF 신호를 생성하도록 RF 생성기 (104) 에 의해 걸린 시간보다 임피던스 매칭 네트워크 (106) 가 가변 커패시턴스 Coptimum1을 달성하는데 시간이 더 걸리고, 예를 들어, 대략 초, 등이 걸린다. 예를 들어, RF 생성기 (104) 가 무선 주파수들 RF1(ST2)o로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 달성하는데 대략 마이크로초가 걸린다. 그 결과, RF 생성기 (104) 의 입력부 (126) 에서 전압 반사 계수 Γ(S2)가 최소 값이도록 값들 RF1(ST2)o로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 달성하는 동시에 값 C1로부터 값 Coptimum1을 바로 달성하는 것이 어렵다. 그러므로, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 가변 커패시턴스는 상태 전이 ST2 동안 가변 커패시턴스 Coptimum1을 향하는 방향으로 스텝들, 예를 들어, Cstep1 등으로 조정된다.

무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n 및 가변 커패시턴스 Cstep1에 대해, RF 생성기 (104) 는 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 가진 RF 신호를 생성하고, 그리고 RF 신호는 하부 전극 (118) 에 제공되는 수정된 신호를 생성하도록 임피던스 매칭 네트워크 (106) 를 통해 지나간다. RF 생성기 (104) 가 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 가진 RF 신호를 생성하고 그리고 결합된 가변 커패시턴스가 Cstep1일 때, 센서 (124) 는 출력부 (126) 에서 복수의 전압 반사 계수들 Γmi2(ST2)n을 측정하고 그리고 전압 반사 계수들 Γmi2(ST2)n을 네트워크 케이블 (136) 을 통해 프로세서 (134) 에 제공한다. 프로세서 (134) 는 임피던스들 Zmi1(ST2)n이 전압 반사 계수들 Γmi1(ST2)n으로부터 생성되는 상기에 기술된 동일한 방식으로 전압 반사 계수들 Γmi2(ST2)n으로부터 복수의 임피던스들 Zmi2(ST2)n을 생성한다. 게다가, 모델 시스템 (102) 이 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정될 때, 임피던스들 Zmi2(ST2)n은 부하 임피던스들 ZL1(ST2)n이 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 의 임피던스들 Zmi1(ST2)n으로부터 출력부 (144) 에서 생성되는 동일한 방식으로 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 복수의 부하 임피던스들 ZL2(ST2)n을 생성하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다.

일부 실시예들에서, 상태 전이 ST2 동안 센서 (124) 로부터 수신된, 전압 반사 계수, 예를 들어, Γmi1(ST2)n, Γmi2(ST2)n, 등으로부터 상태 전이 ST2 동안 임피던스, 예를 들어, 임피던스들 Zmi1(ST2)n, Zmi2(ST2)n, 등을 생성하는 대신, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 복수의 대응하는 부하 전압 반사 계수들, 예를 들어, ΓL1(ST2)n, ΓL2(ST2)n, 등을 생성하도록 전압 반사 계수를 수신한다. 복수의 대응하는 부하 전압 반사 계수들은 상태 전이 ST2 동안 부하 임피던스들, 예를 들어, ZL1(ST2)n, ZL2(ST2)n, 등이 모델 시스템 (102) 의 출력부에 인가되는 동일한 방식으로 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에 인가된다. 전압 반사 계수로부터 임피던스로 변환할 필요가 없고 그 역도 그러하다.

일부 실시예들에서, 상태 전이 ST2 동안 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST2)n 및 Γmi2(ST2)n 대신, 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST2)n 및 Γmi2(ST2)n의 통계 값들, 예를 들어, 평균 값들, 이동 평균 값들, 등이 프로세서 (134) 에 의해 계산되고 그리고 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 부하 임피던스 값들의 계산을 위해 모델 시스템의 입력부 (142) 에 제공된다. 예를 들어, 전압 반사 계수 값들 Γmi2(ST2)n을 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에 인가하는 대신, 프로세서 (134) 에 의해 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST2)n 및 Γmi2(ST2)n으로부터 결정된 평균 값들은 입력으로서 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 부하 임피던스들 ZL2(ST2)n을 계산하도록 모델 시스템 (102) 에 제공된다. 추가의 예시를 위해, 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST2)1 및 Γmi2(ST2)1의 제 1 평균 값이 프로세서 (134) 에 의해 결정되고 그리고 제 1 평균 값은 부하 임피던스 값 ZL2(ST2)1을 생성하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다. 게다가, 전압 반사 계수 값들 Γmi1(ST2)2 및 Γmi2(ST2)2의 제 2 평균 값이 프로세서 (134) 에 의해 결정되고 그리고 제 2 평균 값은 부하 임피던스 값 ZL2(ST2)2를 생성하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다.

일부 실시예들에서, 측정된 전압 반사 계수들 Γmi2(ST2)n 각각은 미리 할당된 가중치에 따라 프로세서 (134) 에 의해 가중된다. 프로세서 (134) 에 의해 전압 반사 계수들 Γmi2(ST2)n에 인가된 가중치들은 프로세서 (134) 에 의해 입력 디바이스를 통해 입력들로서 수신되고 그리고 엔지니어링 지식 및/또는 프로세스 조건들에 기초하여 결정된다. 전압 반사 계수들 Γmi2(ST2)n을 인가하는 대신, 가중 전압 반사 계수들 wΓmi2(ST2)n은 부하 임피던스들 ZL2(ST2)n을 결정하도록 인가되고, 여기서 w는 가중치들이다.

도 8은 복수의 무선 주파수 값들 RFotpimum1(ST2)@Cstep1n을 결정하기 위해 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 의 실시예의 다이어그램이다. 무선 주파수 값들 RFotpimum1(ST2)@Cstep1n 각각에 대해, 상태 전이 ST2 동안 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ(ST2)는 최소 값이다. 프로세서 (134) 는 부하 임피던스들 ZL2(ST2)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 복수의 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstepn을 계산한다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstepn 각각에 대해, 전압 반사 계수 Γ(ST2)는 전압 반사 계수 Γ(ST2)의 복수의 값들 중 최소 값이다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z13을 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@Cstep11을 결정하기 위해, 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@C11 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL2(ST2)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z13으로부터 전압 반사 계수 Γ(ST2)13을 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z14를 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@Cstep1_1을 결정하기 위해, 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@C11 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL2(ST2)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z14로부터 전압 반사 계수 Γ(ST2)14를 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(ST2)13이 전압 반사 계수 Γ(ST2)14 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST2)13이 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@Cstep11임을 결정한다.

또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z15를 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@Cstep12를 결정하기 위해, 무선 주파수 RFoptimum1(ST2)@C12 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL2(ST2)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (2) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z15로부터 전압 반사 계수 Γ(ST2)15를 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z16을 생성하는 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@Cstep1_2를 결정하기 위해, 무선 주파수 RFoptimum1(ST2)@C12 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL2(ST2)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (2) 을 사용하여 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z16으로부터 전압 반사 계수 Γ(ST2)16을 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(ST2)15가 전압 반사 계수 Γ(ST2)16 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST2)15가 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RFoptimum1(ST2)@Cstep12임을 결정한다.

값 ZL2(ST2)1은 상태 S2의 끝으로부터, 제 1 시간 기간, 예를 들어, t1, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi2(ST2)1로부터 결정된다는 것이 주의되어야 한다. 값 ZL2(ST2)2는 상태 S2의 끝으로부터 제 1 시간 기간 t1로부터, 제 2 시간 기간, 예를 들어, t2, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi2(ST2)2로부터 결정된다. 상태 S2로부터의 제 2 시간 기간은 상태 S2로부터의 제 1 시간 기간에 대해 연속적이다. 전압 반사 계수 Γ(ST2)13은 제 1 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중 최소 값이고 그리고 전압 반사 계수 Γ(ST2)15는 제 2 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중 최소 값이다.

일부 실시예들에서, 비선형 최소 제곱 최적화 루틴은 부하 임피던스들 ZL2(ST2)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 실행된다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n 각각에 대해, 상태 전이 ST2 동안 전압 반사 계수 Γ(ST2)는 최소 값이다. 다양한 실시예들에서, 미리 결정된 방정식들은 부하 임피던스 ZL2(ST2)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 적용된다.

일부 실시예들에서, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 명세서에 기술된 동작들은 상태 전이 ST2의 제 1 발생 동안 수행되고 그리고 도 7을 참조하여 본 명세서에 기술된 동작들은 상태 전이 ST2의 제 2 발생 동안 수행된다. 예를 들어, 도 5 및 도 6을 참조하여 기술된 상태 전이 ST1은 도 3 및 도 4를 참조하여 기술된 상태 전이 ST2에 대해 연속적이다. 도 3 및 도 4를 사용하여 기술된 바와 같은 상태 전이 ST2와 도 5 및 도 6을 사용하여 기술된 바와 같은 상태 전이 ST1 사이에는 상태 전이가 없다. 예시를 위해, 도 3 및 도 4를 참조하여 기술된 상태 전이 ST2에 상태 S1이 즉시 이어지고, 상태 S1에 도 5 및 도 6을 참조하여 기술된 상태 전이 ST1이 즉시 이어진다. 게다가, 예에서, 도 7 및 도 8을 참조하여 기술된 상태 전이 ST2는 도 5 및 도 6을 참조하여 기술된 상태 전이 ST1에 대해 연속적이다. 도 5 및 도 6을 사용하여 기술된 바와 같은 상태 전이 ST1과 도 7 및 도 8을 사용하여 기술된 바와 같은 상태 전이 ST2 사이에는 상태 전이가 없다. 예시를 위해, 도 5 및 도 6을 참조하여 기술된 상태 전이 ST1에 상태 S2가 즉시 이어지고, 상태 S2에 도 7 및 도 8을 참조하여 기술된 상태 전이 ST2가 즉시 이어진다.

다양한 실시예들에서, 상태 전이 ST2의 제 2 발생은, 상태 전이 ST2의 제 1 발생 후 발생하는 상태 전이 ST2의 하나 이상의 개재되는 발생들 후 발생한다. 예를 들어, 도 7 및 도 8을 참조하여 기술된 상태 전이 ST2의 제 2 발생은 상태 전이 ST2의 하나 이상의 발생들 후 발생하고 그리고 하나 이상의 발생들은 도 3 및 도 4를 참조하여 기술된 상태 전이 ST2의 제 1 발생 후 발생한다.

도 9는 상태 전이 ST1 동안 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하도록 커패시턴스 값 Coptimum2의 사용, 및 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (100) 의 실시예의 다이어그램이다. 커패시턴스 값 Coptimum2를 결정하는 방식은 미국 특허 출원 번호 제 15/098,189 호에 기술된다는 것이 주의되어야 한다. 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST1 동안 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n을 포함하도록 레시피를 수정하고 그리고 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n을 RF 생성기 (104) 에 제공한다. 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n이 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n 대신 사용될 때, 보다 적은 전력량이 상태 전이 ST1 동안 RF 생성기 (104) 를 향하여 반사된다.

게다가, 프로세서 (134) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스가 값 Cstep2로 설정되도록 드라이브 어셈블리 (112) 를 제어한다. 일부 실시예들에서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2는 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum2와 동일하다는 것이 주의되어야 한다.

상태 전이 ST1 동안, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스가 Cstep2일 때, RF 생성기 (104) 는 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n을 가진 RF 신호를 생성한다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n을 가진 RF 신호는 상태 전이 ST1 동안 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하기 위해 하부 전극 (118) 에 제공되는 수정된 신호를 생성하도록 임피던스 매칭 네트워크 (106) 를 통해 지나간다.

다양한 실시예들에서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2는 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1과 비교하여 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum2에 보다 가깝다. 예를 들어, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2는 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1보다 크고, 그리고 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum2는 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2보다 크다. 또 다른 예로서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2는 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1보다 작고, 그리고 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum2는 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2보다 작다.

도 10은 상태 전이 ST2 동안 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하도록 커패시턴스 값 Coptimum2의 사용, 및 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (100) 의 실시예의 다이어그램이다. 프로세서 (134) 는 상태 전이 ST2 동안 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n을 포함하도록 레시피를 수정하고 그리고 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n을 RF 생성기 (104) 에 제공한다. 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n이 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n 대신 사용될 때, 보다 적은 전력량이 상태 전이 ST1 동안 RF 생성기 (104) 를 향하여 반사된다. 게다가, 프로세서 (134) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스가 값 Cstep2로 설정되도록 드라이브 어셈블리 (112) 를 제어한다.

상태 전이 ST2 동안, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스가 Cstep2일 때, RF 생성기 (104) 는 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n을 가진 RF 신호를 생성한다. 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n을 가진 RF 신호는 상태 전이 ST2 동안 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하기 위해 하부 전극 (118) 에 제공되는 수정된 신호를 생성하도록 임피던스 매칭 네트워크 (106) 를 통해 지나간다.

이 방식으로, 상태 전이들 ST1 및 ST2 동안, 결합된 가변 커패시턴스 값 C1로부터 바로 결합된 가변 커패시턴스 값 Coptimum2를 인가하는 대신, 상태 전이 ST1 동안 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep1과 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n이 처음 인가되고, 이어서 상태 전이 ST2 동안 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep1과 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n을 두번째로 인가하고, 이어서 상태 전이 ST1 동안 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep2와 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n을 세번째로 인가하고, 이어서 상태 전이 ST2 동안 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep2와 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n을 네번째로 인가하는 단계 방식이 제공된다. 예를 들어, 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep2와 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n의 인가는 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep2와 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n의 인가에 선행한다. 또한, 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep1과 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST2)@C1n의 인가는 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep2와 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n의 인가에 선행한다. 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep1과 무선 주파수 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n의 인가는 결합된 가변 커패시턴스 값 Cstep1과 무선 주파수 RFoptimum1(ST2)@C1n의 인가에 선행한다.

도 11은 RF 생성기 (104) (도 1) 에 의해 생성되는 RF 신호의 상태 전이들 ST1 및 ST2를 예시하기 위한 그래프 1100의 실시예이다. 그래프 1100은 시간 t에 대해 전력 레벨을 플롯팅한다. 그래프 1100에 도시된 바와 같이, 2 개의 상태들 S1 및 S2가 있다. 상태 S1은 RF 생성기 (104) 에 의해 생성되는 RF 신호의 일 RF 전력 레벨 및 RF 신호의 RF 주파수를 갖는다. 상태 S2는 RF 생성기 (104) 에 의해 생성되는 RF 신호의 또 다른 RF 전력 레벨 및 RF 신호의 상이한 RF 주파수를 갖는다. 클록 신호의 적어도 하나의 클록 사이클 동안, 상태 전이들 ST1 및 ST2 양자는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 내의, 결합된 가변 커패시턴스를 갖는 가변 커패시터의 동일한 값을 공유한다.

도시된 바와 같이, 상태 S1은 전력 레벨 P1을 갖고 그리고 상태 S2는 전력 레벨 P2를 갖는다. 예를 들어, 전력 레벨 P1은 상태 S1 동안 RF 신호, 예를 들어, 사인 신호 (sinusoidal siganl), 등의 엔빌로프이고 그리고 전력 레벨 P2는 상태 S2 동안 RF 신호의 엔빌로프이다. 또 다른 예로서, 상태 S2 동안 RF 신호의 모든 전력량들은 상태 S1 동안 RF 신호의 전력량들보다 낮은 값들을 갖는다. 전력 레벨 P1은 전력 레벨 P2보다 높다.

상태 S1로부터 상태 S2로의 전이 동안 그리고 상태 S2로부터 상태 S1로의 전이 동안 수직 기울기 (vertical slope) 이외에, 기울기, 예를 들어 무한 기울기 (infinite slope), 등이 있다. 일부 실시예들에서, 상태 S1로부터 상태 S2로의 전이 및 상태 S2로부터 상태 S1로의 전이는 무선 주파수 값들, 예를 들어, RFoptimum1(ST1)@C1n 값들, RFoptimum1(ST2)@C1n 값들, RFoptimum1(ST1)@Cstep1n 값들, RFoptimum1(ST2)@Cstep1n 값들, 등에 의해 생성된다. 예를 들어, 상태 S1로부터 상태 S2로의 전이에서 기울기는 무선 주파수 값들, 예를 들어, RFoptimum1(ST1)@C1n 값들 또는 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n 값들, 등의 인가를 나타낸다. 또 다른 예로서, 상태 S2로부터 상태 S1로의 전이에서 기울기는 무선 주파수 값들, 예를 들어, RFoptimum1(ST2)@C1n 값들 또는 RFoptimum1(ST2)@Cstep1n 값들, 등의 인가를 나타낸다.

다양한 실시예들에서, 상태들 S1 및 S2 양자는 동일한 주파수 또는 주파수들의 세트를 갖는다. 일부 실시예들에서, 상태 전이들 ST1 및 ST2 중 임의의 것은 직선 대신, 곡선, 선, 단차, 또는 이들의 조합을 사용하여 나타내진다.

도 12는 RF 생성기 (104) (도 1) 에 의해 생성된 RF 신호의 3 개 이상의 상태들 및 3 개 이상의 상태 전이들을 예시하기 위한 그래프 1200의 실시예이다. 그래프 1200에 도시된 바와 같이, 플라즈마들은 복수의 RF 상태들, 예를 들어, S1, S2, S3, S4, 등 동안 동작된다. 그래프 1200은 시간 t에 대해 전력 레벨을 플롯팅한다. 그래프 1200에 도시된 바와 같이, RF 신호는 4 개의 상태들, S1, S2, S3, 및 S4를 갖는다. RF 신호는 상태 S1로부터 상태 S2로 더 나아가 상태 S3으로 그리고 상태 S4로 전이한다. 상태 S1과 상태 S2 사이의 상태 전이는 도 12에서 S1->S2로 나타나고, 상태 S2와 상태 S3 사이의 상태 전이는 도 12에서 S2->S3으로 나타나고, 상태 S3과 상태 S4 사이의 상태 전이는 도 12에서 S3->S4로 나타나고, 그리고 상태 S4와 상태 S1 사이의 상태 전이는 도 12에서 S4->S1로 나타낸다.

상태 S2의 전력 레벨 P2는 상태 S1의 전력 레벨 P1보다 낮다. 상태 S1의 전력 레벨 P1은 상태 S3의 전력 레벨 P3보다 낮고, 그리고 전력 레벨 P3은 상태 S4의 전력 레벨 P4보다 낮다. 예를 들어, 전력 레벨 P2는 상태 S2 동안 RF 신호의 엔빌로프이고, 전력 레벨 P1은 상태 S1 동안 RF 신호의 엔빌로프이고, 전력 레벨 P3은 상태 S3 동안 RF 신호의 엔빌로프이고, 그리고 전력 레벨 P4는 상태 S4 동안 RF 신호의 엔빌로프이다.

그래프 1200에서 도시된 바와 같이, 전력 값과 주파수 값은 2 개의 연속적인 상태들, 예를 들어, 상태 S1과 상태 S2, 또는 상태 S2와 상태 S3, 또는 상태 S3과 상태 S4, 또는 상태 S4와 상태 S1, 등 사이에서 램핑한다 (ramp). 부하 임피던스들은 램프 동안 주기적으로 결정된다. 예를 들어, 부하 임피던스 값은 5 내지 10 마이크로초마다 프로세서 (134) 에 의해 결정된다. 모델 시스템 (102) 은 램프 동안 부하 임피던스 값들로부터 최적의 RF 주파수 값들을 결정하도록 프로세서 (134) 에 의해 실행된다. 일부 실시예들에서, RF 주파수 값들은 동일한 타입의 차후의 상태 전이에 인가된다. 예를 들어, RF 주파수 값들이 제 1 상태 전이 ST1 동안 계산될 때, RF 주파수 값들은 제 1 상태 전이 ST1 다음인 제 2 상태 전이 ST1 동안 인가된다. 예를 들어, 제 1 상태 전이 ST1에 상태 S2가 이어지고, 상태 S2에 상태 전이 ST2가 이어지고, 상태 전이 ST2에 상태 S1이 이어지고, 상태 S1에 제 2 상태 전이 ST1이 이어진다. 또 다른 예로서, RF 주파수 값들이 제 1 상태 전이 ST2 동안 계산될 때, RF 주파수 값들은 제 1 상태 전이 ST2 다음인 제 2 상태 전이 ST2 동안 인가된다. 예를 들어, 제 1 상태 전이 ST2에 상태 S1이 이어지고, 상태 S1에 상태 전이 ST1이 이어지고, 상태 전이 ST1에 상태 S2가 이어지고, 상태 S2에 제 2 상태 전이 ST2가 이어진다.

도 1 내지 도 10에 대해 기술된 상술된 실시예들이 3 개 이상의 상태들 및 3 개 이상의 상태 전이들을 가진 RF 신호에 적용 가능하다는 것이 주의되어야 한다. 예를 들어, 3 개의 상태들 S1, S2, 및 S3을 가진 RF 신호가 RF 생성기 (104) 에 의해 생성될 때, 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 또 다른 복수의 부하 임피던스들 ZL1(ST3)n은 부하 임피던스들 ZL1(ST1)n이 도 1을 사용하여 결정되는 동일한 방식으로 상태 S3 동안 결정된다. 게다가, 상태 S3 동안 복수의 RF 값들 RFoptimum1(ST3)@C1n은, RF 값들 RFoptimum1(ST3)@C1n을 결정하도록, 상태 전이 ST3 동안 전압 반사 계수 Γ(ST3)이 최소화되는 것을 제외하고, RF 값들 RFoptimum1(ST1)@C1n이 도 2를 사용하여 결정되는 동일한 방식으로 결정된다. 상태 전이 ST3은 상태 S2로부터 상태 S3으로의 전이이다. 또한, 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 또 다른 복수의 부하 임피던스들 ZL2(ST3)n은 부하 임피던스들 ZL2(ST1)n이 도 5를 사용하여 결정되는 동일한 방식으로 상태 전이 ST3 동안 결정된다. 게다가, 상태 전이 ST3 동안 복수의 RF 값들 RFoptimum1(ST3)@Cstep1n은, 전압 반사 계수 Γ(ST3)이 최소화되는 것을 제외하고 RF 값들 RFoptimum1(ST1)@Cstep1n이 도 6을 사용하여 결정되는 동일한 방식으로 결정된다. RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 전이 ST3 동안, RF 값들 RFoptimum1(ST3)@Cstep1n은 RF 생성기 (104) 에 인가되고 그리고 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 에 인가된다.

다양한 실시예들에서, 상태 S4의 주파수 레벨은 상태 S3의 주파수 레벨보다 높거나 낮다. 유사하게, 상태 S2의 주파수 레벨은 상태 S3의 주파수 레벨보다 높거나 낮다.

다양한 실시예들에서, 상태 S1의 전력 레벨은 상태 S2의 전력 레벨보다 낮다. 몇몇의 실시예들에서, 상태 S4의 전력 레벨은 상태 S3의 전력 레벨보다 낮고 그리고 상태 S4의 주파수 레벨은 상태 S3의 주파수 레벨보다 높거나 낮다. 일부 실시예들에서, 상태 S2의 전력 레벨은 상태 S3의 전력 레벨보다 높고 그리고 상태 S2의 주파수 레벨은 상태 S3의 주파수 레벨보다 높거나 낮다.

몇몇의 실시예들에서, 제 1 상태, 예를 들어, S1, S2, S3, S4, 등의 전력 레벨은 제 2 상태, 예를 들어, S1, S2, S3, S4, 등의 전력 레벨보다 높거나 낮다. 게다가, 제 1 상태의 주파수 레벨은 제 2 상태의 주파수 레벨보다 높거나 낮다.

다양한 실시예들에서, RF 생성기 (104) 에 의해 생성된 RF 신호의 N 개의 상태들, 예를 들어, 8 개의 상태들, 16 개의 상태들, 등이 사용되고, 여기서 N은 2 이상의 정수이다. 다양한 실시예들에서, N 개의 상태들 또는 (N-1) 개의 상태들이 발생하는 클록 신호의 클록 사이클은 동일하다. 예를 들어, RF 신호의 2 개의 상태는 RF 신호의 3 개의 상태들이 발생하는 동일한 시간 기간 내에 발생한다.

상술된 실시예들 중 일부에서, RF 신호가 척 (118) 의 하부 전극에 공급되고 그리고 상부 전극 (116) 이 접지된다는 것이 주의되어야 한다. 다양한 실시예들에서, RF 신호는 상부 전극 (116) 에 인가되고 그리고 척 (118) 의 하부 전극은 접지된다.

일부 실시예들에서, 복수의 RF 값들은 RF 생성기의 상태들 각각 동안 RF 생성기 (104) 및 임피던스 매칭 네트워크 (106) 를 튜닝하도록 사용된다.

본 명세서에 기술된 실시예들은 휴대형 하드웨어 유닛들, 마이크로프로세서 시스템들, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전제품들, 미니컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들 등을 포함하는 다양한 컴퓨터 시스템 구성들로 실시될 수도 있다. 본 명세서에 기술된 실시예들은 또한 컴퓨터 네트워크를 통해 링크된 리모트 프로세싱 하드웨어 유닛들에 의해 태스크들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들에서 실시될 수 있다.

일부 실시예들에서, 제어기는 상술한 실례들의 일부일 수 있는 시스템의 일부이다. 시스템은, 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함한다. 시스템은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그 동작을 제어하기 위한 전자장치에 통합된다. 전자장치는 시스템의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부품들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭된다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세스 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, RF 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴 및 다른 전달 툴들 및/또는 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 전달들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 임의의 프로세스를 제어하도록 프로그램된다.

일반적으로 말하면, 다양한 실시예들에서, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고 인스트럭션들을 발행하고 동작을 제어하고 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드포인트 측정들을 인에이블하는 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정된다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, DSP들 (digital signal processors), ASIC (application specific integrated circuit) 으로서 규정되는 칩들, PLD들, 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함한다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 전달되는 인스트럭션들이다. 일부 실시예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어에 의해서 규정된 레시피의 일부이다.

제어기는, 일부 실시예들에서, 시스템에 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 이와 달리 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 되는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부이다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 리모트 액세스를 가능하게 하는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부 또는 "클라우드" 내에 있다. 제어기는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템으로의 리모트 액세스를 인에이블한다.

일부 실시예들에서, 리모트 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함하는 컴퓨터 네트워크를 통해서 프로세스 레시피들을 시스템에 제공한다. 리모트 컴퓨터는 차후에 리모트 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 가능하게 하는 사용자 인터페이스를 포함한다. 일부 예들에서, 제어기는 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 설정사항들의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 이 설정사항들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하는 툴의 타입 및 웨이퍼 상에서 수행될 프로세스의 타입에 특정적임이 이해되어야 한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 제어기는 예를 들어, 함께 네트워킹되어서 함께 공통 목적을 위해서 작용하는, 예컨대, 본 명세서에 기술된 프로세스들을 실시하는 것과 같은 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산된다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버에서 프로세스를 제어하도록 조합되는, (예를 들어, 플랫폼 레벨에서 또는 리모트 컴퓨터의 일부로서) 리모트로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들을 포함한다.

비한정적으로, 다양한 실시예들에서, 시스템은 플라즈마 에칭 챔버, 증착 챔버, 스핀-린스 챔버, 금속 도금 챔버, 세정 챔버, 베벨 에지 에칭 챔버, PVD (physical vapor deposition) 챔버, CVD (chemical vapor deposition) 챔버, ALD (atomic layer deposition) 챔버, ALE (atomic layer etch) 챔버, 이온 주입 챔버, 트랙 (track) 챔버, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관되는 임의의 다른 반도체 프로세싱 챔버를 포함한다.

상기 기술된 동작들이 평행한 플레이트 플라즈마 챔버, 예를 들어, 용량 결합된 플라즈마 챔버, 등에 대해 기술될지라도, 일부 실시예들에서, 상기 기술된 동작들은 다른 타입들의 플라즈마 챔버들, 예를 들어, 유도 결합된 플라즈마 (ICP) 반응기, TCP (transformer coupled plasma) 반응기, 컨덕터 툴들, 유전체 툴들을 포함한 플라즈마 챔버, ECR (electron cyclotron resonance) 반응기를 포함한 플라즈마 챔버, 등에 적용된다는 것이 더 주의된다. 예를 들어, x ㎒ RF 생성기, y ㎒ RF 생성기, 및 z ㎒ RF 생성기는 ICP 플라즈마 챔버 내에서 인덕터에 커플링된다. 인덕터의 형상의 예들은 솔레노이드, 돔 형상의 코일, 편평한 형상의 코일, 등을 포함한다.

상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 동작에 따라서, 제어기는, 반도체 제조 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 다른 제어기 또는 툴들 중 하나 이상과 통신한다.

상기 실시예들을 고려하여, 실시예들 중 일부가 컴퓨터 시스템들에 저장된 데이터를 수반하는 다양한 컴퓨터-구현된 동작들을 채용한다는 것이 이해되어야 한다. 이들 컴퓨터-구현된 동작들은 물리량들을 조작하는 동작들이다.

실시예들 중 일부는 또한 이들 동작들을 수행하기 위한 하드웨어 유닛 또는 장치와 관련된다. 장치는 특수 목적 컴퓨터로 특별히 구성된다. 특수 목적 컴퓨터로서 규정될 때, 컴퓨터는 또한 특수 목적의 일부가 아닌 다른 프로세싱, 프로그램 실행 또는 루틴들을 수행하지만, 여전히 특수 목적을 위해 동작할 수 있다.

일부 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 동작들은 선택적으로 활성화된 컴퓨터에 의해 수행되거나, 컴퓨터 메모리에 저장된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들에 의해 구성되거나, 네트워크를 통해 획득된다. 데이터가 컴퓨터 네트워크를 통해 획득될 때, 데이터는 컴퓨터 네트워크 상의 다른 컴퓨터들, 예를 들어, 컴퓨팅 리소스들의 클라우드에 의해 프로세싱될 수도 있다.

본 명세서에 기술된 하나 이상의 실시예들은 또한 비일시적인 컴퓨터-판독가능 매체 상의 컴퓨터 판독가능 코드로서 제작될 수 있다. 비일시적인 컴퓨터-판독가능 매체는 이후에 컴퓨터 시스템에 의해 판독되는 데이터를 저장하는 임의의 데이터 저장 하드웨어 유닛, 예를 들어, 메모리 디바이스, 등이다. 비일시적인 컴퓨터-판독가능 매체의 예들은 하드 드라이브들, NAS (network attached storage), ROM, RAM, CD-ROMs (compact disc-ROMs), CD-Rs (CD-recordables), CD-RWs (CD-rewritables), 자기 테이프들, 및 다른 광학 및 비광학 데이터 저장 하드웨어 유닛들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 비일시적인 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 코드가 분산된 방식으로 저장되고 실행되도록 네트워크 커플링된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산된 컴퓨터-판독가능 유형의 매체를 포함한다.

상기에 기술된 일부 방법 동작들이 특정한 순서로 제시되었지만, 다양한 실시예들에서, 다른 하우스키핑 (housekeeping) 동작들이 방법 동작들 사이에 수행되거나, 방법 동작들이 약간 상이한 시간들에서 발생하도록 방법 동작들이 조정되거나, 다양한 간격들로 방법 동작들의 발생을 허용하는 시스템 내에서 분산되거나, 상기 기술된 것과 상이한 순서로 수행된다는 것이 이해되어야 한다.

일 실시예에서, 본 개시에 기술된 다양한 실시예들에 기술된 범위로부터 벗어나지 않고 임의의 다른 실시예의 하나 이상의 특징들과 상기 기술된 임의의 실시예로부터의 하나 이상의 특징들이 결합된다는 것이 더 주의되어야 한다.

전술한 실시예들이 이해의 명료성의 목적들을 위해 일부 상세히 기술될지라도, 특정한 변화들 및 수정들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실행될 수 있다는 것이 분명할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로서 고려되고, 본 실시예들은 본 명세서에 주어진 상세사항들로 제한되지 않지만, 첨부된 청구항들의 범위 및 등가물들 내에서 수정될 수도 있다.

Claims

무선 주파수 값들을 사용함으로써 상태 전이들 동안 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
RF (radio frequency) 생성기의 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 제 1 복수의 파라미터 값들로 동작하고 그리고 임피던스 매칭 네트워크가 제 1 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 출력부와 임피던스 매칭 네트워크의 입력부 사이에서 센싱된 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하는 단계;
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 갖도록 하나 이상의 모델들을 초기화하는 단계로서, 상기 하나 이상의 모델들은 상기 임피던스 매칭 네트워크의 모델을 포함하는, 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하는 단계;
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 1 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하는 단계;
상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계로서, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 입력부에서의 반사 계수는 최소 값인, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계; 및
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하는 단계를 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 수신하는 단계, 상기 초기화하는 단계, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하는 단계, 및 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계는 상기 제 1 타입의 상태 전이의 제 1 발생 동안 수행되고, 상기 제어하는 단계는 상기 제 1 타입의 상태 전이의 제 2 발생 동안 수행되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 발생은 상기 제 1 타입의 상태 전이의 하나 이상의 개재되는 발생들 후 상기 제 1 발생에 이어지는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 발생은 상기 제 1 발생과 상기 제 2 발생 사이에 상기 제 1 타입의 상태 전이의 어떤 발생들의 발생 없이 상기 제 1 발생에 즉시 이어지는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 RF 생성기의 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 제 2 복수의 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 제 1 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 2 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하는 단계;
상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하는 단계;
상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 2 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 2 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하는 단계;
상기 제 2 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계로서, 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값인, 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계; 및
상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하는 단계를 더 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하는 단계, 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안 초기화하는 단계, 상기 제 2 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하는 단계, 및 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계는 상기 제 2 타입의 상태 전이의 제 1 발생 동안 수행되고, 상기 제어하는 단계는 상기 제 2 타입의 상태 전이의 제 2 발생 동안 수행되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 타입의 상태 전이의 상기 제 2 발생은 상기 제 2 타입의 상태 전이의 하나 이상의 개재되는 발생들 후 상기 제 2 타입의 상태 전이의 상기 제 1 발생에 이어지는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 타입의 상태 전이의 상기 제 2 발생은 상기 제 2 타입의 상태 전이의 상기 제 1 발생과 상기 제 2 타입의 상태 전이의 상기 제 2 발생 사이에 상기 제 2 타입의 상태 전이의 어떤 발생들의 발생 없이 상기 제 2 타입의 상태 전이의 상기 제 1 발생에 즉시 이어지는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 RF 생성기의 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 3 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하는 단계;
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하는 단계;
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 3 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 3 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하는 단계;
상기 제 3 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계로서, 상기 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값인, 상기 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계; 및
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하는 단계를 더 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 RF 생성기의 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 4 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하는 단계;
상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하는 단계;
상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 4 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 4 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하는 단계;
상기 제 4 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계로서, 상기 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값인, 상기 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계;
상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하는 단계를 더 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기는 제 1 전력 레벨로부터 제 2 전력 레벨로 전이하고, 상기 제 2 전력 레벨은 상기 제 1 전력 레벨보다 낮은, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 모델들은 컴퓨터-생성 모델들이고, 상기 하나 이상의 모델들은 RF 전송선의 모델 및 RF 케이블의 모델을 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하는 단계는,
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들 중 제 1 파라미터 값을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들 중 제 1 측정된 입력 파라미터 값으로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 중 제 1 출력 파라미터 값을 결정하는 단계; 및
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들 중 제 2 파라미터 값을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들 중 제 2 측정된 입력 파라미터 값으로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 중 제 2 출력 파라미터 값을 결정하는 단계를 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계는,
상기 제 1 복수의 출력 값들 중 제 1 출력 값에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수가 제 1 최소 값을 갖는 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들 중 제 1 적합한 파라미터 값을 결정하는 단계; 및
상기 제 1 복수의 출력 값들 중 제 2 출력 값에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수가 제 2 최소 값을 갖는 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들 중 제 2 적합한 파라미터 값을 결정하는 단계를 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
무선 주파수 값들을 사용함으로써 상태 전이들 동안 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템에 있어서,
RF 생성기의 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 제 1 복수의 파라미터 값들로 동작하고 그리고 임피던스 매칭 네트워크가 제 1 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 입력부 사이에서 센싱된 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하도록 구성된 프로세서로서,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 갖도록 하나 이상의 모델들을 초기화하게 구성되고, 상기 하나 이상의 모델들은 상기 임피던스 매칭 네트워크의 모델을 포함하는, 상기 프로세서; 및
상기 프로세서에 커플링된 메모리 디바이스로서, 상기 하나 이상의 모델들을 저장하도록 구성되는, 상기 메모리 디바이스를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 1 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 입력부에서의 반사 계수는 최소 값이고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 RF 생성기의 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 제 2 복수의 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 상기 제 1 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 2 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하게 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 2 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 2 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고, 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값이고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 16 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 RF 생성기의 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 3 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하게 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 3 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 3 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 3 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고, 상기 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값이고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 RF 생성기의 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 4 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하게 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 4 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 4 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 4 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고, 상기 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값이고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기는 제 1 전력 레벨로부터 제 2 전력 레벨로 전이하고, 상기 제 2 전력 레벨은 상기 제 1 전력 레벨보다 낮은, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 하나 이상의 모델들은 컴퓨터-생성 모델들이고, 상기 하나 이상의 모델들은 RF 전송선의 모델 및 RF 케이블의 모델을 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하기 위해, 상기 프로세서는,
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들 중 제 1 파라미터 값을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들 중 제 1 측정된 입력 파라미터 값으로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 중 제 1 출력 파라미터 값을 결정하도록; 그리고
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들 중 제 2 파라미터 값을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들 중 제 2 측정된 입력 파라미터 값으로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 중 제 2 출력 파라미터 값을 결정하도록 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 입력부에서의 상기 반사 계수가 최소 값인 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하기 위해, 상기 프로세서는,
상기 제 1 복수의 출력 값들 중 제 1 출력 값에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수가 제 1 최소 값인 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들 중 제 1 적합한 파라미터 값을 결정하도록; 그리고
상기 제 1 복수의 출력 값들 중 제 2 출력 값에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수가 제 2 최소 값인 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들 중 제 2 적합한 파라미터 값을 결정하도록 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
무선 주파수 값들을 사용함으로써 상태 전이들 동안 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템에 있어서,
출력부를 가진 RF 생성기;
상기 RF 생성기의 상기 출력부에 연결된 입력부를 가진 임피던스 매칭 네트워크;
RF 전송선을 통해 상기 임피던스 매칭 네트워크에 연결된 플라즈마 챔버; 및
상기 RF 생성기에 커플링된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 RF 생성기의 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 제 1 복수의 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 제 1 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 갖도록 하나 이상의 모델들을 초기화하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 모델들은 상기 임피던스 매칭 네트워크의 모델을 포함하고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 1 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 입력부에서의 반사 계수는 최소 값이고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 23 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 RF 생성기의 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 제 2 복수의 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 상기 제 1 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 2 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 2 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 2 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고, 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값이고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 24 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 RF 생성기의 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 3 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 3 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 3 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 3 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고, 상기 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값이고,
상기 프로세서는 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 3 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 25 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 RF 생성기의 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기가 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자를 가질 때, 상기 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 4 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 스텝 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 4 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 4 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고,
상기 프로세서는 상기 제 4 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하도록 구성되고, 상기 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들 각각에 대해, 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값이고,
상기 프로세서는 상기 제 2 타입의 상태 전이 동안, 상기 제 4 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 23 항에 있어서,
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 RF 생성기는 제 1 전력 레벨로부터 제 2 전력 레벨로 전이하고, 상기 제 2 전력 레벨은 상기 제 1 전력 레벨보다 낮은, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 23 항에 있어서,
상기 하나 이상의 모델들은 컴퓨터-생성 모델들이고, 상기 하나 이상의 모델들은 RF 전송선의 모델 및 RF 케이블의 모델을 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 23 항에 있어서,
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들을 계산하기 위해, 상기 프로세서는,
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들 중 제 1 파라미터 값을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들 중 제 1 측정된 입력 파라미터 값으로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 중 제 1 출력 파라미터 값을 결정하도록; 그리고
상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정 가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들 중 제 2 파라미터 값을 가질 때, 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들 중 제 2 측정된 입력 파라미터 값으로부터 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 중 제 2 출력 파라미터 값을 결정하도록 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
제 23 항에 있어서,
상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 입력부에서의 상기 반사 계수가 최소 값인 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하기 위해, 상기 프로세서는,
상기 제 1 복수의 출력 값들 중 제 1 출력 값에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수가 제 1 최소 값을 갖는 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들 중 제 1 적합한 파라미터 값을 결정하도록; 그리고
상기 제 1 복수의 출력 값들 중 제 2 출력 값에 대해, 상기 제 1 타입의 상태 전이 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수가 제 2 최소 값을 갖는 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들 중 제 2 적합한 파라미터 값을 결정하도록 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.