KR20210132191A - 정합 네트워크들에서의 손상의 검출 - Google Patents

정합 네트워크들에서의 손상의 검출 Download PDF

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흐뢰넌 코르넬라위스 에라스뮈스 판
마사히로 와타나베
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에이이에스 글로벌 홀딩스 피티이 리미티드
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Abstract

정합 네트워크를 동작시키기 위한 시스템들 및 방법들이 개시된다. 방법은 정합 네트워크의 제 1 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성 및 정합 네트워크의 제 2 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 획득하는 단계를 포함한다. 정합 네트워크의 현재 리액턴스 설정이 획득되고, 정합 네트워크의 현재 리액턴스 설정에 기초하여 정합 네트워크의 제 1 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 정합 네트워크의 제 2 측에서의 적어도 하나의 예상된 속성과 연관시키는 정합 네트워크의 모델이 액세스된다. 정합 네트워크의 제 2 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성은, 정합 네트워크가 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가하기 위해 적어도 하나의 예상된 출력 속성과 대조된다.

Description

정합 네트워크들에서의 손상의 검출
본 발명은 일반적으로 플라즈마 프로세싱에 관한 것이다. 한정적인 것은 아니지만 구체적으로, 본 발명은 무선 주파수 생성기로부터 송신된 무선 주파수 전력을 반도체 프로세싱 챔버에서의 플라즈마 부하에 임피던스 정합하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치들에 관한 것이다.
반도체 제조 업계에서, 제조자들은 플라즈마를 생성하기 위해 무선 주파수 (RF) 전력을 활용하는 플라즈마 프로세싱 챔버들을 생산한다. RF 생성기 ("생성기") 와 플라즈마 부하 사이의 효율적인 전력 전송을 달성하기 위하여, 임피던스 정합 네트워크 ("정합 네트워크") 가 부하 임피던스를 원하는 입력 임피던스, 통상적으로 50 옴에 정합시키는데 종종 사용된다. 플라즈마 부하 임피던스는 생성기 주파수, 전력, 챔버 압력, 가스 조성, 및 플라즈마 점화와 같은 변수들에 의존하여 변할 수도 있다. 정합 네트워크는, 원하는 입력 임피던스를 유지하기 위해 리액티브 엘리먼트들 (예컨대, 가변 커패시터들) 을 변경함으로써 부하 임피던스에서의 이들 변동들을 처리한다.
다수의 정합 네트워크들은, 정합 네트워크에 일부 손상이 있을 경우 및/또는 정합 네트워크가 정합 네트워크에 대한 설계 사양들을 벗어나 동작하고 있을 경우, 동작가능하다. 손상된 정합 네트워크는 RF 전력 손실을 야기할 수 있고, 이는 더 낮은 RF 전력이 프로세스 챔버에 인가되게 할 수도 있으며, RF 전력의 더 낮은 인가는 프로세스 시프트를 초래할 수 있다. 최악 케이스 (worst-case) 시나리오에서, 프로세스 시프트는, 손상이 주목되지 않고도 프로세싱 챔버에서 프로세싱되는 워크피스들 (예컨대, 웨이퍼들) 에 대한 손상을 초래할 수 있다. 결과적으로, 정합 네트워크들에 대한 손상 및/또는 동작 변화들을 검출하는 것이 바람직하다.
일 양태에 따르면, 방법은 생성기로부터의 전력을 정합 네트워크를 통해 플라즈마 부하에 커플링하는 단계, 정합 네트워크의 제 1 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 획득하기 위해 정합 네트워크의 제 1 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하는 단계, 및 정합 네트워크의 제 2 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 획득하기 위해 정합 네트워크의 제 2 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하는 단계를 포함한다. 그 방법은 또한, 정합 네트워크의 현재 리액턴스 설정을 획득하는 단계, 및 정합 네트워크의 현재 리액턴스 설정에 기초하여 정합 네트워크의 제 1 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 정합 네트워크의 제 2 측에서의 적어도 하나의 예상된 속성과 연관시키는 정합 네트워크의 모델에 액세스하는 단계를 포함한다. 정합 네트워크의 제 2 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성은, 정합 네트워크가 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가하기 위해 적어도 하나의 예상된 속성과 대조된다.
다른 양태는 가변 리액턴스 섹션의 출력에서의 임피던스를 입력 임피던스로 변환하기 위한 가변 리액턴스 섹션, 가변 리액턴스 섹션의 입력에서의 하나 이상의 입력 파라미터들을 측정하기 위한 적어도 하나의 입력 센서, 및 가변 리액턴스 섹션의 출력에서의 하나 이상의 출력 파라미터들을 측정하기 위한 적어도 하나의 출력 센서를 포함하는 정합 시스템으로서 특성화될 수도 있다. 정합 시스템은 또한, 적어도, 가변 리액턴스 섹션의 모델을 정의하는 데이터를 포함하는 비휘발성 메모리, 및 하나 이상의 입력 파라미터 측정들; 하나 이상의 출력 파라미터 측정들; 가변 리액턴스 섹션의 리액턴스 설정; 및 정합 네트워크의 모델을 사용하여 가변 리액턴스 섹션이 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가하는 수단을 포함한다.
도 1 은 본 발명의 양태들이 구현될 수도 있는 환경을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 손상 검출 컴포넌트의 예시적인 구현이다.
도 3 은 본 명세서에서 개시된 실시형태들에 의해 고찰될 수도 있는 예시적인 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 4 는 도 1 에 도시된 정합 네트워크의 부분들의 예시적인 구현이다.
도 5 는 도 4 에 도시된 정합 네트워크의 리액턴스 섹션의 예시적인 구현의 개략도이다.
도 6 은 정합 네트워크들의 모델들을 생성하는데 활용될 수도 있는 컴포넌트들을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 7 은 정합 네트워크의 모델의 생성 동안 획득될 수도 있는 파라미터들 및 그 파라미터들 사이의 관계들을 도시한다.
도 8 은 정합 네트워크의 모델과 연관된 s-파라미터 값들을 참조하는데 사용될 수도 있는 매트릭스 포맷을 도시한다.
도 9 는 본 명세서에서 설명된 기능 컴포넌트들을 실현하는데 사용될 수도 있는 컴포넌트들을 도시한 블록 다이어그램이다.
단지 예로서 주어지는 다음의 모드들, 특징들, 또는 양태들은 수개의 실시형태들의 주제에 대한 더 정확한 이해를 제공하기 위하여 설명된다.
단어 "예시적인" 은 "예, 사례, 또는 예시로서 기능함" 을 의미하도록 본 명세서에서 사용된다. "예시적인" 것으로서 본 명세서에서 설명된 임의의 실시형태가 다른 실시형태들에 비해 반드시 선호되거나 유리한 것으로서 해석될 필요는 없다.
먼저 도 1 을 참조하면, 생성기 (102), 정합 네트워크 (104), 플라즈마 프로세싱 챔버 (105), 플라즈마 부하 (106), 및 외부 제어기 (107) 가 도시된다. 동작에 있어서, 생성기 (102) 는 전력 (예컨대, RF 전력) 을 송신 라인 (108) (예컨대, 동축 케이블) 을 통해 정합 네트워크 (104) 에, 그리고 그 다음, 전기 접속부 (110) 를 통해 플라즈마 부하 (106) 상으로 인가한다. 생성기 (102) 는 다양한 상이한 전력 레벨들 및 주파수들에서 동작할 수도 있는 다양한 상이한 타입들의 생성기들에 의해 실현될 수도 있다.
정합 네트워크 (104) 는 송신 라인 (108) 을 통해 생성기 (102) 에 커플링하기 위한 전기 커넥터 (도시 안됨) 를 포함하는 입력 (112) 및 전기 접속부 (110) 를 통해 플라즈마 부하 (106) 에 커플링하기 위한 전기 커넥터 (도시 안됨) 를 포함하는 출력 (114) 을 포함한다. 도시된 바와 같이, 정합 네트워크 (104) 는 또한, 측정 섹션 (124), 리액턴스 제어기 (122), 및 가변 리액턴스 섹션 (120) 을 포함하는 내부 제어기 (119) 에 양자 모두가 커플링되는 입력 센서 (116) 및 출력 센서 (118) 를 포함한다.
플라즈마 부하 (106) 는, 기판들의 에칭 또는 기판들 상의 박층들의 퇴적과 같은 처리들을 수행하기 위해 공지되어 있는 플라즈마 프로세싱 챔버 (105) 에 형성된 플라즈마일 수도 있다. 플라즈마 부하 (106) 는 통상적으로, 저압 가스들 내의 플라즈마들의 형성에 의해 달성된다. 플라즈마는 생성기 (102) (및 잠재적으로 추가적인 생성기들) 에 의해 개시되고 유지되며, 정합 네트워크 (104) 는, 생성기 (102) 가 생성기의 출력에서 원하는 임피던스 (통상적으로, 항상 그렇지는 않지만, 50 옴) 를 보는 것을 보장하기 위해 채용된다.
생성기 (102) 는 종래의 13.56 MHz 신호에 의해 플라즈마 부하 (106) 에 RF 전력을 인가할 수도 있지만, 다른 주파수들이 또한 활용될 수도 있다. 생성기 (102) 는 50 옴의 소스 임피던스, 및 생성기 (102) 의 소스 임피던스를 (50 옴 동축 케이블과 같은) 전형적인 송신 라인일 수도 있는 송신 라인 (108) 의 임피던스에 정합시키기 위한 출력 스테이지를 가질 수도 있다.
외부 제어기 (107) 는 하드웨어, 또는 소프트웨어와 관련한 하드웨어에 의해 실현될 수도 있으며, 외부 제어기 (107) 는 생성기 (102), 정합 네트워크 (104), 플라즈마 챔버 (105) 에 커플링된 장비, 다른 생성기들, 질량 유동 제어기들 등을 포함하는 플라즈마 프로세싱 시스템의 수개의 컴포넌트들에 커플링될 수도 있다.
일반적으로, 정합 네트워크 (104) 는 정합 네트워크 (104) 의 출력 (114) 에서의 임피던스를, 정합 네트워크 (104) 의 입력 (112) 에서의 송신 라인 (108) 에 제시되는 임피던스 (Zp) 로 변환하도록 기능한다. 더 구체적으로, 정합 네트워크 (104) 내에서, 가변 리액턴스 섹션 (120) 이 정합 네트워크 (104) 의 출력 (114) 에서의 임피던스를, 정합 네트워크 (104) 의 입력에서의 송신 라인 (108) 에 제시되는 입력 임피던스로 변환하도록 기능한다. 더 상세하게, 당업자가 용이하게 인식할 바와 같이, 측정 섹션 (124) 은, 정합 네트워크의 입력 (112) 에서의 전기 파라미터 값들을 나타내는 신호들을 입력 센서 (116) 로부터 수신할 수도 있다. 차례로, 측정 섹션 (124) 은 리액턴스 제어기 (122) 에 하나 이상의 프로세싱된 신호들을 제공할 수도 있으며, 이 리액턴스 제어기 (122) 는 가변 리액턴스 섹션 (120) 및 따라서 내부 전기 엘리먼트들 (예컨대, 가변 리액턴스 엘리먼트들) 의 설정을 제어하여, 정합 네트워크 (104) 의 입력 임피던스가 원하는 입력 임피던스에 근접하게 한다 (예컨대, 50 옴에 근접하게 함).
리액턴스 제어기 (122) 는, 반사된 전력은 최소화될 필요는 없지만 반사된 RF 전력을 최소화하기 위해 가변 리액턴스 섹션 (120) 을 제어하기 위해 종래의 피드백 루프를 구현할 수도 있으며, 일부 사례들에 있어서, 다른 파라미터 (예컨대, 반사 계수) 에 기초하여 가변 리액턴스 섹션 (120) 을 제어하고/하거나 불안정성들을 최소화하는 것이 바람직하다.
입력 센서 (116) 및/또는 출력 센서 (118) 는, 정합 네트워크 (104) 의 입력에서의 순방향 및 반사된 전력을 나타내는 출력들을 제공하는 감지 회로부를 포함하는 종래의 이중 방향성 커플러 (당업자에게 공지됨) 에 의해 실현될 수도 있다. 입력 센서 (116) 및/또는 출력 센서 (118) 는 또한, 전압, 전류, 및 전압과 전류 사이의 위상을 나타내는 출력들을 제공하는 감지 회로부를 포함하는 종래의 전압-전류 (V/I) 센서 (당업자에게 공지됨) 에 의해 실현될 수도 있다. 일 예로서, 방향성 커플러는 입력 센서 (116) 를 실현하는데 사용될 수도 있고, V/I 센서는 출력 센서 (118) 를 실현하는데 사용될 수도 있다. 더욱이, 입력 및 출력 센서들 (116, 118) 의 각각은 1 초과의 별도의 센서들 (예컨대, 별도의 전압 센서 및 별도의 전류 트랜스듀서) 에 의해 실현될 수도 있다. 즉, 단일 블록이 입력 및 출력 센서들 (116, 118) 의 각각에 대해 도시되지만, 단일 블록들은 각각 하나 이상의 센서들을 나타낸다.
측정 섹션 (124) 은, 리액턴스 제어기 (120) 에 의한 활용을 위해 입력 센서 (116) 의 출력들을 샘플링, 필터링, 및 디지털화하기 위한 프로세싱 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 출력 센서 (118) 로부터의 신호들이 가변 리액턴스 섹션 (120) 을 제어하는데 활용될 수도 있음이 또한 고려된다. 어느 경우든, 리액턴스 제어기 (122) 는 정합 네트워크 (114) 의 출력에서의 임피던스를 정합 네트워크의 입력 (112) 에서의 원하는 임피던스 (예컨대, 50 옴) 로 변환하도록 가변 리액턴스 컴포넌트 (120) 를 조정할 수도 있다. 플라즈마 부하 (106) 의 임피던스가 워크피스 (예컨대, 기판) 의 프로세싱 동안 변하는 경향이 있기 때문에, 리액턴스 제어기 (122) 는 플라즈마 부하의 임피던스에서의 변동들을 보상하기 위해 가변 리액턴스 섹션 (120) 을 조정하여 그 임피던스를 변경하도록 동작할 수도 있다.
정합 네트워크 (104) (및 정합 네트워크 (104) 의 다수의 변형들) 은, 정합 네트워크에 일부 손상이 있을 경우 및/또는 정합 네트워크가 설계 사양들을 벗어나 동작하고 있을 경우, 동작가능할 수도 있다. 상기 논의된 바와 같이, 손상되거나 동작적으로 결핍된 정합 네트워크 (104) 는 플라즈마 부하 (106) 에 인가된 전력에서의 변동들을 야기할 수 있고, 이는 손상이 주목되지 않고도 프로세싱 챔버에서 프로세싱되는 워크피스들 (예컨대, 웨이퍼들) 에 대한 손상을 초래할 수 있다. 결과적으로, 본 명세서에서 개시된 양태들은 정합 네트워크 (104) 에 대한 손상 및/또는 사양들을 벗어난 동작을 나타내는 정합 네트워크 (104) 에서의 변화들을 검출함으로써 이러한 문제를 해결한다.
더 구체적으로, 정합 네트워크 (104) 는, 측정 섹션 (124) 에 커플링되는 손상 검출 컴포넌트 (126) 를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 손상 검출 컴포넌트 (126) 는 (예컨대, 입력 센서 (116) 로부터의) 하나 이상의 입력 파라미터 측정들; (예컨대, 출력 센서 (118) 로부터의) 하나 이상의 출력 파라미터 측정들; 가변 리액턴스 섹션 (120) 의 리액턴스 설정; 및 정합 네트워크 (104) 의 모델을 사용하여 가변 리액턴스 섹션 (120) 이 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가할 수 있다.
(리액턴스 제어기 (122), 측정 섹션 (124), 및 손상 검출 컴포넌트 (126) 가 내부 제어기 (119) 내에 있는) 도 1 에서의 정합 네트워크 (104) 의 특정 실시형태는 하나 이상의 이유들로 유리할 수도 있다. 예를 들어, 정합 네트워크 (104) 의 내부 제어기 (119) 는, 외부 제어기 (107) (또는 다른 외부 제어기들) 가 액세스하지 않는 정합 네트워크 (104) 의 내부 파라미터들에 액세스할 수도 있다. 다른 예로서, 내부 제어기 (119) 는 센서들 (116, 118) 에 더 근접하여 있고; 따라서, 센서들로부터의 데이터가 상대적으로 신속하게 수신되고 프로세싱될 수도 있다. 부가적으로, 내부 제어기 (119) 의 컴포넌트들은 동일한 인쇄 회로 보드 또는 심지어 (시스템 온 칩으로서) 동일한 칩 상에 실현될 수도 있고; 따라서, (로컬 영역 네트워크 프로토콜과 같은 다른 통신 프로토콜로 변환할 필요 없이) 매우 신속한 버스 통신들이 내부 제어기 (119) 의 일부 실시형태들의 컴포넌트들 사이에서 실행될 수도 있다.
도 1 에 도시된 실시형태의 변형들에 있어서, 정합 네트워크 (104) 의 컴포넌트들 중 하나 이상을 분산하는 것이 유리할 수도 있고, 따라서, 다른 구성들이 확실히 고려된다. 예를 들어, 입력 센서 (116) 및 출력 센서 (118) 중 하나 또는 양자 모두가 정합 네트워크 (104) 의 외부에 위치될 수도 있다. 다른 예로서, 입력 센서 (116) 가 생성기 (102) 내에 상주할 수도 있고, 생성기 (102) 는 생성기 (102) 의 출력에서의 전기 파라미터들을 나타내는 신호를 측정 섹션 (124) 에 제공할 수도 있다. 더욱이, 내부 제어기 (119) 의 컴포넌트들 중 하나 이상 (예컨대, 리액턴스 제어기 (122), 측정 섹션 (124), 또는 손상 검출 컴포넌트 (126) 중 하나 이상) 은 정합 네트워크 (104) 로부터 떨어져 위치될 수도 있다.
예를 들어, 손상 검출 컴포넌트 (126) 의 하나 이상의 컴포넌트들은 정합 네트워크 (104) 로부터 원격으로 위치될 수도 있고, 네트워크 접속에 의해 정합 네트워크 (104), 생성기 (102), 또는 외부 제어기 (107) 에 커플링될 수도 있음이 고려된다. 다수의 사례들에 있어서, (도 1 에 도시된 시스템과 같은) 플라즈마 프로세싱 시스템들의 오퍼레이터들은 편의상, 그리고 오퍼레이터들이 손상 검출 컴포넌트 (126) 또는 내부 제어기 (119) 의 다른 컴포넌트들에서 활용되는 로직 및 알고리즘들에 대한 제어를 갖는 것을 선호할 수도 있기 때문에, (외부 제어기 (107) 와 같은) 중앙집중식 제어기를 활용하는 것을 선호할 수도 있다.
추가의 예로서, 정합 네트워크 (104) 의 컴포넌트들이 논리 컴포넌트들로서 도시되고, 도시된 컴포넌트들이 밀접하게 집적된 공통 구성물들 (예컨대, 공통 중앙 프로세싱 유닛 및 비휘발성 메모리) 에 의해 실현될 수도 있거나, 도시된 컴포넌트들이 추가로 분산될 수도 있음이 또한 인식되어야 한다. 예를 들어, 측정 섹션 (124) 의 기능은 입력 센서 (116) 와 출력 센서 (118) 사이에서 분산될 수도 있어서, 입력 센서 (116) 및/또는 출력 센서 (118) 로부터 출력된 신호들이 센서들 (116, 118) 과 밀접하게 관련하여 프로세싱되고 디지털화된 디지털 신호들이게 하며, 이는 리액턴스 제어기 (122) 로 하여금 센서들 (116, 118) 로부터의 프로세싱된 신호들을 직접 수신할 수 있게 한다. 도시된 기능들의 분산의 특정 예들은 제한하는 것으로 의도되지 않는데, 왜냐하면 이는 선택되는 하드웨어의 타입 및 소프트웨어 (예컨대, 임베디드 소프트웨어) 가 활용되는 정도에 의존하여 다양한 대안들이 활용될 수도 있음이 확실히 고려되기 때문이다.
다음으로 도 2 를 참조하면, 도 1 에 도시된 손상 검출 컴포넌트 (126) 를 구현하기 위해 활용될 수도 있는 손상 검출 컴포넌트 (226) 의 예시적인 컴포넌트들을 도시한 블록 다이어그램이 도시된다. 도시된 바와 같이, 손상 검출 컴포넌트 (226) 는 제 1 측정 기반 속성 컴포넌트 (230) 및 제 2 측정 기반 속성 컴포넌트 (232) 를 포함한다. 제 1 측정 기반 속성 컴포넌트 (230) 는 정합 네트워크 (104) 의 제 1 측에서의 하나 이상의 파라미터들의 측정들을 수신하도록 배치되고, 차례로, 제 1 측정 기반 속성 컴포넌트 (230) 는 (정합 네트워크 (104) 의 제 1 측에서의 속성을 나타내는) 적어도 하나의 측정 기반 속성을 예상된 속성 컴포넌트 (234) 에 제공하도록 배치된다. 예상된 속성 컴포넌트 (234) 는 정합 모델 (236) 및 평가 컴포넌트 (238) 와 연통한다. 제 2 측정 기반 속성 컴포넌트 (232) 는 정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서의 하나 이상의 파라미터들의 측정들을 수신하도록 배치되고, 차례로, 제 2 측정 기반 속성 컴포넌트 (232) 는 (정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서의 속성을 나타내는) 적어도 하나의 측정 기반 속성을 평가 컴포넌트 (238) 에 제공하도록 배치된다.
도 2 를 참조하면서, 본 명세서에서의 실시형태들과 관련하여 고찰될 수도 있는 방법을 도시한 플로우차트인 도 3 을 동시에 참조한다. 도 1 및 도 2 가 도 3 과 관련하여 참조되지만, 도 3 에 도시된 방법은 도 1 및 도 2 의 도시된 구현들로 제한되지 않음이 인식되어야 한다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 생성기 (102) 로부터의 전력은 정합 네트워크 (104) 를 통해 플라즈마 부하 (106) 에 커플링된다 (블록 302). 정합 네트워크 (104) 의 제 1 측에서의 하나 이상의 파라미터들이 정합 네트워크의 제 1 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 획득하기 위해 측정되고 (블록 304), 정합 네트워크의 제 2 측에서의 하나 이상의 파라미터들은 정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 획득하기 위해 측정된다 (블록 306). 상기 논의된 바와 같이, (블록들 (304 및 306) 에서의) 측정들은 입력 센서 (116) 및 출력 센서 (118) 와 관련하여 측정 컴포넌트 (124) 에 의해 행해질 수도 있다.
정합 네트워크 (104) 의 제 1 측은 정합 네트워크 (104) 의 입력 (112) 일 수도 있고, 제 1 측이 입력 (112) 이면, 제 2 측은 출력 (114) 이다. 제 1 측은 또한 정합 네트워크 (104) 의 출력 (114) 일 수도 있고, 제 1 측이 정합 네트워크 (104) 의 출력 (114) 이면, 제 2 측은 정합 네트워크 (104) 의 입력 (112) 이다. 즉, 제 1 측은 정합 네트워크 (104) 의 입력 (112) 또는 출력 (114) 중 어느 하나이고, 제 2 측은 제 1 측과는 정합 네트워크 (104) 의 반대 측이다. 본 명세서에서, 용어 '반대' 는 전기적으로 반대 측을 지칭하며, 여기서, 입력 (112) 및 출력 (114) 는 정합 네트워크 (104) 의 전기적으로 반대 측들 상에 있다.
(블록들 (304 및 306) 에서) 정합 네트워크 (104) 의 제 1 및 제 2 측들에서 측정된 하나 이상의 파라미터들은, 제한 없이, 전압, 전류, 전압과 전류 사이의 위상, 순방향 전력, 반사된 전력, 순방향 전력과 반사된 전력 사이의 위상, 전달된 전력, 및 임피던스 중 하나 이상을 포함할 수도 있고; (블록들 (304 및 306) 에서) 정합 네트워크 (104) 의 제 1 및 제 2 측들에서의 획득된 측정 기반 속성들은 전압, 전류, 전압과 전류 사이의 위상, 순방향 전력, 반사된 전력, 순방향 전력과 반사된 전력 사이의 위상, 전달된 전력, 위상, 및 임피던스 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.
일부 구현들에 있어서, 적어도 하나의 측정 기반 속성은 하나 이상의 측정된 파라미터들로부터 도출된다. 예를 들어, 측정된 파라미터들은 제 1 측정 기반 속성 컴포넌트 (230) 및/또는 제 2 측정 기반 속성 컴포넌트 (232) 에서 수신된 순방향 및 반사된 전력일 수도 있고, 적어도 하나의 측정 기반 속성은 전류 및 전압 중 하나 또는 양자 모두일 수도 있다. 이들 구현들에 있어서, 전류 및 전압은 측정된 순방향 및 반사된 전력으로부터 제 1 측정 기반 속성 컴포넌트 (230) 및/또는 제 2 측정 기반 속성 컴포넌트 (232) 에 의해 도출 (예컨대, 계산) 될 수도 있다. 다른 예로서, 측정된 파라미터들은 전압, 전류, 및 위상일 수도 있고, 측정 기반 속성은 임피던스일 수도 있다. 이들 구현들에 있어서, 제 1 측정 기반 속성 컴포넌트 (230) 및/또는 제 2 측정 기반 속성 컴포넌트 (232) 는 측정된 파라미터들에 기초하여 측정 기반 속성을 계산하기 위한 로직 (예컨대, 하드웨어 또는 하드웨어와 관련한 소프트웨어에 의해 구현됨) 을 포함할 수도 있다.
다른 구현들에 있어서, 적어도 하나의 측정 기반 속성들은 하나 이상의 측정된 파라미터들과 동일하다. 예를 들어, 하나 이상의 측정된 파라미터들은 전압 및 전류 중 적어도 하나일 수도 있고, 적어도 하나의 측정 기반 속성들은 전압 및 전류 중 적어도 하나일 수도 있다. 이들 구현들에 있어서, 제 1 측정 기반 속성 컴포넌트 (230) 및/또는 제 2 측정 기반 속성 컴포넌트 (232) 는 하나의 파라미터로부터 다른 파라미터로 변환하기 위한 로직을 포함할 필요가 없다. 측정 기반 속성들이 (예컨대, 계산들에 의해) 도출되는지 또는 더 직접적으로 측정되는지와 무관하게, 제 1 측정 기반 속성 컴포넌트 (230) 는 (정합 네트워크 (104) 의 제 1 측에서의 속성을 나타내는) 적어도 하나의 측정 기반 속성을 예상된 속성 컴포넌트 (234) 에 제공하고, 제 2 측정 기반 속성 컴포넌트 (232) 는 (정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서의 속성을 나타내는) 적어도 하나의 측정 기반 속성을 평가 컴포넌트 (238) 에 제공한다.
도 3 을 다시 참조하면, 정합 네트워크 (104) 의 현재 리액턴스 설정이 (예컨대, 리액턴스 제어기 (122) 또는 가변 리액턴스 섹션 (120) 으로부터) 획득되고 (블록 308), 현재 리액턴스 설정은 정합 모델 (236) 에 액세스하기 위해 예상된 속성 컴포넌트 (234) 에 의해 사용된다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 정합 모델 (236) 은 측정 기반 속성 및 현재 리액턴스 설정에 기초하여 적어도 하나의 측정 기반 속성을 적어도 하나의 예상된 속성과 연관시킨다 (블록 310). 정합 네트워크 (104) 가 특성화될 수도 있는 다양한 상이한 방식들이 있지만, 일반적으로, 정합 모델 (236) 은 정합 네트워크 (104) 의 일측으로부터 획득된 하나 이상의 측정 기반 속성들 (예컨대, 전압, 전류, 임피던스, 반사된 전력, 순방향 전력, 및 전달된 전력) 이 정합 네트워크의 타측에서 하나 이상의 예상된 속성들 (예컨대, 전압, 전류, 임피던스, 반사된 전력, 순방향 전력, 및 전달된 전력) 을 획득하는데 사용될 수 있게 한다. 본 명세서에서 사용되는 전압, 전류, 임피던스, 순방향 전력, 반사된 전력, 및 전달된 전력 파라미터들은 일반적으로 복소수들임이 인식되어야 한다.
당업자가 인식할 바와 같이, 정합 모델 (236) 은, 입력 및 출력 센서들 (116, 118) 및 가변 리액턴스 섹션 (120) 의 양태들에 기초하여 생성되는 데이터를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 정합 모델 (236) 은 (입력 및 출력 센서들 (116, 118) 을 캘리브레이션함으로써 획득되는) 캘리브레이션 데이터 및 가변 리액턴스 섹션 (104) 을 특성화하는 특성화 데이터 양자 모두를 포함할 수도 있다. 일부 구현들에 있어서, 정합 모델 (236) 에서의 데이터는 (정합 네트워크 (104) 의 수개의 컴포넌트들의 각각에 대한 캘리브레이션 데이터로서 식별가능하도록) 용이하게 분해되지 않고, 대신, 데이터는 정합 네트워크 (104) 의 전기적 양태들을 전체적으로 특성화한다.
정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서의 하나 이상의 예상된 속성들을 획득하는 것은 정합 네트워크 (104) 에서의 손상 및/또는 사양들을 벗어난 정합 네트워크의 동작의 표시를 획득하기 위해 평가 컴포넌트 (238) 로 하여금 (정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서의 속성을 나타내는) 측정 기반 속성을 정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서의 예상된 속성과 대조할 수 있게 한다 (블록 312). 일반적으로, 예상된 속성은 1) (가변 리액턴스 섹션 (120) 의 현재 설정에서) 정합 네트워크 (104) 의 특성들; 및 2) 정합 네트워크 (104) 의 제 1 측에서의 측정 기반 속성 양자 모두에 기초하여 예상되는 (정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서의) 예상된 상태의 표시자이다. 정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서의 측정 기반 속성은 (정합 네트워크 (104) 의 제 2 측에서 획득된 측정들에 기초한) 실제 상태의 표시이다. 상기 논의된 바와 같이, 측정 기반 속성들 및 예상된 속성들은 복소수들일 수도 있다. 하지만, 다수의 구현들에 있어서, 측정 기반 속성들 및 예상된 속성들을 대조할 때, 복소 측정 기반 속성들 및 복소 예상된 속성들의 각각의 절대값이 획득된 다음에 대조될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "대조하는 것" 은 (예컨대, 값들 사이 또는 품질들 사이의) 하나 이상의 차이들을 평가한 평가치를 전달하도록 의도되며, 대조하는 것은 (예컨대, 2개의 비교된 값들 사이 또는 2개의 비교된 품질들 사이의) 차이들을 명시적으로 또는 암시적으로 전달하는 임의의 "비교들" 을 포함함이 인식되어야 한다.
정합 네트워크 (104) 가 손상되고/되거나 사양들을 벗어나 동작하고 있으면, 평가 컴포넌트 (238) 는 정합 네트워크 (104) 의 디스플레이 및/또는 오디오 트랜스듀서를 통해 오퍼레이터에게 알람을 제공하도록 리포팅부 (240) 를 프롬프트할 수도 있다. 일부 구현들에 있어서, 리포팅부 (240) 는 외부 제어기 (107) 에 신호를 전송할 수도 있고, 외부 제어기 (107) 는 시스템의 오퍼레이터에게 알람을 제공할 수도 있다. 리포팅부 (240) 로부터의 신호는 자동으로 전송될 수도 있거나, 또는 외부 제어기 (107) 로부터의 쿼리에 응답하여 전송될 수도 있다. 일부 구현들에 있어서, 측정 기반 속성을 예상된 속성과 대조하는 것은 측정 기반 속성과 예상된 속성 사이의 차이를 획득하는 것을 포함할 수도 있으며, 그 차이는 하나 이상의 임계치들에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 차이가 제 1 임계치를 초과하면, 리포팅부 (240) 는 오퍼레이터에게 저레벨 경고를 제공할 수도 있다. 그리고, 차이가 제 2 임계치를 초과하면, 상위 레벨 경고가 리포팅되어, 프로세싱 사이클을 중단하도록 오퍼레이터를 프롬프트할 수도 있다.
또한, 1 초과의 측정 기반 속성이 1 초과의 예상된 속성과 대조될 수도 있음이 고려된다. 예를 들어, 측정 기반 속성들 및 예상된 속성들은 전압 및 전류 양자 모두를 포함할 수도 있다. 이 예에 있어서, 측정 기반 전압 값과 예상된 전압 값 사이의 차이가 획득될 수도 있고, 측정 기반 전류 값과 예상된 전류 값 사이의 차이가 획득될 수도 있다. 추가의 예로서, 전압 차이 및 전류 차이 양자 모두가 대응하는 하나 이상의 임계치들을 각각 초과하는 경우에만 알람이 사용자에게 리포팅된다. 또한, 측정 기반 전압과 측정 기반 전류의 곱이 획득될 수도 있고 그리고 예상된 전압 값과 예상된 전류 값의 곱이 획득될 수도 있음이 고려된다. 그 다음, 그 곱들 사이의 차이가 하나 이상의 임계치들에 적용될 수도 있다.
일부 실시형태들에 있어서, 하나 이상의 임계치들은, 정합 모델 (236) 로부터 획득된 데이터로 인한 (예컨대, 정합 모델에서의 결함들로 인한) 불확실성들 및/또는 획득되는 측정들에서의 불확실성들로 인해 (예컨대, 입력 센서 (116) 및/또는 출력 센서 (118) 로부터의 측정들에서의 불확실성들로 인해) 가변 리액턴스 섹션 (120) 의 설정들에 걸쳐 특성화된다. 예를 들어, 가변 리액턴스 섹션 (120) 의 각각의 설정은 불확실성들에 기초하여 잠재적으로 상이한 임계치와 연관될 수도 있다. 다른 예로서, 가변 리액턴스 섹션 (120) 의 설정들의 특정 범위들은 대응하는 임계치들과 연관될 수도 있다. 당업자는 불확실성들, 및 따라서 사용되는 임계치들이 정합 모델 (236) 및 정합 네트워크 (104) 의 컴포넌트들의 (잠재적으로 다수의) 상이한 양태들의 함수일 수도 있음을 인식할 것이다. 당업자는 추가로, 특정 정합 네트워크와 관련하여 획득된 경험적 데이터가 측정 불확실성들로 인해 임계치들을 조정하는데 사용될 수도 있고, 특정 정합 모델과 관련하여 획득된 경험적 데이터가 특정 정합 모델에서의 결함들로 인해 임계치들을 조정하는데 사용될 수도 있음을 인식할 것이다.
다중 임계치들의 다른 예로서, (정합 네트워크 (104) 의) 입력 임피던스와 연관된 임계치는 측정 기반 속성과 예상된 속성 사이의 차이와 대조되는 다른 임계치와 관련하여 사용될 수도 있다. 예를 들어, 측정된 출력 센서 전압 (측정 기반 속성) 이 예상된 정합 출력 전압 (예상된 속성) 의 5% 초과만큼 상이하면 그리고 정합 네트워크의 입력 임피던스가 50 옴의 원하는 입력 임피던스의 1.05 VSWR (전압 정재파 비) 내에 있으면, 알람이 개시될 수도 있다.
다음으로 도 4 를 참조하면, 도 1 및 도 2 를 참조하여 설명된 정합 네트워크들 (104, 204) 을 실현하는데 사용될 수도 있는 예시적인 정합 네트워크 (404) 의 양태들이 도시된다. 도시된 바와 같이, 정합 네트워크 (404) 는, 가변 커패시터들 (402 (C1) 및 405 (C2)) 과 같은 적어도 2개의 가변 리액턴스 엘리먼트들을 포함하는 가변 리액턴스 섹션 (420) 을 포함한다. 가변 커패시터들 (402 및 405) 의 각각은 통상적인 진공 가변 커패시터들 또는 복수의 스위치드 커패시터들에 의해 실현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 가변 리액턴스 섹션 (420) 은, 예를 들어, 커패시터 및 인덕터를 포함하는 고정된 리액턴스 섹션 (408) 과 배열될 수 있다.
당업자가 인식할 바와 같이, 정합 모델 (236) 은 고정된 리액턴스 섹션 (408) 및 정합 네트워크 (420) 의 다른 고정된 컴포넌트들에 의해 영향을 받을 수도 있지만, 가변 리액턴스 섹션 (420) 이 정합 네트워크 (404) 의 입력에서의 파라미터들이 정합 네트워크 (404) 의 출력에서의 파라미터들에 대해 어떻게 변하는지에 크게 영향을 미치기 때문에, 간략화를 위해, 정합 모델 (236) 은, 적어도, 가변 리액턴스 섹션 (420) 을 정의하거나 특성화하는 것으로서 설명된다.
도 5 를 참조하면, 도 4 에 도시된 가변 커패시터들 (402, 405) 을 실현하는데 활용될 수도 있는 2개의 커패시터들 (C1 및 C2) 의 예시적인 구현이 도시된다. 도시된 바와 같이, 커패시터들 (C1 및 C2) 의 각각은 활용 중에 및 활용 외에 스위칭되는 복수의 스위치드 커패시터들을 포함할 수도 있다. 사용 중에 및 사용 외에 커패시터들의 조합들을 스위칭함으로써, 가변 커패시터들 (C1 및 C2) 의 커패시턴스가 변경될 수도 있다.
2개의 가변 커패시터들 (C1 및 C2) 이 도 4 에 도시되지만, 다른 실시형태들에 있어서, 하나의 가변 커패시터 또는 2 초과의 가변 커패시터들이 사용될 수 있다. 하나 이상의 인덕터들이 또한 가변 커패시터들 앞에 또는 그 사이에 배열될 수도 있으며, 여기서, 예시된 구성은 다수의 구현들 중 단지 하나일 뿐이다. 더욱이, 본 개시의 양태들은 스위치드 커패시터 구현들에 의해 확실히 제한되지 않지만, 스위치드 커패시터 구현들은 일부 손상으로도 계속 동작하는 경향이 더 많이 있을 수도 있으며, 본 개시 이전에, 손상을 쉽게 검출하기 위한 공지된 방식은 없었다. 전술된 바와 같이, 손상은 전력 손실을 야기하여, 더 낮은 전력이 프로세스 챔버에 인가되게 할 수도 있으며, 이는, 프로세싱되고 있는 워크피스에 대한 손상 및 프로세스 시프트를 야기할 수도 있다.
다음으로 도 6 을 참조하면, 정합 네트워크 (604) 의 모델을 생성하기 위한 예시적인 접근법이 도시된다. 일반적으로, 네트워크 분석기 (660) 는 산란 파라미터들 ("s-파라미터들") 모델의 형태로 정합 네트워크 (604) 를 특성화하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 네트워크 분석기 (660) 는 정합 네트워크 (604) 의 입력 및 출력에 전력을 인가하고, 응답으로 전압 측정들을 수신하도록 커플링될 수도 있다.
더 구체적으로, 특정 주파수 및 특정 정합 설정에서 정합 네트워크 (604) 를 특성화하기 위해, 네트워크 분석기 (660) 는 정합 네트워크 (604) 의 2개의 포트들에 적용되는 특정 주파수 (예컨대, 13.56 MHz) 에서의 신호를 생성하는 한편, 정합 네트워크 (604) 는 C1 의 설정과 C2 의 설정의 특정 조합에 의해 확립될 수도 있는 복수의 정합 설정들 중 특정 설정으로 설정된다. 이 신호로부터, 정합 네트워크 (604) 의 4개의 특정 s-파라미터들이 정합 네트워크의 2개의 포트들에서 측정되고; 따라서, 4개의 s-파라미터들이 특정 주파수에서 C1 과 C2 의 각각의 조합에 대해 획득된다. 이들 s-파라미터들은, 정합 네트워크 (604) 자체의 양태들을 특성화하는 단위없는 복소수들이다.
도 7 을 참조하면, 네트워크 분석기 (660) 에 의해 획득될 수도 있는 전압 측정들의 도면이 도시된다. 도시된 바와 같이, a1 은 포트 1 에서의 순방향 전압을 나타내고 (
Figure pct00001
), a2 는 포트 2 에서의 순방향 전압을 나타내고 (
Figure pct00002
), b1 은 포트 1 에서의 반사된 전압을 나타내고 (
Figure pct00003
), b2 는 포트 2 에서의 반사된 전압을 나타낸다. 또한, 도 7 에는, 반사된 입사파들 사이의 관계를 도시한 s-파라미터 매트릭스가 도시된다.
매트릭스들을 방정식들로 확장하면 다음과 같이 주어진다:
Figure pct00004
및
Figure pct00005
.
각각의 방정식은 정합의 개별 s-파라미터들,
Figure pct00006
,
Figure pct00007
,
Figure pct00008
및
Figure pct00009
의 관점에서 정합 포트들 1 및 2 의 각각에서의 반사된 전력파와 입사 전력파 사이의 관계를 제공한다. 특성화 동안, 포트 2 는 50 옴 부하에서 종단될 수도 있고,
Figure pct00010
는 완전히 흡수되어
Figure pct00011
가 제로와 동일하게 될 수도 있다. 따라서, 입사 전압파들을
Figure pct00012
및
Figure pct00013
로서 정의하고, 반사파들을
Figure pct00014
및
Figure pct00015
인 것으로 정의하면,
Figure pct00016
및
Figure pct00017
이다.
유사하게, 포트 1 이 시스템 임피던스에서 종단되면,
Figure pct00018
은 제로가 되어, 다음이 주어진다.
Figure pct00019
및
Figure pct00020
도 8 에 도시된 바와 같이, s-파라미터 특성화 데이터는 C1 및 C2 의 설정들의 이용가능한 조합들의 적어도 일부분의 각각의 조합에 대해 획득된 s-파라미터 값들을 포함할 수도 있다. 결과적으로, 동작 동안, (C1 및 C2 설정들의 관점에서) 정합 네트워크 (604) 의 정합 설정은 정합 설정과 연관된 s-파라미터들에 액세스하는데 사용될 수도 있다. 차례로, s-파라미터들을 사용하여, 정합 네트워크의 제 1 측에서의 측정 기반 속성은 정합 네트워크 (604) 의 제 2 측에서의 예상된 속성을 획득하는데 사용될 수도 있다. 당업자는, 본 개시의 관점에서, 전압에 대해 상기 설명된 s-파라미터 특성화가 입사 및 반사된 전류, 또는 입사 및 반사된 전력에 대해 수행될 수도 있음을 용이하게 인식할 것이다.
s-파라미터 모델 (636) 이 생성될 경우, 네트워크 분석기 (660) 의 동작에 있어서의 결함들로 인해 네트워크 분석기 측정들의 정확도에 일부 불확실성이 있을 수도 있음이 인식되어야 한다. 예를 들어, 일부 네트워크 분석기들은, 50 옴인 부하로 더 최적으로 동작하도록 설계된다. 따라서, 네트워크 분석기 (604) 에 의해 보여지는 임피던스가 s-파라미터 모델 (636) 을 생성하는 동안 변할 경우, 결과적인 s-파라미터 모델 (636) 자체는 (도 3을 참조하여 상기 논의된 바와 같이) 결함들을 가질 수도 있다. 당업자는, 본 개시의 관점에서, s-파라미터 모델이 네트워크 분석기들에 내재적일 수도 있는 결함들을 처리하기 위해 s-파라미터 모델 (636) 에서의 잠재적인 결함들에 대해 완화하도록 적응될 수 있음을 인식할 것이다.
본 명세서에서 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법들은 하드웨어에서, 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체에서 인코딩된 프로세서 실행가능 명령들에서, 또는 이들 양자의 조합에서 직접 구현될 수도 있다. 도 9 를 참조하면, 예를 들어, 본 명세서에서 개시된 외부 제어기 (107) 및 정합 네트워크들 (104, 604) 의 컴포넌트들을 실현하기 위해 활용될 수도 있는 물리 컴포넌트들을 도시한 블록 다이어그램이 도시된다. 도시된 바와 같이, 이 실시형태에 있어서, 디스플레이부 (912) 및 비휘발성 메모리 (920) 는 버스 (922) 에 커플링되고, 이 버스 (622) 는 또한 랜덤 액세스 메모리 ("RAM") (924), 프로세싱부 (N개의 프로세싱 컴포넌트들을 포함) (926), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) (927), 및 N개의 트랜시버들을 포함하는 트랜시버 컴포넌트 (928) 에 커플링된다. 비록 도 9 에 도시된 컴포넌트들이 물리 컴포넌트들을 나타내지만, 도 9 는 상세 하드웨어 다이어그램인 것으로 의도되지 않고; 따라서, 도 9 에 도시된 컴포넌트들의 다수는 공통 구성물들에 의해 실현되거나 추가적인 물리 컴포넌트들 사이에 분산될 수도 있다. 더욱이, 다른 기존의 및 아직 개발예정의 물리 컴포넌트들 및 아키텍처들이 도 9 를 참조하여 설명된 기능 컴포넌트들을 구현하기 위해 활용될 수도 있음이 고려된다.
이 디스플레이 (912) 는 일반적으로, 정합 네트워크들 (104, 604) 의 오퍼레이터에게 사용자 인터페이스를 제공하도록 동작하고, 수개의 구현들에 있어서, 디스플레이 (912) 는 터치스크린 디스플레이에 의해 실현된다. 디스플레이는 리포팅 섹션 (240) 을 부분적으로 실현하는데 사용된다. 일반적으로, 비휘발성 메모리 (920) 는 데이터 및 머신 판독가능 (예컨대, 프로세서 실행가능) 코드 (본 명세서에서 설명된 방법들을 실시하는 것과 연관되는 실행가능 코드를 포함) 를 저장 (예컨대, 지속적으로 저장) 하도록 기능하는 비일시적인 메모리이다. 일부 실시형태들에 있어서, 예를 들어, 비휘발성 메모리 (920) 는 부트로더 코드, 오퍼레이팅 시스템 코드, 파일 시스템 코드, 및 본 명세서에서 설명된 도 3 을 참조하여 설명된 방법들의 실행을 용이하게 하는 비일시적인 프로세서 실행가능 코드를 포함한다.
다수의 구현들에 있어서, 비휘발성 메모리 (920) 는 플래시 메모리 (예컨대, NAND 또는 ONENAND 메모리) 에 의해 실현되지만, 다른 메모리 타입들이 물론 활용될 수도 있음이 고려된다. 비록 비휘발성 메모리 (920) 로부터 코드를 실행하는 것이 가능할 수도 있지만, 비휘발성 메모리 내의 실행가능 코드는 통상적으로, RAM (924) 에 로딩되고, 프로세싱부 (926) 에서의 N개의 프로세싱 컴포넌트들 중 하나 이상에 의해 실행된다.
동작에 있어서, RAM (924) 과 관련된 N개의 프로세싱 컴포넌트들은 일반적으로, 비휘발성 메모리 (920) 에 저장된 명령들을 실행하여, 손상 검출 컴포넌트 (226) 를 포함한 정합 네트워크들 (104, 604) 의 기능을 실현하도록 동작할 수도 있다. 예를 들어, 정합 모델 (236) 에 대한 데이터, 및 도 3 을 참조하여 설명된 방법들을 실시하기 위한 비일시적인 프로세서 실행가능 명령들은 비휘발성 메모리 (920) 에 지속적으로 저장되고 RAM (924) 과 관련된 N개의 프로세싱 컴포넌트들에 의해 실행될 수도 있다. 당업자가 인식할 바와 같이, 프로세싱부 (926) 는 비디오 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 그래픽스 프로세싱 유닛 (GPU), 및 다른 프로세싱 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) (927) 는 본 명세서에서 설명된 방법들 (예컨대, 도 3 을 참조하여 설명된 방법들) 의 하나 이상의 양태들을 실시하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 비일시적인 FPGA 구성 명령들은 비휘발성 메모리 (920) 에 지속적으로 저장되고 (예컨대, 부팅-업 동안) FPGA (927) 에 의해 액세스되어, 정합 네트워크들 (104, 604) 의 하나 이상의 기능들을 실시하도록 FPGA (927) 를 구성할 수도 있다.
입력 컴포넌트는, 정합 네트워크들 (104, 106) 의 제 1 및 제 2 측들에서의 하나 이상의 파라미터들을 나타내는 (예컨대, 입력 센서 (116) 및/또는 출력 센서 (118) 로부터의) 신호들을 수신하도록 동작할 수도 있다. 입력 컴포넌트에서 수신된 신호들은, 예를 들어, 전압, 전류, 순방향 전력, 반사된 전력 및 임피던스를 포함할 수도 있다. 출력 컴포넌트는 일반적으로, 본 명세서에서 개시된 동작 양태를 실시하기 위해 하나 이상의 아날로그 또는 디지털 신호들을 제공하도록 동작한다. 예를 들어, 출력 컴포넌트는 정합 네트워크 (104, 604) 의 설정을 제어하기 위해 제어 신호들을 커패시터들 (C1 및 C2) 에 제공할 수도 있다.
도시된 트랜시버 컴포넌트 (928) 는, 무선 또는 유선 네트워크들을 통해 외부 디바이스들과 통신하기 위해 사용될 수도 있는 N개의 트랜시버 체인들을 포함한다. N개의 트랜시버 체인들의 각각은 특정 통신 방식 (예컨대, WiFi, 이더넷, Profibus 등) 과 연관된 트랜시버를 나타낼 수도 있다. 도 1 을 참조하여 본 명세서에서 개시된 바와 같이, 다수의 기능 컴포넌트들은 상이한 네트워크 접속된 위치들에 걸쳐 분산될 수도 있어서, 도 9 에 도시된 하나 이상의 컴포넌트들은 상이한 위치들에서 (예컨대, 외부 제어기 (107) 에서) 복제될 수도 있고, 트랜시버 컴포넌트는 상이한 위치들 사이의 통신을 가능케 할 수도 있다.
도 9 에 도시된 기술들 이외의 기술들이 도 9 에 도시된 기술들 대신에 또는 그에 부가하여 활용될 수도 있음이 인식되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에서 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 어플리케이션 특정 집적회로 (ASIC), 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수도 있다.
개시된 실시형태들의 상기 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 제조 또는 사용하게 할 수 있도록 제공된다. 이들 실시형태들에 대한 다양한 수정들은 당업자에게 용이하게 자명할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 일탈함없이 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 설명된 실시형태들로 한정되도록 의도되지 않으며, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여받아야 한다.

Claims (22)

  1. 정합 네트워크를 동작시키기 위한 방법으로서,
    생성기로부터의 전력을 상기 정합 네트워크를 통해 플라즈마 부하에 커플링하는 단계;
    상기 정합 네트워크의 제 1 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 획득하기 위해 상기 정합 네트워크의 상기 제 1 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하는 단계;
    상기 정합 네트워크의 제 2 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 획득하기 위해 상기 정합 네트워크의 상기 제 2 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하는 단계로서, 상기 정합 네트워크의 상기 제 1 측 및 제 2 측은 상기 정합 네트워크의 전기적으로 반대 측들 상에 있는, 상기 정합 네트워크의 상기 제 2 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하는 단계;
    상기 정합 네트워크의 현재 리액턴스 설정을 획득하는 단계;
    상기 정합 네트워크의 상기 현재 리액턴스 설정에 기초하여 상기 정합 네트워크의 상기 제 1 측에서의 상기 적어도 하나의 측정 기반 속성을 상기 정합 네트워크의 상기 제 2 측에서의 적어도 하나의 예상된 속성과 연관시키는 상기 정합 네트워크의 모델에 액세스하는 단계; 및
    상기 정합 네트워크가 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가하기 위해 상기 정합 네트워크의 상기 제 2 측에서의 상기 적어도 하나의 측정 기반 속성을 상기 적어도 하나의 예상된 속성과 대조하는 단계를 포함하는, 정합 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정합 네트워크의 상기 제 2 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하는 단계는 상기 정합 네트워크의 상기 제 2 측에서의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함하고; 그리고
    상기 정합 네트워크의 상기 제 1 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하는 단계는 상기 정합 네트워크의 상기 제 1 측에서의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함하는, 정합 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정 기반 속성은 측정된 전압 값을 포함하고, 상기 적어도 하나의 예상된 속성은 예상된 전압 값을 포함하는, 정합 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정 기반 속성은 측정된 전류 값을 포함하고, 상기 적어도 하나의 예상된 속성은 예상된 전류 값을 포함하는, 정합 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정 기반 속성은 측정된 전압 값 및 측정된 전류 값 양자 모두를 포함하고, 상기 적어도 하나의 예상된 속성은 예상된 전압 값 및 예상된 전류 값 양자 모두를 포함하고,
    상기 대조하는 단계는,
    상기 측정된 전압 값과 상기 예상된 전압 값 사이의 차이를 결정하는 단계; 및
    상기 측정된 전류 값과 상기 예상된 전류 값 사이의 차이를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 측정된 전압 값과 상기 예상된 전압 값 사이의 차이 또는 상기 측정된 전류 값과 상기 예상된 전류 값 사이의 차이 중 적어도 하나는 대응하는 임계치를 초과하는, 정합 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 정합 네트워크의 상기 제 2 측에서의 상기 측정 기반 속성은 상기 정합 네트워크의 출력에서 측정된 전압 및 전류에 기초하여 계산된 출력 임피던스를 포함하고;
    상기 정합 네트워크의 상기 제 1 측에서의 상기 측정 기반 속성은 하나 이상의 측정된 입력 파라미터 값들에 기초하여 계산된 입력 임피던스를 포함하고;
    상기 예상된 속성은, 상기 정합 네트워크의 상기 현재 리액턴스 설정 및 상기 입력 임피던스를 사용하여 상기 모델에 액세스함으로써 획득되는 상기 정합 네트워크의 상기 출력에서의 예상된 임피던스를 포함하고;
    상기 대조하는 단계는 상기 정합 네트워크가 손상되었는지 여부를 평가하기 위해 상기 정합 네트워크의 상기 출력에서의 상기 출력 임피던스를 상기 정합 네트워크의 상기 출력에서의 상기 예상된 임피던스와 대조하는 단계를 포함하는, 정합 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 측은 상기 정합 네트워크의 입력 또는 출력 중 하나이고, 상기 제 2 측은 상기 정합 네트워크의 전기적으로 반대 측인, 정합 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  8. 정합 시스템으로서,
    가변 리액턴스 섹션의 출력에서의 임피던스를, 상기 가변 리액턴스 섹션의 입력에 제시되는 입력 임피던스로 변환하기 위한 상기 가변 리액턴스 섹션;
    상기 가변 리액턴스 섹션의 입력에서의 하나 이상의 입력 파라미터들을 측정하기 위한 적어도 하나의 입력 센서;
    상기 가변 리액턴스 섹션의 출력에서의 하나 이상의 출력 파라미터들을 측정하기 위한 적어도 하나의 출력 센서;
    적어도, 상기 가변 리액턴스 섹션의 모델을 정의하는 데이터를 포함하는 비휘발성 메모리; 및
    하나 이상의 입력 파라미터 측정들; 하나 이상의 출력 파라미터 측정들; 상기 가변 리액턴스 섹션의 리액턴스 설정; 및 정합 네트워크의 상기 모델을 사용하여 상기 가변 리액턴스 섹션이 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가하는 수단을 포함하는, 정합 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 평가하는 수단은,
    상기 가변 리액턴스 섹션의 제 2 측에서의 하나 이상의 예상된 파라미터 값들을 획득하기 위해 상기 가변 리액턴스 섹션의 제 1 측에서의 하나 이상의 파라미터 측정들에 상기 모델을 적용하는 수단으로서, 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 1 측 및 제 2 측은 상기 가변 리액턴스 섹션의 전기적으로 반대 측들 상에 있는, 상기 가변 리액턴스 섹션의 제 1 측에서의 하나 이상의 파라미터 측정들에 상기 모델을 적용하는 수단; 및
    상기 가변 리액턴스 섹션이 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가하기 위해 상기 하나 이상의 예상된 파라미터 값들을 상기 하나 이상의 파라미터 측정들과 대조하는 수단을 포함하는, 정합 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입력 센서는 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 입력에서 전압 센서 또는 전류 센서 중 적어도 하나를 포함하고;
    상기 적어도 하나의 출력 센서는 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 출력에서 전압 센서 또는 전류 센서 중 적어도 하나를 포함하고; 그리고
    상기 평가하는 수단은,
    하나 이상의 예상된 전압 또는 예상된 전류 값들을 획득하기 위해 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 1 측에서의 전압 또는 전류 측정들 중 하나 이상에 상기 모델을 적용하는 수단; 및
    상기 하나 이상의 예상된 전압 또는 예상된 전류 값들을 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 2 측에서의 하나 이상의 대응하는 전압 또는 전류 측정들과 대조하는 수단을 포함하는, 정합 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입력 센서는 상기 가변 리액턴스 섹션의 제 1 측에서 전압 센서 및 전류 센서를 포함하고;
    상기 적어도 하나의 출력 센서는 상기 가변 리액턴스 섹션의 제 2 측에서 전압 센서 및 전류 센서를 포함하고; 그리고
    상기 평가하는 수단은,
    상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 2 측에서 측정된 전압 및 전류에 기초하여 상기 제 2 측에서의 임피던스를 계산하는 수단;
    상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 1 측에서 측정된 전압 및 전류에 기초하여 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 1 측에서의 임피던스를 계산하는 수단; 및
    상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 2 측에서의 예상된 임피던스를 획득하고, 그리고 상기 정합 네트워크가 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가하기 위해 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 2 측에서의 상기 예상된 임피던스를 계산된 임피던스와 대조하는 수단을 포함하는, 정합 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가변 리액턴스 섹션은 가변 커패시터들 또는 고정된 커패시터들 중 적어도 하나를 포함하는, 정합 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 가변 리액턴스 섹션, 상기 적어도 하나의 입력 센서, 상기 적어도 하나의 출력 센서, 및 상기 평가하는 수단은 공통 하우징과 통합되는 것 또는 2 이상의 별도의 컴포넌트들 사이에 분산되는 것 중 하나인, 정합 시스템.
  14. 정합 시스템으로서,
    가변 리액턴스 섹션의 출력에서의 임피던스를, 상기 가변 리액턴스 섹션의 입력에 제시되는 입력 임피던스로 변환하기 위한 상기 가변 리액턴스 섹션;
    상기 가변 리액턴스 섹션의 입력에서의 하나 이상의 입력 파라미터들을 측정하기 위한 적어도 하나의 입력 센서;
    상기 가변 리액턴스 섹션의 출력에서의 하나 이상의 출력 파라미터들을 측정하기 위한 적어도 하나의 출력 센서; 및
    비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하고,
    상기 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체는,
    적어도, 상기 가변 리액턴스 섹션의 모델을 정의하는 저장된 데이터; 및
    프로세서에 의한 실행을 위한 또는 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이를 구성하기 위한 저장된 명령들을 포함하고,
    상기 명령들은,
    상기 가변 리액턴스 섹션의 제 1 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 획득하기 위해 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 1 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하고;
    상기 가변 리액턴스 섹션의 제 2 측에서의 적어도 하나의 측정 기반 속성을 획득하기 위해 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 2 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하는 것으로서, 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 1 측 및 제 2 측은 상기 가변 리액턴스 섹션의 전기적으로 반대 측들 상에 있는, 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 제 2 측에서의 하나 이상의 파라미터들을 측정하고;
    상기 가변 리액턴스 섹션의 현재 리액턴스 설정을 획득하고;
    정합 네트워크의 상기 현재 리액턴스 설정에 기초하여 상기 정합 네트워크의 상기 제 2 측에서의 적어도 하나의 예상된 속성을 획득하기 위해 상기 정합 네트워크의 상기 제 1 측에서의 상기 적어도 하나의 측정 기반 속성을 사용하여 상기 가변 리액턴스 섹션의 상기 모델에 액세스하고; 그리고
    상기 정합 네트워크가 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가하기 위해 상기 적어도 하나의 측정 기반 속성을 상기 적어도 하나의 예상된 속성과 대조하기 위한
    명령들을 포함하는, 정합 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 출력 파라미터들을 측정하기 위한 명령들은 상기 정합 네트워크의 출력에서의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 획득하기 위한 명령들을 포함하고; 그리고
    상기 하나 이상의 입력 파라미터들을 측정하기 위한 명령들은 상기 정합 네트워크의 입력에서의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 획득하기 위한 명령들을 포함하는, 정합 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    적어도 하나의 측정 기반 출력 속성은 측정된 전압 값을 포함하고, 상기 적어도 하나의 예상된 속성은 예상된 전압 값을 포함하는, 정합 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    적어도 하나의 측정 기반 출력 속성은 측정된 전류 값을 포함하고, 적어도 하나의 예상된 출력 속성은 예상된 전류 값을 포함하는, 정합 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    적어도 하나의 측정 기반 출력 속성은 측정된 전압 값 및 측정된 전류 값 양자 모두를 포함하고, 적어도 하나의 예상된 출력 속성은 예상된 전압 값 및 예상된 전류 값 양자 모두를 포함하고,
    상기 대조하기 위한 명령들은,
    상기 측정된 전압 값과 상기 예상된 전압 값 사이의 차이를 결정하고; 그리고
    상기 측정된 전류 값과 상기 예상된 전류 값 사이의 차이를 결정하기 위한
    명령들을 포함하고,
    상기 측정된 전압 값과 상기 예상된 전압 값 사이의 차이 또는 상기 측정된 전류 값과 상기 예상된 전류 값 사이의 차이 중 적어도 하나는 대응하는 임계치를 초과하는, 정합 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    측정 기반 출력 속성은 상기 정합 네트워크의 상기 출력에서 측정된 전압 및 전류에 기초하여 계산된 출력 임피던스를 포함하고;
    상기 측정 기반 속성은 하나 이상의 측정된 입력 파라미터 값들에 기초하여 계산된 입력 임피던스를 포함하고;
    상기 예상된 속성은, 상기 정합 네트워크의 상기 현재 리액턴스 설정 및 상기 입력 임피던스를 사용하여 상기 모델에 액세스함으로써 획득되는 상기 정합 네트워크의 상기 출력에서의 예상된 임피던스를 포함하고;
    상기 대조하기 위한 명령들은 상기 정합 네트워크가 손상된 것 또는 사양들을 벗어나 동작하는 것 중 적어도 하나인지를 평가하기 위해 상기 정합 네트워크의 상기 출력에서의 상기 출력 임피던스를 상기 정합 네트워크의 상기 출력에서의 상기 예상된 임피던스와 대조하기 위한 명령들을 포함하는, 정합 시스템.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 가변 리액턴스 섹션은 솔리드 스테이트 스위치들과 결합하여 가변 커패시터들 또는 고정된 커패시터들 중 적어도 하나를 포함하는, 정합 시스템.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 가변 리액턴스 섹션, 상기 적어도 하나의 입력 센서, 상기 적어도 하나의 출력 센서, 및 상기 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체는 공통 하우징과 통합되는 것 또는 2 이상의 별도의 컴포넌트들 사이에 분산되는 것 중 하나인, 정합 시스템.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 출력 파라미터들을 측정하기 위한 명령들은 상기 정합 네트워크의 출력에서의 순방향 또는 반사된 전력 중 적어도 하나를 획득하기 위한 명령들을 포함하고; 그리고
    상기 하나 이상의 입력 파라미터들을 측정하기 위한 명령들은 상기 정합 네트워크의 입력에서의 순방향 또는 반사된 전력 중 적어도 하나를 획득하기 위한 명령들을 포함하는, 정합 시스템.
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