예측기-수정기제어시스템을사용한전기적동조된매칭네트워크 document_id 1019930000770

[청구항 14] 부하 임피던스가 매칭 네트워크의 출력에 연결될 때, 목표된 입력 임피던스를 제공하기 위한 임피던스 매칭 네트워크(18)에 있어서, 입력(20); 부하 임피던스(12)에 연결된 출력(22) 각각 전기신호(56,79)에 응답하여 조절될 수 있는 임피던스 값을 가지는 적 어도 하나의 각각 조절가능한 임피던스 장치(74,78) 상기 각각 조절가능한 임피던스 장치에 대하여 목표된 현재 임피던스 값(36)을 설정하기 위한 수단(34,36) 상기 각각 조절가능한 임피던스 장치(74,78)를 목표된 현재 임피던스 값으로 조절하는데 필요한 제어신호의 값을 평가하고, 상기 각각 조절가능한 임피던스에 대하여 상기 평가된 값을 가지는 제어신호(56, 79)를 상기 조절가능한 임피던스 장치(74,78)에 인가하기 위한 수단(34) 상기 네트워크의 입력(20)에서 실제 복소수 전기 입력 임피던스를 측정하기 위한 수단(30) 상기 각각 조절가능한 임피던스의 목표된 현재 값(36)과 상기 매칭 네트워크의 복소수 임피던스의 수학적 모델을 기초로하여, 상기 측정된 입력 임피던스를 생성하는 이론적인 복소수 부하 임피던스를 계산하기 위한 제 1 네트워크 모델(32.1) 상기 제 1 네트워크 모델에 의해 계산된 이론적인 복소수 부하 임피던스 및 매칭 네트워크의 복소수 임피던스의 수학적 모델을 기초로 하여, 상기 네트워크의 입력(20)에서 조합하여 상기 목표된 입력 임피던스를 생성하는 상기 각각 조절가능한 임피던스 장치의 각각의 이론적인 최적값(38)을 계산하기 위한 제 2 네트워크 모델(32.2); 및 상기 제 2 네트워크 모일(32.2)에 의해 계산된 조절가능한 임피던스의 이론적인 최적값(38)에 더 가깝게 하기 위하여 상기 각각 조절가능한 임피던스 장치에 대하여 목표된 현재 임피던스 값(36)을 조절하기 위한 임피던스 제어수단(34,36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 임피던스 매칭 네트워크 [청구항 15] 제 14 항에 있어서,상기 매칭 네트워크의 입력에 연결된 출력을 가지는 rf 발생기를 더포함하고, 상기 rf 발생기의 출력은 출력 임피던스를 특징으로 하고;상기 매칭 네트워크의 목표된 입력 임피턴스는 rf 발생기의 출력 임피던스의 켤레복소수와 동일하게형성되는것을특징으로 하는임피던스 매칭 네트워크. [청구항 16] 제 14 항에 있어서,상기 임피던스 제어수단은,상기 각각의 임피던스 값에 대하여 현재 임피던스 값과 최적 임피던스 값 사이의 차를 계산하기 위한 수단;수정된 값을 얻기 위하여 상기 각 임피던스 값에 대한 차와 선택된 스케일링 인자를 공하기 위한 수단; 및상기 상응하는 수정값에 의해 각각 목표된 현재 임피던스 값을 조절하기 위한수단더포함하는것을특징으로 하는임피던스 매칭 네트워크. [청구항 17] 제 16 항에 있어서,상기 측정수단(30)은 네트워크의 입력(20)에서 반사계수의 크기를 측정하기 위한 수단을 포함하며,상기 선택된 스케일링 인자는 상기 측정된반사계수크기비례하는것을특징으로 하는임피던스 매칭 네트워크. [청구항 18] 제 16 항에 있어서,상기 측정수단(30)은,네트워크의 입력(20)에서 반사계수의 크기가 임계치보다 작은지를 측정하기 위한 수단; 및상기 네트워크의 입력(20)에서 반사계수의 크기가 임계치보다 작은 것을 나타내는 상기 측정수단에 응답해서만 동작가능하며, 샘플들 사이의 상기 임피던스에 대한 임피던스 차 값과 경과된 시간과의 누적 곱에 비례하는 양을 각각의 임피던스 값에 대한 수정값에 더하기 위한수단포함하는것을특징으로 하는임피던스 매칭 네트워크. [청구항 19] 제 14 항에 있어서,상기 제어신호의 값을 평가하기 위한 수단(34)은,상기 각각 조절가능한 임피던스 장치(74, 78)에 대하여, 상기 불일치의 양을 결정하기 위하여 상기 장치의 목표된 현재 임피던스 값(36)과 실제 임피던스 값을 비교하기 위한 수단; 및상기 불일치를 기초로하여 각각의 조절가능한 임피던스 장치에 인가된 제어신호를 수정하기 위한수단더포함하는것을특징으로 하는임피던스 매칭 네트워크. [청구항 20] 제 14 항에 있어서,적어도 하나의 조절가능한 임피던스 장치(74,78)는 전기제어신호에 응답하여 제어가능한 인덕턴스값을 가지는 전기제어된 인덕턴스를 포함하며,상기 임피던스 제어수단(34,36)은 상기 각각 전기제어된 인덕턴스에 인가된 각각의 전기제어신호를 변화시키기 위한수단포함하는것을특징으로 하는임피던스 매칭 네트워크. [청구항 21] 제 14 항에 있어서,상기 부하 임피던스(12)는플라즈마인것을특징으로 하는임피던스매칭 네트워크. [청구항 22] 플라즈마 챔버에 있어서, 플라즈마를 를 포함하는 진공 챔버 제 14항에 따른 임피던스 매칭 네트워크를 포함하는데, 상기 임피던스 매칭 네트워크의 출력은 플라즈마가 매칭 네트워크의 부하 임피던스가 되도 플라즈마에 에 결합되며 상기 임피던스 매칭 네트워크의 입력에 연결되어 있으며 플라즈마의 주 전력 소스인 rf 발생기, 상기 진공 챔버내에 장착된 바이어스 전극; 및 상기 임피던스 매칭 네트워크가 rf 발생기 및 플라즈마 부하 임피던스 사이에 목표된 정확도의 임피던스 매칭으로 수렴된 후에만 상기 바이어 스 전극에 rf 전력을 공급하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 챔버 [청구항 23] 플라즈마 챔버에 있어서, 플라즈마를 여기시키기 위하여 챔버에 전기 전력을 결합시키기 위한 전력 결합 수단 출력 임피던스를 가지며, 제어가능한 양의 rf 전력을 공급하기 위한 제 1 rf 발생기 상기 제 1 rf 발생기에 연결된 입력 및 상기 전력 결합 수단에 연결된 출력을 가지는 제 14 항에 따른 제 1 임피던스 매칭 네트워크를 포함하는데, 상기 제 1 임피던스 매칭 네트워크는 상기 제 1rf 발생기의 출력 임피던스에 목표된 매칭을 제공하는 목표된 제 1 입력 임피던스를 제공하기 위하여 스스로 조절되며; 및 공급된 전력이 제 1 전력 레벨에서 시작하여 상기 제 1 임피던스 매칭 네트워크가 공급된 전력의 증가에 의해 초래되는 플라즈마의 임피던스의 임의의 변화에 따르도록 스스로 조절되기에 충분히 느린 속도로 증가하도록, 상기 제 1 rf 발생기에 의해 공급된 rf 전력의 양을 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 챔버 [청구항 24] 제 23 항에 있어서,상기 플라즈마 챔버내의 바이어스 전극;출력 임피던스를 가지며, 제어가능한 양의 rf 전력을 공급하기 위한 제 2 rf 발생기; 및상기 제 2 rf 발생기에 연결된 입력 및 상기 바이어스 전극에 연결된 출력을 가지는 제 14 항에 따른 제 2 임피던스 매칭 네트워크를 더 포함하며, 상기 제 2 임피던스 매칭 네트워크는 그 입력에 상기 제 2 rf 발생기의 출력 임피던스의 켤레복소수인 목표된 제 2 입력 임피던스를 제공하기스스로조절되는것을특징으로 하는플라즈마 챔버. [청구항 25] 제 24 항에 있어서,상기제 1 rf 발생기는 플라즈마에 대한 주 전력 소스이며,상기 제 2 rf 발생기에 의해 공급된 rf 전력의 양을 제어하기 위한 수단은 상기 제 1 임피던스 매칭 네트워크가 상기 제 1 rf 발생기의 출력 임피던스에 목표된 임피던스 매칭을 제공하기 위하여 스스로 조절될 때 까지 상기 제 2 rf발생기의전력 레벨증가시키지않는것을특징으로 하는플라즈마 챔버. [청구항 26] 제 24항 또는 제 25 항에 있어서,상기 전력 결합 수단은 유도결합된플라즈마소스포함하는것을특징으로 하는플라즈마 챔버. [청구항 27] 제 26 항에 있어서,상기 제 1 임피던스 매칭 네트워크의 임피던스 제어수단(34,36)은,상기 임피던스 매칭 네트워크의 입력에서 반사계수의 크기를 측정하기 위한 수단;(i) 상기 조절가능한 임피던스 장치의 바로 이전에 형성된 목표된 현재 임피던스 값과, (ii) 상기 제 2 네트워크 모델(32.2)에 의해 계산될 때 상기 조절가능한 임피던스 장치의 이론적인 최적 임피던스 값 사이의 차를 계산하기 위한 수단;상기 차와 상기 반사계수 크기에 비례하는 값을 공함으로써 임피던스 조절값을 계산하기 위한 수단; 및상기 조절가능한 임피던스 장치의 바로 이전에 형성된 목표된 현재 임피던스 값으로부터 상기 임피던스 조절값을 뺌으로써 상기 조절가능한 임피던스 장치에 대하여 목표된 현재 임피던스 값을 형성하기 위한수단더포함하는것을특징으로 하는플라즈마 챔버. [청구항 28] 제 26 항 또는 27 항에 있어서,상기 제 1 임피던스 매칭 네트워크의 임피던스 제어수단(34,36)은,(i) 상기 조절가능한 임피던스 장치의 바로 이전에 형성된 목표된 현재 임피던스값과, (ii) 상기 제 2 네트워크 모델(32.2)에 의해 계산되었을 때 상기 조절가능한 임피던스 장치의 이론적인 최적 임피던스 값사이의 차에 비례하는 양의 시간에 대한 적분치를 계산하기 위한 수단; 및상기 조절가능한 임피던스 장치의 이전에 형성된 목표된 현재 임피던스 값으로부터 상기 적분 계산치를 뺌으로써 상기 조절가능한 임피던스 장치에 대한 목표된 현재 임피던스값을 형성하기 위한수단더포함하는것을특징으로 하는플라즈마 챔버. [청구항 29] 부하 임피던스가 매칭 네트워크의 출력에 연결되었을 때 목표된 입력 임피던스를 제공하기 위한 임피던스 매칭 네트워크(18)에 있어서, 입력(20); 상기 부하 임피던스(12)에 연결된 출력(22) 각각 전기제어신호(56,79)에 응답하여 조절될 수 있는 임피던스 값을 가지는 적어도 하나의 조절가능한 임피던스 장치(74, 78) 상기 네트워크의 입력(20)에서 임피던스 미스매칭 정도를 나타내는 전기 파라미터를 측정하기 위한 수단(30) 상기 네트워크의 입력에서 임피던스 미스매칭의 정도를 감소시키기 위하여 평가되는 각각 조절가능한 임피던스에 대한 목표된 임피던스 값을 계산하기 위한 네트워크 모델(32); 및 상기 각각 조절가능한 임피던스 장치에 대하여, 상기 네트워크 모델에 의해 계산된 각각의 목표된 임피던스 값으로 상기 조절가능한 임피던스 장치(74, 78)를 조절하는데 필요한 각각의 제어신호(56,79)의 값을 평가하고, 상기 평가된 값을 가지는 각각의 제어신호(56,79)를 상기 조절가능한 임피던스 장치에 공급하기 위한 임피던스 제어수단(34)을 포함하며, 상기 임피던스 제어수단은, 상기 각각의 조절가능한 임피던스 장치에 대하여, 상기 조절가능한 임피던스 장치의 실제 임피던스를 측정하기 위한 수단 상기 조절가능한 임피던스 장치의 임피던스의 소정의 값과 상기 측정된 실제 임피던스 값을 비교하고 불일치 양을 결정하기 위한 수단; 및 상기 불일치를 기초로하여, 상기 조절가능한 임피던스 장치에 인가된 각각의 제어신호의 평가된 값을 수정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 임피던스 매칭 네트워크 [청구항 30] 제 29 항에 있어서,상기 각각 조절가능한 임피던스 장치의 실제 임피던스를 측정하기 위한 수단은,상기 각각 조절가능한 임피던스 장치에 공급되는 실제 전압, 및 상기 장치를 통과하는 실제 전류를 측정하기 위한 수단; 및상기 조절가능한 임피던스 장치에서 측정된 전압을 상기 장치를 통과하는 측정된 전류로 나눔으로써 상기 각각 조절가능한 임피던스 장치의 실제 임피던스를 계산하기 위한수단더포함하는것을특징으로 하는임피던스 매칭 네트워크. [청구항 34] 부하 임피던스가 네트워크의 출력에 연결될 때 목표된 입력 임피던스를 제공 하기 위한 임피던스 매칭 네트워크에 있어서, 입력(20); 부하 임피던스(12)에 연결된 출력(22) 전기신호(56,79)에 응답하여 조절가능한 임피던스값을 가지는 조절가능한 임피던스 장치(74,78) 네트워크에서 전기신호를 측정하기 위한 수단(30) 상기 적어도 하나의 전기신호로부터 상기 네트워크의 입력에서의 반사 계수의 크기를 결정하기 위한 수단(30) 반사 계수의 크기를 감소시킬 수 있는 조절가능한 임피던스 장치의 임피던스에 대한 최적 임피던스값을 결정하기 위한 네트워크 모델(32, 36, 38) 최근 이전에 형성된 목표된 임피던스값으로부터 최적 임피던스 조절값과 반사 계수와의 곱을 뺌으로써 상기 조절가능한 임피던스 장치에 대한 목표된 현재 임피던스값(36)을 결정하기 위한 수단(34); 및 상기 조절가능한 임피던스 장치의 임피던스를 상기 목표된 현재 임피던스값으로 조절하는 제어신호(56,79)를 상기 조절가능한 임피던스 장치에 공급하기 위한 임피던스 제어수단(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 임피던스 매칭 네트워크