KR20170103661A - 보다 저 주파수 rf 생성기의 기간 동안 보다 고 주파수 rf 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키고 그리고 반사된 전력을 감소시키도록 관계를 사용하기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

Abstract

보다 저 주파수 RF (radio frequency) 생성기의 기간 동안 보다 고 주파수 RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키고 그리고 반사된 전력을 감소시키도록 관계를 사용하기 위한 시스템들 및 방법들이 개시된다. 보다 저 주파수 RF 생성기의 기간 동안 보다 고 주파수 RF 생성기를 튜닝함으로써, 보다 고 주파수 RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키기 위해 보다 고 주파수 RF 생성기의 정밀한 제어가 달성된다. 또한, 반사된 전력을 감소시키도록 관계를 사용함으로써, 웨이퍼의 프로세싱 동안 시간이 절약된다.

Description

보다 저 주파수 RF 생성기의 기간 동안 보다 고 주파수 RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키고 그리고 반사된 전력을 감소시키도록 관계를 사용하기 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR REDUCING POWER REFLECTED TOWARDS A HIGHER FREQUENCY RF GENERATOR DURING A PERIOD OF A LOWER FREQUENCY RF GENERATOR AND FOR USING A RELATIONSHIP TO REDUCE REFLECTED POWER}

본 실시예들은 보다 저 주파수 RF (radio frequency) 생성기의 기간 동안 보다 고 주파수 RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키고 그리고 반사된 전력을 감소시키도록 관계를 사용하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

플라즈마 시스템들은 플라즈마 프로세스들을 제어하도록 사용된다. 플라즈마 시스템은 복수의 RF 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 보다 저 주파수 RF 생성기의 기간 동안 보다 고 주파수 RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키고 그리고 반사된 전력을 감소시키도록 관계를 사용하기 위한 장치, 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, 보다 고 주파수 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 RF 주파수는 보다 저 주파수 RF 생성기의 RF 신호의 기간 내에서 가변한다. 예를 들어, 보다 고 주파수 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 다양한 주파수 값들은 모델 시스템을 사용하여 결정되고 그리고 보다 저 주파수 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 동안 인가된다.

몇몇의 실시예들에서, 모델 시스템은 보다 저 주파수 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호에 의해 생성된 부하 임피던스 변동들의 존재시 임피던스 매칭 네트워크를 튜닝하도록 사용된다. 예를 들어, 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값은 모델 시스템을 사용하여 계산되고 그리고 보다 저 주파수 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 동안 인가된다.

다양한 실시예들에서, 모델 시스템은 튜닝 (tune) 궤적들, 예를 들어, 튜닝 다항식들, 튜닝 관계들, 등을 계산하도록 사용된다. 웨이퍼의 프로세싱 동안 모델 시스템을 사용하는 대신, 임피던스 매칭 네트워크는 예상된 동작 공간에 걸치는, 부하 임피던스 값들의 실수부와 부하 임피던스 값들의 허수부의 2차원 격자 상의 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값을 미리 계산함으로써 특성을 나타낸다. 그러므로 최적의 RF 주파수는 부하 임피던스 값들의 실수부, 부하 임피던스 값들의 허수부, 및 결합된 가변 커패시턴스 값들의 3차원 격자 상에서 계산된다. 다양한 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들에 대한 제 1 피트 (fit) 및 다양한 최적의 RF 주파수들에 대한 제 2 피트는 해결책들로서 다항식 함수들을 발생시킨다. 제 1 피트의 예는 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값 = Function(Re(Z Load), Im(Z Load)) 이다는 것이고, 여기서 Zload는 부하 임피던스 값이고, Re는 부하 임피던스 값의 실수부이고, 그리고 Im은 부하 임피던스 값의 허수부이다. 제 2 피트의 예는 미리 결정된 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값에서 최적의 RF 주파수 = Function (Re(Z Load), Im(Z Load), 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값) 이다는 것이다.

본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들의 일부 이점들은 보다 고 주파수 RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키도록 보다 저 주파수 RF 생성기의 RF 사이클 각각 동안 RF 값들을 결정하는 것을 포함한다. 모델 시스템은 보다 저 주파수 RF 생성기의 RF 사이클 각각 동안 RF 값들을 결정하도록 사용된다. RF 값들은 보다 저 주파수 RF 생성기의 RF 사이클 동안, 보다 고 주파수 RF 생성기의 출력부에서 계산된 파라미터 값들로부터 계산된다. 결정되는 RF 값들은 파라미터 값들이 계산되는 동안 RF 사이클에 이어지는 보다 저 주파수 RF 생성기의 RF 사이클 동안, 보다 고 주파수 RF 생성기에 인가된다. RF 값들의 인가는 보다 저 주파수 RF 생성기의 RF 사이클 각각 동안 보다 고 주파수 RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 명확히 감소시킨다.

본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들의 다른 이점들은 웨이퍼의 프로세싱 동안 최적의 RF 값들 및/또는 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들을 결정하도록 모델 시스템을 사용하지 않는다는 것을 포함한다. 최적의 RF 값들 및/또는 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들은 웨이퍼의 프로세싱 전에 미리 결정된다. 웨이퍼의 프로세싱 동안, 최적의 RF 값들 및/또는 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들은 프로세서에 의해 액세스되고 (accessed) 그리고 모델 시스템을 사용하여 결정되는 부하 임피던스 값들에 기초하여 인가된다. 최적의 RF 값들 및/또는 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들의 사전 계산은 웨이퍼의 프로세싱 동안 시간을 절약한다.

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

실시예들은 첨부된 도면들과 함께 취해진 다음의 기술을 참조하여 이해된다.
도 1은 x ㎒ (megahertz) RF 생성기에 의해 생성된 무선 주파수 (RF) 신호의 기간 P1 동안 복수의 부하 임피던스들 ZL(P1)n의 생성을 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 2는 복수의 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 결정하기 위해 복수의 무선 주파수 값들 RF1(P1)o 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 3은 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P(1+m) 동안 모델 시스템을 사용하여 복수의 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n의 생성을 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 4는 복수의 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 결정하기 위해 무선 주파수 값들 RF(P1)n 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 5는 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P(1+m+q) 동안 웨이퍼를 프로세싱하도록 커패시턴스 값 Coptimum(P(1+m)) 의 사용, 및 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 6은 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 복수의 기간들을 예시하기 위한 그래프들의 실시예들을 도시하고 그리고 복수의 기간들은 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 내에서 발생한다.
도 7a는 플라즈마 챔버의 다양한 프로세스 조건들에 대해 부하 임피던스 Zload의 값들로부터 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들 Coptimum의 생성을 예시하기 위한 그래프의 실시예이다.
도 7b는 모델 시스템의 입력부에서의 전압 반사 계수 Γ가 0인 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들 Coptimum의 생성을 예시하기 위한 모델 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 7c는 표 및 다항식의 실시예이고, 표 및 다항식 양자는 웨이퍼가 프로세싱되기 전에 모델 시스템을 적용함으로써 프로세서에 의해 생성된다.
도 8a는 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들 Coptimum으로부터 그리고 부하 임피던스 값들 Zload로부터 최적의 RF 값들의 생성을 예시하기 위한 그래프의 실시예이다.
도 8b는 부하 임피던스 값들 ZloadQ 및 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값 CoptimumQ로부터 최적의 RF 값 RFoptimumQ의 생성을 예시하기 위한 모델 시스템의 실시예이다.
도 8c는 부하 임피던스 값들 Zload, 최적의 커패시턴스 값들 Coptimum, 및 복수의 최적의 무선 주파수 값들 RFoptimum 사이의 대응을 포함하는 표의 실시예이다.
도 9는 모델 시스템의 입력부에서의 반사 계수가 0인 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값 CoptimumQ 및 최적의 RF 값 RFoptimumQ의 생성을 예시하기 위한 모델 시스템의 실시예의 다이어그램이다.
도 10은 부하 임피던스 값 ZloadQ에 기초하여 최적의 값들 RFoptimumQ 및 CoptimumQ의 인가를 예시하기 위한 플라즈마 시스템의 실시예의 블록도이다.
도 11은 y ㎒ RF 생성기가 60 ㎒ RF 생성기일 때 임피던스 매칭 네트워크의 입력 임피던스의 변동을 예시하기 위한 그래프의 실시예이다.
도 12는 y ㎒ RF 생성기가 60 ㎒ RF 생성기일 때 y ㎒ RF 생성기를 향하여 반사된 전압의 Fourier 변환을 예시하기 위한 그래프의 실시예이다.

다음의 실시예들은 보다 저 주파수 RF 생성기의 기간 동안 보다 고 주파수 RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키고 그리고 반사된 전력을 감소시키도록 관계를 사용하기 위한 시스템들 및 방법들을 기술한다. 본 실시예들은 이들 특정한 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 x ㎒ (megahertz) RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P1 동안 모델 시스템 (102) 을 사용하여 복수의 부하 임피던스들 ZL(P1)n의 생성을 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (100) 의 실시예의 다이어그램이다. 플라즈마 시스템 (100) 은 x ㎒ RF 생성기, y ㎒ RF 생성기, 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 커패시턴들은 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 (106) 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. 예시를 위해, 서로 병렬로 연결되는 2 개 이상의 커패시터들의 결합된 커패시턴스는 커패시터들의 커패시턴스들의 합이다. 또 다른 예시로서, 서로 직렬로 연결되는 2 개 이상의 커패시터들의 결합된 커패시턴스는 커패시터들의 커패시턴스들의 역수들의 합의 역수이다. 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 예는 출원 번호 제 14/245,803 호를 가진 특허 출원에 제공된다.

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, y ㎒ 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, 그리고 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 모델의 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.

x ㎒ RF 생성기는 RF 신호를 생성하기 위한 RF 전력 공급부 (121) 를 포함한다. RF 전력 공급부 (121) 는 또한 x ㎒ RF 생성기의 출력부인 출력부 (123) 를 갖는다. 출력부 (123) 는 RF 케이블 (127) 을 통해 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 입력부 (125) 에 연결된다. x ㎒ RF 생성기는 부가적인 분기부의 입력부 (125) 를 통해 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 부가적인 분기부에 연결되고, 그리고 부가적인 분기부는 y ㎒ RF 생성기가 분기 회로의 입력부 (128) 에 연결되는 분기 회로와 상이하다. 예를 들어, 부가적인 분기부는 입력부 (128) 에 연결되는 분기 회로 내의 하나 이상의 레지스터들, 및/또는 하나 이상의 커패시터들, 및/또는 하나 이상의 인덕터들의 조합과 상이한 하나 이상의 레지스터들, 및/또는 하나 이상의 커패시터들, 및/또는 하나 이상의 인덕터들의 조합을 포함한다. 입력부 (125) 에 연결된 부가적인 분기부 및 입력부 (128) 에 연결된 분기 회로 양자는 출력부 (140) 에 연결된다.

게다가, y ㎒ RF 생성기는 RF 신호를 생성하기 위한 RF 전력 공급부 (122) 를 포함한다. y ㎒ RF 생성기는 y ㎒ RF 생성기의 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) 및 출력부 (140) 를 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 y ㎒ RF 생성기에 연결되는 분기 회로의 일부인 가변 커패시터에 연결된다.

임피던스 매칭 네트워크 (106) 가 y ㎒ 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.

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.

3 개의 RF 생성기들, 예를 들어, x, y, 및 z ㎒ RF 생성기들, 등이 플라즈마 챔버 (108) 내에서 사용되는 경우에, x ㎒ RF 생성기는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 입력부 (125) 에 연결되고, y ㎒ RF 생성기는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 입력부 (128) 에 연결되고, 그리고 RF 생성기들 중 제 3 RF 생성기는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 제 3 입력부에 연결된다는 것이 주의되어야 한다. 출력부 (140) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 부가적인 분기부를 통해 입력부 (125) 에 연결되고 그리고 출력부 (140) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로를 통해 입력부 (128) 에 연결된다. 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 (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.

x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P1 동안, x ㎒ RF 생성기의 주파수보다 고 주파수를 갖는 y ㎒ RF 생성기가 복수의 무선 주파수 값들 RF1(P1)o에서 동작되고, 여기서 o는 0보다 큰 정수이다. 무선 주파수 값들 RF1(P1)o의 예들은 RF1(P1)1, RF1(P1)2, RF1(P1)3, 등을 포함한다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 기간 P1 동안 무선 주파수 값들 RF1(P1)o 및 복수의 전력 레벨들을 포함하는 레시피를 y ㎒ RF 생성기에 제공한다.

다양한 실시예들에서, x 및 y ㎒ RF 생성기들 각각은 호스트 컴퓨터 시스템 (110) 내의 프로세서 (134) 로부터 또는 클록 소스, 예를 들어, 오실레이터 (oscillator), 등으로부터 클록 신호를 수신한다. x ㎒ RF 생성기의 기간 P1 동안, y ㎒ RF 생성기는 복수의 기간들을 가진 RF 신호를 생성한다. 예를 들어, 클록 신호를 수신할시, 클록 신호의 클록 사이클 동안, x ㎒ RF 생성기는 클록 사이클 동안, 반복되는, 기간 P1을 가진 RF 신호를 생성한다. 예시를 위해, x ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호는 기간 P1로 반복된다. 게다가, 이 예에서, 클록 신호를 수신할시, 클록 신호의 클록 사이클 동안, y ㎒ RF 생성기는 기간 P1 내에 복수의 기간들을 가진 RF 신호를 생성한다. 예시를 위해, y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호는 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 일 오실레이션인, 오실레이션들 (oscillations) 을 기간 P1 동안 복수 회 반복한다.

x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P1 동안, y ㎒ RF 생성기는 호스트 컴퓨터 시스템 (110) 및 y ㎒ RF 생성기에 연결되는 네트워크 케이블 (138) 을 통해 레시피를 수신하고, 그리고 y ㎒ RF 생성기의 디지털 신호 프로세서 (DSP) 는 RF 전력 공급부 (122) 에 레시피를 제공한다. RF 전력 공급부 (122) 는 레시피에 규정된 무선 주파수 값들 RF1(P1)o 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(P1)o을 가진 RF 신호를 수신한다. 게다가, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 부가적인 분기부는 x ㎒ RF 생성기의 출력부 (123) 로부터 RF 케이블 (127) 및 입력부 (125) 를 통해 RF 신호를 수신한다. x 및 y ㎒ RF 생성기들로부터 RF 신호들을 수신할시, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 RF 신호인 수정된 신호를 생성하도록 임피던스 매칭 네트워크 (106) 에 연결된 부하의 임피던스와 임피던스 매칭 네트워크 (106) 에 연결된 소스의 임피던스를 매칭한다. 부하의 예들은 플라즈마 챔버 (108) 및 RF 전송선 (132) 을 포함한다. 소스의 예들은 RF 케이블 (127), RF 케이블 (130), x ㎒ RF 생성기, 및 y ㎒ RF 생성기를 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(P1)o을 가진 RF 신호가 생성되는 시간 동안, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 결합된 가변 커패시턴스 C1을 갖고, 그리고 x ㎒ RF 생성기는 기간 P1의 RF 신호를 생성하고, 센서 (124) 는 출력부 (126) 에서 복수의 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n을 센싱하고 그리고 네트워크 케이블 (136) 을 통해 프로세서 (134) 로 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n을 제공하고, 여기서 n은 0보다 큰 정수이다. 예를 들어, 기간 P1 동안, 센서 (124) 는 미리 결정된 기간의 시간 간격들에서, 예를 들어, 0.3 마이크로초마다, 0.5 마이크로초마다, 0.1 마이크로초마다, 마이크로초의 일정한 분율로, 0.v 마이크로초마다, 등으로 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n을 측정하고, 여기서 n은 시간 간격들의 수이고 그리고 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n의 수와 동일하고, 그리고 v는 0보다 크고 10보다 작은 실수이다. 추가의 예시를 위해, 센서 (124) 는 기간 P1 동안, 기간 P1의 시작으로부터 0.3 마이크로초에서 전압 반사 계수 Γmi(P1)1을 측정하고 그리고 기간 P1의 시작으로부터 0.6 마이크로초에서 전압 반사 계수 Γmi(P1)2를 측정한다. 전압 반사 계수의 예는 플라즈마 챔버 (108) 로부터 y ㎒ RF 생성기를 향하여 반사된 전압과 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호에 공급된 전압의 비를 포함한다.

또 다른 예로서, 400 ㎑ RF 신호의 기간 P1은 8 개의 서브-기간들, 예를 들어, ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5, ΔT6, ΔT7, ΔT8로 분할된다. 이들 서브-기간들 각각은 P1/8과 같은 짧은 시간 간격, 또는 약 0.v 마이크로초, 등이다. 일부 실시예들에서, 400 ㎑ 주파수가 350 내지 450 ㎑로 가변하기 때문에, 이들 서브-기간들 각각의 지속기간은 프로세서 (134) 에 의해 보다 길어지거나 보다 짧아지게 되고, 그리고 서브-기간들의 수는 프로세서 (134) 에 의해 증가되거나 감소된다. 400 ㎑ RF 신호의 기간 P1의 시작이 프로세서 (134) 에 의해 검출되고 그리고 기간의 시작이 서브-기간 ΔT1의 시작을 마킹하고 (mark) 그리고 부가적인 ΔT2 내지 ΔT8 각각은 시퀀스로 서브-기간 ΔT1에 이어진다. 60 ㎒ RF 생성기와 연관된 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n의 8 개의 측정들, 예를 들어, Γmi(P1)1, Γmi(P1)2, Γmi(P1)3, Γmi(P1)4, Γmi(P1)5, Γmi(P1)6, Γmi(P1)7, Γmi(P1)8이 이루어진다. 일부 실시예들에서, 8 개의 측정들이 기간 P1 동안 이루어진다. 다양한 실시예들에서, 8 개의 측정들, Γmi(P1)1, Γmi(P1)2, Γmi(P1)3, Γmi(P1)4, Γmi(P1)5, Γmi(P1)6, Γmi(P1)7, 및 Γmi(P1)8이 400 ㎑ RF 신호의 복수의 기간들, 예를 들어, 기간 P1 및 기간 P(1+1) 및 기간 P(1+2), 등 동안 이루어진다. 8 개의 측정들은 일 예이고, 일부 실시예들에서, 전압 반사 계수들의 임의의 수의 측정들이 기간 P1 동안 또는 복수의 기간들 동안 이루어진다는 것이 주의되어야 한다.

프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n으로부터 복수의 임피던스들 Zmi(P1)n을 계산한다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 Γmi(P1)1 = (Zmi(P1)1 - Zo)/(Zmi(P1)1 + Zo) 인 방정식 (1) 을 적용하고 Zmi(P1)1에 대해 풀어서 임피던스 Zmi(P1)1을 계산하고, 여기서 Zo은 RF 전송선 (132) 의 특성 임피던스이다. 또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 Γmi(P1)2 = (Zmi(P1)2 - Zo)/(Zmi(P1)2 + Zo) 인 방정식 (2) 을 적용하고 Zmi(P1)2에 대해 풀어서 임피던스 Zmi(P1)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 Zmi(P1)n을 측정하고 그리고 임피던스 Zmi(P1)n을 네트워크 케이블 (136) 을 통해 프로세서 (134) 에 제공한다.

임피던스 Zmi(P1)n은 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에 프로세서 (134) 에 의해 인가되고 그리고 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 복수의 부하 임피던스들 ZL(P1)n을 계산하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다. 모델 시스템 (102) 은 결합된 가변 커패시턴스 C1 및 복수의 무선 주파수 값들 RF1(P1)o을 갖도록 프로세서 (134) 에 의해 초기화된다. 예를 들어, 임피던스 Zmi(P1)1은 부하 임피던스 ZL(P1)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(P1)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 ZL(P1)1을 생성하도록, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서 수신된 임피던스 Zmi(P1)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 Zmi(P1)2는 부하 임피던스 ZL(P1)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(P1)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 ZL(P1)2를 생성하도록, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서 수신된 임피던스 Zmi(P1)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, 측정된 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n 각각은 미리 할당된 가중치에 따라 프로세서 (134) 에 의해 가중된다. 프로세서 (134) 에 의해 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n에 인가된 가중치들은 프로세서 (134) 에 의해 입력 디바이스를 통해 입력들로서 수신되고 그리고 이하에 기술되는 엔지니어링 지식 및/또는 프로세스 조건들에 기초하여 결정된다. 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n을 인가하는 대신, 가중 전압 반사 계수들 wΓmi(P1)n은 부하 임피던스들 ZL(P1)n을 결정하도록 모델 시스템 (102) 에 인가되고, 여기서 w 각각은 미리 할당된 가중치이다.

도 2는 복수의 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 결정하기 위해 무선 주파수 값들 RF1(P1)o 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 의 실시예의 다이어그램이다. 무선 주파수 값들 RF(P1)n 각각에 대해, 기간 P1 동안 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ(P1)n은 최소 값이다. 프로세서 (134) 는 부하 임피던스들 ZL(P1)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 복수의 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 계산한다. 무선 주파수 값들 RF(P1)n 각각에 대해, 전압 반사 계수 Γ(P1)은 전압 반사 계수 Γ(P1)의 복수의 값들 중 최소 값이다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 기간 P1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z1을 생성하는 무선 주파수 값 RF(P1)1을 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(P1)1 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL(P1)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하는 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z1로부터 전압 반사 계수 Γ(P1)1을 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 기간 P1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z2를 생성하는 무선 주파수 값 RF(P1)1_1을 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(P1)1 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL(P1)1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하는 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z2로부터 전압 반사 계수 Γ(P1)2를 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(P1)1이 전압 반사 계수 Γ(P1)2 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(P1)1이 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RF1(P1)1임을 결정한다.

또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 기간 P1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z3을 생성하는 무선 주파수 값 RF(P1)2를 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(P1)2 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL(P1)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (2) 을 사용하는 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z3으로부터 전압 반사 계수 Γ(P1)3을 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 기간 P1 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z4를 생성하는 무선 주파수 값 RF(P1)2_2를 결정하기 위해, 무선 주파수 RF1(P1)2 및 가변 커패시턴스 C1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL(P1)2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (2) 을 사용하는 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z4로부터 전압 반사 계수 Γ(P1)4를 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(P1)3이 전압 반사 계수 Γ(P1)4 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(P1)3이 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RF(P1)2임을 결정한다.

값 ZL(P1)1은 기간 P1의 시작으로부터 그리고 기간 P1 동안 제 1 시간 기간, 예를 들어, t1, 등의 끝에서 측정되는 값 Zmi(P1)1으로부터 결정된다는 것이 주의되어야 한다. 값 ZL(P1)2는 제 1 시간 기간으로부터 그리고 기간 P1 동안 제 2 시간 기간, 예를 들어, t2, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi(P1)2로부터 결정된다. 제 2 시간 기간 t2는 제 1 시간 기간 t1에 대해 연속적이고 그리고 제 1 시간 기간 t1의 길이와 같다. 다양한 실시예들에서, 전압 반사 계수 Γ(P1)1은 제 1 시간 기간 t1 동안 모든 전압 반사 계수들 중에서 최소 값이고 그리고 전압 반사 계수 Γ(P1)2는 제 2 시간 기간 t2 동안 모든 전압 반사 계수들 중에서 최소 값이다.

일부 실시예들에서, 비선형 최소 제곱 최적화 루틴은 부하 임피던스 ZL(P1)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 실행된다. 무선 주파수 값들 RF(P1)n 각각에 대해, 기간 P1 동안 전압 반사 계수 Γ(P1)n은 최소 값이다. 다양한 실시예들에서, 미리 결정된 방정식들은 부하 임피던스 ZL(P1)n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 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.

다양한 실시예들에서, 기간 P1 동안 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)의 값은 무선 주파수 값들 RF(P1)n에 더하여 또는 무선 주파수 값들 RF(P1)n 대신 프로세서 (134) 에 의해 계산된다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수들 Γ(P1)n의 가중 평균이 최소 값인 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)을 계산한다. 예시를 위해, 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γ(P1)n의 가중 평균을 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γ(P1)n의 가중 평균이 최소 값인 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)을 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL(P1)n을 역방향으로 전파한다. 예시를 위해, 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γ(P1)n의 가중 평균이 제 1 값을 갖는 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)1을 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스들 ZL(P1)n 중 임의의 부하 임피던스, 예를 들어, ZL(P1)1 또는 ZL(P1)2, 등을 역방향으로 전파한다. 부하 임피던스들 ZL(P1)n 중 임의의 부하 임피던스가 역방향으로 전파될 때, 모델 시스템 (102) 은 대응하는 무선 주파수 값들 RF1(P1)n 중 임의의 무선 주파수 값 및 가변 커패시턴스 C1로 초기화된다. 예를 들어, 부하 임피던스 ZL(P1)1이 역방향으로 전파될 때, 모델 시스템 (102) 은 대응하는 무선 주파수 값 RF1(P1)1로 초기화되고 그리고 부하 임피던스 ZL(P1)2가 역방향으로 전파될 때, 모델 시스템 (102) 은 대응하는 무선 주파수 값 RF1(P1)2로 초기화된다. 계속해서 추가의 예시를 위해, 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γ(P1)n의 가중 평균이 제 2 값을 갖는 또 다른 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)2를 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스들 ZL(P1)n 중 임의의 부하 임피던스를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 제 1 값이 제 2 값 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수들 Γ(P1)n의 가중 평균이 최소 값인 최적의 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)이 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)1임을 결정한다. 가중 평균을 생성하도록 전압 반사 계수들 Γ(P1)n 각각의 가중치는 프로세서 (134) 에 의해 입력 디바이스로부터 수신된다는 것이 주의되어야 한다.

다양한 실시예들에서, 센서 (124) (도 1) 로부터 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n의 n 개의 측정값들을 획득하는 대신, 전압 반사 계수들 Γmi(P1)q의 q 개의 측정값들이 센서 (124) 에 의해 생성되고, 여기서 q는 n보다 크고 0보다 큰 정수이다. 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 부하 임피던스들 ZL(P1)q의 q 개의 값들을 생성하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 전압 반사 계수들 Γmi(P1)q를 순방향으로 전파한다. 모델 시스템 (102) 은 가변 커패시턴스 C1 및 값들 RF1(P1)o을 갖도록 초기화된다. 프로세서 (134) 는 부하 임피던스들 ZL(P1)q를 n 개의 같은 세그먼트들로 분할하고 그리고 n 개의 세그먼트들 각각에서 부하 임피던스들의 평균을 계산한다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 10 개의 측정값들, ZL(P1)1 내지 ZL(P1)10의 제 1 평균을 계산하고 그리고 10 개의 측정값들, ZL(P1)11 내지 ZL(P1)20의 제 2 평균을 계산하고, 여기서 1, 10, 11, 및 20은 q의 예들이다. 제 1 평균은 부하 임피던스들 ZL(P1)n 중 일 부하 임피던스의 예이고 그리고 제 2 평균은 부하 임피던스들 ZL(P1)n 중 또 다른 부하 임피던스의 예이다.

일부 실시예들에서, 전압 반사 계수 Γ(P1)n을 최소화하는 대신, 또 다른 파라미터, 예를 들어, 전력 반사 계수, 등이 입력부 (142) 에서 최소화된다.

도 3은 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P(1+m) 동안 모델 시스템 (102) 을 사용하여 복수의 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n의 생성을 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (100) 의 실시예의 다이어그램이고, 여기서 m은 0보다 큰 정수이다. 기간 P(1+m)은 기간 P1에 이어진다. 예를 들어, x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 제 1 오실레이션에 RF 신호의 제 2 오실레이션이 바로 이어진다. 제 2 오실레이션은 제 1 오실레이션에 대해 연속적이고 그리고 제 1 오실레이션과 제 2 오실레이션 사이에 다른 오실레이션은 없다. 제 2 오실레이션은 시간 기간 P2를 갖고 그리고 제 1 오실레이션은 시간 기간 P1을 갖는다. 일부 실시예들에서, 시간 기간 P2의 길이는 시간 기간 P1의 길이와 동일하다. 또 다른 예로서, x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 제 1 오실레이션에 RF 신호의 제 2 오실레이션이 바로 이어지지 않지만 하나 이상의 오실레이션들이 바로 이어지고, 하나 이상의 오실레이션들에 기간 P(1+m)의 (1+m)번째 오실레이션이 추가로 바로 이어진다. (1+m)번째 오실레이션은 제 1 오실레이션에 대해 연속적이지 않고 그리고 제 1 오실레이션과 (1+m)번째 오실레이션 사이에 하나 이상의 개재된 오실레이션들이 있다. 일부 실시예들에서, 기간 P(1+m)에 의해 커버된 클록 사이클의 시간량은 기간 P1에 의해 커버된 클록 사이클의 시간량과 동일하다.

x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P(1+m) 동안, 프로세서 (134) 는 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 포함하도록 레시피를 수정하고 그리고 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 y ㎒ RF 생성기에 제공한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 기간 P(1+m) 동안 스텝 가변 커패시턴스 값 Cstep1을 결정한다. 예시를 위해, 400 ㎑ RF 생성기의 사이클 P(1+m)의 시작이 프로세서 (134) 에 의해 검출되고 그리고 무선 주파수 값 RF(P1)1은 RF 신호의 기간 P(1+m)의 제 1 부분 동안, 예를 들어, 사이클 P(1+m)의 제 1의 1/8번째 부분, 등 동안 인가된다. 연속하여, 무선 주파수 값 RF(P1)2는 RF 신호의 기간 P(1+m), 등의 제 2 부분 동안, 예를 들어, 사이클 P(1+m)의 제 2의 1/8번째 부분, 등 동안 인가된다. 기간 P(1+m)의 제 2 부분은 기간 P(1+m)의 제 1 부분에 대해 연속적이다. 스텝 가변 커패시턴스 값 Cstep1은 값 C1로부터 값 Coptimum(P1)의 방향으로 일 스텝이다.

임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 대응하는 하나 이상의 가변 커패시터들의 하나 이상의 커패시턴스들이 C1로부터 Coptimum(P1)을 향하여 변화하게 수정될 때, 하나 이상의 가변 커패시터들은 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 RF 주파수의 변화에 대해 충분히 느리게 이동한다는 것이 주의되어야 한다. 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스를 값 Coptimum(P1)로 설정하는 대신, 프로세서 (134) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스가 값 Cstep1로 설정되도록 드라이브 어셈블리 (112) 를 제어한다. 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 가진 RF 신호를 생성하도록 y ㎒ RF 생성기에 의해 걸린 시간보다 임피던스 매칭 네트워크 (106) 가 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)을 달성하는데 시간이 더 걸리고, 예를 들어, 대략 초, 등이 걸린다. 예를 들어, y ㎒ RF 생성기가 무선 주파수 RF1(P1)o으로부터 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 달성하는데 대략 마이크로초가 걸린다. 그 결과, y ㎒ RF 생성기의 입력부 (126) 에서 전압 반사 계수 Γ(P1)n이 최소 값이도록 값들 RF1(P1)o으로부터 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 달성하는 동시에 값 C1로부터 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)을 바로 달성하는 것이 어렵다. 그러므로, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 가변 커패시턴스는 기간 P(1+m) 동안 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)을 향하는 방향으로 스텝들, 예를 들어, Cstep1 등으로 조정된다.

프로세서 (134) 는 기간 P(1+m) 동안 무선 주파수 값들 RF(P1)n에서 동작하도록 y ㎒ RF 생성기를 더 제어한다. 무선 주파수들 RF(P1)n 및 가변 커패시턴스 Cstep1에 대해, RF 생성기 (104) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로로 지나가는, 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 가진 RF 신호를 생성한다. 게다가, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 부가적인 분기부는 x ㎒ RF 생성기의 출력부 (123) 로부터 RF 케이블 (127) 및 입력부 (125) 를 통해 RF 신호를 수신한다. x 및 y ㎒ RF 생성기들로부터 RF 신호들을 수신할시, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 하부 전극 (118) 으로 제공되는 수정된 신호를 생성한다. 값들 RF(P1)n이 값들 RF(P1)o 대신 사용될 때, 보다 적은 전력량은 기간 P1과 비교하여 기간 P(1+m) 동안 y ㎒ RF 생성기를 향하여 반사된다.

기간 P(1+m) 동안, RF 생성기 (104) 가 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 가진 RF 신호를 생성하고 그리고 결합된 가변 커패시턴스가 Cstep1일 때, 센서 (124) 는 출력부 (126) 에서 복수의 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m)n을 측정한다. 예로서, 400 ㎑ RF 신호의 기간 P(1+m)은 8 개의 서브-기간들, 예를 들어, ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5, ΔT6, ΔT7, ΔT8로 분할된다. 이들 서브-기간들 각각은 P(1+m)/8과 같은 짧은 시간 간격, 또는 약 0.v 마이크로초, 등이다. 일부 실시예들에서, 400 ㎑ 주파수가 350 내지 450 ㎑로 가변하기 때문에, 이들 서브-기간들 각각의 지속기간은 프로세서 (134) 에 의해 보다 길어지거나 보다 짧아지게 되고, 그리고 서브-기간들의 수는 프로세서 (134) 에 의해 증가되거나 감소된다. 400 ㎑ RF 신호의 기간 P(1+m)의 시작이 프로세서 (134) 에 의해 검출되고 그리고 기간의 시작이 서브-기간 ΔT1의 시작을 마킹하고 그리고 부가적인 ΔT2 내지 ΔT8 각각은 시퀀스로 서브-기간 ΔT1에 이어진다. 60 ㎒ RF 생성기와 연관된 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m)n의 8 개의 측정들, 예를 들어, Γmi(P(1+m))1, Γmi(P(1+m))2, Γmi(P(1+m))3, Γmi(P(1+m))4, Γmi(P(1+m))5, Γmi(P(1+m))6, Γmi(P(1+m))7, Γmi(P(1+m))8이 이루어진다. 일부 실시예들에서, 8 개의 측정들이 기간 P(1+m) 동안 이루어진다. 다양한 실시예들에서, 8 개의 측정들, Γmi(P(1+m))1, Γmi(P(1+m))2, Γmi(P(1+m))3, Γmi(P(1+m))4, Γmi(P(1+m))5, Γmi(P(1+m))6, Γmi(P(1+m))7, 및 Γmi(P(1+m))8이 400 ㎑ RF 신호의 복수의 기간들, 예를 들어, 기간 P(1+m) 및 기간 P(1+m+1) 및 기간 P(1+m+2), 등 동안 이루어진다. 8 개의 측정들은 일 예이고, 일부 실시예들에서, 전압 반사 계수들의 임의의 수의 측정들이 기간 P(1+m) 동안 또는 복수의 기간들 동안 이루어진다는 것이 주의되어야 한다.

기간 P(1+m) 동안, 센서 (124) 는 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m))n을 네트워크 케이블 (136) 을 통해 프로세서 (134) 에 제공한다. 프로세서 (134) 는 임피던스들 Zmi(P1)n이 전압 반사 계수들 Γmi(P1)n으로부터 생성되는 상기에 기술된 동일한 방식으로 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m))n으로부터 복수의 임피던스들 Zmi(P(1+m))n을 생성한다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 기간 P(1+m)의 시작으로부터 기간 P(1+m)의 제 1 시간 기간 t1 동안 측정되는 전압 반사 계수 Γmi(P(1+m))1로부터 임피던스 값 Zmi(P(1+m))1을 생성한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 기간 P(1+m)의 시작으로부터인, 시간 기간 t1의 끝으로부터 기간 P(1+m)의 제 2 시간 기간 t2의 끝에서 측정되는 전압 반사 계수 Γmi(P(1+m))2로부터 임피던스 값 Zmi(P(1+m))2를 생성한다.

게다가, 모델 시스템 (102) 이 기간 P(1+m) 동안 무선 주파수 값들 RF(P1)n 그리고 기간 P(1+m) 동안 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정될 때, 임피던스들 Zmi(P(1+m))n은, 부하 임피던스들 ZL(P1)n이 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 임피던스들 Zmi(P1)n으로부터 출력부 (144) 에서 생성되는 동일한 방식으로 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n을 생성하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 순방향으로 전파된다.

다양한 실시예들에서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1은 결합된 가변 커패시턴스 C1과 비교할 때 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)에 가깝다. 예를 들어, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1은 결합된 가변 커패시턴스 C1보다 크고, 그리고 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)은 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1보다 크다. 또 다른 예로서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1은 결합된 가변 커패시턴스 C1보다 작고, 그리고 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P1)은 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1보다 작다.

일부 실시예들에서, 센서 (124) 로부터 수신된 전압 반사 계수, 예를 들어, Γmi(P1)n, Γmi(P(1+m))n, 등으로부터 임피던스, 예를 들어, 임피던스들 Zmi(P1)n, Zmi(P(1+m))n, 등을 생성하는 대신, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 복수의 대응하는 부하 전압 반사 계수들, 예를 들어, ΓL(P1)n, ΓL(P(1+m))n, 등을 생성하도록 전압 반사 계수를 수신한다. 복수의 대응하는 부하 전압 반사 계수들은 부하 임피던스들, 예를 들어, ZL(P1)n, ZL(P(1+m))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, 측정된 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m))n 각각은 미리 할당된 가중치에 따라 프로세서 (134) 에 의해 가중된다. 프로세서 (134) 에 의해 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m))n에 인가된 가중치들은 프로세서 (134) 에 의해 입력 디바이스를 통해 입력들로서 수신되고 그리고 엔지니어링 지식 및/또는 프로세스 조건들에 기초하여 결정된다. 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m))n을 인가하는 대신, 가중 전압 반사 계수들 wΓmi(P(1+m))n은 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n을 결정하도록 모델 시스템 (102) 에 인가되고, 여기서 w 각각은 미리 할당된 가중치이다.

다양한 실시예들에서, 값 Coptimum(P1) 및 값 Cstep1은 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 결정하지 않고 그리고 무선 주파수 값들 RF(P1)n을 플라즈마 시스템 (100) 에 인가하지 않고 플라즈마 시스템 (100) 에 인가된다.

도 4는 복수의 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 결정하기 위해 무선 주파수 값들 RF(P1)n 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 초기화되는 모델 시스템 (102) 의 실시예의 다이어그램이다. 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n 각각에 대해, 기간 P(1+m) 동안 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))n은 최소 값이다. 프로세서 (134) 는 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 복수의 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 계산한다. 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n 각각에 대해, 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))n은 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))n의 복수의 값들 중에서 최소 값이다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 기간 P(1+m) 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z5를 생성하는 무선 주파수 값 RF(P(1+m))1을 결정하기 위해, 무선 주파수 값 RF(P1)1 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL((P(1+m))1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하는 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z5로부터 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))5를 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 기간 P(1+m) 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z6을 생성하는 또 다른 무선 주파수 값 RF(P(1+m))1_1을 결정하기 위해, 무선 주파수 값 RF(P1)1 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL((P(1+m))1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하는 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z6으로부터 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))6을 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))5가 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))6 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))5가 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RF(P(1+m))1임을 결정한다.

또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 기간 P(1+m) 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z7을 생성하는 무선 주파수 값 RF(P(1+m)2)를 결정하기 위해, 무선 주파수 값 RF(P1)2 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL((P(1+m)2)를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하는 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z7로부터 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))7을 계산한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 기간 P(1+m) 동안 입력부 (142) 에서 입력 임피던스 Z8을 생성하는 무선 주파수 값 RF(P(1+m)2_1)을 결정하기 위해, 무선 주파수 값 RF(P1)2 및 가변 커패시턴스 Cstep1을 갖도록 설정되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL((P(1+m)2)를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 방정식 (1) 을 사용하는 상기에 기술된 방식과 유사한 방식으로 입력 임피던스 Z8로부터 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))8을 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))7이 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))8 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))7이 최소 값인 무선 주파수 값이 무선 주파수 값 RF(P(1+m)2)임을 결정한다.

값 ZL(P(1+m)1) 은 기간 P(1+m)의 시작으로부터, 제 1 시간 기간, 예를 들어, t1, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi(P(1+m))1로부터 결정된다는 것이 주의되어야 한다. 값 ZL(P(1+m)2)은 기간 P(1+m)의 시작으로부터인, 시간 기간 t1의 끝으로부터 제 2 시간 기간, 예를 들어, t2, 등의 끝에서 측정되는 부하 값 Zmi(P(1+m))2로부터 결정된다. 기간 P(1+m) 동안 제 2 시간 기간은 기간 P(1+m) 동안 제 1 시간 기간에 대해 연속적이다. 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))5는 기간 P(1+m)의 제 1 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중에서 최소 값이고 그리고 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))7은 기간 P(1+m)의 제 2 시간 기간 동안 모든 전압 반사 계수들 중에서 최소 값이다.

일부 실시예들에서, 비선형 최소 제곱 최적화 루틴은 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 실행된다. 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n 각각에 대해, 기간 P(1+m) 동안 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))n은 최소 값이다. 다양한 실시예들에서, 미리 결정된 방정식들은 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n 및 모델 시스템 (102) 으로부터 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 풀고 계산하도록 프로세서 (134) 에 의해 적용된다.

일부 실시예들에서, 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))의 값은 기간 P(1+m) 동안 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 찾는 것에 더하여 또는 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 찾는 것 대신 찾아지게 된다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수들 Γ(P(1+m))n의 가중 평균이 최소 값인 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))을 계산한다. 예시를 위해, 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γ(P(1+m))n의 가중 평균을 계산한다. 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γ(P(1+m))n의 가중 평균이 최소 값인 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))을 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 ZL(P(1+m))n을 역방향으로 전파한다. 예시를 위해, 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γ(P(1+m))n의 가중 평균이 제 1 값을 갖는 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))1을 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n 중 임의의 임피던스, 예를 들어, ZL(P(1+m))1 또는 ZL(P(1+m))2, 등을 역방향으로 전파한다. 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n 중 임의의 부하 임피던스들이 역방향으로 전파될 때, 모델 시스템 (102) 은 대응하는 무선 주파수 값들 RF(P(1)n 중 임의의 대응하는 무선 주파수 값 및 커패시턴스 Cstep1로 초기화된다. 예를 들어, 부하 임피던스 ZL(P(1+m))1이 역방향으로 전파될 때, 모델 시스템 (102) 은 대응하는 무선 주파수 값 RF(P1)1로 초기화되고 그리고 부하 임피던스 ZL(P(1+m))2가 역방향으로 전파될 때, 모델 시스템 (102) 은 대응하는 무선 주파수 값 RF(P1)2로 초기화된다. 계속해서 추가의 예시를 위해, 프로세서 (134) 는 전압 반사 계수들 Γ(P(1+m))n의 가중 평균이 제 2 값을 갖는 또 다른 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))2를 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n 중 임의의 부하 임피던스를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 제 1 값이 제 2 값 미만임을 결정하고, 그리고 전압 반사 계수들 Γ(P(1+m))n의 가중 평균이 최소 값인 최적의 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))이 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))1임을 결정한다. 가중 평균을 생성하도록 전압 반사 계수들 Γ(P(1+m))n 각각의 가중치가 프로세서 (134) 에 의해 입력 디바이스로부터 수신된다는 것이 주의되어야 한다.

다양한 실시예들에서, 센서 (124) (도 3) 로부터 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m))n의 n 개의 측정값들을 획득하는 대신, 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m))q의 q 개의 측정값들이 센서 (124) 에 의해 생성된다. 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))q의 q 값들을 생성하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 전압 반사 계수들 Γmi(P(1+m))q를 순방향으로 전파한다. 모델 시스템 (102) 은 가변 커패시턴스 Coptimum(P1) 및 값들 RF1(P1)n을 갖도록 초기화된다. 프로세서 (134) 는 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))q를 n 개의 같은 세그먼트들로 분할하고 그리고 n 개의 세그먼트들 각각에서 부하 임피던스들의 평균을 계산한다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 10 개의 측정값들, ZL(P(1+m))1 내지 ZL(P(1+m))10의 제 1 평균을 계산하고 그리고 10 개의 측정값들, ZL(P(1+m))11 내지 ZL(P(1+m))20의 제 2 평균을 계산하고, 여기서 1, 10, 11, 및 20은 q의 예들이다. 제 1 평균은 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n 중 일 부하 임피던스의 예이고 그리고 제 2 평균은 부하 임피던스들 ZL(P(1+m))n 중 또 다른 부하 임피던스의 예이다.

일부 실시예들에서, 전압 반사 계수 Γ(P(1+m))n을 최소화하는 대신, 또 다른 파라미터, 예를 들어, 전력 반사 계수, 등이 입력부 (142) 에서 최소화된다.

도 5는 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P(1+m+q) 동안 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하도록, 커패시턴스 값 Coptimum(P(1+m))의 사용, 및 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n의 사용을 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (100) 의 실시예의 다이어그램이고, 여기서 q는 0보다 큰 정수이다. 기간 P(1+m+q)은 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P(1+m)에 이어진다. 예를 들어, x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 제 2 오실레이션에 RF 신호의 제 3 오실레이션이 바로 이어진다. 제 3 오실레이션은 제 2 오실레이션에 대해 연속적이고 그리고 제 2 오실레이션과 제 3 오실레이션 사이에 다른 오실레이션은 없다. 제 3 오실레이션은 기간 P3을 갖고 그리고 제 2 오실레이션은 기간 P2를 갖는다. 일부 실시예들에서, 시간 기간 P3의 길이는 시간 기간 P2의 길이와 동일하다. 또 다른 예로서, x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 제 2 오실레이션에 RF 신호의 제 3 오실레이션이 바로 이어지지 않지만 하나 이상의 오실레이션들이 바로 이어지고, 하나 이상의 오실레이션들에 기간 P(1+m+q)의 (1+m+q)번째 오실레이션이 추가로 바로 이어진다. (1+m+q)번째 오실레이션은 제 2 오실레이션에 대해 연속적이지 않고 그리고 제 2 오실레이션과 (1+m+q)번째 오실레이션 사이에 하나 이상의 개재된 오실레이션들이 있다. 일부 실시예들에서, 기간 P(1+m+q)에 의해 커버된 클록 사이클의 시간량은 기간 P(1+m)에 의해 커버된 클록 사이클의 시간량과 동일하다.

x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P(1+m+q) 동안, 프로세서 (134) 는 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 포함하도록 기간 P(1+m+q) 동안 레시피를 수정하고 그리고 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 y ㎒ RF 생성기에 제공한다. 예시를 위해, 400 ㎑ RF 생성기의 사이클 P(1+m+q)의 시작이 프로세서 (134) 에 의해 검출되고 그리고 무선 주파수 값 RF(P(1+m))1은 RF 신호의 기간 P(1+m+q)의 제 1 부분 동안, 예를 들어, 사이클 P(1+m+q)의 제 1의 1/8번째 부분, 등 동안 인가된다. 연속하여, 무선 주파수 값 RF(P(1+m))2는 RF 신호의 기간 P(1+m+q), 등의 제 2 부분 동안, 예를 들어, 사이클 P(1+m+q)의 제 2의 1/8번째 부분, 등 동안 인가된다. 기간 P(1+m+q)의 제 2 부분은 기간 P(1+m+q)의 제 1 부분에 대해 연속적이다. 값들 RF(P1)n 대신 값들 RF(P(1+m))n이 사용될 때, 보다 적은 전력량은 기간 P(1+m)과 비교하여 기간 P(1+m+q) 동안 y ㎒ RF 생성기를 향하여 반사된다.

게다가, 프로세서 (134) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로의 결합된 가변 커패시턴스가 값 Cstep2로 설정되도록 드라이브 어셈블리 (112) 를 제어하고, 값 Cstep2는 최적의 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))을 향하여 일 스텝이다. 일부 실시예들에서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2는 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))와 동일하다는 것이 주의되어야 한다.

x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 P(1+m+q) 동안, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스가 Cstep2일 때, RF 생성기 (104) 는 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 가진 RF 신호를 생성한다. 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 가진 RF 신호는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로를 지나간다. 게다가, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 부가적인 분기부는 RF 신호를 x ㎒ RF 생성기의 출력부 (123) 로부터 RF 케이블 (127) 및 입력부 (125) 을 통해 수신한다. x 및 y ㎒ RF 생성기들로부터 RF 신호들을 수신할시, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 기간 P(1+m+q) 동안 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하기 위해 하부 전극 (118) 에 제공되는 수정된 신호를 생성한다.

다양한 실시예들에서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2는 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1과 비교할 때 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))에 가깝다. 예를 들어, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2는 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1보다 크고, 그리고 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))은 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2보다 크다. 또 다른 예로서, 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2는 결합된 가변 커패시턴스 Cstep1보다 작고, 그리고 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum(P(1+m))은 결합된 가변 커패시턴스 Cstep2보다 작다.

다양한 실시예들에서, 값 Coptimum(P(1+m)) 및 값 Cstep2는 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 결정하지 않고 무선 주파수 값들 RF(P(1+m))n을 플라즈마 시스템 (100) 에 인가하지 않고 플라즈마 시스템 (100) 에 인가된다.

도 6은 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호 (606) 의 복수의 기간들을 예시하기 위한 그래프들 602 및 604의 실시예들을 도시하고 그리고 복수의 기간들은 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호 (608) 의 기간 내에서 발생한다. 그래프 602는 x-축의 시간 t에 대해 y-축의 RF 신호 (606) 의 전력 값들을 플롯팅한다. 그래프 604는 x-축의 시간 t에 대해 y-축의 RF 신호 (608) 의 전력 값들을 플롯팅한다. RF 신호들 (606 및 608) 양자에 대한 시간 축 t는 동일하다. 예를 들어, 시간 세그먼트 t2 내에서, RF 신호 (608) 의 10 개의 기간들이 발생하고 그리고 RF 신호 (606) 의 기간 P1이 발생한다. 게다가, 시간 t2와 시간 t4 사이의 시간 세그먼트 내에서, RF 신호 (608) 의 10 개의 기간들이 발생하고 그리고 RF 신호 (606) 의 기간 P2가 발생한다. 또한, 시간 t4와 시간 t6 사이의 시간 세그먼트 내에서, RF 신호 (608) 의 10 개의 기간들이 발생하고 그리고 RF 신호 (606) 의 기간 P3이 발생한다. RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간 각각은 때때로 본 명세서에 RF 사이클로서 지칭된다. RF 신호 (606) 의 기간 각각 동안, RF 신호 (608) 의 10 개의 기간들이 발생한다. 게다가, 기간 P1에 RF 신호 (606) 의 기간 P2가 즉시 이어진다. 기간 P2에 RF 신호 (606) 의 기간 P3이 즉시 이어진다.

일부 실시예들에서, RF 신호 (606) 의 일 기간 동안, RF 신호 (608) 의 2 개 이상의 기간, 예를 들어, 100 개의 기간들, 200 개의 기간들, 100 개의 기간들과 200 개의 기간들 사이의 임의의 기간이 발생한다. RF 신호 (608) 의 기간과 RF 신호 (606) 의 기간 사이의 이러한 비는 RF 신호들 (608 및 606) 의 주파수들의 비이다.

기간 P2는 기간 P1에 대해 연속적이고 그리고 기간 P3은 기간 P2에 대해 연속적이다. 게다가, 기간 P3은 기간 P1에 대해 비연속적이다. 기간 P1과 기간 P3 사이에 기간 P2의 오실레이션이 있다.

도 7a는 플라즈마 챔버 (108) 의 다양한 프로세스 조건들에 대해 부하 임피던스 Zload의 값들로부터, 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들 Coptimum, 예를 들어, Coptimum1, Coptimum2, Coptimum3, 등의 생성을 예시하기 위한 그래프 700의 실시예이다. 그래프 700은 y-축에 Im(Zload)로서 부하 임피던스 Zload의 허수부, 예를 들어, 리액턴스, 등 그리고 Re(Zload)로서 부하 임피던스 Zload의 실수부, 예를 들어, 레지스턴스, 등을 플롯팅한다. 프로세스 조건들의 예들은 x ㎒ RF 생성기의 동작의 다양한 주파수 값들, 또는 y ㎒ RF 생성기의 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 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 전력 값들, 또는 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 전력 값들, 플라즈마 챔버 (108) 내의 가스들의 화학반응들, 또는 이들의 2 개 이상의 조합을 포함한다. 예시를 위해, 프로세스 조건 1은 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 주파수 값 frq1, x ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 전력 값 pwr1, y ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 주파수 값 frq1, y ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 전력 값 pwr2, 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 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 주파수 값 frq2, x ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 전력 값 pwr2, y ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 주파수 값 frq3, y ㎒ RF 생성기에 의해 생성되는 RF 신호의 전력 값 pwr3, 플라즈마 챔버 (108) 내의 온도 tmp1, 플라즈마 챔버 (108) 내의 압력 pr1, 갭 gp1 mm, 및 2 개의 프로세스 가스들의 화학반응을 포함한다. 값 Zload1은 프로세스 조건 1에 대응하고 그리고 값 Zload2는 프로세스 조건 2에 대응한다. 유사하게, 값 ZloadQ는 프로세스 조건 Q에 대응하고, 여기서 Q는 0보다 큰 정수이다. 예를 들어, ZloadQ는 플라즈마 챔버 (108) 가 프로세스 조건 Q에 기초하여 동작될 때 척 (118) 과 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 출력부 (140) 사이에서 측정된 임피던스이다. 다양한 실시예들에서, 플라즈마 챔버 (108) 는 제한된 수의 프로세스 조건들 Q를 사용하여 동작되고, 그리고 제한된 수 외에서 동작되지 않는다.

도 7b는 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 0인 최적의 값들 Coptimum의 생성을 예시하기 위한 모델 시스템 (102) 의 실시예의 다이어그램이다. 프로세서 (134) 는 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 0인 최적의 값들 Coptimum을 결정하도록 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 로부터 모델 시스템 (102) 을 통해 Zload의 다양한 값들을 역방향으로 전파한다. Zload의 값들은 입력 디바이스를 통해 입력들로서 제공되거나 프로세서 (134) 에 의해 생성되도록 미리 프로그래밍되고, 그리고 프로세스 조건들에 기초하여 제한된다. 예를 들어, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 출력부 (140) 와 척 (118) 사이의 지점에서 측정된 Zload는 플라즈마 챔버 (108) 내에 프로세스 조건 1이 존재할 때 Zload1이다. 또 다른 예로서, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 출력부 (140) 와 척 (118) 사이의 지점에서 측정된 Zload는 플라즈마 챔버 (108) 내에 프로세스 조건 2가 존재할 때 Zload2이다. 이 예에서, Zload의 값들은 프로세스 조건들이 프로세스 조건들 1 및 2이도록 제한될 때 Zload1 및 Zload2이도록 제한된다. 플라즈마 챔버 (108) 는 프로세스 조건들 이외의 프로세스 조건들을 사용함으로써 동작되지 않는다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 챔버 (108) 는 프로세스 조건들 이외의 프로세스 조건들을 사용함으로써 동작될 수 없다.

Zload의 값 각각에 대해, 최적의 결합된 가변 커패시턴스 Coptimum의 값은 프로세서 (134) 에 의해 모델 시스템 (102) 을 통해 결정된다. 예를 들어 값 Zload1에 대해, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 0인 커패시턴스 값 Coptimum1이 결정된다. 게다가, 값 Zload2에 대해, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 0인 커패시턴스 값 Coptimum2가 결정된다.

일부 실시예들에서, 전압 반사 계수 Γ의 0 값을 달성하는 대신, 또 다른 파라미터, 예를 들어, 전력 반사 계수, 등의 0 값이 입력부 (142) 에서 달성된다.

도 7c는 표 720 및 다항식 (1) 의 실시예이고, 표 720 및 다항식 (1) 양자는 프로세서 (134) 에 의해 생성된다. 표 720은 부하 임피던스 값들 Zload와 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들 Coptimum 사이의 대응을 포함한다. 예를 들어, 도 7b를 참조하여 상기에 설명된 바와 같이, 모델 시스템 (102) 을 적용함으로써 프로세서 (134) 는 값 ZloadQ에 대해, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 0인 커패시턴스 값 CoptimumQ가 결정된다는 것을 결정하고, 여기서 Q는 0보다 큰 정수이다. 값 ZloadQ는 값들 Zload 중 하나이고 그리고 값 CoptimumQ는 값들 Coptimum 중 하나이다. 프로세서 (134) 는 표 720을 메모리 디바이스 (137) 에 저장한다. 표 720은 부하 임피던스 값들 Zload와 커패시턴스 값들 Coptimum 사이의 관계의 예이다.

일부 실시예들에서, 표 720을 생성하는 것 대신 또는 표 720을 생성하는 것에 더하여, 프로세서 (134) 는 최적의 결합된 가변 커패시턴스 값들 Coptimum과 부하 임피던스 값들 Zload 사이의 관계인 다항식 (1) 을 생성한다. 결합된 가변 커패시턴스 값들 Coptimum은 Zload의 실수부와 Zload의 허수부의 함수이고, 그리고 함수는 그래프 600 (도 6a) 상에서 값들 Coptimum에 함수를 피팅함으로써 (fitting) 결정된다. 다항식 (1) 에 의해 나타낸 함수는 프로세서 (134) 에 의해 피팅된다.

도 8a는 최적의 커패시턴스 값들 Coptimum으로부터 그리고 부하 임피던스 값들 Zload로부터 최적의 RF 값들 RFoptimum1, RFoptimum2, RFoptimum3, 등의 생성을 예시하기 위한 그래프 800의 실시예이다. 그래프 800은 x-축에 부하 임피던스 값들 Zload의 실수부, y-축에 부하 임피던스 값들 Zload의 허수부, 그리고 z-축에 최적의 커패시턴스 값들 Coptimum을 플롯팅한다. 최적의 커패시턴스 값 Coptimum1 및 부하 임피던스 값 Zload1은 최적의 RF 값 RFoptimum1에 대응한다. 게다가, 최적의 커패시턴스 값 Coptimum2 및 부하 임피던스 값 Zload2는 최적의 RF 값 RFoptimum2에 대응하고, 그리고 최적의 커패시턴스 값 Coptimum3 및 부하 임피던스 값 Zload3은 최적의 RF 값 RFoptimum3에 대응한다.

도 8b는 최적의 커패시턴스 값들 Coptimum 및 부하 임피던스 값들 Zload로부터 최적의 RF 값들 RFoptimum의 생성을 예시하기 위한 모델 시스템 (102) 의 실시예이다. 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에 부하 임피던스 값 ZloadQ를 인가하고 그리고 값 CoptimumQ를 갖도록 모델 시스템 (102) 을 개시하고, 그리고 또한 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 최소 값인, 예를 들어, 0이 아닌 최적의 RF 값 RFoptimumQ를 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 값 ZloadQ를 역방향으로 전파하고, 여기서 Q는 0보다 큰 정수이다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 제 1 값을 갖는 제 1 RF 최적의 값 RFA를 결정하도록 값 Coptimum1을 갖게 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 값 Zload1을 역방향으로 전파한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 제 2 값을 갖는 제 2 RF 최적의 값 RFB를 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 값 Zload1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 제 1 값이 2 개의 값들 사이에서 최소 값임을 결정하도록 제 1 값을 제 2 값과 비교하고, 그리고 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 최소 값인 것이 값 RFA임을 또한 결정한다. 값 RFA는 값 RFoptimum1의 일 예이다. 또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 제 1 값을 갖는 제 1 RF 최적의 값 RFC를 결정하도록 값 Coptimum2를 갖게 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 값 Zload2를 역방향으로 전파한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 제 2 값을 갖는 제 2 RF 최적의 값 RFD를 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 값 Zload2를 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 제 1 값이 2 개의 값들 사이에서 최소 값임을 결정하도록 제 1 값을 제 2 값과 비교하고, 그리고 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 최소 값인 것이 RF 값 RFC임을 또한 결정한다. 값 RFC는 값 RFoptimum2의 일 예이다. 값 RFoptimumQ는 값들 RFoptimum 중 하나이다.

또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에 부하 임피던스 값 ZloadQ를 인가하고 그리고 값 CoptimumQ를 갖도록 모델 시스템 (102) 을 개시하고, 그리고 또한 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S1 동안 전압 반사 계수 다항식 Γ1과 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S2 동안 전압 반사 계수 다항식 Γ2의 조합의 값이 최소 값, 예를 들어, 0이 아닌 값, 0 값, 등인 최적의 RF 값 RFoptimumQ를 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 값 ZloadQ를 역방향으로 전파한다. 전압 반사 계수들의 조합의 예는 A*Γ1 + B*Γ2이고, 여기서 A는 0과 1 사이의 계수이고 그리고 B는 0과 1 사이의 또 다른 계수이다. 계수들 A 및 B는 사용자에 의해 프로세서 (134) 로 입력 디바이스를 통해 제공된다. B의 예는 (1-A) 이다. 예시를 위해, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ1과 전압 반사 계수 Γ2의 조합이 제 1 값을 갖는 제 1 RF 최적의 값 RFA를 결정하도록 값 Coptimum1을 갖게 초기화되는 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 값 Zload1을 역방향으로 전파한다. 게다가, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ1과 전압 반사 계수 Γ2의 조합이 제 2 값을 갖는 제 2 RF 최적의 값 RFB를 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 부하 임피던스 값 Zload1을 역방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 제 1 값이 2 개의 값들 사이에서 최소 값임을 결정하도록 제 1 값을 제 2 값과 비교하고, 그리고 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 다항식 A*Γ1 + (1-A)*Γ2가 최소 값인 것이 값 RFA임을 또한 결정한다. 값 RFA는 값 RFoptimum1의 일 예이다.

일부 실시예들에서, 전압 반사 계수 Γ 또는 전압 반사 계수 Γ1과 전압 반사 계수 Γ2의 조합을 최소화하는 대신, 또 다른 파라미터, 예를 들어, 전력 반사 계수, 등, 또는 상태 S1 및 S2 동안 파라미터들의 조합은 입력부 (142) 에서 최소화된다.

다양한 실시예들에서, 상태 S1 동안, RF 생성기에 의해 생성된 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, RF 신호의 엔빌로프 (envelope) 의 전력 레벨, 등을 갖는다. 유사하게, 상태 S1 동안, RF 신호는 상태 S2 동안 RF 신호의 주파수 레벨보다 높은, 주파수 레벨, 예를 들어, 하나 이상의 주파수량들, 하나 이상의 주파수량들의 RMS 주파수량, 등을 갖는다. 이들 실시예들에서, 상태 S1은 본 명세서에 하이 상태로서 지칭되고 그리고 상태 S2는 본 명세서에 로우 상태로서 지칭된다.

일부 실시예들에서, 상태 S2 동안, RF 생성기에 의해 생성된 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, 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 생성기에 의해 생성된 RF 신호는 상태 S1 동안 RF 신호의 전력 레벨과 같은 전력 레벨을 갖는다.

다양한 실시예들에서, 상태 S2 동안 RF 생성기에 의해 생성된 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.

도 8c는 모델 시스템 (102) 을 사용하여 프로세서 (134) 에 의해 결정되는, 부하 임피던스 값들 Zload, 최적의 커패시턴스 값들 Coptimum, 및 최적의 무선 주파수 값들 RFoptimum 사이의 대응을 포함하는 표 820의 실시예이다. 예를 들어, 도 8b를 참조하여 상기에 설명된 바와 같이, 모델 시스템 (102) 을 적용함으로써 프로세서 (134) 는 값 ZloadQ 및 커패시턴스 값 CoptimumQ에 대해, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 최소 값인 값 RFoptimumQ가 결정된다는 것을 결정하고, 여기서 Q는 0보다 큰 정수이다. 프로세서 (134) 는 표 820을 메모리 디바이스 (137) 에 저장한다.

도 8b를 참조하여 상기에 설명된 바와 같이, 모델 시스템 (102) 을 적용함으로써 프로세서 (134) 에 의해 생성된 표들의 다른 예들이 이하에 제공된다:

Cap = Coptimum1	Im(Zload) = X1	Im(Zload) = X2	Im(Zload) = X3	Im(Zload) = X4	Im(Zload) = X5
Re(Zload) = R1	RFoptimum111	RFoptimum112	RFoptimum113	RFoptimum114	RFoptimum115
Re(Zload) = R2	RFoptimum121	RFoptimum122	RFoptimum123	RFoptimum124	RFoptimum125
Re(Zload) = R3	RFoptimum131	RFoptimum132	RFoptimum133	RFoptimum134	RFoptimum135
Re(Zload) = R4	RFoptimum141	RFoptimum142	RFoptimum143	RFoptimum144	RFoptimum145
Re(Zload) = R5	RFoptimum151	RFoptimum152	RFoptimum153	RFoptimum154	RFoptimum155

Cap = Coptimum2	Im(Zload) = X1	Im(Zload) = X2	Im(Zload) = X3	Im(Zload) = X4	Im(Zload) = X5
Re(Zload) = R1	RFoptimum211	RFoptimum212	RFoptimum213	RFoptimum214	RFoptimum215
Re(Zload) = R2	RFoptimum221	RFoptimum222	RFoptimum223	RFoptimum224	RFoptimum225
Re(Zload) = R3	RFoptimum231	RFoptimum232	RFoptimum233	RFoptimum234	RFoptimum235
Re(Zload) = R4	RFoptimum241	RFoptimum242	RFoptimum243	RFoptimum244	RFoptimum245
Re(Zload) = R5	RFoptimum251	RFoptimum252	RFoptimum253	RFoptimum254	RFoptimum255

Cap = Coptimum3	Im(Zload) = X1	Im(Zload) = X2	Im(Zload) = X3	Im(Zload) = X4	Im(Zload) = X5
Re(Zload) = R1	RFoptimum311	RFoptimum312	RFoptimum313	RFoptimum314	RFoptimum315
Re(Zload) = R2	RFoptimum321	RFoptimum322	RFoptimum323	RFoptimum324	RFoptimum325
Re(Zload) = R3	RFoptimum331	RFoptimum332	RFoptimum333	RFoptimum334	RFoptimum335
Re(Zload) = R4	RFoptimum341	RFoptimum342	RFoptimum343	RFoptimum344	RFoptimum345
Re(Zload) = R5	RFoptimum351	RFoptimum352	RFoptimum353	RFoptimum354	RFoptimum355

R1 내지 R5는 레지스턴스 값들이고, 그리고 X1 내지 X5는 리액턴스 값들임이 주의되어야 한다. 모델 시스템 (102) 이 최적의 커패시턴스 값 Coptimum1로 초기화될 때 표 1의 RFoptimum 값들이 생성된다는 것이 더 주의되어야 한다. 게다가, 모델 시스템 (102) 이 최적의 커패시턴스 값 Coptimum2로 초기화될 때 표 2의 RFoptimum 값들이 생성된다. 또한, 모델 시스템 (102) 이 최적의 커패시턴스 값 Coptimum3으로 초기화될 때 표 3의 RFoptimum 값들이 생성된다.

부하 임피던스의 값 ZloadQ 및 최적의 커패시턴스 값 Coptimum1 각각에 대해, 프로세서 (134) 는 Re(Zload)의 값을 찾도록 표 1에서 행을 찾고 그리고 Im(Zload)의 값을 찾도록 표 1에서 열을 찾고, 그리고 Re(Zload) 및 Im(Zload)의 값들에 기초하여, 최적의 값 RFoptimumQ를 찾는다. 유사하게, 부하 임피던스의 값 ZloadQ 및 최적의 커패시턴스 값 Coptimum2 각각에 대해, 프로세서 (134) 는 Re(Zload)의 값을 찾도록 표 2에서 행을 찾고 그리고 Im(Zload)의 값을 찾도록 표 2에서 열을 찾고, 그리고 Re(Zload) 및 Im(Zload)의 값들에 기초하여, 최적의 값 RFoptimumQ를 찾는다. 또한, 부하 임피던스의 값 ZloadQ 및 최적의 커패시턴스 값 Coptimum3 각각에 대해, 프로세서 (134) 는 Re(Zload)의 값을 찾도록 표 3에서 행을 찾고 그리고 Im(Zload)의 값을 찾도록 표 3에서 열을 찾고, 그리고 Re(Zload) 및 Im(Zload)의 값들에 기초하여, 최적의 값 RFoptimumQ를 찾는다.

다양한 실시예들에서, 표현들 RFoptimumQ 및 RFoptimum은 본 명세서에서 상호 교환가능하게 사용된다. 게다가, 이들 실시예들에서, 표현들 ZloadQ 및 Zload는 본 명세서에서 상호 교환가능하게 사용된다. 또한, 이들 실시예들에서, 표현들 Coptimum 및 CoptimumQ는 본 명세서에서 상호 교환가능하게 사용된다.

일부 실시예들에서, 룩-업 (look-up) 표들 1, 2, 및 3은 다항식 RFoptimumQ = Function3(Re(Zload), Im(Zload), CoptimumQ)를 생성하도록 프로세서 (134) 에 의해 근사화되고, Function3은 함수이다. 예를 들어, 표들 1 내지 3에서 RFoptimumQ 값들, Re(Zload) 및 Im(Zload)의 값들, 및 CoptimumQ 값들에 대한 최상의 피트는 다항식 RFoptimumQ = Function3(Re(Zload), Im(Zload), CoptimumQ)을 생성하도록 프로세서 (134) 에 의해 생성된다. 룩-업 표들 1 내지 2, 및 다항식 RFoptimumQ = Function3(Re(Zload), Im(Zload), CoptimumQ)는 메모리 디바이스 (137) 에 저장된다.

도 8c는 또한 다항식 (2) 의 실시예를 도시한다. 표 820 및 다항식 (2) 각각은 부하 임피던스 값들 Zload, 최적의 커패시턴스 값들 Coptimum, 및 최적의 무선 주파수 값들 RFoptimum 사이의 관계의 예이다. 일부 실시예들에서, 표 820을 생성하는 대신 또는 표 820을 생성하는 것에 더하여, 프로세서 (134) 는 다항식 (2) 를 생성한다. RF 값들 RFoptimum은 결합된 가변 커패시턴스 값들 Coptimum, Zload 값들의 실수부, 및 Zload 값들의 허수부의 함수이고, 함수는 그래프 800 (도 8a) 의 값들 RFoptimum에 함수를 피팅함으로써 결정된다. 다항식 (2) 에 의해 나타낸 함수는 프로세서 (134) 에 의해 피팅된다.

도 9는 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수가 0인 최적의 값들 Coptimum 및 RFoptimum의 생성을 예시하기 위한 모델 시스템 (102) 의 실시예의 블록도이다. 모델 시스템 (102) 에 대한 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ는 부하 임피던스 값들 Zload, 최적의 커패시턴스 값들 Coptimum, 예를 들어, 가변 커패시터 위치, 등, 및 RF 주파수 최적의 값들 RFoptimum에 따라 결정된다. 부하 임피던스의 값 ZloadQ 각각에 대해, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서 Γ = 0을 산출하는 RF 주파수 최적의 값 RFoptimumQ 및 최적의 커패시턴스 값 CoptimumQ의, 프로세서 (134) 에 의해 결정된, 단일의 조합이 있다. 예를 들어, 프로세서 (134) 는 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에 부하 임피던스 값 ZloadQ를 인가하고, 그리고 또한 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 0인 최적의 RF 값 RFoptimumQ 및 최적의 커패시턴스 값 CoptimumQ를 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 값 ZloadQ를 역방향으로 전파한다. 최적의 커패시턴스 값 CoptimumQ 및 RF 주파수 최적의 값 RFoptimumQ는 본 명세서에 튜닝 (tune) 값들로서 때때로 지칭된다. 튜닝 값들을 사용하여, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 입력부 (128) 에서의 전압 반사 계수 Γ가 0이도록 임피던스 매칭 네트워크 (106) 는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 출력부 (140) 에서의 부하 임피던스를 튜닝하고, 부하 임피던스는 50 + 0j의 입력부 (128) 에서의 임피던스와 등가이고, 여기서 j는 복소수이다. 모델 시스템 (102) 을 사용하여, 프로세서 (134) 는 튜닝 값들을 찾도록 룩-업 표들 또는 다항식 함수들을 미리 계산하거나 생성한다. 룩-업 표들의 예들은 다음과 같다:

	Im(Zload) = X1	Im(Zload) = X2	Im(Zload) = X3	Im(Zload) = X4	Im(Zload) = X5
Re(Zload) = R1	Coptimum11	Coptimum 12	Coptimum 13	Coptimum14	Coptimum15
Re(Zload) = R2	Coptimum 21	Coptimum 22	Coptimum 23	Coptimum24	Coptimum25
Re(Zload) = R3	Coptimum 31	Coptimum 32	Coptimum 33	Coptimum34	Coptimum35
Re(Zload) = R4	Coptimum 41	Coptimum 42	Coptimu43	Coptimum44	Coptimum45
Re(Zload) = R5	Coptimum51	Coptimum52	Coptimum53	Coptimum54	Coptimum55

	Im(Zload) = X1	Im(Zload) = X2	Im(Zload) = X3	Im(Zload) = X4	Im(Zload) = X5
Re(Zload) = R1	RFoptimum11	RFoptimum12	RFoptimum13	RFoptimum14	RFoptimum 15
Re(Zload) = R2	RFoptimum21	RFoptimum22	RFoptimum23	RFoptimum24	RFoptimum 25
Re(Zload) = R3	RFoptimum31	RFoptimum32	RFoptimum33	RFoptimum34	RFoptimum 35
Re(Zload) = R4	RFoptimum41	RFoptimum42	RFoptimum43	RFoptimum44	RFoptimum 45
Re(Zload) = R5	RFoptimum51	RFoptimum52	RFoptimum53	RFoptimum54	RFoptimum 55

플라즈마 프로세싱 동안, 부하 임피던스들의 값 Zload 각각에 대해, 프로세서 (134) 는 Re(Zload)의 값을 찾도록 표 4에서 행을 찾고 그리고 Im(Zload)의 값을 찾도록 표 4에서 열을 찾고, 그리고 Re(Zload) 및 Im(Zload)의 값들에 기초하여, 최적의 커패시턴스 값 CoptimumQ, 예를 들어, Coptimum11, 또는 Coptimum12, 또는 Coptimum13, 또는 Coptimum14, 또는 Coptimum15, 또는 Coptimum21, 또는 Coptimum22, 또는 Coptimum23, 또는 Coptimum24, 또는 Coptimum25, 또는 Coptimum31, 또는 Coptimum32, 또는 Coptimum33, 또는 Coptimum34, 또는 Coptimum35, 또는 Coptimum41, 또는 Coptimum42, 또는 Coptimum43, 또는 Coptimum44, 또는 Coptimum45, 또는 Coptimum51, 또는 Coptimum52, 또는 Coptimum53, 또는 Coptimum54, 또는 Coptimum55, 등을 찾는다. 유사하게, 플라즈마 프로세싱 동안, 부하 임피던스들의 값 Zload 각각에 대해, 프로세서 (134) 는 Re(Zload)의 값을 찾도록 표 5에서 행을 찾고 그리고 Im(Zload)의 값을 찾도록 표 5에서 열을 찾고, 그리고 Re(Zload) 및 Im(Zload)의 값들에 기초하여, RF 주파수 최적의 값 RFoptimumQ 예를 들어, RFoptimum11, 또는 RFoptimum12, 또는 RFoptimum13, 또는 RFoptimum14, 또는 RFoptimum15, 또는 RFoptimum21, 또는 RFoptimum22, 또는 RFoptimum23, 또는 RFoptimum24, 또는 RFoptimum25, 또는 RFoptimum31, 또는 RFoptimum32, 또는 RFoptimum33, 또는 RFoptimum34, 또는 RFoptimum35, 또는 RFoptimum41, 또는 RFoptimum42, 또는 RFoptimum43, 또는 RFoptimum44, 또는 RFoptimum45, 또는 RFoptimum51, 또는 RFoptimum52, 또는 RFoptimum53, 또는 RFoptimum54, 또는 RFoptimum55를 찾는다. 표 4의 CoptimumQ 값 각각에 대해 그리고 표 5의 RF 최적의 값 RFoptimumQ 각각에 대해, 모델 시스템 (102) 의 입력부 (142) 에서의 전압 반사 계수가 0임이 주의되어야 한다.

일부 실시예들에서, 프로세서 (134) 는 다항식 함수들:

Coptimum = Function1(Re(Zload),Im(Zload)) . . . 방정식 (3)

RFoptimum = Function2(Re(Zload),Im(Zload)) . . . 방정식 (4) 을 생성함으로써 룩-업 표들 1 및 2를 근사화하고, 여기서 Function1은 Re(Zload) 및 Im(Zload)의 함수이고, 그리고 Function2는 Re(Zload) 및 Im(Zload)의 함수이다. 예를 들어, 표 4의 Re(Zload) 및 Im(Zload)의 값들, 및 Coptimum 값들에 대한 최상의 피트는 다항식 방정식 (3) 을 생성하도록 프로세서 (134) 에 의해 생성된다. 또 다른 예로서, 표 5의 RFoptimum 값들, 및 Re(Zload) 및 Im(Zload)의 값들에 대한 최상의 피트는 방정식 (4) 을 생성하도록 프로세서 (134) 에 의해 생성된다. 룩-업 표들 4 및 5, 및 방정식들 (3) 및 (4) 는 메모리 디바이스 (137) 에 저장된다.

도 10은 부하 임피던스 값들 Zload에 기초하여 최적의 값들 RFoptimum 및 Coptimum의 인가를 예시하기 위한 플라즈마 시스템 (1000) 의 실시예의 블록도이다. 플라즈마 시스템 (1000) 은 y ㎒ RF 생성기를 포함한다. 일부 실시예들에서, y ㎒ RF 생성기는 400 ㎑ RF 생성기, 또는 2 ㎒ RF 생성기, 또는 27 ㎒ RF 생성기, 또는 60 ㎒ RF 생성기이다. 플라즈마 챔버 (108) 내의 웨이퍼 (W) 의 프로세싱 동안, 센서 (124) 는 y ㎒ RF 생성기의 출력부 (126) 에서 전압 반사 계수 Γmi의 양을 측정한다. 프로세서 (134) 는 네트워크 케이블 (136) 을 통해 전압 반사 계수 Γmi를 수신하고 그리고 방정식 (1) 을 적용함으로써 전압 반사 계수 Γmi를 임피던스 값 Zmi로 변환한다.

프로세서 (134) 는 입력부 (142) 에 임피던스 값 Zmi를 인가하고, 그리고 값들 Zmi(P1)n으로부터 부하 임피던스 값들 ZL(P1)n을 생성하는 방식 (도 1) 과 유사한 방식으로 출력부 (144) 에서 부하 임피던스 값 ZloadQ를 생성하도록 모델 시스템 (102) 을 통해 임피던스 값 Zmi를 순방향으로 전파한다. 프로세서 (134) 는 메모리 디바이스 (137) 로부터, 표 A, 예를 들어, 표 1, 또는 표 2, 또는 표 3, 또는 표들 4 및 5, 또는 표 820, 등에 액세스하고, 그리고 표 A로부터 값 ZloadQ에 대응하는 값 CoptimumQ 및 값 RFoptimumQ를 결정한다. 예시를 위해, 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 부하 임피던스가 Zload1이도록 결정될 때, 프로세서 (134) 는 메모리 디바이스 (137) 로부터 표 A에 액세스하고, 그리고 표 A로부터 값 Zload1에 대응하는 값 Coptimum1 및 값 RFoptimum1을 결정한다. 또 다른 예시로서, 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 부하 임피던스가 Zload2이도록 결정될 때, 프로세서 (134) 는 메모리 디바이스 (137) 로부터 표 A에 액세스하고, 그리고 표 A로부터 값 Zload2에 대응하는 값 Coptimum2 및 값 RFoptimum2를 결정한다. 또 다른 예시로서, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 커패시턴스 및 모델 시스템 (102) 의 커패시턴스가 Coptimum1로 설정될 때, 그리고 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 부하 임피던스의 레지스턴스가 R1이도록 결정되고 그리고 부하 임피던스의 리액턴스가 X1이도록 결정될 때, 프로세서 (134) 는 표 1로부터 값 RFoptimum111이 값들 R1 및 X1에 대응한다는 것을 결정한다. 또 다른 예시로서, 모델 시스템 (102) 의 출력부 (144) 에서의 부하 임피던스의 레지스턴스가 R1이도록 결정되고 그리고 부하 임피던스의 리액턴스가 X1이도록 결정될 때, 프로세서 (134) 는 표 4로부터 값 Coptimum11이 값들 R1 및 X1에 대응한다는 것을 결정한다. 게다가, 이 예시에서, 프로세서 (134) 는 표 5로부터 값 RFoptimum11이 값들 R1 및 X1에 대응한다는 것을 결정한다.

또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 값 CoptimumQ를 계산하도록 값 ZloadQ에 다항식 (1) 을 적용하고, 그리고 값 RFoptimumQ를 결정하도록 값들 ZloadQ 및 CoptimumQ에 다항식 (2) 를 적용한다. 예시를 위해, 프로세서 (134) 는 값 Coptimum1을 계산하도록 값 Zload1에 다항식 (1) 을 적용하고, 그리고 값 RFoptimum1을 결정하도록 값들 Zload1 및 Coptimum1에 다항식 (2) 을 적용한다. 또 다른 예시로서, 프로세서 (134) 는 값 Coptimum2를 계산하도록 값 Zload2에 다항식 (1) 을 적용하고, 그리고 값 RFoptimum2를 결정하도록 값들 Zload2 및 Coptimum2에 다항식 (2) 을 적용한다. 또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 메모리 디바이스 (137) 로부터 다항식 RFoptimumQ = Function3(Re(Zload), Im(Zload), CoptimumQ)에 액세스하고, 그리고 값 RFoptimum111을 생성하도록 값들 R1 및 X1 및 Coptimum1에 다항식을 적용한다. 이 예에서, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 커패시턴스 및 모델 시스템 (102) 의 커패시턴스는 Coptimum1로 설정된다. 또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 메모리 디바이스 (137) 로부터 방정식 (3) 에 액세스하고, 그리고 값 Coptimum1을 결정하도록 값들 R1 및 X1에 방정식 (3) 을 적용한다. 게다가, 이 예에서, 프로세서 (134) 는 메모리 디바이스 (137) 로부터 방정식 (4) 에 액세스하고, 그리고 값 RFoptimum1을 결정하도록 값들 R1 및 X1에 방정식 (4) 을 적용한다. 또 다른 예로서, 프로세서 (134) 는 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호가 복수의 상태 신호인지의 여부를 결정한다. 예를 들어, RF 신호가 2 개의 상태들 S1 및 S2을 갖는 신호임이 프로세서 (134) 에 제공되는 레시피에 명시된다. 이 예에서, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 커패시턴스 및 모델 시스템 (102) 의 커패시턴스는 Coptimum1로 설정된다. 프로세서 (134) 는 값 Coptimum1에 대해, y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상태 S1 동안 전압 반사 계수 다항식 Γ1과 RF 신호의 상태 S2 동안 전압 반사 계수 다항식 Γ2의 조합을 최소화하도록, 최적의 RF 값 RFoptimumQ가 y ㎒ RF 생성기에 제공된다는 것을 미리 결정한다.

프로세서 (134) 는 레시피에 값 RFoptimumQ를 포함하도록 레시피를 수정하고 그리고 레시피를 네트워크 케이블 (138) 을 통해 y ㎒ RF 생성기로 전송한다. 값 RFoptimumQ를 수신할시, y ㎒ RF 생성기의 DSP는 주파수 값 RFoptimumQ를 갖거나 미리 결정된 범위 내의 주파수 값 RFoptimumQ를 가진 RF 신호를 생성하도록 RF 전력 공급부 (122) 를 제어한다. RF 전력 공급부 (122) 는, 주파수 값 RFoptimumQ 또는 미리 결정된 범위 내의 주파수 값 RFoptimumQ를 가진 RF 신호가 생성된다는 것을 나타내는 신호를 수신할 시, RF 신호를 생성하고, 그리고 RF 신호를 RF 케이블 (130) 을 통해 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 입력부 (128) 로 전송한다.

게다가, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스가 변화되는 일부 실시예들에서, 프로세서 (134) 는 하나 이상의 전류 신호들을 생성하도록 드라이브 어셈블리 (112) 의 드라이버로 값 CoptimumQ을 나타내는 신호를 전송한다. 예를 들어, 표들 1, 2, 또는 3, 또는 다항식 RFoptimumQ = Function3(Re(Zload), Im(Zload), CoptimumQ)가 적용될 때, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 및 모델 시스템 (102) 은 RFoptimumQ가 결정되는 값 CoptimumQ로 설정되고, 그리고 값 CoptimumQ를 달성할 필요가 없다. 이 예에서, 모델 시스템 (102) 이 최적의 값 CoptimumQ를 갖도록 초기화될 때 값 ZloadQ가 결정된다. 또 다른 예로서, 표들 4 및 5 또는 방정식들 (3) 및 (4) 가 적용될 때, 임피던스 매칭 네트워크 (106) 및 모델 시스템 (102) 은 값 CoptimumQ로 설정되지 않고 그리고 또 다른 결합된 가변 커패시턴스 값으로 설정된다. 다른 결합된 가변 커패시턴스는 값 CoptimumQ를 달성하도록 조정된다.

하나 이상의 전류 신호들은 커패시턴스 값 CoptimumQ에 기초하여 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 CoptimumQ로 변화시키도록 연결 메커니즘 (114) 을 이동하게 회전한다. 결합된 가변 커패시턴스 CoptimumQ를 가진 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 분기 회로는 무선 주파수 값 RFoptimumQ를 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 부하의 임피던스와 임피던스 매칭 네트워크 (106) 에 연결된 소스의 임피던스를 매칭한다. 소스의 예들은 y ㎒ RF 생성기 및 RF 케이블 (130) 을 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 가스들과 함께 척 (118) 에 제공될 때, 플라즈마는 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하기 위해 척 (118) 과 상부 전극 (116) 사이의 갭에서 생성되거나 유지된다.

표 A, 예를 들어, 표 1, 또는 표 2, 또는 표 3, 또는 표들 4 및 5, 또는 표 820, 등, 또는 다항식 A, 예를 들어, 다항식 (2), 또는 다항식 RFoptimumQ = Function3(Re(Zload), Im(Zload), CoptimumQ), 또는 방정식들 (3) 및 (4), 등을 사용함으로써 값들 RFoptimumQ 및 CoptimumQ의 생성은 웨이퍼 (W) 를 프로세싱하기 위해 플라즈마 시스템 (1000) 의 동작의 속도를 증가시킨다. 예를 들어, 센서 (124) 에 의한 전압 반사 계수 Γmi의 측정 후 값들 RFoptimumQ 및 CoptimumQ를 결정하도록 모델 시스템 (102) 을 사용할 필요가 없다. 오히려, 값들 RFoptimumQ 및 CoptimumQ는 표 A에 미리 저장되고 그리고/또는 다항식 A는 센서 (124) 에 의한 전압 반사 계수 Γmi의 측정 전에 생성된다. 일단 전압 반사 계수 Γmi가 센서 (124) 에 의해 측정된다면, 값들 RFoptimumQ 및 CoptimumQ는 표 A로부터 프로세서 (134) 에 의해 액세스되고 그리고/또는 다항식 A를 적용함으로써 프로세서 (134) 에 의해 계산된다. 전압 반사 계수 Γmi의 측정 후 값들 RFoptimumQ 및 CoptimumQ를 계산하기 위한 모델 시스템 (102) 의 사용의 결여는 웨이퍼 (W) 의 프로세싱 동안 시간을 절약한다. 게다가, 플라즈마 시스템 (1000) 으로의 값들 RFoptimumQ 및 CoptimumQ의 적용은 웨이퍼 (W) 프로세싱의 효율을 개선하도록 y ㎒ RF 생성기를 향하여 반사되는 전력을 감소시킨다.

일부 실시예들에서, 값들 RFoptimumQ 또는 값들 CoptimumQ 중 임의의 값들은 물리적으로 액세스가능한 공간 외에 있다. 예를 들어, 60 ㎒ RF 생성기의 주파수 튜닝 범위는 57.00 ㎒ 내지 63.00 ㎒이고, 그리고 모델 시스템 (102) 으로부터 결정된 바와 같은 값 RFoptimum1은 57 ㎒보다 낮거나 63 ㎒보다 높다. 이러한 경우에, 최적의 동작 조건은 스케일링된 거리의 관점에서 범위 밖의 (out-of-bounds) 솔루션에 가장 가까운 제한된 공간의 경계에 있고, 예를 들어, RFoptimumQ, CoptimumQ, 등이다. 스케일링된 거리의 예 = [(커패시터 위치) - (CoptimumQ)]^2 + k^2 * [(RF 주파수) - (RFoptimumQ)]^2, 여기서 k는 입력으로서 입력 디바이스를 통해 프로세서 (134) 에 제공되는 미리 규정된 값이다.

다양한 실시예들에서, 측정된 전압 반사 계수들 Γmi 각각은 미리 할당된 가중치에 따라 프로세서 (134) 에 의해 가중된다. 프로세서 (134) 에 의해 전압 반사 계수들 Γmi로 인가된 가중치들은 입력들로서 입력 디바이스를 통해 프로세서 (134) 에 의해 수신되고 그리고 엔지니어링 지식 및/또는 프로세스 조건들에 기초하여 결정된다. 전압 반사 계수들 Γmi를 인가하는 대신, 가중 전압 반사 계수들 wΓmin은 부하 임피던스들 ZloadQ를 결정하도록 모델 시스템 (102) 에 인가되고, 여기서 w 각각은 미리 할당된 가중치이다.

도 11은 y ㎒ RF 생성기가 60 ㎒ RF 생성기일 때 입력부 (128) 에서 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 입력 임피던스의 변동을 예시하기 위한 그래프 1100의 실시예이다. 감마의 실수부와 허수부는 입력 임피던스로부터 계산되고 그리고 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 효과에 기인하여 시간에 따라 가변하는 것으로 도시된다. 그래프 1100은 x-축에 감마의 실수부 그리고 y-축에 감마의 허수부를 플롯팅한다. 감마의 실수부와 허수부의 패턴은 그래프 1100에 도시된 바와 같이 형성된다. 그래프 1100에 도시된 바와 같이, 패턴의 완전한 사이클은 x ㎒ RF 생성기의 일 기간 또는 약 2.5 마이크로초가 걸린다. 일부 실시예들에서, 완전한 사이클은 2.5 마이크로초보다 많거나 적게, 예를 들어, 2 마이크로초, 3 마이크로초, 2.5 내지 4 마이크로초 범위의 시간, 1 내지 2.5 마이크로초 범위의 시간, 등이 걸린다.

도 12는 y ㎒ RF 생성기에 의해 공급된 순방향 전력의 일부들로서 표현된, y ㎒ RF 생성기가 60 ㎒ RF 생성기일 때 y ㎒ RF 생성기를 향하여 반사된 전압의 Fourier 변환을 예시하기 위한 그래프 1200의 실시예이다. 그래프 1200은 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 주파수에 대해 전압의 제곱을 플롯팅한다. 전압의 제곱은 y ㎒ RF 생성기를 향하여 반사된 전력의 측정값이다. 일부 실시예들에서, y ㎒ RF 신호에 의해 생성된 RF 신호의 기본 주파수에서의 반사된 전력은 본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들에 의해 필터링된다. 기본 주파수에서 그래프 1100의 Fourier 스펙트럼의 작은 반사된 전력 피크가 그래프 1200에 예시된다. 게다가, 60 ㎒ ± 400 ㎑, 등의 상호변조된 주파수들에서 큰 반사된 전력 피크들이 있다. 본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들은 다양한 주파수들, 예를 들어, y ㎒ ± x ㎒의 상호변조된 주파수들, 60 ㎒ ± 400 ㎑의 상호변조된 주파수들, 기본 주파수, 등에서 y ㎒ RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키도록 모델 시스템 (102) 에 적용된다. 본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들은 기본 주파수뿐만 아니라 다른 주파수들, 예를 들어, y ㎒ ± x ㎒의 상호변조된 주파수들에서, 최소 값의 전체 반사된 전력에 대해 최적의 결합된 가변 커패시턴스 및 무선 주파수 값들을 찾는다.

반사된 전력을 감소시키기 위해서, 일부 실시예들에서, y ㎒ RF 생성기에 대한 순방향 그리고 반사된 파형이 x ㎒ RF 생성기의 일 기간 내의 변화를 캡처하도록 일정 레이트로 수집된다. 예를 들어, 이러한 수집은 적어도 초당 1 Giga 샘플들의 레이트로 적어도 2.5 마이크로초 행해진다. 수집된 데이터는 이어서 x ㎒ 기간의 2.5 마이크로초를 25 개의 개별 임피던스 측정값들로 나누도록 (break) 세그먼트들, 예를 들어, 0.1 마이크로초 윈도우들로 분석된다. 0.03 마이크로초의 섹션들 사이의 시간차와 함께, 파형의 0.1 마이크로초 섹션들을 분석한 결과들이 도 11에 예시되고, 그래서 지점들 사이에 일부 오버랩이 있다. 그러므로, 전력 반사 계수의 평균, 예를 들어, |Γ|^2, 등은 x ㎒의 일 기간 동안 계산된, y ㎒ RF 생성기를 향하여 반사된 평균 전력을 얻도록 계산된다. 결합된 가변 커패시턴스 및 RF 주파수는 프로세서 (134) 에 의해 모델 시스템 (102) 에서 가변되고 그리고 전력 반사 계수가 25 개의 임피던스 측정값들 각각에 대해 변화하는 방법이 프로세서 (134) 에 의해 메모리 디바이스 (137) 에 기록된다. 그러므로 전체, 예를 들어, 평균, 등의, 전력 반사 계수를 최소화하는 y ㎒ RF 생성기의 RF 주파수 및/또는 임피던스 매칭 네트워크 (106) 의 결합된 가변 커패시턴스의 커패시터 위치의 값들은 프로세서 (134) 에 의해 결정된다. 다양한 실시예들에서, 총 계산 시간은 2.5 마이크로초보다 길 것이지만, 아마도 수 밀리초의 시간 스케일의 전력 전달의 개선이 달성된다. 모델 시스템 (102) 을 사용함으로써, y ㎒ RF 생성기는 x ㎒ RF 주파수의 기간 동안 평균된, 전력 반사 계수의 최소 값 평균 |Γ|^2를 달성하도록 RF 주파수로 튜닝된다. 결합된 가변 커패시턴스 및 RF 주파수의 동일한 커패시터 값은 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 일 기간 동안 사용된다.

일부 실시예들에서, y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 주파수는 x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 단일의 RF 사이클 내에서 튜닝된다. 예를 들어, x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 RF 사이클, 예를 들어, 2.5 마이크로초 기간, 등은 예를 들어, 0.5 마이크로초의 5 개의 섹션들 각각으로 세그먼트화된다. 상이한 y ㎒ RF 주파수가 세그먼트들 각각 동안 인가되고, 그리고 상이한 주파수들 각각은 모델 시스템 (102) 의 결합된 가변 커패시턴스의 최적의 값에 대해 모델 시스템 (102) 을 사용하여 결정된 최적의 주파수이다. 또 다른 예로서, x ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 기간의 2.5 마이크로초 지속기간은 0.625 마이크로초의 4 개의 섹션들 각각으로 세그먼트화되고, 그리고 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 상이한 주파수는 4 개의 섹션들 각각 동안 결정된다. 주파수들은 섹션 각각 동안 y ㎒ RF 생성기의 출력부 (126) 또는 입력부 (128) (도 1) 에서 반사된 전력 계수를 최소화하도록 모델 시스템 (102) 으로부터 결정된다. 또 다른 예로서, y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 RF 주파수는 예를 들어, 사인파, 코사인파, 등과 같은 일부 단순한 함수에 의해 x ㎒로 변조된다. y ㎒ RF 생성기의 출력부 (126) 에서 획득된 25 개의 초기 측정값들은 사이클-평균된 전력 반사 계수를 감소시키도록 주파수 변조의 진폭 및 위상을 계산하기 위해 프로세서 (134) 에 의해 획득된다. 몇몇의 실시예들에서, y ㎒ RF 생성기의 주파수들은 마이크로초, 서브-마이크로초, 또는 마이크로초 시간 스케일들로 조정된다.

일부 실시예들에서, x ㎒ RF 생성기 및 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호들은 복수의 상태들을 갖는다. 예를 들어, x ㎒ RF 생성기는 동작의 상태들 S1 및 S2를 갖고 그리고 y ㎒ RF 생성기도 그러하다. 상태 S1 동안 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 전력 레벨은 상태 S2 동안 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 전력 레벨보다 높다. 예를 들어, 상태 S1 동안 RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호의 전력량들의 엔빌로프는 상태 S2 동안 RF 신호의 전력량들의 엔빌로프보다 높은 전력 레벨을 갖는다.

다양한 실시예들에서, x ㎒ RF 생성기 및 y ㎒ RF 생성기에 의해 생성된 RF 신호들은 연속적이다. 예를 들어, x 및 y ㎒ RF 생성기들 각각은 단일의 상태를 갖는다.

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

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, 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 (26)

1. 저 RF (radio frequency) 생성기의 기간 동안 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
   제 1 RF 생성기의 제 1 RF 사이클 동안, 제 2 RF 생성기가 제 1 복수의 파라미터 값들로 동작하고 그리고 임피던스 매칭 네트워크가 제 1 가변 측정가능 인자를 가질 때, 상기 제 2 RF 생성기의 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 입력부 사이에서 센싱된 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하는 단계;
   상기 제 1 RF 사이클 동안, 상기 제 1 가변 측정가능 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 RF 사이클 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정가능 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 RF 사이클 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 입력부에서의 반사 계수는 최소 값인, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계; 및
   상기 제 1 RF 생성기의 제 2 RF 사이클 동안, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 제 2 RF 생성기를 제어하는 단계를 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 RF 생성기의 상기 제 2 RF 사이클 동안, 상기 제 2 RF 생성기가 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작할 때, 상기 제 2 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 입력부 사이에서 센싱된 제 2 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하는 단계;
   상기 제 2 RF 사이클 동안, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하는 단계;
   상기 제 2 RF 사이클 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 복수의 적합한 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 RF 사이클 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값인, 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들을 계산하는 단계; 및
   상기 제 1 RF 생성기의 제 3 RF 사이클 동안, 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 제 2 RF 생성기를 제어하는 단계를 더 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 3 RF 사이클은 상기 제 2 RF 사이클에 연속적인, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 3 RF 사이클은 상기 제 2 RF 사이클과 상기 제 3 RF 사이클 사이의 하나 이상의 개재된 RF 사이클들 후 상기 제 2 RF 사이클에 이어지는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 RF 사이클은 상기 제 1 RF 사이클에 연속적인, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 RF 사이클은 상기 제 1 RF 사이클과 상기 제 2 RF 사이클 사이의 하나 이상의 개재된 RF 사이클들 후 상기 제 1 RF 사이클에 이어지는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 가중 반사 계수가 최소 값인 최적의 가변 커패시턴스 값을 계산하는 단계를 더 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 가중하는 단계를 더 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
9. RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템에 있어서,
   출력부를 가진 제 1 RF 생성기;
   출력부를 가진 제 2 RF 생성기;
   상기 제 1 RF 생성기의 상기 출력부에 연결된 제 1 입력부 및 상기 제 2 RF 생성기의 상기 출력부에 연결된 제 2 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 제 1 RF 생성기의 제 1 RF 사이클 동안, 상기 제 2 RF 생성기가 제 1 복수의 파라미터 값들로 동작하고 그리고 상기 임피던스 매칭 네트워크가 제 1 가변 측정가능 인자를 가질 때, 상기 제 2 RF 생성기의 상기 출력부와 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 제 2 입력부 사이에서 센싱된 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 수신하도록 구성되고,
   상기 프로세서는 상기 제 1 RF 사이클 동안, 상기 제 1 가변 측정가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 갖게 하나 이상의 모델들을 초기화하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 모델들은 상기 임피던스 매칭 네트워크의 모델을 포함하고,
   상기 프로세서는 상기 제 1 RF 사이클 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 가변 측정가능 인자 및 상기 제 1 복수의 파라미터 값들을 가질 때, 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 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 RF 사이클 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 입력부에서의 반사 계수는 최소 값이고, 그리고
   상기 프로세서는 상기 제 1 RF 생성기의 제 2 RF 사이클 동안, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 제 2 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제 1 RF 생성기의 상기 제 2 RF 사이클 동안, 상기 제 2 RF 생성기가 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작할 때, 상기 제 2 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 RF 사이클 동안, 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 갖게 상기 임피던스 매칭 네트워크의 상기 하나 이상의 모델들을 초기화하도록 구성되고,
    상기 프로세서는 상기 제 2 RF 사이클 동안, 상기 하나 이상의 모델들이 상기 제 1 복수의 적합한 파라미터 값들을 가질 때, 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여 상기 제 2 복수의 측정된 입력 파라미터 값들로부터 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 RF 사이클 동안, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값이고,
    상기 프로세서는 상기 제 1 RF 생성기의 제 3 RF 사이클 동안, 상기 제 2 복수의 적합한 파라미터 값들로 동작하도록 상기 제 2 RF 생성기를 제어하게 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 RF 사이클은 상기 제 2 RF 사이클에 연속적인, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 RF 사이클은 상기 제 2 RF 사이클과 상기 제 3 RF 사이클 사이의 하나 이상의 개재된 RF 사이클들 후 상기 제 2 RF 사이클에 이어지는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 RF 사이클은 상기 제 1 RF 사이클에 연속적인, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 RF 사이클은 상기 제 1 RF 사이클과 상기 제 2 RF 사이클 사이의 하나 이상의 개재된 RF 사이클들 후 상기 제 1 RF 사이클에 이어지는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
15. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 복수의 출력 파라미터 값들 및 상기 하나 이상의 모델들을 사용하여, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 가중 반사 계수가 최소 값인 최적의 가변 커패시턴스 값을 계산하도록 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
16. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 복수의 측정된 입력 파라미터 값들을 가중하도록 구성되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 시스템.
17. RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    복수의 부하 임피던스 값들을 수신하는 단계로서, 상기 부하 임피던스 값들 각각은 상이한 프로세스 조건과 연관되는, 상기 복수의 부하 임피던스 값들을 수신하는 단계;
    하나 이상의 모델들의 입력부에서의 반사 계수가 0인 복수의 최적의 가변 커패시턴스 값들을 생성하도록 상기 하나 이상의 모델들에 상기 복수의 부하 임피던스 값들을 인가하는 단계로서, 상기 하나 이상의 모델들은 임피던스 매칭 네트워크의 컴퓨터-생성 모델을 포함하는, 상기 복수의 부하 임피던스 값들을 인가하는 단계;
    상기 복수의 최적의 가변 커패시턴스 값들과 상기 복수의 부하 임피던스 값들 사이의 제 1 관계를 생성하는 단계;
    복수의 최적의 RF 값들을 결정하도록 상기 하나 이상의 모델들에 상기 부하 임피던스 값들 및 상기 최적의 가변 커패시턴스 값들을 인가하는 단계로서, 상기 최적의 RF 값들 각각에 대해, 상기 하나 이상의 모델들의 상기 입력부에서의 상기 반사 계수는 최소 값인, 상기 부하 임피던스 값들 및 최적의 가변 커패시턴스 값들을 인가하는 단계;
    상기 부하 임피던스 값들, 상기 최적의 가변 커패시턴스 값들, 및 상기 최적의 RF 값들 사이의 제 2 관계를 생성하는 단계;
    플라즈마 프로세싱 동안 상기 부하 임피던스 값들 중 하나의 부하 임피던스 값을 계산하는 단계로서, 상기 부하 임피던스 값들 중 하나의 부하 임피던스 값은 RF 생성기의 출력부에서 측정된 파라미터 값으로부터 계산되는, 상기 하나의 부하 임피던스 값을 계산하는 단계;
    상기 제 2 관계로부터 상기 최적의 가변 커패시턴스 값들 중 하나의 최적의 가변 커패시턴스 값 및 상기 최적의 RF 값들 중 하나의 최적의 RF 값을 결정하는 단계;
    상기 플라즈마 프로세싱 동안 상기 최적의 RF 값들 중 하나의 최적의 RF 값으로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하는 단계; 및
    상기 플라즈마 프로세싱 동안 상기 최적의 가변 커패시턴스 값들 중 하나의 최적의 가변 커패시턴스 값을 갖도록 상기 임피던스 매칭 네트워크를 제어하는 단계를 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 관계는 표이고, 상기 제 2 관계는 표인, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 관계는 다항식이고, 상기 제 2 관계는 다항식인, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 모델들은, 상기 임피던스 매칭 네트워크를 플라즈마 챔버와 연결하는 RF 전송선의 모델, 및 상기 임피던스 매칭 네트워크를 상기 RF 생성기에 연결하는 RF 케이블의 모델을 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
21. RF 생성기를 향하여 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    복수의 부하 임피던스 값들을 수신하는 단계로서, 상기 부하 임피던스 값들 각각은 상이한 프로세스 조건과 연관되는, 상기 복수의 부하 임피던스 값들을 수신하는 단계;
    상기 하나 이상의 모델들의 입력부에서의 변수가 최적화되는 복수의 최적의 파라미터 값들을 생성하도록 하나 이상의 모델들에 상기 복수의 부하 임피던스 값들을 인가하는 단계로서, 상기 하나 이상의 모델들은 임피던스 매칭 네트워크의 컴퓨터-생성 모델을 포함하는, 상기 복수의 부하 임피던스 값들을 인가하는 단계;
    상기 복수의 최적의 파라미터 값들과 상기 복수의 부하 임피던스 값들 사이의 관계를 생성하는 단계;
    플라즈마 프로세싱 동안 상기 부하 임피던스 값들 중 하나의 부하 임피던스 값을 계산하는 단계로서, 상기 부하 임피던스 값들 중 하나의 부하 임피던스 값은 RF 생성기의 출력부에서 측정된 값으로부터 계산되는, 상기 하나의 부하 임피던스 값을 계산하는 단계;
    상기 관계로부터 상기 최적의 파라미터 값들 중 하나의 최적의 파라미터 값 및 상기 부하 임피던스 값들 중 하나의 부하 임피던스 값을 결정하는 단계; 및
    상기 플라즈마 프로세싱 동안 상기 최적의 파라미터 값들 중 하나의 최적의 파라미터 값으로 동작하도록 상기 RF 생성기를 제어하는 단계를 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 플라즈마 프로세싱 동안 상기 파라미터 값들 중 또 다른 파라미터 값으로 동작하도록 상기 임피던스 매칭 네트워크를 제어하는 단계를 더 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
23. 제 21 항에 있어서,
    상기 최적의 파라미터 값들은 상기 하나 이상의 모델들이 최적의 커패시턴스 값을 갖도록 초기화될 때 복수의 RF 최적의 값들을 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
24. 제 21 항에 있어서,
    상기 최적의 파라미터 값들은 복수의 최적의 커패시턴스 값들 및 복수의 최적의 무선 주파수 값들을 포함하는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
25. 제 21 항에 있어서,
    상기 관계는 다항식인, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.
26. 제 21 항에 있어서,
    상기 변수는 전압 반사 계수이고, 상기 전압 반사 계수가 0이거나 최소 값을 가질 때 상기 전압 반사 계수가 최적화되는, 반사된 전력을 감소시키기 위한 방법.

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