JP7777209B2 - 波形を生成する装置 - Google Patents

波形を生成する装置

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Description

（米国特許法第１１９条のもとでの優先権の主張）
本特許出願は、２０１９年７月１２日に出願された“Ａ ＳＩＮＧＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＳＷＩＴＣＨ， ＳＩＮＧＬＥ ＳＵＰＰＬＹ ＥＶ ＳＯＵＲＣＥ ＷＩＴＨ ＩＯＮ ＣＵＲＲＥＮＴ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ”と題する仮出願第６２／８７３，６８０号に対する優先権を主張し、仮出願第６２／８７３，６８０号は、本明細書の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に明示的に援用される。
（背景）
（分野）
本発明は、概して給電装置に関連し、より具体的には、プラズマ処理のために電圧を印加するための給電装置に関連する。
（背景）
多くのタイプの半導体が、プラズマベースのエッチング技術を使用して作製される。エッチングされるものが導体である場合、基板導体の表面にわたって実質的に均一な負電圧を生み出すために、接地に対して負である電圧が、導電性基板に印加され得、基板導体は、正に帯電したイオンを導体に引き寄せ、結果として、導体に衝突する正イオンは、実質的に同じエネルギーを有する。
しかしながら、基板が誘電体である場合、変動しない電圧は、基板の表面にわたって電圧をかけることに対して効果がない。しかし、交流（ＡＣ）電圧（例えば、高周波数ＡＣまたは無線周波数（ＲＦ））は、ＡＣ電界が基板の表面上に電圧を誘導するように、導電性プレート（またはチャック）に印加され得る。ＡＣサイクルの正のピーク中、基板は、電子を引き寄せ、電子は、正イオンの質量に比べて軽く、従って、多くの電子が、サイクルの正のピーク中に基板の表面に引き寄せられる。結果として、基板の表面は、負に帯電し、ＡＣサイクルの残りの間、負に帯電した表面にイオンが引き寄せられることを引き起こす。そして、イオンが基板の表面に衝突すると、衝突は、基板の表面から材料を取り除き、エッチングを実現する。
多くの例では、狭いイオンエネルギー分布を有することが望ましいが、正弦波の波形を基板に印加することは、イオンエネルギーの広い分布を誘導し、所望のエッチングプロファイルを遂行するプラズマ処理の能力を制限する。狭いイオンエネルギー分布を達成するための公知の技術は、費用がかかり、非効率的であり、制御が難しく、プラズマ密度に悪影響を及ぼし得る。結果として、これらの公知の技術は、商業的に取り入れられてこなかった。従って、現在の技術の欠点に対処し他の新規かつ革新的な特徴を提供するシステムおよび方法が、必要とされる。
（概要）
本明細書に開示されるいくつかの実装形態のある態様は、制御する手段として、１つの可変電圧供給のみを必要とする共振回路において単一制御型スイッチと共にスイッチング周波数を利用することによって上述のニーズに対処し、劇的に単純化された回路が所望の狭いエネルギー分布を提供することを可能にする。
別の態様は、出力ノードと、リターンノードと、スイッチと、第一のインダクタと、第二のインダクタと、電圧源とを備えた給電装置として特徴付けられ得る。第一のインダクタは、スイッチの第一のノードと出力ノードとの間に結合され、第二のインダクタの第一のノードは、出力ノードまたはスイッチの第一のノードのうちの一方に結合されている。電圧源は、スイッチの第二のノードと第二のインダクタの第二のノードとの間に結合され、リターンノードとスイッチの第二のノードおよび第二のインダクタの第二のノードのうちの一方との間で、接続が、なされている。制御装置は、スイッチを通した電流がフルサイクル（ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻る）を完了するのに十分なだけの長い時間にわたってスイッチを閉鎖することを繰り返し行うことによって出力ノードとリターンノードとの間での周期的電圧の印加を引き起こすように構成されている。
さらに別の態様は、出力ノードと、リターンノードと、スイッチと、変換器と、電圧源とを備えた給電装置として特徴付けられ得る。変換器の一次巻線の第一のノードは、スイッチの第一のノードに結合され、変換器の二次巻線の第一のノードは、出力ノードに結合され、変換器の二次巻線の第二のノードは、リターンノードに結合されている。電圧源は、スイッチの第二のノードと変換器の一次巻線の第二のノードとの間に結合されている。給電装置は、スイッチを通した電流がフルサイクル（ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻る）を完了するのに十分なだけの長い時間にわたってスイッチを閉鎖することを繰り返し行うことによって出力ノードとリターンノードとの間での周期的電圧の印加を引き起こすように構成された制御装置も備えている。
本明細書に開示される別の態様は、プラズマチャンバーおよびバイアス供給装置を備えたプラズマ処理システムである。プラズマチャンバーは、プラズマを含むためのボリュームと、入力ノードと、リターンノードとを備えている。バイアス供給装置は、スイッチと、第一のインダクタと、第二のインダクタと、電圧源とを含む。第一のインダクタは、スイッチの第一のノードとプラズマチャンバーの入力ノードとの間に結合され、第二のインダクタの第一のノードは、チャンバーの入力ノードまたはスイッチの第一のノードのうちの一方に結合されている。電圧源は、スイッチの第二のノードと第二のインダクタの第二のノードとの間に結合されている。リターンノードとスイッチの第二のノードまたは第二のインダクタの第二のノードのうちの一方との間で、接続が、なされている。プラズマ処理システムは、プラズマがプラズマチャンバー内にあるときにプラズマ負荷の電圧の所望の波形を達成するようにスイッチおよび電圧源を制御する手段も備えている。
さらに別の態様は、プラズマチャンバーおよびバイアス供給装置を備えたプラズマ処理システムとして特徴付けられ得る。プラズマ処理チャンバーは、プラズマを含むためのボリュームと、入力ノードと、リターンノードとを備え、バイアス供給装置は、スイッチ、変換器、および電圧源を備えている。変換器の一次巻線の第一のノードは、スイッチの第一のノードに結合され、変換器の二次巻線の第一のノードは、プラズマチャンバーの入力ノードに結合され、変換器の二次巻線の第二のノードは、リターンノードに結合されている。電圧源は、スイッチの第二のノードと変換器の一次巻線の第二のノードとの間に結合されている。プラズマ処理システムは、プラズマがプラズマチャンバー内にあるときにプラズマ負荷の電圧の所望の波形を達成するようにスイッチおよび電圧源を制御する手段も含む。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
周期的電圧を印加するためのバイアス供給装置であって、該バイアス供給装置は、
出力ノードと、
リターンノードと、
スイッチと、
該スイッチの第一のノードと該出力ノードとの間に結合された第一のインダクタと、
該出力ノードまたは該スイッチの該第一のノードのうちの一方に結合された第二のインダクタの第一のノードと、
該スイッチの第二のノードと該第二のインダクタの第二のノードとの間に結合された電圧源と、
該リターンノードと該スイッチの該第二のノードおよび該第二のインダクタの該第二のノードのうちの一方との間の接続と、
制御装置と
を備え、
該制御装置は、該スイッチを通した電流がフルサイクルを完了するのに十分なだけの長い時間にわたって該スイッチを閉鎖することを繰り返し行うことによって該出力ノードと該リターンノードとの間での該周期的電圧の印加を引き起こすように構成され、該フルサイクルは、ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻るものである、バイアス供給装置。
（項目２）
前記制御装置は、前記電圧源の電圧と前記繰り返されるスイッチ閉鎖間の時間とを調整し、所望の周期的電圧を達成するように構成されている、項目１に記載のバイアス供給装置。
（項目３）
前記制御装置は、プロセッサまたはフィールドプログラマブルゲートアレイのうちの少なくとも１つを含み、該制御装置は、非一時的コンピュータ読み取り可能な媒体を含み、該非一時的コンピュータ読み取り可能な媒体は、その上に格納された命令を備え、該命令は、前記スイッチの動作を制御するための該プロセッサによる実行または該フィールドプログラマブルゲートアレイの構成を行うためのものである、項目１に記載のバイアス供給装置。
（項目４）
周期的電圧を印加するためのバイアス供給装置であって、該バイアス供給装置は、
出力ノードと、
リターンノードと、
スイッチと、
変換器であって、該変換器の一次巻線の第一のノードは、該スイッチの第一のノードに結合され、該変換器の二次巻線の第一のノードは、該出力ノードに結合され、該変換器の該二次巻線の第二のノードは、該リターンノードに結合されている、変換器と、
該スイッチの第二のノードと該変換器の該一次巻線の第二のノードとの間に結合された電圧源と、
制御装置と
を備え、
該制御装置は、該スイッチを通した電流がフルサイクルを完了するのに十分なだけの長い時間にわたって該スイッチを閉鎖することを繰り返し行うことによって該出力ノードと該リターンノードとの間での該周期的電圧の印加を引き起こすように構成され、該フルサイクルは、ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻るものである、バイアス供給装置。
（項目５）
前記スイッチの前記第二のノードは、前記リターンノードに結合されている、項目４に記載のバイアス供給装置。
（項目６）
前記変換器の前記一次巻線の前記第二のノードは、前記リターンノードに結合されている、項目４に記載のバイアス供給装置。
（項目７）
前記制御装置は、プロセッサまたはフィールドプログラマブルゲートアレイのうちの少なくとも１つを含み、該制御装置は、非一時的コンピュータ読み取り可能な媒体を含み、該非一時的コンピュータ読み取り可能な媒体は、その上に格納された命令を備え、該命令は、前記スイッチの動作を制御するための該プロセッサによる実行または該フィールドプログラマブルゲートアレイの構成を行うためのものである、項目４に記載のバイアス供給装置。
（項目８）
プラズマ処理システムであって、該プラズマ処理システムは、
プラズマチャンバーであって、該プラズマチャンバーは、
プラズマを含むためのボリュームと、
入力ノードと、
リターンノードと
を含む、プラズマチャンバーと、
バイアス供給装置であって、該バイアス供給装置は、
スイッチと、
該スイッチの第一のノードと該プラズマチャンバーの該入力ノードとに間に結合された第一のインダクタと
を含む、バイアス供給装置と、
該チャンバーの該入力ノードまたは該スイッチの該第一のノードのうちの一方に結合された第二のインダクタの第一のノードと、
該スイッチの第二のノードと該第二のインダクタの第二のノードとの間に結合された電圧源と、
該リターンノードと該スイッチの該第二のノードまたは該第二のインダクタの該第二のノードのうちの一方との間の接続と、
該プラズマが該プラズマチャンバー内にあるときにプラズマ負荷の電圧の所望の波形を達成するように該スイッチおよび該電圧源を制御する手段と
を備えている、プラズマ処理システム。
（項目９）
前記制御する手段は、前記プラズマ負荷の前記電圧の前記所望の波形を達成するように前記電圧源の前記電圧と繰り返されるスイッチ閉鎖間の時間とを調整する手段を含む、項目８に記載のプラズマ処理システム。
（項目１０）
前記制御する手段は、前記スイッチの各閉鎖に関して、該スイッチを通した電流がフルサイクルを完了するのに十分なだけの長い時間にわたって該スイッチを閉鎖する手段を含み、該フルサイクルは、ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻るものである、項目８に記載のプラズマ処理システム。
（項目１１）
前記リターンノードは、接地リターンを備えている、項目８に記載のプラズマ処理システム。
（項目１２）
プラズマ処理システムであって、該プラズマ処理システムは、
プラズマチャンバーであって、該プラズマチャンバーは、
プラズマを含むためのボリュームと、
入力ノードと、
リターンノードと
を含む、プラズマチャンバーと、
バイアス供給装置であって、該バイアス供給装置は、
スイッチと、
変換器であって、該変換器の一次巻線の第一のノードは、該スイッチの第一のノードに結合され、該変換器の二次巻線の第一のノードは、該プラズマチャンバーの該入力ノードに結合され、該変換器の該二次巻線の第二のノードは、該リターンノードに結合されている、変換器と、
該スイッチの第二のノードと該変換器の該一次巻線の第二のノードとの間に結合された電圧源と
を含む、バイアス供給装置と、
該プラズマが該プラズマチャンバー内にあるときにプラズマ負荷の電圧の所望の波形を達成するように該スイッチおよび該電圧源を制御する手段と
を備えている、プラズマ処理システム。
（項目１３）
前記制御する手段は、前記プラズマ負荷の前記電圧の前記所望の波形を達成するように前記電圧源の前記電圧と繰り返されるスイッチ閉鎖間の時間とを調整する手段を含む、項目１２に記載のプラズマ処理システム。
（項目１４）
前記制御する手段は、前記スイッチの各閉鎖に関して、該スイッチを通した電流がフルサイクルを完了するのに十分なだけの長い時間にわたって該スイッチを閉鎖する手段を含み、該フルサイクルは、ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻るものである、項目１２に記載のプラズマ処理システム。
（項目１５）
前記スイッチの前記第二のノードは、前記リターンノードに結合されている、項目１２に記載のプラズマ処理システム。
（項目１６）
前記変換器の前記一次巻線の前記第二のノードは、前記リターンノードに結合されている、項目１２に記載のプラズマ処理システム。
（項目１７）
前記リターンノードは、接地リターンを備えている、項目１２に記載のプラズマ処理システム。
（図面の簡単な説明）
図１は、本明細書に開示されるバイアス供給装置が利用され得る例示的プラズマ処理環境を描写したブロック図である。
図２は、例示的バイアス供給装置を描写した回路図である。
図３は、プラズマ処理チャンバーの態様を電気的に表した回路図である。
図４は、図３中のプラズマ処理チャンバーと共に動作させられたときの図２中のバイアス供給装置の電気的態様のタイミングを描写したタイミング図である。
図５Ａは、シース電圧対時間、および結果として生じるイオンフラックス対イオンエネルギーのグラフ描写である。
図５Ｂは、図５Ａに描写されたシース電圧を生成し得る周期的電圧波形のグラフである。
図６Ａは、別のシース電圧、および結果として生じるイオンフラックス対イオンエネルギーを描写している。
図６Ｂは、図６Ａに描写されたシース電圧を生成し得る周期的電圧波形のグラフである。
図７Ａは、さらに別のシース電圧、および結果として生じるイオンフラックス対イオンエネルギーを描写している。
図７Ｂは、図７Ａに描写されたシース電圧を生成し得る周期的電圧波形のグラフである。
図８は、図２のバイアス供給装置によって印加され得る周期的電圧波形と、それに対応するシース電圧とを描写したグラフを含む。
図９は、図２のバイアス供給装置によって印加され得る別の周期的電圧波形と、それに対応するシース電圧とを描写したグラフを含む。
図１０は、図２のバイアス供給装置によって印加され得る別の周期的電圧波形と、それに対応するシース電圧とを描写したグラフを含む。
図１１は、別の例示的バイアス供給装置を描写した回路図である。
図１２は、図１１のバイアス供給装置によって印加され得る周期的電圧波形と、それに対応するシース電圧とを描写したグラフを含む。
図１３は、図１１のバイアス供給装置によって印加され得る別の周期的電圧波形と、それに対応するシース電圧とを描写したグラフを含む。
図１４は、図１１のバイアス供給装置によって印加され得るさらに別の周期的電圧波形と、それに対応するシース電圧とを描写したグラフを含む。
図１５Ａは、いくつかの実施形態に関して詳しく検討され得る方法を描写したフローチャートである。
図１５Ｂは、いくつかの実施形態に関して詳しく検討され得る別の方法を描写したフローチャートである。
図１６Ａは、例示的バイアス供給装置を描写した回路図である。
図１６Ｂは、別の例示的バイアス供給装置を描写した回路図である。
図１６Ｃは、別の例示的バイアス供給装置を描写した回路図である。
図１６Ｄは、別の例示的バイアス供給装置を描写した回路図である。
図１６Ｅは、別の例示的バイアス供給装置を描写した回路図である。
図１６Ｆは、別の例示的バイアス供給装置を描写した回路図である。
図１７は、本明細書に開示される制御を実装するために利用され得るコンポーネントを描写したブロック図である。
（詳細な説明）
本明細書において、「例示的（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」という用語は、「例（ｅｘａｍｐｌｅ、ｉｎｓｔａｎｃｅ）または例示（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ）として役立つ」を意味するように使用される。本明細書中で「例示的」と記載される任意の実施形態は、他の実施形態より好ましい、または有利であると必ずしも解釈されない。
予備的留意事項として、以下の図面中のフローチャートおよびブロック図は、様々な実施形態に従ったシステム、方法およびプログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能性および動作を例示している。これに関して、これらのフローチャートまたはブロック図におけるいくつかのブロックは、指定された論理機能（単数または複数）を実装するための１つ以上の実行可能な命令を備えたモジュール、セグメント、またはコードの一部を表し得る。いくつかの代替の実装形態では、ブロックに記された機能が図面に記された順序を守らずに行われ得ることにも、留意されたい。例えば、連続的に示された２つのブロックは、実際には実質的に同時に実行され得、または、ブロックは、含まれる機能性に依存して、ときに逆順序で実行され得る。ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロックと、ブロック図および／またはフローチャート図におけるブロックの組み合わせとが、指定された機能もしくは行為を実施する専用のハードウェアベースのシステム、または、専用ハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせによって実装されることができることにも、留意されたい。
本開示の目的に関して、ソースジェネレータは、そのエネルギーが主にプラズマを発生させそれを維持することに向けられたものであり、一方、「バイアス供給装置」は、そのエネルギーがプラズマからのイオンおよび電子を引き寄せるための表面電位を発生させることに主に向けられたものである。
新規のバイアス供給装置のいくつかの実施形態が、本明細書に記載され、それらは、プラズマ処理チャンバー内の基板支持体に周期的電圧関数を印加するために使用され得る。
まず図１を参照すると、バイアス供給装置が利用され得る例示的プラズマ処理環境（例えば、成膜またはエッチングシステム）が、示されている。プラズマ処理環境は、プラズマチャンバー１０１に直接、および間接的に結合された多くの機器を含み得、プラズマチャンバー１０１の中に、プラズマ１０２と、ワークピース１０３（例えばウェハ）とを含むボリュームが、含まれている。機器は、真空取扱機器およびガス配送機器（示されていない）と、１つ以上のバイアス供給装置１０８と、１つ以上のソースジェネレータ１１２と、１つ以上のソースマッチングネットワーク１１３とを含み得る。多くの用途では、単一のソースジェネレータ１１２からの電力が、１つ以上のソース電極１０５に接続されている。ソースジェネレータ１１２は、比較的高い周波数のＲＦジェネレータ（例えば、１３．５６ＭＨｚ～１２０ＭＨｚ）であり得る。一般に、電極１０５は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源、別のＲＦ周波数でバイアスされた二次上側電極を有するデュアル容量結合プラズマ源（ＣＣＰ）、ヘリコンプラズマ源、マイクロ波プラズマ源、マグネトロン、または独立に動作させられる他のなんらかのプラズマエネルギーの源を伴って実装され得るものを表している。
図１に描写されたシステムの変形例では、ソースジェネレータ１１２およびソースマッチングネットワーク１１３は、リモートプラズマ源に置換され得るか、またはリモートプラズマ源で増補され得る。システムの他の変形例は、単一のバイアス供給装置１０８のみを含み得る。
以下の開示は概してプラズマベースのウェハ処理に言及するが、実装形態は、プラズマチャンバー内での任意の基板処理を含むことができる。いくつかの例では、本明細書に開示されるシステム、方法及び装置を使用して、基板以外の物体が、処理されることができる。言い換えれば、本開示は、大気圧より低圧のプラズマ処理チャンバー内での任意の物体のプラズマ処理を対象とし、物理的または化学的手段による表面の変更、表面下の変更、成膜または除去に影響を及ぼす。
図２を参照すると、周期的電圧関数を印加するための例示的バイアス供給装置２０８が、示されている。示されているように、バイアス供給装置２０８は、出力２１０（出力ノード２１０とも称される）と、スイッチ２２０と、電圧源２３０とを含む。加えて、第一のインダクタ２４０が、スイッチと出力との間に結合され、第二のインダクタ２５０が、電圧源と出力との間に結合されている。制御装置２６０も、示されており、制御装置２６０は、本明細書にさらに記載されるように、スイッチ２２０を開閉し、出力において電圧を生成するように構成されている。例えば、制御装置２６０は、出力２１０（出力ノード２１０とも称される）と接地接続２７０（リターンノード２７０とも称される）との間での周期的電圧の印加を引き起こすように構成され得、それは、スイッチを通した電流がフルサイクル（ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻る）を完了するのに十分なだけの長い時間にわたってスイッチを閉鎖することを繰り返し行うことによって行われる。出力２１０を通して負荷に配送された電流は、負荷と共通の接地接続２７０を通してバイアス供給装置２０８に返される。
図３を簡潔に参照すると、プラズマチャンバー１０１内のプラズマ負荷の態様を電気的に描写した回路図が、示されている。示されているように、プラズマチャンバー１０１は、チャック静電容量Ｃｃｈ（チャックおよびワークピース１０３の静電容量を含む）によって表され得、プラズマチャンバー１０１は、プラズマチャンバー１０１への入力３１０（入力ノード３１０とも称される）と、基板の表面における電圧ＶＳ（本明細書ではシース電圧とも称される）を表すノードとの間に位置付けられている。加えて、リターンノード３０７（接地への接続であり得る）が、描写されている。処理チャンバー内のプラズマ１０２は、シース静電容量ＣＳと、ダイオードと、電流源との並列組み合わせによって表される。ダイオードは、非線形のダイオードのようなプラズマシースの性質を表し、プラズマシースは、印加されたＡＣ電界の整流をもたらし、それによって、直流（ＤＣ）電圧降下が、ワークピース１０３とプラズマ１０２との間に現れる。
再び図２を参照して、スイッチ２２０は、（多くの電界効果スイッチのように）ボディダイオードを含み、ボディダイオードは、スイッチがオン状態であるように制御されていないときでも逆電流を可能にする。本出願人は、スイッチ２２０が（ボディダイオードのおかげで）スイッチを通した電流の第一の反転中にいつでもオフにされることができる（従って、制御のタイミング臨界を低減させることができる）という利点において、ボディダイオードが使用され得ることを見出した。他のタイプのスイッチが使用され得るが、スイッチは、炭化ケイ素金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴ）によって具体化され得る。制御装置からの駆動信号２１１が電気的または光学的であり得ることが、認識されるべきである。本明細書に開示された（例えば、図１１および図１６Ａ～１６Ｆ中の）他のバイアス供給装置に描写されたスイッチもボディダイオードを含み得ること、および、他のバイアス供給装置のそれらのスイッチが駆動信号２１１によって駆動され得ることも、理解されるべきである。
図４を参照すると、イオン電流Ｉイオンが適切に補償されているときのバイアス供給装置２０８およびプラズマ処理チャンバー１０１の電気的態様を描写した波形が、示されており、それは、第二のインダクタＬ２を通した電流ｉＬ２がイオン電流Ｉイオンに等しいときに起こる。本開示のある態様は、Ｌ２を通した電流ｉＬ２がイオン電流Ｉイオンに等しくあるようにどのように調整するかという問題に対処する。図４に示されているように、スイッチ２２０（本明細書ではスイッチＳとも称される）は、第一のインダクタ２４０を通した（従って、スイッチ２２０を通した）電流がフルサイクル（ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻る）を完了するように制御され得る。電流サイクルの前半における電流ｉＬ２のピーク値は電流サイクルの後半における電流ｉＬ２のピーク値と異なり得ることが、認識されるべきである。制御装置２６０は、電圧源２３０の電圧と繰り返されるスイッチ閉鎖間の時間とを調整し、ＶＯにおける所望の周期的電圧を達成するようにも構成され得る。
図５Ａ～図７Ｂを簡潔に参照すると、プラズマチャンバー１０１内のイオンエネルギーの分布に対するイオン電流補償の効果を理解するために有用な背景資料が、描写されている。まず、ＩＬ２＝Ｉイオンである動作のモードにおける図５Ａおよび図５Ｂへの参照が、なされる。図５Ａに示されているように、シース電圧がパルス間で実質的に一定であるとき、実質的に単一エネルギーのイオンエネルギー分布関数を生成するために、対応するイオンエネルギーの分散５７０は、比較的狭い。図５Ａにおけるシース電圧を生成するためにバイアス供給装置１０８によって印加され得る非対称周期的電圧関数が、図５Ｂに示されている。
図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、補償不足のイオン電流に関連付けられたシース電圧、イオンフラックス、および非対称周期的電圧波形（バイアス供給装置によって出力される）の態様が、示されている。図６Ａに示されているように、イオン電流Ｉイオンが保証不足であるとき、シース電圧は、傾斜状の挙動においてあまり負でなくなり、イオンエネルギーのより広い分散６７２を生成する。図６Ａに描写されたシース電圧を実現するために基板支持体に印加され得る周期的電圧が、図６Ｂに示されている。示されているように、周期的電圧波形の負の傾斜状部分は、図５Ｂの周期電圧波形の傾斜状部分（図６Ｂ中では破線として示されている）より低い傾きを伴って降下する。そのようなイオンエネルギーの分散６７２が故意に行われ得ることに留意されたい。
図７Ａおよび図７Ｂは、過補償のイオン電流に関連付けられたシース電圧、イオンフラックス、および非対称周期的電圧波形（バイアス供給装置によって出力される）の態様を描写している。図７Ａに示されているように、イオン電流が過補償であるとき、シース電圧は、傾斜状の挙動においてより負になり、イオンエネルギーのより広い分散７７４も生成する。図７Ａに描写されたシース電圧を実現するために基板支持体に印加され得る周期的電圧波形が、図７Ｂに示されている。示されているように、周期的電圧関数の負の傾斜状部分は、イオン電流を補償する周期電圧波形の傾斜状部分（点線として示されている）より大きな率で降下する。そのようなイオンエネルギーの分散７７４は、故意になされ得、それは、所望され得る。
図２、図３および図４に戻ってそれらを参照すると、本出願人は、バイアス供給装置の出力ＶＯにおいて印加される周期的電圧のパルス繰り返し率を制御することによって、Ｌ２を通した電流ｉＬ２が（従って補償電流が）制御され得ることを見出した。そして、パルス繰り返し率は、スイッチの開閉のタイミングによって制御され得る。本出願人は、一回のスイッチオンの後、次のオンまでの時間が修正された場合に何が起こるかを検証した。例えば、本出願人は、スイッチＳの二回目のオンがわずかに早く起こり、スイッチがオンである期間の間にＶＯが定数である場合、印加される電圧ＶＯに何が起こるかを検討した。この場合、二回目のオンは同じ初期条件を伴って開始するので、印加される電圧Ｖ０の第二の電圧パルスの形状は、同じはずである。ここで、パルス間の時間はより短く、印加される電圧ＶＯの平均はより高いので、従って、Ｌ２を通した電流は、増大するはずである。ｉＬ２の増大は、印加される電圧ＶＯの下方傾きを増大させ、第二のパルスの大きさをさらに増大させる。従って、パルス繰り返し率を増大させることは、イオン電流補償を増大させるハンドルである。これは、図８～１０が示しているように、シミュレーションを通して確認されている。
図８を参照すると、それは、図３に示されたような負荷に接続された図２の回路に関するバイアス供給装置の出力電圧ＶＯおよびシース電圧ＶＳを描写したグラフであり、図８では、電圧源２３０Ｖｂが５ｋＶのＤＣ電圧を提供し、３００ｋＨｚにおけるＶＯのパルス繰り返し率を提供するようにスイッチが開閉されるとき、Ｌ１＝３μＨ、Ｌ２＝４ｍＨ、Ｃｃｈ＝１．５ｎＦ、ＣＳ＝１ｎＦ、およびＩイオン＝３Ａである。イオン電流は補償不足であるので、これらのパラメータを伴って回路を動作させることは、－５ｋＶの初期シース電圧ＶＳが－２．６ｋＶに上昇することをもたらす。図２に示されているように、スイッチ閉鎖の繰り返し率は、ＶＯのパルス繰り返し率と同じであり得、スイッチを閉鎖することは、スイッチを通した電流ＩＬ１がフルサイクル（ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻る）を完了するのに十分なだけの長い時間にわたって行われ得る。ＶＯにおける周期的電圧のサイクル中、電流ＩＬ２が実質的に一定であり得ることも、認識されるべきである。
次に図９を参照すると、バイアス供給装置の出力電圧ＶＯおよびシース電圧ＶＳを描写したグラフが、示されており、それは、電圧源２３０Ｖｂが４．５ｋＶのＤＣ電圧を提供し、６５０ｋＨｚのパルス繰り返し率を提供するようにスイッチが開閉されることを除いて、図８と同じパラメータを伴う。イオン電流が正確に補償されるので、これらのパラメータを伴ってバイアス供給装置を動作させることは、－５ｋＶの一定のシース電圧をもたらす。
図１０を参照すると、バイアス供給装置の出力電圧ＶＯおよびシース電圧ＶＳを描写したグラフが、示されており、それは、電圧源Ｖｂが４．２５ｋＶに等しいＤＣ電圧を提供し、８００ｋＨｚのパルス繰り返し率を伴うＶＯを提供するようにスイッチが開閉されることを除いて、図８と同じパラメータを伴う。イオン電流が過補償であるので、これらのパラメータを伴って回路を動作させることは、－５ｋＶの初期シース電圧が－５．２５ｋＶに減少することをもたらす。
次に図１１を参照すると、周期的電圧関数を出力１１１０（出力ノード１１１０とも称される）に結合する変換器１１６０を含むバイアス供給装置の回路の回路図が、示されている。示されているように、バイアス供給装置は、電圧源１１３０と、スイッチ１１２０および変換器１１６０に結合されたインダクタ１１４０とを含む。制御装置１１５０は、スイッチに結合され、制御装置は、スイッチを開閉し、出力において非対称電圧を生成するように構成されている。インダクタ１１４０は、別個のインダクタであり得るか、または変換器１１６０の漏洩インダクタンスの一部であり得る。シミュレーションの目的のために、変換器は、２つの完全に結合されたインダクタとしてモデル化される。変換器の巻線間の寄生容量は、ＣＷによってモデル化される。
図１２は、図３に示されたような負荷に接続された図１１の回路に関するバイアス供給装置出力電圧ＶＯおよびシース電圧ＶＳを描写したグラフであり、図１２では、図１１のバイアス供給装置の電圧源が４２２ＶＤＣを印加し、制御装置がスイッチを開閉し、出力において３００ｋＨｚのパルス繰り返し率を伴う周期的電圧を生成するとき、Ｌ１＝５０ｎＨ、Ｌｐ＝５６μＨ、ＬＳ＝５．６ｍＨ、ＣＷ＝１．２６ｎＦ、Ｃｃｈ＝１．５ｎＦ、ＣＳ＝１ｎＦ、およびＩイオン＝３Ａである。イオン電流が補償不足であるので、これらのパラメータを伴ってバイアス供給装置を動作させることは、－５ｋＶの初期シース電圧が－２．８ｋＶに増大することをもたらす。
図１３は、バイアス供給装置の出力電圧ＶＯおよびシース電圧ＶＳを描写したグラフであり、それは、図１１のバイアス供給装置の電圧源が２８１ＶＤＣを印加し、制御装置がスイッチを開閉し、出力において７７５ｋＨｚのパルス繰り返し率を伴う周期的電圧を生成することを除いて、図１２と同じパラメータを伴う。イオン電流が正確に補償されるので、これらのパラメータを伴って回路を動作させることは、－５ｋＶの一定のシース電圧をもたらす。
図１４は、バイアス供給装置の出力電圧ＶＯおよびシース電圧ＶＳを描写したグラフであり、それは、図１１のバイアス供給装置の電圧源が２１２ＶＤＣを印加し、制御装置がスイッチを開閉し、出力において１ＭＨｚのパルス繰り返し率を伴う周期的電圧を生成することを除いて、図１２と同じパラメータを伴う。イオン電流が過補償であるので、これらのパラメータを伴って回路を動作させることは、－５ｋＶの初期シース電圧が－５．２４ｋＶに減少することをもたらす。
次に図１５Ａを参照すると、本明細書に開示される実施形態に関して（例えば、図１６Ａ～１６Ｄに関して）詳しく検討され得る方法を描写したフローチャートが、示されている。示されているように、第一のインダクタ（本明細書では小型誘導素子とも称される）の第一のノードが、スイッチの第一のノードに接続され、小型誘導素子の第二のノードが、出力ノードに接続され、容量結合プラズマ負荷が、出力ノードとリターンノードとの間に接続される（ブロック１５１０）。第一のインダクタ（大型誘導素子とも称される）の第一のノードは、小型誘導素子のいずれかのノードに接続され得る（ブロック１５２０）。示されているように、電圧源が、スイッチの第二のノードと大型誘導素子の第二のノードとの間に接続され、電圧源のいずれかのノードが、リターンノードに接続される（ブロック１５３０）。動作時、スイッチは、スイッチを通した電流がフルサイクル（ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻る）を完了するのに十分なだけの長い時間にわたって閉鎖することを繰り返し行われる（ブロック１５４０）。加えて、電圧源の電圧と繰り返されるスイッチ閉鎖間の時間との各々は、プラズマ負荷の電圧の所望の波形を達成するように調整され得る（ブロック１５５０）。例えば、所望の波形は、（例えば、図５Ａに示されたような）イオンエネルギーの狭い分布、または（例えば、図６Ａおよび図７Ａに示されたような）イオンエネルギーのより広い分布を達成するシース電圧であり得る。
図１５Ｂは、本明細書に開示される実施形態に関して（例えば、図１６Ｅおよび図１６Ｆに関して）詳しく検討され得る方法を描写した別のフローチャートである。示されているように、変換器の一次巻線の第一のノードが、スイッチの第一のノードに接続され、変換器の二次巻線の第一のノードが、出力ノードに接続され、容量結合プラズマ負荷が、出力ノードと変換器の二次の第二のノードとの間に接続される（ブロック１５１１）。加えて、電圧源が、スイッチの第二のノードと変換器の一次巻線の第二のノードとの間に接続される（ブロック１５２１）。動作時、スイッチは、スイッチを通した電流がフルサイクル（ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻る）を完了するのに十分なだけの長い時間にわたって閉鎖される（ブロック１５３１）。加えて、電圧源の電圧と繰り返されるスイッチ閉鎖間の時間との各々は、プラズマ負荷の電圧の所望の波形を達成するように調整され得る（ブロック１５４１）。例えば、上で検討されたように、所望の波形は、（例えば、図５Ａに示されたような）イオンエネルギーの狭い分布、または（例えば、図６Ａおよび図７Ａに示されたような）イオンエネルギーのより広い分布を達成するシース電圧であり得る。
図１６Ａを参照すると、容量結合プラズマ負荷１６０２（プラズマチャンバー、例えばプラズマチャンバー１０１に伴って存在している）に周期的電圧関数を印加するための例示的バイアス供給装置１６０１が、示されている。バイアス供給装置１６０１の出力ノード１６０４は、プラズマ負荷１６０２の入力ノード１６０５に接続し、バイアス供給装置１６０１のリターンノード１６０６は、プラズマチャンバー１０１のリターンノード１６０７に接続している。リターンノード１６０６および１６０７は、バイアス供給装置およびプラズマ負荷の両方のシャーシまたはエンクロージャを通して頻繁に行われ、これらは典型的に接地電位に保たれるので、典型的に、接地、シャーシ接地、またはアース接地とも称される。示されているように、バイアス供給装置１６０１は、電圧源としてＤＣ供給装置１６０３を利用し、ＤＣ供給装置の正出力端子は、接地に接続され、大型インダクタＬ２は、小型インダクタＬ１の負荷側に接続されている。
示されているように、第一のインダクタＬ１が、スイッチＳの第一のノード１６７０と出力ノード１６０４との間に結合され、第二のインダクタＬ２の第一のノード１６７２が、出力ノード１６０４に結合されている。電圧源は、スイッチＳの第二のノード１６７４と第二のインダクタＬ２の第二のノード１６７６との間に結合されている。そして、リターンノード１６０６とスイッチＳの第二のノード１６７４との間で、接続が、なされている。
図１６Ｂを参照すると、容量結合プラズマ負荷１６１２に周期的電圧関数を印加するための例示的バイアス供給装置１６１１が、示されている。示されているように、バイアス供給装置１６１１は、ＤＣ供給装置１６１３を利用し、ＤＣ供給装置１６１３の負出力端子は、接地に接続され、大型インダクタＬ２は、小型インダクタＬ１の負荷側に接続されている。示されているように、第一のインダクタＬ１が、スイッチＳの第一のノード１６７０と出力ノード１６０４との間に結合され、第二のインダクタＬ２の第一のノード１６７２が、出力ノード１６０４に結合されている。電圧源は、スイッチＳの第二のノード１６７４と第二のインダクタＬ２の第二のノード１６７６との間に結合され、リターンノード１６０６と第二のインダクタＬ２の第二のノード１６７６との間で、接続が、なされている。
図１６Ｃを参照すると、容量結合プラズマ負荷１６２２に周期的電圧関数を印加するための例示的バイアス供給装置１６２１が、示されている。示されているように、バイアス供給装置１６２１は、ＤＣ供給装置１６２３を利用し、ＤＣ供給装置１６２３の正出力端子は、接地に接続され、大型インダクタＬ２は、小型インダクタＬ１のスイッチ側に接続されている。示されているように、第一のインダクタＬ１が、スイッチＳの第一のノード１６７０と出力ノード１６０４との間に結合されている。そして、第二のインダクタＬ２の第一のノード１６７２が、スイッチＳの第一のノード１６７０に結合されている。電圧源は、スイッチＳの第二のノード１６７４と第二のインダクタＬ２の第二のノード１６７６との間に結合され、リターンノード１６０６とスイッチＳの第二のノード１６７４との間で、接続が、なされている。
図１６Ｄを参照すると、容量結合プラズマ負荷１６３２に周期的電圧関数を印加するための例示的バイアス供給装置１６３１が、示されている。示されているように、バイアス供給装置１６３１は、ＤＣ供給装置１６３３を利用し、ＤＣ供給装置１６３３の負出力端子は、接地に接続され、大型インダクタＬ２は、小型インダクタＬ１のスイッチ側に接続されている。示されているように、第一のインダクタＬ１が、スイッチＳの第一のノード１６７０と出力ノード１６０４との間に結合されている。そして、第二のインダクタＬ２の第一のノード１６７２が、スイッチＳの第一のノード１６７０に結合されている。電圧源は、スイッチＳの第二のノード１６７４と第二のインダクタＬ２の第二のノード１６７６との間に結合されている。示されているように、リターンノード１６０６と第二のインダクタＬ２の第二のノード１６７６との間で、接続が、なされている。
図１６Ｅを参照すると、容量結合プラズマ負荷１６４２に周期的電圧関数を印加するための例示的バイアス供給装置１６４１が、示されている。示されているように、バイアス供給装置１６４１は、（電圧源として）ＤＣ供給装置１６４３を利用し、ＤＣ供給装置１６４３の正出力端子は、接地に接続され、プラズマ負荷１６４２に接続するために、変換器１６４４が、使用される。変換器は、一次巻線（ＬＬＰおよびＬＰで表される）と二次巻線（ＬＳおよびＬＬＳで表される）とを含む。変換器の一次巻線の第一のノード１６８０は、スイッチＳの第一のノード１６７０に結合されている。変換器の二次巻線の第一のノード１６８２は、出力ノード１６０４に結合されている。そして、変換器の二次巻線の第二のノード１６８４は、リターンノード１６０６に結合されている。ＤＣ供給装置１６４３（電圧源）は、スイッチＳの第二のノード１６７４と変換器の一次巻線の第二のノード１６８６との間に結合されている。
図１６Ｆを参照すると、容量結合プラズマ負荷１６５２に周期的電圧関数を印加するための例示的バイアス供給装置１６５１が、示されている。示されているように、バイアス供給装置１６５１は、電圧源としてＤＣ供給装置１６５３を利用し、ＤＣ供給装置１６５３の負出力端子は、接地に接続され、負荷に接続するために、変換器１６５４が、使用される。図１６Ｅおよび図１６Ｆの両方におけるバイアス供給装置１６４１、１６５１は、変換器を含む。そして、示されているように、変換器の一次巻線の第一のノードは、スイッチの第一のノードに結合され、変換器の二次巻線の第一のノードは、出力ノードに結合され、変換器の二次巻線の第二のノードは、リターンノードに結合されている。変換器は、一次巻線（ＬＬＰおよびＬＰで表される）と二次巻線（ＬＳおよびＬＬＳで表される）とを含む。変換器の一次巻線の第一のノード１６８０は、スイッチＳの第一のノード１６７０に結合されている。変換器の二次巻線の第一のノード１６８２は、出力ノード１６０４に結合されている。そして、変換器の二次巻線の第二のノード１６８４は、リターンノード１６０６に結合されている。ＤＣ供給装置１６４３（電圧源）は、スイッチＳの第二のノード１６７４と変換器の一次巻線の第二のノード１６８６との間に結合されている。示されているように、変換器の一次巻線の第二のノード１６８６は、リターンノード１６０７に結合するように構成されている。
本明細書に開示される実施形態に関して記載される方法は、ハードウェアにおいて直接具体化され得、非一時的有形プロセッサ読み取り可能な記憶媒体内でエンコードされたプロセッサ実行可能なコードにおいて具体化され得るか、またはそれら２つの組み合わせにおいて具体化され得る。例えば、図１７を参照すると、本明細書に開示される制御態様を具体化するために利用され得る物理コンポーネントを描写したブロック図が、示されている。示されているように、この実施形態では、ディスプレイ１３１２および不揮発性メモリ１３２０が、バス１３２２に結合され、バス１３２２は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）１３２４と、（Ｎ個の処理コンポーネントを含む）処理部分１３２６と、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１３２７と、Ｎ個の送受信機を含む送受信機コンポーネント１３２８とにも結合されている。図１７に描写されたコンポーネントは物理コンポーネントを表しているが、図１７は、詳細なハードウェア図であることを意図されておらず、従って、図１７に描写されたコンポーネントの多くは、共通の構成物によって具体化され得るか、または追加の物理コンポーネント間で分散され得る。さらに、図１７を参照して記載される機能コンポーネントを実装するために、他の既存および未だ開発段階の物理コンポーネントおよびアーキテクチャが利用され得ることが、企図されている。
一般に、このディスプレイ１３１２は、ユーザインターフェースをユーザに提供するように動作し、いくつかの実装形態では、ディスプレイは、タッチスクリーンディスプレイによって具体化される。一般に、不揮発性メモリ１３２０は、データと、機械実行可能なコード（本明細書に記載の方法を実現することに関連付けられた実行可能なコードを含む）とを格納する（例えば、永続的に格納する）ように機能する非一時的メモリである。例えば、いくつかの実施形態では、不揮発性メモリ１３２０は、単一制御型スイッチで基板をバイアスする方法の実行を促進するためのブートローダコード、オペレーティングシステムコード、ファイルシステムコード、および非一時的プロセッサ実行可能なコードを含む。
多くの実装形態では、不揮発性メモリ１３２０はフラッシュメモリ（例えば、ＮＡＮＤまたはＯＮＥＮＡＮＤメモリ）によって具体化されるが、他のメモリタイプも同様に利用され得ることが、企図されている。不揮発性メモリ１３２０からのコードを実行することが可能であり得るが、不揮発性メモリにおける実行可能なコードは、典型的に、ＲＡＭ１３２４に読み込まれ、処理部分１３２６におけるＮ個の処理コンポーネントのうちの１つ以上によって実行される。
一般に、ＲＡＭ１３２４に関するＮ個の処理コンポーネントは、不揮発性メモリ１３２０に格納された命令を実行するように動作し、本明細書に開示されるアルゴリズムおよび機能の実行を可能にする。いくつかのアルゴリズムが本明細書に開示されているが、これらのアルゴリズムのうちのいくつかはフローチャートに表されていないことが、認識されるべきである。本明細書に記載の方法を実現するためのプロセッサ実行可能なコードは、不揮発性メモリ１３２０に永続的に格納され得、ＲＡＭ１３２４に関するＮ個の処理コンポーネントによって実行され得る。当業者が理解するように、処理部分１３２６は、ビデオプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロコントローラ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、または他のハードウェア処理コンポーネント、もしくはハードウェアコンポーネントとソフトウェア処理コンポーネントとの組み合わせ（例えば、ＦＰＧＡ、もしくはデジタルロジック処理部分を含むＦＰＧＡ）を含み得る。
加えて、または代替において、非一時的ＦＰＧＡ構成命令が、不揮発性メモリ１３２０に永続的に格納され得、（例えば、起動中に）アクセスされ得、本明細書に開示されるアルゴリズム（例えば、限定されないが、図１５Ａおよび図１５Ｂを参照して記載されたアルゴリズムを含む）を実装するためのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を構成し得る。
入力コンポーネント１３３０は、信号（例えば、開示されるバイアス供給装置の出力において取得される電流および電圧を示す信号）を受信し得る。加えて、入力コンポーネント１３３０は、バイアス供給装置１０８とソースジェネレータ１１２との間で位相情報および／または同期信号を受信し得、位相情報および／または同期信号は、プラズマ処理チャンバー１０１内の環境、および／またはソースジェネレータと単一スイッチバイアス供給装置との間の同期制御の１つ以上の態様を示す。入力コンポーネントにおいて受信される信号は、例えば、同期信号、様々な発生器および給電ユニットへの電力制御信号、またはユーザインターフェースからの制御信号を含み得る。当業者は、方向性結合器および電圧－電流（ＶＩ）センサなど（限定を伴わない）の多様なタイプのセンサのうちの任意のものが電圧および電流などの電力パラメータをサンプリングするために使用され得ることと、電力パラメータを示す信号がアナログドメインにおいて発生させられ得、デジタルドメインに変換され得ることとを直ちに理解するであろう。
一般に、出力コンポーネントは、１つ以上のアナログまたはデジタル信号を提供し、本明細書に記載のスイッチの開閉および電圧源の制御を実現するように動作する。
描写された送受信機コンポーネント１３２８は、無線または有線ネットワークを介して外部デバイスと通信するために使用され得るＮ個の送受信機チェーンを含む。Ｎ個の送受信機チェーンの各々は、特定の通信方式（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｐｒｏｆｉｂｕｓなど）に関連付けられた送受信機を表し得る。
当業者に理解されるように、本開示の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具体化され得る。従って、本開示の態様は、完全ハードウェアの実施形態、完全ソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、またはソフトウェアの態様とハードウェアの態様とを組み合わせた実施形態の形態をとり得、それらは全て、概して本明細書中で「回路」、「モジュール」または「システム」と称され得る。さらに、本開示の態様は、１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体（単数または複数）において具体化されたコンピュータプログラム製品の形態をとり得、１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体は、その上に具体化されたコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有する。
本明細書中で使用される場合、「Ａ、ＢまたはＣのうちの少なくとも１つ」の記載は、「Ａ、Ｂ、Ｃのいずれか、またはＡ、ＢおよびＣの任意の組み合わせ」を意味することを意図されている。開示される実施形態の先の記載は、任意の当業者が本開示を作製または使用することを可能にするように提供されている。これらの実施形態に対する様々な修正が、当業者には直ちに明らかであり、本明細書中で画定される一般原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。従って、本開示は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図されておらず、本明細書に開示される原理および新規特徴と整合する最も広い範囲を与えられるべきである。
開示される実施形態の先の記載は、任意の当業者が本発明を作製または使用することを可能にするように提供されている。これらの実施形態に対する様々な修正が、当業者には直ちに明らかであり、本明細書中で画定される一般原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。従って、本発明は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図されておらず、本明細書に開示される原理および新規特徴と整合する最も広い範囲を与えられるべきである。

Claims (14)

  1. 波形を生成する装置であって、前記装置は、
    第１のノードと、
    第２のノードを前記第１のノードに結合するスイッチ式経路であって、前記スイッチ式経路が閉鎖されることに応答して、前記第１のノードにおいてパルスが開始される、スイッチ式経路と、
    前記第１のノードに結合されている給電装置であって、前記給電装置は、前記スイッチ式経路が開放された後、前記第１のノードにおいて傾斜電圧を生成するように構成されている、給電装置と、
    制御回路網と
    を備え、
    前記制御回路網は、
    前記スイッチ式経路を繰り返し閉鎖および開放することにより、パルスを生成することと、
    前記スイッチ式経路を閉鎖および開放することの繰り返し率を変動させることによって、前記第１のノードへの電流を調整することと
    を行う、装置。
  2. 前記制御回路網は、前記スイッチ式経路を通る電流がフルサイクルを完了するための時間にわたって、前記スイッチ式経路を繰り返し閉鎖するように構成されており、前記フルサイクルは、ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻るものである、請求項１に記載の装置。
  3. 前記制御回路網は、前記給電装置の電圧を変動させることと、前記スイッチ式経路を閉鎖および開放することの繰り返し率を変動させることとの両方を行うことによって、前記第１のノードへの電流を調節するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  4. 前記スイッチ式経路が閉鎖されているとき、前記第２のノードは、インダクタを介して前記第１のノードに結合されている、請求項１に記載の装置。
  5. 前記スイッチ式経路が閉鎖されている間、前記給電装置は、前記第１のノードに結合されている、請求項１に記載の装置。
  6. 前記第２のノードは、接地に結合するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  7. 前記給電装置は、インダクタを介して前記第１のノードに結合されている、請求項１に記載の装置。
  8. 前記給電装置は、前記第１のノードに提供される電流を制御することにより、前記第１のノードにおける前記傾斜電圧を制御するように制御可能である、請求項７に記載の装置。
  9. 波形を生成する装置であって、前記装置は、
    第１のノードと、
    前記第１のノードおよび第２のノードに結合されているスイッチと、
    前記スイッチを閉鎖および開放することにより、前記波形のパルスを開始するように構成されている制御装置と、
    前記第１のノードおよび前記第２のノードに結合されている給電装置であって、前記給電装置は、前記パルス間の前記波形の傾斜を生成するように構成されており、前記制御装置は、スイッチ閉鎖の繰り返し率を調整することにより、前記波形の傾斜を調整するように構成されている、給電装置と
    を備える、装置。
  10. 前記制御装置は、前記給電装置の電圧および前記スイッチ閉鎖の繰り返し率を調整するように構成されている、請求項９に記載の装置。
  11. 前記給電装置は、インダクタを介して前記第１のノードに結合されている、請求項９に記載の装置。
  12. 前記スイッチは、インダクタを介して前記第１のノードに結合されている、請求項９に記載の装置。
  13. 前記制御装置は、プロセッサまたはフィールドプログラマブルゲートアレイのうちの少なくとも一方を備え、前記制御装置は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体を備え、前記非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体には、命令が格納されており、前記命令は、前記プロセッサによって実行されることにより、または、前記フィールドプログラマブルゲートアレイを構成することにより、前記スイッチの動作を制御するためのものである、請求項９に記載の装置。
  14. 前記制御装置は、前記スイッチを通る電流がフルサイクルを完了するための時間にわたって、前記スイッチを繰り返し閉鎖するように構成されており、前記フルサイクルは、ゼロからピーク値に進み、ゼロに戻り、逆方向のピーク値に進み、ゼロに戻るものである、請求項９に記載の装置。
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