(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023093562
(43)【公開日】2023-07-04
(54)【発明の名称】精密プラズマ制御システム
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20230627BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20230627BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 R
H05H1/46 L
H05H1/46 M
H01L21/302 105Z
【審査請求】有
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023063348
(22)【出願日】2023-04-10
(62)【分割の表示】P 2021544637の分割
【原出願日】2020-01-31
(31)【優先権主張番号】62/869,999
(32)【優先日】2019-07-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/799,738
(32)【優先日】2019-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
(71)【出願人】
【識別番号】520064676
【氏名又は名称】イーグル ハーバー テクノロジーズ，インク．
【氏名又は名称原語表記】ＥＡＧＬＥ ＨＡＲＢＯＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ，ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100107364
【弁理士】
【氏名又は名称】斉藤 達也
(72)【発明者】
【氏名】ジエンバ，ティモシー
(72)【発明者】
【氏名】ミラー，ケネス
(72)【発明者】
【氏名】プレガー，ジェームス
(72)【発明者】
【氏名】マグリ，ケヴィン
(72)【発明者】
【氏名】ハンソン，エリック
(57)【要約】 （修正有）
【課題】精密プラズマ制御可能なシステムの提供。
【解決手段】プラズマチャンバと、ＲＦプラズマ発生器と、バイアス発生器と、コントローラとを備えるプラズマシステムを含む。ＲＦプラズマ発生器は、プラズマチャンバと電気的に結合されてもよく、複数のＲＦバーストを生成してもよく、複数のＲＦバースト各々は、ＲＦ波形を含み、複数のＲＦバースト各々は、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する。バイアス発生器は、プラズマチャンバと電気的に結合されてもよく、複数のバイアスバーストを生成してもよく、複数のバイアスバースト各々はバイアスパルスを含み、複数のバイアスバースト各々は、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有する。幾つかの実施形態では、コントローラは、様々なバースト又は波形のタイミングを制御するＲＦプラズマ発生器及びバイアス発生器と通信している。
【選択図】図１
【解決手段】プラズマチャンバと、ＲＦプラズマ発生器と、バイアス発生器と、コントローラとを備えるプラズマシステムを含む。ＲＦプラズマ発生器は、プラズマチャンバと電気的に結合されてもよく、複数のＲＦバーストを生成してもよく、複数のＲＦバースト各々は、ＲＦ波形を含み、複数のＲＦバースト各々は、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する。バイアス発生器は、プラズマチャンバと電気的に結合されてもよく、複数のバイアスバーストを生成してもよく、複数のバイアスバースト各々はバイアスパルスを含み、複数のバイアスバースト各々は、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有する。幾つかの実施形態では、コントローラは、様々なバースト又は波形のタイミングを制御するＲＦプラズマ発生器及びバイアス発生器と通信している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマシステムであって、
プラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたＲＦプラズマ発生器であって、複数のＲＦバーストを生成し、前記複数のＲＦバースト各々はＲＦ波形を含み、前記複数のＲＦバースト各々は、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する、ＲＦプラズマ発生器と、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたバイアス発生器であって、複数のバイアスバーストを生成し、前記複数のバイアスバースト各々はバイアスパルスを含み、前記複数のバイアスバースト各々は、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有する、バイアス発生器と、
前記ＲＦプラズマ発生器及び前記バイアス発生器と通信し、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御するコントローラと、を備えたプラズマシステム。
プラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたＲＦプラズマ発生器であって、複数のＲＦバーストを生成し、前記複数のＲＦバースト各々はＲＦ波形を含み、前記複数のＲＦバースト各々は、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する、ＲＦプラズマ発生器と、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたバイアス発生器であって、複数のバイアスバーストを生成し、前記複数のバイアスバースト各々はバイアスパルスを含み、前記複数のバイアスバースト各々は、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有する、バイアス発生器と、
前記ＲＦプラズマ発生器及び前記バイアス発生器と通信し、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御するコントローラと、を備えたプラズマシステム。
【請求項2】
前記複数のＲＦバーストは前記プラズマチャンバ内にプラズマを生成及び／又は駆動し、前記複数のバイアスバーストは前記プラズマ内のイオンを加速する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項3】
前記プラズマチャンバ内に配置された電極を更に備え、前記電極は前記ＲＦプラズマ発生器と結合している、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項4】
前記プラズマチャンバ内に配置された誘導アンテナを更に備え、前記アンテナは前記ＲＦプラズマ発生器と結合している、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項5】
前記プラズマチャンバ内に配置された電極を更に備え、前記電極は前記バイアス発生器と結合している、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項6】
前記ＲＦバーストターンオン時間は、前記バイアスバーストターンオン時間よりも約１０ｍｓ未満先行する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項7】
前記バイアスバーストターンオン時間は、前記ＲＦバーストターンオン時間後にＲＦ波形の約１０サイクルで発生する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項8】
前記バイアスバーストターンオン時間は、前記ＲＦバーストターンオフ時間に約１０ｍｓ未満先行する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項9】
前記ＲＦバーストターンオン時間と前記ＲＦバーストターンオフ時間との間の差は約１ｍｓ未満である、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項10】
前記バイアスバーストターンオン時間と前記バイアスバーストターンオフ時間の差は約１０ｍｓ未満である、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項11】
前記バイアスパルスは１ｋＨｚより大きいパルス繰り返し周波数を有する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項12】
前記バイアスパルスは１キロボルトを超える電圧を有する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項13】
前記ＲＦ波形は１０ｋＨｚ～１００ＭＨｚの周波数を有する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項14】
前記ＲＦ波形は１３．５６ＭＨｚの周波数を有する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項15】
前記コントローラは、前記プラズマチャンバからのフィードバックに基づいて、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項16】
前記バイアス発生器はバイアス補償回路を含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項17】
前記バイアス発生器はエネルギー回収回路を含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項18】
前記ＲＦプラズマ発生器は、フルブリッジ回路かハーフブリッジ回路と共振回路の何れかを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項19】
前記バイアス発生器はナノ秒パルサーを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項20】
前記バイアス発生器はＲＦ発生器を含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項21】
方法であって、
ＲＦプラズマ発生器で、１０ＭＨｚ以上の周波数でプラズマチャンバを駆動するステップと、
第１の期間休止するステップと、
前記プラズマチャンバを、バイアス発生器で、１ｋＨｚを超えるパルス周波数で第１の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む方法。
ＲＦプラズマ発生器で、１０ＭＨｚ以上の周波数でプラズマチャンバを駆動するステップと、
第１の期間休止するステップと、
前記プラズマチャンバを、バイアス発生器で、１ｋＨｚを超えるパルス周波数で第１の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む方法。
【請求項22】
更に、第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間休止するステップと、
第２の電圧を有するパルスで前記バイアス発生器をパルシングするステップと、
前記第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む請求項２１に記載の方法。
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間休止するステップと、
第２の電圧を有するパルスで前記バイアス発生器をパルシングするステップと、
前記第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記第２の電圧は前記第１の電圧よりも大きい、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
更に、
第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間とは異なる第５の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器を第２の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
前記第１の期間とは異なる第６の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第１の期間とは異なる第７の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む請求項２１に記載の方法。
第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間とは異なる第５の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器を第２の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
前記第１の期間とは異なる第６の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第１の期間とは異なる第７の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項25】
前記第１の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第２の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第３の期間は約１０ｍｓ未満である、
請求項２１に記載の方法。
前記第２の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第３の期間は約１０ｍｓ未満である、
請求項２１に記載の方法。
【請求項26】
前記第１の期間は前記第２の期間よりも短い、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、精密プラズマ制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
薄膜製造技術では、ＲＦ励起の気体放電を利用することが標準的になっている。最も一般的に使用される最も単純な形状は、間に電圧が印加される２つの平面電極の形状である。
【0003】
プラズマボリューム内で生成された正イオンは、プラズマシース内で加速され、シース内の時間依存電位差の大きさと波形、ガス圧、反応器の物理的形状及び／又は他の要因によって決定されるイオンエネルギー分布関数（ＩＥＤＦ）で電極又はウェハに到達する。このイオンボンバードメントのエネルギー分布が、薄膜エッチングの異方性の度合いや、表面へのイオン衝撃による損傷の量等を決める可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記従来の技術における課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
幾つかの実施形態は、プラズマチャンバと、プラズマチャンバと電気的に結合されたＲＦプラズマ発生器と、プラズマチャンバと電気的に結合されたバイアス発生器と、及び／又は、プラズマチャンバと電気的に結合され、ＲＦプラズマ発生器及び／又はバイアス発生器と通信するコントローラと、を備えるプラズマシステムを含む。
【0006】
幾つかの実施形態は、プラズマチャンバと、ＲＦプラズマ発生器と、バイアス発生器と、コントローラとを備えるプラズマシステムを含む。ＲＦプラズマ発生器は、プラズマチャンバと電気的に結合されてもよく、又、複数のＲＦバーストを生成してもよく、複数のＲＦバースト各々はＲＦ波形を含み、複数のＲＦバースト各々は、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する。バイアス発生器は、プラズマチャンバと電気的に結合されてもよく、複数のバイアスバーストを生成してもよく、複数のバイアスバースト各々はバイアスパルスを含み、複数のバイアスバースト各々はバイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有する。幾つかの実施形態では、コントローラは、様々なバースト又は波形のタイミングを制御するＲＦプラズマ発生器及びバイアス発生器と通信している。
【0007】
幾つかの実施形態では、複数のＲＦバーストは、プラズマチャンバ内にプラズマを生成及び／又は駆動し、複数のバイアスバーストは、プラズマ内のイオンを加速する。
【0008】
幾つかの実施形態では、プラズマシステムは、プラズマチャンバ内に配置された電極を含み、この電極はバイアス発生器と結合している。幾つかの実施形態では、プラズマシステムは、プラズマチャンバ内に配置された電極を含み、この電極はＲＦ発生器と結合している。幾つかの実施形態では、プラズマシステムは、プラズマチャンバ内に配置された誘導アンテナを含み、このアンテナはＲＦプラズマ発生器と結合している。
【0009】
幾つかの実施形態では、プラズマシステムは、プラズマチャンバ内に配置されたウェハを含み、このウェハはバイアス発生器と結合している。幾つかの実施形態では、プラズマシステムは、プラズマチャンバ内に配置されたウェハを含み、このウェハはＲＦ発生器と結合している。
【0010】
幾つかの実施形態では、ＲＦバーストターンオン時間はバイアスバーストターンオン時間よりも１０ｍｓ未満先行する。幾つかの実施形態では、バイアスバーストターンオン時間はＲＦバーストターンオフ時間よりも１０ｍｓ未満先行する。幾つかの実施形態では、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間との間の差は約１ｍｓ未満である。幾つかの実施形態では、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間の差は約１ｍｓ未満である。
【0011】
幾つかの実施形態では、バイアスパルスは、１ｋＨｚよりも大きいパルス繰り返し周波数を有する。幾つかの実施形態では、バイアスパルスは、１キロボルトよりも大きい電圧を有する。幾つかの実施形態では、ＲＦ波形は１０ＭＨｚよりも大きい周波数を有する。
【0012】
前記複数のＲＦバーストは前記プラズマチャンバ内にプラズマを生成及び／又は駆動し、前記複数のバイアスバーストは前記プラズマ内のイオンを加速する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【0013】
幾つかの実施形態では、コントローラは、プラズマチャンバからのフィードバックに基づいて、ＲＦバーストターンオン時間、ＲＦバーストターンオフ時間、バイアスターンオン時間、及びバイアスターンオフ時間のタイミングを制御する。
【0014】
幾つかの実施形態では、バイアス発生器はナノ秒パルサーを含む。幾つかの実施形態では、バイアス発生器はバイアス補償回路を含む。幾つかの実施形態では、バイアス発生器はエネルギー回収回路を含む。幾つかの実施形態では、バイアス発生器はＲＦ発生器を含む。
【0015】
幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器は、フルブリッジ回路又はハーフブリッジ回路の何れかと、共振回路とを含む。
【0016】
幾つかの実施形態は、ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、第１の期間休止するステップと、ナノ秒パルサーで第１の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、第２の期間休止するステップと、ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、第３の期間休止するステップと、ナノ秒パルサーのパルシングを停止するステップを含む方法を含む。
【0017】
幾つかの実施形態では、方法は、第４の期間休止するステップと、ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、第１の期間休止するステップと、第２の電圧を有するパルスでナノ秒パルサーをパルシングするステップと、第２の期間休止するステップと、ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、第３の期間休止するステップと、ナノ秒パルサーのパルシングを停止するステップとを更に含み得る。
【0018】
幾つかの実施形態では、第２の電圧は第１の電圧よりも大きい。
【0019】
幾つかの実施形態では、方法は、第４の期間休止するステップと、ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、第１の期間とは異なる第５の期間休止するステップと、第２の電圧を有するパルスでナノ秒パルサーをパルシングするステップと、第１の期間とは異なる第６の期間休止するステップと、ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、第１の期間とは異なる第７の期間休止するステップと、ナノ秒パルサーをオフにするステップとを更に含み得る。
【0020】
幾つかの実施形態では、第１の期間は約１０ｍｓ未満であってもよく、第２の期間は約１０ｍｓ未満であってもよく、及び／又は、第３の期間は約１０ｍｓ未満であってもよい。幾つかの実施形態では、第１の期間は第２の期間よりも短い。幾つかの実施形態では、第１の期間は第２の期間よりも短い。
【0021】
これらの例示的な実施形態は、本開示を制限又は定義する為ではなく、本開示の理解を助ける為の例を提供する為に言及されている。追加の実施形態は、「発明を実施するための形態」で述べられており、更なる説明はそこで行われる。様々な実施形態のうち１つ以上の実施形態によって提供される利点は、本明細書を検討することによって、又は提示された１つ以上の実施形態を実践することによって、更に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】幾つかの実施形態によるプラズマシステムのブロック図である。
【図2】幾つかの実施形態によるパルスの２つのバーストを示す例示的な波形の説明図である。
【図3】幾つかの実施形態による、例示的なＲＦバースト及び例示的なバイアスバーストの説明図である。
【図4】幾つかの実施形態によるプラズマ制御システムのブロック図である。
【図5】幾つかの実施形態によるプラズマシステムの制御プロセスの図である。
【図6】幾つかの実施形態によるバイアス発生器の回路図である。
【図9】幾つかの実施形態によるバイアス発生器の回路図である。
【図10】幾つかの実施形態によるバイアス発生器の回路図である。
【図11】幾つかの実施形態によるバイアス発生器の回路図である。
【図12】幾つかの実施形態によるＲＦプラズマ発生器の回路図である。
【図13】幾つかの実施形態によるＲＦプラズマ発生器の回路図である。
【図14A】例示的な共振回路の回路図である。
【図14B】例示的な共振回路の回路図である。
【図15A】例示的な共振回路の回路図である。
【図15B】例示的な共振回路の回路図である。
【図16】幾つかの実施形態によるエネルギー回収回路を備えたバイアス発生器の回路図である。
【図17】幾つかの実施形態による能動エネルギー回収回路を備えたバイアス発生器の回路図である。
【図18】幾つかの実施形態による受動バイアス補償回路とエネルギー回収回路を含むバイアス発生器の回路図である。
【図19】幾つかの実施形態による、エネルギー回収回路を備えた能動バイアス補償回路を含むバイアス発生器の回路図である。
【図20】幾つかの実施形態による、能動エネルギー回収回路を備えた能動バイアス補償回路を含むバイアス発生器の回路図である。
【図21】幾つかの実施形態によるエネルギー回収回路を備えたバイアス発生器の回路図である。
【図22】幾つかの実施形態による、容量性負荷を駆動するエネルギー回収回路を備えたバイアス発生器の回路図である。
【図23】幾つかの実施形態による、絶縁された電力を有する高電圧スイッチのブロック図である。
【図24】幾つかの実施形態による、ＲＦ源、能動バイアス補償回路、及びエネルギー回収回路を含むバイアス発生器の回路図である。
【図25】幾つかの実施形態による別の例示的なバイアス発生器の図である。
【図26】幾つかの実施形態による計算システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
幾つかの実施形態は、プラズマチャンバと、ＲＦプラズマ発生器と、バイアス発生器と、コントローラとを含むプラズマシステムを含む。ＲＦプラズマ発生器は、プラズマチャンバと電気的に結合されてもよく、又、複数のＲＦバーストを生成してもよく、複数のＲＦバースト各々はＲＦ波形を含み、複数のＲＦバースト各々はＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する。バイアス発生器は、プラズマチャンバと電気的に結合されてもよく、複数のバイアスバーストを生成してもよく、複数のバイアスバースト各々はバイアスパルスを含み、複数のバイアスバースト各々は、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有する。幾つかの実施形態では、コントローラは、様々なバースト又は波形のタイミングを制御するＲＦプラズマ発生器及びバイアス発生器と通信している。
【0024】
本開示全体で使用する用語「高電圧」は、５００Ｖ、１ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、５０ｋＶ、１００ｋＶ等よりも大きい電圧を含んでもよく、用語「高周波数」は、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ等よりも大きい周波数であってもよく、用語「高速立上がり時間」は、約１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ等未満の立上がり時間を含んでもよく、用語「高速立下がり時間」は、約１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ等未満の立下がり時間を含んでもよく、用語「短いパルス幅」は、約１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ未満等のパルス幅を含んでもよい。
【0025】
図１は、幾つかの実施形態によるプラズマシステム１００のブロック図である。幾つかの実施形態では、プラズマシステム１００は、プラズマチャンバ１１０、ＲＦプラズマ発生器１０５、バイアス発生器１１５、及び／又はコントローラ１２０を含む。幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、プラズマチャンバ内にプラズマを生成する為に使用されてもよい。幾つかの実施形態では、バイアス発生器１１５は、プラズマチャンバ１１０内に発生したプラズマ内のイオンを加速する為に使用され得るパルスを提供してもよい。
【0026】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、例えば、ＦＰＧＡ、マイクロコントローラ等の任意のタイプのコントローラを含んでもよい。幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、プラズマチャンバ１１０（又は他の場所）から信号を受信し、ＲＦプラズマ発生器１０５及び／又はバイアス発生器１１５の何れかによって提供されるバースト又はパルスのタイミング、持続時間、周波数、振幅等を変更又は適応させてもよい。
【0027】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、複合プログラマブルロジックデバイス、マイクロコントローラ、システムオンチップ（ＳｏＣ）、監視制御、データ収集（ＳＣＡＤＡ）及びプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等の任意のタイプのコントローラ、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、計算システム２６００のコンポーネントの何れか又は全てを含んでもよい。幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、例えば、ブロードコムＡｒｍコルテックス（Ｂｒｏａｄｃｏｍ Ａｒｍ Ｃｏｒｔｅｘ）、インテルＡＲＭコルテックス（Ｉｎｔｅｌ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ）、ＰＩＣ３２等の標準的なマイクロコントローラを含んでもよい。
【0028】
幾つかの実施形態は、ＲＦプラズマ発生器１０５は、プラズマチャンバ内でマイクロ秒タイムスケール（例えば、１～１０００マイクロ秒）でプラズマを生成してもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、マイクロ秒増分で調節可能な、直流へのマイクロ秒タイムスケールでのプラズマ維持及び／又はプラズマ駆動を可能にしてもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、非常に高いピーク電力（例えば、１～１００００ｋＷ）を供給してもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、可変供給ＣＷ電力（例えば、０．１～１００ｋＷ）を生成してもよい。
【0029】
幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、ＲＦプラズマ発生器１２００又はＲＦプラズマ発生器１３００を含んでもよい。任意のＲＦ電源を使用してもよい。
【0030】
幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、例えば、約１μｓ～約１０００μｓのタイムスケールのような小さいタイムスケールでプラズマチャンバ１１０内のプラズマ形成を誘導してもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、任意及び／又は制御可能なパルス幅、パルス繰り返し周波数、パルス持続時間、最大電圧等を有する波形を生成してもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、例えば、約１ｋＷ～約１０，０００ｋＷのような高いピーク電力を有する波形を生成してもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、例えば、約１ｋＷ～約１００ｋＷのような可変及び／又は連続波（ＣＷ）電力を有する波形を生成してもよい。
【0031】
幾つかの実施形態では、バイアス発生器１１５は、例えば、約１μｓから約１０００μｓのような小さいタイムスケールでウェハバイアス電圧を制御してもよい。幾つかの実施形態では、バイアス発生器１１５は、任意及び／又は制御可能なパルス幅、パルス繰り返し周波数、パルス持続時間、最大電圧等を有する波形を生成してもよい。幾つかの実施形態では、バイアス発生器１１５は、例えば、約１ｋＷ～約１００，０００ｋＷのような高いピーク電力を有する波形を生成してもよい。幾つかの実施形態では、バイアス発生器１１５は、例えば、約１ｋＷ～約１００ｋＷのような可変の連続電力を有する波形を生成してもよい。
【0032】
幾つかの実施形態では、バイアス発生器１１５は、バイアス発生器６００、バイアス発生器９００、バイアス発生器１０００、バイアス発生器１１００、バイアス発生器１６００、バイアス発生器１７００、バイアス発生器１８００、バイアス発生器１９００、バイアス発生器２０００、バイアス発生器２１００、バイアス発生器２２００、バイアス発生器２４００、及びバイアス発生器２５００を含んでもよい。幾つかの実施形態では、バイアス発生器１１５は、ＲＦプラズマ発生器１２００又はＲＦプラズマ発生器１３００を含んでもよい。
【0033】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、ＲＦプラズマ発生器１０５及びバイアス発生器１１５両方からのパルスのタイミング制御を提供してもよい。ＲＦ波形３０５はＲＦプラズマ発生器１０５からの出力の一例であり、バイアスバースト３１０はバイアス発生器１１５からの出力の一例である。
【0034】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０からのタイミングは、例えば、プラズマチャンバ１１０内でのプラズマエッチングの高速化、様々なマスクの侵食を少なく／多くすることを可能にすること、より真っ直ぐな深い穴／トレンチ、エッチング電圧が存在する間の温度や密度等の特定のプラズマ特性の制御、異なる化学／反応の駆動、反応の速度の変化、幾つかのエッチングパラメータの制御、及び／又は幾つかのプラズマ生成の制御等に寄与し得る。
【0035】
図２は、幾つかの実施形態によるパルスの２つのバーストを示す波形の例を示す説明図である。１つのバーストは複数のパルスを含んでいてもよい。バースト持続時間は、バーストがオンの時の時間Ｔｏｎと、バーストがオフの時の時間Ｔ０ｆｆである。パルス幅Ｐｗｉｄｔｈは、パルスがオンである期間である。パルス周期Ｐｐｅｒｉｏｄは、パルスがオンしてオフになる期間である。デューティサイクルは、オン時間Ｔｏｎをバースト持続時間で割った値
で表すことができる。バースト繰り返し周波数は、バースト周期の逆数
で表すことができる。パルス繰り返し周波数は、パルス周期の逆数
で表すことができる。
【数1】
【数2】
【数3】
【0036】
幾つかの実施形態では、バースト繰り返し周波数は、約１０Ｈｚ～約１０００Ｈｚであってもよい。幾つかの実施形態では、パルス繰り返し周波数は約１０ｋＨｚより大きくてもよい。
【0037】
図３は、幾つかの実施形態による、例示的なＲＦバースト及び例示的なバイアスバーストの説明図である。
【0038】
時間ｔ１は、ＲＦ波形３０５の開始（例えば、ＲＦバーストのターンオン時間）を表す。時間ｔ３は、ＲＦ波形３０５の終了（例えば、ＲＦバーストターンオフ時間）を表す。期間ｗ１は、ＲＦ波形３０５がプラズマを駆動しているときの部分の期間を表し得る。時間ｔ２は、バイアスバースト３１０の開始（例えば、バイアスバーストターンオン時間）を表す。時間ｔ４は、バイアスバースト３１０の終了（例えば、バイアスバーストターンオフ時間）を表す。期間ｗ２は、バイアスバースト３１０の期間を表し得る。
【0039】
ＲＦ波形３０５は、プラズマチャンバ１１０内にプラズマを生成して駆動してもよい。例えば、期間ｗ３は、初期リングアップの期間を含んでいてもよい。期間ｗ４は、プラズマが形成される期間であってもよい。期間ｗ１は、チャンバ内のＲＦ信号によってプラズマが駆動される期間であってもよい。
【0040】
幾つかの実施形態では、ｔ３は、例えば、ｗ３又はｗ４の何れか又は両方の終了時等、チャンバ１１０内にプラズマが形成されたときに開始されてもよい。幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、例えば、ＲＦ波形３０５の初期リングアップの振幅を感知することによって、又はチャンバ１１０内に配置されたセンサを介して、又はＲＦ波形３０５のサイクル数を感知することによって等で、プラズマの形成を感知してもよい。コントローラ１２０は、例えば、コントローラがプラズマの形成を感知することに基づいて、又はチャンバ１１０内でのプラズマの形成を予測することに基づいて、バースト３１０を開始してもよい。
【0041】
幾つかの実施形態では、ｔ１はｔ２よりも約１０ｍｓ未満先行してもよい。幾つかの実施形態では、ｔ３はｔ４よりも約１０ｍｓ未満先行してもよい。
【0042】
幾つかの実施形態では、ｔ２とｔ１の間の差は、約１０μｓ～約１０ｍｓであってもよい。幾つかの実施形態では、ｔ２とｔ１の間の差は約１μｓ未満であってもよい。幾つかの実施形態では、ｔ２とｔ１との間の差は約７４０ｎｓ未満であってもよい。幾つかの実施形態では、ｔ２とｔ１との間の差は、ＲＦ波形３０５の約１０サイクル又は周期を超えるものであってもよい。
【0043】
幾つかの実施形態では、ｔ２とｔ１は実質的に同時に発生してもよい。幾つかの実施形態では、ｔ２は、プラズマチャンバ１１０内でプラズマ形成が発生したことをコントローラ１２０が検出したときに基づいてトリガしてもよい。
【0044】
幾つかの実施形態では、ｔ４とｔ２の差（又はｗ２）は約１０μｓ～約１０ｍｓであってもよい。幾つかの実施形態では、ｗ１は約１０μｓ～約１０ｍｓであってもよい。幾つかの実施形態では、ｗ２は連続していてもよい。
【0045】
幾つかの実施形態では、ＲＦ波形３０５の周波数は、約１０ｋＨｚ～約１０ＭＨｚの周波数を有していてもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦ波形３０５は、１３．５６ＭＨｚ又はその任意の倍数（例えば、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ等）の周波数を有してもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦ波形３０５の周波数は、１０ＭＨｚを超える周波数を有していてもよい。
【0046】
幾つかの実施形態では、ｗ１は、例えば、１０ｍｓ、１ｍｓ、１秒、１０秒等を超える等、連続的であってもよい。幾つかの実施形態では、バイアスバースト３１０内のパルスの周波数は、約１０Ｈｚ～約１０ｋＨｚであってもよい。幾つかの実施形態では、バイアスバースト３１０内のパルスの周波数は１ｋＨｚより大きくてもよい。幾つかの実施形態では、バイアスバースト３１０内のパルスの周波数は１０ｋＨｚより大きくてもよい。幾つかの実施形態では、バイアスバースト３１０内のパルスの周波数は１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚであってもよい。幾つかの実施形態では、バイアスバースト３１０内のパルスの周波数は、約４００ｋＨｚより大きくてもよい。
【0047】
幾つかの実施形態では、ｗ３（例えば、ｔ３－ｗ１－ｔ１－ｗ４）は、約１０ｍｓ未満であってもよい。
【0048】
幾つかの実施形態では、バイアスバースト３１０のフラット又はランプ状又は他のセグメントは、持続時間が１０μｓ～１０ｍｓであってもよい。
【0049】
幾つかの実施形態では、ＲＦ波形３０５のフラット又はランプ状又は他のセグメントは、持続時間が１０μｓ～１０ｍｓであってもよい。
【0050】
幾つかの実施形態では、ｔ２はｔ３に約１０ｍｓ未満先行してもよい。
【0051】
幾つかの実施形態では、ｔ３はｔ２に約１０ｍｓ未満先行してもよい。
【0052】
幾つかの実施形態では、ｔ２はｗ４の間の任意の時間に発生してもよい。幾つかの実施形態では、ｔ２はｗ１の開始前の任意の時間に発生してもよい。幾つかの実施形態では、ｔ２はプラズマ形成中に発生してもよい。幾つかの実施形態では、ｔ２は、ＲＦ波形３０５の初期リングアップの間、又は初期リングアップの後、又は初期リングアップ中に発生してもよい。
【0053】
幾つかの実施形態では、ｔ２は、約１０ｍｓ未満でｔ４に先行してもよい。
【0054】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、ＲＦプラズマ発生器１０５及び／又はバイアス発生器１１５を制御して、任意の又は選択可能なパルス幅（例えば、ｗ１＋ｗ３＋ｗ４又はｗ２）、デューティサイクル、パルス繰り返し周波数、及び／又はバースト周波数を有する複数のパルスのバーストを生成してもよい。
【0055】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、ＲＦプラズマ発生器１０５及び／又はバイアス発生器１１５を、スロースタート及び／又はスロー直流ストップ能力も含めるように制御してもよい。
【0056】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、外部コントローラ（例えば、産業用コントローラ）から外部コマンドを送信及び／又は受信してもよい。これらの外部コマンドは、ＲＦプラズマ発生器１０５及び／又はバイアス発生器１１５の何れか又は両方のパルス幅、デューティサイクル、パルス繰り返し周波数、及び／又はバースト周波数を制御してもよい。
【0057】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、高圧直流電源のオン／オフ、電圧及びアンペア数の設定変更、及び／又は緊急時の装置の安全化を含む高圧直流電源の制御を自動化してもよい。
【0058】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、ＲＦプラズマ発生器１０５の出力からのフィードバック回路を有してもよく、従って、プラズマチャンバに入る波形を分析することができる。これにより、コントローラ１２０は、異なる負荷及び負荷条件に対して自己調整することができる。
【0059】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、ＲＦプラズマ発生器１０５に行く設定に基づいて、バイアス発生器１１５を制御してもよい。
【0060】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、４０ｎｓ～２００ｎｓのパルス幅を有するパルスを生成するようにバイアス発生器１１５を制御してもよい。
【0061】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、１％～１００％のデューティサイクルを有するバーストを生成してもよい。
【0062】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、２００～１０００Ｈｚのバースト繰り返し周波数を有するパルスを生成するように、バイアス発生器１１５を制御してもよい。
【0063】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、最小パルス幅（例えば、～４０ｎｓ）でパルスの生成を開始し、４ｎｓ増分で（例えば、４０ｎｓ、４４ｎｓ、４８ｎｓ、５２ｎｓ等）、より長いパルス幅に増加するようにバイアス発生器１１５を制御してもよい。
【0064】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、選択可能なステップで直流電圧を最大電圧から０Ｖまでランプダウンさせるパルスを生成するように、バイアス発生器１１５を制御してもよい。
【0065】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、例えば、約１０ナノ秒未満のジッタ等の低ジッタで任意のパルスを生成するように、バイアス発生器１１５を制御してもよい。
【0066】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、負荷状態を自己補正してもよい。
【0067】
幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ１１０は、任意のタイプのプラズマチャンバを含んでもよい。
【0068】
幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ１１０は２０ｎＦ未満の負荷容量を有し得る。幾つかの実施形態では、バイアス発生器１１５の作用によりイオンを表面に加速する為に、プラズマチャンバ１１０内に電位を確立することができる。幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ１１０内のプラズマは、概ね容量性であってもよい。幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ１１０内のプラズマは、誘電体バリア放電を含み得る。
【0069】
幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ１１０は、コンデンサ、抵抗器と直列のコンデンサ、インダクタと直列のコンデンサ、誘電体バリア放電、プラズマ負荷、半導体ウェハ処理負荷、及びコンデンサ、インダクタ、抵抗器、及び／又は他の能動及び／又は受動部品の任意の配置等としてモデル化されてもよい。幾つかの実施形態では、チャンバ内の負荷は、電圧が印加され、電荷が供給されたときに、電荷／電圧が所望の時間よりも長く（例えば、設計された又は所望の立下り時間よりも長く）存在し続ける可能性がある任意の負荷を含み得る。例えば、このような現象は、多くの場合、高電圧スイッチングアプリケーションで発生する可能性がある。
【0070】
幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ１１０は、容量性負荷、１つ以上の電極、プラズマ負荷、１つ以上の誘電体バリア、半導体製造用プラズマ、半導体負荷、グリッド、医療用負荷等を含んでもよい。幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ１１０は、プラズマ成膜システム、プラズマエッチングシステム、又はプラズマスパッタリングシステムを含んでもよい。
【0071】
幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、マッチングネットワークなしでプラズマチャンバにスイッチング電力を駆動する為の回路及び／又はプロセスを含んでもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦプラズマ発生器１０５は、共振回路をその共振周波数で、又は共振周波数付近で駆動する為に使用され得るフル（又はハーフ）ブリッジ回路トポロジを含んでいてもよい。共振回路はその共振周波数で駆動されているので、共振回路の出力電圧は入力電圧よりも高くてもよい。幾つかの実施形態では、この共振状態により、数百ボルトの駆動電圧で約４ｋＶ以上の電圧を可能にし得る。
【0072】
図４は、幾つかの実施形態による、バイアス発生器及びＲＦプラズマ発生器を備えたプラズマ制御システム４００のブロック図である。幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００は、１つ以上の場所でバイアス発生器１１５と、及び／又は１つ以上の場所でＲＦプラズマ発生器１０５と、電気的に結合されてもよい。例えば、第１のＨＶ信号４０５Ａ（又は第２のＨＶ信号４０５Ｂ）は、パルサーとトランスステージとバイアス補償回路との間のバイアス発生器１１５の箇所の電圧信号を含んでもよい。別の例として、第１のＨＶ信号４０５Ａ（又は第２のＨＶ信号４０５Ｂ）は、負荷ステージとバイアス補償回路との間の箇所の電圧信号を含んでいてもよい。別の例として、第１のＨＶ信号４０５Ａ（又は第２のＨＶ信号４０５Ｂ）は、抵抗性出力ステージ又はエネルギー回収状態の前の箇所の電圧を含んでもよい。別の例として、第１のＨＶ信号４０５Ａ（又は第２のＨＶ信号４０５Ｂ）は、ウェハ、チャック、又は電極上の電圧を含んでもよい。２つの信号が示されているが、任意の数の信号が受信されてもよい。別の例として、第１のＨＶ信号４０５Ａ（又は第２のＨＶ信号４０５Ｂ）は、抵抗性出力ステージ又はエネルギー回収回路の抵抗器に掛かる電圧を含んでもよく、これは、チャンバ内のイオン電流を表し得る。別の例として、第１のＨＶ信号４０５Ａ（又は第２のＨＶ信号４０５Ｂ）は、例えば、エネルギー回収インダクタに掛かる電圧等、エネルギー回収回路内の電圧を含んでもよく、これは、チャンバ内のイオン電流を表し得る。
【0073】
幾つかの実施形態では、第１のＨＶ信号４０５Ａ及び第２のＨＶ信号４０５Ｂは、バイアス補償回路（例えば、バイアス補償回路１０４又はバイアス補償回路１３４のコンデンサＣ１２）のコンデンサの各側の電圧又は電流信号を含んでもよい。任意の数又は種類の他の信号を受信してもよい。
【0074】
幾つかの実施形態では、第１のＨＶ信号４０５Ａ又は第２のＨＶ信号４０５Ｂは、負荷に提供される電圧信号を含んでもよい。幾つかの実施形態では、第１のＨＶ信号４０５Ａ又は第２のＨＶ信号４０５Ｂは、バイアス補償回路に提供される電圧信号を含んでもよい。幾つかの実施形態では、第１のＨＶ信号４０５Ａ又は第２のＨＶ信号４０５Ｂは、パルサーに提供される電圧信号を含んでもよく、トランスステージが測定されてもよい。幾つかの実施形態では、第１のＨＶ信号４０５Ａ又は第２のＨＶ信号４０５Ｂは、抵抗性出力ステージ又はエネルギー回収回路に提供される電圧信号を含んでいてもよい。
【0075】
第１のＨＶ信号４０５Ａ及び第２のＨＶ信号４０５Ｂは、包括的又は個別にＨＶ入力信号４０５と呼ばれてもよい。ＨＶ信号４０５は、バイアス発生器１１５及び／又はＲＦプラズマ発生器１０５からの波形を提供してもよい。
【0076】
幾つかの実施形態では、ＨＶ入力信号４０５は分圧器４１０で分圧されてもよい。分圧器４１０は、例えば、高電圧ＨＶ入力信号（例えば、１ｋＶを超える）を低電圧信号（例えば、５０Ｖ未満）に分圧する為に高値の抵抗器又は低値のコンデンサを含んでもよい。分圧器４１０は、例えば、５００：１の比率、１０００：１の比率、１０，０００：１の比率、１００，０００：１の比率等で分圧してもよい。分圧器４１０は、例えば、０～１０ｋＶのＨＶ入力信号４０５の電圧を、０～２０Ｖの電圧に分圧してもよい。分圧器４１０は、例えば、約５Ｗ未満の電力損失等、最小限の電力損失で分圧してもよい。
【0077】
幾つかの実施形態では、分圧器４１０は、低値のコンデンサ、大値のコンデンサ、低値の抵抗器、及び大値の抵抗器を含んでもよい。低値コンデンサは、例えば、約０．１ｐＦ、０．５ｐＦ、１．０ｐＦ、２．５ｐＦ、５．０ｐＦ、１０．０ｐＦ、１００ｐＦ、１ｎＦ、１０ｎＦ等の容量値を有するコンデンサを含み得る。大値のコンデンサは、例えば、約５００ｐＦの容量値を有するコンデンサを含み得る。幾つかの実施形態では、大値コンデンサは、低値コンデンサの容量値よりも約５０、１００、２５０、５００、１０００、２，５００、５，０００ｐＦ等大きい容量値を有していてもよい。
【0078】
低値抵抗器は、１．０ｋΩ、２．５ｋΩ、５．０ｋΩ、１０ｋΩ、２５ｋΩ、５０ｋΩ、１００ｋΩ等の抵抗値を有していてもよい。大値抵抗器は、約０．５ＭΩ、１．０ＭΩ、２．５ＭΩ、５．０ＭΩ、１０ＭΩ、２５ＭΩ、５０ＭΩ、１００ＭΩ等の抵抗値を有していてもよい。幾つかの実施形態では、大値の抵抗器は、低値の抵抗器の抵抗値よりも約５０Ω、１００Ω、２５０Ω、５００Ω、１，０００Ω、２，５００Ω、５，０００Ω等の大きい抵抗値を有していてもよい。幾つかの実施形態では、低値のコンデンサと大値のコンデンサの比は、低値の抵抗器と大値の抵抗器の比と実質的に同じであってもよい。
【0079】
幾つかの実施形態では、分圧器４１０は、ＨＶ入力信号を受け取り、分圧信号を出力してもよい。分圧信号は、例えば、ＨＶ入力信号の１００倍、２５０倍、５００倍、７５０倍、１０００倍等の小ささであってもよい。
【0080】
幾つかの実施形態では、例えば、分圧信号からあらゆるノイズをフィルタリングするフィルタ４１５を含んでもよい。フィルタは、例えば、任意のタイプのローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドストップフィルタ、又はハイパスフィルタを含んでもよい。
【0081】
幾つかの実施形態では、分圧信号は、第１のＡＤＣ４２０によってデジタル化されてもよい。第１のＡＤＣ４２０は、アナログ／デジタル変換器を含んでもよい。任意のタイプのアナログ／デジタル変換器が使用されてもよい。第１のＡＤＣ４２０は、デジタル化された波形信号を生成してもよい。幾つかの実施形態では、第１のＡＤＣ４２０は、１００、２５０、５００、１，０００、２，０００、５，０００ＭＳＰＳ（毎秒メガサンプル又は毎秒数百万のサンプル）でデータを捕捉してもよい。幾つかの実施形態では、デジタル化された波形信号は、例えば、ＳＰＩ、ＵＡＲＴ、ＲＳ２３２、ＵＳＢ、Ｉ２Ｃ等の任意のタイプの通信プロトコルを使用してコントローラ１２０に通信されてもよい。
【0082】
幾つかの実施形態では、分圧器４１０、フィルタ４１５、又は第１のＡＤＣ４２０の何れかは、ガルバニック絶縁を介して、又は光ファイバリンクを介して、バイアス発生器１１５から絶縁されてもよい。
【0083】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、ＲＦプラズマ発生器１０５との間で信号又はデータを送信及び／又は受信してもよい。例えば、コントローラ１２０は、バースト繰り返し周波数、バースト電圧、バースト周波数、バーストデューティサイクル、バースト持続時間等に関してＲＦプラズマ発生器に指示するタイミング信号をＲＦプラズマ発生器１０５に送ってもよい。
【0084】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、出力４３５を介して、バイアス発生器１１５との間で信号又はデータを送信及び／又は受信してもよい。例えば、コントローラ１２０は、バースト繰り返し周波数、バースト電圧、バースト周波数、バーストデューティサイクル、バースト持続時間等に関してバイアス発生器に指示するタイミング信号をバイアス発生器１１５に送信してもよい。
【0085】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、トリガ４３０からトリガ信号を受信してもよい。他の実施形態では、第１のＡＤＣ４２０は、トリガ４３０からトリガ信号を受信してもよい。トリガ信号は、第１のＡＤＣ４２０におけるデータ取得のタイミングを提供してもよい。トリガ信号は、例えば、５ＶのＴＴＬトリガであってもよい。トリガ信号は、例えば、５０オームの終端を有していてもよい。
【0086】
次に、デジタル化された信号は、例えば、第１の出力４３５Ａ又は第２の出力４３５Ｂ（個別に又は包括的に出力４３５）等の１つ以上の出力ポートを介して、コントローラ１２０から出力されてもよい。これらの出力は、１つ以上のナノ秒パルサー（例えば、バイアス発生器１１５）と結合されてもよい。出力４３５の何れか又は両方は、例えば、ＬＶＤＳ、ＴＴＬ、ＬＶＴＴＬコネクタ等の電気コネクタを含んでもよい。出力４３５の何れか又は両方は、例えば、ＳＰＩ、ＵＡＲＴ、ＲＳ－２３２、ＵＳＢ、Ｉ２Ｃ、ＥｔｈｅｒＣａｔ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、ＰＲＯＦＩＮＥＴ等の任意のタイプの通信プロトコルを使用して、ナノ秒パルサーコントローラにデータを提供してもよい。
【0087】
幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００は、プラズマ制御システム４００上の４ｍｍマルチラムレセプタクルを介してバイアス発生器１１５と結合してもよい。
【0088】
幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００は、第１のセンサ４５０Ａ及び第２のセンサ４５０Ｂ（個別に又は包括的にセンサ４５０）（又は任意の数のセンサ）からの入力を受信する第２のＡＤＣ４４５を含んでもよい。第２のＡＤＣ４４５はアナログ／デジタル変換器を含んでもよい。幾つかの実施形態では、第２のＡＤＣ４４５はセンサ４５０からのアナログ信号をデジタル化してもよい。センサ４５０は、例えば、入口水温、誘電体流体温度、誘電体流体圧力、筐体空気温度、電圧、流体流量、流体リークセンサ等を感知するセンサを含んでもよい。幾つかの実施形態では、第２のＡＤＣ４４５は、ＡＲＭ、ＰＩＣ３２、ＡＶＲ、ＰＳＯＣ、又はＰＩＣ３２を含んでもよい。
【0089】
幾つかの実施形態では、第２のＡＤＣ４４５及び第１のＡＤＣ４２０は、単一のＡＤＣデバイスを含み得る。幾つかの実施形態では、第２のＡＤＣ４４５又は第１のＡＤＣ４２０の何れか又は両方がコントローラ１２０の一部であってもよい。幾つかの実施形態では、第１のＡＤＣ４２０は、第２のＡＤＣよりも高い取得レートで動作してもよい。
【0090】
幾つかの実施形態では、制御システムは、バイアス発生器１１５におけるパルスの半値全幅、ピーク電圧、直流バイアス、立上がり時間、立下がり時間等を測定してもよい。
【0091】
幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００は、パルスの電圧、周波数、パルス幅等を監視してもよく、これに応答して、バイアス発生器１１５及び／又はＲＦプラズマ発生器１０５の入力に提供される電圧、パルス繰り返し周波数、パルス幅、バースト繰り返し周波数（１つのバーストが複数のパルスを含む場合）、ＲＦバーストターンオン時間、ＲＦバーストターンオフ時間、バイアスバーストターンオン時間、バイアスバーストターンオフ時間等を調整してもよい。例えば、第１のＡＤＣ４２０は、波形の電圧振幅を監視してもよい。この電圧データは、コントローラ１２０に提供されてもよく、コントローラ１２０は、ナノ秒パルサー又はＲＦプラズマ発生器に通信することで信号の振幅又は周波数を調整してもよい。
【0092】
幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００は、出力４３５を介して任意のパルス信号を１つ以上のバイアス発生器１１５に出力してもよい。出力４３５は、例えば、ファイバ接続又は電気接続の何れかを含んでもよい。幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００は、例えば、互いに独立していてもよい複数の出力パルスチャネル（例えば、１、２、５、８、２０、５０、１００等）を含み得る。複数の出力パルスチャンネルは、例えば、サブナノ秒の分解能でパルスを出力してもよい。
【0093】
例えば、パルス電圧が所定の電圧よりも小さい場合、コントローラ１２０は、より高い電圧のパルスを生成するように、バイアス発生器１１５又はＲＦプラズマ発生器１０５に信号を送ってもよい。又、パルス電圧が所定の電圧よりも大きい場合、第１のＡＤＣ４２０は、より低い電圧でパルスを生成するように、バイアス発生器１１５又はＲＦプラズマ発生器１０５に信号を送ってもよい。幾つかの実施形態では、パルス電圧を増加させる為のナノ秒パルサーへの信号は、以前に送られた信号よりも長いパルス幅を有する低電圧パルスを含んでもよく、パルス電圧を減少させる為のナノ秒パルサーへの信号は、以前に送られた信号よりも短いパルス幅を有する低電圧パルスを含み得る。
【0094】
別の例として、パルス繰り返し周波数が所望のパルス繰り返し周波数よりも大きい場合、コントローラ１２０はバイアス発生器１１５又はＲＦプラズマ発生器１０５に信号を送って、より低い周波数のパルスを発生させてもよい。バースト繰り返し周波数が所望のバースト繰り返し周波数よりも小さい場合、コントローラ１２０は、より高いバースト繰り返し周波数でバーストを生成するように、バイアス発生器１１５又はＲＦプラズマ発生器１０５に信号を送ってもよい。測定されたパルスの全幅半値が所望のバースト繰り返し周波数と異なる場合、コントローラ１２０は、調整されたパルス幅又はパルス繰り返し周波数を有するパルスを生成するように、バイアス発生器１１５又はＲＦプラズマ発生器１０５に信号を送ってもよい。
【0095】
別の例として、波形のパルス幅が所望のパルス幅よりも長い場合、第１のＡＤＣ４２０は、より短い又は長いパルス幅を有する波形を生成するように、バイアス発生器１１５又はＲＦプラズマ発生器１０５に信号を送ってもよい。波形のデューティサイクルが所望のデューティサイクルよりも短い又は長い場合、第１のＡＤＣ４２０は、適切なデューティサイクルを有するパルスを生成するように、バイアス発生器１１５又はＲＦプラズマ発生器１０５に信号を送ってもよい。
【0096】
プラズマ制御システム４００は、他の波形特性を監視し、及び／又はこれらの他の特性を調整してもよい。
【0097】
幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００は、出力４３５を介して任意のパルス信号を１つ以上のバイアス発生器１１５又はＲＦプラズマ発生器１０５に出力してもよい。例えば、制御システムは、任意のＲＦプラズマ発生器を含み得る。出力４３５は、例えば、ファイバ接続又は電気接続の何れかを含んでもよい。幾つかの実施形態において、プラズマ制御システム４００は、例えば、互いに独立していてもよい複数の出力パルスチャネル（例えば、１、２、５、８、２０、５０、１００等）を含むことができる。複数の出力パルスチャネルは、例えば、サブナノ秒の分解能でパルスを出力してもよい。幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００は、約０．１ｎｓ未満の分解能でパルスを出力してもよい。幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００は約１００ｐｓ未満のジッタでパルスを出力してもよい。
【0098】
幾つかの実施形態では、プラズマ制御システム４００の各出力パルスチャネルは、バイアス発生器１１５をトリガするパルスをバイアス発生器１１５に出力してもよい。プラズマ制御システム４００は、例えば、出力パルスのパラメータをリアルタイム又はパルス間で調整してもよい。これらのパラメータは、パルス幅、パルス繰り返し周波数、デューティサイクル、バースト繰り返し周波数、電圧、バースト内のパルス数、バースト数等を含んでもよい。幾つかの実施形態では、１つ以上のパラメータは、プラズマ制御システム４００への入力に基づいて、又はレシピもしくはプログラムに基づいて、調整又は変更されてもよい。
【0099】
例えば、レシピは、バイアス発生器１１５からの高バーストと低バーストを交互に繰り返すことを含んでもよい。高バーストは、例えば、複数の高電圧パルスを含んでもよい。低バーストは、例えば、複数の低電圧パルスを含んでもよい。高バースト及び低バーストは、例えば、各バースト内に同じ数のパルスを含んでいてもよく、又は、異なる数のパルスを含んでいてもよい。低バーストは、例えば、高バースト電圧の電圧よりも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％等低い電圧を有していてもよい。
【0100】
バイアス発生器１１５からの交互の高バーストと低バーストは、高バーストに対する低バーストの比率（低高比）が５％、２０％、５０％、１００％、１２５％、１５０％等でを含んでもよい。例えば、２０％の低高比は、１０個のバーストの連なりを含んでいてもよく、各バーストは、約５００パルス（又は、１～１０，０００パルスの任意の数のパルス）を含む。１０％の低高比の連続１０バーストでは、２バーストが低電圧バーストであり、８バーストが高電圧バーストであってもよい。
【0101】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、あらゆる目的の為に本明細書に組み込まれる「ナノ秒パルサーを使用した任意波形生成（ＡＲＢＩＴＲＡＲＹ ＷＡＶＥＦＯＲＭ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ ＵＳ１ＮＧ ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＳ）」というタイトルの米国特許出願第１６／１１４，１９５号に記載されているように、ナノ秒パルサーに、より長い低電圧パルスを有するパルスを通信して高バーストを生成し、より短い低電圧パルスを有するパルスを通信して低バーストを生成して、高バーストと低バーストを交互に生成してもよい。
【0102】
幾つかの実施形態では、センサ４５０のうち１つは、バイアス発生器１１５内の直流電源と結合され得る直流電圧センサを含んでもよい。例えば、複数の直流電源システムがバイアス発生器１１５で使用され、動作中に電圧が、設定されたパーセンテージ（例えば、１％、５％、１０％、２０％等）を超えて変動した場合、又は絶対電圧（例えば、５Ｖ、１０Ｖ、５０Ｖ、１００Ｖ等）を超えて変動した場合、コントローラ１２０はバイアス発生器１１５をオフにしてもよい。別の例として、電源システムが使用され、動作中に電圧出力が、設定された電圧から或るパーセンテージ（例えば、１％、５％、１０％、２０％等）を超えて、又は設定された電圧からの絶対電圧（例えば、５Ｖ、１０Ｖ、５０Ｖ、１００Ｖ等）を超えて異なる場合、コントローラ１２０はパルスをオフにしてもよい。
【0103】
幾つかの実施形態では、コントローラ１２０は、例えば、産業用コントローラ等の外部コントローラ４６５から通信及び／又はコマンドを送信及び／又は受信してもよい。幾つかの実施形態では、外部コントローラ４６５は、ＥｔｈｅｒＣａｔモジュールを介してコントローラ１２０と通信してもよい。幾つかの実施形態では、ＥｔｈｅｒＣａｔモジュールは、任意のタイプの通信モジュールを含み得る。幾つかの実施形態では、ＥｔｈｅｒＣａｔは、計算システム２６００の１つ以上のコンポーネントを含んでもよい。
【0104】
幾つかの実施形態では、制御システムは、例えば、パルス幅、デューティサイクル、高電圧設定点、オン／オフ、リターン電流出力電圧、高電圧電流設定点、リターン電流出力電流、高電圧出力の有効化、リターン高電圧の有効化状態、緊急シャットダウン等のパルスシステムの動作を制御してもよい。
【0105】
図５は、幾つかの実施形態による、プラズマシステム１００を制御する為のプロセス５００である。幾つかの実施形態では、プロセス５００は、コントローラ１２０によって実行されてもよい。
【0106】
プロセス５００はブロック５０５で開始する。ブロック５０５で、コントローラ１２０は、第１のＲＦバーストを発生させる為にＲＦプラズマ発生器１０５の駆動を開始してもよい。第１のＲＦバーストは、例えば、ＲＦ波形３０５と同様の波形を含んでもよい。第１のＲＦバーストは、例えば、ＲＦ周波数及び／又はＲＦ電圧等のＲＦバーストパラメータを含んでもよい。ＲＦプラズマ発生器１０５からの第１のバーストは、チャンバ１１０内にプラズマを生成してもよい。
【0107】
ブロック５１０で、プロセス５００は第１の期間休止してもよい。第１の期間は、例えば、約１０μｓ～約１０ｍｓであってもよい。幾つかの実施形態では、第１の期間は０秒であってもよい。第１の期間は、ＲＦ波形３０５の開始（例えば、ｔ１又はＲＦバーストターンオン時間）と、バイアスバースト３１０の開始（例えば、ｔ２又はバイアスバーストターンオン時間）との間の時間であってもよい。
【0108】
ブロック５１５で、コントローラ１２０は、バイアス発生器１１５をパルシングして、第１のバイアスバーストを生成してもよい。第１のバイアスバーストは、例えば、バイアスバースト３１０と同様の波形を含んでもよい。第１のバイアスバーストは、例えば、パルス繰り返し周波数及び／又はバイアス電圧等のバイアスバーストパラメータを含んでもよい。
【0109】
ブロック５２０で、プロセス５００は、第２の期間休止してもよい。第２の期間は、例えば、約１０μｓ～約１０ｍｓであってもよい。第２の期間は、バイアスバースト３１０の開始（例えば、ｔ２又はバイアスバーストターンオン時間）と、ＲＦ波形３０５の終了（例えば、ｔ３又はＲＦバーストターンオフ時間）との間の時間であってもよい。
【0110】
ブロック５２５で、ＲＦプラズマ発生器は、ＲＦ波形によるチャンバの駆動を停止してもよい。例えば、コントローラは、バーストを終了するように信号をＲＦプラズマ発生器１０５に送ってもよい。
【0111】
ブロック５３０で、プロセス５００は、第３の期間休止してもよい。第３の期間は、例えば、約１０μｓ～約１０ｍｓであってもよい。第３の期間は、例えば、ゼロ秒であってもよい。第３の期間は、ＲＦ波形３０５の終了（例えば、ｔ３又はＲＦバーストターンオフ時間）とバイアスバースト３１０の終了（例えば、ｔ４又はバイアスバーストターンオフ時間）との間の時間であり得る。幾つかの実施形態では、第１の期間、第２の期間、又は第３の期間は、同じであってもよい。幾つかの実施形態では、第１の期間、第２の期間、又は第３の期間は、異なっていてもよい。
【0112】
ブロック５３５で、バイアス発生器１１５はパルスを停止してもよい。例えば、コントローラは、バーストを終了してパルシングを中止するように信号をバイアス発生器１１５に送ってもよい。
【0113】
ブロック５４０で、プロセス５００は、第４の期間休止してもよい。第４の期間は、例えば、バイアスバースト３１０の終了（例えば、ｔ４又はバイアスバーストターンオフ時間）と、次のＲＦバーストの開始又は次のＲＦ波形３０５の開始（例えば、次のＲＦ波形のｔ１又は次のＲＦ波形のＲＦバーストターンオン時間）との間の時間であってもよい。幾つかの実施形態では、第４の期間は、第１の期間、第２の期間、及び／又は第４の期間より大きくてもよい。第４の期間は、ＲＦ波形のデューティサイクル及び／又はバイアスバーストのデューティサイクルを定義してもよい。
【0114】
ブロック５４５で、プロセスパラメータを変更してもよい。プロセスパラメータは、ＲＦパラメータ、バイアスパラメータ、第１の期間、第２の期間、第３の期間、第４の期間等を含んでもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦパラメータ及び／又はバイアスパラメータは、例えば、ＲＦ電圧、バイアス電圧、ＲＦ周波数、パルス繰り返し周波数、温度、圧力等のチャンバからのフィードバックに基づいて変更されてもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦパラメータ及び／又はバイアスパラメータは、ＨＶ信号４０５又はセンサ４５０を介したチャンバからのフィードバックに基づいて変更されてもよい。
【0115】
ブロック５４５の後で、プロセスを繰り返してもよい。
【0116】
図６は、幾つかの実施形態によるバイアス発生器６００の回路図である。
【0117】
この例では、バイアス発生器６００はＲＦドライバ６０５を含んでもよい。ＲＦドライバ６０５は、例えば、図６に示すように、ハーフブリッジドライバ又はフルブリッジドライバであってもよい。ＲＦドライバ６０５は、直流電圧源（例えば、容量性源、交流／直流コンバータ等）であり得る入力電圧源Ｖ１を含んでもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ６０５は、４つのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４を含んでもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ６０５は、直列又は並列に配置された複数のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４を含んでもよい。これらのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４は、例えば、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、Ｓ１Ｃ－ＭＯＳＦＥＴ、Ｓ１Ｃ接合トランジスタ、ＦＥＴ、ＳｉＣスイッチ、ＧａＮスイッチ、光導電スイッチ等の任意のタイプのソリッドステートスイッチを含んでもよい。これらのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、高い周波数でスイッチングされてもよいし、高い電圧パルスを発生させてもよい。これらの周波数は、例えば、約４００ｋＨｚ、０．５ＭＨｚ、２．０ＭＨｚ、４．０ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、５０ＭＨｚ等の周波数を含んでいてもよい。
【0118】
スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４の各スイッチは、夫々のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、及びＤ４と並列に結合されてもよく、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４で表される浮遊インダクタンスを含んでもよい。幾つかの実施形態では、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４のインダクタンスは等しくてもよい。幾つかの実施形態では、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４のインダクタンスは、約５０ｎＨ、１００ｎＨ、１５０ｎＨ、５００ｎＨ、１０００ｎＨ等よりも小さくてもよい。スイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４）と夫々のダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、又はＤ４）の組み合わせは、夫々のインダクタ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、又はＬ４）と直列に結合されてもよい。インダクタＬ３及びＬ４は、グランドと接続されている。インダクタＬ１は、スイッチＳ４及び共振回路６１０と接続されている。そして、インダクタＬ２はスイッチＳ３及び共振回路６１０の反対側と接続されている。
【0119】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ６０５は共振回路６１０と結合してもよい。共振回路６１０は、トランスＴ１と結合された共振インダクタＬ５及び／又は共振コンデンサＣ２を含んでもよい。共振回路６１０は、例えば、共振抵抗Ｒ５を含んでもよく、これは、ＲＦドライバ６０５と共振回路６１０との間の任意のリード線の浮遊抵抗、及び／又は、例えば、トランスＴ１、コンデンサＣ２、及び／又はインダクタＬ５等の共振回路６１０内の任意のコンポーネントを含んでもよい。幾つかの実施形態では、共振抵抗Ｒ５は、ワイヤ、トレース、又は回路要素の浮遊抵抗のみを含む。他の回路要素のインダクタンスや容量が駆動周波数に影響を与える可能性があるが、駆動周波数は、概ね共振インダクタＬ５及び／又は共振コンデンサＣ２の選択によって設定され得る。浮遊インダクタンスや浮遊容量を考慮して適切な駆動周波数にする為には、更なる改良及び／又は調整が必要になることがある。更に、Ｌ５及び／又はＣ２を変更することで、トランスＴ１の立上がり時間を調整することができるが、以下の条件を満たす必要がある。
【数4】
【0120】
幾つかの実施形態では、Ｌ５のインダクタンス値を大きくすると、立上がり時間が遅くなったり短くなったりする可能性がある。これらの値は、バーストエンベロープにも影響を与える可能性がある。図７に示すように、各バーストは、過渡パルスと定常パルスを含み得る。各バースト内の過渡パルスは、定常パルスの間に全電圧に達するまで、Ｌ５及び／又はシステムのＱによって設定され得る。
【0121】
ＲＦドライバ６０５のスイッチが共振周波数ｆｒｅｓｏｎａｎｔで切り替えられる場合、トランスＴ１での出力電圧は増幅される。幾つかの実施形態では、共振周波数は約４００ｋＨｚ、０．５ＭＨｚ、２．０ＭＨｚ、４．０ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、５０ＭＨｚ等であってもよい。
【0122】
幾つかの実施形態では、共振コンデンサＣ２は、トランスＴ１の浮遊容量及び／又は物理的なコンデンサを含んでもよい。幾つかの実施形態では、共振コンデンサＣ２は、約１０μＦ、１μＦ、１００ｎＦ、１０ｎＦ等の容量を有していてもよい。幾つかの実施形態では、共振インダクタＬ５は、トランスＴ１の浮遊インダクタンス及び／又は物理的なインダクタを含んでもよい。幾つかの実施形態では、共振インダクタＬ５は、約５０ｎＨ、１００ｎＨ、１５０ｎＨ、５００ｎＨ、１０００ｎＨ等のインダクタンスを有していてもよい。幾つかの実施形態では、共振抵抗器Ｒ５は、約１０オーム、２５オーム、５０オーム、１００オーム、１５０オーム、５００オーム等の抵抗を有していてもよい。
【0123】
幾つかの実施形態では、共振抵抗器Ｒ５は、物理的回路内のワイヤ、トレース、及び／又はトランス巻線の浮遊抵抗を表し得る。幾つかの実施形態では、共振抵抗器Ｒ５は、約１０ｍオーム、５０ｍオーム、１００ｍオーム、２００ｍオーム、５００ｍオーム等の抵抗を有していてもよい。
【0124】
幾つかの実施形態では、トランスＴ１は、あらゆる目的の為に本書に組み込まれている「高電圧トランス（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）」というタイトルの米国特許出願第１５／３６５，０９４号に開示されているようなトランスを含んでいていてもよい。幾つかの実施形態では、共振回路６１０の出力電圧は、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及び／又はＳ４のデューティサイクル（例えば、スイッチの「オン」時間又はスイッチが導通している時間）を変更することによって変更され得る。例えば、デューティサイクルが長いほど出力電圧は高くなり、デューティサイクルが短いほど出力電圧は低くなる。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ６０５のスイッチングのデューティサイクルを調整することで、共振回路６１０の出力電圧を変更又は調整することができる。
【0125】
例えば、信号Ｓｉｇ１のデューティサイクルを変更することでスイッチＳ１を開閉し、信号Ｓｉｇ２のデューティサイクルを変更することでスイッチＳ２を開閉し、信号Ｓｉｇ３のデューティサイクルを変更することでスイッチＳ３を開閉し、信号Ｓｉｇ４のデューティサイクルを変更することでスイッチＳ４を開閉して、スイッチのデューティサイクルが調整され得る。スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４のデューティサイクルを調整することで、例えば、共振回路６１０の出力電圧が制御され得る。
【0126】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ６０５の各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４は、独立して、又は１つ以上の他のスイッチと連動して切り替えることができる。例えば、信号Ｓｉｇ１は信号Ｓｉｇ３と同じ信号であってもよい。別の例として、信号Ｓｉｇ２は信号Ｓｉｇ４と同じ信号であってもよい。別の例として、各信号は独立していてもよく、各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４を独立又は別個に制御してもよい。
【0127】
幾つかの実施形態では、共振回路６１０は、ブロッキングダイオードＤ７を含み得る半波整流器６１５と結合されてもよい。
【0128】
幾つかの実施形態では、半波整流器６１５は、抵抗性出力ステージ６２０と結合されてもよい。抵抗性出力ステージ６２０は、当技術分野で知られている任意の抵抗性出力ステージを含んでもよい。例えば、抵抗性出力ステージ６２０は、「高電圧抵抗性出力ステージ回路（ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＲＥＳ１ＳＴＩＶＥ ＯＵＴＰＵＴ ＳＴＡＧＥ ＣＩＲＣＵＩＴ）」というタイトルの米国特許出願第１６／１７８，５３８号に記載されている任意の抵抗性出力ステージを含んでもよく、この特許出願は、あらゆる目的の為にその全体が本開示に組み込まれる。
【0129】
例えば、抵抗性出力ステージ６２０は、インダクタＬ１１、抵抗器Ｒ３、抵抗器Ｒ１、及びコンデンサＣ１１を含んでもよい。幾つかの実施形態では、インダクタＬ１１は、約５μＨ～約２５μＨのインダクタンスを含んでもよい。幾つかの実施形態では、抵抗器Ｒ１は、約５０オーム～約２５０オームの抵抗を含んでもよい。幾つかの実施形態では、抵抗器Ｒ３は、抵抗性出力ステージ６２０における浮遊抵抗を含み得る。
【0130】
幾つかの実施形態では、抵抗器Ｒ１は、直列及び／又は並列に配置された複数の抵抗器を含んでいてもよい。コンデンサＣ１１は、配置された直列及び／又は並列の抵抗器の容量を含む抵抗器Ｒ１の浮遊容量を表し得る。浮遊容量Ｃ１１の容量は、例えば、５００ｐＦ、２５０ｐＦ、１００ｐＦ、５０ｐＦ、１０ｐＦ、１ｐＦ未満等であってもよい。浮遊容量Ｃ１１の容量は、例えば、Ｃ２、Ｃ３、及び／又はＣ９の容量よりも小さい等、負荷容量よりも小さくてもよい。
【0131】
幾つかの実施形態では、抵抗器Ｒ１は、負荷（例えば、プラズマシースの容量）を放電してもよい。幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージ６２０は、各パルスサイクル中に約１キロワットを超える平均電力を放電するように構成されてもよく、及び／又は各パルスサイクル中に１ジュール以下のエネルギーを放電するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージ６２０の抵抗器Ｒ１の抵抗値は２００オーム未満であってもよい。幾つかの実施形態では、抵抗器Ｒ１は、約２００ｐＦ（例えば、Ｃ１１）未満の合成容量を有する直列又は並列に配置された複数の抵抗器を含み得る。
【0132】
幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージ６２０は、負荷上の電圧波形の形状を制御する為に使用され得る回路要素の集合を含んでもよい。幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージ６２０は、受動素子のみ（例えば、抵抗器、コンデンサ、インダクタ等）を含んでもよい。幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージ６２０は、受動回路素子だけでなく、能動回路素子（例えば、スイッチ）を含んでもよい。幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージ６２０は、例えば、波形の電圧立上り時間及び／又は波形の電圧立下り時間を制御する為に使用され得る。
【0133】
幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージ６２０は、容量性負荷（例えば、ウェハ及び／又はプラズマ）を放電することができる。例えば、これらの容量性負荷は、小さい容量（例えば、約１０ｐＦ、１００ｐＦ、５００ｐＦ、１ｎＦ、１０ｎＦ、１００ｎＦ等）を有し得る。
【0134】
幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージは、高いパルス電圧（例えば、１ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、５０ｋＶ、１００ｋＶ等より大きい電圧）及び／又は高周波数（例えば１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ等より大きい周波数）及び／又は約４００ｋＨｚ、０．５ＭＨｚ、２．０ＭＨｚ、４．０ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、５０ＭＨｚ等の周波数を有する。
【0135】
幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージは、高い平均電力、高いピーク電力、高速立上がり時間及び／又は高速立下がり時間を処理するように選択されてもよい。例えば、平均電力定格は、約０．５ｋＷ、１．０ｋＷ、１０ｋＷ、２５ｋＷ等よりも大きい、及び／又は、ピーク電力定格は、約１ｋＷ、１０ｋＷ、１００ｋＷ、１ＭＷ等よりも大きい場合がある。
【0136】
幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージ６２０は受動部品の直列又は並列ネットワークを含んでもよい。例えば、抵抗性出力ステージ６２０は、抵抗器、コンデンサ、及びインダクタの直列を含んでもよい。別の例として、抵抗性出力ステージ６２０はインダクタと並列のコンデンサと、抵抗器と直列のコンデンサ－インダクタの組み合わせを含んでもよい。例えば、Ｌ１１は、整流器から電圧が出ているときに、抵抗性出力ステージに大きいエネルギーが注入されないように、十分に大きく選択することができる。Ｒ３とＲ１の値は、Ｌ／Ｒ時間がＲＦ周波数よりも速く負荷内の適切なコンデンサをドレインできるように選択され得る。
【0137】
幾つかの実施形態では、抵抗性出力ステージ６２０は、バイアス補償回路６２５と結合してもよい。バイアス補償回路６２５は、当技術分野で知られている任意のバイアス及び／又はバイアス補償回路を含んでもよい。例えば、バイアス補償回路６２５は、「ナノ秒パルサーバイアス補償（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＢＩＡＳ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ」というタイトルの米国特許出願第１６／５２３，８４０号に記載されている任意のバイアス及び／又はバイアス補償回路を含んでもよく、この特許出願は全ての目的の為にその全体が本開示に組み込まれる。
【0138】
幾つかの実施形態では、バイアス補償回路６２５は、バイアスコンデンサＣ７、ブロッキングコンデンサＣ１２、ブロッキングダイオードＤ８、スイッチＳ８（例えば、高電圧スイッチ）、オフセット供給電圧Ｖ１、抵抗Ｒ２、及び／又は抵抗Ｒ４を含んでもよい。幾つかの実施形態では、スイッチＳ８は、あらゆる目的の為にその全体が本開示に組み込まれている、「ナノ秒パルシング用高電圧スイッチ（ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＳＷＩＴＣＨ ＦＯＲ ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳ１ＮＧ）」というタイトルの米国特許出願第６２／７１７，６３７号、及び／又は「ナノ秒パルシング用高電圧スイッチ（ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＳＷＩＴＣＨ ＦＯＲ ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳ１ＮＧ）」というタイトルの米国特許出願第１６／１７８，５６５号に記載の高電圧スイッチを含む。
【0139】
幾つかの実施形態では、オフセット供給電圧Ｖ５は、出力電圧を正又は負の何れかにバイアスすることができる直流電圧源を含んでもよい。幾つかの実施形態では、コンデンサＣ１２はオフセット電源電圧Ｖ５を、抵抗性出力ステージ６２０及び／又は他の回路要素から絶縁／分離してもよい。幾つかの実施形態では、バイアス補償回路６２５は、回路の一部分から別の部分への電力の潜在的なシフトを可能にしてもよい。幾つかの実施形態では、バイアス補償回路６２５は、高電圧パルスがチャンバ内でアクティブであるときにウェハを所定の位置に保持する為に使用されてもよい。抵抗Ｒ２は、直流バイアス電源をドライバから保護／絶縁してもよい。
【0140】
幾つかの実施形態では、スイッチＳ８は、ＲＦドライバ６０５がパルシングしている間は開き、ＲＦドライバ６０５がパルシングしていないときは閉じていてもよい。閉じている間、スイッチＳ８は、例えば、ブロッキングダイオードＤ８に流れる電流を短絡させてもよい。この電流を短絡させることで、ウェハとチャックとの間のバイアスを２ｋＶ未満にすることができ、これは許容範囲内であり得る。
【0141】
幾つかの実施形態では、プラズマ及びチャンバ６３０はバイアス補償回路６２５と結合してもよい。プラズマ及びチャンバ６３０は、例えば、図６に示される様々な回路要素によって表されてもよい。
【0142】
図６は、例えば、５０オームのマッチングネットワーク、外部マッチングネットワーク、又はスタンドアロンのマッチングネットワーク等の従来のマッチングネットワークを含まない。実際、本明細書で説明した実施形態では、ウェハチャンバに印加されるスイッチング電力を調整する為に５０オームのマッチングネットワークを必要としない。更に、本明細書で説明されている実施形態は、従来のマッチングネットワークなしで可変出力インピーダンスＲＦ発生器を提供する。これにより、プラズマチャンバによって引き出される電力を迅速に変化させることができる。典型的には、マッチングネットワークのこの調整は、少なくとも１００μｓ～２００μｓかかることがある。幾つかの実施形態では、電力の変化は、例えば、４００ｋＨｚで２．５μｓ～５．０μｓのように、１つ又は２つのＲＦサイクル内で発生し得る。
【0143】
【0144】
図９は、幾つかの実施形態によるバイアス発生器９００の回路図である。バイアス発生器９００は、例えば、ＲＦドライバ６０５と、共振回路６１０と、バイアス補償回路６２５と、プラズマチャンバ６３０とを含んでいてもよい。バイアス発生器９００は、バイアス発生器６００と同様であるが、抵抗性出力ステージ６２０がなく、エネルギー回収回路９０５を含む。
【0145】
この例では、エネルギー回収回路９０５は、トランスＴ１の二次側に配置されるか、又は二次側と電気的に結合されてもよい。エネルギー回収回路９０５は、例えば、トランスＴ１の二次側に跨るダイオードＤ９（例えば、クローバーダイオード）を含んでもよい。エネルギー回収回路９０５は、例えば、ダイオードＤ１０及びインダクタＬ１２（直列に配置）を含んでもよく、これにより、トランスＴ１の二次側から電流を流して電源Ｃ１５を充電し、プラズマ及びチャンバ６３０に電流を流すことができる。ダイオードＤ１２及びインダクタＬ１２は、トランスＴ１の二次側と電気的に接続され、電源Ｃ１５と結合されてもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収回路９０５は、トランスＴ１の二次側と電気的に結合されたダイオードＤ１３及び／又はインダクタＬ１３を含んでもよい。インダクタＬ１２は浮遊インダクタンスを表し得る、及び／又は、トランスＴ１の浮遊インダクタンスを含み得る。
【0146】
ナノ秒パルサーがオンになると、電流がプラズマ及びチャンバ６３０を充電する（例えば、コンデンサＣ３、コンデンサＣ２、又はコンデンサＣ９を充電する）場合がある。一部の電流は、例えば、トランスＴ１の二次側の電圧が電源Ｃ１５の充電電圧よりも上昇すると、インダクタＬ１２を流れてもよい。ナノ秒パルサーがオフになると、インダクタＬ１２に掛かる電圧がゼロになるまで、プラズマチャンバ６３０内のコンデンサからインダクタＬ１２を介して電流が流れ、電源Ｃ１５を充電してもよい。ダイオードＤ９は、プラズマチャンバ６３０内のコンデンサがプラズマチャンバ６３０内のインダクタンスやバイアス補償回路６２５でリンギングすることを防止してもよい。
【0147】
ダイオードＤ１２は、例えば、電源Ｃ１５からプラズマチャンバ６３０内のコンデンサに電荷が流れるのを防止してもよい。
【0148】
インダクタＬ１２の値は、電流立下り時間を制御する為に選択され得る。幾つかの実施形態では、インダクタＬ１２は、１μＨ～５００μＨの間のインダクタンス値を有し得る。
【0149】
幾つかの実施形態では、エネルギー回収回路９０５は、インダクタＬ１２を通る電流の流れを制御する為に使用され得るスイッチを含んでもよい。スイッチは、例えば、インダクタＬ１２と直列に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、スイッチＳ１が開いているとき及び／又はもはやパルシングしていないときにスイッチを閉じて、電流がプラズマ及びチャンバ６３０から電源Ｃ１５に還流するようにしてもよい。
【0150】
エネルギー回収回路９０５のスイッチは、例えば、何れもその全体が参照により組み込まれる、２０１８年８月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／７１７，６３７号の優先権を主張する、２０１８年１１月１日に出願された「絶縁された電力を有する高電圧スイッチ（ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＳＷＩＴＣＨ ＷＩＴＨ ＩＳＯＬＡＴＥＤ ＰＯＷＥＲ）」というタイトルの米国特許出願第１６／１７８，５６５号に開示された高電圧スイッチを含んでもよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ６０５は、ＲＦドライバ６０５に示された様々なコンポーネントの代わりに、又はそれに加えて、高電圧スイッチを含んでもよい。幾つかの実施形態では、高電圧スイッチを使用することで、少なくともトランスＴ１及びスイッチＳ１を排除できる場合がある。
【0151】
図１０は、幾つかの実施形態によるバイアス発生器１０００の回路図である。バイアス発生器１０００は、例えば、ＲＦドライバ６０５と、共振回路６１０と、抵抗性出力ステージ６２０と、プラズマチャンバ６３０を含んでもよい。このように、バイアス発生器１０００は、バイアス補償回路６２５のないバイアス発生器６００と同様である。
【0152】
図１１は、幾つかの実施形態によるバイアス発生器１１００の回路図である。バイアス発生器１１００は、例えば、ＲＦドライバ６０５と、共振回路６１０と、エネルギー回収回路９０５と、プラズマチャンバ６３０を含んでもよい。このように、バイアス発生器１１００は、バイアス補償回路６２５のないバイアス発生器９００と同様である。
【0153】
図１２は、幾つかの実施形態によるＲＦプラズマ発生器１２００の回路図である。ＲＦプラズマ発生器１２００は、例えば、ＲＦドライバ６０５と、共振回路６１０と、誘導放電プラズマ１２０５とを含んでいてもよい。この例では、インダクタＬ５は、誘導放電プラズマ１２０５と結合された、又は誘導放電プラズマ１２０５内に配置されたアンテナを含んでもよい。トランスＴ１は、誘導放電プラズマ１２０５がアンテナとどのように結合するかを表していてもよく、それは少なくとも部分的にインダクタＬ５によって表される。コンデンサＣ２は、インダクタＬ５と共振して、共振周波数を決定してもよい。ＲＦドライバ６０５は、この共振周波数で駆動されるパルスを生成してもよい。
【0154】
図１３は、幾つかの実施形態によるＲＦプラズマ発生器１２００の回路図である。ＲＦプラズマ発生器１２００は、例えば、ＲＦドライバ１３０５と、トランスを含んでもよい共振回路１３１０と、チャンバ６３０とを含んでもよい。コンデンサＣ１は、放電形状の容量、回路内の浮遊容量、又は回路内の任意のコンデンサの容量を表し得る。Ｌ５は、回路内の任意の浮遊インダクタンス、又は回路内の任意のインダクタンスのインダクタンスを表し得る。ＲＦドライバ１３０５は、共振回路の共振周波数に実質的に等しいパルス周波数で共振回路１３１０を駆動してもよい。
【0155】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１３０５内の各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４は、独立して、又は１つ以上の他のスイッチと連動して切り替えられ得る。例えば、信号Ｓｉｇ１は信号Ｓｉｇ３と同じ信号であってもよい。別の例として、信号Ｓｉｇ２は信号Ｓｉｇ４と同じ信号であってもよい。別の例として、各信号は独立していてもよく、各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４を独立又は別個に制御してもよい。
【0156】
幾つかの実施形態では、トランスＴ１は、ＲＦプラズマ発生器１２００に含まれていても、含まれていなくてもよい。
【0157】
【0158】
図１６は、エネルギー回収回路１６１０を有するナノ秒パルサーステージ１０１と、トランスＴ１と、リードステージ１０３と、直流バイアス回路１０４と、負荷ステージ１０６とを含むバイアス発生器１６００の回路図である。
【0159】
幾つかの実施形態では、負荷ステージ１０６は、例えば、プラズマ成膜システム、半導体製造システム、プラズマスパッタリングシステム等の半導体処理チャンバの理想化された回路又は有効な回路を表し得る。容量Ｃ２は、例えば、半導体プロセスウェハが載り得る静電チャックの容量を表し得る。チャックは、例えば、誘電体材料（例えば、酸化アルミニウム、又は他のセラミック材料、及び誘電体材料内に収容された導体）を含み得る。例えば、コンデンサＣ１は、小さい容量（例えば、約１０ｐＦ、１００ｐＦ、５００ｐＦ、１ｎＦ、１０ｎＦ、１００ｎＦ等）を有していてもよい。
【0160】
コンデンサＣ３は、例えば、プラズマからウェハまでの間のシース容量を表し得る。抵抗器Ｒ６は、例えば、プラズマとウェハとの間のシース抵抗を表し得る。インダクタＬ２は、例えば、プラズマとウェハとの間のシースインダクタンスを表し得る。電流源Ｉ２は、例えば、シースを流れるイオン電流を表し得る。例えば、コンデンサＣ１又はコンデンサＣ３は、小さい容量（例えば、約１０ｐＦ、１００ｐＦ、５００ｐＦ、１ｎＦ、１０ｎＦ、１００ｎＦ等）を有していてもよい。
【0161】
コンデンサＣ９は、例えば、チャンバの壁に対するプラズマシースの容量を表し得る。抵抗器Ｒ７は、例えば、プラズマとチャンバ壁との間の抵抗を表し得る。電流源Ｉ１は、例えば、プラズマ中のイオン電流を表し得る。例えば、コンデンサＣ１又はコンデンサＣ９は、小さい容量（例えば、約１０ｐＦ、１００ｐＦ、５００ｐＦ、１ｎＦ、１０ｎＦ、１００ｎＦ等）を有していてもよい。
【0162】
幾つかの実施形態では、プラズマ電圧は、グランドから回路点１２３まで測定された電圧であってもよく、ウェハ電圧は、グランドから回路点１２２まで測定された電圧であってウェハの表面における電圧を表していてもよく、チャッキング電圧は、グランドから回路点１２１まで測定された電圧であり、電極電圧は、グランドから回路点ラベル１２４（例えば、電極上）まで測定された電圧であり、入力電圧は、グランドから回路点１２５まで測定された電圧である。
【0163】
この例では、直流バイアス回路１０４はバイアス補償を含まない。直流バイアス回路１０４は、例えば、出力電圧が正又は負の何れかにバイアスされ得るオフセット供給電圧Ｖ５を含む。幾つかの実施形態では、オフセット供給電圧Ｖ５は、ウェハ電圧とチャック電圧との間の電位を変更するように調整され得る。幾つかの実施形態では、オフセット供給電圧Ｖ５は、約±５ｋＶ、±４ｋＶ、±３ｋＶ、±２ｋＶ、±１ｋＶ等のｋＶの電圧を有し得る。
【0164】
幾つかの実施形態では、バイアスコンデンサＣ１２は、直流バイアス電圧を他の回路要素から絶縁（又は分離）し得る。例えば、バイアスコンデンサＣ１２は、回路の或る部分から別の部分への電位シフトを可能にし得る。幾つかの実施形態では、この電位シフトにより、チャック上の所定の位置にウェハを保持する静電力が電圧閾値以下に保たれることを確実にする。抵抗器Ｒ２は、ナノ秒パルサーステージ１０１からの高電圧パルス出力から直流バイアス電源を分離してもよい。
【0165】
バイアスコンデンサＣ１２は、例えば、約１００ｐＦ、１０ｐＦ、１ｐＦ、１００μＦ、１０μＦ、１μＦ等未満の容量を有していてもよい。抵抗器Ｒ２は、例えば、約１ｋオーム、１０ｋオーム、１００ｋオーム、１Ｍオーム、１０Ｍオーム、１００Ｍオーム等の高抵抗を有していてもよい。
【0166】
抵抗器Ｒ１３は、例えば、高圧電源システムの出力から電極（例えば、負荷ステージ１０６）に接続するリード線や伝送路の抵抗を表し得る。また、コンデンサＣ１は、例えば、リード線又は伝送路の浮遊容量を表し得る。
【0167】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサーステージ１０１は、高いパルス電圧（例えば、１ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、５０ｋＶ、１００ｋＶ等より大きい電圧）、高い周波数（例えば、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ等より大きい周波数）、高速立上がり時間（例えば、約１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ未満等の立上がり時間）、高速立下がり時間（例えば、約１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ未満等の立下がり時間）及び／又は短いパルス幅（例えば、約１，０００ｎｓ、５００ｎｓ、２５０ｎｓ、１００ｎｓ、２０ｎｓ未満等のパルス幅）のパルスを生成してもよい。
【0168】
例えば、ナノ秒パルサーステージ１０１は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれる「高電圧ナノ秒パルサー（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ Ｐｕｌｓｅｒ）」というタイトルの米国特許出願第１４／５４２，４８７号に記載された任意のデバイスの全て又は任意の部分、又は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれる「ガルバニック絶縁された出力可変パルス発生器開示（Ｇａｌｖａｎｉｃａｌｌｙ Ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｏｕｔｐｕｔ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐｕｌｓｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ）」というタイトルの米国特許出願第１４／６３５，９９１号に記載されたデバイスの全部又は一部、又は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれる「可変パルス幅とパルス繰り返し周波数を備える高電圧ナノ秒パルサー（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ Ｐｕｌｓｅｒ Ｗｉｔｈ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ ａｎｄ Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）というタイトルの米国特許出願第１４／７９８，１５４号に記載されたデバイスの全部又は一部を含み得る。
【0169】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサーステージ１０１は、あらゆる方法で互いに結合された１つ以上のナノ秒パルサーを含んでもよい。
【0170】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサーステージ１０１は、スイッチＳ６によって切り替えられ、切り替えられた電力をトランスＴ１に供給する一貫した直流電圧を提供する直流電源を含んでもよい。直流電源は、電圧源Ｖ５及びエネルギーストレージコンデンサＣ７を含んでいてもよい。トランスＴ１が１：１０の巻数比を有する場合、トランスは負荷Ｃ１に１０ｋＶを発生させることができる。
【0171】
幾つかの実施形態では、負荷の容量（例えば、容量Ｃ３及び容量Ｃ９）がエネルギーストレージコンデンサＣ７の容量と比較して小さい場合、トランスの入力で倍電圧が発生してもよい（又は発生しなくてもよい）。例えば、エネルギーストレージコンデンサＣ７が５００Ｖを供給する場合、トランスＴ１の入力で１ｋＶが測定されることがある。
【0172】
スイッチＳ６は、例えば、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣ接合トランジスタ、ＦＥＴ、ＳｉＣスイッチ、ＧａＮスイッチ、光導電スイッチ等の１つ以上のソリッドステートスイッチを含んでもよい。スイッチＳ６は、Ｓｉｇ６＋及びＳｉｇ６－と表示するコントローラからの信号に基づいて切り替えられてもよい。
【0173】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサーステージ１０１は、任意のタイプのスナバ回路を含んでいてもよいスナバ回路を含み得る。幾つかの実施形態では、スナバ回路はコンデンサを含んでもよい。幾つかの実施形態では、スナバ回路はコンデンサ及び抵抗器を含んでもよい。幾つかの実施形態では、スナバ回路は、コンデンサ、インダクタ、及び抵抗器を含んでもよい。
【0174】
幾つかの実施形態では、スナバ回路は、スナバダイオードＤ４と並列のスナバ抵抗器Ｒ３、及びスナバコンデンサＣ５を含んでもよい。スナバ回路は、浮遊インダクタンスも含んでもよい。幾つかの実施形態では、スナバ抵抗器Ｒ３及び／又はスナバダイオードＤ４は、スイッチＳ６のコレクタとトランスＴ１の一次巻線の間に配置されてもよい。スナバダイオードＤ４は、スイッチング時の過電圧をスナブアウトする為に使用してもよい。スイッチＳ６のエミッタ側に大容量及び／又は高速のコンデンサＣ５を結合してもよい。又、フリーホイーリングダイオードＤ２は、スイッチＳ１のエミッタ側に結合されていてもよい。図示されていない様々な他のコンポーネントが含まれていてもよい。１つ以上のスイッチ及び又は回路を、並列又は直列に配置してもよい。
【0175】
幾つかの実施形態では、スイッチＳ６は、切り替わった電圧が全電圧（例えば、エネルギーストレージコンデンサＣ７及び／又は電圧源Ｖ５の電圧）になることがないように、非常に高速に切り替わってもよい。幾つかの実施形態では、スイッチＳ６に結合されたゲート抵抗器は、短いターンオンパルスで設定されてもよい。
【0176】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサーステージ１０１は、フリーホイーリングダイオードＤ２を含んでもよい。幾つかの実施形態では、フリーホイーリングダイオードＤ２は、誘導負荷と組み合わせて使用されてもよく、電流がインダクタを通って同じ方向に流れ続けるようにして、エネルギーが回路の抵抗素子に散逸されるようにすることで、誘導負荷に蓄積されたエネルギーが、スイッチＳ６が開かれた後に散逸されることを確実にする。フリーホイーリングダイオードＤ２が含まれていない場合、これは例えば、スイッチＳ６に大きな逆電圧をもたらす可能性がある。
【0177】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサーステージ１０１は、浮遊インダクタンスＬ１及び／又は浮遊抵抗Ｒ１を含んでもよい。浮遊インダクタンスＬ１は、例えば、約１０ｎＨ、１００ｎＨ、１，０００ｎＨ、１０，０００ｎＨ未満等であってもよい。浮遊抵抗Ｒ１は、例えば、約１オーム、１００ｍオーム、１０ｍオーム未満等であってもよい。
【0178】
幾つかの実施形態では、エネルギー回収回路１６１０は、トランスの二次側及び／又はエネルギーストレージコンデンサＣ７と電気的に結合されてもよい。エネルギー回収回路１６１０は、例えば、トランスＴ１の二次側に跨るダイオード１３０（例えば、クローバーダイオード）を含んでもよい。エネルギー回収回路１６１０は、例えば、エネルギー回収ダイオード１６２０及びエネルギー回収インダクタ１６１５（直列に配置）を含んでもよく、これにより、トランスＴ１の二次側から電流を流してエネルギーストレージコンデンサＣ７を充電することを可能にする。エネルギー回収ダイオード１６２０及びエネルギー回収インダクタ１６１５は、トランスＴ１の二次側及びエネルギーストレージコンデンサＣ７と電気的に接続されてもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収回路１６１０は、トランスＴ１の二次側と電気的に結合されたダイオード１３０及び／又はインダクタ１４０を含んでもよい。インダクタ１４０は、浮遊インダクタンスを表していてもよく、及び／又は、トランスＴ１の浮遊インダクタンスを含んでいてもよい。
【0179】
幾つかの実施形態では、エネルギー回収インダクタ１６１５は、例えば、フェライトコアインダクタ又はエアコアインダクタ等の任意のタイプのインダクタを含んでもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収インダクタ１６１５は、例えば、ソレノイド巻線、トロイダル巻線等の任意のタイプの形状を有していてもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収インダクタ１６１５は、約１０μＨ、５０μＨ、１００μＨ、５００μＨ等より大きいインダクタンスを有してもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収インダクタ１６１５は、約１μＨ～約１００ｍＨのインダクタンスを有していてもよい。
【0180】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサーがオンになると、電流が負荷ステージ１０６を充電できる（例えば、コンデンサＣ３、コンデンサＣ２、又はコンデンサＣ９を充電する）。一部の電流は、例えば、トランスＴ１の二次側の電圧がエネルギーストレージコンデンサＣ７の充電電圧よりも高くなると、エネルギー回収インダクタ１６１５を流れ得る。ナノ秒パルサーがオフになると、エネルギー回収インダクタ１６１５に掛かる電圧がゼロになるまで、負荷ステージ１０６内のコンデンサ（例えば、コンデンサＣ１）からエネルギー回収インダクタ１６１５を介して電流が流れ、エネルギーストレージコンデンサＣ７を充電してもよい。ダイオード１３０は、負荷ステージ１０６内のコンデンサが、負荷ステージ１０６又は直流バイアス回路１０４内のインダクタンスでリンギングすることを防止してもよい。
【0181】
エネルギー回収ダイオード１６２０は、例えば、エネルギーストレージコンデンサＣ７から負荷ステージ１０６内のコンデンサに電荷が流れることを防止してもよい。
【0182】
エネルギー回収インダクタ１６１５の値は、電流立下がり時間を制御するように選択され得る。幾つかの実施形態では、エネルギー回収インダクタ１６１５は、１μＨ～６００μＨのインダクタンス値を有し得る。幾つかの実施形態では、エネルギー回収インダクタ１６１５は、５０μＨよりも大きいインダクタンス値を有し得る。幾つかの実施形態では、エネルギー回収インダクタ１６１５は、約５０μＨ、１００μＨ、１５０μＨ、２００μＨ、２５０μＨ、３００μＨ、３５０μＨ、３５０μＨ、４００μＨ、４００μＨ、５００μＨ等未満のインダクタンスを有し得る。
【0183】
例えば、エネルギーストレージコンデンサＣ７が５００Ｖを供給した場合、トランスＴ１の入力で１ｋＶが測定される（例えば、上述のように倍電圧により）。トランスＴ１での１ｋＶは、スイッチＳ６が開いているときに、エネルギー回収回路１６１０の構成要素の間で分割されてもよい。値が適切に選択された場合（例えば、インダクタＬ３は、エネルギー回収インダクタ１６１５のインダクタンスよりも小さいインダクタンスを有する）、エネルギー回収ダイオード１６２０とエネルギー回収インダクタ１６１５に掛かる電圧は、５００Ｖより大きくてもよい。その後、電流がエネルギー回収ダイオード１６２０を流れ、及び／又はエネルギーストレージコンデンサＣ７を充電してもよい。又、電流は、ダイオードＤ３及びインダクタＬ６を通って流れてもよい。エネルギーストレージコンデンサＣ７が充電されると、電流は最早ダイオードＤ３及びエネルギー回収インダクタ１６１５を流れない場合がある。
【0184】
幾つかの実施形態では、エネルギー回収回路１６１０は、例えば、高速のタイムスケール（例えば、１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ等のタイムスケール）で、負荷ステージ１０６からエネルギーを移行（又は電荷を移行）してもよい。エネルギー回収回路の浮遊抵抗は、負荷ステージ１０６に掛かるパルスが高速立下がり時間ｔｆを有することを確実にする為に、低くてもよい。エネルギー回収回路１６１０の浮遊抵抗は、例えば、約１オーム、１００ｍオーム、１０ｍオーム等未満の抵抗値を有してもよい。幾つかの実施形態では、負荷ステージ１０６からのエネルギー移行効率は、例えば、約６０％、７０％、８０％、又は９０％等よりも大きい等、高くてもよい。
【0185】
図１６に示されたあらゆる構成要素は、例えば、ダイオード１３５又はダイオード１３０又はインダクタ１４０等、必要であっても、必要でなくてもよい。
【0186】
幾つかの実施形態では、電圧源Ｖ１と、エネルギー回収回路１６１０が電圧源Ｖ１及び／又はエネルギーストレージコンデンサＣ７と接続する点との間に、ダイオードを配置してもよい。このダイオードは、例えば、電圧源Ｖ１からエネルギーストレージコンデンサＣ７への電流の流れを許容するが、エネルギー回収回路からエネルギーストレージコンデンサＣ７への電流の流れを許容しないように配置され得る。
【0187】
１７００は、幾つかの実施形態によるエネルギー回収スイッチＳ５を有する能動エネルギー回収回路１１１を備えたナノ秒パルサーステージ１０１を含むバイアス発生器１７００の回路図である。エネルギー回復スイッチＳ５は、Ｓｉｇ５＋及びＳｉｇ５－と表示されたコントローラからの信号に基づいて切り替えられてもよい。
【0188】
図１７において、能動エネルギー回収回路１１１は、エネルギー回収インダクタ１６１５を通る電流の流れを制御する為に使用できるエネルギー回収スイッチＳ５を含んでもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収スイッチＳ５は、エネルギー回収スイッチに跨って配置されたフリーホイーリングダイオードを含んでもよい。エネルギー回収スイッチＳ５は、例えば、エネルギー回収インダクタ１６１５と直列に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収スイッチＳ５は、Ｓｉｇ５＋及び／又はＳｉｇ５－からの信号に基づいて開閉されてもよい。幾つかの実施形態では、スイッチング入力Ｖ５は、スイッチＳ１が開いている及び／又はもはやパルシングしていないときにエネルギー回収スイッチを閉じて、負荷ステージ１０６から高電圧負荷Ｃ７に還流する電流を流すことを可能にしてもよい。幾つかの実施形態では、Ｓｉｇ５＋及び／又はＳｉｇ５－からのスイッチング信号は、スイッチＳ１が閉じているとき、及び／又は、パルシングしているときにエネルギー回収スイッチを開いて、高電圧負荷Ｃ７に電流が流れるのを制限してもよい。
【0189】
図１７のエネルギー回収スイッチＳ５は、エネルギー回収ダイオード１６２０及びエネルギー回収インダクタ１６１５と直列に示されており、トランスＴ１の二次側と、エネルギー回収ダイオード１６２０及びエネルギー回収インダクタ１６１５の両方との間に配置されている。幾つかの実施形態では、エネルギー回収ダイオード１６２０とエネルギー回収インダクタ１６１５の両方が、エネルギー回収スイッチＳ５とトランスＴ１の二次側との間に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収スイッチＳ５は、エネルギー回収ダイオード１６２０とエネルギー回収インダクタ１６１５の間に配置されてもよい。エネルギー回収ダイオード１６２０、エネルギー回収インダクタ１６１５、及びエネルギー回収スイッチＳ５は、任意の順序で配置されてもよい。
【0190】
エネルギー回収スイッチＳ５は、例えば、高電圧スイッチ２３００のような高電圧スイッチを含んでいてもよい。
【0191】
幾つかの実施形態では、負荷ステージ１０６は、エネルギー回収スイッチＳ５が開いている間に、ナノ秒パルサーステージ１０１によって充電されてもよい。例えば、高速のタイムスケール（例えば、約１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ未満等）等で、負荷ステージ１０６から電荷を除去することが有益であり得る。負荷ステージ１０６から電荷を除去する為に、エネルギー回収スイッチＳ５を閉じてもよい。
【0192】
図１８は、幾つかの実施形態によるエネルギー回収回路１６１０を備えた受動バイアス補償回路１１４を含むバイアス発生器１８００の回路図である。
【0193】
この例では、受動バイアス補償回路１１４は受動バイアス補償回路であり、バイアス補償ダイオード１８０５及びバイアス補償コンデンサ１８１０を含み得る。バイアス補償ダイオード１８０５はオフセット供給電圧Ｖ５と直列に配置され得る。バイアス補償コンデンサ１８１０は、オフセット電源電圧Ｖ５と抵抗器Ｒ２の何れか又は両方に跨って配置され得る。バイアス補償コンデンサ１８１０は、例えば、約１００μＦ、５０μＦ、２５μＦ、１０μＦ、２μＦ、５００ｎＦ、２００ｎＦ等の、１００ｎＦ～１００μＦ未満の容量を有し得る。
【0194】
幾つかの実施形態では、バイアス補償ダイオード１８０５は、１０Ｈｚ～５００ｋＨｚの周波数で、１０Ａ～１ｋＡの電流を伝導し得る。
【0195】
幾つかの実施形態では、バイアスコンデンサＣ１２は、ナノ秒パルサーステージ１０１の出力（例えば、１２５と表示される位置）と、電極上の電圧（例えば、１２４と表示される位置）との間の電圧オフセットを可能にしてもよい。動作時、電極は、例えば、バースト中は－２ｋＶの直流電圧であってもよく（１つのバーストは複数のパルスを含み得る）、一方、ナノ秒パルサーの出力は、パルス中の＋６ｋＶと、パルス間の０ｋＶとで交番する。
【0196】
バイアスコンデンサＣ１２は、例えば、１００ｎＦ、１０ｎＦ、１ｎＦ、１００μＦ、１０μＦ、１μＦ等である。抵抗器Ｒ２は、例えば、約１ｋオーム、１０ｋオーム、１００ｋオーム、１Ｍオーム、１０Ｍオーム、１００Ｍオーム等の高抵抗値を有していてもよい。
【0197】
幾つかの実施形態では、バイアス補償コンデンサ１８１０及びバイアス補償ダイオード１８０５は、ナノ秒パルサーステージ１０１の出力（例えば、１２５と表示される位置）と、電極上の電圧（例えば、１２４と表示される位置）との間の電圧オフセットが、各バーストの開始時に確立され、必要な平衡状態に達することを可能にしてもよい。例えば、電荷は、各バーストの開始時に、複数のパルス（例えば、約５～１００パルス程度）の過程に亘り、コンデンサＣ１２からバイアス補償コンデンサ１８１０に移行され、回路内の正しい電圧を確立する。
【0198】
幾つかの実施形態では、パルス繰り返し周波数（例えば、１バースト内のパルスの周波数）は、例えば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、及び８０ＭＨｚ等、２００ｋＨｚ～８００ＭＨｚであってもよい。幾つかの実施形態では、バースト繰り返し周波数（例えば、バーストの周波数）は、約１０ｋＨｚ、５０Ｈｚ、１００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ等、例えば、４００ｋＨｚであってもよい。
【0199】
エネルギー回収回路１６１０は、図１７に示すように、エネルギー回収スイッチを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
【0200】
図１９は、幾つかの実施形態によるエネルギー回収回路１６１０を備えた能動バイアス補償回路１３４を含むバイアス発生器１９００の回路図である。
【0201】
能動バイアス補償回路１３４は、当技術分野で知られている任意のバイアス及び／又はバイアス補償回路を含んでもよい。例えば、能動バイアス補償回路１３４は、「ナノ秒パルサーバイアス補償（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＢＩＡＳ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ）」というタイトルの米国特許出願第１６／５２３，８４０号に記載されている任意のバイアス及び／又はバイアス補償回路を含んでもよく、この特許出願は、あらゆる目的の為にその全体が本開示に組み込まれる。
【0202】
幾つかの実施形態では、図１９に示すバイアス発生器１９００の能動バイアス補償回路１３４は、バイアスコンデンサＣ６、ブロッキングコンデンサＣ１２、ブロッキングダイオードＤ８、バイアス補償バイアス補償スイッチＳ８（例えば、高電圧スイッチ）、オフセット供給電圧Ｖ５、抵抗Ｒ２、及び／又は抵抗Ｒ４を含んでもよい。幾つかの実施形態では、スイッチＳ８は、例えば、図２５に示す高電圧スイッチ２３００のような高電圧スイッチを含んでもよい。バイアス補償スイッチＳ８は、Ｓｉｇ８＋及びＳｉｇ８－と表示されたコントローラからの信号に基づいて切り替えられてもよい。
【0203】
幾つかの実施形態では、オフセット供給電圧Ｖ５は、出力電圧を正又は負の何れかにバイアスし得る直流電圧源を含んでもよい。幾つかの実施形態では、コンデンサＣ１２は、オフセット供給電圧Ｖ５を他の回路要素から絶縁／分離してもよい。幾つかの実施形態では、能動バイアス補償回路１３４は、回路の一部分から別の部分への電力の潜在的なシフトを可能にしてもよい。幾つかの実施形態では、能動バイアス補償回路１３４は、プロセスウェハと静電チャックとの間の一定のチャッキング力を維持する為に使用されてもよい。抵抗Ｒ２は、例えば、直流バイアス供給をドライバから保護／絶縁してもよい。別の例として、抵抗Ｒ２は、直流電源Ｖ５が過電流障害にならないようにする為に使用されてもよい。
【0204】
幾つかの実施形態では、バイアス補償スイッチＳ８は、ナノ秒パルサステージ１０１が１０ｋＨｚを超えるパルスを盛んに生成していない、又はパルスのバーストを提供していない間は開き、ナノ秒パルサステージ１０１がパルスを生成していないときは閉じていてもよい。閉じている間、バイアス補償スイッチＳ８は、例えば、ブロッキングダイオードＤ８によって阻止される方向の電流を許容してもよい。この電流を短絡させることで、ウェハとチャックとの間のバイアスを２ｋＶ未満にすることができ、これは許容範囲内であり得る。
【0205】
幾つかの実施形態では、負荷ステージ１０６は能動バイアス補償回路１３４と結合してもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収回路１６１０は、図１７に示すように、エネルギー回収スイッチを含んでもよいし、含まなくてもよい。
【0206】
図２０は、幾つかの実施形態による、能動エネルギー回収回路１１１を備えた能動バイアス補償回路１３４を含むバイアス発生器２０００の回路図である。
【0207】
図２１は、幾つかの実施形態によるエネルギー回収回路１６１０を備えたバイアス発生器２１００の回路図である。この例では、バイアス発生器２１００は、ナノ秒パルサーステージ１０１がエネルギーストレージコンデンサＣ７の他方の極性を切り替えることで、バイアス発生器１６００と同様である。スイッチＳ６が開いているとき、コンデンサＣ１の電荷は、エネルギー回収回路１６１０を通って高電圧エネルギーストレージコンデンサＣ７に流れ、高電圧エネルギーストレージコンデンサＣ７を充電し得る。コンデンサＣ１上の電荷が高電圧エネルギーストレージコンデンサＣ７上の電荷よりも小さくなると、電流はエネルギー回収回路１６１０を流れるのを停止する。幾つかの実施形態では、直流バイアス回路１０４は、受動バイアス補償回路１１４又は能動バイアス補償回路１３４に置き換えられてもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回収回路１６１０は、能動エネルギー回収回路１１１と置き換えられてもよい。
【0208】
幾つかの実施形態では、電源Ｖ１及び／又はＣ７のグランド側（例えば、図１６参照）又は正側（例えば、図２１又は図２２参照）を切り替えるナノ秒パルサー（又はスイッチ）が含まれる。何れの配置構成を使用してもよい。一方の配置構成を示す図を、他方の配置構成に置き換えてもよい。
【0209】
図２２は、幾つかの実施形態による、容量性負荷２２０５を駆動するエネルギー回収回路１６１０を備えたバイアス発生器２２００の回路図である。この例では、バイアス発生器２２００は、直流バイアス回路１０４のないバイアス発生器１６００と同様であり、容量性負荷２２０５を駆動している。容量性負荷２２０５は、例えば、プラズマ負荷、複数のグリッド、複数の電極、物理的なコンデンサ、光導電スイッチの容量等、任意の種類の負荷を含んでもよい。
【0210】
図２３は、幾つかの実施形態による、絶縁された電力を有する高電圧スイッチ２３００のブロック図である。高電圧スイッチ２３００は、高電圧源２３６０からの電圧を高速立上がり時間及び／又は高周波数及び／又は可変パルス幅で切り替えることができる複数のスイッチモジュール２３０５（包括的に又は個別に２３０５、及び個別に２３０５Ａ、２３０５Ｂ、２３０５Ｃ、２３０５Ｄ）を含んでもよい。各スイッチモジュール２３０５は、例えば、ソリッドステートスイッチのようなスイッチ２３１０を含んでもよい。
【0211】
幾つかの実施形態では、スイッチ２３１０は、電源２３４０及び／又は絶縁ファイバトリガ２３４５（ゲートトリガ又はスイッチトリガとも呼ばれる）を含み得るゲートドライバ回路２３３０と電気的に結合されてもよい。例えば、スイッチ２３１０は、コレクタ、エミッタ、及びゲート（又は、ドレイン、ソース、及びゲート）を含んでもよく、電源２３４０は、ゲートドライバ回路２３３０を介してスイッチ２３１０のゲートを駆動してもよい。ゲートドライバ回路２３３０は、例えば、高電圧スイッチ２３００の他の構成要素から絶縁されていてもよい。
【0212】
幾つかの実施形態では、電源２３４０は、例えば、絶縁トランスを用いて絶縁されてもよい。絶縁トランスは低容量トランスを含んでもよい。絶縁トランスの低容量は、例えば、電源２３４０が大きな電流を要さずに高速タイムスケールで充電できるようにしてもよい。絶縁トランスは、例えば、約１００ｐＦ未満の容量を有してもよい。別の例として、絶縁トランスは、約３０～１００ｐＦ未満の容量を有してもよい。幾つかの実施形態では、絶縁トランスは、１ｋＶ、５ｋＶ、１０ｋＶ、２３ｋＶ、５０ｋＶ等までの電圧絶縁を提供してもよい。
【0213】
幾つかの実施形態では、絶縁トランスは低い浮遊容量を有していてもよい。例えば、絶縁トランスは、約１，０００ｐＦ、１００ｐＦ、１０ｐＦ等未満の浮遊容量を有していてもよい。幾つかの実施形態では、低容量は、低電圧コンポーネント（例えば、入力制御電力源）への電気的結合を最小化してもよく、及び／又はＥＭＩの発生（例えば、電気ノイズの発生）を低減してもよい。幾つかの実施形態では、絶縁トランスのトランス浮遊容量は、一次巻線と二次巻線の間で測定された容量を含んでもよい。
【0214】
幾つかの実施形態では、絶縁トランスは、直流／直流コンバータ又は交流／直流トランスであってもよい。幾つかの実施形態では、トランスは、例えば、１１０Ｖ交流トランスを含んでもよい。何れにせよ、絶縁トランスは、高電圧スイッチ２３００内の他のコンポーネントから絶縁された電力を提供できる。幾つかの実施形態では、絶縁は、絶縁トランスの一次側の導体が、絶縁トランスの二次側の任意の導体を通過したり接触したりしないようにガルバニックであってもよい。
【0215】
幾つかの実施形態では、トランスは、トランスコアの周りに確りと巻かれた、又は巻き付けられた一次巻線を含んでもよい。幾つかの実施形態では、一次巻線は、トランスコアの周りに巻き付けられた導電性シートを含んでもよい。幾つかの実施形態では、一次巻線は、１つ以上の巻線を含んでもよい。
【0216】
幾つかの実施形態では、二次巻線は、コアから可能な限り離れてコアの周りに巻かれてもよい。例えば、二次巻線を含む巻線の束は、トランスコアの開口部の中心を通って巻かれてもよい。幾つかの実施形態では、二次巻線は１つ以上の巻線を含んでもよい。幾つかの実施形態では、二次巻線を含む巻線の束は、浮遊容量を最小化する為に、例えば、円形又は正方形である断面を含んでもよい。幾つかの実施形態では、一次巻線、二次巻線、又はトランスコアの間に絶縁体（例えば、油又は空気）が配置されてもよい。
【0217】
幾つかの実施形態では、二次巻線をトランスコアから離しておくと、幾つかの利点があり得る。例えば、絶縁トランスの一次側と絶縁トランスの二次側との間の浮遊容量を低減することになり得る。別の例として、動作中にコロナ及び／又は絶縁破壊が形成されないように、絶縁トランスの一次側と絶縁トランスの二次側との間の高電圧スタンドオフが可能になり得る。
【0218】
幾つかの実施形態では、絶縁トランスの一次側（例えば、一次巻線）と絶縁トランスの二次側（例えば、二次巻線）との間の間隔は、約０．１インチ、０．５インチ、１インチ、５インチ、又は１０インチであり得る。幾つかの実施形態では、絶縁トランスのコアと絶縁トランスの二次側（例えば、二次巻線）との間の典型的な間隔は、約０．１インチ、０．５インチ、１インチ、５インチ、又は１０インチであり得る。幾つかの実施形態では、巻線間のギャップは、例えば、真空、空気、任意の絶縁ガス若しくは液体、又は３未満の比誘電率を有する固体材料等、可能な限り低い誘電体材料で満たされてもよい。
【0219】
幾つかの実施形態では、電源２３４０は、高電圧スタンドオフ（絶縁）を提供できる、又は低容量（例えば、約１，０００ｐＦ、１００ｐＦ、１０ｐＦ未満等）を有する任意のタイプの電源を含んでもよい。幾つかの実施形態では、制御電圧電源は、６０Ｈｚで交流１４２０Ｖ又は交流２４０Ｖを供給してもよい。
【0220】
幾つかの実施形態では、各電源２３４０は、単一の制御電圧電源と誘導的及び／又は電気的に結合されてもよい。例えば、電源２３４０Ａは第１のトランスを介して電源と電気的に結合されてもよく、電源２３４０Ｂは第２のトランスを介して電源と電気的に結合されてもよく、電源２３４０Ｃは第３のトランスを介して電源と電気的に結合されてもよく、電源２３４０Ｄは第４のトランスを介して電源と電気的に結合されてもよい。例えば、様々な電源間の電圧絶縁を提供できる任意のタイプのトランスを使用してもよい。
【0221】
幾つかの実施形態では、第１のトランス、第２のトランス、第３のトランス、及び第４のトランスは、単一のトランスのコアの周りに異なる二次巻線を含んでもよい。例えば、第１のトランスが第１の二次巻線を含み、第２のトランスが第２の二次巻線を含み、第３のトランスが第３の二次巻線を含み、第４のトランスが第４の二次巻線を含んでもよい。これらの二次巻線の各々は、単一のトランスのコアに巻かれていてもよい。幾つかの実施形態では、第１の二次巻線、第２の二次巻線、第３の二次巻線、第４の二次巻線、又は一次巻線は、単一の巻線又はトランスのコアの周りに巻かれた複数の巻線を含んでもよい。
【0222】
幾つかの実施形態では、電源２３４０Ａ、電源２３４０Ｂ、電源２３４０Ｃ、及び／又は電源２３４０Ｄは、リターン基準グランド又はローカルグランドを共有しなくてもよい。
【0223】
絶縁されたファイバトリガ２３４５は、例えば、高電圧スイッチ２３００の他の構成要素からも絶縁されていてよい。絶縁されたファイバトリガ２３４５は、各スイッチモジュール２３０５が他のスイッチモジュール２３０５及び／又は高電圧スイッチ２３００の他の構成要素に対して相対的に浮くことを、及び／又は、例えば、各スイッチモジュール２３０５のゲートのアクティブに制御させながら可能にする光ファイバ受信機を含んでもよい。
【0224】
幾つかの実施形態では、例えば、各スイッチモジュール２３０５のリターン基準グランド又はローカルグランド又はコモングランドは、例えば、絶縁トランスを使用して、互いに絶縁されてもよい。
【0225】
各スイッチモジュール２３０５を共通グランドから電気的に絶縁することで、例えば、複数のスイッチを累積的高電圧スイッチングの為に直列構成で配置することが可能になる。幾つかの実施形態では、スイッチモジュールのタイミングにおける幾分かのラグが許容又は設計され得る。例えば、各スイッチモジュール２３０５は、１ｋＶをスイッチングする構成又は定格であってもよく、各スイッチモジュールは互いに電気的に絶縁されていてもよく、及び／又は、各スイッチモジュール２３０５を閉じるタイミングは、スナバコンデンサの容量及び／又はスイッチの電圧定格によって定義される期間、完全に一致していなくてもよい。
【0226】
幾つかの実施形態では、電気的絶縁は多くの利点をもたらし得る。例えば、１つの可能な利点は、スイッチ間のジッタを最小化すること、及び／又は、任意のスイッチタイミングを可能にすることを含み得る。例えば、各スイッチ２３１０は、約５００ｎｓ、５０ｎｓ、２０ｎｓ、５ｎｓ等未満のスイッチ遷移ジッタを有してもよい。
【0227】
幾つかの実施形態では、２つのコンポーネント（又は回路）間の電気的絶縁は、２つのコンポーネント間の極めて高い抵抗を意味し得る、及び／又は、２つのコンポーネント間の小さい容量を意味し得る。
【0228】
各スイッチ２３１０は、例えば、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣ接合トランジスタ、ＦＥＴ、ＳｉＣスイッチ、ＧａＮスイッチ、光導電スイッチ等の任意のタイプのソリッドステートスイッチデバイスを含んでもよい。スイッチ２３１０は、例えば、高電圧（例えば約１ｋＶを超える電圧）を、高周波で（例えば１ｋＨｚを超える）、高速で（例えば、約５００ｋＨｚを超える繰り返し率）、及び／又は、高速立上がり時間（例えば約２３ｎｓ未満の立上がり時間）、及び／又は、長いパルス長（例えば約１０ｍｓを超える）で切り替えることができてもよい。幾つかの実施形態では、各スイッチは、個別には１，２００Ｖ～１，７００Ｖの電圧を切り替えることができるが、組み合わせて使用すると４，８００Ｖ～６，８００Ｖ（４スイッチの場合）を超える電圧を切り替えることができる。他にも様々な電圧定格のスイッチが使用され得る。
【0229】
少数の高電圧スイッチではなく、多数の低電圧スイッチを使用することには幾つかの利点がある。例えば、低電圧スイッチは一般的に性能が高く、低電圧スイッチは高電圧スイッチよりも高速にスイッチングする、遷移時間が早い、及び／又はスイッチング効率が高い可能性がある。しかし、例えばスイッチの数が多くなると、スイッチのタイミング精度の必要性が高くなる。
【0230】
図２３に示す高電圧スイッチ２３００は４つのスイッチモジュール２３０５を含む。本図では４つを示しているが、例えば、２、８、１２、１６、２０、２４等、任意の数のスイッチモジュール２３０５が使用され得る。例えば、各スイッチモジュール２３０５の各スイッチの定格が１２００Ｖであり、１６個のスイッチを使用する場合、高電圧スイッチは１９．２ｋＶまで切り替えることが可能である。別の例として、各スイッチモジュール２３０５内の各スイッチの定格が１７００Ｖであり、１６個のスイッチが使用される場合、高電圧スイッチは最大２７．２ｋＶを切り替えることができる。
【0231】
幾つかの実施形態では、高電圧スイッチ２３００は、５ｋＶ、１０ｋＶ、１４ｋＶ、２０ｋＶ、２３ｋＶ等よりも大きい電圧を切り替えることができる。
【0232】
幾つかの実施形態では、高電圧スイッチ２３００は高速コンデンサ２３５５を含んでもよい。高速コンデンサ２３５５は、例えば、直列及び／又は並列に配置された１つ以上のコンデンサを含んでもよい。これらのコンデンサは、例えば、１つ以上のポリプロピレンコンデンサを含んでもよい。高速コンデンサ２３５５は、高電圧源２３６０からのエネルギーを蓄積してもよい。
【0233】
幾つかの実施形態では、高速コンデンサ２３５５は低容量を有してもよい。幾つかの実施形態では、高速コンデンサ２３５５は、約１μＦ、約５μＦ、約１μＦ～約５μ、約１００ｎＦ～約１，０００ｎＦ等の容量値を有してもよい。
【0234】
幾つかの実施形態では、高電圧スイッチ２３００は、クローバーダイオード２３５０を含んでもよいし、含まなくてもよい。クローバーダイオード２３５０は、例えば誘導性負荷の駆動に有益な直列又は並列に配置された複数のダイオードを含んでもよい。幾つかの実施形態では、クローバーダイオード２３５０は、例えば、炭化ケイ素ショットキーダイオード等の１つ以上のショットキーダイオードを含んでもよい。クローバーダイオード２３５０は、例えば、高電圧スイッチのスイッチからの電圧が或る閾値を超えているかどうかを感知してもよい。超えている場合、クローバーダイオード２３５０は、スイッチモジュールからの電力をグランドに短絡させてもよい。クローバーダイオードは、例えば、スイッチング後に誘導性負荷に蓄積されたエネルギーを散逸させる為の交流経路を許容してもよい。これは、例えば、大きな誘導電圧スパイクを防止し得る。幾つかの実施形態では、クローバーダイオード２３５０は、例えば、１ｎＨ、１０ｎＨ、１００ｎＨ等の低インダクタンスを有してもよい。幾つかの実施形態では、クローバーダイオード２３５０は、例えば、１００ｐＦ、１ｎＦ、１０ｎＦ、１００ｎＦ等の低容量を有していてもよい。
【0235】
幾つかの実施形態では、例えば、負荷２３６５が主に抵抗性である場合等、クローバーダイオード２３５０は使用されなくてもよい。
【0236】
幾つかの実施形態では、各ゲートドライバ回路２３３０は、約１０００ｎｓ、１００ｎｓ、１０．０ｎｓ、５．０ｎｓ、３．０ｎｓ、１．０ｎｓ未満等のジッタを生成してもよい。幾つかの実施形態では、各スイッチ２３１０は、最小スイッチオン時間（例えば、約１０μｓ、１μｓ、５００ｎｓ、１００ｎｓ、５０ｎｓ、１０、５ｎｓ未満等）及び最大スイッチオン時間（例えば、２３ｓ、１０ｓ、５ｓ、１ｓ、５００ｍｓ等を超える）を有してもよい。
【0237】
幾つかの実施形態では、動作中、高電圧スイッチの各々は、互いに１ｎｓ以内にスイッチオン及び／又はオフされてもよい。
【0238】
幾つかの実施形態では、各スイッチモジュール２３０５は、同一又は実質的に同一（±５％）の浮遊インダクタンスを有してもよい。浮遊インダクタンスは、例えば、リード線、ダイオード、抵抗、スイッチ２３１０、及び／又は回路基板のトレースのインダクタンス等、インダクタと関連しないスイッチモジュール２３０５内の任意のインダクタンスを含んでもよい。各スイッチモジュール２３０５内の浮遊インダクタンスは、例えば、約３００ｎＨ、１００ｎＨ、１０ｎＨ、１ｎＨ等未満のインダクタンスのような低インダクタンスを含んでもよい。各スイッチモジュール２３０５の間の浮遊インダクタンスは、例えば、約３００ｎＨ、１００ｎＨ、１０ｎＨ、１ｎＨ等未満のインダクタンス等の低インダクタンスを含んでもよい。
【0239】
幾つかの実施形態では、各スイッチモジュール２３０５は、同じ又は実質的に同じ（±５％）の浮遊容量を有してもよい。浮遊容量は、例えば、リード線、ダイオード、抵抗器、スイッチ２３１０及び／又は回路基板のトレースにおける容量等、コンデンサに関連しないスイッチモジュール２３０５内の任意の容量を含んでもよい。各スイッチモジュール２３０５内の浮遊容量は、例えば、約１，０００ｐＦ、１００ｐＦ、１０ｐＦ未満等の低容量を含んでいてもよい。各スイッチモジュール２３０５間の浮遊容量は、例えば、約１，０００ｐＦ、１００ｐＦ、１０ｐＦ未満等の低容量を含んでいてもよい。
【0240】
電圧分担の不完全さは、例えば、受動スナバ回路（例えば、スナバダイオード２３１５、スナバコンデンサ２３２０、及び／又は、フリーホイーリングダイオード２３２５）で対処され得る。例えば、各スイッチ２３１０がオン又はオフになるタイミングの僅かな違いや、インダクタンスや容量の違いにより、電圧スパイクが発生することがある。これらのスパイクは、様々なスナバ回路（例えば、スナバダイオード２３１５、スナバコンデンサ２３２０、及び／又は、フリーホイーリングダイオード２３２５）によって緩和され得る。
【0241】
スナバ回路は、例えば、スナバダイオード２３１５、スナバコンデンサ２３２０、スナバ抵抗器２３１６、及び／又は、フリーホイーリングダイオード２３２５を含んでもよい。幾つかの実施形態では、スナバ回路は、スイッチ２３１０と並列に一緒に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、スナバコンデンサ２３２０は、例えば、約１００ｐＦ未満の容量等、低い容量を有していてもよい。
【0242】
幾つかの実施形態では、高電圧スイッチ２３００は、負荷２３６５（例えば、抵抗性又は容量性又は誘導性の負荷）と電気的に結合されるか、又はそれを含んでもよい。負荷２３６５は、例えば、５０オーム～５００オームの抵抗を有してもよい。代替的又は追加的に、負荷２３６５は誘導性負荷又は容量性負荷であってもよい。
【0243】
幾つかの実施形態では、エネルギー回収回路１６１０又は能動エネルギー回収回路１１１は、高電圧バイアス発生器のエネルギー消費量、及び／又は、エネルギー回収回路のないシステムと同じエネルギー出力性能で所定の負荷を駆動する為に必要な電圧を減少させることができる。例えば、エネルギー回収回路のないシステムと同じエネルギー出力性能の場合、エネルギー消費量は、１０％、１５％、２０％、２３％、３０％、４０％、４５％、５０％等、又はそれ以上に低減され得る。
【0244】
幾つかの実施形態では、ダイオード１３０、ダイオード１３５、及び／又はエネルギー回収ダイオード１６２０は、高電圧ダイオードを含み得る。
【0245】
図２４は、幾つかの実施形態による、ＲＦ源２４０５、能動バイアス補償回路１３４、及びエネルギー回収回路１６１０を含むバイアス発生器２４００の回路図である。この例では、バイアス発生器２４００は、ＲＦドライバ６０５及び共振回路６１０をＲＦ源２４０５に置き換えたバイアス発生器９００と同様である。図９に示すＲＦドライバ６０５は、全波整流器と共振回路６１０を含み、これをＲＦ源２４０５に置き換えたものである。
【0246】
幾つかの実施形態では、ＲＦ源２４０５は、複数の高周波ソリッドステートスイッチ（複数可）、ＲＦ発生器、増幅管ベースのＲＦ発生器、又は管ベースのＲＦ発生器を含んでもよい。
【0247】
バイアス発生器２４００は、例えば、５０オームのマッチングネットワークや、外部マッチングネットワーク又はスタンドアロンマッチングネットワーク等の従来のマッチングネットワークを含んでもよいし、含まなくてもよい。幾つかの実施形態では、バイアス発生器２４００は、ウェハチャンバに印加されるスイッチング電力を最適化する為に５０オームマッチングネットワークを必要としない。従来のマッチングネットワークのないＲＦ発生器は、プラズマチャンバによって引き出される電力を迅速に変化させることができる。典型的には、このマッチングネットワークの最適化には、少なくとも１００μｓ～２００μｓかかることがある。幾つかの実施形態では、電力の変化は、１つ又は２つのＲＦサイクル内で発生することがあり、例えば、４００ｋＨｚで２．５μｓ - ５．０μｓである。
【0248】
幾つかの実施形態では、ＲＦ源２４０５は、約４００ｋＨｚ、０．５ＭＨｚ、２．０ＭＨｚ、４．０ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、５０ＭＨｚ等の周波数で動作してもよい。
【0249】
図２５は、幾つかの実施形態による別の例示的なバイアス発生器２５００を示す。バイアス発生器２５００は５つのステージに一般化され得る（これらのステージは、他のステージに分解したり、より少ないステージに一般化され得る）。バイアス発生器２５００は、ナノ秒パルサーステージ１０１、抵抗性出力ステージ２５０７、バイアス補償回路１３４、及び負荷ステージ１０６を含む。
【0250】
この例では、負荷ステージ１０６は、プラズマ成膜システム、プラズマエッチング装置、又はプラズマスパッタリング装置の実効回路を表し得る。容量Ｃ２は、ウェハが載り得る誘電体材料の容量を表し得る。コンデンサＣ３は、ウェハに対するプラズマのシース容量を表し得る。コンデンサＣ９は、チャンバの壁とウェハの上面との間のプラズマ内の容量を表し得る。また、電流源Ｉ２及び電流源Ｉ１は、シースを流れるイオン電流を表し得る。
【0251】
この例では、抵抗性出力ステージ２５０７は、インダクタＬ１及び／又はインダクタＬ５で表される１つ以上の誘導素子を含んでもよい。インダクタＬ５は、例えば、抵抗性出力ステージ２５０７におけるリードの浮遊インダクタンスを表し得る。インダクタＬ１は、ナノ秒パルサーステージ１０１から抵抗器Ｒ１に直接流れる電力を最小化するように設定されてもよい。
【0252】
幾つかの実施形態では、抵抗器Ｒ１は、例えば、高速タイムスケール（例えば、１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１００ｎｓ等のタイムスケール）で負荷ステージ２５１５から電荷を散逸させてもよい。抵抗器Ｒ１の抵抗値は、負荷ステージ２５１５に掛かるパルスが高速立下がり時間ｔｆを有するように、低くてもよい。
【0253】
幾つかの実施形態では、抵抗器Ｒ１は、直列及び／又は並列に配置された複数の抵抗器を含んでもよい。コンデンサＣ１１は、直列及び／又は並列配置の抵抗器の容量を含む、抵抗器Ｒ１の浮遊容量を表し得る。また、浮遊容量Ｃ１１の容量は、例えば、５００ｐＦ、２５０ｐＦ、１００ｐＦ、５０ｐＦ、１０ｐＦ、１ｐＦ等未満であってもよい。浮遊容量Ｃ１１の容量は、例えば、Ｃ２、Ｃ３、及び／又はＣ９の容量よりも小さい等、負荷容量よりも小さくてもよい。
【0254】
幾つかの実施形態では、複数のナノ秒パルサーステージ２５０６は並列にギャングアップされ、インダクタＬ１及び／又は抵抗器Ｒ１に跨って抵抗性出力ステージ２５０７と結合され得る。複数のパルサー及びトランスステージ９０６夫々は、ダイオードＤ１及び／又はダイオードＤ６も含んでよい。
【0255】
幾つかの実施形態では、コンデンサＣ８は、ブロッキングダイオードＤ１の浮遊容量を表し得る。幾つかの実施形態では、コンデンサＣ４は、ダイオードＤ６の浮遊容量を表し得る。
【0256】
図２６に示す計算システム２６００は、本発明の実施形態の何れかを実行する為に使用され得る。例えば、計算システム２６００は、プロセス５００を実行する為に使用され得る。別の例として、計算システム２６００は、ここで説明した任意の計算、識別及び／又は決定を実行する為に使用され得る。計算システム２６００は、バス２６０５を介して電気的に結合され得る（又は、適宜、他の方法で通信してもよい）ハードウェア要素を含む。ハードウェア要素は、１つ以上の汎用プロセッサ及び／又は１つ以上の特殊用途プロセッサ（デジタル信号処理チップ、グラフィックスアクセラレーションチップ、及び／又は同様のもの等）を制限なく含む、１つ以上のプロセッサ２６１０と、マウス、キーボード及び／又は同様のものを制限なく含み得る、１つ以上の入力デバイス２６１５と、ディスプレイデバイス、プリンタ及び／又は同様のものを制限なく含み得る、１つ以上の出力デバイス２６２０とを含み得る。
【0257】
計算システム２６００は、１つ以上のストレージデバイス２６２５を更に含む（及び／又はそれと通信する）ことがあり、これは、ローカル及び／又はネットワークアクセス可能なストレージを制限なく含むことができ、及び／又は、ディスクドライブ、ドライブアレイ、光学ストレージデバイス、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）及び／又はリードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）等のソリッドステートストレージデバイスを制限なく含むことができ、これは、プログラム可能、フラッシュアップデート可能等であり得る。計算システム２６００は更に通信サブシステム２６３０をも含んでもよく、これは、モデム、ネットワークカード（無線又は有線）、赤外線通信デバイス、無線通信デバイス及び／又はチップセット（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイス、８０２．６デバイス、Ｗｉ Ｆｉデバイス、ＷｉＭａｘデバイス、セルラー通信設備等）、及び／又は同様のものを制限なく含み得る。通信サブシステム２６３０は、ネットワーク（一例を挙げると、後述のネットワーク等）、及び／又は、本文書に記載されている任意の他のデバイスとデータを交換することを許可してもよい。多くの実施形態では、計算システム２６００は、上述したように、ＲＡＭ又はＲＯＭデバイスを含み得るワーキングメモリ２６３５を更に含むことになる。
【0258】
計算システム２６００は、オペレーティングシステム２６４０及び／又は１つ以上のアプリケーションプログラム２６４５等の他のコードを含む、ワーキングメモリ２６３５内に現在位置するものとして示されるソフトウェア要素も含むことができ、これらは、本発明のコンピュータプログラムを含むことができ、及び／又は本明細書に記載されているように、本発明の方法を実施し、及び／又は本発明のシステムを構成するように設計され得る。例えば、上述の方法（複数可）に関して記載の１つ以上の手順は、コンピュータ（及び／又はコンピュータ内のプロセッサ）によって実行可能なコード及び／又は命令として実装され得る。これらの命令及び／又はコードのセットは、上述の記憶装置（複数可）２６２５等のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてもよい。
【0259】
幾つかのケースでは、記憶媒体は、計算システム２６００内に組み込まれているか、又は計算システム２６００と通信していてもよい。他の実施形態では、記憶媒体は、記憶媒体がその上に記憶された命令／コードを用いて汎用コンピュータをプログラムする為に使用され得るように、計算システム２６００とは別個に（例えば、コンパクトディスク等のリムーバブル媒体）、及び／又はインストールパッケージで提供され得る。これらの命令は、計算システム２６００によって実行可能な実行コードの形態を取ることがあり、及び／又は、ソースコード及び／又はインストール可能なコードの形態を取ることがあり、これらのコードは、計算システム２６００にコンパイル及び／又はインストールされると（例えば、一般に利用可能な様々なコンパイラ、インストールプログラム、圧縮／解凍ユーティリティ等の何れかを使用して）、実行コードの形態を取る。
【0260】
別段の定めがない限り、「実質的に」という用語は、言及された値の５％又は１０％以内、或いは製造公差内を意味する。別段の定めがない限り、「約」とは、言及された値の５％又は１０％以内、或いは製造公差内にあることを意味する。
【0261】
「又は」という用語は、包括的である。
【0262】
本明細書では、請求項に記載された内容を十分に理解する為に、数多くの具体的な内容が記載されている。しかし、当業者であれば、これらの具体的な詳細がなくても、請求項に記載された主題が実施され得ることを理解するであろう。他の例では、当業者が知り得る方法、装置、又はシステムは、請求項に記載された主題を不明瞭にしないように、詳細には記載されていない。
【0263】
幾つかの部分は、コンピュータメモリ等のコンピューティングシステムメモリ内に格納されたデータビット又はバイナリデジタル信号に対する操作のアルゴリズム又は記号的表現の観点から提示されている。これらのアルゴリズムの説明や表現は、データ処理技術に精通した当業者が、自分の仕事の本質を当業者に伝える為に使用する技術の一例である。アルゴリズムとは、所望の結果を得る為の、自己矛盾のない一連の操作又は同様の処理のことである。この文脈での操作や処理とは、物理量の物理的操作を包含する。必須ではないが、このような量は、一般的に、保存、転送、結合、比較、その他の操作が可能な電気信号又は磁気信号の形をしている。このような信号を、ビット、データ、値、要素、記号、文字、用語、数字、数値等と呼ぶのは、主に一般的な使用方法の理由から、便利であることが分かっている。しかし、これらの用語や同様の用語は全て、適切な物理量に関連するものであり、単なる便利な標識に過ぎないことを理解すべきである。特に断らない限り、本明細書では、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定」、「識別」等の用語を用いた論説は、コンピューティングプラットフォームのメモリ、レジスタ、又はその他の情報ストレージデバイス、伝送デバイス、又はディスプレイデバイス内の物理的な電子的又は磁気的な量として表現されたデータを操作又は変換する１つ以上のコンピュータ又は同様の電子コンピューティングデバイス又は複数のデバイス等のコンピューティングデバイスの動作又はプロセスを指すことを理解されたい。
【0264】
本明細書で説明するシステムは、特定のハードウェアアーキテクチャや構成に限定されるものではない。コンピューティングデバイスは、１つ以上の入力を条件とした結果を提供するコンポーネントの任意の適切な配置を含み得る。適切なコンピューティングデバイスは、コンピューティングシステムを汎用コンピューティング装置から本主題の１つ以上の実施形態を実装する特殊なコンピューティング装置にプログラム又は構成する、保存されたソフトウェアにアクセスする多目的マイクロプロセッサベースのコンピュータシステムを含む。本明細書に記載されている内容を、計算機のプログラミングや構成に使用するソフトウェアに実装する為に、任意の適切なプログラミング言語、スクリプト言語、その他の種類の言語又は言語の組み合わせが使用され得る。
【0265】
本明細書に開示されている方法の実施形態は、そのようなコンピューティングデバイスの動作において実行され得る。上記の例で示されたブロックの順序は変化させることができ、例えば、ブロックの順序入れ替え、組み合わせ、サブブロックへの分割が可能である。特定のブロックやプロセスは並行して実行され得る。
【0266】
本明細書での、「適応される（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」又は「構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」の使用は、追加のタスクやステップを実行するように適応又は構成されたデバイスを排除しない、オープンで包括的な言語として意図されている。更に、「基づく（ｂａｓｅｄ ｏｎ）」の使用は、１つ以上の記載された条件又は値に「基づく」プロセス、ステップ、計算、又はその他のアクションが、実際には記載された条件又は値以外の追加の条件又は値に基づいている可能性があるという意味で、オープンで包括的なものであることを意味する。本明細書に記載されている見出し、リスト、及び番号は、説明を容易にする為のものであり、限定を意味するものではない。
【0267】
本主題を、その特定の実施形態に関して詳細に説明してきたが、当業者ならば、前述の理解を得た上で、そのような実施形態に対する変更、変形、及び同等物を容易に創造できることが理解されるであろう。したがって、本開示は、限定ではなく例示を目的として提示されており、当業者に容易に明らかになるような変更、変形、及び／又は追加を本主題に含めることを排除するものではないことを理解すべきである。
【符号の説明】
【0268】
１００ プラズマシステム
１１０ プラズマチャンバ
１０５、１２００、１３００ ＲＦプラズマ発生器
１１５、６００、９００、１０００、１１００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２４００、２５００ バイアス発生器
１２０ コントローラ
１３０ ダイオード
１４０ インダクタ
４００ プラズマ制御システム
４１０ 分圧器
４１５ フィルタ
４２０ 第１のＡＤＣ
４３５ 出力
４５０ センサ
６０５、１３０５ ＲＦドライバ
６１０ 共振回路
６２０ 抵抗性出力ステージ
６２５ バイアス補償回路
６３０ チャンバ
９０５、１６１０ エネルギー回収回路
１２０５ 誘導放電プラズマ
１６１０ エネルギー回収回路
１６１５ エネルギー回収インダクタ
２２０５ 容量性負荷
２３００ 高電圧スイッチ
２３０５ スイッチモジュール
２３４０ 電源
２３４５ 絶縁ファイバトリガ
２３５０ クローバーダイオード
２３５５ 高速コンデンサ
２３６０ 高電圧負荷
２３６５ 負荷
２４０５ ＲＦ源
２５０６ ナノ秒パルサーステージ
２５０７ 抵抗性出力ステージ
２６００ 計算システム
２６０５ バス
２６２５ ストレージデバイス
２６３５ ワーキングメモリ
２６４０ オペレーティングシステム
２６４５ アプリケーションプログラム
１１０ プラズマチャンバ
１０５、１２００、１３００ ＲＦプラズマ発生器
１１５、６００、９００、１０００、１１００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２４００、２５００ バイアス発生器
１２０ コントローラ
１３０ ダイオード
１４０ インダクタ
４００ プラズマ制御システム
４１０ 分圧器
４１５ フィルタ
４２０ 第１のＡＤＣ
４３５ 出力
４５０ センサ
６０５、１３０５ ＲＦドライバ
６１０ 共振回路
６２０ 抵抗性出力ステージ
６２５ バイアス補償回路
６３０ チャンバ
９０５、１６１０ エネルギー回収回路
１２０５ 誘導放電プラズマ
１６１０ エネルギー回収回路
１６１５ エネルギー回収インダクタ
２２０５ 容量性負荷
２３００ 高電圧スイッチ
２３０５ スイッチモジュール
２３４０ 電源
２３４５ 絶縁ファイバトリガ
２３５０ クローバーダイオード
２３５５ 高速コンデンサ
２３６０ 高電圧負荷
２３６５ 負荷
２４０５ ＲＦ源
２５０６ ナノ秒パルサーステージ
２５０７ 抵抗性出力ステージ
２６００ 計算システム
２６０５ バス
２６２５ ストレージデバイス
２６３５ ワーキングメモリ
２６４０ オペレーティングシステム
２６４５ アプリケーションプログラム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマシステムであって、
プラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたＲＦプラズマ発生器であって、複数のＲＦバーストを生成し、前記複数のＲＦバーストの各々はＲＦ波形を含み、前記複数のＲＦバーストの各々は、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する、前記ＲＦプラズマ発生器と、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたバイアス発生器であって、複数のバイアスバーストを生成し、前記複数のバイアスバーストの各々はバイアスパルスを含み、前記複数のバイアスバーストの各々は、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有し、前記バイアス発生器はエネルギー回収回路を含む、前記バイアス発生器と、
前記ＲＦプラズマ発生器及び前記バイアス発生器と通信し、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御するコントローラと、を備えたプラズマシステム。
プラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたＲＦプラズマ発生器であって、複数のＲＦバーストを生成し、前記複数のＲＦバーストの各々はＲＦ波形を含み、前記複数のＲＦバーストの各々は、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する、前記ＲＦプラズマ発生器と、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたバイアス発生器であって、複数のバイアスバーストを生成し、前記複数のバイアスバーストの各々はバイアスパルスを含み、前記複数のバイアスバーストの各々は、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有し、前記バイアス発生器はエネルギー回収回路を含む、前記バイアス発生器と、
前記ＲＦプラズマ発生器及び前記バイアス発生器と通信し、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御するコントローラと、を備えたプラズマシステム。
【請求項2】
前記複数のＲＦバーストは前記プラズマチャンバ内にプラズマを生成及び／又は駆動し、前記複数のバイアスバーストは前記プラズマ内のイオンを加速する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項3】
前記プラズマチャンバ内に配置された電極を更に備え、前記電極は前記ＲＦプラズマ発生器と結合している、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項4】
前記プラズマチャンバ内に配置された誘導アンテナを更に備え、前記アンテナは前記ＲＦプラズマ発生器と結合している、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項5】
前記プラズマチャンバ内に配置された電極を更に備え、前記電極は前記バイアス発生器と結合している、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項6】
前記ＲＦバーストターンオン時間は、前記バイアスバーストターンオン時間よりも約１０ｍｓ未満先行する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項7】
前記バイアスバーストターンオン時間は、前記ＲＦバーストターンオン時間後にＲＦ波形の約１０サイクルで発生する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項8】
前記バイアスバーストターンオン時間は、前記ＲＦバーストターンオフ時間に約１０ｍｓ未満先行する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項9】
前記ＲＦバーストターンオン時間と前記ＲＦバーストターンオフ時間との間の差は約１ｍｓ未満である、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項10】
前記バイアスバーストターンオン時間と前記バイアスバーストターンオフ時間の差は約１０ｍｓ未満である、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項11】
前記バイアスパルスは１ｋＨｚより大きいパルス繰り返し周波数を有する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項12】
前記バイアスパルスは１キロボルトを超える電圧を有する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項13】
前記ＲＦ波形は１０ｋＨｚ～１００ＭＨｚの周波数を有する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項14】
前記ＲＦ波形は１３．５６ＭＨｚの周波数を有する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項15】
前記コントローラは、前記プラズマチャンバからのフィードバックに基づいて、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御する、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項16】
前記バイアス発生器はバイアス補償回路を含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項17】
前記ＲＦプラズマ発生器は、フルブリッジ回路かハーフブリッジ回路と共振回路の何れかを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項18】
前記バイアス発生器はナノ秒パルサーを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項19】
前記バイアス発生器はＲＦ発生器を含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項20】
方法であって、
ＲＦプラズマ発生器で、１０ＭＨｚ以上の周波数でプラズマチャンバを駆動するステップと、
第１の期間休止するステップと、
前記プラズマチャンバを、バイアス発生器で、１ｋＨｚを超えるパルス周波数で第１の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
第２の期間休止するステップであって、前記第１の期間は前記第２の期間より短いステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む方法。
ＲＦプラズマ発生器で、１０ＭＨｚ以上の周波数でプラズマチャンバを駆動するステップと、
第１の期間休止するステップと、
前記プラズマチャンバを、バイアス発生器で、１ｋＨｚを超えるパルス周波数で第１の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
第２の期間休止するステップであって、前記第１の期間は前記第２の期間より短いステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む方法。
【請求項21】
更に、第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間休止するステップと、
第２の電圧を有するパルスで前記バイアス発生器をパルシングするステップと、
前記第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む請求項２０に記載の方法。
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間休止するステップと、
第２の電圧を有するパルスで前記バイアス発生器をパルシングするステップと、
前記第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記第２の電圧は前記第１の電圧よりも大きい、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
更に、
第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間とは異なる第５の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器を第２の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
前記第１の期間とは異なる第６の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第１の期間とは異なる第７の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む請求項２０に記載の方法。
第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間とは異なる第５の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器を第２の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
前記第１の期間とは異なる第６の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第１の期間とは異なる第７の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む請求項２０に記載の方法。
【請求項24】
前記第１の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第２の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第３の期間は約１０ｍｓ未満である、
請求項２０に記載の方法。
前記第２の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第３の期間は約１０ｍｓ未満である、
請求項２０に記載の方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0267】
本主題を、その特定の実施形態に関して詳細に説明してきたが、当業者ならば、前述の理解を得た上で、そのような実施形態に対する変更、変形、及び同等物を容易に創造できることが理解されるであろう。したがって、本開示は、限定ではなく例示を目的として提示されており、当業者に容易に明らかになるような変更、変形、及び／又は追加を本主題に含めることを排除するものではないことを理解すべきである。
〔付記１〕
プラズマシステムであって、
プラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたＲＦプラズマ発生器であって、複数のＲＦバーストを生成し、前記複数のＲＦバースト各々はＲＦ波形を含み、前記複数のＲＦバースト各々は、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する、ＲＦプラズマ発生器と、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたバイアス発生器であって、複数のバイアスバーストを生成し、前記複数のバイアスバースト各々はバイアスパルスを含み、前記複数のバイアスバースト各々は、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有する、バイアス発生器と、
前記ＲＦプラズマ発生器及び前記バイアス発生器と通信し、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御するコントローラと、を備えたプラズマシステム。
〔付記２〕
前記複数のＲＦバーストは前記プラズマチャンバ内にプラズマを生成及び／又は駆動し、前記複数のバイアスバーストは前記プラズマ内のイオンを加速する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記３〕
前記プラズマチャンバ内に配置された電極を更に備え、前記電極は前記ＲＦプラズマ発生器と結合している、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記４〕
前記プラズマチャンバ内に配置された誘導アンテナを更に備え、前記アンテナは前記ＲＦプラズマ発生器と結合している、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記５〕
前記プラズマチャンバ内に配置された電極を更に備え、前記電極は前記バイアス発生器と結合している、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記６〕
前記ＲＦバーストターンオン時間は、前記バイアスバーストターンオン時間よりも約１０ｍｓ未満先行する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記７〕
前記バイアスバーストターンオン時間は、前記ＲＦバーストターンオン時間後にＲＦ波形の約１０サイクルで発生する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記８〕
前記バイアスバーストターンオン時間は、前記ＲＦバーストターンオフ時間に約１０ｍｓ未満先行する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記９〕
前記ＲＦバーストターンオン時間と前記ＲＦバーストターンオフ時間との間の差は約１ｍｓ未満である、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１０〕
前記バイアスバーストターンオン時間と前記バイアスバーストターンオフ時間の差は約１０ｍｓ未満である、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１１〕
前記バイアスパルスは１ｋＨｚより大きいパルス繰り返し周波数を有する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１２〕
前記バイアスパルスは１キロボルトを超える電圧を有する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１３〕
前記ＲＦ波形は１０ｋＨｚ～１００ＭＨｚの周波数を有する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１４〕
前記ＲＦ波形は１３．５６ＭＨｚの周波数を有する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１５〕
前記コントローラは、前記プラズマチャンバからのフィードバックに基づいて、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１６〕
前記バイアス発生器はバイアス補償回路を含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１７〕
前記バイアス発生器はエネルギー回収回路を含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１８〕
前記ＲＦプラズマ発生器は、フルブリッジ回路かハーフブリッジ回路と共振回路の何れかを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１９〕
前記バイアス発生器はナノ秒パルサーを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記２０〕
前記バイアス発生器はＲＦ発生器を含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記２１〕
方法であって、
ＲＦプラズマ発生器で、１０ＭＨｚ以上の周波数でプラズマチャンバを駆動するステップと、
第１の期間休止するステップと、
前記プラズマチャンバを、バイアス発生器で、１ｋＨｚを超えるパルス周波数で第１の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む方法。
〔付記２２〕
更に、第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間休止するステップと、
第２の電圧を有するパルスで前記バイアス発生器をパルシングするステップと、
前記第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む付記２１に記載の方法。
〔付記２３〕
前記第２の電圧は前記第１の電圧よりも大きい、付記２２に記載の方法。
〔付記２４〕
更に、
第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間とは異なる第５の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器を第２の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
前記第１の期間とは異なる第６の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第１の期間とは異なる第７の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む付記２１に記載の方法。
〔付記２５〕
前記第１の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第２の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第３の期間は約１０ｍｓ未満である、
付記２１に記載の方法。
〔付記２６〕
前記第１の期間は前記第２の期間よりも短い、付記２１に記載の方法。
〔付記１〕
プラズマシステムであって、
プラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたＲＦプラズマ発生器であって、複数のＲＦバーストを生成し、前記複数のＲＦバースト各々はＲＦ波形を含み、前記複数のＲＦバースト各々は、ＲＦバーストターンオン時間とＲＦバーストターンオフ時間を有する、ＲＦプラズマ発生器と、
前記プラズマチャンバと電気的に結合されたバイアス発生器であって、複数のバイアスバーストを生成し、前記複数のバイアスバースト各々はバイアスパルスを含み、前記複数のバイアスバースト各々は、バイアスバーストターンオン時間とバイアスバーストターンオフ時間を有する、バイアス発生器と、
前記ＲＦプラズマ発生器及び前記バイアス発生器と通信し、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御するコントローラと、を備えたプラズマシステム。
〔付記２〕
前記複数のＲＦバーストは前記プラズマチャンバ内にプラズマを生成及び／又は駆動し、前記複数のバイアスバーストは前記プラズマ内のイオンを加速する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記３〕
前記プラズマチャンバ内に配置された電極を更に備え、前記電極は前記ＲＦプラズマ発生器と結合している、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記４〕
前記プラズマチャンバ内に配置された誘導アンテナを更に備え、前記アンテナは前記ＲＦプラズマ発生器と結合している、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記５〕
前記プラズマチャンバ内に配置された電極を更に備え、前記電極は前記バイアス発生器と結合している、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記６〕
前記ＲＦバーストターンオン時間は、前記バイアスバーストターンオン時間よりも約１０ｍｓ未満先行する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記７〕
前記バイアスバーストターンオン時間は、前記ＲＦバーストターンオン時間後にＲＦ波形の約１０サイクルで発生する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記８〕
前記バイアスバーストターンオン時間は、前記ＲＦバーストターンオフ時間に約１０ｍｓ未満先行する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記９〕
前記ＲＦバーストターンオン時間と前記ＲＦバーストターンオフ時間との間の差は約１ｍｓ未満である、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１０〕
前記バイアスバーストターンオン時間と前記バイアスバーストターンオフ時間の差は約１０ｍｓ未満である、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１１〕
前記バイアスパルスは１ｋＨｚより大きいパルス繰り返し周波数を有する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１２〕
前記バイアスパルスは１キロボルトを超える電圧を有する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１３〕
前記ＲＦ波形は１０ｋＨｚ～１００ＭＨｚの周波数を有する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１４〕
前記ＲＦ波形は１３．５６ＭＨｚの周波数を有する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１５〕
前記コントローラは、前記プラズマチャンバからのフィードバックに基づいて、前記ＲＦバーストターンオン時間、前記ＲＦバーストターンオフ時間、前記バイアスターンオン時間、及び前記バイアスターンオフ時間のタイミングを制御する、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１６〕
前記バイアス発生器はバイアス補償回路を含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１７〕
前記バイアス発生器はエネルギー回収回路を含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１８〕
前記ＲＦプラズマ発生器は、フルブリッジ回路かハーフブリッジ回路と共振回路の何れかを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１９〕
前記バイアス発生器はナノ秒パルサーを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記２０〕
前記バイアス発生器はＲＦ発生器を含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記２１〕
方法であって、
ＲＦプラズマ発生器で、１０ＭＨｚ以上の周波数でプラズマチャンバを駆動するステップと、
第１の期間休止するステップと、
前記プラズマチャンバを、バイアス発生器で、１ｋＨｚを超えるパルス周波数で第１の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む方法。
〔付記２２〕
更に、第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間休止するステップと、
第２の電圧を有するパルスで前記バイアス発生器をパルシングするステップと、
前記第２の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第３の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む付記２１に記載の方法。
〔付記２３〕
前記第２の電圧は前記第１の電圧よりも大きい、付記２２に記載の方法。
〔付記２４〕
更に、
第４の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器を駆動するステップと、
前記第１の期間とは異なる第５の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器を第２の電圧を有するパルスでパルシングするステップと、
前記第１の期間とは異なる第６の期間休止するステップと、
前記ＲＦプラズマ発生器の駆動を停止するステップと、
前記第１の期間とは異なる第７の期間休止するステップと、
前記バイアス発生器のパルシングを停止するステップと、
を含む付記２１に記載の方法。
〔付記２５〕
前記第１の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第２の期間は約１０ｍｓ未満であり、
前記第３の期間は約１０ｍｓ未満である、
付記２１に記載の方法。
〔付記２６〕
前記第１の期間は前記第２の期間よりも短い、付記２１に記載の方法。
【外国語明細書】