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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】ナノ秒パルサのＲＦ絶縁
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20231219BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 B
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2021577859
(86)(22)【出願日】2020-07-01
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-08
(86)【国際出願番号】 US2020040579
(87)【国際公開番号】W WO2021003319
(87)【国際公開日】2021-01-07
【審査請求日】2022-01-31
(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
(73)【特許権者】
【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】ボウマン，クリストファー
(72)【発明者】
【氏名】リストン，コナー
(72)【発明者】
【氏名】ヤン，ニコラス エイ．
(72)【発明者】
【氏名】ミラー，ケネス
(72)【発明者】
【氏名】スロボドブ，イリア
(72)【発明者】
【氏名】ジエンバ，ティモシー
【審査官】小林 幹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２１１１６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２０３４９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００５－５０６６６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－３３０９１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１８７９７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５３２５４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２２４７９６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｈ １／００－１／５４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマチャンバと、フルブリッジスイッチング回路又はハーフブリッジスイッチング回路を備えるＲＦドライバであって、前記プラズマチャンバに入るＲＦバーストを、２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で駆動するＲＦドライバと、
前記プラズマチャンバに入るパルスを、前記ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高いピーク電圧とで駆動するパルサと、
前記ＲＦドライバと前記プラズマチャンバとの間に配置された第１のフィルタと、
前記パルサと前記プラズマチャンバとの間に配置された第２のフィルタと、を含み、
前記ＲＦドライバは、マッチングネットワークを含まない、
プラズマシステム。
【請求項2】
前記パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項3】
第１のフィルタは、前記ＲＦドライバ及び前記プラズマチャンバと直列であるキャパシタを含み、前記キャパシタは、キャパシタンスが５００ｐＦより小さい、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項4】
第１のフィルタは、前記ＲＦドライバの出力と接地とに結合されたインダクタを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項5】
前記第２のフィルタは、前記パルサ及び前記プラズマチャンバと直列であるインダクタを含み、前記インダクタは、インダクタンスが５０μＨより小さい、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項6】
前記第２のフィルタは、前記パルサの出力と接地とに結合されたキャパシタを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項7】
前記第１のフィルタはハイパスフィルタを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項8】
前記第２のフィルタはローパスフィルタを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項9】
前記プラズマチャンバは、前記ＲＦドライバと電気的に結合されたアンテナを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項10】
前記プラズマチャンバは、前記ＲＦドライバと電気的に結合されたカソードを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項11】
前記プラズマチャンバは、前記パルサと電気的に結合されたカソードを含む、請求項１に記載のプラズマシステム。
【請求項12】
アンテナ及びカソードを含むプラズマチャンバと、
前記アンテナと電気的に結合されたＲＦドライバであって、前記ＲＦドライバは、フルブリッジスイッチング回路又はハーフブリッジスイッチング回路を備え、２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で前記プラズマチャンバ内にＲＦバーストを発生させる、前記ＲＦドライバと、
前記カソードと電気的に結合されたパルサであって、前記パルサは、前記ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高い電圧とで前記プラズマチャンバ内にパルスを発生させる、前記パルサと、
前記ＲＦドライバと前記アンテナとの間に配置されたキャパシタと、
前記パルサと前記カソードとの間に配置されたインダクタと、を含み、
前記ＲＦドライバは、マッチングネットワークを含まない、
プラズマシステム。
【請求項13】
前記キャパシタはキャパシタンスが１００ｐＦより小さい、請求項１２に記載のプラズマシステム。
【請求項14】
前記インダクタはインダクタンスが１０ｎＨより小さい、請求項１２に記載のプラズマシステム。
【請求項15】
前記パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い、請求項１２に記載のプラズマシステム。
【請求項16】
カソードを含むプラズマチャンバと、
前記カソードと電気的に結合されたＲＦドライバであって、前記ＲＦドライバは、フルブリッジスイッチング回路又はハーフブリッジスイッチング回路を備え、２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で前記プラズマチャンバ内にＲＦバーストを発生させる、前記ＲＦドライバと、
前記カソードと電気的に結合されたパルサであって、前記パルサは、前記ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高い電圧とで前記プラズマチャンバ内にパルスを発生させる、前記パルサと、
前記ＲＦドライバと前記カソードとの間に配置されたキャパシタと、
前記パルサと前記カソードとの間に配置されたインダクタと、を含み、
前記ＲＦドライバは、マッチングネットワークを含まない、
プラズマシステム。
【請求項17】
前記キャパシタはキャパシタンスが１００ｐＦより小さい、請求項１６に記載のプラズマシステム。
【請求項18】
前記インダクタはインダクタンスが１０ｎＨより小さい、請求項１６に記載のプラズマシステム。
【請求項19】
前記パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い、請求項１６に記載のプラズマシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ナノ秒パルサのＲＦ絶縁に関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロプロセッサ、メモリチップ、及び他のタイプの集積回路及びデバイスを含んでよい半導体デバイスを製造する為に、半導体デバイス製造プロセスでは様々なステージにおいてプラズマ処理を使用する。プラズマ処理は、ガス混合物にＲＦ（無線周波数）エネルギを導入してガス分子にエネルギを付与することによってガス混合物を励起することを含む。このガス混合物は、典型的には、プラズマチャンバと呼ばれる真空チャンバに収容され、ＲＦエネルギは、典型的には、電極を通してプラズマチャンバに導入される。
【0003】
典型的なプラズマプロセスでは、ＲＦ発生器は無線周波数で電力を発生させ（無線周波数は、３ｋＨｚ～３００ＧＨｚの範囲内であると広く理解されている）、この電力は、ＲＦケーブル及びＲＦネットワークを通してプラズマチャンバに送られる。ＲＦ発生器からプラズマチャンバへの効率的な電力伝送を実現する為に、中間回路を使用して、ＲＦ発生器の固定インピーダンスとプラズマチャンバの可変インピーダンスとのマッチングが行われる。そのような中間回路は、一般に、ＲＦインピーダンスマッチングネットワーク、又はよりシンプルにＲＦマッチングネットワークと呼ばれる。
【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】
本発明の実施形態はプラズマシステムを含む。プラズマシステムは、プラズマチャンバと、プラズマチャンバに入るＲＦバーストをＲＦ周波数で駆動するように構成されたＲＦドライバと、プラズマチャンバに入るパルスを、ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数で駆動するように構成されたナノ秒パルサと、ＲＦドライバとプラズマチャンバとの間に配置されたハイパスフィルタと、ナノ秒パルサとプラズマチャンバとの間に配置されたローパスフィルタと、を含む。
【0006】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバは可変インピーダンスＲＦドライバを含んでよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバは、フルブリッジ（又はハーフブリッジ）スイッチング回路、共振回路、及び／又は変圧器を含んでよい。
【0007】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ及び／又はナノ秒パルサの一方又は両方が、抵抗出力段及び／又はエネルギ回収回路を含んでよい。
【0008】
幾つかの実施形態では、ハイパスフィルタはキャパシタを含んでよい。幾つかの実施形態では、ローパスフィルタはインダクタを含んでよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバはナノ秒パルサを含んでよい。
【0009】
幾つかの実施形態はプラズマシステムを含み、プラズマシステムは、プラズマチャンバと、プラズマチャンバに入るＲＦバーストを、２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で駆動するＲＦドライバと、プラズマチャンバに入るパルスを、ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高いピーク電圧とで駆動するナノ秒パルサと、ＲＦドライバとプラズマチャンバとの間に配置された第１のフィルタと、ナノ秒パルサとプラズマチャンバとの間に配置された第２のフィルタと、を含む。幾つかの実施形態では、パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い。
【0010】
幾つかの実施形態では、第１のフィルタはハイパスフィルタを含む。幾つかの実施形態では、第１のフィルタは、ＲＦドライバ及びプラズマチャンバと直列であるキャパシタを含み、このキャパシタは、キャパシタンスが約５００ｐＨより小さい。幾つかの実施形態では、第１のフィルタは、ＲＦドライバの出力と接地とに結合されたインダクタを含む。
【0011】
幾つかの実施形態では、第２のフィルタはローパスフィルタを含む。幾つかの実施形態では、第２のフィルタは、ナノ秒パルサ及びプラズマチャンバと直列であるインダクタを含み、インダクタは、インダクタンスが約５０μＨより小さい。幾つかの実施形態では、第２のフィルタは、ナノ秒パルサの出力と接地とに結合されたキャパシタを含む。
【0012】
幾つかの実施形態では、プラズマチャンバは、ＲＦドライバと電気的に結合されたアンテナを含む。幾つかの実施形態では、プラズマチャンバは、ＲＦドライバと電気的に結合されたカソードを含む。幾つかの実施形態では、プラズマチャンバは、ナノ秒パルサと電気的に結合されたカソードを含む。
【0013】
幾つかの実施形態はプラズマシステムを含み、プラズマシステムは、アンテナ及びカソードを有するプラズマチャンバと、アンテナと電気的に結合されたＲＦドライバであって、ＲＦドライバは、約２ＭＨｚより高いＲＦ周波数でプラズマチャンバ内にＲＦバーストを発生させる、ＲＦドライバと、カソードと電気的に結合されたナノ秒パルサであって、ナノ秒パルサは、ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高い電圧とでプラズマチャンバ内にパルスを発生させる、ナノ秒パルサと、ＲＦドライバとアンテナとの間に配置されたキャパシタと、ナノ秒パルサとカソードとの間に配置されたインダクタと、を含む。
【0014】
幾つかの実施形態では、キャパシタはキャパシタンスが約１００ｐＦより小さい。幾つかの実施形態では、インダクタはインダクタンスが約１０ｎＨより小さい。幾つかの実施形態では、パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い。
【0015】
幾つかの実施形態はプラズマシステムを含み、プラズマシステムは、カソードを含むプラズマチャンバと、カソードと電気的に結合されたＲＦドライバであって、ＲＦドライバは、約２ＭＨｚより高いＲＦ周波数でプラズマチャンバ内にＲＦバーストを発生させる、ＲＦドライバと、カソードと電気的に結合されたナノ秒パルサであって、ナノ秒パルサは、ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高い電圧とでプラズマチャンバ内にパルスを発生させる、ナノ秒パルサと、ＲＦドライバとカソードとの間に配置されたキャパシタと、ナノ秒パルサとカソードとの間に配置されたインダクタと、を含む。
【0016】
幾つかの実施形態では、キャパシタはキャパシタンスが約１００ｐＦより小さい。幾つかの実施形態では、インダクタはインダクタンスが約１０ｎＨより小さい。幾つかの実施形態では、パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い。
【0017】
これらの実施形態は、本開示を限定又は定義する為でなく、それらの理解を助ける実施例を提供する為に記載されている。「発明を実施するための形態」では更なる実施形態について論じており、そこではより詳細な説明を行っている。本明細書を精査することにより、或いは、提示されている１つ以上の実施形態を実施することにより、様々な実施形態のうちの１つ以上によって提供される利点がより深く理解されよう。
【0018】
本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点については、添付図面を参照しながら以下の「発明を実施するための形態」を読むことでよりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1A】ナノ秒パルサからのパルスを示す。
【図1B】ナノ秒パルサからのパルスのバーストを示す。
【図2A】ＲＦドライバからのＲＦバーストを示す。
【図2B】ＲＦドライバからの複数のＲＦバーストの一例を示す。
【図3】幾つかの実施形態による、フィルタリングされる可変インピーダンスＲＦドライバと、フィルタリングされるナノ秒パルサバイアス発生器と、を有するプラズマシステムの概略図である。
【図4】幾つかの実施形態による、フィルタリングされる可変インピーダンスＲＦドライバと、フィルタリングされるナノ秒パルサバイアス発生器と、を有するプラズマシステムの概略図である。
【図5】幾つかの実施形態による、フィルタリングされる可変インピーダンスＲＦドライバと、フィルタリングされるナノ秒パルサバイアス発生器と、を有するプラズマシステムの概略図である。
【図6】幾つかの実施形態による、フィルタリングされる可変インピーダンスＲＦドライバと、フィルタリングされるナノ秒パルサバイアス発生器と、を有するプラズマシステムの概略図である。
【図7】幾つかの実施形態によるプラズマシステムの回路図である。
【図8】幾つかの実施形態によるＲＦドライバの回路図である。
【図9】幾つかの実施形態によるＲＦドライバの回路図である。
【図10】幾つかの実施形態によるプラズマシステムが発生させる波形である。
【図11】幾つかの実施形態によるプラズマシステムが発生させる波形である。
【図12】幾つかの実施形態によるプラズマシステムが発生させる波形である。
【図13】幾つかの実施形態によるプラズマシステムが発生させる波形である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
プラズマシステムを開示する。プラズマシステムはプラズマチャンバを含み、プラズマチャンバは、プラズマチャンバ内へのＲＦバーストを駆動するＲＦドライバと、プラズマチャンバ内へのパルスを駆動するナノ秒パルサと、を含む。パルスのパルス繰り返し周波数は、ＲＦバーストのＲＦ周波数より低くてよい。プラズマシステムは又、ＲＦドライバとプラズマチャンバとの間に配置されたハイパスフィルタと、ナノ秒パルサとプラズマチャンバとの間に配置されたローパスフィルタと、を含んでよい。幾つかの実施形態では、
【0021】
図１Ａは、ナノ秒パルサからのパルスの一例を示す。図１Ｂは、ナノ秒パルサからのパルスのバーストを示す。パルスバーストは、短時間フレーム内に複数のパルスを含んでよい。パルスバースト内のパルスは、パルス繰り返し周波数が約１０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ等であってよい。各パルスは、パルス幅がｔｐｗであってよい。そしてパルス繰り返し周波数は、パルス周期Ｔｐｕｌｓｅの逆数であってよい。
【0022】
幾つかの実施形態では、パルスは、ピーク電圧が高くてよく（例えば、１ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、５０ｋＶ、１００ｋＶ等より高い電圧であってよく）、パルス繰り返し周波数が高くてよく（例えば、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ等より高い周波数であってよく）、立ち上がり時間が短くてよく（例えば、約１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ等より短い立ち上がり時間であってよく）、立ち下がり時間が短くてよく（例えば、約１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ等より短い立ち下がり時間であってよく）、且つ／又はパルス幅が短くてよい（例えば、約１，０００ｎｓ、５００ｎｓ、２５０ｎｓ、１００ｎｓ、２０ｎｓ等より短いパルス幅であってよい）。
【0023】
図２Ａは、ＲＦドライバからのＲＦバーストの一例を示す。ＲＦバーストは、ＲＦ周期ＴＲＦの逆数である周波数を有してよい。
【0024】
図２Ｂは、ＲＦドライバからの複数のＲＦバーストの一例を示す。各ＲＦバーストは、２００ｋＨｚ及び８００ＭＨｚ（例えば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、及び８０ＭＨｚ等）のＲＦ周波数を有する正弦波ＲＦバーストを含んでよい。ＲＦバースト繰り返し周波数は、バースト周期ＴＢＲＦの逆数であってよい。幾つかの実施形態では、ＲＦバースト繰り返し周波数（例えば、ＲＦバーストの周波数）は、約１０ｋＨｚ、５０Ｈｚ、１００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ等（例えば、４００ｋＨｚ等）であってよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバは、連続正弦波波形を供給してよい。
【0025】
図３は、幾つかの実施形態によるプラズマシステム３００の概略図である。幾つかの実施形態では、プラズマシステム３００はプラズマチャンバ１１０を含んでよく、プラズマチャンバ１１０は、ＲＦドライバ１０５及びナノ秒パルサバイアス発生器１１５を有する。ＲＦドライバ１０５は、プラズマチャンバ１１０内にあるカソード１２０と結合されてよい。ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、プラズマチャンバ１１０内にあるカソード１２０と結合されてよい。幾つかの実施形態では、カソード１２０は、静電チャックの一部であってよく、又は静電チャックと結合されてよい。
【0026】
幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ１１０は真空ポンプを含んでよく、真空ポンプはプラズマチャンバ１１０内の真空状態を維持する。真空ポンプは、例えば、特殊なホース又はステンレス綱配管でプラズマチャンバ１１０に接続されてよい。真空ポンプは、手動制御されてよく、又は機械によって、機械のリレー又はパススループラグで自動制御されてよい。
【0027】
幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ１１０は入力ガス源を含んでよく、入力ガス源は、ＲＦ電力が供給される前、供給された語、又は供給されているときにガス（又は入力ガスの混合物）をチャンバに導入してよい。ガス中のイオンがプラズマを生成し、ガスは真空ポンプによって排気される。
【0028】
幾つかの実施形態では、プラズマシステムは、プラズマ蒸着システム、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よい。幾つかの実施形態では、チャックとウェーハとの間のキャパシタンスが、約１０００ｎＦ、５００ｎＦ、２００ｎＦ、１００ｎＦ、５０ｎＦ、１０ｎＦ、５０００ｐＦ、１０００ｐＦ、１００ｐＦ等より小さくてよい。
【0029】
ＲＦドライバ１０５は、カソード１２０に印加されるＲＦ電力を発生させる任意のタイプの装置を含んでよい。ＲＦドライバ１０５は、例えば、ナノ秒パルサ、ハーフブリッジ回路又はフルブリッジ回路で駆動される共振系、ＲＦ増幅器、非線形伝送線、ＲＦプラズマ発生器、可変インピーダンスＲＦドライバ等を含んでよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、マッチングネットワークを含んでよい。
【0030】
【0031】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、異なる複数のＲＦ周波数（例えば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、及び８０ＭＨｚ等）を有するＲＦ電力信号を発生させることが可能な１つ以上のＲＦドライバを含んでよい。典型的なＲＦ周波数は、例えば、２００ｋＨｚ～８００ＭＨｚの周波数を含んでよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、プラズマチャンバ１１０内でプラズマを生成して維持することが可能である。ＲＦドライバ１０５は、例えば、チャンバ内で様々なガス及び／又はイオンを励起してプラズマを生成する為に、カソード１２０（及び／又はアンテナ１８０（後述））にＲＦ信号を供給する。
【0032】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、インピーダンスマッチング回路と結合されてよく、又はインピーダンスマッチング回路を含んでよく、インピーダンスマッチング回路は、ＲＦドライバ１０５の非標準の出力インピーダンスを、５０オーム同軸ケーブル又は任意のケーブルの業界標準の特性インピーダンスとマッチングさせることが可能である。
【0033】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれている米国特許出願第１６／６９７，１７３号、件名「可変出力インピーダンスＲＦ発生器（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ＲＦ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）」に記載のいずれかの装置の全て又はいずれかの部分を含んでよい。
【0034】
ナノ秒パルサバイアス発生器１１５（又はデジタルパルサ）は、１つ以上のナノ秒パルサを含んでよい。幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれている米国特許出願第１４／５４２，４８７号、件名「高電圧ナノ秒パルサ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ Ｐｕｌｓｅｒ）」に記載のいずれかの装置の全て又はいずれかの部分を含んでよい。
【0035】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれている米国特許出願第１４／６３５，９９１号、件名「直流的に絶縁された出力可変パルス発生器の開示（Ｇａｌｖａｎｉｃａｌｌｙ Ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｏｕｔｐｕｔ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐｕｌｓｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ」に記載のいずれかの装置の全て又はいずれかの部分を含んでよい。
【0036】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれている米国特許出願第１４／７９８，１５４号、件名「パルス幅及びパルス繰り返し周波数が可変である高電圧ナノ秒パルサ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ Ｐｕｌｓｅｒ Ｗｉｔｈ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ ａｎｄ Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）」に記載のいずれかの装置の全て又はいずれかの部分を含んでよい。
【0037】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれている米国特許出願第１５／９４１，７３１号、件名「高電圧抵抗出力段回路（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｔａｇｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）」に記載のいずれかの装置の全て又はいずれかの部分を含んでよい。
【0038】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれている米国特許出願第１６／１１４，１９５号、件名「ナノ秒パルスを使用する任意波形発生（Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ Ｐｕｌｓｅｓ）」に記載のいずれかの装置の全て又はいずれかの部分を含んでよい。
【0039】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれている米国特許出願第１６／５２３，８４０号、件名「ナノ秒パルサバイアス補償（Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ Ｐｕｌｓｅｒ Ｂｉａｓ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）」に記載のいずれかの装置の全て又はいずれかの部分を含んでよい。
【0040】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、あらゆる目的の為に本開示に組み込まれている米国特許出願第１６／７３７，６１５号、件名「ナノ秒パルサ回路における効率的なエネルギ回収（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｉｎ Ａ Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ Ｐｕｌｓｅｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ）」に記載のいずれかの装置の全て又はいずれかの部分を含んでよい。
【0041】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、電圧振幅が約１ｋＶ、５ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、３０ｋＶ、４０ｋＶ等より大きいパルスを発生させてよい。幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、最大約２，０００ｋＨｚのパルス繰り返し周波数でスイッチしてよい。幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサは、約４００ｋＨｚのパルス繰り返し周波数でスイッチしてよい。幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、パルス幅が約２０００ｎｓから約１ｎｓにかけて変化する単発パルスを供給してよい。幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、約１０ｋＨｚより高いパルス繰り返し周波数でスイッチしてよい。幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、約２０ｎｓより短い立ち上がり時間で動作してよい。
【0042】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、２ｋＶより大きい電圧と、約８０ｎｓより短い立ち上がり時間と、約１０ｋＨｚより高いパルス繰り返し周波数とで、電源からパルスを発生させることが可能である。
【0043】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、１つ以上のソリッドステートスイッチ（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、光伝導スイッチ等のソリッドステートスイッチ）、１つ以上のスナバ抵抗、１つ以上のスナバダイオード、１つ以上のスナバキャパシタ、及び／又は１つ以上のフリーホイールダイオードを含んでよい。これらの１つ以上のスイッチ及び／又は回路は、並列又は直列に並べられてよい。幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５を形成する為に、１つ以上のナノ秒パルサが、直列又は並列にグループにまとめられてよい。幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５を形成する為に、複数の高電圧スイッチが、直列又は並列にグループにまとめられてよい。
【0044】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、短い時間スケールで容量性負荷から電荷を除去する回路（例えば、抵抗出力段、シンク、又はエネルギ回収回路等）を含んでよい。幾つかの実施形態では、電荷除去回路は、負荷から電荷を消散することを、例えば、短い時間スケール（例えば、１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎ、５００ｎｓ、１，０００ｎｓ等の時間スケール）で行ってよい。
【0045】
幾つかの実施形態では、カソード１２０に出力電圧を正バイアス又は負バイアスする為に、ＤＣバイアス電源段が含まれてよい。幾つかの実施形態では、電荷除去回路又は他の回路要素からＤＣバイアス電圧を絶縁／分離する為に、キャパシタが使用されてよい。これは又、回路の１つの部分から別の部分への電位シフトを可能にしてよい。幾つかの適用例では、電位シフトは、ウェーハを定位置に保持する為に使用されてよい。
【0046】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスのパルス繰り返し周波数より高いＲＦ周波数でＲＦバーストを発生させてよい。
【0047】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５とカソード１２０との間にキャパシタ１３０が（例えば、直列に）配置されてよい。キャパシタ１３０は、例えば、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５からの低周波信号をフィルタリングする為に使用されてよい。これらの低周波信号は、例えば、周波数（例えば、大部分のスペクトル成分）が約１００ｋＨｚ及び１０ＭＨｚ（例えば、約１０ＭＨｚ等）であってよい。キャパシタ１３０は、例えば、値が約１ｐＦ～１ｎＦであってよく、例えば、約１００ｐＦより小さくてよい。
【0048】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５とカソード１２０との間にインダクタ１３５が（例えば、直列に）配置されてよい。インダクタ１３５は、例えば、ＲＦドライバ１０５からの高周波信号をフィルタリングする為に使用されてよい。これらの高周波信号は、例えば、周波数が約１ＭＨｚ～２００ＭＨｚであってよく、例えば、約１ＭＨｚ～１０ＭＨｚより高くてよい。インダクタ１３５は、例えば、値が約１０ｎＨ～１０μＨであってよく、例えば、約１μＨより大きくてよい。幾つかの実施形態では、インダクタ１３５は、両端の結合キャパシタンスが低くてよい。幾つかの実施形態では、結合キャパシタンスは１ｎＦより小さくてよい。
【0049】
幾つかの実施形態では、キャパシタ１３０及びインダクタ１３５の一方又は両方が、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストを、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスから絶縁することが可能である。例えば、キャパシタ１３０は、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスを、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストから絶縁することが可能である。インダクタ１３５は、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストを、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスから絶縁することが可能である。
【0050】
図４は、プラズマシステム４００の概略図である。幾つかの実施形態によれば、プラズマシステム４００はプラズマチャンバ１１０を含み、プラズマチャンバ１１０は、フィルタリングされるＲＦドライバ１０５と、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５と、を有する。プラズマシステム４００は、図３のプラズマシステム３００とよく似ていてよい。この実施形態では、フィルタ１４０がキャパシタ１３０の代わりであってよく、且つ／又はフィルタ１４５がインダクタ１３５の代わりであってよい。これらのフィルタは、可変インピーダンスＲＦドライバを、ナノ秒パルサバイアス発生器が発生させるパルスから、そして、ナノ秒パルサバイアス発生器を、可変インピーダンスＲＦドライバが発生させるＲＦバーストから、交互に保護する。これを達成する為に多様なフィルタが使用されてよい。幾つかの実施形態では、フィルタは、減衰させる信号のうちの、通過して保護対象の発生器に入る信号を３０％未満にすることが可能である。例えば、ナノ秒パルサバイアス発生器を保護するフィルタは、可変インピーダンスＲＦドライバが発生させる（電力で測定される）信号のうちの、フィルタを通過してナノ秒パルサバイアス発生器に入る信号を３０％未満にするように設計されてよい。
【0051】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させる各ＲＦバーストのパルス繰り返し周波数より高いＲＦ周波数（ｆｐ）でＲＦバーストを発生させてよい。
【0052】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５とカソード１２０との間にフィルタ１４０が（例えば、直列に）配置されてよい。フィルタ１４０は、周波数が約１ＭＨｚ～２００ＭＨｚ（例えば、約１ＭＨｚ～１０ＭＨｚ等）である高周波ＲＦバーストを通すハイパスフィルタであってよい。フィルタ１４０は、例えば、これらの高周波信号を通すことが可能な任意のタイプのフィルタを含んでよい。
【0053】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５とカソード１２０との間にフィルタ１４５が（例えば、直列に）配置されてよい。フィルタ１４５は、周波数が約１００ｋＨｚ及び１０ＭＨｚ（例えば、約１０ＭＨｚ等）より低い低周波パルスを通すローパスフィルタであってよい。フィルタ１４５は、例えば、これらの低周波信号を通すことが可能な任意のタイプのフィルタを含んでよい。
【0054】
幾つかの実施形態では、フィルタ１４０及びフィルタ１４５の一方又は両方が、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストを、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスから絶縁することが可能である。例えば、フィルタ１４０は、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスを、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストから絶縁することが可能である。フィルタ１４５は、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストを、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスから絶縁することが可能である。
【0055】
幾つかの実施形態では、フィルタ１４０はハイパスフィルタを含んでよく、例えば、ＲＦドライバ１０５と直列に配置されたハイパスキャパシタ、及び／又は接地されたハイパスインダクタ等を含んでよい。ハイパスインダクタは、例えば、インダクタンスが約２０ｎＨ～約５０μＨであるインダクタを含んでよい。別の例として、ハイパスインダクタは、インダクタンスが約２００ｎＨ～約５μＨであるハイパスインダクタを含んでよい。別の例として、ハイパスインダクタは、インダクタンスが約５００ｎＨ～約１μＨであるインダクタを含んでよい。別の例として、ハイパスインダクタは、インダクタンスが約８００ｎＨであるインダクタを含んでよい。
【0056】
ハイパスキャパシタは、例えば、キャパシタンスが約１０ｐＦ～約１０ｎＦであるキャパシタを含んでよい。別の例として、ハイパスキャパシタは、キャパシタンスが約５０ｐＦ～約１ｎＦであるハイパスキャパシタを含んでよい。別の例として、ハイパスキャパシタは、キャパシタンスが約１００ｐＦ～約５００ｐＦであるキャパシタを含んでよい。別の例として、ハイパスキャパシタは、キャパシタンスが約３２０ｐＦであるキャパシタを含んでよい。
【0057】
幾つかの実施形態では、フィルタ１４５はローパスフィルタを含んでよく、例えば、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５と直列に配置されたローパスインダクタ、及び／又は接地されたローパスキャパシタ等を含んでよい。ローパスインダクタは、例えば、インダクタンスが約０．５μＨ～約５００μＨであるインダクタを含んでよい。別の例として、ローパスインダクタは、インダクタンスが約１μＨ～約１００μＨであるローパスインダクタを含んでよい。別の例として、ローパスインダクタは、インダクタンスが約２μＨ～約１０μＨであるインダクタを含んでよい。別の例として、ローパスインダクタは、インダクタンスが約２．５ｎＨであるインダクタを含んでよい。
【0058】
ローパスキャパシタは、例えば、キャパシタンスが約１０ｐＦ～約１０ｎＦであるキャパシタを含んでよい。別の例として、ローパスキャパシタは、キャパシタンスが約５０ｐＦ～約１ｎＦであるハイパスキャパシタを含んでよい。別の例として、ローパスキャパシタは、キャパシタンスが約１００ｐＦ～約５００ｐＦであるキャパシタを含んでよい。別の例として、ローパスキャパシタは、キャパシタンスが約２５０ｐＦであるキャパシタを含んでよい。
【0059】
図５は、プラズマシステム５００の概略図である。幾つかの実施形態によれば、プラズマシステム５００はプラズマチャンバ１１０を含んでよく、プラズマチャンバ１１０は、フィルタリングされるＲＦドライバ１０５と、フィルタリングされるナノ秒パルサバイアス発生器１１５と、を有する。
【0060】
ＲＦドライバ１０５は、アンテナ１８０に印加されるＲＦ電力を発生させる任意のタイプの装置を含んでよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、異なる複数のＲＦ周波数（例えば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、及び６０ＭＨｚ等）を有するＲＦ電力信号を発生させることが可能な１つ以上のＲＦドライバを含んでよい。
【0061】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、インピーダンスマッチング回路と結合されてよく、又はインピーダンスマッチング回路を含んでよく、インピーダンスマッチング回路は、ＲＦドライバ１０５の非標準の出力インピーダンスを、５０オーム同軸ケーブル又は任意のケーブルの業界標準の特性インピーダンスとマッチングさせることが可能である。
【0062】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、１つ以上のナノ秒パルサを含んでよい。
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、図３と関連して示される。
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、図３と関連して示される。
【0063】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスのパルス繰り返し周波数より高いＲＦ周波数でパルスを発生させてよい。
【0064】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５とアンテナ１８０との間にキャパシタ１５０が（例えば、直列に）配置されてよい。キャパシタ１５０は、例えば、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５からの低周波信号をフィルタリングする為に使用されてよい。これらの低周波信号は、例えば、周波数（例えば、大部分のスペクトル成分）が約１００ｋＨｚ及び１０ＭＨｚ（例えば、約１０ＭＨｚ等）より低くてよい。キャパシタ１５０は、例えば、値が約１ｐＦ～１ｎＦであってよく、例えば、約１００ｐＦより小さくてよい。
【0065】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５とカソード１２０との間にインダクタ１５５が（例えば、直列に）配置されてよい。インダクタ１３５は、例えば、ＲＦドライバ１０５からの高周波信号をフィルタリングする為に使用されてよい。これらの高周波信号は、例えば、周波数が約１ＭＨｚ～２００ＭＨｚより高くてよく、例えば、約１ＭＨｚ～１０ＭＨｚより高くてよい。インダクタ１５５は、例えば、値が約１０ｎＨ～１０μＨより小さくてよく、例えば、約１μＨより大きくてよい。幾つかの実施形態では、インダクタ１５５は、両端の結合キャパシタンスが低くてよい。
【0066】
幾つかの実施形態では、キャパシタ１５０及びインダクタ１５５の一方又は両方が、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストを、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスから絶縁することが可能である。例えば、キャパシタ１５０は、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスを、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストから絶縁することが可能である。インダクタ１５５は、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストを、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスから絶縁することが可能である。
【0067】
図６は、幾つかの実施形態によるプラズマシステム６００の概略図であり、プラズマシステム６００はプラズマチャンバ１１０を含み、プラズマチャンバ１１０は、フィルタリングされるＲＦドライバ１０５と、フィルタリングされるナノ秒パルサバイアス発生器１１５と、を有する。プラズマシステム６００は、図５のプラズマシステム５００とよく似ていてよい。この実施形態では、フィルタ１６０がキャパシタ１５０の代わりであってよく、且つ／又はフィルタ１６５がインダクタ１３５の代わりであってよい。
【0068】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５は、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスのパルス繰り返し周波数より高いＲＦ周波数でＲＦバーストを発生させてよい。
【0069】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ１０５とカソード１２０との間にフィルタ１６０が（例えば、直列に）配置されてよい。フィルタ１６０は、周波数が約１ＭＨｚ～２００ＭＨｚより高い、例えば、約１ＭＨｚ～１０ＭＨｚより高い高周波ＲＦバーストを通すハイパスフィルタであってよい。フィルタ１６０は、例えば、これらの高周波信号を通すことが可能な任意のタイプのフィルタを含んでよい。
【0070】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５とカソード１２０との間にフィルタ１６５が（例えば、直列に）配置されてよい。フィルタ１６５は、周波数が約１００ｋＨｚ及び１０ＭＨｚ（例えば、約１０ＭＨｚ等）より低い低周波パルスを通すローパスフィルタであってよい。フィルタ１６５は、例えば、これらの低周波信号を通すことが可能な任意のタイプのフィルタを含んでよい。
【0071】
幾つかの実施形態では、フィルタ１６０及びフィルタ１６５の一方又は両方が、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストを、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスから絶縁することが可能である。例えば、フィルタ１６０は、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスを、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストから絶縁することが可能である。フィルタ１６５は、ＲＦドライバ１０５が発生させるＲＦバーストを、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５が発生させるパルスから絶縁することが可能である。
【0072】
図７は、幾つかの実施形態によるプラズマシステム７００の回路図である。プラズマシステム７００は、ＲＦドライバ１０５及びナノ秒パルサバイアス発生器１１５を含む。ＲＦドライバ１０５及びナノ秒パルサバイアス発生器１１５は、回路中のＴｅｅにおいて負荷７３０と結合されている。
【0073】
負荷７３０は、任意のタイプの負荷を含んでよい。例えば、負荷７３０は低容量性負荷であってよく、例えば、キャパシタンスが約１ｎＦ～約１０ ｎＦ、又は約１００ｐＦ～約１００ｎＦ、又は約１０ｐＦ～約１，０００ｎＦより小さい負荷であってよい。別の例として、負荷７３０はプラズマチャンバ１１０を含んでよい。別の例として、負荷７３０はプラズマ及びチャンバ８３０を含んでよい。別の例として、負荷７３０は任意の誘電体バリア負荷を含んでよく、例えば、１ｐＦ、１０ｐＦ、１００ｐＦ、１ｎＦ、１０ｎＦ、１００ｎＦ等の間のキャパシタンスを有する任意の誘電体バリア負荷を含んでよい。
【0074】
ＲＦドライバ１０５はフィルタ１４０と結合されている。この例では、フィルタ１４０はハイパスフィルタを含む。このハイパスフィルタは、ハイパスキャパシタ７０５及びハイパスインダクタ７１０を含んでよい。ハイパスキャパシタ７０５はＲＦドライバ１０５と直列に結合されてよく、ハイパスインダクタ７１０はＲＦドライバ１０５と接地とに結合されてよい。
ナノ秒パルサバイアス発生器１１５はフィルタ１４５と結合されている。この例では、フィルタ１４５はローパスフィルタを含む。このローパスフィルタは、ローパスキャパシタ７２０及びローパスインダクタ７１５を含んでよい。ローパスインダクタ１７５はナノ秒パルサバイアス発生器１１５と直列に結合されてよく、ローパスキャパシタ７２０はナノ秒パルサバイアス発生器１１５と接地とに結合されてよい。
ナノ秒パルサバイアス発生器１１５はフィルタ１４５と結合されている。この例では、フィルタ１４５はローパスフィルタを含む。このローパスフィルタは、ローパスキャパシタ７２０及びローパスインダクタ７１５を含んでよい。ローパスインダクタ１７５はナノ秒パルサバイアス発生器１１５と直列に結合されてよく、ローパスキャパシタ７２０はナノ秒パルサバイアス発生器１１５と接地とに結合されてよい。
【0075】
幾つかの実施形態では、フィルタ１４０はハイパスフィルタを含んでよく、例えば、ＲＦドライバ１０５と直列に配置されたハイパスキャパシタ７０５、及び／又は接地されたハイパスインダクタ７１０を含んでよい。ハイパスインダクタ７１０は、例えば、インダクタンスが約２０ｎＨ～約５０μＨであるインダクタを含んでよい。別の例として、ハイパスインダクタ７１０は、インダクタンスが約２００ｎＨ～約５μＨであるハイパスインダクタ７１０を含んでよい。別の例として、ハイパスインダクタ７１０は、インダクタンスが約５００ｎＨ～約１μＨであるインダクタを含んでよい。別の例として、ハイパスインダクタ７１０は、インダクタンスが約８００ｎＨであるインダクタを含んでよい。
【0076】
ハイパスキャパシタ７０５は、例えば、キャパシタンスが約１０ｐＦ～約１０ｎＦであるキャパシタを含んでよい。別の例として、ハイパスキャパシタ７０５は、キャパシタンスが約５０ｐＦ～約１ｎＦであるハイパスキャパシタ７０５を含んでよい。別の例として、ハイパスキャパシタ７０５は、キャパシタンスが約１００ｐＦ～約５００ｐＦであるキャパシタを含んでよい。別の例として、ハイパスキャパシタ７０５は、キャパシタンスが約３２０ｐＦであるキャパシタを含んでよい。
【0077】
幾つかの実施形態では、フィルタ１４５はローパスフィルタを含んでよく、例えば、ナノ秒パルサバイアス発生器１１５と直列に配置されたローパスインダクタ７１５、及び／又は接地されたローパスキャパシタ７２０を含んでよい。ローパスインダクタ７１５は、例えば、インダクタンスが約８００ｎＨ～約５００μＨであるインダクタを含んでよい。別の例として、ローパスインダクタ７１５は、インダクタンスが約１μＨ～約１００μＨであるローパスインダクタを含んでよい。別の例として、ローパスインダクタ７１５は、インダクタンスが約１μＨ～約１０μＨであるインダクタを含んでよい。別の例として、ローパスインダクタ７１５は、インダクタンスが約２．５ｎＨであるインダクタを含んでよい。
【0078】
ローパスキャパシタ７２０は、例えば、キャパシタンスが約１０ｐＦ～約１０ｎＦであるキャパシタを含んでよい。別の例として、ローパスキャパシタ７２０は、キャパシタンスが約５０ｐＦ～約１ｎＦであるハイパスキャパシタ７０５を含んでよい。別の例として、ローパスキャパシタ７２０は、キャパシタンスが約１００ｐＦ～約５００ｐＦであるキャパシタを含んでよい。別の例として、ローパスキャパシタ７２０は、キャパシタンスが約２５０ｐＦであるキャパシタを含んでよい。
【0079】
幾つかの実施形態では、ローパスインダクタ７１５及び／又はハイパスインダクタ７１０の一方又は両方の浮遊キャパシタンスが約２５０ｐＦより小さくてよい。ＲＦドライバ１０５とフィルタ１４５との間の接続は、浮遊インダクタンスが約２．５μＨより小さくてよい。
【0080】
幾つかの実施形態では、プラズマシステム７００に示した例は、特性インピーダンスが５０オームであってよい。幾つかの実施形態では、プラズマシステム７００に示した例は、約５ＭＨｚの周波数で動作してよい。幾つかの実施形態では、プラズマシステム７００に示した例は、パルス幅が約１００ｎｓより長いパルスを発生させてよい。
【0081】
図８は、幾つかの実施形態によるＲＦドライバ及びチャンバ回路８００の回路図である。
【0082】
この例では、ＲＦドライバ及びチャンバ回路８００はＲＦドライバ８０５を含んでよい。ＲＦドライバ８０５は、例えば、ハーフブリッジドライバ、又は図８に示したようなフルブリッジドライバであってよい。ＲＦドライバ８０５は、入力電圧源Ｖ１を含んでよく、これはＤＣ電圧源（例えば、容量性ソース、ＡＣ－ＤＣコンバータ等）であってよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ８０５は、４つのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４を含んでよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ８０５は、複数のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４を直列又は並列に含んでよい。これらのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４は、例えば、任意のタイプのソリッドステートスイッチを含んでよく、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、光伝導スイッチ等を含んでよい。これらのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４は、高い周波数でスイッチングされてよく、且つ／又は高い電圧のパルスを発生させてよい。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よい。
【0083】
スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４の各スイッチは、それぞれのダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、及びＤ４と並列に結合されてよく、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４で表された浮遊インダクタンスを含んでよい。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同一でありうる。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、１，０００ｎＨ等より小さいことがありうる。スイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４）とそれぞれのダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、又はＤ４）との組み合わせは、それぞれのインダクタ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、又はＬ４）と直列に結合されてよい。インダクタＬ３及びＬ４は接地されてよい。インダクタＬ１は、スイッチＳ４及び共振回路８１０につながっている。そしてインダクタＬ２は、スイッチＳ３及び共振回路８１０の反対側につながっている。
【0084】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ８０５は、共振回路８１０と結合されてよい。共振回路８１０は、共振インダクタＬ５及び／又は共振キャパシタＣ５が変圧器Ｔ１と結合されていてよい。共振回路８１０は共振抵抗Ｒ５を含んでよく、例えば、共振抵抗Ｒ５は、ＲＦドライバ８０５と、共振回路８１０及び／又は共振回路８１０内の任意の部品（例えば、変圧器Ｔ１、キャパシタＣ５、及び／又はインダクタＬ５）との間の全てのリードの浮遊抵抗を含んでよい。幾つかの実施形態では、共振抵抗Ｒ５は、ワイヤ、パターン、又は回路素子の浮遊抵抗だけを含む。他の回路素子のインダクタンス及び／又はキャパシタンスが駆動周波数に影響する場合があるので、駆動周波数は、共振インダクタＬ５及び／又は共振キャパシタＣ５の選択によってほぼ設定されてよい。浮遊インダクタンス又は浮遊キャパシタンスを考慮して適切な駆動周波数を発生させる為には、更なる洗練及び／又はチューニングが必要になる場合がある。更に、変圧器Ｔ１の両端の立ち上がり時間は、次式が成り立てば、Ｌ５及び／又はＣ５を変化させることにより調節可能である。
ｆｒｅｓｏｎａｎｔ＝１／（２π√（（Ｌ５）（Ｃ２）））＝一定
ｆｒｅｓｏｎａｎｔ＝１／（２π√（（Ｌ５）（Ｃ２）））＝一定
【0085】
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ことにより、立ち上がり時間を遅くする又は短くすることが可能である。これらの値は又、バーストエンベロープに影響を及ぼしうる。図１７に示すように、各バーストは、過渡状態パルス及び定常状態パルスを含んでよい。各バースト内の過渡パルスは、定常状態パルス中にフル電圧に達するまで、Ｌ５及び／又は系のＱによって設定されてよい。
【0086】
ＲＦドライバ８０５内のスイッチが共振周波数（ｆｒｅｓｏｎａｎｔ）でスイッチングされると、変圧器Ｔ１における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等であってよい。
【0087】
幾つかの実施形態では、共振キャパシタＣ５は、変圧器Ｔ１の浮遊キャパシタンス及び／又は物理的キャパシタを含んでよい。幾つかの実施形態では、共振キャパシタＣ５は、キャパシタンスが約１０μＦ、１μＦ、１００ｎＦ、１０ｎＦ等であってよい。幾つかの実施形態では、共振インダクタＬ５は、変圧器Ｔ１の浮遊インダクタンス及び／又は物理的インダクタを含んでよい。幾つかの実施形態では、共振インダクタＬ５は、インダクタンスが約５０ｎＨ、１００ｎＨ、１５０ｎＨ、５００ｎＨ、１，０００ｎＨ等であってよい。幾つかの実施形態では、共振抵抗Ｒ５は、抵抗が約１０オーム、２５オーム、５０オーム、１００オーム、１５０オーム、５００オーム等であってよい。
【0088】
幾つかの実施形態では、共振抵抗Ｒ５は、物理的な回路内のワイヤ、パターン、及び／又は変圧器巻線の浮遊抵抗を表してよい。幾つかの実施形態では、共振抵抗Ｒ５は、抵抗が約１０ミリオーム、５０ミリオーム、１００ミリオーム、２００ミリオーム、５００ミリオーム等であってよい。
【0089】
幾つかの実施形態では、変圧器Ｔ１は、あらゆる目的の為に本文書に組み込まれている米国特許出願第１５／３６５，０９４号、件名「高電圧変圧器（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）」で開示されているような変圧器を含んでよい。幾つかの実施形態では、共振回路８１０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、スイッチが「オン」の時間、即ち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可能である。例えば、デューティサイクルが長くなるほど出力電圧は高くなり、デューティサイクルが短くなるほど出力電圧は低くなる。幾つかの実施形態では、共振回路８１０の出力電圧は、ＲＦドライバ８０５におけるスイッチングのデューティサイクルを調節することにより変更又はチューニングが可能である。
【0090】
例えば、スイッチのデューティサイクルの調節は、スイッチＳ１を開閉する信号Ｓｉｇ１のデューティサイクルを変更すること、スイッチＳ２を開閉する信号Ｓｉｇ２のデューティサイクルを変更すること、スイッチＳ３を開閉する信号Ｓｉｇ３のデューティサイクルを変更すること、及びスイッチＳ４を開閉する信号Ｓｉｇ４のデューティサイクルを変更することによって可能である。例えば、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４のデューティサイクルを調節することにより、共振回路８１０の出力電圧を制御することが可能である。
【0091】
幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ８０５の各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４は、互いに独立にスイッチングされてよく、又は他のスイッチのうちの１つ以上のスイッチと連動してスイッチングされてよい。例えば、信号Ｓｉｇ１は、信号Ｓｉｇ３と同じ信号であってよい。別の例では、信号Ｓｉｇ２は、信号Ｓｉｇ４と同じ信号であってよい。別の例では、各信号は、互いに独立であってよく、各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、又はＳ４を互いに独立に又は別々に制御してよい。
【0092】
幾つかの実施形態では、共振回路８１０は、半波整流器８１５と結合されてよく、半波整流器８１５はブロッキングダイオードＤ７を含んでよい。
【0093】
幾つかの実施形態では、半波整流器８１５は抵抗出力段８２０と結合されてよい。抵抗出力段８２０は、当該技術分野において知られている任意の抵抗出力段を含んでよい。例えば、抵抗出力段８２０は、あらゆる目的の為に完全な形で本開示に組み込まれている米国特許出願第１６／１７８，５３８号、件名「高電圧抵抗出力段回路（ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＲＥＳＩＳＴＩＶＥ ＯＵＴＰＵＴ ＳＴＡＧＥ ＣＩＲＣＵＩＴ）」に記載の任意の抵抗出力段を含んでよい。
【0094】
例えば、抵抗出力段８２０は、インダクタＬ１１、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ１及びキャパシタＣ１１を含んでよい。幾つかの実施形態では、インダクタＬ１１は、インダクタンスが約５μＨ～約２５μＨであってよい。幾つかの実施形態では、抵抗Ｒ１は、抵抗が約５０オーム～約２５０オームであってよい。幾つかの実施形態では、抵抗Ｒ３は、抵抗出力段８２０の浮遊抵抗を含んでよい。
幾つかの実施形態では、抵抗Ｒ１は、直列及び／又は並列に並んだ複数の抵抗を含んでよい。キャパシタＣ１１は、抵抗Ｒ１の浮遊キャパシタンスを表してよく、これは、直列及び／又は並列の抵抗の並びのキャパシタンスを含む。浮遊キャパシタンスＣ１１のキャパシタンスは、例えば、５００ｐＦ、２５０ｐＦ、１００ｐＦ、５０ｐＦ、１０ｐＦ、１ｐＦ等より小さくてよい。浮遊キャパシタンスＣ１１のキャパシタンスは、例えば、負荷キャパシタンスより小さい場合があり、例えば、Ｃ７、Ｃ８、及び／又はＣ９のキャパシタンスより小さくてよい。
幾つかの実施形態では、抵抗Ｒ１は、直列及び／又は並列に並んだ複数の抵抗を含んでよい。キャパシタＣ１１は、抵抗Ｒ１の浮遊キャパシタンスを表してよく、これは、直列及び／又は並列の抵抗の並びのキャパシタンスを含む。浮遊キャパシタンスＣ１１のキャパシタンスは、例えば、５００ｐＦ、２５０ｐＦ、１００ｐＦ、５０ｐＦ、１０ｐＦ、１ｐＦ等より小さくてよい。浮遊キャパシタンスＣ１１のキャパシタンスは、例えば、負荷キャパシタンスより小さい場合があり、例えば、Ｃ７、Ｃ８、及び／又はＣ９のキャパシタンスより小さくてよい。
【0095】
幾つかの実施形態では、抵抗Ｒ１は負荷（例えば、プラズマシースキャパシタンス）を放電してよい。幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０は、各パルス周期の間の平均電力で約１キロワット超を、且つ／又は各パルス周期におけるエネルギで１ジュール未満を放出するように構成されてよい。幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０の抵抗Ｒ１の抵抗は２００オームより小さくてよい。幾つかの実施形態では、抵抗Ｒ１は、直列又は並列に並んだ複数の抵抗を含んでよく、それらの結合キャパシタンス（例えば、Ｃ１１）は約２００ｐＦより小さい。
【0096】
幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０は、負荷上の電圧波形の形状を制御することに使用可能な回路素子の集合体を含んでよい。幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０は、受動素子のみ（例えば、抵抗、キャパシタ、インダクタ等）を含んでよい。幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０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）を含んでよい。幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０は、例えば、波形の電圧立ち上がり時間及び／又は波形の電圧立ち下がり時間を制御することに使用されてよい。
【0097】
幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０は、容量性負荷（例えば、ウェーハ及び／又はプラズマ）を放電してよい。例えば、これらの容量性負荷はキャパシタンスが小さくてよい（例えば、約１０ｐＦ、１００ｐＦ、５００ｐＦ、１ｎＦ、１０ｎＦ、１００ｎＦ等であってよい）。
【0098】
幾つかの実施形態では、抵抗出力段は、パルスのパルス電圧が高く（例えば、１ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、５０ｋＶ、１００ｋＶ等より高い電圧であり）、且つ／又はパルスの周波数が高く（例えば、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ等より高い周波数であり）、且つ／又はパルスの周波数が約４００ｋＨｚ、０．５ＭＨｚ、２．０ＭＨｚ、４．０ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、５０ ＭＨｚ等である回路で使用されてよい。
【0099】
幾つかの実施形態では、抵抗出力段は、高い平均電力、高いピーク電力、速い立ち上がり時間、及び／又は速い立ち下がり時間をハンドリングするように選択されてよい。例えば、平均電力定格は、約０．５ｋＷ、１．０ｋＷ、１０ｋＷ、２５ｋＷ等より大きくてよく、且つ／又は、ピーク電力定格は、約１ｋＷ、１０ｋＷ、１００ｋＷ、１ＭＷ等より大きくてよい。
【0100】
幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０は、受動部品の直列又は並列のネットワークを含んでよい。例えば、抵抗出力段８２０は、直列の抵抗、キャパシタ、及びインダクタを含んでよい。別の例として、抵抗出力段８２０は、キャパシタとインダクタの並列の組み合わせに抵抗が直列につながったものを含んでよい。例えば、Ｌ１１は、整流器からの出力電圧があるときに抵抗出力段に有意のエネルギが注入されないようにするのに十分な大きさが選択されてよい。Ｒ３及びＲ１の値は、Ｌ／Ｒ時間で負荷中のしかるべきキャパシタがＲＦ周波数より速く放電することが可能であるように選択されてよい。
【0101】
幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０は、バイアス補償回路８２５と結合されてよい。バイアス補償回路８２５は、当該技術分野において知られている任意のバイアス回路及び／又はバイアス補償回路を含んでよい。例えば、バイアス補償回路８２５は、あらゆる目的の為に完全な形で本開示に組み込まれている米国特許出願第１６／５２３，８４０号、件名「ナノ秒パルサバイアス補償（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＢＩＡＳ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ）」に記載の任意のバイアス回路及び／又はバイアス補償回路を含んでよい。幾つかの実施形態では、抵抗出力段８２０及び／又はバイアス補償回路８２５は任意選択であってよい。
【0102】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサは、抵抗出力段８２０によく似た抵抗出力段を含んでよい。
【0103】
幾つかの実施形態では、バイアス補償回路８２５は、バイアスキャパシタＣ１１、ブロッキングキャパシタＣ１２、ブロッキングダイオードＤ８、スイッチＳ５ （例えば、高電圧スイッチ）、オフセット供給電圧Ｖ２、抵抗Ｒ２、及び／又は抵抗Ｒ４を含んでよい。幾つかの実施形態では、スイッチＳ５は、あらゆる目的の為に完全な形で本開示に組み込まれている米国特許出願第８２／７１７，６３７号、件名「ナノ秒パルス発生用高電圧スイッチ（ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＳＷＩＴＣＨ ＦＯＲ ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＩＮＧ）」、及び／又は米国特許出願第１６／１７８，５６５号、件名「ナノ秒パルス発生用高電圧スイッチ（ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＳＷＩＴＣＨ ＦＯＲ ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＩＮＧ）」に記載の高電圧スイッチを含む。
【0104】
幾つかの実施形態では、オフセット供給電圧Ｖ５は、出力電圧を正バイアス又は負バイアスすることが可能なＤＣ電圧源を含んでよい。幾つかの実施形態では、ブロッキングキャパシタＣ１２は、オフセット供給電圧Ｖ２を、抵抗出力段８２０及び／又は他の回路素子から絶縁／分離することが可能である。幾つかの実施形態では、バイアス補償回路８２５は、回路の１つの部分から別の部分への電力の電位シフトを可能にできる。幾つかの実施形態では、バイアス補償回路８２５は、チャンバ内で高電圧パルスがアクティブであるときにウェーハを定位置に保持することに使用されてよい。抵抗Ｒ２は、ＤＣバイアス電源をドライバから保護／絶縁することが可能である。
【0105】
幾つかの実施形態では、スイッチＳ５は、ＲＦドライバ８０５がパルスを発生させている間は開いてよく、ＲＦドライバ８０５がパルスを発生させていない間は閉じてよい。スイッチＳ５は、閉じている間は、例えば、ブロッキングダイオードＤ８の両端で電流を短絡させることが可能である。この電流を短絡させることにより、ウェーハとチャックとの間が２ｋＶより低くなる（これは許容範囲内でありうる）ようにバイアスすることを可能にできる。
【0106】
幾つかの実施形態では、プラズマ及びチャンバ８３０は、バイアス補償回路８２５と結合されてよい。プラズマ及びチャンバ８３０は、例えば、図８に示した様々な回路素子で表されてよい。
【0107】
図９は、幾つかの実施形態によるＲＦドライバ及びチャンバ回路９００の回路図である。ＲＦドライバ及びチャンバ回路９００は、例えば、ＲＦドライバ８０５、共振回路８１０、バイアス補償回路８２５、及びプラズマ及びチャンバ８３０を含んでよい。ＲＦドライバ及びチャンバ回路９００は、ＲＦドライバ及びチャンバ回路８００とよく似ているが、抵抗出力段８２０がなく、エネルギ回収回路９０５を含む。幾つかの実施形態では、エネルギ回収回路９０５及び／又はバイアス補償回路８２５は任意選択であってよい。
【0108】
この例では、エネルギ回収回路９０５は、変圧器Ｔ１の二次側に配置されてよく、又は二次側と電気的に結合されてよい。エネルギ回収回路９０５は、例えば、変圧器Ｔ１の二次側の両端にダイオードＤ９（例えば、クローバーダイオード）を含んでよい。エネルギ回収回路９０５は、例えば、（直列に並んだ）ダイオードＤ１０及びインダクタＬ１２を含んでよく、これにより、電流が変圧器Ｔ１の二次側から流れて電源Ｃ１を充電することと、電流がプラズマ及びチャンバ８３０に流れることと、を可能にできる。ダイオードＤ１２及びインダクタＬ１２は、変圧器Ｔ１の二次側に電気的に接続され、電源Ｃ１と結合されてよい。幾つかの実施形態では、エネルギ回収回路９０５は、変圧器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を含んでよい。インダクタＬ１２は、浮遊インダクタンスを表してよく、且つ／又は変圧器Ｔ１の浮遊インダクタンスを含んでよい。
【0109】
ナノ秒パルサがオンになると、電流がプラズマ及びチャンバ８３０を充電する（例えば、キャパシタＣ７、キャパシタＣ８、又はキャパシタＣ９を充電する）ことが可能である。例えば、変圧器Ｔ１の二次側の電圧が電源Ｃ１の充電電圧より高くなると、幾らかの電流がインダクタンスＬ１２を流れることが可能である。ナノ秒パルサがオフになると、電流がプラズマ及びチャンバ８３０内のキャパシタからインダクタＬ１２を通って流れて、インダクタＬ１２の両端の電圧がゼロになるまで電源Ｃ１を充電することが可能である。ダイオードＤ９は、プラズマ及びチャンバ８３０内のキャパシタが、プラズマ及びチャンバ８３０又はバイアス補償回路８２５のインダクタンスとリンギングを起こすのを防ぐことが可能である。
【0110】
ダイオードＤ１２は、例えば、電源Ｃ１からプラズマ及びチャンバ８３０内のキャパシタへ電荷が流れるのを防ぐことが可能である。
【0111】
インダクタＬ１２の値は、電流の立ち下がり時間を制御する為に選択されてよい。幾つかの実施形態では、インダクタＬ１２は、インダクタンスの値が１μＨ～５００μＨであってよい。
【0112】
幾つかの実施形態では、エネルギ回収回路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可能なスイッチを含んでよい。このスイッチは、例えば、インダクタＬ１２と直列に配置されてよい。幾つかの実施形態では、このスイッチは、スイッチＳ１が開いているとき且つ／又はもはやパルスを発生させていないときに閉じてよく、これは、電流がプラズマ及びチャンバ８３０から電源Ｃ１に戻ることを可能にする為である。
【0113】
エネルギ回収回路９０５内のスイッチは、例えば、２０１８年１１月１日に出願された米国特許出願第１６／１７８，５６５号、件名「電力が絶縁されている高電圧スイッチ（ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＳＷＩＴＣＨ ＷＩＴＨ ＩＳＯＬＡＴＥＤ ＰＯＷＥＲ）」（これは、２０１８年８月１０日に出願された米国特許仮出願第６２／７１７，６３７号の優先権を主張するものであり、これらは両方とも参照によって完全な形で組み込まれている）で開示されている高電圧スイッチのような高電圧スイッチを含んでよい。幾つかの実施形態では、ＲＦドライバ８０５は、ＲＦドライバ８０５内に示された様々な部品の代わりに又はそれらの部品に加えて高電圧スイッチを含んでよい。幾つかの実施形態では、高電圧スイッチを使用することにより、少なくとも変圧器Ｔ１及びスイッチＳ１を除去することを可能にできる。
【0114】
幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサは、エネルギ回収回路９０５とよく似たエネルギ回収回路を含んでよい。
【0115】
ＲＦドライバ及びチャンバ回路８００及びＲＦドライバ及びチャンバ回路９００は、例えば、５０オーム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やスタンドアロンマッチングネットワークのような従来型のマッチングネットワークを含まない。実際、本文書内に記載した実施形態は、ウェーハチャンバに印加されるスイッチング電力をチューニングする為に５０オームマッチングネットワークを必要としない。更に、本文書内に記載した実施形態は、従来型のマッチングネットワークがない可変出力インピーダンスＲＦ発生器を備える。これにより、プラズマチャンバに引き込まれる電力を迅速に変更することを可能にできる。典型的には、この、マッチングネットワークのチューニングには少なくとも１００～２００μｓかかる可能性がある。幾つかの実施形態では、電力の変更は、ＲＦの１～２周期以内に行うことが可能であり、例えば、４００ｋＨｚでは２．５～５．０μｓ以内に行うことが可能である。
【0116】
図１０は、（例えば、プラズマシステム３００、４００、５００、６００、又は７００のような）プラズマシステムが発生させる波形である。波形は、チャンバの前の電圧を示す。この例では、波形は、ＲＦドライバ１０５がオフにされた状態で発生している。この例では、複数のパルスが発生する。
【0117】
図１１は、（例えば、プラズマシステム３００、４００、５００、６００、又は７００のような）プラズマシステムが発生させる波形である。波形は、チャンバの前の電圧を示す。この例では、ＲＦドライバ１０５及びナノ秒パルサバイアス発生器１１５の両方がオンにされている。この例では、複数のパルスがＲＦ信号とともに発生する。
【0118】
図１２は、（例えば、プラズマシステム３００、４００、５００、６００、又は７００のような）プラズマシステムが発生させる波形である。波形は、チャンバ内の波形を示し、例えば、ウェーハにおける波形を示す。この例では、波形は、ＲＦドライバ１０５がオフにされた状態で発生している。この例では、複数のパルスが発生する。
【0119】
図１３は、（例えば、プラズマシステム３００、４００、５００、６００、又は７００のような）プラズマシステムが発生させる波形である。波形は、チャンバ内の波形を示し、例えば、ウェーハにおける波形を示す。この例では、波形は、ＲＦドライバ１０５がオフにされた状態で発生している。この例では、複数のパルスが発生する。
【0120】
「又は（ｏｒ）」という語は包含的である。
【0121】
特に断らない限り、「ほぼ（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という語は、言及された値の５～１０％以内、又は製造公差以内であることを意味する。特に断らない限り、「約（ａｂｏｕｔ）」という語は、言及された値の５～１０％以内、又は製造公差以内であることを意味する。
【0122】
幾つかの部分が、コンピューティングシステムメモリ（例えば、コンピュータメモリ）に記憶されているデータビット又はバイナリデジタル信号に対する動作のアルゴリズム又はシンボリック表現として示されている。これらのアルゴリズム的な記述又は表現は、データ処理技術分野の当業者が自分の仕事の内容を他の当業者に伝える場合に用いられる手法の例である。アルゴリズムは、所望の結果につながる動作又は同様の処理の首尾一貫したシーケンスである。この文脈では、動作又は処理は、物理量の物理的マニピュレーションを伴う。典型的には、必ずではないが、そのような量は、記憶、転送、結合、比較、又は他のマニピュレーションが可能な電気信号又は磁気信号の形をとりうる。そのような信号を、主に共通使用の為に、ビット、データ、値、要素、シンボル、文字、項、数値、数字等として参照することが時には便利であることがわかっている。しかしながら、当然のこととして、これら及び同様の用語は全て、しかるべき物理量に関連付けられるべきものであり、便利なラベルに過ぎない。特に断らない限り、本明細書の議論の全体を通して、「処理（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」、「コンピューティング（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、「計算（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」、「判断（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」、識別（ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ）」等の用語を利用することは、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、又は他の情報格納装置、伝送装置、又はディスプレイ装置内で実際の電子的又は磁気的な量として表されたデータをマニピュレート又は変換する、コンピューティング装置（例えば、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装置）のアクション又はプロセスを参照するものであると理解されたい。
【0123】
本明細書に記載の１つ以上のシステムは、いかなる特定のハードウェアアーキテクチャ又はハードウェア構成にも限定されない。コンピューティング装置は、１つ以上の入力に対して条件付けられた結果を出力する任意の適切なコンポーネント構成を包含しうる。適切なコンピューティング装置は、汎用コンピューティング装置から、本発明対象の１つ以上の実施形態を実施する専用コンピューティング装置までのコンピューティングシステムをプログラム又は構成する記憶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。本明細書に含まれる教示を、コンピューティング装置をプログラム又は構成することに使用されるソフトウェアの形で実施する為に、任意の適切なプログラミング言語、スクリプト言語、又は他のタイプの言語、又は言語の組み合わせが使用されてよい。
【0124】
本明細書に開示の方法の実施形態は、そのようなコンピューティング装置の動作において実施されてよい。上記の実施例において示されたブロックの順序は変更されてよく、例えば、ブロックの順序を変更したり、ブロック同士を結合したり、且つ／又はブロックをサブブロックに分割したりしてよい。幾つかのブロック又はプロセスが並行して実施されてよい。
【0125】
「ように適合された（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」又は「ように構成された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」の使用は、追加のタスク又はステップを実施するように適合又は構成された装置を排除しない、開放的且つ包含的な言い回しを意図している。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（ｂａｓｅｄ ｏｎ）」プロセス、ステップ、計算、又は他のアクションが、実際には、それらの記載された条件又は値を超える追加の条件又は値に基づいてよいという点で開放的且つ包含的であることを意図されている。見出し、リスト、及び番号付けは、説明を容易にする為のものに過ぎず、限定の意図はない。
【0126】
本発明対象を、その特定の実施形態に関して詳細に説明してきたが、当然のことながら、当業者であれば、上述の内容を理解すれば、そのような実施形態の変更物、バリエーション、及び等価物を容易に生成可能である。従って、当然のことながら、本開示は、限定ではなく例示を目的として示されており、当業者であれば容易に明らかであろうように、本発明対象に対するそのような修正、変形、及び／又は追加を包含することを排除しない。
〔付記１〕
プラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバに入るＲＦバーストを、２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で駆動するＲＦドライバと、
前記プラズマチャンバに入るパルスを、前記ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高いピーク電圧とで駆動するナノ秒パルサと、
前記ＲＦドライバと前記プラズマチャンバとの間に配置された第１のフィルタと、
前記ナノ秒パルサと前記プラズマチャンバとの間に配置された第２のフィルタと、
を含むプラズマシステム。
〔付記２〕
前記パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記３〕
第１のフィルタは、前記ＲＦドライバ及び前記プラズマチャンバと直列であるキャパシタを含み、前記キャパシタは、キャパシタンスが約５００ｐＨより小さい、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記４〕
第１のフィルタは、前記ＲＦドライバの出力と接地とに結合されたインダクタを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記５〕
前記第２のフィルタは、前記ナノ秒パルサ及び前記プラズマチャンバと直列であるインダクタを含み、前記インダクタは、インダクタンスが約５０μＨより小さい、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記６〕
前記第２のフィルタは、前記ナノ秒パルサの出力と接地とに結合されたキャパシタを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記７〕
前記第１のフィルタはハイパスフィルタを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記８〕
前記第２のフィルタはローパスフィルタを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記９〕
前記ＲＦドライバはマッチングネットワークを含まない、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１０〕
前記プラズマチャンバは、前記ＲＦドライバと電気的に結合されたアンテナを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１１〕
前記プラズマチャンバは、前記ＲＦドライバと電気的に結合されたカソードを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１２〕
前記プラズマチャンバは、前記ナノ秒パルサと電気的に結合されたカソードを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１３〕
アンテナ及びカソードを含むプラズマチャンバと、
前記アンテナと電気的に結合されたＲＦドライバであって、前記ＲＦドライバは、約２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で前記プラズマチャンバ内にＲＦバーストを発生させる、前記ＲＦドライバと、
前記カソードと電気的に結合されたナノ秒パルサであって、前記ナノ秒パルサは、前記ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高い電圧とで前記プラズマチャンバ内にパルスを発生させる、前記ナノ秒パルサと、
前記ＲＦドライバと前記アンテナとの間に配置されたキャパシタと、
前記ナノ秒パルサと前記カソードとの間に配置されたインダクタと、
を含むプラズマシステム。
〔付記１４〕
前記キャパシタはキャパシタンスが約１００ｐＦより小さい、付記１３に記載のプラズマシステム。
〔付記１５〕
前記インダクタはインダクタンスが約１０ｎＨより小さい、付記１３に記載のプラズマシステム。
〔付記１６〕
前記パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い、付記１３に記載のプラズマシステム。
〔付記１７〕
カソードを含むプラズマチャンバと、
前記カソードと電気的に結合されたＲＦドライバであって、前記ＲＦドライバは、約２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で前記プラズマチャンバ内にＲＦバーストを発生させる、前記ＲＦドライバと、
前記カソードと電気的に結合されたナノ秒パルサであって、前記ナノ秒パルサは、前記ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高い電圧とで前記プラズマチャンバ内にパルスを発生させる、前記ナノ秒パルサと、
前記ＲＦドライバと前記カソードとの間に配置されたキャパシタと、
前記ナノ秒パルサと前記カソードとの間に配置されたインダクタと、
を含むプラズマシステム。
〔付記１８〕
前記キャパシタはキャパシタンスが約１００ｐＦより小さい、付記１７に記載のプラズマシステム。
〔付記１９〕
前記インダクタはインダクタンスが約１０ｎＨより小さい、付記１７に記載のプラズマシステム。
〔付記２０〕
前記パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い、付記１７に記載のプラズマシステム。
〔付記１〕
プラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバに入るＲＦバーストを、２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で駆動するＲＦドライバと、
前記プラズマチャンバに入るパルスを、前記ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高いピーク電圧とで駆動するナノ秒パルサと、
前記ＲＦドライバと前記プラズマチャンバとの間に配置された第１のフィルタと、
前記ナノ秒パルサと前記プラズマチャンバとの間に配置された第２のフィルタと、
を含むプラズマシステム。
〔付記２〕
前記パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記３〕
第１のフィルタは、前記ＲＦドライバ及び前記プラズマチャンバと直列であるキャパシタを含み、前記キャパシタは、キャパシタンスが約５００ｐＨより小さい、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記４〕
第１のフィルタは、前記ＲＦドライバの出力と接地とに結合されたインダクタを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記５〕
前記第２のフィルタは、前記ナノ秒パルサ及び前記プラズマチャンバと直列であるインダクタを含み、前記インダクタは、インダクタンスが約５０μＨより小さい、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記６〕
前記第２のフィルタは、前記ナノ秒パルサの出力と接地とに結合されたキャパシタを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記７〕
前記第１のフィルタはハイパスフィルタを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記８〕
前記第２のフィルタはローパスフィルタを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記９〕
前記ＲＦドライバはマッチングネットワークを含まない、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１０〕
前記プラズマチャンバは、前記ＲＦドライバと電気的に結合されたアンテナを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１１〕
前記プラズマチャンバは、前記ＲＦドライバと電気的に結合されたカソードを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１２〕
前記プラズマチャンバは、前記ナノ秒パルサと電気的に結合されたカソードを含む、付記１に記載のプラズマシステム。
〔付記１３〕
アンテナ及びカソードを含むプラズマチャンバと、
前記アンテナと電気的に結合されたＲＦドライバであって、前記ＲＦドライバは、約２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で前記プラズマチャンバ内にＲＦバーストを発生させる、前記ＲＦドライバと、
前記カソードと電気的に結合されたナノ秒パルサであって、前記ナノ秒パルサは、前記ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高い電圧とで前記プラズマチャンバ内にパルスを発生させる、前記ナノ秒パルサと、
前記ＲＦドライバと前記アンテナとの間に配置されたキャパシタと、
前記ナノ秒パルサと前記カソードとの間に配置されたインダクタと、
を含むプラズマシステム。
〔付記１４〕
前記キャパシタはキャパシタンスが約１００ｐＦより小さい、付記１３に記載のプラズマシステム。
〔付記１５〕
前記インダクタはインダクタンスが約１０ｎＨより小さい、付記１３に記載のプラズマシステム。
〔付記１６〕
前記パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い、付記１３に記載のプラズマシステム。
〔付記１７〕
カソードを含むプラズマチャンバと、
前記カソードと電気的に結合されたＲＦドライバであって、前記ＲＦドライバは、約２ＭＨｚより高いＲＦ周波数で前記プラズマチャンバ内にＲＦバーストを発生させる、前記ＲＦドライバと、
前記カソードと電気的に結合されたナノ秒パルサであって、前記ナノ秒パルサは、前記ＲＦ周波数より低いパルス繰り返し周波数と、２ｋＶより高い電圧とで前記プラズマチャンバ内にパルスを発生させる、前記ナノ秒パルサと、
前記ＲＦドライバと前記カソードとの間に配置されたキャパシタと、
前記ナノ秒パルサと前記カソードとの間に配置されたインダクタと、
を含むプラズマシステム。
〔付記１８〕
前記キャパシタはキャパシタンスが約１００ｐＦより小さい、付記１７に記載のプラズマシステム。
〔付記１９〕
前記インダクタはインダクタンスが約１０ｎＨより小さい、付記１７に記載のプラズマシステム。
〔付記２０〕
前記パルス繰り返し周波数は１０ｋＨｚより高い、付記１７に記載のプラズマシステム。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】