特表 2022-526863 プラズマシステムに適用される方法と関連のプラズマシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-26

(54)【発明の名称】プラズマシステムに適用される方法と関連のプラズマシステム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20220519BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20220519BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105Z

H01L21/302 101

H05H1/46 R

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021570419

(86)(22)【出願日】2020-04-08

(85)【翻訳文提出日】2022-01-14

(86)【国際出願番号】 CN2020083727

(87)【国際公開番号】W WO2020238426

(87)【国際公開日】2020-12-03

(31)【優先権主張番号】201910464334.7

(32)【優先日】2019-05-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510182294

【氏名又は名称】北京北方華創微電子装備有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＢＥＩＪＩＮＧ ＮＡＵＲＡ ＭＩＣＲＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】ＮＯ．８ Ｗｅｎｃｈａｎｇ Ａｖｅｎｕｅ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｒｅａ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１７６， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】特許業務法人 信栄特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲衛▼ 晶

(72)【発明者】

【氏名】▲韋▼ ▲剛▼

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲鵬▼一

【テーマコード（参考）】

2G084

5F004

【Ｆターム（参考）】

2G084AA02

2G084BB16

2G084CC12

2G084DD02

2G084DD24

2G084DD38

2G084DD55

2G084HH05

2G084HH08

2G084HH22

2G084HH23

2G084HH28

2G084HH43

2G084HH54

2G084HH56

5F004AA16

5F004BB13

5F004BB18

5F004CA03

5F004CA06

5F004CA08

5F004CB05

(57)【要約】

提供されるのは、プラズマシステムに適用される方法である。プラズマシステムは、室と、室に配設される下方電極と、整合回路を介して下方電極に結合される高周波源とを有する。プラズマシステムは、下方電極に載置された工作物を加工するように構成される。この方法は、高周波源を始動させることと、高周波源の高周波電力を上昇させることと、デフォルト位置にある整合回路を通して下方電極で出力電力を発生させることと、第１条件が満たされた時に、高周波電力を第１傾向で調節して、出力電力と高周波電力との比の上昇を伴う第２傾向で整合回路を調節して第２条件を満たすこととを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマシステムに適用される方法であって、前記プラズマシステムが、室と、前記室に配設される下方電極と、整合回路を介して前記下方電極に結合される高周波源とを有し、前記プラズマシステムが、前記下方電極に載置される工作物を加工するように構成され、
前記高周波源を始動させることと、
前記高周波源の高周波電力を上昇させて、デフォルト位置にある前記整合回路の整合器を通して前記下方電極で出力電力を発生させることと、
第１条件が満たされた時に前記高周波電力を第１傾向で調節し、前記出力電力と前記高周波電力との比の上昇を伴う第２傾向で前記整合回路を調節して第２条件を満たすことと、を包含する方法。

【請求項2】

前記第１条件が、前記工作物に結合されたセンサにより検出される直流（ＤＣ）電圧がデフォルト電圧に達することを包含する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１条件が、前記高周波電力が最大高周波電力に達することを包含する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記出力電力と前記高周波電力との比が最大であって、前記工作物に結合された前記センサにより検出される前記ＤＣ電圧が前記デフォルト電圧に達した時に、前記第２条件が満たされる、請求項２または３に記載の方法。

【請求項5】

前記第１傾向が、前記高周波電力を低下方式で調節することを包含する、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

プラズマシステムに適用される方法であって、前記プラズマシステムが、室と、前記室に配設される下方電極と、整合回路を介して前記下方電極に結合される高周波源とを有して前記プラズマシステムが、前記下方電極に載置された工作物を加工するように構成され、
高周波源を始動させることと、
前記高周波源の前記高周波電力を上昇させて、前記高周波電力が、デフォルト位置にある前記整合回路の整合器を通して前記下方電極で出力電力を発生させることと、
前記工作物に結合されたセンサにより検出されるＤＣ電圧がデフォルト電圧に達するか、前記高周波電力が最大高周波電力に達した時に、前記整合回路の前記整合器を調節して、前記出力電力と前記高周波電力との比を上昇させることと、を包含する方法。

【請求項7】

さらに、
前記ＤＣ電圧が前記デフォルト電圧に達するか前記高周波電力が前記最大高周波電力に達した時に、前記高周波源の前記高周波電力を低下させること、
を包含する、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

さらに、
前記ＤＣ電圧が前記デフォルト電圧より高くなるまで前記高周波電力を維持してから、前記高周波源の前記高周波電力を低下させることと、
を包含する、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

さらに、
前記出力電力と前記高周波電力との比が最大であって前記ＤＣ電圧が前記デフォルト電圧に達した時に、前記整合回路の前記整合器の調節を停止すること、
を包含する、請求項７または８に記載の方法。

【請求項10】

室を有して、前記室に載置される工作物を加工するように構成されるプラズマシステムであって、
前記室に配設される下方電極と、
前記下方電極に結合される高周波源と、
前記高周波源と前記下方電極との間に結合される整合回路であって、前記高周波源が始動して高周波電力を発生させた時に、デフォルト位置にある前記整合回路の整合器を通して前記下方電極で出力電力が発生される、整合回路と、
前記高周波源と前記整合回路とに結合される制御回路であって、前記高周波源を制御して、第１条件が満たされるまで前記高周波電力を上昇させてから前記高周波電力を第１傾向で調節し、前記出力電力と前記高周波電力との比の上昇を伴う第２傾向で前記整合回路を調節して第２条件を満たすように構成される制御回路と、を具備するプラズマシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作方法に、より詳しくは、プラズマシステムに適用される方法と、関連のプラズマシステムと、に関する。

【背景技術】

【0002】

集積回路の特徴のサイズを連続的に縮小するには、より一層厳密な加工技術が必要とされる。重要な要件の一つは、製品エッチングの一貫性である。技術プロセスの間、室の間での一貫性問題により引き起こされる技術的リスクを回避するように、同じタイプの工作台の全ての室からの技術的結果の一貫性について、厳密な要件が課せられる。それゆえ、異なる室の間での技術的結果の一貫性は、厳密なプロセス制御を通して達成される必要がある。実際の制御プロセスにおいて、下方電極ルーティング形式のように、制御不能な分散パラメータの差異により引き起こされるエッチング結果の差異がやはり存在し、先進プロセスでは特にさらに拡大される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

それゆえ、本開示は、背景部分で言及された問題の少なくとも一つを解決するための、プラズマシステムに適用される方法と関連のプラズマシステムとを開示する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

開示の実施形態によれば、プラズマシステムに適用される方法が提供される。前記プラズマシステムは、室と、前記室に配設される下方電極と、整合回路を介して前記下方電極に結合される高周波源とを有する。前記プラズマシステムは、前記下方電極に載置された工作物を加工するように構成される。この方法は、前記高周波源を始動させることと、前記高周波源の高周波電力を上昇させることと、デフォルト位置にある前記整合回路を通して前記下方電極で出力電力を発生させることと、第１条件が満たされた時に、前記高周波電力を第１傾向で調節して、前記出力電力と前記高周波電力との比の上昇を伴う第２傾向で前記整合回路を調節して第２条件を満たすこととを含む。

【0005】

開示の実施形態によれば、プラズマシステムに適用される方法が提供される。前記プラズマシステムは、室と、前記室に配設される下方電極と、整合回路を介して前記下方電極に結合される高周波源とを有する。前記プラズマシステムは、前記下方電極に載置された工作物を加工するように構成される。この方法は、高周波源を始動させて高周波電力を発生させることと、前記高周波源の前記高周波電力を上昇させ、前記高周波電力が、デフォルト位置にある前記整合回路を通して前記下方電極で出力電力を発生させることと、前記工作物に結合されたセンサにより検出されるＤＣ電圧がデフォルト電圧に達するか、前記高周波電力が最大高周波電力に達した時に、前記整合回路を調節して、前記出力電力と前記高周波電力との比を上昇させることとを含む。

【0006】

開示の実施形態によれば、室に載置された工作物を加工するように構成されるプラズマシステムが提供される。プラズマシステムは、下方電極と、高周波源と、整合回路と、制御回路とを含む。下方電極は室に配設され、高周波源は下方電極に結合され、整合回路は高周波源と下方電極との間に結合される。前記高周波源が始動されて高周波電力を発生させると、デフォルト位置にある前記整合回路を通して前記下方電極で出力電力が発生される。制御回路は高周波源と整合回路とに結合される。制御回路は前記高周波源を制御して、第１条件が満たされるまで前記高周波電力を上昇させてから、前記高周波電力を第１傾向で調節し、前記出力電力と前記高周波電力との比の上昇を伴う第２傾向で前記整合回路を調節して第２条件を満たすように構成される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】開示の一実施形態によるプラズマシステムの略図である。

【図2】開示の一実施形態による整合回路の略図である。

【図3】開示の一実施形態によるプラズマシステムに適用される方法の第１フローチャート部分である。

【図4A】図３に示された方法の第１フローチャート部分による波形図である。

【図4B】図３に示された方法の第１フローチャート部分による別の波形図である。

【図5】開示の一実施形態によるプラズマシステムに適用される方法の第２フローチャート部分である。

【図6A】図５に示された方法の第２フローチャート部分による波形図である。

【図6B】図５に示された方法の第２フローチャート部分による別の波形図である。

【図7A】図４Ａの実施形態による波形図である。

【図7B】図４Ｂの実施形態による波形図である。

【図7C】図４Ｂの実施形態による別の波形図である。

【図8】開示の別の実施形態によるプラズマシステムに適用される方法のフローチャートである。

【図9A】図８に示された方法のフローチャートによる波形図である。

【図9B】図８に示された方法のフローチャートによる別の波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下の開示は、開示の様々な特徴を実行するのに使用され得る様々な実行例又は例を提供する。以下に記載される部品及び構成の特定実施形態は、本開示を単純化するように提供される。このような記載は単に例示的であって本開示を限定する意図はないことが理解されるべきである。例えば、以下の記載で、或る実施形態において第２特徴の上又は上方に第１特徴を形成することは、第１及び第２特徴が互いに直接接触していることを含み、そして他の或る実施形態は、第１及び第２特徴が直接接触しないように第１及び第２特徴の間に追加部品が形成されることも含み得る。加えて、本開示は、簡潔性及び明瞭性を目的として様々な実施形態で同じ参照符号及び／又は番号を使用し、これは、論じられる様々な実施形態及び／又は構成の間の関係を表すものではない。

【0009】

さらに、“ｕｎｄｅｒ（下に）”、“”ｂｅｌｏｗ（下方に）”、“ｏｖｅｒ（上方に）”、“ａｂｏｖｅ（上側に）”、その他のような空間的相対語は、本明細書において、図に示されている一つの要素又は特徴の別の要素又は特徴に対する関係を説明する際の利便性のために使用され得る。これらの空間的相対語は、図に描かれた配向に加えて使用又は操作時における装置の多様な配向を含意することが意図されている。装置は他の配向（９０度回転か他の配向）でもよく、それに従って空間的相対語が解釈されるべきである。

【0010】

広範囲の適用を提示する数値範囲及びパラメータは近似値であるが、特定の実施形態で提示される数値は可能な限り正確に伝えられる。しかしながら、いずれの数値も、個々の検査方法から必然的に生じる或る誤差を内含する。本明細書で使用される際に、“ａｂｏｕｔ（約）”は、特定の値又は範囲の１０％、５％、１％、又は０．５％以内の実際値を概ね指す。代替的に、“ａｂｏｕｔ”の語は、本出願が関連する当該技術の熟練者による検討を受ける中央値の許容範囲の標準誤差に実際値が含まれることを指す。（例えば、原料の量、時間の長さ、温度、操作条件、量の比、その他を説明するのに）本明細書で使用される全ての範囲、量、値、そして割合は、実験例に加えて、あるいは明記されるのでなければ、“ａｂｏｕｔ”により修正されることが理解されるべきである。従って、逆の指摘がないのであれば、明細書及び添付の請求項に提示される数値パラメータは、得ようとする所望の特性に応じて変化し得る概算値である。最低でも、これらの数値パラメータは、有効桁数と通常の丸み技術の適用から生じる数字を意味すると理解されるべきである。本明細書では、そうではないことが指摘されなければ数値範囲は一端から他端あるいは二つの端の間で表現され、本明細書に記される全ての数値範囲は端点を包括する。

【0011】

プラズマシステムが、工作物（例えばウェハ）を加工する、例えばエッチング処理する時には、工作物（例えばウェハ）への電圧バイアスがリアルタイムで検出される必要があり、工作物（例えばウェハ）への加工結果の一貫性を達成するために、工作物（例えばウェハ）への電圧バイアスが制御されて加工中に一定に維持される必要がある。工作物（例えばウェハ）への電圧バイアスが、デフォルト電圧バイアスに達するのに非常に長い時間を要する場合には、不安定な電圧バイアスが工作物（例えばウェハ）の加工結果を予想より低いものにすることにより、生産量を大きく減少させる。それゆえ、どのように工作物（例えばウェハ）への電圧バイアスを迅速に調節して一定に維持するかは、加工結果の一貫性を達成するための主な課題である。本開示は、工作物（例えばウェハ）への電圧バイアスをデフォルト電圧に迅速に調節して、工作物（例えばウェハ）への電圧バイアスがデフォルト電圧バイアスに達するのに非常に長い時間を要する状況を回避できる、プラズマシステムに適用される方法と関連のプラズマシステムとを提供する。本開示により提供される方法及びプラズマシステムは、工作物（例えばウェハ）の生産量を効果的に向上させてエネルギー損失を低減させ得る。

【0012】

図１は、本開示の実施形態によるプラズマシステム１の略図である。実施形態において、プラズマシステム１は、工作物（例えばウェハ）を加工するように構成される。プラズマシステム１は、例えば、プラズマを使用して工作物（例えばウェハ）をエッチング処理するエッチング装置であり得る。図１に示されているように、プラズマシステム１は、室１０と、室１０に配設される下方電極１１と、高周波電源１２と、整合回路１３と、センサ１４と、制御回路１５とを含む。工作物（例えばウェハ）は、加工のために下方電極１１に載置される。高周波電源１２は整合回路１３を介して下方電極１１に結合される。高周波電源１２は、整合回路１３の整合器を通過した後に下方電極１１で出力電力ＯＵＴｐとなる高周波電力ＲＦｐを提供するように構成される。

【0013】

整合回路１３の整合器の位置を調節することにより、整合回路１３は多様なインピーダンスを有し得る。整合回路１３のインピーダンスが、高周波電源１２の出力インピーダンス（例えば５０Ω）、高周波電源１２と整合回路１３との間の伝送線のインピーダンス、下方電極１１のインピーダンス、そして室１０のプラズマにより形成されるインピーダンスとインピーダンス整合した時には、高周波電力ＲＦｐへの整合回路１３の最小反射電力が得られ、このケースで、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比は最大である。

【0014】

当該技術の熟練者には理解されるだろうが、正確なインピーダンス整合を実現するために、高周波電源１２と整合回路１３との間に振幅／位相検出回路（不図示）が設けられ得る。振幅／位相検出回路は、整合回路１３から室１０への入力端から見たインピーダンスの係数及び位相を求めて、整合制御アルゴリズムにより必要とされる入力量を制御回路１５に提供するように構成され、ここで制御回路１５は整合回路１３を調節して、整合回路１３及び室１０の総インピーダンスを最終的に高周波電源１２の出力インピーダンス（例えば５０Ω）に整合させることにより、インピーダンス整合を達成する。

【0015】

センサ１４は下方電極１１に結合されて、工作物（例えばウェハ）の上側の高周波電圧をリアルタイムで検出し、高周波電圧をＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）に変換し、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）を出力する。制御回路１５は、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）を受容し、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）及びデフォルト電圧に従って高周波電源１２の高周波電力ＰＦｐあるいは整合回路１３の整合器の位置をリアルタイムで調節する。デフォルト電圧は、メモリのようなプラズマシステム１の記憶装置（不図示）に予め記憶され得る。記憶装置からデフォルト電圧を読み取った後に、制御回路１５はデフォルト電圧をＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）と比較して、高周波電源１２の高周波電力ＰＦｐあるいは整合回路１３の整合器の位置をリアルタイムで調節する。詳しく記すと、制御回路１５は、高周波電源１２及び整合回路１３のデータ及び／又はパラメータをリアルタイムで読み取り、データの同じ時点での高周波電力ＲＦｐと整合回路の整合器の位置とに従って、高周波電源１２及び整合回路１３をどのように調節するかを判断する。

【0016】

当該技術の熟練者には理解されるだろうが、プラズマシステム１はさらに、工作物（例えばウェハ）の加工を達成するのに必要な他の装置及び部品を含み得る。例えば、プラズマシステム１は、上方高周波電源と、上方高周波電源に対応する整合回路と、コイルとを含み、さらには、反応ガス等を導入するための管路を含む。しかしながら、図示の単純性のために、本開示の発明性に関係する装置及び部品のみが図１に描かれている。

【0017】

図２は、本開示の実施形態よる整合回路１３の略図である。図２に示されているように、整合回路１３は、可変キャパシタＣ１及びＣ２とインダクタＬ１及びＬ２とを含む。可変キャパシタＣ１とインダクタＬ１とは直列接続されて同調回路を形成し、一方で可変キャパシタＣ２とインダクタＬ２とが直列接続されて別の同調回路を形成する。詳しく記すと、インダクタＬ１の一端は高周波電源１２に接続され、その他端は可変キャパシタＣ１の一端に接続され、一方で可変キャパシタＣ１の他端は下方電極１１に接続される。可変キャパシタＣ２の一端は高周波電源１２に接続されて他端はインダクタＬ２の一端に接続され、一方でインダクタＬ２の他端は基準電源端子（例えば接地端子）に接続される。当該技術の熟練者には理解されるように、キャパシタ及びインダクタを直列接続することにより同調回路の機能及び目的が達成され得る限りは、同調回路におけるキャパシタ及びインダクタの位置は限定されない。上記及び以下の段落で言及される整合器の位置は、可変キャパシタＣ１及びＣ２のインピーダンスを表す。整合回路１３においてキャパシタのみが可変であるケースに本開示が限定されないことに注意すべきである。同様に、インピーダンス整合が可変インダクタにより達成されてもよい。上に記載されたように、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）を受容して、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）及びデフォルト電圧に従って整合回路１３の整合器を調節すると判断すると、制御回路１５は、これに含まれるステッピングモータ（不図示）を通して整合回路１３の可変キャパシタＣ１又はＣ２を調節して、インピーダンス整合を達成し得る。

【0018】

図３は、本開示の実施形態による方法２の第１フローチャート部分である。本開示は、実質的に同じ結果が得られるとすると、図３に示されているフローステップによる実施のみに限定されない。

【0019】

ステップ２０１：高周波電源が始動して高周波電力を発生させる。

【0020】

ステップ２０２：高周波電力が上昇し、高周波電力が、デフォルト位置にある整合回路の整合器を通して下方電極に出力電力を発生させる。

【0021】

ステップ２０３：制御回路は、高周波電力又はＤＣバイアス電圧が第１条件を満たしているかどうかを判定する。満たしている場合に、フローは図５のフローチャートに進む。さもなければ、フローはステップ２０２に戻る。

【0022】

詳しく記すと、センサ１４から出力されるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達した時に、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断するか、高周波電源１２の高周波電力ＲＦｐが最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達した時に、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断する。

【0023】

図４Ａを参照すると、図３に示された方法２の第１フローチャート部分による波形図が描かれている。時点ｔ０で、高周波電源１２が始動する（ステップ２０１）。次に、制御回路１５が高周波電力ＲＦｐを上昇させ、デフォルト位置にある整合回路１３の整合器を通して下方電極１１に出力電力ＯＵＴｐを発生させる（ステップ２０２）。デフォルト位置は、整合回路１３の整合器が調節される前の整合回路１３のインピーダンスに対応する。高周波電力ＲＦｐの上昇により出力電力ＯＵＴｐが上昇し、こうして工作物（例えばウェハ）の上側での高周波電圧も上昇し、センサ１４から出力されるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が結果的に生じる。高周波電力ＲＦｐの上昇中に整合回路１３の整合器の位置がデフォルト位置に維持されることに注意すべきである。時点ｔ１で、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は、高周波電力ＲＦｐの上昇によりデフォルト電圧まで上がり、この時、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断する。

【0024】

図４Ｂを参照すると、図３に示された方法２の第１フローチャート部分による別の波形図が描かれている。時点ｔ０で、高周波電源１２が始動する（ステップ２０１）。次に、高周波電力ＲＦｐが上昇し、デフォルト位置にある整合回路１３の整合器を通して下方電極１１に出力電力ＯＵＴｐを発生させる（ステップ２０２）。同様に、高周波電力ＲＦｐの上昇により出力電力ＯＵＴｐが上昇し、こうして工作物（例えばウェハ）の上側での高周波電圧も上昇し、センサ１４から出力されるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が結果的に生じる。やはり同様に、高周波電力ＲＦｐの上昇中に整合回路１３の整合器の位置はデフォルト位置を維持する。時点ｔ１で、ＤＣバイアス電圧（ＢｉａＳ）はデフォルト電圧に達していないが、高周波電力ＲＦｐは最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達しており、それゆえ、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断する。

【0025】

図５を参照すると、図３に示された方法２の後続の第２フローチャート部分が描かれている。実質的に同じ結果が得られるとすると、本開示は、図５に示されたフローステップによる実施のみに限定されない。

【0026】

ステップ２０４：制御回路は高周波電力を第１傾向で調節する。

【0027】

ステップ２０５：制御回路は、整合回路の整合器の位置を第２傾向で調節する。

【0028】

ステップ２０６：制御回路は、整合回路の整合器の位置又はＤＣバイアス電圧が第２条件を満たしているかどうかを判定し、満たしている場合に、フローはステップ２０７へ進む。さもなければ、フローはステップ２０４及び２０５に戻る。

【0029】

ステップ２０７：プロセスが終了する。

【0030】

詳しく記すと、制御回路１５は高周波電力ＲＦｐを第１低下傾向で調節し、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比の上昇を伴う第２傾向で、整合回路１３の整合器の位置を調節する。言い換えると、整合回路１３のインピーダンスが、高周波電源１２の出力インピーダンス（例えば５０Ω）、高周波電源１２と整合回路１３との間の伝送線のインピーダンス、下方電極１１のインピーダンス、そして室１０でプラズマにより形成されるインピーダンスとインピーダンス整合されるように、制御回路１５が整合回路１３の整合器の位置を制御する。加えて、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達して出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比が最大である（つまりインピーダンス整合）時に、第２条件が満たされたと制御回路１５が判断する。

【0031】

図６Ａを参照すると、図５に示された方法２の第２フローチャート部分による波形図が描かれている。図４Ａの実施形態に続いて、時点ｔ１で、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達して、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断した時に、制御回路１５は、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比の上昇を伴う第２傾向で整合回路１３の整合器の位置を調節する（ステップ２０５）。制御回路１５による調節により、整合回路１３の整合器の位置は、インピーダンス整合に対応する整合位置に少しずつ近くなる。すなわち、出力電力ＯＵＴｐ、ゆえにＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が上昇する。ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が時点ｔ１で既にデフォルト電圧に達しており、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が上昇を続けた場合にはデフォルト電圧から逸脱するので、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧からそれほど逸脱せず、ゆえにデフォルト電圧の近くでより迅速に安定化することを保証するように、第１低下傾向で高周波電力ＲＦｐを調節するだろう（ステップ２０４）。

【0032】

図６Ａで、この傾向は点線矢印で記されている。例えば、制御回路１５は第１低下傾向で高周波電力ＲＦｐを調節するので、図６Ａに示された高周波電力ＲＦｐは時点ｔ１の後で下向き傾向を示す。別の例として、制御回路１５は、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比の上昇を伴う第２傾向で、整合回路１３の整合器の位置を調節するので、図６Ａに示されている整合器の位置は、時点ｔ１の後で整合位置への傾向を示す。別の例として、図６Ａに示されているＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は、時点ｔ１の後でデフォルト電圧を維持する傾向がある。図６Ａの点線矢印は傾向を記しているにすぎず、言い換えると、高周波電力ＲＦｐは図６Ａに示されているような線形変化での低下に限定されず、或る時間にわたって一定に維持された後にカーブ状の変化で低下するか徐々に低下し得る。同様に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧での固定に限定されず、或るデフォルト電圧範囲内で変動し得る。

【0033】

加えて、図６Ａの整合位置は、整合回路１３の整合器がいわゆる「整合位置」に調節される時の位置を表し、ここで出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比は最大である、すなわち、インピーダンス整合が達成される。デフォルト位置の整合器により表されるインピーダンスと、整合位置の整合器により表されるインピーダンスとは、互いからの線形変化に限定されない。一方で、図６Ａには整合器の位置の上向き傾向が描かれているが、整合器の整合位置により表されるインピーダンスが整合器のデフォルト位置により表されるインピーダンスより大きいことを意味しない。図６Ａに描かれている整合器の位置は、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比の上昇を伴う第２傾向でデフォルト位置から調節される整合器の位置としてのみ解釈されるべきである。整合器の位置が「整合位置」に達した時に、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比は最大である。

【0034】

時点ｔ２では、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比が最大であり、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧である。この時、制御回路１５は、第２条件が満たされたと判断し、高周波電力ＲＦｐと整合回路１３の整合器の位置との調節を停止する。それゆえ、方法２のプロセスが終了する。

【0035】

最初に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達するまで高周波電力ＲＦｐを上昇させてから整合回路１３の整合器の位置の調節を開始することにより、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は、効果的に短縮された時間でデフォルト電圧に達し、整合回路１３の整合器が整合位置に達するので、反射電力は最小であり、ゆえにエネルギー損失を効果的に低減させる。

【0036】

図６Ｂを参照すると、図５に示された方法２の第２フローチャート部分による別の波形図が描かれている。図４Ｂの実施形態に続いて、時点ｔ１で、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧に達していないが、高周波電力ＲＦｐは最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達しているので、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断する。次に、制御回路１５は、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比の上昇を伴う第２傾向で整合回路１３の整合器の位置を調節する（ステップ２０５）。制御回路１５による調節によって、整合回路１３の整合器の位置は、インピーダンス整合に対応する整合位置に少しずつ近くなる。すなわち、出力電力ＯＵＴｐ、ゆえにＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が上昇する。一方で、制御回路１５は、第１低下傾向で高周波電力ＲＦｐを調節する（ステップ２０４）。高周波電力ＲＦｐの低下はＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下傾向を引き起こすが、「整合位置」へ調節される整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が、高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下より大きいという条件にデフォルト電圧が達するまで、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はやはり連続的に上昇する。

【0037】

しかしながら、本開示はこれらに限定されない。上に記載したように、時点ｔ１で高周波電力ＲＦｐが既に最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達しているがＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧にまだ達していないので、それから高周波電力ＲＦｐが急速に低下した場合に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は、デフォルト電圧に達する前に低下し、ゆえにデフォルト電圧からさらに逸脱する傾向がある。従って、別の実施形態で、制御回路１５は、高周波電力ＲＦｐを制御して時点ｔ１の後の或る時間にわたって一定に維持し得る。この時、整合回路１３の整合器の位置がインピーダンス整合に対応する整合位置に少しずつ近づくので、こうしてＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が上昇する。ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達した後に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧からそれほど逸脱せず、ゆえにデフォルト電圧により迅速に達するように、制御回路１５は第１低下傾向で高周波電力ＲＦｐを調節する（ステップ２０４）。

【0038】

同様に、図６Ｂでは、点線矢印により傾向が記されている。例えば、時点ｔ１で、制御回路１５は、第１低下傾向で高周波電力ＲＦｐを調節し得るか、高周波電力ＲＦｐが或る時間にわたって一定に維持された後に高周波電力ＲＦｐを第１低下傾向で調節し得る。それゆえ、図６Ｂに示されている高周波電力ＲＦｐは、時点ｔ１の後に下向き傾向を示す。別の例として、制御回路１５は、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比の上昇を伴う第２傾向で、整合回路１３の整合器の位置を調節し、そのため、図６Ｂに示されている整合器の位置は、時点ｔ１の後で整合位置への傾向を示す。別の例について、図６Ｂに示されているＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は、時点ｔ１の後にデフォルト電圧へ調節される傾向がある。図６Ｂの点線矢印は傾向を記すに過ぎず、言い換えると、高周波電力ＲＦｐは図６Ｂに示されているような線形変化での低下に限定されず、上に記載したように、高周波電力ＲＦｐは、或る時間にわたって一定に維持された後に、徐々に低下し得る。同様に、限定を伴わずに、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が線形変化でデフォルト電圧に調節されるか、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がカーブ状変化を伴ってデフォルト電圧へ調節されてもよい。

【0039】

同様に、図６Ｂに描かれている整合器の位置は、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比の上昇を伴う第２傾向でデフォルト位置から調節される整合器の位置としてのみ解釈されるべきである。整合器の位置が「整合位置」に達した時に、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比は最大である。

【0040】

時点ｔ２で、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比は最大であって、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧である。この時、制御回路１５は、第２条件が満たされたと判断し、高周波電力ＲＦｐと整合回路１３の整合器の位置との調節を停止する。これにより、方法２のプロセスが終了する。

【0041】

最初に、高周波電力ＲＦｐが最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達するまで高周波電力ＲＦｐを上昇させてから、整合回路１３の整合器の位置の調節を開始することにより、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は効果的な短時間でデフォルト電圧に達し、整合回路１３の整合器は整合位置に達するので、反射電力が最小であり、これによりエネルギー損失を効果的に低減させる。

【0042】

図７Ａを参照すると、開示の実施形態による、第１傾向での高周波電力ＲＦｐの調節と、第２傾向での整合回路１３の整合器の位置の調節とを示す波形図が描かれている。図４Ａの実施形態に続いて、時点ｔ１では、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達して、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断した時に、制御回路１５は、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比の上昇を伴う第２傾向で、整合回路１３の整合器の位置を調節する。一方で、制御回路１５は、第１低下傾向で高周波電力ＲＦｐを調節する。高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下は非線形方式で変化し、同様に、「整合位置」へ調節される整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇は、非線形方式で変化する。加えて、プラズマのインピーダンスも非線形方式で変化する。それゆえ、上記の要因を包括的に検討すると、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は安定的に上昇又は低下できない。従って、図７Ａで、整合回路１３の整合器の位置と高周波電力ＲＦｐとが同時に調節される時点ｔ１からｔ３までの時間には、デフォルト電圧の周りの或る範囲でＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が変動する。

【0043】

この実施形態で、時点ｔ１からｔ３の時間に、「整合位置」へ調節された整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇は、高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下より大きい。それゆえ、時点ｔ３で、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧より大きく、整合回路１３の整合器の位置が連続的に制御されて「整合位置」へ調節される場合に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧から逸脱するだろう。従って、制御回路１５は、高周波電力ＲＦｐを連続的に低下させながら整合回路１３の整合器の位置の調節を停止する。このようにして、時点ｔ３からｔ４までの時間にＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は低下傾向を呈する。

【0044】

当該技術の熟練者には理解されるように、時点ｔ１からｔ３まで時間に、「整合位置」へ調節される整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が、高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下より小さい場合に、時点ｔ３ではＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧より低いだろう。高周波電力ＲＦｐが低下するように連続的に制御される場合に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧からさらに逸脱するだろう。従って、制御回路１５は高周波電力ＲＦｐの低下を停止させて、「整合位置」へ調節されるように整合回路１３の整合器の位置を連続的に制御し得る。このようにして、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は、時点ｔ３からｔ４までの時間に上昇傾向を呈する。

【0045】

続けて図７Ａを参照すると、時点ｔ４で、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧に戻る。時点ｔ４からｔ５までの時間に、制御回路１５は、「整合位置」へ調節されるように整合回路１３の整合器の位置を再び制御し、高周波電力ＲＦｐを低下させる。この時、「整合位置」へ調節される整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇は、高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下より小さいので、時点ｔ５でＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧より低いだろう。この時、高周波電力ＲＦｐが低下するように連続的に制御される場合に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧からさらに逸脱するだろう。従って、制御回路１５は高周波電力ＲＦｐの低下を停止させ、整合回路１３の整合器の位置を連続的に調節する。このようにして、時点ｔ５からｔ２までの時間に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は上昇傾向を呈する。

【0046】

当該技術の熟練者には理解されるように、時点ｔ４からｔ５までの時間に、「整合位置」へ調節される整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が、高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下より大きい場合に、時点ｔ５でＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧より大きいだろう。「整合位置」へ調節されるように整合回路１３の整合器の位置が連続的に制御される場合に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧からさらに逸脱するだろう。従って、制御回路１５は、「整合位置」へ調節される整合回路１３の整合器の位置の制御を停止して、高周波電力ＲＦｐを連続的に低下させる。このようにして、時点ｔ５からｔ２までの時間に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は低下傾向を呈する。

【0047】

時点ｔ２で、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比は最大であり、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧である。この時、制御回路１５は、第２条件が満たされたと判断し、高周波電力ＲＦｐと整合回路１３の整合器の位置との調節を停止する。

【0048】

図７ＡのＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の変化は、開示の限定ではなく、例として示されたものに過ぎないことに注意すべきである。開示の趣旨は、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が迅速にデフォルト電圧に達し得ることにあり、上記の実施形態を読んだ後に、当該技術の熟練者は、「整合位置」へ調節されるように整合回路１３の整合器の位置を制御することによりＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が上昇し、逆に、高周波電力ＲＦｐを低下させることによりＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が低下することを容易に理解するはずである。また、制御回路１５は、本開示の趣旨を達成するように、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の実際条件に従って整合回路１３の整合器の位置と高周波電力ＲＦｐとを調節できる。

【0049】

図７Ｂを参照すると、本開示の実施形態による、第１傾向での高周波電力ＲＦｐの調節と、第２傾向での整合回路１３の整合器の位置の調節とを示す別の波形図が描かれている。図４Ｂの実施形態に続いて、時点ｔ１で、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧に達していないが、高周波電力ＲＦｐは最大高周波電力ＲＦＰ_ｍａｘに達しているので、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断する。次に、図６Ｂの実施形態で記載されたように、制御回路１５は、インピーダンス整合時の整合位置に近づくように整合回路１３の整合器の位置を制御しながら、第１低下傾向で高周波電力ＲＦｐを調節する。

【0050】

時点ｔ１からｔ３までの時間に、「整合位置」へ調節された整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が、高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下より小さいので、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は低下傾向を呈する。時点ｔ３から始めて、「整合位置」へ調節された整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇は、高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下を超え始め、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は上昇傾向を呈する。当該技術の熟練者には理解されるように、時点ｔ１からｔ３までの時間に、「整合位置」へ調節された整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が、高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下より大きい場合に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は時点ｔ１からｔ３までの時間に低下傾向を呈さず、代わりにＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は連続的に上昇する。

【0051】

時点ｔ２で、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比は最大であってＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧であり、制御回路１５は、第２条件が満たさていると判断して、高周波電力ＲＦｐと整合回路１３の整合器の位置との調節を停止する。

【0052】

図７Ｃを参照すると、本開示の一実施形態による第１傾向での高周波電力ＲＦｐと、第２傾向での整合回路１３の整合器の位置との調節とを示すまた別の波形図が描かれている。図４Ｂの実施形態に続いて、時点ｔ１で、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧に達していないが、高周波電力ＲＦｐは最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達しているので、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断する。次に、図６Ｂの実施形態に記載されているように、制御回路１５は最初に、「整合位置」へ調節される整合回路１３の整合器の位置を制御しながら、高周波電力ＲＦｐを制御して一定に維持する。ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がこうして上昇する。時点ｔ３で、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達して、制御回路１５は、第１低下傾向で高周波電力ＲＦｐを調節し始めて、インピーダンス整合時の整合位置に近くなるように整合回路１３の整合器の位置を連続的に制御する。

【0053】

図７Ａの実施形態で記載されたように、高周波電力ＲＦｐの低下により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下が非線形方式で変化し、同様に、「整合位置」へ調節される整合回路１３の整合器の位置により引き起こされるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が非線形方式で変化するので、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が安定的に上昇又は低下することが保証されない。従って、図７Ｃで、時点ｔ３からｔ２までの時間に、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧の周りの或る範囲内で変動する。上記の実施形態を読んだ後に、簡潔性を目的として、図７Ｃの実施形態の時点ｔ３からｔ２までの時間に、高周波電力ＲＦｐに対するＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の低下と、「整合位置」へ調節された整合回路１３の整合器の位置の変化についての詳細な記載は省略されることを、当該技術の熟練者は理解すべきである。

【0054】

時点ｔ２で、出力電力ＯＵＴｐと高周波電力ＲＦｐとの比が最大であり、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧である。この時、制御回路１５は、第２条件が満たされたと判断し、高周波電力ＲＦｐと整合回路１３の整合器の位置との調節を停止する。

【0055】

上の実施形態は、最初に、第１条件が満たされるまで、つまりＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達するまで、あるいは高周波電力ＲＦｐが最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達するまで、高周波電力ＲＦｐを上昇させてから、整合回路１３の整合器の位置の調節を開始することにより、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は効果的な短時間でデフォルト電圧に達し、整合回路１３の整合器が整合位置に達するので、反射電力は最小であり、これによりエネルギー損失を効果的に削減する。しかしながら、本開示はこれらに限定されない。整合回路１３の整合器を整合位置に到達させるという目的は、最小反射電力を得てエネルギー損失を削減することである。しかしながら、エネルギー損失を考慮しないケースで、制御回路１５は、整合回路１３の整合器の位置を「整合位置」に調節しないことを選択してもよい。

【0056】

図８は、本開示の別の実施形態によるプラズマシステムに適用される方法のフローチャートである。本開示は、実質的に同じ結果が得られるとすると、図８に示されたフローステップによる実施のみに限定されない。

【0057】

ステップ７０１：高周波電源が始動して高周波電力を発生させる。

【0058】

ステップ７０２：高周波電力が上昇し、高周波電力は、デフォルト位置にある整合回路の整合器を通して下方電極で出力電力を発生させる。

【0059】

ステップ７０３：高周波電力又はＤＣバイアス電圧が第１条件を満たしているかどうかを制御回路が判定し、満たしている場合に、フローはステップ７０４へ進む。さもなければ、フローはステップ７０２に進む。

【0060】

図３の実施形態に記載されているように、センサ１４から出力されるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達すると、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断するか、あるいは高周波電源１２の高周波電力ＲＦｐが最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達した時に、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断する。

【0061】

ステップ７０４：整合回路１３の整合器の位置が選択的に調節される。

【0062】

詳しく記すと、センサ１４から出力されるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達した場合に、制御回路は整合回路１３の整合器の位置を調節しない。高周波電源１２の高周波電力ＲＦｐが最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達するが、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達していない場合に、制御回路は整合回路１３の整合器の位置を「整合位置」へ調節するだろう。

【0063】

図９Ａを参照すると、時点ｔ０で、高周波電源１２が始動する（ステップ７０１）。次に、高周波電力ＲＦｐが上昇して、デフォルト位置にある整合回路１３の整合器を通して下方電極１１で出力電力ＯＵＴｐを発生させる（ステップ７０２）。高周波電力ＲＦｐの上昇により出力電力ＯＵＴｐは上昇し、ゆえに、工作物（例えばウェハ）の上側の高周波電圧もこれに従って上昇し、センサ１４から出力されるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が結果的に生じる。高周波電力ＲＦｐの上昇中ずっと、制御回路１５は、整合回路１３の整合器の位置をデフォルト位置に保持する。時点ｔ１で、高周波電力ＲＦｐの上昇によりＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧まで上昇し、この時、制御回路１５は第１条件が満たされたと判断する（ステップ７０３）。ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達しているので、制御回路１５は高周波電力ＲＦｐの調節を停止する。制御回路１５は整合回路１３の整合器の位置を調節しない（ステップ７０４）ので、整合回路１３の整合器の位置は「整合位置」ではない。しかしながら、高周波電力ＲＦｐへの整合回路１３の反射電力の大きさを考慮することなく、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）は迅速にデフォルト電圧に達し得る。

【0064】

図９Ｂを参照すると、時点ｔ０で、高周波電源１２が始動する（ステップ７０１）。次に、制御回路１５が高周波電力ＲＦｐを上昇させて、デフォルト位置にある整合回路の整合器を通して下方電極１１で出力電力ＯＵＴｐを発生させる（ステップ７０２）。高周波電力ＲＦｐの上昇により出力電力ＯＵＴｐが上昇し、ゆえに工作物（例えばウェハ）の上側の高周波電圧も上昇し、センサ１４から出力されるＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）の上昇が結果的に生じる。同様に、高周波電力ＲＦｐの上昇中に、整合回路１３の整合器の位置はデフォルト位置に維持される。時点ｔ１で、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧に達していないが、高周波電力ＲＦｐは最大高周波電力ＲＦＰ_ｍａｘに達しており、この時、第１条件が満たされたと制御回路１５が判断する（ステップ７０３）。次に、制御回路１５は高周波電力ＲＦｐを制御して一定に維持し、「整合位置」へ調節されるように整合回路１３の整合器の位置の制御を開始する（ステップ７０４）ので、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）が連続的に上昇する。時点ｔ３で、整合回路１３の整合器の位置は「整合位置」に達していないが、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）はデフォルト電圧に達しており、ゆえに制御回路１５は、整合回路１３の整合器の位置の調節を停止する。このようにして、（最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘを維持している）高周波電力ＲＦｐの大きさと、高周波電力ＲＦｐへの整合回路１３の反射電力の大きさとを考慮することなく、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がやはり迅速にデフォルト電圧に達し得る。

【0065】

要約すると、最初に、第１条件が満たされるまで、つまりＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）がデフォルト電圧に達するか高周波電力ＲＦｐが最大高周波電力ＲＦｐ_ｍａｘに達するまで、高周波電力ＲＦｐを上昇させてから、整合回路１３の整合器の位置の調節を開始することにより、本開示は、ＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）を効果的な短時間でデフォルト電圧に到達させ、整合回路１３の整合器が整合位置に達するので、反射電力を最小にすることにより、エネルギー損失を効果的に低減させ得る。しかしながら、エネルギー損失を考慮しないケースにおいて、制御回路１５は、整合回路１３の整合器を「整合位置」へ調節しないことを選択して、それでもＤＣバイアス電圧（ＢＩＡＳ）を効果的な短時間でデフォルト電圧に到達させることができる。

【符号の説明】

【0066】

１ プラズマシステム
２ 方法
１０ 室
１１ 下方電極
１２ 高周波電力源
１３ 整合回路
１４ センサ
１５ 制御回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【手続補正書】

【提出日】2022-03-30

【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】

プラズマシステムに適用される方法であって、前記プラズマシステムが、室と、前記室に配設される下方電極と、前記下方電極に結合され、工作物上の高周波電圧をリアルタイムで検出するように構成されたセンサと、前記下方電極が整合回路を介して結合される高周波源と、を有し、前記プラズマシステムが、前記下方電極に載置される工作物を加工するように構成され、
前記高周波源を始動させることと、
前記高周波源の高周波電力を上昇させて、デフォルト位置にある前記整合回路の整合器を通して前記下方電極で出力電力を発生させることと、
第１条件が満たされた時に前記高周波電力を第１傾向で調節し、前記出力電力と前記高周波電力との比の上昇を伴う第２傾向で前記整合回路を調節して第２条件を満たすことと、を包含し、
前記第１条件が、前記高周波電圧に従って前記センサにより変換される直流（ＤＣ）電圧がデフォルト電圧に達すること、または、前記高周波電力が最大高周波電力に達することを包含し、
前記第２条件が、前記出力電力と前記高周波電力との比が最大であって、前記ＤＣ電圧が前記デフォルト電圧に達することを包含する、方法。

【請求項2】

前記第１傾向が、前記高周波電力を低下方式で調節することを包含する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

プラズマシステムに適用される方法であって、前記プラズマシステムが、室と、前記室に配設される下方電極と、前記下方電極に結合され、工作物上の高周波電圧をリアルタイムで検出するように構成されたセンサと、整合回路を介して前記下方電極に結合される高周波源とを有して、前記プラズマシステムが、前記下方電極に載置された前記工作物を加工するように構成され、
前記高周波源を始動させることと、
前記高周波源の前記高周波電力を上昇させて、前記高周波電力が、デフォルト位置にある前記整合回路の整合器を通して前記下方電極で出力電力を発生させることと、
前記センサにより変換されるＤＣ電圧がデフォルト電圧に達するか、前記高周波電力が最大高周波電力に達した時に、前記整合回路の前記整合器を調節して、前記出力電力と前記高周波電力との比を上昇させることと、を包含する方法。

【請求項4】

さらに、
前記ＤＣ電圧が前記デフォルト電圧に達するか前記高周波電力が前記最大高周波電力に達した時に、前記高周波源の前記高周波電力を低下させること、
を包含する、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

さらに、
前記ＤＣ電圧が前記デフォルト電圧より高くなるまで前記高周波電力を維持してから、前記高周波源の前記高周波電力を低下させることと、
を包含する、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

さらに、
前記出力電力と前記高周波電力との比が最大であって前記ＤＣ電圧が前記デフォルト電圧に達した時に、前記整合回路の前記整合器の調節を停止すること、
を包含する、請求項４または５に記載の方法。

【請求項7】

室を有して、前記室に載置される工作物を加工するように構成されるプラズマシステムであって、
前記室に配設される下方電極と、
前記下方電極に結合され、工作物上の高周波電圧をリアルタイムで検出するように構成されたセンサと、
前記下方電極に結合される高周波源と、
前記高周波源と前記下方電極との間に結合される整合回路であって、前記高周波源が始動して高周波電力を発生させた時に、デフォルト位置にある前記整合回路の整合器を通して前記下方電極で出力電力が発生される、整合回路と、
前記高周波源と前記整合回路とに結合される制御回路であって、前記高周波源を制御して、第１条件が満たされるまで前記高周波電力を上昇させてから前記高周波電力を第１傾向で調節し、前記出力電力と前記高周波電力との比の上昇を伴う第２傾向で前記整合回路を調節して第２条件を満たすように構成される制御回路と、を具備し、
前記第１条件が、前記高周波電圧に従って前記センサにより変換される直流（ＤＣ）電圧がデフォルト電圧に達すること、または、前記高周波電力が最大高周波電力に達することを包含し、
前記第２条件が、前記出力電力と前記高周波電力との比が最大であって、前記ＤＣ電圧が前記デフォルト電圧に達することを包含するプラズマシステム。

【国際調査報告】