JP7716459B2 - ナノ秒パルサーａｄｃシステム - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１８年７月２７日に出願された、「ナノ秒パルサーシステム（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７１１，４６４号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年７月２７日に出願された、「ナノ秒パルサー熱管理（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＴＨＥＲＭＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７１１，３３４号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年７月２７日に出願された、「ナノ秒パルサーパルス発生（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＰＵＬＳＥ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７１１，４５７号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年７月２７日に出願された、「ナノ秒パルサーＡＤＣシステム（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＡＤＣ ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７１１，３４７号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年７月２７日に出願された、「エッジリングパワーシステム（ＥＤＧＥ ＲＩＮＧ ＰＯＷＥＲ ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７１１，４６７号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年７月２７日に出願された、「ナノ秒パルサーバイアス補償（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＢＩＡＳ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７１１，４０６号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年７月２７日に出願された、「ナノ秒パルサー制御モジュール（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＭＯＤＵＬＥ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７１１，４６８号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年８月１０日に出願された、「ＲＦプラズマ反応器の為のプラズマシース制御（ＰＬＡＳＭＡ ＳＨＥＡＴＨ ＣＯＮＴＲＯＬ ＦＯＲ ＲＦ ＰＬＡＳＭＡ ＲＥＡＣＴＯＲＳ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７１１，５２３号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年１月１日に出願された、「プラズマ制御用途向けのソース及びシンク能力を備えた効率的ナノ秒パルサー（ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＷＩＴＨ ＳＯＵＲＣＥ ＡＮＤ ＳＩＮＫ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＹ ＦＯＲ ＰＬＡＳＭＡ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７８９，５２３号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年１月１日に出願された、「ナノ秒パルサー回路における効率的なエネルギー回収（ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ ＥＮＥＲＧＹ ＲＥＣＯＶＥＲＹ ＩＮ Ａ ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＣＩＲＣＵＩＴ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７８９，５２６号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年７月２６日に出願された、「ナノ秒パルサーバイアス補償（ＮＡＮＯＳＥＣＯＮＤ ＰＵＬＳＥＲ ＢＩＡＳ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ）」という名称の米国特許出願第１６／５２３，８４０号の優先権を主張すると共に、その一部継続出願であり、この仮特許出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、空間変動型ウェハバイアス電力システムに関する。

高速立上り時間及び／又は高速立下り時間を有する高電圧パルスを生成することは課題である。例えば、高電圧パルス（例えば、約５ｋＶを超える）の高速立上り時間及び／又は高速立下り時間（例えば、約５０ｎｓ未満）を達成する為には、パルスの立上り及び／又は立下りの傾きが驚異的に急峻でなければならない（例えば、１０^１１Ｖ／ｓを超える）。そのような急峻な立上り時間及び／又は立下り時間は、特に低キャパシタンスの負荷を駆動する回路において生成することが非常に困難である。そのようなパルスは、コンパクトな方式の標準的な電気部品を使用して、及び／又は可変パルス幅、電圧、及び繰返し数を有するパルスを用いて、及び／又は例えばプラズマのような容量性負荷を有するアプリケーション内で生成することが特に困難であり得る。

更に、ウェハの歩留まりで、プロセスが成功したかどうかを判断できる。多くの場合、ウェハの端部にあるチップは、ウェハの端部で発生する様々な欠陥故に使用不能である場合がある。これらの欠陥は、廃棄物を増加させ、ウェハの歩留まりを低下させる。

本発明の幾つかの実施形態は、第１の高電圧パルサー、第２の高電圧パルサー、チャンバ、第１の電極、及び第２の電極を含み得る空間変動型ウェハバイアスシステムを含む。幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサーは、約１ｋＶを超える第１の電圧、約１μｓ未満の第１のパルス幅、及び約２０ｋＨｚを超える第１のパルス繰返し周波数を有する第１の複数のパルスを出力してもよい。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは、約１ｋＶを超える第２の電圧、約１μｓ未満の第２のパルス幅、及び約２０ｋＨｚを超える第２のパルス繰返し周波数を有する第２の複数のパルスを出力してもよい。幾つかの実施形態では、第１の電極は、チャンバ内に配置され、第１の高電圧パルサーと電気的に結合されてもよく、第２の電極は、前記チャンバ内に第１の電極と隣接して配置され、第２の高電圧パルサーと電気的に結合されてもよい。

幾つかの実施形態では、チャンバは、ウェハのうち何れか一方又は両方を含み、プラズマは、１０ｐＦ～１μＦのキャパシタンスで第１の電極及び第２の電極と容量結合されていてもよい。

幾つかの実施形態では、第１のナノ秒パルサー及び第２のナノ秒パルサーを使用した場合、ウェハの表面に亘る電界は、２５％未満、２０％未満、１５％未満、１０％未満、５％未満、又は２％未満の均一さ、又はそれに勝る均一さであってもよい。

幾つかの実施形態では、第１の電極とウェハの対応する部分との間のキャパシタンスは１００ｐＦより大きく、第２の電極とウェハの対応する部分との間のキャパシタンスは１００ｐＦより大きい。

幾つかの実施形態では、チャンバは、ウェハ上に加速されるイオンのプラズマを含んでもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサーは、約１ｋＶを超える第１の電極上の電極電圧を生成し、第２の高電圧パルサーは、約１ｋＶを超える第２の電極上の電極電圧を生成する。幾つかの実施形態では、第２の電圧に対する第１の電圧の比は２対１未満である、又は、第１の電圧に対する第２の電圧の比は２対１未満である。

幾つかの実施形態では、第１の電極と第２の電極の何れか一方又は両方が軸対称である。

幾つかの実施形態では、第１の電極は第１の平面表面を有し、第２の電極は第２の平面表面を有し、第２の平面表面の面積は、第１の平面表面と第２の平面表面との合計の約２５％となっている。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー及び第２の高電圧パルサーの両方が抵抗出力段を備えている。幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー及び第２の高電圧パルサーの両方がエネルギー回収回路を備えている。

幾つかの実施形態では、第１の複数のパルスのパラメータは、第２の複数のパルスのパラメータとは独立して制御される。幾つかの実施形態では、第１のパルス繰返し周波数と第２のパルス繰返し周波数は位相が互いに一致している。

幾つかの実施形態では、第１の電極と第２の電極との間のキャパシタンスは約１０ｎＦ未満である。

幾つかの実施形態では、第１の電極は、円板形状、中心軸、及び外径を備えている。幾つかの実施形態では、第２の電極は、中心開口部を有する円板形状を備え、前記第１の電極がその中心開口部内に配置され、更に、第１の電極の中心軸と整列した中心軸と、開口直径と、外径とを備えている。

本発明の幾つかの実施形態は、ウェハプラットフォーム、第１の電極、第２の電極、第１の高電圧パルサー、及び第２の高電圧パルサーを含み得る、空間変動型ウェハバイアスシステムを含む。幾つかの実施形態では、第１の電極は、円板形状、中心軸、及び外径を含んでもよい。幾つかの実施形態では、第２の電極は、中心開口部を有する円板形状を含んでもよく、前記第１の電極がその中心開口部内に配置され、更に、第１の電極の中心軸と整列した中心軸と、開口直径と、外径を含んでもよい。幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサーは第１の電極と電気的に結合されてもよく、第１の高電圧パルサーは１０ｋＨｚを超えるパルス繰返し速度で５ｋＶを超えるパルスを生成してもよい。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは第２の電極と電気的に結合されてもよく、第２の高電圧パルサーは、１０ｋＨｚを超えるパルス繰返し速度で５ｋＶを超えるパルスを生成してもよい。

幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは、第１の高電圧パルサーによって供給されるパルスの振幅の分数である振幅を有するパルスを提供する。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは、第１の高電圧パルサーによって供給されるパルスのパルス繰返し周波数の分数であるパルス繰返し周波数を有するパルスを提供する。

幾つかの実施形態では、空間変動型ウェハバイアスシステムは、第１の高電圧パルサーと第１の電極とに結合された第１の抵抗出力段と、第２の高電圧パルサーと第２の電極とに結合された第２の抵抗出力段をも含んでもよい。幾つかの実施形態では、空間変動型ウェハバイアスシステムは、第１の高電圧パルサーと第１の電極とに結合されたバイアス補償回路をも含んでもよい。

幾つかの実施形態では、空間変動型ウェハバイアスシステムは、第１の電極と第２の電極との間に配置された絶縁材料のリングをも含んでもよい。幾つかの実施形態では、ウェハバイアスシステムは、誘電体材料又はセラミック材料を含む。幾つかの実施形態では、ウェハプラットフォームは、第２の電極の外径と実質的に類似した外径を有する。

幾つかの実施形態は方法を含んでもよく、その方法は、プラズマチャンバ内の第１の電極に結合された第１の高電圧パルサーをパルシングすることを含み、第１の高電圧パルサーは、約１ｋＶを超える第１の電圧で、約２０ｋＨｚを超える第１のパルス繰返し周波数で、及び第１のパルス幅でパルシングし、更に、プラズマチャンバ内の第２の電極に結合された第２の高電圧パルサーをパルシングすることを含み、第２の高電圧パルサーは、約１ｋＶを超える第２の電圧で、約２０ｋＨｚを超える第２のパルス繰返し周波数で、及び第２のパルス幅でパルシングすることを含む。幾つかの実施形態では、第１の電極及び第２の電極はウェハの下に配置される。方法は更に、プラズマチャンバ内で発生する物理現象に対応するパラメータ（例えば、チャック電圧、電極電圧、電界均一性、イオン電流等）を測定することを含んでもよい。そして、測定されたパラメータに基づいて、第２の電圧、第２のパルス繰返し周波数、及び第２のパルサー幅のうちの少なくとも１つを調整する。

幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ内の様々な場所で測定された電圧又は電流は、ウェハの表面に亘る電界の均一性に対応する。

幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ内の様々な場所で測定された電圧又は電流は、ウェハの表面に亘るイオン電流の均一性に対応する。

幾つかの実施形態では、パラメータは、抵抗出力段又はエネルギー回収回路の何れかの抵抗器を流れる電流である。

本発明の幾つかの実施形態は、空間変動型ウェハバイアスシステムを含む。例えば、ウェハバイアスシステムは、円板形状のウェハプラットフォームと、ウェハプラットフォームに近接して配置された、円板形状を有する第１の電極と、円板形状を有すると共に、ウェハプラットフォームに近接し且つ整列して配置された中央開口部を有することで、前記第１の電極がその中央開口部に配置されるようになっている第２の電極と、第１の電極に電気的に結合された第１の高電圧パルサーと、第２の電極と電気的に結合された第２の高電圧パルサーとを備えたシステムを含み得る。

幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは、第１の高電圧パルサーによって供給されるパルスの振幅の分数である振幅を有するパルスを供給する。分数は、例えば、５０％、７５％、１００％、１２５％、１５０％、２００％等を含むことができる。

幾つかの実施形態では、システムは、第１の高電圧パルサーと第１の電極とに結合された第１の抵抗出力段を更に含む。

幾つかの実施形態では、システムは、第２の高電圧パルサーと第２の電極とに結合された第２の抵抗出力段を更に含む。

幾つかの実施形態では、システムは、第１の高電圧パルサーと第１の電極とに結合されたバイアスコンデンサを更に含む。

幾つかの実施形態では、システムは、第１の高電圧パルサーと第２の電極とに結合されたバイアスコンデンサを更に含む。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサーは１つ以上のナノ秒パルサーを含む。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは１つ以上のナノ秒パルサーを含む。

幾つかの実施形態は、ウェハプラットフォーム、第１の電極、第２の電極、第１の高電圧パルサー、及び第２の高電圧パルサーを備えたプラズマ成膜システムを含む。幾つかの実施形態では、第２の電極はウェハプラットフォームの下に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、第２の電極は、中心開口部を備えた円板形状と、中心軸と、開口直径と、外径を含み得る。幾つかの実施形態では、第１の電極は、ウェハプラットフォームの下に、且つ第２の電極の中央開口部内に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、第１の電極は、円板形状、中心軸、及び外径を含み得る。幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサーは、第１の電極と電気的に結合され得る。幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサーは、１０ｋＨｚを超えるパルス繰返し速度で５ｋＶを超えるパルスを生成することができる。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは、第２の電極と電気的に結合され得る。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは、１０ｋＨｚを超えるパルス繰返し速度で５ｋＶを超えるパルスを生成することができる。

幾つかの実施形態はプラズマ成膜システムを含み、プラズマ成膜システムは、第１のプラットフォーム領域及び第２のプラットフォーム領域を有するウェハプラットフォームと、ウェハプラットフォームの第１のプラットフォーム領域の下に配置された第１の電極と、ウェハプラットフォームの第２のプラットフォーム領域の下に配置された第２の電極と、第１の電極と電気的に結合された第１の高電圧パルサーを備え、第１の高電圧パルサーは、１０ｋＨｚを超えるパルス繰返し速度で２ｋＶを超えるパルスを生成し、更に、第２の電極と電気的に結合された第２の高電圧パルサーを備え、第２の高電圧パルサーは、１０ｋＨｚを超えるパルス繰返し速度で２ｋＶを超えるパルスを生成する。

幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは、第１の高電圧パルサーによって供給されるパルスの振幅の分数である振幅を有するパルスを供給する。

幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサーは、第１の高電圧パルサーによって供給されるパルスのパルス繰返し周波数の分数であるパルス繰返し周波数を有するパルスを供給する。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー又は第２の高電圧パルサーは１つ以上のナノ秒パルサーを含む。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー又は第２の高電圧パルサーは１つ以上の高電圧スイッチを備えている。

幾つかの実施形態はシステムを含み、システムは、ウェハプラットフォームと、ウェハプラットフォームの下に配置された複数の電極と、複数の電極の各々１つに電気的に結合された複数の高電圧パルサーを備え、複数の高電圧パルサー夫々は、１０ｋＨｚを超えるパルス繰返し速度で５ｋＶを超えるパルスを生成する。幾つかの実施形態では、複数の電極の各々は、絶縁体で互いに分離されている。幾つかの実施形態では、複数の高電圧パルサー夫々は、異なる電圧又はパルス繰返し速度の何れか又は両方を有するパルスを生成する。

これらの例示的な実施形態は、本開示を限定したり定義したりする為ではなく、その理解を助ける例を提供する為に言及されている。追加の実施形態は、詳細な説明で議論され、更なる説明がそこで提供される。様々な実施形態のうちの１つ又は複数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。

本開示のこれら及び他の特徴、態様及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めばより良く理解される。
幾つかの実施形態によるナノ秒パルサーの回路図である。 ナノ秒パルサーによって生成される例示的な波形を示す図である。 幾つかの実施形態によるナノ秒パルサーの別の例の図である。 乃至 幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアス電力システムのブロック図である。 幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアス電力システムのブロック図である。 幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアスシステムのブロック図である。 幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアスシステムの概略図である。 幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアスシステムの概略図である。 本明細書に記載された実施形態の実施を容易にする為の機能を実行する為の例示的な計算システムを示す図である。

異なる電極上に異なる高電圧パルスを発生する為のシステム及び方法を開示する。例えば、複数のパルス発生器（例えば、ナノ秒パルサー、ＲＦ発生器、又はＨＶスイッチ）各々は、複数の電極の各々１つと電気的に結合され得る。複数のパルス発生器は、電極上に異なる電圧、イオンエネルギー又は電界を生成することができる。これは、例えば、プラズマチャンバの欠陥、ウェハの不連続性を補償する為、又はウェハの端部の欠陥を減少させる為等、様々な理由で行われ得る。一実施例では、複数のパルス発生システムは、ウェハの中央部とは異なる電界プロファイルをウェハの端部で生成する為に使用されてもよい。

図１は、幾つかの実施形態によるナノ秒パルサーシステム１００の回路図である。ナノ秒パルサーシステム１００は、高電圧ナノ秒パルサーシステム内に実装され得る。ナノ秒パルサーシステム１００は、５つの段に一般化され得る（これらの段は、他の段に分解されても、より少ない段に一般化されても、及び／又は図示の構成要素を含んでも、含んでいなくてもよい）。ナノ秒パルサーシステム１００は、パルサー・トランス段１０１、抵抗出力段１０２、リード段１０３、ＤＣバイアス補償回路１０４、及び負荷段１０６を含む。

幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサーシステム１００は、２ｋＶを超える電圧、約２０ｎｓ未満の立上り時間、及び約１０ｋＨｚを超える周波数を有するパルスを電源から生成することができる。

幾つかの実施形態では、パルサー・トランス段１０１は、高周波数及び高速の立上り時間及び立下り時間を有する複数の高電圧パルスを生成することができる。図示の全ての回路において、高電圧パルサーは、ナノ秒パルサーを備えてもよい。

幾つかの実施形態では、パルサー・トランス段１０１は、１つ以上のソリッドステートスイッチＳ１（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、光導電性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Ｒ３、１つ以上のスナバダイオードＤ４、１つ以上のスナバコンデンサＣ５、及び／又は１つ以上のフリーホイールダイオードＤ２を含み得る。１つ以上のスイッチ及び／又は回路は、並列又は直列に配置され得る。

幾つかの実施形態では、負荷段１０６は、プラズマ成膜装置、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為の実効回路を表し得る。キャパシタンスＣ２は、ウェハが着座する誘電体材料のキャパシタンスを表し得るか、又は、キャパシタンスＣ２は、誘電体材料によって隔てられた電極とウェハとの間のキャパシタンスを表し得る。コンデンサＣ３は、ウェハに対するプラズマのシースキャパシタンスを表し得る。コンデンサＣ９は、チャンバ壁とウェハ上面との間のプラズマ内のキャパシタンスを表し得る。電流源Ｉ２及び電流源Ｉ１は、プラズマのシースを通るイオン電流を表し得る。

幾つかの実施形態では、抵抗出力段１０２は、インダクタＬ１及び／又はインダクタＬ５によって表される１つ以上の誘導要素を含み得る。インダクタＬ５は、例えば、抵抗出力段１０２内のリードの漂遊インダクタンスを表し得る。インダクタＬ１は、パルサー・トランス段１０１から抵抗器Ｒ１に直接流れる電力を最小にするように設定されてもよい。

幾つかの実施形態では、抵抗器Ｒ１は、例えば、高速時間スケール（例えば、１ｎｓ、１０ｎｓ、５０ｎｓ、１００ｎｓ、２５０ｎｓ、５００ｎｓ、１０００ｎｓ等の時間スケール）で、負荷段１０６からの電荷を散逸させてもよい。負荷段１０６に亘るパルスが高速立下り時間ｔ_ｆを有することを確実にする為に、抵抗Ｒ１の抵抗値は低くてもよい。

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／又は並列に配置された抵抗器のキャパシタンスを含む抵抗器Ｒ１の漂遊キャパシタンスを表し得る。漂遊キャパシタンスＣ１１のキャパシタンスは、例えば、５ｎＦ未満、２ｎＦ未満、１ｎＦ未満、５００ｐＦ未満、２５０ｐＦ未満、１００ｐＦ未満、５０ｐＦ未満、１０ｐＦ未満、１ｐＦ未満等であってもよい。漂遊キャパシタンスＣ１１のキャパシタンスは、例えば、Ｃ２、Ｃ３及び／又はＣ９のキャパシタンス未満等の、負荷キャパシタンス未満であってよい。

幾つかの実施形態では、複数のパルサー・トランス段１０１が並列に配置され、インダクタＬ１及び／又は抵抗Ｒ１を跨いで抵抗出力段１０２に結合されてもよい。複数のパルサー・トランス段１０１の各々は、ダイオードＤ１及び／又はダイオードＤ６をも含み得る。

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の漂遊キャパシタンスを表し得る。幾つかの実施形態では、コンデンサＣ４は、ダイオードＤ６の漂遊キャパシタンスを表し得る。

幾つかの実施形態では、ＤＣバイアス補償回路１０４は、出力電圧を正又は負の何れかにバイアスする為に使用され得る直流電圧源Ｖ１を含んでもよい。幾つかの実施形態では、コンデンサＣ１２は、直流バイアス電圧を抵抗出力段及び他の回路要素から絶縁／分離する。それは、回路の或る部分から別の部分への電位シフトを可能にする。幾つかのアプリケーションでは、それによって確立される電位シフトは、ウェハを所定の位置に保持する為に使用される。抵抗Ｒ２は、パルサー・トランス段１０１からの高電圧パルス出力からＤＣバイアス供給を保護／絶縁し得る。

この例では、ＤＣバイアス補償回路１０４はパッシブバイアス補償回路であり、バイアス補償ダイオードＤ１及びバイアス補償コンデンサＣ１５を含み得る。バイアス補償ダイオードＣ１５は、オフセット電源電圧Ｖ１と直列に配置され得る。バイアス補償コンデンサＣ１５は、オフセット電源電圧Ｖ１と抵抗Ｒ２の何れか一方又は両方を跨いで配置され得る。バイアス補償コンデンサＣ１５は、例えば、約１００μＦ、約５０μＦ、約２５μＦ、約１０μＦ、約２μ、約５００ｎＨ、約２００ｎＨ等のような、１００ｎＨ未満から１００μＦのキャパシタンスを有し得る。

幾つかの実施形態では、バイアスコンデンサＣ１２は、パルサー・トランス段１０１の出力（例えば、１２５と標記される位置）と電極上の電圧（例えば、１２４と標記される位置）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、バースト中に－２ｋＶの直流電圧であってもよく、その一方で、ナノ秒パルサーの出力は、パルス中の＋６ｋＶと、パルス間の０ｋＶとの間で交番する。

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オーム等の高抵抗を有してもよい。

幾つかの実施形態では、バイアス補償コンデンサＣ１５及びバイアス補償ダイオードＤ１は、パルサー・トランス段１０１の出力（例えば、１２５と標記の位置）と、電極上の電圧（例えば、１２４と標記の位置）との間の電圧オフセットを、各バーストの開始時に設定して、必要な平衡状態に到達させることができるようにしてもよい。例えば、電荷は、複数のパルス（例えば、約５～１００パルス）に亘って、各バーストの開始時にバイアスコンデンサＣ１２からバイアス補償コンデンサＣ１５に転送され、回路内の正しい電圧を確立する。

幾つかの実施形態では、直流バイアス補償回路１０４は、バイアス補償ダイオードＤ１に跨って配置され電源Ｖ１に結合された１つ以上の高電圧スイッチを含んでもよい。幾つかの実施形態では、高電圧スイッチは、高電圧を包括的に開閉するように直列に配置された複数のスイッチを含んでもよい。

高電圧スイッチは、インダクタと抵抗器の何れか一方又は両方と直列に結合されていてもよい。インダクタは、高電圧スイッチを通るピーク電流を制限してもよい。インダクタは、例えば、約１００μＨ未満のインダクタンス、例えば、約２５０μＨ、１００μＨ、５０μＨ、２５μＨ、１０μＨ、５μＨ、１μＨ等のインダクタンスを有してもよい。抵抗器は、例えば、抵抗出力段１０２に電力散逸をシフトさせてもよい。抵抗器の抵抗値は、約１０００オーム未満、５００オーム未満、２５０オーム未満、１００オーム未満、５０オーム未満、１０オーム未満等の抵抗を有してよい。

幾つかの実施形態では、高電圧スイッチはスナバ回路を含んでもよい。

幾つかの実施形態では、高電圧スイッチは、高電圧を包括的に開閉するように直列に配置された複数のスイッチを含んでもよい。例えば、高電圧スイッチは、例えば、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）」という名称の米国特許出願第１６／１７８，５６５号に記載された任意のスイッチを含んでもよく、同出願は、全ての目的の為にその全体が本開示に組み込まれる。

幾つかの実施形態では、高電圧スイッチは、パルサー・トランス段１０１がパルシングしている間は開いていてもよく、パルサー・トランス段１０１がパルシングしていない場合は閉じていてもよい。高電圧スイッチが閉じている場合、例えば、バイアス補償ダイオードＣ１５に跨る電流が短絡してもよい。この電流を短絡させることにより、ウェハとチャックとの間のバイアスが２ｋＶ未満になることがあるが、これは許容範囲内であり得る。

幾つかの実施形態では、パルサー・トランス段１０１は、高いパルス電圧（例えば、１ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、５０ｋＶ、１００ｋＶ等を超える電圧）、高いパルス繰返し周波数（例えば、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ等を超える周波数）、高速立上り時間（例えば、約１ｎｓ未満、１０ｎｓ未満、５０ｎｓ未満、１００ｎｓ未満、２５０ｎｓ未満、５００ｎｓ未満、１，０００ｎｓ未満等の立上り時間）、高速立下り時間（約１ｎｓ未満、１０ｎｓ未満、５０ｎｓ未満、１００ｎｓ未満、２５０ｎｓ未満、５００ｎｓ未満、１，０００ｎｓ未満等の立下り時間）、及び／又は短パルス幅（約１，０００ｎｓ未満、５００ｎｓ未満、２５０ｎｓ未満、１００ｎｓ未満、２０ｎｓ未満等のパルス幅）を有するパルスを生成することができる。

図２は、ナノ秒パルサーシステム１００によって生成される例示的な波形を示す。これらの例示的な波形において、パルス波形２０５は、パルサー・トランス段１０１によって供給される電圧を表し得る。図示のように、パルス波形２０５は、高電圧（例えば、波形に示されるように約４ｋＶを超える）、高速立上り時間（例えば、波形に示されるように約２００ｎｓ未満）、高速立下り時間（例えば、波形に示されるように約２００ｎｓ未満）、及び短パルス幅（例えば、波形に示されるように約３００ｎｓ未満）の品質を有するパルスを生成する。波形２１０は、コンデンサＣ２とコンデンサＣ３との間の点で図１に示す回路で表されるウェハ表面の電圧を表してもよいし、コンデンサＣ３の両端電圧を表してもよい。パルス波形２１５は、パルサー・トランス段１０１からプラズマに流れる電流を表す。ナノ秒パルサーシステム１００は、ダイオードＤ１又はＤ２の何れか一方又は両方を含んでもよいし、含まなくてもよい。

過渡状態の間（例えば、図示しない初期の幾つかのパルスの間）、パルサー・トランス段１０１からの高電圧パルスはコンデンサＣ２を充電する。コンデンサＣ２のキャパシタンスは、コンデンサＣ３及び／又はコンデンサＣ１のキャパシタンスに比べて大きい故に、及び／又はパルスのパルス幅が短い故に、コンデンサＣ２は完全に充電される為に高電圧パルサーから幾つかのパルスを取得してもよい。コンデンサＣ２が充電されると、回路は、図２の波形で示されるように、定常状態に達する。

定常状態で、スイッチＳ１が開いているとき、コンデンサＣ２は充電され、波形２１０の僅かに上昇した傾きによって示されるように、抵抗出力段１０２を介して緩慢に散逸する。コンデンサＣ２が充電され、スイッチＳ１が開いている間、ウェーバーの表面（コンデンサＣ２とコンデンサＣ３との間の点）の電圧は負の値となる。この負の電圧は、パルサー・トランス段１０１から供給されるパルスの電圧の負の値であってもよい。例えば、図２に示す例示的な波形では、各パルスの電圧は約４ｋＶであり、ウェハにおける定常状態の電圧は約－４ｋＶである。これにより、プラズマを跨ぐ（例えば、コンデンサＣ３の両端の）負の電位が発生し、プラズマからウェハの表面に正のイオンが加速される。スイッチＳ１が開いている間、コンデンサＣ２上の電荷は、抵抗出力段を介して緩慢に散逸する。

スイッチＳ１が閉じている場合、コンデンサＣ２が充電されるにつれて、コンデンサＣ２の両端電圧が反転することがある（パルス波形２０５に示すようにパルサーからのパルスが高い）。更に、コンデンサＣ２とコンデンサＣ３との間の点（例えば、ウェハの表面）の電圧は、コンデンサＣ２が充電されるにつれて、波形２１０に示すように、約ゼロに変化する。このように、高電圧パルサーからのパルスは、高周波数で、高速立上り時間、高速立下り時間、及び／又は短パルス幅で、負の高電圧からゼロまで立上ってから負の高電圧に戻るプラズマ電位（例えば、プラズマ中の電位）を生成する。

幾つかの実施形態では、抵抗出力段、抵抗出力段１０２によって表される要素の作用は、漂遊キャパシタンスＣ１を急速に放電し、コンデンサＣ２とコンデンサＣ３との間の点の電圧が、波形２１０によって示されるように、約－４ｋＶの定常的な負の値に急速に戻ることを可能にし得る。抵抗出力段は、コンデンサＣ２とコンデンサＣ３との間の点での電圧がその時間の％程度の間存在することを可能にしてもよく、従って、イオンがウェハ内に加速される時間を最大化する。幾つかの実施形態では、抵抗出力段内に含まれる構成要素は、イオンがウェハ内に加速される時間を最適化し、この時間の間の電圧をほぼ一定に保持するように特別に選択されてもよい。従って、例えば、高速立上り時間と高速立下り時間を有する短いパルスが有用であり得る為、かなり均一な負の電位の長い期間が存在し得る。

ナノ秒パルサーシステム１００によって様々な他の波形が生成されてもよい。

図３は、幾つかの実施形態による、パルサー・トランス段１０１とエネルギー回収回路３０５とを有するナノ秒パルサーシステム３００の回路図である。エネルギー回収回路は、例えば、図１に示された抵抗出力段１０２を置き換えてもよい。この例では、エネルギー回収回路３０５は、トランスＴ１の二次側上に配置されるか、又は、トランスＴ１の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３０５は、例えば、トランスＴ１の二次側を跨ぐダイオード３３０（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３０５は、例えば、トランスＴ１の二次側から電流を流して電源Ｃ７を充電することができるダイオード３１０及びインダクタ３１５（直列に配置されている）を含んでもよい。ダイオード３１０及びインダクタ３１５は、トランスＴ１の二次側と電源Ｃ７とに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３０５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３３５及び／又はインダクタ３４０を含んでもよい。インダクタ３４０は、トランスＴ１の漂遊インダクタンスを表しても、及び／又は漂遊インダクタンスを含んでもよい。

ナノ秒パルサーが起動されると、電流が負荷段１０６を充電してもよい（例えば、コンデンサＣ３、コンデンサＣ２、又はコンデンサＣ９を充電してもよい）。一部の電流は、例えば、トランスＴ１の二次側の電圧が電源Ｃ７の充電電圧より上に上昇したときに、インダクタ１５５を介して流れ得る。ナノ秒パルサーがオフになると、電流は、負荷段１０６内のコンデンサからインダクタ３１５を介して流れて、インダクタ３１５を跨ぐ電圧がゼロになるまで電源Ｃ７を充電し得る。ダイオード３３０は、負荷段１０６内のコンデンサが、負荷段１０６内のインダクタンス又はＤＣバイアス補償回路１０４内のインダクタンスによってリンギングするのを防止し得る。

ダイオード３１０は、例えば、電源Ｃ７から負荷段１０６内のコンデンサに電荷が流れるのを防止してもよい。

インダクタ３１５の値は、電流立下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、インダクタ３１５は、１μＨ～５００μＨの間のインダクタンス値を有し得る。

幾つかの実施形態では、エネルギー回収回路３０５は、インダクタ３１５を通る電流の流れを制御する為に使用され得るエネルギー回生スイッチを含んでもよい。エネルギー回生スイッチは、例えば、インダクタ３１５と直列に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、エネルギー回生スイッチは、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閉じて、負荷段１０６から高電圧負荷Ｃ７に戻る電流の流れを可能にしてもよい。

幾つかの実施形態では、エネルギー回生スイッチは、高電圧を包括的に開閉するように直列に配置された複数のスイッチを含んでもよい。例えば、エネルギー回生スイッチは、例えば、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）」という名称の米国特許出願第１６／１７８，５６５号に記載された任意のスイッチを含んでもよく、同出願は、全ての目的の為にその全体が本開示に組み込まれる。

幾つかの実施形態では、ナノ秒パルサーシステム３００は、図２に示されたものと類似した波形を生成してもよい。

図４Ａは、幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアス電力システム４００の側面破断ブロック図であり、図４Ｂは、上面ブロック図である。図４Ａに示された側面破断図は、図４Ｂに示された線Ａに沿っている。空間変動型ウェハバイアス電力システム４００は、第１の電極４１５と第２の電極４２０との２つの電極を含む。ウェハ４０５は、第１の電極４１５及び第２の電極４２０両方の上に、ウェハプラットフォーム４１０上に配置されてもよい。ウェハプラットフォーム４１０は、例えばセラミックのような誘電体材料を含んでもよい。第１の電極４１５は、ウェハプラットフォーム４１０又はウェハ４０５の何れか一方又は両方の直径よりも小さい直径を有する円板形状であってもよい。第２の電極４２０は、第１の電極４１５の直径よりも僅かに大きい開口直径と、ウェハプラットフォーム４１０又はウェハ４０５の何れか一方又は両方の直径に実質的に類似した外径とを有するドーナツ形状を有していてもよい。第１の電極４１５は、第２の電極４２０の開口部内に配置されてもよい。

幾つかの実施形態では、第１の電極４１５と第２の電極４２０との間のギャップは、約０．１ｍｍ未満、１．０ｍｍ未満、５．０ｍｍ未満であってよい。幾つかの実施形態では、第１の電極４１５と第２の電極４２０との間の空間は、空気、真空、絶縁ガス、固体誘電体材料、又は他の絶縁材料で満たされてもよい。

幾つかの実施形態では、第１の電極４１５と第２の電極４２０の厚さは実質的に同じ厚さであってもよい。幾つかの実施形態では、第１の電極４１５と第２の電極４２０は、異なる厚さを有してもよい。

幾つかの実施形態では、第２の電極４２０は、ウェハプラットフォームの面積の５％～５０％の面積を有してもよい。

幾つかの実施形態では、第１の電極４１５と第２の電極４２０は、同じ材料を含んでも、又は異なる材料を含んでもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５は第１の電極４１５に結合されてもよく、第２の高電圧パルサー４３０は第２の電極４２０に結合されてもよい。例えば、第１の高電圧パルサー４２５及び第２の高電圧パルサー４３０は、ナノ秒パルサーシステム１００のパルサー・トランス段１０１を含んでもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５と第２の高電圧パルサー４３０とは異なるパルスを供給してもよい。例えば、第２の高電圧パルサー４３０によって第２の電極４２０に供給されるピーク電圧は、第１の高電圧パルサー４２５によって第１の電極４１５に供給されるピーク電圧とは異なっていてもよい。別の例として、第２の高電圧パルサー４３０から第２の電極４２０に供給されるパルス繰返し周波数は、第１の高電圧パルサー４２５から第１の電極４１５に供給されるパルス繰返し周波数とは異なっていてもよい。別の例として、第２の高電圧パルサー４３０によって第２の電極４２０に供給されるイオン電流は、第１の高電圧パルサー４２５によって第１の電極４１５に供給されるイオン電流とは異なっていてもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５及び第２の高電圧パルサーは実質的に同じパルスを供給してもよい。例えば、第２の高電圧パルサー４３０によって第２の電極４２０に供給されるピーク電圧は、第１の高電圧パルサー４２５によって第１の電極４１５に供給されるピーク電圧と実質的に同じであってもよい。別の例として、第２の高電圧パルサー４３０によって第２の電極４２０に供給されるパルス繰返し周波数は、第１の高電圧パルサー４２５によって第１の電極４１５に供給されるパルス繰返し周波数と実質的に同じであってもよい。別の例として、第２の高電圧パルサー４３０によって第２の電極４２０に供給されるイオン電流は、第１の高電圧パルサー４２５によって第１の電極４１５に供給されるイオン電流と実質的に同じであってもよい。

第１の高電圧パルサー４２５は、ナノ秒パルサーシステム１００の任意の又は全ての構成要素を含んでもよい。第１の高電圧パルサー４２５は、ナノ秒パルサーシステム３００の任意の又は全ての構成要素を含んでもよい。幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５は、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）」という名称の米国特許出願第１６／１７８，５６５号に記載されている任意のスイッチを含んでもよく、同出願は、全ての目的の為にその全体が本開示に組み込まれている。幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５はＲＦジェネレータを含んでもよい。

第２の高電圧パルサー４３０は、ナノ秒パルサーシステム１００の任意の又は全ての構成要素を含んでもよい。第２の高電圧パルサー４３０は、ナノ秒パルサーシステム３００の任意の又は全ての構成要素を含んでもよい。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサー４３０は、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）」という名称の米国特許出願第１６／１７８，５６５号に記載されている任意のスイッチを含んでもよく、同出願は、全ての目的の為にその全体が本開示に組み込まれている。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサー４３０はＲＦジェネレータを含んでもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５及び第２の高電圧パルサー４３０は、第２の電極４２０によってウェハの端部に印加される電圧パルスが、第１の電極４１５によってウェハの中心部に印加される電圧とは異なるように、別々に制御されたパルスバイアス電圧又は別個のパルス繰返し周波数、又は位相がずれたパルスを供給してもよい。別々の電圧は、例えば、ウェハ４０５に亘る電界又はバイアス電圧が均一になるように、中心と比較してウェハの端部で異なる電界プロファイルを生成し得る。これは、例えば、ウェハの歩留まりを最適化し得る。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサー４３０は、第１の高電圧パルサー４２５よりも低い電圧で動作してもよく、例えば、第２の高電圧パルサー４３０は、第１の高電圧パルサー４２５の電圧の５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％等で動作してもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５によって供給されるパルスは、第２の高電圧パルサー４３０に対して独立して制御されてもよい。

幾つかの実施形態では、空間変動型ウェハバイアス電力システムは、ウェハプラットフォーム４１０又はウェハ４０５の上面に亘る均一な電界（例えば、約５％未満、１０％未満、１５％未満又は２０％未満の差）又は均一な電圧を生成し得る。

幾つかの実施形態では、空間変動型ウェハバイアス電力システムは、ウェハプラットフォーム４１０又はウェハ４０５の上面に亘る不均一な電界又は不均一な電圧を生成してもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５と第２の高電圧パルサー４３０は、約１ｐＦ～約１００ｎＦの間のキャパシタンスで容量結合されていてもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５と第２の高電圧パルサー４３０は連結されていてもよい。例えば、第１の高電圧パルサー４２５及び第２の高電圧パルサー４３０は、第１の電極４１５及び第２の電極４２０に対して異なる電圧を生成する分圧器（例えば、抵抗性、誘導性、又は容量性）を有する単一のナノ秒パルサーを含んでもよい。別の例として、変圧器の一次側の単一のパルサーは、トランスＴ２の二次側の異なる二次巻線に結合された複数の負荷（及びエネルギー回収回路、抵抗出力段、又はバイアス補償回路）に結合されてもよい。異なる二次巻線は、異なる電圧を生成する為に異なる数の巻線を有していてもよい。

図４Ａでは２個の電極を図示しているが、実施形態によっては、任意の個数の電極が任意の個数のナノ秒パルサーと共に使用されてもよい。幾つかの実施形態では、第１の電極４１５又は第２の電極４２０は、任意の幾何学的形状を有するウェハプラットフォーム４１０の下に任意の幾何学的領域を含んでもよい。同様に、追加の電極及びナノ秒パルサーが含まれてもよく、追加の電極は、任意の形状を有してもよく、他の電極に対して、及びウェハプラットフォームに対して任意の位置に配置されてもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５から第１の電極４１５へのリード、及び第２の高電圧パルサー４３０から第２の電極４２０へのリードは、グループ化されていても、互いに結束されていてもよい。この結束は、例えば、結束されたリードの接地に対する総漂遊キャパシタンスを、各リードを別々に動作させた場合よりも小さくすることを可能にし得る。この結束は、例えば、消費電力を節約し得る。幾つかの実施形態では、リードは、同軸構成で配置されても、ツインリード構成で配置されても、ツイストペアとして配置されてもよい。幾つかの実施形態では、出力から接地への漂遊キャパシタンスは、約１００ｐＦ未満、又は約１ｎＦ未満、又は約１０ｎＦ未満等であってもよい。幾つかの実施形態では、出力の漂遊インダクタンスは、約１００ｎＨ未満、約１μＨ未満、約１０μＨ未満等であってもよい。幾つかの実施形態では、各出力間の容量結合は、約１００ｐＦ、１ｎＦ、１０ｎＦ等未満であってもよい。

図５は、幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアス電力システム５００のブロック図である。空間変動型ウェハバイアス電力システム５００は、第１の高電圧パルサー４２５及び第２の高電圧パルサー４３０を含んでもよい。

配線基板５０５は、第１の高電圧パルサー４２５及び第２の高電圧パルサー４３０又は追加の高電圧パルサーと電気的に結合されてもよい。幾つかの実施形態では、配線基板５０５は、第１の高電圧パルサー４２５又は第２の高電圧パルサー４３０夫々に高直流電圧を供給してもよい。幾つかの実施形態では、配線基板５０５は、第１の高電圧パルサー４２５又は第２の高電圧パルサー４３０にトリガ信号を供給してもよい。幾つかの実施形態では、配線基板５０５は、第１の高電圧パルサー４２５又は第２の高電圧パルサー４３０に低電圧パルスを供給してもよい。

幾つかの実施形態では、配線基板５０５は、計算システム９００の１つ以上の構成要素を含むコントローラ又はプロセッサを含んでもよい。幾つかの実施形態では、例えば、ウェハの表面上の電界、電界の均一性、第１の電極４１５上の電圧、第２の電極４２０上の電圧、１つ以上の抵抗出力段又は１つ以上のエネルギー回収回路内の抵抗器を跨ぐ電圧等の、プラズマチャンバの特性を測定する１つ以上のセンサが含まれてもよい。センサからの測定に基づいて、第１の高電圧パルサー４２５及び第２の高電圧パルサー４３０の電圧、パルス幅、又はパルス繰返し周波数が調整され得る。

例えば、第２の電極４２０上の電圧が測定され、第１の電極４１５上の電圧よりも低いと判定された場合、ウェハの表面に電気的な不均一性（例えば、約５％未満、約１０％未満、約１５％未満、又は約２０％未満の差）が生じる可能性がある。コントローラは、第２の高電圧パルサー４３０に送られる制御パルスのパルス幅を調整してもよく、これは、第２の高電圧パルサー４３０によって生成される電圧を増加させる可能性があり（例えば、容量性充電時間を増加させることによって）、従って、第２の電極上の電界を増加させる可能性がある。プロセスは、ウェハの表面に亘る電界が均一になるまで（例えば、１０％、１５％、２０％、２５％等以内）繰り返してもよい。

別の例として、第１の抵抗出力段及び第２の抵抗出力段を跨ぐ電圧が測定されてもよい。これらの電圧は、チャンバ内を流れるイオン電流に対応し得る。この電流は、電極電圧の影響を受ける可能性がある。第１の電極へのイオン電流及び第２の電極へのイオン電流が不均一又は不整合（例えば、差が１０％、２０％又は３０％を超える）である場合、コントローラは、第１の高電圧パルサー４２５又は第２の高電圧パルサー４３０の何れかに送信される制御パルスのパルス幅を調整してもよく、これは、ナノ秒パルサーによって生成される電圧を増加させる可能性があり（例えば、容量性充電時間を増加させることによって）、従って、対応する電極上の電界を増加させる可能性がある。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５及び第２の高電圧パルサー４３０からのパルスは、チャンバインターフェース基板又はバイアス補償回路５１０を介してエネルギー回収回路５２５に、及びプラズマチャンバ５３５に通過してもよい。エネルギー回収回路５２５は、例えば、ナノ秒パルサーシステム１００の抵抗出力段１０２を含んでもよい。別の例として、エネルギー回収回路５２５は、エネルギー回収回路３０５を含んでもよい。別の例として、エネルギー回収回路５２５は使用されなくてもよい。別の例として、エネルギー回収回路５２５は、第１の高電圧パルサー４２５又は第２の高電圧パルサー４３０の何れか一方又は両方に結合されてもよい。幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ５３５は、プラズマチャンバ、エッチングチャンバ、成膜チャンバ等を含んでもよい。幾つかの実施形態では、プラズマチャンバ５３５の実効回路は負荷段１０６を含んでもよい。

２個の高電圧パルサーを図示しているが、任意の個数を用いてもよい。例えば、複数のリング状の電極が、複数の高電圧パルサーに結合されてもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５は、第２の高電圧パルサー４３０によって生成されるパルスとは異なるパルスを生成してもよい。例えば、第１の高電圧パルサー４２５は、少なくとも２ｋＶのパルス出力を供給してもよい。幾つかの実施形態では、第２の高電圧パルサー４３０は、第１の高電圧パルサー４２５によって供給されるパルスと同じか又は異なる、少なくとも２ｋＶのパルス出力のパルスを供給してもよい。

別の例として、第１の高電圧パルサー４２５は、第１のパルス繰返し周波数を有するパルスを生成してもよく、第２の高電圧パルサー４３０は、第２のパルス繰返し周波数を有するパルスを生成してもよい。第１のパルス繰返し周波数と第２のパルス繰返し周波数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１のパルス繰返し周波数及び第２のパルス繰返し周波数は、位相が互いに一致していてもよいし、位相がずれていてもよい。

別の例として、第１の高電圧パルサー４２５は、第１のバースト繰返し周波数を有する第１の複数のバーストを生成してもよく、第２の高電圧パルサー４３０は、第２のバースト繰返し周波数を有する第２の複数のバーストを生成してもよい。各バーストは複数のパルスを含んでいてもよい。第１のバースト繰返し周波数と第２のバースト繰返し周波数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１のバースト繰返し周波数と第２のバースト繰返し周波数は、位相が互いに一致していてもよいし、位相がずれていてもよい。

幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５及び第２の高電圧パルサー４３０は、水冷式又は誘電体冷却式であってもよい。

図６は、幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアスシステム６００の概略図である。空間変動型ウェハバイアスシステム６００は、プラズマチャンバ５３５に結合された第１の高電圧パルサー４２５と、第２の高電圧パルサー４３０とを含んでもよい。

この例では、第１の高電圧パルサー４２５は、第１の抵抗出力段６１０及び第１のバイアスコンデンサ６１５を含む。幾つかの実施形態では、第１の抵抗出力段６１０を使用せず、例えば、ナノ秒パルサーシステム３００に示すようなエネルギー回収回路を使用してもよい。

この例では、第２の高電圧パルサー４３０は、第２の抵抗出力段６２０及び第２のバイアスコンデンサ６２５を含む。幾つかの実施形態では、第２の抵抗出力段６２０を使用せず、例えば、ナノ秒パルサーシステム３００に示すようなエネルギー回収回路を使用してもよい。

第１の電極４１５及び第２の電極４２０がプラズマチャンバ５３５内に配置されている。この例では、第１の電極４１５は円板形状であり、第２の電極４２０の中央開口部内に配置されている。第１の高電圧パルサー４２５は第１の電極４１５と電気的に結合され、第２の高電圧パルサー４３０は第２の電極４２０と電気的に結合される。幾つかの実施形態では、第１の高電圧パルサー４２５と第２の高電圧パルサー４３０との間には、漂遊結合キャパシタンス６３０が存在し得る。漂遊結合キャパシタンス６３０は、例えば、約１００ｐＦ未満、約１ｎＦ未満、約１０ｎＦ未満等であり得る。

図７は、幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアスシステム７００の概略図である。この例では、空間変動型ウェハバイアスシステム７００は、複数の絶縁された二次巻線を利用して、２つの異なるウェハ空間領域上に異なる電圧を供給する。空間変動型ウェハバイアスシステム７００は単一の高電圧パルサー７０５を含む。単一の高電圧パルサー７０５は、図１又は図３に示すパルサー・トランス段１０１を含んでもよい。この例では、２つの独立した二次巻線のセットがトランスＴ１の周りに巻かれ得る。第１の二次巻線７１０は、第１の抵抗出力段６１０及び第１のバイアスコンデンサ６１５に電気的に結合されて、第１の電極チャネルを形成してもよい。第２の二次巻線７１５は、第２の抵抗出力段６２０及び第２のバイアスコンデンサ６２５と電気的に結合され、第２の電極チャネルを形成してもよい。幾つかの実施形態では、第１の電極チャネルと第２の電極チャネルとの間に漂遊結合キャパシタンス６３０が存在してもよい。漂遊結合キャパシタンス６３０は、例えば、約１００ｐＦ未満、約１ｎＦ未満、約１０ｎＦ未満等であってもよい。

幾つかの実施形態では、第１の抵抗出力段６１０の代わりに第１のエネルギー回収回路（例えば、エネルギー回収回路３０５）を使用してもよく、第２の抵抗出力段６２０の代わりに第２のエネルギー回収回路（例えば、エネルギー回収回路３０５）を使用してもよい。第１のエネルギー回収回路と第２のエネルギー回収回路とは並列に配置されていてもよい。

第１の電極４１５上の電圧及び第２の電極４２０上の電圧は、第１の二次巻線及び第２の二次巻線の巻き数に依存し得る。

図８は、幾つかの実施形態による空間変動型ウェハバイアスシステム８００の概略図である。この例では、空間変動型ウェハバイアスシステム８００は、分圧器を利用して２つの異なるウェハ空間領域上に異なる電圧を供給する。空間変動型ウェハバイアスシステム８００は、単一の高電圧パルサー８０５及び分圧器８１０を含む。分圧器８１０は、複数の抵抗器及びコンデンサを含んでもよい。抵抗器及びコンデンサの値は、第１の電極４１５にパルスを供給する第１の電極チャネルに供給されるパルスの電圧と、第２の電極４２０にパルスを供給する第２の電極チャネルに供給されるパルスの電圧との電圧比を提供するように選択され得る。

第１の電極チャネルは、第１の抵抗出力段６１０と、第１のバイアスコンデンサ６１５とを含み得る。第２の電極チャネルは、第２の抵抗出力段６２０と、第２のバイアスコンデンサ６２５を含み得る。

幾つかの実施形態では、第１の電極チャネルと第２の電極チャネルとの間に漂遊結合キャパシタンス６３０が存在し得る。漂遊結合キャパシタンス６３０は、例えば、約１００ｐＦ未満、約１ｎＦ未満、約１０ｎＦ未満等であってもよい。

幾つかの実施形態では、第１の抵抗出力段６１０の代わりに第１のエネルギー回収回路（例えば、エネルギー回収回路３０５）を使用してもよく、第２の抵抗出力段６２０の代わりに第２のエネルギー回収回路（例えば、エネルギー回収回路３０５）を使用してもよい。第１のエネルギー回収回路と第２のエネルギー回収回路は並列に配置されていてもよい。

別段の指定がない限り、「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。別段の指定がない限り、用語「約」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。

図９に示す計算システム９００は、本発明の任意の実施形態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９００は、本明細書に記載された任意の計算、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９００は、バス９０５を介して電気的に結合され得る（又は、適切な場合には他の方法で通信し得る）ハードウェア要素を含む。ハードウェア要素は、限定はしないが、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（例えば、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／又は同等物）を含む１つ以上のプロセッサ９１０、限定はしないが、マウス、キーボード、及び／又は同等物を含み得る１つ以上の入力デバイス９１５、及び、限定はしないが、ディスプレイデバイス、プリンタ、及び／又は同等物を含み得る１つ以上の出力デバイス９２０を含み得る。

計算システム９００は、１つ以上のストレージデバイス９２５を更に含んでもよく（及び／又はそれらと通信可能であってもよい）、ストレージデバイス９２５は、限定はしないが、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含んでもよく、並びに／又は、限定はしないが、ディスクドライブ、ドライブアレイ、光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、プログラム可能でありフラッシュアップデート可能である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及び／又は同等物を含み得る。計算システム９００は更に、通信サブシステム９３０を含んでもよく、これは、限定はしないが、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（例えば、ブルートゥースデバイス、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／又は同等物を含んでもよい。通信サブシステム９３０は、ネットワーク（１つの例を挙げると、以下に説明するネットワーク等）、及び／又は本明細書に記載され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９００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９３５を更に含む。

計算システム９００は更に、オペレーティングシステム９４０及び／又は１つ以上のアプリケーションプログラム９４５等の他のコードを含むワーキングメモリ９３５内に現在配置されて示されたソフトウェア要素を含んでもよく、これは、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のように本発明の方法を実施するように設計され得る、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）に関して記載された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、上述した記憶装置（複数可）９２５のようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納され得る。

場合によっては、記憶媒体は、計算システム９００内に組み込まれていても、又は計算システム９００と通信していてもよい。他の実施形態では、記憶媒体は、計算システム９００から分離されていてもよく（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ていてもよく、記憶媒体が、そこに格納された命令／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する。これらの命令は、計算システム９００によって実行可能な実行コードの形態、及び／又は、ソース及び／又はインストール可能なコードの形態を取ってもよく、そのコードは、計算システム９００にコンパイル及び／又はインストールされると（例えば、一般的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）、実行コードの形態となる。

多数の具体的な詳細が、請求項に記載の主題の完全な理解を提供する為に本明細書に記載されている。しかしながら、当業者であれば、請求項に記載の主題は、これらの特定の詳細がなくても実施され得ることを理解するであろう。他の例では、請求項に記載の主題を不明瞭にしない為に、当業者であれば知り得る方法、装置、又はシステムが詳細に記載されていない場合がある。

一部の部分は、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として提示される。これらのアルゴリズムの記述又は表現は、データ処理技術の当業者が他の当業者に自身の仕事の本質を伝える為に使用する技術の例である。アルゴリズムとは、所望の結果を導く自己矛盾のない一連の操作又は類似の処理のことである。この文脈では、操作又は処理は、物理量の物理的な操作を含む。典型的には、必ずしもそうとは限らないが、そのような量は、保存、転送、結合、比較、又は他の方法で操作され得る電気信号又は磁気信号の形を取り得る。このような信号をビット、データ、値、要素、シンボル、文字、用語、数字、数字等と呼ぶことは、主に一般的な使用法の理由から、便利であることが証明されている。しかしながら、これらの用語や類似の用語は全て適切な物理量と関連付けられるべきものであり、単に便利な標識に過ぎないことを理解すべきである。特に別段の記載がない限り、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定」、及び「識別」等の用語を利用した議論は、本明細書全体を通して、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、又は他の情報記憶装置、送信装置、又は表示装置内で物理的な電子量又は磁気量として表されるデータを操作又は変換する、１台以上のコンピュータ又は類似の電子コンピューティングデバイス又は装置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が理解されるであろう。

本明細書で論じられるシステム（複数可）は、任意の特定のハードウェアアーキテクチャ又は構成に限定されない。コンピューティングデバイスは、１つ以上の入力に条件付けられ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、汎用コンピューティングデバイスから、本発明の主題の１つ以上の実施形態を実施する特殊なコンピューティングデバイスまで、コンピューティングデバイスをプログラム又は構成する格納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。任意の適切なプログラミング、スクリプト、又は他のタイプの言語又は言語の組み合わせが、コンピューティングデバイスをプログラミング又は構成する際に使用されるソフトウェアに、本明細書に含まれる教示を実装する為に使用されてもよい。

本明細書に開示された方法の実施形態は、そのようなコンピューティングデバイスの動作中に実行され得る。上記の例で提示されたブロックの順序は変えられてもよく、例えば、ブロックは、再順序化され、結合され、及び／又はサブブロックに分割され得る。特定のブロック又はプロセスは並列に実行され得る。

本明細書での、「適応された」又は「構成された」の使用は、オープン且つ包括的であることを意図しており、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否定するものではない。更に、「に基づいて」の使用は、１つ以上の言及された条件や値「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、これらの条件や値を超えた追加の条件や値に基づいている可能性があるという意味で、オープン且つ包括的な表現であることを意図している。本明細書に含まれる見出し、リスト及び番号は、説明を容易にする為のものであり、限定的であることを意図していない。

本開示の主題は、その特定の実施形態に関して詳細に記載されているが、当業者であれば、上記の理解を得た上で、そのような実施形態の変更、変形、及び同等物を容易に作り出すことができることが理解されるであろう。従って、本開示は、限定ではなく例示の為に提示されたものであり、そのような変更、変形及び／又は追加を含めることを排除するものではなく、そのことは、当業者には自明であろう。
〔付記１〕
プラズマ負荷を有する電力システムであって、
約１ｋＶを超える第１の電圧、約１μｓ未満の第１のパルス幅、約２０ｋＨｚを超える第１のパルス繰返し周波数を有する第１の複数のパルスを出力する第１の高電圧パルサーと、
約１ｋＶを超える第２の電圧、約１μｓ未満の第２のパルス幅、約２０ｋＨｚを超える第２のパルス繰返し周波数を有する第２の複数のパルスを出力する第２の高電圧パルサーと、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、前記第１の高電圧パルサーに電気的に結合された第１の電極と、
前記第１の電極と隣接して前記チャンバ内に配置され、前記第２の高電圧パルサーと電気的に結合された第２の電極と、
を備えた電力システム。
〔付記２〕
前記チャンバが、ウェハと、１０ｐＦ～１μＦのキャパシタンスで前記第１の電極及び前記第２の電極と容量結合されたプラズマとのうち何れか一方又は両方を含む、付記１に記載のシステム。
〔付記３〕
前記ウェハの表面に亘る電界が２５％以内で均一である、付記１に記載のシステム。
〔付記４〕
前記第１の電極と前記ウェハの対応する部分との間の結合キャパシタンスが１００ｐＦを超え、前記第２の電極と前記ウェハの対応する部分との間のキャパシタンスが１００ｐＦを超える、付記１に記載のシステム。
〔付記５〕
前記チャンバが、ウェハ上に加速されるイオンのプラズマを含む、付記１に記載のシステム。
〔付記６〕
前記第１の高電圧パルサーが約１ｋＶを超える前記第１の電極上の電極電圧を生成し、前記第２の高電圧パルサーが約１ｋＶを超える前記第２の電極上の電極電圧を生成する、付記１に記載のシステム。
〔付記７〕
前記第２の電圧に対する前記第１の電圧の比が２対１未満である、又は、前記第１の電圧に対する前記第２の電圧の比が２対１未満である、付記１に記載のシステム。
〔付記８〕
前記第１の電極と前記第２の電極のうち何れか一方又は両方が軸対称である、付記１に記載のシステム。
〔付記９〕
前記第１の電極が第１の平面表面を有し、前記第２の電極が第２の平面表面を有し、前記第２の平面表面が、前記第１の平面表面と前記第２の平面表面との合計の２５％となっている、付記１に記載のシステム。
〔付記１０〕
前記第１の高電圧パルサー及び前記第２の高電圧パルサーの両方が抵抗出力段を備えている、付記１に記載のシステム。
〔付記１１〕
前記第１の高電圧パルサーと前記第２の高電圧パルサーの両方がエネルギー回収回路を備えている、付記１に記載のシステム。
〔付記１２〕
前記第１の複数のパルスのパラメータが、前記第２の複数のパルスのパラメータとは独立して制御される、付記１に記載のシステム。
〔付記１３〕
前記第１のパルス繰返し周波数と前記第２のパルス繰返し周波数の位相が互いに一致している、付記１に記載のシステム。
〔付記１４〕
前記第１の電極と前記第２の電極の間の結合キャパシタンスが約１０ｎＦ未満である、付記１に記載のシステム。
〔付記１５〕
前記第１の電極が、
円板形状と、
中心軸と、
外径と、を含み、
前記第２の電極が、
中心開口部を有する円板形状を含み、前記第１の電極が前記中心開口部内に配置され、
更に、前記第１の電極の前記中心軸と整列した中心軸と、
開口直径と、
外径を含む、付記１に記載のシステム。
〔付記１６〕
システムであって、
ウェハプラットフォームと、
第１の電極とを備え、前記第１の電極が、
円板形状と、
中心軸と、
外径と、を含み、
更に、第２の電極を備え、前記第２の電極が、
中心開口部を有する円板形状を含み、前記第１の電極が前記中心開口部内に配置されており、
更に、前記第１の電極の前記中心軸と整列した中心軸と、
開口直径と、
外径と、を含み、
更に、前記第１の電極と電気的に結合され、１０ｋＨｚを超えるパルス繰返し速度で５ｋＶを超えるパルスを生成する第１の高電圧パルサーと、
前記第２の電極と電気的に結合され、１０ｋＨｚを超えるパルス繰返し速度で５ｋＶを超えるパルスを生成する第２の高電圧パルサーと、
を備えたシステム。
〔付記１７〕
前記ウェハプラットフォームが、前記第２電極の外径と実質的に類似した外径を有する、付記１６に記載のシステム。
〔付記１８〕
前記第２の高電圧パルサーが、前記第１の高電圧パルサーによって供給されるパルスの振幅の分数である振幅を有するパルスを供給する、付記１６に記載のシステム。
〔付記１９〕
前記第２の高電圧パルサーが、前記第１の高電圧パルサーによって供給されるパルスのパルス繰返し周波数の分数であるパルス繰返し周波数を有するパルスを供給する、付記１６に記載のシステム。
〔付記２０〕
前記第１の高電圧パルサーと前記第１の電極とに結合された第１の抵抗出力段と、前記第２の高電圧パルサーと前記第２の電極とに結合された第２の抵抗出力段を更に含む、付記１６に記載のシステム。
〔付記２１〕
前記第１の高電圧パルサーと前記第１の電極とに結合されたバイアス補償回路を更に含む、付記１６に記載のシステム。
〔付記２２〕
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された絶縁材料のリングを更に含む、付記１６に記載のシステム。
〔付記２３〕
前記ウェハプラットフォームが誘電体材料又はセラミック材料を含む、付記１６に記載のシステム。
〔付記２４〕
方法であって、
プラズマチャンバ内の第１の電極に結合された第１の高電圧パルサーをパルシングし、前記第１の高電圧パルサーは、約１ｋＶを超える第１の電圧で、約２０ｋＨｚを超える第１のパルス繰返し周波数と、第１のパルス幅でパルシングし、
前記プラズマチャンバ内の第２の電極に結合された第２の高電圧パルサーをパルシングし、前記第２の高電圧パルサーは、約１ｋＶを超える第２の電圧で、約２０ｋＨｚを超える第２のパルス繰返し周波数と、第２のパルス幅でパルシングし、前記第１の電極と前記第２の電極はウェハの下に配置され、
前記プラズマチャンバ内で発生する物理現象に対応するパラメータを測定し、
前記第２の電圧、前記第２のパルス繰返し周波数、及び前記第２のパルサー幅のうち少なくとも１つを、測定されたパラメータに基づいて調整する、
ことを含む方法。
〔付記２５〕
前記プラズマチャンバ内で発生する前記物理現象が、前記ウェハの表面に亘る電界の均一性に対応する、付記２４に記載の方法。
〔付記２６〕
前記プラズマチャンバ内で発生する前記物理現象が、前記ウェハの表面に亘るイオン電流の均一性に対応する、付記２４に記載の方法。
〔付記２７〕
前記パラメータが、前記第１の高電圧パルサーの抵抗器を流れる電流である、付記２４に記載の方法。

１００、３００ ナノ秒パルサーシステム
１０１ パルサー・トランス段
１０２ 抵抗出力段
１０３ リード段
１０４ ＤＣバイアス補償回路
１０６ 負荷段
３０５、５２５ エネルギー回収回路
３１０、３３０ ダイオード
３１５、３４０ インダクタ
４００、５００ ウェハバイアス電力システム
４０５ ウェハ
４１０ ウェハプラットフォーム
４１５ 第１の電極
４２０ 第２の電極
４２５ 第１の高電圧パルサー
４３０ 第２の高電圧パルサー
５０５ 配線基板
５１０ バイアス補償回路
５２５ エネルギー回収回路
５３５ プラズマチャンバ
６００、７００、８００ ウェハバイアスシステム
６１０ 第１の抵抗出力段
６１５ 第１のバイアスコンデンサ
６２０ 第２の抵抗出力段
６２５ 第２のバイアスコンデンサ
６３０ 漂遊結合キャパシタンス
７０５、８０５ 高電圧パルサー
７１０ 第１の二次巻線
７１５ 第２の二次巻線
８１０ 分圧器
９００ 計算システム
９２５ ストレージデバイス
９３０ 通信サブシステム
９３５ ワーキングメモリ
Ｃ５ スナバコンデンサ
Ｄ２ フリーホイールダイオード
Ｄ４ スナバダイオード
Ｓ１ ソリッドステートスイッチ
Ｒ３ スナバ抵抗器

Claims (16)

1. ナノ秒パルサーを備え、
   前記ナノ秒パルサーは、
   パルサー入力と、
   高電圧ＤＣ電源と、
   前記高電圧ＤＣ電源及び前記パルサー入力に結合された１つ以上のソリッドステートスイッチであって、前記１つ以上のソリッドステートスイッチは、前記パルサー入力によって供給される入力に基づいて前記高電圧ＤＣ電源をスイッチングする、前記１つ以上のソリッドステートスイッチと、
   前記１つ以上のソリッドステートスイッチと電気的に結合された１つ以上の変圧器と、
   前記パルサー入力に基づいて、約２ｋＶより大きい振幅、デューティサイクル、および約１ｋＨｚより大きいパルス繰返し周波数を有する高電圧パルス波形を出力する、前記１つ以上の変圧器と結合されたパルサー出力であって、前記高電圧パルス波形は、１μｓ未満のパルス幅を有する複数の高電圧パルスを含む、パルサー出力と、
   測定点で前記ナノ秒パルサーに結合され、前記パルサー入力に結合された、制御システムであって、前記制御システムは、前記測定点で電圧を測定し、前記制御システムは、前記測定された電圧に基づいて、前記パルサー出力の振幅、前記パルス繰返し周波数、及び前記デューティサイクルに変化をもたらすように前記入力を調整するように構成されており、前記測定点は、前記１つ以上の変圧器と前記パルサー出力との間の点を含む、前記制御システムと、
   を備える、
   ナノ秒パルサーシステム。
2. 前記ナノ秒パルサーシステムは、前記パルサー出力に結合された電極を更に備え、
   前記測定点は、前記電極である、
   請求項１に記載のナノ秒パルサーシステム。
3. 前記１つ以上のスイッチに結合された１つ以上の変圧器を更に備える、請求項１に記載のナノ秒パルサーシステム。
4. 前記制御システムは、前記測定点におけるパルス繰返し周波数を測定し、前記測定されたパルス繰返し周波数に基づいて前記入力パルスのパルス繰返し周波数を調整する、請求項１に記載のナノ秒パルサーシステム。
5. 前記入力パルスは、第１の複数の低電圧パルスを含む第１のバーストを含み、前記第１の複数の低電圧パルスの各々は、第１のパルス幅を有し、
   前記入力パルスは、第２の複数の低電圧パルスを含む第２のバーストを含み、前記第２の複数の低電圧パルスの各々は、第２のパルス幅を有し、
   前記第２のパルス幅は、前記第１のパルス幅よりも大きい、
   請求項１に記載のナノ秒パルサーシステム。
6. 前記制御システムは、
   所望の高電圧パルス波形に対応する電圧およびパルス繰返し周波数を特定する入力データを受信し、
   前記測定点で測定された出力パルサー波形を前記所望の高電圧パルス波形と比較し、
   前記所望の高電圧パルス波形を生成するための前記パルサー入力の調整を決定する、
   請求項１に記載のナノ秒パルサーシステム。
7. 前記制御システムは、前記高電圧パルス波形を１０００分の１に低減する分圧器を備える、請求項１に記載のナノ秒パルサーシステム。
8. 前記制御システムは、前記測定された高電圧パルス波形をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器を備える、請求項１に記載のナノ秒パルサーシステム。
9. 前記ナノ秒パルサーと前記制御システムとの間に配置された金属遮蔽体を更に備える、請求項１に記載のナノ秒パルサーシステム。
10. 前記ナノ秒パルサーは、抵抗出力段を備え、前記測定点は、前記抵抗出力段の抵抗器を横切っている、請求項１に記載のナノ秒パルサーシステム。
11. 複数のバーストを含む高電圧パルス波形を出力するパルサー出力を有するナノ秒パルサーであって、各バーストは、２ｋＶより大きい振幅、１μｓ未満のパルス幅、及び１ｋＨｚより大きいパルス繰返し周波数を有する複数のパルスを含む、前記ナノ秒パルサーと、
    各バースト内のパルス数、パルス繰返し周波数、パルス幅、及びパルス電圧を含む、前記高電圧パルス波形の複数の特性を制御する制御システムと、を備え、
    前記制御システムは、プラズマ処理レシピに応答して前記高電圧パルス波形の前記複数の特性を制御し、
    前記プラズマ処理レシピは、複数の段を備え、各段は、イオン電流、チャンバ圧力、及びガス混合物に関連付けられ、
    前記高電圧パルス波形は、第１の複数のパルスを含む第１のバーストを含み、前記第１の複数のパルスの各々は、第１のパルス幅を有し、
    前記高電圧パルス波形は、第２の複数のパルスを含む第２のバーストを含み、前記第２の複数のパルスの各々は、第２のパルス幅を有し、
    前記第２のパルス幅は、前記第１のパルス幅よりも大きい、
    ナノ秒パルサーシステム。
12. 前記制御システムは、約１μｓ未満の分解能で、前記高電圧パルス波形の少なくとも１つの特性を制御する、請求項１１に記載のナノ秒パルサーシステム。
13. 前記制御システムは、約１０μｓ未満の精度で、パルス間の前記周期を制御する、請求項１１に記載のナノ秒パルサーシステム。
14. 前記制御システムは、前記高電圧パルス波形の特性の数をリアルタイムで制御する、請求項１１に記載のナノ秒パルサーシステム。
15. 前記ナノ秒パルサーは、変圧器と、前記高電圧パルス波形を出力する出力とを備え、
    前記制御システムは、前記変圧器と前記パルサー出力との間の点で前記ナノ秒パルサーと結合される、
    請求項１１に記載のナノ秒パルサーシステム。
16. ２ｋＶより大きい振幅、１μｓ未満のパルス幅、及び１ｋＨｚより大きいパルス繰返し周波数を有する複数のパルスを含む高電圧パルス波形を出力するパルサー出力を有するナノ秒パルサーと、
    プラズマチャンバー内の電極と、
    前記電極又はその近傍に位置する測定点と、
    前記測定点に結合され、前記測定点で発生する電圧パルス波形を表す電子センサー信号を提供するセンサーと、
    前記センサー及び前記ナノ秒パルサーに結合された制御システムであって、前記電子センサー信号に応答して前記高電圧パルス波形の特性を制御する、前記制御システムと、を備え、
    前記高電圧パルス波形は、第１の複数のパルスを有する第１のバーストを含み、前記第１の複数のパルスの各々は、第１のパルス幅を有し、
    前記高電圧パルス波形は、第２の複数のパルスを有する第２のバーストを含み、前記第２の複数のパルスの各々は、第２のパルス幅を有し、
    前記第２のパルス幅は、前記第１のパルス幅よりも大きく、
    前記制御システムは、プラズマ処理レシピに応答して前記パルサー出力を制御し、前記プラズマ処理レシピは、複数のステージを含み、各ステージは、イオン電流、チャンバー圧力、及び混合ガスに関連付けられる、
    ナノ秒パルサーシステム。