(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置のインピーダンス整合のための整合器であって、
可変容量を有する第１のダイオードを含み、高周波の入力端と高周波の出力端との間に設けられた直列部と、
可変容量を有する第２のダイオードを含み、前記入力端と前記出力端との間のノードとグランドとの間に設けられた並列部と、
前記第１のダイオード及び前記第２のダイオードのそれぞれに逆バイアス電圧を印加するように設けられた可変直流電源である複数の直流電源と、
を備え、
前記直列部は、前記第１のダイオードに直列接続された第１のコンデンサを更に含み、
前記並列部は、前記第２のダイオードに直列接続された第２のコンデンサを更に含み、
前記第１のコンデンサは、前記ノードと前記第１のダイオードとの間において接続されており、
前記第２のコンデンサは、前記グランドと前記第２のダイオードとの間に接続されており、
前記直列部は、
各々が可変容量を有するダイオードであり、前記第１のダイオードを含む複数の第１のダイオードであって、前記第１のコンデンサに対して前記出力端の側に設けられた、該複数の第１のダイオードと、
前記第１のコンデンサを含む複数の第１のコンデンサと、
を含み、
各々が、前記複数の第１のダイオードのうち一つの第１のダイオード、及び、前記複数の第１のコンデンサのうち前記一つの第１のダイオードに直列接続された一つの第１のコンデンサを含む複数の第１の素子群が、前記入力端と前記出力端との間で順に接続されており、
前記複数の直流電源のうち一つの直流電源は、前記複数の第１のダイオードに逆バイアス電圧を印加するように設けられている、
整合器。
【請求項２】
前記複数の第１のダイオードのうち直列接続されている二つの第１のダイオードの間には、前記複数の第１のコンデンサのうち一つの第１のコンデンサが設けられている、請求項１に記載の整合器。
【請求項３】
前記複数の第１のダイオードのうち逆直列で接続されている二つの第１のダイオードは直結されている、請求項１又は２に記載の整合器。
【請求項４】
前記並列部は、
各々が可変容量を有するダイオードであり、前記第２のダイオードを含む複数の第２のダイオードであって、前記第２のコンデンサに対して前記ノードの側に設けられた、該複数の第２のダイオードと、
前記第２のコンデンサを含む複数の第２のコンデンサと、
を含み、
各々が、前記複数の第２のダイオードのうち一つの第２のダイオード、及び、前記複数の第２のコンデンサのうち前記一つの第２のダイオードに直列接続された一つの第２のコンデンサを含む複数の第２の素子群が、前記ノードと前記グランドとの間で順に接続されており、
前記複数の直流電源のうち別の一つの直流電源は、前記複数の第２のダイオードに逆バイアス電圧を印加するように設けられている、
請求項１〜３の何れか一項に記載の整合器。
【請求項５】
前記複数の第２のダイオードのうち直列接続されている二つの第２のダイオードの間には、前記複数の第２のコンデンサのうち一つの第２のコンデンサが設けられている、請求項４に記載の整合器。
【請求項６】
前記複数の第２のダイオードのうち逆直列に接続されている二つの第２のダイオードは直結されている、請求項４又は５に記載の整合器。
【請求項７】
チャンバを提供するチャンバ本体と、
高周波電源と、
前記チャンバ内でのプラズマの生成又はバイアスの生成のための電極であり、前記高周波電源に電気的に接続された電極と、
請求項１〜６の何れか一項に記載の整合器であって、前記高周波電源と前記電極の間に接続された、該整合器と、
を備えるプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、整合器及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスといった電子デバイスの製造においては被加工物に対するプラズマ処理、例えばプラズマエッチングのためにプラズマ処理装置が用いられている。プラズマ処理装置は、チャンバ本体、電極、高周波電源、及び、整合器を備える。チャンバ本体はその内部空間をチャンバとして提供する。電極は、チャンバ内でのプラズマの生成又はバイアス生成のための電極である。高周波電源は、高周波を発生する。高周波電源は、整合器を介して電極に接続されている。整合器は、高周波電源の出力インピーダンスと負荷のインピーダンスを整合させる回路を有している。
【０００３】
プラズマ処理装置に用いられる整合器の回路は、一般的には、機械的に容量を変更可能な可変コンデンサを有している。このような可変コンデンサは高速に容量を変更することができない。したがって、整合器は高速な整合動作を行うことができない。整合器の高速な整合動作を実現するための策として、可変コンデンサに代えて電界効果トランジスタを用いる技術が、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，８８７，３３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電界効果トランジスタでは高周波の損失が大きい。したがって、機械的に容量を変更可能な可変コンデンサに代わる別の素子を有し、高速な整合動作を実現可能な整合器が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様においては、プラズマ処理装置のインピーダンス整合のための整合器が提供される。整合器は、直列部、並列部、及び、複数の直流電源を備える。直列部は、可変容量を有する第１のダイオードを含み、高周波の入力端と高周波の出力端との間に設けられている。並列部は、可変容量を有する第２のダイオードを含み、入力端と出力端との間のノードとグランドとの間に設けられている。複数の直流電源は、第１のダイオード及び第２のダイオードのそれぞれに逆バイアス電圧を印加するように設けられている。
【０００７】
一態様に係る整合器では、機械的に容量を変更可能な可変コンデンサではなく、ＰＮ接合ダイオードである第１のダイオード及び第２のダイオードが用いられている。第１のダイオード及び第２のダイオードの各々の容量（接合容量）は、逆バイアス電圧に応じて高速に変化する。したがって、高速な整合動作を実現可能な整合器が提供される。
【０００８】
一実施形態において、直列部は、第１のダイオードに直列接続された第１のコンデンサを更に含み、並列部は、第２のダイオードに直列接続された第２のコンデンサを更に含む。第１のコンデンサは、ノードと第１のダイオードとの間において接続されている。第２のコンデンサは、グランドと第２のダイオードとの間に接続されている。この実施形態によれば、グランドと第２のダイオードとの間で直流電位が分離され、直列部と並列部との間で直流電位が分離される。
【０００９】
一実施形態において、直列部は、複数の第１のダイオード及び複数の第１のコンデンサを含む。複数の第１のダイオードは、上記第１のダイオードを含み、可変容量を有するダイオードである。複数の第１のダイオードは、上記第１のコンデンサに対して出力端の側に設けられている。複数の第１のコンデンサは、上記第１のコンデンサを含んでいる。入力端と出力端との間では複数の第１の素子群が順に接続されている。複数の第１の素子群の各々は、複数の第１のダイオードのうち一つの第１のダイオード、及び、複数の第１のコンデンサのうち一つの第１のダイオードに直列接続された一つの第１のコンデンサを含む。複数の直流電源のうち一つの直流電源は、複数の第１のダイオードに逆バイアス電圧を印加するように設けられている。
【００１０】
一実施形態において、複数の第１のダイオードのうち直列接続されている二つの第１のダイオードの間には、複数の第１のコンデンサのうち一つの第１のコンデンサが設けられている。なお、直列接続されている二つの第１のダイオードは、入力端と出力端との間で同一の方向に向いている。即ち、直列接続されている二つの第１のダイオードの各々のアノード及びカソードのうち一方は入力端の側に接続されており、他方は出力端の側に接続されている。この実施形態では、直列接続されている二つの第１のダイオード間の直流電位が分離される。したがって、二つの第１のダイオードに対する逆バイアス電圧の印加のために一つの可変直流電源を用いることができる。故に、可変直流電源の個数が少なくなる。
【００１１】
一実施形態において、複数の第１のダイオードのうち逆直列で接続されている二つの第１のダイオードは直結されている。なお、逆直列で接続されている二つの第１のダイオードは、入力端と出力端との間で互いに逆の方向に向いている。即ち、この実施形態では、二つの第１のダイオードのアノード同士又はカソード同士が直結されている。逆直列されている二つの第１のダイオードに対する逆バイアス電圧の印加のためには、一つの可変直流電源を用いることができる。したがって、可変直流電源の個数が少なくなる。
【００１２】
一実施形態において、並列部は、複数の第２のダイオード及び複数の第２のコンデンサを含む。複数の第２のダイオードは、上記第２のダイオードを含み、可変容量を有するダイオードである。複数の第２のダイオードは、上記第２のコンデンサに対して上記ノードの側に設けられている。複数の第２のコンデンサは、上記第２のコンデンサを含んでいる。ノードとグランドとの間では、複数の第２の素子群が順に接続されている。複数の第２の素子群は、複数の第２のダイオードのうち一つの第２のダイオード、及び、複数の第２のコンデンサのうち一つの第２のダイオードに直列接続された一つの第２のコンデンサを含む。複数の直流電源のうち別の一つの直流電源は、複数の第２のダイオードに逆バイアス電圧を印加するように設けられている。
【００１３】
一実施形態において、複数の第２のダイオードのうち直列接続されている二つの第２のダイオードの間には、複数の第２のコンデンサのうち一つの第２のコンデンサが設けられている。なお、直列接続されている二つの第２のダイオードは、ノードとグランドとの間で同一の方向に向いている。即ち、直列接続されている二つの第２のダイオードの各々のアノード及びカソードのうち一方はノードの側に接続されており、他方はグランドの側に接続されている。この実施形態では、直列接続されている二つの第２のダイオード間の直流電位が分離される。したがって、二つの第２のダイオードに対する逆バイアス電圧の印加のために一つの可変直流電源を用いることができる。故に、可変直流電源の個数が少なくなる。
【００１４】
一実施形態において、複数の第２のダイオードのうち逆直列に接続されている二つの第２のダイオードは直結されている。なお、逆直列で接続されている二つの第２のダイオードは、ノードとグランドとの間で互いに逆の方向に向いている。即ち、この実施形態では、二つの第２のダイオードのアノード同士又はカソード同士が直結されている。逆直列されている二つの第２のダイオードに対する逆バイアス電圧の印加のためには、一つの可変直流電源を用いることができる。したがって、可変直流電源の個数が少なくなる。
【００１５】
別の態様においては、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ本体、高周波電源、及び、電極を備える。チャンバ本体は、その内部空間をチャンバとして提供している。電極は、チャンバ内でのプラズマの生成又はバイアスの生成のための電極であり、高周波電源に電気的に接続されている。プラズマ処理装置は、上述した一態様又は種々の実施形態のうち何れかの整合器を更に備える。整合器は、高周波電源と電極の間に接続されている。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、高速な整合動作を実現可能な整合器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一実施形態に係る整合器を示す図である。
【図３】別の実施形態に係る整合器を示す図である。
【図４】更に別の実施形態に係る整合器を示す図である。
【図５】更に別の実施形態に係る整合器を示す図である。
【図６】更に別の実施形態に係る整合器を示す図である。
【図７】更に別の実施形態に係る整合器を示す図である。
【図８】整合器の回路のレイアウトに関する規則を示す図である。
【図９】整合器の回路のレイアウトに関する規則を示す図である。
【図１０】整合器の回路のレイアウトに関する規則を示す図である。
【図１１】参考例に係る整合器を示す図である。
【図１２】別の参考例に係る整合器を示す図である。
【図１３】更に別の実施形態に係る整合器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１９】
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１には、一実施形態に係るプラズマ処理装置の縦断面における構造が概略的に示されている。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型プラズマエッチング装置である。
【００２０】
プラズマ処理装置１０は、チャンバ本体１２を備えている。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。チャンバ本体１２は、その内部空間をチャンバ１２ｃとして提供している。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから構成されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、当該チャンバ１２ｃを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムといったセラミックス製の膜であり得る。また、チャンバ本体１２の側壁には被加工物Ｗの搬送のための開口１２ｇが設けられている。この開口１２ｇはゲートバルブ１４により開閉可能となっている。このチャンバ本体１２は接地されている。
【００２１】
チャンバ１２ｃ内では、支持部１５が、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１５は、略円筒形状を有しており、石英といった絶縁材料から形成されている。また、チャンバ１２ｃ内には、載置台１６が設けられている。載置台１６は、その上面において被加工物Ｗを保持するよう構成されている。被加工物Ｗは、ウエハのように円盤形状を有し得る。載置台１６は、下部電極１８及び静電チャック２０を含んでいる。この載置台１６は、支持部１５によって支持されている。
【００２２】
下部電極１８は、第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂは、例えばアルミニウムといった金属から形成されており、略円盤形状を有している。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられており、第１プレート１８ａに電気的に接続されている。
【００２３】
第２プレート１８ｂ上には、静電チャック２０が設けられている。静電チャック２０は、絶縁層、及び、当該絶縁層内に内蔵された電極を有している。静電チャック２０の電極には、直流電源２２がスイッチ２３を介して電気的に接続されている。静電チャック２０の電極に直流電源２２からの直流電圧が印加されると、静電チャック２０はクーロン力等の静電力を発生する。静電チャック２０は、この静電力により被加工物Ｗを吸着し、当該被加工物Ｗを保持する。
【００２４】
第２プレート１８ｂの周縁部上には、被加工物Ｗのエッジ及び静電チャック２０を囲むようにフォーカスリング２４が配置されている。フォーカスリング２４は、プラズマ処理の均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリング２４は、プラズマ処理に応じて適宜選択される材料から形成されており、例えば、石英から構成され得る。
【００２５】
第２プレート１８ｂの内部には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆには、チャンバ本体１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａを介して冷媒が供給される。流路１８ｆに供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻される。このように、流路１８ｆには、当該流路１８ｆ内を循環するよう、冷媒が供給される。この冷媒の温度を制御することにより、静電チャック２０によって支持された被加工物Ｗの温度が制御される。
【００２６】
また、プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック２０の上面と被加工物Ｗの裏面との間に供給する。
【００２７】
プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、載置台１６の上方に設けられており、下部電極１８に対して略平行に設けられている。上部電極３０は、部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じている。部材３２は、絶縁性を有している。上部電極３０は、この部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持されている。
【００２８】
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４はチャンバ１２ｃに面している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。この天板３４は、限定されるものではないが、例えばシリコンから構成されている。或いは、天板３４は、アルミニウム製の母材の表面に耐プラズマ性の膜を設けた構造を有し得る。なお、この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムといったセラミックス製の膜であり得る。
【００２９】
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成され得る。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。このガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びており、当該複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。また、支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００３０】
ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを有している。バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群４４はマスフローコントローラといった複数の流量制御器を含んでいる。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。このプラズマ処理装置１０は、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、チャンバ本体１２内に供給することが可能である。
【００３１】
また、プラズマ処理装置１０では、チャンバ本体１２の内壁に沿ってシールド部材４６が設けられている。シールド部材４６は、支持部１５の外周にも設けられている。シールド部材４６は、プラズマ処理（例えば、エッチング）によって発生する反応生成物といった物質が、チャンバ本体１２に付着することを防止するものである。シールド部材４６は、アルミニウム製の母材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより形成され得る。
【００３２】
チャンバ１２ｃ内、且つ、支持部１５とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウム材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより形成され得る。このバッフルプレート４８には、多数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方においては、排気管５２がチャンバ本体１２の底部に接続されている。この排気管５２には、排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ１２ｃを減圧する。
【００３３】
また、プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２を更に備えている。第１の高周波電源６１は、プラズマ生成用の第１の高周波を発生する電源である。第１の高周波の周波数は、限定されるものではないが、２７〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数であり、例えば、４０ＭＨｚである。第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して下部電極１８に接続されている。整合器６３は、第１の高周波電源６１の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。この実施形態、即ち、第１の高周波電源６１が下部電極１８に電気的に接続されている実施形態では、上部電極３０は接地される。なお、第１の高周波電源６１は、整合器６３を介して上部電極に接続されていてもよい。
【００３４】
第２の高周波電源６２は、被加工物Ｗにイオンを引き込むための、即ち、バイアス用の第２の高周波を発生する電源である。第２の高周波の周波数は、限定されるものではないが、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、例えば、３．２ＭＨｚである。第２の高周波電源６２は、整合器６４を介して下部電極１８に接続されている。整合器６４は、第２の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
【００３５】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備え得る。制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。具体的に、制御部Ｃｎｔは、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいてプラズマ処理装置１０の各部を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、レシピデータによって指定されたプロセスを実行するようになっている。
【００３６】
このプラズマ処理装置１０を用いたプラズマ処理の実行の際には、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択されたガスソースからのガスが、チャンバ１２ｃに供給される。また、排気装置５０によってチャンバ１２ｃが減圧される。そして、チャンバ１２ｃに供給されたガスが、第１の高周波電源６１からの第１の高周波によって発生する高周波電界によって励起される。これにより、チャンバ１２ｃ内でプラズマが生成される。このように生成されたプラズマ中のイオン及び／又はラジカルによって、被加工物Ｗが処理される。なお、下部電極１８に第２の高周波が供給されてもよい。第２の高周波が下部電極１８に供給されると、プラズマ中のイオンが被加工物Ｗに向けて加速される。
【００３７】
以下、整合器６３及び整合器６４のうち一方又は双方に採用することが可能な、インピーダンス整合のための整合器の幾つかの実施形態について説明する。
【００３８】
図２は、一実施形態に係る整合器を示す図である。図２に示す整合器１００は、直列部１０２、並列部１０４、直流電源１０６、及び、直流電源１０８を備えている。整合器１００は、インピーダンスセンサ１１０及び電源制御部１１２を更に備えていてもよい。
【００３９】
直列部１０２は、整合器１００の入力端１００ａと出力端１００ｂとの間の給電ライン１１８上に設けられている。入力端１００ａは、高周波が入力される端子である。即ち、入力端１００ａは、高周波電源に接続される端子である。出力端１００ｂは、高周波を出力するための端子である。即ち、出力端１００ｂは、チャンバ本体１２側の負荷に接続される端子である。直列部１０２は、第１のダイオード１２１を含んでいる。第１のダイオード１２１は、可変容量を有するダイオードである。第１のダイオード１２１は、ＰＮ接合ダイオード、ショットキーバリアダイオード、又は、可変容量ダイオードであり得る。また、第１のダイオード１２１は、Ｐ型領域とＮ型領域との間に低濃度半導体領域を含むダイオードであってもよい。一実施形態では、第１のダイオード１２１のアノードは入力端１００ａに接続されており、第１のダイオード１２１のカソードは出力端１００ｂに接続されている。
【００４０】
並列部１０４は、ノード１００ｎとグランドとの間に設けられている。ノード１００ｎは、入力端１００ａと出力端１００ｂとの間において給電ライン１１８上に設けられている。一実施形態では、ノード１００ｎは、第１のダイオード１２１と入力端１００ａとの間、且つ、給電ライン１１８上に設けられている。並列部１０４は、第２のダイオード１２２を含んでいる。第２のダイオード１２２は、可変容量を有するダイオードである。第２のダイオード１２２は、ＰＮ接合ダイオード、ショットキーバリアダイオード、又は、可変容量ダイオードであり得る。また、第２のダイオード１２２は、Ｐ型領域とＮ型領域との間に低濃度半導体領域を含むダイオードであってもよい。一実施形態では、第２のダイオード１２２のアノードはグランドに接続されており、第２のダイオード１２２のカソードはノード１００ｎに接続されている。
【００４１】
直流電源１０６は、可変直流電源であり、第１のダイオード１２１に逆バイアス電圧を印加するように設けられている。直流電源１０６の正極は第１のダイオード１２１のカソードに接続されており、直流電源１０６の負極はグランドに接続されている。
【００４２】
直流電源１０８は、可変直流電源であり、第２のダイオード１２２に逆バイアス電圧を印加するように設けられている。直流電源１０８の正極は抵抗素子を介して第２のダイオード１２２のカソードに接続されており、直流電源１０８の負極はグランドに接続されている。
【００４３】
インピーダンスセンサ１１０は、ノード１００ｎと入力端１００ａとの間において給電ライン１１８上に設けられている。インピーダンスセンサ１１０は、負荷インピーダンス（チャンバ本体１２側のインピーダンス）を測定するよう構成されたセンサである。インピーダンスセンサ１１０は、測定した負荷インピーダンスを電源制御部１１２に出力する。電源制御部１１２は、例えば、プロセッサを有している。電源制御部１１２は、入力した負荷インピーダンスを、所定のインピーダンス（例えば、５０Ω）に近づけるか又は一致させるよう、直流電源１０６及び直流電源１０８を制御する。これにより、第１のダイオード１２１に印加される逆バイアス電圧、及び、第２のダイオード１２２に印加される逆バイアス電圧が調整され、第１のダイオード１２１の容量及び／又はインダクタンスが調整され、第２のダイオード１２２の容量及び／又はインダクタンスが調整される。
【００４４】
この整合器１００Ａでは、機械的に容量を変更可能な可変コンデンサではなく、第１のダイオード１２１及び第２のダイオード１２２が用いられている。第１のダイオード１２１及び第２のダイオード１２２の各々の容量（接合容量）は、逆バイアス電圧に応じて高速に変化する。したがって、整合器１００は、高速な整合動作を実現可能である。
【００４５】
図３は、別の実施形態に係る整合器を示す図である。以下、整合器１００Ａが整合器１００に対して異なる点について説明し、重複する説明を省略する。
【００４６】
図３に示す整合器１００Ａでは、直列部１０２が第１のコンデンサ１３１を更に有しており、並列部１０４が第２のコンデンサ１３２を更に有している。第１のコンデンサ１３１は、第１のダイオード１２１と直列接続されている。第１のコンデンサ１３１は、ノード１００ｎと第１のダイオード１２１との間で接続されている。第２のコンデンサ１３２は、第２のダイオード１２２とグランドとの間で接続されている。直流電源１０６の正極は、抵抗素子を介して第１のダイオード１２１のカソードに接続されている。直流電源１０６の負極は、抵抗素子を介して、第１のダイオード１２１のアノードに接続されている。また、直流電源１０８の正極は、抵抗素子を介して第２のダイオード１２２のカソードに接続されている。直流電源１０８の負極は、抵抗素子Ｒ３を介して第２のダイオード１２２のアノードに接続されている。なお、抵抗素子Ｒ３及び第２のコンデンサ１３２が省かれてもよい。整合器１００Ａでは、グランドと第１のダイオード１２１との間で直流電位が分離され、直列部１０２と並列部１０４との間で直流電位が分離される。
【００４７】
以下、図４〜図７を参照し、更に別の幾つかの実施形態に係る整合器について説明する。図４〜図７に示す整合器における回路のレイアウトは第１〜第３の規則に従っている。これら第１〜第３の規則について、図８〜図１０を参照しつつ説明する。図８〜図１０は、整合器の回路のレイアウトに関する規則を示す図である。なお、図８〜図１０では、整合器の入力端、出力端、入力端と出力端との間のノード、直列部、並列部、第１のダイオード、第２のダイオード、第１のコンデンサ、第２のコンデンサをそれぞれ、参照符号「Ｔ１」、「Ｔ２」、「Ｎ」、「ＳＵ」、「ＰＵ」、「Ｄ１」、「Ｄ２」、「Ｃ１」、「Ｃ２」で示す。
【００４８】
直列部ＳＵは一以上の第１の素子群Ｇ１を有している。図８〜図１０に示す例では、直列部ＳＵは、複数の第１の素子群Ｇ１を有している。複数の第１の素子群Ｇ１は、入力端Ｔ１と出力端Ｔ２との間で順に接続されている。複数の第１の素子群Ｇ１の各々は、第１のダイオードＤ１、及び、当該第１のダイオードＤ１に直列接続された第１のコンデンサＣ１を含んでいる。並列部ＰＵは一以上の第２の素子群Ｇ２を有している。図８〜図１０に示す例では、並列部ＰＵは、複数の第２の素子群Ｇ２を有している。複数の第２の素子群Ｇ２は、ノードＮとグランドとの間で順に接続されている。複数の第２の素子群Ｇ２の各々は、第２のダイオードＤ２、及び、当該第２のダイオードＤ２に直列接続された第２のコンデンサＣ２を含んでいる。なお、第１のダイオードＤ１及び第２のダイオードＤ２の各々は、ＰＮ接合ダイオード、ショットキーバリアダイオード、又は、可変容量ダイオードであり得る。また、第１のダイオードＤ１及び第２のダイオードＤ２の各々は、Ｐ型領域とＮ型領域との間に低濃度半導体領域を含むダイオードであってもよい。
【００４９】
図８〜図１０に示すように、第１の規則は、並列部ＰＵに含まれる一つの第２のコンデンサＣ２が、当該並列部ＰＵに含まれる全ての第２のダイオードＤ２とグランドとの間で直流電位を分離するという規則である。したがって、並列部ＰＵに含まれる全ての第２のダイオードＤ２は、当該一つの第２のコンデンサＣ２に対して、ノードＮの側に設けられる。この第１の規則は、例外を含む。第１の規則の例外は、並列部ＰＵに含まれる全ての第２のダイオードＤ２のうちノードＮとグランドとの間の並列部ＰＵの電気的パス上で最もグランド側にある一つの第２のダイオードＤ２の一方の端子（アノード又はカソード）の電位がグランド電位に設定され、当該一方の端子が他方の端子（カソード又はアノード又）に対して当該電気的パス上でグランド側にある場合には、当該一つの第２のダイオードＤ２の一方の端子とグランドとは、それらの間の第２のコンデンサＣ２を省略して、直結することができるという例外である。第１の規則の例外によれば、図８に示す第２のコンデンサＣ８２は、第２のダイオードＤ８２のアノードの電位がグランド電位に設定される場合には省略可能である。また、図９に示す第２のコンデンサＣ９２ａは、第２のダイオードＤ９２ａのアノードの電位がグランド電位に設定される場合には省略可能である。また、図１０に示す第２のコンデンサＣ１０２ａは、第２のダイオードＤ１０２ａのカソードの電位がグランド電位に設定される場合には省略可能である。
【００５０】
第２の規則は、直列部ＳＵに含まれる一つの第１のコンデンサＣ１が、直列部ＳＵと並列部ＰＵとの間で直流電位を分離するという規則である。したがって、直列部ＳＵに含まれる全ての第１のダイオードＤ１は、当該一つの第１のコンデンサＣ１に対して、出力端Ｔ２の側に設けられる。この第２の規則は、例外を含む。第２の規則の例外は、直列部ＳＵの全ての第１のダイオードＤ１のうちノードＮと出力端Ｔ２との間の直列部ＳＵの電気的パス上で最もノードＮ側にある一つの第１のダイオードＤ１のノードＮ側の端子の電位と、並列部ＰＵの全ての第２のダイオードＤ２のうちノードＮとグランドとの間の並列部ＰＵの電気的パス上で最もノードＮ側にある一つの第２のダイオードＤ２のノードＮ側の端子の電位とが、グランド電位に設定される場合には、当該一つの第１のダイオードＤ１と当該一つの第２のダイオードＤ２との間のコンデンサを省略して、これらを直結することができるという例外である。第２の規則の例外によれば、図９に示す第１のダイオードＤ９１のアノードの電位及び第２のダイオードＤ９２ｂのアノードの電位がグランド電位に設定される場合には、第１のコンデンサＣ９１及び第２のコンデンサＣ９２ｂは省略可能である。また、図１０に示す第１のダイオードＤ１０１のカソードの電位及び第２のダイオードＤ１０２ｂのカソードの電位がグランド電位に設定される場合には、第１のコンデンサＣ１０１及び第２のコンデンサＣ１０２ｂは省略可能である。
【００５１】
第３の規則は、図８に示すように、直列接続されている二つの第１のダイオードＤ１の間には一つの第１のコンデンサＣ１が設けられ、直列接続されている二つの第２のダイオードＤ２の間には一つの第２のコンデンサＣ２が設けられるという規則である。なお、直列接続されている二つの第１のダイオードＤ１は、入力端Ｔ１と出力端Ｔ２との間で同一の方向に向いている。即ち、直列接続されている二つの第１のダイオードＤ１の各々のアノード及びカソードのうち一方は入力端Ｔ１の側に接続されており、他方は出力端Ｔ２の側に接続されている。また、直列接続されている二つの第２のダイオードＤ２は、ノードＮとグランドとの間で同一の方向に向いている。即ち、直列接続されている二つの第２のダイオードＤ２の各々のアノード及びカソードのうち一方はノードＮの側に接続されており、他方はグランドの側に接続されている。
【００５２】
第３の規則は、例外を有する。この例外は、図９及び図１０に示すように、逆直列で接続されている二つの第１のダイオードＤ１は直結され、逆直列で接続されている二つの第２のダイオードＤ２は直結されるという例外である。なお、逆直列で接続されている二つの第１のダイオードＤ１は、入力端Ｔ１と出力端Ｔ２との間で互いに逆の方向に向いている。即ち、逆直列で接続されている二つの第１のダイオードＤ１のアノード同士又はカソード同士は直結される。また、逆直列で接続されている二つの第２のダイオードＤ２は、ノードＮとグランドとの間で互いに逆の方向に向いている。即ち、逆直列で接続されている二つの第２のダイオードＤ２のアノード同士又はカソード同士は直結される。
【００５３】
また、出力端Ｔ２とプラズマ処理装置の電極（上部電極又は下部電極）の間にコンデンサが設けられている場合には、直列部ＳＵの全ての第１のダイオードＤ１のうちノードＮと出力端Ｔ２との間の電気的パス上で最も出力端Ｔ２側にある一つの第１のダイオードＤ１と出力端Ｔ２とは、それらの間の第１のコンデンサＣ１を省略して、直結されてもよい。例えば、出力端Ｔ２とプラズマ処理装置の電極との間にコンデンサが設けられている場合には、図９及び図１０に示す全ての第１のコンデンサＣ１のうち最も出力端Ｔ２側にある第１のコンデンサＣ１は、省略されてもよい。
【００５４】
再び図４〜図７を参照する。図４〜図７に示す整合器は、これら第１〜第３の規則に従って構成されている。図４に示す整合器２００Ａは、直列部２０２、並列部２０４、直流電源２０６、及び、直流電源２０８を備えている。なお、整合器２００Ａは、整合器１００と同様に、インピーダンスセンサ１１０及び電源制御部１１２を更に備えていてもよい。
【００５５】
直列部２０２は、入力端２００ａと出力端２００ｂとの間の給電ライン２１８上に設けられている。入力端２００ａは、高周波が入力される端子である。即ち、入力端２００ａは、高周波電源に接続される端子である。出力端２００ｂは、高周波を出力するための端子である。即ち、出力端２００ｂは、チャンバ本体１２側の負荷に接続される端子である。
【００５６】
直列部２０２は、複数の第１のダイオード２２１及び複数の第１のコンデンサ２３１を含んでいる。複数の第１のダイオード２２１は、ＰＮ接合ダイオードである。複数の第１のダイオード２２１及び複数の第１のコンデンサ２３１は、複数の第１の素子群Ｇ１を構成している。複数の第１の素子群Ｇ１の各々は、複数の第１のダイオード２２１のうち一つの第１のダイオード、及び、複数の第１のコンデンサ２３１のうち当該一つの第１のダイオードに直列接続された一つの第１のコンデンサを含んでいる。複数の第１の素子群Ｇ１は、入力端２００ａと出力端２００ｂとの間で順に接続されている。
【００５７】
直列部２０２では、第２の規則に従い、一つの第１のコンデンサ２３１が、直列部２０２と並列部２０４との間で直流電位を分離するように設けられている。したがって、直列部２０２に含まれる全ての第１のダイオード２２１は、当該一つの第１のコンデンサ２３１に対して、出力端２００ｂの側に設けられている。これにより、直列部２０２と並列部２０４との間で直流電位が分離される。
【００５８】
直列部２０２では、二つの第１のダイオード２２１が直列接続されている。直列接続された二つの第１のダイオード２２１の間には、第３の規則に従い、別の一つの第１のコンデンサ２３１が設けられている。
【００５９】
並列部２０４は、ノード２００ｎとグランドとの間に設けられている。ノード２００ｎは、入力端２００ａと出力端２００ｂとの間において給電ライン２１８上に設けられている。一実施形態では、ノード２００ｎは、直列部２０２と入力端２００ａとの間、且つ、給電ライン２１８上に設けられている。
【００６０】
並列部２０４は、複数の第２のダイオード２２２及び複数の第２のコンデンサ２３２を含んでいる。複数の第２のダイオード２２２は、ＰＮ接合ダイオードである。複数の第２のダイオード２２２及び複数の第２のコンデンサ２３２は、複数の第２の素子群Ｇ２を構成している。複数の第２の素子群Ｇ２の各々は、複数の第２のダイオード２２２のうち一つの第２のダイオード、及び、複数の第２のコンデンサ２３２のうち当該一つの第２のダイオードに直列接続された一つの第２のコンデンサを含んでいる。複数の第２の素子群Ｇ２は、ノード２００ｎとグランドとの間で順に接続されている。
【００６１】
並列部２０４では、第１の規則に従い、並列部２０４に含まれる一つの第２のコンデンサ２３２に対して、複数の第２のダイオード２２２が、ノード２００ｎの側に設けられている。これにより、並列部２０４の全ての第２のダイオード２２２とグランドとの間で直流電位が分離される。
【００６２】
並列部２０４では、二つの第２のダイオード２２２が直列接続されている。直列接続された二つの第２のダイオード２２２の間には、第３の規則に従い、別の一つの第２のコンデンサ２３２が設けられている。
【００６３】
直流電源２０６は、可変直流電源である。直流電源２０６は、直列部２０２の複数の第１のダイオード２２１に逆バイアス電圧を印加するように設けられている。直流電源２０６の正極は、複数の第１のダイオード２２１のカソードに複数の抵抗素子を介してそれぞれ接続されている。直流電源２０６の負極は、複数の第１のダイオード２２１のアノードに複数の抵抗素子を介してそれぞれ接続されている。
【００６４】
直流電源２０８は、可変直流電源である。直流電源２０８は、並列部２０４の複数の第２のダイオード２２２に逆バイアス電圧を印加するように設けられている。直流電源２０８の正極は、複数の第２のダイオード２２２のカソードに複数の抵抗素子を介してそれぞれ接続されている。直流電源２０８の負極は、複数の第２のダイオード２２２のアノードに複数の抵抗素子を介してそれぞれ接続されている。
【００６５】
この整合器２００Ａでは、機械的に容量を変更可能な可変コンデンサではなく、複数の第１のダイオード２２１及び複数の第２のダイオード２２２が用いられている。複数の第１のダイオード２２１及び複数の第２のダイオード２２２の各々の容量（接合容量）は、逆バイアス電圧に応じて高速に変化する。したがって、整合器２００Ａは、高速な整合動作を実現可能である。
【００６６】
上述したように、整合器２００Ａの回路のレイアウトは、第１〜第３の規則に従っている。したがって、一つの直流電源２０６により、直列部２０２の複数の第１のダイオード２２１に逆バイアス電圧を印加することができる。また、一つの直流電源２０８により、並列部２０４の複数の第２のダイオード２２２に逆バイアス電圧を印加することができる。したがって、整合器２００Ａによれば、可変直流電源の個数が少なくなる。なお、図４において参照符号「Ｒ４」で示す抵抗素子は省略されてもよい。また、第１の規則の例外に従い、参照符号「Ｃ４」で示す第２のコンデンサ２３２は省略されてもよい。
【００６７】
次に、図５を参照する。以下、図５に示す整合器２００Ｂが整合器２００Ａに対して異なる点を説明し、重複する説明を省略する。整合器２００Ｂでは、直列部２０２の二つの第１のダイオード２２１が逆直列で接続されている。二つの第１のダイオード２２１は、第３の規則の例外に従って、直結されている。具体的に、二つの第１のダイオード２２１のカソード同士が直結されている。この整合器２００Ｂでは、直流電源２０６の正極は、二つの第１のダイオード２２１のカソードに抵抗素子を介して接続されている。
【００６８】
また、整合器２００Ｂでは、並列部２０４の二つの第２のダイオード２２２が逆直列で接続されている。二つの第２のダイオード２２２は、第３の規則の例外に従って、直結されている。具体的に、二つの第２のダイオード２２２のカソード同士が直結されている。この整合器２００Ｂでは、直流電源２０８の正極は、二つの第２のダイオード２２２のカソードに抵抗素子を介して接続されている。
【００６９】
なお、図５において、参照符号「Ｒ５」で示す抵抗素子は省略されてもよい。また、第１の規則の例外に従い、参照符号「Ｃ５２１」で示す第２のコンデンサ２３２は省略されてもよい。また、第２の規則の例外に従い、参照符号「Ｃ５１」で示す第１のコンデンサ２３１及び参照符号「Ｃ５２２」で示す第２のコンデンサ２３２は省略されてもよい。
【００７０】
次に、図６を参照する。以下、図６に示す整合器２００Ｃが整合器２００Ａに対して異なる点を説明し、重複する説明を省略する。整合器２００Ｃでは、直列部２０２の二つの第１のダイオード２２１が逆直列で接続されている。二つの第１のダイオード２２１は、第３の規則の例外に従って、直結されている。具体的に、二つの第１のダイオード２２１のアノード同士が直結されている。この整合器２００Ｃでは、直流電源２０６の負極は、二つの第１のダイオード２２１のアノードに抵抗素子を介して接続されている。
【００７１】
また、整合器２００Ｃでは、並列部２０４の二つの第２のダイオード２２２が逆直列で接続されている。二つの第２のダイオード２２２は、第３の規則の例外に従って、直結されている。具体的に、二つの第２のダイオード２２２のアノード同士が直結されている。この整合器２００Ｃでは、直流電源２０８の負極は、二つの第２のダイオード２２２のアノードに抵抗素子を介して接続されている。
【００７２】
次に、図７を参照する。以下、図７に示す整合器２００Ｄが整合器２００Ａに対して異なる点を説明し、重複する説明を省略する。整合器２００Ｄでは、直列部２０２は三つの第１の素子群Ｇ１を有しており、並列部２０４は一つの第２の素子群Ｇ２を有している。
【００７３】
整合器２００Ｄの直列部２０２では、ノード２００ｎ側の二つの第１のダイオード２２１が直列接続されている。直列接続されている二つの第１のダイオード２２１の間には、一つの第１のコンデンサ２３１が設けられている。また、出力端２００ｂ側の二つの第１のダイオード２２１は逆直列で接続されている。逆直列で接続されている二つの第１のダイオード２２１は互いに直結されている。即ち、逆直列で接続されている二つの第１のダイオード２２１の間には、コンデンサが設けられていない。直流電源２０６の正極は、複数の第１のダイオード２２１のカソードに抵抗素子を介して接続されており、直流電源２０６の負極は、複数の第１のダイオード２２１のアノードに抵抗素子を介して接続されている。
【００７４】
整合器２００Ｄの並列部２０４は、上述したように一つの第２の素子群Ｇ２を有している。直流電源２０８の正極は抵抗素子を介して第２のダイオード２２２のカソードに接続されており、直流電源２０８の負極は抵抗素子を介して第２のダイオード２２２のアノードに接続されている。
【００７５】
この整合器２００Ｄのように、直列部２０２における第１の素子群Ｇ１の個数と並列部２０４における第２の素子群Ｇ２の個数は異なっていてもよい。また、直列部２０２の第１の素子群Ｇ１の個数及び並列部２０４の第２の素子群Ｇ２の個数は、１以上の任意の個数であってもよい。また、直列部２０２においては、第１のダイオード２２１間の接続が直列接続であってもよく、逆直列の接続であってもよい。並列部２０４においても、同様に、第２のダイオード２２２間の接続が直列接続であってもよく、逆直列の接続であってもよい。さらに、直列部２０２においては、第１のダイオード２２１間の接続として、直列接続と逆直列の接続の双方が含まれていてもよい。並列部２０４においても、同様に、第２のダイオード２２２間の接続として、直列接続と逆直列の接続の双方が含まれていてもよい。
【００７６】
なお、図７において参照符号「Ｒ７」で示す抵抗素子は省略されてもよい。また、第１の規則の例外に従い、参照符号「Ｃ７」で示す第２のコンデンサ２３２は省略されてもよい。
【００７７】
以下、図１１及び図１２を参照する。図１１及び図１２は、参考例に係る整合器を示している。図１１に示す整合器３００Ａ及び図１２に示す整合器３００Ｂは、図７に示した整合器２００Ｄから三つの第１のコンデンサ２３１及び第２のコンデンサ２３２を取り除いたものであり、第１〜第３の規則に準拠していない。このため、図１１に示すように、整合器３００Ａ及び整合器３００Ｂでは、三つの第１のダイオード２２１及び第２のダイオード２２２に対する逆バイアス電圧の印加のために三つの直流電源３０１，３０２，３０３が必要である。一方、図７に示した整合器２００Ｄでは、二つの直流電源２０６，２０８によって、三つの第１のダイオード２２１及び第２のダイオード２２２に対する逆バイアス電圧を印加することができる。このように、第１〜第３の規則に準拠したレイアウトの回路を有する整合器では、直流電源の個数を少なくすることができる。
【００７８】
また、図１１に示す整合器３００Ａでは、直流電源３０２の負極及び直流電源３０３の負極は直流電源３０１の正極に接続されている。即ち、直流電源３０２の負極及び直流電源３０３の負極は、グランドに電気的に接続されておらず、グランドから浮いている。したがって、整合器３００Ａの直流電源３０２及び直流電源３０３には、アンプ方式の直流電源を用いることができず、スイッチング方式の直流電源を用いる必要がある。スイッチング方式の直流電源では、電圧の遷移に比較的多くの時間を要する。したがって、整合器３００Ａの整合動作には比較的多くの時間を要する。一方、実施形態に係る整合器には、高速応答が可能なアンプ方式の直流電源を用いることができる。したがって、実施形態に係る整合器は、高速な整合動作を実現可能である。
【００７９】
更に別の実施形態の整合器について説明する。図１３は、更に別の実施形態に係る整合器を示す図である。図１３に示す整合器４００は、直列部４０２、並列部４０４、直流電源４０６、及び、直流電源４０８を備えている。なお、整合器４００は、整合器１００と同様に、インピーダンスセンサ１１０及び電源制御部１１２を更に備えていてもよい。
【００８０】
直列部４０２は、入力端４００ａと出力端４００ｂとの間に設けられている。入力端４００ａは、高周波が入力される端子である。即ち、入力端４００ａは、高周波電源に接続される端子である。出力端４００ｂは、高周波を出力するための端子である。即ち、出力端４００ｂは、チャンバ本体１２側の負荷に接続される端子である。
【００８１】
直列部４０２は、複数の第１のユニットＵ１を有している。複数の第１のユニットＵ１は、入力端４００ａと出力端４００ｂとの間で並列に接続されている。複数の第１のユニットＵ１の各々は、一以上の第１の素子群Ｇ１を有している。図１３に示す例では、複数の第１のユニットＵ１の各々は、複数の第１の素子群Ｇ１を有している。複数の第１の素子群Ｇ１は、順に接続されている。なお、第１の素子群Ｇ１は、第１のダイオードと、当該第１のダイオードに直列接続された第１のコンデンサとを含む。
【００８２】
並列部４０４は、ノード４００ｎとグランドとの間に設けられている。ノード４００ｎは、入力端４００ａと出力端４００ｂとの間において給電ライン４１８上に設けられている。一実施形態では、ノード４００ｎは、直列部４０２と入力端４００ａとの間、且つ、給電ライン４１８上に設けられている。
【００８３】
並列部４０４は、複数の第２のユニットＵ２を有している。複数の第２のユニットＵ２は、ノード４００ｎとグランドとの間で並列に接続されている。複数の第２のユニットＵ２の各々は、一以上の第２の素子群Ｇ２を有している。図１３に示す例では、複数の第２のユニットＵ２の各々は、複数の第２の素子群Ｇ２を有している。複数の第２の素子群Ｇ２は、順に接続されている。なお、第２の素子群Ｇ２は、第２のダイオードと、当該第２のダイオードに直列接続された第２のコンデンサとを含む。
【００８４】
整合器４００においても、回路のレイアウトは、第１〜第３の規則に従っている。即ち、複数の第２のユニットＵ２の各々では、全ての第２のダイオードが一つの第２のコンデンサに対してノード４００ｎの側に設けられている。また、複数の第１のユニットＵ１の各々では、全ての第１のダイオードが一つの第１のコンデンサに対して出力端４００ｂの側に設けられている。また、複数の第１のユニットＵ１の各々では、二つの第１のダイオードが直列接続されている場合には、当該二つの第１のダイオードの間に一つの第１のコンデンサが設けられる。また、複数の第１のユニットＵ１の各々では、二つの第１のダイオードが逆直列で接続されている場合には、当該二つの第１のダイオードは互いに直結さる。また、複数の第２のユニットＵ２の各々では、二つの第２のダイオードが直列接続されている場合には、当該二つの第２のダイオードの間に一つの第２のコンデンサが設けられる。また、複数の第２のユニットＵ２の各々では、二つの第２のダイオードが逆直列で接続されている場合には、当該二つの第２のダイオードは互いに直結される。
【００８５】
かかる整合器４００によれば、複数の第１のユニットＵ１に含まれる複数の第１のダイオードに対して単一の直流電源４０６によって、可変の逆バイアス電圧を印加することが可能である。また、複数の第２のユニットＵ２に含まれる複数の第２のダイオードに対して単一の直流電源４０８によって、可変の逆バイアス電圧を印加することが可能である。
【００８６】
以上説明したように、種々の実施形態の整合器によれば、高速な整合動作が実現される。また、種々の実施形態の整合器によれば、直列部用の直流電源の逆バイアス電圧の変更可能な段階数と並列部の直流電源の逆バイアス電圧の変更可能な段階数との積の分だけ、インピーダンスを変更可能である。したがって、種々の実施形態の整合器によれば、機械的に容量を変化可能なコンデンサを用いる整合器に比べて、より多くの段階数でインピーダンスを変更することが可能となる。
【００８７】
以下、種々の実施形態の整合器の第１のダイオード及び第２のダイオードとして望ましいダイオードの選定基準について説明する。上述した実施形態の整合器では、第１のダイオード及び第２のダイオードに逆バイアス電圧が印加される。また、第１のダイオード及び第２のダイオードには、高周波電源からの高周波電圧も印加される。したがって、第１のダイオード及び第２のダイオードの逆方向耐電圧ＶＲは、以下の式（１）を満たすことが望まれる。ここで、ＶＤＣは逆バイアス電圧の最大値であり、Ｖｐは高周波電圧の波高値Ｖｐｐの１／２である。
ＶＲ＞ＶＤＣ＋ＶＰ      …（１）
なお、プラズマ処理装置１０の整合器において利用されるダイオードは、例えば１０００Ｖ以上の逆方向耐電圧ＶＲを有することが望ましい。
【００８８】
また、上述した実施形態の整合器の第１のダイオード及び第２のダイオードとして用いられるダイオードは、１０Ａ以上の定格電流を有することが望ましい。定格電流は、ダイオードの可変インピーダンス範囲とダイオードの高周波抵抗に影響する。
【００８９】
また、上述した実施形態の整合器の第１のダイオード及び第２のダイオードとして用いられるダイオードは、リード端子以外の端子形状を有するダイオードであることが望ましい。リード端子を有するダイオードでは、当該リード端子が細いことに起因して、数１０ＭＨｚといった高い周波数の高周波に対して高い抵抗を有する傾向がある。このような高い抵抗は、可変インピーダンス範囲に影響を与える。
【００９０】
また、上述した実施形態の整合器の第１のダイオード及び第２のダイオードとして用いられるダイオードは、高周波の周波数が４０．６８ＭＨｚの場合には、以下に示す基準を更に満たすことが望ましい。即ち、かかるダイオードは、ダイオード抵抗が０〜１Ωの範囲内にあること、所望の可変インピーダンス範囲内に可変容量範囲を含むこと、可変容量範囲が１０ｐＦ〜１００００ｐＦの範囲であること、可変容量範囲に対応する逆バイアス電圧の範囲が当該ダイオードの逆方向耐電圧に対して１５％〜９０％のマージンを有すること、ダイオード抵抗の条件と可変容量範囲の条件との間に重複する範囲が存在することを満たすことが望ましい。なお、選定基準を満たすダイオードの一例は、Ｖｉｓｈａｙ社製のＶＳ−８５ＨＦ１６０である。
【００９１】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した種々の実施形態の整合器は、容量結合型のプラズマ処理装置のみならず、他のタイプのプラズマ処理装置において利用可能である。上述した種々の実施形態の整合器は、例えば、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波を利用するプラズマ処理装置において利用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０…プラズマ処理装置、１２…チャンバ本体、１２ｃ…チャンバ、１６…載置台、１８…下部電極、２０…静電チャック、３０…上部電極、５０…排気装置、６１…第１の高周波電源、６２…第２の高周波電源、６３…整合器、６４…整合器、１００，１００Ａ，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，４００…整合器、１０２，２０２，４０２…直列部、１０４，２０４，４０４…並列部、１０６，１０８，２０６，２０８，４０６，４０８…直流電源、１２１，２２１…第１のダイオード、１２２，２２２…第２のダイオード、１３１，２３１…第１のコンデンサ、１３２、２３２…第２のコンデンサ、Ｕ１…第１のユニット、Ｕ２…第２のユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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