(57)【要約】処理チャンバに送達される電力を管理するためのシステムおよび方法を記載する。一実施形態において、初期期間中に、プラズマ処理チャンバへの電力の印加を開始する間に、電流が、プラズマ処理チャンバから引き出され、引き出される電流の量は、初期期間中に、初期期間中にプラズマ処理チャンバに印加される電力の量が増加するように、減少する。一実施形態において、方法は、プラズマチャンバ内のアークを検出するステップと、該検出されたアークに応答して、アークを消弧するように、プラズマ処理チャンバから遠のくように電流を分流するステップとを含み、プラズマ処理チャンバへの電流の印加を開始するステップは、アークが消弧された後に生じる。
2012511241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理チャンバにエネルギーを供給するためのシステムであって、
電源供給装置と、
該電源供給装置に連結されるプラズマ処理チャンバと、
該プラズマ処理チャンバ内のアークを消弧するように構成されるアーク管理構成要素と、
該アークが消弧された後、該プラズマ処理チャンバに電力を印加するように構成されるアーク回復構成要素と
を備え、
該アーク回復構成要素は、エネルギー分流構成要素を含み、該エネルギー分流構成要素は、該アークが消弧された後の初期期間中に、電力が該プラズマ処理チャンバに印加される間に、該プラズマ処理チャンバから電流を引き出すように構成され、該初期期間中に、該引き出される電流の量が減少することにより、該初期期間中に、該プラズマ処理チャンバに印加される電力の量は徐々に増加する、
システム。
【請求項２】
前記アーク回復構成要素は、前記エネルギー分流構成要素に連結されるエネルギー放電構成要素を含み、該エネルギー放電構成要素は、分流されるエネルギーの少なくとも一部分を放電するように構成されることにより、後続の回復サイクル中に、該エネルギー分流構成要素が、エネルギーを分流することを可能にする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記エネルギー分流構成要素は、エネルギー貯蔵構成要素を含み、該エネルギー貯蔵構成要素は、前記プラズマ処理チャンバから電流を引き出し、該引き出される電流を貯蔵エネルギーに変換する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記アーク回復構成要素は、前記エネルギー貯蔵構成要素に連結されるエネルギー放電構成要素を含み、該エネルギー放電構成要素は、該エネルギー貯蔵構成要素がさらなるエネルギーを貯蔵することを可能にするように、貯蔵エネルギーのうちの少なくとも一部を放電するように構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記アーク回復構成要素は、スイッチを含み、該スイッチは、前記初期期間中に、かつ、前記電源供給装置が前記プラズマ処理チャンバに電力を印加する間に、前記エネルギー分流構成要素を該電源供給装置に連結するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記スイッチは、前記初期期間中、閉じられたままであり、該初期期間の後、別のアークが検出されるまで開かれる、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記スイッチは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、統合ゲート整流型サイリスタ（ＩＧＣＴ）、金属酸化物半導体制御サイリスタ（ＭＣＴ）、バイポーラスイッチ、またはシリコン制御整流器から成る群から選択される、スイッチを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記アーク管理構成要素は、前記スイッチと、第２のスイッチとを含み、該スイッチおよび該第２のスイッチは、前記プラズマ処理チャンバおよび前記エネルギー分流構成要素の両方からの電流をシャントするように、該アーク管理構成要素がアークを消弧する間、閉じられる、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２のスイッチは、前記アークが消弧された後、開かれ、前記第１のスイッチは、前記初期期間の後、別のアークが検出されるまで、開かれる、請求項８に記載のシステム
【請求項１０】
プラズマ処理チャンバにエネルギーを供給する方法であって、
初期期間中に、該プラズマ処理チャンバに電力の印加を開始するステップの間に、該プラズマ処理チャンバから電流を引き出すステップであって、該初期期間中に引き出される電流の量は、該初期期間中の該プラズマ処理チャンバに印加される電力の量が増加するように減少する、ステップと、
該プラズマ処理チャンバから引き出される電流を貯蔵エネルギーに変換するステップと、
該貯蔵エネルギーを放電するステップと
を含む、方法。
【請求項１１】
前記プラズマチャンバ内のアークを検出するステップと、
該検出されたアークに応答して、該アークを消弧するように、該プラズマ処理チャンバから遠のくように電流を分流するステップと
を含み、前記プラズマ処理チャンバへの電流の印加を開始するステップは、該アークが消弧された後に生じる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記初期期間中に、前記プラズマ処理チャンバに印加される電圧の量を増加させるステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記電流を引き出すステップは、前記プラズマ処理チャンバをエネルギー貯蔵要素に連結するステップを含み、該エネルギー貯蔵要素は、前記初期期間中に、減少する電流の量を引き出す、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記貯蔵エネルギーを放電するステップは、前記プラズマ処理チャンバ、該プラズマ処理チャンバに電力を印加する電源供給装置、またはレジスタのうちの少なくとも１つの中に該貯蔵エネルギーを放電するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
プラズマ処理チャンバにエネルギーを供給するための装置であって、
電源供給装置によって発生される電力を受電するように適合される入力端子と、
該電力が、プラズマ処理チャンバによって利用され得るように、該電源供給装置によって発生される電力を印加するように構成される出力端子と、
該出力端子が、該プラズマ処理チャンバ内のプラズマを点火するのに不十分な低レベルのエネルギーから、該プラズマ処理チャンバ内のプラズマを点火するのに十分なレベルまでエネルギーのレベルを徐々に増加可能であるように、該出力端子から減少するエネルギーの量を引き出すように構成されるエネルギー分流構成要素と、
該エネルギー分流構成要素が該出力端子からより多くのエネルギーを引き出すことを可能にするように、該エネルギー分流構成要素からエネルギーを引き出すように構成されるエネルギー放電構成要素と
を備えている、装置。
【請求項１６】
前記出力端子と前記エネルギー分流構成要素との間に配置されるスイッチを含み、該スイッチは、該出力端子と該エネルギー分流構成要素との間に電流路を提供するように、該出力端子を該エネルギー分流構成要素に連結し、該スイッチは、該出力端子から前記プラズマ処理チャンバに流れる電流が所望のレベルに到達する場合に開かれる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記プラズマ処理チャンバ内のアークを消弧するように、前記出力端子からの電流を分流し、該アークが消弧された場合に該出力端子からの電流の分流を停止するように構成されるアーク管理構成要素を含み、前記エネルギー分流構成要素は、該アークが消弧されることに引き続き、該アークが消弧された後、該出力端子から該プラズマ処理チャンバに流れる電流の量を徐々に増加させるように、該出力端子から減少する電流の量を引き出すように構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記出力端子を前記エネルギー分流構成要素に連結するように配置される第１のスイッチを含み、該エネルギー分流構成要素は、該出力端子から電流を引き出して、該電流を貯蔵エネルギーに変換するコンデンサを含み、前記エネルギー放電構成要素は、該コンデンサがより多くの電流を引き出すことを可能にするように、該コンデンサから該貯蔵エネルギーを引き出すように構成されるインダクタを含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１のスイッチと直列に配置される第２のスイッチを含み、該第１および第２のスイッチの直列組み合わせは、該第１および第２のスイッチが閉じられた場合に、前記プラズマ処理チャンバ内のアークを消弧するように、前記出力端子からの電流をシャントする電流路を作成する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第２のスイッチは、前記第１および該第２のスイッチが閉じられた場合に、前記コンデンサからの電流をシャントするように、該コンデンサと並列に配置され、前記アークが消弧されると、該第２のスイッチは、該電流が該第１のスイッチを通り該コンデンサに流れることを可能にするように、開かれる、請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、プラズマ処理用途の電源供給装置に関し、特に、電源供給装置における電力の印加を管理するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理用途では、アークは、電荷が蓄積されるカソード上の点とアノード上の点との間に放電が生じると、発生することが知られている。迅速に消弧されない場合、アークは、プロセスおよび処理膜の質を非常に悪化させ得る。
【０００３】
アーク内に供給されるエネルギーを低減させるために、多くの電力供給装置は、プラズマアークを消弧するために、一定期間の間、アークからエネルギーを分流させ、電源供給装置のエネルギー貯蔵構成要素内でエネルギーを循環させる。しかしながら、プラズマアークが消弧された後、電源供給装置内で循環されたエネルギーは、例えば、エネルギーがプラズマチャンバに解放されない場合、電源供給装置および／またはプラズマチャンバに損傷を及ぼす過電圧状態を生じさせ得る。また、本高電圧は、別のアークにつながり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在のデバイスは、多くの用途にとって実用的であるが、多くの実装に対して十分ではない、または別様に満足のゆくものではない。故に、現在の技術の欠点を解決し、他の新しく革新的特徴を提供するためのシステムおよび方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
図面に示される本発明の例示的実施形態が、以下に要約される。これらおよび他の実施形態については、発明を実施するための形態により詳細に説明される。しかしながら、本発明を本発明の開示または発明を実施するための形態に説明される形態に限定する意図はないことを理解されたい。当業者は、請求項に記載される発明の精神および範囲内にある、多数の修正、均等物、および代替構造が存在することを認識し得る。
【０００６】
本発明の実施形態は、処理チャンバにエネルギーを供給するためのシステムおよび方法を提供可能である。一例示的実施形態では、初期期間中に、プラズマ処理チャンバへの電力の印加を開始する間に、電流が、プラズマ処理チャンバから引き出され、引き出される電流の量は、初期期間中、初期期間中のプラズマ処理チャンバに印加される電力の量を増加させるように、減少する。また、いくつかの変形例では、プラズマ処理チャンバから引き出される電流は、貯蔵エネルギーに変換され、放電される。
【０００７】
別の実施形態は、プラズマ処理チャンバにエネルギーを供給するための装置として特徴付けられ得る。本実施形態の装置は、電源供給装置によって発生される電力を受電するように適合される、入力端子と、電力が、プラズマ処理チャンバによって利用され得るように、電源供給装置によって発生される電力を印加するように構成される、出力端子と、出力端子が、プラズマ処理チャンバ内のプラズマを点火するのに不十分な低レベルのエネルギーから、プラズマ処理チャンバ内のプラズマを点火するのに十分なレベルまで、エネルギーのレベルを徐々に増加可能なように、出力端子から減少するエネルギーの量を引き出すように構成される、エネルギー分流構成要素と、エネルギー分流構成要素が出力端子からより多くのエネルギーを引き出すことを可能にするように、エネルギー分流構成要素からエネルギーを引き出すように構成される、エネルギー放電構成要素とを含む。
【０００８】
上述のように、上記実施形態および実装は、例証目的のためにすぎない。本発明の多数の他の実施形態、実装、および詳細は、以下の説明および請求項から、当業者には容易に認識される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の種々の目的および利点とより完全な理解は、付随の図面と関連して検討される場合、以下の発明を実施するための形態および添付の請求項参照することによって、明白かつより容易に理解される。
【図１】図１は、本発明の例示的実施形態を描写する、ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の別の例示的実施形態を描写する、ブロック図である。
【図３】図３は、図１および２に描写される、アーク回復構成要素の実施形態を描写する、概略図である。
【図４】図４は、図１に描写される、回復構成要素およびアーク管理構成要素を実装するために利用され得る、回復／アーク管理構成要素の例示的実施形態を描写する、概略図である。
【図５】図５は、多くの実施形態に従う、方法を描写する、工程図である。
【図６Ａ】図６Ａは、多くの実施形態に従う、時間の関数として、プラズマチャンバに印加される電圧を描写する、グラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、多くの実施形態に従う、時間の関数として、プラズマ電流を描写する、グラフである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、多くの動作モードに従う、時間の関数として、プラズマチャンバから遠のく方向に転換される電流を描写する、グラフである。
【図６Ｄ】図６Ｄは、時間の関数として、図１に描写される電力モジュールおよび図２に描写される電源供給装置から出力される電流を描写する、グラフである。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図３および４を参照して説明される、ノードＶｃにおける電圧を描写する、グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、同一または類似要素が、いくつかの図面を通して、同参照番号によって指定される図面を参照するが、特に、図１を参照して、本発明の例示的実施形態を描写する、ブロック図１００を例証する。供給ケーブル１２０によって、プラズマチャンバ１０４に接続される、電源供給装置ユニット１０２が、示される。描写されるように、電源供給装置ユニット１０２は、回復構成要素１１０に接続される電力モジュール１０８と、供給ケーブル１２０に接続されるアーク管理構成要素１１２とを含む。図示されるように、本実施形態の回復構成要素１１０は、制御部分１３２、エネルギー分流器１３４、および放電調整器１３６を含む。また、電力モジュール１０８、回復構成要素１１０、およびアーク管理モジュール１１２に接続される、制御モジュール１２２も、描写される。
【００１１】
これらの構成要素の例証される配列は、論理的であって、種々の構成要素間の接続は、例示にすぎず、本実施形態の描写は、実際のハードウェア略図であることを意味するものではない。したがって、構成要素は、実際の実装では、組み合わせる、またはさらに分離されることが可能であって、構成要素は、システムの基礎動作を変更せずに、種々の方法で接続可能である。例えば、電源供給装置ユニット１０２の回復構成要素１１０は、例示的実施形態では、３つの機能的構成要素に分割されるが、これらの構成要素の機能は、より多くまたはより少ない構成要素が、任意の特定の実装で利用可能であるように、細分化、群化、削除、および／または補充され得る。別の実施例として、制御モジュール１２２および制御部分１３２の機能性（ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせによって、実現され得る）は、組み合わせられる、またはさらに分配され得る。
【００１２】
したがって、電源供給装置ユニット１０２、電力モジュール１０８、回復構成要素１１０、アーク管理構成要素１１２、および制御モジュール１２２は、図１に例証されるもの以外のいくつかの形態で具現化可能である。さらに、本明細書に照らして、各個々の構成要素の構造は、当業者には周知である。
【００１３】
多くの実施形態では、電力モジュール１０８は、プラズマチャンバ１０４内に含まれるプラズマを点火および維持するために十分なレベルの電圧（例えば、ＤＣ電圧）を提供するように構成される、切替電源供給装置である。プラズマは、概して、図示されないが、当業者には周知である、ワークピースを処理するために使用される。一実施形態では、電力モジュール１０８は、バックトポロジに従って構成されるが、これは、当然ながら、必須ではなく、他の実施形態では、電力モジュール１０８は、任意の他の実行可能な電源供給装置のトポロジを含み得る。図示されるように、電力モジュール１０８は、第１のライン１１８を介して、負の電圧を、第２のライン１２０を介して、正の電圧を提供する。
【００１４】
ケーブル１２０は、便宜上、単一ペアの導体として描写されるが、多くの実施形態では、ケーブル１２０は、電源供給装置ユニット１０２をプラズマチャンバ１０４と接続する、２導体同軸ケーブルの集合によって実現される。また、他の実施形態では、ケーブル１２０は、１つ以上のツイストペアケーブルが実装される。さらに他の実施形態では、ケーブル１２０は、単純導体中継および四重接続を含むが、当然ながら、これらに限定されない、任意のケーブルのネットワークによって実現され得る。
【００１５】
一般に、例示的実施形態におけるアーク管理構成要素１１２は、最初の段階でアークが生じるのを防止する、および／またはプラズマチャンバ１０４内で生じるアークを消弧するように構成される。いくつかの実施形態では、例えば、アーク管理構成要素１１２は、チャンバ１０４内のアークを検出し、検出されたアークに応答して、プラズマチャンバ１０４から電流をシャントするように構成される。
【００１６】
回復構成要素１１０は、概して、チャンバへの電力が減少後、プラズマチャンバ１０４への電力の印加を管理するように動作する。例えば、回復構成要素１１０は、アーク事象からの回復の際（例えば、アーク管理構成要素１１２がアークを消弧後）、または電源供給装置ユニット１０２が、シャットダウン期間の後、最初に開始される時、チャンバ１０４への電力の印加を管理するために使用され得る。
【００１７】
描写されるように、本実施形態の回復構成要素１１０は、（例えば、アーク管理事象からの回復または供給ユニット１０２の開始に応じて）低エネルギーのレベル（例えば、プラズマを点火するために不十分なエネルギーのレベル）から、プラズマ処理チャンバ１０４内のプラズマを点火するために十分なレベルに、エネルギーのレベルを増加するように、プラズマ処理チャンバ１０４から減少するエネルギーの量を引き出すように構成される、エネルギー分流構成要素１３４（また、本明細書では、エネルギー分流器１３４とも称される）を含む。多くの変形例では、プラズマチャンバ１０４から引き出される減少するエネルギーの量は、チャンバ１０４に印加される電圧の変化率を制限し、プラズマ内で発生するアークの可能性、および／または潜在的損傷電圧レベル（例えば、供給ユニット１０２の構成要素に損傷を及ぼす電圧レベル）を低減させる。
【００１８】
放電構成要素１３６（また、本明細書では、放電調整器１３６ともの称される）は、概して、エネルギー分流構成要素１３４に、プラズマチャンバ１０４からより多くのエネルギーを引き出させるように、エネルギー分流構成要素１３４からエネルギーを引き出すように構成される。制御構成要素１３２は、放電構成要素１３６およびエネルギー分流構成要素１３４の動作を制御するように構成される。
【００１９】
本実施形態の制御モジュール１２２は、電力モジュール１０８、回復構成要素１１０、およびアーク管理構成要素１１２のうちの１つ以上の局面を制御するように構成される。例えば、第１の動作モード中、制御モジュール１２２は、電力モジュール１０８が電源供給装置ユニット１０２の出力端子に電力を印加することを可能にし、第２の動作モード中（例えば、検出されたアークまたは周期的クロック信号に応答して）、本実施形態の制御モジュール１２２は、一時的に電力モジュール１０８を無効化し、アーク管理モジュール１１２がアークを消弧するように促進する。また、回復動作モード中、制御モジュール１２２は、電力モジュール１０８および回復構成要素１１０を有効化し、チャンバ１０４に電力を印加する。
【００２０】
図１に描写されるように、多くの実施形態における回復構成要素１１０およびアーク管理構成要素１１２は、電源供給装置１０２内（例えば、同一筐体内）に統合されるが、これは、当然ながら、必須ではなく、図２に示されるように、他の実施形態における回復構成要素は、付属部２１０の一部として（例えば、追加導入として）、既存の電源供給装置２０２（例えば、アーク管理機能性を含む、電源供給装置）に追加され得る。
【００２１】
次に、図３を参照すると、図１および２を参照して説明される、回復構成要素の例示的実施形態の概略図３００が、示される。本実施形態では、図１および２に描写されるエネルギー分流器は、集合して電流分流路を形成する、スイッチＳ１、ダイオードＤ２、およびコンデンサＣ１によって実現され、図１および２に描写される、放電調整器は、ダイオードＤ１およびインダクタＬ１によって実現される。図示されるように、スイッチＳ１（例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ））は、（例えば、制御構成要素１３２からの制御信号に応答して）回復構成要素３１０を有効化するためにオンとなるように構成される。スイッチＳ１が閉鎖されると、電源供給装置１０２、２０２からの出力電流は、ダイオードＤ２を通って、コンデンサＣ１へとプラズマチャンバ１０４から遠のく方向に転換され、その結果、回復構成要素３１０によってプラズマに印加される（故に、電源供給装置１０２、２０２によって印加される）電圧の上昇がゆるやかになる。
【００２２】
それぞれ、図１および２を参照して説明される、電力モジュール１０８または電源供給装置２０２が実装されると、電力モジュール１０８または電源供給装置２０２の出力インダクタンスＬ０および静電容量Ｃ１を含む共振回路が形成される。また、コンデンサ電圧ＶＣ１（ｔ）は、以下のように特徴付けられ得る。
【数１】
2012511241.tif 000003
【００２３】
一方、出力インダクタ電流ｉＬ０（ｔ）は、以下のように計算され得る。
【数２】
2012511241.tif 000004
【００２４】
式中、Ｌ０は、電力モジュールまたは電源供給装置の出力インダクタンスであって、Ｃ１は、コンデンサであって、ωｓは、共振周波数であって、Ｉ０は、アークシャットダウン時間終了時の出力インダクタ電流である。
【００２５】
動作において、回復構成要素３１０が始動されると（例えば、Ｓ１を閉鎖することによって）、プラズマ電圧（Ｖｏｕｔ）およびプラズマ電流（Ｉｐｌａｓｍａ）は、徐々に増加する。このゆっくりとした電圧上昇によって、プラズマは、過電圧状態を有することなく、発生可能となり、プラズマは、電源供給装置からの電流引き出しを開始するであろう（電圧の勾配は、Ｃ１のコンデンサ値の選択によって調節可能である）。多くの動作モードでは、プラズマ電流が、供給電流（例えば、電力モジュール１０８または電源供給装置２０２からのＩｏｕｔ）と実質的に等しくなると、過電圧回路は回復構成要素をオフにすることによって（例えば、Ｓ１を開放することによって）、オフにされる。
【００２６】
スイッチＳ１が、開いている場合（例えば、Ｉｐｌａｓｍａが、典型的プラズマ処理と関連付けられたレベルにある場合）、コンデンサＣ１は、インダクタＬ１を通して、いくらかの貯蔵エネルギーを放電するであろう。また、コンデンサは、回復構成要素３１０の出力がショートされ得る場合は、アークシャットダウン中に、インダクタＬ１を通して、遥かに多くのエネルギーを放電し得る。当業者は、本明細書に照らして、Ｌ１が、アークシャットダウン後、最適な再開を提供するために、コンデンサＣ１が、どれくらいの放電を必要とするかを調節するように選択可能であることを理解するであろう。
【００２７】
次に、図４を参照すると、アーク回復／アーク管理構成要素の例示的実施形態が、描写される。本実施形態では、図１を参照して説明される、回復構成要素１１０およびアーク管理構成要素１１２は、共通の構成要素を共有する（例えば、本実施形態のスイッチＳ１は、回復構成要素１１０およびアーク管理構成要素１１２の両方の構成要素である）。本実施形態は、例示にすぎず、他の実施形態の回復構成要素は、アーク管理構成要素と別個の構成要素として実現されることを認識されたい。
【００２８】
図示されるように、本実施形態では、最初に、スイッチＳ１およびＳ２の両方が、アークシャットダウン事象（例えば、検出されたアークに応答して、またはアークを阻止するために）に対してオンとなり、スイッチＳ１およびＳ２を通して、出力電流をプラズマチャンバから遠のく方向に転換するように動作する。アークシャットダウンが終了すると、図３を参照して上述のように、スイッチＳ２は、開き、スイッチＳ１は、回復動作モードを実行するために、閉鎖されたままである。具体的には、Ｓ２が開放された後（Ｓ１は、閉鎖されたままである）、プラズマ電圧およびプラズマ電流は、徐々に増加し、過電圧となることなく、プラズマを発生させ、プラズマは、電源供給装置から電流の引き出しを開始するであろう。プラズマ電流が、供給電流と実質的に等しくなると、回復／アーク管理構成要素の回復部分は、Ｓ１を開くことによって、オフにされ得る。
【００２９】
いくつかの実施形態におけるスイッチＳ１およびＳ２は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）によって実現され、他の実施形態では、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。さらに他の実施形態では、直列スイッチＳ１およびＳ２は、統合ゲート整流型サイリスタ（ＩＧＣＴ）、金属酸化物半導体制御サイリスタ（ＭＣＴ）、バイポーラスイッチ、またはシリコン制御整流器によって実装され得る。例示的実施形態におけるダイオードＤ１、Ｄ２は、高速回復ダイオードによって実現され得る。
【００３０】
次に、図５を参照すると、本明細書に説明される実施形態と併用して実行され得る、例示的方法を描写する、工程図が、示される。図５を参照するとともに、それぞれ、時間の関数として、プラズマチャンバに印加される電圧、プラズマ電流、プラズマチャンバから引き出される電流、電力モジュール（例えば、電力モジュール１０８）または電源供給装置（例えば、電源供給装置２０２）から出力される電流、およびコンデンサ電圧Ｖｃ（図３および４を参照して説明される）を描写する、図６Ａ−６Ｅを同時に参照する。
【００３１】
図示されるように、プラズマ処理チャンバ内で検出されたアークに応答して（ブロック５０２）、アークが、消弧される（ブロック５０４）。例えば、図６Ａおよび６Ｂを参照すると、時間ｔ０直後、Ｖｏｕｔ（例えば、プラズマチャンバに印加される電圧）における電圧降下およびプラズマ電流の上昇は、アークの存在を示し、それに応答して、アーク管理構成要素（例えば、アーク管理構成要素１１２）は、プラズマに提供される電流のレベルを低減させるように動作する。
【００３２】
図４を参照して論じられるように、例えば、回復／アーク管理モジュールのスイッチＳ１およびＳ２の両方とも、アークシャットダウン事象のために閉鎖し、出力電流をプラズマチャンバプラズマ電流から遠のく方向に転換するように動作する。アークが消弧されると、プラズマ処理チャンバへの電力の印加が、開始され（例えば、電源供給装置１０２によって）、プラズマ処理チャンバへの電力の印加が開始されるのと同時に、電流が、プラズマ処理チャンバから引き出される（例えば、図３および４を参照して説明される、スイッチＳ１、Ｄ２、およびＣ１によって形成される、電流路によって）（ブロック５０６）。図６Ａおよび６Ｂに示されるように、時間ｔ１では、アークが消弧され、時間ｔ２では、アーク回復が始動し、プラズマチャンバへの電力の印加が開始される。加えて、図６Ｃに描写されるように、同時に、分流電流が、時間ｔ２において、プラズマチャンバから引き出される（例えば、図３および４を参照して説明される、スイッチＳ１、Ｄ２、およびＣ１によって形成される、経路を通して）。
【００３３】
図５に示されるように、プラズマ処理チャンバから引き出される電流の量は、プラズマ処理チャンバに印加される電力の量が増加するように、減少される（ブロック５０８）。図６Ａおよび６Ｂと時間ｔ３に示されるように、プラズマを通した電圧は、プラズマ電流が上昇を開始するように、十分に高く、図６Ｃに描写されるように、プラズマチャンバから引き出される電流の量は、時間ｔ３からｔ４の間に、処理チャンバに印加される電力の量を増加させるように、減少する。
【００３４】
特に、電圧Ｖｏｕｔ（図６Ａに描写される）および電流プラズマＩｐｌａｓｍａ（図６Ｂに描写される）の両方とも、プラズマチャンバから遠のく方向に転換される電流の量（図６Ｃに描写される）が減少される間、徐々に上昇する。有益なことに、プラズマチャンバから引き出される減少するエネルギーの量は、チャンバに印加される電圧の変化量を制限し、プラズマ内で発生するアークの可能性および／または潜在的に電圧レベルに損傷を及ぼす可能性を低減させる（例えば、供給ユニット１０２、２０２の構成要素に損傷を及ぼす電圧レベル）。時間ｔ４では、方向を転換される電流（図６Ｃに描写される）は、実質的にゼロであって、プラズマ電流（図６Ｂに描写される）および電力モジュールから出力される電流（例えば、電力モジュール１０８）または電源供給装置（例えば、電源供給装置２０２）（図６Ｄに描写される）は、実質的に等しく、本時間では、回復モジュールは、係合解除され得る（例えば、Ｓ１を開放することによって）。
【００３５】
例示的方法では、プラズマ処理チャンバから引き出される電流は、貯蔵エネルギーに変換され（例えば、図３および４を参照して説明される、コンデンサＣ１によって）（ブロック５１０）、貯蔵エネルギーは、放電される（例えば、図３および４を参照して説明される、インダクタＬ１によって）（ブロック５１２）。
【００３６】
結論として、本発明は、特に、望ましくない（例えば、損傷を及ぼす）電圧レベルを防止するように、プラズマ処理チャンバに提供される電力を管理するためのシステムおよび方法を提供する。当業者は、多数の変形例および代用が、本発明、その使用、およびその構成において成され、本明細書に説明される実施形態によって達成されるものと実質的に同一結果を達成され得ることを容易に理解し得る。故に、本発明を開示される例示的形態に限定する意図はない。多くの変形例、修正、および代替構造は、請求項に記載される、開示される発明の範囲ならびに精神内にある。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【国際調査報告】
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