JP2001524251A - プラズマ加工処理システムのイオンエネルギーとプラズマ密度を制御するための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プラズマ加工処理システムは、プラズマ反応装置、第１の電力回路、第２の電力回路、およびフィードバック回路を含んでいる。第１の電力回路は、プラズマチェンバー内に置かれた加工物に直流バイアスを発生させるのに適した第１の高周波（rf）エネルギーを、プラズマ反応装置に供給する。第２の電力回路は、プラズマチェンバー内にプラズマを打つのに適した第２の高周波エネルギーを、プラズマ反応装置に供給する。フィードバック回路は、第１の高周波エネルギーと関連した少なくとも１つのパラメーターを検出することおよび第１の電力回路にフィードバック制御信号を供給することによって、第１の電力回路を制御するために結合される。第１の電力回路は、プラズマチェンバー内のイオン化された粒子のエネルギーレベルが、第１の高周波エネルギーによって発生した直流バイアスを介して実質的に制御されるように、第１の高周波エネルギーを調整する。また、プラズマチェンバー内のプラズマ密度のレベルが実質的に制御されるように、第２の電力回路を制御するために、第２のフィードバック回路が備えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 プラズマ加工処理システムのイオンエネルギーとプラズマ密度を制御するため の方法と装置 技術分野 本発明は、プラズマ加工処理システムに関し、特に、誘導性結合されたプラズ マ加工処理システムにおけるイオンエネルギーの量および／またはプラズマ密度 を制御するための方法と装置に関する。 背景技術 イオン化されたガス、またはプラズマは、半導体デバイスの加工処理と製造を 通して一般的に使われている。例えば、プラズマは、半導体集積回路ウェハーを エッチングしたりまたは半導体集積回路ウェハーから原料を取り去ったり、さら に、半導体、導体または絶縁体の表面上に原料をスパッタリングしたり蒸着する ために使用できる。製造または製造過程において使用するためのプラズマを発生 させることは、一般的に、様々なプロセスガスを、ガスが集積回路ウェハーなど の加工物と接触するプラズマ反応装置内のプラズマチェンバーに導入することに よって始まる。チェンバー内のガス粒子は、外部の電源からプラズマチェンバー に供給された高周波（rf）信号によって、プラズマ中でイオン化される。加工処 理の間に、プラズマおよびイオン化された粒子が、加工物と接触する。 プラズマチェンバーに加えられた高周波(rf)信号は、その時、電子とイオンの さらなる生成を引き起こす個々のガス粒子に対して衝突する電子を加速する電界 をもたらす。プラズマ反応装置内に電界をもたらすために、いくつかの方法があ る。プラズマ加工処理システムの２種類の一般的なタイプが、容量性結合された プラズマ加工処理システムと誘導性結合されたプラズマ加工処理システムである 。 図１は、半導体デバイスの加工処理と製造に使用される典型的な容量性結合さ れたプラズマ加工処理システム１０を例示している。図に示されるように、プラ ズマ加工処理システム１０は、その中にプラズマチェンバー１３を有するプラズ マ反応装置１２を備えている。プラズマ加工処理チェンバー１３内には、コンデ ンサーを形成する２つの電極１４ａおよび１４ｂが設けられている。電極１４ａ はグラウンドに結合され、電極１４ｂは整合ネットワーク１８を介して電源１６ から高周波(rf)信号を受け取るために接続されている。電源１６がエネルギーを 与えられるときには、高周波（rf）信号は、電極１４ａと１４ｂの間に成形され た容量性回路に加えられる。もしその時、プラズマチェンバー１３内にイオン化 可能なガスが供給されるならば、高周波信号が加えられるときにプラズマ２２が 形成されるであろう。 プラズマ加工処理システム１０は、ただ１つの電源１６を備えているので、電 源１６により生成された高周波信号の電力を増大させることは、電極１４ｂとウ ェハー２４においてプラズマの密度（すなわち、プラズマ密度）と直流（dc）バ イアスを増大させる傾向がある。直流バイアスの増加は、通常、ウェハー２４と 接触しているイオン化された粒子のエネルギー（すなわち、イオンエネルギー） を増大させるプラズマシース２６を横切る電位降下に対応した増加を引き起こす 。 また、図２は、半導体デバイスの加工処理と製造の時に使われうる従来の誘導 性結合されたプラズマ加工処理システム３０を例示している。誘導性結合された プラズマ加工処理システム３０は、その中にプラズマチェンバー３３を有するプ ラズマ反応装置３２を含んでいる。図１のプラズマ加工処理システム１０と違っ て、誘導性結合されたプラズマ加工処理システム３０は、２つの電源３４と３６ を含み、これらはプラズマチェンバー３３内に発生されたプラズマに影響を与え る。電源３４は、プラズマ反応装置３２内に置かれた電極である受け台４０に、 整合ネットワーク３８を介して高周波(rf)信号を供給するために設けられている 。電源３４の高周波(rf)信号は、一般的に受け台４０の一番上の表面４４に置か れるウェハー４２に直流バイアスを生じさせる。 電源３６は、プラズマチェンバー３３の近くに配置されたコイル４８に、整合 ネットワーク４６を介して高周波(rf)信号を供給するために設けられている。図 に示されるように、窓５０、例えばセラミックのプレートは、一般的にプラズマ チェンバー３３からコイル４８を分離するために備えられる。また、図に示され るように、一般的に、プラズマ反応装置３２に対して、製造工程のために必要な 最適な化学反応を供給するガス供給メカニズム５２が設けられている。ガス排気 メカニズム５４は、プラズマチェンバー３３内の粒子を取り去り、プラズマチェ ンバー３３内に特定の気圧を維持する。結果として、電源３６により生成された 高周波(rf)信号が、プラズマチェンバー３３に供給されるイオン化可能なガスを 伴うプラズマ５６を発生する。 プラズマ放電における高周波(rf)電力の制御と供給は、プラズマ加工処理にお いて基本的な重要性をもっている。プラズマチェンバーにおける実際の電力の量 は、プロセス条件に大いに影響している。プラズマチェンバーに供給された実際 の電力の大きな変動は、気圧、温度、そしてエッチング速度などの他のプロセス 可変パラメーターの予期されている作用を変化させてしまう。 図１と図２において説明されるように、プラズマチェンバー内に前もって決定 された高周波電力を得るための最も一般的に使われる方法は、電力回路内に整合 ネットワークを備えることである。整合ネットワークは、プラズマ放電のインピ ーダンス（容量性のまたは誘導性のリアクタンス）を、本質的に、電源に対する 実質的な抵抗負荷に変換する。単一のまたは複数の電源は、その時、要求された プロセスパラメーターに依存する前もって決定された電力レベルに設定できる。 一例として、典型的な整合ネットワークは、整合させる構成要素として（低い 方から高い方までの高周波のための）可変のコンデンサーおよび／またはインダ クタ、さらには、（マイクロ波周波数での使用のための）可変のキャビティータ ップまたは整合スタブを含んでいる。整合ネットワークは、手動によってまたは 自動的に調整できるが、ほとんどの整合ネットワークは変化する負荷条件に対し て自動的に適合する。 プラズマチェンバーに供給される高周波(rf)電力の量をさらに制御する努力に おいて、典型的なプラズマ加工処理システムでは、単一のまたは複数の電源から の出力が、監視され、そして制御される。これは、通常、電源自身の出力におい て、ある程度、整合ネットワークでの電力損失を無視してよいという仮定に基づ いている。 しかし、プラズマチェンバーに供給される高周波(rf)電力は、例えば整合ネッ トワーク自体における予期しない損失のために、実質的に高周波電源出力よりも 少ないことが突き止められた。容量性結合されたプラズマ加工処理システムの整 合ネットワークでの損失を明らかにするために、付加的な感知回路と制御回路が 電力回路に付加された。例えば、米国特許第5175472、5474648、および5556549 は、プラズマチェンバー内の要求された高周波電力レベルに達するために、電源 の出力を調整する付加的なフィードバック制御ループ回路を提供するために、高 周波センサーとコントローラの使用の種々の方法を開示している。 コイルに供給された高周波電力がプラズマ密度を制御し、受け台に供給された 高周波電力が、（すなわち、直流バイアスを制御することによって）ウェハーと 接触しているイオンのエネルギーを制御するという点で、２つの電源がお互いに 独立であると、長い間信じられていたので、そのようなフィードバック技術は、 誘導性結合されたプラズマ加工処理システムにおいて使われなかった。そのため 、２つの電源を持つことによって、プロセス上の付加的な制御は、２つの電源の 出力を独立に設定して、それらを開ループモードで（すなわち、フィードバック なしで）操作することによって本来提供されると想定されていた。 しかし、実際には、プラズマ密度とイオンエネルギーは、ソースとウェハー受 け台に供給された電力の間で結合しているので、真に独立したものではない。こ の結合は、図３に示されており、例えば、それは、コイルに供給される高周波電 力を設定する様々な高周波電力、およびプラズマチェンバーのトップとウェハー の表面の間の様々なキャップ（すなわち、４または６ｃｍ）にふさわしい、直流 バイアスに対するウェハーに供給された高周波電力のグラフである。図３にプロ ットされたデータは、カリフォルニア、フレモントのラム・リサーチ・コーポレ ーションから入手できるＴＣＰ９６００ＳＥ加工処理システムから収集された。 図に示されるように、受け台に供給された高周波電力（すなわち、底部の電力） が増大する時に直流バイアスの大きさは増加する傾向がある。しかし、与えられ た底部電力のために生じる直流バイアスは、また、コイルに供給される高周波電 力（すなわち、ＴＣＰ電力）に依存し、さらにある程度はギャップ間隔６０に依 存する。また、２つの高周波電源の間のこの結合は、ウェハーと接触しているイ オンのエネルギーに反映している。従って、プラズマ密度がＴＣＰ電源によって もっぱら制御されるような場合、一方においてイオンエネルギーは、底部電源に よって独占的に制御されることがない。 従って、誘導性結合されたプラズマ加工処理システムにおいて、プラズマ密度 とイオンエネルギーをより効果的に制御するための方法と装置が必要とされてい る。 発明の概要 本発明の一実施例のとおり、プラズマ反応装置、第１の電力回路、第２の電力 回路、およびフィードバック回路を含むプラズマ加工処理システムが提供される 。プラズマ反応装置内には、プラズマチェンバーが設けられている。第１の電力 回路は、プラズマチェンバー内の第１の高周波（rf）エネルギーを供給するため に設けられている。第１の高周波エネルギーは、プラズマチェンバー内に置かれ た加工物に直流バイアスを発生させるのに適したものである。第２の電力回路は 、プラズマチェンバー内に第２の高周波エネルギーを供給するために設けられて いる。第２の高周波エネルギーは、プラズマチェンバー内で例えばプラズマチェ ンバーに供給されたガス分子と原子をイオン化してプラズマを打つのに適したも のである。フィードバック回路は、第１の電力回路に結合され、第１の高周波エ ネルギーと関連した少なくとも１つのパラメーターを検出するために設けられて いる。フィードバック回路は、その時、検出されたパラメーターに基づくフィー ドバック制御信号を第１の電力回路に出力する。第１の電力回路は、このフィー ドバック制御信号にすぐに反応し、プラズマチェンバー内のイオン化された粒子 のエネルギーレベルが第１の高周波エネルギーによって発生した直流バイアスを 介して実質的に制御されるような第１の高周波エネルギーをプラズマチェンバー に供給する。 本発明の他の実施例において、第２のフィードバック回路が備えられる。第２ のフィードバック回路は、第２の電力回路に結合されて、第２の高周波エネルギ ーと関連した少なくとも１つのパラメーターを検出するために設けられている。 第２のフィードバック回路は、パラメーターに基づく第２のフィードバック制御 信号を第２の電力回路に出力する。第２の電力回路は、第２のフィードバック制 御信号に反応して、プラズマチェンバー内のプラズマ密度のレベルが実質的に制 御されるような第２の高周波エネルギーをプラズマチェンバーに供給する。 さらに、本発明の他の実施例のとおり、第１の電力回路および第２の電力回路 を備えている誘導性結合されたプラズマ反応装置において、イオンエネルギーと プラズマ密度を独立して制御するための制御回路を使用する方法が提供される。 この方法は、プラズマ反応装置内の電極に供給するとき、第１の電力回路からの 出力信号の少なくとも１つのパラメーターを測定すること、および、測定された パラメーターと要求パラメーターレベルに基づいて第１の電力回路からの出力信 号を調整することを含んでいる。従って、第１の電力回路の出力が、イオンエネ ルギーレベルを制御する直流（dc）バイアスを電極に発生させるので、第１の電 力回路の出力の大きさを介してイオンエネルギーを独立に制御することを可能に している。さらに、プラズマ密度も、プラズマを発生させる第２の電力回路の出 力の大きさによって独立に制御される。 さらに、本発明の他の実施例のとおり、この方法は、プラズマ反応装置に第１ の高周波（rf）信号を供給すること、第１の高周波信号によって直流バイアスを 発生させること、プラズマ反応装置に第２の高周波信号を供給すること、第２の 高周波信号によってプラズマチェンバー内にプラズマを打つこと、第１の高周波 信号のパラメーターを検出すること、第１の高周波信号のパラメーターを要求パ ラメーターと比較すること、および比較結果に基づいて、第１の高周波信号によ って設定されるように加工物と接触しているイオン化された粒子のエネルギーレ ベルが直流バイアスの大きさを介して実質的に制御されるように第１の高周波信 号を修正することをさらに含んでいる。 さらに本発明の別の実施例のとおり、この方法は、第２の高周波信号の第２の パラメーターを検出すること、この第２のパラメーターを第２の要求パラメータ ーレベルと比較し、比較結果に基づいて、プラズマ反応装置内のプラズマ密度が 実質的に制御されるように第２の高周波信号を修正することを含んでいる。 本発明に関して割愛したことおよび本発明の他の特徴、様相、および利点は、 添付図面を用いた本発明の以下の詳細な説明からより明白になる。 図面の簡単な説明 図１は、単一な電源を備えている従来の容量性結合されたプラズマ加工処理シ ステムを説明するブロック図である。 図２は、２つの電源を備えている従来の誘導性結合されたプラズマ加工処理シ ステムを説明するブロック図である。 図３は、図２の中の従来の誘導性結合されたプラズマ加工処理システムの直流 （dc）バイアスレベルを説明するグラフである。 図４ａは、本発明の一実施形態における、フィードバック回路を備えることで 、改善された誘導性結合されたプラズマ加工処理システムを説明するブロック図 である。 図４ｂは、本発明の一実施形態における、２つのフィードバック回路を備える ことで、改善された誘導性結合されたプラズマ加工処理システムを説明するブロ ック図である。 図５は、図４ａおよび図４ｂの誘導性結合されたプラズマ加工処理システムに おいて使われ得る本発明の実施形態におけるフィードバック回路の１つの実施例 を説明するブロック図である。 図６ａは、図２に示されるような従来の誘導性結合されたプラズマ加工処理シ ステムのプラズマチェンバーに供給された結果として生じている負荷電力を説明 するグラフである。 図６ｂは、本発明の一実施形態における、図４ａに示されるような改善された 誘導性結合されたプラズマ加工処理システムのプラズマチェンバーに供給された 結果として生じている負荷電力を説明するグラフである。 図７は、図２に示されるような従来の誘導性結合されたプラズマ加工処理シス テムにおいて電源から見た好適な整合ネットワークと処理チェンバー負荷を説明 する簡素化された概略回路である。 図８は、図６ａおよび図６ｂにおいてプロットされたデータに相当している負 荷抵抗と電力送り出し効率との関係を説明するグラフである。 好適な実施形態の詳細な説明 プラズマ処理は、例えば半導体ウェハーなどの加工物の処理結果を評価するこ とによって、最終的に最適化され、そして特徴付けられる。この処理結果は、プ ラズマ処理パラメーターの関数として特徴付けられ、その関数は、例えば高周波 電力、プラズマガス気圧、温度、プラズマチェンバーのキャップ間隔、プラズマ 形成に用いるガスのタイプ、そしてガス流量等である。上記のように、プラズマ 処理のよりよい制御のために、処理チェンバーに実際供給される高周波電力の特 性を制御することが望ましい。 本発明の様々な実施形態の方法と装置は、誘導性結合されたプラズマ加工処理 システムにおけるプラズマ密度および／またはイオンエネルギー上の改善された 制御を提供する。例えば、本発明によって、プラズマ密度とイオンエネルギーは 、プラズマチェンバーに適用されるような電源のそれぞれの高周波電力の影響を 本質的に結び付けない１つ以上のフィードバック制御回路によって独立して制御 できる。 この考えをもって、図４ａは、本発明の一実施形態に従って、バイアス電力回 路の付加的なフィードバック回路１００を除いて、図２に示されたプラズマ加工 処理システムと同様な改善された誘導性結合されたプラズマ加工処理システム３ ０’を説明するブロック図である。 図に示されるように、フィードバック回路１００は受け台４０と電源３４の間 に連結されている。フィードバック回路１００は、整合ネットワーク３８によっ て受け台４０に供給された高周波信号の少なくとも１つのパラメーターを測定す るために設けられている。このパラメーターは、例えば、電流、電圧、電力、イ ンピーダンス、および／または電力回路とプラズマ反応装置３２内の受け台４０ と負荷に供給されたときの高周波信号に関連した位相角等を含んでいる。これら の感知されたパラメーターのうちの１つ以上に基づいて、例えば、供給された高 周波電力または負荷インピーダンスが、測定され、および／または、派生される 。 フィードバック回路１００は、例えば受け台４０に供給された高周波信号の電 圧（例えば、実効値電圧）を監視し、供給された電力を計算し、供給された電力 と要求された電力レベルとを比較するために設けられている論理回路および／ま たはコンピュータ処理回路を含んでいる。この比較結果は、例えばフィードバッ ク制御信号として電源３４に供給される。このフィードバック制御信号は、要求 された電力レベルと一致するように、電源３４の出力を調整する。 当業者ならば、他のパラメーターが監視されて、これらのパラメータが、同様 に、受け台４０に供給された高周波信号を調整するために使用できることを認識 するだろう。一例としては、もしユーザーが、気圧、ガス供給量またはＴＣＰ電 力などの他の処理パラメーターを変える場合に、固定したイオンエネルギーを維 持したいならば、コントローラは、固定した実効値電圧レベルを受け台４０に維 持するために設定できる。これは、同様に、直流バイアスとイオンエネルギーを 固定することに相当するであろう。 図４ｂは、本発明の別の実施例に従って、プラズマを発生する電力回路の第２ のフィードバック回路１０２を除いて、図４ａに示されたプラズマ加工処理シス テムと同様な改善された誘導性結合されたプラズマ加工処理システム３０”を説 明するブロック図である。 図に示されるように、フィードバック回路１０２はコイル４８と電源３６の間 に連結されている。フィードバック回路１０２は、整合ネットワーク４６によっ てコイル４８に供給された高周波信号の少なくとも１つのパラメーターを測定す るために設けられている。フィードバック回路１００と同様に、パラメーターは 、例えば、電流、電圧、電力、インピーダンス、および／または電力回路とプラ ズマ反応装置３２内のコイル４８と負荷に供給された高周波信号に関連した位相 角等を含んでいる。これらの感知されたパラメーターのうちの１つ以上に基づい て、例えば、供給された高周波電力または負荷インピーダンスが計算される。 一例として、フィードバック回路１０２は、コイル４８に加えられた高周波信 号の電圧（例えば、実効値電圧）を監視し、供給された電力を計算し、供給され た電力と要求された電力レベルとを比較するために設けられている論理回路およ び／またはコンピュータ処理回路を含んでいる。この比較結果は、例えばフィー ドバック制御信号として電源３６に供給される。このフィードバック制御信号は 、要求された電力レベルと一致するように、電源３６の出力を調整する。 さらに、フィードバック回路１００と１０２を、命令を実行するコンピュータ と、このコンピュータを走らせる他のコンピュータのような一般的なコンピュー タ処理回路に分けることができることが知られている。さらに、分けられたコン ピュータ処理回路は、１つ以上のフィードバック制御信号を発生することにおい て、電源から、感知されたパラメーターのそれぞれだけでなく製造プロセスの状 態を考慮することをさらに含んでいるかもしれない。 図５は、例えば図４ａおよび図４ｂにおいて、誘導性結合されたプラズマ加工 処理システムの電源にフィードバック制御信号を供給するために使用されるフィ ードバック回路１００’の一実施例を説明するブロック図である。フィードバッ ク回路１００’は、センサー１０４とコントローラ１０６を含んでいる。センサ ー１０４は、負荷に供給した高周波(rf)信号の１つ以上のパラメータ（例えば、 ケーブル、コネクタ、受け台、コイル／共鳴器、プラズマ、ウェハー、または同 類、およびこれらに関連した要素）を測定または検出するために設けられ、感知 されたパラメーター信号をコントローラ１０６に出力する。 好適な実施例におけるセンサー１０４は、コロラドのフォートコリンズにある アドバンスト・エネルギー・コーポレーション（Advanced Energy Corporation ）から入手できるＲＦＺ６０高周波プローブである。ＲＦＺ６０を用いて、電力 、電圧、および複素数インピーダンスが、順方向および反射方向の高周波のベク トル結合を表現する低レベルの信号から取り出される。センサーは、様々な知ら れている負荷、および（アドバンスト・エネルギー・コーポレーションから提供 される）推定アルゴリズムを使って較正され、高調波はプローブ内のフィルタで 抑圧される。 コントローラ１０６は、センサー１０４から、感知されたパラメーター信号を 受け取り、フィードバック制御信号を電源（例えば、電源３４または３６）に供 給するために連結される。コントローラ１０６は、さらに、電源に対するオペレ ーションの要求レベルを定義する要求パラメーターレベルの指示を受け取るため に設けられている。例えば、要求パラメーターレベルは、コントローラ１０６， 或いは、コントローラ１０６に情報を供給する別の回路／デバイス（電源自身な ど）に対して直接ユーザーによって設定または信号入力される。コントローラ１ ０６は、例えば、プロセッサ、メモリー、および入出力メカニズムを含んでいる コンピュータシステムである。 好ましい実施例では、コントローラ１０６は、アドバンスト・エネルギー・コ ーポレーションから入手できるインテリジェントケーブルデバイスを含んでいる 。インテリジェントケーブルデバイスは、ＲＦＺ６０プローブと電源の電力制御 回路に連結される。インテリジェントケーブルは、どのような残留計算でも完遂 し、電源内の電力制御回路（図示せず）から受け取れるように、要求パラメータ ーレベルに基づくフィードバック制御信号を生成する。さらに、インテリジェン トケーブルは、能力を監視および／または制御する付加的なパラメータを供給す るために、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンピュータシステムに連結さ れる。 フィードバック回路１００’無しでは、電力回路は、本質的に開ループモード で動作し、要求された電力が（例えば）マシンコンソールにおいて設定されて、 電源は整合ネットワークと負荷にその量の電力を供給する。しかし、フィードバ ック回路１００’を備えると、電力回路は、本質的に、要求された電力レベルが 実際にセンサー１０４によって測定されたように負荷に加えることを保証するた めに、電源から供給された高周波電力、電圧および／または電流の量を制御する 閉ループモードで動作する。 本発明の様々な実施例の利点は、ラムリサーチＴＣＰ９６００ＳＥシステムか ら収集されたデータのテスト結果を示す図６ａおよび図６ｂにおいて明確に説明 される。図６ａにおいては、システムは、図２（データを収集するために高周波 プローブが使用されたことを例外とする）に例示するように構成されている開ル ープモードで動作された。図６ｂにおいては、システムは、図４ａと図５に従っ て配置された閉ループモードで動作された。 図６ａに例示するような開ループモードでは、受け台に加えられた高周波電力 の測定電圧は、電源３４（バイアス電力）と電源３６（ＴＣＰ電力）からの出力 の関数である。電源３４によって生成された高周波信号の電圧は垂直軸に沿って プロットされ、センサー１０４によって測定された実際の負荷電力は水平軸に沿 ってプロットされている。この例において、バイアス電力のレンジは１００ワッ トから５００ワットまでであり、ＴＣＰ電力のレンジは０ワットから８００ワッ トまでであり、双方とも１００ワット間隔でプロットされている。 図６ｂに例示するような閉ループモードでは、また、電源３４によって生成さ れた高周波信号の電圧が垂直軸に沿ってプロットされ、センサー１０４によって 測定された実際の負荷電力が水平軸に沿ってプロットされている。また、この例 では、バイアス電力のレンジは１００ワットから５００ワットまでであり、ＴＣ Ｐ電力のレンジは０ワットから８００ワットまでであり、双方とも１００ワット 間隔でプロットされている。図に示されるように、供給された高周波電力は、今 度は実質的に一定で、ＴＣＰ電力から独立している。 この考えをもって、今や電力回路の効率か考慮される。負荷への電力供給の効 率は、種々のシステムの間で製法を移す時に、かなりの関心と重要性をもってい るかもしれない。ネットワークを通る電力転送の効率は次のように定義される。 効率＝（Ｐ_L／Ｐ_G） …（等式１） ここで、Ｐ_Lは負荷に供給された電力であり、Ｐ_Gは電源から供給された電力で ある(ケーブルでの電力損失を無視し、反射電力が低いと仮定する)。例えば、Ｐ_L とＰ_Gは、定義された間隔によってセンサーとコントローラにより測定されて、 記録できる。 図７は、電源から見たときの好適な整合ネットワークと処理チェンバー負荷を 説明する簡素化された概略回路２００を示す図である。回路２００は、整合抵抗 Ｒ_M２０２、整合インダクタンス２０４、整合連続静電容量２０６、負荷インピ ーダンス２０８、および電流（ｉ）２１０を含んでいる。 従って、効率は次の式によって表される。 効率＝Ｐ_L／（Ｐ_L＋Ｐ_M） ＝（ｉ²×Ｒ_L）／｛(ｉ²×Ｒ_L)＋(ｉ²×Ｒ_M)｝ ＝Ｒ_L／（Ｒ_L＋Ｒ_M） …（等式２） ここで、Ｐ_Mは、整合ネットワークにおいて浪費された電力である。もし整合 抵抗Ｒ_Mが一定であるなら、そのとき、等式１対Ｒ_Lから得られた効率のプロット は、Ｒ_Mの値が抽出できる等式２の簡単な形状を持っているべきである。Ｒ_Lが単 一に０と等しいとき、Ｒ_LがＲ_Mよりもずっと大きく、そして曲線は化学反応、電 力、気圧などから独立であり、整合ネットワークと負荷抵抗にだけ依存するとき には、効率は０から上がる。もしそれらの内部抵抗が違っているならば、整合ネ ットワークは同じ電源に対して異なる電力を供給することが知られている。それ にもかかわらず、効率を知り、フィードバック回路を使うことによって、供給電 力はより効果的に制御できる。 図８は、電力送出効率と図６ａおよび図６ｂのデータに相当している負荷抵抗 との関係を説明するグラフである。データは、上記等式２によって記述された曲 線のまわりで接近してかたまりになっており、さらに、電源の効率が単一よりも 極めて少なく、そして、その効率はプラズマ負荷の大きさに従って変わることを 例示している。従って、閉ループモードにおいては、供給電力が、要求された値 に正確に設定できるのに対して、開ループモードでは、プラズマに実際に供給さ れた電力は本質的に未知である。 さらに、図４ｂにおいて説明されたシステム構成（すなわち、２つのフィード バック回路）においては、整合ネットワーク、浮遊容量、インダクタンス、また は電力回路と加工処理システムの他の要素が原因となる、効率におけるどのよう な損失からも独立な（理論的）ソースにおいて、供給電力を制御することができ るという付加された利益がある。 本発明の一実施例のとおり、プラズマ反応装置のイオンエネルギーを制御する ための方法が提供される。この方法は、プラズマ反応装置に高周波信号を供給す ること、プラズマ反応装置内に置かれた加工物に高周波信号によって直流バイア スを発生させること、プラズマ反応装置に第２の高周波信号を供給し、さらに、 第２の高周波信号によってプラズマ反応装置内にプラズマを打つこと、高周波セ ンサーで高周波信号のパラメーター、即ち、高周波信号が整合ネットワークによ って生成されそして調節された後に検出されているパラメーターを検出すること 、このパラメーターと要求されたパラメーターレベルとを比較すること、さらに 、比較結果に基づいて、高周波信号によって設定されるように、加工物と接触し ているイオン化された粒子のエネルギーレベルが直流バイアスの大きさを介して 実質的に制御されるように高周波信号を修正することを含んでいる。 本発明の別の実施例のとおり、上記方法はプラズマ密度を制御するためにさら に用いることができる。そのために、この方法は、第２の高周波信号の第２のパ ラメーターを検出すること、第２のパラメーターと第２の要求パラメーターレベ ルとを比較すること、および、この第２の比較結果に基づいて、プラズマ反応装 置内のプラズマの密度が実質的に制御されるように第２の高周波信号を修正する ことを含んでいる。 本発明の方法と装置は、直流バイアスを発生させるための電源と、プラズマを 発生させるための電源の、少なくとも２つの電源を備えている他のプラズマ加工 処理システムに適用可能である。一例として、本発明は、誘導性結合プラズマ(I nductively Coupled Plasma：ＩＣＰ)、変圧器結合プラズマ(Transformer Coupl ed Plasma：ＴＣＰ)、電子サイクロトロン共鳴(Electroncyclotron：ＥＣＲ)、 およびヘリコンまたはヘリカルに共鳴しているプラズマ加工処理システムに適用 可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年３月１８日（１９９８．３．１８） 【補正内容】 明細書 プラズマ加工処理システムのイオンエネルギーとプラズマ密度を制御するため の方法と装置 技術分野 本発明は、プラズマ加工処理システムに関し、特に、誘導性結合されたプラズ マ加工処理システムにおけるイオンエネルギーの量および／またはプラズマ密度 を制御するための方法と装置に関する。 背景技術 イオン化されたガス、またはプラズマは、半導体デバイスの加工処理と製造を 通して一般的に使われている。例えば、プラズマは、半導体集積回路ウェハーを エッチングしたりまたは半導体集積回路ウェハーから原料を取り去ったり、さら に、半導体、導体または絶縁体の表面上に原料をスパッタリングしたり蒸着する ために使用できる。製造または製造過程において使用するためのプラズマを発生 させることは、一般的に、様々なプロセスガスを、ガスが集積回路ウェハーなど の加工物と接触するプラズマ反応装置内のプラズマチェンバーに導入することに よって始まる。チェンバー内のガス粒子は、外部の電源からプラズマチェンバー に供給された高周波（rf）エネルギーによって、プラズマ中でイオン化される。 加工処理の間に、プラズマおよびイオン化された粒子が、加工物と接触する。 プラズマチェンバーに加えられた高周波(rf)エネルギーは、その時、電子とイ オンのさらなる生成を引き起こす個々のガス粒子に対して衝突する電子を加速す る電界をもたらす。プラズマ反応装置内に電界をもたらすために、いくつかの方 法がある。プラズマ加工処理システムの２種類の一般的なタイプが、容量性結合 されたプラズマ加工処理システムと誘導性結合されたプラズマ加工処理システム である。 図１は、例えば、１９９７年マグロウヒル発行の「マイクロチップの製造」第 ３版（Van Zant，pp．267,268）に開示されるような、半導体デバイスの加工処 理と製造に使用される典型的な容量性結合されたプラズマ加工処理システム１０ を例示し ている。図に示されるように、プラズマ加工処理システム１０は、その中にプラ ズマチェンバー１３を有するプラズマ反応装置１２を備えている。プラズマ加工 処理チェンバー１３内には、コンデンサーを形成する２つの電極１４ａおよび１ ４ｂが設けられている。電極１４ａはグラウンドに結合され、電極１４ｂは整合 ネットワーク１８を介して電源１６から高周波(rf)エネルギーを受け取るために 接続されている。電源１６がエネルギーを与えられるときには、高周波（rf）エ ネルギーは、電極１４ａと１４ｂの間に成形された容量性回路に加えられる。も しその時、プラズマチェンバー１３内にイオン化可能なガスが供給されるならば 、高周波信号が加えられるときにプラズマ２２が形成される。 プラズマ加工処理システム１０は、ただ１つの電源１６を備えているので、電 源１６により生成された高周波エネルギーの電力を増大させることは、電極１４ ｂとウェハー２４においてプラズマの密度（すなわち、プラズマ密度）と直流（ dc）バイアスを増大させる傾向がある。直流バイアスの増加は、通常、ウェハー ２４と接触しているイオン化された粒子のエネルギー（すなわち、イオンエネル ギー）を増大させるプラズマシース２６を横切る電位降下に対応した増加を引き 起こす。 また、図２は、半導体デバイスの加工処理と製造のための従来の誘導性結合さ れたプラズマ加工処理システム３０を示す図である。図２に示されるシステムは 、米国特許第4,946,458及び5,571,366に開示されるタイプのものである。誘導性 結合されたプラズマ加工処理システム３０は、その中にプラズマチェンバー３３ を有するプラズマ反応装置３２を含んでいる。図１のプラズマ加工処理システム １０と違って、誘導性結合されたプラズマ加工処理システム３０は、２つの電源 ３４と３６を含み、これらはプラズマチェンバー３３内に発生されたプラズマに 影響を与える。電源３４は、プラズマ反応装置３２内に置かれた電極である受け 台（例えば、加工物ホルダー）４０に、整合ネットワーク３８を介して高周波(r f)エネルギー信号を供給するために設けられている。電源３４の高周波(rf)エネ ルギーは、一般的に受け台４０の一番上の表面４４に置かれるウェハー４２に直 流バイアスを生じさせる電極４０に供給される。 電源３６は、プラズマチェンバー３３の近くに配置されたコイル４８に、整合 ネットワーク４６を介して高周波(rf)エネルギーを供給するために設けられてい る。 窓５０、例えばセラミックのプレートは、プラズマチェンバー３３からコイル４ ８を分離する。また、図に示されるように、一般的に、プラズマ反応装置３２に 対して、製造工程のために必要な最適な化学反応を供給するガス供給メカニズム ５２が設けられている。ガス排気メカニズム５４は、プラズマチェンバー３３内 の粒子を取り去り、プラズマチェンバー３３内に特定の気圧を維持する。結果と して、電源３６により生成された高周波(rf)エネルギーが、プラズマチェンバー ３３に供給されるイオン化可能なガスを伴うプラズマ５６を発生する。 プラズマ放電における高周波(rf)電力の制御と供給は、プラズマ加工処理にお いて基本的な重要性をもつている。プラズマチェンバーにおける実際の電力の量 は、プロセス条件に大いに影響している。プラズマチェンバーに供給された実際 の電力の大きな変動は、気圧、温度、そしてエッチング速度などの他のプロセス 可変パラメーターの予期されている作用を変化させてしまう。 図１と図２において説明されるように、プラズマチェンバー内に前もって決定 された高周波電力を得るための最も一般的に使われる方法は、電力回路内に整合 ネットワークを備えることである。整合ネットワークは、プラズマ放電のインピ ーダンス（容量性のまたは誘導性のリアクタンス）を、本質的に、電源に対する 実質的な抵抗負荷に変換する。単一のまたは複数の電源は、その時、要求された プロセスパラメーターに依存する前もって決定された電力レベルに設定できる。 一例として、典型的な整合ネットワークは、整合させる構成要素として（低い 方から高い方までの高周波のための）可変のコンデンサーおよび／またはインダ クタ、さらには、（マイクロ波周波数での使用のための）可変のキャビティータ ップまたは整合スタブを含んでいる。整合ネットワークは、手動によってまたは 自動的に調整できが、ほとんどの整合ネットワークは変化する負荷条件に対して 自動的に適合する。 プラズマチェンバーに供給される高周波(rf)電力の量をさらに制御する努力に おいて、典型的なプラズマ加工処理システムでは、単一のまたは複数の電源から の出力が、監視され、そして制御される。これは、通常、電源自身の出力におい て、ある程度、整合ネットワークでの電力損失を無視してよいという仮定に基づ いている。 しかし、プラズマチェンバーに供給される高周波(rf)電力は、例えば整合ネッ ト ワーク自体における予期しない損失のために、実質的に高周波電源出力よりも少 ないことが突き止められた。容量性結合されたプラズマ加工処理システムの整合 ネットワークでの損失を明らかにするために、付加的な感知回路と制御回路が電 力回路に付加された。例えば、米国特許第5175472、5474648、および5556549は 、プラズマチェンバー内の要求された高周波電力レベルに達するために、電源の 出力を調整する付加的なフィードバック制御ループ回路を提供するために、高周 波センサーとコントローラの使用の種々の方法を開示している。 コイルに供給された高周波電力がプラズマ密度を制御し、受け台に供給された 高周波電力が、（すなわち、直流バイアスを制御することによって）ウェハーと 接触しているイオンのエネルギーを制御するという点で、２つの電源がお互いに 独立であると、長い間信じられていたので、そのようなフィードバック技術は、 誘導性結合されたプラズマ加工処理システムにおいて使われなかった。そのため 、２つの電源を持つことによって、プロセス上の付加的な制御は、２つの電源の 出力を独立に設定して、それらを開ループモードで（すなわち、フィードバック なしで）操作することによって本来提供されると想定されていた。 しかし、実際には、プラズマ密度とイオンエネルギーは、ソースとウェハー受 け台に供給された電力の間で結合しているので、真に独立したものではない。こ の結合は、図３に示されており、例えば、それは、コイルに供給される高周波電 力を設定する様々な高周波電力、およびプラズマチェンバーのトップとウェハー の表面の間の様々なギャップ（すなわち、４または６ｃｍ）にふさわしい、直流 バイアスに対するウェハーに供給された高周波電力のグラフである。図３にプロ ットされたデータは、カリフォルニア、フレモントのラム・リサーチ・コーポレ ーションから入手できるＴＣＰ９６００ＳＥ加工処理システムから収集された。 図に示されるように、受け台に供給された高周波電力（すなわち、底部の電力） が増大する時に直流バイアスの大きさは増加する傾向がある。しかし、与えられ た底部電力のために生じる直流バイアスは、また、コイルに供給される高周波電 力（すなわち、ＴＣＰ電力）に依存し、さらにある程度はギャップ間隔６０に依 存する。また、２つの高周波電源の間のこの結合は、ウェハーと接触しているイ オンのエネルギーに反映している。従って、プラズマ密度がＴＣＰ電源によって もっぱら制御されるような場合、 一方においてイオンエネルギーは、底部電源によって独占的に制御されることが ない。 従って、誘導性結合されたプラズマ加工処理システムにおいて、プラズマ密度 とイオンエネルギーをより効果的に制御するための方法と装置が必要とされてい る。 発明の概要 本発明の一実施例のとおり、プラズマ加工処理システムは、プラズマ反応装置 、第１の電力回路、第２の電力回路、およびフィードバック回路を含んでいる。 プラズマ反応装置内には、１つのプラズマ反応炉を有する。第１の電力回路は、 プラズマチェンバー内の第１の高周波（rf）エネルギーを供給するために設けら れている。第１の高周波エネルギーは、プラズマチェンバー内に置かれた加工物 に直流バイアスを発生させるのに適したものである。第２の電力回路は、プラズ マチェンバー内に第２の高周波エネルギーを供給するために設けられている。第 ２の高周波エネルギーは、プラズマチェンバー内で例えばプラズマチェンバーに 供給されたガス分子と原子をイオン化してプラズマを打つのに適したものである 。フィードバック回路は、第１の電力回路に結合され、第１の高周波エネルギー と関連した少なくとも１つのパラメーターを検出するために設けられている。フ ィードバック回路は、その時、検出されたパラメーターに基づくフィードバック 制御信号を第１の電力回路に出力する。第１の電力回路は、このフィードバック 制御信号にすぐに反応し、プラズマチェンバー内のイオン化された粒子のエネル ギーレベルが第１の高周波エネルギーによって発生した直流バイアスを介して実 質的に制御されるような第１の高周波エネルギーをプラズマチェンバーに供給す る。 本発明の他の実施例において、第２の電力回路に結合された第２のフィードバ ック回路は、第２の高周波エネルギーと関連した少なくとも１つのパラメーター を検出する。第２のフィードバック回路は、パラメーターに基づく第２のフィー ドバック制御信号を第２の電力回路に出力する。第２の電力回路は、第２のフィ ードバック制御信号に反応して、プラズマチェンバー内のプラズマ密度のレベル が実質的に制御されるような第２の高周波エネルギーをプラズマチェンバーに供 給する。 さらに、本発明の他の実施例のとおり、第１の電力回路およひ第２の電力回路 を 備えている誘導性結合されたプラズマ反応装置においては、制御回路は、イオン エネルギーとプラズマ密度を独立して制御する。この制御回路は、プラズマ反応 装置内の電極に供給するとき、第１の電力回路からの出力信号の少なくとも１つ のパラメーターの測定量に反応する。制御回路は、測定されたパラメーターと要 求パラメーターレベルに基づいて第１の電力回路からの出力信号を調整する。従 って、第１の電力回路の出力が、イオンエネルギーレベルを制御する直流（dc） バイアスを電極に発生させるので、イオンエネルギーは、第１の電力回路の出力 の大きさを介して独立に制御される。さらに、プラズマ密度も、プラズマを発生 させる第２の電力回路の出力の大きさをによって独立に制御される。 さらに、本発明の他の実施例のとおり、この方法は、第１のソースからプラズ マ反応装置に第１の高周波（rf）エネルギーを供給すること、第１のソースから の第１の高周波エネルギーに応じて加工物上に直流バイアスを発生させること、 第２のソースからプラズマ反応装置にエネルギーを供給すること、第２のソース からの高周波エネルギーによってプラズマチェンバー内にプラズマを打つこと、 第１の高周波ソースがプラズマに供給するエネルギーに関わるパラメーターを検 出すること、このパラメーターと要求パラメーターとを比較すること、および比 較結果に基づいて、第１の高周波ソースによって設定されるように加工物と接触 しているイオン化された粒子のエネルギーレベルが直流バイアスの大きさを介し て実質的に制御されるように第１の高周波ソースの出力を修正することをさらに 含んでいる。 さらに本発明の別の実施例のとおり、この方法は、第２のソースがプラズマに 供給する高周波エネルギーの第２のパラメーターを検出すること、この第２のパ ラメーターを第２の要求パラメーターレベルと比較し、比較結果に基づいて、プ ラズマ反応装置内のプラズマ密度が実質的に制御されるように第２の高周波ソー スを修正することを含んでいる。 本発明に関して割愛したことおよび本発明の他の特徴、様相、および利点は、 添付図面を用いた本発明の以下の詳細な説明からより明白になる。 図面の簡単な説明 図１は、単一な電源を備えている従来の容量性結合されたプラズマ加工処理シ ス テムを説明するブロック図である。 図２は、２つの電源を備えている従来の誘導性結合されたプラズマ加工処理シ ステムを説明するブロック図である。 図３は、図２のコイルに供給される電力と図２の加工物ホルダーに供給される 電力の関数として直流（dc）バイアスレベルをグラフ化したものである。 図４ａは、本発明の一実施形態における、フィードバック回路を備えることで 、改善された誘導性結合されたプラズマ加工処理システムを説明するブロック図 である。 図４ｂは、本発明の一実施形態における、２つのフィードバック回路を備える ことで、改善された誘導性結合されたプラズマ加工処理システムを説明するブロ ック図である。 図５は、図４ａおよび図４ｂの誘導性結合されたプラズマ加工処理システムに おいて使われ得る本発明の実施形態におけるフィードバック回路の１つの実施例 を説明するブロック図である。 図６ａは、図２に示されるような従来の誘導性結合されたプラズマ加工処理シ ステムのプラズマチェンバーに供給された結果として生じている負荷電力を説明 するグラフである。 図６ｂは、本発明の一実施形態における、図４ａに示されるような改善された 誘導性結合されたプラズマ加工処理システムのプラズマチェンバーに供給された 結果として生じている負荷電力を説明するグラフである。 図７は、図２に示されるような従来の誘導性結合されたプラズマ加工処理シス テムにおいて電源から見た好適な整合ネットワークと処理チェンバー負荷を説明 する簡素化された概略回路図である。 図８は、図６ａおよび図６ｂにおいてプロットされたデータに相当している負 荷抵抗と電力送り出し効率との関係を説明するグラフである。 好適な実施形態の詳細な説明 プラズマ処理は、例えば半導体ウェハーなどの加工物の処理結果を評価するこ とによって、最終的に最適化され、そして特徴付けられる。この処理結果は、プ ラズ マ処理パラメーターの関数として特徴付けることができ、その関数は、例えば高 周波電力、プラズマガス気圧、温度、プラズマチェンバーのギャップ間隔、プラ ズマ形成に用いるガスのタイプ、そしてガス流量等である。上記のように、プラ ズマ処理のよりよい制御のために、処理チェンバーに実際供給される高周波電力 の特性を制御することが望ましい。 本発明の様々な実施形態の方法と装置は、誘導性結合されたプラズマ加工処理 システムにおけるプラズマ密度および／またはイオンエネルギー上の改善された 制御を提供する。例えば、本発明によって、プラズマ密度とイオンエネルギーは 、プラズマチェンバーに適用されるような電源のそれぞれの高周波電力の影響を 本質的に結び付けない１つ以上のフィードバック制御回路によって独立して制御 できる。 この考えをもって、図４ａは、本発明の一実施形態に従って、バイアス電力回 路の付加的なフィードバック回路１００を除いて、図２に示されたプラズマ加工 処理システムと同様な改善された誘導性結合されたプラズマ加工処理システム３ ０’を説明するブロック図である。 図に示されるように、フィードバック回路１００は、受け台４０と電源３４の 間に連結され、整合ネットワーク３８によって受け台４０に供給された高周波信 号の少なくとも１つのパラメーターを測定する。このパラメーターは、例えば、 電流、電圧、電力、インピーダンス、および／または電力回路とプラズマ反応装 置３２内の受け台４０と負荷に供給されたときの高周波信号に関連した位相角等 を含んでいる。これらの感知されたパラメーターのうちの１つ以上に基づいて、 例えば、供給された高周波電力または負荷インピーダンスが、測定され、および ／または、派生される。 フィードバック回路１００は、例えば受け台４０に供給された高周波信号の電 圧（例えば、実効値電圧）を監視し、供給された電力を計算し、供給された電力 と要求された電力レベルとを比較するために設けられている論理回路および／ま たはコンピュータ処理回路を含んでいる。この比較結果は、例えばフィードバッ ク制御信号として電源３４に供給される。このフィードバック制御信号は、要求 された電力レベルと一致するように、電源３４の出力を調整する。 当業者ならば、他のパラメーターが監視されて、これらのパラメータが、同様 に、 受け台４０に供給された高周波信号を調整するために使用できることを認識する だろう。一例としては、もしユーザーが、気圧、ガス供給量またはＴＣＰ電力な どの他の処理パラメーターを変える場合に、固定したイオンエネルギーを維持し たいならば、コントローラは、固定した実効値電圧レベルを受け台４０に維持す るために設定できる。これは、同様に、直流バイアスとイオンエネルギーを固定 することに相当するであろう。 図４ｂは、本発明の別の実施例に従って、プラズマを発生する電力回路の第２ のフィードバック回路１０２を除いて、図４ａに示されたプラズマ加工処理シス テムと同様な改善された誘導性結合されたプラズマ加工処理システム３０”を説 明するブロック図である。 図に示されるように、フィードバック回路１０２は、コイル４８と電源３６の 間に連結され、整合ネットワーク４６によってコイル４８に供給された高周波信 号の少なくとも１つのパラメーターを測定する。フィードバック回路１００と同 様に、パラメーターは、例えば、電流、電圧、電力、インピーダンス、および／ または電力回路とプラズマ反応装置３２内のコイル４８と負荷に供給された高周 波エネルギーに関連した位相角等を含んでいる。これらの感知されたパラメータ ーのうちの１つ以上に基づいて、例えば、供給された高周波電力または負荷イン ピーダンスが計算される。 一例として、フィードバック回路１０２は、コイル４８に加えられた高周波信 号の電圧（例えば、実効値電圧）を監視し、供給された電力を計算し、供給され た電力と要求された電力レベルとを比較するための論理回路および／またはコン ピュータ処理回路を含んでいる。この比較結果は、例えばフィードバック制御信 号として電源３６に供給される。このフィードバック制御信号は、要求された電 力レベルと一致するように、電源３６の出力を調整する。 さらに、フィードバック回路１００と１０２を、命令を実行するコンピュータ と、このコンピュータを走らせる他のコンピュータのような一般的なコンピュー タ処理回路に分けることができることが知られている。分けられたコンピュータ 処理回路は、１つ以上のフィードバック制御信号を発生することにおいて、電源 から、感知されたパラメーターのそれぞれだけでなく製造プロセスの状態を考慮 するデータを さらに含むことができる。 図５は、例えば図４ａおよび図４ｂにおいて、誘導性結合されたプラズマ加工 処理システムの電源にフィードバック制御信号を供給するために使用されるフィ ードバック回路１００’の一実施例を説明するブロック図である。フイードバッ ク回路１００’は、センサー１０４とコントローラ１０６を含んでいる。センサ ー１０４は、負荷に供給した高周波(rf)信号の１つ以上のパラメータ（例えば、 ケーブル、コネクタ、受け台、コイル／共鳴器、プラズマ、ウェハー、または同 類、およびこれらに関連した要素）を測定または検出し、感知されたパラメータ ー信号をコントローラ１０６に出力する。 好適な実施例におけるセンサー１０４は、コロラドのフォートコリンズにある アドバンスト・エネルギー・コーポレーション（Advanced Energy Corporation ）から入手できるＲＦＺ６０高周波プローブである。ＲＦＺ６０を用いて、電力 、電圧、および複素数インピーダンスが、順方向および反射方向の高周波のベク トル結合を表現する低レベルの信号から取り出される。センサーは、様々な知ら れている負荷、および（アドバンスト・エネルギー・コーポレーションから提供 される）推定アルゴリズムを使って較正され、高調波はプローブ内のフィルタで 抑圧される。 コントローラ１０６は、センサー１０４から、感知されたパラメーター信号を 受け取り、フィードバック制御信号を電源（例えば、電源３４または３６）に供 給する。コントローラ１０６は、さらに、電源に対するオペレーションの要求レ ベルを定義する要求パラメーターレベルの指示を受け取る。例えば、要求パラメ ーターレベルは、コントローラ１０６，或いは、コントローラ１０６に情報を供 給する別の回路／デバイス（電源自身など）に対して直接ユーザーによって設定 または信号入力される。コントローラ１０６は、例えば、プロセッサ、メモリー 、および入出力メカニズムを含んでいるコンピュータシステムである。 好ましい実施例では、コントローラ１０６は、アドバンスト・エネルギー・コ ーポレーションから入手できるインテリジェントケーブルデバイスを含んでいる 。インテリジェントケーブルデバイスは、ＲＦＺ６０プローブと電源の電力制御 回路に連結される。インテリジェントケーブルは、どのような残留計算でも完遂 し、電源内の電力制御回路（図示せず）から受け取れるように、要求パラメータ ーレベルに 基づくフィードバック制御信号を生成する。さらに、インテリジェントケーブル は、能力を監視および／または制御する付加的なパラメータを供給するために、 パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンピュータシステムに連結される。 フィードバック回路１００’無しでは、電力回路は、本質的に開ループモード で動作し、要求された電力が（例えば）マシンコンソールにおいて設定されて、 電源は整合ネットワークと負荷にその量の電力を供給する。しかし、フィードバ ック回路１００’を備えると、電力回路は、本質的に、要求された電力レベルが 実際にセンサー１０４によって測定されたように負荷に加えることを保証するた めに、電源から供給された高周波電力、電圧および／または電流の量を制御する 閉ループモードで動作する。 本発明の様々な実施例の利点は、ラムリサーチＴＣＰ９６００ＳＥシステムか ら収集されたデータのテスト結果を示す図６ａおよび図６ｂにおいて明確に説明 される。図６ａのデータは、システムが、データを収集するために高周波プロー ブが使用されたことを例外として図２に例示するように構成され開ループモード で動作されたときに収集された。図６ｂのデータは、システムが、図４ａと図５ に従って配置された閉ループモードで動作されたときに収集された。 図６ａに例示するような開ループモードでは、受け台に加えられた高周波電力 の測定電圧は、電源３４（バイアス電力）と電源３６（ＴＣＰ電力）からの出力 の関数である。電源３４によって生成された電圧は垂直軸に沿ってプロットされ 、センサー１０４によって測定された実際の負荷電力は水平軸に沿ってプロット されている。この例において、バイアス電力のレンジは１００ワットから５００ ワットまでであり、ＴＣＰ電力のレンジは０ワットから８００ワットまでであり 、双方とも１００ワット間隔でプロットされている。 図６ｂに例示するような閉ループモードでは、また、電源３４によって生成さ れた高周波信号の電圧が垂直軸に沿ってプロットされ、センサー１０４によって 測定された実際の負荷電力が水平軸に沿ってプロットされている。また、この例 では、バイアス電力のレンジは１００ワットから５００ワットまでであり、ＴＣ Ｐ電力のレンジは０ワットから８００ワットまでであり、双方とも１００ワット 間隔でプロットされている。図に示されるように、供給された高周波電力は、今 度は実質的に 一定で、ＴＣＰ電力から独立している。 この考えをもって、今や電力回路の効率が考慮される。負荷への電力供給の効 率は、種々のシステムの間で製法を移す時に、かなりの関心と重要性をもってい る。ネットワークを通る電力転送の効率は次のように定義される。 効率＝（Ｐ_L／Ｐ_G） …（等式１） ここで、Ｐ_Lは負荷に供給された電力であり、Ｐ_Gは電源から供給された電力で ある(ケーブルでの電力損失を無視し、反射電力が低いと仮定する)。例えば、Ｐ_L とＰ_Gは、定義された間隔によってセンサーとコントローラにより測定されて、 記録できる。 図７は、電源から見たときの好適な整合ネットワークと処理チェンバー負荷を 説明する簡素化された概略回路２００を示す図である。回路２００は、整合抵抗 Ｒ_M２０２、整合インダクタンス２０４、整合連続静電容量２０６、負荷インピ ーダンス２０８、および電流（i）２１０を含んでいる。 従って、効率は次の式によって表すことができる。 効率＝Ｐ_L／（Ｐ_L＋Ｐ_M） ＝（ｉ²×Ｒ_L）／｛(ｉ²×Ｒ_L)＋(ｉ²×Ｒ_M）} ＝Ｒ_L／（Ｒ_L＋Ｒ_M） …（等式２） ここで、Ｐ_Mは、整合ネットワークにおいて浪費された電力である。もし整合 抵抗Ｒ_Mが一定であるなら、そのとき、等式１対Ｒ_Lから得られた効率のプロット は、Ｒ_Mの値が抽出できる等式２の簡単な形状を持っているべきである。Ｒ_Lが単 一に０と等しいとき、Ｒ_LがＲ_Mよりもずっと大きく、そしてプロットは化学反応 、電力、気圧などから独立であり、整合ネットワークと負荷抵抗にだけ依存する ときには、効率は０から上がる。もし整合ネットワークが異なる内部抵抗を持っ ているならば、整合ネットワークは同じ電源に対して異なる供給電力を引き起こ す。それにもかかわらず、効率を知り、フィードバッタ回路を使うことによって 、供給電力はより効果的に制御できる。 図８は、電力送出効率と図６ａおよび図６ｂのデータに相当している負荷抵抗 との関係を説明するグラフである。データは、上記等式２によって記述された曲 線のまわりで接近してかたまりになっており、さらに、その効率はプラズマ負荷 の大き さに従って変わることを例示している。従って、閉ループモードにおいては、供 給電力が、要求された値に正確に設定できるのに対して、開ループモードでは、 プラズマに実際に供給された電力は本質的に未知である。 さらに、図４ｂにおいて説明されたシステム構成（すなわち、２つのフィード バック回路）においては、整合ネットワーク、浮遊容量、インダクタンス、また は電力回路と加工処理システムの他の要素が原因となる、効率におけるどのよう な損失からも独立な（理論的）ソースにおいて、供給電力を制御することができ るという付加された利益がある。 本発明の一実施例のとおり、プラズマ反応装置のイオンエネルギーを制御する ための方法方法は、（ａ）第１のソースからプラズマ反応装置に高周波エネルギ ーを供給すること、（ｂ）連結された第１のソースからプラズマ反応装置内に置 かれた加工物に高周波エネルギーによって直流バイアスを発生させること、（ｃ ）第２のソースからプラズマ反応装置に第２の高周波エネルギーを供給し、さら に、第２の高周波ソースからのエネルギーによってプラズマ反応装置内にプラズ マを打つこと、（ｄ）高周波センサーで高周波エネルギーのパラメーター、即ち 、第１のソースからの高周波エネルギーが整合ネットワークによって生成されそ して調節された後に検出されたパラメーターを検出すること、（ｅ）この検出さ れたパラメーターと要求されたパラメーターレベルとを比較すること、さらに、 （ｆ）比較結果に基づいて、高周波信号によって設定されるように、加工物と接 触しているイオン化された粒子のエネルギーレベルが直流バイアスの大きさを介 して制御されるように第１のソースの高周波出力を修正することを含んでいる。 本発明の別の実施例のとおり、上記と同様な方法は、プラズマ密度を制御する 。そのために、この同様な方法は、第２の高周波ソースによってプラズマに供給 された高周波の第２のパラメーターを検出すること、この第２のパラメーターと 第２の要求パラメーターレベルとを比較すること、および、この第２の比較結果 に基づいて、プラズマ反応装置内のプラズマの密度が制御されるように第２の高 周波ソースの出力を修正することを含んでいる。 本発明の方法と装置は、直流バイアスを発生させるための電源と、プラズマを 発生させるための電源の、少なくとも２つの電源を備えている他のプラズマ加工 処理 システムに適用可能である。一例として、本発明は、誘導性結合プラズマ(Induc tively Coupled Plasma：ＩＣＰ)、変圧器結合プラズマ(Transformer Coupled P lasma：ＴＣＰ)、電子サイクロトロン共鳴(Electroncyclotron：ＥＣＲ)、およ びヘリコンまたはヘリカルに共鳴しているプラズマ加工処理システムに適用可能 である。 請求の範囲 １． 電極（40）を有する加工物ホルダー（40）を含み、プラズマ処理チェンバ ー（32）内の加工物（42）を処理するための交流プラズマを制御するための装置 であって、 第１の交流ソース(34)と、前記第１のソース(34)と電極(40)との間に接続され た第１の整合ネットワーク(38)と、 前記第１の交流ソースに対する負荷に含まれるプラズマと、 負荷の電気パラメータのためのセンサー配置とを備え、 前記第１の交流ソース(34)と第１の整合ネットワーク(38)と電極(40)は、前記 加工物(42)に直流電圧を加えるための電極(40)を介してプラズマと加工物(42)と の間に交流が結合されるように構築され且つ配置されていると共に、 前記第１の交流ソース(34)が電極(40)を介して負荷に加える交流を制御するた めにセンサー配置(104)に反応するコントローラ配置によって特徴づけられる ことを特徴とする装置。 ２． センサー配置（104）は、第１の整合ネットワータの出力端子から電極（3 4）に向かって見るときの負荷の電気パラメーターを感知し、コントローラ配置( 100,106）は、第１の交流ソースの電気パラメーターを制御するために第１の整 合ネットワークの出力端子から電極に向かって見るときの負荷の感知された電気 パラメーターに反応する ことを特徴とする請求項１記載の装置。 ３． 第１の交流ソース（34）の電気パラメーターが出力電力であることを特徴 とする請求項１または請求項２記載の装置。 ４． プラズマ処理チェンバー（32）は、チェンバー内のガスをプラズマに励磁 するためのリアクタンスと、第２の交流ソース(36)とを備え、プラズマが第２の 交流ソース(36)にとって負荷であるようにリアクタンス(48)と第２の交流ソース (36)との間に接続された第２の整合ネットワーク(46)に結合されている ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の装置。 ５． コントローラ（102）配置は、第２の交流ソース（36）によってリアクタ ンスを介して負荷に供給された交流を制御するために、センサー配置（102）に 対してす ぐに反応する ことを特徴とする請求項４記載の装置。 ６． 第２の交流ソースによってリアクタンス（48）を介して負荷に供給された 交流を制御するためのセンサー配置（102）は、第２の交流ソース（36）におけ る負荷の電気パラメーターを感知し、さらに、コントローラ配置（102）は、第 ２の交流ソース（36）の電気パラメーターを制御するために、第２の交流ソース における負荷の感知された電気パラメーターに反応する ことを特徴とする請求項５記載の装置。 ７． コントローラ配置（100,102）は、第１および第２のソースの電気パラメ ーターが互いに独立して制御されるように、第１の交流ソースの電気パラメータ ーと第２の交流ソースの電気パラメーターを個々に制御するために、第１の整合 ネットワークの出力端子から電極（34）に向かって見るときの負荷の感知された 電気パラメーターと第２の交流ソース（36）の負荷の感知された電気パラメータ ーに反応する ことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の装置。 ８． センサー配置は、第１の整合ネットワーク（38）の出力端子から電極（40 ）へ向けて結合された電力と、電極（40）から第１の整合ネットワーク（38）の 出力端子に結合された反射電力に関連した電気パラメーターを監視する ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の装置。 ９． 第１のソース（34）とプラズマは、加工物（42）における直流バイアスを 設定し、第１のソース（34）は、加工物（42）のプラズマ入射におけるイオン化 された粒子のエネルギーレベルを制御し、さらに、センサーとコントローラ配置 は、加工物（42）におけるプラズマ入射におけるイオン化された粒子のエネルギ ーレベルを制御するために、直流バイアスに呼応して第１のソース（34）を制御 する ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の装置。 １０． 電極（40）を含む加工物ホルダー（40）を有するプラズマ処理チェンバ ー（32）の交流プラズマで加工物（42）を処理する方法であって、 プラズマが第１のソース（34）の負荷に含められるように、第１のソース（34 ）からの第１の整合ネットワーク（38）と電極（40）を介して加工物（42）へ交 流を加えること、負荷の電気パラメーターを感知すること(104)を含み、 負荷の感知された電気パラメーターに呼応して第１の整合ネットワークを介し て負荷に加えるときの第１のソースの電気パラメーターを制御する（100）こと によって特徴付けられている ことを特徴とする方法。 １１． 感知ステップ（104）は、第１の整合ネットワークの出力端子から電極 （34）に向かって見るときの負荷の電気パラメーターを感知することを含み、さ らに、第１の整合ネットワークの出力端子から電極に向かって見るときの負荷の 感知された電気のパラメーターに呼応して第１の交流ソースの電気パラメーター を制御する ことを特徴とする請求項１０記載の方法。 １２． 第１の交流ソース（34）の電気パラメーターは、高周波(rf)ソースの出 力電力である ことを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の方法。 １３． リアクタンスに結合されたプラズマ負荷に関連している感知されたパラ メーターに呼応して、第２の交流ソース（36）によってリアクタンスを介して負 荷に供給された第２の交流を制御することをさらに含んでいる ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１２の何れかに記載の方法。 １４． 第２の交流ソース（36）における負荷の電気パラメーターを感知するこ と、第２の交流ソースの負荷の感知された電気パラメーターに呼応して第２の交 流ソース（36）の電気パラメーターを制御することをさらに含んでいる ことを特徴とする請求項１３記載の方法。 １５． 第１の交流ソース（34）の電気パラメーター、および第２の交流ソース （36）の電気パラメーターを独立に制御し、これによって、第１および第２のソ ースの電気パラメーターは、第１の交流ソース（34）の負荷の感知された電気パ ラメーターと第２の交流ソース（36）の負荷の感知された電気パラメーターに呼 応してそれぞれ制御される ことを特徴とする請求項１３又は請求項１４記載の方法。 １６． 感知ステップは、第１の整合ネットワーク（38）の出力端子から電極（ 40）に向けて結合された電力と、電極（40）から第１の整合ネットワーク（38） の出力端子に結合された反射電力に関連した電気パラメーターに呼応して第１の ソース（3 4）を制御することを含んでいる ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１５の何れかに記載の方法。 １７． 第１のソース（34）とプラズマは、加工物における直流バイアスを設定 し、第１のソースは、加工物のプラズマ入射におおけるイオン化された粒子のエ ネルギーレベルを制御する ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１６の何れかに記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ｗ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． プラズマチェンバーを取り囲んでいるプラズマ反応装置と； プラズマチェンバー内の加工物に直流バイアスを発生させるのに適した第１の 高周波エネルギーをプラズマチェンバー内に供給するために構成された第１の電 力回路と； プラズマチェンバー内の粒子をイオン化してプラズマチェンバー内にプラズマ を打つのに適した第２の高周波エネルギーをプラズマチェンバー内に供給するた めに構成された第２の電力回路と； 第１の電力回路に連結されると共に、第１の高周波エネルギーの少なくとも１ つのパラメーターを検出し、これに基づいて第１の電力回路に対してフィードバ ック制御信号を出力するために構成されたフィードバック回路とを備え、 第１の電力回路は、プラズマチェンバー内のイオン化された粒子のエネルギー レベルが直流バイアスだけを介して実質的に制御されるように、第１の高周波エ ネルギーをプラズマチェンバーに供給するときにフィードバック制御信号に対し てすぐに反応する ことを特徴とするプラズマ加工処理システム。 ２． 第１の電力回路が、プラズマチェンバー内の電極を含み、第１の高周波 信号を前記電極に供給するために構成されている ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ加工処理システム。 ３． 第１の電力回路が、フィードバック制御回路に結合されて、フィードバ ック制御信号に反応し、第１の不整合な高周波信号を生成する第１の高周波電源 と、 第１の高周波電源に結合され、前記第１の不整合な高周波信号を受け取り、前 記電極に第１の高周波信号を出力するために構成された整合ネットワークとをさ らに含んでいる ことを特徴とする請求項２記載のプラズマ加工処理システム。 ４． 第１の高周波エネルギーのパラメーターは、電流、電圧、電力、インピ ーダンス、および第１の高周波信号と関連した位相角のグループから選ばれるこ とを特徴とする請求項３記載のプラズマ加工処理システム。 ５． フィードバック回路は、整合ネットワークと電極との間に設けられ、少 なくとも１つの感知パラメーター信号を出力するために構成されたセンサーと； センサーおよび第１の高周波電源に結合されて、感知パラメーター信号および 要求パラメーターレベルに基づくフィードバック制御信号を出力するために構成 されたコントローラとを含んでいる ことを特徴とする請求項４記載のプラズマ加工処理システム。 ６． センサーが高周波プローブであることを特徴とする請求項５記載のプラ ズマ加工処理システム。 ７． コントローラがコンピュータシステムであることを特徴とする請求項５ 記載のプラズマ加工処理システム。 ８． 第１の高周波信号を実質的に一定の２乗平均電圧レベルに維持するため にフィードバック回路が作用することを特徴とする請求項５記載のプラズマ加工 処理システム。 ９． 第２の電力回路は、プラズマチェンバーに接近して配置されたコイルを 含み、第２の高周波信号をコイルに供給するために構成されている ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ加工処理システム。 １０． 第２の電力回路が、第２の不整合な高周波信号を生成する第２の高周波 電源と、 第２の高周波電源に結合され、前記第２の不整合な高周波信号を受け取り、そ してコイルに対して第２の高周波信号を出力するために構成された第２の整合ネ ットワークとをさらに含んでいる ことを特徴とする請求項９記載のプラズマ加工処理システム。 １１． 第２の電力回路に結合され、第２の高周波エネルギーの少なくとも１つ のパラメーターを検出し、これに基づいて第２の電力回路に第２のフィードバッ ク制御信号を出力するために構成された第２のフィードバック回路を備え、 第２の電力回路は、プラズマチェンバー内のプラズマ密度のレベルが第２の高 周波信号だけを介して実質的に制御されるように、第２の高周波エネルギーをプ ラズマチェンバーに供給するときに、第２のフィードバック制御信号に対して反 応する ことを特徴とする請求項１０記載のプラズマ加工処理システム。 １２． 第２の高周波電源が、第２のフィードバック制御回路に結合され、第２ のフィードバック制御信号に反応する ことを特徴とする請求項１１記載のプラズマ加工処理システム。 １３． プラズマ加工処理システムにおける直流（dc）バイアスを制御するため の装置であって、 第１の電力回路は、第１の高周波信号の少なくとも１つのパラメーターを監視 する制御回路を含み、第１の高周波信号をプラズマ加工処理システム内の負荷に 供給するために設けられた第１の電力回路と； 第２の高周波信号をプラズマ加工処理システム内の負荷に供給するように設け られた第２の電力回路とを備え、 第１および第２の高周波信号は、制御回路によって直流バイアスが第１の高周 波信号を介して独立に制御されるように、お互いに実質的に非結合である ことを特徴とする直流バイアスを制御するための装置。 １４． 第１の高周波信号が供給されるときに、第１の電力回路は、負荷の加工 物部分に直流バイアスを発生させるための、プラズマ加工処理システム内に配置 された電極を含んでいる ことを特徴とする請求項１３記載の装置。 １５． 第２の高周波信号が供給されるときに、第２の電源は、負荷のイオン化 可能な部分からプラズマを発生するための、プラズマ加工処理システム内に配置 されたコイルを含んでいる ことを特徴とする請求項１４記載の装置。 １６． 第２の電力回路は、プラズマ加工処理システム内で発生したプラズマの プラズマ密度が、第２の高周波信号を介して独立に制御されるように、第２の高 周波信号の少なくとも１つのパラメーターを監視すると共に負荷に供給されると きに第１および第２の高周波信号をさらに非結合にする第２の電力制御回路を含 んでいる ことを特徴とする請求項１３記載の装置。 １７． 第１の電力回路と第２の電力回路を備えているプラズマ反応装置のイオ ンエネルギーとプラズマ密度を制御するために制御回路を使用する方法であって 、 プラズマ反応装置内の電極に供給される第１の電力回路からの出力信号の少な くとも１つのパラメーターを測定し； 測定されたパラメーターおよび指定されたパラメーターレベルに基づいて第１ の電力回路からの出力信号を調整し； それによって、イオンエネルギーは、直流（dc）バイアスを電極に発生させる 第１の電力回路の出力の大きさを介して制御され、プラズマ密度は、プラズマを 発生させる第２の電力回路の出力の大きさを介して独立に制御される ことを特徴とする制御回路を使用する方法。 １８． 第１の電力回路によってプラズマ反応装置に第１の高周波（rf）信号を 供給し； プラズマ反応装置のプラズマチェンバー内に置かれた加工物に、第１の高周波 信号によって直流バイアスを発生させ； 第２の電力回路によってプラズマ反応装置に第２の高周波信号を供給し、 第２の高周波信号によってプラズマ反応装置内にイオン化された粒子を含んで いるプラズマを打ち； 第１の高周波信号が第１の電力回路内の整合ネットワークにより生成されそし て調節された後に、高周波センサーによって第１の高周波信号のパラメーターを 検出し； このパラメーターと指定されたパラメーターレベルとを比較し； この比較結果に基づいて、加工物と接触しているイオン化された粒子のエネル ギーレベルが、第１の高周波信号によって設定されるように直流バイアスの大き さだけを介して実質的に制御されるように、第１の高周波信号を修正する ことを特徴とする請求項１７記載の方法。 １９． 第１の高周波信号のパラメーターが、電流、電圧、電力、インピーダン ス、および位相角のグループから選択される ことを特徴とする請求項１８記載の方法。 ２０． さらにプラズマ密度を制御するための方法であって、 第２の電力回路内の第２の整合ネットワークにより生成されそして調節された 後に第２の高周波信号の第２のパラメーターを検出し； 第２のパラメーターと第２の要求パラメーターレベルとを比較し； 第２の比較結果に基づいて、プラズマ反応装置内のプラズマの密度が第２の高 周波信号の大きさだけを介して実質的に制御されるように第２の高周波信号を修 正する ことを特徴とする請求項１９記載の方法。