DE19943053A1 - Plasmaanlage, insbesondere zur Herstellung von Halbleiterbauelementen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Plasmaanlage mit einer geerdeten Kammer (CB), einem in der Kammer angeordneten und von dieser isolierten Chuck (CK), einem um die Seitenwand des Chuck herum angeordneten und von diesem beabstandeten Gasinjektionsring (R), der elektrisch mit der Kammer verbunden ist, einer mit dem Chuck verbundenen Induktions-Plasmaleistungsquelle (PS2) und einer Systemsteuerung (SC) zur Abgabe eines Signals für die Steuerung der Induktions-Plasmaleistungsquelle. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist ein Kapazitätskompensator (CC) zur Konstanthaltung der Chuck-Gesamtkapazität zwischen dem Chuck und einem Masseanschluß vorgesehen. DOLLAR A Verwendung z. B. für Plasmaätzanlagen und Plasmadepositionsanlagen zur Herstellung von Halbleiterbauelementen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Plasmaanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie insbesondere zur Her­ stellung von Halbleiterbauelementen verwendbar ist.

Mit zunehmendem Integrationsgrad von Halbleiterbauelementen steigt auch der Bedarf an einer Depositionstechnik zur Bil­ dung eines Materialfilms gleichmäßiger Dicke oder an einer Ätztechnik mit gleichmäßiger Ätzrate. Dementsprechend werden Plasmaanlagen zur Abscheidung von Materialfilmen oder zum Ät­ zen von Materialfilmen durch geeignete Steuerung des Ionen­ typs und der Ionenenergien häufig für die Herstellung hochin­ tegrierter Halbleiterbauelemente verwendet. Speziell kann die Plasmaanlage zum Trockenätzen, zur chemischen Gasphasenab­ scheidung (CVD) oder zum Sputtern genutzt werden. Sehr ver­ breitet wird als Energiequelle zur Plasmaerzeugung ein Hoch­ frequenzgenerator eingesetzt.

Fig. 1A zeigt schematisch eine herkömmliche Plasmaanlage, und Fig. 1B zeigt eine Draufsicht auf einen Chuck und einen Gas­ injektionsring, wie sie in Fig. 1A verwendet sind.

Wie aus Fig. 1A zu erkennen, ist der Chuck CK am Boden einer Kammer CB angeordnet, die an ihrer Oberseite eine Öffnung aufweist, wobei zwischen dem Chuck CK und dem Boden der Kam­ mer CB ein Chuckträger CKS aus einem isolierenden Material eingebracht ist. Auf den Chuck CK wird ein jeweiliger Wafer geladen, auf dem ein oder mehrere Halbleiterbauelemente zu bilden sind. Um die Seitenwand des Chuck herum ist der Gasin­ jektionsring R angeordnet, der durch ein Fixiermittel FX, z. B. ein mit dem Boden der Kammer CB in Kontakt stehender Bolzen, derart fixiert ist, daß er elektrisch mit der Kammer CB verbunden ist, die auf Massepotential liegt. Der Chuck CK und der Gasinjektionsring R sind voneinander um einen vorge­ gebenen Zwischenraum beabstandet, z. B. um einen Zwischenraum von etwa 1 mm bis 5 mm. Zwischen dem Chuck CK und dem Gasinjek­ tionsring R liegt daher ein Spalt vor, so daß der Gasinjekti­ onsring R und der Chuck CK einen Chuck-Kondensator bilden.

Die Seitenwand der Kammer CB oder ein vorgegebener Bereich von deren Boden beinhaltet einen Abzweig und damit eine Ver­ bindung zu einer Vakuumpumpe P. Die Öffnung in der Kammer CB ist durch eine Abdeckung CV geschlossen. Die Abdeckung CV be­ steht aus einem Dielektrikum. Über der Abdeckung CV ist eine Elektrode ED installiert, die zur Erzeugung von Hochfrequenz­ leistung an eine erste Plasmaleistungsquelle PS1 angeschlos­ sen ist. Wenn daher die erste Plasmaleistungsquelle PS1 ange­ schaltet wird, wird innerhalb der Kammer CB ein Plasma er­ zeugt. Zwischen die erste Plasmaleistungsquelle PS1 und die Elektrode ED ist ein erster Hochfrequenz-Abstimmschaltkreis MT1 zur Maximierung der Übertragungseffizienz für die von der ersten Plasmaleistungsquelle PS1 erzeugte Hochfrequenzlei­ stung geschaltet. Der Chuck CK ist an eine zweite Plasmalei­ stungsquelle PS2 angeschlossen. Die zweite Plasmaleistungs­ quelle PS2 wird dazu verwendet, das von der ersten Plasmalei­ stungsquelle PS1 innerhalb der Kammer CB erzeugte Plasma über dem Chuck CK zu induzieren.

Innerhalb des Gasinjektionsrings R befindet sich ein Gasin­ jektionskanal zur Zuführung von Prozeßgas in die Kammer CB. Der Gasinjektionskanal ist über einen Gaseinlaß an einen Tank T angeschlossen, der eine Gasquelle enthält. Zwischen die zweite Plasmaleistungsquelle BS2 und den Chuck ist ein zwei­ ter Hochfrequenz-Abstimmschaltkreis MT2 geschaltet, der die­ selbe Funktion wie der Abstimmschaltkreis MT1 hat. Zwischen dem Tank T und dem Gasinjektionsring R ist ein Ventil V an einer vorgegebenen Position in den Gaseinlaß geschaltet, um den Gasfluß zu steuern. Das Ventil V und die Pumpe P werden durch ein Ventilsteuersignal Φ_V bzw. ein Pumpensteuersignal Φ_P gesteuert, die von einer Systemsteuerung SC erzeugt wer­ den, die den Betrieb der Plasmaanlage steuert. Die System­ steuerung SC empfängt Signale von der ersten und zweiten Plasmaleistungsquelle PS1, PS2 und detektiert für jeden von beiden einen Ein/Aus-Zustand.

Wie oben erläutert, wird die Chuck-Gesamtkapazität zwischen dem Chuck CK und einem Masseanschluß direkt durch die Ände­ rung der Chuckkapazität zwischen dem Chuck CK und dem Gasin­ jektionsring R beeinflußt. Folglich wird bei einer Änderung der Chuck-Kapazität auch die Chuck-Gesamtkapazität geändert. Die Chuck-Gesamtkapazität beeinflußt direkt den betreffenden Plasmaprozeß. Mit anderen Worten wird bei einer Änderung der Chuck-Gesamtkapazität das Potential zwischen dem Chuck CK und dem über dem Chuck CK durch die zweite Plasmaleistungsquelle PS2 induzierten Plasma geändert. Dies bedeutet, daß das Po­ tential ein Hüllpotential ist. Wenn das Hüllpotential wie oben beschrieben geändert wird, ändern sich Prozeßparameter für den Plasmaprozeß. Solche Prozeßparameter sind beispiels­ weise eine Ätzrate, einen Depositionsrate und dergleichen. Die Chuck-Gesamtkapazität zwischen dem Chuck CK und dem Mas­ seanschluß sollte daher konstant gehalten werden, um eine gu­ te Prozeßgleichmäßigkeit zu erhalten.

Wie andere Anlagen, die zur Herstellung von Halbleiterbauele­ menten verwendet werden, muß auch die Plasmaanlage periodisch gewartet werden, da ein weiterer Faktor, der die Prozeßpara­ meter ändert, durch die Absorption von Verunreinigungen an der Innenwand der Kammer mit wachsender Prozeßzeit oder Pro­ zeßhäufigkeit entsteht. Die Plasmaanlage muß daher einem War­ tungsvorgang unterzogen werden, bei dem sie auseinandergebaut wird, die jeweiligen Komponenten einschließlich der Kammer gereinigt werden und die auseinandergebauten Komponenten wie­ der zusammengebaut werden. Während des Wartungsvorgangs wird ein Vorgang zum Messen und Kontrollieren des Spaltes zwischen dem Chuck CK und dem Gasinjektionsring R mehrmals unter Ver­ wendung einer Schablone oder dergleichen ausgeführt, um den Spalt innerhalb eines erlaubten Bereichs zu halten. Dieser Vorgang wird manuell durchgeführt, was entsprechend viel Zeit erfordert und es schwierig macht, den Spalt exakt innerhalb des erlaubten Bereiches einzustellen. Wenn der Chuck CK und der Gasinjektionsring R so zusammengebaut werden, daß sie nicht denselben Mittelpunkt haben, wie in Fig. 1B veranschau­ licht, können ein erster Spaltbereich G1 auf der linken Seite des Chuck CK und ein zweiter Spaltbereich G2 auf der rechten Seite desselben voneinander verschieden sein. Mit anderen Worten kann es sein, daß der Spalt zwischen dem Chuck CK und dem Gasinjektionsring R nicht mehr an allen Stellen gleich groß ist. Wenn der Spalt zwischen dem Chuck CK und dem Gasin­ jektionsring R ungleichmäßig ist, wie oben beschrieben, kann die Chuckkapazität einen erlaubten Bereich verlassen. Dement­ sprechend kann sich die Chuck-Gesamtkapazität ändern, was die Prozeßgleichmäßigkeit beeinträchtigen kann.

Wenn in die Kammer CB über den Gasinjektionsring R ein Pro­ zeßgas eingedüst wird, wird auf den Gasinjektionsring R eine physikalische Kraft aufgrund des Drucks oder dergleichen des Prozeßgases ausgeübt. Zudem können in der Plasmaanlage, wenn sie für eine längere Zeit in Gebrauch ist, geringfügige Vi­ brationen auftreten. Selbst wenn daher der Gasinjektionsring R durch die Fixiermittel FX an der Kammer CB fixiert ist, kann sich die Position des Gasinjektionsrings R ändern, wenn der Plasmaprozeß über eine lange Zeitspanne hinweg durchge­ führt wird. Wenn sich die Position des Gasinjektionsrings R ändert, wie oben beschrieben, ändert sich der Spalt zwischen dem Chuck CK und dem Gasinjektionsring R. Damit ändert sich die Chuck-Kapazität und folglich die Chuck-Gesamtkapazität.

Bei der herkömmlichen, oben beschriebenen Plasmaanlage be­ steht daher die Schwierigkeit, daß die Chuck-Gesamtkapazität zwischen dem Chuck CK und dem Masseanschluß nicht ohne weite­ res konstant gehalten werden kann.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel­ lung einer Plasmaanlage der eingangs genannten Art zugrunde, bei der Maßnahmen getroffen sind, die Chuck-Gesamtkapazität möglichst konstant zu halten und somit durch Chuck- Kapazitätsschwankungen bedingte Prozeßparameteränderungen zu vermeiden.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Plasmaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese Plasmaanlage umfaßt charakteristischerweise einen Kapazitäts­ kompensator zur Konstanthaltung der Chuck-Gesamtkapazität zwischen dem Chuck und einem Masseanschluß. Dadurch kann die Chuck-Gesamtkapazität auf einem optimalen Wert gehalten wer­ den, ohne daß ein diesbezüglicher Wartungsvorgang erforder­ lich ist. Als Folge hiervon kann die Gleichmäßigkeit eines innerhalb der Kammer ablaufenden, vorgegebenen Prozesses ver­ bessert werden. Ein spezieller Vorgang zur exakten Einstel­ lung des Spaltes zwischen dem Chuck und dem Gasinjektionsring während einer Wartung ist nicht erforderlich, so daß sich die Zeitdauer für den Wartungsvorgang entsprechend verringern läßt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben. So kann der Kapazitätskompensator eine Regelkondensatoreinheit und eine deren Kapazität steu­ ernde Regelkondensatorsteuerung umfassen, die einen Gleich­ strommotor aufweist, dessen rotierende Motorwelle an eine als Antriebselektrode ausgewählte Elektrode der Regelkondensa­ toreinheit angekoppelt ist. Dadurch läßt sich der Spalt zwi­ schen den Elektroden Regelkondensatoreinheit vergrößern und verkleinern, je nach Drehrichtung der Motorwelle. Die Regel­ kondensatoreinheit kann zudem einen Automatiksteuerungs- Signalgenerator mit einem vorzugsweise analogen Komparator beinhalten, der die Differenz zwischen dem Ausgangssignal ei­ nes die Chuck-Gesamtkapazität messenden Kapazitätsmessers und einem dem optimalen Wert der Chuck-Gesamtkapazität entspre­ chenden Referenzsignal feststellt und verstärkt.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Regelkondensator­ steuerung einen Prozeßzustandssensor zwischen der Regelkon­ densatoreinheit und dem Kapazitätsmesser auf. Dieser hält die Verbindung zwischen der Regelkondensatoreinheit und dem Kapa­ zitätsmesser nur aufrecht, solange kein vorgegebener Prozeß in der Kammer durchgeführt wird, so daß der Kapazitätsmesser die Chuck-Gesamtkapazität nur in dieser Situation mißt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet die Regel­ kondensatorsteuerung eine Begrenzungssteuereinheit zur Be­ grenzung der Bewegung der angetriebenen Elektrode, insbeson­ dere durch Richtungsumkehr der Elektrodenbewegung bei Errei­ chung der Endstellungen. Zudem kann eine Begrenzungsanzeige­ einheit vorgesehen sein, mit der das Erreichen einer jeweili­ gen Endstellung angezeigt werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Re­ gelkondensatorsteuerung einen Auswahlschalter zur Umschaltung zwischen dem Automatiksteuerungs-Signalgenerator und einem Ansteuerungs-Signalgenerator, wodurch die Plasmaanlage entwe­ der im automatischen Betrieb oder im Handbetrieb betrieben werden kann. Der Handbetrieb wird aktiviert, wenn der Aus­ wahlschalter einen Eingangsanschluß einer Treibereinheit der Regelkondensatorsteuerung mit dem Ausgangsanschluß des Hand­ steuerungs-Signalgenerators verbindet. Der Regelanschluß ei­ nes zwischen einem Leistungsschalter und einem Masseanschluß eingeschleiftem Regelwiderstands steuert dann die Position der angetriebenen Elektrode des Regelkondensators. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, daß die Regelkondensator­ steuerung nur im Handbetrieb der Plasmaanlage betrieben wird.

Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie das zu deren besserem Verständnis oben erläu­ terte, herkömmliche Ausführungsbeispiel sind in den Zeichnun­ gen dargestellt, in denen zeigen:

Fig. 1A eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer herkömmlichen Plasmaanlage,

Fig. 1B eine Draufsicht auf einen Chuck und einen Gasinjek­ tionsring, wie sie in der Anlage von Fig. 1A verwen­ det sind,

Fig. 2 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer er­ findungsgemäße Plasmaanlage,

Fig. 3 ein Schaltbild eines in Fig. 2 verwendeten Kapazi­ tätskompensators,

Fig. 4A ein Kurvendiagramm zur Veranschaulichung der Ätzra­ ten für einen Polysiliciumfilm und einen Fotore­ sistfilm bei Verwendung einer herkömmlichen Plasma­ anlage entsprechend Fig. 1,

Fig. 4B ein Kurvendiagramm zur Veranschaulichung der Ätzra­ ten für einen Polysiliciumfilm und einen Fotore­ sistfilm bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Plasmaanlage entsprechend Fig. 2,

Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Dickenmeßwer­ ten für eine Restoxidschicht bei Verwendung einer herkömmlichen bzw. der erfindungsgemäßen Plasmaanla­ ge und

Fig. 6 ein Kurvendiagramm zur Veranschaulichung von Reflexionswellen-Meßergebnissen bezüglich des Ausgangs­ signals einer an einen Chuck angeschlossenen Induk­ tionsplasmaleistungsquelle entsprechend der Instal­ lationsposition des Kapazitätskompensators von Fig. 3.

Nachstehend wird eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausfüh­ rungsform im Detail unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben: Hierbei wird auf eine Plasmaätzanla­ ge Bezug genommen, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die­ sen Anlagentyp beschränkt ist, sondern auf alle Arten von Plasmaanlagen anwendbar ist, insbesondere solche zur Herstel­ lung von Halbleiterbauelementen. Beispielsweise ist die Er­ findung auch bei Plasmadepositionsanlagen verwendbar.

Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Plasmaanlage, wobei für funktionell gleiche Elemente dieselben Bezugszei­ chen verwendet sind wie bei der Anlage von Fig. 1A. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist ein Chuck CK in einer Kammer CB in­ stalliert, die oben eine Öffnung aufweist. Außerdem ist die Kammer CB geerdet. Ein Wafer, auf dem Halbleiterbauelemente zu bilden sind, wird auf den Chuck CK geladen. Der Chuck CK ist vom Boden der Kammer CB durch einen Chuck-Träger CKS iso­ liert, der aus einem Dielektrikum gebildet ist. Der Chuck CK ist von einem um ihn herum angeordneten Gasinjektionsring R umgeben. Zwischen dem Gasinjektionsring R und dem Chuck CK sind vorgegebene Spaltbereiche G1, G2 gebildet. Der Gasinjek­ tionsring R ist am Boden der Kammer CB durch ein Fixiermittel FX, wie z. B. einen Bolzen, fixiert. Zwischen dem Gasinjekti­ onsring R und dem Chuck CK, d. h. zwischen der Kammer CB und dem Chuck CK, wird somit eine Chuck-Kapazität erzeugt. Der Gasinjektionsring R weist einen Gasinjektionskanal auf, über den ein Prozeßgas von außen in die Kammer CB injiziert wird. Der Gasinjektionskanal ist über einen Gaseinlaß mit einem au­ ßerhalb der Kammer CB montierten Gastank T verbunden.

An einer bestimmten Stelle des Gaseinlasses ist ein Ventil V angeordnet, das durch ein Ventilsteuersignal Φ_V gesteuert wird, welches von einer Systemsteuerung SC abgegeben wird, die den Betrieb der Plasmaanlage steuert. Der Boden der Kam­ mer CB oder ein bestimmter Seitenwandbereich derselben ist mit einem Abzweig versehen und dadurch an eine Vakuumpumpe P angeschlossen, die durch ein von der Systemsteuerung SC abge­ gebenes Pumpensteuersignal Φ_P gesteuert wird.

Die Öffnung der Kammer CB ist mit einer Abdeckung CV ge­ schlossen, die aus einem Dielektrikum gebildet ist. Über der Abdeckung CV befindet sich eine Plasmaelektrode ED, die an eine erste Plasmaleistungsquelle PS1 angeschlossen ist. Die erste Plasmaleistungsquelle PS1 ist beispielsweise eine Hoch­ frequenzleistungsquelle. Die Plasmaelektrode ED ist von einer Induktionsspule oder dergleichen gebildet. Bevorzugt ist zwi­ schen der Plasmaelektrode ED und der ersten Plasmaleistungs­ quelle PS1 ein erster Hochfrequenz-Abstimmschaltkreis MT1 vorgesehen, um die Übertragungseffizienz für die von der er­ sten Plasmaleistungsquelle PS1 erzeugte Plasmaleistung zu ma­ ximieren. Außerdem ist der Chuck CK an eine zweite Plasmalei­ stungsquelle PS2 in Form einer Induktionsplasmaleistungsquel­ le angeschlossen. Die zweite Plasmaleistungsquelle PS2 indu­ ziert ein innerhalb der Kammer CB durch die erste Plasmalei­ stungsquelle PS1 über dem Chuck CK erzeugtes Plasma. Zwischen der zweiten Plasmaleistungsquelle PS2 und dem Chuck CK liegt ein zweiter Hochfrequenz-Abstimmschaltkreis MT2, der dieselbe Funktion hat wie der erste Hochfrequenz-Abstimmschaltkreis MT1. Dabei ist der zweite Hochfrequenz-Abstimmschaltkreis MT2 ein Induktions-Hochfrequenzabstimmschaltkreis. Die Ausgangs­ anschlüsse der ersten und der zweiten Plasmaleistungsquelle PS1, PS2 sind mit der Systemsteuerung SC verbunden, die damit einen Ein/Aus-Zustand der beiden Plasmaleistungsquellen PS1, PS2 detektiert. Zwischen den Chuck CK und die Kammer CB ist als ein charakteristisches Element der Erfindung ein Kapazi­ tätskompensator CC eingebracht.

Der Kapazitätskompensator CC steuert die Chuck-Gesamtkapa­ zität zwischen dem Chuck CK und dem Masseanschluß unter Ver­ wendung eines Referenzsignals Φ_REF, das einer optimalen Chuck- Gesamtkapazität entspricht, die der Systemsteuerung SC vorge­ geben wird, sowie eines Gassignals Φ_G zur Steuerung eines in die Kammer CB injizierten Prozeßgases und eines Plasmasignals Φ_RF. Der Kapazitätskompensator CC mißt die Chuck-Gesamtkapa­ zität und überträgt an die Systemsteuerung SC ein Signal Φ_MC entsprechend der gemessenen Chuck-Gesamtkapazität. Die Sy­ stemsteuerung SC zeigt die gemessene Chuck-Gesamtkapazität an.

Fig. 3 zeigt detailliert ein Schaltbild des Kapazitätskompen­ sators CC von Fig. 2, wobei dieser eine Regelkondensatorein­ heit CV und eine Regelkondensatorsteuerung zur Steuerung der Kapazität der Regelkondensatoreinheit CV umfaßt. Die Regel­ kondensatoreinheit CV beinhaltet wenigstens einen Kondensa­ tor, der unter einem seriellen Kondensator C_S, welcher in Reihe zu einem aus dem Chuck CK und dem Gasinjektionsring R bestehenden Chuck-Kondensator C_CK geschaltet ist, und einem parallelen Kondensator C_P ausgewählt ist, der zum seriellen Kondensator C_S und zum Chuck-Kondensator C_CK parallel geschal­ tet ist. Der ausgewählte Kondensator stellt hierbei einen Re­ gelkondensator, d. h. einen variabel einstellbaren Kondensator dar. Der serielle Kondensator C_S kann zwischen den Chuck- Kondensator C_CK und einen Masseanschluß, d. h. an einem Knoten N, oder zwischen den Chuck-Kondensator C_CK und den Chuck, d. h. an einem Knoten M, eingeschleift sein. Zur einfacheren Erläuterung wird im weiteren für ein entsprechendes Ausfüh­ rungsbeispiel angenommen, daß die Regelkondensatoreinheit CV lediglich aus dem parallelen Kondensator C_P besteht.

Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich, ist eine Elektrode des pa­ rallelen Regelkondensators C_P an den zum Chuck CK von Fig. 2 gehörigen Knoten M angeschlossen, während seine andere Elek­ trode an einen zur Kammer CB von Fig. 2 gehörigen Knoten N angeschlossen ist. Folglich ist der parallele Regelkondensator C_P parallel zum Chuck-Kondensator C_CK geschaltet. Bevorzugt ist hierbei eine Elektrode des parallelen Regelkondensators C_P fixiert, während seine andere Elektrode beweglich ist. Beispielsweise ist es bevorzugt, daß die mit dem Knoten M verbundene Elektrode eine fixierte Elektrode und die an den Knoten N angeschlossene Elektrode eine angetriebene Elektrode ist.

Die Regelkondensatorsteuerung umfaßt eine Motorleistungsquel­ le M, einen Kapazitätsmesser C_M, einen Automatiksteuerungs- Signalgenerator AC und eine Treiberstufe MD. Die Motorlei­ stungsquelle M ist mit der angetriebenen Elektrode des paral­ lelen Regelkondensators C_P verbunden, wodurch die Position der angetriebenen Elektrode durch die Motorleistungsquelle M gesteuert wird. Bevorzugt handelt es sich bei der Motorlei­ stungsquelle M um einen Gleichstrommotor mit rotierender Wel­ le. Dabei erhöht oder verringert sich das Intervall d zwi­ schen der angetriebenen Elektrode und der fixierten Elektrode in Abhängigkeit von der Drehrichtung der rotierenden Welle des Gleichstrommotors.

Die fixierte Elektrode des parallelen Regelkondensators C_P ist hierbei an den Kapazitätsmesser C_M angeschlossen, der die zwischen dem Chuck CK von Fig. 2 und einem Masseanschluß er­ zeugte Chuck-Gesamtkapazität mißt. Die Chuck-Gesamtkapazität ändert sich mit der Kapazität des parallelen Regelkondensa­ tors C_P. Der Kapazitätsmesser C_M kann ein LCR-Messer sein und gibt ein elektrisches Signal, z. B. ein Spannungssignal, in Abhängigkeit vom Wert der gemessenen Chuck-Gesamtkapazität ab.

Bevorzugt ist des weiteren ein Prozeßzustandssensor S_P zwi­ schen dem parallelen Regelkondensator C_P und dem Kapazitäts­ messer C_M vorgesehen. Der Prozeßzustandssensor S_P empfängt das Plasmasignal Φ_F und das Gassignal Φ_G von der Systemsteue­ rung SC der Fig. 2 und verbindet elektrisch die fixierte Elektrode des parallelen Regelkondensators C_P mit dem Ein­ gangsanschluß des Kapazitätsmessers C_M oder trennt diese bei­ den Elemente voneinander. Spezieller ist es bevorzugt, daß der Prozeßzustandssensor S_P aus einem NOR-Gatter, einem Um­ schalt-Schaltkreis SW und einem Relaisschalter S_R besteht. Das NOR-Gatter gibt ein Signal, das einer logischen "0" ent­ spricht, ab, wenn von dem Plasmasignal Φ_RF und dem Gassignal Φ_G wenigstens ein Signal angeschaltet ist. Der Umschalt- Schaltkreis SW stellt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des NOR-Gatters Strom zur Verfügung oder nicht. Der Relaisschal­ ter S_R ist zwischen die fixierte Elektrode des parallelen Re­ gelkondensators C_P und den Eingangsanschluß des Kapazitäts­ messers C_M eingeschleift und wird durch den Ausgangsstrom des Umschalt-Schaltkreises SW gesteuert.

Vorzugsweise ist der Umschalt-Schaltkreis SW aus einer Dar­ lington-Schaltung gebildet, die aus zwei npn-Bipolartran­ sistoren Q1, Q2 besteht. Der Umschalt-Schaltkreis kann jedoch auch von einem andersartigen Schaltkreis gebildet sein, z. B. durch einen üblichen Umschalt-Schaltkreis mit einem MOS- Transistor. Die Kollektoren der die Darlington-Schaltung bil­ denden zwei npn-Bipolartransistoren sind beide an eine posi­ tive Leistungsquelle +Vcc angeschlossen, während der Emitter des einen, ersten npn-Bipolartransistors Q1 mit der Basis des anderen, zweiten npn-Bipolartransistors Q2 verbunden ist. Die Basis des ersten npn-Bipolartransistors Q1 stellt den Ein­ gangsanschluß des Umschalt-Schaltkreises SW dar und ist mit dem Ausgangsanschluß des NOR-Gatters verbunden. Der Emitter des zweiten npn-Bipolartransistors Q2 stellt den Ausgangsan­ schluß des Umschalt-Schaltkreises SW dar. Wenn daher wenig­ stens eine der beiden Plasmaleistungsquellen PS1, PS2 gemäß Fig. 2 angeschaltet ist oder ein Prozeßgas in die Kammer CB injiziert wird, gibt das NOR-Gatter ein auf logisch "0" lie­ gendes Signal ab, so daß kein Strom zwischen der positiven Leistungsquelle +Vcc und dem Emitter des zweiten npn-Bi­ polartransistors Q2 fließt. Folglich ist der Relaisschalter S_R abgeschaltet, so daß der parallele Regelkondensator C_P und der Kapazitätsmesser C_M elektrisch voneinander getrennt sind.

Umgekehrt ist der Relaisschalter S_R, wenn beide Plasmalei­ stungsquellen PS1, PS2 abgeschaltet sind und keine Prozeßgase in die Kammer injiziert werden, angeschaltet, so daß der pa­ rallele Regelkondensator C_P und der Kapazitätsmesser C_M elek­ trisch miteinander verbunden sind. Der Kapazitätsmesser C_M mißt folglich die Chuck-Gesamtkapazität nur dann, wenn kein Prozeß durch die Plasmaanlage ausgeführt wird.

Wie oben erläutert, ist es bevorzugt, daß der Prozeßzu­ standssensor S_P so ausgelegt ist, daß er den Chuck CK vom Ka­ pazitätsmesser C_M trennt, solange ein bestimmter Prozeß in der Kammer CB ausgeführt wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Chuck-Gesamtkapazität aufgrund der an den Chuck oder an ein in die Kammer CB injiziertes Prozeßgas angelegten Plasmaleistung nicht exakt gemessen werden kann, solange ein bestimmter Prozeß in der Kammer CB durchgeführt wird.

Des weiteren ist es bevorzugt, daß die fixierte Elektrode des parallelen Regelkondensators C_P und der Eingangsanschluß des Kapazitätsmessers C_M an ein Koaxialkabel C_COAX mit ausgezeich­ neter Rauschimmunität angeschlossen sind.

Der Automatiksteuerungs-Signalgenerator AC umfaßt einen ana­ logen Komparator CPTa zur Verstärkung der Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Kapazitätsmessers C_M und dem Referenz­ signal Φ_REF, das von der Systemsteuerung SC abgegeben wird, und zur Abgabe des resultierenden Signals. Hierbei entspricht das Referenzsignal Φ_REF einer optimalen Chuck-Gesamtkapazität, die ein Systemnutzer der Systemsteuerung SC eingibt.

Der analoge Komparator CPTa kann einen Operationsverstärker mit einem invertierenden Eingangsanschluß (-) und einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) umfassen. Zwischen dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) des Operations­ verstärkers und einem Masseanschluß sind ein erster und zwei­ ter Widerstand R1, R2 in Reihe geschaltet, und ein dritter Widerstand R3 ist zwischen den invertierenden Eingangsan­ schluß (-) des Operationsverstärkers und den Ausgangsanschluß der Systemsteuerung SC für das Referenzsignal Φ_REF einge­ schleift. Ein vierter Widerstand R4 ist zwischen den inver­ tierenden Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers und dessen Ausgangsanschluß eingeschleift, und ein zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand R1, R2 liegender Knoten ist mit dem Ausgangsanschluß des Kapazitätsmessers C_M verbunden. Dementsprechend steht am Ausgangsanschluß des Operationsver­ stärkers eine Ausgangsspannung Vo an, die der Spannungsdiffe­ renz zwischen einer an den invertierenden Eingangsanschluß (-) angelegten Referenzspannung V_REF und einer an den nicht­ invertierenden Eingangsanschluß (+) angelegten Eingangsspan­ nung Vi entspricht. Wenn die Eingangsspannung Vi niedriger als die Referenzspannung V_REF ist, hat die Ausgangsspannung Vo des Operationsverstärkers ein negatives Vorzeichen. Umgekehrt hat die Ausgangsspannung Vo des Operationsverstärkers ein po­ sitives Vorzeichen, wenn die Eingangsspannung Vi höher als die Referenzspannung V_REF ist. Die vier Widerstände R1, R2, R3 und R4 werden dazu verwendet, die Spannungsverstärkung des analogen Komparators CPTa geeignet einzustellen.

Bevorzugt beinhaltet der Automatiksteuerungs-Signalgenerator AC des weiteren einen ersten, zwischen den Ausgangsanschluß des Kapazitätsmessers C_M und den nicht-invertierenden Ein­ gangsanschluß (+) des analogen Komparators CPTa eingeschleif­ ten Verstärker AMP1 und einen zwischen den Ausgangsanschluß der Systemsteuerung SC für das Referenzsignal Φ_REF und den in­ vertierenden Eingangsanschluß (-) des analogen Komparators CPTa eingeschleiften, zweiten Verstärker AMP2. Der erste und der zweite Verstärker AMP1, AMP2 fungieren als Spannungssteu­ ereinheiten zum Anlegen eines geeigneten Spannungspegels an den nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) und den inver­ tierenden Eingangsanschluß (-) des analogen Komparators CPTa. Beispielsweise müssen, wenn die in die Systemsteuerung SC eingegebene, optimale Chuck-Gesamtkapazität mit der durch den Kapazitätsmesser C_M gemessenen Chuck-Gesamtkapazität überein­ stimmt, die an den nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) und den invertierenden Eingangsanschluß (-) des analogen Kom­ parators CPTa angelegten Spannungen gleich groß sein. Es ist daher bevorzugt, daß der erste und der zweite Verstärker AMP1, AMP2 zusätzlich in dem Automatiksteuerungs-Signal­ generator AC enthalten sind.

Vorzugsweise können der erste und der zweite Verstärker AMP1, AMP2 Operationsverstärker beinhalten. Sie können jedoch auch andere Verstärker sein, die keine Operationsverstärker benut­ zen. Spezieller umfaßt in einem Beispiel der erste Verstärker AMP1 einen Operationsverstärker, wobei zwischen den invertie­ renden Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers und ei­ nen Masseanschluß ein erster Widerstand R1 und zwischen den invertierenden Eingangsanschluß (-) und den Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers ein zweiter Widerstand R2 einge­ schleift sind. Der nicht-invertierende Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers ist mit dem Ausgangsanschluß des Kapazitätsmessers C_M verbunden. Daher kann die Spannungsver­ stärkung des ersten Verstärkers AMP1 durch (R1+R2)/R1 ausge­ drückt werden. Zwischen den nicht-invertierenden Eingangsan­ schluß (+) des ersten Verstärkers AMP1 und den Kapazitätsmes­ ser C_M kann ein Eingangswiderstand Ri eingeschleift sein. Das Ausgangssignal des ersten Verstärkers AMP1, d. h. ein sich auf die gemessene Chuck-Gesamtkapazität beziehendes, verstärktes Signal Φ_MC kann dann an die Systemsteuerung SC übertragen werden. Die Systemsteuerung SC konvertiert die vom Kapazi­ tätsmesser C_M gemessene Chuck-Gesamtkapazität in eine Dezi­ malzahl, so daß die Chuck-Gesamtkapazität dann in dieser Form einem Systemnutzer visuell angezeigt werden kann. Dabei kann zwischen den Ausgangsanschluß des ersten Verstärkers AMP1 und die Systemsteuerung SC des weiteren ein Ausgangswiderstand Ro eingeschleift sein, z. B. in Form eines Regelwiderstands. So­ wohl der Eingangswiderstand Ri als auch der Ausgangswider­ stand Ro des ersten Verstärkers werden dazu benutzt, ein vom Kapazitätsmesser C_M gemessenes Analogsignal geeignet zu steu­ ern.

Der zweite Verstärker AMP2 beinhaltet einen Operationsver­ stärker, einen ersten Widerstand R1 und einen dazu in Reihe geschalteten Eingangswiderstand Ri zwischen dem invertieren­ den Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers und einem Masseanschluß, einen zwischen den nicht-invertierenden Ein­ gangsanschluß (+) des Operationsverstärkers und den Ausgangs­ anschluß der Systemsteuerung SC für das Referenzsignal ϕ_REF eingeschleiften, zweiten Widerstand R2, einen zwischen den invertierenden Eingangsanschluß (-) und den Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers eingeschleiften, dritten Widerstand R3 und einen zwischen den nicht-invertierenden Eingangsan­ schluß (+) des ersten Verstärkers AMP1 und einen Massean­ schluß eingeschleiften, vierten Widerstand R4. Vorzugsweise ist einer der vier Widerstände, z. B. der erste Widerstand R1, ein Regelwiderstand, da der Offsetwert des Operationsverstär­ kers minimiert werden kann, wenn der Parallelwiderstandswert des ersten und zweiten Widerstands durch geeignetes Steuern des ersten Regelwiderstands R1 gleich groß wie derjenige des dritten und vierten Widerstands gemacht wird. Die Ausgangs­ spannung Vo des zweiten Verstärkers AMP2 kann dann durch R2(V2-V1)/R1 ausgedrückt werden, wobei V1 eine Knotenspannung zwischen dem Eingangswiderstand Ri und dem ersten Widerstand R1 sowie V2 die im zweiten und vierten Widerstand R2, R4 in­ duzierte Gesamtspannung bezeichnen. Zwischen dem Ausgangsan­ schluß des zweiten Verstärkers AMP2 und dem analogen Kompara­ tor CPTa kann ein variabler Ausgangswiderstand Ro vorgesehen sein. Die an die Eingangsanschlüsse des analogen Komparators CPTa angelegten Spannungen können dann durch geeignetes Ein­ stellen des Ausgangswiderstands Ro des zweiten Verstärkers AMP2 exakter gesteuert werden. Des weiteren kann in den Aus­ gangsanschluß des analogen Komparators CPTa ein Ausgangswi­ derstand Ro eingebracht sein.

Das Ausgangssignal des Automatiksteuerungs-Signalgenerators AC wird durch die Treiberstufe MD verstärkt, und das durch die Treiberstufe MD verstärkte Signal steuert die Motorlei­ stungsquelle M an.

Die Treiberstufe MD umfaßt eine Verstärkungsstufe A_P zum Ver­ stärken des Ausgangssignals des Automatiksteuerungs-Signal­ generators AC sowie einen Treiberkondensator Cd, der zwischen den Ausgangsanschluß der Verstärkungsstufe A_P und einen Mas­ seanschluß eingeschleift ist. Der Treiberkondensator Cd ist parallel zwischen die Leistungsquellenanschlüsse der Motor­ leistungsquelle M eingeschleift und beseitigt ein an den Lei­ stungsquellenanschluß der Motorleistungsquelle M eingegebenes Rauschsignal. Der Treiberkondensator Cd steuert somit stabil die Motorleistungsquelle M an. Vorzugsweise ist die Motorlei­ stungsquelle M von einem Gleichstrommotor gebildet. Die Dreh­ richtung der Motorwelle des Gleichstrommotors hängt von der Polarität eines durch die Verstärkungsstufe A_P abgegebenen Signals ab. Beispielsweise liegt am Ausgangsanschluß der Ver­ stärkungsstufe A_P eine positive Spannung an, wenn sich die Motorwelle des Gleichstrommotors im Uhrzeigersinn dreht, wäh­ rend eine negative Spannung anliegt, wenn sich die Motorwelle im Gegenuhrzeigersinn dreht. Zwischen die Motorwelle des Gleichstrommotors und die angetriebene Elektrode des paralle­ len Regelkondensators C_P ist ein vorgegebenes Leistungsüber­ tragungsmittel zur Änderung der Drehbewegung in eine Linear­ bewegung eingebracht, so daß die angetriebene Elektrode des parallelen Regelkondensators C_P durch die sich drehende Mo­ torwelle linear bewegt wird.

Das Leistungsübertragungsmittel kann beispielsweise ein zy­ lindrisches Rohr sein, das an seiner Innenseite eine wendel­ förmige Ausnehmung aufweist. In diesem Fall ist die Außensei­ te der rotierenden Welle des Gleichstrommotors mit einer wen­ delförmigen Erhebung versehen, die mit der wendelförmigen Ausnehmung an der Innenseite des Rohrs zusammenwirkt. Wenn die rotierende Welle des Gleichstrommotors durch Einpassen in das Rohr mit diesem gekoppelt ist, erhöht oder verringert sich der Zwischenraum zwischen den Elektroden des parallelen Regelkondensators C_P in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Motorwelle.

Vorzugsweise ist die Verstärkungsstufe A_P von einem Gegen­ taktverstärker mit einem npn-Bipolartransistor Q_N und einem pnp-Bipolartransistor Q_P gebildet, die zwischen die positive Leistungsquelle +Vcc und eine negative Leistungsquelle -Vcc in Reihe geschaltet sind. Hierbei sind die Basis des npn- Bipolartransistors Q_N und diejenige des pnp-Bipolartransis­ tors Q_P miteinander verbunden und fungieren als Eingangsan­ schluß des Gegentaktverstärkers. Die Emitter der komplementä­ ren Bipolartransistoren sind miteinander verbunden und fun­ gieren als Ausgangsanschluß des Gegentaktverstärkers. Wenn an den Eingangsanschluß des Gegentaktverstärkers eine positive Spannung angelegt wird, wird der an die positive Leistungs­ quelle +Vcc angeschlossene npn-Bipolartransistor Q_N leitend geschaltet, so daß am Ausgangsanschluß eine verstärkte posi­ tive Spannung induziert wird. Andererseits wird der an die negative Leistungsquelle -Vcc angeschlossene pnp-Bipolar­ transistor Q_P leitend geschaltet, wenn eine negative Spannung an den Eingangsanschluß des Gegentaktverstärkers angelegt wird, so daß am Ausgangsanschluß eine verstärkte negative Spannung induziert wird. Dementsprechend erhöht oder verrin­ gert sich die Kapazität des parallelen Regelkondensators C_P in Abhängigkeit von der Polarität und dem Pegel der an den Eingangsanschluß der Verstärkungsstufe angelegten Spannung. Zwischen dem Gegentaktverstärker und dem Treiberkondensator Cd kann zudem ein Ausgangskondensator C vorgesehen sein. Der Ausgangskondensator C entfernt ein Rauschsignal vom Ausgangs­ signal des Gegentaktverstärkers und trägt zum stabileren An­ steuern der als Gleichstrommotor ausgebildeten Motorlei­ stungsquelle M bei.

Die Treiberstufe MD kann des weiteren einen Inverter INV zwi­ schen der Verstärkungsstufe A_P und dem Automatiksteuerungs- Signalgenerator AC beinhalten. Der Inverter INV kann unter Verwendung eines Operationsverstärkers aufgebaut sein. Die Treiberstufe MD kann zudem einen zwischen den Eingangsan­ schluß des Inverters INV und den Ausgangsanschluß der Ver­ stärkungsstufe A_P eingeschleiften Rückkopplungswiderstand R_F enthalten. Der Rückkopplungswiderstand R_F trägt zum stabilen Ansteuern der Verstärkungsstufe A_P bei. Weiter kann die Trei­ berstufe MD ein Rauschfilter FT aufweisen, das nur ein Gleichstromsignal vom Automatiksteuerungs-Signalgenerator AC zum Inverter INV durchläßt. Das Rauschfilter FT besteht aus einem zwischen den Ausgangsanschluß des Automatiksteuerungs- Signalgenerator AC und einen Masseanschluß eingeschleiften Kondensator C und einer zwischen den Ausgangsanschluß des Au­ tomatiksteuerungs-Signalgenerators AC und den Eingangsan­ schluß des Inverters INV eingeschleiften Induktivität L. Die Treiberstufe MD kann außerdem einen zwischen das Rauschfilter FT und den Automatiksteuerungs-Signalgenerator AC einge­ schleiften Eingangswiderstand R enthalten. Der Eingangswider­ stand R in der Treiberstufe MD verhindert abrupte Änderungen des Eingangssignals der Treiberstufe MD, indem er das Aus­ gangssignal des Automatiksteuerungs-Signalgenerators AC für eine vorgegebene Zeitdauer verzögert.

Wie oben beschrieben, treibt der Kapazitätskompensator CC in der erfindungsgemäßen Plasmaanlage die Motorleistungsquelle M, bis die Chuck-Gesamtkapazität der Plasmaanlage mit der op­ timalen Chuck-Gesamtkapazität übereinstimmt, wenn kein Prozeß ausgeführt wird. Dazu steuert er die Kapazität des parallelen Regelkondensators C_P. Die Chuck-Gesamtkapazität kann dadurch ohne periodische Wartungsvorgänge auf einem konstanten Wert gehalten werden.

Die Regelkondensatorsteuerung kann des weiteren eine Begren­ zungssteuereinheit LC für Begrenzungszwecke aufweisen, um zu gewährleisten, daß sich die angetriebene Elektrode des paral­ lelen Regelkondensators C_P nur innerhalb eines vorgegebenen Bereiches bewegt. Die Begrenzungssteuereinheit LC umfaßt eine Spannungsgrenzwert-Vorgabeeinheit LST, einen Grenzwertsensor LSS, einen digitalen Komparator CPT und ein Verbindungsele­ ment. Die Spannungsgrenzwert-Vorgabeeinheit LST erzeugt einen gewünschten negativen Spannungsgrenzwert und einen gewünsch­ ten positiven Spannungsgrenzwert. Der Grenzwertsensor LSS er­ zeugt eine Spannung in Abhängigkeit von der Position der an­ getriebenen Elektrode des parallelen Regelkondensators C_P. Der digitale Komparator CPT vergleicht die Ausgangsspannung des Grenzwertsensors LSS mit den durch die Spannungsgrenz­ wert-Vorgabeeinheit LST festgelegten Grenzwertspannungen und gibt ein erstes und zweites Signal über einen entsprechenden ersten bzw. zweiten Ausgangsanschluß ab. Das Verbindungsele­ ment wird durch das erste bzw. zweite Signal des digitalen Komparators CPT gesteuert und verbindet elektrisch den Ein­ gangs- und den Ausgangsanschluß des Inverters INV in der Treiberstufe MD miteinander.

Die Spannungsgrenzwert-Vorgabeeinheit LST umfaßt eine Reihen­ schaltung eines ersten und zweiten Regelwiderstands RV1, RV2 zwischen der negativen Leistungsquelle -Vcc und der positiven Leistungsquelle +Vcc. Durch geeignetes Steuern des Regelan­ schlusses des ersten Regelwiderstands RV1, der an die negati­ ve Leistungsquelle -Vcc angeschlossen ist, kann dadurch am Regelanschluß des ersten Regelwiderstands RV1 ein gewünschter negativer Spannungsgrenzwert erhalten werden. In gleicher Weise kann ein gewünscht er positiver Spannungsgrenzwert am Regelanschluß des zweiten Regelwiderstands RV2 erhalten wer­ den.

Der Grenzwertsensor LSS umfaßt einen Regelwiderstand RV, der zwischen die negative Leistungsquelle -Vcc und die positive Leistungsquelle +Vcc eingeschleift ist. Der Regelanschluß des Regelwiderstands ist mechanisch mit der angetriebenen Elek­ trode des parallelen Regelkondensators C_P verbunden und be­ wegt sich zusammen mit dieser. Zwischen den Regelanschluß des Regelwiderstands RV und die angetriebene Elektrode ist ein Isolator INS eingefügt, um die beiden Teile voneinander elek­ trisch zu isolieren. Dementsprechend ändert sich, wenn sich die angetriebene Elektrode bewegt, auch die Spannung am Re­ gelanschluß des Regelwiderstands RV. Als Folge davon wird am Regelanschluß des Regelwiderstands RV eine von der Position der angetriebenen Elektrode abhängige Spannung erhalten. Der Regelanschluß des Regelwiderstands RV stellt den Ausgangsan­ schluß des Grenzwertsensors LSS dar.

Der digitale Komparator CPT besteht aus einem ersten und zweiten Komparator CPT1, CPT2, vier Dioden und zwei Indukti­ onsspulen ICL1, ICL2. Der erste Komparator CPT1 gibt nur dann eine positive Spannung ab, wenn die Ausgangsspannung des Grenzwertsensors LSS niedriger als die Spannung am Regelan­ schluß des ersten Regelwiderstands RV1 ist, der in der Grenz­ wert-Vorgabeeinheit LST vorgesehen ist. Der zweite Komparator CP2 gibt nur dann eine positive Spannung ab, wenn die Aus­ gangsspannung des Grenzwertsensors LSS höher als die Spannung am Regelanschluß des in der Grenzwert-Vorgabeeinheit LST ent­ haltenen, zweiten Regelwiderstands RV2 ist. Zwei Dioden sind in Reihe zwischen den Ausgangsanschluß des ersten Komparators CPT1 und einen Masseanschluß eingeschleift. In gleicher Weise sind zwei Dioden in Reihe zwischen den Ausgangsanschluß des zweiten Komparators CP2 und einen Masseanschluß einge­ schleift. Die p-leitenden Elektroden der zwei Dioden, die in Reihe zum Ausgangsanschluß des ersten Komparators CRT1 ge­ schaltet sind, sind direkt an den Ausgangsanschluß des ersten Komparators CPT1 bzw. an den Masseanschluß angeschlossen. In gleicher Weise sind die p-leitenden Elektroden der beiden Di­ oden, die in Reihe zum Ausgangsanschluß des zweiten Kompara­ tors CRT2 geschaltet sind, direkt mit dem Ausgangsanschluß des zweiten Komparators CPT2 bzw. dem Masseanschluß verbun­ den. Diejenige der beiden an den Ausgangsanschluß des ersten Komparators CPT1 angeschlossenen Dioden, die mit dem Massean­ schluß verbunden ist, ist parallel zur ersten Induktionsspule ICL1 geschaltet, und diejenige der beiden an den Ausgangsan­ schluß des zweiten Komparators CPT2 angeschlossenen Dioden, die mit dem Masseanschluß verbunden ist, ist parallel zur zweiten Induktionsspule ICL2 geschaltet. Wenn daher die Aus­ gangsspannung des Grenzwertsensors LSS aufgrund einer zu wei­ ten Bewegung der angetriebenen Elektrode des parallelen Re­ gelkondensators C_P niedriger als der negative Spannungsgrenz­ wert wird, fließt ein erstes Signal, d. h. ein erster Strom, lediglich in der ersten Induktionsspule ICL1. In gleicher Weise fließt ein zweites Signal, d. h. ein zweiter Strom, le­ diglich in der zweiten Induktionsspule ICL2, wenn die Aus­ gangsspannung des Grenzwertsensors LSS aufgrund einer zu wei­ ten Bewegung der angetriebenen Elektrode des parallelen Re­ gelkondensators C_P höher als der positive Spannungsgrenzwert wird.

Das Verbindungselement umfaßt einen ersten Relaisschalter SW1, der durch den in der ersten Induktionsspule ICL1 flie­ ßenden, ersten Strom gesteuert wird, einen zweiten Relais­ schalter SW2, der durch den zweiten, durch die zweite Induk­ tionsspule ICL2 fließenden Strom gesteuert wird, ein erstes Gleichrichtungselement, d. h. eine erste Diode, zwischen einem Ende des ersten Relaisschalters SW1 und dem Ausgangsanschluß des in der Treiberstufe MD enthaltenen Inverters INV, und ein zweites Gleichrichtungselement, d. h. eine zweite Diode, zwi­ schen einem Ende des zweiten Relaisschalters SW2 und dem Aus­ gangsanschluß des in der Treiberstufe MD enthaltenen Inver­ ters INV. Mit ihrem anderen Ende sind der erste und zweite Relaisschalter SW1, SW2 an den Eingangsanschluß des Inverters INV angeschlossen. Wenn daher die Ausgangsspannung des Grenz­ wertsensors LSS niedriger als der negative Spannungsgrenzwert ist, wird in der ersten Induktionsspule ICL1 ein Strom indu­ ziert, so daß der erste Relaisschalter SW1 leitend geschaltet wird. Die Ausgangsspannung des in der Treiberstufe MD enthal­ tenen Inverters INV wird daher invertiert. Als Folge hiervon wird die Drehrichtung der Motorleistungsquelle M geändert, so daß die Ausgangsspannung des Grenzwertsensors LSS höher als der negative Spannungsgrenzwert wird. Umgekehrt wird, wenn die Ausgangsspannung des Grenzwertsensors LSS höher als der positive Spannungsgrenzwert ist, in der zweiten Indukti­ onsspule ICL2 ein Strom induziert, so daß der zweite Relais­ schalter SW2 leitend geschaltet wird. Die Ausgangsspannung des in der Treiberstufe MD enthaltenen Inverters INV wird da­ durch invertiert. Als Folge hiervon wird die Drehrichtung der Motorleistungsquelle M geändert, so daß die Ausgangsspannung des Grenzwertsensors LSS niedriger als der positive Span­ nungsgrenzwert wird.

Die Begrenzungssteuereinheit LC kann des weiteren einen Ver­ stärker AMP zwischen dem Grenzwertsensor LSS und dem digita­ len Komparator CPT enthalten, wobei Aufbau und Funktion die­ ses Verstärkers AMP denjenigen des ersten Verstärkers AMP 1 im Automatiksteuerungs-Signalgenerator AC entsprechen. Außer­ dem kann die Begrenzungssteuereinheit LC eine Induktivität L und einen Widerstand R enthalten, die in Reihe zwischen den Grenzwertsensor LSS und den Verstärker AMP geschaltet sind, so daß ein vom Grenzwertsensor LSS erzeugtes Rauschsignal be­ seitigt werden kann.

Wie oben beschrieben, begrenzt die Begrenzungssteuereinheit LC den Bereich, innerhalb dem sich die angetriebene Elektrode des parallelen Regelkondensators C_P bewegt. Dadurch kann eine Kollision der angetriebenen Elektrode des parallelen Regel­ kondensators C_P mit der fixierten Elektrode desselben durch geeignetes Steuern des ersten und zweiten Regelwiderstands RV1, RV2 in der Spannungsgrenzwert-Vorgabeeinheit LST verhin­ dert werden.

Die Regelkondensatorsteuerung kann des weiteren eine Begren­ zungsanzeigeeinheit LD aufweisen, die vom Ausgangssignal des in der Begrenzungssteuereinheit LC enthaltenen, digitalen Komparators CPT gesteuert wird. Die Begrenzungsanzeigeeinheit LD generiert ein Signal, an welchem ein Systemnutzer visuell erkennen kann, wenn die angetriebene Elektrode außerhalb ei­ nes erlaubten Bereiches gerät.

Die Begrenzungsanzeigeeinheit LD umfaßt zwei Relaisschalter SW1, SW2 und wenigstens zwei lichtemittierende Elemente LED1, LED2. Vorzugsweise besteht das jeweilige lichtemittierende Element aus einer Leuchtdiode. Der erste Relaisschalter SW1 und das erste lichtemittierende Element LED1 sind in Serie zwischen die positive Leistungsquelle +Vcc und einen Massean­ schluß geschaltet, und der zweite Relaisschalter SW2 und das zweite lichtemittierende Element LED2 sind in gleicher Weise seriell zwischen die positive Leistungsquelle +Vcc und einen Masseanschluß eingeschleift. Der erste Relaisschalter SW1 wird durch die in der Begrenzungssteuereinheit LC enthaltene erste Induktionsspule ICL1 gesteuert, während der zweite Re­ laisschalter durch die in der Begrenzungssteuereinheit LC enthaltene zweite Induktionsspule ICL2 gesteuert wird. Vor­ zugsweise ist zwischen den ersten Relaisschalter SW1 und das erste lichtemittierende Element LED1 ein Widerstand R einge­ schleift, um einen zu hohen Stromfluß in das erste lichtemit­ tierende Element LED1 zu verhindern, wenn der erste Relais­ schalter SW1 leitend geschaltet ist. In gleicher Weise ist es bevorzugt, zwischen den zweiten Relaisschalter SW2 und das zweite lichtemittierende Element LED2 einen Widerstand R ein­ zuschleifen. Des weiteren sind in Serie zwischen der positi­ ven Leistungsquelle +Vcc und einem Masseanschluß ein drittes lichtemittierendes Element LED3 und ein Widerstand R vorgese­ hen, mit denen der Betrieb des Kapazitätskompensators CC vi­ suell erkannt werden kann. Wenn daher zusätzlich die Begren­ zungssteuereinheit LC vorgesehen ist, wird ein Systemnutzer, wenn die angetriebene Elektrode des parallelen Regelkondensa­ tors C_P außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, darüber visuell informiert.

Die Regelkondensatorsteuerung kann des weiteren einen Wahl­ schalter AMS zwischen der Treiberstufe MD und dem Automa­ tiksteuerungs-Signalgenerator AC sowie einen Handsteuerungs- Signalgenerator MC, der an den Wahlschalter AMS angeschlossen ist, aufweisen.

Der Wahlschalter AMS selektiert einen Automatikbetrieb oder einen Handbetrieb und weist drei Anschlüsse auf. Ein Anschluß des Wahlschalters AMS ist mit dem Eingangsanschluß der Trei­ berstufe MD verbunden, ein weiterer Anschluß desselben ist mit dem Ausgangsanschluß des Automatiksteuerungs-Signalgene­ rators AC verbunden, und ein dritter Anschluß desselben ist mit dem Ausgangsanschluß des Handsteuerungs-Signalgenerators MC verbunden. Dementsprechend arbeitet, wie in Fig. 3 er­ sichtlich, der Kapazitätskompensator CC im Automatikbetrieb, wenn der Wahlschalter AMS in eine A-Richtung geschaltet ist, während er im Handbetrieb arbeitet, wenn der Wahlschalter AMS in eine B-Richtung geschaltet ist.

Der Handsteuerungs-Signalgenerator MC weist einen Regelwider­ stand Rv und einen Leistungsschalter PSW auf. Die Enden des Regelwiderstands Rv sind an einen Masseanschluß bzw. an den Leistungsschalter PSW angeschlossen, während der Regelan­ schluß des Regelwiderstands Rv an den Wahlschalter AMS ange­ schlossen ist. Der Leistungsschalter PSW wählt entweder eine positive Leistungsquelle +Vcc oder eine negative Leistungs­ quelle -Vcc aus. Dementsprechend kann durch Umschalten der Betriebsart durch den Wahlschalter AMS in einen Handbetrieb, in welchem der Leistungsschalter PSW mit der positiven Lei­ stungsquelle +Vcc verbunden ist, die Kapazität des parallelen Regelkondensators C_P verringert oder erhöht werden, wodurch der Regelanschluß des Regelwiderstands Rv entsprechend ge­ steuert wird. In gleicher Weise kann die Kapazität des paral­ lelen Regelkondensators C_P erhöht oder verringert und dadurch der Regelanschluß des Regelwiderstands Rv entsprechend ge­ steuert werden, indem die Betriebsart durch den Wahlschalter AMS in einen Handbetrieb umgeschaltet wird, in welchem der Leistungsschalter PSW an die negative Leistungsquelle -Vcc angeschlossen ist.

Fig. 4A zeigt grafisch die Ätzrate eines Polysiliziumfilms und diejenige eines Fotoresistfilms bei Verwenden einer her­ kömmlichen Plasmaanlage. Fig. 4B zeigt in einer entsprechen­ den grafischen Darstellung die Ätzrate eines Polysilicium­ films und eines Fotoresistfilms bei Verwenden der erfindungs­ gemäßen Plasmaanlage. Hierbei wird die Ätzrate des Fotore­ sistfilms unter Anwenden derselben Ätzrezeptur erhalten, wie sie zum Ätzen des Polysiliciumfilms verwendet wird. In den Fig. 4A und 4B bezeichnen die horizontalen Achsen die Zeit t, während die beiden vertikalen Achsen auf der linken und rech­ ten Seite die Ätzrate des Polysiliciumfilms bzw. des Fotore­ sistfilms (PR) wiedergeben. Die in Fig. 4A abgetragenen Daten geben über etwa 60 Tage hinweg kontinuierlich gemessene Ätz­ raten an, während die in Fig. 4B dargestellten Daten über et­ wa 20 Tage hinweg kontinuierlich gemessene Ätzraten wiederge­ ben. Die für den erfindungsgemäßen Fall verwendete Polysili­ cium-Ätzrezeptur ist dieselbe wie diejenige für den herkömm­ lichen Fall.

Wie aus den Fig. 4A und 4B zu erkennen, liegt die Ätzrate des Polysiliciumfilms bei Verwendung der herkömmlichen Plasmaätz­ anlage im Bereich zwischen 280 nm/min und 390 nm/min, während sie bei Verwendung der erfindungsgemäßen Plasmaätzanlage sehr gleichmäßig zwischen etwa 325 nm/min und 335 nm/min liegt. In gleicher Weise liegt beim Ätzen eines Fotoresistfilms die Ätzrate desselben bei Benutzung der herkömmlichen Plasmaätz­ anlage im Bereich zwischen 190 nm/min und 340 nm/min, während sie bei Verwendung der erfindungsgemäßen Plasmaätzanlage sehr gleichmäßig im Bereich zwischen 270 nm/min und 300 nm/min liegt.

Fig. 5 zeigt grafisch die Schwankungen in der Dicke einer Restoxidschicht, die nach dem Ätzen eines Gate-Polysilizium­ films bei Verwendung einer herkömmlichen bzw. einer erfin­ dungsgemäßen Plasmaätzanlage verblieben ist. Hierbei wurde ein anfänglicher Gate-Oxidfilm in einer Dicke von 11 nm bis 12 nm und auf diesem ein Gate-Polysiliziumfilm mit einer Dicke von 100 nm gebildet. In Fig. 5 sind entlang der horizontalen Achse zwei Zeitdauern t1 und t2 abgetragen, während die ver­ tikale Achse die Dicke Rox des Restoxidfilms bezeichnet, wo­ bei die zu den Zeitdauern t1 bzw. t2 gehörigen Diagrammberei­ che den herkömmlichen Fall a bzw. den erfindungsgemäßen Fall b wiedergeben. Die Daten für den herkömmlichen Fall geben über 30 Tage hinweg gemessene Resultate wieder, während die Daten im erfindungsgemäßen Fall über 10 Tage hinweg gemessene Resultate wiedergeben.

Wie aus Fig. 5 zu erkennen, schwankt die Dicke Rox des Restoxidfilms im herkömmlichen Fall zwischen 7,5 nm und 10,5 nm, während im erfindungsgemäßen Fall die Dicke Rox des Restoxidfilms sehr viel weniger im Bereich von 8,7 nm bis 9,4 nm schwankt.

Fig. 6 zeigt eine grafisches Darstellung der Meßergebnisse der Leistung einer reflektierten Welle bezüglich des Aus­ gangssignals der zweiten Plasmaleistungsquelle PS2 gemäß der Installationsposition des Kapazitätskompensators CC von Fig. 3. Die horizontale Achse bezeichnet hierbei die Chuck-Gesamt­ kapazität zwischen dem Chuck und einem Masseanschluß, während die vertikale Achse die Leistung der reflektierten Welle in Bezug auf das Ausgangssignal der zweiten Plasmaleistungsquel­ le PS2 wiedergibt. Der Mittenwert X der Chuck-Gesamtkapazität betrug 1000 pF. Demgemäß gelten die in Fig. 6 gezeigten Lei­ stungswerte der reflektierten Welle für Änderungen der Chuck- Gesamtkapazität zwischen 500 pF und 1500 pF. In Fig. 6 durch das Rauten-Symbol bzw. das Kreuz-Symbol markierte Daten be­ ziehen sich auf die für den Fall gemessene reflektierte Wel­ lenleistung, in welchem der Kapazitätskompensator CC über bzw. unter der Kammer CB angeordnet ist, während die mit dem Quadrat- bzw. dem Dreiecksymbol markierten Daten die für den Fall gemessene reflektierte Wellenleistung angeben, in wel­ chem der Kapazitätskompensator CC auf der linken bzw. rechten Seite der Kammer CB angeordnet ist. In diesem Fall wurde der mit dem Chuck CK verbundene zweite Hochfrequenz-Abstimm­ schaltkreis MT2, d. h. der Induktions-Hochfrequenzabstimm­ schaltkreis, in einer am nächsten am Chuck CK liegenden Posi­ tion angeordnet, d. h. unter der Kammer CB.

Wie aus Fig. 6 erkennbar, ergab sich für die Fälle, in denen der Kapazitätskompensator CC über der Kammer CB oder auf der rechten oder linken Seite der Kammer CB angeordnet wurde, bei einer Änderung der Chuck-Gesamtkapazität eine deutliche Ände­ rung der reflektierten Welle eines von der zweiten Plasmalei­ stungsquelle PS2 abgegebenen Hochfrequenzsignals. Wenn ande­ rerseits der Kapazitätskompensator CC unter der Kammer CB an­ geordnet wurde, traten unabhängig von einer Änderung der Chuck-Gesamtkapazität nur geringe Änderungen der reflektier­ ten Welle des von der zweiten Plasmaleistungsquelle PS2 abge­ gebenen Hochfrequenzsignals auf. Wenn die reflektierte Welle erzeugt wird, macht dies einen Plasmaprozeß instabil, so daß sich die Gleichmäßigkeit eines zugehörigen Prozeßparameters, wie einer Ätzrate oder einer Depositionsrate, verschlechtert. Dementsprechend läßt sich, wenn der Kapazitätskompensator CC unter der Kammer CB, d. h. nahe am zweiten Hochfrequenz- Abstimmschaltkreis MT2, angeordnet wird, ein stabiler Plasma­ prozeß ausführen, selbst wenn sich die gewünschte optimale Chuck-Gesamtkapazität in einem gewissen Bereich ändert. Es ist daher am meisten bevorzugt, den Kapazitätskompensator CC nahe am zweiten Hochfrequenz-Abstimmschaltkreis MT2 anzubrin­ gen. Außerdem ist es bevorzugt, daß der Ausgangsanschluß des zweiten Hochfrequenz-Abstimmschaltkreises MT2 mit dem Regel­ kondensator im Kapazitätskompensator CC über ein Koaxialkabel verbunden ist und daß das Koaxialkabel so kurz wie möglich ist. Weiter ist es bevorzugt, daß der das Koaxialkabel ent­ haltende Kapazitätskompensator CC in den zweiten Hochfre­ quenz-Abstimmschaltkreis MT2 eingebaut ist, um Nutzersicher­ heit zu gewährleisten und Platz zu sparen.

Gemäß der oben beschriebenen Erfindung kann die Chuck- Gesamtkapazität zwischen einem Chuck und einem Masseanschluß so gesteuert werden, daß sie stets mit einer gewünschten op­ timalen Chuck-Kapazität übereinstimmt. Dadurch kann die Gleichmäßigkeit eines Plasmaprozesses verbessert werden. Au­ ßerdem erspart die Erfindung eine präzise manuelle Justierung des Spaltes zwischen einem Chuck und einem Gasinjektionsring während Wartungsvorgängen. Die für solche Wartungsvorgänge benötigte Zeitdauer wird dadurch merklich reduziert.

Claims (26)

1. Plasmaanlage mit

• - einer geerdeten Kammer (CB) zur Bereitstellung eines Raums für die Durchführung eines vorgegebenen Prozesses,
• - einem in der Kammer angebrachten und gegenüber der Kam­ mer isolierten Chuck (CK),
• - einem um die Seitenwand des Chucks herum angeordneten Gasinjektionsring (R), der vom Chuck um einen vorgegebenen Abstand (G1, G2) separiert und elektrisch mit der Kammer ver­ bunden ist,
• - einer mit dem Chuck verbundenen Induktions-Plasma­ leistungsquelle (PS2) und
• - einer Systemsteuerung (SC) zur Abgabe wenigstens eines Signals für die Steuerung der Induktions-Plasmaleistungs­ quelle, gekennzeichnet durch
• - einen Kapazitätskompensator (CC) zur Konstanthaltung der Chuck-Gesamtkapazität zwischen dem Chuck (CK) und einem Masseanschluß

2. Plasmaanlage nach Anspruch 1, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kapazitätskompensator (CC) folgende Elemen­ te aufweist:

• - eine Regelkondensatoreinheit (CV), die zwischen den Chuck und einen Masseanschluß eingeschleift ist und wenig­ stens einen Regelkondensator aufweist, und
• - eine Regelkondensatorsteuerung zur Steuerung der Kapa­ zität des Regelkondensators.

3. Plasmaanlage nach Anspruch 2, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regelkondensatoreinheit wenigstens einen von einem seriellen Kondensator (C_S), der in Reihe mit einem aus dem Chuck und dem Gasinjektionsring bestehenden Chuck- Kondensator geschaltet ist, und einem parallelen Kondensator (C_P), der parallel zum Chuck-Kondensator geschaltet ist, ent­ hält, wobei die beiden Kondensatoren Regelkondensatoren sind.

4. Plasmaanlage nach Anspruch 2 oder 3, weiter dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Regelkondensatorsteuerung folgende Ele­ mente aufweist:

• - eine Motorleistungsquelle (M) zur Änderung des Spaltes zwischen den Elektroden des Regelkondensators,
• - einen Kapazitätsmesser (C_M) zum Messen der Chuck- Gesamtkapazität zwischen dem Chuck und einem Masseanschluß und zum Abgeben eines der gemessenen Chuck-Gesamtkapazität entsprechenden elektrischen Signals,
• - einen Automatiksteuerungs-Signalgenerator (AC) zum Ab­ geben eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Dif­ ferenz zwischen dem Ausgangssignal des Kapazitätsmessers und einem Referenzsignal, das einer in die Systemsteuerung einge­ gebenen, optimalen Chuck-Gesamtkapazität entspricht, und
• - eine Treiberstufe (MD) zur Ansteuerung der Motorlei­ stungsquelle durch Verstärken des Ausgangssignals des Automa­ tiksteuerungs-Signalgenerators.

5. Plasmaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Regelkondensatorsteuerung folgende Elemente aufweist:

• - eine Motorleistungsquelle (M) zum Ändern des Spaltes zwischen den Elektroden des Regelkondensators,
• - einen Kapazitätsmesser (C_M) zum Messen der Chuck- Gesamtkapazität zwischen dem Chuck und einem Masseanschluß und zum Abgeben eines der gemessenen Chuck-Gesamtkapazität entsprechenden elektrischen Signals an die Systemsteuerung,
• - einen Handsteuerungs-Signalgenerator (MC) zur Erzeugung einer wählbaren Spannung zwischen der positiven und der nega­ tiven Leistungsquellenspannung und
• - eine Treiberstufe (MD) zum Ansteuern der Motorlei­ stungsquelle durch Verstärken des Ausgangssignals des An­ steuerungs-Signalgenerators.

6. Plasmaanlage nach Anspruch 4 oder 5, weiter dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Motorleistungsquelle ein Gleichstrommo­ tor (M) mit einer rotierenden Welle ist und sich der Spalt zwischen den Elektroden des Regelkondensators in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Motorwelle erhöht oder erniedrigt.

7. Plasmaanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Automatiksteuerungs-Signal­ generator einen Komparator umfaßt.

8. Plasmaanlage nach Anspruch 7, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Komparator ein analoger Komparator (CPTa) ist.

9. Plasmaanlage nach Anspruch 7 oder 8, weiter dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Automatiksteuerungs-Signalgenerator folgende Elemente enthält:

• - einen zwischen den Kapazitätsmesser und den Komparator eingeschleiften, ersten Verstärker (AMP1) zur Verstärkung des Ausgangssignals des Kapazitätsmessers und
• - einen zwischen die Systemsteuerung und den Komparator eingeschleiften, zweiten Verstärker (AMP2) zur Verstärkung des von der Systemsteuerung abgegebenen Referenzsignals.

10. Plasmaanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberstufe (MD) folgende Elemente enthält:

• - eine Verstärkungsstufe (A_P), die mit dem Ausgangsan­ schluß des Automatiksteuerungs-Signalgenerators und/oder des Handsteuerungs-Signalgenerators verbunden ist, und
• - einen Treiberkondensator (Cd), der zwischen den Aus­ gangsanschluß der Verstärkungsstufe und einen Masseanschluß eingeschleift und zur Motorleistungsquelle parallel geschal­ tet ist.

11. Plasmaanlage nach Anspruch 10, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkungsstufe aus einem Leistungsver­ stärker besteht.

12. Plasmaanlage nach Anspruch 11, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Leistungsverstärker aus einer Gegentakt- Verstärkungsstufe besteht, die aus einem npn-Bipolartran­ sistor und einem pnp-Bipolartransistor aufgebaut ist, welche in Serie zwischen eine positive und eine negative Leistungs­ quelle geschaltet sind.

13. Plasmaanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, weiter gekennzeichnet durch einen zwischen den Ausgangsanschluß des Automatiksteuerungs-Signalgenerators und/oder des Handsteue­ rungs-Signalgenerators und den Eingangsanschluß der Verstär­ kungsstufe eingeschleiften Inverter (INV).

14. Plasmaanlage nach Anspruch 13, weiter gekennzeichnet durch ein Rauschfilter (FT) zwischen dem Eingangsanschluß des Inverters und dem Ausgangsanschluß des Automatiksteuerungs- Signalgenerators und/oder des Handsteuerungs-Signalgenera­ tors.

15. Plasmaanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 14, weiter gekennzeichnet durch einen Prozeßzustandssensor (S_P), der den Kapazitätsmesser elektrisch von der Regelkondensatoreinheit trennt, wenn ein vorgegebener Prozeß innerhalb der Kammer durchgeführt wird.

16. Plasmaanlage nach Anspruch 15, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Prozeßzustandssensor (S_P) folgende Elemente enthält:

• - ein NOR-Gatter zum Abgeben eines Signals auf logisch "0", wenn von den durch die Systemsteuerung abgegebenen Pro­ zeßzustandssignalen wenigstens ein Signal auf logisch "1" liegt,
• - einen mit dem Ausgangsanschluß des NOR-Gatters verbun­ denen Umschalt-Schaltkreis (SW) und
• - einen Relaisschalter (S_R) zwischen dem Kapazitätsmesser und der Regelkondensatoreinheit, wobei der Relaisschalter durch den Umschalt-Schaltkreis angesteuert wird.

17. Plasmaanlage nach Anspruch 16, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umschalt-Schaltkreis ein Darlington-Schalt­ kreis mit zwei npn-Bipolartransistoren ist.

18. Plasmaanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 17, weiter gekennzeichnet durch eine Begrenzungssteuereinheit (LC) zur Begrenzung des Bereichs, innerhalb dem eine angetriebene Elektrode des Regelkondensators durch die Motorleistungsquel­ le bewegt wird.

19. Plasmaanlage nach Anspruch 18, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Begrenzungssteuereinheit folgende Elemente aufweist:

• - eine Spannungsgrenzwert-Vorgabeeinheit (LST) zum Vorge­ ben eines negativen und eines positiven Spannungsgrenzwertes,
• - einen Grenzwertsensor (LSS) zum Abgeben einer vorgege­ benen Spannung zwischen einer positiven und einer negativen Leistungsquellenspannung in Abhängigkeit von der Position der angetriebenen Elektrode des Regelkondensators,
• - einen digitalen Komparator (CPT) mit einem ersten Aus­ gangsanschluß zum Abgeben eines ersten Signals, wenn die Aus­ gangsspannung des Grenzwertsensors niedriger als der negative Spannungsgrenzwert ist, und mit einem zweiten Ausgangsan­ schluß zum Abgeben eines zweiten Signals, wenn die Ausgangs­ spannung des Grenzwertsensors höher als der positive Span­ nungsgrenzwert ist,
• - ein erstes Gleichrichtungselement, das nur einen Durch­ laßstrom vom Ausgangsanschluß des Inverters zum Eingangsan­ schluß des Inverters zuläßt,
• - ein zweites Gleichrichtungselement, das nur einen Durchlaßstrom vom Eingangsanschluß des Inverters zum Aus­ gangsanschluß des Inverters zuläßt,
• - ein erstes Schaltelement zwischen dem ersten Gleich­ richtungselement und dem Eingangsanschluß des Inverters, das von einem Signal am ersten Ausgangsanschluß des digitalen Komparators gesteuert wird, und
• - ein zweites Schaltelement zwischen dem zweiten Gleich­ richtungselement und dem Eingangsanschluß des Inverters, das von einem Signal am zweiten Ausgangsanschluß des digitalen Komparators gesteuert wird.

20. Plasmaanlage nach Anspruch 19, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungsgrenzwert-Vorgabeeinheit einen er­ sten und einen dazu seriell zwischen die negative und die po­ sitive Leistungsquelle geschalteten, zweiten Regelwiderstand (RV1, RV2) aufweist und der negative Spannungsgrenzwert durch Steuern des Regelanschlusses des ersten Regelwiderstands so­ wie der positive Spannungsgrenzwert durch Steuerung des Re­ gelanschlusses des zweiten Regelwiderstands festgelegt wer­ den.

21. Plasmaanlage nach Anspruch 19 oder 20, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Komparator folgende Elemente aufweist:

• - einen ersten Komparator (CPT1) zum Abgeben eines Si­ gnals entsprechend einer logischen "1", wenn die Ausgangs­ spannung des Grenzwertsensors niedriger als der von der Span­ nungsgrenzwert-Vorgabeeinheit abgegebene negative Spannungs­ grenzwert ist,
• - einen zweiten Komparator zum Abgeben eines Signals ent­ sprechend einer logischen "1", wenn die Ausgangsspannung des Grenzwertsensors höher als der von der Spannungsgrenz-Vor­ gabeeinheit abgegebene positive Spannungsgrenzwert ist,
• - zwei zwischen den Ausgangsanschluß des ersten Kompara­ tors und einen Masseanschluß in Serie geschaltete Dioden mit miteinander verbundenen n-leitenden Elektroden,
• - zwei zwischen den Ausgangsanschluß des zweiten Kompara­ tors und einen Masseanschluß in Serie geschaltete Dioden mit miteinander verbundenen n-leitenden Elektroden,
• - eine erste Induktionsspule (ICL1), die parallel zu der­ jenigen Diode geschaltet ist, die von den beiden in Reihe zum Ausgangsanschluß des ersten Komparators geschalteten Dioden an den Masseanschluß angeschlossen ist, und
• - eine zweite Induktionsspule (ICL2), die parallel zu derjenigen Diode geschaltet ist, die von den beiden in Reihe zum Ausgangsanschluß des zweiten Komparators geschalteten Di­ oden an den Masseanschluß angeschlossen ist.

22. Plasmaanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 21, weiter gekennzeichnet durch:

• - einen Wahlschalter (AWS), der zwischen den Automa­ tiksteuerungs-Signalgenerator und die Treiberstufe einge­ schleift ist, und
• - einen an den Wahlschalter angeschlossenen Handsteue­ rungs-Signalgenerator (MC), wobei der Wahlschalter die Trei­ berstufe mit dem Automatiksteuerungs-Signalgenerator oder mit dem Handsteuerungs-Signalgenerator verbindet.

23. Plasmaanlage nach Anspruch 22, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Handsteuerungs-Signalgenerator folgende Elemente aufweist:

• - einen Leistungsschalter (PSW) zum Auswählen entweder der positiven oder der negativen Leistungsquelle und
• - einen zwischen den Leistungsschalter und einen Massean­ schluß eingeschleiften Regelwiderstand (Rv), der einen an den Wahlschalter angeschlossenen Regelanschluß aufweist.

24. Plasmaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 23, weiter gekennzeichnet durch einen Induktions-Hochfrequenzabstimm­ schaltkreis (MT2), der zwischen die Induktions-Plasmalei­ stungsquelle und den Chuck eingebracht und unter der Kammer angeordnet ist.

25. Plasmaanlage nach Anspruch 24, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kapazitätskompensator nahe am Induktions- Hochfrequenzabstimmschaltkreis angeordnet ist.

26. Plasmaanlage nach Anspruch 24 oder 25, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätskompensator in dem Indukti­ ons-Hochfrequenzabstimmschaltkreis enthalten ist.