JP2004006230A

JP2004006230A - エンハンスト直流プラズマ処理システム

Info

Publication number: JP2004006230A
Application number: JP2002360038A
Authority: JP
Inventors: Geoffrey N Drummond; ジョフレイ　エヌ．　ドラモンド; Richard A Scholl; リチャード　エイ．　スコール
Original assignee: Advanced Energy Industries Inc
Current assignee: Advanced Energy Industries Inc
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JPH07503577A; JP3671177B2; DE1001448T1; DE69329239D1; EP0628212B1; US5427669A; WO1994016458A1; EP1001448A2; EP0628212A1; EP1001448A3; JP3485924B2; DE69329239T2

Abstract

【課題】直流プラズマ処理システム内のアーク放電発生を迎えること。
【解決手段】プラズマを通して電流が流れるのを即座に停止するように作用するエンハンスト直流プラズマ処理システムは、電圧技術及び又は電圧変化率技術を通してのアーク条件の検出に際し約１０％の実質的反転電圧を達成するようにタップ付きインダクタ１３及び１４が接地９ヘスイッチされる。電圧のこの反転は、初期駆動条件の回復に先立ちプラズマ５内の均一電荷密度の回復を可能にするのに充分に長く維持される。反転電圧を周期的に印加することに係わるアーク放電防止技術は、電源１内のタイマシステムを通して遂行される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
（Ｉ．　技術分野）
本発明は、一般に、薄膜処理システム内でプラズマがエッチング、堆積、又は或る他の処理のいずれかを遂行するその薄膜処理システムに関する。特に、本発明は、金属材料で以て又は被覆処理における化学反応によって形成される材料で以て被覆する際に応用される。本発明は、また、このような直流プラズマ処理に応用の使用される電源設計に係わる。
【０００２】
（ＩＩ．　従来技術）
薄膜応用に対する直流プラスマ処理の分野は、周知である１つである。これらの処理においては、直流電源が陰極と陽極との間に電位を生じ、これによってプラズマを生じる。堆積モードにおいては、プラズマは材料標的に作用して或る基板上に薄膜を生じる。この薄膜は、標的材料自体で構成されるか、又は被覆室内の或る元素との或る反応の結果であるかのいずれかである。当然、係わる材料と元素の両方及び特定応用は、極めて様々である。応用は、建築ガラスを被覆することからマイクロチップの生成にわたると云える。多くの応用において厄介の１つは、放電又はアークが起こり得ると云うことである。これは、反応処理が使用されかつ反応生成物が、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）のような、絶縁物であるときに、特に当てはまる。一例として、この型式の被覆処理は導電領域及び絶縁領域に係わるので、特に厄介である。結果として、プラズマ処理自体の間中の電気的環境は、アーク放電に特に導電性であり得る。これらのアーク放電は、これらが被覆処理の電位不均一性を表現するゆえだけでなく、またこれらが被覆材料の放出を変更しかつ処理スループットに悪影響することによって不安定状況を更に招くゆえに、好ましくない。
【０００３】
アーク生起の問題は当業者に周知であったが、この問題へのいままでの取り組みを通して限られた成功しか収めていない。初期には、処理を完全に停止しかつおそらくその室を清掃すらした後に再開始するのが普通であった。他の場合は、低処理速度がアークの生起する頻度を低くするために使用された。より最近、プラズマ自体への電力の供給を敏速に停止することによってアークを転向させることが企図されてきている。残念ながら、ほとんどのこのような解決は、損傷が起こった後にしか作用せず、したがって一層敏感な処理環境における問題を−−最小化するには役立ったが、−−しかし完全に回避してはいない。可能な限り敏速に反応するために、スイッチモード又は低エネルギー蓄積電源が、多くの応用にまた使用されてきている。これらが本来的に少い電力を貯蔵し、したがってこのようなアークの生起を最少化するように取り扱われ得ると云う事実にかかわらず、これらの使用のみでは多くの処理環境に対して充分であったとはない。面白いことに、構成要素設計者による解決が、処理自体に係わる設計者に充分に説明されることなくしばしば利用されている。この所有権的性質が、問題の性質を理解する上での努力の重複及び進歩の限定を招いてきたとすら云える。解決の進展は、主として個人的努力の結果であって、協調調査研究の結果ではない。公開的に追及されている１つの他の解決は、キャパシタを充電させ、次いでアーク自体を打ち消すように電流を反転させる周波数本位の構成要素の利用である。残念ながら、この解決は、初期的にアーク電流を増大し、したがって、問題を解決する前にこの問題を増強することがあり得る。やはり、この解決は、洗練処理環境に特に好ましくない。
【０００４】
本発明は、最も要求される処理環境においてすらアークの生起を最少化する及び多くの場合完全に除去するように作用する。一般的な応用を有する解決を提供することによって、本発明は、極めて多数の解決に同じ目的を達成することを可能にさせる。その基本的な理解を通して、本発明は、アークの問題を解決するように組み込まれる種々の設計及びシステムを包含する。そうすることにおいて、本発明は、このような能力に対して長い間寄せられていた要望を満足させる。おそらく驚くことに、本発明は当業者にこれまで容易に利用可能であったが、しかしこの仕方で応用されたことがなかった様相に基づいている。当業者はアークの問題が存在することは認めたが、彼らは問題の性質を明白に理解しなかったし、かつしたがって本発明によって取られた方向から実際に反れた方を向いていた。本発明によって取られた技術的方向から反れたこの教示は、それらの当業者が彼らの貢献の充分な開示をしばしば回避していたと云う事実によって更に増強された。特定のいくつかの設計が本発明の設計に類似の原理に基づいていることはあっても、多くの場合、公開の欠如の結果それらの当業者は本発明によって取られた方向から反れて実際には教示されてきた。
【０００５】
（ＩＩＩ．　発明の開示）
本発明は、直流プラズマ処理システム内のアークの生起を最少化する及び或る場合には完全に除去する根本的理解及び回路構成設計の両方を開示する。本発明は、アークの実又は初発生起の際に電流を即座に停止させる又は減少させる及び最初の場所において潜在アークを起こす条件を打ち消す種々の実施例を包含する。加えて、本発明は、最初の場所において潜在アーク条件を回避するようにプラズマを周期的に一新する技術を開示する。その好適実施例において、本発明は、接地ヘスイッチされる２段、タップ付きインダクタを含む。アーク条件の生起−−アークの実又は初発生起の際に、このスイッチは活性化され、したがって、回路構成が、プラズマに印加される電圧を反転させるように、したがってアーク条件を起こすことがあるどんな電荷集積も消散させるようにプラズマから電子を正極性的に吸引するように作用する。本発明は、また、即座に応答が可能であるように、アークの初発生起のようなアーク条件をセンシングする技術を開示する。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、直流プラズマ処理システム内のアークの好ましくない影響を回避することにある。そうすることにおいて、本発明は、被覆プロセスヘのアークのどんなエネルギー影響も最少化する仕方でアークに効率的に反応することを目標として有する。プラズマ処理システム全体への好ましくない影響を回避する部分として、本発明は、アークの影響を最少化するだけでなく、また最小遅延を伴って処理を回復させるためにプラズマのどんな消滅も回避する仕方で作用することを目標として有する。効率的な設計を提案するために、本発明は、存在する電源設計及びプラズマ処理システム設計に容易に適合する技術を提供することを更に目標として有する。本発明は、また、そのシステムから独立しており、したがって他の類似型式の応用に利用されることがある改善電源設計の様式においてもまた開示される。
【０００７】
挙げられたように、本発明の一般的目標は、種々なやり方で実現され得るプロセスを提示することである。タップ付きインダクタ設計は、単なる１つの実施例として開示される。この設計は、回路構成素子を最少化するため及びこの技術に種々の洗練を起こさせるために選択された。確かに、他の設計も、係わる一般的原理をいったん当業者が理解するならば、彼らは容易に理解するであろうから、可能である。種々なやり方で実現される実施例の開示において、種々のアーク検出技術を包含することが目標である。多くのこのような設計において、目標は、即発反応を許すように潜在アーク生起の最早期検出を含むこともあり得る。或る実施例においては、目標は、プラズマを通して電流が流れるのを種々の仕方で即座に停止することである。
【０００８】
なお他の一般的な目標は、予防モードで利用されることがある技術を開示する発明を提示することである。このようなものとして、目標は、起こる（又は起ころうとする）アークに反応することだけでなく、最初の場所においてこのような生起を回避することである。したがって、目標は、システム又はプラズマを周期的に清掃し又は回復することによって最初の場所においてプラズマ生起を最少化するか又は回避さえするようにシステムを取り扱うことができる一般設計基準を提示することである。
【０００９】
当然、本発明の更に目的は、本明細書の他の領域及び請求の範囲全体にわたって開示される。
【００１０】
（Ｖ．　本発明を実施する最良モード）
容易に理解されるように、本発明の基本的概念は種々なやり方で具体化されると云える。第１図を参照すると、タップ付きインダクタ実施例を容易に理解することができる。一般に、直流プラズマ処理システムは、第１図に示された素子を含む。特に、直流電源１は被覆室２に接続されこの室内に陰極４及び陽極３が収容されている。堆積モードにおいては、直流電源１は、プラズマ５を生じるために陰極４と陽極３にまたがって電位を生じることによって被覆材料の堆積を起こす手段として作用する。次いで、プラズマ５は、基板７に被覆を生じるように材料標的６上に作用する。この被覆は、元の標的材料であるか又は反応ガス２３のような或る他の元素と組み合わせられた標的材料である。したがって、直流電源１は、堆積を起こすためにプラズマ負荷内へ第１リード８及び第２リード９を通して直流電力出力を供給する直流電源として作用する。
【００１１】
アーク生起の問題に関しては、云うまでもなく、充分な電圧及び被覆室２内処理環境の充分な変動が与えられると、アーク放電がプラズマ５又は陰極４から陽極３又は材料標的６へ起こり得る。第２図を参照すると、云うまでもなく、このような放電は、電界変動を通してか又は荷電粒子の不均一集積がプラズマ５内に起こるとき、起こる。第２図において、（当業者に知られている種々の理由で）過剰電子が生じると、導電し易い領域が生じることが判る。第２図において、この領域は、アーク位置１０として指示されている。第２図に示されているように、位置１０内の過剰電子への近旁のイオンの吸引のゆえに、プラズマ密度はこの領域において増大することがある。これらのイオンは近旁領域１１から到来し、かつこれらを置換する新イオンを生じる近接機構はないので、第２図に示されているようにこれらの領域１１にイオンの減少を招くことがある。多くの応用に対する本発明の理解におそらく重要であるのは、位置１０内のプラズマ密度の増大が、標的からの電子の連続インストリーミング（ｉｎｓｔｒｅａｍｉｎｇ）に起因する中性ガス原子の衝撃電離の機構を通して、時間と共に敏速に増大して、アークとして知られる低インピーダンス通路になると云う事実である。いったんこれが起こると、不均一分布の除去に対する唯一の機構は、過剰イオンと電子の再結合、比較的遅いプロセスである。イオンの集積を防止するために、元の過剰電子、したがって、位置１０及び１１におけるプラスマ内の不均一電荷分布を、多くの新イオンが形成され得る前に、除去しなければならない。これを達成するために、本発明の実施例は、これらの電子を材料標的６へ吸引することによってこれらを除去する機構を提供するように作用する。したがって、本発明の１実施例は、どんな電流も流れるのを即座に防止するように更に作用し、これが一層多くの電子が位置１０におけるプラズマ５内へ注入されるのを防止し、かつ陽極３と陰極４との間の電位を実際上反転させ、したがってその反転電圧が材料標的６及び陰極４へ過剰電子を吸引することによってこれらを除去し、このようにして、アーク位置１０にアークを形成する傾向を除去する。
【００１２】
理解すべきは、アーク内に電流が流れるのを即座に停止することは、アークを通して電荷集積等の放電を起こさせることとは等価でないと云うことである。第３ａ図を参照すると、高電流領域１２によって示された、アークの生起の際に、いかに電流が流れ、しかし終局的には消滅するかが判る。これはマイクロ秒の程度で起こるが、そのエネルギーの量及び崩壊はプロセスにとって許容不可能である。したがって、本発明の１様相にとって重要なのは、電流がアークを通して流れることは許されないと云う事実である。第３ｂ図に示されるように、電流は即座に−−マイクロ秒の小部分内においてすら−−停止又は減少される；これが第３ｂ図に示されている。第３ｂ図において、時刻Ａにおけるアークの初発生起の際、電圧の変化率は劇的に変動することが判る。いかに初発アークをセンシングするかに関して後に論じられるように、これは、本発明の１実施例において時刻Ｂにおいて示される電圧の反転に係わる活性化を起こす１様相であると云える。この反転は、プラズマ５を通して電流が流れるのを即座に停止させるように作用するだけでなく、それはまたプラズマ処理システム内の電荷の不均一集積を除去するように作用する。この不均一集積は、第２図に関して論じられたようにプラズマ５内に起こることも、又は材料標的６上に起こることも、又は処理システム内の或る他のマスク又は他の素子上にすら起こることもある。アークを生じる傾向は、また他の異常の結果であることがある。電圧を反転させることによって、電流が即座に停止されるだけでなく、このような電流を起こす条件が打ち消されると云える。したがって、プラズマは、その正味均一分布へ回復される。第３ａ図及び第３ｂ図の両方に示されたように、典型的な回復は、技術的に知られているように起こり得る。これは、電流が回復されかつ定常状態条件が再生されるまで、図示のように電圧を傾斜又は回生させることを含むと云える。
【００１３】
第３ａ図を参照すると云うまでもなく、先行技術設計においては、電源が有効にスイッチオフされても、電流は即座に停止する又は減少することはないと云える。これは、電源回路構成内のエネルギー蓄積を招くとことがある。電流の即座停止を達成するために、プロセスに影響するエネルギーのどんな放出をも回避するか又は最少化しなければならない。光学被覆の場合におけるそれのような反応応用においては、これはマイクロ秒の小部分内で起こる必要があると云える。
【００１４】
第１図を参照すると、これらの目的を達成する１実施例が開示されている。判るように、この実施例は、第１リード８に直列に接続された第１部分１３及び第２部分１４を有するインダクタ手段を含む。容易に理解されるように、第１部分１３及び第２部分１４は、種々の様式で配置されてよく、変圧器構成に設計されることがある。重要なことには、これらの第１部分１３と第２部分１４が磁気的に結合されると云うことである。スイッチ１５が、また、第１部分１３と第２部分１４との間において第２リード９に接続される。このスイッチは、活性化手段１６によって制御される。活性化手段１６はセンシング手段１７によってトリガされ、このセンシング手段はプラズマ５内のアーク生起の実出現又は初発出現のようなアーク条件を検出するように種々のやり方で作用する。第１図から云うまでもなく、スイッチ１５のトリガの際、プラズマ５に印加される電圧は、第１リード８に直列接続されているインダクタ手段の結果として即座に反転される。この反転は、プラズマ５を通る電流の即座停止を起こす１つのやり方である。この反転は、また、先に論じられたようにプラズマから電荷のどんな集積もクリヤするように作用する。電圧は、当然、種々の他の仕方を通して反転させられ、及び他の電源出力を供給すること又は反転電圧にスイッチングすること等を含むが、しかしこれらに限定されることはない本発明の等価がなおまた考えられる。
【００１５】
本発明の精神と範囲に属するような設計の変動に関して、理解すべきは、インダクタ手段内の大きな程度の変動が可能であると云うことである。まず、インダクタ手段が全然含まれないことが可能である。このような実施例においては、スイッチ１５はプラズマ５を短絡するように作用する。これは１実施例において望まれた反転電圧を印加することはないが、プラズマ５を通る電流の即座停止を起こすには充分と云える。加えて、第２インダクタ部分１４が除去されることがある。やはり、このような実施例においては反転電圧は起こらないであろうが、しかしながら、適正なシステム設計が与えられるならば、この設計においてもプラズマ５を通る電流の即座停止がまた起こると云えよう。このような設計においては、第１インダクタ部分１３を含むことが、なお、価値ある目的に役立つと云える。スイッチ１５が活性化されると、大きな第１インダクタ部分１３を有することが直流電源１に充分な負荷を提供するように働く、したがって負荷内のこの即座変化が電源１に不当なストレスを起こさせないであろう。第１インダクタ部分１３の寸法に関しては、第１インダクタ部分１３が、スイッチ１５のインピーダンス、及びこの電源の出力インピーダンスと組み合わされたとき、このスイッチがオンに置かれている時間量より充分に大きい時定数を生じる限り、本発明の文脈内で「大きい」と考えられるであろう。当業者が容易に理解するであろうように、この型式の構成によって、電源は充分に負荷させられ、かつ、スイッチ１５が活性化された時間全体を通して、ストレスを受けることなく維持される。多くの応用に対して、これは約１０から２０マイクロ秒であると信じられる。
【００１６】
第３ｂ図を参照して論じられたように電圧を反転するためには、第２インダクタ部分１４は第１インダクタ部分１３に磁気的に結合されることを要するだけでなく、それはまた第１インダクタ部分１３のそれの少なくとも約１０％の巻数比を有することを要する。このような様式で、この巻数比は、反転電圧の大きさを検出するであろう。実質的な反転電圧−−すなわち、定常状態電圧の少なくとも約１０％の反転電圧−−が望まれるから、少なくとも約１０％の巻数比は先に挙げた目標を達成するであろう。当然、他のインダクタ幾何学及び他の構成要素も等価な様式で使用され得ることもありかつなお本特許の範囲に属するであろう。反転電圧は望ましくない条件を敏速にクリヤするのに少なくとも充分であることを要するだけでなく、それはまたアークを再点弧する危険があるほど大きくないことを要する。それはまた、或る応用においては反転モードにおいてプラズマを駆動するほど大きくないこともある。当然、これらの限定値は応用に従って変動するが、しかし現在構想されている応用に対しては、請求された限定が最適であると信じられている。電源を停止する或る現存の設計が僅かな電圧反転を、現在の所、達成することが可能でもあることに注意されたい。この僅かな電圧反転は、単に特定回路の付随上の事柄であり、不均一電荷集積の除去を達成するために本発明にとって望まれる実質的電圧反転ではないであろう。加えて、スイッチ１５の設計は、好適には、反転を停止させるためにスイッチ１５の容易な開放を可能とするように非ラッチ型のものであろう。これは、プラズマが消滅する前、−−多くのプロセスにおいて約１０から１００マイクロ秒に−−起こると云える。スイッチ１５の特定設計に関して、集積ゲート双極性トランジスタ、電界効果トランジスタ、ダーリントン双極性トランジスタ、及び正規双極性トランジスタが妥当であるが、しかしながら、集積ゲート双極性トランジスタが本構成において容易な制御を提供することが判っている。
【００１７】
第３ｂ図を参照すると、アーク生起の最早期センシングが望ましいことが判る。第１図に示された実施例において、センシング手段１７が可能な限りプラズマ５に近い条件をセンスするように作用することが示されている。そうすることにおいて、一層正確な読取りが当然起こる。当業者が容易に理解するであろう適正な構成を通して、種々のセンシング判定が利用され得る。第３ｂ図に示されたように、出力電圧又は電流の高変化率と低出力電圧又は電流自体との両方の組合わせが利用されることがある。好適実施例においては、電圧値及び電圧値の変化率の両方を使用することが最早期可能時刻における初発アーク生起を信頼性を以て表示することが判っている。電圧値に関しては、２００ボルトのようなある特定電圧降下又は４０％のような或るパーセンテージ電圧降下が利用されると云える。当然、パーセンテージ決定は応用によって変動するが、しかしその電源の公称出力の約４０％から５０％が多くの応用のおいて妥当な性能を提供すると信じられている。加えて、出力電圧又は電流が或るレベルの上へ立ち上がるとき「コックし（ｃｏｃｋ）」、かつそれがその後にそのレベルの下へ降下するとき「ファイアする（ｆｉｒｅ）」回路を含む他の設計が、確かに可能である。やはり、この新規な検出技術は概念的に根拠付けられているが、実際の値は係わる特定システムについて実験的に決定されることもある。
【００１８】
第１図を再び参照すると、本発明の目標を完遂するためにいかに特定の電源が変更されることがあるかが理解される。スイッチモード電源が係わっていた際に当業者が容易に理解したであろうように、直流電源１は、交流電力受電手段１８を含むことがある。この交流電力は優勢周波数にあり、変換手段１９を通して直流電力に変換されるであろう。次いで、スイッチング手段２０が知られているように含まれ、高周波における交流信号を生じるであろう。この交流信号は、次いで、整流手段２１を通して直流出力に変換されるであろう。第１図に関して、或る概念素子がスイッチング手段２０及び整流手段２２内に示されているが、これらは視察上の理解のために過ぎない。これらは、このような様相が技術的に周知であるさら、この特許の範囲に属すると思われるデバイスの範囲を限定することはない。この電源を変更するために、先に示されかつ論じられた第１部分１３及び第２部分１４を含むインダクタ手段、スイッチ１５、及び制御手段が直流電源１内に含まれるであろう。したがって、直流電源は電圧を供給するだけでなく、それはその出力又は電圧を分析する手段及びその負荷を通して電流が流れるのを即座に停止させる手段を含むであろう。第１インダクタ部分１３の巻数比の少なくとも約１０％の巻数比を有する第２インダクタ部分１４を含むことを通して、この変更電源はその負荷に反転電圧を印加する手段を含むであろう。直流プラズマ処理システム内に利用されるとき、この電源自体は、したがって、直流電流を供給して被覆材料の堆積を起こさせ、かつその目的を達成するように第１リードと第２リードを接続する設計を有するであろう。
【００１９】
加えて、このような電源は、実質的反転電圧を印加することによってプラズマ５から電荷粒子のどんな不均一集積をも周期的にクリヤし得る防止モードで動作することができるであろう。この周期的クリヤは、やはり、先に論じられたように、係わる特定プロセスに従って−−１／２から２ミリ秒毎ほどの頻度で起こると云えよう。当業者が容易に理解するであろうように、スイッチ１５を活性化する或るタイマ２２を配設することによって、プラズマ５を周期的にクリヤする手段を達成するこができるであろう。
【００２０】
上述の議論及び続く請求の範囲は、本発明の好適実施例を記載する。特に請求の範囲に関して、理解すべきは、それらの本質に反することなく変化を施すことがあると云うことである。この点に関して、この特許の範囲に属する変更及び変化は、この開示によって限定されることはない。本発明の望むこと及び実質的に同じ結果を達成するために実質的に同じやり方で実質的に同じ手段を使用するその他のことを達成するために当業者に知られている全ての変更及び変化は、本特許の範囲に属することを意図する。完遂される本発明の全ての可能な修正を記載し及び請求することは、もとより実行不可能である。その程度の限りにおいて、各々は、この発明によって包含される保護の幅内に属する。これが本発明において特に当てはまるのは、木発明の基本概念及び理解が実在上の根本であり、かつ広く応用され得るからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の１実施例を含む処理システムの回路結線図である。
【図２】図２は、アーク生起の１型式の瞬間に存在するプラズマ密度のプロット図である。
【図３ａ】図３ａは、アーク生起全体にわたっての１先行技術における電流及び電圧の相対変化を示すプロット図である。
【図３ｂ】図３ｂは、生起の類似の型式に対する本発明の１実施例のおける電流及び電圧の相対変化を示すプロット図である。

Claims

（ａ）アノードおよびカソードを有する被覆室と、
（ｂ）前記被覆室内の被覆材料を露出するように配置された材料標的と、
（ｃ）直流電力出力と、回路を確立するためにプラズマ負荷に接続される第１リードおよび第２リードとを有する直流電源と、
（ｄ）前記直流電力出力と前記プラズマ負荷との間において前記第１リードに沿って直列に接続されたインダクタと、
（ｅ）前記インダクタの後のある地点において前記第２リードから直接的に前記第１リードに接続されたスイッチと
を含み、
前記スイッチが、アーク条件のセンシングとは独立して前記直流電力出力を遮断する、エンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記インダクタは、前記スイッチのインピーダンスおよび前記直流電力出力のインピーダンスが組み合わせられた場合に前記スイッチがオンのままに維持される時間量よりも十分に大きい時定数になるインダクタンスを有している、請求項１に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
（ａ）アノードおよびカソードを有する被覆室と、
（ｂ）前記被覆室内の被覆材料を露出するように配置された材料標的と、
（ｃ）直流電力出力と、電流が流れる回路を確立するためにプラズマ負荷に接続される第１リードおよび第２リードとを有する直流電源と、
（ｄ）電流が前記プラズマ負荷を流れることを即座に停止して、潜在アーク条件を未然に回避する電流遮断回路と
を含む、エンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記直流電源は、前記プラズマ負荷に電圧を印加し、前記電流遮断回路は、前記プラズマ負荷に反転電圧を印加する反転回路を含む、請求項３に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記電流遮断回路は、前記第１リードと前記第２リードとを接続するスイッチを含む、請求項３に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
プラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法であって、
（ａ）被覆室内に標的材料を提供するステップと、
（ｂ）第１リードと第２リードとを有する回路を介して前記被覆室に直流電力を提供することにより、電流が流れるプラズマを生成するステップと、
（ｃ）前記プラズマの作用によって基板上に被覆材料の薄膜を堆積させるステップと、
（ｄ）前記プラズマ内を電流が流れることを即座に停止して、潜在アーク条件を未然に回避するステップと
を含む、方法。
前記プラズマ内を電流が流れるのを即座に停止して、潜在アーク条件を未然に回避するステップは、前記第１リードと第２リードとを接続するステップを含む、請求項６に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
前記被覆室に直流電力を提供するステップは、前記被覆室に電圧を印加するステップを含み、前記プラズマ内を電流が流れることを即座に停止して、潜在アーク条件を未然に回避するステップは、前記プラズマに反転電圧を印加するステップを含む、請求項６に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
前記反転電圧は、定常状態電圧の少なくとも約１０％である、請求項６に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
プラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法であって、
（ａ）被覆室内に標的材料を提供するステップと、
（ｂ）第１リードと第２リードとを有する回路を介して前記被覆室に直流電力を提供することにより、電流が流れるプラズマを生成するステップと、
（ｃ）薄膜処理のための堆積期間の間、前記プラズマの作用によって基板上に被覆材料の薄膜を堆積させるステップと、
（ｄ）前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにするタイミングを取るステップであって、前記タイミングは、薄膜処理のための前記堆積期間の間アークの発生を未然に除去するように設定される、ステップと
を含み、
前記タイミングを取るステップは、周期的にスイッチをオンにするステップを含む、方法。
前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにするタイミングを取るステップは、約０．５から２．０ｍｓ毎に実行される、請求項１０に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにするタイミングを取るステップは、電流が前記プラズマを流れるのを即座に停止するステップを実行させる、請求項１０に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
前記被覆室に直流電力を提供するステップは、前記被覆室に電圧を印加するステップを含み、前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにするタイミングを取るステップは、前記被覆室に反転電圧を印加するステップを含む、請求項１０に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
前記反転電圧は、定常状態電圧の少なくとも約１０％である、請求項１３に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
（ａ）アノードおよびカソードを有する被覆室と、
（ｂ）前記被覆室内の被覆材料を露出するように配置された材料標的と、
（ｃ）直流電力出力と、電流が流れる回路を確立するためにプラズマ負荷に接続される第１リードおよび第２リードとを有する直流電源と、
（ｄ）前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにすることを実行させるタイマと
を含み、
前記タイマは、薄膜処理のための前積期間の間アークの発生を未然に除去するように設定され、
前記タイマはスイッチをオンにする、エンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにすることを実行させるタイマは、約０．５から２．０ｍｓ毎に実行される、請求項１５に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤすることを実行させるタイマは、前記プラズマ内を電流が流れるのを即座に停止させる、請求項１５に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記直流電源は前記被覆室に電圧を印加し、前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤすることを実行させるタイマは、前記被覆室に反転電圧を印加する反転回路を含む、請求項１５に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記反転電圧は、定常状態電圧の少なくとも約１０％である、請求項１８に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
（ａ）アノードおよびカソードを有する被覆室と、
（ｂ）前記被覆室内の被覆材料を露出するように配置された材料標的と、
（ｃ）直流電力出力と、電流が流れる回路を確立するためにプラズマ負荷に接続される第１リードおよび第２リードとを有する直流電源と、
（ｄ）前記直流電力出力と前記プラズマ負荷との間において前記第１リードに沿って直列に接続されたインダクタと、
（ｅ）前記インダクタの後のある地点において前記第２リードから前記第１リードに接続されたスイッチと
を含む、エンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記インダクタは大きい、請求項２０に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
（ａ）前記プラズマ負荷内のアーク条件の生起のセンサと、
（ｂ）前記スイッチを制御する活性化回路であって、前記プラズマ負荷内のアーク条件の生起のセンサに応答する、活性化回路と
をさらに含む、請求項２０または２１に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記直流電源は、前記プラズマ負荷を横切る出力電圧を発生し、前記アーク条件の生起のセンサは、前記プラズマ負荷を横切る低出力電圧を検出する、請求項２２に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記直流電源は、前記プラズマ負荷を横切って、通常の動作変化を有する出力電圧を発生し、前記アーク条件の生起のセンサは、前記出力電圧内の前記通常の動作変化と比較して、前記プラズマ負荷を横切る前記出力電圧の高変化率を検出する、請求項２２に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記アーク条件の生起のセンサは、前記プラズマ負荷を横切る低出力電圧も検出する、請求項２４に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
（ａ）アノードおよびカソードを有する被覆室と、
（ｂ）前記被覆室内の被覆材料を露出するように配置された材料標的と、
（ｃ）直流電力出力と、回路を確立するためにプラズマ負荷に接続される第１リードおよび第２リードとを有する直流電源と、
（ｄ）前記直流電力出力と前記プラズマ負荷との間において前記第１リードに沿って直列に接続されたインダクタと、
（ｅ）少なくとも１つのスイッチを含み、前記インダクタの後のある地点において前記第２リードから前記第１リードに接続された、スイッチング回路と
を含む、エンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記インダクタは大きい、請求項２６に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
（ａ）前記プラズマ負荷内のアーク条件の生起のセンサと、
（ｂ）前記スイッチを制御する活性化回路であって、前記プラズマ負荷内の前記アーク条件の生起のセンサに応答する、活性化回路と
をさらに含む、請求項２６または２７に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記直流電源は、前記プラズマ負荷を横切る出力電圧を発生し、前記アーク条件の生起のセンサは、前記プラズマ負荷を横切る低出力電圧を検出する、請求項２８に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記直流電源が、前記プラズマ負荷を横切って、通常の動作変化を有する出力電圧を発生し、前記アーク条件の生起のセンサは、前記出力電圧内の前記通常の動作変化と比較して、前記プラズマ負荷を横切る前記出力電圧の高変化率を検出する、請求項２８に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記アーク条件の生起のセンサは、前記プラズマ負荷を横切る低出力電圧も検出する、請求項３０に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
プラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法であって、
（ａ）被覆室内に標的材料を提供するステップと、
（ｂ）第１リードと第２リードとを有する回路を介して前記被覆室に直流電力を提供することにより、電流が流れるプラズマを生成するステップと、
（ｃ）薄膜処理のための堆積期間の間、前記プラズマの作用によって基板上に被覆材料の薄膜を堆積させるステップと、
（ｄ）前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにするタイミングを取るステップであって、薄膜処理のための前記堆積期間の間アークの発生を未然に除去するように設定される、ステップと
を含み、
前記周期的にクリヤにするステップが、反転電圧を印加するステップを含む、方法。
（ａ）アノードおよびカソードを有する被覆室と、
（ｂ）前記被覆室内の被覆材料を露出するように配置された材料標的と、
（ｃ）直流電力出力と、電流が流れる回路を確立するためにプラズマ負荷に接続される第１リードおよび第２リードとを有する直流電源と、
（ｄ）前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにすることを実行させるタイマであって、薄膜処理のための堆積期間の間アークの発生を未然に除去するように設定される、タイマと、
（ｅ）前記被覆室に反転電圧を印加する反転回路と
を含む、エンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにするタイミングを取るステップは、約１０マイクロ秒毎〜約２０００マイクロ秒毎に実行される、請求項１０に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにすることを実行させるタイマは、約１０マイクロ秒毎〜約２０００マイクロ秒毎に作動する、請求項１５に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにするタイミングを取るステップは、約１０マイクロ秒毎〜約２０００マイクロ秒毎に実行される、請求項３２に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
前記システムから荷電粒子の不均一集積を周期的にクリヤにすることを実行させるタイマは、約１０マイクロ秒毎〜約２０００マイクロ秒毎に作動する、請求項３３に記載のエンハンスト直流プラズマ処理システム。
（ａ）アノードおよびカソードを有する被覆室と、
（ｂ）前記被覆室内の被覆材料を露出するように配置された材料標的と、
（ｃ）直流電力出力と、電流が流れる回路を確立するためにプラズマ負荷に接続される第１リードおよび第２リードとを有する直流電源と、
（ｄ）電流が前記プラズマ負荷を流れるのを即座に停止する電流遮断回路と
を含み、
前記直流電源は前記プラズマ負荷に電圧を印加し、前記電流遮断回路は前記プラズマ負荷に反転電圧を印加する反転回路を含む、エンハンスト直流プラズマ処理システム。
（ａ）アノードおよびカソードを有する被覆室と、
（ｂ）前記被覆室内の被覆材料を露出するように配置された材料標的と、
（ｃ）直流電力出力と、電流が流れる回路を確立するためにプラズマ負荷に接続される第１リードおよび第２リードとを有する直流電源と、
（ｄ）電流が前記プラズマ負荷を流れるのを即座に停止する電流遮断回路と
を含み、
前記電流遮断回路は、前記第１リードと前記第２リードとを接続するスイッチを含む、エンハンスト直流プラズマ処理システム。
プラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法であって、
（ａ）被覆室内に標的材料を提供するステップと、
（ｂ）第１リードと第２リードとを有する回路を介して前記被覆室に直流電力を提供することにより、電流が流れるプラズマを生成するステップと、
（ｃ）前記プラズマの作用によって基板上に被覆材料の薄膜を堆積させるステップと、
（ｄ）電流が前記プラズマを流れることを即座に停止するステップと
を含み、
前記被覆室に直流電力を提供するステップは、前記被覆室に電圧を印加するステップを含み、前記プラズマ内を電流が流れることを即座に停止するステップは、前記プラズマに反転電圧を印加するステップを含む、方法。
前記反転電圧は、定常状態電圧の少なくとも約１０％である、請求項４０に記載のプラズマシステムにおけるエンハンスト薄膜処理方法。
（ａ）優勢周波数を有する交流電力入力と、
（ｂ）前記交流電力を直流に変換する変換器と、
（ｃ）前記直流を切り換えて、高周波数を有する交流信号を生成する第１スイッチと、
（ｄ）第１リードと第２リードとを通して前記交流信号を直流電力出力に整流する整流器と、
（ｅ）前記直流電力出力の後において前記第１リードに沿って直列に接続され、且つ、第１インダクタ部分と第２インダクタ部分とを有するインダクタであって、前記第１インダクタ部分と第２インダクタ部分とは磁気的に結合されている、インダクタと、
（ｆ）前記第１インダクタ部分と前記第２インダクタ部分との間のある地点において前記第２リードから前記第１リードに直接的に接続された第２スイッチと
を含む直流電源。
前記第１インダクタ部分は大きい、請求項４２に記載の直流電源。
前記第１インダクタ部分と前記第２インダクタ部分とは互いに対する巻数比を規定し、前記第１インダクタ部分に対する前記第２インダクタ部分の巻数比は少なくとも約１０％である、請求項４３に記載の直流電源。
前記第１インダクタ部分と前記第２インダクタ部分とは互いに対する巻数比を規定し、前記第１インダクタ部分に対する前記第２インダクタ部分の巻数比は少なくとも約１０％である、請求項４２に記載の直流電源。
（ａ）前記直流電源の前記直流電力出力の分析器と、
（ｂ）前記第２スイッチを制御する活性化回路であって、前記第２スイッチを制御する前記活性化回路が前記分析器に応答する、活性化回路と
をさらに含む、請求項４２、４４、または４５に記載の直流電源。
前記直流電源の前記直流電力出力は電圧を有し、前記直流電力出力の前記分析器は、低電圧の検出に反応する、請求項４６に記載の直流電源。
前記直流電源の前記直流電力出力は電圧を有し、前記直流電力出力の前記分析器は、前記電圧の高変化率の検出に反応する、請求項４６に記載の直流電源。
前記直流電力出力の前記分析器は、電圧の検出にも反応する、請求項４８に記載の直流電源。
（ａ）優勢周波数を有する交流電力入力と、
（ｂ）前記交流電力を直流に変換する変換器と、
（ｃ）前記直流を切り換えて、高周波数を有する交流信号を生成する第１スイッチと、
（ｄ）第１リードと第２リードとを通して前記交流信号を直流電力出力に整流する整流器と、
（ｅ）前記第１リードに沿って直列に接続されたインダクタと、
（ｆ）前記インダクタの後のある地点において前記第２リードから前記第１リードに直接的に接続された第２スイッチと
を含む直流電源。
前記第１インダクタ部分は大きい、請求項５０に記載の直流電源。
前記直流電源の前記直流電力出力は電圧を有し、
（ａ）前記直流電源の前記直流電力出力を分析する分析器と、
（ｂ）前記第２スイッチを制御する活性化回路であって、前記活性化回路が前記分析器に応答する、活性化回路と
をさらに含む、請求項５０または５１に記載の直流電源。
前記直流電源の前記直流電力出力は電圧を有し、前記分析器は低電圧の検出に反応する、請求項５２に記載の直流電源。
前記直流電源の前記直流電力出力は電圧を有し、前記分析器は前記電圧の高変化率の検出に反応する、請求項５２に記載の直流電源。
前記分析器は、低電圧の検出にも反応する、請求項５４に記載の直流電源。