JP5584630B2 - 非閉じ込めプラズマ事象を検出するためのシステムおよびプラズマ処理システム - Google Patents
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Description
前記プラズマ処理チャンバ内においてセンサの外面が非閉じ込めプラズマに曝されるように配置され、非閉じ込めプラズマが前記プラズマ処理チャンバ内に存在する時に電流を供給するよう構成されたセンサと、
前記電流を電圧に変換するよう構成された変換器と、
前記電圧からノイズを除去して、第1の信号を供給するよう構成されたフィルタと、
前記第1の信号および前記第1の信号の増幅信号の内の少なくとも一方を含む入力信号を用いて、前記非閉じ込めプラズマの存在を決定するよう構成された検出器と、
前記センサおよび前記変換器を接続して、前記電流を前記センサから前記変換器に伝導するよう構成された導体と、
前記導体の少なくとも一部を囲んで、前記導体が受ける電磁ノイズを少なくとも低減するよう構成されたシールドと、
を備える、システムである。
本発明の第2の形態は、プラズマ処理システムであって、
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内において静電容量センサの外面が非閉じ込めプラズマに曝されるように配置され、非閉じ込めプラズマが前記プラズマ処理チャンバ内に存在する時に電流を供給するよう構成された静電容量センサと、
前記電流を電圧に変換するよう構成された変換器と、
前記電圧から少なくともノイズを除去して、第1の信号を供給するよう構成されたフィルタと、
前記第1の信号および前記第1の信号の増幅レベルの内の少なくとも一方を含む検出器入力信号を用いて、前記非閉じ込めプラズマの存在を決定するよう構成された検出器と、
前記センサおよび前記変換器を接続して、前記電流を前記センサから前記変換器に伝導するよう構成された導体と、
前記導体の少なくとも一部を囲んで、前記導体が受ける電磁ノイズを少なくとも低減するよう構成されたシールドと、
を備える、プラズマ処理システムである。
本発明は、一実施形態において、プラズマチャンバのプラズマ処理環境内で、非閉じ込めプラズマ事象を検出するための構成に関する。その構成は、プラズマチャンバ内のプラズマ閉じ込め領域の外に実装されたセンサを備える。センサは、非閉じ込めプラズマ事象の発生中に過渡電流を生成してよい。この構成は、さらに、センサをプラズマチャンバ壁から電気的に絶縁するための絶縁体を備える。この構成は、さらに、絶縁体を通して、ケーブル、ワイヤ、または、導体を、センサに電気接続するための導体接点を備える。この構成は、さらに、導体接点に取り付けられた導体を介してセンサに電気接続された検出回路を備える。検出回路は、過渡電流を過渡電圧信号に変換し、過渡電圧信号からノイズを除去した後に、非閉じ込めプラズマ事象が発生中であることを規定する閾値よりも過渡電圧信号が大きいか否かを判定するよう構成されている。この構成は、さらに、導体の少なくとも一部を囲んで、導体が受ける電磁ノイズ(例えば、RFノイズ)を少なくとも低減するためのシールドを備える。
[適用例1]
プラズマ処理チャンバ内で非閉じ込めプラズマ事象を検出するためのシステムであって、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置され、非閉じ込めプラズマが前記プラズマ処理チャンバ内に存在する時に電流を供給するよう構成されたセンサと、
前記電流を電圧に変換するよう構成された変換器と、
前記電圧からノイズを除去して、第1の信号を供給するよう構成されたフィルタと、
前記第1の信号および前記第1の信号の増幅信号の内の少なくとも一方を含む入力信号を用いて、前記非閉じ込めプラズマの存在を決定するよう構成された検出器と、
前記センサおよび前記変換器を接続して、前記電流を前記センサから前記変換器に伝導するよう構成された導体と、
前記導体の少なくとも一部を囲んで、前記導体が受ける電磁ノイズを少なくとも低減するよう構成されたシールドと、
を備える、システム。
[適用例2]
適用例1に記載のシステムであって、
前記シールドは、少なくとも2つの電気接地に接続されている、システム。
[適用例3]
適用例1に記載のシステムであって、さらに、
前記導体に接続され、前記変換器における電圧上昇を少なくとも低減するよう構成されたブリーディング抵抗器を備える、システム。
[適用例4]
適用例1に記載のシステムであって、さらに
前記変換器内の電圧出力抵抗器であって、前記電圧は、前記電圧出力抵抗器の少なくとも一端部から供給されるよう構成されている、電圧出力抵抗器と、
直列コンデンサと、
直列抵抗器と、
前記直列コンデンサおよび前記直列抵抗器を介して前記電圧出力抵抗器と接続され、前記システムの少なくとも一回路を試験するために試験信号を供給するよう構成された電流源と、
を備える、システム。
[適用例5]
適用例1に記載のシステムであって、さらに、
前記変換器および前記フィルタを接続するよう構成された2つの差動接続抵抗器を備える、システム。
[適用例6]
適用例1に記載のシステムであって、さらに
前記変換器内の電圧出力抵抗器であって、前記電圧は、前記電圧出力抵抗器の少なくとも一端部から供給されるよう構成されている、電圧出力抵抗器と、
前記電圧出力抵抗器の第1の端部を前記フィルタに接続するよう構成された第1の差動接続抵抗器と、
前記電圧出力抵抗器の第2の端部を前記フィルタに接続するよう構成された第2の差動接続抵抗器と、
を備える、システム。
[適用例7]
適用例1に記載のシステムであって、
前記フィルタは、少なくとも1つの抵抗−容量フィルタを備える、システム。
[適用例8]
適用例7に記載のシステムであって、
前記抵抗−容量フィルタは、少なくとも複数のカスケード接続されたフィルタ段を備える、システム。
[適用例9]
適用例1に記載のシステムであって、
前記フィルタは、少なくとも、
2つの差動接続抵抗網の内の第1の差動接続抵抗網を介して前記変換器に接続され、前記変換器から受けたノイズを前記プラズマ処理チャンバのフレーム接地に分路するよう構成された第1のコンデンサと、
前記2つの差動接続抵抗網の内の第2の差動接続抵抗網を介して前記変換器に接続され、前記変換器から受けた前記ノイズを前記プラズマ処理チャンバの前記フレーム接地に分路するよう構成された第2のコンデンサと、
を備え、
前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサは、前記2つの差動接続抵抗網と協調的に動作して、コモンモード高周波数ノイズを除去する、システム。
[適用例10]
適用例9に記載のシステムであって、
前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサは、接地ストラップを共有する異なる接地に接続されている、システム。
[適用例11]
適用例9に記載のシステムであって、
前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサは、異なる接地ストラップを有する異なる接地に接続されている、システム。
[適用例12]
適用例9に記載のシステムであって、
前記第1のフレーム接地と前記変換器が用いるフレーム接地は、異なる接地ストラップを有する、システム。
[適用例13]
適用例9に記載のシステムであって、さらに、
前記第1の抵抗器および前記第2の抵抗器に接続され、前記変換器から受けた少なくとも差動モードノイズを減衰させるよう構成された第3のコンデンサを備える、システム。
[適用例14]
適用例1に記載のシステムであって、さらに、
前記フィルタの出力を増幅して、前記信号増幅信号を供給するよう構成され、アナログ信号接地に接続された差動増幅器を備える、システム。
[適用例15]
適用例1に記載のシステムであって、
前記検出器は、少なくとも、
前記検出器の入力信号を受信するよう構成された正比較器と、
前記検出器の入力信号を受信するよう構成された負比較器と、
プロセッサと、
アクティブな信号が、前記正比較器および前記負比較器の少なくとも一方によって供給された場合に、前記プロセッサがタイマを開始するトリガになるよう構成されたANDゲートと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記正比較器および前記負比較器の少なくとも一方が、アクティブな信号を供給しない場合に、前記タイマを停止し、
前記タイマによって測定された累積時間を用いて、前記信号の幅を決定し、
前記信号の前記幅を用いて、前記非閉じ込めプラズマの存在を判定するよう構成されている、システム。
[適用例16]
適用例15に記載のシステムであって、さらに、
前記検出器の入力信号内の残りのノイズのピーク値を測定するよう構成されたピーク検出器を備え、前記残りのノイズの前記ピーク値は、前記正比較器および前記負比較器の少なくとも一方に実装される1または複数の閾値を調整するために用いられる、システム。
[適用例17]
適用例15に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、さらに、自己診断信号を前記変換器に供給するよう構成されている、システム。
[適用例18]
プラズマ処理システムであって、
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置され、非閉じ込めプラズマが前記プラズマ処理チャンバ内に存在する時に電流を供給するよう構成された静電容量センサと、
前記電流を電圧に変換するよう構成された変換器と、
前記電圧から少なくともノイズを除去して、第1の信号を供給するよう構成されたフィルタと、
前記第1の信号および前記第1の信号の増幅レベルの内の少なくとも一方を含む検出器入力信号を用いて、前記非閉じ込めプラズマの存在を決定するよう構成された検出器と、
前記センサおよび前記変換器を接続して、前記電流を前記センサから前記変換器に伝導するよう構成された導体と、
前記導体の少なくとも一部を囲んで、前記導体が受ける電磁ノイズを少なくとも低減するよう構成されたシールドと、
を備える、プラズマ処理システム。
[適用例19]
適用例18に記載のプラズマ処理システムであって、さらに、
前記変換器内の電圧出力抵抗器であって、前記電圧は、前記電圧出力抵抗器の少なくとも一端部から供給されるよう構成されている、電圧出力抵抗器と、
前記電圧出力抵抗器の第1の端部を前記フィルタに接続するよう構成された第1の差動接続抵抗器と、
前記電圧出力抵抗器の第2の端部を前記フィルタに接続するよう構成された第2の差動接続抵抗器と、
2つの差動接続抵抗網の内の第1の差動接続抵抗網を介して前記変換器に接続され、前記変換器から受けたノイズを前記プラズマ処理チャンバのフレーム接地に分路するよう構成された第1のコンデンサと、
前記2つの差動接続抵抗網の内の第2の差動接続抵抗網を介して前記変換器に接続され、前記変換器から受けた前記ノイズを前記プラズマ処理チャンバの前記フレーム接地に分路するよう構成された第2のコンデンサと、
を備える、プラズマ処理システム。
[適用例20]
適用例19に記載のプラズマ処理システムであって、さらに
前記第1の差動接続抵抗器および前記第2の差動接続抵抗器に接続され、前記変換器から受けた少なくとも差動モードノイズを減衰させるよう構成された第3のコンデンサを備える、プラズマ処理システム。
上述の発明の概要は、本明細書に開示された本発明の多くの実施形態の内の1または複数のみに関するものであり、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定する意図はない。添付の図面を参照しつつ行う本発明の詳細な説明において、本発明の上述の特徴およびその他の特徴を詳述する。
Claims (20)
- プラズマ処理チャンバ内で非閉じ込めプラズマ事象を検出するためのシステムであって、
前記プラズマ処理チャンバ内においてセンサの外面が非閉じ込めプラズマに曝されるように配置され、非閉じ込めプラズマが前記プラズマ処理チャンバ内に存在する時に電流を供給するよう構成されたセンサと、
前記電流を電圧に変換するよう構成された変換器と、
前記電圧からノイズを除去して、第1の信号を供給するよう構成されたフィルタと、
前記第1の信号および前記第1の信号の増幅信号の内の少なくとも一方を含む入力信号を用いて、前記非閉じ込めプラズマの存在を決定するよう構成された検出器と、
前記センサおよび前記変換器を接続して、前記電流を前記センサから前記変換器に伝導するよう構成された導体と、
前記導体の少なくとも一部を囲んで、前記導体が受ける電磁ノイズを少なくとも低減するよう構成されたシールドと、
を備える、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、
前記シールドは、少なくとも2つの電気接地に接続されている、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、さらに、
前記導体に接続され、前記変換器における電圧上昇を少なくとも低減するよう構成されたブリーディング抵抗器を備える、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、さらに
前記変換器内の電圧出力抵抗器であって、前記電圧は、前記電圧出力抵抗器の少なくとも一端部から供給されるよう構成されている、電圧出力抵抗器と、
直列コンデンサと、
直列抵抗器と、
前記直列コンデンサおよび前記直列抵抗器を介して前記電圧出力抵抗器と接続され、前記システムの少なくとも一つの回路を試験するために試験信号を供給するよう構成された電流源と、
を備える、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、さらに、
前記変換器および前記フィルタを接続するよう構成された2つの抵抗器を備える、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、さらに
前記変換器内の電圧出力抵抗器であって、前記電圧は、前記電圧出力抵抗器の少なくとも一端部から供給されるよう構成されている、電圧出力抵抗器と、
前記電圧出力抵抗器の第1の端部を前記フィルタに接続するよう構成された第1の抵抗器と、
前記電圧出力抵抗器の第2の端部を前記フィルタに接続するよう構成された第2の抵抗器と、
を備える、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、
前記フィルタは、少なくとも1つの抵抗−容量フィルタを備える、システム。 - 請求項7に記載のシステムであって、
前記抵抗−容量フィルタは、少なくとも複数のカスケード接続されたフィルタ段を備える、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、
前記フィルタは、少なくとも、
第1の抵抗器を介して前記変換器に接続され、前記変換器から受けたノイズを前記プラズマ処理チャンバの第1のフレーム接地に分路するよう構成された第1のコンデンサと、
第2の抵抗器を介して前記変換器に接続され、前記変換器から受けた前記ノイズを前記プラズマ処理チャンバの前記第1のフレーム接地に分路するよう構成された第2のコンデンサと、
を備え、
前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサは、前記第1の抵抗器および第2の抵抗器と協調的に動作して、コモンモード高周波数ノイズを除去する、システム。 - 請求項9に記載のシステムであって、
前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサは、接地ストラップを共有する異なる接地に接続されている、システム。 - 請求項9に記載のシステムであって、
前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサは、異なる接地ストラップを有する異なる接地に接続されている、システム。 - 請求項9に記載のシステムであって、
前記プラズマ処理チャンバの前記第1のフレーム接地と前記変換器が用いるフレーム接地は、異なる接地ストラップを有する、システム。 - 請求項9に記載のシステムであって、さらに、
前記第1の抵抗器および前記第2の抵抗器に接続され、前記変換器から受けた少なくとも差動モードノイズを減衰させるよう構成された第3のコンデンサを備える、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、さらに、
前記フィルタの出力を増幅して、前記信号増幅信号を供給するよう構成され、アナログ信号接地に接続された差動増幅器を備える、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、
前記検出器は、少なくとも、
前記検出器の入力信号を受信して正の非閉じ込めプラズマ結合を検出するように構成された正比較器と、
前記検出器の入力信号を受信して負の非閉じ込めプラズマ結合を検出するよう構成された負比較器と、
プロセッサと、
アクティブな信号が、前記正比較器および前記負比較器の少なくとも一方によって供給された場合に、前記プロセッサがタイマを開始するトリガになるよう構成されたANDゲートと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記正比較器および前記負比較器の少なくとも一方が、アクティブな信号を供給しない場合に、前記タイマを停止し、
前記タイマによって測定された累積時間を用いて、前記入力信号の幅を決定し、
前記入力信号の前記幅を用いて、前記非閉じ込めプラズマの存在を判定するよう構成されている、システム。 - 請求項15に記載のシステムであって、さらに、
前記検出器の入力信号の高周波ノイズのピーク値を測定するよう構成されたピーク検出器を備え、前記高周波ノイズの前記ピーク値は、前記正比較器および前記負比較器の少なくとも一方に実装される1または複数の閾値を調整するために用いられる、システム。 - 請求項15に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、さらに、前記変換器を試験するための自己診断信号を前記変換器に供給するよう構成されている、システム。 - プラズマ処理システムであって、
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内において静電容量センサの外面が非閉じ込めプラズマに曝されるように配置され、非閉じ込めプラズマが前記プラズマ処理チャンバ内に存在する時に電流を供給するよう構成された静電容量センサと、
前記電流を電圧に変換するよう構成された変換器と、
前記電圧から少なくともノイズを除去して、第1の信号を供給するよう構成されたフィルタと、
前記第1の信号および前記第1の信号の増幅レベルの内の少なくとも一方を含む検出器入力信号を用いて、前記非閉じ込めプラズマの存在を決定するよう構成された検出器と、
前記センサおよび前記変換器を接続して、前記電流を前記センサから前記変換器に伝導するよう構成された導体と、
前記導体の少なくとも一部を囲んで、前記導体が受ける電磁ノイズを少なくとも低減するよう構成されたシールドと、
を備える、プラズマ処理システム。 - 請求項18に記載のプラズマ処理システムであって、さらに、
前記変換器内の電圧出力抵抗器であって、前記電圧は、前記電圧出力抵抗器の少なくとも一端部から供給されるよう構成されている、電圧出力抵抗器と、
前記電圧出力抵抗器の第1の端部を前記フィルタに接続するよう構成された第1の抵抗器と、
前記電圧出力抵抗器の第2の端部を前記フィルタに接続するよう構成された第2の抵抗器と、
前記第1の抵抗器を介して前記変換器に接続され、前記変換器から受けたノイズを前記プラズマ処理チャンバのフレーム接地に分路するよう構成された第1のコンデンサと、
前記第2の抵抗器を介して前記変換器に接続され、前記変換器から受けた前記ノイズを前記プラズマ処理チャンバの前記フレーム接地に分路するよう構成された第2のコンデンサと、
を備える、プラズマ処理システム。 - 請求項19に記載のプラズマ処理システムであって、さらに
前記第1の抵抗器および前記第2の抵抗器に接続され、前記変換器から受けた少なくとも差動モードノイズを減衰させるよう構成された第3のコンデンサを備える、プラズマ処理システム。
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