纳秒脉冲发生器偏置补偿制造技术

公开一种高电压功率系统。在一些实施例中，所述高电压功率系统包括：高电压脉冲发生电源；变压器，其与所述高电压脉冲发生电源电耦合；输出，其与所述变压器电耦合，并且配置为输出具有大于1kV的幅度和大于1kHz的频率的高电压脉冲；和偏置补偿电路，其布置为与所述输出并联。在一些实施例中，所述偏置补偿电路可以包括：阻流二极管；和DC电源，其布置为与所述阻流二极管串联。阻流二极管串联。阻流二极管串联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳秒脉冲发生器偏置补偿
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求题为“NANOSECOND PULSER SYSTEM”的2018年7月27日提交的美国临时专利申请No.62/711,464的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0003]本申请要求题为“NANOSECOND PULSER THERMAL MANAGEMENT”的2018年7月28日提交的美国临时专利申请No.62/711,334的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0004]本申请要求题为“NANOSECOND PULSER PULSE GENERATION”的2018年7月27日提交的美国临时专利申请No.62/711,457的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0005]本申请要求2018年7月27日提交的题为“NANOSECOND PULSER ADC SYSTEM”的美国临时专利申请No.62/711,347的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0006]本申请要求题为“EDGE RING POWER SYSTEM”的2018年7月27日提交的美国临时专利申请No.62/711,467的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0007]本申请要求题为“NANOSECOND PULSER BIAS COMPENSATION”的2018年7月27日提交的美国临时专利申请No.62/711,406的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0008]本申请要求题为“NANOSECOND PULSER CONTROL MODULE”的2018年7月27日提交的美国临时专利申请No.62/711,468的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0009]本申请要求题为“PLASMA SHEATH CONTROL FOR RF PLASMA REACTORS”的2018年8月10日提交的美国临时专利申请No.62/711,523的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0010]本申请要求题为“EFFICIENT NANOSECOND PULSER WITH SOURCE AND SINK CAPABILITY FOR PLASMA CONTROL APPLICATIONS”的2019年1月1日提交的美国临时专利申请No.62/789,523的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0011]本申请要求题为“EFFICIENT ENERGY RECOVERY IN A NANOSECOND PULSER CIRCUIT”的2019年1月1日提交的美国临时专利申请No.62/789,526的优先权，其通过其完整引用合并于此。
[0012]本申请要求题为“NANOSECOND PULSER BIAS COMPENSATION”的2019年7月26日提交的美国非临时专利申请No.16/523,840的优先权，并且是其部分继续，其通过其完整引用合并于此。

技术介绍

[0013]在等离子体沉积系统中，晶圆一般通过卡夹(chuck)以静电方式固定在腔室中。在腔室内创建等离子体，并且引入高电压脉冲，以将等离子体内的离子加速到晶圆上。如果卡夹与晶圆之间的电势超过特定电压阈值(例如，大约
±
2kV)，则晶圆上的力可以大得足以损坏或破坏晶圆。

技术实现思路

[0014]本专利技术的实施例包括一种用于高电压等离子体腔室(例如，比如等离子体沉积系统、半导体制造系统、等离子体溅射系统等)中的偏置补偿的方法和电路。
[0015]公开一种高电压功率系统。在一些实施例中，所述高电压功率系统包括：高电压脉冲发生电源(例如，纳秒脉冲发生器)；变压器，其与所述高电压脉冲发生电源电耦合；输出，其与所述变压器电耦合。所述高电压功率系统的所述输出可以配置为输出具有大于1kV、2kV、5kV、10kV、25kV等的幅度和大于1kHz的频率的高电压脉冲；偏置补偿电路，其布置为与所述输出并联。在一些实施例中，所述偏置补偿电路可以包括：阻流二极管；和DC电源，其布置为与所述阻流二极管串联。在一些实施例中，所述高电压功率系统可以包括偏置电容器，其布置为至少跨越所述DC电源。在一些实施例中，所述高电压功率系统可以包括偏置电容器，其布置为至少跨越所述DC电源。
[0016]在一些实施例中，所述高电压脉冲发生电源包括纳秒脉冲发生器和变压器。在一些实施例中，所述高电压电源包括：多个开关，其布置为串联的；和变压器。在一些实施例中，所述高电压电源包括射频电源(例如，比如RF生成器)。
[0017]在一些实施例中，所述偏置补偿电路包括高电压开关，其部署为跨越所述偏置补偿二极管，其中，所述高电压开关配置为当所述高电压脉冲发生电源正在发生脉冲时打开，并且其中，所述高电压开关配置为当所述高电压脉冲发生电源并未正在发生脉冲时闭合。
[0018]在一些实施例中，所述高电压电源包括多个开关，其布置为串联的。在一些实施例中，所述偏置补偿电感器具有小于大约100μH的电感。在一些实施例中，所述输出例如比如经由与等离子体以电容方式耦合的电极与所述等离子体耦合。
[0019]在一些实施例中，一种高电压功率系统可以包括：高电压脉冲发生电源；输出，其与所述变压器电耦合，并且配置为输出具有大于2kV的幅度和大于2kHz的频率的高电压脉冲；阻流二极管；DC电源，其布置为所述与阻流二极管串联，所述阻流二极管和所述DC电源布置为所述与输出并联；和高电压开关，其耦合跨越所述阻流二极管，其中，所述高电压开关配置为当所述高电压开关电源正在发生脉冲时(例如，在突发期间)关断，并且当所述高电压开关电源并非正在发生脉冲时(例如，在突发之间)开启。
[0020]在一些实施例中，所述高电压功率系统可以还包括偏置补偿电容器，其布置为至少跨越所述DC电源，所述偏置补偿电容器具有小于大约500μF、250μF、100μF、50μF、25μF、10μF等的电容。
[0021]在一些实施例中，所述阻流二极管、所述DC电源和所述高电压开关包括偏置补偿电路，其布置在所述高电压功率系统中跨越所述输出。
[0022]在一些实施例中，所述输出可以包括等离子体负载。在一些实施例中，所述DC电源提供大约
±
5kV、
±
4kV、
±
3kV、
±
2kV、
±
1kV等。
[0023]在一些实施例中，所述高电压开关配置为当所述高电压脉冲发生电源正在发生脉冲时打开，并且其中，所述高电压开关配置为当所述高电压脉冲发生电源并未正在发生脉冲时闭合。
[0024]在一些实施例中，所述高电压开关包括缓冲电路。
[0025]一些实施例可以包括一种方法，所述方法包括：打开偏置补偿开关，其布置为与DC电源串联，所述偏置补偿开关和所述DC电源布置为跨越负载；以高电压和高频率使高电压电源发生脉冲到所述负载中；闭合所述偏置补偿开关；以及使所述高电压电源不发生脉冲。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高电压功率系统，包括：高电压脉冲发生电源；变压器，其与所述高电压脉冲发生电源电耦合；输出，其与所述变压器电耦合，并且配置为输出具有大于1kV的幅度和大于1kHz的频率的高电压脉冲；和偏置补偿电路，其布置为与所述输出并联，所述偏置补偿电路包括：偏置补偿二极管；和DC电源，其布置为与所述偏置补偿二极管串联。2.如权利要求1所述的高电压功率系统，还包括偏置补偿电容器，其布置为至少跨越所述DC电源，所述偏置补偿电容器具有小于大约10μF的电容。3.如权利要求1所述的高电压功率系统，其中，所述高电压脉冲发生电源包括纳秒脉冲发生器和变压器。4.如权利要求1所述的高电压功率系统，其中，所述高电压电源包括：多个开关，其布置为串联的；和变压器。5.如权利要求1所述的高电压功率系统，其中，所述偏置补偿电路包括高电压开关，其部署为跨越所述偏置补偿二极管，其中，所述高电压开关配置为当所述高电压脉冲发生电源正在发生脉冲时打开，并且其中，所述高电压开关配置为当所述高电压脉冲发生电源并未正在发生脉冲时闭合。6.如权利要求5所述的高电压功率系统，其中，所述高电压开关包括多个开关，其布置为串联的。7.如权利要求5所述的高电压功率系统，还包括电感器，其布置为与所述高电压开关串联，所述电感器具有小于大约1mH的电感。8.如权利要求1所述的高电压功率系统，其中，所述输出耦合于与等离子体以电容方式耦合的电极。9.一种高电压功率系统，包括：高电压脉冲发生电源；输出，其与所述高电压脉冲发生电源电耦合，并且配置为输出具有大于1kV的幅度和大于2kHz的脉冲重复频率的高电压脉冲；和偏置补偿二极管；DC电源，其布置为所述与偏置补偿二极管串联，所述偏置补偿二极管和所述DC电源布置为所述与输出并联；和高电压开关，其耦合跨越所述偏置补偿二极管，其中，所述高电压开关配置为当所述高电压开关电源正在发生脉冲时关断，并且当所述高电压开关电源并非正在发生脉冲时开启。10.如权利要求9所述的高电压功率系统，还包括偏置补偿电容器，其布置为至少跨越所述DC...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼斯，
申请(专利权)人：鹰港科技有限公司，
类型：发明
国别省市：