[发明专利]用于高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)的功率输送

说明书

一种用于产生和输送用于处理腔室的脉冲高电压信号的系统，包括：远程设置的高电压源、脉冲发生器、第一屏蔽缆线和第二屏蔽缆线，所述远程设置的高电压源产生高电压信号，所述脉冲发生器比所述高电压源相对更靠近所述处理腔室而设置，所述第一屏蔽缆线将高电压信号从远程设置的高电压源输送至脉冲发生器来加以脉冲，所述第二屏蔽缆线将脉冲高电压信号从脉冲发生器输送至处理腔室。一种用于产生和输送脉冲高电压信号到处理腔室的方法，包括以下步骤：在远离处理腔室的位置处产生高电压信号，将高电压信号输送到相对更靠近处理腔室的位置来加以脉冲，对所输送的高电压信号加以脉冲，和将脉冲高电压信号输送到处理腔室。

技术领域

本公开内容的实施方式涉及用于半导体处理腔室中的等离子体处理的功率输送。

背景技术

溅射(又称为物理气相沉积(PVD))是一种在集成电路中形成特征的方法。溅射将材料层沉积于基板上。源材料(如靶材)被由电场强力加速的离子轰击。此轰击使材料从靶材发射，并且材料接着沉积在基板上。

对于需要在PVD腔室中沉积介电材料的应用，相较于金属沉积应用，需要更高电压的脉冲DC产生器。为了最大化到靶材的功率输送，可以增加DC脉冲的电压，然而，对于电压可以增加多高直到靶材开始发弧和产生粒子是有限制的。或者，可以在保持相同的脉冲开启时间的同时增加脉冲频率，然而对于高电压(HV)电源能切换多快是有限制的。

发明内容

本文描述用于产生和输送脉冲高电压信号到处理腔室的方法和系统。在一些实施方式中，一种用于输送脉冲高电压信号到处理腔室的方法包括以下步骤：在远离处理腔室的位置处产生高电压信号，将高电压信号输送到相对更靠近处理腔室的位置来加以脉冲，对所输送的高电压信号加以脉冲和将脉冲高电压信号输送到处理腔室。

在一些实施方式中，为了改善功率输送，可使用低电感屏蔽缆线将脉冲高电压信号输送到处理腔室。

在一些实施方式中，一种用于产生和输送用于处理腔室的脉冲高电压信号的系统包括：远程设置的高电压源、脉冲发生器、第一屏蔽缆线和第二屏蔽缆线，远程设置的高电压源产生高电压DC信号，脉冲发生器比高电压DC源相对更靠近处理腔室而设置，第一屏蔽缆线用于将高电压DC信号从远程设置的高电压源输送至脉冲发生器来加以脉冲，第二屏蔽缆线用于将脉冲高电压信号从脉冲发生器输送至处理腔室。

在一些实施方式中，脉冲发生器位于处理腔室的顶表面上。此外，在一些实施方式中，第二屏蔽缆线是低电感屏蔽缆线，以增加功率输送效率。

本公开内容的其他和进一步的实施方式描述如下。

附图说明

可通过参考在附图中描绘的本公开内容的说明性实施方式来理解上文简要概述并在下文更详细论述的本公开内容的实施方式。然而，附图仅图示本公开内容的典型实施方式，由于本公开内容可允许其他等效的实施方式，因此附图不视为对范围的限制。

图1描绘根据本公开内容的一些实施方式的物理气相沉积(PVD)腔室的示意性横截面图。

图2描绘根据本原理的实施方式用于针对HiPIMS应用的功率输送的系统的高级框图(high level block diagram)。

图3描绘根据本原理的实施方式用于针对HiPIMS应用的功率输送的系统的高级框图。

图4A描绘由具有大于150nH/ft的电感额定值(inductance rating)的高电感屏蔽缆线输送的高电压信号的示波器测量结果的屏幕截图。

图4B描绘由具有小于50nH/ft的电感额定值的低电感屏蔽缆线输送的高电压信号的示波器测量结果的屏幕截图。

图5描绘根据本原理的实施方式的用于产生和输送脉冲高电压信号到处理腔室的方法的流程图。