[发明专利]纳秒脉冲器射频隔离

说明书

一些实施例包括等离子体系统。等离子体系统包括等离子体腔室、射频驱动器、纳秒脉冲器、第一滤波器及第二滤波器。射频驱动器以大于2兆赫的射频频率来驱动射频突发至等离子体腔室。纳秒脉冲器以脉冲重复频率及峰值电压来驱动脉冲至等离子体腔室。脉冲重复频率小于射频频率，峰值电压大于2千伏特。第一滤波器配置在射频驱动器及等离子体腔室之间。第二滤波器配置在纳秒脉冲器及等离子体腔室之间。

背景技术

半导体装置的制程在不同的阶段使用等离子体制程来制造半导体装置，其中半导体装置可以包含微处理器、内存芯片及其他种类型的集成电路与装置。等离子体制程涉及透过向气体混合物中引入射频(Radio Frequency，RF)能量，而向气体分子传递能量，以激励气体混合物。气体混合物通常被容置在真空腔室(即等离子体腔室)中，射频能量通常通过电极而引入到等离子体腔室中。

在传统的等离子体制程中，射频产生器在无线频率处产生功率，且该功率通过射频电缆及网络而传输到等离子体腔室，该无线频率被广义的理解为在3kHz至300GHz的区间中。为了提供从射频产生器到等离子体腔室的有效传输的功率，而使用一中继电路并以等离子体腔室的可变阻抗来匹配射频产生器的固定阻抗。该中继电路通常被称为射频阻抗匹配网络，或是更简单地称为射频匹配网络。

发明内容

本发明的实施例包含等离子体系统。等离子体系统包含等离子体腔室；射频驱动器驱动多个具有射频频率的射频突发至等离子体腔室；纳秒脉冲器驱动多个具有脉冲重复频率的脉冲至该等离子体腔室，脉冲重复频率小于该射频频率；高通滤波器配置在射频驱动器及等离子体腔室之间；以及低通滤波器配置在纳秒脉冲器及等离子体腔室之间。

在一些实施例中，射频驱动器可以包含可变阻抗射频驱动器。在一些实施例中，射频驱动器可以包含全桥式(或半桥式)切换电路、谐振电路及/或变压器。

在一些实施例中，射频驱动器及/或纳秒脉冲器中之其中之一或二者可以包含电阻输出级及/或能量恢复电路。

在一些实施例中，高通滤波器可以包含电容。在一些实施例中，低通滤波器可以包含电感。在一些实施例中，射频驱动器可以包含纳秒脉冲器。

一些实施例包含等离子体系统。等离子体系统包含等离子体腔室；射频驱动器驱动具有大于2兆赫的射频频率的射频突发至等离子体腔室；纳秒脉冲器驱动多个具有脉冲重复频率及峰值电压的脉冲至等离子体腔室，脉冲重复频率小于射频频率，峰值电压大于2千伏特；第一滤波器配置在射频驱动器及等离子体腔室之间；以及第二滤波器配置在纳秒脉冲器及等离子体腔室之间。在一些实施例中，脉冲重复频率大于1万赫兹。

在一些实施例中，第一滤波器包含高通滤波器。在一些实施例中，第一滤波器包含电容，电容与射频驱动器及等离子体腔室串联，电容包含小于约500皮亨利的电容值。在一些实施例中，第一滤波器包含电感，该电感耦接射频驱动器的输出端及接地端。

在一些实施例中，第二滤波器包含低通滤波器。在一些实施例中，第二滤波器包含电感，电感串联纳秒脉冲器及等离子体腔室，电感具有小于约50uH的电感值。在一些实施例中，第二滤波器包含电容，该电容耦接纳秒脉冲器的输出端及接地端。

在一些实施例中，等离子体腔室包含天线，天线电性耦接射频驱动器。在一些实施例中，等离子体腔室包含阴极，阴极电性耦接射频驱动器。在一些实施例中，等离子体腔室包含阴极，阴极电性耦接纳秒脉冲器。

一些实施例包含等离子体系统。等离子体系统包含等离子体腔室，等离子体腔室具有天线及阴极；射频驱动器电性耦接天线，射频驱动器以大于约2兆赫的射频频率，而在等离子体腔室中产生多个射频突发；纳秒脉冲器电性耦接阴极，纳秒脉冲器产生多个具有脉冲重复频率及电压的脉冲至等离子体腔室，脉冲重复频率小于射频频率，电压大于2千伏特；电容配置在射频驱动器及天线之间；以及电感配置在纳秒脉冲器及阴极之间。

在一些实施例中，电容具有小于约100pF的电容值。在一些实施例中，电感具有小于约10nH的电感值。在一些实施例中，脉冲重复频率大于1万赫兹。