[發明專利]用于高功率脈沖磁控濺射(HiPIMS)的功率輸送

在審

• 申請號: 201780064294.6
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN109863574A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 維加斯拉夫·巴巴揚;阿道夫·米勒·艾倫;邁克爾·斯托威爾;華忠強;卡爾·R·約翰遜;凡妮莎·法恩;劉菁菁
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01J37/34
• 分類號: H01J37/34
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

一種用于產生和輸送用于處理腔室的脈沖高電壓信號的系統，包括：遠程設置的高電壓源、脈沖發生器、第一屏蔽纜線和第二屏蔽纜線，所述遠程設置的高電壓源產生高電壓信號，所述脈沖發生器比所述高電壓源相對更靠近所述處理腔室而設置，所述第一屏蔽纜線將高電壓信號從遠程設置的高電壓源輸送至脈沖發生器來加以脈沖，所述第二屏蔽纜線將脈沖高電壓信號從脈沖發生器輸送至處理腔室。一種用于產生和輸送脈沖高電壓信號到處理腔室的方法，包括以下步驟：在遠離處理腔室的位置處產生高電壓信號，將高電壓信號輸送到相對更靠近處理腔室的位置來加以脈沖，對所輸送的高電壓信號加以脈沖，和將脈沖高電壓信號輸送到處理腔室。

技術領域

本公開內容的實施方式涉及用于半導體處理腔室中的等離子體處理的功率輸送。

背景技術

濺射(又稱為物理氣相沉積(PVD))是一種在集成電路中形成特征的方法。濺射將材料層沉積于基板上。源材料(如靶材)被由電場強力加速的離子轟擊。此轟擊使材料從靶材發射，并且材料接著沉積在基板上。

對于需要在PVD腔室中沉積介電材料的應用，相較于金屬沉積應用，需要更高電壓的脈沖DC產生器。為了最大化到靶材的功率輸送，可以增加DC脈沖的電壓，然而，對于電壓可以增加多高直到靶材開始發弧和產生粒子是有限制的。或者，可以在保持相同的脈沖開啟時間的同時增加脈沖頻率，然而對于高電壓(HV)電源能切換多快是有限制的。

發明內容

本文描述用于產生和輸送脈沖高電壓信號到處理腔室的方法和系統。在一些實施方式中，一種用于輸送脈沖高電壓信號到處理腔室的方法包括以下步驟：在遠離處理腔室的位置處產生高電壓信號，將高電壓信號輸送到相對更靠近處理腔室的位置來加以脈沖，對所輸送的高電壓信號加以脈沖和將脈沖高電壓信號輸送到處理腔室。

在一些實施方式中，為了改善功率輸送，可使用低電感屏蔽纜線將脈沖高電壓信號輸送到處理腔室。

在一些實施方式中，一種用于產生和輸送用于處理腔室的脈沖高電壓信號的系統包括：遠程設置的高電壓源、脈沖發生器、第一屏蔽纜線和第二屏蔽纜線，遠程設置的高電壓源產生高電壓DC信號，脈沖發生器比高電壓DC源相對更靠近處理腔室而設置，第一屏蔽纜線用于將高電壓DC信號從遠程設置的高電壓源輸送至脈沖發生器來加以脈沖，第二屏蔽纜線用于將脈沖高電壓信號從脈沖發生器輸送至處理腔室。

在一些實施方式中，脈沖發生器位于處理腔室的頂表面上。此外，在一些實施方式中，第二屏蔽纜線是低電感屏蔽纜線，以增加功率輸送效率。

本公開內容的其他和進一步的實施方式描述如下。

附圖說明

可通過參考在附圖中描繪的本公開內容的說明性實施方式來理解上文簡要概述并在下文更詳細論述的本公開內容的實施方式。然而，附圖僅圖示本公開內容的典型實施方式，由于本公開內容可允許其他等效的實施方式，因此附圖不視為對范圍的限制。

圖1描繪根據本公開內容的一些實施方式的物理氣相沉積(PVD)腔室的示意性橫截面圖。

圖2描繪根據本原理的實施方式用于針對HiPIMS應用的功率輸送的系統的高級框圖(high level block diagram)。

圖3描繪根據本原理的實施方式用于針對HiPIMS應用的功率輸送的系統的高級框圖。

圖4A描繪由具有大于150nH/ft的電感額定值(inductance rating)的高電感屏蔽纜線輸送的高電壓信號的示波器測量結果的屏幕截圖。

圖4B描繪由具有小于50nH/ft的電感額定值的低電感屏蔽纜線輸送的高電壓信號的示波器測量結果的屏幕截圖。

圖5描繪根據本原理的實施方式的用于產生和輸送脈沖高電壓信號到處理腔室的方法的流程圖。