TW202133553A - 高電壓脈衝電路 - Google Patents
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Abstract
一些實施例包括高電壓脈衝電路：高電壓脈衝電源；變壓器，電性耦接高電壓脈衝電源；輸出端，電性耦接變壓器，並用以輸出具有大於1千伏特的振幅及大於1千赫茲的脈衝重複頻率的多個高電壓脈衝；偏壓補償電路，並聯於輸出端，偏壓補償電路包括：第一電感器包括：多個電感元件及位於偏壓補償電路與高電壓脈衝電源之間的任意的雜散電感；及第二電感器包括：多個電感元件及位於偏壓補償電路與輸出端之間的任意的雜散電感。
Description
本案是關於脈衝電路領域，特別是一種高電壓脈衝電路。
在電漿沉積系統中，通常用夾頭將晶圓靜電固定在製程腔體中。在腔體內產生電漿，並導入高電壓脈衝將電漿內的離子加速至晶圓上。當夾頭與晶圓之間的電位超過某個電壓閾值（例如，約±2千伏特）時，作用在晶圓上的施力可能大到足以損壞或破壞晶圓。
一些實施例包括高電壓脈衝電路：高電壓脈衝電源；變壓器，電性耦接高電壓脈衝電源；輸出端，電性耦接變壓器，並用以輸出具有大於1千伏特的振幅及大於1千赫茲的脈衝重複頻率的多個高電壓脈衝；偏壓補償電路，並聯於輸出端，偏壓補償電路包括：第一電感器包括：多個電感元件及位於偏壓補償電路與高電壓脈衝電源之間的任意雜散電感；及第二電感器包括：多個電感元件及位於偏壓補償電路與輸出端之間的任意雜散電感。
這些被提及且作為說明的實施例並不是為了限制或限定本案，而是為了提供示例以幫助理解本案，並在實施方式中詳細闡述了其他的實施例，以提供進一步的說明。藉由驗證實施方式或應用實施方式所提出的一個或多個實施例，能進一步理解由一個或多個實施例所提供的優點。
在電漿沉積系統中，通常用夾頭（chuck）將晶圓靜電固定在製程腔體中。在製程腔體內產生電漿，並導入高電壓脈衝將電漿內的離子加速至晶圓上。當夾頭與晶圓之間的電壓超過特定電壓閾值（例如，約±2千伏特）時，作用在晶圓上的施力可能大到足以損壞或破壞晶圓。除此之外，將更高電壓的脈衝導入製程腔體可能是有益的，例如增加溝槽深度、改善品質或加速蝕刻過程。在沉積製程腔體內的電漿中導入較高的高電壓脈衝會影響夾頭與晶圓之間的電壓，並可能損壞或破壞晶圓。
在一些被揭示的系統及方法，在高電壓脈衝期間及無高電壓脈衝期間，能確保夾頭與晶圓之間的電壓近似或低於電壓閾值（例如，約±2千伏特）。 例如，這些系統在使用高電壓射頻電源時也可能會限制晶圓的自偏壓（self-biasing）。例如，這些系統及方法能補償電壓變化以確保夾頭與晶圓之間的電壓不超過電壓閾值。
在一些實施例，高電壓脈衝電路能產生脈衝電壓以導入電漿，脈衝電壓的振幅約為1千伏特（kV）、2千伏特、5千伏特、10千伏特、15千伏特、20千伏特、30千伏特、40千伏特等。在一些實施例，高電壓脈衝電路能以高達約500千赫茲（kHz）的頻率切換。在一些實施例，高電壓脈衝電路能提供可改變的脈衝寬度（pulse width）的單一脈衝，脈衝寬度的可改變範圍從約50奈秒（ns）至約1奈秒。在一些實施例，高電壓脈衝電路能以大於約10千赫茲的頻率切換。在一些實施例，高電壓脈衝電路能以小於約20奈秒的上升時間工作。
在本文中，用語「高電壓」能包括大於約1千伏特、10千伏特、20千伏特、50千伏特、100千伏特、1000千伏特等的電壓。用語「高頻率」可以是大於約1千赫茲、10千赫茲、100千赫茲、200千赫茲、500千赫茲、1百萬赫茲等的頻率。用語「高重複率（high repetition rate）」可以是大於約1千赫茲、10千赫茲、100千赫茲、200千赫茲、500千赫茲、1百萬赫茲等的頻率。用語「快速上升時間」能包括小於約1奈秒、10奈秒、50奈秒、100奈秒、250奈秒、500奈秒、1000奈秒等的上升時間。用語「快速下降時間」能包括小於約1奈秒、10奈秒、50奈秒、100奈秒、250奈秒、500奈秒、1000奈秒等的下降時間。用語「低電容值」能包括小於約1皮法拉（pf）、10皮法拉、100皮法拉、1000皮法拉等的電容值。用語「低電感值」能包括小於約10奈亨利（nH）、100奈亨利、1000奈亨利、10000奈亨利等的電感值。用語「短脈衝寬度」能包括小於約10000奈秒、1000奈秒、500奈秒、250奈秒、100奈秒、20奈秒等的脈衝寬度。
圖1為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路100的電路示意圖。高電壓脈衝電路100能概括為六個級（這些級能被分解為其他的級或被簡化為更少個數的級，或能包括圖中所示的元件，或能不包括圖中所示的元件）。高電壓脈衝電路100包括脈衝產生器（pulser）級101、電阻輸出級102、導線（lead）級103、直流偏壓電路104、第二導線級105及電漿負載106。脈衝產生器級101、電阻輸出級102及/或直流偏壓電路104能組成高電壓脈衝電路100。導線級103或第二導線級105也能包括在高電壓脈衝電路100中。而電漿負載106能包括製程腔體內的電漿負載。
在一些實施例，製程腔體能包括在電漿負載106中，製程腔體包括製程腔體主體，製程腔體主體包括製程腔體蓋、一個或多個側壁及製程腔體基座，製程腔體蓋、側壁及製程腔體基座用於定義製程空間。進氣口以穿透式設置於製程腔體蓋，進氣口流體連接於製程氣體源，並且進氣口用於從製程氣體源向製程空間提供一種或多種製程氣體。在一些實施例，電漿產生器能利用製程氣體以點燃並維持製程電漿，並且電漿產生器包括一個或多個感應線圈或天線，感應線圈或天線設置於製程空間外且靠近製程腔體蓋的位置。這些一個或多個感應線圈能電耦接至射頻電源，例如透過射頻匹配電路電耦接至射頻電源。電漿產生器能利用製程氣體及電磁場以點燃及維持製程電漿，其中電磁場是由感應線圈及射頻電源產生的。製程空間能利用真空出口流體連接於一個或多個專用的真空幫浦，真空幫浦能將製程空間維持在低於大氣壓的條件下，並從製程空間中排空製程氣體及/或其他氣體。基板支撐部件設置於製程空間中，並且基板支撐部件能設置於支撐軸（support shaft）上，例如延伸穿透製程腔體基座。
在一些實施例，基板能利用一個或多個側壁之一中的開口以移入至製程空間中，並且基板能從製程空間中移出。開口在基板的電漿製程期間是用門或閥密封的。 在一些實施例，基板能利用升降銷（lift pin）系統以傳送至靜電夾頭（electrostatic chuck，ESC）基板支撐件的接收表面，並且基板能從靜電夾頭基板支撐件的接收表面傳送出。
在一些實施例，基板支撐部件能包括支撐基座及/或靜電夾頭基板支撐件，靜電夾頭基板支撐件能熱耦接至支撐基座，並且靜電夾頭基板支撐件能設置在支撐基座上。在一些實施例，基板設置在靜電夾頭基板支撐件上，在基板製程期間，支撐基座能用於調節靜電夾頭基板支撐件及基板的溫度。在一些實施例，支撐基座包括一個或多個冷卻通道，冷卻通道設置在支撐基座中，冷卻通道流體耦接並流體連接至冷卻液源，冷卻液源例如冷媒源或具有相對高電阻的水源。在一些實施例，靜電夾頭基板支撐件包括加熱器，加熱器例如嵌入在介電質材料中的電阻元件。在一些實施例，支撐基座能由耐腐蝕導熱材料組成，耐腐蝕導熱材料例如鋁、鋁合金或不銹鋼之類的耐腐蝕金屬，並利用粘著劑或機械方式耦接至靜電夾頭基板支撐件。在一些實施例，靜電夾頭基板支撐件能由介電質材料組成，介電質材料例如塊狀燒結陶瓷材料（bulk sintered ceramic material）、抗腐蝕金屬氧化物材料或抗腐蝕金屬氮化物材料，抗腐蝕金屬氧化物材料或抗腐蝕金屬氮化物材料例如氧化鋁（Al2
O3
）、氮化鋁（AlN）、鈦氧化物（TiO）、氮化鈦（TiN）、氧化釔（Y2
O3
）、其混合物或其組合物。在一些實施例，靜電夾頭基板支撐件還包括嵌入在介電質材料中的偏壓電極。在一些實施例，偏壓電極能包括夾頭極（chucking pole），夾頭極能用於將基板固定（或夾住）至靜電夾頭基板支撐件的支撐表面，及/或夾頭極用以偏壓基板，並且是利用對應於本文所述的脈衝電壓偏壓方案的製程電漿以偏壓基板。偏壓電極例如能由一個或多個導電部組成，導電部例如一個或多個金屬網、金屬薄片、金屬板或其組合物。在一些實施例，偏壓電極能使用電導體電耦接至高電壓模組（high voltage module，HVM），高電壓模組向偏壓電極提供夾頭電壓。夾頭電壓例如在約-5000伏特與約5000伏特之間的靜態直流電壓，電導體例如同軸傳輸線，例如同軸纜線。
在一些實施例，偏壓電極能與靜電夾頭基板支撐件的基板接收表面隔開，並因此與基板隔開，其中是偏壓電極利用靜電夾頭基板支撐件的介電質材料層與靜電夾頭基板支撐件的基板接收表面隔開。於此結構下，平行板狀結構能由偏壓電極及介電質材料層組成，介電質材料層能具有約5奈法拉（nF）至約50奈法拉的有效電容。通常的情況下，介電質材料層的厚度在約0.1毫米至約1毫米之間，例如在約0.1毫米至約0.5毫米之間，或約0.3毫米。在一些實施例，偏壓電極能使用外部導體電耦接至脈衝產生級101，外部導體例如傳輸線。在一些實施例，能藉由選擇介電質材料及介電質材料層的厚度，使得介電質材料層的電容值Ce在約5奈法拉與約50奈法拉之間，例如在約7奈法拉與約10奈法拉之間。
在一些實施例，高電壓脈衝電路能在負載上建立脈衝電壓波形，負載能包括偏壓電極。高電壓脈衝電路能包括奈秒脈衝產生器、偏壓補償電路、電阻輸出級及/或能量回復電路。在定期重複發生且預定時長的時間間隔中，奈秒脈衝產生器能利用預定速率重複地導通及斷開其內部開關，並且在奈秒脈衝產生器的輸出端（即，至接地端）的電壓能維持在預定且實質固定的正電壓。
傳輸線能將高電壓脈衝電路的輸出端電連接至夾頭極（例如，偏壓電極）。高電壓脈衝電路的輸出端可以是電漿負載106的起始處。傳輸線的電導體能連接至耦接部件的偏壓電極，及/或連接至偏壓電極。傳輸線的電導體能包括：（元件a）同軸傳輸線，同軸傳輸線能包括柔性同軸電纜及剛性同軸傳輸線，柔性同軸電纜串聯剛性同軸傳輸線，柔性同軸電纜具有電感值Lflex
，剛性同軸傳輸線具有電感值Lrigid
；（元件b）絕緣高電壓耐電暈接線（insulated high-voltage corona-resistant hookup wire）；（元件c）裸線；（元件d）金屬棒；（元件e）電連接器；或（元件f）在（元件a）至（元件e）之中的電子元件的任何組合物。需特別注意的是，內部電導體能包括與外部電導體相同的基本元件。
在一些實施例，偏壓電極可以是金屬板，金屬板嵌入至靜電夾頭中，並且偏壓電極利用薄的介電質材料層與電漿隔開。在一些實施例，夾頭極可以是嵌入在靜電夾頭部分（例如，靜電夾頭基板支撐件）中的偏壓電極。外部導體（例如，傳輸線）及偏壓電極具有一些相對於接地端的雜散電容值Cs。
在一些實施例，高電壓脈衝電路100（或脈衝產生器級101）能將脈衝導入負載級，其中該脈衝能具有大於1千伏特、10千伏特、20千伏特、50千伏特、100千伏特、1000千伏特等的電壓，小於約1奈秒、10奈秒、50奈秒、100奈秒、250奈秒、500奈秒、1000奈秒等的上升時間，小於約1奈秒、10奈秒、50奈秒、100奈秒、250奈秒、500奈秒、1000奈秒等的下降時間，以及大於約1千赫茲、10千赫茲、100千赫茲、200千赫茲、500千赫茲、1百萬赫茲等的頻率。
在一些實施例，脈衝產生器級101例如能包括可產生大於500伏特的脈衝、大於10安培的峰值電流或脈衝寬度小於約10000奈秒、1000奈秒、100奈秒、10奈秒的任何裝置。在另一些實施例，脈衝產生器級101能產生振幅大於1千伏特、5千伏特、10千伏特、5千伏特、200千伏特等的脈衝。在另一些實施例，脈衝產生器級101能產生上升時間或下降時間小於約5奈秒、50奈秒、或300奈秒等的脈衝。
在一些實施例，脈衝產生器級101能產生多個高電壓叢發（burst）。各個高電壓叢發例如能包括具有快速上升時間及快速下降時間的多個高電壓脈衝。該些高電壓叢發例如能具有約10赫茲至10千赫茲的叢發重複頻率。具體而言，例如，該些高電壓叢發能具有約10赫茲、100赫茲、250赫茲、500赫茲、1千赫茲、2.5千赫茲、5千赫茲或10千赫茲等的叢發重複頻率。
在各個高電壓叢發中，高電壓脈衝能具有約1千赫茲、10千赫茲、100千赫茲、200千赫茲、500千赫茲、1百萬赫茲等的脈衝重複頻率。
在一些實施例，叢發重複頻率時間是從高電壓叢發至下一個高電壓叢發的時間，並且偏壓補償開關是以叢發重複頻率運作。
在一些實施例，脈衝產生器級101能包括一個或多個開關S1（例如，固態開關，例如絕緣閘雙極電晶體（IGBT）、金氧半場效電晶體（MOSFET）、碳化矽金氧半場效電晶體（SiC MOSFET）、碳化矽接面型電晶體（SiC junction transistor）、場效電晶體（FET）、碳化矽開關（SiC switche）、氮化鎵開關（GaN switche）、光導開關（photoconductive switch）等），該些開關S1耦接電壓源V2。在一些實施例，脈衝產生器級101能包括一個或多個源極緩衝器電阻器（source snubber resistor）R3、一個或多個源極緩衝（source snubber resistor）二極體D4、一個或多個源極緩衝電容器C5、或一個或多個源極續流（source freewheeling）二極體D2。脈衝產生器級101的該些開關S1及/或電路能以並聯連接或串聯連接。
在一些實施例，脈衝產生器級101能產生具有高頻率、快速上升時間、快速下降時間、高頻率等的多個高電壓脈衝。脈衝產生器級101能包括一個或多個奈秒脈衝產生器。
在一些實施例，脈衝產生器級101能包括高電壓脈衝電源。
脈衝產生器級101能例如包括專利申請案（美國專利申請號14/542,487，專利名稱為「高電壓奈秒脈衝產生器」）所描述的任何脈衝產生器，基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。脈衝產生器級101能例如包括專利申請案（美國專利第9,601,283號，專利名稱為「高效絕緣閘雙極電晶體開關」）所描述的任何脈衝產生器，基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。脈衝產生器級101能例如包括專利申請案（美國專利申請號15/365,094，專利名稱為「高電壓變壓器」）所描述的任何脈衝產生器，基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。
脈衝產生器級101能例如包括高電壓開關（例如，請參閱圖3）。例如，脈衝產生器級101能包括圖15所描述的高電壓開關1500。在另一些實施例，脈衝產生器級101能例如包括專利申請案（美國專利申請號16/178,565，於2018年11月1日申請，專利名稱為「具有隔離電源的高電壓開關」）所描述的任何開關，其中描述的全部或任何部分的任何裝置（例如，開關），基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。
在一些實施例，脈衝產生器級101能包括變壓器T2。變壓器T2能包括變壓器鐵心（例如，環形鐵心或非環形鐵心）。至少有一個初級線圈在變壓器鐵心上環繞一次或少於一次，次級線圈在變壓器鐵心上環繞多次。
在一些實施例，變壓器T2能包括環繞變壓器鐵心的單匝初級線圈及多匝次級線圈。單匝初級線圈例如能包括一個或多個導線，該些導線在變壓器鐵心上環繞一次或少於一次。單匝初級線圈例如能包括多於2個、10個、20個、50個、100個、250個、1200個等的個別的單匝初級線圈。在一些實施例，初級線圈能包括導電片。
多匝次級線圈例如能包括一個導線，該導線在變壓器鐵心上環繞多次。多匝次級線圈例如能在變壓器鐵心上環繞超過2次、10次、25次、50次、100次、250次、500次等。在一些實施例，多個多匝次級線圈能環繞在變壓器鐵心上。在一些實施例，次級線圈能包括導電片。
在一些實施例，高電壓變壓器能用於輸出電壓，該電壓大於1000伏特，並且該電壓具有小於150奈秒或小於50奈秒或小於5奈秒的快速上升時間。
在一些實施例，高電壓變壓器能具有低阻抗值及/或低電容值。例如，高電壓變壓器的初級側具有雜散電感器，並且在初級側測量的雜散電感器的電感值小於100奈亨利、50奈亨利、30奈亨利、20奈亨利、10奈亨利、2奈亨利、100皮亨利，及/或高電壓變壓器的次級側具有雜散電容器，並且在次級側測量的雜散電容器的電容值小於100皮法拉、30皮法拉、10皮法拉、1皮法拉。
變壓器T2能例如包括專利申請案（美國專利申請號15/365,094，專利名稱為「高電壓變壓器」）所描述的任何變壓器，基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。
在一些實施例，多個脈衝產生器101能以並聯連接且/或串聯連接。在一些實施例，脈衝產生器級101能跨接電感器L1及/或電阻器R1以耦接電阻輸出級102。在一些實施例，電感器L1能具有約5微亨利至約25微亨利的電感值。在一些實施例，電阻器R1能具有約50歐姆至約250歐姆的電阻值。各個脈衝產生器級101還能包括防逆（blocking diode）二極體D4或二極體D6的其中一者，或包括二極體D4及二極體D6。在一些實施例，電容器C4能代表二極體D6的雜散電容值。
在一些實施例，電阻輸出級102能使電容性負載（例如，晶圓及/或電漿）放電。
在一些實施例，電阻輸出級102能包括由電感器L1及/或電感器L5代表的一個或多個電感元件。電感器L5例如能代表電阻輸出級102中導線的雜散電感值，並且電感器L5可具有小於約500奈亨利、250奈亨利、100奈亨利、50奈亨利、25奈亨利、10奈亨利等的電感值。電感器L1例如能被設定，使得脈衝產生器級101流入電阻器R1的功率最小化。
在一些實施例，電阻輸出級102能包括至少一個電阻器Rl，例如電阻輸出級102能包括以串聯連接或並聯連接的多個電阻器，並且電阻輸出級102能使負載（例如，電漿體鞘電容（plasma sheath capacitance））放電。
在一些實施例，電阻器R1能對電漿負載106放電，例如在快速的時間尺度（例如，1 奈秒、10奈秒、50奈秒、100奈秒、250奈秒、500奈秒、1000奈秒等時間範圍）。電阻器R1能為低電阻值以確保通過電漿負載106的脈衝具有快速的下降時間tf
。
在一些實施例，電阻輸出級102可用以在各個脈衝週期期間以超過約1千瓦的平均功率及/或焦耳或較少的能量放電。在一些實施例，電阻輸出級102中的電阻器R1的電阻值可能小於200歐姆。
在一些實施例，電容器C11能代表電阻器R1（或由電阻器R1代表串聯連接或並聯連接的多個電阻器）的雜散電容，該雜散電容包括串聯連接及/或並聯連接電阻器的電容器。電容器C11的電容值例如可小於500皮法拉、250皮法拉、100皮法拉、50皮法拉、10皮法拉、1皮法拉等。例如，電容器C11的電容值可小於負載電容，例如小於電容器C2、電容器C3及/或電容器C9的總電容值，或電容器C2、電容器C3或電容器C9的單個電容值。
在一些實施例，電阻輸出級102能包括多個電路元件的集合，該些電路元件能用於控制負載上的電壓波形的形狀。在一些實施例，電阻輸出級102能僅包括被動元件（例如，電阻器，電容器，電感器等）。在一些實施例，電阻輸出級102能包括主動元件（例如，開關）以及被動元件。在一些實施例，電阻輸出級102例如能用於控制波形的電壓上升時間及/或波形的電壓下降時間。
在一些實施例，電阻輸出級102能用於同時具有高脈衝電壓及高頻率的脈衝的電路中，或能用於具有高脈衝電壓的脈衝的電路中，或能用於具有高頻率的脈衝的電路中，其中高脈衝電壓例如大於1千伏特、10千伏特、20千伏特、50千伏特、100千伏特等的電壓，高頻率例如大於1千赫茲、10千赫茲、100千赫茲、200千赫茲、500千赫茲、1百萬赫茲等的頻率。
在一些實施例，能決定電阻輸出級102以操作高平均功率、高峰值功率、快速上升時間、快速下降時間。例如，平均額定功率（average power rating）可能大於約0.5千瓦、1千瓦、10千瓦、25千瓦等，或者峰值額定功率（peak power rating）可能大於約1千瓦、10千瓦、100千瓦、1百萬瓦等。
在一些實施例，電阻輸出級102能包括多個被動部件的串聯網路或並聯網路。例如，電阻輸出級102能包括串聯連接的電阻器、電容器及電感器。在另一些實施例，電阻輸出級102能包括並聯連接的電感器及電容器，以及串聯連接的電容器-電感器組合及電阻器。
在一些實施例，例如，防逆二極體D1能確保電流流過電阻器R1。電容器C8例如能代表防逆二極體D1的雜散電容值。
在一些實施例，電阻輸出級102可由能量回復電路、任何其他回復級或能在快速的時間尺度上從電漿快速吸收電荷的任何其他電路來代替。
在一些實施例，電阻輸出級102與直流偏壓電路104之間包括導線（lead）及/或走線（trace），並且導線級103能代表導線及/或走線。其中導線及/或走線的電感值能以電感器L2或電感器L6的其中一者代表，或以電感器L2及電感器L6代表。
在此實施例，直流偏壓電路104不包括任何偏壓補償。直流偏壓電路104包括偏壓電源電壓V1，偏壓電源電壓V1例如能對輸出電壓施以正偏壓或負偏壓。在一些實施例，偏壓電源電壓V1能被調節以改變晶圓電壓與夾頭電壓之間的偏壓。在一些實施例，偏壓電源電壓V1能具有約±5千伏特、±4千伏特、±3千伏特、±2千伏特、±1千伏特等的電壓。
在一些實施中，偏壓電容器C12能將直流偏壓電壓與電阻輸出級隔離（或分離），或將直流偏壓電壓與其他電路元件隔離（或分離），或將直流偏壓電壓與電阻輸出級及其他電路元件隔離（或分離）。偏壓電容器C12例如能容許電位從部分的電路轉移至另一部分的電路。在一些實施例，電位偏壓能確保靜電力維持在電壓閾值以下，該靜電力用以將晶圓維持在夾頭的適當位置。電阻器R2能將直流偏壓電源與脈衝產生器級101輸出的高電壓脈衝隔離。
在一些實施例，偏壓電容器C12例如100皮法拉、10皮法拉、1皮法拉、100微法拉、10微法拉、1微法拉等。電阻器R2例如能具有高電阻值，例如電阻值約為1千歐姆、10千歐姆、100千歐姆、1百萬歐姆、10百萬歐姆、100百萬歐姆等。
第二導線級105代表脈衝產生器級與電漿負載106之間的電路元件。電阻器R13例如能代表從脈衝產生器級的輸出端連接至電極（例如，電漿負載106）的導線或傳輸線的電阻。電容器C1例如能代表導線或傳輸線中的雜散電容值。
在一些實施例，電漿負載106能代表用於半導體製程腔體的理想電路或有效電路，半導體製程腔體例如電漿沉積系統，半導體製程系統，電漿濺射系統等。例如，電容器C2能代表夾頭的電容，其中晶圓可設置於該夾頭上。夾頭例如能包括介電質材料。例如，電容器C1可具有低電容值（例如，約10皮法拉、100皮法拉、500皮法拉、1奈法拉、10奈法拉、100奈法拉等）。
電容器C3例如能代表電漿與晶圓之間的鞘電容（sheath capacitance）。電阻器R6例如能代表電漿與晶圓之間的鞘電阻。電感器L7例如能代表電漿與晶圓之間的鞘電感。電流源I2例如能代表通過鞘的離子電流。例如，電容器C1或電容器C3可具有低電容值（例如，約10皮法拉、100皮法拉、500皮法拉、1奈法拉、10奈法拉、100奈法拉等）。
電容器C9例如能代表在製程腔體壁與晶圓的頂部表面之間的電漿內的電容。電阻器R7例如能代表在製程腔體壁與晶圓的頂部表面之間的電漿內的電阻。電流源I1例如能代表電漿中的離子電流。例如，電容器C1或電容器C9可具有低電容值（例如，約10皮法拉、100皮法拉、500皮法拉、1奈法拉、10奈法拉、100奈法拉等）。
如在本文中所使用的，電漿電壓是從接地端至電路節點123測得的電壓。晶圓電壓是從接地端至電路節點122的電壓，能代表晶圓表面的電壓。夾頭電壓是從接地端至電路節點121的電壓。電極電壓是從地至電路節點124的電壓。輸入電壓是從接地端至電路節點125的電壓。
圖2為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路100產生的波形的波形示意圖。在這些示例波形，脈衝波形205能代表提供至電漿負載106的電壓。如圖所示，脈衝波形205是電路節點124上的電壓，並且脈衝波形205產生具有以下特性的脈衝：高電壓（例如，大於約4千伏特，如波形所示），快速上升時間（例如，小於約200奈秒，如波形所示），快速下降時間（例如，小於約200奈秒，如波形所示）及短脈衝寬度（ 例如，小於約300奈秒，波形所示）。波形210能代表電路節點122處的電壓，例如晶圓表面。波形215代表通過電漿的電流，例如通過電感器L7的電流。
在暫態期間（例如，在圖中未示出的初始數目的脈衝期間），來自脈衝產生器級101的高電壓脈衝對電容器C2充電。由於電容器C2的電容值比電容器C3及/或電容器C1的電容值都大，或者由於脈衝的脈衝寬度短，所以電容器C2可能會從高電壓脈衝產生器獲取多個脈衝以完全充電。電容器C2充滿電後，電路將達到穩定狀態，如圖2中的波形所示。
在穩定狀態下並且當開關S1是斷開時，電容器C2已充電並緩慢地透過電阻輸出級102放電，如波形210略微上升的斜率所示。一旦電容器C2已充電並且當開關S1是斷開時，動搖（waver）表面（電容器C2與電容器C3之間的節點）的電壓為負電壓。該負電壓可以是脈衝產生器級101提供的脈衝的電壓的負值。對於圖2所示的波形，各個脈衝的電壓約為4千伏特，並且晶圓上的穩態電壓約為-4千伏特。這將導致有負電位跨過電漿（例如，跨過電容器C3），並且該負電位將正離子從電漿加速至晶圓表面。當開關S1斷開時，電容器C2上的電荷透過電阻輸出級102緩慢放電。
當開關S1從斷開改變為導通時，隨著電容器C2被充電，跨過電容器C2的電壓能翻轉（來自脈衝產生器的脈衝是高電壓的，如波形205所示）。另外，如波形210所示，隨著電容器C2被充電，電路節點123（例如，晶圓表面）的電壓改變至大約為零電壓。因此，來自高電壓脈衝產生器的脈衝能產生電漿電位 （例如，電漿中的電位），該電漿電位從負的高電壓上升至零電壓，並且以高頻率回復至負的高電壓，並且該脈衝具有快速上升時間、快速下降時間或短脈衝寬度中的任何一個的特性或全部的特性。
在一些實施例，電阻輸出級102（即，以電阻輸出級102代表的元件）的作用能快速地使電容器C1（即，雜散電容）放電，並且能使電容器C2與電容器C3之間的節點的電壓快速地回復至穩定的負電壓，穩定的負電壓約-4千伏特，如波形210所示。電阻輸出級102能允許電容器C2與電容器C3之間的節點的電壓存在約％的時間，使離子加速至晶圓的時間最大化。在一些實施例，可特別地選擇電阻輸出級102中包括的元件，以最佳化離子加速至晶圓的時間，並在該時間時維持電壓幾乎恆定。也就是，例如具有快速上升時間及快速下降時間的短脈衝可能是有用的，因此可能會存在相當長且相當一致的負電位。
在一些實施例，能利用偏壓補償子系統來調節半導體製程腔體中的夾頭電壓。例如，能對夾頭施加夾頭電壓以追蹤叢發的開/關模式的軌跡，以確保夾頭上的電壓恆定。
在一些實施例，任何高電壓脈衝電路能包括本文中的電阻輸出級，該電阻輸出級能包括專利申請案（美國專利申請號15/941,731，於2018年3月30日申請，專利名稱為「高電壓電阻輸出級電路」）所描述的任何或全部元件、設置、功能，基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。
圖3為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路300的電路示意圖。高電壓脈衝電路300類似於高電壓脈衝電路100。在此實施例，脈衝產生器級110包括高電壓開關S1。在一些實施例，開關S1能包括串聯連接的多個開關，以共同地斷開及導通多個高電壓。例如，開關S1能包括在圖15中所示的高電壓開關1500。在另一些實施例，開關S1能例如包括專利申請案（美國專利申請號16/178,565，於2018年11月1日申請，專利名稱為「具有隔離電源的高電壓開關」）所描述的任何開關，出於所有目的，將其整體併入本公開內容。
在一些實施例，脈衝產生器級101或脈衝產生器級110能用於產生高電壓脈衝。另外，脈衝產生器級101與脈衝產生器級110可以互換。
在此實施例，直流偏壓電路104不包括任何偏壓補償。
在一些實施例，脈衝產生器級110能產生脈衝，其中該脈衝能具有大於1千伏特、10千伏特、20千伏特、50千伏特、100千伏特、1000千伏特等的電壓，小於約1奈秒、10奈秒、50奈秒、100奈秒、250奈秒、500奈秒、1000奈秒等的上升時間，小於約1奈秒、10奈秒、50奈秒、100奈秒、250奈秒、500奈秒、1000奈秒等的下降時間，以及大於約1千赫茲、10千赫茲、100千赫茲、200千赫茲、500千赫茲、1百萬赫茲等的頻率。
在一些實施例，脈衝產生器級101能包括射頻電源，例如射頻產生器。
圖4為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路（例如，高電壓脈衝電路100或高電壓脈衝電路300）產生的波形的波形示意圖。晶圓波形405能代表晶圓上的電壓，並且夾頭波形410能代表夾頭上的電壓。晶圓波形405是在圖3的電路圖中標有電路節點122的位置測量。夾頭波形410是在圖3的電路圖上標有電路節點121的位置測量。如圖所示，在脈衝期間，夾頭波形410與晶圓波形405之間的電壓差異約為4千伏特。隨著峰值電壓高於2千伏特，可能會損壞製程腔體內的夾頭上的晶圓。
圖4中的波形示出了約10秒的六個叢發，各個叢發內有多個脈衝。
圖5為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路500的電路示意圖。高電壓脈衝電路500類似於高電壓脈衝電路300。脈衝產生器級110、電阻輸出級102及/或偏壓補償電路104能組成高電壓脈衝電路500。導線級103或第二導線級105也能包括在高電壓脈衝電路500中。而電漿負載106能包括製程腔體內的電漿負載。
在此實施例，偏壓補償電路114是被動的偏壓補償電路，並且能包括偏壓補償二極體505及偏壓補償電容器510。偏壓補償二極體505串聯連接於偏壓電源電壓V1。偏壓補償電容器510能跨接在偏壓電源電壓V1及電阻器R2之間，或跨接在偏壓電源電壓V1的兩端，或跨接在電阻器R2的兩端。偏壓補償電容器510能具有介於小於100奈法拉至100微法拉的電容值，例如約100微法拉、50微法拉、25微法拉、10微法拉、2微法拉、500奈法拉、200奈法拉等。
在一些實施例，偏壓補償二極體505能傳導電流，其中電流值介於10安培與1千安培之間，頻率介於10赫茲與10千赫茲之間。
在一些實施例，偏壓電容器C12能允許脈衝產生器級101的輸出端（例如，在標有電路節點125的位置）的電壓與電極上（例如，在標有電路節點124的位置）的電壓之間的補償電壓（voltage offset）。在操作中，電極例如能在叢發期間處於-2千伏特的直流電壓，而奈秒脈衝產生器的輸出處於+6千伏特與0伏特之間交替，其中在脈衝期間的輸出為+6千伏特，在脈衝與脈衝之間時的輸出為0伏特。
偏壓電容器C12能具有例如約100奈法拉、10奈法拉、1奈法拉、100微法拉、10微法拉、1微法拉等的電容值。電阻器R2能具有高電阻，例如約1千歐姆、10千歐姆、100千歐姆、1百萬歐姆、10百萬歐姆、100百萬歐姆等的電阻值。
在一些實施例，偏壓補償電容器510及偏壓補償二極體505能允許脈衝產生器級101的輸出端（例如，在標有電路節點125的位置）的電壓及電極上（例如，在標有電路節點124的位置）的電壓之間的失調電壓當各個叢發開始時建立，並達到所需的平衡狀態。例如，在多個脈衝（例如，約5至100個的脈衝）的進程中，各個叢發開始時電荷從電容器C12轉移至偏壓補償電容器510，因而在電路中建立正確的電壓。
在一些實施例，除非電壓經過校正，否則輸出可能導致電壓過衝或電壓下降。電壓過衝可能發生，例如在叢發開始，當電路節點121的電壓及電路節點124的電壓升高至高於期望值（例如，2千伏特）時。電壓下降可能發生，例如在叢發開始至結束的期間（例如，約5毫秒），當電路節點124的電壓在叢發開始至結束的期間（例如，峰值至峰值的電壓不變）向下移位時。電壓下降能將電路節點121的電壓從期望值降低，至多降低1.5千伏特。理想上，電路節點124的電壓應該是水平的（即，電壓過衝或電壓下降應被最小化或消除）。
在一些實施例，電路節點124的電壓不應超過電路節點121的電壓，因為它被偏壓補償電容器510實質箝位在二極體上。在各個叢發開始時，脈衝產生器級110能驅動幾乎其所有的輸出電流通過二極體505及偏壓補償電容器510以改變偏壓電容器C12上的電壓。但是，如果在該路徑中存在可觀的（即，不可忽略的）雜散電感（例如，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和），則該雜散電感會降低電壓並阻止電流流動。這能允許電路節點124的電壓升高（即，電路節點124的電壓過衝）或導致電流流向電路節點121，並且電漿負載106對夾頭充電（即，電路節點121的電壓過衝）。
在一些實施例，電壓下降或電壓過衝能藉由限制雜散電感的總和來解決，例如如下所述的雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和能低至50奈亨利。該雜散電感例如能協助將電壓過衝維持在400伏特以下。
在一些實施例，二極體505及偏壓補償電容器510能設置於帶狀線，使得電流在U形路徑中流動。帶狀線例如可以是一條傳輸線，該傳輸線的周圍是絕緣材料，該絕緣材料懸浮於印刷電路板內層上的兩個接地層之間。在一些實施例，二極體505及偏壓補償電容器510之間的間隔能最大化。在一些實施例，二極體505及偏壓補償電容器510的帶狀線可以是盡可能的寬，例如寬度約10、8、6、4、3、2、1、1/2英寸（inch）。
在一些實施例，可藉由將電路節點124連接至二極體505的輸入端（例如，在雜散電感L22），使最小化或消除導線的雜散電感L22。
在一些實施例，可藉由將偏壓補償電容器510的低電位側（例如，在雜散電感L24側）直接接地，使最小化或消除導線的導線電感L24。
在此實施例，偏壓補償電路114包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路500包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路114與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路114與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。
在一些實施例，元件之間的距離能被最小化以減小雜散電感。例如，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。在另一些實施例，組成二極體505的個別元件能設置在距離標有電路節點124的位置或接地端的位置小於10、8、6、4、3、2、1、1/2英寸的範圍內。在另一些實施例，組成偏壓補償電容器510的個別元件能設置在與標有電路節點124的位置或接地端的位置之間的距離小於10、8、6、4、3、2、1、1/2英寸的範圍內。
在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，能包括電阻器515，電阻器515跨接在二極體505的兩端。在一些實施例，電阻器515能具有小於約1千歐姆至1百萬歐姆的電阻值，例如，小於約100千歐姆。
在一些實施例，偏壓補償電容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
圖6為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路500產生的波形的波形示意圖。如圖所示，在脈衝叢發期間，晶圓波形605與夾頭波形610之間的電壓偏壓是維持固定的，但在叢發期間之後，晶圓波形605與夾頭波形610之間的電壓偏壓維持充電。在此實施例，在脈衝期間，晶圓波形605與夾頭波形610之間的電壓差小於約2千伏特，這也許在可接受的公差內。在此實施例，然而，在脈衝與脈衝之間的期間的晶圓波形605與夾頭波形610之間的電壓差大於約7千伏特，這也許就不在可接受的公差內。
圖6中的波形顯示約10秒的六個叢發，各個叢發內有多個脈衝。
圖7為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路700的電路示意圖。高電壓脈衝電路700類似於高電壓脈衝電路500，並且包括第二脈衝器電路705。脈衝產生器級110、電阻輸出級102、第二脈衝產生器701、第二脈衝產生器電路705或直流偏壓電路104能組成高電壓脈衝電路700。
第二脈衝產生器電路705能包括偏壓補償電路114或類似於偏壓補償電路114的元件。
第二脈衝產生器電路705能包括第二脈衝產生器701。第二脈衝產生器701例如能包括圖1或圖3所示的脈衝產生器級110的一個或多個或所有元件。脈衝產生器級110能包括奈秒脈衝產生器或高電壓開關，如本件中所揭示的（例如，圖15及相關段落）。在一些實施例，當脈衝產生器級101產生脈衝時（例如，在叢發期間），第二脈衝產生器701能是關閉的。脈衝產生器級101未產生脈衝時（例如，叢發與叢發之間時），第二脈衝產生器701能是啟動的。
第二脈衝產生器電路705還能包括電感器L9及開關710，其中電感器L9位於變壓器T2的次級側上，並且開關710能耦接於電壓源V6。電感器L9能代表第二脈衝器電路705的雜散電感，並且能具有低電感值，例如小於約500奈亨利、250奈亨利、100奈亨利、50奈亨利、25奈亨利等的電感值。在一些實施例，電壓源V6能代表開關710的觸發器。
在一些實施例，第二脈衝器電路705能包括防逆二極體D7。防逆二極體D7例如能確保電流從開關710流至電漿負載106。電容器C14例如能代表防逆二極體D7的雜散電容。電容器C14的電容值例如能具有低電容值，例如小於約1奈法拉；500皮法拉、200皮法拉、100皮法拉、50皮法拉、25皮法拉等。
在一些實施例，當脈衝產生器級110產生脈動時，開關710可以是斷開的。當脈衝產生器級110未產生脈衝以補償（或偏壓）由脈衝產生器級提供的電壓時，開關710可以導通的。
在一些實施例，開關710能包括串聯連接的多個開關，以共同地斷開及導通多個高電壓。在一些實施例，開關710能包括圖15中所示的高電壓開關1500。在另一些實施例，開關905能例如包括專利申請案（美國專利申請號16/178,565，於2018年11月1日申請，專利名稱為「具有隔離電源的高電壓開關」）所描述的任何開關，其中描述的全部或任何部分的任何裝置（例如，開關），基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。
在此實施例，偏壓補償電路114包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路700包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路114與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路114與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。
在一些實施例，元件之間的距離能被最小化以減小雜散電感。例如，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。在另一些實施例，組成二極體505的個別元件能設置在距離標有電路節點124的位置或接地端的位置小於10、8、6、4、3、2、1、1/2英寸的範圍內。在另一些實施例，組成偏壓補償電容器510的個別元件能設置在與標有電路節點124的位置或接地端的位置之間的距離小於10、8、6、4、3、2、1、1/2英寸的範圍內。
在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，偏壓補償容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
圖8為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路700產生的波形的波形示意圖。晶圓波形805能代表晶圓上的電壓，並且夾頭波形810能代表夾頭上的電壓。晶圓波形805是在圖7的電路圖中標有電路節點122的位置測量。夾頭波形810是在圖7的電路圖上標有電路節點121的位置測量。偏壓波形815是在圖7的電路圖上標有電路節點124的位置測量。在此實施例，偏壓補償電容器510正在放電，並且可能要求第二脈衝產生器電路705包括比電壓源V2更高的電壓源，例如以便對偏壓補償電容器510充電，其中對偏壓補償電容器510充電可能需要幾千瓦的功率。
圖8中的波形顯示約10秒的六個叢發，各個叢發內有多個脈衝。
圖9為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路900的電路示意圖。高電壓脈衝電路900類似於高電壓脈衝電路100。脈衝產生器級110、電阻輸出級102及/或偏壓補償電路914能組成高電壓脈衝電路900。
在此實施例，偏壓補償電路914能包括高電壓開關905，高電壓開關905跨接在偏壓補償二極體505上，並且耦接於供應電源V1。在一些實施例，高電壓開關905能包括串聯連接的多個開關，以共同地斷開及導通多個高電壓。例如，高電壓開關905能包括圖15中所示的高電壓開關1500。在一些實施例，高電壓開關905能耦接於開關觸發器V4。
高電壓開關905能串聯耦接於偏壓補償電感器L4及/或電阻器R11。偏壓補償電感器L4能限制通過高電壓開關905的峰值電流。偏壓補償電感器L4例如能具有小於約100奈亨利的電感值，例如約250奈亨利、100奈亨利、50奈亨利、25奈亨利、10奈亨利、5奈亨利、1奈亨利等。電阻器R11例如能將功耗轉移至電阻輸出級102。電阻器R11例如能具有小於約1000歐姆、500歐姆、250歐姆、100歐姆、50歐姆、10歐姆等的電阻值。在一些實施例，偏壓補償電感器L4、二極體D10及電阻器R11是以串聯連接。
在一些實施例，高電壓開關905能包括緩衝電路（snubber circuit）。緩衝電路能包括電阻器R9、緩衝二極體D8、緩衝電容器C15及緩衝器電阻器R10。
在一些實施例，電阻器R8能代表偏壓電源電壓V1的雜散電阻。電阻器R8例如能具有高電阻值，例如約10千歐姆、100千歐姆、1百萬歐姆、10百萬歐姆、100百萬歐姆、1吉歐姆等。
在一些實施例，高電壓開關905能包括串聯連接的多個開關，以共同地斷開及導通多個高電壓。在一些實施例，開關905能包括圖15中所示的高電壓開關1500。在另一些實施例，高電壓開關905能例如包括專利申請案（美國專利申請號16/178,565，於2018年11月1日申請，專利名稱為「具有隔離電源的高電壓開關」）所描述的任何開關，基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。
在一些實施例，當脈衝產生器級110產生脈動時，高電壓開關905可以是斷開的。當脈衝產生器級110未產生脈衝時，高電壓開關905可以是導通的。當高電壓開關905是導通時，例如能使電流短路通過偏壓補償二極體505。該短路通過的電流能允許晶圓與夾頭之間的偏壓小於2千伏特，這也許在可接受的公差內。
在一些實施例，高電壓開關905能允許電極電壓（標有電路節點124的位置的電壓）及晶圓電壓（標有電路節點122的位置的電壓）快速地恢復（例如，小於約100奈秒、200奈秒、500奈秒、1微秒）至夾頭電壓（標有電路節點121的位置的電壓）。例如，在圖10、圖11A及圖11B中所示。
在此實施例，偏壓補償電路914包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路900包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路914與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路914與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。在一些實施例，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。
在一些實施例，偏壓補償電容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
偏壓補償電感器L4例如能具有小於約100奈亨利的電感值，例如約250奈亨利、100奈亨利、50奈亨利、25奈亨利、10奈亨利、5奈亨利、1奈亨利等。在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，能包括電阻器515，電阻器515跨接在二極體505的兩端。在一些實施例，電阻器515能具有小於約1千歐姆至1百萬歐姆的電阻值，例如，小於約100千歐姆。
在一些實施例，高電壓開關905及/或緩衝二極體D8能具有寄生電容（或雜散電容）。該寄生電容例如能與偏壓補償電感器L4共同引起某些振鈴。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的電壓下降。在一些實施例，藉由將偏壓補償電感器L4維持在低電感值，使偏壓補償電容器510上的電壓下降能被最小化或消除。在一些實施例，二極體D10能與偏壓補償電感器L4共同操作，或者代替偏壓補償電感器，以進一步減小或最小化偏壓補償電容器510上的任何電壓下降。
藉由選擇電感器的電感值能例如補償或校正以下情況：從電感器L5振鈴至電容器C2，產生電容器C2的過衝；電容器C2或電容器C1與電感器L5的諧振振鈴；或偏壓補償電感器L4與高電壓開關905及/或緩衝二極體D8的寄生電容的相互作用引起的電壓下降。
圖10為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路900產生的波形的波形示意圖。晶圓波形1005能代表晶圓上的電壓，夾頭波形1010能代表夾頭上的電壓，並且偏壓波形1015能代表來自偏壓補償電路914的電壓。晶圓波形1005是在圖9的電路圖上標有電路節點122的位置測量。夾頭波形1010是在圖9的電路圖上標有電路節點121的位置測量。偏壓波形1015是在圖9的電路圖上標有電路節點124的位置測量。
圖10中的波形顯示約10秒的六個叢發，各個叢發內有多個脈衝。
圖11A及圖11B為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路900產生的波形的波形示意圖。圖11A示出具有340個脈衝的單個叢發，並且圖11B示出叢發內的幾個脈衝。偏壓波形1105示出在電極處的電壓（在圖9中標有電路節點124的位置），並且夾頭波形1110示出在晶圓處的電壓（在圖9中標有電路節點122的位置）。需特別注意的是，電極處及晶圓處的電壓傾向於追蹤約2千伏特的恆定偏壓。該些波形還顯示脈衝產生器關閉至下一個叢發開始之間的時期，電壓如何回復至直流值。
圖12為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路1200的電路示意圖。高電壓脈衝電路1200類似於高電壓脈衝電路900。脈衝產生器級110、電阻輸出級102及/或偏壓補償電路1214能組成高電壓脈衝電路1200。
在一些實施例，偏壓補償電路1214能包括四個高電壓開關級（包括開關1220、開關1225、開關1230及開關1235），該四個高電壓開關級能與偏壓補償二極體505交錯連接或並聯連接。各個高電壓開關級包括一個開關（例如，開關1220、開關1225、開關1230及開關1235）及一個分壓電阻器（例如，電阻器R15、電阻器R16、電阻器R17及電阻器R18）。電阻器R11及/或偏壓補償電感器L4串聯連接於高電壓開關級。偏壓補償電感器L4例如能具有小於約100奈亨利的電感值，例如約250奈亨利、100奈亨利、50奈亨利、25奈亨利、10奈亨利、5奈亨利、1奈亨利等。
在一些實施例，當脈衝產生級110產生脈衝時，開關1220、開關1225、開關1230及開關1235可以是斷開的。當脈衝產生級110未產生脈衝時，開關1220、開關1225、開關1230及開關1235可以是導通的。當開關1220、開關1225、開關1230及開關1235是導通時，例如能使電流短路通過偏壓補償二極體505。該短路通過的電流能允許晶圓與夾頭之間的偏壓小於2千伏特，這也許在可接受的公差內。
各個開關1220、開關1225、開關1230及開關1235各別能包括串聯連接的多個開關，以共同地斷開及導通多個高電壓。例如，各個開關1220、開關1225、開關1230及開關1235能共同地或單獨地例如包括圖15中所示的高電壓開關1500。在另一些實施例，各個開關1220、開關1225、開關1230及開關1235能共同地或單獨地包括例如專利申請案（美國專利申請號16/178,565，於2018年11月1日申請，專利名稱為「具有隔離電源的高電壓開關」）所描述的任何開關，基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。
在一些實施例，分壓電阻器（例如，電阻器R15、電阻器R16、電阻器R17及電阻器R18）能具有高電阻值，例如約1千歐姆、10千歐姆、100千歐姆、1百萬歐姆、10百萬歐姆、100百萬歐姆等。
在此實施例，示出了四個高電壓開關級，任何數量的高電壓開關級都能被使用。
在此實施例，偏壓補償電路1214包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路1200包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1214與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1214與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。在一些實施例，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。
在一些實施例，偏壓補償電容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
在一些實施例，例如，偏壓補償電感器L4能具有小於約100微亨利的電感，例如，約50微亨利、25微亨利、10微亨利、5微亨利、1微亨利、0.5微亨利、0.25微亨利等。
在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，能包括電阻器515，電阻器515跨接在二極體505的兩端。在一些實施例，電阻器515能具有小於約1千歐姆至1百萬歐姆的電阻值，例如，小於約100千歐姆。
在一些實施例，開關1220、開關1225、開關1230及開關1235能具有寄生電容（或雜散電容）。該寄生電容例如能與偏壓補償電感器L4共同引起某些振鈴。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的電壓下降。在一些實施例，藉由將偏壓補償電感器L4維持在低電感值，使偏壓補償電容器510上的電壓下降能被最小化或消除。在一些實施例，能利用二極體並聯連接於偏壓補償電感器L4，或者代替偏壓補償電感器L4，以進一步減小或最小化偏壓補償電容器510上的任何電壓下降。
圖13為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路1300的電路示意圖。高電壓脈衝電路1300類似於高電壓脈衝電路1200。脈衝產生器級110、電阻輸出級102及/或偏壓補償電路1314能組成高電壓脈衝電路高電壓脈衝電路。
在此實施例，偏壓補償電路1314類似於偏壓補償電路1214。在此實施例，具有偏壓補償電路1314的各個開關模組（開關1220、開關1225、開關1230及開關1235）能包括對應的緩衝電路。各個緩衝電路能包括緩衝二極體及緩衝電容器。在一些實施例，緩衝二極體能包括緩衝器電阻器，緩衝器電阻器跨接在緩衝二極體的兩端。各個開關模組能包括電阻器，電阻器能確保串聯連接的各個開關之間能均勻地平分電壓。
在此實施例，偏壓補償電路1314包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路1300包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1314與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1314與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。在一些實施例，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。。
在一些實施例，偏壓補償電容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
在一些實施例，例如，偏壓補償電感器L4能具有小於約100微亨利的電感，例如，約50微亨利、25微亨利、10微亨利、5微亨利、1微亨利、0.5微亨利、0.25微亨利等。
在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，能包括電阻器515，電阻器515跨接在二極體505的兩端。在一些實施例，電阻器515能具有小於約1千歐姆至1百萬歐姆的電阻值，例如，小於約100千歐姆。
在一些實施例，開關1220、開關2225、開關1230及/或開關1235，及/或二極體D10、二極體D11、二極體D12及/或二極體D13能具有寄生電容（或雜散電容）。該寄生電容能連接於緩衝電容器C15、緩衝電容器C16、緩衝電容器C17及/或緩衝電容器C18，例如能與偏壓補償電感器L4共同引起某些振鈴。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的一些電壓下降。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的電壓下降。在一些實施例，藉由將偏壓補償電感器L4維持在低電感值，使偏壓補償電容器510上的電壓下降能被最小化或消除。在一些實施例，能利用二極體並聯連接於偏壓補償電感器L4，或者代替偏壓補償電感器L4，以進一步減小或最小化偏壓補償電容器510上的任何電壓下降。
圖14為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路1400的電路示意圖。脈衝產生器級110、電阻輸出級102及/或偏壓補償電路1414能組成高電壓脈衝電路1400。高電壓脈衝電路1400類似於高電壓脈衝電路900。在此實施例，偏壓補償電路1414不包括緩衝電路。在此實施例，偏壓補償電路1414包括偏壓補償電感器L4，偏壓補償電感器L4串聯連接於開關S4。偏壓補償電感器L4的電感值能小於約300奈亨利、100奈亨利、10奈亨利、1奈亨利等。
在一些實施例，開關S4能包括圖15中所示的高電壓開關1500。在另一些實施例，開關S4能例如包括專利申請案（美國專利申請號16/178,565，於2018年11月1日申請，專利名稱為「具有隔離電源的高電壓開關」）所描述的任何開關，基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。
在此實施例，偏壓補償電路1414包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路1400包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1414與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1414與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。在一些實施例，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。
在一些實施例，偏壓補償電容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
在一些實施例，例如，偏壓補償電感器L4例如能具有小於約100奈亨利的電感值，例如約50微亨利、25微亨利、10微亨利、5微亨利、1微亨利、0.5微亨利、0.25微亨利等。
在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，能包括電阻器515，電阻器515跨接在二極體505的兩端。在一些實施例，電阻器515能具有小於約1千歐姆至1百萬歐姆的電阻值，例如，小於約100千歐姆。
在一些實施例，開關S4能具有寄生電容（或雜散電容）。該寄生電容例如能與偏壓補償電感器L4共同引起某些振鈴。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的電壓下降。在一些實施例，藉由將偏壓補償電感器L4維持在低電感值，使偏壓補償電容器510上的電壓下降能被最小化或消除。在一些實施例，能利用二極體並聯連接於偏壓補償電感器L4，或者代替偏壓補償電感器L4，以進一步減小或最小化偏壓補償電容器510上的任何電壓下降。
圖15為根據本案一些實施例所繪示之具有隔離電源的高電壓開關1500的方塊示意圖。高電壓開關1500能包括多個開關模組（例如，共同的多個開關模組1505、單獨的開關模組1505、單獨的開關模組1505A、開關模組1505B、開關模組1505C及開關模組1505D），開關模組能依據高壓電壓源1560以進行電壓切換，並且高壓電壓源1560具有快速的上升時間，及/或高頻率，及/或具有可變的脈衝寬度。各個開關模組能包括開關（例如，固態開關）。
在一些實施例，開關能電耦接於閘極驅動器電路，例如開關1510能電耦接於閘極驅動器電路1530。閘極驅動器電路1530能包括電源及/或隔離光纖觸發器（即，閘極觸發器或開關觸發器），例如閘極驅動器電路1530能包括電源1540及/或隔離光纖觸發器1545。開關1510D例如能包括集極，射極及閘極（或汲極，源極及閘極）。電源能利用閘極驅動器電路以驅動開關的閘極，例如電源1540能利用閘極驅動器電路1530以驅動開關1510的閘極。閘極驅動器電路1530能例如隔離於高電壓開關1500的其他元件。
在一些實施例，電源1540能被隔離，例如使用隔離變壓器。隔離變壓器能包括低電容變壓器。隔離變壓器的低電容值能例如允許電源1540在快速時間尺度上充電，並且不需大電流。隔離變壓器能具有小於例如約100皮法拉的電容值。在另一些實施例，隔離變壓器能具有小於約30皮法拉至100皮法拉的電容值。在一些實施例，隔離變壓器能提供高達1千伏特、5千伏特、10千伏特、25千伏特、50千伏特等的電壓隔離。
在一些實施例，隔離變壓器能具有低電容值的雜散電容器。例如，隔離變壓器能具有小於約1000皮法拉、100皮法拉、10皮法拉等的雜散電容器。在一些實施例，低電容值能最小化低壓元件（例如，輸入控制電源的源極）的電耦合，及/或能減少電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）的產生（例如，電噪聲的產生）。在一些實施例，隔離變壓器的變壓器雜散電容器能包括在初級線圈與次級線圈之間測量的電容器。
在一些實施例，隔離變壓器可以是直流轉直流轉換器（DC to DC converter）或交流轉直流轉換器（AC to DC transformer）。在一些實施例，隔離變壓器例如能包括110伏特的交流變壓器。無論如何，隔離變壓器能從高電壓開關1500中的其他元件提供隔離的電源。在一些實施例，隔離可以是電流（galvanic）式的隔離，使得隔離變壓器的初級側上沒有導體穿透至隔離變壓器的次級側，或隔離變壓器的初級側沒有接觸隔離變壓器的次級側。
在一些實施例，變壓器能包括初級線圈，初級線圈能緊密地環繞或包裹在變壓器鐵心上。在一些實施例，初級線圈能包括包裹在變壓器鐵心周圍的導電片。在一些實施例，初級線圈能包括一個或多個線圈。
在一些實施例，次級線圈能以盡可能遠離鐵心的方式環繞變壓器鐵心。例如，組成次級線圈的線圈束能以穿過變壓器鐵心中的孔的中心環繞。在一些實施例，次級線圈能包括一個或多個線圈。在一些實施例，組成次級線圈的線圈束能包括例如圓形或正方形的橫截面，以最小化雜散電容。在一些實施例，絕緣體（例如，油或空氣）能設置在初級線圈、次級線圈或變壓器鐵心之間。
在一些實施例，使次級線圈遠離變壓器鐵心能具有優點。 例如，使次級線圈遠離變壓器鐵心能降低隔離變壓器的初級側與隔離變壓器的次級側之間的雜散電容。 在另一些實施例，使次級線圈遠離變壓器鐵心能允許隔離變壓器的初級側與隔離變壓器的次級側之間的截止工作電壓（standoff voltage）為高電壓，使得在工作期間不產生電暈（corona）及/或擊穿（breakdown）。
在一些實施例，隔離變壓器的初級側（例如，初級線圈）與隔離變壓器的次級側（例如，次級線圈）之間的間隔可以是約0.1英寸、0.5英寸、1英寸、5英寸或10英寸。在一些實施例，隔離變壓器的鐵心與隔離變壓器的次級側（例如，次級線圈）之間的常見間隔可以是約0.1英寸、0.5英寸、1英寸、5英寸或10英寸。在一些實施例，線圈之間的間隙能填充最低介電質的材料，例如可以是真空，空氣，任何絕緣氣體或液體，或相對介電常數小於3的固態材料。
在一些實施例，電源（例如，電源1540A、電源1540B、電源1540C、電源1540D）能包括任何類型的電源，該些電源可提供高截止工作電壓（高隔離電壓）或具有低電容值（例如，小於約100皮法拉、100皮法拉、10皮法拉等）。在一些實施例，控制電壓電源能以60赫茲的頻率來提供1520伏特的交流電或240伏特的交流電。
在一些實施例，各個電源1540可與單個控制電壓電源感應地電耦接。例如，電源1540A可經由第一變壓器與電源電耦接。例如，電源1540A可經由第一變壓器與電源電耦接。電源1540B可經由第二變壓器與電源電耦接。電源1540C可經由第三變壓器與電源電耦接。電源1540D可經由第四變壓器與電源電耦接。例如，可使用能在各種電源之間提供電壓隔離的任何類型的變壓器。
在一些實施例，第一變壓器、第二變壓器、第三變壓器及第四變壓器能包括不同的次級線圈，該些不同的次級線圈能環繞在單個變壓器的鐵心上。 例如，第一變壓器能包括第一次級線圈，第二變壓器能包括第二次級線圈，第三變壓器能包括第三次級線圈，並且第四變壓器能包括第四次級線圈。各個次級線圈中都能環繞在單個變壓器的鐵心上。在一些實施例，第一次級線圈、第二次級線圈、第三次級線圈、第四次級線圈或初級線圈能包括環繞在變壓器鐵心上的單個線圈或多個線圈。
在一些實施例，電源1540A、電源1540B、電源1540C及/或電源1540D可以不分享返回參考接地端或局部接地端。
隔離光纖觸發器1545例如也能隔離於高電壓開關1500的其他元件。隔離光纖觸發器能包括光纖接收器，該光纖接收器允許各個開關模組為浮動，相對於其他開關模組及/或高電壓開關1500的其他元件，及/或例如同時允許主動控制各個開關模組的閘極。
在一些實施例，各個開關模組的返回參考接地端或局部接地端或公共接地端能隔離於彼此，例如使用隔離變壓器。
各個開關模組1505電隔離於公共接地端，例如能允許將多個開關以串聯連接的方式設置以做為累積式高電壓開關。在一些實施例，開關模組時序中的滯後能被允許或設計。例如，各個開關模組1505能被設置或額定為1千伏特的開關。各個開關模組1505能電隔離於彼此，及/或關閉各個開關模組的時間能不需要在一段時間內完全一致，其中該時間是由緩衝電容器的電容值及/或開關的額定電壓定義的。
在一些實施例，電隔離能提供許多優點。例如，一個可能的優點能包括最小化切換與切換之間的跳動及/或允許任何的切換時間點。例如，各個開關1510能具有小於約500奈秒、50奈秒、20奈秒、5奈秒等的開關轉換跳動。
在一些實施例，兩個元件（或兩個電路）之間的電隔離可能意味著兩個元件之間的電阻值極高，及/或可能代表兩個元件之間的電容值很低。
各個開關1510能包括任何類型的固態開關元件，例如絕緣閘雙極電晶體、金氧半場效電晶體、碳化矽金氧半場效電晶體、碳化矽接面型電晶體、場效電晶體、碳化矽開關、氮化鎵開關、光導開關等。 例如，開關能切換高電壓（例如，大於約1千伏特的電壓），並且能以高速（例如，重複率大於約500千赫茲）進行高電壓切換，高頻率（例如，大於1千赫茲）進行高電壓切換，及/或以快速上升時間（例如，上升時間小於約25奈秒）進行高電壓切換，及/或以長脈衝長度（例如，大於約10毫秒）進行高電壓切換。在一些實施例，各個開關能分別額定用於開關1200伏特至1700伏特的電壓，但各個開關組合時，能開關大於4800伏特至6800伏特的電壓（對於四個開關）。在一些實施例，開關能使用在各種其他的額定電壓。
使用大數量的較低電壓開關，而不是使用少數量的較高電壓開關，能具有優點。例如，低電壓開關通常具有更好的性能。低電壓開關能比高電壓開關能更快地開關，能具有更快的暫態時間，及/或能更有效地開關。但是，隨著開關的次數越多，可能必須的時序問題就越嚴重。
如圖15所示的具有隔離電源的高電壓開關1500包括四個開關模組1505。雖然在圖15中示出四個開關模組，但是能使用任何數量的開關模組，例如，兩個、八個、十二個、十六個、二十個、二十四個開關模組等等。例如，如果各個開關模組中的各個開關的額定電壓為1200伏特，並且使用了十六個開關，則高電壓開關能開關高達19.2千伏特的電壓。在另一些實施例，如果各個開關模組中的各個開關的額定電壓為1700伏特，並且使用了十六個開關，則高電壓開關能開關高達27.2千伏特的電壓。
在一些實施例，高電壓開關1500能包括快速電容器1555。例如，快速電容器1555能包括串聯一個或多個電容器，該些電容器以串聯連接及/或以並聯連接。這些電容器能例如包括一個或多個聚丙烯電容器（polypropylene capacitor）。快速電容器1555能存儲來自高壓電壓電源1560的能量。
在一些實施例，快速電容器1555能具有低電容值。在一些實施例，快速電容器1555能具有約1微法拉、約5微法拉、約1微法拉與約5微法拉之間、約100奈法拉與約1000奈法拉之間的電容值等等。
在一些實施例，高電壓開關1500能包括或能不包括撬棒二極體（crowbar diode）1550。撬棒二極體1550能包括以串聯連接或並聯連接的多個二極體，例如這對於驅動電感性負載是有益的。在一些實施例，撬棒二極體1550能包括一個或多個肖特基二極體（Schottky diode），例如碳化矽肖特基二極體。撬棍二極體1550能例如感測來自高電壓開關1500的開關的電壓是否高於特定閾值。如果高於特定閾值，則撬棒二極體1550能使開關模組至接地端的功率短路。例如，撬棍二極體1550能在開關之後允許以交流電路徑將存儲在電感性負載中的能量放電，因此例如能防止較大的感應電壓尖峰。在一些實施例，撬棒二極體1550能具有低電感值，例如1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利等。在一些實施例，撬棒二極體1550能具有低電容值，例如100皮法拉、1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利等。
在一些實施例，例如當負載1565主要是電阻性時，能不使用撬棒二極體1550。
在一些實施例，各個閘極驅動器電路能產生小於約1000奈秒、100奈秒、10奈秒、5奈秒、3奈秒、1奈秒等的跳動。在一些實施例，各個開關1510能具有最小的導通時間（例如，小於約10微秒、1微秒、500奈秒、100奈秒、50奈秒、10奈秒、5奈秒等），以及最大的導通時間（例如，大於25秒、10秒、5秒、1秒、500毫秒等）。
在一些實施例，各個高電壓開關在工作期間能在彼此導通及/或斷開的1奈秒之內導通及/或斷開。
在一些實施例，各個開關模組1505能具有相同或實質相同（±5％）的雜散電感器。雜散電感器能包括開關模組1505內與電感器不相關的任何電感，例如導線、二極體、電阻器、開關1510及/或電路板走線等的電感。各個開關模組1505內的雜散電感器能具有低電感值，例如小於約300奈亨利、100奈亨利、10奈亨利、1奈亨利等。各個開關模組1505之間的雜散電感器能包括低電感值，例如小於約300奈亨利、100奈亨利、10奈亨利、1奈亨利等。
在一些實施例，各個開關模組1505能具有相同或實質相同（±5％）的雜散電容器。雜散電容能器包括開關模組1505內與電容器不相關的任何電容，例如導線、二極體、電阻器、開關1510及/或電路板走線等的電容。各個開關模組1505內的雜散電容器能具有低電容值，例如小於約1000皮法拉、100皮法拉、10皮法拉等。各個開關模組1505之間的雜散電容器能具有低電容值，例如小於約1000皮法拉、100皮法拉、10皮法拉等。
平分電壓的缺陷能例如利用被動緩衝電路（例如，緩衝二極體1515、緩衝電容器1520及/或續流二極體1525）來解決。例如，各個開關1510導通或斷開之間的時間上的小差異，或電感器或電容器的差異可能導致多個電壓尖峰。該些電壓尖峰能藉由不同的緩衝電路（例如，緩衝二極體1515、緩衝電容器1520及/或續流二極體1525）來減輕。
緩衝器電路能包括緩衝器二極體1515、緩衝器電容器1520、緩衝器電阻器116及/或續流二極體1525。在一些實施例，緩衝器電路能並聯連接於開關1510。在一些實施例，緩衝電容器1520可具有低電容值，例如小於約100皮法拉。
在一些實施例，高電壓開關1500能電耦接於負載1565，或著高電壓開關1500能包括負載1565（例如，電阻性負載、電容性負載或電感性負載）。負載1565例如能具有從50歐姆至500歐姆的電阻值。可替代地或附加地，負載1565可以是電感性負載或電容性負載。
圖16為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形1600的波形示意圖。波形1600是由產生正2千伏特偏壓的高電壓脈衝電路產生的（例如，偏壓電源電壓V1產生2千伏特），並輸出峰值電壓為7千伏特的訊號。在此實施例，高電壓脈衝電路包括高電壓開關（例如，高電壓開關905）。當脈衝產生器級產生脈動時，高電壓開關可以是斷開的。當脈衝產生器級未產生脈衝時，高電壓開關可以是導通的。
波形1605代表來自脈衝產生器級101的電壓。波形1610代表從接地端至電路節點124測得的電極電壓。波形1615代表從接地端至電路節點122測得的晶圓電壓。波形1620代表流過偏壓補償電路114的電流。
波形1600示出叢發的最後一個脈衝，並且在叢發之後電路回復穩態。波形1600示出了電極電壓與晶圓電壓之間連續的2千伏特偏壓。該偏壓是夾頭電壓，並且如圖所示維持連續的2千伏特的夾頭電壓可能在避免損壞晶圓所需的閾值之內。
圖17為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形1700的波形示意圖。波形1700是由產生正2千伏特偏壓的高電壓脈衝電路產生的（例如，偏壓電源電壓V1產生2千伏特），並輸出峰值電壓為6千伏特的訊號。在此實施例，高電壓脈衝電路包括高電壓開關（例如，高電壓開關905）。當脈衝產生器級產生脈動時，高電壓開關可以是斷開的。當脈衝產生器級未產生脈衝時，高電壓開關可以是導通的。
波形1705代表來自脈衝產生器級101的電壓。波形1710代表從接地端至電路節點124測得的電極電壓。波形1715代表從接地端至電路節點122測得的晶圓電壓。波形1720代表流過偏壓補償電路114的電流。
波形1700示出了叢發內的所有脈衝。
圖18為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形1800的波形示意圖。波形1800是由產生正2千伏特偏壓的高電壓脈衝電路產生的（例如，偏壓電源電壓V1產生2千伏特），並輸出峰值電壓為6千伏特的訊號。在此實施例，高電壓脈衝電路包括高電壓開關（例如，高電壓開關905）。當脈衝產生器級產生脈動時，高電壓開關可以是斷開的。當脈衝產生器級未產生脈衝時，高電壓開關可以是導通的。
波形1805代表來自脈衝產生器級101的電壓。波形1810代表從接地端至電路節點124測得的電極電壓。波形1815代表從接地端至電路節點122測得的晶圓電壓。波形1820代表流過偏壓補償電路114的電流。
波形1800示出了叢發內的所有脈衝。
圖19為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路1900的電路示意圖。高電壓脈衝電路1900類似於圖9中所示的高電壓脈衝電路900。在此實施例，從高電壓脈衝電路900中移除電阻輸出級102，並且增加能量回復電路1905。脈衝產生器級110、能量回復電路1905及/或偏壓補償電路914能組成高電壓脈衝電路1900。
在一些實施例，高電壓脈衝電路1900能包括脈衝產生器級101，脈衝產生器級101耦接於能量回復電路1905。脈衝產生器級101及能量回產電路1905能耦接於偏壓補償電路914及電漿負載106。電漿負載106能包括任何類型的負載，例如本文中描述的任何負載。
能量回復電路1905能位於變壓器T1的次級側上或電耦接於變壓器T1的次級側。能量回復電路1905例如能包括跨過變壓器T1的次級側的二極體1930（例如，撬棍二極體）。能量回復電路1905例如能包括二極體1910及電感器1915（二極體1910及電感器1915以串聯連接），能允許電流從變壓器T1的次級側流動以對電源C7充電。二極體1910及電感器1915能電連接於變壓器T1的次級側及電源C7。在一些實施例，能量回復電路1905能包括二極體1935及/或電感器1940，二極體1935及/或電感器1940電耦接於變壓器T1的次級側。電感器1940能代表雜散電感，及/或能包括變壓器T1的雜散電感。
在一些實施例，當奈秒脈衝產生器啟動時，電流能對電漿負載106充電（例如，對電容器C3、電容器C2或電容器C9充電）。例如，當變壓器T1的次級側上的電壓升高至高於電源C7的充電電壓時，電流能流過電感器1915。當奈秒脈衝產生器關閉時，電流可以從電漿負載106中的電容器流過電感器1915，以對電源C7充電，直到跨越電感器1915兩端的電壓為零。二極體1930能防止電漿負載106內的電容器振鈴，例如因為電漿負載106的電感器及/或偏壓補償電路914中的電感器而振鈴。
二極體1910能例如防止電荷從電源C7流至電漿負載106內的電容器。
電感器1915的電感值能被選擇以控制電流下降時間。在一些實施例，電感器1915能具有在1微亨利至500微亨利之間的電感值。
在一些實施例，能量回復電路1905能包括可用於控制流過電感器1915的電流的開關。例如，該開關能串連連接於電感器1915。因此，當開關S1斷開時，該開關能是導通的，及/或脈衝產生器級101不再產生脈動以允許電流從電漿負載106流回至高電壓負載C7。該開關例如能包括高電壓開關，例如高電壓開關1500。
在一些實施例，脈衝產生器級101能包括高電壓開關1500，以代替或補充脈衝產生器級101中示出的各種元件。在一些實施例，使用的高電壓開關1500能至少去除變壓器T1及開關S1。
在一些實施例，偏壓補償電路914能包括高電壓開關905，高電壓開關905跨接在偏壓補償二極體505的兩端並且耦接於供應電源V1。在一些實施例，高電壓開關905能包括串聯連接的多個開關905，以共同地斷開及導通多個高電壓。例如，高電壓開關905能包括在圖15中所示的高電壓開關1500。在一些實施例，高電壓開關905能耦接於開關觸發器V4。
高電壓開關905能串聯耦接於偏壓補償電感器L4、二極體D10及/或電阻器R11。偏壓補償電感器L4能限制通過高電壓開關905的峰值電流。偏壓補償電感器L4例如能具有小於約100奈亨利的電感值，例如約250奈亨利、100奈亨利、50奈亨利、25奈亨利、10奈亨利、5奈亨利、1奈亨利等。電阻器R11例如能將功耗轉移至電阻輸出級102。電阻器R11的電阻例如能具有小於約1000歐姆、500歐姆，250歐姆，100歐姆，50歐姆，10歐姆等的電阻值。在一些實施例，偏壓補償電感器L4、二極體D10及電阻器R11是以串聯連接。
在一些實施例，高電壓開關905能包括緩衝電路。緩衝電路能包括電阻器R9、緩衝二極體D8、緩衝電容器C15及緩衝器電阻器R10。
在一些實施例，電阻器R8能代表偏壓電源電壓V1的雜散電阻。電阻器R8例如能具有高電阻值，例如約10千歐姆、100千歐姆、1百萬歐姆、10百萬歐姆、100百萬歐姆、1吉歐姆等。
在一些實施例，高電壓開關905能包括串聯連接的多個開關，以共同地斷開及導通多個高電壓。例如，高電壓開關905能包括在圖15中所示的高電壓開關1500。在另一些實施例，高電壓開關905能例如包括專利申請案（美國專利申請號16/178,565，於2018年11月1日申請，專利名稱為「具有隔離電源的高電壓開關」）所描述的任何開關，基於所有理由，該專利申請案之整體併入本案。
在一些實施例，當脈衝產生器級110產生脈動時，高電壓開關905可以是斷開的。當脈衝產生器級110未產生脈衝時，高電壓開關905可以是導通的。當高電壓開關905是導通時，例如能使電流短路通過偏壓補償二極體505。該短路通過的電流能允許晶圓與夾頭之間的偏壓小於2千伏特，這也許在可接受的公差內。
在一些實施例，高電壓開關905能允許電極電壓（標有電路節點124的位置的電壓）及晶圓電壓（標有電路節點122的位置的電壓）快速地恢復（例如，小於約100奈秒、200奈秒、500奈秒、1微秒）至夾頭電壓（標有電路節點121的位置的電壓）。例如，在圖10、圖11A及圖11B中所示。
在此實施例，偏壓補償電路914包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路900包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路914與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路914與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。在一些實施例，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。
在一些實施例，偏壓補償電容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
偏壓補償電感器L4例如能具有小於約100奈亨利的電感值，例如約250奈亨利、100奈亨利、50奈亨利、25奈亨利、10奈亨利、5奈亨利、1奈亨利等。在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，能包括電阻器515，電阻器515跨接在二極體505的兩端。在一些實施例，電阻器515能具有小於約1千歐姆至1百萬歐姆的電阻值，例如，小於約100千歐姆。
在一些實施例，高電壓開關905及/或緩衝二極體D8能具有寄生電容（或雜散電容）。該寄生電容例如能與偏壓補償電感器L4共同引起某些振鈴。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的電壓下降。在一些實施例，藉由將偏壓補償電感器L4維持在低電感值，使偏壓補償電容器510上的電壓下降能被最小化或消除。在一些實施例，二極體D10能與偏壓補償電感器L4共同操作，或者代替偏壓補償電感器，以進一步減小或最小化偏壓補償電容器510上的任何電壓下降。
藉由選擇電感器的電感值能例如補償或校正以下情況：從電感器L5振鈴至電容器C2，產生電容器C2的過衝；電容器C2或電容器C1與電感器L5的諧振振鈴；或偏壓補償電感器L4與高電壓開關905及/或緩衝二極體D8的寄生電容的相互作用引起的電壓下降。
圖20為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路2000的電路示意圖。脈衝產生器級110、能量回復電路1905及/或偏壓補償電路1214能組成高電壓脈衝電路2000。高電壓脈衝電路2000類似於圖12所示的高電壓脈衝電路1200。在此實施例，在高電壓脈衝電路1200中移除電阻輸出級102，並且增加能量回復電路1905。
在一些實施例，高電壓脈衝電路2000能包括脈衝產生器級101，脈衝產生器級101耦接於能量回復電路1905。脈衝產生器級101及能量回復電路1905能耦接於偏壓補償電路1214及電漿負載106。電漿負載106能包括任何類型的負載，例如本文中描述的任何負載。
在此實施例，能量回復電路1905能位於變壓器T1的次級側上或電耦接於變壓器T1的次級側。能量回復電路1905例如能包括跨過變壓器T1的次級側的二極體1930（例如，撬棍二極體）。能量回復電路1905例如能包括二極體1910及電感器1915（二極體1910及電感器1915以串聯連接），能允許電流從變壓器T1的次級側流動以對電源C7充電。二極體1910及電感器1915能電連接於變壓器T1的次級側及電源C7。在一些實施例，能量回復電路1905能包括二極體1935及/或電感器1940，二極體1935及/或電感器1940電耦接於變壓器T1的次級側。電感器1940能代表雜散電感，及/或能包括變壓器T1的雜散電感。
當奈秒脈衝產生器啟動時，電流能對電漿負載106充電（例如，對電容器C3、電容器C2或電容器C9充電）。例如，當變壓器T1的次級側上的電壓升高至高於電源C7的充電電壓時，電流能流過電感器1915。當奈秒脈衝產生器關閉時，電流可以從電漿負載106中的電容器流過電感器1915，以對電源C7充電，直到跨越電感器1915兩端的電壓為零。二極體1930能防止電漿負載106內的電容器振鈴，例如因為電漿負載106的電感器及/或偏壓補償電路914中的電感器而振鈴。
二極體1910能例如防止電荷從電源C7流至電漿負載106內的電容器。
電感器1915的電感值能被選擇以控制電流下降時間。在一些實施例，電感器1915能具有在1微亨利至500微亨利之間的電感值。
在一些實施例，能量回復電路1905能包括可用於控制流過電感器1915的電流的開關。例如，該開關能串連連接於電感器1915。因此，當開關S1斷開時，該開關能是導通的，及/或脈衝產生器級101不再產生脈動以允許電流從電漿負載106流回至高電壓負載C7。該開關例如能包括高電壓開關，例如高電壓開關1500。
在一些實施例，脈衝產生器級101能包括高電壓開關1500，以代替或補充脈衝產生器級101中示出的各種元件。在一些實施例，使用的高電壓開關1500能至少去除變壓器T1及開關S1。
在此實施例，偏壓補償電路1214包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路1200包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1214與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1214與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。在一些實施例，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。
在一些實施例，偏壓補償電容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
在一些實施例，例如，偏壓補償電感器L4能具有小於約100微亨利的電感，例如，約50微亨利、25微亨利、10微亨利、5微亨利、1微亨利、0.5微亨利、0.25微亨利等。
在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，能包括電阻器515，電阻器515跨接在二極體505的兩端。在一些實施例，電阻器515能具有小於約1千歐姆至1百萬歐姆的電阻值，例如，小於約100千歐姆。
在一些實施例，開關1220、開關1225、開關1230及開關1235能具有寄生電容（或雜散電容）。該寄生電容例如能與偏壓補償電感器L4共同引起某些振鈴。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的電壓下降。在一些實施例，藉由將偏壓補償電感器L4維持在低電感值，使偏壓補償電容器510上的電壓下降能被最小化或消除。在一些實施例，能利用二極體並聯連接於偏壓補償電感器L4，或者代替偏壓補償電感器L4，以進一步減小或最小化偏壓補償電容器510上的任何電壓下降。
圖21為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路2100的電路示意圖。脈衝產生器級110、能量回復電路1905及/或偏壓補償電路1314能組成高電壓脈衝電路2100。高電壓脈衝電路2100類似於圖13所示的高電壓脈衝電路1300。在此實施例，如圖13所示，高電壓脈衝電路1300中移除電阻輸出級102，並且增加能量回復電路1905。
在一些實施例，高電壓脈衝電路2100能包括脈衝產生器級101，脈衝產生器級101耦接於能量回復電路1905。脈衝產生器級101及能量回復電路1905能耦接於偏壓補償電路1314及電漿負載106。電漿負載106能包括任何類型的負載，例如本文中描述的任何負載。
在此實施例，能量回復電路1905能位於變壓器T1的次級側上或電耦接於變壓器T1的次級側。能量回復電路1905例如能包括跨過變壓器T1的次級側的二極體1930（例如，撬棍二極體）。能量回復電路1905例如能包括二極體1910及電感器1915（二極體1910及電感器1915以串聯連接），能允許電流從變壓器T1的次級側流動以對電源C7充電。 二極體1910及電感器1915能電連接於變壓器T1的次級側及電源C7。在一些實施例，能量回復電路1905能包括二極體1935及/或電感器1940，二極體1935及/或電感器1940電耦接於變壓器T1的次級側。電感器1940能代表雜散電感，及/或能包括變壓器T1的雜散電感。
當奈秒脈衝產生器啟動時，電流能對電漿負載106充電（例如，對電容器C3、電容器C2或電容器C9充電）。例如，當變壓器T1的次級側上的電壓升高至高於電源C7的充電電壓時，電流能流過電感器1915。當奈秒脈衝產生器關閉時，電流可以從電漿負載106中的電容器流過電感器1915，以對電源C7充電，直到跨越電感器1915兩端的電壓為零。二極體1930能防止電漿負載106內的電容器振鈴，例如因為電漿負載106的電感器及/或偏壓補償電路1314中的電感器而振鈴。
二極體1910能例如防止電荷從電源C7流至電漿負載106內的電容器。
電感器1915的電感值能被選擇以控制電流下降時間。在一些實施例，電感器1915能具有在1微亨利至500微亨利之間的電感值。
在一些實施例，能量回復電路1905能包括可用於控制流過電感器1915的電流的開關。例如，該開關能串連連接於電感器1915。因此，當開關S1斷開時，該開關能是導通的，及/或脈衝產生器級101不再產生脈動以允許電流從電漿負載106流回至高電壓負載C7。該開關例如能包括高電壓開關，例如高電壓開關1500。
在一些實施例，脈衝產生器級101能包括高電壓開關1500，以代替或補充脈衝產生器級101中示出的各種元件。在一些實施例，使用的高電壓開關1500能至少去除變壓器T1及開關S1。
在此實施例，偏壓補償電路1314類似於偏壓補償電路1214。在此實施例，具有偏壓補償電路1314的各個開關模組（1220、1225、1230和1235）能包括對應的緩衝電路。各個緩衝電路能包括緩衝二極體和緩衝電容器。在一些實施例，緩衝二極體能包括設置在緩衝二極體兩端的緩衝器電阻器。各個開關模組能包括電阻器，該電阻器可以確保在串聯佈置的各個開關之間均勻地平分電壓。
在此實施例，偏壓補償電路1314包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路1300包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1314與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1314與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。在一些實施例，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。
在一些實施例，偏壓補償電容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
在一些實施例，例如，偏壓補償電感器L4能具有小於約100微亨利的電感，例如，約50微亨利、25微亨利、10微亨利、5微亨利、1微亨利、0.5微亨利、0.25微亨利等。
在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，能包括電阻器515，電阻器515跨接在二極體505的兩端。在一些實施例，電阻器515能具有小於約1千歐姆至1百萬歐姆的電阻值，例如，小於約100千歐姆。
在一些實施例，開關1220、開關1225、開關1230及/或開關1235，及/或二極體D10、二極體D11、二極體D12及/或二極體D13能具有寄生電容（或雜散電容）。該寄生電容能連接於緩衝電容器C15、緩衝電容器C16、緩衝電容器C17及/或緩衝電容器C18，例如能與偏壓補償電感器L4共同引起某些振鈴。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的一些電壓下降。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的電壓下降。在一些實施例，藉由將偏壓補償電感器L4維持在低電感值，使偏壓補償電容器510上的電壓下降能被最小化或消除。在一些實施例，能利用二極體並聯連接於偏壓補償電感器L4，或者代替偏壓補償電感器L4，以進一步減小或最小化偏壓補償電容器510上的任何電壓下降。
圖22為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路2200的電路示意圖。高電壓脈衝電路2200類似於圖14所示的高電壓脈衝電路1400。在此實施例，如圖14所示，高電壓脈衝電路1200中移除電阻輸出級102，並且增加能量回復電路1905。脈衝產生器級110、能量回復電路1905及/或偏壓補償電路1414能組成高電壓脈衝電路2200。
在一些實施例，高電壓脈衝電路2100能包括脈衝產生器級101，脈衝產生器級101耦接於能量回復電路1905。脈衝產生器級101及能量回復電路1905能耦接於偏壓補償電路1414及電漿負載106。電漿負載106能包括任何類型的負載，例如本文中描述的任何負載。
在此實施例，能量回復電路1905能位於變壓器T1的次級側上或電耦接於變壓器T1的次級側。能量回復電路1905例如能包括跨過變壓器T1的次級側的二極體1930（例如，撬棍二極體）。能量回復電路1905例如能包括二極體1910及電感器1915（二極體1910及電感器1915以串聯連接），能允許電流從變壓器T1的次級側流動以對電源C7充電。二極體1910及電感器1915能電連接於變壓器T1的次級側及電源C7。在一些實施例，能量回復電路1905能包括二極體1935及/或電感器1940，二極體1935及/或電感器1940電耦接於變壓器T1的次級側。電感器1940能代表雜散電感，及/或能包括變壓器T1的雜散電感。
當奈秒脈衝產生器啟動時，電流能對電漿負載106充電（例如，對電容器C3、電容器C2或電容器C9充電）。例如，當變壓器T1的次級側上的電壓升高至高於電源C7的充電電壓時，電流能流過電感器1915。當奈秒脈衝產生器關閉時，電流可以從電漿負載106中的電容器流過電感器1915，以對電源C7充電，直到跨越電感器1915兩端的電壓為零。二極體1930能防止電漿負載106內的電容器振鈴，例如因為電漿負載106的電感器及/或偏壓補償電路1414中的電感器而振鈴。
二極體1910能例如防止電荷從電源C7流至電漿負載106內的電容器。
電感器1915的電感值能被選擇以控制電流下降時間。在一些實施例，電感器1915能具有在1微亨利至500微亨利之間的電感值。
在一些實施例，能量回復電路1905能包括可用於控制流過電感器1915的電流的開關。例如，該開關能串連連接於電感器1915。因此，當開關S1斷開時，該開關能是導通的，及/或脈衝產生器級101不再產生脈動以允許電流從電漿負載106流回至高電壓負載C7。該開關例如能包括高電壓開關，例如高電壓開關1500。
在一些實施例，脈衝產生器級101能包括高電壓開關1500，以代替或補充脈衝產生器級101中示出的各種元件。在一些實施例，使用的高電壓開關1500能至少去除變壓器T1及開關S1。
在此實施例，偏壓補償電路1414包括雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24，其中雜散電感L22位於二極體505與電路節點124之間，雜散電感L23位於二極體505與偏壓補償電容器510之間，雜散電感L24位於偏壓補償電容器510與接地端之間。高電壓脈衝電路1400包括電漿側電感Lp
及開關側電感Ls
。電漿側雜散電感Lp
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1414與電漿負載106之間的任何元件的電感，例如電感器L7以及位於電漿側的任何其他電路的雜散電感。開關側電感Ls
例如能包括所有的電感，無論是雜散電感、寄生電感或是來自偏壓補償電路1414與開關S1之間的任何元件的電感，例如，以單一型式表示的或以組合型表示的電感器1915、電感器L1、電感器1940、電感器L2及/或電感器L6，以及開關側的任何其他電路的雜散電感。
在一些實施例，開關側電感Ls
的電感值應大於電漿側電感Lp
的電感值。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值為開關側電感Ls
的電感值的20％。在一些實施例，電漿側電感Lp
的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，雜散電感L22具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L23具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L24具有小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電感值。在一些實施例，雜散電感L22、雜散電感L23及雜散電感L24的總和的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等。
在一些實施例，能以各種方式使雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24的電感值小最小化。例如，沿著雜散電感L22、雜散電感L23或雜散電感L24旁邊的導體能比工業標準還寬，例如寬度大於1/8、1/4、3/8、1/2、1、2.5、5英寸。在另一些實施例，各種電路元件能包括並聯連接或串聯連接的多個二極體或電容器，該些電路元件例如二極體505或偏壓補償電容器510。在一些實施例，頂部導體與底部導體之間具有各種偏壓補償電路元件，頂部導體與底部導體之間的距離能小於約1、2、5、15、20、25、30、35、40公分。
在一些實施例，偏壓補償電容器510能具有小於約1微法拉或小於約1毫法拉的電容值。偏壓補償電容器510能具有雜散電感，雜散電感的電感值小於約1奈亨利、10奈亨利、100奈亨利、1微亨利等的電容值。
在一些實施例，例如，偏壓補償電感器L4能具有小於約100微亨利的電感，例如，約50微亨利、25微亨利、10微亨利、5微亨利、1微亨利、0.5微亨利、0.25微亨利等。
在一些實施例，組成二極體505及/或偏壓補償電容器510中的任一者或兩者的個別元件的體積可以小於1200、1000、750、500立方公分。
在一些實施例，能包括電阻器515，電阻器515跨接在二極體505的兩端。在一些實施例，電阻器515能具有小於約1千歐姆至1百萬歐姆的電阻值，例如，小於約100千歐姆。
在一些實施例，開關S4能具有寄生電容（或雜散電容）。該寄生電容例如能與偏壓補償電感器L4共同引起某些振鈴。例如，這種振鈴可能導致偏壓補償電容器510上的電壓下降。在一些實施例，藉由將偏壓補償電感器L4維持在低電感值，使偏壓補償電容器510上的電壓下降能被最小化或消除。在一些實施例，能利用二極體並聯連接於偏壓補償電感器L4，或者代替偏壓補償電感器L4，以進一步減小或最小化偏壓補償電容器510上的任何電壓下降。
除非另有具體說明，用語「實質上（substantially）」是代表所提及的值的5%、10%或在製程公差之內。除非另有具體說明，用語「約」、「約」是代表所提及的值的5%、10%或在製程公差之內。
用語「或」是包括式的。
本文闡述了多個特定的細節以透徹理解本案。然而，所屬技術領域中具有通常知識者將能理解，本案無需該些特定的細節即可實施。此外，所屬技術領域中具有通常知識者已知的方法、裝置或系統並未詳細闡述，以避免模糊本案。
於此，用語「適於（adapted to）」、「用以（configured to）」是開放式及包括式的用語，其不排除裝置適於或用以執行其他的功能或步驟。此外，用語「依據（based on）」是開放性及包容性的用語，在製程、步驟、計算或其他操作中，除了「依據」一或多個所述的條件或值外，實際上也可能依據其他條件或超出所述的值。本文包括的標題、列表及編號僅是為了方便說明，並不用於限制本案。
儘管已經針對本案描述了相關詳細的實施例，但是應當理解的是，所屬領域具有通常知識者在理解前述內容後，可以容易的產生對本案的替代、變形及等同的態樣。因此，可以理解的是，本文所提供之實施例為本案之示例，並非限制本案，且本案並不排除對所屬技術領域中具有通常知識者顯而易見的修改、變化及/或增加技術特徵等。
100:高電壓脈衝電路
101:脈衝產生器級
102:電阻輸出級
103:導線級
104:直流偏壓電路
105:第二導線級
106:電漿負載
110:脈衝產生器級
114:偏壓補償電路
205:脈衝波形
210:波形
215:波形
405:晶圓波形
410:夾頭波形
300:高電壓脈衝電路
500:高電壓脈衝電路
505:偏壓補償二極體
510:偏壓補償電容器
515:電阻器
605:晶圓波形
610:夾頭波形
700:高電壓脈衝電路
701:第二脈衝產生器
705:第二脈衝產生器電路
710:開關
805:晶圓波形
810:夾頭波形
815:偏壓波形
900:高電壓脈衝電路
905:高電壓開關
1005:晶圓波形
1010:夾頭波形
1015:偏壓波形
1200:高電壓脈衝電路
1214:偏壓補償電路
1220:開關
1225:開關
1230:開關
1235:開關
1300:高電壓脈衝電路
1314:偏壓補償電路
1400:高電壓開關
1414:偏壓補償電路
1500:高電壓開關
1505:開關模組
1505A:開關模組
1505B:開關模組
1505C:開關模組
1505D:開關模組
1510:開關
1510A:開關
1510B:開關
1510C:開關
1510D:開關
1515:緩衝二極體
1515A:緩衝二極體
1515B:緩衝二極體
1515C:緩衝二極體
15150D:緩衝二極體
1516:緩衝電容器
1516A:緩衝器電阻器
1516B:緩衝器電阻器
1516C:緩衝器電阻器
1516D:緩衝器電阻器
1520:緩衝電容器
1520A:緩衝電容器
1520B:緩衝電容器
1520C:緩衝電容器
1520D:緩衝電容器
1525:續流二極體
1525A:續流二極體
1525B:續流二極體
1525C:續流二極體
1525D:續流二極體
1530:閘極驅動器電路
1530A:閘極驅動器電路
1530B:閘極驅動器電路
1530C:閘極驅動器電路
1530D:閘極驅動器電路
1540:電源
1540A:電源
1540B:電源
1540C:電源
1540D:電源
1545:隔離光纖觸發器
1545A:隔離光纖觸發器
1545B:隔離光纖觸發器
1545C:隔離光纖觸發器
1540D:隔離光纖觸發器
1550:撬棒二極體
1555:快速電容器
1560:高壓電壓源
1565:負載
1600:波形
1605:波形
1610:波形
1615:波形
1700:波形
1705:波形
1710:波形
1715:波形
1800:波形
1805:波形
1810:波形
1815:波形
1900:高電壓脈衝電路
1905:能量回復電路
1910:二極體
1915:電感器
1930:二極體
1935:電感器
1940:電感器
2000:高電壓脈衝電路
2100:高電壓脈衝電路
2200:高電壓脈衝電路
S1:開關
S2:開關
S4:開關
T1:變壓器
T2:變壓器
V1:偏壓電源電壓
V2:電壓源
V3:電壓源
V4:開關觸發器
V5:電壓源
V6:電壓源
I1:電流源
I2:電流源
R1:電阻器
R2:電阻器
R3:源極緩衝器電阻器
R4:電阻器
R5:電阻器
R6:電阻器
R7:電阻器
R8:電阻器
R9:電阻器
R10:緩衝器電阻器
R11:電阻器
R13:電阻器
R15:電阻器
R16:電阻器
R17:電阻器
R18:電阻器
C1:電容器
C2:電容器
C3:電容器
C4:電容器
C5:源極緩衝電容器
C7:電源
C8:電容器
C9:電容器
C10:電容器
C11:電容器
C12:偏壓電容器
C13:電容器
C14:電容器
C15:緩衝電容器
C16:緩衝電容器
C17:緩衝電容器
C18:緩衝電容器
L1:電感器
L2:電感器
L3:電感器
L4:偏壓補償電感器
L5:電感器
L6:電感器
L7:電感器
L8:電感器
L9:電感器
L21:雜散電感
L22:雜散電感
L23:雜散電感
L24:雜散電感
D1:防逆二極體
D2:源極續流二極體
D3:二極體
D4:二極體
D5:二極體
D6:二極體
D7:防逆二極體
D8:緩衝二極體
D10:二極體
D11:二極體
D12:二極體
D13:二極體
D15:緩衝二極體
D16:緩衝二極體
D17:緩衝二極體
D18:緩衝二極體
121:電路節點
122:電路節點
123:電路節點
124:電路節點
125:電路節點
圖1為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖2為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖3為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖4為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖5為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖6為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖7為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖8為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖9為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖10為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖11A為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖11B為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖12為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖13為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。緩衝及分壓電阻
圖14為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖15為根據本案一些實施例所繪示之具有隔離電源的高電壓開關的方塊示意圖。
圖16為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖17為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖18為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路產生的波形的波形示意圖。
圖19為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖20為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖21為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
圖22為根據本案一些實施例所繪示之高電壓脈衝電路的電路示意圖。
100:高電壓脈衝電路
101:脈衝產生器級
102:電阻輸出級
103:導線級
104:直流偏壓電路
105:第二導線級
106:電漿負載
S1:開關
T2:變壓器
V1:偏壓電源電壓
V2:電壓源
I1:電流源
I2:電流源
R1:電阻器
R2:電阻器
R3:源極緩衝器電阻器
R6:電阻器
R7:電阻器
R13:電阻器
C1:電容器
C2:電容器
C3:電容器
C4:電容器
C5:源極緩衝電容器
C7:電源
C8:電容器
C9:電容器
C11:電容器
C12:偏壓電容器
L1:電感器
L2:電感器
L3:電感器
L5:電感器
L6:電感器
L7:電感器
D1:防逆二極體
D2:源極續流二極體
D3:二極體
D4:二極體
D5:二極體
D6:二極體
121:電路節點
122:電路節點
123:電路節點
124:電路節點
125:電路節點
Claims (18)
- 一種高電壓脈衝電路，包括： 一高電壓脈衝電源； 一變壓器，電性耦接該高電壓脈衝電源； 一輸出端，電性耦接該變壓器，用以輸出多個高電壓脈衝，其中該些高電壓脈衝具有一振幅及一脈衝重複頻率，該振幅大於1千伏特，以及該脈衝重複頻率大於1千赫茲；及 一偏壓補償電路，並聯於該輸出端，其中該偏壓補償電路包括一雜散電感器，該雜散電感器的電感值小於1微亨利。
- 如請求項1所述的高電壓脈衝電路，其中該偏壓補償電路包括： 一偏壓補償二極體； 一直流電源；及/或 一電容器。
- 如請求項1所述的高電壓脈衝電路，其中偏壓補償電路包括： 一第一電感器，包括： 多個電感元件；及 雜散電感，位於該偏壓補償電路與該高電壓脈衝電源之間；及 一第二電感器，包括： 多個電感元件；及 雜散電感，位於該偏壓補償電路與該輸出端之間。
- 如請求項3所述的高電壓脈衝電路，其中該第二電感器的電感值小於約1微亨利。
- 如請求項3所述的高電壓脈衝電路，其中該第一電感器的電感值大於該第二電感器的電感值。
- 如請求項3所述的高電壓脈衝電路，其中該第二電感器的電感值小於該第一電感器的電感值的20%。
- 如請求項1所述的高電壓脈衝電路，更包括一偏壓補償電路。
- 一種高電壓脈衝電路，包括： 一高電壓脈衝電源； 一變壓器，電性耦接該高電壓脈衝電源； 一輸出端，電性耦接該變壓器，用以輸出多個高電壓脈衝，其中該些高電壓脈衝具有一振幅及一脈衝重複頻率，該振幅大於1千伏特，以及該脈衝重複頻率大於1千赫茲；及 一偏壓補償電路，並聯於該輸出端，其中該偏壓補償電路包括： 一第一電感器，包括： 多個電感元件；及 雜散電感，位於該偏壓補償電路與該高電壓脈衝電源之間；及 一第二電感器，包括： 多個電感元件；及 雜散電感，位於該偏壓補償電路與該輸出端之間。
- 如請求項8所述的高電壓脈衝電路，其中該第二電感器的電感值小於約1微亨利。
- 如請求項8所述的高電壓脈衝電路，其中該第一電感器的電感值大於該第二電感器的電感值。
- 如請求項8所述的高電壓脈衝電路，其中該第二電感器的電感值小於該第一電感器的電感值的20%。
- 一種高電壓脈衝電路，包括： 一高電壓脈衝電源； 一變壓器，電性耦接該高電壓脈衝電源； 一輸出端，電性耦接該變壓器，用以輸出多個高電壓脈衝，其中該些高電壓脈衝具有一振幅及一脈衝重複頻率，該振幅大於1千伏特，以及該脈衝重複頻率大於1千赫茲；及 一偏壓補償電路，並聯於該輸出端，其中該偏壓補償電路包括： 一雜散電感器，該雜散電感器小於1微亨利； 一偏壓補償二極體； 一直流電源，串聯於該偏壓補償二極體；及 一電感器，串聯於該偏壓補償二極體及該直流電源。
- 如請求項12所述的高電壓脈衝電路，更包括一偏壓補償電阻，跨接在該偏壓補償二極體的兩端。
- 如請求項13所述的高電壓脈衝電路，其中偏壓補償具有一電阻器，該電阻器的電阻值小於約100千歐姆。
- 如請求項12所述的高電壓脈衝電路，更包括： 一節點，位於該輸出端與該變壓器之間；及 一第一雜散電感器，位於該偏壓補償二極體與該節點之間，該第一雜散電感器的電感值小於約1微亨利。
- 如請求項12所述的高電壓脈衝電路，更包括一第二雜散電感器，位於該偏壓補償二極體與該電容器之間，該第二雜散電感的電感值小於約1微亨利。
- 如請求項12所述的高電壓脈衝電路，更包括一第一雜散電感器，位於該電容器與一接地端之間，該第一雜散電感器的電感值小於約1微亨利。
- 如請求項12所述的高電壓脈衝電路，其中該電容器的電容值小於約1毫法拉。
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