TW202308275A - 具有雙向開關的可配置偏壓供應器 - Google Patents

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Abstract

揭示偏壓供應器、電漿處理系統及相關聯的方法。一個偏壓供應器包含經組態以實現對電流之雙向控制之一雙向開關。一控制器經組態以在一全電流週期內控制通過該雙向開關之電流之一方向，該全電流週期包含一第一半電流週期及一第二半電流週期，該第一半電流週期包含正電流，該正電流自零電流開始，增加至一正峰值且接著減小回至零。該第二半電流週期包含負電流，該負電流自零電流開始，增加至一負峰值且接著減小回至零電流，以在輸出節點與返回節點之間施加週期性電壓。

Description

具有雙向開關的可配置偏壓供應器
本發明大體上係關於電源供應器，且更特定言之，係關於用於施加一電壓以用於電漿處理之電源供應器。
許多類型之半導體裝置係使用基於電漿之蝕刻技術進行製造。若其為經蝕刻之導體，則相對於接地之負電壓可施加至導電基板以便在基板導體之表面上產生實質上均勻的負電壓，此將帶正電荷離子吸引朝向導體，且因此，撞擊導體之正離子具有實質上相同的能量。
然而，若基板為介電質，則不變電壓對於在基板之表面上施加電壓係無效的。但交流（alternating current；AC）電壓（例如，高頻率AC或射頻（radio frequency；RF））可施加至導電板（或夾盤），使得AC場在基板之表面上誘發電壓。在AC週期之正峰值期間，基板吸引電子，該等電子相對於正離子之質量係輕的；因此，在該週期之正峰值期間，許多電子將經吸引至基板之表面。因此，基板之表面將帶負電，此使得在AC週期之其餘部分期間，離子經吸引朝向帶負電表面。且當離子撞擊基板之表面時，該撞擊自基板之表面移走材料，從而實現蝕刻。
在許多情況下，需要具有窄（或尤其可定製）的離子能量分佈，但將正弦波形應用於基板會引起離子能量之廣泛分佈，此限制了電漿製程實行所要蝕刻輪廓之能力。實現窄離子能量分佈之已知技術係昂貴的、低效的、難以控制的，及/或可不利地影響電漿密度。因此，商業上尚未採用許多此等已知技術。因此，需要解決當前技術之不足且提供其他新的且創新的特徵之系統及方法。
一態樣可經特性化為一種施加週期性電壓之偏壓供應器，其包含輸出節點、返回節點及雙向開關，該雙向開關經組態以實現對該雙向開關之第一節點與該雙向開關之第二節點之間的電流之雙向控制。功率區段耦接至輸出節點、返回節點及雙向開關之第一及第二節點，且控制器經組態以在全電流週期內控制通過雙向開關之電流之方向。該全電流週期包含第一半電流週期及第二半電流週期，該第一半電流週期包含正電流，該正電流在時間t 0自零電流開始，增加至正峰值且接著在時間t 1減小回至零。該第二半電流週期包含負電流，該負電流在時間t 2自零電流開始，增加至負峰值且接著在時間t 3減小回至零電流，以在輸出節點與返回節點之間施加週期性電壓。
又一態樣可特性化為一種電漿處理系統，其包含電漿腔室、輸入節點及返回節點，該電漿腔室包括用以容納電漿之體積。該電漿處理系統亦包含雙向開關，其經組態以實現對雙向開關之第一節點與雙向開關之第二節點之間的電流之雙向控制。另外，該電漿處理系統包含用於在全電流週期內提供且控制通過雙向開關之電流之構件。該全電流週期包含第一半電流週期及第二半電流週期。該第一半電流週期包含正電流，該正電流在時間t 0自零電流開始，增加至正峰值且接著在時間t 1減小回至零，且該第二半電流週期包含負電流，該負電流在時間t 2自零電流開始，增加至負峰值且接著在時間t 3減小回至零電流，以在輸出節點與返回節點之間施加週期性電壓。
本文中所揭示之另一態樣為一種非暫時性、有形的處理器可讀儲存媒體，其編碼有處理器可讀指令以控制偏壓供應器之雙向開關。該等指令包含用以在全電流週期內提供通過雙向開關之電流且控制通過雙向開關之電流以在偏壓供應器之輸出節點與返回節點之間施加週期性電壓的指令。該全電流週期包含第一半電流週期及第二半電流週期。該第一半電流週期包含正電流，該正電流在時間t 0自零電流開始，增加至正峰值且接著在時間t 1減小回至零。該第二半電流週期包含負電流，該負電流在時間t 2自零電流開始，增加至負峰值且接著在時間t 3減小回至零電流。
詞語｢例示性｣在本文中用以意謂｢充當一實例、例子或說明｣。本文中描述為「例示性」之任何具體實例未必解釋為比其他具體實例更佳或更有利。
初步請注意：以下圖中之流程圖及方塊圖說明根據各種具體實例的系統、方法及電腦程式產品之可能實施的架構、功能性及操作。就此而言，此等流程圖或方塊圖中之一些區塊可表示包含用於實施指定邏輯功能之一或多個可執行指令之程式碼之模組、區段或部分。亦應注意，在一些替代實施中，區塊中所提及之功能可不按諸圖中所提及之次序出現。舉例而言，取決於所涉及的功能性，以連續方式展示的兩個區塊實際上可實質上同時執行，或該等區塊有時可以相反次序執行。亦將注意，方塊圖及/或流程圖說明中之各區塊及方塊圖及/或流程圖說明中之區塊之組合可由執行指定功能或動作的基於硬體之專用系統或專用硬體與電腦指令之組合來實施。
出於本發明的目的，源產生器為其能量主要用於產生且維持電漿之源產生器，而「偏壓供應器」為其能量主要用於產生用於自電漿吸引離子及電子之表面電位的偏壓供應器。
本文中描述可用於將週期性電壓函數應用於電漿處理腔室中之基板支撐件之新穎偏壓供應器的若干具體實例。
首先參考圖1，展示其中可利用偏壓供應器之例示性電漿處理系統（例如，沈積或蝕刻系統）。該電漿處理環境可包括直接及間接耦接至電漿處理腔室101之設備之許多零件，在該電漿處理腔室內容納有容納電漿之體積102及工件103（例如，晶圓）以及電極104（其可嵌入於基板支撐件中）。該設備可包括真空處置及氣體遞送設備（圖中未示）、一或多個偏壓供應器108、一或多個源產生器112，及一或多個源匹配網路113。在許多應用中，來自單個源產生器112之功率連接至一或多個源電極105。源產生器112可為較高頻率RF產生器（例如，13.56 MHz至120 MHz）。電極105一般表示可藉由以下各者實施之電極：感應耦合電漿（inductively coupled plasma；ICP）源；雙電容耦合電漿源（capacitively-coupled plasma；CCP），其具有以另一RF頻率偏壓之次級頂部電極；螺旋波電漿源；微波電漿源；磁控管；或某一其他獨立操作之電漿能量源。
在圖1中所描繪的系統之變化中，源產生器112及源匹配網路113可由遠端電漿源替換，或藉由該遠端電漿源增強。且該系統之其他變化可僅包括單個偏壓供應器108。
雖然以下揭示內容一般係指基於電漿之晶圓處理，但實施可包括電漿腔室內之任何基板處理。在一些情況下，可使用本文中所揭示之系統、方法及設備來處理除基板之外的物件。換言之，本發明適用於次大氣壓電漿處理腔室內之任何物件之電漿處理，以藉由物理或化學手段實現表面改變、表面下改變、沈積或移除。
參考圖2，展示例示性偏壓供應器208，其可用於實施參考圖1所描述之偏壓供應器108。偏壓供應器208通常表示本文中進一步參考圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖6A、圖6B、圖6C及圖6D描述之偏壓供應器的許多變化，以應用週期性電壓函數。因此，對偏壓供應器208之引用通常係指圖2中所描繪的偏壓供應器208及本文中進一步描述之偏壓供應器408A至408H及608A至608D。如所展示，偏壓供應器208包括輸出210（亦被稱作輸出節點210）、返回節點212、雙向開關220，及功率區段230。一般而言，偏壓供應器208通常用於在輸出節點與返回節點212之間應用週期性電壓函數。藉由輸出節點210遞送至負載之電流藉由可與負載共用之返回節點212返回至偏壓供應器208。
一般而言，雙向開關實現對雙向開關之第一節點與雙向開關之第二節點之間的電流之雙向控制。在許多實施中，雙向開關220為兩端主動開關，該開關可在其處於接通狀態時支援雙向電流，且可在其轉變為斷開狀態時支援雙向電壓阻斷。換言之，雙向開關220為四象限開關，其能夠傳導正或負接通狀態電流且能夠阻斷正或負斷開狀態電壓。本文中進一步參考圖8A、圖8B及圖8C提供雙向開關220之實例。
如本文中進一步描述，功率區段230可包括一或多個電壓源及電感元件之組合，且雙向開關220可包括經組態以與功率區段230交互操作之開關。儘管為了清楚及簡單起見未在圖2中描繪，但偏壓供應器208可耦接至控制器及/或包括耦接至雙向開關220及/或功率區段230之控制器。在本文中所揭示之許多實施中，該控制器經組態以在包含第一半電流週期及第二半電流週期之全電流週期內控制通過雙向開關之電流之方向。該第一半電流週期包含正電流，該正電流自零電流開始，增加至正峰值且接著減小回至零。該第二半電流週期包含負電流，該負電流自零電流開始，增加至負峰值且接著減小回至零電流，以在輸出節點與返回節點之間施加週期性電壓。
簡要地參考圖3，展示以電氣方式描繪電漿處理腔室101內之電漿負載之態樣之示意圖。如所展示，電漿處理腔室101可由夾盤電容C ch（其包括夾盤及工件103之電容）表示，該夾盤電容定位於至電漿處理腔室101之輸入節點310（亦被稱作輸入節點310）與表示工件103（亦被稱作基板103）之表面處的護皮電壓V s之節點之間。另外，描繪返回節點312（其可為至接地之連接）。處理腔室中之電漿102係由護皮電容C S、二極體及電流源之並聯組合表示。該二極體表示電漿護皮之非線性、類似二極體之性質，其引起經施加AC場之整流，使得直流（direct-current；DC）電壓降出現在工件103與電漿102之間。
參考圖4A、圖4B、圖4C及圖4D，展示偏壓供應器408A、408B、408C及408D，其可分別用於實現偏壓供應器208，且因此，偏壓供應器408A至408D可用作圖1中所描繪的偏壓供應器108。如所展示，偏壓供應器408A至408D中之各者包含雙向開關220，及以各種拓樸配置之一或多個電壓源及電感器。
參考圖4A至圖4D的同時參考圖5，圖5為描繪可結合本文中所揭示之具體實例經遍歷之方法之流程圖。另外，亦簡要參考圖9A至圖9D，其各自包括描繪與偏壓供應器208之操作相關聯的電壓及電流之圖之集合。如所展示，雙向開關220之第一節點422經由第一電感器L1耦接至偏壓供應器208之輸出210（區塊502），且第二電感器Lb之第一節點424耦接至第一電感器L1之第一節點426或第一電感器L1之第二節點428（區塊504）。分別在圖4A、圖4C及圖4D之偏壓供應器408A、408C及408D中，第二電感器Lb之第一節點424耦接至第一電感器L1之第二節點428。且在圖4B之偏壓供應器408B中，第二電感器Lb之第一節點424耦接至第一電感器L1之第一節點426。應認識到，在圖4C及圖4D中所描繪之其他變化中，第二電感器Lb之第一節點424可耦接至第一電感器L1之第一節點426。
另外，電壓源Vb係連接於第二電感器Lb之第二節點432與雙向開關220之第二節點430之間（區塊506）。且電壓源Vb之負端子434或電壓源Vb之正端子436耦接至返回節點212（區塊508）。在圖4A、圖4B及圖4D中，電壓源Vb之正端子436耦接至返回節點212，且在圖4C中，電壓源Vb之負端子434耦接至返回節點212。電壓源Vb可為所屬技術領域中具有通常知識者已知的可調節電壓源，其可經調節以控制離子能量，如本文中進一步所論述。
在實例偏壓供應器408D中，存在額外偏移電壓源Vb2，其添加DC補償電壓，該DC補償電壓可用於調節由電漿處理腔室101內之靜電夾盤施加之夾持力。在一些操作模式中，由Vb1及Vb2施加之總電壓經設定為恆定值，使得當由Vb2施加之電壓增加時，由Vb1施加之電壓減小。
如圖5及圖9A至圖9D中所展示，通過雙向開關220之電流i switch之方向受控制，且電壓係由電壓源Vb經由電感器Lb施加至輸出節點210，以在輸出節點210與返回節點212之間施加週期性電壓（區塊510）。更特定言之，通過雙向開關220之電流i switch在全電流週期內受控制，該全電流週期包含第一半電流週期及第二半電流週期。第一半電流週期包含正電流，該正電流在時間t 0自零電流開始，增加至正峰值且接著在時間t 1減小回至零，且第二半電流週期包含負電流，該負電流在時間t 2自零電流開始，增加至負峰值且接著在時間t 3減小回至零電流。如圖9A至圖9D中所展示，在時間t 3之後，i switch實質上為零，且供應電壓Vb（經由電感器Lb施加至輸出節點210）對輸出放電，在輸出節點210處在t 3與t 4之間產生週期性電壓Vo之線性斜坡部分，此影響工件103之偏壓。如圖9A至圖9D中之t 3與t 4之間的實質上恆定的護皮電壓Vs所展示，線性斜坡部分可維持工具件103之負偏壓。在t 4處，當雙向開關經控制以允許通過雙向開關220之電流i switch再次流動時，週期性電壓Vo之週期開始再次重複。
另外，電壓源Vb之電壓及/或雙向開關220之導通之定時可經控制以實現電漿負載之電極104之所要波形，且因此，實現工件103之表面處之護皮電壓Vs（區塊512）。如本文中參考例如圖9A至圖11B進一步所論述，雙向開關220之導通之定時可經控制以調節t 0與t 4之間的停滯時間、t ramp及/或輸出週期。
接下來參考圖6A，展示可用於實施偏壓供應器208之另一實例偏壓供應器608A。如所展示，變壓器644用於將功率施加至偏壓供應器之輸出節點210。變壓器644包括初級繞組（由Llp及Lp表示）及次級繞組（由Lls及Ls表示）。變壓器644之初級繞組之第一節點680耦接至雙向開關220之第一節點422。變壓器644之次級繞組之第一節點682耦接至輸出節點210。且變壓器644之次級繞組之第二節點684在變壓器644之副側上耦接至返回節點612。電壓源Vb係耦接在雙向開關220之第二節點430與變壓器644之初級繞組之第二節點686之間。
參考圖6B，展示應用週期性電壓函數之另一例示性偏壓供應器608B。如所展示，偏壓供應器608B係與偏壓供應器608A相同，不同之處在於電壓源Vb之負端子434連接至返回節點212，且電壓源Vb之正端子436連接至雙向開關220之第二節點430。
圖6C及圖6D中分別展示之偏壓供應器608C及608D係與圖6A及圖6B中所展示之偏壓供應器608A及608B相同，不同之處在於偏移電壓源Voffset係耦接在變壓器644之次級繞組之第二節點684與返回節點212之間。更特定言之，偏移電壓源Voffset之正端子係耦接至返回節點212，且偏移電壓源Voffset之負端子係耦接至變壓器644之第二節點684。
圖7為描繪可結合偏壓供應器608A、608B、608C及608D經遍歷之方法之另一流程圖。在參考圖7的同時參考圖6A至圖6C及圖9A至圖9D。如所展示，該方法包括將變壓器644之初級繞組之第一節點680耦接至雙向開關220之第一節點422及將變壓器644之次級繞組之第一節點耦接至輸出節點210（區塊711）。另外，該方法包括在雙向開關之第二節點430與變壓器644之初級繞組之第二節點686之間耦接電壓源Vb（區塊721）。
在操作中，通過雙向開關220之電流之方向係在包含第一半電流週期及第二半電流週期之全電流週期內經控制。該第一半電流週期包含正電流，該正電流在時間t 0自零電流開始，增加至正峰值且接著在時間t 1減小回至零，且該第二半電流週期包含負電流，該負電流在時間t 2自零電流開始，增加至負峰值且接著在時間t 3減小回至零電流，以在輸出節點與返回節點之間施加週期性電壓（區塊731）。另外，電壓源Vb之電壓及/或雙向開關220之導通之定時可經控制以實現電漿負載之電極104之所要波形，且因此，實現工件103之表面處之電壓Vs（區塊741）。
接下來參考圖8A至圖8C，展示可用於實施上文所描述之雙向開關220的雙向開關820A、820B及820C之實例。如所展示，雙向開關820A、820B及820C中之各者包含控制器840，該控制器分別經由第一驅動器842A及第二驅動器842B耦接至第一開關S1及第二開關S2。如所展示，第一驅動器842A經由第一驅動信號線844A耦接至第一開關S1，且第二驅動器842B經由第二驅動信號線844B耦接至第二開關S2。另外，雙向開關820A、820B及820C中之各者包含：第一二極體D1，其經配置且組態以當第一開關S1閉合時導通；及第二二極體D2，其經配置且組態以當第二開關D2閉合時導通。
在許多實施中，第一開關S1及/或第二開關S2係由諸如金屬氧化物半導體場效電晶體（metal-oxide semiconductor field-effect transistor；MOSFET）之場效開關實現，且在一些實施中，第一開關S1及第二開關S2係由碳化矽金屬氧化物半導體場效電晶體（silicon carbide metal-oxide semiconductor field-effect transistor；SiC MOSFET）或氮化鎵金屬氧化物半導體場效電晶體（gallium nitride metal-oxide semiconductor field-effect transistor；GAN MOSFET）實現。作為另一實例，第一開關S1及/或第二開關S2可由絕緣閘極雙極電晶體（insulated gate bipolar transistor；IGBT）實現。在此等實施中，第一驅動器842A及第二驅動器842B可為所屬技術領域中已知的電氣驅動器，其經組態以回應於來自控制器840之信號而將功率信號應用於第一開關S1及第二開關S2。亦考慮，控制器840可能夠應用充足量的功率，使得可省去第一驅動器842A及第二驅動器842B。亦考慮，第一驅動信號線844A及第二驅動信號線844B可為用以傳送光學切換信號之光學線路。且第一開關S1及第二開關S2可回應於光學信號及/或經轉換為電氣驅動信號之光學信號進行切換。
控制器840經描繪為雙向開關820A、820B、820C之一部分，但應認識到，此並非所需的，且控制器840可在雙向開關820A、820B、820C外部及/或控制器840可經分佈使得控制器840之一部分實施為雙向開關820A、820B、820C之一部分，且控制器840之一或多個其他部分實施於偏壓供應器208內及/或在偏壓供應器208外部實施。
在圖8A中所描繪的變化中，第二二極體D2與第一開關S1並聯配置，且第一二極體D1與第二開關D2並聯配置。在此配置中，第一二極體D1之陰極在共同連接850處耦接至第二二極體D2之陰極，且第一開關S1及第二開關D2在共同連接850處耦接，使得第一開關S1及第二二極體D2兩者均各自定位於共同連接850與雙向開關820A之第一節點422之間，且第二開關S2及第一二極體D1各自定位於共同連接850與雙向開關820A之第二節點430之間。應認識到，圖8A中之S1-D2組合可與S2-D1組合調換，使得D1及D2在其陽極處連接。在圖8A之實施中，第一二極體D1可為第二開關D2之內接二極體，且第二二極體D2可為第一開關S1之內接二極體。
在圖8B中所描繪的變化中，第一開關S1與第一二極體D1之串聯組合係配置於雙向開關820B之第一節點422與雙向開關820B之第二節點之間。另外，第二開關S2與第二二極體D2之串聯組合係配置於雙向開關820B之第一節點422與雙向開關820B之第二節點之間。如圖8B中所展示，第一二極體D1經配置於第一開關S1與雙向開關820B之第一節點422之間，其中第一二極體之陽極耦接至第一開關S1且其陰極耦接至雙向開關820B之第一節點422。第二二極體D2經配置於第二開關S2與雙向開關820B之第一節點422之間，其中第二二極體之陰極耦接至第二開關S2且其陽極耦接至雙向開關820B之第一節點422。在此配置中，第一二極體D1之陰極在雙向開關820B之第一節點422處耦接至第二二極體D2之陽極。儘管未描繪，但應認識到，第一開關S1之位置與第一二極體D1之位置可調換。類似地，第二開關S2之位置與第二二極體D2之位置可調換。
圖8C之雙向開關820C與圖8B之雙向開關820B係相同的，不同之處在於雙向開關820C包括（定位於第一二極體D1與雙向開關820C之第一節點422之間的）電感器L1之至少一部分，及定位於第二二極體D2與雙向開關820C之第一節點422之間的第二電感器L2之至少一部分。圖8C中所描繪的電感器L1可增強或替換圖4A至圖4D中所描繪的電感器L1。且圖8C中所描繪的電感器L2可增強或替換圖4A至圖4D中所描繪的電感器L2。
在參考圖8A、圖8B及圖8C的同時參考圖9，圖9示出描繪偏壓供應器208及電漿處理腔室101之電氣態樣的波形。圖9中展示：第一開關S1及第二開關S2之切換序列；通過雙向開關220之電流I switch；通過第二電感器之電流i Lb；偏壓供應器208之輸出節點210處之電壓Vo；及（亦在圖3中展示之）護皮電壓Vs；以及經描繪為離子通量相對於離子能量之對應的離子能量分佈函數（ion energy distribution function；IEDF）。本發明之一態樣解決了如何藉由L b將電流i Lb調節為等於離子電流I ion、大於離子電流I ion或小於離子電流I ion之問題。本發明之另一態樣解決了如何調節離子能量之位準及離子能量在電漿腔室中之分佈之問題。
如圖9A至圖9D中所展示，第一開關S1及第二開關S2可經控制使得通過雙向開關220之電流I switch在時間t 0與t 3之間完成全電流週期。在包含正電流之第一半電流週期期間，電流I switch經控制為自t 0處之零達到峰值，在t 1返回至零。接著，在包含負電流之第二半電流週期期間，電流I switch經控制為自t 2處之零，在相反方向上（與第一半電流週期處之峰值相反）增加，之後在t 3減小回至零。更特定言之，參考圖8A、圖8B及圖8C，在全電流週期之正部分（自時間t 0至t 1）期間，電流I L1自返回節點212流經第一二極體D1及第一開關S1兩者。如所展示，在電流週期之正部分期間（當第一開關S1閉合且第二開關S2斷開時），電流增加至正峰值，接著減小至零，但第一二極體D1防止電流反向。在全電流週期之負部分期間（自時間t 2至t 3），電流I L1自輸出節點210流經第二二極體D2及第二開關S2兩者。如所展示，在電流週期之負部分期間，該電流增加至負峰值，接著減小至零，但第二二極體D2防止電流反向。
接下來參考圖9A、圖9B、圖9C及圖9D，展示描繪當與電漿處理腔室101一起操作時之本文中所描述之偏壓供應器的電氣態樣之定時之時序圖。如所展示，在圖9A至圖9D中，第一開關S1及第二開關S2可藉由可調節停滯時間來控制，該可調節停滯時間為半電流週期之間的自t 1至t 2之時間（在開關S1自閉合位置斷開之後且在S2閉合之前）。應認識到，第一開關S1可比圖9A至圖9D中所描繪的更晚斷開（或切斷），此係因為第一二極體D1防止電流切換方向。但通常，為了最小化切換損失，在電流I L1在時間t 1達到零之前，第一開關S1不斷開。類似地，第二開關S2可比圖9A至圖9D中所描繪的更晚斷開（或切斷），此係因為第二二極體D2防止電流切換方向。但通常，在電流I L1在時間t 3達到零之前，第二開關S2不斷開。
電壓源Vb之電壓亦可經調節以實現所要週期性電壓V O及所要護皮電壓Vs。另一可控制態樣係時間t 0與t 3之間的復位時間t reset，其實現對每切換週期之平均值之控制。應認識到，電流週期之第一半中之電流i L1之峰值可不同於電流週期之第二半中之電流i L1之峰值。
如所展示，輸出節點（相對於返回節點212）處之偏壓供應器208之電壓Vo為不對稱週期性電壓波形，其中不對稱週期性電壓波形之各週期（自時間t 0至t 4）包括電壓增加至第一電壓位準之第一部分（自時間t 0至t 1）、第一電壓位準（或自第一電壓位準略微減小）下之第二部分（自時間t 1至t 2）、具有至第二電壓位準（在t 3處）之負電壓擺動之第三部分（自時間t 2至t 3），及包括自第二電壓位準之負電壓斜坡之第四部分（自t 3至t 4）。如本文中進一步所論述，不對稱週期性電壓波形之基本週期（自t 0至t 4）可經調節以調節離子能量之散佈。如圖9A至圖9D中所展示，在不對稱週期性電壓波形之第一部分、第二部分及第三部分期間，全電流週期發生在時間t 0與t 3之間。且全電流週期之間的時間係t3與t4之間的時間tramp。
有益地，雙向開關220相比於其他先前技術設計提供另一位準之自由度。特定言之，本文中所揭示之雙向開關220之變化逐週期地實現對停滯時間之控制，此意謂可控制工作循環之平均值，且因此，可控制每週期之平均功率。如圖9A至圖9D中所描繪，控制停滯時間實現對t reset之控制，且調節t reset與t ramp之比率會調節平均功率。且對不對稱週期性電壓波形之每週期（自t 0至t 4）之平均功率的控制使得能夠控制基本切換頻率（例如，保持低於影響電漿處理腔室101中之電漿密度之位準）。
可藉由本文中所揭示之偏壓供應器208實現之控制之另一態樣係離子電流補償。更特定言之，停滯時間之長度、t ramp之長度及/或週期性電壓函數之週期（在t 0與t 4之間）可經控制以控制離子電流補償之位準。在圖9A中，建立t ramp及停滯時間，使得離子電流I ion經補償至通過第二電感器L b之電流i Lb等於電漿處理腔室101中之離子電流I ion之程度。如圖9A中所展示，護皮電壓Vs在由停滯時間界定之脈衝之間實質上係恆定的，且因此，電漿處理腔室101中之離子能量之分佈970A係相對較窄。
如圖9B中所展示，為了過度補償電漿腔室101中之離子電流，停滯時間可增加，而t ramp可保持相同（例如，與圖9A中之tramp相同）。因此，Vo下之週期性電壓波形之頻率將為較低的（相較於圖9A中所描繪的週期性電壓波形）。如圖9B中所展示，當過度補償離子電流時，護皮電壓Vs（及工件103之表面處之電壓）的負值在時間t 3與t 4之間（在t ramp時間範圍期間）變得越來越小。且由於t 3與t 4之間的護皮電壓之範圍，離子能量之分佈970B比圖9A中所描繪的離子能量之分佈970A更廣泛。
如圖9C中所展示，為了對電漿腔室101中之離子電流進行欠補償，停滯時間可減小，而t ramp可保持相同（例如，與圖9A中之tramp相同）。因此，Vo下之週期性電壓波形之頻率將為較高的（相較於圖9A中所描繪的週期性電壓波形）。如圖9C中所展示，當對離子電流進行欠補償時，護皮電壓Vs（及工件103之表面處之電壓）的負值在時間t 3與t 4之間（在t ramp時間範圍期間）變得越來越大。且由於t 3與t 4之間的護皮電壓之範圍，離子能量之分佈970C比圖9A中所描繪的離子能量之分佈970A更廣泛。
亦有可能藉由改變停滯時間及t ramp兩者來調節離子電流補償。舉例而言，如圖9D中所展示，停滯時間可延長且t ramp可縮短以過度補償離子電流，從而實現離子能量之所要分佈970D（對應於時間t 3與t 4之間的護皮電壓Vs之電壓之範圍）。藉由調節停滯時間及t ramp兩者，週期性電壓波形之頻率可視需要而不變，但亦有可能改變停滯時間t ramp，及週期性電壓波形之頻率。亦考慮，可縮短停滯時間，同時縮短或延長t ramp。
除了影響離子電流補償之外，停滯時間及/或由電壓源Vb施加之電壓亦可經調節以改變由偏壓供應器施加之功率之位準。舉例而言，參考圖10A，展示Vo下之四個週期性電壓波形：Vo下之第一波形1050係藉由80 ns停滯時間及5.6 kV之電壓源電壓Vb產生；第二波形1052係在Vo下藉由180 ns停滯時間及5.3 kV之源電壓Vb產生；第三波形1054係在Vo下藉由280 ns停滯時間及4.9 kV之源電壓Vb產生；且第四波形1056係在Vo下藉由480 ns停滯時間及3.9 kV之源電壓Vb產生。如所展示，對於四個實例週期性電壓波形1050、1052、1054、1056中之各者，t ramp之時間保持相同。且一般而言，停滯時間越短，則由偏壓供應器208施加之功率之位準越高。更特定言之，停滯時間越短，則t reset越短，且t reset與t ramp之比率越小，則由偏壓供應器208施加之平均功率越高。
接下來參考圖10B，展示對應於四個實例週期性電壓波形1050、1052、1054、1056之四個護皮電壓Vs。如所展示，對應於具有最短停滯時間之第一波形1050（在四個實例週期性電壓波形1050、1052、1054、1056當中）之第一護皮電壓1060包含負值隨時間推移在電壓脈衝之間變得較大的一部分，此引起對離子電流之欠補償（類似於參考圖9C描述之護皮電壓）。且相比之下，對應於第四波形1056之第四護皮電壓1066包含負值在電壓脈衝之間變得更小之一部分，此引起對離子電流之過度補償（類似於參考圖9B描述之護皮電壓）。
參考圖11A，展示Vo下之四個週期性電壓波形：Vo下之第一波形1150係藉由80 ns停滯時間及5.6 kV之電壓源電壓Vb產生；第二波形1152係在Vo下藉由180 ns停滯時間及5.3 kV之源電壓Vb產生；第三波形1154係在Vo下藉由280 ns停滯時間及4.9 kV之源電壓Vb產生；且第四波形1156係在Vo下藉由480 ns停滯時間及3.9 kV之源電壓Vb產生。如所展示，t ramp之時間針對四個實例週期性電壓波形1150、1152、1154、1156中之各者改變，使得四個實例週期性電壓波形1150、1152、1154、1156之頻率保持相同。更特定言之，隨著停滯時間變得較長，t ramp變得較短。如所展示，一般而言，停滯時間越短，則由偏壓供應器208施加之功率之位準越高。且一般而言，停滯時間越短，則由偏壓供應器208施加之功率之位準越高。更特定言之，停滯時間越短，則t reset變得越短，且t reset與t ramp之比率越小，則由偏壓供應器208施加之平均功率越高。
接下來參考圖11B，展示對應於四個實例週期性電壓波形1150、1152、1154、1156之四個護皮電壓Vs。如所展示，對應於具有最短停滯時間之第一波形1150（在四個實例週期性電壓波形1150、1152、1154、1156當中）之第一護皮電壓1160包含負值隨時間推移在電壓脈衝之間變得更大的一部分，此引起離子電流之欠補償。且相比之下，對應於第四波形1156之第四護皮電壓1166包含負值在電壓脈衝之間變得更小之一部分，此引起對離子電流之過度補償（類似於參考圖9D描述之護皮電壓）。
參考圖12A及圖12B，展示與經欠補償之離子電流相關聯的護皮電壓、離子通量及週期性不對稱電壓波形（由偏壓供應器208輸出）之一般態樣。如圖12A中所展示，當離子電流I ion經欠補償時，護皮電壓之負值以類斜坡方式變得更大，此產生離子能量之更廣泛分佈（亦被稱作散佈）1272。在圖12B中展示可施加至基板支撐件以實行圖12A中所描繪之護皮電壓之週期性電壓。如所展示，週期性電壓波形Vo之類斜坡負部分相比於圖9A之週期性電壓波形之類斜坡部分以更低斜率下降（在圖12B中展示為虛線）。
圖13A及圖13B描繪與經過度補償之離子電流相關聯的護皮電壓、離子通量及週期性不對稱電壓波形（由偏壓供應器208輸出）之態樣。如圖13A中所展示，當離子電流經過度補償時，護皮電壓之負值以類斜坡方式變得更小，此亦產生離子能量之更廣泛散佈1374（相比於其中離子電流I ion等於電流i Lb之操作）。圖13B中展示週期性電壓波形Vo，其可施加至基板支撐件以實行圖13A中所描繪的護皮電壓。如所展示，週期性電壓函數之類斜坡負部分相較於補償離子電流之圖9A之週期性電壓波形之類斜坡部分以較大速率下降（展示為點線）。
參考圖14，展示可結合本文中之具體實例使用之控制系統的態樣。亦展示護皮電容（Csheath）及電容C1之表示，其表示與電漿處理腔室101相關聯的組件之固有電容，該等組件可包括絕緣件、工件、基板支撐件及夾盤。
如所展示，電流及/或電壓可由控制器1460量測以間接監測施加至偏壓供應器208之輸出節點210之功率的態樣（例如，電壓、電流及/或相位）及/或電漿處理腔室101之環境之一或多個特性。電漿處理腔室101之環境之例示性特性可為護皮電容（Csheath），其可使用經量測輸出電壓Vo加以計算。
如所展示，通過雙向開關220之電流、輸出處之電流i out及/或通過第二電感器Lb之電流可經監測且用作回饋。另外，偏壓供應器之輸出節點210處之電壓Vo可經監測且用作回饋。
該監測可在處理工件103之前執行以獲得經儲存之資料（例如，關於護皮電容及/或電漿處理腔室之環境之其他特性），且接著該資料係用於調節週期性波形Vo（例如，以前饋方式）。該監測亦可在電漿處理期間執行，且電壓源Vb、t ramp及/或停滯時間可使用即時回饋使用例如如圖14中所展示之電壓及/或電流量測來調節。另外，週期性電壓波形之第三部分之負電壓擺動（自時間t 2至t 3）可經控制以建立所要護皮電壓Vs。參考圖4A至圖4D所描述之控制器840可實施為控制器1460之一部分，或控制器840可獨立於控制器1460實施，但當然考慮，控制器840及控制器1460可通信以控制偏壓供應器208。
結合本文中所揭示之具體實例所描述的方法可直接以硬體、以編碼於非暫時性有形處理器可讀儲存媒體中之處理器可執行碼體現，或以該兩者之組合體現。舉例而言，參考圖15，展示描繪可用於實現本文中所揭示之控制態樣之實體組件的方塊圖。如所展示，在此具體實例中，顯示器1312及非揮發性記憶體1320耦接至匯流排1322，該匯流排亦耦接至隨機存取記憶體（random access memory；「RAM」）1324、處理部分（其包括N個處理組件）1326、場可程式閘陣列（field programmable gate array；FPGA）1327及包括N個收發器之收發器組件1328。儘管圖15中所描繪之組件表示實體組件，但圖15並不意欲為詳細硬體圖；因此，圖15中所描繪之許多組件可藉由共同構造體實現或分佈於額外實體組件當中。此外，經考慮，其他現有及待開發之實體組件及架構可用以實施參考圖15描述之功能組件。
此顯示器1312通常用於向使用者提供使用者介面，且在若干實施中，藉由觸控式螢幕顯示器來實現該顯示器。一般而言，非揮發性記憶體1320係非暫時性、有形的處理器可讀儲存媒體且用於儲存（例如，持續地儲存）資料及處理器可讀指令（包括與實行本文中所描述的方法相關聯的可執行碼）。在一些具體實例中，例如，非揮發性記憶體1320包括開機載入程式碼、作業系統碼、檔案系統碼及非暫時性處理器可執行碼，以促進執行藉由單個受控開關使基板偏壓之方法。
在許多實施中，非揮發性記憶體1320係藉由快閃記憶體（例如，NAND或ONENAND記憶體）實現，但經考慮，亦可利用其他記憶體類型。儘管有可能執行來自非揮發性記憶體1320之程式碼，但典型地將非揮發性記憶體中之可執行碼載入至RAM 1324中且藉由處理部分1326中之N個處理組件中之一或多者執行。
結合RAM 1324之N個處理組件通常用於執行儲存於非揮發性記憶體1320中之指令，以使能夠執行本文中所揭示之演算法及功能。應認識到，本文中揭示了若干演算法，但此等演算法中之一些並未在流程圖中表示。用以實行本文中所描述之方法之處理器可執行碼可持續地儲存於非揮發性記憶體1320中，且由N個處理組件結合RAM 1324執行。如所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，處理部分1326可包括視訊處理器、數位信號處理器（digital signal processor；DSP）、微控制器、圖形處理單元（graphics processing unit；GPU），或其他硬體處理組件或硬體及軟體處理組件之組合（例如FPGA或包括數位邏輯處理部分之FPGA）。
另外，或在替代方案中，非暫時性FPGA組態指令可持續地儲存於非揮發性記憶體1320中，且經存取（例如，在啟動期間）以對場可程式化閘陣列（field programmable gate array；FPGA）進行組態，從而實施本文中所揭示之演算法（例如，包括但不限於參考圖5及圖7所描述之演算法）。
輸入組件1330可接收信號（例如，指示在經揭示偏壓供應器之輸出處獲得之電流及電壓之信號）。另外，輸入組件1330可接收相位資訊及/或偏壓供應器108與源產生器112之間的同步信號，其指示電漿處理腔室101內之環境之一或多個態樣及/或源產生器與單個開關偏壓供應器之間的同步控制。在輸入組件處所接收之信號可包括例如至各個產生器及電源供應器單元的同步信號、功率控制信號，或來自使用者介面之控制信號。所屬技術領域中具有通常知識者將容易地瞭解，各種類型之感測器中之任一者，諸如但不限於定向耦合器及電壓-電流（voltage-current；VI）感測器，可用於對諸如電壓及電流之功率參數進行取樣，且指示功率參數之信號可在類比領域中產生且轉換至數位域。
輸出組件通常用於提供一或多個類比或數位信號，以實行第一開關S1及第二開關S2之斷開及閉合。輸出組件亦可控制本文中所描述之電壓源。
經描繪收發器組件1328包括N個收發器鏈，其可用於經由無線或有線網路與外部裝置通信。N個收發器鏈中之各者可表示與特定通信方案（例如，WiFi、乙太網、Profibus等）相關聯的收發器。
如所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，本發明的態樣可體現為系統、方法或電腦程式產品。因此，本發明的態樣可採取完全硬體具體實例、完全軟體具體實例（包括韌體、常駐軟體、微碼等）或組合軟體與硬體態樣之具體實例的形式，其在本文中一般皆可被稱作「電路」、「模組」或「系統」。此外，本發明的態樣可採取體現於一或多個電腦可讀媒體中的電腦程式產品之形式，該一或多個電腦可讀媒體具有體現於其上之電腦可讀程式碼。
如本文中所使用，「A、B或C中之至少一者」之敍述意欲意謂「A、B、C或A、B及C之任何組合」。提供經揭示具體實例的先前描述以使得任何所屬技術領域中具有通常知識者能夠製作或使用本發明。對此等具體實例之各種修改對於所屬技術領域中具有通常知識者將易於顯而易見的，且在不背離本發明之精神或範圍的情況下可將本文中定義之一般原理應用於其他具體實例。因此，本發明並不意欲限於本文中所展示的具體實例，而應符合與本文中所揭示原理及新穎特徵相一致的最廣泛範圍。
101:電漿處理腔室 102:容納電漿之體積 103:工件 104:電極 105:源電極 108:偏壓供應器 112:源產生器 113:源匹配網路 208:例示性偏壓供應器 210:輸出節點 212:返回節點 220:雙向開關 230:功率區段 310:輸入節點 312:返回節點 408A:偏壓供應器 408B:偏壓供應器 408C:偏壓供應器 408D:偏壓供應器 422:第一節點 424:第一節點 426:第一節點 428:第二節點 430:第二節點 432:第二節點 434:負端子 436:正端子 502:區塊 504:區塊 506:區塊 508:區塊 510:區塊 512:區塊 608A:偏壓供應器 608B:偏壓供應器 608C:偏壓供應器 608D:偏壓供應器 612:返回節點 644:變壓器 680:第一節點 682:第一節點 684:第二節點 686:第二節點 711:區塊 721:區塊 731:區塊 741:區塊 820A:雙向開關 820B:雙向開關 820C:雙向開關 840:控制器 842A:第一驅動器 842B:第二驅動器 844A:第一驅動信號線 844B:第二驅動信號線 850:共同連接 970A:分佈 970B:分佈 970C:分佈 970D:所要分佈 1050:第一波形 1052:第二波形 1054:第三波形 1056:第四波形 1060:第一護皮電壓 1066:第四護皮電壓 1150:第一波形 1152:第二波形 1154:第三波形 1156:第四波形 1160:第一護皮電壓 1166:第四護皮電壓 1272:分佈 1312:顯示器 1320:非揮發性記憶體 1322:匯流排 1324:隨機存取記憶體 1326:處理部分 1327:場可程式閘陣列 1328:收發器組件 1330:輸入組件 1374:散佈 1460:控制器 C ch:夾盤電容 C S:護皮電容 Csheath:護皮電容 D1:第一二極體 D2:第二二極體 I ion:離子電流 i L1:電流 i Lb:電流 i out:電流 i switch:電流 L1:電感器 Lb:第二電感器 L2:第二電感器 Llp:初級繞組 Lp:初級繞組 Lls:次級繞組 Ls:次級繞組 S1:第一開關 S2:第二開關 Vb:電壓源 Vb1:額外偏移電壓源 Vb2:額外偏移電壓源 Vo:週期性電壓 Voffset:偏移電壓源 V s:護皮電壓 t 1:時間 t 2:時間 t 3:時間 t 4:時間 treset:復位時間 tramp:時間
[圖1]為描繪其中可利用本文中所揭示之偏壓供應器之例示性電漿處理環境的方塊圖；
[圖2]為描繪例示性偏壓供應器之示意圖；
[圖3]為以電氣方式表示電漿處理腔室之態樣之示意圖；
[圖4A]、[圖4B]、[圖4C]及[圖4D]各自描繪圖2中所描繪的偏壓供應器之實例；
[圖5]為描繪可結合圖4A、圖4B、圖4C及圖4D中所描繪之偏壓供應器經遍歷的方法之流程圖；
[圖6A]、[圖6B]、[圖6C]及[圖6D]各自描繪可經實施為圖2中所描繪的偏壓供應器之偏壓供應器的額外實例；
[圖7]為描繪可結合圖6A、圖6B、圖6C及圖6D中所描繪之偏壓供應器經遍歷的方法之流程圖；
[圖8A]、[圖8B]及[圖8C]各自描繪圖2、圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖6A、圖6B、圖6C及圖6D中所描繪之雙向開關之實例；
[圖9A]、[圖9B]、[圖9C]及[圖9D]各自為描繪當與圖3中之電漿處理腔室一起操作時之本文中所描述之偏壓供應器的電氣態樣之定時之時序圖；
[圖10A]包含描繪週期性電壓波形及與各波形相關聯之功率的各種實例之圖；
[圖10B]為描繪可由圖10A中所描繪的週期性電壓波形中之各者產生的護皮電壓之圖；
[圖11A]包含描繪週期性電壓波形及與各波形相關聯之功率之各種其他實例的圖；
[圖11B]為描繪可由圖11A中所描繪的週期性電壓波形中之各者產生的護皮電壓之圖；
[圖12A]為護皮電壓相對於時間及所得離子通量相對於離子能量之圖形描繪；
[圖12B]為可產生圖12A中所描繪的護皮電壓之週期性電壓波形之圖；
[圖13A]描繪另一護皮電壓及所得離子通量相對於離子能量；
[圖13B]為可產生圖13A中所描繪的護皮電壓之週期性電壓波形之圖；
[圖14]為描繪控制系統之態樣之方塊圖；且
[圖15]為描繪可用於實施本文中所揭示之控制態樣之組件的方塊圖。
208:例示性偏壓供應器
210:輸出節點
212:返回節點
220:雙向開關
230:功率區段
iswitch:電流
Vo:週期性電壓

Claims (18)

  1. 一種用以施加一週期性電壓之偏壓供應器，其包含： 一輸出節點； 一返回節點； 一雙向開關，其經組態以實現對該雙向開關之一第一節點與該雙向開關之一第二節點之間的電流之雙向控制； 一功率區段，其耦接至該輸出節點、該返回節點及該雙向開關之該第一節點及該第二節點；及 一控制器，其經組態以在一全電流週期內控制通過該雙向開關之電流之一方向，該全電流週期包含一第一半電流週期及一第二半電流週期，該第一半電流週期包含正電流，該正電流在時間t 0自零電流開始，增加至一正峰值且接著在一時間t 1減小回至零電流，該第二半電流週期包含負電流，該負電流在一時間t 2自零電流開始，增加至一負峰值且接著在一時間t 3減小回至零電流，以在該輸出節點與該返回節點之間施加該週期性電壓。
  2. 如請求項1之偏壓供應器，其中該功率區段包含： 一第一電感器，其耦接在該雙向開關之該第一節點與該輸出節點之間； 一第二電感器，其具有耦接至該輸出節點的一第一節點；及 一電壓源，其耦接至該第二電感器之一第二節點及該返回節點。
  3. 如請求項1之偏壓供應器，其中該控制器經組態以實現對該時間t 1與該時間t 2之間的一停滯時間之控制，從而實現對一平均功率之控制。
  4. 如請求項1之偏壓供應器，其中該雙向開關包含： 一第一開關，其耦接至一第一二極體；及 一第二開關，其耦接至一第二二極體； 其中該控制器經組態以： 在該時間t 0使該第一開關閉合，以使得該正電流能夠流經該第一開關及該第一二極體，以完成該第一半電流週期；及 斷開該第一開關且接著使該第二開關閉合，以使得該負電流能夠流經該第二開關及該第二二極體，以完成該第二半電流週期。
  5. 如請求項4之偏壓供應器，其中該控制器經組態以實現對該時間t 1與該時間t 2之間的一停滯時間之控制，從而實現對一平均功率之控制。
  6. 如請求項2之偏壓供應器，其中該第二電感器之該第二節點耦接至該返回節點。
  7. 如請求項2之偏壓供應器，其中該電壓源為該偏壓供應器中之唯一的電壓源。
  8. 如請求項2之偏壓供應器，其包含一第二電壓源，且其中該電壓源經由該第二電壓源耦接至該雙向開關之該第二節點。
  9. 如請求項2之偏壓供應器，其中該第一電感器之至少一部分定位於該雙向開關內部。
  10. 如請求項1之偏壓供應器，其中該功率區段包含： 一變壓器，該變壓器之一初級繞組之一第一節點耦接至該雙向開關之該第一節點，該變壓器之一次級繞組之一第一節點耦接至該輸出節點，且該變壓器之該次級繞組之一第二節點耦接至該返回節點；及 一電壓源，其耦接在該雙向開關之該第二節點與該變壓器之該初級繞組之一第二節點之間。
  11. 如請求項10之偏壓供應器，其包含一偏移電壓源，該變壓器之該次級繞組之該第二節點經由該偏移電壓源耦接至該返回節點。
  12. 一種電漿處理系統，其包含：  一電漿腔室，其包括： 用以容納一電漿之一體積； 一輸入節點； 一返回節點；及 一偏壓供應器，其包括： 一雙向開關，其經組態以實現對該雙向開關之一第一節點與該雙向開關之一第二節點之間的電流之雙向控制；及 用於在一全電流週期內提供且控制通過該雙向開關之電流之構件，該全電流週期包含一第一半電流週期及一第二半電流週期，該第一半電流週期包含正電流，該正電流在時間t 0自零電流開始，增加至一正峰值且接著在一時間t 1減小回至零電流，該第二半電流週期包含負電流，該負電流在一時間t 2自零電流開始，增加至一負峰值且接著在一時間t 3減小回至零電流，以在該輸入節點與該返回節點之間施加一週期性電壓。
  13. 如請求項12之系統，其包含： 用以調節該時間t 1與該時間t 2之間的一時間以調節平均功率之構件。
  14. 如請求項12之系統，其包含一可調節電壓源以調節離子能量。
  15. 如請求項12之系統，其包含用於調節該等全電流週期之間的一時間、半電流週期之間的一時間或該週期性電壓之一基本週期中之至少一者以調節離子能量之一散佈的構件。
  16. 一種非暫時性、有形的處理器可讀儲存媒體，其編碼有處理器可讀指令，以控制一偏壓供應器之一雙向開關，該等指令包含用以進行以下操作之指令：  提供通過該雙向開關之電流；及 在一全電流週期內控制通過該雙向開關之該電流以在該偏壓供應器之一輸出節點與一返回節點之間施加一週期性電壓，該全電流週期包含一第一半電流週期及一第二半電流週期，該第一半電流週期包含正電流，該正電流在時間t 0自零電流開始，增加至一正峰值且接著在一時間t 1減小回至零電流，該第二半電流週期包含負電流，該負電流在一時間t 2自零電流開始，增加至一負峰值且接著在一時間t 3減小回至零電流。
  17. 如請求項16之非暫時性、有形的處理器可讀儲存媒體，其包含用以控制該偏壓供應器之一可調節電壓源以調節離子能量之指令。
  18. 如請求項16之非暫時性、有形的處理器可讀儲存媒體，其包含用以調節該等全電流週期之間的一時間、該等半電流週期之間的一時間或該週期性電壓之一基本週期中之至少一者以調節離子能量之一散佈的指令。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5124344B2 (ja) * 2008-05-26 2013-01-23 株式会社アルバック バイポーラパルス電源及び複数のバイポーラパルス電源からなる電源装置並びに出力方法
JP5372419B2 (ja) * 2008-06-25 2013-12-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2011032149A2 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Board Of Regents, The University Of Texas System Bipolar solid state marx generator
JP2022541004A (ja) * 2019-07-12 2022-09-21 エーイーエス グローバル ホールディングス， プライベート リミテッド 単一制御型スイッチを伴うバイアス供給装置

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