TWI715795B - 脈衝控制系統 - Google Patents

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Abstract

此處所呈現之實施例關於用於基板處理系統之脈衝控制系統。脈衝控制系統包括功率源、系統控制器及脈衝形狀控制器。脈衝形狀控制器耦合至功率源且與系統控制器連通。脈衝形狀控制器包括第一切換組件及第二切換組件。第一切換組件包括具有第一端及第二端之第一切換器。第一切換器可配置於斷開狀態及導通狀態之間。第二切換組件包括具有第一端及第二端之第二切換器。第一切換器在導通狀態中且第二切換器在斷開狀態中。在導通狀態中的第一切換器配置成允許將藉由功率源所供應之脈衝傳送通過脈衝形狀控制器。

Description

脈衝控制系統
此處所述之實施例大致關於基板處理系統，且更具體而言，關於在處理腔室中使用的脈衝形狀系統。
隨著半導體產業引入具有更高效能及更強功能之新一代的積體電路(IC)，形成此等IC之元件的密度增加，同時介於個別部件或元件之間的維度、尺寸及間距減少。以往此等減少僅由使用光蝕刻界定之結構的能力而受限，但具有以微米或奈米量測之維度的裝置幾何已造成新的限制因子，例如導電互連點之導電性、在導電互連點之間所使用之隔絕材料的介電常數、對小結構之蝕刻或在3D NAND或DRAM形成處理中的其他挑戰。此等限制可受益於更耐久、更高熱導性及更硬之硬遮罩。
在高功率脈衝磁電濺鍍沉積(HiPIMS)期間，可以介於2-8kHz之頻率將高達-2kV之25μs脈衝施加至標靶。對於碳標靶，在基板處理腔室中的電流可飆升至150A波峰。對於金屬標靶，在處理腔室中的電流可飆升至400A波峰。當脈衝藉由功率源關閉時，在系統中維持足夠的能量以持續濺鍍及沉積，直到施加至標靶的電壓被放電。此舉通常可延續額外的25μs。在此放電期間，電壓的下降導致離子能量的下降。因此，低能量離子沉積導致在基板上形成低密度薄膜。傳統處理遭受由硬電弧及標靶表面上的微電弧放電所造成的顆粒。來自重新沉積之結塊或雜質形成於標靶的表面上，而累積電荷且造成導致顆粒的微放電。
因此，需要改良的基板處理系統。
此處所呈現之實施例大致關於用於基板處理系統之脈衝控制系統。脈衝控制系統包括功率源、系統控制器及脈衝形狀控制器。脈衝形狀控制器耦合至功率源且與系統控制器連通。脈衝形狀控制器包括第一切換組件及第二切換組件。第一切換組件包括具有第一端及第二端之第一切換器。第一切換器可配置於斷開狀態及導通狀態之間。第二切換組件包括具有第一端及第二端之第二切換器。第二切換器可配置於斷開狀態及導通狀態之間。第一切換器在導通狀態中且第二切換器在斷開狀態中。在導通狀態中的第一切換器配置成允許將藉由功率源所供應之脈衝傳送通過脈衝形狀控制器。控制器配置成在導通狀態及斷開狀態之間改變第一切換器，且在斷開狀態及導通狀態之間改變第二切換器。
在另一實施例中，此處揭露一種基板處理系統。基板處理系統包括基板處理腔室及耦合至基板處理腔室的脈衝控制系統。基板處理腔室包括腔室主體、蓋組件及基板支撐組件。腔室主體具有側壁及底部。蓋組件定位於側壁上而形成內部空間。蓋組件具有標靶，標靶配置成提供可濺鍍及沉積於基板之表面上的材料源。基板支撐組件佈置於內部空間中在蓋組件下方。基板支撐組件配置成在處理期間支撐基板。脈衝控制系統包括功率源、控制器及脈衝形狀控制器。
脈衝形狀控制器耦合至功率源及基板處理腔室。脈衝形狀控制器與控制器連通。脈衝形狀控制器包括第一切換組件及第二切換組件。第一切換組件包括具有第一端及第二端之第一切換器。第一端耦合至功率源且第二端耦合至標靶。第一切換器可配置於斷開狀態及導通狀態之間。第二切換組件包括具有第一端及第二端之第二切換器。第二切換器的第一端耦合至接地。第二切換器的第二端耦合至標靶。第一切換器在導通狀態中。第二切換器在斷開狀態中。在導通狀態中的第一切換器配置成允許將藉由功率源所供應之脈衝傳送通過脈衝形狀控制器至標靶。控制器配置成回應於偵測到供應至標靶之脈衝的脈衝波峰，而在導通狀態及斷開狀態之間改變第一切換器，且在斷開狀態及導通狀態之間改變第二切換器。
在另一實施例中，此處揭露在高功率脈衝磁電濺鍍期間塑形脈衝的方法。控制器初始化具有第一切換器及第二切換器之脈衝形狀控制器，使得第一切換器在導通狀態中且第二切換器在斷開狀態中。回應於透過脈衝形狀控制器在基板處理腔室中對標靶所提供之脈衝，控制器決定是否發生脈衝波峰。回應於決定已發生脈衝波峰，控制器藉由將第一切換器從導通狀態切換至斷開狀態，且將第二切換器從斷開狀態切換至導通狀態，而將標靶放電。
第1圖描繪適合使用高功率脈衝磁電濺鍍（HiPIMS）處理之濺鍍沉積材料的物理氣相沉積（PVD）處理腔室100（例如，濺鍍處理腔室）。處理腔室100包括界定處理空間104的腔室主體102。腔室主體102包括側壁106及底部108。腔室蓋組件110固定在腔室主體102之頂部。腔室主體102可以鋁或其他適合的材料製成。基板進出通口112透過腔室主體102的側壁106形成，以促進將基板101傳送進出處理腔室100。進出通口112可與基板處理系統的傳送腔室及/或其他腔室連通。
腔室蓋組件110通常包括標靶120及與其耦合的接地護罩組件122。標靶120提供可在PVD處理期間濺鍍及沉積於基板101之表面上的材料源。標靶120供以作為DC濺鍍期間電漿電路的陰極。標靶120可以用於沉積層之材料或在腔室中所形成之沉積層的元素製成。諸如功率源124（在第2圖中將更詳細論述）的高電壓電源供應器連接至標靶120以促進將材料從標靶濺鍍。在一個實施例中，標靶120可由含碳材料製成，例如石墨、非晶碳、此等之結合或類似者。
標靶120通常包括周圍部分126及中央部分128。周圍部分126佈置於腔室100之側壁106上。標靶120的中央部分128可具有曲度表面些微地延伸朝向佈置於基板支撐件130上之基板101的表面。在一個實施例中，介於標靶120及基板支撐件130之間的間隔維持在約50mm及約250mm之間。
腔室蓋組件110可進一步包含磁電陰極132。在一個實施例中，磁電陰極132固定於標靶120上方，而在處理期間幫助從標靶120有效地濺鍍材料。磁電陰極132允許有效的處理控制及制訂的薄膜特性，同時確保一致的標靶蝕刻率及橫跨基板101之均勻的沉積。
蓋組件110的接地護罩組件122包括接地框架134及接地護罩136。接地護罩136藉由接地框架134耦合至周圍部分126，該接地框架134在處理空間104中界定標靶120之中央部分128下方的上部處理區域138。接地框架134配置成將接地護罩136與標靶120電氣隔絕，同時對處理腔室100之腔室主體102提供通過側壁106之接地路徑。接地護罩136配置成將處理期間所產生的電漿限制於上部處理區域138之中，且從約束於標靶120的中央部分128之標靶源材料擊出，從而允許將擊出的標靶源材料主要沉積於基板表面上而非腔室側壁106。
處理腔室100進一步包括佈置於其中的基板支撐組件140。基板支撐組件140包括軸桿142及耦合至軸桿142的基板支撐件144。基板支撐件144包括基板接收表面146，配置成在處理期間支撐基板101。軸桿142延伸穿過腔室主體102的底部108，且耦合至舉升機制156。舉升機制156配置成在下降傳送位置及上升處理位置之間移動基板支撐件144。風箱148環繞軸桿142且配置成在腔室主體102及軸桿142之間提供彈性密封。
基板支撐件144可為靜電夾盤且具有電極170。當使用靜電夾盤（ESC）之實施例時，基板支撐件144使用相對電荷之吸引力以保持絕緣類型及導電類型之兩種基板101，且藉由DC電源供應器172供電。基板支撐件144可包括裝設於介電主體之中的電極。DC電源供應器172可提供約200伏特至約2000伏特之DC夾持電壓至電極。DC電源供應器172亦可包括系統控制器，用於藉由引導DC電流至電極來控制電極170的操作，以夾持及解持基板101。此外，可從源178提供偏壓至基板支撐件144中的偏壓電極176，使得基板101在沉積處理之一或更多狀態期間可以電漿中所形成的離子衝擊。
處理腔室100可進一步包括隱蔽框架150及腔室護罩152。隱蔽框架佈置於基板支撐組件140之周圍。隱蔽框架150配置成限定從標靶120濺鍍之源材料沉積至基板表面的所欲部分。腔室護罩152可佈置於腔室主體102的內壁上。腔室護罩152包括向內朝向處理空間104而延伸的唇部154。唇部154配置成支撐佈置於基板支撐件組件140四周的隱蔽框架150。隨著基板支撐件144抬升至上升位置用於處理，佈置於基板接收表面146上之基板101的外部邊緣藉由隱蔽框架150接合，且隱蔽框架150向上舉升且從腔室護罩152隔開。當基板支撐件144下降至鄰接於進出通口112的傳送位置時，隱蔽框架150回置於腔室護罩152上。舉升銷（未顯示）選擇性地移動穿過基板支撐件144，以在基板支撐件144上舉升基板101，而促進基板101藉由傳送機制的進出。
氣源114耦合至腔室主體102以供應處理氣體至處理空間104中。在一個實施例中，處理氣體可包括惰性氣體、非反應氣體及所需的反應氣體。可藉由氣源114提供的處理氣體之範例包括但非限於氬氣（Ar）、氦氣（He）、氖氣（Ne）、氪（Kr）等等。
處理腔室100進一步包括幫浦通口116及幫浦裝置118。幫浦通口116可透過腔室主體102之底部108形成。幫浦裝置118耦合至處理空間104，以排空且控制其中的壓力。在一個範例中，幫浦裝置118可配置成維持處理腔室100於約1mTorr及約500mTorr之間的壓力。
系統控制器190耦合至處理腔室100。系統控制器190包括中央處理單元（CPU）192、記憶體194及支援電路196。系統控制器190配置成控制處理流程、調節從氣源114流出的氣體、且控制標靶120之離子衝擊。CPU 192可為可在產業設定中使用的通用電腦處理器之任何形式。軟體常式可儲存於諸如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、軟碟或硬碟裝置、或數位儲存之其他形式的記憶體194中。支援電路196傳統上耦合至CPU 192。當藉由CPU 192執行時，軟體常式將CPU轉換成控制處理腔室100之專用電腦（系統控制器190），使得處理根據本揭露案而實施。軟體常式亦可藉由對處理腔室100遠端定位的第二控制器（未顯示）儲存及/或執行。在處理期間，材料從標靶120濺鍍且沉積於基板101的表面上。在某些配置中，標靶120藉由功率源124相對於接地或基板支撐件144而偏壓，以產生且維持藉由氣源114所供應之處理氣體而形成的電漿。在電漿中生成的離子朝向標靶120加速且撞擊標靶120，造成標靶材料從標靶120擊出。所擊出的標靶材料在基板101上以所欲的晶體結構及/或成分形成層。RF、DC、或快速切換脈衝DC電源供應器或此等之結合提供可調節標靶偏壓，以對奈米晶體鑽石材料提供濺鍍成分及沉積率之精確控制。
處理腔室100進一步包括脈衝形狀控制器180。脈衝形狀控制器180定位於功率源132及標靶120之間。脈衝形狀控制器180與系統控制器190連通。在HiPIMS沉積期間，可以200Hz至40kHz之間的頻率施加高達-2kV之25µs脈衝至標靶。對於碳標靶，在處理腔室100中的電流可飆升至150A波峰。對於金屬標靶，在處理腔室100中的電流可飆升至400A波峰。當藉由功率源132關閉脈衝時，在系統中維持足夠的能量以持續濺鍍及沉積，直到施加至標靶120的電壓被放電。此舉通常可延續額外的25µs。在此放電間，電壓的下降導致離子能量的下降。因此，低能量離子沉積導致在基板101上形成低密度薄膜。傳統處理遭受由硬電弧及標靶表面上的微電弧放電所造成的顆粒。來自重新沉積之結塊或雜質形成於標靶的表面上，而累積電荷且造成導致顆粒的微放電。脈衝形狀控制器180配置成在HiPIMS脈衝之間藉由對脈衝之間的能量放電來消除非所欲的沉積，以消除於HiPIMS脈衝之結束時由脈衝結束時將系統接地所發生的硬電弧，且藉由每一個脈衝之間標靶的放電來消除標靶120的微電弧，因此增加在基板上形成的薄膜之品質。
第2圖根據一個實施例，描繪脈衝形狀控制器系統200。脈衝形狀控制器系統200包括脈衝形狀控制器180、功率源124及系統控制器190。在此實施例中，脈衝形狀控制器180顯示為與系統控制器190分開。在某些實施例中，脈衝形狀控制器180可與系統控制器190整合在一起。
脈衝形狀控制器180配置成在HiPIMS脈衝發生之後對處理腔室100中產生的電漿放電。脈衝形狀控制器180定位於功率源124及標靶120之間。脈衝形狀控制器180包括至少一第一切換組件202、第二切換組件204及冷卻系統210。第一切換組件202包括第一切換器206及第一二極體208。第一切換器206具有第一（例如，負極）端212及第二（例如，正極）端214。切換器206的第一端212耦合至功率源132。在一個範例中，功率源132可為負的高電壓脈衝DC電源供應器。切換器的第二端214與第二切換組件204電氣連通。第一二極體208放置於第一切換器206的四周。第一二極體208包括陽極216（正極）及陰極218（負極）。第一二極體208的陽極216於節點A處耦合至第一切換器206。第一二極體208的陰極218於節點B處耦合至第一切換器206。在一個實施例中，第一切換器206配置成承受50kHz的頻率。第一二極體208配置成保護第一切換器206的電路。舉例而言，藉由將第一二極體208與第一切換器並聯，第一二極體208確保切換器206絕不會反向偏壓，即，於切換器206之第二端（即，正端子）214的電壓絕不會低於切換器206之第一端（即，負端子）212。
第二切換組件204包括第二切換器220及第二二極體222。第二切換器220具有第一（例如，負極）端224及第二（例如，正極）端226。切換器220的第一端224耦合至標靶120。切換器的第二端226透過第三二極體290耦合至接地201。第二二極體222放置於第二切換器220的四周。第二二極體222包括陽極（負極）225及陰極（正極）228。第二二極體222的陽極225於節點D處耦合至第二切換器220。第二二極體222的陰極228於節點E處耦合至第二切換器220。在一個實施例中，第二切換器220配置成承受50kHz的頻率。第二二極體222配置成保護第二切換器220的電路。舉例而言，藉由將二二極體222與第二切換器220並聯，第二二極體222確保切換器220絕不會反向偏壓，即，於切換器220之第二端（即，正端子）226的電壓絕不會低於切換器220之第一端（即，負端子）224。
脈衝形狀控制器180於節點C處耦合至標靶120。在操作中，脈衝形狀控制器在第一狀態（即，功率傳遞狀態）初始化。在功率傳遞狀態，第一切換器206在導通位置中且第二切換器220在斷開位置中。功率傳遞狀態允許藉由功率源124所產生的DC脈衝（例如，負的DC脈衝）行進通過脈衝形狀控制器180且至標靶120。當決定提供至標靶之脈衝結束時，脈衝形狀控制器180可從功率傳遞狀態改變成第二狀態（即，系統放電狀態）。系統放電狀態允許標靶120接地，使得標靶120可更快速地放電，因此減少通常發生於放電時間期間的任何非所欲的沉積。在系統放電狀態，第一切換器206從導通位置改變成斷開位置，且第二切換器220從斷開位置改變成導通位置。如此作法，將第一切換器206斷開則切斷施加至標靶120的任何電壓，且亦將標靶120置於與脈衝形狀控制器180中的接地201電氣連通。
在一個實施例中，脈衝形狀控制器180可進一步包括冷卻系統210。冷卻系統210配置成保護切換器206、220而藉由流動冷卻流體通過各個切換器206、220來避免過熱。冷卻系統210包括佈置於第一切換器206四周的第一外殼227及佈置於第二切換器220四周的第二外殼229。第一外殼227包括入口231及出口233。第二外殼229包括入口235及出口237。冷卻系統210包括一或更多流體導管230、幫浦232及熱交換器234。來自一或更多流體導管230的第一流體導管236可在第一外殼227及幫浦232之間延伸。舉例而言，第一流體導管236從幫浦延伸至第一外殼227的入口231。第二流體導管238從幫浦232延伸至熱交換器234。在一個實施例中，熱交換器可定位於幫浦232及出口237之間。第三流體導管240可在第一外殼227及第二外殼229之間延伸。第三流體導管240將第一外殼227的出口233耦合至第二外殼229的入口235。如所建構，冷卻流體可在第一及第二切換器206、220四周流動，以在處理期間維持所欲的溫度。
如上所述，脈衝形狀控制器連接至產生待發送至標靶120之脈衝的功率源124。功率源124包括DC電源供應器250及切換器252。DC電源供應器250包括第一（例如，正極）端254及第二（例如，負極）端256。第一端254耦合至接地251。第二端256於節點F處耦合至切換器252的第一端258。切換器252的第二端259與脈衝形狀控制器180連通。在另一實施例中，功率源124進一步包括二極體260。二極體260包括於節點G處與切換器連通的正極262及與接地251及接地253連通的負極264。二極體260配置成保護電源供應器避免反向偏壓，使得負端子G絕不會高於功率源132的接地端子。
第3圖根據一個實施例，描繪在HiPIMS沉積中塑形脈衝的方法300。於方塊302處，系統控制器190初始化脈衝形狀控制器180至初始位置。在初始位置中，第一切換器206在導通位置中且第二切換器220在斷開位置中。因此，系統控制器190初始化脈衝形狀控制器180以允許藉由功率源所產生的脈衝行進通過脈衝形狀控制器180且至標靶120。
於方塊304處，系統控制器190決定是否發生脈衝波峰。舉例而言，系統控制器190將監測施加至標靶120的電壓，且決定何時發生脈衝波峰。若系統控制器190決定並未發生脈衝波峰，則系統控制器190不會改變脈衝形狀控制器的位置，即，系統控制器190將脈衝形狀控制器180維持在初始位置中，以允許施加電壓至標靶120（方塊306）。若系統控制器190決定已發生脈衝波峰，則控制器改變脈衝形狀控制器的位置，即，控制器將脈衝形狀控制器180從初始位置改變成第二位置（方塊308）。在第二位置中，第一切換器206從導通位置切換至斷開位置，且第二切換器220從斷開位置切換至導通位置。在第二位置中，功率源132從標靶120解除連接，因為第一切換器206在斷開位置中。取而代之的，當第二切換器220在導通位置中時，藉由將標靶120電氣耦合至接地使得標靶120被接地。藉由將標靶120接地，標靶120更快速地放電。此舉導致沉積率的下降，因為於脈衝之間不再有非所欲的沉積。此外，薄膜的密度增加，因為於脈衝之間不再有低能量的沉積。再者，在某些情況中，第二切換器可連接至介於約0-200V的正電壓DC電源供應器，而非接地，以幫助進一步對標靶放電，並且驅除至基板中的正離子，以改善材料密度。
儘管以上導向特定實施例，可作成其他及進一步實施例而不會悖離本揭露案之基本範疇，且本揭露案之範疇藉由以下之申請專利範圍來決定。
100‧‧‧腔室101‧‧‧基板102‧‧‧腔室主體104‧‧‧處理空間106‧‧‧腔室側壁110‧‧‧腔室蓋組件112‧‧‧進出通口114‧‧‧氣源116‧‧‧幫浦通口118‧‧‧幫浦裝置120‧‧‧標靶122‧‧‧接地護罩組件124‧‧‧功率源126‧‧‧周圍部分128‧‧‧中央部分130‧‧‧基板支撐件132‧‧‧磁電陰極134‧‧‧接地框架136‧‧‧接地護罩138‧‧‧上部處理區域140‧‧‧基板支撐組件142‧‧‧軸桿144‧‧‧基板支撐件146‧‧‧基板接收表面148‧‧‧風箱150‧‧‧隱蔽框架152‧‧‧腔室護罩154‧‧‧唇部156‧‧‧舉升機制170‧‧‧電極172‧‧‧DC電源供應器176‧‧‧偏壓電極178‧‧‧源180‧‧‧脈衝形狀控制器190‧‧‧系統控制器192‧‧‧CPU194‧‧‧記憶體196‧‧‧支援電路200‧‧‧脈衝形狀控制器系統201‧‧‧接地202‧‧‧第一切換組件204‧‧‧第二切換組件206‧‧‧第一切換器208‧‧‧第一二極體210‧‧‧冷卻系統212‧‧‧第一端214‧‧‧第二端216‧‧‧陽極218‧‧‧陰極220‧‧‧第二切換器222‧‧‧第二二極體224‧‧‧第一端225‧‧‧陽極226‧‧‧第二端227‧‧‧第一外殼228‧‧‧陰極229‧‧‧第二外殼230‧‧‧流體導管231‧‧‧入口232‧‧‧幫浦233‧‧‧出口234‧‧‧熱交換器235‧‧‧入口236‧‧‧第一流體導管237‧‧‧出口238‧‧‧第二流體導管240‧‧‧第三流體導管250‧‧‧DC電源供應器251‧‧‧接地252‧‧‧切換器253‧‧‧接地254‧‧‧第一端256‧‧‧第二端258‧‧‧第一端259‧‧‧第二端260‧‧‧二極體264‧‧‧陰極290‧‧‧第三二極體300‧‧‧方法302-308‧‧‧方塊
本揭露案之上述特徵以此方式而能夠更詳細的理解，而如以上簡要概述之揭露的更具體說明，可藉由參考實施例而獲得，其中某些實施例在隨附圖式中描繪。然而，應理解隨附圖式僅描繪本揭露案之通常實施例，且因此不應考慮為限制其範疇，因為本揭露案可承認其他均等效果之實施例。
第1圖根據一個實施例，描繪適合使用高功率脈衝磁電濺鍍（HiPIMS）處理之濺鍍沉積材料的物理氣相沉積（PVD）處理腔室。
第2圖根據一個實施例，描繪脈衝形狀控制器系統。
第3圖根據一個實施例，描繪在HiPIMS沉積中塑形脈衝之組件方法。
為了清楚起見，已盡可能地使用相同的元件符號來表示共同圖式之間相同的元件。此外，一個實施例的元件可有利地適於在此處所述之其他實施例中利用。
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國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:腔室
101:基板
102:腔室主體
104:處理空間
106:腔室側壁
110:腔室蓋組件
112:進出通口
114:氣源
116:幫浦通口
118:幫浦裝置
120:標靶
122:接地護罩組件
124:功率源
126:周圍部分
128:中央部分
130:基板支撐件
132:磁電陰極
134:接地框架
136:接地護罩
138:上部處理區域
140:基板支撐組件
142:軸桿
144:基板支撐件
146:基板接收表面
148:風箱
150:隱蔽框架
152:腔室護罩
154:唇部
156:舉升機制
170:電極
172:DC電源供應器
176:偏壓電極
178:源
180:脈衝形狀控制器
190:系統控制器
192:CPU
194:記憶體
196:支援電路

Claims (18)

  1. 一種脈衝控制系統，包含：一脈衝DC功率源，該脈衝DC功率源經配置以將一負電壓施加至一標靶；一脈衝形狀控制器，該脈衝形狀控制器配置於一第一狀態以及一第二狀態，該脈衝形狀控制器包含：一第一切換組件，該第一切換組件具有一第一切換器以及與該第一切換器並聯的一第一二極體，其中該第一切換器具有一第一端及一第二端，該第一端耦合至該脈衝DC功率源，且該第二端耦合至一節點，該節點直接耦合至該標靶；及一第二切換組件，該第二切換組件具有一第二切換器以及與該第二切換器並聯的一第二二極體，其中該第二切換器具有一第一端及一第二端，該第一端耦合至該節點，且該第二端耦合至接地，其中當該脈衝形狀控制器在該第一狀態時，該第一切換器在一導通位置中且該第二切換器在一斷開位置中，且當該脈衝形狀控制器在該第二狀態時，該第一切換器在一斷開位置中且該第二切換器在一導通位置中；及一系統控制器，該系統控制器經配置以：初始化該脈衝形狀控制器至該第一位置，以允許 由該脈衝DC功率源所產生的一脈衝行進通過該脈衝形狀控制器且至該標靶；藉由監測施加至該標靶的該負電壓，決定是否發生一脈衝結束；及當該系統控制器決定發生該脈衝結束，將該脈衝形狀控制器由該第一狀態改變至該第二狀態，以將該標靶放電。
  2. 如請求項1所述之脈衝控制系統，其中該脈衝形狀控制器進一步包含：一冷卻系統，該冷卻系統至少部分地圍繞該第一切換器及該第二切換器。
  3. 如請求項2所述之脈衝控制系統，其中該冷卻系統進一步包含：具有一第一入口及一第一出口之一第一外殼，該第一外殼定位成至少部分地圍繞該第一切換器；具有一第二入口及一第二出口之一第二外殼，該第二外殼至少部分地圍繞該第二切換器；一幫浦；一第一導管，該第一導管延伸於該第一外殼及該幫浦之間；一第二導管，該第二導管延伸於該幫浦及該第二外殼之間；及 一第三導管，該第三導管延伸於該第一外殼及該第二外殼之間。
  4. 如請求項3所述之脈衝控制系統，其中該冷卻系統進一步包含：一熱交換器，該熱交換器定位於該幫浦及該第二外殼之間。
  5. 如請求項1所述之脈衝控制系統，其中：該第一二極體使該第一切換器的該第二端處的電壓永不低於該第一切換器的該第一端處的電壓；且該第二二極體使該第二切換器的該第二端處的電壓永不低於該第二切換器的該第一端處的電壓。
  6. 一種脈衝控制系統，包含：一脈衝DC功率源，該脈衝DC功率源經配置以將一負電壓施加至一標靶；一脈衝形狀控制器，該脈衝形狀控制器配置於一第一狀態以及一第二狀態，該脈衝形狀控制器包含：一第一切換組件，該第一切換組件具有一第一切換器以及與該第一切換器並聯的一第一二極體，其中該第一切換器具有一第一端及一第二端，該第一端耦合至該脈衝DC功率源，且該第二端耦合至一節點，該節點直接耦合至該標靶；及一第二切換組件，該第二切換組件具有一第二切 換器以及與該第二切換器並聯的一第二二極體，其中，該第二切換器具有一第一端及一第二端，該第一端耦合至該節點，且該第二端耦合至接地，其中當該脈衝形狀控制器在該第一狀態時，該第一切換器在一導通位置中且該第二切換器在一斷開位置中，且當該脈衝形狀控制器在該第二狀態時，該第一切換器在一斷開位置中且該第二切換器在一導通位置中；及一系統控制器，該系統控制器經配置以：初始化該脈衝形狀控制器至該第一位置；藉由監測施加至該標靶的該負電壓，決定是否發生一脈衝波峰；及當該系統控制器決定發生該脈衝波峰，將該脈衝形狀控制器由該第一狀態改變至該第二狀態，以將該標靶電耦合至接地，以將該標靶放電。
  7. 如請求項6所述之脈衝控制系統，其中該第一二極體使該第一切換器的該第二端處的電壓永不低於該第一切換器的該第一端處的電壓。
  8. 如請求項6所述之脈衝控制系統該第二二極體使該第二切換器的該第二端處的電壓永不低於該第二切換器的該第一端處的電壓。
  9. 如請求項6所述之脈衝控制系統，其中對於 一功率傳遞狀態，該第一切換器在該導通位置中且該第二切換器在該斷開位置中。
  10. 如請求項6所述之脈衝控制系統，其中對於一系統放電狀態，該第一切換器在該斷開位置中且該第二切換器在該導通位置中。
  11. 如請求項6所述之脈衝控制系統，其中該脈衝形狀控制器進一步包含：一冷卻系統，該冷卻系統至少部分地圍繞該第一切換器及該第二切換器。
  12. 如請求項11所述之脈衝控制系統，其中該冷卻系統進一步包含：具有一第一入口及一第一出口之一第一外殼，該第一外殼定位成至少部分地圍繞該第一切換器；具有一第二入口及一第二出口之一第二外殼，該第二外殼至少部分地圍繞該第二切換器；一幫浦；一第一導管，該第一導管延伸於該第一外殼及該幫浦之間；一第二導管，該第二導管延伸於該幫浦及該第二外殼之間；及一第三導管，該第三導管延伸於該第一外殼及該第二外殼之間。
  13. 一種脈衝控制系統，包含：一脈衝DC功率源，該脈衝DC功率源經配置以將一負電壓施加至一標靶；一脈衝形狀控制器，該脈衝形狀控制器配置於一第一狀態以及一第二狀態，該脈衝形狀控制器包含：一第一切換組件，該第一切換組件具有一第一切換器以及與該第一切換器並聯的一第一二極體，其中該第一切換器具有一第一端及一第二端，該第一端耦合至該脈衝DC功率源，且該第二端耦合至一節點，該節點直接耦合至該標靶；及一第二切換組件，該第二切換組件具有一第二切換器以及與該第二切換器並聯的一第二二極體，其中該第二切換器具有一第一端及一第二端，該第一端耦合至該節點，且該第二端耦合至接地，其中當該脈衝形狀控制器在該第一狀態時，該第一切換器在一導通位置中且該第二切換器在一斷開位置中，且當該脈衝形狀控制器在該第二狀態時，該第一切換器在一斷開位置中且該第二切換器在一導通位置中；及一系統控制器，該系統控制器經配置以：初始化具該脈衝形狀控制器至該第一位置，以允許由該脈衝DC功率源所產生的一脈衝行進通過該 脈衝形狀控制器且至該標靶；藉由監測施加至該標靶的該負電壓，決定是否發生一脈衝結束或一脈衝波峰；及若該系統控制器決定發生該脈衝結束或該脈衝波峰，將該脈衝形狀控制器由該第一狀態改變至該第二狀態。
  14. 如請求項13所述之脈衝控制系統，其中該第一切換器及該第二切換器配置成承受約50kHz之一頻率。
  15. 如請求項13所述之脈衝控制系統，其中該第一二極體使該第一切換器的該第二端處的電壓永不低於該第一切換器的該第一端處的電壓。
  16. 如請求項13所述之脈衝控制系統，其中該第二二極體使該第二切換器的該第二端處的電壓永不低於該第二切換器的該第一端處的電壓。
  17. 如請求項13所述之脈衝控制系統，其中該脈衝形狀控制器進一步包含：一冷卻系統，該冷卻系統至少部分地圍繞該第一切換器及該第二切換器。
  18. 如請求項17所述之脈衝控制系統，其中該冷卻系統進一步包含：具有一第一入口及一第一出口之一第一外殼，該第 一外殼定位成至少部分地圍繞該第一切換器；具有一第二入口及一第二出口之一第二外殼，該第二外殼至少部分地圍繞該第二切換器；一幫浦；一第一導管，該第一導管延伸於該第一外殼及該幫浦之間；一第二導管，該第二導管延伸於該幫浦及該第二外殼之間；及一第三導管，該第三導管延伸於該第一外殼及該第二外殼之間。
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