本發(fā)明涉及一種高功率(hp)發(fā)生器，其配置成能夠向容性負載，特別是向等離子體過程提供具有高電壓值和/或高電流的高功率脈沖。本發(fā)明還涉及一種為等離子體過程提供高功率脈沖的方法。

背景技術(shù)：

1、容性負載是指具有容性部分的負載，這意味著該負載上的電壓上升意味著高電流能力。在這些情況下，電容部分可以至少為100pf，優(yōu)選為200pf或更高，例如在500pf左右。這可能是等離子體處理過程中的負載，例如，等離子體處理應(yīng)用。

2、一些等離子體處理應(yīng)用，如蝕刻或?qū)映练e，需要高電壓(hv)、高頻(hf)、矩形、不對稱的脈沖電壓供應(yīng)。通常，電壓值大大超過單個半導(dǎo)體開關(guān)的電壓處理能力，尤其是在需要高頻操作時。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種高功率發(fā)生器和一種向等離子體提供高功率脈沖的方法，該方法允許以快速變化的功率(脈沖)供應(yīng)等離子體過程。

2、根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種高功率(hp)發(fā)生器，該發(fā)生器配置為以高電壓值和/或高電流值向負載提供高功率，特別是等離子體過程，包括：

3、若干低功率(lp)發(fā)生器，

4、o每個低功率(lp)發(fā)生器包括儲能組件，其中，在使用中，儲能組件被充電到與儲能組件相關(guān)的預(yù)定義值，

5、o每個低功率(lp)發(fā)生器在其輸出端提供低功率耦合值，該值對應(yīng)于相應(yīng)低功率(lp)發(fā)生器中包含的儲能組件的值，

6、耦合器，其與低功率(lp)發(fā)生器電氣連接，使得可以獲得耦合器輸出端的耦合值，該耦合值對應(yīng)于高功率(hp)發(fā)生器的輸出值，在使用中，至少在高功率(hp)發(fā)生器的某些狀態(tài)下高于其中一個低功率(lp)發(fā)生器輸出端的低功率耦合值，

7、控制單元，用于在hp發(fā)生器供電期間選擇低功率(lp)發(fā)生器對高功率(hp)發(fā)生器的輸出值的做出貢獻，以便在耦合器的輸出端產(chǎn)生脈沖的上升和/或衰減。

8、在一個方面，至少一個，優(yōu)選若干，最優(yōu)選的所有低功率發(fā)生器包括低功率發(fā)生器限值電路，例如限壓電路或限流電路。該低功率發(fā)生器限值電路可能包括一個帶有附加電阻器的附加開關(guān)元件或一個帶有功率耗散部件的可變電控阻抗。有了這樣的電路，高功率發(fā)生器可以變得更加可靠。

9、該低功率生成器值限制電路可能特別包括以下至少一個：

10、o二極管和電容器的串聯(lián)電路，配置為將兩端存在的過電壓箝位為電容器充電的電壓和放電電路，以對電容器放電，

11、o電阻器和開關(guān)元件，例如晶體管，或

12、o具有功率耗散部分的可變電可控阻抗。

13、根據(jù)一個方面，在使用中，耦合器和/或高功率(hp)發(fā)生器的輸出是階躍函數(shù)，特別是沒有連續(xù)斜率的真實階躍函數(shù)。

14、根據(jù)一個方面，低功率(lp)發(fā)生器在一個脈沖期間順序激活。這意味著并非所有低功率(lp)發(fā)生器在脈沖開始時立即激活。因此，例如，如果脈沖的長度為0.5μs至2μs，則在脈沖開始時激活第一個低功率(lp)發(fā)生器或一些低功率(lp)發(fā)生器的堆棧。大約10ns或100ns后，一個或一些額外的低功率(lp)發(fā)生器被激活，因此高功率(hp)發(fā)生器輸出端的脈沖上升。然后，再過10ns或100ns，下一個低功率(lp)發(fā)生器或低功率(lp)發(fā)生器堆棧被額外激活，從而使脈沖進一步上升。對于脈沖的衰減，可以以相同的方式逐步停用一個或若干低功率(lp)發(fā)生器?！凹せ钜慌_或多臺低功率(lp)發(fā)生器”是指控制單元選擇這些低壓發(fā)生器，以在高功率(hp)發(fā)生器供電期間為高功率(hp)發(fā)生器的輸出值做出貢獻。換言之，控制單元可以被配置為在高功率(hp)發(fā)生器的輸出端產(chǎn)生脈沖期間，多次選擇每個低功率(lp)發(fā)生器對高功率(hp)發(fā)生器輸出值的貢獻。

15、根據(jù)一個方面，耦合器包括四個以上的電氣連接的低功率(lp)發(fā)生器，特別是6個或更多的低功率(lp)發(fā)生器，優(yōu)選10個或更多，最優(yōu)選15個或更多的低功率(lp)發(fā)生器。使用如此大量的低功率(lp)發(fā)生器，可以生成沒有連續(xù)斜率的真實階躍函數(shù)。

16、在一個方面，控制單元配置為以至少一個幅度階躍低于500v和/或不需要具有連續(xù)斜率輸出的發(fā)生器的方式選擇低功率(lp)發(fā)生器的貢獻。

17、有了這樣的解決方案，就不需要連續(xù)的斜坡發(fā)生器，這使得高功率(hp)發(fā)生器的效率更高。

18、在一個方面，耦合器和控制單元配置為僅通過開關(guān)連接低功率(lp)發(fā)生器。

19、在一個方面，控制單元可以配置為選擇低功率(lp)發(fā)生器對高功率(hp)發(fā)生器輸出值的貢獻，以在脈沖的上升沿和/或下降沿形成階躍線脈沖形狀。

20、在一個方面，低功率(lp)發(fā)生器的數(shù)量足夠高以在耦合脈沖的輸出端形成電壓上升和/或下降，其值等于或大于低功率(lp)發(fā)生器的若干值之和，以及階躍線脈沖形狀，其中階躍的值對應(yīng)于等于或高于一個或多個低功率(lp)發(fā)生器的值。

21、根據(jù)一個方面，低功率(lp)發(fā)生器的充電能量通過變壓器提供，每個低功率(lp)發(fā)生器都有一個初級繞組和一個次級繞組，次級繞組連接到整流器，每個整流器連接到相應(yīng)的低功率(lp)發(fā)生器的儲能組件。整流器可以包含至少一個半導(dǎo)體元件，例如二極管。整流器可以包括四個以橋式整流器方式連接的二極管。整流器和/或變壓器可能是電源的一部分。

22、若干，特別是每個低功率(lp)發(fā)生器可能有其相應(yīng)的變壓器。

23、若干，特別是對應(yīng)于低功率(lp)發(fā)生器的每個變壓器，可能都有自己的磁芯。

24、若干，特別是每個對應(yīng)于低功率(lp)發(fā)生器的變壓器，可以包括一個平衡繞組，優(yōu)選兩個平衡繞組。

25、這允許交流電源電流沿著變壓器自由流動，向負載級發(fā)生器(即連接到負載的低功率(lp)發(fā)生器)提供電荷，并防止空載級發(fā)生器(即未連接到負載的低功率(lp)發(fā)生器，因此不會對高功率(hp)發(fā)生器輸出做出貢獻)過度充電。同樣的概念也可用于為驅(qū)動電路供電。

26、一個變壓器的一個平衡繞組可以連接到另一個變壓器的平衡繞組。

27、因此，若干變壓器，特別是對應(yīng)于低功率(lp)發(fā)生器的每個變壓器，可以以開鏈配置連接。

28、若干的初級繞組，特別是對應(yīng)于低功率(lp)發(fā)生器的變壓器的每個初級繞組，可以串聯(lián)連接。這可能意味著一根電線串聯(lián)穿過所有變壓器，配置為由交流電源供電。

29、如果每個變壓器都有自己的磁芯，并且唯一的公共元件是初級繞組，則可以以高效和有效的方式分離高電壓和電流，初級繞組可以由一根公共導(dǎo)線組成。

30、若干，特別是對應(yīng)于低功率(lp)發(fā)生器的每個變壓器，也稱為“級”，可以體現(xiàn)為環(huán)形鐵芯變壓器。

31、在一個方面，平衡電路包括一個僅允許電流沿一個方向流動的組件，特別是一個二極管或像二極管一樣工作的組件，連接在兩個低功率(lp)發(fā)生器之間。例如，若干的負輸出，特別是每個低功率(lp)發(fā)生器的儲能組件，特別是作為電容器，與具有這種平衡電路的前一個低功率(lp)發(fā)生器的相同電位相連。當(dāng)與負載并聯(lián)的開關(guān)被激活時，如果較低的低功率(lp)發(fā)生器儲能組件值超過較高低功率(lp)發(fā)生器的儲能組件值，這可以使來自較低低功率(lp)發(fā)生器儲能組件的電荷能夠轉(zhuǎn)移到較高低功率(lp)發(fā)生器上的儲能組件?！耙鸭せ睢笔侵福骸扒袚Q到開啟狀態(tài)”，或“在其輸出端切換到低阻抗”?！芭c負載并聯(lián)的開關(guān)”是指開關(guān)元件，當(dāng)激活時，它負責(zé)斷開相應(yīng)的低功率(lp)發(fā)生器與附近連接的低功率(lp)發(fā)生器的連接。在圖2a、2b、4、5中，這些是開關(guān)元件s1。在圖3中，這些是開關(guān)元件s2。連接開關(guān)是指開關(guān)元件，該開關(guān)元件負責(zé)在激活時連接相應(yīng)的低功率(lp)發(fā)生器。在圖2a、2b、4、5中，這些是開關(guān)元件s2。在圖3中，這些是開關(guān)元件s1。最高低功率(lp)發(fā)生器的儲能組件將積累來自整個堆棧的多余電荷。因此，這些最高的低功率(lp)發(fā)生器可以以一種有利的方式進行控制，以便為負載提供比其他低功率發(fā)生器更多的功率，以消除過多的電荷。

32、在一個方面，阻尼電路可以放置在若干、特別是開鏈配置中的所有低功率(lp)發(fā)生器之間。開鏈配置意味著這種阻尼電路位于每個低功率(lp)發(fā)生器及其下一個更高的低功率(lp)發(fā)生器之間，而不是位于最高和最低之間。如果儲能元件是電容器，則阻尼電路可以包括電阻器和/或電感器。如果儲能元件是電感器，則阻尼電路可以包括電阻器和/或電容器。低功率(lp)發(fā)生器之間的阻尼電路可以最好地與平衡電路串聯(lián)放置。阻尼電路可用于消除電荷處理路徑的寄生分量上的振蕩。

33、整個高功率(hp)發(fā)生器可以直接采用液冷。這可以通過浸入式介電冷卻液來完成，特別是低功率(lp)發(fā)生器由介電冷卻液浸泡。高功率(hp)發(fā)生器的所有組件，包括變壓器，都可以是浸入式介電冷卻液，這減少了間隙和爬電距離要求，同時提供高冷卻能力。這樣可以提高所有組件的安全操作區(qū)域的使用率，并進一步減小尺寸并減少寄生電感和電容。這導(dǎo)致整個高功率(hp)發(fā)生器的尺寸較小，效率更高。

34、若干，特別是所有，低功率(lp)發(fā)生器和控制單元至少部分地，至少與開關(guān)單元可以位于一個殼體中。耦合器可以位于同一殼體中。變壓器和整流器可以位于殼體中。殼體可能是防液的。介電冷卻液可能會流過殼體。通過這種方式，可以增強冷卻和隔離效果。電子元件距離可以縮短。這允許使用更短的導(dǎo)線長度，從而減少固有電感，從而使開關(guān)能力更快。通過這種直接液體冷卻，可以減少不同開關(guān)和低功率(lp)發(fā)生器和/或耦合器的其他組件之間的溫差。因此，高級平衡是可能的。

35、在一個方面，控制單元可以配置為通過低功率(lp)發(fā)生器以有序的方式選擇低功率(lp)發(fā)生器的貢獻。具體而言，每個脈沖序列都可以從不同的低功率(lp)發(fā)生器開始，因此所有n個低功率(lp)發(fā)生器在n個脈沖之后都相等地加載。這樣可以增強低功率(lp)發(fā)生器組之間的負載分配，從而在開關(guān)元件之間實現(xiàn)更好的功率損耗平衡。

36、在一個方面，控制單元可以包括開關(guān)單元，具有至少10a/μs的電流抬升能力。憑借如此高的電流抬升能力，可以足夠快地對容性負載進行充電。

37、在一個方面，控制單元可以包括開關(guān)單元，具有承受約0.5kv或更高電壓的能力，電壓上升和下降速率為15kv/μs或更高。這樣，可以實現(xiàn)具有極其尖銳電壓轉(zhuǎn)換的極端脈沖。對于等離子體工藝等許多應(yīng)用來說，這是一個非常需要的功能，尤其是在半導(dǎo)體等離子體工藝中。

38、在一個方面，控制單元可以配置為選擇低功率(lp)發(fā)生器14、16、18的貢獻，以減少高功率(hp)發(fā)生器輸出端和/或負載上的專用位置的電壓過沖，特別是在等離子體過程的基板上。這可以通過高壓發(fā)生器輸出端的第一步來完成，該步驟只是第二步值的一部分，特別是第二步值的一半，第二步可能是全部量。

39、在一個方面，控制單元配置為以電氣隔離的方式選擇低功率(lp)發(fā)生器的貢獻，特別是通過光纖連接或磁耦合。所述低功率(lp)發(fā)生器中的一些或優(yōu)選，可由控制單元通過控制開關(guān)單元來選擇。數(shù)據(jù)處理器的輸出和開關(guān)單元之間的連接可以通過光纖或磁耦合來實現(xiàn)。這可以幫助有效、快速且無時間延遲地切換所有低功率(lp)發(fā)生器，以形成電壓具有尖銳邊緣的脈沖，例如一個開關(guān)單元的多個開關(guān)元件可以通過一個電氣隔離連接。若干帶有相應(yīng)開關(guān)單元的低功率(lp)發(fā)生器可以合并為一個組，該組可以配置為該組只能一起激活或停用。然后，對于這樣的組，可以只使用一個電氣隔離連接。減少電氣隔離連接的數(shù)量可以節(jié)省成本，并使高壓發(fā)生器更加可靠，因為具有故障風(fēng)險的部件更少。有利的是，每個開關(guān)都有自己的電氣隔離連接。但是，如果合并，多個變送器可以由一個控制信號控制。這樣可以減少所需的i/o端口數(shù)量。

40、在一個方面，盡管負載不平衡，但所有低功率(lp)發(fā)生器(也稱為“級”)上的電壓都是相等的。此外，通過將初級路徑放置在環(huán)形鐵芯變壓器的中間附近，同時保持次級繞組靠近鐵芯并遠離初級繞組，可以很容易地實現(xiàn)初級到次級繞組隔離(接地到高壓)。平衡繞組可以放置在靠近次級繞組的位置，因為這里只應(yīng)提供平臺間電壓絕緣。

41、“控制單元配置為選擇低功率(lp)發(fā)生器對高功率(hp)發(fā)生器輸出值的貢獻”的含義應(yīng)理解為高壓發(fā)生器電路的能力和配置與控制單元的程序相結(jié)合，使高功率(hp)發(fā)生器能夠選擇具有各自低功率(lp)發(fā)生器值的低功率(lp)發(fā)生器的選擇，以提供對高功率(hp)發(fā)生器輸出值的貢獻。

42、該控制單元可以包括數(shù)據(jù)處理器，其具體體現(xiàn)為例如具有程序存儲器的嵌入式微控制器，其具體體現(xiàn)為非易失性數(shù)據(jù)存儲器，以及體現(xiàn)為易失性數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)存儲器，例如，此類控制單元通常包括用于輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口，例如測量數(shù)據(jù)、控制輸入數(shù)據(jù)等。以及傳出的數(shù)據(jù)，如控制信號、信息信號、警報信號等。這種控制單元通常包括數(shù)據(jù)計算部分、數(shù)據(jù)比較可能性和類似的電路，使其能夠從傳入的數(shù)據(jù)中計算出新數(shù)據(jù)，找到與傳入和/或計算數(shù)據(jù)相關(guān)的決策，并輸出相關(guān)數(shù)據(jù)信號以控制高功率(hp)發(fā)生器的其他電路，例如：

43、耦合器的輸出可以是高功率(hp)發(fā)生器的輸出。但是，在耦合器的輸出和高功率(hp)發(fā)生器的輸出之間也可能連接一些微小的附加電壓或電流整形組件。這種微小的附加電壓或電流整形元件可以是濾波器或小電壓、電流或電源，其數(shù)值量比耦合的輸出值小得多。

44、“高功率(hp)發(fā)生器的狀態(tài)”是指高功率(hp)發(fā)生器在使用時可能處于的不同狀態(tài)，具體取決于不同的低功率(lp)發(fā)生器和/或開關(guān)單元和/或高功率(hp)發(fā)生器中的開關(guān)元件的激活。

45、高功率(hp)意味著在脈沖期間為10kw或更高。高電壓值(hv)意味著4kv或更高。高電流意味著10a或更高。高功率(hp)發(fā)生器可以配置為影響等離子體中和/或等離子體電位與基底之間的電壓和/或電荷載流子的運動。儲能元件可以是電容器或電感器和/或其他儲能元件。應(yīng)該理解為被配置成存儲一定量的能量存儲組件，其能量可以是高功率(hp)發(fā)生器的一個脈沖輸出能量的合理部分，這意味著至少1/200，優(yōu)選至少1/100，甚至更優(yōu)選至少1/50的高功率(hp)發(fā)生器的一個脈沖的能量。對儲能組件進行連續(xù)充電包括充電到電容器的預(yù)定義電壓值或電感器的預(yù)定義電流值。耦合器中低功率(lp)發(fā)生器的電氣連接可以是串聯(lián)、并聯(lián)或兩者的組合。耦合值可以是電壓、電流或功率?？刂茊卧梢源_定哪個低功率(lp)發(fā)生器對hp發(fā)生器的輸出功率做出貢獻?？刂茊卧梢耘渲脼榭刂频凸β?lp)發(fā)生器，使得至少兩個低功率(lp)發(fā)生器為高功率(hp)發(fā)生器的輸出做出貢獻，即將至少兩個低功率(lp)發(fā)生器的輸出值相加以形成hp輸出值。

46、主要優(yōu)點是儲能組件的充電與控制單元的狀態(tài)無關(guān)。這意味著生成的輸出值的占空比沒有限制，特別是輸出脈沖、它們的寬度以及平均輸出功率。第二個優(yōu)點是每個低功率(lp)發(fā)生器都有自己的儲能組件，可以分別保護控制單元中的開關(guān)免受過壓或過流的影響。第三個優(yōu)點是，由于組件功率低，所有組件都相對便宜。

47、控制單元可以包括開關(guān)單元，其中一個開關(guān)單元與每個低功率(lp)發(fā)生器相關(guān)聯(lián)。每個開關(guān)單元可以包含一個或兩個晶體管，特別是mosfet。mosfet具有高開關(guān)能力，可用于50a或更高的電流，并允許切換500v或更高的電壓。如果使用mosfet，可以為每個mosfet提供一個反并聯(lián)二極管，特別是與每個mosfet并聯(lián)。mosfet可以是基于碳化硅(sic)或基于氮化鎵(gan)的mosfet，適用于500v或更高的快速開關(guān)電壓，電壓上升和下降時間長(15kv/μs或更高)，以及高電流(50a或更高)，電流上升和下降時間長(10a/μs或更高)。

48、每個開關(guān)單元可以包括一個半橋電路，該電路由兩個串聯(lián)的開關(guān)元件組成。當(dāng)以這樣的方式閉合時，可以配置一個晶體管來連接兩個低功率(lp)發(fā)生器，即兩個低功率(lp)發(fā)生器的兩個值都會影響耦合輸出端的值。特別是，可以將兩個低功率(lp)發(fā)生器的輸出值相加。另一個晶體管可以配置為在激活時使負載短路，即當(dāng)晶體管閉合或處于導(dǎo)通狀態(tài)時。

49、每個半橋電路都可以由其存儲組件(例如電容器)箝位。這意味著存儲組件直接并聯(lián)到其半橋。這種配置可保護兩個開關(guān)免受過壓直至電容器電壓的影響。存儲元件也可以是電感器。這種配置可保護兩個開關(guān)免受過電流直至電感器中的電流的影響。在所有低功率(lp)發(fā)生器上保持單獨的安全電壓/電流就足夠了，以分別防止過電壓或過電流相關(guān)的故障。因此，每個低功率(lp)發(fā)生器都將其運行水平保持在自己的范圍內(nèi)。這導(dǎo)致了自我維持的安全條件。

50、該控制單元可以包括驅(qū)動器。驅(qū)動器可以配置為驅(qū)動開關(guān)單元，特別是晶體管，特別是mosfet。控制單元，特別是開關(guān)單元，可以是相應(yīng)的低功率(lp)發(fā)生器的一部分。

51、至少6個，優(yōu)選10個或更多，優(yōu)選15個或更多的低功率(lp)發(fā)生器可以耦合在一個耦合器中。至少兩個低功率(lp)發(fā)生器可以提供相等的低功率(lp)發(fā)生器值。優(yōu)選大多數(shù)低功率(lp)發(fā)生器，甚至所有低功率(lp)發(fā)生器提供相等的值。也有可能至少有兩個低功率(lp)發(fā)生器提供不同的低功率(lp)發(fā)生器值，特別是，所有低功率(lp)發(fā)生器可能提供不同的值。一個低功率(lp)發(fā)生器可以提供低功率(lp)發(fā)生器值，該值是另一個低功率(lp)發(fā)生器的低功率(lp)發(fā)生器值的一半。

52、電容器可以作為并聯(lián)到開關(guān)單元的能量存儲組件，特別是半橋。這樣可以穩(wěn)定耦合器的輸出值。每個低功率(lp)發(fā)生器都可以將自己的電容器充電到適當(dāng)?shù)碾妷核健＜せ铌P(guān)聯(lián)開關(guān)單元的一個開關(guān)，將負載(例如等離子過程)連接到電容器。激活開關(guān)單元的另一個開關(guān)可縮短負載。整個高壓發(fā)生器的輸出可以在每個脈沖期間提供真正的動態(tài)電壓源，從而實現(xiàn)巨大的輸出電流和所需的快速電壓轉(zhuǎn)換。

53、包括全橋電路和優(yōu)選的降壓轉(zhuǎn)換器的逆變器可以連接到初級繞組。這樣就可以有效地向低低功率(lp)發(fā)生器輸送電力。

54、在另外一個方面，本發(fā)明涉及一種向等離子體過程提供由高功率(hp)發(fā)生器提供的具有變化幅度的高功率脈沖的方法，包括以下步驟

55、a.將多個低功率(lp)發(fā)生器的儲能組件分別連續(xù)充電到預(yù)定值，

56、b.通過控制低功率(lp)發(fā)生器對高功率(hp)發(fā)生器輸出的貢獻，選擇性地耦合至少一些低功率(lp)發(fā)生器的輸出值，以獲得對應(yīng)于具有所需幅度的脈沖的高功率(hp)發(fā)生器的所需輸出值。

57、通過使用許多低功率(lp)發(fā)生器，每個低功率(lp)發(fā)生器都包含一個儲能組件，以及一個耦合器，可以選擇有多少低功率(lp)發(fā)生器來產(chǎn)生輸出脈沖。這種解決方案相對安全、通用且便宜。它是安全的，因為每個低功率(lp)發(fā)生器都可以配置為保護其自己的相關(guān)開關(guān)免受高于其儲能組件功率值的功率的影響。該解決方案是通用的，因為可以快速改變輸出脈沖幅度，分辨率等于低功率發(fā)生器的數(shù)量。它很便宜，因為可以使用許多低功率發(fā)生器和低壓開關(guān)，這通常比單個高壓發(fā)生器和大功率脈沖裝置便宜。

58、在一個方面，低功率(lp)發(fā)生器，也稱為”級”，可以單獨或成組控制?？刂菩盘柨梢责佀偷介_關(guān)單元的驅(qū)動器，最好通過光纖，但也可以使用其他方式。開關(guān)單元的所有開關(guān)都可以從一個主控制板獨立控制，也可以一個信號控制整個平臺(例如，開關(guān)單元的連接開關(guān)的控制信號可能來自主控制板；開關(guān)單元的并聯(lián)負載開關(guān)的信號可能來自連接開關(guān)驅(qū)動板)，一個信號可以控制多個開關(guān)/平臺，進行分組控制等?？傒敵鲋凳莾H激活/選定的低功率(lp)發(fā)生器的輸出值之和。通過為每個脈沖激活或選擇不同數(shù)量的低功率(lp)發(fā)生器，可以將總輸出值從一個脈沖更改為另一個脈沖。

59、在一個方面，低功率(lp)發(fā)生器的輸出值，即低功率(lp)發(fā)生器的值，可以動態(tài)穩(wěn)定。每個低功率(lp)發(fā)生器都可以將自己的電容器充電到適當(dāng)?shù)碾妷核?。激活一個開關(guān)，將負載連接到該電容器。激活另一個開關(guān)可縮短負載。整個高壓發(fā)生器的輸出在每個脈沖期間都提供真正的動態(tài)電源，從而實現(xiàn)巨大的輸出電流和所需的快速電壓轉(zhuǎn)換。

60、可以實現(xiàn)雙步轉(zhuǎn)換而不是單步輸出值轉(zhuǎn)換。通過任何連接器電感將低阻抗電壓源與容性負載連接都不可避免地會導(dǎo)致電流和電壓振蕩。負載峰值電壓達到所施加電壓水平的兩倍。電阻阻尼電路會消耗大量的功率。通過應(yīng)用雙步轉(zhuǎn)換，可以顯著降低功率損耗。這在所呈現(xiàn)的拓撲中是可能的。通過兩步轉(zhuǎn)換，可以獲得接近矩形的電壓波形形狀、更低的過沖和顯著降低的功率損耗。

61、在持久的輸出脈沖期間，可以按順序激活若干級的發(fā)生器，均為“低功率(lp)發(fā)生器”。激活低功率(lp)發(fā)生器意味著激活相應(yīng)的連接開關(guān)元件。為了補償衰減的晶圓電壓，可以分若干步驟增加輸出電壓。每一步都將其電壓添加到總輸出電壓值中。如果所有平臺上的電壓相等，則每一步的分辨率是全堆棧低功率(lp)發(fā)生器電壓的1/n倍?？梢詷?gòu)建一個單獨的堆棧來處理補償功能。這可以單獨控制，并可能導(dǎo)致更精細的階躍分辨率，從而產(chǎn)生更穩(wěn)定的晶圓電壓和更好的離子能量分布。

62、本發(fā)明的進一步特征和優(yōu)點源于以下基于附圖的本發(fā)明實施例的詳細描述，該附圖顯示了對本發(fā)明至關(guān)重要的細節(jié)，以及來自權(quán)利要求書。那里顯示的特征不一定被理解為是按比例縮放的，并且以這樣一種方式顯示，即根據(jù)本發(fā)明的特殊特征可以清楚地可見。各種功能可以單獨實現(xiàn)，也可以在本發(fā)明的變體中以任何組合方式實現(xiàn)。