静电卡盘电源和半导体工艺设备制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种静电卡盘电源和半导体工艺设备。所述静电卡盘包括控制电压生成电路，用于根据用户设置值生成控制电压；升压电路，用于对所述控制电压进行升压以得到高压电压；参考电压引入电路，用于提供直流自偏电压，所述直流自偏压为所述半导体工艺设备执行工艺时产生的等离子体鞘层与所述静电卡盘上的晶圆之间的电压差；正极电压生成电路，用于将所述高压电压与所述直流自偏电压叠加，以生成正极电压；负极电压生成电路，用于将所述高压电压反向，并与所述直流自偏电压叠加，以生成负极电压。通过本发明专利技术实施例可以自动调节偏压，避免变压偏置对静电卡盘系统吸附力的影响，达到正负电极吸附力均衡，防止吸附失败现象发生。象发生。象发生。

【技术实现步骤摘要】
静电卡盘电源和半导体工艺设备


[0001]本专利技术涉及半导体生产
，特别是涉及静电卡盘电源和半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]在集成电路芯片制造行业中，对晶片进行加工的整个过程中，普遍包括光刻、刻蚀、离子注入、金属沉积、核心封装等工艺。在等离子刻蚀工艺中，刻蚀机将光刻工艺所产生的诸如线、面或孔洞等光阻图案，无误地转印到光阻底下的材质上，以形成整个集成电路所应有的复杂架构。刻蚀、金属沉积等工艺的完成，通常是将晶片放置在半导体加工设备反应腔内的卡盘上，卡盘起到支撑、固定晶片、对工艺过程晶片温度进行控制等作用。静电卡盘(Electro Static Chuck，ESC)是一种利用静电力固定晶片的卡盘结构，消除了机械卡盘结构复杂、晶片有效加工面积减少等缺点。静电卡盘电源(ESC DC Power)为静电卡盘提供直流高电压，使静电卡盘产生静电力，固定住晶片。双电极静电卡盘电源有两个高压输出端口，正高压输出端口(HV+)和负高压输出端口(HV
‑
)，分别连接到静电卡盘的两个电极。使得静电卡盘可以吸附固定晶片。但是随着技术的发展和刻蚀速率提升的需求，下射频系统加载的功率越来越大，导致正负电极和晶片间电压差绝对值不相等，对晶片的吸附力也就不相同，造成正负电极对晶片的吸附力不平衡。电极吸附力不平衡，吸附力较弱、吸附不牢靠的负电极一侧区域，背吹气体可能泄露，漏率不合格，导致工艺流程失败。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的静电卡盘电源和半导体工艺设备。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种静电卡盘电源，应用于半导体工艺设备，所述静电卡盘电源用于向所述半导体工艺设备的静电卡盘的吸附电极供电，所述静电卡盘电源包括：
[0005]控制电压生成电路，用于根据用户设置值生成控制电压；
[0006]升压电路，用于对所述控制电压进行升压以得到高压电压；
[0007]参考电压引入电路，用于提供直流自偏电压，所述直流自偏压为所述半导体工艺设备执行工艺时产生的等离子体鞘层与所述静电卡盘上的晶圆之间的电压差；
[0008]正极电压生成电路，用于将所述高压电压与所述直流自偏电压叠加，以生成正极电压；
[0009]负极电压生成电路，用于将所述高压电压反向，并与所述直流自偏电压叠加，以生成负极电压。
[0010]可选地，所述升压电路包括第一变压器，所述第一变压器主边与所述控制电压生成电路连接，所述第一变压器副边与所述正极电压生成电路和所述负极电压生成电路连接。
[0011]可选地，所述控制电压生成电路包括：
[0012]第一方波电压生成电路，用于根据用户设置值生成第一方波电压信号，所述第一方波电压信号输入至所述第一变压器主边。
[0013]可选地，所述第一方波电压生成电路包括：
[0014]第一脉宽调制电路，用于根据用户设置值生成第一脉宽调制信号；
[0015]第一控制开关，所述第一控制开关的控制端与所述第一脉宽调制电路连接，所述第一控制开关的第一端与所述第一变压器主边第一抽头、所述第一变压器主边第二抽头连接，在所述第一脉宽调制信号的触发下，切换开关状态，所述第一控制开关的第二端接地；
[0016]第一电阻，所述第一电阻一端与预设电源、所述第一变压器主边第三抽头、所述第一变压器主边第四抽头连接，所述第一变压器主边第一抽头与所述第一变压器主边第三抽头相对应，所述第一变压器主边第二抽头与所述第一变压器主边第四抽头相对应；
[0017]第一电容，与所述第一电阻并联连接；
[0018]第一二极管，所述第一二极管负极与所述第一电阻另一端连接，所述第二二极管正极与所述第一控制开关的第一端连接。
[0019]可选地，所述正极电压生成电路包括：
[0020]第二电容，所述第二电容一端与所述第一变压器副边第一抽头连接；
[0021]第二二极管，所述第二二极管负极与所述第二电容另一端连接；
[0022]第三二极管，所述第三二极管正极与所述第二电容另一端、所述第二二极管负极连接；
[0023]第三电容，所述第三电容一端与所述第二二极管正极、所述第一变压器副边第二抽头连接以及所述参考电压引入电路连接，所述第三电容另一端与所述第二二极管正极连接，并作为所述正极电压生成电路的输出端以输出所述正极电压；
[0024]第二电阻，与所述第三电容并联连接；和/或
[0025]所述负极电压生成电路包括：
[0026]第四电容，所述第四电容正极与所述第一变压器副边第一抽头连接；
[0027]第四二极管，所述第四二极管正极与所述第四电容负极连接；
[0028]第五二极管，所述第五二极管负极与所述第四电容负极、所述第四二极管正极连接；
[0029]第五电容，所述第五电容一端与所述第四二极管负极、所述参考电压引入电路连接，所述第五电容另一端与所述第五二极管正极连接，并作为所述负极电压生成电路的输出端以输出所述负极电压；
[0030]第三电阻，所述第三电阻一端与所述第五二极管正极、所述参考电压引入电路连接，所述第三电阻另一端与所述第五电容正极、所述第四二极管负极、所述第一变压器副边第二抽头连接。
[0031]可选地，所述参考电压引入电路包括：
[0032]第二方波电压生成电路，用于根据直流自偏压检测电路的检测值生成第二方波电压信号；
[0033]第二变压器，其主边与所述第二方波电压生成电路连接；
[0034]参考电压输出电路，与所述第二变压器的副边连接，以生成所述直流自偏电压。
[0035]可选地，所述第二方波电压生成电路包括：
[0036]第二脉宽调制电路，用于根据所述检测值生成第二脉宽调制信号；
[0037]第二控制开关，所述第二控制开关的控制端与所述第二脉宽调制电路连接，所述第二控制开关的第一端与所述第二变压器主边第一抽头、所述第二变压器主边第二抽头连接，在所述第二方波电压信号的触发下，切换开关状态，所述第二控制开关的第二端接地；
[0038]第四电阻，所述第四电阻一端与预设电源、所述第二变压器主边第三抽头、所述第二变压器主边第四抽头连接；所述第二变压器主边第一抽头与所述第二变压器主边第三抽头相对应，所述第二变压器主边第二抽头与所述第二变压器主边第四抽头相对应；
[0039]第六电容，与所述第四电阻并联连接；
[0040]第六二极管，所述第六二极管负极与所述第四电阻另一端连接，所述第六二极管正极与所述第二控制开关的第一端连接；或；
[0041]所述参考电压输出电路包括：
[0042]第七电容，所述第七电容一端与所述第二变压器副边第一抽头连接；
[0043]第七二极管，所述第七二极管正极与所述第七电容另一端连接；
[0044]第八电容，所述第八电容一端与所述第七二极管负极连接；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电卡盘电源，应用于半导体工艺设备，其特征在于，所述静电卡盘电源用于向所述半导体工艺设备的静电卡盘的吸附电极供电，所述静电卡盘电源包括：控制电压生成电路，用于根据用户设置值生成控制电压；升压电路，用于对所述控制电压进行升压以得到高压电压；参考电压引入电路，用于提供直流自偏电压，所述直流自偏压为所述半导体工艺设备执行工艺时产生的等离子体鞘层与所述静电卡盘上的晶圆之间的电压差；正极电压生成电路，用于将所述高压电压与所述直流自偏电压叠加，以生成正极电压；负极电压生成电路，用于将所述高压电压反向，并与所述直流自偏电压叠加，以生成负极电压。2.根据权利要求1所述的静电卡盘电源，其特征在于，所述升压电路包括第一变压器，所述第一变压器主边与所述控制电压生成电路连接，所述第一变压器副边与所述正极电压生成电路和所述负极电压生成电路连接。3.根据权利要求2所述的静电卡盘电源，其特征在于，所述控制电压生成电路包括：第一方波电压生成电路，用于根据用户设置值生成第一方波电压信号，所述第一方波电压信号输入至所述第一变压器主边。4.根据权利要求3所述的静电卡盘电源，其特征在于，所述第一方波电压生成电路包括：第一脉宽调制电路，用于根据用户设置值生成第一脉宽调制信号；第一控制开关，所述第一控制开关的控制端与所述第一脉宽调制电路连接，所述第一控制开关的第一端与所述第一变压器主边第一抽头、所述第一变压器主边第二抽头连接，在所述第一脉宽调制信号的触发下，切换开关状态，所述第一控制开关的第二端接地；第一电阻，所述第一电阻一端与预设电源、所述第一变压器主边第三抽头、所述第一变压器主边第四抽头连接，所述第一变压器主边第一抽头与所述第一变压器主边第三抽头相对应，所述第一变压器主边第二抽头与所述第一变压器主边第四抽头相对应；第一电容，与所述第一电阻并联连接；第一二极管，所述第一二极管负极与所述第一电阻另一端连接，所述第二二极管正极与所述第一控制开关的第一端连接。5.根据权利要求2所述的静电卡盘电源，其特征在于，所述正极电压生成电路包括：第二电容，所述第二电容一端与所述第一变压器副边第一抽头连接；第二二极管，所述第二二极管负极与所述第二电容另一端连接；第三二极管，所述第三二极管正极与所述第二电容另一端、所述第二二极管负极连接；第三电容，所述第三电容一端与所述第二二极管正极、所述第一变压器副边第二抽头连接以及所述参考电压引入电路连接，所述第三电容另一端与所述第二二极管正极连接，并作为所述正极电压生成电路的输出端以输出所述正极电压；第二电阻，与所述第三电容并联连接；和/或所述负极电压生成电路包括：第四电容，所述第四电容正极与所述第一变压器副边第一抽头连接；第四二极管，所述第四二极管正极与所述第四电容负极连接；第五二极管，所述第五二极管负极与所述第四电容负极、所述第四二极管正极连接；
第五电容，所述第五电容一端与所述第四二极管负极、所述参考电压引入电路连接，所述第五电容另一端与所述第五二极管正极连接，并作为所述负极电压生成电路的输出端以输出所述负极电压；第三电阻，所述第三电阻一端与所述第五二极管正极、所述参考电压引入电路连接，所述第三电阻另一端与所述第五电容正极、所述第四二极管负极、所述第一变压器副边第二抽头连接。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的静电卡盘电源，其特征在于，所述参考电压引入电路包括：第二方波电压生成电路，用于根据直流自偏压检测电路的检测值生成第二方波电压信号；第二变压器，其主边与所述第二方波电压生成电路连接；参考电压输出电路，与所述第二变压器的副边连接，以生成所述直流自偏电压。7.根据权利要求6所述的静电卡盘电源，其特征在于，所述第二方波电压生成电路包括：第二脉宽调制电路，用于根据所述检测值生成第二脉宽调制信号；第二控制开关，所述第二控制开关的控制端与所述第二脉宽调制电路连接，所述第二控制开关的第一端与所述第二变压器主边第一抽头、所述第二变压器主边第二抽头连接，在所述第二脉宽调制信号的触发下，切换开关状态，所述第二控制开关的第二端接地；第四电阻，所述第四电阻一端与预设电源、所述第二变压器主边第三抽头、所述第二变压器主边第四抽头连接；所述第二变压器主边第一抽头与所述第二变压器主边第三抽头相对应，所述第二变压器主边第二抽头与所述第二变压器主边第四抽头相对应；第六电容，与所述第四电阻并联连接；第六二极管，所述第六二极管负极与所述第四电阻另一端连接，所述第六二极管正极与所述第二控制开关的第一端连接；或；所述参考电压输出电路包括：第七电容，所述第七电容一端与所述第二变压器副边第一抽头连接；第七二极管，所述第七二极管正极与所述第七电容另一端连接；第八电容，所述第八电容一端与所述第七二极管负极连接；第八二极管，所述第八二极管正极与所述第八电容另一端、所述正极电压生成电路、所述负极电压生成电路连接，所述第八二极管负极与所述第七二极管正极、所述第七电容另一端连接；第五电阻，所述第五电阻一端与所述第八二极管正极、所述第八电容另一端、所述正极电压生成电路、所述负极电压生成电路连接，所述第五电阻另一端与所述第七二极管负极、所述第八电容一端、所述第二变压器副边第二抽头连接。8.根据权利要求6所述的静电卡盘电源，其特征在于，所述直流自偏压检测电路设置于所述半导体工艺设备的射频匹配器内，用于检测所述射频匹配器输出端电极上的电压值以得到直流自偏压的检测值。9.一种静电卡盘电源，应用于半导体工艺设备，其特征在于，所述静电卡盘电源用于向所述半导体工艺设备的静电卡盘的吸附电极供电，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松涛，田丰，李玉站，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：