[发明专利]半导体工艺设备

说明书

本发明提供一种半导体工艺设备，包括上电极组件、工艺腔室以及功率调整组件，工艺腔室中设置有用于承载待加工件的卡盘，其中，上电极组件用于在工艺腔室中激发等离子体；功率调整组件用于检测卡盘上表面的偏置电压，并在偏置电压与目标偏置电压的差值大于等于预设阈值时，根据差值调节上电极组件的功率，直至该差值小于预设阈值。本发明提供的半导体工艺设备能够提高半导体工艺中等离子体离子密度的准确性，进而提高不同工艺腔室之间的工艺一致性。

技术领域

本发明涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种半导体工艺设备。

背景技术

随着半导体元器件制造工艺的迅速发展，对元器件性能与集成度要求越来越高，使得等离子体技术得到了极广泛的应用。在等离子体刻蚀或沉积系统中，通过在真空反应腔室内引入各种反应气体，如氯气(Cl₂)、六氟化硫(SF₆)、八氟环丁烷(C₄F₈)、氧气(O₂)等，利用外加电磁场(直流或交流)使气体原子内束缚电子摆脱势阱成为自由电子，获得动能的自由电子再与分子、原子或离子产生碰撞使得气体完全解离，形成等离子体。等离子体中含有大量电子、离子(包括正离子和负离子)、激发态原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和置于腔体并曝露在等离子体中的晶圆表面相互作用，使晶圆材料表面发生各种物理化学反应，从而使材料表面性能发生变化，完成刻蚀或其他工艺过程。在用于半导体制造工艺的等离子体设备的研发中，最重要的因素是增大对衬底的加工能力，以便提高产率，以及执行用于制造高度集成器件工艺的能力。

集成电路特征尺寸不断减小，其要求的加工工艺也越来越严格，其中一个很重要的要求是刻蚀产品的一致性问题，在工艺过程中，对同一型号的机台所有腔室的工艺结果一致性均需做严格要求，来避免由于各腔室的一致性问题造成的工艺风险，因此不同腔室间需要通过严格的过程管控，实现工艺结果一致性。

然而，现有的半导体工艺设备中，不同工艺腔室之间的一致性较差，不同工艺腔室中产生的等离子体密度之间存在难以消除的差异，产品质量不稳定。

发明内容

本发明旨在提供一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备能够提高工艺腔室中等离子体离子密度的准确性，进而提高不同工艺腔室之间的工艺一致性。

为实现上述目的，本发明提供一种半导体工艺设备，包括上电极组件、工艺腔室以及功率调整组件，所述工艺腔室中设置有用于承载待加工件的卡盘，其中，

所述上电极组件用于在所述工艺腔室中激发等离子体；

所述功率调整组件用于检测所述卡盘上表面的偏置电压，并在所述偏置电压与目标偏置电压的差值大于等于预设阈值时，根据所述差值调节所述上电极组件的功率，直至所述差值小于所述预设阈值。

可选地，所述功率调整组件包括电压比较器和电压传感器，其中，

所述电压传感器用于检测所述卡盘上表面的所述偏置电压，并将所述偏置电压的数值发送至所述电压比较器；

所述电压比较器用于比较所述偏置电压与所述目标偏置电压，在所述偏置电压低于所述目标偏置电压，且所述偏置电压与所述目标偏置电压的差值大于所述预设阈值时，减小所述上电极组件的功率；在所述偏置电压高于所述目标偏置电压，且所述偏置电压与所述目标偏置电压的差值大于所述预设阈值时，增大所述上电极组件的功率；在所述偏置电压与所述目标偏置电压的差值小于等于所述预设阈值时，保持所述上电极组件的功率。

可选地，所述电压比较器调节所述上电极组件功率的调节幅度与所述偏置电压和所述目标偏置电压的差值正相关。

可选地，所述电压比较器用于判断所述差值对应的差值区间，并根据该差值区间对应的调节幅度调节所述上电极组件的功率。