[发明专利]基座偏压调节装置和方法、半导体工艺设备

说明书

本发明提供一种基座偏压调节装置和方法、半导体工艺设备，该装置包括正偏压调节单元、负偏压调节单元和抗干扰单元，其中，正偏压调节单元的第一端接地，正偏压调节单元的第二端与基座电连接，用于调节基座的偏压，且能够使基座产生正偏压；负偏压调节单元的第一端接地，负偏压调节单元的第二端与基座电连接，用于调节基座的偏压，且能够使基座产生负偏压；抗干扰单元连接在负偏压调节单元与基座之间的电路上，用于抑制正偏压调节单元与基座之间的电路中的电流流入负偏压调节单元与基座之间的电路中。本发明提供的基座偏压调节装置和方法、半导体工艺设备的技术方案，可以满足不同工艺需求，从而扩大了工艺窗口。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种基座偏压调节装置和方法、半导体工艺设备。

背景技术

等离子体被广泛应用于半导体器件的生产过程中。在等离子体刻蚀或者沉积系统中，射频电源用于激发反应腔室中的工艺气体产生等离子体。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和置于反应腔室并曝露在等离子体环境下的晶圆相互作用，使晶圆表面发生各种物理和化学反应，从而完成晶圆的刻蚀或者其他工艺过程。

由于电子比正离子轻，在相同时间内，电子落在晶圆表面的数量比离子多，从而会在晶圆表面形成直流负偏压。这个直流负偏压会吸引等离子体中带正电荷的离子和活性反应基团向晶圆表面加速运动，轰击晶圆以达到预期的工艺结果。直流偏压的大小影响着正离子的轰击能量，进而也影响着一定的工艺参数(例如：刻蚀速率、沉积速率等)。目前，在绝大多数的等离子体设备中，均通过利用下电极射频电源向基座加载射频(RF)激励信号的方式，来达到增加晶圆上的直流负偏压及相应的增加离子能量的目的。

图1为现有的一种物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，以下简称PVD)设备的结构图。请参阅图1，PVD设备包括反应腔室01，在反应腔室01的顶部设置有靶材02，该靶材02与射频电源和直流电源(二者未示出)电连接，并且在工艺腔室01内，且位于靶材02的下方设置有用于承载晶圆04的基座03。基座03通过匹配器06与射频电源05电连接，射频电源05用于向基座03加载负偏压，通过改变射频电源05输出的射频功率的大小，可以调节基座03的偏压大小，从而控制沉积速率和薄膜应力等参数。

但是，由于上述射频电源05只能向基座03加载负偏压，在某些工艺中可能会损伤晶圆，从而导致晶圆正向电压(Voltage Forward， VF)值过高，造成工艺结果不合格。而且，该PVD设备的工艺窗口较小，无法满足不同工艺需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种基座偏压调节装置和方法、半导体工艺设备，其可以满足不同工艺需求，从而扩大了工艺窗口。

为实现本发明的目的而提供一种基座偏压调节装置，包括正偏压调节单元、负偏压调节单元和抗干扰单元，其中，

所述正偏压调节单元的第一端接地，所述正偏压调节单元的第二端与基座电连接，用于调节所述基座的偏压，且能够使所述基座产生正偏压；

所述负偏压调节单元的第一端接地，所述负偏压调节单元的第二端与所述基座电连接，用于调节所述基座的偏压，且能够使所述基座产生负偏压；

所述抗干扰单元连接在所述负偏压调节单元与所述基座之间的电路上，用于抑制所述正偏压调节单元与所述基座之间的电路中的电流流入所述负偏压调节单元与所述基座之间的电路中。

可选的，所述正偏压调节单元包括阻抗可变电路，所述阻抗可变电路的一端与所述基座电连接，所述阻抗可变电路的另一端接地，所述阻抗可变电路用于通过调节所述阻抗可变电路的阻抗大小，来调节所述基座的偏压大小。

可选的，所述阻抗可变电路包括至少一个第一可变电容；或者