CN114237337B - 一种半导体工艺设备和一种电压补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种半导体工艺设备和一种电压补偿方法，所述半导体工艺设备的控制器在进行工艺时，可以获取晶圆上的鞘层电压，根据鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值，通过切换开关将吸附电源的中性点切换至与补偿电源连接，控制补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压，以使静电卡盘的正、负电极对晶圆的吸附力保持平衡，避免吸附力不平衡导致晶圆的异常吸附，降低背He漏率，提高工艺稳定性。

Description

一种半导体工艺设备和一种电压补偿方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体工艺设备和一种电压补偿方法。

背景技术

半导体工艺设备中用于承载晶圆的承载装置通常为ESC((Electrostatic Chuck，静电卡盘)，ESC与ESC电源连接，采用静电吸附的方式固定wafer(晶圆)。现有的采用双极吸附库仑型ESC的IC(Integrated Circuit，集成电路)刻蚀工艺过程中，由于等离子体鞘层的作用，wafer上会产生鞘层偏压，鞘层偏压的电压范围为0～-1000V，导致ESC正极与wafer之间的电压、ESC负极与wafer之间的电压发生改变，吸附力不再保持平衡。随着鞘层偏压电压的升高，吸附力不平衡情况加剧，甚至导致吸附异常，背He漏率增加，导致工艺异常。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明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一种半导体工艺设备和相应的一种电压补偿方法。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种半导体工艺设备，包括工艺腔室和设置在所述工艺腔室中的静电卡盘，所述静电卡盘中设置有用于吸附晶圆的正电极和负电极，所述半导体工艺设备还包括：

吸附电源，用于分别向所述正电极和所述负电极加载正电压和负电压；

偏压传感器，用于在进行工艺时，检测所述晶圆上的鞘层电压；

补偿电路，包括补偿电源和切换开关，所述切换开关用于将所述吸附电源的中性点切换至与所述补偿电源连接，或者将所述中性点切换至接地；

控制器，用于在进行工艺时，获取所述鞘层电压；根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值；通过所述切换开关将所述中性点切换至与所述补偿电源连接，控制所述补偿电源按照所述电压补偿值输出补偿电压；在工艺结束后，通过所述切换开关将所述中性点切换至接地。

可选地，所述吸附电源包括：

正电吸附电源，用于向所述正电极加载所述正电压；

负电吸附电源，用于向所述负电极加载所述负电压；

电源连接线，用于连接所述正电吸附电源和所述负电吸附电源，所述中性点位于所述电源连接线上。

可选地，还包括：射频过滤器，所述吸附电源通过所述射频过滤器向所述正电极和所述负电极加载正电压和负电压，所述射频过滤器用于过滤射频干扰信号。

本发明实施例还公开了一种电压补偿方法，应用于上述的半导体工艺设备，所述方法包括：

在进行工艺时，检测晶圆上的鞘层电压；

根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值；

将吸附电源的中性点切换至与补偿电源连接，控制所述补偿电源按照所述电压补偿值输出补偿电压。

可选地，还包括：

在工艺结束后，将所述中性点切换至接地。

可选地，所述在进行工艺时，检测晶圆上的鞘层电压，包括：

在进行工艺时，先判断所述半导体工艺设备的偏压射频电源是否处于稳定工作状态，在所述偏压射频电源处于稳定工作状态时，再检测所述晶圆上的所述鞘层电压。

可选地，在所述根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值之前，还包括：

判断所述半导体工艺设备的偏压射频电源向静电卡盘加载的功率是否大于预设的功率阈值；

在所述偏压射频电源向所述静电卡盘加载的功率大于所述功率阈值时，再执行所述根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值的步骤。

可选地，预设的补偿系数根据所述晶圆的表面积与所述半导体工艺设备工艺腔室中内衬的表面积的比值确定。

可选地，所述判断所述半导体工艺设备的偏压射频电源是否处于稳定工作状态，包括：

将所述中性点切换至接地；

获取所述偏压射频电源的反射功率；

根据所述反射功率，判断所述偏压射频电源是否处于稳定工作状态。

可选地，所述根据所述反射功率，判断所述偏压射频电源是否处于稳定工作状态，包括：

判断所述反射功率在预设时间内是否在预设的反射功率阈值范围内，若是，则所述偏压射频电源处于稳定工作状态。

本发明实施例包括以下优点：

半导体工艺设备的控制器在进行工艺时，可以获取鞘层电压，根据鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值，通过切换开关将吸附电源的中性点切换至于补偿电源连接，控制补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压，以使静电卡盘的正、负电极对晶圆的吸附力保持平衡，避免吸附力不平衡导致晶圆的异常吸附，降低背He漏率，提高工艺稳定性。

附图说明

图1是一种半导体工艺设备结构示意图；

图2是一种静电卡盘正、负电极电压示意图；

图3是另一种静电卡盘正、负电极电压示意图；

图4是本发明实施例提供的一种半导体工艺设备结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种半导体工艺设备结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种电压补偿方法的步骤流程图；

图7是本发明实施例提供的另一种半导体工艺设备结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种静电卡盘正、负极电压示意图；

图9是本发明实施例提供的一种电压补偿方法的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为了使本领域技术人员可以更清楚地了解本发明的技术方案，下面对半导体工艺设备的结构作简要说明。参照图1所示，为一种半导体工艺设备结构示意图，其中，静电卡盘102包括正电极1021和负电极1022，可以用于吸附在半导体工艺设备中进行工艺的晶圆101；偏压传感器103可以用于检测电压；吸附电源105包括正电吸附电源1051和负电吸附电源1052，可以用于向静电卡盘102加载电压；射频过滤器104可以用于防止射频信号干扰吸附电源105；接地106可以用于保持正电吸附电源1051和负电吸附电源1052之间的电位电压为0。

参照图2所示，为一种静电卡盘正、负电极电压示意图。当吸附电源输出1800V电压时，与正电吸附电源连接的静电卡盘正电极上的电压为+900V，与负电吸附电源连接的静电卡盘负电极上的电压为-900V。

在晶圆刻蚀工艺过程中，由于等离子体鞘层的作用，晶圆上产生鞘层电压，该鞘层电压极性呈负值，电压范围依据目前不同的工艺条件在0至-1000V。鞘层电压使静电卡盘正电极和对应区域晶圆的电压增加，静电卡盘负电极和对应区域晶圆的电压减小，导致正、负电极的吸附力不相等。随着鞘层电压增高，吸附力不平衡的情况加剧。

参照图3所示，为另一种静电卡盘正、负电极电压示意图。当鞘层电压为-300V时，静电卡盘正电极与晶圆之间的电压会变为+1200V，而静电卡盘负电极与晶圆之间的电压会变为-600V，ESC正、负电极与wafer之间的电压不再平衡。随着鞘层电压的升高，会导致吸附异常，背He漏率增加，导致工艺异常。

本发明实施例的核心构思之一在于，半导体工艺设备的控制器在进行工艺时，可以获取晶圆上的鞘层电压，根据鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值，通过切换开关将吸附电源的中性点切换至补偿电源连接，控制补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压，以使静电卡盘的正、负电极对晶圆的吸附力保持平衡，避免吸附力不平衡导致晶圆的异常吸附，降低背He漏率，提高工艺稳定性。

参照图4，示出了发明实施例提供的一种半导体工艺设备结构示意图，其中，半导体工艺设备包括工艺腔室401和设置在所述工艺腔室401中的静电卡盘4012，所述静电卡盘4012中设置有用于吸附晶圆4011的正电极40121和负电极40122，所述半导体工艺设备还可以包括：

吸附电源402，用于分别向所述正电极40121和所述负电极40122加载正电压和负电压。

可以采用具有正电极40121和负电极40122的静电卡盘4012来吸附晶圆4011。根据库伦定律，静电卡盘4012的正电极40121可以使静电卡盘4012上的晶圆4011的对应区域感应出等量的负电荷，静电卡盘4012的负电极40122可以使静电卡盘4012上的晶圆4011的对应区域感应出等量的正电荷，感应出的电荷与电极上的电荷产生静电吸附力，可以将晶圆4011吸附在静电卡盘4012的表面上。

在本发明实施例中，吸附电源402可以为高压直流稳压电源。在进行工艺步骤的过程中，吸附电源402可以与静电卡盘的正电极40121连接，向静电卡盘的正电极40121加载正电压；吸附电源402可以与静电卡盘的负电极40122连接，向静电卡盘的负电极40122加载负电压。将电压加载至静电卡盘4012后，静电卡盘4012可以对晶圆4011产生静电吸附力，将晶圆4011吸附在静电卡盘4012的表面上，以便进行刻蚀工艺。

偏压传感器403，用于在进行工艺时，检测所述晶圆4011上的鞘层电压。

在本发明实施例中，可以通过与静电卡盘的负电极40122连接的偏压传感器403检测静电卡盘4012吸附的晶圆4011上的鞘层电压。

补偿电路405，包括补偿电源4052和切换开关4051，所述切换开关4051用于将所述吸附电源402的中性点4021切换至与所述补偿电源4052连接，或者将所述中性点4021切换至接地4053。

在本发明实施例中，可以采用DC(Direct Current，直流)可调电源作为补偿电源。切换开关4051将吸附电源402的中性点4021切换至与补偿电源4052的负极连接，可以进行电压补偿，补偿电源4052的正极可以接地；切换开关4051将吸附电源402的中性点切换至与接地4053连接，可以释放残余电荷。

控制器404，用于在进行工艺时，获取所述鞘层电压；根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值；通过所述切换开关4051将所述中性点4021切换至与所述补偿电源4052连接，控制所述补偿电源4052按照所述电压补偿值输出补偿电压；在工艺结束后，通过所述切换开关4051将所述中性点4021切换至接地4053。

在本发明实施例中，在进行工艺时，控制器404可以获取偏压传感器403检测的鞘层电压，可以根据鞘层电压和预设的补偿系数确定电压补偿值。通过切换开关4051可以将吸附电源402的中性点4021切换至与补偿电源4052连接，可以控制补偿电源4052按照电压补偿值输出补偿电压，以进行电压补偿。在工艺结束后，可以通过切换开关4051将吸附电源402的中性点4021从补偿电源4052切换至接地4053，以释放残余电荷。

在本发明实施例中，半导体工艺设备的控制器在进行工艺时，可以获取鞘层电压，根据鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值，通过切换开关将吸附电源的中性点切换至于补偿电源连接，控制补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压，以使静电卡盘的正、负电极对晶圆的吸附力保持平衡，避免吸附力不平衡导致晶圆的异常吸附，降低背He漏率，提高工艺稳定性。

参照图5，示出了本发明实施例提供的另一种半导体工艺设备结构示意图，其中，半导体工艺设备包括工艺腔室501和设置在所述工艺腔室501中的静电卡盘5012，所述静电卡盘5012中设置有用于吸附晶圆5011的正电极50121和负电极50122，所述半导体工艺设备还可以包括：

吸附电源502，用于分别向所述正电极50121和所述负电极50122加载正电压和负电压。

偏压传感器503，用于在进行工艺时，检测所述晶圆5011上的鞘层电压。

补偿电路505，包括补偿电源5052和切换开关5051，所述切换开关5051用于将所述吸附电源502的中性点5021切换至与所述补偿电源5052连接，或者将所述中性点5021切换至接地5053。

控制器504，用于在进行工艺时，获取所述鞘层电压；根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值；通过所述切换开关5051将所述中性点5021切换至与所述补偿电源5052连接，控制所述补偿电源5052按照电压补偿值输出补偿电压；在工艺结束后，通过所述切换开关5051将所述中性点5021切换至接地5053。

在一种可选的实施例中，所述吸附电源502可以包括：

正电吸附电源5022，用于向所述正电极50121加载所述正电压。

在本发明实施例中，正电吸附电源5022可以为高压直流稳压电源。在进行工艺时，正电吸附电源5022的正极可以与静电卡盘的正电极50121连接，向静电卡盘的正电极50121加载正电压。

负电吸附电源5023，用于向所述负电极50122加载所述负电压。

在本发明实施例中，负电吸附电源5023可以为高压直流稳压电源。在进行工艺时，负电吸附电源5023的负极可以与静电卡盘的负电极50122连接，向静电卡盘的负电极50122加载负电压。

电源连接线5024，用于连接所述正电吸附电源5022和所述负电吸附电源5023，所述中性点5021位于所述电源连接线5024上。

在本发明实施例中，电源连接线5024可以用于连接正电吸附电源5022的负极和负电吸附电源5023的正极，中性点5021可以位于电源连接线5024上，与正电吸附电源5022和负电吸附电源5023相连。

在一种可选的实施例中，半导体工艺设备还包括：射频过滤器506，所述吸附电源502通过所述射频过滤器506向所述正电极50121和所述负电极50122加载正电压和负电压，所述射频过滤器506用于过滤射频干扰信号。

在本发明实施例中，正电吸附电源5022通过射频滤波器506，可以向静电卡盘的正电极50121加载正电压，射频滤波器506可以防止射频信号干扰正电吸附电源5022；负电吸附电源5023通过射频滤波器506，可以向静电卡盘的负电极50122加载负电压，射频滤波器506可以防止射频信号干扰负电吸附电源5023。

参照图6，示出了本发明实施例提供的一种电压补偿方法的步骤流程图，应用于半导体工艺设备，所述方法具体可以包括如下步骤：

步骤601，在进行工艺时，检测晶圆上的鞘层电压。

在本发明实施例中，在对晶圆采用等离子体刻蚀工艺时，等离子体鞘层可以使晶圆上产生极性呈负值的鞘层电压，可以通过与静电卡盘的负电极连接的偏压传感器检测晶圆上的鞘层电压。

步骤602，根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值。

偏压传感器检测的鞘层电压可以用于表示晶圆自偏压与工艺腔室内衬自偏压之和。预设的补偿系数可以用于表示晶圆自偏压在鞘层电压中所占的比例。具体的，在检测晶圆上的鞘层电压后，可以根据偏压传感器检测的鞘层电压和晶圆自偏压在鞘层电压中所占的比例，确定针对晶圆自偏压的电压补偿值，实现对晶圆自偏压的精准补偿。

步骤603，将吸附电源的中性点切换至与补偿电源连接，控制所述补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压。

确定针对晶圆自偏压的电压补偿值后，可以将吸附电源的中性点切换至与补偿电源连接，控制补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压，以调整静电卡盘的正电极与晶圆的对应区域之间的电压以及静电卡盘的负电极与晶圆的对应区域之间的电压，使静电卡盘的正电极与晶圆的对应区域之间的电压和静电卡盘的负电极与晶圆的对应区域之间的电压平衡，从而使静电卡盘的正、负电极对晶圆的吸附力保持平衡。

在本发明实施例中，在进行工艺时，可以检测晶圆上的鞘层电压，根据鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值，并将吸附电源的中性点切换至与补偿电源连接，控制补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压，以使静电卡盘的正、负电极对晶圆的吸附力保持平衡，避免吸附力不平衡导致晶圆的吸附异常，降低背He漏率，提高工艺稳定性。

参照图7，示出了本发明实施例提供的另一种电压补偿方法的步骤流程图，应用于半导体工艺设备，所述方法具体可以包括如下步骤：

步骤701，在进行工艺时，先判断所述半导体工艺设备的偏压射频电源是否处于稳定工作状态，在所述偏压射频电源处于稳定工作状态时，再检测所述晶圆上的所述鞘层电压。

偏压射频电源可以连接在工艺腔室下方的电极上。稳定工作状态可以为保持晶圆刻蚀工艺稳定进行的工作状态。在进行工艺时，可以先判断半导体工艺设备的偏压射频电源是否处于可以使晶圆刻蚀工艺稳定进行的稳定工作状态，当偏压射频电源处于稳定工作状态时，可以检测晶圆上的鞘层偏压。

在本发明实施例中，所述判断所述半导体工艺设备的偏压射频电源是否处于稳定工作状态，可以包括以下子步骤S7011-S7013：

子步骤S7011，将所述中性点切换至接地。

在半导体工艺设备处于空闲状态，对晶圆进行刻蚀工艺之前，可以通过切换开关将吸附电源的中性点切换至接地，使中性点处的电位为0。

子步骤S7012，获取所述偏压射频电源的反射功率。

偏压射频电源的反射功率可以用于表示偏压射频电源向静电卡盘加载功率时在加载电路中消耗的功率。将吸附电源的中性点切换至接地后，可以获取偏压射频电源的反射功率。

子步骤S7013，根据所述反射功率，判断所述偏压射频电源是否处于稳定工作状态。

在一种可选的实施例中，所述子步骤S7013可以包括：判断所述反射功率在预设时间内是否在预设的反射功率阈值范围内，若是，则所述偏压射频电源处于稳定工作状态。

在获取偏压射频电源的反射功率后，可以根据反射功率，判断反射功率在预设时间内是否在预设的反射功率阈值范围内。若反射功率在预设时间内在预设的反射功率阈值范围内，则偏压射频电源处于稳定工作状态。若反射功率在预设时间内不在预设的反射功率阈值范围内，则偏压射频电源不处于稳定工作状态，抛出报警，不进行电压补偿。

示例性地，可以判断反射功率在20s内是否在0-20W内。若反射功率在20s内稳定在0-20W内，则偏压射频电源处于稳定工作状态，若反射功率在20s内不能稳定在0-20W内，则偏压射频电源不处于稳定工作状态，抛出报警。

本领域技术人员应该可以理解，上述预设时间和预设的反射功率阈值范围仅仅是本发明的示例，本领域技术人员可以根据实际情况设置其他时间和反射功率阈值范围，本发明在此不作限制。

步骤702，判断所述半导体工艺设备的偏压射频电源向静电卡盘加载的功率是否大于预设的功率阈值。

半导体工艺设备的偏压射频电源向静电卡盘加载的功率可以用于表示刻蚀工艺中使等离子体起辉的功率。可以在工艺配方中设置偏压射频电源向静电卡盘加载的功率，半导体工艺设备的偏压射频电源可以按照设置的功率向静电卡盘加载的功率。在判断偏压射频电源处于稳定工作状态后，可以判断偏压射频电源向静电卡盘加载的功率是否大于预设的功率阈值。

示例性地，可以将预设的加载功率阈值预先设置为偏压射频电源满量程的千分之三。例如，偏压射频电源满量程的千分之三可以为9W。

本领域技术人员应该可以理解，上述预设的功率阈值仅仅是本发明的示例，本领域技术人员可以根据实际情况设置其他功率阈值，本发明在此不作限制。

步骤703，在所述偏压射频电源向所述静电卡盘加载的功率大于所述功率阈值时，再执行所述根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值的步骤。

当偏压射频电源向静电卡盘加载的功率大于功率阈值时，可以执行根据鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值的步骤。

当偏压射频电源向静电卡盘加载的功率小于功率阈值时，加载的功率不能使等离子体起辉，不能对晶圆进行刻蚀，不执行根据鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值的步骤。

步骤704，根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值。

具体的，可以将检测的鞘层电压与预设的补偿系数相乘，确定电压补偿值。示例性地，当鞘层电压为-300V，预设的补偿系数为0.9时，可以确定电压补偿值为-270V。

在一种可选的实施例中，预设的补偿系数根据所述晶圆的表面积与所述半导体工艺设备工艺腔室中内衬的表面积的比值确定。

预设的补偿系数可以根据晶圆的表面积与半导体工艺设备工艺腔室中内衬的表面积的比值确定。具体的，根据晶圆的表面积与半导体工艺设备工艺腔室中内衬的表面积的比值，可以确定晶圆自偏压和工艺腔室中内衬自偏压的比值，可以根据晶圆自偏压和工艺腔室中内衬自偏压的比值，确定预设的补偿系数。其中，晶圆自偏压和工艺腔室中内衬自偏压的比值，与晶圆的表面积的平方和工艺腔室中内衬表面积的平方的比值成反比。

示例性地，晶圆的表面积和工艺腔室中内衬表面积的比值为1:3，可以确定晶圆自偏压和反应腔室内衬自偏压的比值为9:1，晶圆自偏压在鞘层电压中所占的比例即为9/(9+1)＝0.9，即预设补偿系数为0.9。

本领域技术人员应该可以理解，上述确定预设的补偿系数的方法仅仅是本发明的示例，本领域技术人员可以根据工艺机型设置其他补偿系数，本发明在此不作限制。

步骤705，将吸附电源的中性点切换至与补偿电源连接，控制所述补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压。

在确定电压补偿值后，可以将吸附电源的中性点切换至与补偿电源连接，控制补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压，可以调节静电卡盘的正、负电极与晶圆之间的电压，即降低静电卡盘的正电极与晶圆对应区域之间的电压，升高静电卡盘的负电极与晶圆对应区域之间的电压，以使静电卡盘的正、负电极对晶圆的吸附力保持平衡。

参照图8，示出了本发明实施例提供的一种静电卡盘正、负电极电压示意图。当鞘层偏压为-300V，预设补偿系数为1时，电压补偿值为-300V，控制补偿电源输出-300V浮动电压，接入补偿电源的中性点的电压可以由0V变为-300V，此时静电卡盘的正极电压为+600V，静电卡盘的正极与晶圆之间的电压可以由+1200V降低至+900V，此时静电卡盘的负极电压为-1200V，静电卡盘的负极与晶圆之间的电压可以由-600V升高至-900V。

步骤706，在工艺结束后，将所述中性点切换至接地。

在工艺结束后，可以将吸附电源的中性点切换至接地，以释放残余电荷，避免静电卡盘上的顶针升起时导致晶圆移位甚至损伤晶圆和顶针的问题，从而提高工艺稳定性。

在本发明实施例中，在进行工艺时，可以检测晶圆上的鞘层电压，根据鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值，并将吸附电源的中性点切换至与补偿电源连接，控制补偿电源按照电压补偿值输出补偿电压，以使静电卡盘的正、负电极对晶圆的吸附力保持平衡，避免吸附力不平衡导致晶圆的吸附异常，降低背He漏率，提高工艺稳定性。

为了使本领域技术人员能够更好地理解本发明实施例，下面对本发明实施例加以说明：

参照图9，示出了本发明实施例提供的一种电压补偿方法的工艺流程图。

(1)判断偏压射频电源的反射功率在一定时间内是否在预设的反射功率阈值范围内。

若偏压射频电源的反射功率在一定时间内不在预设的反射功率阈值范围内，则抛出报警。

(2)若偏压射频电源的反射功率在一定时间内在预设的反射功率阈值范围内，则通过工艺配方recipe判断设定的偏压射频电源向静电卡盘加载的功率是否大于10W。

若设定的偏压射频电源向静电卡盘加载的功率不大于10W，则保持接入接地端，断开补偿电源。

(3)若设定的偏压射频电源向静电卡盘加载的功率大于10W，则接入补偿电源，断开接地端。

(4)根据晶圆上的鞘层电压与补偿系数的乘积值，确定电压补偿值。

(5)根据电压补偿值，控制补偿电源输出补偿电压。

(6)结束晶圆的电压补偿过程。

(7)接入接地端，断开补偿电源。

(8)流程结束。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种半导体工艺设备和一种电压补偿方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备，包括工艺腔室和设置在所述工艺腔室中的静电卡盘，所述静电卡盘中设置有用于吸附晶圆的正电极和负电极，其特征在于，所述半导体工艺设备还包括：

吸附电源，用于分别向所述正电极和所述负电极加载正电压和负电压；

偏压传感器，用于在进行工艺时，检测所述晶圆上的鞘层电压；

补偿电路，包括补偿电源和切换开关，所述切换开关用于将所述吸附电源的中性点切换至与所述补偿电源连接，或者将所述中性点切换至接地；

控制器，用于在进行工艺时，获取所述鞘层电压；根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值；通过所述切换开关将所述中性点切换至与所述补偿电源连接，控制所述补偿电源按照所述电压补偿值输出补偿电压；在工艺结束后，通过所述切换开关将所述中性点切换至接地。

2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述吸附电源包括：

正电吸附电源，用于向所述正电极加载所述正电压；

负电吸附电源，用于向所述负电极加载所述负电压；

电源连接线，用于连接所述正电吸附电源和所述负电吸附电源，所述中性点位于所述电源连接线上。

3.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括：射频过滤器，所述吸附电源通过所述射频过滤器向所述正电极和所述负电极加载正电压和负电压，所述射频过滤器用于过滤射频干扰信号。

4.一种电压补偿方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的半导体工艺设备，所述方法包括：

在进行工艺时，检测晶圆上的鞘层电压；

根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值；

将吸附电源的中性点切换至与补偿电源连接，控制所述补偿电源按照所述电压补偿值输出补偿电压。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

在工艺结束后，将所述中性点切换至接地。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在进行工艺时，检测晶圆上的鞘层电压，包括：

在进行工艺时，先判断所述半导体工艺设备的偏压射频电源是否处于稳定工作状态，在所述偏压射频电源处于稳定工作状态时，再检测所述晶圆上的所述鞘层电压。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值之前，还包括：

判断所述半导体工艺设备的偏压射频电源向静电卡盘加载的功率是否大于预设的功率阈值；

在所述偏压射频电源向所述静电卡盘加载的功率大于所述功率阈值时，再执行所述根据所述鞘层电压和预设的补偿系数，确定电压补偿值的步骤。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，预设的补偿系数根据所述晶圆的表面积与所述半导体工艺设备工艺腔室中内衬的表面积的比值确定。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述判断所述半导体工艺设备的偏压射频电源是否处于稳定工作状态，包括：

将所述中性点切换至接地；

获取所述偏压射频电源的反射功率；

根据所述反射功率，判断所述偏压射频电源是否处于稳定工作状态。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述反射功率，判断所述偏压射频电源是否处于稳定工作状态，包括：

判断所述反射功率在预设时间内是否在预设的反射功率阈值范围内，若是，则所述偏压射频电源处于稳定工作状态。

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