TWI798961B - 半導體製程設備及功率控制方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種半導體製程設備及功率控制方法，該設備包括上電極組件、製程腔室以及功率調整組件，製程腔室中設置有用於承載晶圓的卡盤，其中，上電極組件用於激發製程腔室中的製程氣體形成電漿；功率調整組件用於即時檢測卡盤上表面的偏置電壓值，並計算偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且在差值大於預設閾值時，根據差值調節上電極組件的輸出功率值，直至差值小於等於預設閾值。本發明提供的半導體製程設備能夠更精確地控制製程腔室中電漿密度，從而可以提高不同製程腔室之間的製程一致性。
Description
本發明涉及半導體製程設備領域，具體地，涉及一種半導體製程設備及功率控制方法。
隨著半導體元器件製造過程的迅速發展，對元器件性能與整合度要求越來越高，使得電漿技術得到了極廣泛的應用。在電漿蝕刻或沉積系統中，藉由在真空反應腔室內引入各種反應氣體，如氯氣（Cl
2）、六氟化硫（SF
6）、八氟環丁烷（C
4F
8）、氧氣（O
2）等，利用外加電磁場（直流或交流）使氣體原子內束縛電子擺脫位能井成為自由電子，獲得動能的自由電子再與分子、原子或離子產生碰撞使得氣體完全解離，形成電漿。電漿中含有大量電子、離子（包括正離子和負離子）、激發態原子、分子和自由基等活性粒子，這些活性粒子和置於腔體並曝露在電漿中的晶圓表面相互作用，使晶圓材料表面發生各種物理化學反應，從而使材料表面性能發生變化，完成蝕刻或其他製程。在用於半導體製造過程的電漿設備的研發中，最重要的因素是增大對晶圓的加工能力，以便提高產能，以及執行用於製造高度整合裝置製程的能力。
隨著積體電路特徵尺寸不斷減小，對加工製程的要求也越來越嚴格，其中一個很重要的要求是蝕刻產品的一致性問題，在製程中，對同一型號機台的所有腔室的製程結果一致性均需做嚴格要求，以避免由於各腔室的一致性問題造成的製程風險，因此不同腔室間需要藉由嚴格的過程管控，實現製程結果一致性。
然而，現有的半導體製程設備中，不同製程腔室之間的一致性較差，不同製程腔室中產生的電漿密度之間存在難以消除的差異，從而造成產品品質不穩定。
本發明旨在提供一種半導體製程設備及功率控制方法，其能夠更精確地控制製程腔室中電漿密度，從而可以提高不同製程腔室之間的製程一致性。
為實現上述目的，本發明提供一種半導體製程設備，包括上電極組件、製程腔室以及功率調整組件，該製程腔室中設置有用於承載晶圓的卡盤，其中，
該上電極組件用於激發該製程腔室中的製程氣體形成電漿；
該功率調整組件用於即時檢測該卡盤上表面的偏置電壓值，並計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且在該差值大於預設閾值時，根據該差值調節該上電極組件的輸出功率值，直至該差值小於等於該預設閾值。
可選地，該功率調整組件包括電壓比較器和電壓感測器，其中，
該電壓感測器用於即時檢測該卡盤上表面的該偏置電壓值，並將該偏置電壓值發送至該電壓比較器；
該電壓比較器用於計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且在該差值大於該預設閾值時，比較該偏置電壓值與該目標偏置電壓值，若該偏置電壓值低於該目標偏置電壓值，則減小該上電極組件的輸出功率值；若該偏置電壓值高於該目標偏置電壓值，則增大該上電極組件的輸出功率值；在該差值小於等於該預設閾值時，保持該上電極組件的輸出功率值不變。
可選地，該電壓比較器調節該上電極組件的輸出功率值的調節幅度與該偏置電壓值和該目標偏置電壓值的差值正相關。
可選地，該電壓比較器用於根據與該差值對應的差值區間，以及預設的該差值區間與該調節幅度的對應關係，確定與該差值對應的該調節幅度，並按該調節幅度調節該上電極組件的輸出功率值。
可選地，該差值區間與該調節幅度的對應關係，包括：
第一差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的50%；
第二差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的20%，且小於該目標偏置電壓值的50%；
第三差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的5%，且小於該目標偏置電壓值的20%；
第四差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的1%，且小於該目標偏置電壓值的5%；
其中，該第一差值區間對應的第一調節幅度大於該第二差值區間對應的第二調節幅度，該第二調節幅度大於該第三差值區間對應的第三調節幅度，該第三調節幅度大於該第四差值區間對應的第四調節幅度。
可選地，該第一調節幅度大於等於50W，該第二調節幅度大於等於20W，該第三調節幅度大於等於5W，該第四調節幅度大於等於1W。
可選地，該預設閾值為該目標偏置電壓值的1%。
可選地，在該卡盤的上表面為陶瓷材料層時，該電壓感測器用於檢測該陶瓷材料層的射頻電壓，並根據預設的對應關係將該射頻電壓轉換為該偏置電壓值。
可選地，在該卡盤的上表面為陶瓷材料層的上表面時，該電壓感測器用於即時檢測該陶瓷材料層的射頻電壓值，並根據預設的該射頻電壓值與該偏置電壓值的對應關係將該射頻電壓值轉換為該偏置電壓值。
可選地，在該卡盤的上表面為金屬層的上表面時，該電壓感測器用於即時檢測該金屬層的上表面的直流電壓，該直流電壓即為該偏置電壓值。
作為另一個技術方案，本發明還提供一種功率控制方法，應用於本發明提供的上述半導體製程設備，該功率控制方法包括：
在該上電極組件激發該製程腔室中的製程氣體形成電漿之後，即時檢測該卡盤上表面的偏置電壓值；
計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且在該差值大於預設閾值時，根據該差值調節該上電極組件的輸出功率值，直至該差值小於等於該預設閾值。
可選地，該計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且在該差值大於預設閾值時，根據該差值調節該上電極組件的輸出功率值，直至該差值小於等於該預設閾值，包括：
計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且在該差值大於該預設閾值時，比較該偏置電壓值與該目標偏置電壓值，若該偏置電壓值低於該目標偏置電壓值，則減小該上電極組件的輸出功率值；若該偏置電壓值高於該目標偏置電壓值，則增大該上電極組件的輸出功率值；在該差值小於等於該預設閾值時，保持該上電極組件的輸出功率值不變。
可選地，調節該上電極組件的輸出功率值的調節幅度與該偏置電壓值和該目標偏置電壓值的差值正相關。
可選地，根據與該差值對應的差值區間，以及預設的該差值區間與該調節幅度的對應關係，確定與該差值對應的該調節幅度，並按該調節幅度調節該上電極組件的輸出功率值。
可選地，該差值區間與該調節幅度的對應關係，包括：
第一差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的50%；
第二差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的20%，且小於該目標偏置電壓值的50%；
第三差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的5%，且小於該目標偏置電壓值的20%；
第四差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的1%，且小於該目標偏置電壓值的5%；
其中，該第一差值區間對應的第一調節幅度大於該第二差值區間對應的第二調節幅度，該第二調節幅度大於該第三差值區間對應的第三調節幅度，該第三調節幅度大於該第四差值區間對應的第四調節幅度。
在本發明實施例提供的半導體製程設備及功率控制方法的技術方案中，功率調整組件能夠即時檢測卡盤上表面的偏置電壓值，並計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且藉由判斷該差值是否超出預設閾值來確定目前製程腔室中電漿的密度是否正常，並在上述差值大於預設閾值時根據該差值自動調節上電極組件的輸出功率值。由此，本發明實施例是藉由檢測偏置電壓值來表徵電漿的密度狀態，並進行即時回饋調節，以準確地控制半導體製程中電漿密度，補償因線圈、介電質視窗等硬體不一致帶來的差異，從而可以提高不同製程腔室之間的製程一致性。
以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
本發明的發明人在研究後發現，現有的半導體製程設備中製程腔室一致性差的主要原因在於，現有的半導體製程設備中不同製程腔室的線圈、介電質視窗等硬體之間存在差異，例如，對於電感耦合電漿設備來說，通常是藉由控制電漿放電的射頻參數來間接控制流經線圈的射頻電流大小，但是，由於電漿阻抗的非線性特徵，以及受到線圈的加工、安裝等不定因素影響，流過線圈的射頻電流大小與電源加載的射頻功率可能不是一一對應的關係，不同的製程腔室之間，即使電源加載的射頻功率相同，線圈上的電流也無法完全一致，這使得藉由控制電源加載的射頻功率來改變線圈電流的調節方案，也很難保證電漿參數的一致性和製程的重複性。
為解決上述技術問題，本發明提供一種半導體製程設備，如圖1所示，其包括上電極組件、製程腔室6以及功率調整組件，該製程腔室6中設置有用於承載晶圓的卡盤9（可以為靜電卡盤，Echuck）。
其中，上電極組件用於激發製程腔室6中的製程氣體形成電漿。功率調整組件用於即時檢測卡盤9上表面的偏置電壓值（例如為直流偏壓，DC Bias），並計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且在該差值大於預設閾值時，根據該差值調節上電極組件的輸出功率值，直至該差值小於等於預設閾值。
本發明的發明人經過研究發現，卡盤9上表面的偏置電壓值可以即時、準確地反映該卡盤9上方電漿10的密度（具體為電漿10中的離子密度），具體地，根據帕松方程式可得電漿鞘層電壓
隨時間變化的運算式為：
。
其中，
為卡盤9上的下電極接收到的射頻電流幅值，
為介電常數，
為電子電量，
為下電極接收到的射頻訊號的角頻率，n為電漿10的密度（具體為離子密度），A為下電極的極板面積。由上述運算式可知，在下射頻電流幅值
、角頻率
、極板面積A均保持不變的情況下，電漿鞘層電壓
與電漿的密度n（以及上電極5的耦合功率）成反比。
鞘層電壓
與卡盤9上表面的偏置電壓值直接相關且變化趨勢相同。因此，僅需即時檢測卡盤9上表面的偏置電壓值，即可根據該偏置電壓值判斷電漿的密度n是否處在正常範圍。
本發明實施例對上電極組件的結構不做具體限定，例如，該上電極組件可以包括射頻電源1和上電極5，上電極5例如為線圈。功率調整組件藉由調節射頻電源1的功率（即，上電極組件的輸出功率值），來改變上電極5上的電流大小，進而實現對電漿的密度的控制。
在本發明實施例提供的半導體製程設備中，功率調整組件能夠即時檢測卡盤9上表面的偏置電壓值，並計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且藉由判斷該差值是否超出預設閾值來確定目前製程腔室中電漿的密度是否正常，並在上述差值大於預設閾值時根據該差值自動調節上電極組件的輸出功率值。由此，本發明實施例是藉由檢測偏置電壓值來表徵電漿的密度狀態，並進行即時回饋調節，以準確地控制半導體製程中電漿密度，補償因線圈、介電質視窗等硬體不一致帶來的差異，從而可以提高不同製程腔室之間的製程一致性。
此外，本發明實施例提供的半導體製程設備中，功率調整組件直接根據電漿10的密度n即時調節上電極組件的輸出功率值，無需考慮製程腔室中其他結構對電漿密度的影響，例如，可以在下電極功率不變的情況下，藉由調節上電極組件的輸出功率值來改變電漿的密度n。另外，本發明實施例可適用於製程腔室6中安裝的絕緣及非絕緣的卡盤結構，且能夠適用於13.56MHz以及其他頻率的ICP射頻電漿源。
本發明實施例對功率調整組件如何根據該差值調節上電極組件的輸出功率值不做具體限定，例如，可選地，如圖1所示，該功率調整組件可以包括電壓比較器12和電壓感測器131，其中：
電壓感測器131用於即時檢測卡盤9上表面的偏置電壓值，並將該偏置電壓值發送至電壓比較器12。
電壓比較器12用於計算上述偏置電壓值與目標偏置電壓值V0的差值，且在該差值大於預設閾值時，比較該偏置電壓值和目標偏置電壓值V0，若該偏置電壓值低於目標偏置電壓值V0（即電漿10的密度n高於預設標準），則減小上電極組件的輸出功率值，以降低電漿10的密度n；若偏置電壓值高於目標偏置電壓值V0（即電漿10的離子密度n低於預設標準），則增大上電極組件的輸出功率值，以提高電漿10的密度n。
考慮到電壓檢測存在精度誤差，為避免該偏置電壓值接近目標偏置電壓值V0時引起頻繁調整，較佳地，電壓比較器12在上述差值小於等於預設閾值時，保持上電極組件的輸出功率值不變。
該預設閾值可以為目標偏置電壓V0左右允許的精度範圍，即，預設閾值為V0±△Vth中的△Vth。本發明實施例對預設閾值△Vth的大小不做具體限定，例如，可選地，預設閾值△Vth可以為目標偏置電壓值V0的1%，即，電壓比較器12在偏置電壓值位於(1±1%)V0這一區間內時，保持上電極組件的輸出功率值不變。
為了提高上電極組件的功率調節效率，較佳地，該功率調整組件調節上電極組件的輸出功率值的調節幅度與該偏置電壓值和目標偏置電壓值V0之間的差值△V正相關，從而在差值△V較大時（即電漿10的密度n與預設標準相差較大時），更大幅度地調節上電極組件的輸出功率值，以提高調節效率。
為了簡化計算步驟，進一步提高調節效率，較佳地，電壓比較器12用於根據與上述差值對應的差值區間，以及預設的差值區間與調節幅度的對應關係，確定與差值對應的調節幅度，並按該調節幅度調節上電極組件的輸出功率值。
本發明實施例對如何分出差值區間不做具體限定，例如，為便於技術人員理解，作為本發明的一種可選實施方式，上述差值區間與調節幅度的對應關係，包括：
第一差值區間：上述差值|△V|大於等於目標偏置電壓值V0的50%，即，|△V|≥50%×V0；
第二差值區間：上述差值|△V|大於等於目標偏置電壓值V0的20%，且小於目標偏置電壓值V0的50%，即，20%×V0≤|△V|＜50%×V0；
第三差值區間：上述差值|△V|大於等於目標偏置電壓值V0的5%，且小於目標偏置電壓值V0的20%，即，5%×V0≤|△V|＜20%×V0；
第四差值區間：上述差值|△V|大於等於目標偏置電壓值V0的1%，且小於目標偏置電壓值V0的5%，即，1%×V0≤|△V|＜5%×V0；
其中，第一差值區間對應的第一調節幅度大於第二差值區間對應的第二調節幅度，第二調節幅度大於第三差值區間對應的第三調節幅度，第三調節幅度大於第四差值區間對應的第四調節幅度。
本發明實施例對每個差值區間對應的預設調節幅度（即上電極組件的輸出功率值的調節步長△P）不做具體限定，例如，作為本發明的一種可選實施方式，第一調節幅度大於等於50W，第二調節幅度大於等於20W，第三調節幅度大於等於5W，第四調節幅度大於等於1W。
可選地，電壓比較器12用於在差值位於上述第一差值區間時，按照50W的步長調節上電極組件的輸出功率值；在差值位於上述第二差值區間時，按照20W的步長調節上電極組件的輸出功率值；在差值位於上述第三差值區間時，按照5W的步長調節上電極組件的輸出功率值；在差值位於上述第四差值區間時，按照1W的步長調節上電極組件的輸出功率值。
本發明實施例對該半導體製程設備中的其他結構不做具體限定，例如，如圖1所示，射頻電源1藉由匹配器2將功率加載至上電極5（可以為耦合線圈）上，製程氣體藉由石英介電質視窗7上安裝的噴嘴11進入製程腔室6中（製程腔室中的內襯及聚焦環等相關部件均未標出），同時上電極5上的射頻能量藉由介電質視窗7耦合至製程腔室6中，產生電漿10，作用於晶片8，晶片8置於卡盤9上，偏壓射頻電源4藉由匹配器3將射頻能量加載至位於卡盤9底部的射頻銅柱上，從而提供射頻場，產生射頻偏壓，在晶圓表面形成離子加速鞘層進行晶片9的蝕刻。
可選地，如圖1所示，功率調整組件還包括類比數位轉換器132，其中電壓感測器131用於即時檢測卡盤9上的偏置偏壓值，並將檢測出的偏置電壓值以模擬訊號的形式輸出給類比數位轉換器132，類比數位轉換器132具有類比/數位轉換功能，用於將電壓感測器131以模擬訊號形式發送的偏置電壓值轉換為數位訊號，並將該數位訊號發送至電壓比較器12。
本發明實施例對卡盤9的結構類型不做具體限定，例如，作為本發明的一種可選實施方式，在卡盤9的上表面為陶瓷材料層的上表面時，電壓感測器131可以為射頻電壓感測器，用於即時檢測陶瓷材料層的射頻電壓值，並根據預設的射頻電壓值與偏置電壓值的對應關係將射頻電壓值轉換為偏置電壓值。
具體地，該射頻電壓感測器即時檢測距離卡盤上表面最近的射頻電壓訊號Vpp，用以表徵晶圓上方的偏置電壓值，類比數位轉換器132用於將該射頻電壓感測器採集到的射頻訊號轉換為檢測電壓資訊，並將檢測電壓資訊發送至電壓比較器12。
作為本發明的一種可選實施方式，在卡盤9的上表面為金屬層的上表面時，電壓感測器131可以為直流電壓感測器，用於即時檢測金屬層的直流電壓值，該直流電壓值即為偏置電壓值。相應地，類比數位轉換器132用於將該直流電壓感測器檢測到的模擬訊號轉換為數位訊號，並將數位訊號發送至電壓比較器12。
作為另一個技術方案，本發明還提供一種功率控制方法，其應用於本發明提供的上述半導體製程設備，該功率控制方法包括以下步驟：
S1、在上電極組件激發製程腔室中的製程氣體形成電漿之後，即時檢測卡盤上表面的偏置電壓值；
S2、計算上述偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且在差值大於預設閾值時，根據差值調節上電極組件的輸出功率值，直至差值小於等於預設閾值。
本發明實施例可以直接根據上述差值即時調節上電極組件的輸出功率值，無需考慮製程腔室中其他結構對電漿密度的影響，例如，可以在下電極功率不變的情況下，藉由調節上電極組件的輸出功率值來改變電漿的密度。
在一些可選的實施例中，上述步驟S2，具體包括：
計算偏置電壓值與目標偏置電壓值的差值，且在該差值大於預設閾值時，比較偏置電壓值與目標偏置電壓值，若偏置電壓值低於目標偏置電壓值，則減小上電極組件的輸出功率值；若偏置電壓值高於目標偏置電壓值，則增大上電極組件的輸出功率值；在差值小於等於預設閾值時，保持上電極組件的輸出功率值不變。這樣，可以避免因電壓檢測存在精度誤差而導致偏置電壓值接近目標偏置電壓值時引起頻繁調整。
在一些可選的實施例中，調節上電極組件的輸出功率值的調節幅度與偏置電壓值和目標偏置電壓值的差值正相關。也就是說，在差值較大時（即電漿的密度與預設標準相差較大時），可以更大幅度地調節上電極組件的輸出功率值，以提高上電極組件的功率調節效率。
在一些可選的實施例中，為了簡化計算步驟，進一步提高調節效率，可以根據與差值對應的差值區間，以及預設的差值區間與調節幅度的對應關係，確定與差值對應的調節幅度，並按該調節幅度調節上電極組件的輸出功率值。
例如，上述差值區間與該調節幅度的對應關係，具體包括：
第一差值區間：上述差值|△V|大於等於目標偏置電壓值V0的50%，即，|△V|≥50%×V0；
第二差值區間：上述差值|△V|大於等於目標偏置電壓值V0的20%，且小於目標偏置電壓值V0的50%，即，20%×V0≤|△V|＜50%×V0；
第三差值區間：上述差值|△V|大於等於目標偏置電壓值V0的5%，且小於目標偏置電壓值V0的20%，即，5%×V0≤|△V|＜20%×V0；
第四差值區間：上述差值|△V|大於等於目標偏置電壓值V0的1%，且小於目標偏置電壓值V0的5%，即，1%×V0≤|△V|＜5%×V0；
其中，第一差值區間對應的第一調節幅度大於第二差值區間對應的第二調節幅度，第二調節幅度大於第三差值區間對應的第三調節幅度，第三調節幅度大於第四差值區間對應的第四調節幅度。
本發明提供的功率控制方法，藉由檢測偏置電壓值來表徵電漿的密度狀態，並進行即時回饋調節，以準確地控制半導體製程中電漿密度，補償因線圈、介電質視窗等硬體不一致帶來的差異，從而可以提高不同製程腔室之間的製程一致性。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
1:射頻電源
2、3:匹配器
4:射頻電源
5:上電極
6:製程腔室
7:介電質視窗
8:晶片
9:卡盤
10:電漿
11:噴嘴
12:電壓比較器
131:電壓感測器
132:類比數位轉換器
S1、S2:步驟
附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中：
圖1是本發明實施例提供的半導體製程設備的結構示意圖；
圖2是本發明實施例提供的功率控制方法的流程框圖。
1:射頻電源
2、3:匹配器
4:射頻電源
5:上電極
6:製程腔室
7:介電質視窗
8:晶片
9:卡盤
10:電漿
11:噴嘴
12:電壓比較器
131:電壓感測器
132:類比數位轉換器
Claims (15)
- 一種半導體製程設備，其中，包括一上電極組件、一製程腔室以及一功率調整組件，該製程腔室中設置有用於承載晶圓的一卡盤，其中，該上電極組件用於激發該製程腔室中的製程氣體形成電漿；該功率調整組件用於即時檢測該卡盤上表面的一偏置電壓值，該偏置電壓值與一鞘層電壓直接相關且變化趨勢相同，並計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的一差值，且在該差值大於一預設閾值時，根據該差值調節該上電極組件的輸出功率值，直至該差值小於等於該預設閾值，以使電漿的密度處在正常範圍。
- 如請求項1所述的半導體製程設備，其中，該功率調整組件包括一電壓比較器和一電壓感測器，其中，該電壓感測器用於即時檢測該卡盤上表面的該偏置電壓值，並將該偏置電壓值發送至該電壓比較器；該電壓比較器用於計算該偏置電壓值與該目標偏置電壓值的該差值，且在該差值大於該預設閾值時，比較該偏置電壓值與該目標偏置電壓值，若該偏置電壓值低於該目標偏置電壓值，則減小該上電極組件的輸出功率值；若該偏置電壓值高於該目標偏置電壓值，則增大該上電極組件的輸出功率值；在該差值小於等於該預設閾值時，保持該上電極組件的輸出功率值不變。
- 如請求項2所述的半導體製程設備，其中，該電壓比較器調節該上電極組件的該輸出功率值的一調節幅度與該偏置電壓值和該目標偏置電壓值的該差值正相關。
- 如請求項3所述的半導體製程設備，其中，該電壓比較器用於根據與該差值對應的一差值區間，以及預設的該差值區間與該調節幅度的對 應關係，確定與該差值對應的該調節幅度，並按該調節幅度調節該上電極組件的輸出功率值。
- 如請求項4所述的半導體製程設備，其中，該差值區間與該調節幅度的對應關係，包括：一第一差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的50%；一第二差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的20%，且小於該目標偏置電壓值的50%；一第三差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的5%，且小於該目標偏置電壓值的20%；一第四差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的1%，且小於該目標偏置電壓值的5%；其中，該第一差值區間對應的一第一調節幅度大於該第二差值區間對應的一第二調節幅度，該第二調節幅度大於該第三差值區間對應的一第三調節幅度，該第三調節幅度大於該第四差值區間對應的一第四調節幅度。
- 如請求項5所述的半導體製程設備，其中，該第一調節幅度大於等於50W，該第二調節幅度大於等於20W，該第三調節幅度大於等於5W，該第四調節幅度大於等於1W。
- 如請求項1至請求項6中任一項所述的半導體製程設備，其中，該預設閾值為該目標偏置電壓值的1%。
- 如請求項2至請求項6中任一項所述的半導體製程設備，其中，在該卡盤的上表面為一陶瓷材料層的上表面時，該電壓感測器用於即時檢 測該陶瓷材料層的一射頻電壓值，並根據預設的該射頻電壓值與該偏置電壓值的對應關係將該射頻電壓值轉換為該偏置電壓值。
- 如請求項2至請求項6中任一項所述的半導體製程設備，其中，在該卡盤的上表面為一金屬層的上表面時，該電壓感測器用於即時檢測該金屬層的上表面的一直流電壓，該直流電壓即為該偏置電壓值。
- 如請求項2至請求項6中任一項所述的半導體製程設備，其中，該功率調整組件還包括一類比數位轉換器，該類比數位轉換器用於將該電壓感測器以模擬訊號發送的該偏置電壓值轉換為數位訊號，併發送至該電壓比較器。
- 一種功率控制方法，其中，應用於請求項1至請求項10中任一項所述的半導體製程設備，該功率控制方法包括：在該上電極組件激發該製程腔室中的製程氣體形成電漿之後，即時檢測該卡盤上表面的該偏置電壓值；計算該偏置電壓值與目標偏置電壓值的該差值，且在該差值大於一預設閾值時，根據該差值調節該上電極組件的輸出功率值，直至該差值小於等於該預設閾值。
- 如請求項11所述的功率控制方法，其中，該計算該偏置電壓值與該目標偏置電壓值的該差值，且在該差值大於該預設閾值時，根據該差值調節該上電極組件的輸出功率值，直至該差值小於等於該預設閾值，包括：計算該偏置電壓值與該目標偏置電壓值的該差值，且在該差值大於該預設閾值時，比較該偏置電壓值與該目標偏置電壓值，若該偏置電壓值低於該目標偏置電壓值，則減小該上電極組件的輸出功率值；若該偏置電壓值高於該目標偏 置電壓值，則增大該上電極組件的輸出功率值；在該差值小於等於該預設閾值時，保持該上電極組件的輸出功率值不變。
- 如請求項12所述的功率控制方法，其中，調節該上電極組件的輸出功率值的一調節幅度與該偏置電壓值和該目標偏置電壓值的差值正相關。
- 如請求項13所述的功率控制方法，其中，根據與該差值對應的一差值區間，以及預設的該差值區間與該調節幅度的對應關係，確定與該差值對應的該調節幅度，並按該調節幅度調節該上電極組件的輸出功率值。
- 如請求項14所述的功率控制方法，其中，該差值區間與該調節幅度的對應關係，包括：一第一差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的50%；一第二差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的20%，且小於該目標偏置電壓值的50%；一第三差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的5%，且小於該目標偏置電壓值的20%；一第四差值區間：該差值大於等於該目標偏置電壓值的1%，且小於該目標偏置電壓值的5%；其中，該第一差值區間對應的一第一調節幅度大於該第二差值區間對應的一第二調節幅度，該第二調節幅度大於該第三差值區間對應的一第三調節幅度，該第三調節幅度大於該第四差值區間對應的一第四調節幅度。
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