[发明专利]维护模式电源系统

说明书

公开了一种用于控制到等离子体处理装置的电压电平的双模式电源设备。该双模式电源设备包括电源连接器和控制电路。该电源连接器连接到第一电压电源或第二电压电源。该控制电路连接在该电源连接器的输出与该等离子体处理装置的第一和第二电压子系统之间。在该等离子体处理装置的第一操作模式下，该控制电路基于该第一电压电源将第一电压提供给该第一电压子系统。在该等离子体处理装置的第二操作模式下，该控制电路基于第二电压电源将第二电压提供给该第二电压子系统。

相关申请

本申请要求2018年7月25日提交的美国专利申请号16/045,644的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请一般地涉及电源系统的技术领域，并且在各种实施方案中，涉及用于给等离子体处理装置供电并进行维护的双模式电源系统。

背景技术

半导体处理系统一般用于处理用于制造集成电路的半导体晶片。例如，等离子体增强的半导体工艺通常用于蚀刻、氧化和化学气相沉积(CVD)。等离子体增强的半导体工艺通常借助于等离子体处理系统来执行，并且一般包含等离子体处理室以提供受控的设置。

传统的等离子体处理室常常包含静电卡盘(ESC)，以将晶片(例如，硅晶片或衬底)保持就位以进行处理。静电卡盘利用静电力将晶片夹持到卡盘上。传统的等离子体处理系统包含等离子体处理室、射频(RF)电源和静电卡盘电源。

发明内容

在一个示例性实施方案中，双模式电源设备(dual mode power device)包括电源连接器和控制电路。电源耦合到第一电压电源或第二电压电源中的一个。控制电路耦合在电源连接器的输出与等离子体处理装置的第一和第二电压子系统之间。在等离子体处理装置的第一操作模式下，控制电路基于第一电压电源向第一电压子系统提供第一电压。在等离子体处理装置的第二操作模式下，控制设备基于第二电压电源向第二电压子系统提供第二电压。

在另一示例性实施方案中，第一操作模式包含等离子体处理装置的使用第一电压的操作模式。第二模式包含等离子体处理装置的使用第二电压的维护模式。操作模式被配置为处理设置在等离子体处理装置的室中的晶片。维护模式被配置为测试等离子体处理装置的组件。

在另一示例性实施方案中，控制电路检测第一电压，在操作模式下将第一电压提供给第一电压子系统，将第一电压转换为第二电压，并且在操作模式下将第二电压提供给第二电压子系统。

在另一示例性实施方案中，电源连接器包含单个输入连接器，该单个输入连接器被配置为接收第一电压电源或第二电压电源中的一个。

在另一示例性实施方案中，控制电路包括第一电路和第二电路。第一电路连接在电源连接器的输出和第一电压子系统的输入之间。第二电路连接在电源连接器的输出和第二电压子系统的输入之间。

在另一示例性实施方案中，第二电路包括熔断器、初级浪涌防止电路、次级浪涌防止电路、涌流保护电路、直流(DC)到DC转换器、第一模式电路和基于二极管的开关电路。熔断器作为无源故障电流保护提供。初级浪涌防止电路被配置为响应于在第二电路上检测到由第一电压电源生成的第一电压而被触发。次级浪涌防止电路耦合到初级浪涌防止电路。次级浪涌防止电路被配置为响应于初级浪涌防止电路不能工作而触发熔断器。涌流保护电路耦合到初级和次级浪涌防止电路。涌流保护电路限制来自初级和次级浪涌防止电路的电流。DC到DC转换器耦合到熔断器并且将第一电压转换成第二电压。第一模式电路耦合到初级浪涌防止电路。第一模式电路响应于检测到由第一电压电源生成的第一电压来禁用初级浪涌防止电路。基于二极管的开关电路耦合到涌流保护电路和DC到DC转换器。基于二极管的开关电路在涌流保护电路的输出和DC到DC转换器的输出之间进行选择。

在另一示例性实施方案中，熔断器被配置为禁用到第二电路的电力。在另一示例性实施方案中，熔断器被配置为禁用到维持电压路径的电力，其中维持电压路径由初级浪涌防止电路、次级浪涌防止电路和涌流保护电路形成。