高壓電源優化光刻機產能和良率

高壓電源技術在極紫外（EUV）和深紫外（DUV）光刻系統中扮演著核心角色，其性能直接關聯著光刻工藝的產能（Throughput）和良率（Yield），是實現先進半導體制造的關鍵使能技術。在光刻過程中，高壓電源主要應用于幾個核心子系統，包括光源激勵、物鏡靜電吸盤（ESC）驅動以及偏轉系統控制。
對于EUV光刻而言，光源的功率是決定產能的首要因素。EUV光源通常采用錫（Sn）靶激光等離子體（LPP）方案。這一方案需要一個高能量、高頻率的驅動系統來激發等離子體，這正是高壓電源的關鍵應用場景。高壓電源為驅動激光器提供穩定、高精度的脈沖電流或電壓，確保激光脈沖的能量穩定性和重復頻率。EUV光源的轉換效率極低，因此需要極高的輸入功率才能達到光刻所需的出射功率。高壓電源需要具備極高的功率密度和卓越的瞬態響應能力，以應對快速重復的能量注入需求。電源系統的紋波和噪聲必須被嚴格控制在極低的水平，因為任何微小的能量波動都可能導致等離子體狀態不穩定，進而影響到最終EUV光的強度和均勻性，直接降低晶圓上的曝光劑量準確性，最終體現在關鍵尺寸均勻性（CD Uniformity）惡化，嚴重影響良率。通過優化高壓電源的控制算法，實現對激光能量的毫秒級甚至微秒級精確調控，可以最大限度地提高光源的穩定性和平均功率，從而提升單位時間內的晶圓處理量，即產能。
在光刻機的另一個核心部件——物鏡系統中，高壓電源負責驅動靜電吸盤（ESC）。ESC用于在曝光過程中精確地固定和校準晶圓的位置。吸盤工作基于高壓靜電場原理，通常需要數千伏特的直流或準直流高壓。電源的輸出精度和長期穩定性對于維持晶圓與吸盤之間的均勻吸附力至關重要。吸附力不均勻會導致晶圓在微觀尺度上發生形變或翹曲，這種形變會直接引入曝光焦點誤差，導致圖案失真和套刻誤差增大，嚴重損害套刻精度（Overlay Accuracy）。此外，高壓吸盤電源還需要具備極低的漏電流和快速的放電能力，以確保晶圓更換過程中的安全性和效率。通過精確控制靜電吸盤的電壓，可以實現對晶圓形貌的主動校正（Active Chuck Control），進一步優化晶圓平整度，這是提升曝光良率的先進手段。高壓電源的穩定性直接決定了ESC的性能，從而間接決定了光刻機的系統級定位精度和良率。
對于DUV光刻機，高壓電源同樣服務于準分子激光器的激發。與EUV類似，它需要為激光腔體提供高能量、高頻率、低抖動的高壓脈沖。光源的脈沖到脈沖能量穩定性（Pulse-to-Pulse Energy Stability）是核心要求，這依賴于電源系統對儲能電容器的快速、高精度充電和放電控制。高壓充電系統的效率和熱管理也成為影響系統運行壽命和維護周期的關鍵因素，間接影響了光刻機的**綜合設備效率（OEE）**和產能。
綜上所述，高壓電源通過提供超高穩定性、高精度、高功率密度的電能，支撐了光刻機兩大核心系統——光源和物鏡靜電吸盤的精確運行。其性能優化是提升光刻機曝光劑量準確性、關鍵尺寸均勻性、套刻精度，進而實現高產能和高良率的根本保障。