下电极组件和包含下电极组件的等离子体处理装置制造方法及图纸

一种下电极组件及其包含下电极组件的等离子体处理装置，其中，所述下电极组件包括：基座；静电夹盘，位于所述基座上，用于吸附待处理基片，其材料为陶瓷非金属材料；气体输送管道，贯穿所述基座，用于输送气体；气体扩散腔、气体入口和气体出口，设于所述静电夹盘内，来自于所述气体输送管道内的气体通过气体入口进入气体扩散腔，再经所述气体扩散腔扩散后通过气体出口输出至待处理基片的背面。所述等离子体处理装置能够防止电弧放电。处理装置能够防止电弧放电。处理装置能够防止电弧放电。

【技术实现步骤摘要】
下电极组件和包含下电极组件的等离子体处理装置


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种下电极组件和包含下电极组件的等离子体处理装置。

技术介绍

[0002]在半导体器件制造的各种工序中，等离子体处理是将待处理基片放置于等离子体处理装置内加工成设计图案的关键工艺。在典型的等离子体处理工艺中，工艺气体在射频(Radio Frequency，RF)激励作用下形成等离子体。这些等离子体在经过上电极和下电极之间的电场(电容耦合或者电感耦合)作用后与待处理基片表面发生物理轰击作用及化学反应，从而对待处理基片进行处理。
[0003]在利用等离子体对静电夹盘上的待处理基片进行处理的场合中，往往需要更高的待处理基片温度以及更高的射频功率，在高温高功率下容易导致气孔内的气体被击穿产生电弧(arcing)，严重的电弧会对待处理基片和静电夹盘造成电弧损伤，甚至会导致静电夹盘永久性破坏。
[0004]因此，迫切需要一种等离子体处理装置以降低电弧损伤。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供了一种下电极组件和包含下电极组件的等离子体处理装置，以防止电弧放电。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种下电极组件，包括：基座；静电夹盘，位于所述基座上，用于吸附待处理基片，其材料为陶瓷非金属材料；气体输送管道，贯穿所述基座，用于输送气体；气体扩散腔、气体入口和气体出口，设于所述静电夹盘内，来自于所述气体输送管道内的气体通过气体入口进入气体扩散腔，再经所述气体扩散腔扩散后通过气体出口输出至待处理基片的背面。
[0007]可选的，所述静电夹盘包括若干个同心的气体区域，每个所述气体区域设有所述气体扩散腔、气体入口和气体出口，每个气体区域对应一个气体输送管道。
[0008]可选的，所述基座包括平台部和位于平台部外围的台阶部；所述静电夹盘位于所述平台部上。
[0009]可选的，所述台阶部包括至少一个边缘扩散区，所述下电极组件还包括：边缘进气口、边缘扩散腔和边缘出气口，设于所述边缘扩散区内，所述边缘进气口和边缘出气口分别位于所述边缘扩散腔的下方和上方，所述边缘进气口和边缘出气口边缘扩散腔连通且贯穿台阶部。
[0010]可选的，所述气体扩散区域的个数为2个以上。
[0011]可选的，所述静电夹盘的材料包括：绝缘材料或者半导体材料；所述静电夹盘的材料包括：氧化铝或者氮化铝。
[0012]可选的，所述气体扩散腔为带缺口的环形腔；还包括：电极，设于所述缺口之间、以
及环形腔内外的静电夹盘内；直流电源，与所述电极电连接，用于产生静电吸引力以吸附待处理基片。
[0013]可选的，所述气体输送管道输送的气体为氦气。
[0014]可选的，还包括：冷却液通道，设于基座内，用于输送冷却液；结合层，设于静电夹盘与基座之间。
[0015]可选的，还包括：气源；若干个气体分支，所述气体分支的两端分别连接压力控制器和所述气源，所述气体分支与气体输送管道或边缘进气口连通。
[0016]可选的，所述气体分支的个数与气体输送管道和边缘进气口的个数之和相等，一个气体分支连接一个气体输送管道或边缘进气口。
[0017]可选的，所述气体分支的个数小于气体输送管道和边缘进行口的个数之和，多个气体输送管道之间、或者多个边缘进气口之间、或者边缘输送管道与边缘进气口之间共用一个气体分支。
[0018]相应的，本专利技术还提供一种等离子体处理装置，包括：反应腔；上述下电极组件，设于所述反应腔内底部。
[0019]可选的，所述等离子体处理装置为电容耦合等离子体处理装置，还包括：安装基板，位于所述反应腔的顶部；气体喷淋头，位于所述安装基板的下方，且与下电极组件相对设置；射频功率源，与所述气体喷淋头或者基座电连接；偏置射频功率源，与所述基座电连接。
[0020]可选的，所述等离子体处理装置为电感耦合等离子体处理装置，还包括：绝缘窗口，位于所述反应腔顶部；电感线圈，位于所述绝缘窗口上方；射频功率源，与所述电感线圈电连接；偏置射频功率源，与所述基座电连接。
[0021]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0022]本专利技术技术方案提供的下电极组件中，所述静电夹盘内设有气体扩散腔、气体入口和气体出口，所述气体入口用于接受来自于静电夹盘下方基座内气体输送管道输送的气体，所述气体经气体入口进入气体扩散腔，在所述气体扩散腔内扩散后通过气体出口排至待处理基片的背面。由于所述静电夹盘为陶瓷非金属材料，则即便是静电夹盘内有电弧放电情况发生，也不会产生很大的电流，所以不致于造成电弧损伤而使静电夹盘永久性破坏。
[0023]进一步，所述静电夹盘包括若干个同心的气体区域，每个所述气体区域内设有气体扩散腔、气体入口和气体出口，所述气体入口与气体输送管道连通，可通过调节进入气体输送管道内的气体压力，则可控制与之对应区域待处理基片表面的温度，进而使待处理基片不同区域的温度可调。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一种等离子体处理装置的结构示意图；
[0025]图2为图1等离子体处理装置中下电极组件的俯视图；
[0026]图3为图1中下电极组件的局部放大图；
[0027]图4为本专利技术一种供气系统的结构示意图；
[0028]图5为本专利技术另一种供气系统的结构示意图；
[0029]图6为本专利技术又一种供气系统的结构示意图。
具体实施方式
[0030]正如
技术介绍
所述，现有的下电极组件易发生电弧放电，为此，本专利技术致力于提供一种下电极组件和包括下电极组件的等离子体处理装置，所述等离子体处理装置能够防止电弧放电。
[0031]以下进行详细说明：
[0032]图1为本专利技术一种等离子体处理装置的结构示意图。
[0033]请参考图1，等离子体处理装置1包括：反应腔10；下电极组件11，位于所述反应腔10内底部，用于承载待处理基片W；安装基板12，位于所述反应腔10的顶部；气体喷淋头13，位于所述安装基板12的下方，且与下电极组件11相对设置。
[0034]在本实施例中，等离子体处理装置为电容耦合等离子体刻蚀装置(CCP)，所述等离子体处理装置还包括：与所述气体喷淋头13连接的气体供给装置15，所述气体供给装置15用于向气体喷淋头13内输送反应气体；连接于气体喷淋头13或者下电极组件11的射频功率源14，对应的气体喷淋头13或者下电极组件11接地，所述射频功率源14产生的射频信号通过气体喷淋头13与下电极组件11形成的电容使反应气体转化为等离子体，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，所述活性粒子可以和待处理基片的表面发生多种物理和化学反应，使得基片表面的形貌发生改变，即完成刻蚀过程。并且，等离子体处理装置还包括：一偏置射频功率源(图中未示出)，连接至下电极组件11，用于控制等离子体中带电粒子的轰击方向。
[0035]在其它实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体处理装置的下电极组件，其特征在于，包括：基座；静电夹盘，位于所述基座上，用于吸附待处理基片，其材料为陶瓷非金属材料；气体输送管道，贯穿所述基座，用于输送气体；气体扩散腔、气体入口和气体出口，设于所述静电夹盘内，来自于所述气体输送管道内的气体通过气体入口进入气体扩散腔，再经所述气体扩散腔扩散后通过气体出口输出至待处理基片的背面。2.如权利要求1所述的下电极组件，其特征在于，所述静电夹盘包括若干个同心的气体区域，每个所述气体区域设有所述气体扩散腔、气体入口和气体出口，每个气体区域对应一个气体输送管道。3.如权利要求2所述的下电极组件，其特征在于，所述基座包括平台部和位于平台部外围的台阶部；所述静电夹盘位于所述平台部上。4.如权利要求3所述的下电极组件，其特征在于，所述台阶部包括至少一个边缘扩散区，所述下电极组件还包括：边缘进气口、边缘扩散腔和边缘出气口，设于各个所述边缘扩散区内，所述边缘进气口和边缘出气口分别位于所述边缘扩散腔的下方和上方，所述边缘进气口和边缘出气口与边缘扩散腔连通且贯穿台阶部。5.如权利要求2所述的下电极组件，其特征在于，所述气体区域的个数为2个以上。6.如权利要求1所述的下电极组件，其特征在于，所述静电夹盘的材料包括：绝缘材料或者半导体材料；所述静电夹盘的材料包括：氧化铝或者氮化铝。7.如权利要求1所述的下电极组件，其特征在于，所述气体扩散腔为带缺口的环形腔；所述下电极组件还包括：电极，设于所述缺口之间、以及环形腔内外的静电夹盘内；直流电源，与所述电极电连接，用于产生静电吸引力以吸附待处理基片。8.如权利要求1所述的下电极组...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国民，江家玮，郭二飞，吴狄，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：