本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備，特別涉及一種下電極組件及等離子體處理設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在等離子體處理設(shè)備中，靜電吸盤(pán)是設(shè)備的核心部件之一。靜電吸盤(pán)在等離子處理中主要起兩方面作用。其一是在靜電吸盤(pán)上的基片表面產(chǎn)生偏壓，從而加速等離子體鞘層中的離子向基片的運(yùn)動(dòng)。其二是緊固設(shè)置在其上的基片，使基片在等離子體處理過(guò)程中保持穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)更高深寬比刻蝕或ale刻蝕，一個(gè)有效的方法是采用來(lái)自脈沖式直流偏壓源來(lái)偏壓基片，這可以產(chǎn)生單一峰的離子能量分布函數(shù)。

2、靜電吸盤(pán)中通常包含兩個(gè)電極，現(xiàn)有的采用脈沖式直流偏壓源來(lái)偏壓基片的方案中，一種方案是將脈沖式直流偏壓源與靜電吸盤(pán)中的一個(gè)電極相連，通過(guò)電容耦合至基片；基片的緊固通過(guò)向嵌入在靜電吸盤(pán)中的另一個(gè)電極施加直流電壓以在靜電吸盤(pán)和基片之間產(chǎn)生靜電吸引力來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，在工藝過(guò)程中，脈沖式直流偏壓會(huì)隨著工藝環(huán)境的變化進(jìn)行調(diào)整，從而導(dǎo)致兩個(gè)電極之間互相影響，使基片之間的靜電力隨著脈沖電壓的改變而改變，導(dǎo)致基片在刻蝕過(guò)程中的箝位不足或箝位過(guò)度，造成基片報(bào)廢、刻蝕失敗等損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種下電極組件及等離子體處理設(shè)備，通過(guò)消除脈沖式直流偏壓源對(duì)箝位電壓的影響，解決在刻蝕過(guò)程中基片箝位電壓的失穩(wěn)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種下電極組件，用于等離子體工藝處理，包括：

4、靜電吸盤(pán)，其上表面用于承載基片；

5、位于靜電吸盤(pán)中的第一電極，其與一脈沖式直流偏壓源電連接；

6、位于靜電吸盤(pán)中的第二電極，其通過(guò)一隔離電路與一直流電壓源電連接，所述第二電極位于所述第一電極的上方；

7、所述隔離電路包含一二極管，所述二極管的負(fù)極與所述直流電壓源的負(fù)極電連接、正極與所述第二電極電連接。

8、可選地，所述脈沖式直流偏壓源輸出負(fù)脈沖電壓。

9、可選地，所述直流電壓源的正極接地。

10、可選地，所述隔離電路還包括和所述二極管串聯(lián)的一電阻，所述電阻的阻值為1kω~1gω。

11、可選地，所述隔離電路與所述直流電壓源之間設(shè)有rf濾波器。

12、可選地，所述靜電吸盤(pán)包括陶瓷材料層和用于支撐所述陶瓷材料層的金屬基座；

13、所述第一電極和所述第二電極均為位于所述陶瓷材料層的圓盤(pán)電極；

14、或者，所述第一電極為所述金屬基座，所述第二電極為位于所述陶瓷材料層的圓盤(pán)電極。

15、可選地，所述隔離電路與所述直流電壓源集成設(shè)置。

16、可選地，所述直流電壓源的電壓范圍為0~-10kv?。

17、可選地，所述脈沖式直流偏壓源的占空比范圍為1%-95%、頻率范圍為10khz~5mhz和輸出的高低電平壓差為100v~50kv。

18、可選地，所述隔離電路設(shè)置在電路板上，所述電路板設(shè)置于所述靜電吸盤(pán)下方。

19、一種等離子體處理設(shè)備，包括：

20、反應(yīng)腔；

21、進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，用于向所述反應(yīng)腔內(nèi)輸送工藝氣體；

22、源射頻，用于將所述工藝氣體點(diǎn)燃成為等離子體；

23、如上文所述的下電極組件，位于所述反應(yīng)腔的底部。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

25、本發(fā)明在直流電壓源與第二電極之間設(shè)置隔離電路，由于二極管具有正向?qū)ā⒎聪蚪刂沟奶匦?，?dāng)脈沖式直流偏壓源輸出脈沖時(shí)，二極管反向截止，無(wú)法通過(guò)直流電壓源的回路進(jìn)行充放電，使得第二電容兩端不會(huì)因?yàn)槊}沖式直流偏壓源的加入帶來(lái)電勢(shì)差，第二電容兩端的電勢(shì)差只取決于直流電壓源，從而使得箝位電壓保持穩(wěn)定，消除了脈沖式直流偏壓源的脈沖電壓對(duì)箝位電壓的影響，解決了在工藝過(guò)程中基片箝位電壓的失穩(wěn)問(wèn)題。隔離電路中二極管還串聯(lián)一個(gè)電阻，可以阻隔脈沖式直流偏壓源中的交流分量和產(chǎn)生等離子體的射頻功率，從而穩(wěn)定所述直流電壓源回路中的電流。

技術(shù)特征：

1.一種下電極組件，用于等離子體工藝處理，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述脈沖式直流偏壓源輸出負(fù)脈沖電壓。

3.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述直流電壓源的正極接地。

4.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述隔離電路還包括和所述二極管串聯(lián)的一電阻，所述電阻的阻值為1kω~1gω。

5.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述隔離電路與所述直流電壓源之間設(shè)有rf濾波器。

6.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述靜電吸盤(pán)包括陶瓷材料層和用于支撐所述陶瓷材料層的金屬基座；

7.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述隔離電路與所述直流電壓源集成設(shè)置。

8.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述直流電壓源的電壓范圍為0~-10kv。

9.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述脈沖式直流偏壓源的占空比范圍為1%-95%、頻率范圍為10khz~5mhz和輸出的高低電平壓差為100v~50kv。

10.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述隔離電路設(shè)置在電路板上，所述電路板設(shè)置于所述靜電吸盤(pán)下方。

11.一種等離子體處理設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種下電極組件及等離子體處理設(shè)備。所述下電極組件用于等離子體工藝處理，包括：靜電吸盤(pán)，其上表面用于承載基片；位于靜電吸盤(pán)中的第一電極，其與一脈沖式直流偏壓源電連接；位于靜電吸盤(pán)中的第二電極，其通過(guò)一隔離電路與一直流電壓源電連接，所述第二電極位于所述第一電極的上方；所述隔離電路包含一二極管，所述二極管的負(fù)極與所述直流電壓源的負(fù)極電連接、正極與所述第二電極電連接。本發(fā)明通過(guò)消除脈沖式直流偏壓源對(duì)箝位電壓的影響，解決在工藝過(guò)程中基片箝位電壓的失穩(wěn)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：田寧,葉如彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23