本技術(shù)涉及半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種下電極組件及其等離子體處理裝置。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)過程中，需要進(jìn)行大量的微觀加工，其中常用的微加工工藝包含等離子刻蝕、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積等方式。微加工制造的進(jìn)程中往往伴隨著等離子體輔助工藝，這些工藝一般都在真空反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行，其中，等離子體輔助工藝中的等離子體刻蝕工藝是將晶圓加工成設(shè)計圖案的關(guān)鍵工藝。等離子體刻蝕工藝的工作原理一般是向真空反應(yīng)腔內(nèi)通入含有適當(dāng)?shù)目涛g劑或淀積源氣體的反應(yīng)氣體，然后再對該真空反應(yīng)腔進(jìn)行射頻能量的輸入，以激活反應(yīng)氣體來點(diǎn)燃或維持等離子體，進(jìn)而對半導(dǎo)體襯底進(jìn)行加工。

2、在整個等離子體刻蝕工藝過程中，晶圓處理的反應(yīng)環(huán)境是非?？量痰?，反應(yīng)腔內(nèi)工藝環(huán)境的穩(wěn)定性、工藝氣體的流動和分布情況、晶圓的加熱溫度場情況以及反應(yīng)腔內(nèi)的壓力分布情況等因素都至關(guān)重要，它們直接或間接決定了晶圓表面處理的質(zhì)量。但是在實(shí)際應(yīng)用時，通常會出現(xiàn)腔內(nèi)工藝環(huán)境的穩(wěn)定性難以保證的情況，這可能是由于腔體內(nèi)射頻環(huán)境變化等因素造成的。例如在工藝過程中，靜電吸盤會在高功率使用環(huán)境下承受較大的分壓，靜電吸盤的氣孔中的氣體可能會在分壓的作用下電離，導(dǎo)致出現(xiàn)孔壁擊穿現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會造成靜電吸盤放電等問題，造成腔內(nèi)工藝環(huán)境的不穩(wěn)定，影響晶圓表面的處理效果。因此，需要對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。

3、可以理解的是，上述陳述僅提供與本實(shí)用新型有關(guān)的背景技術(shù)，而并不必然地構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于前述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種下電極組件及其等離子體處理裝置，所述下電極組件通過螺旋塞使介電層的第二通孔中具有一條弧形氣體通道，所述弧形氣體通道使第二通孔中的氣體的行走路徑變長，增加了氣體放電路徑，同時弧形氣體通道增加了帶電粒子與氣體通道側(cè)壁的碰撞機(jī)率，使帶電粒子碰撞熄滅的機(jī)率增加，有助于避免介電層發(fā)生通孔擊穿或電弧點(diǎn)火現(xiàn)象，進(jìn)而保證腔內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。

2、為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種下電極組件，包含：

4、基座，其開設(shè)有第一通孔，所述第一通孔與氣體源連通；

5、設(shè)置于所述基座上的介電層，其頂部表面用于承載晶圓，所述介電層開設(shè)有第二通孔，所述第二通孔中設(shè)置有螺旋塞，所述螺旋塞的內(nèi)部和/或所述螺旋塞的至少部分側(cè)壁與所述第二通孔的側(cè)壁之間具有一條弧形氣體通道，所述氣體通道具有與所述第一通孔連通的一進(jìn)氣口，以及與所述介電層的頂部空間連通的一出氣口。

6、可選的，所述弧形氣體通道為呈螺旋狀延伸的氣體通道。

7、可選的，所述螺旋塞包含自上而下排列的多個螺旋塊體，各個所述螺旋塊體內(nèi)開設(shè)有一條貫穿其頂部和底部的弧形子通道，各個相鄰的所述螺旋塊體內(nèi)的弧形子通道相互連通以共同組成所述弧形氣體通道。

8、可選的，所述弧形氣體通道包含第一氣體通道和第二氣體通道，所述螺旋塞上開設(shè)有通孔以形成所述第一氣體通道，所述螺旋塞的側(cè)壁與所述第二通孔的側(cè)壁之間形成所述第二氣體通道，所述第一氣體通道與所述第二氣體通道連通。

9、可選的，所述第二通孔的側(cè)壁為弧形平面結(jié)構(gòu)，所述螺旋塞的側(cè)壁上開設(shè)有弧形溝槽，所述螺旋塞側(cè)壁上的弧形溝槽與所述第二通孔的側(cè)壁之間形成所述弧形氣體通道。

10、可選的，所述第二通孔的側(cè)壁開設(shè)有弧形溝槽，所述螺旋塞的側(cè)壁上開設(shè)有弧形溝槽，所述螺旋塞側(cè)壁上的弧形溝槽與所述第二通孔側(cè)壁上的弧形溝槽之間形成所述弧形氣體通道。

11、可選的，所述螺旋塞包含第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)環(huán)繞所述第二結(jié)構(gòu)設(shè)置，所述第二結(jié)構(gòu)的外側(cè)壁開設(shè)有弧形溝槽，所述第一結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁開設(shè)有弧形溝槽，所述第一結(jié)構(gòu)和所述第二結(jié)構(gòu)組合時，所述第一結(jié)構(gòu)的弧形溝槽與所述第二結(jié)構(gòu)的弧形溝槽之間形成所述弧形氣體通道。

12、可選的，所述弧形溝槽為呈螺旋狀延伸的溝槽。

13、可選的，所述螺旋塞的底部表面與所述介電層的底部表面平齊；

14、或，所述螺旋塞的底部表面凸出于所述介電層的底部表面。

15、可選的，所述介電層的頂部表面開設(shè)有氣體槽，所述弧形氣體通道的頂部開口與所述氣體槽連通。

16、可選的，所述螺旋塞的頂部表面與所述氣體槽的底面平齊；

17、或，所述螺旋塞的頂部表面凸出于所述氣體槽的底面。

18、可選的，所述第一通孔內(nèi)設(shè)置有多孔塞。

19、可選的，所述螺旋塞的底部表面與所述多孔塞的頂部表面之間有間隙。

20、可選的，所述弧形氣體通道的通道寬度小于或等于1mm。

21、可選的，所述弧形氣體通道的通道寬度為第二通孔孔徑的0.5％～10％。

22、可選的，所述螺旋塞的頂部輪廓的面積大于或等于其底部輪廓的面積。

23、可選的，所述介電層與所述基座之間通過粘結(jié)層連接。

24、可選的，所述螺旋塞與所述介電層之間通過燒結(jié)或粘接固定。

25、可選的，所述螺旋塞由絕緣材料制備。

26、可選的，所述螺旋塞由陶瓷材料或高分子材料制備。

27、可選的，所述介電層由陶瓷材料制備。

28、可選的，一種等離子體處理裝置，包含：

29、真空反應(yīng)腔；

30、前述的下電極組件，其設(shè)置于所述真空反應(yīng)腔內(nèi)。

31、可選的，還包含：

32、上電極組件，其與所述下電極組件相對設(shè)置，所述上電極組件包含氣體噴淋盤，所述氣體噴淋盤中開設(shè)有送氣通道，所述氣體噴淋盤與氣體供應(yīng)裝置相連。

33、可選的，還包含：

34、用于向所述真空反應(yīng)腔內(nèi)提供射頻能量的射頻電源。

35、可選的，所述下電極組件包含開設(shè)有第一通孔的基座以及開設(shè)有第二通孔的介電層，所述第一通孔與所述第二通孔連通，所述第一通孔與冷卻氣體源連通。

36、本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

37、本實(shí)用新型的一種下電極組件及其等離子體處理裝置中，所述下電極組件在介電層的第二通孔中設(shè)置了螺旋塞，借助螺旋塞使第二通孔中的氣體的行走路徑變長，有效地增加了氣體放電路徑，同時弧形氣體通道增加了帶電粒子與氣體通道側(cè)壁的碰撞機(jī)率，使帶電粒子碰撞熄滅的機(jī)率增加，有助于避免介電層發(fā)生通孔擊穿或電弧點(diǎn)火現(xiàn)象，進(jìn)而保證腔內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。

38、進(jìn)一步的，所述介電層第二通孔中的弧形氣體通道為呈螺旋狀延伸的氣體通道，該弧形氣體通道使氣體在第二通孔處以螺旋進(jìn)氣的方式進(jìn)行輸送，進(jìn)一步增加了氣體行走路徑，同時螺旋狀迷宮結(jié)構(gòu)的氣體通道可進(jìn)一步增加帶電粒子與氣體通道側(cè)壁的碰撞機(jī)率，使帶電粒子碰撞熄滅的機(jī)率增加，可以大大減少通孔內(nèi)壁擊穿情況，有助于保證靜電吸盤的使用壽命以及腔內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種下電極組件，其特征在于，包含：

2.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

3.如權(quán)利要求1或2所述的下電極組件，其特征在于，

4.如權(quán)利要求1或2所述的下電極組件，其特征在于，

5.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

6.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

7.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

8.如權(quán)利要求5或6或7所述的下電極組件，其特征在于，

9.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

10.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

11.如權(quán)利要求10所述的下電極組件，其特征在于，

12.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

13.如權(quán)利要求12所述的下電極組件，其特征在于，

14.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

15.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

16.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

17.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

18.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

19.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

20.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

21.如權(quán)利要求1所述的下電極組件，其特征在于，

22.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包含：

23.如權(quán)利要求22所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包含：

24.如權(quán)利要求22所述的等離子體處理裝置，其特征在于，還包含：

25.如權(quán)利要求22所述的等離子體處理裝置，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種下電極組件及其等離子體處理裝置，該下電極組件包含：基座，其開設(shè)有第一通孔，第一通孔與氣體源連通；設(shè)置于基座上的介電層，其頂部表面用于承載晶圓，介電層開設(shè)有第二通孔，第二通孔中設(shè)置有螺旋塞，螺旋塞的內(nèi)部或螺旋塞的至少部分側(cè)壁與第二通孔的側(cè)壁之間具有一條弧形氣體通道，弧形氣體通道具有與第一通孔連通的一進(jìn)氣口，以及與介電層的頂部空間連通的一出氣口。其優(yōu)點(diǎn)是：該下電極組件借助螺旋塞使氣體的行走路徑變長，增加了氣體放電路徑，同時弧形氣體通道增加了帶電粒子與氣體通道側(cè)壁的碰撞機(jī)率，使帶電粒子碰撞熄滅的機(jī)率增加，有助于避免介電層發(fā)生通孔擊穿或電弧點(diǎn)火現(xiàn)象，進(jìn)而保證腔內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：左濤濤,尹志堯,叢海
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：20240426
技術(shù)公布日：2025/1/9