本發(fā)明涉及半導體設備，特別涉及一種下電極組件及等離子體處理設備。

背景技術：

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

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

技術實現(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備，通過消除脈沖式直流偏壓源對箝位電壓的影響，解決在刻蝕過程中基片箝位電壓的失穩(wěn)問題。

2、為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(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，其上表面用于承載基片；

5、位于靜電吸盤中的第一電極，其與一脈沖式直流偏壓源電連接；

6、位于靜電吸盤中的第二電極，其通過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，所述二極管的負極與所述直流電壓源的負極電連接、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有rf濾波器。

12、可選地，所述靜電吸盤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電極。

15、可選地，所述隔離電路與所述直流電壓源集成設置。

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，所述隔離電路設置在電路板上，所述電路板設置于所述靜電吸盤下方。

19、一種等離子體處理設備，包括：

20、反應腔；

21、進氣機構，用于向所述反應腔內(nèi)輸送工藝氣體；

22、源射頻，用于將所述工藝氣體點燃成為等離子體；

23、如上文所述的下電極組件，位于所述反應腔的底部。

24、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

25、本發(fā)明在直流電壓源與第二電極之間設置隔離電路，由于二極管具有正向導通、反向截止的特性，當脈沖式直流偏壓源輸出脈沖時，二極管反向截止，無法通過直流電壓源的回路進行充放電，使得第二電容兩端不會因為脈沖式直流偏壓源的加入帶來電勢差，第二電容兩端的電勢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箝位電壓的影響，解決了在工藝過程中基片箝位電壓的失穩(wěn)問題。隔離電路中二極管還串聯(lián)一個電阻，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脈沖電壓。

3.如權利要求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有rf濾波器。

6.如權利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述靜電吸盤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置。

8.如權利要求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.如權利要求1所述的下電極組件，其特征在于，所述隔離電路設置在電路板上，所述電路板設置于所述靜電吸盤下方。

11.一種等離子體處理設備，其特征在于，包括：

技術總結
本發(fā)明提供一種下電極組件及等離子體處理設備。所述下電極組件用于等離子體工藝處理，包括：靜電吸盤，其上表面用于承載基片；位于靜電吸盤中的第一電極，其與一脈沖式直流偏壓源電連接；位于靜電吸盤中的第二電極，其通過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，所述二極管的負極與所述直流電壓源的負極電連接、正極與所述第二電極電連接。本發(fā)明通過消除脈沖式直流偏壓源對箝位電壓的影響，解決在工藝過程中基片箝位電壓的失穩(wěn)問題。

技術研發(fā)人員：田寧,葉如彬
受保護的技術使用者：中微半導體設備（上海）股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23