[發明專利]下電極機構和具有其的等離子體處理設備

有效

• 申請號: 201110427322.0
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN103165369A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 鄭友山
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01J37/04
• 分類號: H01J37/04;H01J37/32
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

技術領域

本發明涉及半導體設備技術領域，特別是涉及一種下電極機構和具有該下電極機構的等離子體處理設備。

背景技術

現有的太陽能電池片生產過程中的自動化程度越來越高。其中，PECVD(Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition，等離子體增強化學氣相沉積)是太陽能電池生產薄膜生長工藝中的重要環節。PECVD設備的腔室在真空環境下通入刻蝕氣體。刻蝕氣體在被加熱到預定溫度之后，被射頻電離成為等離子體。這些等離子體在晶片的表面生成所需的膜結構。

PECVD腔室內部溫度均勻性、氣流均勻性、下電極接地均勻性均會對晶片的鍍膜工藝產生重要影響。其中，接地均勻性是PECVD設備的重要技術環節之一。此外，準確調節PECVD設備中的下電極機構的升降高度以實現下電極機構升降過程的完全水平定位，也是鍍膜均勻的重要條件之一。

圖6是傳統的平板式直接法PECVD設備的下電極機構。如圖6所示，腔室底板2’進行了接地處理，從而使得腔室底板2’的電位與地相同。氣缸1’可以帶動接地柱支撐桿4’和接地柱5’升起，從而托起載板6，以使接地柱上端面與載板6’接觸，進而通過接地線3’和腔室底板2’使載板接地。但是，由于加工精度或PECVD設備在運行期間工藝腔的溫度在400℃以上，受到高溫的影響，接地柱1”會受熱膨脹，從而無法與載板6’實現良好的接觸。為了克服上述影響，在傳統的平板式直接法PECVD設備的下電極接地結構中，如圖7中所示，在接地柱1”上設置高溫彈簧2”和接地柱端蓋3”。接地柱端蓋3”可以沿著接地柱5做軸向滑動。當接地柱5托起載板時，高溫彈簧2”因受力而壓縮，高的接地柱1”受力大，接地柱端蓋3”滑到下限位，而低的接地柱1”受力小，接地柱端蓋3”落不到下限位。但是，因為受彈簧2”的推力的作用，也能與載板接觸，從而實現所有接地柱都能與載板接觸。

但是，采用上述結構的傳統的平板式直接法PECVD設備的下電極存在以下問題：

(1)溫度可以耐400℃以上的高溫彈簧的價格普遍較高，并且在高溫下容易回火失去彈性。

(2)各個接地柱的受力不一致，部分接地柱和載板接觸不好，造成工藝時載板與反應腔內零件之間打火或者放電。

發明內容

本發明旨在至少解決上述技術問題之一。為此，本發明需要提供一種用于等離子體處理設備的下電極機構，該下電極機構接地性能良好且設備穩定性佳。

此外，本發明還需要提供一種具有上述下電極機構的等離子體處理設備。

有鑒于此，本發明第一方面的實施例提出一種用于等離子體處理設備的下電極機構，包括：載板、下電極底板和至少一個承載單元，其中：所述承載單元設置在所述載板和下電極底板之間，通過所述承載單元使載板和下電極底板均勻接觸，所述承載單元包括：三個接地柱支撐桿，所述接地柱支撐桿設置在所述下電極底板的上方且依次鉸接；多個接地柱，所述接地柱分別設置在所述接地柱支撐桿上，用于水平地支撐所述載板；以及兩個汽缸驅動器，所述汽缸驅動器設置在位于兩邊的接地柱支撐桿的下方且所述汽缸驅動器的活塞桿連接至位于兩邊的接地柱支撐桿，以驅動所述接地柱支撐桿沿著豎直方向可升降，其中，位于兩邊的接地柱設置成相對于所述汽缸驅動器的活塞桿位于外側。

根據本發明實施例的用于等離子體處理設備的下電極機構，通過該承載單元、即利用承載單元中的汽缸驅動器帶動接地柱和接地柱支撐桿沿豎直方向升降運動，進而托起了位于接地柱上方的載板。由于多個接地柱支撐桿之間通過鉸接方式連接，從而使得位于接地柱支撐桿上的接地柱在升降過程中可以水平定位，實現所有接地柱與載板之間接觸良好，從而可以減少打火和放電，進而提高了下電極機構的設備穩定性。

在本發明的一個實施例中，所述接地柱支撐桿通過轉軸或者軸承而彼此連接。

由此，在升降過程中，任何一個接地柱承受到來自載板的壓力，都會將這個壓力傳遞到其他接地柱上，從而盡可能地實現接地柱受力的平均分配。

在本發明的一個實施例中，所述接地柱支撐桿包括：第一接地柱支撐桿；第二接地柱支撐桿，所述第二接地柱支撐桿通過第一轉軸與所述第一接地柱支撐桿連接；以及第三接地柱支撐桿，所述第三接地柱支撐桿通過第二轉軸與所述第二接地柱支撐桿連接。

在本發明的一個實施例中，所述汽缸驅動器進一步包括第一汽缸驅動器和第二汽缸驅動器，且所述第一汽缸驅動器的活塞桿連接至所述第一接地柱支撐桿，所述第二汽缸驅動器的活塞桿連接至所述第三接地柱支撐桿。