[發明專利]用于等離子體處理設備的下電極組件和等離子體處理設備

有效

• 申請號: 201911191612.2
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN112863983B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 吳磊;魏強;葉如彬;洪韜;張一川;廉曉芳;黃允文
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;周乃鑫

一種用于等離子體處理設備的下電極組件和等離子體處理設備，在下電極組件的射頻高壓導體部件和地之間串聯一個射頻電阻結構，其一端與射頻高壓導體部件連接，另一端接地，射頻電阻結構的直流電阻小于等于100MΩ，射頻阻抗大于等于100KΩ。本發明通過在射頻高壓部件和接地之間增加射頻電阻結構，盡管所述絕緣液體在流動過程中產生靜電，但是所述射頻電阻結構的射頻阻抗較大，使得射頻難以通過射頻電阻結構接地，同時，所述射頻電阻結構的直流電阻較小，使得所產生的靜電能夠通過射頻電阻導入地，因此，有利于防止所述靜電累積造成的高壓擊穿損傷。

技術領域

本發明涉及半導體設備技術領域，尤其涉及一種用于等離子體處理設備的下電極組件和等離子體處理設備。

背景技術

在半導體制造技術領域，經常需要對待處理基片進行等離子體處理。所述對待處理基片進行等離子體處理的過程需要在等離子體處理設備內進行。

等離子體處理設備一般都包含真空反應腔，真空反應腔內設置有用于承載待處理基片的承載臺，所述承載臺通常包含基座以及設置在基座上方用于固定基片的靜電吸盤。基座下方設置有射頻高壓導體部件，射頻高壓導體部件連接射頻源，真空反應腔內通入反應氣體，在射頻激勵下，反應氣體電離生成等離子體，對基片進行處理。在處理過程中基片會發熱，為了降低基片的熱量，通常在基座內設置冷卻管道，采用循環制冷的方式來帶走靜電吸盤和基片上的熱量。由于工作在射頻環境中，所以基座中的冷卻管道中的導熱媒介采用絕緣液體，但絕緣液體在流動過程中會與冷卻管道中某些絕緣體摩擦從而產生靜電，靜電荷會累積到射頻高壓導體部件上。而射頻高壓導體部件通常是通過電容方式傳導射頻，因此對于直流是處于懸浮狀態，當靜電荷累積在射頻高壓導體部件時，此射頻高壓導體部件的電位會急劇升高，當達到某些閾值時，如1-2千伏，會通過電弧的方式擊穿脆弱絕緣部件對地放電，導致諸如絕緣液體傳輸管道和射頻隔離磁環等器件發生損壞。

發明內容

本發明提供一種用于等離子體處理設備的下電極組件和等離子體處理設備，能夠有效消除靜電累積造成的高壓擊穿損傷，解決了現有高阻冷卻管道造成的靜電荷累積問題。

為了達到上述目的，本發明提供一種用于等離子體處理設備的下電極組件，包含：

基座，其設置在等離子體處理設備的真空反應腔內；

靜電吸盤，其設置在所述的基座上，靜電吸盤上承載待處理基片；

冷卻管道，其設置在所述的基座內，所述的冷卻管道的兩端引出真空反應腔后與冷卻液儲存設備相連；

射頻高壓導體部件，設置于基座下方；

射頻電阻結構，其一端與射頻高壓導體部件連接，另一端接地，所述的射頻電阻結構的直流電阻小于等于100MΩ，射頻阻抗大于等于100KΩ。

所述的射頻高壓導體部件包含：設備板、與設備板連接的射頻桿以及與射頻桿連接的匹配器。

在本發明的一個實施例中，所述的射頻電阻結構的一端連接設備板，另一端接地。

在本發明的另一個實施例中，所述的射頻電阻結構位于匹配器內，所述的射頻電阻結構的一端與射頻桿連接，另一端與匹配器的外殼相連。

在本發明的另一個實施例中，所述的下電極組件還包含：包圍射頻桿的隔離塊，所述射頻電阻結構位于所述隔離塊內，所述射頻電阻結構位于匹配器外，一端與射頻桿連接，另一端接地。

在本發明的一個實施例中，所述的射頻電阻結構僅包含射頻電阻。

在本發明的另一個實施例中，所述的射頻電阻結構包含串聯的一個射頻電阻和一個非射頻電阻，所述的射頻電阻的阻值為100KΩ～10MΩ，所述的非射頻電阻的阻值為10MΩ～100MΩ。

在本發明的一個實施例中，所述的下電極組件還包含：射頻功率源，與所述匹配器連接。