[發明專利]下電極組件、等離子體處理裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 201911381446.2
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN113053715B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 林雅萍;左濤濤;蔡楚洋
• 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: 包姝晴;張靜潔

一種下電極組件、等離子體處理裝置及其工作方法，其中，所述下電極組件包括：基座，具有預設工作溫度，其內具有冷卻通道，冷卻通道包括冷卻輸入端和冷卻輸出端；冷卻氣體，其液化溫度低于所述預設工作溫度；冷卻裝置，用于對冷卻氣體進行降溫；第一氣體輸送管道，用于將冷卻氣體輸送至冷卻裝置；第二氣體輸送管道，與冷卻輸入端連通，用于將降溫后的冷卻氣體輸送入所述冷卻通道內，降溫后的所述冷卻氣體對基座進行降溫以達到預設工作溫度；第三氣體輸送管道，與冷卻輸出端連通，用于將對基座降溫后的所述冷卻氣體輸出。利用所述下電極組件對基座進行降溫時，有利于降低冷卻氣體對接觸部件造成損傷，提高下電極組件的密封性。

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種下電極組件、等離子體處理裝置及其工作方法。

背景技術

等離子體處理裝置包括：真空反應腔；基座，位于所述真空反應腔內的基座，所述基座用于承載待處理基片。所述等離子體處理裝置的工作原理是在真空反應腔中通入含有適當刻蝕劑源氣體的反應氣體，然后再對該真空反應腔進行射頻能量輸入，以激活反應氣體，來激發和維持等離子體，所述等離子體用于對待處理基片進行處理。

所述基座內設置冷卻通道，所述冷卻通道內用于輸送冷卻劑，所述冷卻劑在所述冷卻通道內進行傳輸實現對基座的降溫。然而，現有的等離子體處理裝置對基座進行降溫易對接觸部件造成損傷，使基座的密封性較差。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種下電極組件、等離子體處理裝置及其工作方法，以降低基座的溫度，且能夠降低冷卻氣體對接觸部件造成損傷，提高下電極組件的密封性。

為解決上述技術問題，本發明提供一種種用于等離子體處理裝置的下電極組件，包括：基座，具有預設工作溫度，其內具有冷卻通道，所述冷卻通道包括冷卻輸入端和冷卻輸出端；冷卻氣體，其液化溫度低于所述預設工作溫度；冷卻裝置，用于對所述冷卻氣體進行降溫；第一氣體輸送管道，用于將所述冷卻氣體輸送至冷卻裝置；第二氣體輸送管道，與所述冷卻輸入端連通，用于將降溫后的所述冷卻氣體輸送入所述冷卻通道內，所述降溫后的所述冷卻氣體對基座進行降溫以達到所述預設工作溫度；第三氣體輸送管道，與所述冷卻輸出端連通，用于將對所述基座降溫后的所述冷卻氣體輸出。

可選的，所述冷卻氣體包括：氮氣、氦氣、甲烷或氧氣中的至少一種。

可選的，所述冷卻裝置為液氮裝置。

可選的，還包括：第一控制閥，用于控制所述冷卻氣體進入冷卻裝置的流速。

可選的，還包括：回收氣體管道，與所述第三氣體輸送管道連通，用于將對所述基座降溫后輸出的所述冷卻氣體輸送至冷卻裝置。

可選的，還包括：氣體輸出管道，與所述第三氣體輸送管道連通，用于輸出對所述基座降溫后的所述冷卻氣體；第二控制閥，用于控制所述第三氣體輸送管道與所述氣體輸出管道連通還是與回收氣體管道連通。

可選的，所述冷卻裝置的個數為1個或者多個。

可選的，多個所述冷卻裝置串聯設置在第一氣體輸送管道和第二氣體輸送管道之間。

可選的，多個所述冷卻裝置并聯設置于第一氣體輸送管道和第二氣體輸送管道之間。

可選的，多個所述冷卻裝置串聯與并聯相結合的方式設置于第一氣體輸送管道和第二氣體輸送管道之間。

可選的，所述基座的材料包括鈦。

相應的，本發明還提供一種等離子體處理裝置，包括：反應腔；上述下電極組件，位于所述反應腔內底部?？蛇x的，所述等離子體處理裝置包括電容耦合等離子體處理裝置或者電感耦合等離子體處理裝置。