[发明专利]一种电极组件及应用该电极组件的等离子体处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体地，涉及一种电极组件及应用该电极组件的等离子体处理设备。 

背景技术

随着微电子技术在生产活动中的广泛应用，大规模集成电路已成为电子产业发展的主流趋势，半导体生产企业必须不断提高自身的生产/加工能力才能适应新的市场需求。 

目前，微电子技术领域多采用等离子体处理设备对半导体器件进行加工/处理。请参阅图1所示出的一种等离子体处理设备，在反应腔室1内设置有静电夹持装置4，其用于固定诸如晶片等的待加工工件5，下电极3置于静电夹持装置4正下方，上电极2位于腔室1的上部并与下电极3对置。该设备的工艺过程如下：将工艺气体注入腔室1内，在上电极2和下电极3射频功率的激发下，工艺气体被激发而形成等离子体区域6，借助该等离子体区域6完成对工件5的刻蚀和/或淀积等工艺操作。 

然而在实际应用中，工件中心与边缘的电场分布经常处于不均匀的状态，进而影响到工艺结果的均匀性。因此，本领域技术人员在静电夹持装置的周围设置一组电极组件，用于匹配工件边缘与中心处的电场并使之趋于均匀。例如，图2就示出这样一种电极组件：位于下电极152上方中心区域的静电夹持装置154用于固定待加工工件160；电极组件环绕静电夹持装置154而设置，包括边缘环156和阻抗匹配层158。其中，阻抗匹配层158的阻抗可被调整，用以使工件160边缘和中心位置的阻抗相匹配，进而在工件160的边缘和中心位置得到均匀分布的电场。 

尽管上述电极组件的设计在一定程度上考虑了阻抗匹配的问  题，但是其却没有考虑温度匹配的问题。然而，在等离子体加工过程中，工件上的温度分布其实也是影响工艺结果和加工质量的关键因素之一。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电极组件，用以有效匹配工件中心位置处和边缘位置处的电场和温度分布。 

此外，本发明还提供一种应用上述电极组件的等离子体处理设备，其同样能有效地匹配工件中心位置处和边缘位置处的电场和温度分布。 

为此，本发明提供一种环绕静电夹持装置而设置的电极组件，静电夹持装置具有基体和设置于基体表面的表层。本发明提供的电极组件包括：阻抗匹配环，其环绕静电夹持装置而设置并具有基体和设置于基体表面的表层，阻抗匹配环表层材料具有与静电夹持装置表层材料相同或相近的导热性和比热容，阻抗匹配环基体材料具有与静电夹持装置基体材料相同或相近的导热性和比热容，用以匹配置于静电夹持装置上的工件的电场和温度分布；边缘环，其环绕静电夹持装置而设置并叠置于阻抗匹配环之上，用以调整工件边缘位置处的电场和温度分布，并保护阻抗匹配环免受上方的等离子体轰击；聚焦环，其设置于阻抗匹配环和边缘环的外侧，用以调整工件边缘位置处的电场分布；绝缘环，其位于聚焦环的下方并环绕静电夹持装置而设置，用以使静电夹持装置与周围环境电隔离。 

此外，本发明还提供一种等离子体处理设备，包括反应腔室和置 

于其内的静电夹持装置，在反应腔室内环绕静电夹持装置设置有上述 

本发明提供的电极组件，用以匹配置于静电夹持装置上的工件的电场 

和温度分布。 

本发明具有下述有益效果： 

本发明提供的电极组件，采用了与静电夹持装置的结构和材料都相同或者相近的阻抗匹配环，这样，不仅在工件中心位置处和边缘位置处能得到均匀分布的电场，还能对中心位置处和边缘位置处的温度分布进行有效匹配和控制，从而有效改善工艺结果、提高工件加工  质量。 

本发明提供的等离子体处理设备，由于采用了本发明提供的上述电极组件，其同样能够对工件中心位置处和边缘位置处的电场和温度分布进行有效匹配和控制，进而有效提高工件加工质量，并延长设备的使用寿命。 

此外，本发明的一个优选实施例中，绝缘环外围还设置有电接地的电极保护环，其能够全面保护静电夹持装置免受等离子体的轰击，从而延长设备的使用寿命。 

附图说明

图1为一种使用电极组件的等离子体处理设备； 

图2为一种电极组件的结构示意图；以及 

图3为本发明提供的电极组件的一个具体实施例的结构示意图。 

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的电极组件及应用该电极组件的等离子体处理设备进行详细描述。