[发明专利]一种等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明属于半导体加工领域，涉及一种等离子体加工设备。 

背景技术

ICP等离子体干法刻蚀设备是加工半导体器件的常用设备。为了同时处理多片晶片，常将多片晶片放置在尺寸较大的托盘表面，再将托盘放入等离子体处理腔室的卡盘的承载面进行加工处理。 

在实际加工过程中，等离子体会使晶片的温度超过工艺所需的温度，因此需要对晶片的温度进行控制。传统的控制温度方式是在晶片的背面（与晶片加工面相反的另一面）吹冷媒气体（如氦气），借助冷媒气体对晶片的温度进行调节。为了固定晶片以及避免冷媒气体泄漏，需用按压单元在晶片的边缘施加朝向卡盘方向的作用力。这种固定方式不仅实施麻烦，而且稳定性差，影响冷却效果。另外，按压单元需要占据晶片的加工面，减小了晶片的有效加工面积。 

为此，相关技术人员开发了利用静电力（或者称之为库仑力）固定晶片的方式。图1为现有的一种利用静电力固定晶片的一个实例的剖面示意图。如图1所示，托盘102放置在托盘支撑台101的承载面，晶片S放置在托盘102的承载面。在托盘102内设有电极106，电极106通过弹簧式端子与ESC用供电电源105电连接。通电后，晶片S的被加工面感应出与电极106的极性相反的电荷层，使得晶片S和电极106之间产生电压差，从而将晶片S固定于托盘106的承载面。盖板103用于将托盘106的未被晶片S覆盖的区域覆盖。托盘102是通过机械压环104固定于托盘支撑台101的承载面。 

这种利用静电力固定晶片S的方式固定在托盘102的表面但托盘102仍需机械压环104来固定，其不仅结构复杂，成本高，操作麻烦，而且机械部件容易损坏，维修工作将影响等离子体加工设备的使 用效率。 

发明内容

为至少解决上述问题之一，本发明提供一种等离子体加工设备，其卡盘和托盘的结构简单，成本低，使用方便，而且不易损坏。 

解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室、上激励射频功率源、直流功率源以及晶片支撑装置，所述上激励射频功率源用以提供产生等离子体的能量； 

所述晶片支撑装置设于所述反应腔室内，其包括用于承载晶片的托盘和用于承载所述托盘的卡盘； 

所述托盘内设有托盘电极，所述卡盘内设有卡盘电极，所述托盘和所述卡盘相互电绝缘，并与等离子体电绝缘，所述直流功率源用以在所述托盘电极与所述卡盘电极之间以及所述托盘电极与所述晶片之间分别产生电压差；并在所述晶片与所述托盘电极之间形成第一电容，在所述托盘电极与所述卡盘电极之间形成第二电容，所述第一电容和所述第二电容并联。 

其中，所述直流功率源包括一个直流电源，所述直流电源包括正极输出端和负极输出端，所述正极输出端与所述托盘电极电连接，所述负极输出端接地，所述卡盘电极接地；或者，所述负极输出端与所述托盘电极电连接，所述正极输出端接地，所述卡盘电极接地。 

其中，所述直流功率源包括一个直流电源，所述直流电源包括正极输出端、负极输出端和公共端，所述托盘电极与所述直流电源的正极输出端或所述直流电源的负极输出端电连接，所述公共端接地，所述卡盘电极接地。 

其中，所述直流功率源包括一个直流电源，所述直流电源包括正极输出端和公共端，所述正极输出端与所述托盘电极电连接，所述公共端接地，所述卡盘电极接地； 

或者，所述直流电源包括负极输出端和公共端，负极输出端与所述托盘电极电连接，所述公共端接地，所述卡盘电极接地。 

其中，在所述托盘电极与所述直流电源之间串接有滤波电路。 

其中，所述滤波电路为高频电阻。 

其中，所述滤波电路为射频衰减小于-10dB的滤波电路。 

其中，所述滤波电路包括n个电感和n个电容，n个所述电感串联，n个所述电容并联，所述电容与所述电感并联，而且所述电容的一端接地，n≥1的整数。 

其中，所述直流功率源包括第一直流电源和第二直流电源，所述第一直流电源和所述第二直流电源各自包括正极输出端、负极输出端和公共端，所述托盘电极与所述第一直流电源的正极输出端或负极输出端电连接，所述卡盘电极与所述第二直流电源的正极输出端或负极输出端电连接，所述第一直流电源的公共端和所述第二直流电源的公共端均接地。 

其中，在所述托盘电极和所述直流功率源之间以及所述卡盘电极与所述直流功率源之间分别串接有滤波电路。 

其中，所述滤波电路为高频电阻。 

其中，所述滤波电路为射频衰减小于-10dB的滤波电路。