[发明专利]等离子体处理装置

说明书

一种等离子体处理装置，包括一上电极与一下电极。上电极包含凸伸设置于上电极的一面且连接等离子体源的多个柱状电极，于上电极的中心区域具有一个等离子体空乏区，于等离子体空乏区内无柱状电极，由等离子体空乏区最外围至上电极周缘的范围内设有多个柱状电极，由多个柱状电极产生一环形等离子体分布区，等离子体空乏区最外围至上电极周缘的范围内形成一等离子体处理区；下电极具有包覆有介电材质的内藏式电极，下电极接地且被驱动旋转。

技术领域

本发明有关于一种等离子体处理装置，尤指一种可同时处理多个工件、提升等离子体均匀性及抛光处理程序的材料去除率的高效能大面积平面型大气等离子体处理装置。

背景技术

硅基功率元件面临材料开发的局限性，难以满足市场对高频、高温、高功率、高性能、抗恶劣环境以及便携性的新需求。碳化硅(SiC)是一种宽带隙半导体材料，具有高耐压、高饱和电子漂移速率、高导热系数等物理特性，适合用作高功率和高温半导体元件。以SiC为代表的第三代半导体材料将广泛应用于包括光电子器件和功率电子器件在内的领域；凭借其出色的半导体性能，将能够在现代工业领域突出重大的革命性功能，提供巨大的应用前景和市场潜力。

虽然碳化硅芯片具有优异的材料质量，但由于碳化硅的硬度和脆性(莫氏硬度为9.25～9.5，仅次于钻石的超硬材料)，如在最末段抛光加工工艺仍需移除材料1～2微米(μm)的深度，此过程以传统的化学机械抛光(CMP)工艺需要大约需要数小时甚至超过十小时，成为晶圆生产的瓶颈导致处理成本高。因此，晶圆上游制造产业都在寻求提升大尺寸(直径≥4时)SiC芯片的抛光加工的材料移除率。

平面型的大气等离子体，主要的考虑重点在于大气下等离子体产生若以平面电极方式设置，当两电极间的间隙有倾斜时，在相同参数条件下依据帕邢曲线(Paschen’scurves)，等离子体会自然集中偏向两电极间距小的位置产生，且产生后无法重新分布。故在制作大面积的大气压电极，电极间距精确度控制困难。

据此，如何能有一种可同时处理多个工件、提升等离子体均匀性及抛光处理程序的材料去除率的『等离子体处理装置』，是相关技术领域人员亟待解决的课题。

发明内容

于一实施例中，本发明提出一种等离子体处理装置，包括：

一上电极，其包含凸伸设置于上电极的一面且连接等离子体源的多个柱状电极，于上电极的中心区域具有一个等离子体空乏区，于等离子体空乏区内无柱状电极，由等离子体空乏区最外围至上电极周缘的范围内设有多个柱状电极，由多个柱状电极产生一环形等离子体分布区，等离子体空乏区最外围至上电极周缘的范围内形成一等离子体处理区；以及

一下电极，具有包覆有介电材质的内藏式电极，下电极接地且被驱动旋转。

附图说明

图1为本发明的实施例的分解结构示意图。

图2为本发明的柱状电极的分布位置的一实施例的示意图。

图3为图1的A-A剖面结构示意图。

图4为本发明的冷却流道的一实施例的结构示意图。

图5为本发明将气孔设置于多个柱状电极间的实施例的结构示意图。

图6为本发明的屏蔽的一实施例与上电极、下电极的俯视组合结构示意图。

图7为图6的B-B剖面结构且屏蔽位于工艺位置时的示意图。

图8为图6的B-B剖面结构且屏蔽位于进出料位置时的示意图。

图9为本发明的下电极的一实施例的立体分解结构示意图。

图10为本发明的下电极另一实施例的立体分解结构示意图。

【符号说明】

10：上电极