[发明专利]一种等离子体处理装置及其下电极组件、静电卡盘

说明书

本发明公开了一种等离子体处理装置及其下电极组件、静电卡盘，其中静电卡盘用于在等离子体处理装置的反应腔中支撑待处理基片，其包括穿过该静电卡盘上表面至下表面，用于向所述静电卡盘与待处理基片之间通入冷却气体的若干气孔；所述气孔内填塞有至少一个孔塞；所述孔塞设置有穿过该孔塞上表面至下表面的若干通孔，所述通孔的内径小于所述气孔的内径。本发明通过在静电卡盘气孔内填塞至少一个孔塞，而孔塞上布置有若干通孔，实现了在保证静电卡盘上基片的温度均匀性的情况下，进一步避免了因静电卡盘的气孔内冷却气体解离所造成的气孔内壁被击穿，而在气孔中产生杂质颗粒的问题。

技术领域

本发明涉及半导体加工设备领域，具体涉及一种等离子体处理装置及其下电极组件、静电卡盘。

背景技术

在等离子体处理工艺过程中，常采用静电卡盘来固定、支撑及传送基片等待加工件。静电卡盘设置于反应腔中，其采用静电引力的方式，而非机械方式来固定基片，可减少对基片可能的机械损失，并且使静电卡盘与基片完全接触，有利于热传导。反应过程中，向反应腔内通入反应气体，并对反应腔施加射频功率，通常射频功率施加到静电卡盘下方的基座上，射频功率主要包括射频源功率和射频偏置功率，射频源功率和射频偏置功率共同作用，将反应气体电离生成等离子体，等离子体与基片进行等离子体反应，完成对基片的工艺处理。

在等离子体处理工艺中，为防止基片过热，常采用氦气等冷却气体来带走基片上的热量。为了实现上述目的，静电卡盘上通常设置有若干气孔，以将氦气等冷却气体通入静电卡盘与基片之间，以将基片上的热量带走。但在实际的反应过程中，发现静电卡盘的气孔内壁很容易被击穿，进而在气孔中产生杂质颗粒，最终污染基片。

在等离子体处理工艺过程中，等离子体刻蚀工艺对温度非常敏感，温度控制非常严格，需要精确控制温度，温度均匀性直接影响刻蚀均匀性。因此，如何在保证冷却气体在静电卡盘的表面扩散分布均匀，进而保证静电卡盘上的基片的温度均匀性的情况下，避免因静电卡盘的气孔内冷却气体解离，进而造成气孔内壁被击穿而在气孔中产生杂质颗粒，是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种等离子体处理装置及其下电极组件、静电卡盘，以避免静电卡盘上气孔内的氦气等冷却气体在射频功率的作用下电离或被击穿而产生等离子体，同时保证静电卡盘上的基片的温度均匀性。

为达到上述目的，本发明提供了一种静电卡盘，用于在等离子体处理装置的反应腔中支撑待处理基片，其包括穿过该静电卡盘上表面至下表面，用于向所述静电卡盘与待处理基片之间通入冷却气体的若干气孔；所述气孔内填塞有至少一个孔塞；所述孔塞设置有穿过该孔塞上表面至下表面的若干通孔，所述通孔的内径小于所述气孔的内径。

上述的静电卡盘，其中，当所述气孔内孔塞的数量为一个时，所述通孔的深宽比为大于10。

上述的静电卡盘，其中，所述通孔的直径为0.5mm～3mm。

上述的静电卡盘，其中，当所述气孔内孔塞的数量为多个时，所述孔塞层叠设置，相邻两层所述孔塞的所述通孔对齐设置或者交错设置。

上述的静电卡盘，其中，所述通孔的直径为10μm～3mm。

上述的静电卡盘，其中，所述通孔在每个孔塞上的数量为2～50个。

上述的静电卡盘，其中，一个或多个所述孔塞完全填塞或部分填塞至所述气孔内。

上述的静电卡盘，其中，所述孔塞的材质为陶瓷。

上述的静电卡盘，其中，所述通孔通过机械加工或激光钻孔的方式获得。

上述的静电卡盘，其中，所述通孔的口径和相邻通孔之间的距离可控。