[发明专利]下电极组件及半导体加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种下电极组件及半导体加工设备。

背景技术

图形化蓝宝石衬底(Patterned Sapphire Substrates，以下简称PSS)是目前制作LED芯片普遍应用的一种衬底材料，其是在蓝宝石衬底上通过刻蚀工艺制作出所需的微结构图形。为了应对日益增加的市场需求，通常利用托盘同时承载多个蓝宝石基片，然后通过机械手将装有蓝宝石基片的托盘传入工艺腔室，并放置在下电极组件上。该下电极组件不仅作为托盘的载体，同时为电感耦合提供了射频能量的馈入，使射频能量形成有效回路。

图1为现有的下电极组件的剖视图。请参阅图1，下电极组件包括卡盘1、卡盘基座2和射频引入件3，其中，卡盘1用于承载托盘(图中未示出)。卡盘基座2用于承载卡盘1，二者通过螺栓固定连接，并且在卡盘1与卡盘基座2之间设置有密封件5，用以对二者之间的间隙进行密封。射频引入件3由下而上贯穿卡盘基座2，并采取快插方式与卡盘1连接，用以将射频电流馈入至卡盘1和卡盘基座2中，射频电流的流动方向如图1中的箭头方向所示，从而实现在置于卡盘1上表面的被加工工件上加载偏压，以吸引等离子体刻蚀被加工工件的上表面。

上述下电极组件在实际应用中不可避免地存在以下问题：

其一、由于射频引入件3同时与卡盘1和卡盘基座2相接触，又由于受到加工和尺寸误差的影响，卡盘1的下表面与卡盘基座2的上表面之间往往存在微小的缝隙，而射频电流具有趋附于导体表面的特点，导致在卡盘1的下表面与卡盘基座2的上表面之间形成电容 层，这使得射频电流分别在卡盘1的下表面及卡盘基座2的上表面产生射频电流支路，从而造成射频能量的损失。

其二，由于密封件5不同位置处的压缩比率不能保证完全相同，导致卡盘1的下表面与卡盘基座2的上表面之间的缝隙在不同位置处的竖直间距不等，这使得射频电流回路存在不稳定性，从而造成当射频功率增大时，偏压趋势与理论严重不符(理论上偏压值应随射频功率的增加而增大，而实际的偏压值曲线呈现抛物线状态)。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种下电极组件及半导体加工设备，其不仅可以减少射频能量的损失，而且还可以提高射频电流回路的稳定性。

为实现本发明的目的而提供一种下电极组件，包括卡盘、卡盘基座和射频引入件，其中，所述卡盘基座用于承载所述卡盘；所述射频引入件用于将射频电流引入所述卡盘，在所述卡盘与所述卡盘基座之间设置有绝缘支撑件，用以将所述卡盘与所述卡盘基座电绝缘；并且，所述卡盘基座接地；分别对应地在所述卡盘基座和所述绝缘支撑件中设置有沿其厚度贯穿的通孔，所述射频引入件由下而上穿过所述通孔，且与所述卡盘固定连接，并且所述射频引入件分别与所述卡盘基座和所述绝缘支撑件相互间隔。

优选的，所述射频引入件呈柱状，且竖直设置，并且在所述射频引入件的上端设置有安装台，所述射频引入件通过所述安装台与所述卡盘固定连接，且电导通。

优选的，在所述卡盘的下表面，且位于所述通孔内设置有凹槽，所述安装台位于所述凹槽中，并通过螺钉与所述卡盘固定连接。

优选的，所述安装台与所述凹槽在所述卡盘的轴线上的截面形状相互吻合。

优选的，所述射频引入件为电缆。

优选的，所述下电极组件还包括屏蔽筒，所述屏蔽筒固定在所述卡盘基座的底部，且环绕在所述射频引入件自所述卡盘基座底部伸 出的部分的周围；所述屏蔽筒接地。

优选的，所述屏蔽筒通过螺钉与所述卡盘基座固定连接。

优选的，所述下电极组件还包括至少三个顶针和顶针驱动机构，其中，所述顶针驱动机构用于驱动所述至少三个顶针上升或下降，以使所述顶针的顶端依次贯穿所述卡盘基座、绝缘支撑件和卡盘，并上升至高于所述卡盘上表面的位置处，或者下降至低于所述卡盘上表面的位置处；所述至少三个顶针接地。

优选的，所述绝缘支撑件所采用的材料包括陶瓷或石英。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室、上电极组件和下电极组件，其中，所述上电极组件设置在所述反应腔室的顶部，用于激发反应腔室内的反应气体形成等离子体；所述下电极组件设置在所述反应腔室内，用于承载被加工工件，并实现射频能量的馈入，所述下电极组件采用本发明提供的上述下电极组件。

本发明具有以下有益效果：