CN111326391A - 等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

一种等离子体处理装置包括：处理腔，用于对基片进行等离子体处理，处理腔的侧壁设有允许基片进出的开口；基座，位于处理腔内底部，具有支撑基片的承载面；气体喷淋头，用于向处理腔内输送反应气体，与承载面相对设置，与承载面间为等离子体环境；下接地环，环绕设置在基座的外围；可移动组件，环绕设置在所述气体喷淋头的外围，可沿垂直于承载面方向在高位和低位间移动，可移动组件包括第一射频传输面和第二射频传输面，当可移动组件位于所述低位时，第一射频传输面遮挡所述开口，第二射频传输面至少部分与所述下接地环相对，所述第一射频传输面、第二射频传输面与下接地环形成射频通路。所述等离子体处理装置能够提高对基片处理的均匀性。

Description

等离子体处理装置

本申请要求于2018年12月17日提交中国专利局、申请号为201811543564.4、发明名称为“一种等离子体处理装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种等离子体处理装置。

背景技术

在半导体制造技术领域，经常需要对基片进行等离子体处理。该对基片进行等离子体处理的过程需要在等离子体处理装置内进行。该等离子体装置包括至少一处理腔室，为了实现基片的传送，该处理腔室的侧壁上设置有一用于供机械手臂传送基片的开口。

如此，在等离子体处理之前，通过位于处理腔室侧壁上的开口将待处理基片传送到等离子体处理装置的处理腔室内部的基座上，然后，向处理腔室内通入反应气体，该反应气体在处理腔室内部电磁场的作用下解离为等离子体，从而实现对基片的等离子体处理。当处理完成后，再将基片通过处理腔室侧壁上的开口取出并放入新的待处理基片，如此反复进行操作。

在处理腔室内，其内部的电磁场强度能否均匀分布决定了等离子体在处理腔室中能否均匀分布，从而决定待处理基片能否处理均匀，故电磁场在处理腔室内的均匀分布是决定被处理基片加工能否均匀的关键因素。理想情况下，所述处理腔室侧壁为圆柱形，处理腔室内的电磁场均匀分布，然而，由于基片传送的需要，处理腔室侧壁上需要设置用于供机械手臂传送基片的开口，该开口的存在，使得射频功率在处理腔室的圆周方向上的耦合不对称，导致处理腔室内的电磁场分布不均匀，从而影响基片的加工均匀性，这种加工不均匀性的现象在高频功率为主的处理工艺中尤为明显。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种等离子体处理装置，以提高基片的加工均匀性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种等离子体处理装置，包括：处理腔，所述处理腔内用于对基片进行等离子体处理，所述处理腔的侧壁设有允许基片进出的开口；基座，位于所述处理腔内底部，具有支撑基片的承载面；气体喷淋头，用于向处理腔内输送反应气体，与所述承载面相对设置，且与承载面之间为等离子体环境；下接地环，环绕设置在所述基座的外围；可移动组件，环绕设置在所述气体喷淋头的外围，可沿垂直于承载面方向在高位和低位间移动，所述可移动组件包括第一射频传输面和第二射频传输面，当所述可移动组件位于所述低位时，所述第一射频传输面遮挡所述开口，所述第二射频传输面至少部分与所述下接地环相对，所述第一射频传输面、第二射频传输面与下接地环形成射频通路。

可选的，所述第二射频传输面到下接地环之间的距离小于所述第一射频传输面到处理腔内侧壁的距离。

可选的，所述可移动组件包括若干个相互分立的可移动单元，可分别移动所述可移动单元，使不同可移动单元与所述下接地环之间的距离相同或不同。

可选的，所述可移动组件的材料为半导体材料或者导体材料；所述半导体材料包括硅或者碳化硅；所述导体材料包括金属。

可选的，所述可移动组件朝向等离子体环境的表面具有抗腐蚀层；所述抗腐蚀层的材料包括：氧化钇或者氧化铝。

可选的，所述可移动组件包括：隔离环、第一射频传输部和第二射频传输部，所述第一射频传输部具有所述第一射频传输面，所述第二射频传输部具有所述第二射频传输面。

可选的，所述隔离环的材料为绝缘材料；所述第一射频传输部和第二射频传输部的材料为半导体材料或者导体材料。

可选的，所述绝缘材料包括石英，所述半导体材料包括硅或者碳化硅；所述导体材料包括金属。

可选的，所述第二射频传输部与第一射频传输部连接。

可选的，所述第一射频传输部位于隔离环的外侧壁上，所述第二射频传输部位于所述下接地环与所述处理腔侧壁之间。

可选的，所述隔离环、第一射频传输部和第二射频传输部通过同一个驱动装置沿垂直于承载面方向移动。

可选的，所述隔离环通过第一驱动装置沿垂直于承载面方向移动，所述第一射频传输部和第二射频传输部通过第二驱动装置沿垂直于承载面方向移动。

可选的，所述第一射频传输部位于隔离环的外侧壁上，所述第二射频传输部位于所述隔离环的至少部分底部表面。

可选的，所述第一射频传输部位于隔离环的内侧壁上，所述第二射频传输部位于所述隔离环的至少部分底部表面。

可选的，所述隔离环包括第一隔离部和位于第一隔离部顶部向内延伸的第二隔离部；所述第一射频传输部位于第一隔离部的内侧壁，所述第二射频传输部位于第一隔离部的底部表面。

可选的，还包括：所述气体喷淋头外环绕设置上接地环，所述上接地环位于气体喷淋头与第二隔离部之间；位于所述第二隔离部内侧壁和底部表面的第三射频传输部。

可选的，所述第二隔离部内侧壁的第三射频传输部到上接地环之间的距离为大于等于1毫米。

可选的，所述第一射频传输部位于所述隔离环内。

可选的，所述第二射频传输部位于所述隔离环内。

可选的，所述隔离环的底部暴露出至少部分第二射频传输部。

可选的，所述可移动组件的底部具有第一台阶，所述第二射频传输面为所述第一台阶的台阶面；所述下接地环的顶部具有第二台阶，且所述第二台阶与第一台阶互补。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明技术方案提供的等离子体处理装置中，在所述气体喷淋头的外围设置可移动组件，所述可移动组件可沿垂直于承载面方向在高位和低位间移动，所述可移动组件包括第一射频传输面和第二射频传输面，当所述可移动组件位于所述低位时，所述第一射频传输面遮挡所述开口，所述第二射频传输面至少部分与所述下接地环相对，所述第一射频传输面、第二射频传输面与下接地环形成射频通路，则耦合到可移动组件上的射频电流主要通过下接地环通向地，减小了设置在处理腔侧壁上的开口对处理腔内部的射频功率耦合不对称的影响，提高了处理腔内的电磁场分布均匀性，从而进一步提高了基片的加工均匀性。

附图说明

图1为本发明一种等离子体处理装置的结构示意图；

图2是图1所示等离子体处理装置的等效射频电路结构示意图；

图3是本发明另一种等离子体处理装置的结构示意图；

图4是本发明又一种等离子体处理装置的结构示意图；

图5是图4所示等离子体处理装置的等效射频电路结构示意图；

图6是本发明再一种等离子体处理装置的结构示意图；

图7是本发明还有一种等离子体处理装置的结构示意图；

图8是图7所示等离子体处理装置的等效射频电路结构示意图；

图9是本发明等离子体处理装置中一种可移动组件的剖面结构示意图；

图10是本发明等离子体处理装置中另一种可移动组件的剖面结构示意图；

图11是图10所示等离子体处理装置的等效射频电路结构示意图；

图12是图10所示等离子体处理装置中下接地环与可移动组件之间的距离与电容的折线图；

图13是本发明等离子体处理装置中一种可移动组件与下接地环的放大图。

具体实施方式

正如背景技术所述，因所述开口的存在，使得所述基片的加工均匀性较差，为解决所述技术问题，本发明提供一种等离子体处理装置，包括：可移动组件，环绕设置在所述气体喷淋头的外围，可沿垂直于承载面方向在高位和低位间移动，所述可移动组件包括第一射频传输面和第二射频传输面，当所述可移动组件位于所述低位时，所述第一射频传输面遮挡所述开口，所述第二射频传输面至少部分与所述下接地环相对，所述第一射频传输面、第二射频传输面与下接地环形成射频通路。所述等离子体处理装置能够减小处理腔侧壁开口的影响，有利于提高对基片处理的均匀性。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1、图3、图4和图6所示等离子体处理装置中的可移动组件包括：隔离环、第一射频传输部和第二射频传输部，所述第一射频传输部具有所述第一射频传输面，所述第二射频传输部具有所述第二射频传输面。

所述隔离环的材料为绝缘材料；所述第一射频传输部和第二射频传输部的材料为半导体材料或者导体材料。

所述绝缘材料包括石英，所述第一射频传输部和第二射频传输部的材料包括：金属、硅或者碳化硅。

以下进行详细说明：

图1是本发明一种等离子体处理装置的结构示意图。

请参考图1，处理腔100，所述处理腔100内用于对基片进行等离子体处理，所述处理腔100的侧壁设有允许基片进出的开口101；基座102，位于所述处理腔100内底部，具有支撑基片的承载面A；气体喷淋头103，与所述承载面A相对设置，用于向处理腔100内输送反应气体，且与承载面A之间为等离子体环境；下接地环104，环绕设置在所述基座102的外围；可移动组件105，环绕设置在所述气体喷淋头103的外围，可沿垂直于承载面A方向在高位和低位间移动，所述可移动组件105包括第一射频传输面B1和第二射频传输面B2，当所述可移动组件105位于所述低位时，所述第一射频传输面B1遮挡所述开口101，所述第二射频传输面B2至少部分与所述下接地环104相对，所述第一射频传输面B1、第二射频传输面B2与下接地环104形成射频通路。

在本实施例中，所述等离子体处理装置为电容耦合等离子体处理设备(CCP)。

所述基座102可以作为等离子体处理装置的下电极，一般为阴极，外部射频功率发生器(包括低频射频功率发生器151和高频射频功率发生器161)通过匹配网络(低频匹配网络150和高频匹配网络160)和下电极将射频功率馈入到处理腔室100内，使所述反应气体至少部分转化为等离子体，所述等离子体用于对基片表面进行处理。

当需对基片进行等离子体处理时，使所述可移动组件105升起暴露出开口101，即：所述可移动组件105处于高位，有利于基片通过开口101进入处理腔100；当所述基片进入处理腔100之后，对基片进行等离子体处理。在等离子体处理的过程中，所述可移动组件105下降，使所述第一射频传输面B1遮挡开口101，即：所述可移动组件105处于低位；当对基片完成等离子体处理之后，使所述可移动组件105上升为所述高位，有利于从开口101输出基片。

在本实施例中，所述第二射频传输面B2到下接地环104之间的距离小于所述第一射频传输面B1到处理腔100内侧壁的距离。

以下对可移动组件105进行详细说明：

在本实施例中，所述第一射频传输部105b与第二射频传输部105c连接。

在其他实施例中，所述第一射频传输部与第二射频传输部相互分立。

在本实施例中，第一射频传输部105b和第二射频传输部105c固定于隔离环105a的外侧壁，所述第一射频传输部105b的底部与第二射频传输部105c的顶部连接，且所述第一射频传输面B1与第二射频传输面B2共面，所述隔离环105a、第一射频传输部105b和第二射频传输部105c通过同一个驱动装置106实现升降。

在其他实施例中，所述隔离环通过第一驱动装置沿垂直于承载面方向上下移动，所述第一射频传输部和第二射频传输部通过第二驱动装置沿垂直于承载面方向上下移动。

在本实施例中，为了实现对处理腔100内的等离子体的进一步约束，该处理腔100内部还可以包括位于基座102和下接地环104之间的等离子体约束环107。作为更具体示例，等离子约束环107上开设有大量气孔或气槽，使得基片上方的含有离子的气体在经过等离子约束环后，所有离子被熄灭，只有中性气体分子到达等离子约束环107下方的排气区域。

在本实施例中，所述处理腔100内部还可以包括：位于基座102和等离子体约束环107之间的边缘绝缘环109。该边缘绝缘环109用于隔离下电极中的射频功率，使得射频功率向上电极方向耦合形成等离子体，减少射频功率侧面四周传播。

在本实施例中，所述处理腔100内部还可以包括：位于边缘绝缘环109和等离子体约束环107之间的底部接地环108。在该示例下，等离子约束环107中包括至少一个导电部(图1中未示出)，该导电部连接在下接地环104与底部接地环108之间，从而构成射频功率的接地回路。

所述底部接地环108主要用于屏蔽下电极中的射频电场，穿过边缘绝缘环109的射频电场会被底部接地环108接地屏蔽。下接地环104使流向可移动组件105的射频与底部接地环108形成射频回路，同时，由于处于接地状态也辅助等离子约束环更好的约束等离子。

在本实施例中，所述第一射频传输部105b位于隔离环105a的外侧壁，所述第二射频传输部105c位于下接地环104与处理腔100之间，使得第二射频传输部105c与下接地环104的至少一部分侧壁相对，从而使得第二射频传输部105c与下接地环104侧壁之间存在表面交叠区域，而且，第二射频传输部105c与下接地环104之间也存在间隙。由于下接地环104与第二射频传输部105c均为导体，所以，当在两者上施加上电压后，下接地环104与第二射频传输部105c之间可以形成电容结构。而且，通过控制两者的相对面积以及间隙，可以形成容值较大的电容。其中，第二射频传输部105c与下接地环104之间的间隙小于第一射频传输部105b与处理腔100的侧壁之间的间隙，从而使得等离子处理区域内部分射频功率经过第一射频传输部105b-->第二射频传输部105c-->下接地环104-->等离子约束环107-->底部接地环108回到电接地端，构成稳定且对称的射频回路，相对于现有技术中射频功率通过反应腔侧壁形成射频回路，避免了反应腔侧壁上的开口对射频分布造成的不均匀影响。

图2是图1所示等离子体处理装置中的等效射频电路结构示意图。

在图2中，R1为等离子体电阻，C1为上下电极(即气体喷淋装置103与基座102)之间的电容，C2为第一射频传输面B1到处理腔100内侧壁之间的电容，C3为第二射频传输面B2与下接地环104之间的电容。

在本实施例中，可以通过控制下接地环104侧壁与第二射频传输面B2之间的相对面积以及间隙，可以实现C3>>C2。因而，形成了第一射频传输面B1、第二射频传输面B2到下接地环104的射频电流回路，如此，耦合到可移动组件105的射频电流主要通过由第一射频传输面B1、第二射频传输面B2至下接地环104通向地，因此，减小了设置在处理腔100的侧壁上的开口101对处理腔100内部的射频功率耦合不对称的影响，提高了处理腔100内的电磁场分布均匀性，从而进一步提高了基片的加工均匀性。

另外，所述第一射频传输部105b位于隔离环105a的外侧壁，所述第二射频传输部105c位于下接地环104与处理腔100之间，使得第一射频传输部105b和第二射频传输部105c不接触等离子体环境，则无需在第一射频传输部105b和第二射频传输部105c表面涂覆抗腐蚀层，并且，有利于减少第一射频传输部105b和第二射频传输部105c带来的金属污染。

可选的，所述第二射频传输部105c与下接地环104侧壁之间存在间隙而不是直接接触，这是因为：若所述第二射频传输部105c处于低位与下接地环104侧壁接触，则所述第二射频传输部105c沿垂直于承载面A方向上下移动时需要的驱动力较大，且易对下接地环104的侧壁造成损伤。

在本实施例中，所述第一射频传输部105b为筒状结构，且所述第一射频传输部105b环绕在所述隔离环105a朝向开口101的外围区域。为了能够遮挡住开口101，所述第一射频传输部105b的高度不小于开口101的高度。

图3是本发明另一种等离子体处理装置的结构示意图。

请参考图3，处理腔200，所述处理腔200内用于对基片进行等离子体处理，所述处理腔200的侧壁设有允许基片进出的开口201；基座202，位于所述处理腔200内底部，具有支撑基片的承载面C；气体喷淋头203，与所述承载面C相对设置，用于向处理腔200内输送反应气体；下接地环204，环绕设置在所述基座202的外围；可移动组件205，环绕设置在所述气体喷淋头203的外围，可沿垂直于承载面C方向在高位和低位间移动，所述可移动组件205包括第一射频传输面D1和第二射频传输面D2，当所述可移动组件205位于所述低位时，所述第一射频传输面D1遮挡所述开口201，所述第二射频传输面D2至少部分与所述下接地环204相对，所述第一射频传输面D1、第二射频传输面D2与下接地环204形成射频通路。

在本实施例中，所述第一射频传输部205b与第二射频传输部205c连接。

在其他实施例中，所述第一射频传输部与第二射频传输部相互分立。

在本实施例中，还包括：等离子约束环207、底部接地环208和边缘绝缘环209，所述等离子约束环207、底部接地环208和边缘绝缘环209的位置和作用与上述实施例相同，在此不做赘述。

在本实施例中，所述第一射频传输部205b位于隔离环205a的外侧壁，所述第二射频传输部205c位于下接地环204与隔离环205a之间，使得第二射频传输部205c与下接地环204的至少一部分顶部表面相对，从而使得第二射频传输部205c与下接地环204之间存在表面交叠区域，而且，第二射频传输部205c与下接地环204之间也存在间隙。由于下接地环204与第二射频传输部205c均为导电材料，所以，当在两者上施加上电压后，下接地环204与第二射频传输部205c之间可以形成电容结构。而且，通过控制两者的相对面积以及间隙，可以形成容值较大的电容。其中，第二射频传输部205c与下接地环204之间的间隙小于第一射频传输部205b与处理腔200的侧壁之间的间隙，从而使得等离子处理过程中部分射频功率经过第一射频传输部205b-->第二射频传输部205c-->下接地环204-->等离子约束环207-->底部接地环208回到电接地端，构成稳定且对称的射频回路。

图3所示等离子体处理装置中的等效射频电路与图1所示等离子体处理装置中的等效射频电路相同，都为图2。

在本实施例中，可以通过控制下接地环104顶部表面与第二射频传输面D2之间的相对面积以及间隙，可以实现C3>>C2。因而，形成了第一射频传输面D1、第二射频传输面D2到下接地环204的射频电流回路，如此，耦合到可移动组件205的射频电流主要通过由第一射频传输面D1、第二射频传输面D2至下接地环204通向地，因此，减小了设置在处理腔200的侧壁上的开口201对处理腔200内部的射频功率耦合不对称的影响，提高了处理腔200内的电磁场分布均匀性，从而进一步提高了基片的加工均匀性。

在本实施例中，所述隔离环205a、第一射频传输部205b和第二射频传输部205c通过同一个驱动装置206驱动。

在其他实施例中，所述隔离环、第一射频传输部和第二射频传输部分别通过不同的驱动装置驱动。

图4是本发明又一种等离子体处理装置的结构示意图。

请参考图4，处理腔300，所述处理腔300内用于对基片进行等离子体处理，所述处理腔300的侧壁设有允许基片进出的开口301；基座302，位于所述处理腔300内底部，具有支撑基片的承载面F；气体喷淋头303，与所述承载面F相对设置，用于向处理腔300内输送反应气体；下接地环304，环绕设置在所述基座302的外围；可移动组件305，环绕设置在所述气体喷淋头303的外围，可沿垂直于承载面F方向在高位和低位间移动，所述可移动组件305包括第一射频传输面E1和第二射频传输面E2，当所述可移动组件305位于所述低位时，所述第一射频传输面E1遮挡所述开口301，所述第二射频传输面E2至少部分与所述下接地环304相对，所述第一射频传输面E1、第二射频传输面E2与下接地环304形成射频通路。

在本实施例中，所述第一射频传输部305b与第二射频传输部305c连接。

在其他实施例中，所述第一射频传输部与第二射频传输部相互分立。

在本实施例中，还包括：等离子约束环307、底部接地环308和边缘绝缘环309，所述等离子约束环307、底部接地环308和边缘绝缘环309的位置和作用与上述实施例相同，在此不做赘述。

在本实施例中，所述隔离环305a包括第一隔离部390和位于第一隔离部390顶部向内延伸的第二隔离部391；所述第一射频传输部305b位于第一隔离部390的内侧壁，所述第二射频传输部305c位于第一隔离部390的底部表面；等离子体处理装置还包括：所述气体喷淋头303外环绕设置上接地环310，所述上接地环310位于气体喷淋头303与第二隔离部之间；位于所述第二隔离部内侧壁和底部表面的第三射频传输部305d。

在其他实施例中，所述隔离环包括所述第一隔离部和所述第二隔离部；所述第一射频传输部位于第一隔离部的内侧壁，所述第二射频传输部位于第一隔离部的底部表面，仅包括所述第一射频传输部和第二射频传输部。

在本实施例中，由于所述第二射频传输部305c与下接地环304的至少一部分顶部表面相对，从而使得第二射频传输部305c与下接地环304之间存在表面交叠区域，而且，第二射频传输部305c与下接地环304之间也存在间隙。由于下接地环304与第二射频传输部305c均为导电材料，所以，当在两者上施加上电压后，下接地环304与第二射频传输部305c之间可以形成电容结构。而且，通过控制两者的相对面积以及间隙，可以形成容值较大的电容。其中，第二射频传输部305c与下接地环304之间的间隙小于第一射频传输部305b与处理腔300的侧壁之间的间隙，从而使得等离子处理过程中大量射频功率经过第一射频传输部305b-->第二射频传输部305c-->下接地环304-->等离子约束环307-->底部接地环308回到电接地端，构成稳定且对称的射频回路。

同时，所述第二隔离部侧壁的第三射频传输部305d与上接地环310至少部分相对，使得第二隔离部侧壁的第三射频传输部305d与上接地环310侧壁之间存在表面交叠区域，而且，第二隔离部侧壁的第三射频传输部305d与上接地环310之间也存在间隙。由于上接地环310与第三射频传输部305d均为导电材料，所以，当在两者上施加上电压后，上接地环310与第二隔离部侧壁的第三射频传输部305d之间可以形成电容结构。而且，通过控制两者的相对面积以及间隙，可以形成容值较大的电容。其中，第三射频传输部305d与上接地环310之间的间隙小于第一射频传输部305b与处理腔300的侧壁之间的间隙，从而使得等离子处理过程中大量射频功率经过第一射频传输部305b-->第三射频传输部305d-->上接地环310回到电接地端，构成稳定且对称的射频回路。

图5是图4所示等离子体处理装置中的等效射频电路结构示意图。

图5中，R1为等离子体电阻，C1为上下电极(即气体喷淋装置303与基座302)之间的电容，C2为第一射频传输面E1到处理腔300内侧壁之间的电容，C3为第三射频传输部305d与上接地环310之间的电容，C4为第二射频传输面E2到下接地环304之间的电容。

在本实施例中，可以通过控制上接地环310与第三射频传输部305d之间的相对面积以及间隙，可以实现C3>>C2，同时，可以通过控制下接地环304侧壁与第二射频传输面E2之间的相对面积以及间隙，可以实现C4>>C2。

具体请参考表1，表1中，S3为上接地环310与与第三射频传输部305d之间的相对面积；D3为上接地环310与第三射频传输部305d之间的距离；C3为第三射频传输部305d与上接地环310之间的电容；Z3为当频率为60m时上接地环310与第三射频传输部305d之间的阻抗；S4为下接地环304与第二射频传输面E2之间的相对面积；D4为下接地环304侧壁与第二射频传输面E2之间的距离；C4为下接地环304侧壁与第二射频传输面E2之间的电容；Z4为当频率为60m时下接地环304侧壁与第二射频传输面E2之间的阻抗，其中，电容C＝εS/4πkd，阻抗Z＝1/2πfC，f为频率。

表1.相对面积、相对距离、电容和阻抗的关系表

在本实施例中，所述第一射频传输面E1到处理腔300内侧壁之间的电容C2为100pF，所述第一射频传输面E1到处理腔300内侧壁之间的阻抗Z2为30Ω。而从表1中可以看出，C3>>C2，且C4>>C2，因此，形成了第一射频传输面E1、第二射频传输面E2到下接地环304的射频电流回路以及第一射频传输面E1、第三射频传输部305d到上接地环310的射频电流回路，如此，耦合到可移动组件305的射频电流主要通过由第一射频传输面E1、第二射频传输面E2至下接地环304、以及及第一射频传输面E1、第三射频传输部305d到上接地环310通向地，因此，减小了设置在处理腔300的侧壁上的开口301对处理腔300内部的射频功率耦合不对称的影响，提高了处理腔300内的电磁场分布均匀性，从而进一步提高了基片的加工均匀性。

另外，在本实施例中，当所述可移动组件305处于低位时，所述第二射频传输部305c与下接地环304之间存在间隙，使得可移动组件305移动至低位时不易撞击下接地环304的顶部，有利于减少所述可移动组件305沿垂直于承载面F移动时损伤下接地环304。

在本实施例中，所述第一射频传输部305b、第二射频传输部305c和第三射频传输部305d均朝向等离子体环境，因此，在所述第一射频传输部305b、第二射频传输部305c和第三射频传输部305d表面形成抗腐蚀层。所述抗腐蚀层的材料包括：氧化钇或者氧化铝。所述抗腐蚀层用于防止所述第一射频传输部305b、第二射频传输部305c和第三射频传输部305d表面被等离子体腐蚀。

在本实施例中，所述第二隔离部内侧壁的第三射频传输部305d到上接地环310之间的距离大于等于1毫米。所述第二隔离部内侧壁的第三射频传输部305d到上接地环310之间的距离不至于过小，使得第三射频传输部305d与上接地环310之间没有充足的空间以允许气体喷淋头303的膨胀，使得上接地环310与可移动组件305之间易发生挤压；同时，所述第二隔离部内侧壁的第三射频传输部305d到上接地环310之间的距离不至于过大，使得射频电流难以沿第三射频传输部305d传递至上接地环310。

图6是本发明再一种等离子体处理装置的结构示意图。

请参考图6，处理腔400，所述处理腔400内用于对基片进行等离子体处理，所述处理腔400的侧壁设有允许基片进出的开口401；基座402，位于所述处理腔400内底部，具有支撑基片的承载面N；气体喷淋头403，与所述承载面N相对设置，用于向处理腔400内输送反应气体；下接地环404，环绕设置在所述基座402的外围；可移动组件405，环绕设置在所述气体喷淋头403的外围，可沿垂直于承载面N方向在高位和低位间移动，所述可移动组件405包括第一射频传输面M1和第二射频传输面M2，当所述可移动组件405位于所述低位时，所述第一射频传输面M1遮挡所述开口401，所述第二射频传输面M2至少部分与所述下接地环404相对，所述第一射频传输面M1、第二射频传输面M2与下接地环404形成射频通路。

在本实施例中，所述第一射频传输部405b位于所述隔离环405a内，所述隔离环405a的底部暴露出至少部分第二射频传输部405c。

在其他实施例中，所述第一射频传输部和第二射频传输部均位于隔离环内。

在本实施例中，由于所述第二射频传输部405c与下接地环404的至少一部分顶部表面相对，从而使得第二射频传输部405c与下接地环404之间存在表面交叠区域，而且，第二射频传输部405c与下接地环404之间也存在间隙。由于下接地环404与第二射频传输部405c均为导体，所以，当在两者上施加上电压后，下接地环404与第二射频传输部405c之间可以形成电容结构。而且，通过控制两者的相对面积以及间隙，可以形成容值较大的电容。其中，第二射频传输部405c与下接地环404之间的间隙小于第一射频传输部405b与处理腔400的侧壁之间的间隙，从而使得等离子处理过程中大量射频功率经过第一射频传输部405b-->第二射频传输部405c-->下接地环404-->等离子约束环407-->底部接地环408回到电接地端，构成稳定且对称的射频回路。

图6所示等离子体处理装置的等效射频电路与图1所示等离子体处理装置中的等效射频电路相同，都为图2。

在本实施例中，可以通过控制下接地环404顶部表面与第二射频传输面M2之间的相对面积以及间隙，可以实现C3>>C2。

具体请参考表2，表2中，S3为下接地环404顶部表面与第二射频传输面M2之间的相对面积；D3为下接地环404顶部表面与第二射频传输面M2之间的距离；C3为下接地环404顶部表面与第二射频传输面M2之间的电容；Z3为当频率为60m时下接地环404顶部表面与第二射频传输面M2之间的阻抗。

表2.相对面积、相对距离、电容和阻抗的关系表

在本实施例中，所述第一射频传输面M1到处理腔400内侧壁之间的电容C2为100pF，所述第一射频传输面M1到处理腔400内侧壁之间的阻抗Z2为30Ω。而从表1中可以看出，C3>>C2，因而，形成了第一射频传输面M1、第二射频传输面M2到下接地环404的射频电流回路，如此，耦合到可移动组件405的射频电流主要通过由第一射频传输面M1、第二射频传输面M2至下接地环404通向地，因此，减小了设置在处理腔400的侧壁上的开口401对处理腔400内部的射频功率耦合不对称的影响，提高了处理腔400内的电磁场分布均匀性，从而进一步提高了基片的加工均匀性。

在本实施例中，所述第一射频传输部405b位于所述隔离环405a内，使得所述第一射频传输部405b不接触等离子体环境，则所述第一射频传输部405b表面无需形成抗腐蚀层；而所述隔离环405a的底部暴露出至少部分第二射频传输部405c，则所述第二射频传输部405c表面需形成抗腐蚀层；所述抗腐蚀层的材料包括：氧化钇或者氧化铝。所述抗腐蚀层用于防止第二射频传输部405c被等离子体腐蚀。

图7是本发明还有一种等离子体处理装置的结构示意图。

请参考图7，处理腔500，所述处理腔500内用于对基片进行等离子体处理，所述处理腔500的侧壁设有允许基片进出的开口501；基座502，位于所述处理腔500内底部，具有支撑基片的承载面Y；气体喷淋头503，与所述承载面Y相对设置，用于向处理腔500内输送反应气体；下接地环504，环绕设置在所述基座502的外围；可移动组件505，环绕设置在所述气体喷淋头503的外围，可沿垂直于承载面Y方向在高位和低位间移动，所述可移动组件505包括第一射频传输面Z1和第二射频传输面Z2，当所述可移动组件505位于所述低位时，所述第一射频传输面Z1遮挡所述开口501，所述第二射频传输面Z2至少部分与所述下接地环504相对，所述第一射频传输面Z1、第二射频传输面Z2与下接地环504形成射频通路。

在本实施例中，所述可移动组件505的材料为半导体材料或者导体材料，由于本实施例中可移动组件的材料本身具有导电功能，因此其自身可形成第一射频传输面Z1和第二射频传输面Z2；所述半导体材料包括硅或者碳化硅；所述导体材料包括金属。

所述等离子体处理装置还包括：驱动装置506，所述驱动装置506使所述可移动组件505沿垂直于承载面Y方向移动。

在本实施例中，所述驱动装置506为导体或者半导体，且所述驱动装置506接地，使得所述驱动装置506相当于电极，使得射频电流流向可移动组件505的量较多。

图8是图7所示等离子体处理装置中的等效射频电路结构示意图。

图8中，R1为等离子体电阻，C1为上下电极(即气体喷淋装置303与基座302)之间的电容，C2为为第一射频传输面Z1到处理腔500内侧壁之间的电容,C3为等离子体到驱动装置506的电容；R3为驱动装置506的电阻；C4为可移动组件505与下接地环504之间的电容。

在本实施例中，由于所述可移动组件505为导体或者半导体，所述驱动装置506接地，使得部分射频沿可移动组件505-->驱动装置506接地形成回路。同时，由于所述可移动组件505的第二射频传输面Z2与下接地环504的距离较小，使得部分射频电流由第二射频传输面Z2传向下接地环504的较多，并且，所述第一射频传输面Z1遮挡开口501，因此，减小了设置在处理腔500侧壁上的开口501对处理腔500内部的射频功率耦合不对称的影响，提高了处理腔500内的电磁场分布均匀性，从而进一步提高了基片的加工均匀性。

图9是本发明等离子体处理装置中一种可移动组件的剖面结构示意图。

请参考图9，所述可移动组件600包括隔离环600a、第一射频传输部600b和第二射频传输部(图中未示出)。

在本实施例中，所述第一射频传输部600b位于所述隔离环600a的内侧壁，所述第二射频传输部位于所述隔离环600a的底部。

在本实施例中，所述可移动组件600为圆筒状。在其他实施例中，所述可移动组件为其他形状的筒状结构。

请参考图10，所述可移动组件700包括隔离环7000a、第一射频传输部7000b和第二射频传输部(图中未示出)。

在本实施例中，所述可移动组件700包括若干个相互分立的可移动单元7000，每个可移动单元7000包括隔离环7000a、第一射频传输部7000b和第二射频传输部(图中未示出)。

在本实施例中，以所述可移动单元7000的个数为3个进行说明。在其他实施例中，所述可移动单元的个数还可以为其他值。

在本实施例中，所述第一射频传输部7000b位于所述隔离环7000a的内侧壁，所述第二射频传输部位于所述隔离环7000a的底部。

在其他实施例中，所述第一射频传输部位于所述隔离环的外侧壁。

在本实施例中，每一个可移动单元7000可分别通过驱动装置进行驱动来调节所述第二射频传输部与下接地环的距离和相对面积，有利于更有针对性地调节不同区域的射频分布，从而有利于更好地调节射频分布的均匀性，进而提高对基片处理的均匀性。

图11是图10所示等离子体处理装置的等效射频电路结构示意图。

图11中，R1为等离子体电阻，C1为上下电极(即气体喷淋装置103与基座102)之间的电容，C2为每个可移动单元7000中第一射频传输部7000b到处理腔内侧壁之间的电容，C3为每个可移动单元7000中第二射频传输部与下接地环之间的电容。

在本实施例中，可以通过控制每个可移动单元7000中的第二射频传输部与下接地环之间的相对面积以及间隙，可以实现每个C3均远远大于C2。

具体请参考表3，在表3中，S3为下接地环顶部表面与每个所述可移动单元7000中第二射频传输部之间的相对面积；D3为下接地环顶部表面与每个所述可移动单元7000中第二射频传输部之间的距离；C3为下接地环顶部表面与每个所述可移动单元7000中第二射频传输部之间的电容；Z3为当频率为60m时下接地环顶部表面与每个所述可移动单元7000中第二射频传输部之间的阻抗；C2为第一射频传输部7000a与处理腔侧壁之间的电容。

表3.相对面积、相对距离、电容和阻抗的关系表

图12是根据表3中数据做的关于下接地环顶部表面与每个所述可移动单元7000中第二射频传输部之间的距离D3与下接地环顶部表面与每个所述可移动单元7000中第二射频传输部之间的电容C3的折线图。从图12中可以看出，下接地环顶部表面与每个所述可移动单元7000中第二射频传输部之间的距离D3越大，下接地环顶部表面与每个所述可移动单元7000中第二射频传输部之间的电容C3越小。

在默认状态下，通常认为：S3a＝S3b＝S3c，D3a＝D3b＝D3c，C3a＝C3b＝C3c。若在默认状态下难以确保射频分布的均匀性，可保持S3a＝S3b＝S3c，并灵活调节下接地环顶部表面与所述可移动单元7000中第二射频传输部之间的距离D3以获取所需的下接地环顶部表面与每个所述可移动单元中7000第二射频传输部之间的电容C3，使不同可移动单元与所述下接地环之间的距离不同，以提高射频分布的均匀性，从而提高处理腔内的电磁场分布均匀性，从而进一步提高了基片的加工均匀性。

在本实施例中，所述第一射频传输部7000a到处理腔内侧壁之间的电容C2为100pF，所述第一射频传输部7000a到处理腔内侧壁之间的阻抗Z2为30Ω。而从表1中可以看出，C3>>C2，因而，形成了各个可移动单元7000第一射频传输部7000a、第二射频传输部到下接地环的射频电流回路，如此，耦合到可移动单元7000的射频电流主要通过由第一射频传输部7000a、第二射频传输部至下接地环通向地，因此，减小了设置在处理腔的侧壁上的开口对处理腔内部的射频功率耦合不对称的影响，提高了处理腔内的电磁场分布均匀性，从而进一步提高了基片的加工均匀性。

图13是本发明等离子体处理装置中一种可移动组件与下接地环的放大图。

请参考图13，所述可移动组件800的底部具有第一台阶，所述第二射频传输面800c为所述第一台阶的台阶面；所述下接地环801的顶部具有第二台阶，且所述第二台阶与第一台阶互补。

所述可移动组件800包括隔离环800a、第一射频传输部800b和第二射频传输部800c，所述第二射频传输部800c位于第一台阶的台阶面上。

在本实施例中，所述第一射频传输部800b位于所述隔离环800a的内侧壁。

在本实施例中，所述第一射频传输部位于所述隔离环的外侧壁。

在本实施例中，由于所述隔离环800a的底部具有第一台阶，所述第二射频传输部800c位于所述第一台阶的台阶面上，使得所述第二射频传输部800c与下接地环801的相对面积较大，使得由第二射频传输部800c与下接地环801传输的射频电流较多，因此，减小了设置在处理腔的侧壁上的开口对处理腔内部的射频功率耦合不对称的影响，提高了处理腔内的电磁场分布均匀性，从而进一步提高了基片的加工均匀性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (21)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：

处理腔，所述处理腔内用于对基片进行等离子体处理，所述处理腔的侧壁设有允许基片进出的开口；

基座，位于所述处理腔内底部，具有支撑基片的承载面；

气体喷淋头，用于向处理腔内输送反应气体，与所述承载面相对设置，且与承载面之间为等离子体环境；

下接地环，环绕设置在所述基座的外围；

可移动组件，环绕设置在所述气体喷淋头的外围，可沿垂直于承载面方向在高位和低位间移动，所述可移动组件包括第一射频传输面和第二射频传输面，当所述可移动组件位于所述低位时，所述第一射频传输面遮挡所述开口，所述第二射频传输面至少部分与所述下接地环相对，所述第一射频传输面、第二射频传输面与下接地环形成射频通路。

2.如权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于，所述第二射频传输面到下接地环之间的距离小于所述第一射频传输面到处理腔内侧壁的距离。

3.如权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于，所述可移动组件包括若干个相互分立的可移动单元，可分别移动所述可移动单元，使不同可移动单元与所述下接地环之间的距离相同或不同。

4.如权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于，所述可移动组件的材料为半导体材料或者导体材料；所述半导体材料包括硅或者碳化硅；所述导体材料包括金属。

5.如权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于，所述可移动组件朝向等离子体环境的表面具有抗腐蚀层；所述抗腐蚀层的材料包括：氧化钇或者氧化铝。

6.如权利要求1所述等离子体处理装置，其特征在于，所述可移动组件包括：隔离环、第一射频传输部和第二射频传输部，所述第一射频传输部具有所述第一射频传输面，所述第二射频传输部具有所述第二射频传输面。

7.如权利要求6所述等离子体处理装置，其特征在于，所述隔离环的材料为绝缘材料；所述第一射频传输部和第二射频传输部的材料为半导体材料或者导体材料。

8.如权利要求7所述等离子体处理装置，其特征在于，所述绝缘材料包括石英，所述半导体材料包括硅或者碳化硅；所述导体材料包括金属。

9.如权利要求6所述等离子体处理装置，其特征在于，所述第二射频传输部与第一射频传输部连接。

10.如权利要求9所述等离子体处理装置，其特征在于，所述第一射频传输部位于隔离环的外侧壁上，所述第二射频传输部位于所述下接地环与所述处理腔侧壁之间。

11.如权利要求10所述等离子体处理装置，其特征在于，所述隔离环、第一射频传输部和第二射频传输部通过同一个驱动装置沿垂直于承载面方向移动。

12.如权利要求10所述等离子体处理装置，其特征在于，所述隔离环通过第一驱动装置沿垂直于承载面方向移动，所述第一射频传输部和第二射频传输部通过第二驱动装置沿垂直于承载面方向移动。

13.如权利要求6所述等离子体处理装置，其特征在于，所述第一射频传输部位于隔离环的外侧壁上，所述第二射频传输部位于所述隔离环的至少部分底部表面。

14.如权利要求6所述等离子体处理装置，其特征在于，所述第一射频传输部位于隔离环的内侧壁上，所述第二射频传输部位于所述隔离环的至少部分底部表面。

15.如权利要求14所述等离子体处理装置，其特征在于，所述隔离环包括第一隔离部和位于第一隔离部顶部向内延伸的第二隔离部；所述第一射频传输部位于第一隔离部的内侧壁，所述第二射频传输部位于第一隔离部的底部表面。

16.如权利要求15所述等离子体处理装置，其特征在于，还包括：所述气体喷淋头外环绕设置上接地环，所述上接地环位于气体喷淋头与第二隔离部之间；位于所述第二隔离部内侧壁和底部表面的第三射频传输部。

17.如权利要求16所述等离子体处理装置，其特征在于，所述第二隔离部内侧壁的第三射频传输部到上接地环之间的距离大于等于1毫米。

18.如权利要求6所述等离子体处理装置，其特征在于，所述第一射频传输部位于所述隔离环内。

19.如权利要求18所述等离子体处理装置，其特征在于，所述第二射频传输部位于所述隔离环内。

20.如权利要求18所述等离子体处理装置，其特征在于，所述隔离环的底部暴露出至少部分第二射频传输部。

21.如权利要求13或14或15或16所述等离子体处理装置，其特征在于，所述可移动组件的底部具有第一台阶，所述第二射频传输面为部分所述第一台阶的台阶面；所述下接地环的顶部具有第二台阶，且所述第二台阶与第一台阶互补。

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