CN112435912A - 等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置，该等离子体处理装置包含真空反应腔室，内部有处理基片的等离子体；该反应腔室底部设有承载基片的基座；在基座的外缘环绕设有聚焦环；在聚焦环的下方设置有第一绝缘环，该第一绝缘环环绕基座；在第一绝缘环的内部或下方设置有加热器；在第一绝缘环的下方设置有屏蔽环，该屏蔽环接地并环绕基座；在屏蔽环的内部设置有电路接线，该电路接线用于向所述加热器提供电能。本发明对聚焦环的加热更均匀，实现更准确精细快速灵敏的温度控制和调节，同时线路设计简单可靠，可有效隔绝射频干扰。

Description

等离子体处理装置

技术领域

本发明涉及半导体装置的制造领域，特别涉及一种等离子体处理装置。

背景技术

等离子体处理装置，通过向真空反应腔室内通入含有适当刻蚀剂或淀积源气体的反应气体，然后再对该真空反应腔室施加射频能量，以激活并解离反应气体，来点燃和维持等离子体，以便通过等离子体来刻蚀基片表面上的材料层或在基片表面上淀积材料层，进而对半导体基片或等离子平板等进行加工。

如图1所示，在现有的一种电容耦合型等离子体(CCP)处理装置中，包含真空的反应腔室1，其由位于顶端的顶盖，位于底端的底壁，以及连接在顶盖和底壁之间的侧壁构成，形成气密性的内部反应空间。在反应腔室1内的顶盖下方设有气体喷淋头2，用于向反应腔室1内引入反应气体；在顶盖处设有上电极，使其耦接于大地或者射频电位。在反应腔室1内的底壁设有基座3，通过基座3上设置的静电吸盘在刻蚀制程中对基片4进行吸附；在基座3处设有下电极并对其施加射频功率RF，从而在反应腔室1内形成射频电场，并且激发引入的反应气体以生成等离子体，最终利用该生成的等离子体对基座上的基片进行刻蚀操作。

进一步，在基片4的外缘环绕设有聚焦环5，其通过调节反应腔室1内整个射频电场的分布，尤其是在基片4边缘的电场分布，实现对等离子体均一性的控制。除了电学效应，聚焦环5的温度也会影响到基片4边缘聚合物的沉积，从而导致微观关键尺寸的差异。并且随着半导体刻蚀工艺对高深宽比的需求，高功率(低频)刻蚀已经得到广泛应用。高功率(低频)刻蚀会使反应腔室1内温度急剧升高，导致基片4与聚焦环5都将获得大量热量。为了保证基片4的刻蚀均匀性，基座3内部设有维持基座3温度恒定的冷却系统的冷却介质管路，使得基片4能够直接通过基座3上的静电吸盘进行快速散热。与此同时，聚焦环5如无优良的散热路径，将会使其与基片4之间的温差拉大。这将导致基片4的边缘刻蚀工艺失谐。

考虑到上述问题，现有技术中，通常在聚焦环5的下方围绕基座3的外缘环绕设有绝缘环6等作为导热层，将聚焦环5的热量传递至基座3进行冷却散热。

然而，不同的刻蚀工艺制程中对聚焦环5的工作温度的要求不同，现有技术设置绝缘环6作为导热层，仅考虑到如何提高聚焦环5的传热性能或如何保持其温度恒定，但缺乏有效的技术手段能够对聚焦环5的工作温度做进一步的控制调整。此外，因聚焦环5处在反应腔室1内的射频区域内，如果考虑直接在聚焦环5上设置加热器等类似温度调节装置，不仅电路线路布置复杂，而且必须另外设置滤波器过滤高频，否则会产生射频干扰，影响整个等离子体处理装置的处理反应效果。

基于上述，本发明提出一种等离子体处理装置，以解决现有技术中存在的缺点和限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于等离子体处理装置，对聚焦环的加热更均匀，实现更准确精细快速灵敏的温度控制和调节，同时线路设计简单可靠，可有效隔绝射频干扰。

为了达到上述目的，本发明提供一种等离子体处理装置，包括：真空反应腔室，所述真空反应腔室内部有对基片进行处理的等离子体；所述真空反应腔室的底部设有承载基片的基座；在所述基座的外缘环绕设置有聚焦环；其中，在所述聚焦环的下方设置有第一绝缘环，所述第一绝缘环环绕所述基座；在所述第一绝缘环的内部或下方设置有加热器；在所述第一绝缘环的下方设置有屏蔽环，所述屏蔽环接地并环绕所述基座；在所述屏蔽环的内部设置有电路接线，所述电路接线用于向所述加热器提供电能。

本发明所述的等离子体处理装置，还包括：在所述屏蔽环与基座之间还环绕设置有第二绝缘环。

在本发明的一个可选实施例中，所述加热器设置于第一绝缘环的下方，且由所述屏蔽环延伸至部分第二绝缘环的上方。

其中，所述加热器与第一绝缘环下表面之间的连接方式包括：粘贴或者硫化。

在本发明的一个可选实施例中，所述加热器的上表面直接涂覆设置于第一绝缘环的下表面，且所述加热器位于所述屏蔽环以及部分第二绝缘环的上方。

在本发明的一个可选实施例中，所述第一绝缘环包括：中绝缘环、位于所述中绝缘环上方的上绝缘环、位于所述中绝缘环下方的下绝缘环；所述上绝缘环、中绝缘环和下绝缘环侧壁均与基座侧壁接触；所述中绝缘环远离基座的部分上表面未被上绝缘环覆盖，使所述上绝缘环与中绝缘环之间构成第一凹槽；所述中绝缘环远离基座的部分下表面未被下绝缘环覆盖，使所述下绝缘环与中绝缘环之间构成第二凹槽；部分第二绝缘环位于所述第二凹槽内。

所述加热器设置于所述第二凹槽底部的中绝缘环下表面，且由所述屏蔽环延伸至部分第二绝缘环的上方。

其中，所述加热器与中绝缘环下表面之间的连接方式包括：粘贴或者硫化。

所述加热器的上表面直接镀覆设置于第二凹槽底部的中绝缘环下表面。

本发明所述的等离子体处理装置，所述加热器的表面设置绝缘膜；所述绝缘膜的材料包括：聚酰亚胺材料或者陶瓷。

本发明所述的等离子体处理装置，在聚焦环与第一绝缘环之间相互接触的界面设有第一导热垫；在第一绝缘环与基座之间相互接触的界面设有第二导热垫。

其中，所述的第一导热垫和第二导热垫的材料包括：弹性硅胶材料。

本发明所述的等离子体处理装置，还包含：温度探测器，用于对聚焦环的温度进行实时探测；温度控制器，用于根据温度探测器反馈的温度信号控制加热器的开启或关闭。

其中，所述温度探测器设置在第一绝缘环的下方，其电路接线设置在屏蔽环中，并引出至反应腔室的外部与温度控制器连接。

本发明所述的等离子体处理装置，还包含：在聚焦环的外缘环绕设有压紧环，部分压紧环位于所述第一凹槽内，所述压紧环与第一凹槽侧壁的上绝缘环侧壁接触；在聚焦环和压紧环的上方、以及第一绝缘环的外缘环绕设置有覆盖环。

本发明所提供的一种等离子体处理装置，与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、通过将加热器嵌入设置在第一绝缘环的内部，使得加热器的设置位置更接近聚焦环，热量传递效果更好，对聚焦环的加热更均匀，温度控制更准确更灵活；

或者通过将加热器上下表面镀覆薄膜并设置在第一绝缘环的下方，或者通过将加热器直接镀覆设置在第一绝缘环的底部，使加热器的热电阻更小，从而对聚焦环具有更好的导热效果，对聚焦环的温度控制更准确更灵活。

2、通过将电路接线设置在金属制的接地的屏蔽环中，能够有效地屏蔽反应腔内的射频信号对加热器电源的干扰，无需另外匹配设置射频过滤器，使得线路设计简单可靠，并且能够有效节省成本。

3、通过冷却路径和导热路径的结合，对聚焦环实现更准确精细快速灵敏的温度控制，使其在等离子体的刻蚀处理过程中实现温度可调节，从而满足更高更精的工艺要求。

附图说明

图1是现有技术中的等离子体处理装置的结构示意图；

图2是本发明中的一种等离子体处理装置的结构示意图；

图3是本发明中的另一种等离子体处理装置的结构示意图；

图4是本发明中的又一种等离子体处理装置的结构示意图；

图5是本发明中的再一种等离子体处理装置中的加热器和第一绝缘环的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的图2～图5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整、详细的描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，为本发明提供的一种等离子体处理装置，尤其是电容耦合型等离子体处理装置。其中，所述的等离子体处理装置包含反应腔室1，由位于顶端的顶盖，位于底端的底壁，以及连接在顶盖和底壁之间的侧壁构成，形成气密性的内部反应空间，在进行等离子体刻蚀的过程中，所述反应空间内处于真空状态。

反应腔室1内的顶盖下方设有气体喷淋头2，与反应气体源连接，用于引入对基片4进行刻蚀的反应气体，并维持一定的流量。同时，所述的顶盖处设置有接地的上电极。

反应腔室1内的底壁上设有基座3，用来对放置在该基座3上的待处理基片4进行承载；该基座3可以是铝制的，其内部设有维持基座3温度恒定的冷却系统，使得基片4在刻蚀过程中能够直接通过基座3进行快速散热。同时，所述的基座3处设置有施加了射频功率RF的下电极，在反应腔室1内的上电极与下电极之间形成射频电场，将引入反应腔室1内的反应气体解离，并在基座3与气体喷淋头2之间的区域形成刻蚀反应用的等离子体，对放置在反应腔室1内的基座3上的基片4进行表面刻蚀等工艺处理。

在基座3外缘环绕设置有聚焦环5，用于控制刻蚀过程中等离子体的均一性。进一步，在聚焦环5的下方、以及基座3边缘的台阶301上环绕设置有第一绝缘环6，在刻蚀过程中，通过该第一绝缘环6将反应腔室1内形成的等离子体辐射到聚焦环5上的热量向下传递给基座3，同时也不影响反应腔室1内的电场分布。在本发明的可选实施例中，所述的第一绝缘环6可由陶瓷材料制成。

本发明中，在第一绝缘环6的下方、以及环绕基座3的台阶301的外缘设置有接地的屏蔽环8，用于将反应腔室1内形成的射频电场主要限定在基片4及其上方，可集中有效的用于刻蚀反应，防止等离子体扩散至反应腔室1内的其他位置，进而导致利用率下降。所述的屏蔽环8是采用金属材料制成的。在所述的屏蔽环8与基座3的台阶301的外缘之间，还环绕设置有第二绝缘环7，且该第二绝缘环7可由陶瓷材料制成。在第一绝缘环6的内部或下方设置有加热器9。所述的加热器9通过电路接线连接至为其提供电能的电源10，从而形成加热源并对聚焦环5的温度进行调节。其中，所述的电路接线嵌入设置在金属制成的接地的屏蔽环8的内部，因此能够有效的隔绝电路接线产生的高频对射频耦合的射频干扰，不用再另外设置高频过滤器件，使得电路接线设计简单可靠，且有效的节约成本。

如图2所示，在本发明的一种可选实施例中，所述的加热器9嵌入设置在第一绝缘环6的内部，其与电源10之间的电路接线先由第一绝缘环6的底部位置穿出后，再直接从位于第一绝缘环6下方的屏蔽环8的顶部对应位置穿入其内部，并从屏蔽环8的底部引出至反应腔室的外部与电源10连接，从而实现加热器9与电源10之间的线路连接。由于电路接线在第一绝缘环6的穿出位置与在屏蔽环8的穿入位置是直接相对设置的，从而有效简化电路接线的布置设计，并且有效隔绝因电路接线外露而产生的射频干扰。并且由于本实施例中的加热器9是直接嵌入设置在第一绝缘环6的内部，相比传统的直接设置在聚焦环5上的加热器，不仅更节省反应腔室1内的空间位置，并且有效简化了线路布置，进而减小了对于刻蚀反应的影响；同时，由于设置加热器9的位置与聚焦环5之间的距离较近，热量传递效果较好，使得其对聚焦环5的加热更均匀，且温度控制更准确更灵活，反馈更快速灵敏。并且，所述加热器9的面积较大，使得所述加热器9对聚焦环5的加热效果更好。

可选的，所述的加热器9采用由金属材料制成的发热体(电阻)，或者采用由非金属材料制成的发热体(电阻)。

如图3所示，在本发明的另一种可选实施例中，所述的加热器9设置在第一绝缘环6的下方，并且由所述屏蔽环8延伸至部分第二绝缘环7的上方，其与电源10之间的电路接线直接从位于其下方的屏蔽环8的顶部穿入其内部，并从屏蔽环8的底部引出至反应腔室的外部与电源10连接，从而实现加热器9与电源10之间的线路连接。由于从加热器9引出电路接线的位置与在屏蔽环8的穿入位置是直接相对设置的，从而有效简化电路接线的布置设计，并且有效隔绝因电路接线外露而产生的射频干扰。而第二绝缘环7则可避免加热器9与基座3之间的接触，使得加热器9产生的加热源能够有效的传递至聚焦环5，而不会因与基座3接触，从而使得部分加热源直接被基座3内的冷却系统带走，导致加热效率的下降。

进一步，在所述的加热器9的上表面镀覆一层薄膜，使得加热器9与第一绝缘环6之间能够有效隔离绝缘；在所述的加热器9的下表面同样镀覆一层薄膜，使得加热器9与第二绝缘环7以及屏蔽环8之间也能够有效隔离绝缘。本实施例中，通过在加热器9的上下表面分别镀覆薄膜而形成薄膜镀层的加热结构，即不会影响其本身产生的加热源向聚焦环5的传递，又能够有效隔绝与其接触的上下部件。并且，由于本实施例中的加热器9是设置在第一绝缘环6的下方，相比传统的直接设置在聚焦环5上的加热器，不仅更节省反应腔室1内的空间位置，并且有效简化了线路布置，进而减小了对于刻蚀反应的影响；同时，由于设置加热器的位置仍然较为接近聚焦环5，使得其对聚焦环5的加热更均匀，且温度控制更准确，反馈更快速灵敏。另外，所述加热器9设置于第一绝缘环6的下方，因热阻较小，从而使得导热效果更好。

进一步，所述加热器9与第一绝缘环6下表面之间的连接方式包括：粘贴或者硫化。当采用粘贴方式使所述加热器9与第一绝缘环6连接时，若所述加热器9发生损伤需要更换时，只需揭掉已损伤的加热器，并更换新加热器即可，而无需更换第一绝缘环6。

所述的加热器9采用由金属材料制成的发热体(电阻)，或者采用由非金属材料制成的发热体(电阻)。

所述的薄膜采用polyimide(聚酰亚胺)材料制成，或者采用陶瓷材料制成。

如图4所示，在本发明的又一种可选实施例中，所述第一绝缘环6包括：中绝缘环6b、位于所述中绝缘环6b上方的上绝缘环6a和位于所述中绝缘环6b下方的下绝缘环6c，所述上绝缘环6a、中绝缘环6b和下绝缘环6c的侧壁均与基座3侧壁接触。其中，所述中绝缘环6b远离基座3的部分上表面未被上绝缘环6a覆盖，即该部分中绝缘环6b的上表面被暴露在外，使所述上绝缘环6a与中绝缘环6b之间构成第一凹槽；所述中绝缘环6b远离基座3的部分下表面未被下绝缘环6c覆盖，即该部分中绝缘环6b的下表面被暴露在外，使所述下绝缘环6c与中绝缘环6b之间构成第二凹槽。并且，部分第二绝缘环7设置在所述第二凹槽内。

其中，所述加热器9设置在第二凹槽底部的中绝缘环6b下表面，且由所述屏蔽环8延伸至部分第二绝缘环7的上方，其与电源10之间的电路接线直接从位于其下方的屏蔽环8的顶部穿入其内部，并从屏蔽环8的底部引出至反应腔室的外部与电源10连接，从而实现加热器9与电源10之间的线路连接。与之前所述的两个实施例相同，由于从加热器9引出电路接线的位置与在屏蔽环8的穿入位置是直接相对设置的，从而有效简化电路接线的布置设计，并且有效隔绝因电路接线外露而产生的射频干扰。

并且，由于所述下绝缘环6c与中绝缘环6b之间构成第二凹槽，所述加热器9位于所述第二凹槽底部的中绝缘环6b下表面，使得所述加热器9与基座3之间的距离较远，因此所述加热器9与基座3之间不易产生电弧损伤。

进一步，所述加热器9与第二凹槽底部的中绝缘环6b下表面之间的连接方式包括：粘贴或者硫化。当采用粘贴方式使所述加热器9与中绝缘环6b连接时，若所述加热器9发生损伤需要更换时，只需揭掉已损伤的加热器9，并更换新加热器9即可，而无需更换第一绝缘环6。

当然，在本实施例中，所述的加热器9也可选择通过直接镀覆设置于第二凹槽底部的中绝缘环6b下表面，并且由于中绝缘环6b本身即采用绝缘材料制成，因此仅在该加热器9的下表面镀覆一层薄膜，使得加热器9与第二绝缘环7以及屏蔽环8之间能够有效隔离绝缘。由于所述加热器9直接镀覆设置于中绝缘环6b的下表面，当所述加热器9不满足工艺要求或损坏时，可通过化学腐蚀方式去除所述加热器9，而无需更换第一绝缘环6。

所述的加热器9采用由金属材料制成的发热体(电阻)，或者采用由非金属材料制成的发热体(电阻)。

所述的薄膜采用polyimide(聚酰亚胺)材料制成，或者采用陶瓷材料制成。

如图5所示，在本发明的又一种可选实施例中，所述的加热器9仍然与图3或图4实施例中所描述的一样，是设置在第一绝缘环6的下方，且由所述屏蔽环8延伸至部分第二绝缘环7的上方。其中，所述加热器9沿第一绝缘环6的圆周方向呈环状布置。对于与电源10之间的电路接线布置也是同样的设置方式，即设置在屏蔽环8中。由于第一绝缘环6本身即采用绝缘材料制成，因此可在图3或者图4加热器9的上表面直接镀覆设置在第一绝缘环6的底部，并且在该加热器9的下表面另外镀覆一层薄膜，使得加热器9与第二绝缘环7以及屏蔽环8之间能够有效隔离绝缘。同样，本实施例中对于加热器9的结构设置即不会影响其本身产生的加热源向聚焦环5的传递，又能够有效隔绝与其接触的上下部件，并且因为热阻更小，导热效果更好，使得对聚焦环5的加热更均匀，温度控制更准确，反馈更快速灵敏。

由于所述加热器9直接镀覆设置于第一绝缘环6的下表面，当所述加热器9不满足工艺要求或损坏时，可通过化学腐蚀方式去除所述加热器9，而无需更换第一绝缘环6。

所述的加热器9采用由金属材料制成的发热体(电阻)，或者采用由非金属材料制成的发热体(电阻)。

所述的薄膜采用polyimide(聚酰亚胺)材料制成，或者采用陶瓷材料制成。

对于上述不同实施例中的加热器的结构以及位置设置，在实际应用中，可根据不同等离子体处理装置在反应腔室1的内部结构上的微调，以及不同刻蚀制程的要求，而选择能够达到最佳使用效果的其中一种。

本发明中，在聚焦环5与第一绝缘环6之间相互接触的界面设置有第一导热垫11；且该第一导热垫11由弹性的硅胶材料制成，使其分别与上下方部件的接触面能够可靠的紧密贴合，即第一导热垫11的上表面与聚焦环5紧密贴合，下表面与第一绝缘环6紧密贴合。在刻蚀过程中，当电源10控制加热器9开启时，所形成的加热源经由第一绝缘环6、第一导热垫11传递至聚焦环5，对聚焦环5的温度进行调节。

本发明中，在第一绝缘环6与基座3之间相互接触的界面设置有第二导热垫12；且该第二导热垫12由弹性的硅胶材料制成，使其分别与上下方部件的接触面能够可靠的紧密贴合，即第二导热垫12的上表面与第一绝缘环6紧密贴合，下表面与基座3紧密贴合。在刻蚀过程中，反应腔室1内形成的等离子体辐射到聚焦环5上的热量向下依次通过第一导热垫11、第一绝缘环6、第二导热垫12传递至基座3，并最终通过基座3内设置的冷却系统将热量带走。

本发明中，为了更精确控制聚焦环5的温度，所述的聚焦环温度调节装置还包含温度探测器(图中未示)，用于对聚焦环5的温度进行实时探测。由于需要同时考虑到温度探测器的电路接线的布置(包括如何隔离射频干扰)以及确保对于聚焦环5的温度探测的精确度，因此将温度探测器设置在第一绝缘环6的下方，且其电路接线设置在屏蔽环8中，并引出至反应腔室1的外部与温度控制器连接。进一步，该温度控制器还需要与屏蔽环8中的电源10通过电路接线连接。通过将实时探测到的聚焦环5的温度信号反馈至温度控制器，由其控制屏蔽环8中的电源10是否打开，从而控制加热器9是否需要向聚焦环5补充辐射热量从而达到温度调节的功能。具体的，当温度控制器判断到当前探测到的温度信号高于预设值时，通过控制电源10来关闭加热器9；当温度控制器判断到当前探测到的温度信号低于预设值时通过控制电源10来开启加热器9。

所述的温度探测器可采用探测后产生电信号的感温探头，利用设置在屏蔽环8中的电路接线将电信号引出至温度控制器；因其电路接线设置在屏蔽环8中，因此无需另外设置滤波器等进行射频屏蔽。或者，所述的温度探测器也可采用基于光学信号的感温探头，其对所探测到的不同温度发射不同频谱或波长的光信号，利用设置在屏蔽环8中的光纤将探测后产生的光信号引出至温度控制器。

本发明中，在聚焦环5的外缘环绕设置有压紧环13，并覆盖在第一绝缘环6未被聚焦环5遮蔽的位置上，用于将聚焦环5的设置位置限定在基片4的外缘。尤其在图4所示的可选实施例中，部分压紧环13设置在所述第一凹槽内，使得压紧环13与上绝缘环6a的外侧壁接触。所述第一凹槽用于使压紧环13压紧第一绝缘环6。在聚焦环5和压紧环13的上方、以及第一绝缘环6的外缘，环绕设置有覆盖环14，用于防止反应腔室1内的等离子体对所述覆盖环14下方各部件的侵蚀。

基于本发明所述的等离子体处理装置，其对聚焦环的温度调节方法具体为：在刻蚀过程中，反应腔室1内的等离子体辐射到聚焦环5上的热量，通过第一导热垫11、第一绝缘环6、第二导热垫12传递至基座3处进行冷却；基于上述的冷却路径，聚焦环5的温度将逐渐降低至第一温度。在此过程中，温度探测器不间断对聚焦环5进行温度探测，并将实时探测到的温度信号传输至温度控制器。

若温度控制器判断所述的第一温度低于某项刻蚀制程中设定的聚焦环5必须达到的温度阈值时，就可通过本发明继续对聚焦环5的温度进行调节，具体为：由温度控制器控制电源10打开以开启加热器9，向聚焦环5提供加热源，该加热源的热量通过第一绝缘环6、第一导热垫11传递到聚焦环5；基于上述的导热路径，聚焦环5的温度降逐渐上升直至达到所要求的温度阈值。在此过程中，温度探测器不间断对聚焦环5进行温度探测，并将实时探测到的温度信号传输至温度控制器。并在温度控制器判断聚焦环5的当前温度达到所要求的温度阈值时，控制电源10关闭以停止加热器9继续向聚焦环5提供加热源。

在整个刻蚀过程中，通过不断反复执行上述的降温及升温步骤，有效实现对聚焦环5工作温度的准确精细的控制及调节，从而满足并达到更高的工艺需求。

本发明所提供的一种等离子体处理装置，与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、通过将加热器嵌入设置在第一绝缘环的内部，使得加热器的设置位置更接近聚焦环，热量传递效果更好，对聚焦环的加热更均匀，温度控制更准确更灵活；

或者通过将加热器上下表面镀覆薄膜并设置在第一绝缘环的下方，或者通过将加热器直接镀覆设置在第一绝缘环的底部，使加热器的热电阻更小，从而对聚焦环具有更好的导热效果，对聚焦环的温度控制更准确更灵活。

2、通过将电路接线设置在金属制的接地的屏蔽环中，能够有效地屏蔽反应腔内的射频信号对加热器电源的干扰，无需另外匹配设置射频过滤器，使得线路设计简单可靠，并且能够有效节省成本。

3、通过冷却路径和导热路径的结合，对聚焦环实现更准确精细快速灵敏的温度控制，使其在等离子体的刻蚀处理过程中实现温度可调节，从而满足更高更精的工艺要求。

尽管本发明的内容已经通过上述可选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种等离子体处理装置，包括：

真空反应腔室，所述真空反应腔室内部有对基片进行处理的等离子体；

所述真空反应腔室的底部设有承载基片的基座；

在所述基座的外缘环绕设置有聚焦环；

其特征在于，

在所述聚焦环的下方设置有第一绝缘环，所述第一绝缘环环绕所述基座；

在所述第一绝缘环的内部或下方设置有加热器；

在所述第一绝缘环的下方设置有屏蔽环，所述屏蔽环接地并环绕所述基座；

在所述屏蔽环的内部设置有电路接线，所述电路接线用于向所述加热器提供电能。

2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括：在所述屏蔽环与基座之间还环绕设置有第二绝缘环。

3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述加热器设置于第一绝缘环的下方，且由所述屏蔽环延伸至部分第二绝缘环的上方。

4.如权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述加热器与第一绝缘环下表面之间的连接方式包括：粘贴或者硫化。

5.如权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述加热器的上表面直接涂覆设置于第一绝缘环的下表面，且所述加热器位于所述屏蔽环以及部分第二绝缘环的上方。

6.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一绝缘环包括：中绝缘环、位于所述中绝缘环上方的上绝缘环、位于所述中绝缘环下方的下绝缘环；

所述上绝缘环、中绝缘环和下绝缘环侧壁均与基座侧壁接触；

所述中绝缘环远离基座的部分上表面未被上绝缘环覆盖，使所述上绝缘环与中绝缘环之间构成第一凹槽；

所述中绝缘环远离基座的部分下表面未被下绝缘环覆盖，使所述下绝缘环与中绝缘环之间构成第二凹槽；

部分第二绝缘环位于所述第二凹槽内。

7.如权利要求6所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述加热器设置于所述第二凹槽底部的中绝缘环下表面，且由所述屏蔽环延伸至部分第二绝缘环的上方。

8.如权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述加热器与中绝缘环下表面之间的连接方式包括：粘贴或者硫化。

9.如权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述加热器的上表面直接镀覆设置于第二凹槽底部的中绝缘环下表面。

10.如权利要求3或7所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述加热器的表面设置绝缘膜；所述绝缘膜的材料包括：聚酰亚胺材料或者陶瓷。

11.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，在聚焦环与第一绝缘环之间相互接触的界面设有第一导热垫；在第一绝缘环与基座之间相互接触的界面设有第二导热垫。

12.如权利要求11所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述的第一导热垫和第二导热垫的材料包括：弹性硅胶材料。

13.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包含：

温度探测器，用于对聚焦环的温度进行实时探测；

温度控制器，用于根据温度探测器反馈的温度信号控制加热器的开启或关闭。

14.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述温度探测器设置在第一绝缘环的下方，其电路接线设置在屏蔽环中，并引出至反应腔室的外部与温度控制器连接。

15.如权利要求6所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包含：在聚焦环的外缘环绕设有压紧环，部分压紧环位于所述第一凹槽内，所述压紧环与第一凹槽侧壁的上绝缘环侧壁接触；在聚焦环和压紧环的上方、以及第一绝缘环的外缘环绕设置有覆盖环。

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