CN113035677A - 等离子体处理设备以及等离子体处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种等离子体处理设备，包括：相对设置的第一电极结构和第二电极结构，与第一电极结构电连接的信号处理器以及与信号处理器电连接的信号发生器，信号发生器用于产生第一信号，信号处理器用于对第一信号进行处理后馈入到第一电极结构和第二电极结构之间，以产生等离子体，其中，信号处理器包括第一信号处理器，用于将第一信号转换成第二信号，第二信号对应的函数为第一函数的n次方异号的函数，第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，n为大于零的偶数，从而使得馈入到第一电极结构和第二电极结构之间的第二信号的函数值始终为负值，以此在待处理衬底表面形成一个较高的自偏压，实现提高等离子体处理设备中的自偏压的目的。

Description

等离子体处理设备以及等离子体处理方法

技术领域

本申请涉及等离子体技术领域，尤其涉及一种等离子体处理设备以及等离子体处理方法。

背景技术

等离子体已被用于制造半导体和显示器件的各种工艺，例如沉积、蚀刻、剥落、清洁等工艺。目前，作为通常用于半导体和显示器件的制造领域的等离子体源包括电容耦合等离子体(capacitively coupled plasma，简称CCP)源和电感耦合等离子体(inductivelycoupled plasma，简称ICP)源。

典型的CCP设备在平行的电极之间施加射频(RF)电能，并且通过分布在电极表面上的电荷形成电场，由此产生等离子体，进行蚀刻等工艺。需要说明的是，提高等离子体的能量在利用CCP设备进行高深宽比的刻蚀工艺中至关重要，而提高CCP设备中的自偏压是提高等离子体能量的主要途径，因此，如何提高等离子体处理设备中的自偏压成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种等离子体处理设备，以提高所述等离子体处理设备中的自偏压。

为解决上述问题，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种等离子体处理设备，包括：

等离子体处理腔室；

位于所述等离子体处理腔室内，相对设置的第一电极结构和第二电极结构；

与所述第一电极结构电连接的信号处理器以及与所述信号处理器电连接的信号发生器，所述信号发生器用于产生第一信号，所述信号处理器用于对所述第一信号进行处理后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间，以产生等离子体；

其中，所述信号处理器包括第一信号处理器，用于将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为负的第一函数的n次方异号的函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数。

可选的，所述第一信号为第一函数。

可选的，所述第一信号的波形为sinwt波形，所述第二信号的波形为-sin²wt波形。

可选的，所述第一信号处理器包括：

模拟信号乘法器，用于将所述第一信号转换成第三信号，所述第三信号对应的函数为第一函数的n次方的函数；

反相器，用于将所述第三信号转换成第二信号。

可选的，所述信号处理器还包括：

第二信号处理器，所述第二信号处理器用于将所述第二信号放大后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间。

可选的，所述第二信号处理器包括：

功率放大器，用于对所述第二信号进行放大；

匹配器，用于匹配第一阻抗和第二阻抗，其中，所述第一阻抗为所述信号发生器中的阻抗，所述第二阻抗为所述信号发生器至所述第二电极结构所在支路上的所有阻抗之和。

一种等离子体处理方法，其特征在于，应用于上述任一项所述的等离子体处理设备，该等离子体处理方法包括：

将待处理衬底放置在等离子体处理腔室内的第一电极结构上；

打开所述信号发生器和所述信号处理器，利用所述信号处理器将对所述信号发生器产生的第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间，并向所述等离子体处理腔室内通入工艺气体，以在所述第一电极结构和所述第二电极结构之间产生等离子体，对所述待处理衬底进行处理；

其中，所述信号处理器包括第一信号处理器，用于将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为第一函数的n次方异号的函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数。

可选的，所述第一信号处理器包括：模拟信号乘法器和反相器；利用所述信号处理器将对所述信号发生器产生的第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间包括：

利用所述模拟信号乘法器将所述第一信号转换成第三信号输出给所述反相器，所述第三信号对应的函数为第一函数的n次方的函数；

利用所述反相器将所述第三信号转换成第二信号输出。

可选的，所述信号处理器还包括：第二信号处理器，利用所述信号处理器将对所述信号发生器产生的第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间还包括：

利用所述第二信号处理器将所述第二信号放大后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间。

可选的，所述第二信号处理器包括：功率放大器和匹配器，利用所述第二信号处理器将所述第二信号放大后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间包括：

利用所述功率放大器对所述第二信号进行放大后输出给匹配器；

利用所述匹配器匹配第一阻抗和第二阻抗，其中所述第一阻抗为所述信号发生器中的阻抗，所述第二阻抗为所述信号发生器至所述第二电极结构所在支路上的所有阻抗之和。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本申请实施例所提供的等离子体体设备，包括：相对设置的第一电极结构和第二电极结构，与所述第一电极结构电连接的信号处理器以及与所述信号处理器电连接的信号发生器，所述信号发生器用于产生第一信号，所述信号处理器用于对所述第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间，以产生等离子体，其中，所述信号处理器包括第一信号处理器，用于将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为第一函数的n次方异号的函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数，从而使得馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的第二信号的函数值始终为负值，进而使得待处理衬底表面的电位始终为负值，以此在待处理衬底表面形成一个较高的自偏压，实现提高所述等离子体处理设备中的自偏压的目的，更适于对待处理衬底进行高深宽比刻蚀的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的CCP设备形成的射频信号随时间变化的曲线图；

图2为现有技术中的CCP设备形成的等离子体电位随时间变化的曲线图；

图3为现有技术中的CCP设备中的待处理衬底表面的自偏压随时间变化的曲线图；

图4为本申请实施例所提供的一种等离子体设备的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的另一种等离子体设备的结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的又一种等离子体设备的结构示意图；

图7为本申请实施例所提供的再一种等离子体设备的结构示意图；

图8为本申请所提供的等离子体处理设备形成的射频信号随时间变化的曲线图；

图9为本申请所提供的等离子体处理设备形成的等离子体电位随时间变化的曲线图；

图10为本申请所提供的等离子体处理设备中的待处理衬底表面的自偏压随时间变化的曲线图；

图11为本申请所提供的一种等离子体处理方法的流程示意图；

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，如何提高等离子体处理设备的自偏压成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明人研究发现，可以通过增加等离子体处理设备中射频(即Radio Frequency，简称RF)信号的功率或者增加等离子体处理设备中接地面积与静电吸盘(即electrostaticchuck，简称ESC)面积的比值，来提高等离子体处理设备的自偏压。但是，对于固定的腔体的等离子体处理设备，其接地面积与ESC面积的比值已经固定，因此，只有增加RF信号的功率才可以增加自偏压。而RF信号功率的增加会带来许多其他的附加效应，比如散热系统更加复杂，面对等离子体的各种部件受到的轰击增强从而寿命减短等。

如图1-图3所示，图1示出了现有技术中的CCP设备形成的射频RF信号随时间T变化的曲线图，图2示出了现有技术中的CCP设备形成的等离子体电位(即，plasma voltage)随时间T变化的曲线图，图3示出了现有技术中的CCP设备中的待处理衬底表面的自偏压Vdc随时间T变化的曲线图；从图1、图2和图3可以看出，在进入到CCP设备的腔体内的射频信号的正半周期内，所述待处理衬底表面的电位为正，所述待处理衬底与等离子体之间会维持恒定的鞘层电压，以维持等离子体呈准中性，因此，在该正半周期内，等离子体的电位会随着待处理衬底表面电位的变化而变化，待处理衬底表面的自偏压就等于鞘层电压；在射频信号的负半周期内，所述待处理衬底表面的电位为负，由于此时等离子体的上表面与接地的上电极结构中的气体喷淋头之间仍然存在一个恒定电位的鞘层电压以维持等离子体呈电中性，因此，在该负半周期内，等离子体电位维持不变，待处理衬底表面的自偏压等于射频电压与鞘层电压之和，并随着射频电压的变化而变化，如图3所示，使得在待处理衬底表面形成的平均自偏压较小。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种等离子体处理设备，如图4所示，所述等离子体处理设备包括：

等离子体处理腔室10；

位于所述等离子体处理腔室10内，相对设置的第一电极结构20和第二电极结构30；

与所述第一电极结构20电连接的信号处理器40以及与所述信号处理器40电连接的信号发生器50，所述信号发生器50用于产生第一信号，所述信号处理器40用于对所述第一信号进行处理后，馈入到所述第一电极结构20和所述第二电极结构30之间，以产生等离子体；

其中，所述信号处理器40包括第一信号处理器41，用于将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为第一函数的n次方异号的函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数。

本申请实施例所提供的等离子体体设备，包括：相对设置的第一电极结构和第二电极结构，与所述第一电极结构电连接的信号处理器以及与所述信号处理器电连接的信号发生器，所述信号发生器用于产生第一信号，所述信号处理器用于对所述第一信号进行处理后馈入到第一电极结构和第二电极结构之间，以产生等离子体，其中，所述信号处理器包括第一信号处理器，用于将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号为第一函数的n次方异号的函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数，从而使得馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的第二信号的函数值始终为负值，进而使得待处理衬底表面的电位始终为负值，以此在待处理衬底表面形成一个较高的自偏压，实现提高所述等离子体处理设备中的自偏压的目的，更适于对待处理衬底进行高深宽比刻蚀的应用。

需要说明的是，本申请中所述第二电极结构接地，以在所述第一电极结构和所述第二电极结构之间形成电位差，便于位于所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的工艺气体电离形成等离子体，最后通过所述第二电极结构和所述等离子体处理腔室回到信号发生器形成闭合回路。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一电极结构为下电极结构，所述第二电极结构为上电极结构，且所述上电极结构接地，在本申请的另一个实施例中，所述第一电极结构为上电极结构，所述第二电极结构为下电极结构，且所述下电极结构接地，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。下面以所述第一电极结构为下电极结构，所述第二电极结构为上电极结构，且所述上电极结构接地为例进行描述。

继续如图4所示，在本申请的一个实施例中，所述第一电极结构20包括静电吸盘装置21，所述静电吸盘装置21包括静电吸盘和位于所述静电吸盘下方的基座，所述静电吸盘用于放置待处理衬底22，所述第二电极结构30包括气体喷淋头31，所述气体喷淋头31用于向所述等离子体处理腔室10中通入工艺气体，优选的，所述气体喷淋头接地，以在所述第一电极结构和所述第二电极结构之间形成电位差，便于位于所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的工艺气体电离形成等离子体，最后通过所述第二电极结构和所述等离子体处理腔室回到信号发生器形成闭合回路，其中，所述等离子体处理腔室接地。但本申请对此并不做限定具体视情况而定。

可选的，在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述信号发生器为频率发生器，用于产生射频信号，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述信号发生器也可以为其他射频信号产生装置，具体视情况而定。

本申请实施例中提供的等离子体处理设备中，由于与第一电极结构电连接的信号处理器所包括的第一信号处理器能够将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为第一函数的n次方的异号函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数，从而使得馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的第二信号的函数值始终为负值，进而使得静电吸盘上的待处理衬底表面的电位始终为负值，又由于等离子体的电位由接地的上电极结构的表面的鞘层电压决定，以此在待处理衬底表面上形成的自偏压的瞬时值始终等于射频电压与鞘层电压之和，从而在待处理衬底表面形成一个较高的自偏压，由此可见，本申请实施例所提供的等离子体处理设备无需增大射频功率，也无需改变等离子体的腔体结构，可以在保持等离子体处理设备的腔体结构和射频功率的前提下，实现提高所述等离子体处理设备中的自偏压的目的。

而且，由于静电吸盘上的待处理衬底表面的电位始终为负值，且所述待处理衬底与等离子体之间会维持恒定的鞘层电压，以维持等离子体呈电中性，从而使得等离子体的电位始终不变，因此，本申请实施例所提供的等离子体处理设备所产生的等离子体的稳定性更高。

另外，由于等离子体和靠近等离子体的上电极结构的表面之间只存在一个鞘层电压差，因此，靠近等离子体的上电极结构的表面受到的等离子体的轰击能量也比较弱，有利于上电极结构的使用寿命的延长。

在本申请上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一信号对应的函数为第一函数，即所述第二信号对应的函数为与第一信号对应的函数的n次方异号的函数；在本申请的另一个实施例中，所述第一信号对应的函数为第二函数，所述第二函数与所述第一函数互为正余弦函数，即所述第一函数为正弦函数时，所述第二函数为余弦函数，所述第一函数为余弦函数时，所述第二函数为正弦函数，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

具体的，在本申请的一个实施例中，所述第一信号的波形为sinwt波形，所述第二信号的波形可以为-sin²wt波形，在本申请的另一个实施例中，所述第一信号的波形为sinwt波形，所述第二信号的波形也可以为-cos²wt波形，在本申请的又一个实施例中，所述第一信号的波形为cos wt波形，所述第二信号的波形可以为-cos²wt波形，在本申请的再一个实施例中，所述第一信号的波形为coswt波形，所述第二信号的波形也可以为-sin²wt波形，在本申请的其他实施例中，所述第一信号的波形为sinwt波形，所述第二信号的波形还可以为-sin⁴wt或-cos⁴wt波形，本申请对此不做限定，只要保证第二信号的波形为-sinⁿwt或-cosⁿwt波形，n为大于零的偶数即可，具体视情况而定。

在本申请上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图5所示，所述第一信号处理器41包括：

模拟信号乘法器411，用于将所述第一信号转换成第三信号，所述第三信号对应的函数为第一函数的n次方的函数，以使得所述第三信号的函数值始终为正值；

反相器412，用于将所述第三信号转换成第二信号，由于所述第二信号对应的函数为第一函数的n次方异号的函数，以使得所述第二信号的函数值始终为负值，从而使得待处理衬底表面上形成的自偏压的瞬时值始终等于射频电压与鞘层电压之和，进而在待处理衬底表面形成一个较高的自偏压。

在本申请上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图6所示，所述信号处理器40还包括：第二信号处理器42，所述第二信号处理器42用于将所述第二信号放大后，馈入到所述第一电极结构20和所述第二电极结构30之间，以增大馈入到所述第一电极结构20和所述第二电极结构30之间的射频信号强度。

具体的，在本申请上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图7所示，所述第二信号处理器42包括：功率放大器421和匹配器422；其中，功率放大器421用于对所述第二信号进行放大；匹配器422用于匹配第一阻抗和第二阻抗，其中，所述第一阻抗为所述信号发生器50中的阻抗，所述第二阻抗为所述信号发生器50至所述第二电极结构30所在支路上的所有阻抗之和，以使馈入到所述第一电极结构20和所述第二电极结构30之间的射频信号强度最大，从而以最大程度的提高等离子体处理腔室内的等离子体的能量，提高等离子体的刻蚀效果。

具体的，如图8-图10所示，图8示出了本申请所提供的等离子体处理设备形成的射频RF信号随时间T变化的曲线图，图9示出了本申请所提供的等离子体处理设备形成的等离子体电位Plasma voltage随时间T变化的曲线图，图10示出了本申请所提供的等离子体处理设备中的待处理衬底表面的自偏压Vdc随时间T变化的曲线图。

从图8、图9以及图10可以看出，本申请实施例所提供的等离子体处理设备中，所述频率发生器产生的射频RF信号依次经过模拟信号乘法器、反相器、功率放大器和适配器之后，进入到等离子体处理设备的等离子体处理腔室内的射频信号的函数值始终为负值，又由于等离子体的电位由接地的上电极结构的表面的鞘层电压决定，因此，本申请实施例所提供的等离子体处理设备可以使得待处理衬底表面上形成的自偏压的瞬时值始终等于射频电压与鞘层电压之和，在待处理衬底表面形成一个较高的平均自偏压。

相应的，本申请还提供了一种等离子体处理方法，该方法应用于上述任一实施例中提供的等离子体处理设备，如图11所示，该等离子体处理方法包括：

S10：将待处理衬底放置在等离子体处理腔室内的第一电极结构上；

S20：启动所述信号发生器和所述信号处理器，利用所述信号处理器将对所述信号发生器产生的第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间，并向所述等离子体处理腔室内通入工艺气体，以在所述第一电极结构和所述第二电极结构之间产生等离子体，对所述待处理衬底进行处理；

其中，所述信号处理器包括第一信号处理器，用于将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为第一函数的n次方异号的函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一电极结构为下电极结构，所述第二电极结构为上电极结构，且所述上电极结构接地，在本申请的另一个实施例中，所述第一电极结构为上电极结构，所述第二电极结构为下电极结构，且所述下电极结构接地，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。下面以所述第一电极结构为下电极结构，所述第二电极结构为上电极结构，且所述上电极结构接地为例进行描述。

在本申请上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一电极结构包括静电吸盘装置，所述静电吸盘装置包括静电吸盘和位于所述静电吸盘下方的基座，所述静电吸盘用于放置待处理衬底，所述第二电极结构包括气体喷淋头，所述气体喷淋头用于向所述等离子体处理腔室中通入工艺气体，优选的，所述气体喷淋头接地，以在所述第一电极结构和所述第二电极结构之间形成电位差，便于位于所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的工艺气体电离形成等离子体，最后通过所述第二电极结构和所述等离子体处理腔室回到信号发生器形成闭合回路，其中，所述等离子体处理腔室接地。但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

可选的，在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述信号发生器为频率发生器，用于产生射频信号，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述信号发生器也可以为其他射频信号产生装置，具体视情况而定。

本申请实施例中提供的等离子体处理方法中，由于与第一电极结构电连接的信号处理器所包括的第一信号处理器能够将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为第一函数的n次方的异号函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数，从而使得馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的第二信号的函数值始终为负值，进而使得静电吸盘上的待处理衬底表面的电位始终为负值，又由于等离子体的电位由接地的上电极结构的表面的鞘层电压决定，以此在待处理衬底表面上形成的自偏压的瞬时值始终等于射频电压与鞘层电压之和，从而在待处理衬底表面形成一个较高的自偏压，由此可见，本申请实施例所提供的等离子体处理设备无需增大射频功率，也无需改变等离子体的腔体结构，可以在保持等离子体处理设备的腔体结构和射频功率的前提下，实现提高所述等离子体处理设备中的自偏压的目的。

而且，由于静电吸盘上的待处理衬底表面的电位始终为负值，且所述待处理衬底与等离子体之间会维持恒定的鞘层电压，以维持等离子体呈电中性，从而使得等离子体的电位始终不变，因此，本申请实施例所提供的等离子体处理设备所产生的等离子体的稳定性更高。

另外，由于等离子体和靠近等离子体的上电极结构的表面之间只存在一个鞘层电压差，因此，靠近等离子体的上电极结构的表面受到的等离子体的轰击能量也比较弱，有利于上电极结构的使用寿命的延长。

在本申请上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一信号为第一函数，即所述第二信号对应的函数为与第一信号对应的函数的n次方异号的函数；在本申请的另一个实施例中，所述第一信号对应的函数为第二函数，所述第二函数与所述第一函数互为正余弦函数，即所述第一函数为正弦函数时，所述第二函数为余弦函数，所述第一函数为余弦函数时，所述第二函数为正弦函数，本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

具体的，在本申请的一个实施例中，所述第一信号的波形为sinwt波形，所述第二信号的波形可以为-sin²wt波形，在本申请的另一个实施例中，所述第一信号的波形为sinwt波形，所述第二信号的波形也可以为-cos²wt波形，在本申请的又一个实施例中，所述第一信号的波形为cos wt波形，所述第二信号的波形可以为-cos²wt波形，在本申请的再一个实施例中，所述第一信号的波形为coswt波形，所述第二信号的波形也可以为-sin²wt波形，在本申请的其他实施例中，所述第一信号的波形为sinwt波形，所述第二信号的波形还可以为-sin⁴wt或-cos⁴wt波形，本申请对此不做限定，只要保证第二信号的波形为-sinⁿwt或-cosⁿwt波形，n为大于零的偶数即可，具体视情况而定。

在本申请上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一信号处理器包括：模拟信号乘法器和反相器；在本申请实施例中，利用所述信号处理器将对所述信号发生器产生的第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间包括：

利用所述模拟信号乘法器将所述第一信号转换成第三信号输出给所述反相器，所述第三信号对应的函数为第一函数的n次方的函数，以使得所述第三信号的函数值始终为正值；

利用所述反相器将所述第三信号转换成第二信号，由于所述第二信号为第一函数的n次方异号的函数，以使得所述第二信号的函数值始终为负值，从而使得待处理衬底表面上形成的自偏压的瞬时值始终等于射频电压与鞘层电压之和，进而在待处理衬底表面形成一个较高的自偏压。

在本申请上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述信号处理器还包括：第二信号处理器，在本申请实施例中，利用所述信号处理器将对所述信号发生器产生的第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间还包括：

利用所述第二信号处理器将所述第二信号放大后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间，以增大馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的射频信号强度。

具体的，在本申请上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第二信号处理器包括：功率放大器和匹配器；在本实施例中，利用所述第二信号处理器将所述第二信号放大后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间包括：

利用所述功率放大器将所述第二信号放大后输出给所述匹配器；

利用所述匹配器匹配第一阻抗和第二阻抗，其中，所述第一阻抗为所述信号发生器中的阻抗，所述第二阻抗为所述信号发生器至所述第二电极结构所在支路上的所有阻抗之和，以使馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的射频信号强度最大，从而以最大程度的提高等离子体处理腔室内的等离子体的能量，提高等离子体的刻蚀效果。

综上可知，本申请实施例中提供的等离子体处理设备及其等离子处理方法中，由于与第一电极结构电连接的信号处理器所包括的第一信号处理器能够将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为第一函数的n次方异号的函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数，从而使得馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间的第二信号的函数值始终为负值，进而使得静电吸盘上的待处理衬底表面的电位始终为负值，又由于等离子体的电位由接地的上电极结构的表面的鞘层电压决定，以此在待处理衬底表面上形成的自偏压的瞬时值始终等于射频电压与鞘层电压之和，从而在待处理衬底表面形成一个较高的自偏压，由此可见，本申请实施例所提供的等离子体处理设备而无需增大射频功率，也无需改变等离子体的腔体结构，可以在保持等离子体处理设备的腔体结构和射频功率的前提下，实现提高所述等离子体处理设备中的自偏压的目的。

本说明书中各个部分采用并列和递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种等离子体处理设备，其特征在于，包括：

等离子体处理腔室；

位于所述等离子体处理腔室内，相对设置的第一电极结构和第二电极结构；

与所述第一电极结构电连接的信号处理器以及与所述信号处理器电连接的信号发生器，所述信号发生器用于产生第一信号，所述信号处理器用于对所述第一信号进行处理后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间，以产生等离子体；

其中，所述信号处理器包括第一信号处理器，用于将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为与第一函数的n次方异号的函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数。

2.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述第一信号对应的函数为第一函数。

3.根据权利要求2所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述第一信号的波形为sinwt波形，所述第二信号的波形为-sin²wt波形。

4.根据权利要求1-3任一项所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述第一信号处理器包括：

模拟信号乘法器，用于将所述第一信号转换成第三信号，所述第三信号对应的函数为第一函数的n次方的函数；

反相器，用于将所述第三信号转换成第二信号。

5.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述信号处理器还包括：

第二信号处理器，所述第二信号处理器用于将所述第二信号放大后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间。

6.根据权利要求5所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述第二信号处理器包括：

功率放大器，用于对所述第二信号进行放大；

匹配器，用于匹配第一阻抗和第二阻抗，其中，所述第一阻抗为所述信号发生器中的阻抗，所述第二阻抗为所述信号发生器至所述第二电极结构所在支路上的所有阻抗之和。

7.一种等离子体处理方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的等离子体处理设备，该等离子体处理方法包括：

将待处理衬底放置在等离子体处理腔室内的第一电极结构上；

启动所述信号发生器和所述信号处理器，利用所述信号处理器将对所述信号发生器产生的第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间，并向所述等离子体处理腔室内通入工艺气体，以在所述第一电极结构和所述第二电极结构之间产生等离子体，对所述待处理衬底进行处理；

其中，所述信号处理器包括第一信号处理器，用于将所述第一信号转换成第二信号，其中，所述第二信号对应的函数为与第一函数的n次方异号的函数，所述第一函数为周期性正弦函数或周期性余弦函数，其中，n为大于零的偶数。

8.根据权利要求7所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述第一信号处理器包括：模拟信号乘法器和反相器；

利用所述信号处理器将对所述信号发生器产生的第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间包括：

利用所述模拟信号乘法器将所述第一信号转换成第三信号输出给所述反相器，所述第三信号对应的函数为第一函数的n次方的函数；

利用所述反相器将所述第三信号转换成第二信号输出。

9.根据权利要求7所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述信号处理器还包括：第二信号处理器；

利用所述信号处理器将对所述信号发生器产生的第一信号进行处理后馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间还包括：

利用所述第二信号处理器将所述第二信号放大后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间。

10.根据权利要求9所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述第二信号处理器包括：功率放大器和匹配器；

利用所述第二信号处理器将所述第二信号放大后，馈入到所述第一电极结构和所述第二电极结构之间包括：

利用所述功率放大器对所述第二信号进行放大后输出给匹配器；

利用所述匹配器匹配第一阻抗和第二阻抗，其中所述第一阻抗为所述信号发生器中的阻抗，所述第二阻抗为所述信号发生器至所述第二电极结构所在支路上的所有阻抗之和。

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