CN211350572U - 等离子体反应器 - Google Patents

Abstract

一种等离子体反应器包括：反应腔，其内底部设导电基座，导电基座通过第一匹配器电路连到第一射频电源装置，导电基座上设静电夹盘，静电夹盘吸附待处理基片，待处理基片上为等离子体环境；插入环，围绕在导电基座外围，其内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米小于10毫米；聚焦环，设在插入环上方，聚焦环围绕静电夹盘且暴露于等离子体环境中；耦合环，设置在所述插入环的下方，且环绕于所述导电基座的外围；设备板，位于导电基座下方；导线，其第一端电连接到导电基座或者设备板，其第二端电连接到插入环，可变阻抗装置串联在导线上。所述等离子体反应器中聚焦环上方的射频可调且能降低发生电弧放电的现象。

Description

等离子体反应器

技术领域

本实用新型涉及半导体加工技术领域，具体涉及一种等离子体反应器。

背景技术

半导体芯片被日益广泛的应用到各种电子设备中，其中半导体芯片加工过程需要用到大量等离子反应器，所述等离子体反应器用于对待处理的基片进行等离子刻蚀或化学气相沉积工艺。图1a是一个典型的等离子体反应器，包括：反应腔10，反应腔10顶部包括一个绝缘材料窗，绝缘材料窗上方设置有电感线圈7，电感线圈7通过一个射频匹配器8连接到一个高频(13MHz及以上)射频电源6，还包括至少一个反应气体源11经过阀门95和气体喷头90将反应气体送入反应腔中，以形成等离子体对基片进行刻蚀。反应腔10内部下方包括一个基座20，基座20通过一个偏置射频功率匹配器5连接到一个偏置射频源4，其中偏置射频源4输出的低频射频频率一般低于2MHz。基座20通常由铝合金进行表面阳极氧化形成阳极氧化层，或者在铝合金表面涂覆一层绝缘的耐腐蚀材料层，以避免被反应腔10内的刻蚀气体腐蚀，造成颗粒污染等一系列问题。基座20上表面设置有一个静电夹盘21用于固定基片22。基座20下部外围还包括一个凸出的台阶部，台阶部上设置有耦合环25，通过对耦合环125的材料和形状尺寸的选择，改变基片边缘区域耦合的射频能量分布。耦合环25上方设置有一个聚焦环23，其中聚焦环23内壁围绕并紧贴基片22，而且聚焦环23的上表面暴露到上方的等离子体。由于聚焦环23是长期暴露在等离子体中，所以在一段时间的等离子处理后聚焦环23表面材料必然会被腐蚀，因此聚焦环23的高度会随之下降，下降的高度会严重影响基片边缘区域鞘层的分布和形态，易造成基片边缘区域刻蚀速率和刻蚀方向(edgetilting)与基片中心区域的差别，降低基片加工均匀性，影响最终芯片的良率。

图1b为图1a中等离子处理器中低频射频功率分布示意图，请参考图1b，输入的低频射频功率P0经过基座20与基片22(见图1a)之间的等效电容C11耦合P1’功率到基片，同时经过基座20到耦合环25和聚焦环23的等效电容C12耦合P2’到聚焦环25。其中C12的值非常小，而且很难调节，所以P2’会远小于P1’且功率比例很难调。

另外，利用现有的等离子体反应器，电弧放电较严重，所以业内需要开发一种新的等离子体反应器，以动态精密调节低频射频功率在基片中心和基片边缘区域的射频功率分布，从而改善基片处理工艺的均匀性，且减轻电弧放电现象。最佳的，该调节装置需要结构简单、成本低廉，能够应用于各种等离子处理装置。

发明内容

本实用新型提供了一种等离子体反应器，以简单有效的调整基片边缘区域射频功率，补偿聚焦环长期使用中的损耗带来的基片边缘倾斜刻蚀(edge tilting)，并降低发生电弧放电的风险。

本实用新型公开一种等离子体反应器，包括：反应腔，其内底部设有导电基座，所述导电基座通过匹配器电路连接到射频电源装置，所述导电基座上设有静电夹盘，所述静电夹盘的上表面用于吸附待处理基片，所述待处理基片上方的反应腔内为等离子体环境；插入环，围绕设置在导电基座的外围，其内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米小于10毫米；聚焦环，设置在所述插入环的上方，所述聚焦环围绕所述静电夹盘且暴露于所述等离子体环境中；耦合环，设置在所述插入环的下方，且环绕于所述导电基座的外围；设备板，位于所述导电基座下方；导线，其第一端电连接到所述导电基座或者设备板，其第二端电连接到所述插入环，可变阻抗装置串联在所述导线上。

可选的，所述插入环的内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米小于3毫米。

可选的，所述耦合环包括底部环和凸出部，所述凸出部位于所述插入环与导电基座之间，所述底部环位于所述插入环和凸出部的下方。

可选的，所述射频电源装置输出的射频信号的频率范围为：10KHz～300MHz。

可选的，所述导电基座和耦合环还具有贯穿导电基座和耦合环的传输销孔；所述可变阻抗装置与插入环之间的导线上还依次串联有适配器和传输销，所述传输销与插入环电连接，所述传输销位于所述传输销孔内，所述传输销外套设有绝缘套管；所述适配器位于所述设备板的下方。

可选的，所述可变阻抗装置与适配器之间还包括环形射频缓冲件，所述环形射频缓冲件位于所述设备板的下方，所述可变阻抗装置通过一根导线与环形射频缓冲件电连接，所述适配器的个数为至少1个；当所述适配器的个数位多个时，多个适配器沿环形射频缓冲件的周向均匀分布且均与环形分配器电连接，各个所述适配器通过不同的传输销电连接至插入环的不同区域。

可选的，所述可变阻抗装置位于所述插入环的中心轴线上，所述适配器的个数为至少1个；当所述适配器的个数位多个时，所述可变阻抗装置通过多根导线分别与各个所述适配器电连接，各个所述适配器通过不同的传输销电连接至插入环。

可选的，所述导电基座的外侧壁包括至少一层耐等离子腐蚀的绝缘材料层。

可选的，所述耐等离子腐蚀的绝缘材料层的材料包括：氧化铝或者氧化钇。

可选的，所示可变阻抗装置包括至少一可变阻抗装置或可变电感。

可选的，所述可变阻抗装置位于所述设备板下方的大气环境中。

可选的，所述反应腔的侧壁由接地金属组成，所述接地金属包围形成电场屏蔽空间，所述可变阻抗装置位于所述电场屏蔽空间内。

可选的，所述耦合环的材料包括：氧化硅或氧化铝中的至少一种。

可选的，所述聚焦环的材料包括：导体材料或者半导体材料，所述聚焦环与耦合环之间不设置插入环；所述导线的第二端电连接到所述聚焦环。

可选的，所述聚焦环的底部涂覆有导电层，所述聚焦环与耦合环之间不设置插入环；所述导线的第二端电连接所述导电层。

可选的，所述插入环埋入耦合环中或者埋入聚焦环中。

可选的，还包括：气体喷淋头，位于所述反应腔的顶部，所述气体喷淋头与导电基座相对设置，用于向反应腔内输送反应气体，所述反应气体在射频电源装置的作用下形成等离子体。

与现有技术相比，本实用新型技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提供的等离子体反应器中，导线，其第一端电连接到所述导电基座或者设备板，其第二端电连接到所述插入环，可变阻抗装置串联在所述导线上，由于所述插入环的内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米，所述插入环的内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙不至于过小，使得耦合到聚焦环上的射频功率不至于过大，则可通过调节所述可变阻抗装置的电容值，能够有效地调节输送到聚焦环的射频功率，从而改变所述聚焦环上方的鞘层高度，使得待处理基片中心区域与聚焦环上方具有相同高度的鞘层，因此，有利于改善刻蚀的均一性。同时，所述插入环的内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙小于10毫米，使得所述插入环的内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙不至于过大，使得射频功率到达待处理基片中心区域与到达聚焦环上方的相位差的差异较小，有利于降低发生电弧放电的风险。

附图说明

图1a为现有技术一种等离子处理器的结构示意图；

图1b为图1a中等离子处理器中低频射频功率分布示意图；

图2是本实用新型等离子处理器第一种实施例的结构示意图；

图3是图2等离子处理器中一种调节装置的立体图；

图4是图3沿A-A1线的剖面结构示意图；

图5是图2中等离子处理器中射频功率分布示意图；

图6是2等离子处理器中另一种调节装置沿X方向的俯视图；

图7是本实用新型等离子处理器第二种实施例的结构示意图；

图8是本实用新型等离子处理器第三种实施例的结构示意图；

图9是本实用新型等离子处理器第四种实施例的示意图；

图10是本实用新型等离子处理器第五种实施例的示意图。

具体实施方式

本实用新型提出了一种新的等离子处理腔，包括：反应腔，其内底部设有导电基座，所述导电基座通过匹配器电路连接到射频电源装置，所述导电基座上设有静电夹盘，所述静电夹盘的上表面用于吸附待处理基片，所述待处理基片上方的反应腔内为等离子体环境；插入环，围绕设置在导电基座的外围；聚焦环，设置在所述插入环的上方，所述聚焦环围绕所述静电夹盘且暴露于所述等离子体环境中；耦合环，包括底部环和凸出部，所述凸出部位于所述插入环与导电基座之间，所述底部环位于所述插入环和突出部的下方，所述插入环的内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米小于10毫米；设备板，位于所述导电基座下方；导线，其第一端电连接到所述导电基座或者设备板，其第二端电连接到所述插入环，可变阻抗装置串联在所述导线上。所述等离子体反应器中聚焦环上方的射频可调且能降低发生电弧放电的风险。

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

图2是本实用新型等离子处理器第一种实施例的结构示意图。

请参考图2，反应腔100，其内底部设有导电基座120，所述导电基座120通过匹配器50电路连接到射频电源装置40，所述导电基座120上设有静电夹盘121，所述静电夹盘121的上表面用于吸附待处理基片122，所述待处理基片122上方的反应腔内为等离子体环境；插入环127，围绕设置在导电基座120的外围，其内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米小于3毫米；聚焦环123，设置在所述插入环127的上方，所述聚焦环123围绕所述静电夹盘121且暴露于所述等离子体环境中；耦合环125，设置在所述插入环127的下方，且环绕于所述导电基座120的外围；设备板126，位于所述导电基座120下方；导线128，其第一端电连接到所述导电基座120或者设备板126，其第二端电连接到所述插入环127，可变阻抗装置124串联在所述导线128上。在本实施例中，所述等离子体反应器为电容耦合等离子处理器(CCP)，所述电容耦合等离子处理器还包括：气体喷淋头130，位于所述反应腔100的顶部，所述气体喷淋头130与导电基座120相对设置，用于向反应腔100内输送反应气体，所述反应气体在射频电源装置40的作用下形成等离子体；所述气体喷淋头130作为电容耦合等离子处理器的上电极，所述导电基座120作为下电极。

在其它实施例中，所述等离子体反应器为电感耦合等离子处理器外(ICP)，所述电感耦合等离子处理器外(ICP)包括：位于所述反应腔顶部的绝缘窗口；位于所述绝缘窗口上的电感线圈。

在电容耦合等离子处理器中，高频功率(13.56Mhz以上，如27MHz、60MHz等)可以被输送到作为下电极的导电基座120，此时上电极电接地，也可以将上述高频功率输送到上电极，所述高频功率用于使反应气体转化为等离子体，所述等离子体用于对待处理基片进行等离子体处理。所述电容耦合等离子处理器还包括：低频功率，施加于下电极，用于使等离子体向待处理晶片表面偏转。

在本实施例中，所述插入环127设置在耦合环125上方，聚焦环123设置在插入环127上方，所述导线128的一端与插入环127直接电连接，另一端与导电基座120直接电连接，导线128中间还串联有一个可变阻抗装置124。由于所述插入环127的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米，使得所述插入环127的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙不至于过小，则射频功率耦合至聚焦环123上的量不至于过多，因此，可通过调节可变阻抗装置124的电容值来调节输送到聚焦环123的射频功率；同时，所述插入环127的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙小于3毫米，使得所述插入环127的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙不至于过大，则有利于降低插入环127与导电基座120之间发生放电现象。并且，所述插入环127与导电基座120之间的间隙还有利于允许插入环127和导电基座120在温度发生变化时有足够的空间发生膨胀。

所述插入环127的材料为导电材料，如铝或石墨。

所述插入环127可以为一完整的环形，也可以分为若干段弧段，共同围成所述插入环127，每个弧段之间存在间隙或隔离部件实现互相电隔离。

所述可变阻抗装置124包括可变电感、电容组成的混合电路或者其它元器件组合而成的电路以实现阻抗调节的功能，例如：马达电容。

所述可变阻抗装置124设置在导电基座120下方的真空空间中，也可将可变阻抗装置124设置到反应腔内设备板126下方的大气环境中，只要使导线128两端穿过设备板126，设置在大气环境的可变阻抗装置124更容易散热也更容易维护。另外，可变阻抗装置124紧邻设置在设备板126下方，使得导线128的长度较短，以保证施加到导电基座120和施加到插入环127上的射频信号的相位大致相同，使得在基片中心区域和边缘区域获得大致相同的直流电势，实现基片中心区域和边缘区域的均匀处理。反应腔壁100由接地金属组成，接地金属围成电场屏蔽空间，所述可变阻抗装置124在反应腔的电场屏蔽空间内，即使是在设备板126下方的大气环境中仍然可以避免可变阻抗装置124向外部环境辐射低频电场。相对必须在耦合环125内设置液体进出管道和机械驱动装置，所述可变阻抗装置124体积小且成本低，而且安装结构简单。

等离子处理器还包括：适配器和传输销，所述可变阻抗装置124、适配器和传输销构成调节装置，以下结合图3和图4对所述调节装置进行详细说明：

请参考图3和图4，图4是图3沿A-A1线的剖面结构示意图，所述导电基座120和耦合环125还具有贯穿导电基座120和耦合环125的传输销孔140(见图4)；所述可变阻抗装置124与插入环127之间的导线128上还依次串联有与可变阻抗装置124电连接的适配器141和传输销142，所述传输销142与插入环127电连接，所述传输销142位于所述传输销孔140内，所述传输销142外套设有绝缘套管146(见图4)；所述适配器141位于所述设备板126(见图2)的下方。

图5是图2中等离子处理器中射频功率分布示意图。

无论所述射频电源装置40的频率是大还是小，耦合到待处理基片122的等效电容C21均很大，但是：

当所述射频电源装置的频率为10KHz～13.56MHz时，所述导电基座120经过侧壁耐腐蚀绝缘层和耦合环125到聚焦环123的等效电容C22较小，无法传输较大功率的射频功率。可变阻抗装置124不是通过传统的耦合的方式传递射频功率，而是通过直接电连接的方式将基座120中的射频功率直接引导到了目标聚焦环123的下表面处，所以绕过了严重影响低频射频功率耦合的阻抗。其中可变阻抗装置124可以根据需要自行选择取值范围和调节范围，所述可变阻抗装置124通过简单的调节容值就可以有效的调节输送到聚焦环123的射频功率，从而改变所述聚焦环123上方鞘层的高度，使得待处理基片中心区域与聚焦环123上方具有相同高度的鞘层，因此，有利于改善刻蚀均一性。

当所述射频电源装置的频率为10KHz～13.56MHz时，在一种实施例中，所述适配器141的个数为1个，所述传输销142的个数也为1个，所述可变阻抗装置124依次通过适配器141和传输销142与插入环127实现电连接。由于所述射频电源装置40的频率较小，通过1个适配器141和传输销142向插入环127射频功率输入，射频功率下降较少，能够满足要求，不会有不同相位角上的不对称问题。

当所述射频电源装置的频率为10KHz～13.56MHz时，在另一种实施例中，所述适配器141的个数为多个，所述传输销142的个数也为多个，且一个适配器141通过1个传输销142电连接插入环127的不同区域。通过多个适配器141和传输销142向插入环127射频功率输入，射频功率下降更少，更能满足要求，更加不会有不同相位角上的不对称问题。

在本实施例中，当所述适配器141的个数为多个时，所述可变阻抗装置124与适配器141之间还包括环形射频缓冲件145(见图3)，所述环形射频缓冲件145位于所述设备板126的下方，所述可变阻抗装置124位于设备板126边缘区域的下方，所述可变阻抗装置124通过一根导线128与环形射频缓冲件145电连接，所述环形射频缓冲件145与适配器141电连接。所述多个适配器141沿环形射频缓冲件145的周向均匀分布，所述环形射频缓冲件145用于缓冲射频。

当所述射频电源装置的频率为13.56MHz～300MHz时，所述导电基座120经过侧壁耐腐蚀绝缘层和耦合环125到聚焦环123的等效电容C22较大，但不至于过大，因此，可通过调节所述可变阻抗装置124的大小，调节输送至聚焦环123上射频功率大小，以改变所述聚焦环123处的鞘层的高度，使得待处理基片中心区域与聚焦环上方具有相同高度的鞘层，因此，有利于改善刻蚀均一性。

当所述射频电源装置的频率为13.56MHz～300MHz时，所述适配器141的个数为多个，所述传输销142的个数也为多个，且一个适配器141通过1个传输销142电连接插入环127。通过多个适配器141和传输销142向插入环127射频功率输入，射频功率下降较少，能够满足要求，不会有不同相位角上的不对称问题。

在一种实施例中，所述可变阻抗装置124与适配器141之间还包括环形射频缓冲件145，所述环形射频缓冲件145位于所述设备板126的下方，所述可变阻抗装置124通过一根导线128与环形射频缓冲件145电连接，所述多个适配器141沿环形射频缓冲件的周向均匀分布，所述环形射频缓冲件145用于缓冲射频。

需要说明的是：当所述可变阻抗装置124的个数为1个时，所有的适配器141都与可变阻抗装置124电连接；当所述可变阻抗装置124的个数为多个，所述适配器141的个数为多个时，不同的适配器141可与不同的可变阻抗装置124电连接。

同时，所述插入环127的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙小于3毫米，使得射频功率到达待处理基片122中心区域与到达聚焦环123上方的相位差的差异较小，有利于减轻发生电弧放电的风险。

图6是2等离子处理器中另一种调节装置沿X方向的俯视图。

请参考图6，所述可变阻抗装置124位于所述插入环127(见图2)的中心轴线上，所述适配器141的个数位多个，所述可变阻抗装置124通过多根导线128分别与各个所述适配器141电连接。

在其它实施例中，所述适配器的个数为1个。

在本实施例中，若所述设备版126下方有足够的空间来放置所述调节装置，所述调节装置放置于所述插入环127的中心轴线上，通过多根导线128使所述可变阻抗装置124与各个所述适配器141电连接，且所述可变阻抗装置124与各个所述适配器141之间的相位差差异更小，有利于进一步降低发生电弧放电的风险。

图7是本实用新型等离子处理器第二种实施例的结构示意图。

请参考图7，所述聚焦环123底部涂覆导电层129，所述可变阻抗装置124一端连接导电基座120，另一端连接所述导电层129。

在本实施例中，由于所述导电层129与导电基座120之间的间隙不至于过小，使得耦合到聚焦环123上的射频功率不至于过大，则可通过调节所述可变阻抗装置124的电容值，能够有效的调节输送到聚焦环123的射频功率，改变所述聚焦环123上方的鞘层高度，使得待处理基片中心区域与聚焦环123上方具有相同高度的鞘层，因此，有利于改善刻蚀均一性。同时，所述导电层129的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙小于3毫米，使得射频功率到达待处理基片中心区域与到达聚焦环123上方的相位差的差异较小，有利于降低发生电弧放电的风险。

图8是本实用新型等离子处理器第三种实施例的结构示意图。

在本实施例，所述聚焦环123的材料包括：导体材料(铝)或者半导体材料(硅或碳化硅)，所述聚焦环123作为所述插入环，因此无需额外再设置插入环，所以此时导线128的第二端直接连接到聚焦环123。

在本实施例中，由于所述聚焦环123与导电基座120之间的间隙大于0.02毫米，使得所述聚焦环123与导电基座120之间的间隙不至于过小，使得耦合到聚焦环123上的射频功率不至于过大，则可通过调节所述可变阻抗装置124的电容值，能够有效的调节输送到聚焦环123的射频功率，改变所述聚焦环123上方的鞘层高度，使得待处理基片中心区域与聚焦环123上方具有相同高度的鞘层，因此，有利于改善刻蚀均一性。同时，所述聚焦环123的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙小于3毫米，使得射频功率到达待处理基片中心区域与到达聚焦环123上方的相位差的差异较小，有利于降低发生电弧放电的风险。

图9是本实用新型等离子处理器第四种实施例的示意图。

在本实施例中，所述插入环127埋设入绝缘材料制成的耦合环125中，这样虽然从下电极120耦合到聚焦环123’的等效电容小于图2所示可变阻抗装置124的值，但也远大于图1所示的现有技术中的C12，因此，可通过调节所述可变阻抗装置124的大小，调节输送至聚焦环123’上射频功率大小，以改变所述聚焦环123’处鞘层的高度，使得待处理基片中心区域与聚焦环123’上方具有相同高度的鞘层，因此，有利于改善刻蚀均一性。

在其它实施例中，所述插入环埋设入聚焦环中。

图10是本实用新型等离子处理器第五种实施例的示意图。

请参考图10，反应腔100，其内底部设有导电基座120，所述导电基座120通过匹配器电路50连接到射频电源装置40，所述导电基座120上设有静电夹盘121，所述静电夹盘121的上表面用于吸附待处理基片122，所述待处理基片122上方的反应腔100内为等离子体环境；插入环127，围绕设置在导电基座120的外围，其内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米小于10毫米；聚焦环123，设置在所述插入环127的上方，所述聚焦环123围绕所述静电夹盘121且暴露于所述等离子体环境中；耦合环125，设置在所述插入环127的下方，且环绕于所述导电基座120的外围；设备板126，位于所述导电基座120下方；导线128，其第一端电连接到所述导电基座120或者设备板，其第二端电连接到所述插入环127，可变阻抗装置124串联在所述导线128上。

在本实施例中，所述耦合环125包括底部环125a和凸出部125b，所述凸出部125b位于所述插入环127与导电基座120之间，所述底部环125a位于所述插入环127和凸出部125b的下方，所述插入环127的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米，所述插入环127的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙不至于过小，使得耦合到聚焦环123上的射频功率不至于过大，则可通过调节所述可变阻抗装置124的电容值，能够有效地调节输送到聚焦环123上的射频功率，从而改变所述聚焦环123上方的鞘层高度，使待处理基片中心区域与聚焦环123上方具有相同高度的鞘层，因此，有利于改善刻蚀均一性。同时，所述插入环123的内侧壁与导电基座120的外侧壁之间的间隙小于10毫米，使得射频功率到达待处理基片中心区域与到达聚焦环123上方的相位差的差异较小，有利于减轻电弧放电。并且，所述插入环127与导电基座120之间的间隙用于容纳耦合环125的凸出部125b后，凸出部125b与导电基座120之间仍有较小的间隙，具体的，凸出部125b与导电基座120之间的间隙小于10毫米，所述凸出部125b与导电基座120之间的间隙还有利于允许凸出部125b和导电基座120在温度发生变化时有足够的空间发生膨胀。

在所述插入环127与导电基座120之间设置凸出部125b，使得凸出部125与导电基座120之间的间隙较小，有利于减轻电弧放电的现象。

另外，在所述插入环127与导电基座120之间设置所述凸出部125b，使得所述插入环127与导电基座120之间的距离不仅包括凸出部125b与导电基座120之间的间隙，还包括凸出部125b的顶部尺寸和凸出部125b的高度，则不同相位角凸出部125b与导电基座120之间的间隙发生小幅度改变时，不同相位角上所述插入环127与导电基座120之间的距离差异较小，则不同相位角上插入环127与导电基座120之间的电容差异较小，因此，有利于降低不同相位角上的不对称问题。

在本实施例中，在所述聚焦环123和耦合环125之间设置插入环127。在其他实施例中，所述聚焦环的材料包括：导体材料或者半导体材料，所述聚焦环与耦合环之间不设置插入环；所述导线的第二端电连接到所述聚焦环；或者，所述聚焦环的底部涂覆有导电层，所述聚焦环与耦合环之间不设置插入环；所述导线第二端电连接所述导电层；或者，所述插入环埋入耦合环中或者埋入聚焦环中。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优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实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种等离子体反应器，其特征在于，包括：

反应腔，其内底部设有导电基座，所述导电基座通过匹配器电路连接到射频电源装置，所述导电基座上设有静电夹盘，所述静电夹盘的上表面用于吸附待处理基片，所述待处理基片上方的反应腔内为等离子体环境；

插入环，围绕设置在导电基座的外围，其内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米小于10毫米；

聚焦环，设置在所述插入环的上方，所述聚焦环围绕所述静电夹盘且暴露于所述等离子体环境中；

耦合环，设置在所述插入环的下方，且环绕于所述导电基座的外围；

设备板，位于所述导电基座下方；

导线，其第一端电连接到所述导电基座或者设备板，其第二端电连接到所述插入环，可变阻抗装置串联在所述导线上。

2.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述插入环的内侧壁与导电基座的外侧壁之间的间隙大于0.02毫米小于3毫米。

3.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述耦合环包括底部环和凸出部，所述凸出部位于所述插入环与导电基座之间，所述底部环位于所述插入环和凸出部的下方。

4.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述射频电源装置输出的射频信号的频率范围为：10KHz～300MHz。

5.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述导电基座和耦合环还具有贯穿导电基座和耦合环的传输销孔；所述可变阻抗装置与插入环之间的导线上还依次串联有适配器和传输销，所述传输销与插入环电连接，所述传输销位于所述传输销孔内，所述传输销外套设有绝缘套管；所述适配器位于所述设备板的下方。

6.如权利要求5所述的等离子体反应器，其特征在于，所述可变阻抗装置与适配器之间还包括环形射频缓冲件，所述环形射频缓冲件位于所述设备板的下方，所述可变阻抗装置通过一根导线与环形射频缓冲件电连接，所述适配器的个数为至少1个；当所述适配器的个数位多个时，多个适配器沿环形射频缓冲件的周向均匀分布且均与环形分配器电连接，各个所述适配器通过不同的传输销电连接至插入环的不同区域。

7.如权利要求5所述的等离子体反应器，其特征在于，所述可变阻抗装置位于所述插入环的中心轴线上，所述适配器的个数为至少1个；当所述适配器的个数位多个时，所述可变阻抗装置通过多根导线分别与各个所述适配器电连接，各个所述适配器通过不同的传输销电连接至插入环。

8.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述导电基座的外侧壁包括至少一层耐等离子腐蚀的绝缘材料层。

9.如权利要求8所述的等离子体反应器，其特征在于，所述耐等离子腐蚀的绝缘材料层的材料包括：氧化铝或者氧化钇。

10.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所示可变阻抗装置包括至少一可变阻抗装置或可变电感。

11.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述可变阻抗装置位于所述设备板下方的大气环境中。

12.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述反应腔的侧壁由接地金属组成，所述接地金属包围形成电场屏蔽空间，所述可变阻抗装置位于所述电场屏蔽空间内。

13.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述耦合环的材料包括：氧化硅或氧化铝中的至少一种。

14.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述聚焦环的材料包括：导体材料或者半导体材料，所述聚焦环与耦合环之间不设置插入环；所述导线的第二端电连接到所述聚焦环。

15.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述聚焦环的底部涂覆有导电层，所述聚焦环与耦合环之间不设置插入环；所述导线第二端电连接所述导电层。

16.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述插入环埋入耦合环中或者埋入聚焦环中。

17.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，还包括：气体喷淋头，位于所述反应腔的顶部，所述气体喷淋头与导电基座相对设置，用于向反应腔内输送反应气体，所述反应气体在射频电源装置的作用下形成等离子体。

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