TW202341231A - 半導體加工設備 - Google Patents

Abstract

一種半導體加工設備，其包括製程腔室、上電極射頻線圈、下射頻電源、下電極組件、電連接件和可調器件，下電極組件包括基座、第一下電極和第二下電極，基座用於承載晶圓，第一下電極設置於基座內部且與下射頻電源電連接，第二下電極環繞且間隔設置於第一下電極外圍，製程腔室的內側壁通過電連接件與第二下電極電連接，以使上電極射頻線圈在製程腔室的內側壁產生的耦合電流通入第二下電極，可調器件用於調節製程腔室的內側壁通入第二下電極的耦合電流的大小。

Description

半導體加工設備

本發明涉及半導體製造技術領域，尤其涉及一種半導體加工設備。

在半導體的製造過程中，等離子體蝕刻製程是一種重要的蝕刻製程，感應耦合等離子體設備和電容耦合等離子體設備是兩種最為常用的等離子體發生源。在感應耦合等離子體設備中，受製程氣體的進氣方式和製程腔室內具體製程環境等因素的影響，在同一下電極的作用下，製程腔室中對應於下電極的不同區域範圍內的等離子體的分佈均勻性仍可能不同，這導致晶圓的不同區域的被加工速率存在差異，例如，製程腔室中對應下電極中心和對應於下電極邊緣的區域內等離子體的分佈均勻性不同時，晶圓的邊緣區域和中心區域的被加工速率存在差異，這將嚴重影響製程均勻性。

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種晶舟及半導體設備，其可以提高激發製程氣體發生輝光放電產生等離子體的穩定性，從而改善鍍膜效果。

為實現本發明的目的而提供一種晶舟，包括多個間隔設置的舟片組，每個該舟片組包括兩個相對且間隔設置的舟片，相鄰的兩個該舟片組用於分別與射頻電源的極性相反的兩個電極連接，且同一個該舟片組中的該舟片均用於與該射頻電源的同一電極連接，相鄰的兩個該舟片組之間的間隔空間用於放置晶片。

可選的，相鄰的兩個該舟片之間的間距範圍為大於等於0.5mm，且小於等於100mm。

可選的，相鄰的兩個該舟片之間的間距與該射頻電源加載至該舟片的射頻的頻率呈正相關。

可選的，該晶舟還包括絕緣連接杆，所有的該舟片上對應設置有通孔，該絕緣連接杆穿設於所有的該舟片上的該通孔；該舟片可拆卸地連接於該絕緣連接杆上。

可選的，該晶舟還包括多個絕緣間距調節件，該絕緣間距調節件設置在相鄰的兩個該舟片之間，多個該絕緣間距調節件中的部分該絕緣間距調節件在該絕緣連接杆的延伸方向上的厚度不同，該絕緣間距調節件用於調節相鄰的兩個該舟片之間的間距。

可選的，該絕緣間距調節件在該絕緣連接杆的延伸方向上的厚度範圍為大於等於0.5mm，且小於等於100mm。

可選的，該絕緣間距調節件為環狀，該絕緣間距調節件套設在該絕緣連接杆上，該絕緣間距調節件的外徑大於該通孔的孔徑，且該絕緣間距調節件的兩個端面分別和與之相鄰的兩個該舟片相抵接。

可選的，該舟片的材質為石墨。

可選的，該絕緣連接杆和該絕緣間距調節件的材質為陶瓷。

本發明還提供一種半導體設備，包括如本發明提供的該晶舟。

本發明具有以下有益效果：

本發明提供的晶舟，通過間隔設置多個舟片組，並使相鄰的兩個舟片組與射頻電源的極性相反的兩個電極連接，且使同一個舟片組中的舟片均與射頻電源的同一電極連接，可以使同一個舟片組中的兩個舟片為同等電動勢，消除同一個舟片組中的兩個舟片之間的電勢差，使同一個舟片組中的兩個舟片之間不會形成電磁場，消除同一個舟片組中的兩個舟片激發二者之間的製程氣體發生輝光放電產生等離子體的可能性，而使相鄰的兩個舟片組中的相鄰的兩個舟片可以激發二者之間的製程氣體發生輝光放電產生等離子體，從而能夠實現舟片的單側放電，提高激發製程氣體發生輝光放電產生等離子體的穩定性，進而能夠改善鍍膜效果。

本發明提供的半導體設備，借助本發明提供的晶舟，能夠實現單側放電，提高激發製程氣體發生輝光放電產生等離子體的穩定性，從而能夠改善鍍膜效果。

以下揭露提供用於實施本揭露之不同構件之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且非意欲限制。舉例而言，在以下描述中之一第一構件形成於一第二構件上方或上可包含其中該第一構件及該第二構件經形成為直接接觸之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成在該第一構件與該第二構件之間，使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考數字及/或字母。此重複出於簡化及清楚之目的且本身不指示所論述之各個實施例及/或組態之間的關係。

此外，為便於描述，諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及類似者之空間相對術語可在本文中用於描述一個元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中圖解說明。空間相對術語意欲涵蓋除在圖中描繪之定向以外之使用或操作中之裝置之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且因此可同樣解釋本文中使用之空間相對描述詞。

儘管陳述本揭露之寬泛範疇之數值範圍及參數係近似值，然儘可能精確地報告特定實例中陳述之數值。然而，任何數值固有地含有必然由於見於各自測試量測中之標準偏差所致之某些誤差。再者，如本文中使用，術語「大約」通常意謂在一給定值或範圍之10%、5%、1%或0.5%內。替代地，術語「大約」意謂在由此項技術之一般技術者考量時處於平均值之一可接受標準誤差內。除在操作/工作實例中以外，或除非以其他方式明確指定，否則諸如針對本文中揭露之材料之數量、時間之持續時間、溫度、操作條件、數量之比率及其類似者之全部數值範圍、數量、值及百分比應被理解為在全部例項中由術語「大約」修飾。相應地，除非相反地指示，否則本揭露及隨附發明申請專利範圍中陳述之數值參數係可根據需要變化之近似值。至少，應至少鑑於所報告有效數位之數目且藉由應用普通捨入技術解釋各數值參數。範圍可在本文中表達為從一個端點至另一端點或在兩個端點之間。本文中揭露之全部範圍包含端點，除非另有指定。

如圖1-圖4所示，本發明實施例公開一種半導體加工設備。如圖1所示，半導體加工設備包括製程腔室100、上電極射頻線圈200、下射頻電源410、下電極組件、電連接件和可調器件。其中，下電極組件包括基座、第一下電極310和第二下電極320，該基座用於承載晶圓，該基座例如為靜電卡盤，靜電卡盤具體可以包括基座主體330和承載主體340，且承載主體340位於基座主體330的上方，基座主體330用於承載承載主體340，但是，本發明實施例並不局限於此，在實際應用中，還可以採用其他可實現承載晶圓的基座結構。另外，半導體加工設備中通常還設置有直流電源450和真空泵460等器件，直流電源450與第一下電極310電連接，使第一下電極310具備吸附作用，進而使晶圓可以穩定地位於第一下電極310的上方，且被承載於承載主體340上，即實現靜電卡盤對晶圓的靜電吸附功能。真空泵460通過與製程腔室100連通，可以將製程腔室100內因進行加工製程產生的廢氣等抽離至製程腔室100之外，保證製程腔室100內的加工製程能夠持續地正常進行。

如圖1所示，上電極射頻線圈200例如安裝在製程腔室100的腔室側壁內，上電極射頻線圈200為自製程腔室100的進氣口通入製程腔室100內的製程氣體提供離化作用，以產生等離子體。當然，為保證上電極射頻線圈200能夠正常工作，如圖1所示，上電極射頻線圈200還需要通過上射頻匹配器440與上射頻電源430電連接。

具體地，上電極射頻線圈200可以包括立體線圈和平面線圈中的至少一者，上電極射頻線圈200可以安裝在製程腔室100的側壁中靠近進氣口的位置處，和/或，上電極射頻線圈200也可以安裝在製程腔室100的頂壁上，以在製程氣體進入製程腔室100之內後，即可在上電極射頻線圈200的作用下發生離化過程。需要說明的是，上電極射頻線圈200也可以設置在製程腔室100的頂壁外側，和/或上電極射頻線圈200可以設於製程腔室100的頂壁上方，此時該側壁和/或頂壁採用介質窗，以能夠將上電極射頻線圈200提供的射頻能量饋入製程腔室200中。另外，對於上電極射頻線圈200的數量和匝數等參數，本文不作限定。

如圖1所示，第一下電極310設置於基座主體330的內部，具體地，第一下電極310可以直接或通過其他結構件間接地支撐在承載主體340的底部，基座主體330安裝在製程腔室100內，例如位於製程腔室100的底部，以實現第一下電極310安裝於製程腔室100的目的。同時，第二下電極320環繞且間隔設置於第一下電極310外圍，也即，第二下電極320為環狀結構件，且其套設在第一下電極310外圍。由於第二下電極320與第一下電極310相互間隔，使得二者之間基本處於相互絕緣的狀態，進而使第一下電極310和第二下電極320各自的通電狀態也基本沒有關聯。

具體地，第一下電極310和第二下電極320的形狀和尺寸均可以根據實際情況確定，考慮到半導體加工設備所加工的晶圓通常為圓形結構件，可選地，第一下電極310具體為圓形結構，對應地，第二下電極320可以為圓環形結構件。在這種情況下，可選地，第一下電極310和第二下電極320在第一下電極310的徑向方向上的間隔大於等於1 mm，且小於等於10 mm，這基本可以保證二者之間能夠形成較為可靠的絕緣關係；同時，由於第一下電極310和第二下電極320均需要為晶圓提供電場作用，在採用上述技術方案的情況下，還可以儘量防止因二者之間具有較大的縫隙，而對晶圓上對應於前述縫隙處的蝕刻效率產生較大的影響。當然，第一下電極310亦可以為非圓形結構件，在這種情況下，亦可以使第一下電極310和第二下電極320在垂直於基座主體330的厚度方向的方向上的間距大於等於1 mm，且小於等於10 mm。第二下電極320亦安裝在基座主體330的內部，且第二下電極320可以與基座主體330相對固定，亦可以使第二下電極320具備相對基座主體330運動的能力。

一種具體的實施例是，第一下電極310為圓形結構件，第二下電極320為圓環形結構件，且可以使第二下電極320的外徑大於晶圓的直徑，從而保證第二下電極320能夠為待加工的晶圓提供電場作用。在本申請的另一實施例中，可選地，第二下電極320的外徑與晶圓的直徑之間的差值為±5 mm，這亦基本能夠保證第二下電極320可以為晶圓提供滿足需求的電場作用，一方面可以儘量降低第二下電極320和第一下電極310各自的尺寸，另一方面還可以防止因第二下電極320的尺寸超過晶圓的尺寸過大，而對晶圓對應的區域之外的等離子體產生干擾，對晶圓的加工製程產生不利影響。

更具體地，第二下電極320的外徑可以為295 mm~305 mm，第二下電極320內徑可以為285 mm~295 mm，第一下電極310設置於第二下電極320的內側，形成組合結構。這種尺寸的第一下電極310和第二下電極320形成的組合結構，基本可以為目前主流尺寸的晶圓提供電場。

如上所述，第一下電極310和第二下電極320均可以為晶圓提供電場作用，為此，第一下電極310與下射頻電源410電連接，使射頻功率可以被加載於第一下電極310上，進而使第一下電極310可以產生偏置電場，為製程腔室100內的等離子體提供牽引作用。對應地，製程腔室100的內側壁通過電連接件與第二下電極320電連接，以使上電極射頻線圈200在製程腔室100的內側壁產生的耦合電流通入第二下電極320，進而使第二下電極320亦可以為晶圓提供偏置電場。

具體來說，電連接件為導電器件，進一步地，可以使電連接件的電阻相對較小，進而可以使上電極射頻線圈200產生的耦合電流中的大部分能夠自製程腔室100的內側壁經電連接件傳輸至第二下電極320上。由於金屬導線的阻抗通常相對較小，基於此，電連接件可以為金屬導線，具體可以為銅導線。當然，第二下電極320還需要通過其他器件接地，以形成完整的回路。可選地，第二下電極320可以通過導線等器件直接接地，當然，還可以採用其他方式使第二下電極320形成完整的接地回路。

基於上述技術方案，使得第一下電極310和第二下電極320均具備為晶圓提供電場作用的功能，進而，為了使二者為晶圓提供的電場作用效果可調，如上所述，本申請實施例公開的半導體加工設備還包括可調器件，可調器件用於調節製程腔室100的內側壁通入第二下電極320的耦合電流的大小。在可調器件的作用下，通過改變第二下電極320內通入的電流的大小，可以改變第二下電極320的電場作用效果。進而，在晶圓的加工過程中，如果出現晶圓的中心和邊緣區域的製程均勻性相對較差的情況，則可以根據晶圓的實際加工效果，對應地改變通入第二下電極320的電流的大小，以彌補其與晶圓中對應第一下電極的部分的加工速率存在的差異，實現調節晶圓加工均勻性的目的。

具體地，可調器件可以為可調電阻，通過將可調器件連入第二下電極320的接地回路中，在可調器件的電阻值發生變化的情況下，能夠改變第二下電極320內的電流大小，進而改變第二下電極320提供的電場作用效果。當然，可調器件還可以為可變電容等其他器件，通過將可調器件安裝在半導體加工設備中的對應位置，亦可以對製程腔室100的內側壁經電連接件通入第二下電極320內的電流的大小產生影響，從而達到改變第二下電極320的電場作用效果的目的。

本申請實施例公開一種半導體加工設備，其包括製程腔室100、上電極射頻線圈200、下射頻電源410下電極組件、電連接件和可調器件，上電極射頻線圈200安裝在製程腔室100上，以提供離化製程氣體產生等離子體的作用。下電極組件包括基座主體330、承載主體340、第一下電極310和第二下電極320、承載主體340安裝在基座主體330的上方，且提供承載晶圓的作用，第一下電極310安裝在基座主體330之內，第二下電極320環繞且間隔設置在第一下電極310的外圍，以基本防止二者的通電狀態存在關聯。第一下電極310與下射頻電源410電連接，使第一下電極310可以為晶圓提供偏置電場，進而牽引製程腔室100內的等離子體作用在晶圓的對應區域處。同時，製程腔室100的內壁通過電連接件與第二下電極320電連接，使上電極射頻線圈200產生的耦合電流可以通過電連接件通入至第二下電極320上，使第二下電極320亦可以為晶圓提供偏置電場，進而牽引製程腔室100內的等離子體作用在晶圓的對應區域處，使第一下電極310和第二下電極320均作用在晶圓的加工製程中。

其中，本申請實施例公開的半導體加工設備中還設置有可調器件，利用可調器件可以調節製程腔室100的內側壁通入第二下電極320的耦合電流的大小，進而實現對第二下電極320內的電流大小的調節目的。基於此，在晶圓的加工過程中，如果晶圓的不同區域（例如中心區域和邊緣區域）的加工速率存在差異，可以根據晶圓的實際加工情況，借助可調器件對通入第二下電極320的電流進行調節，使第二下電極320提供的電場作用發生變化，改變晶圓中對應於第二下電極320的部分的加工速率，以彌補其與晶圓中對應第一下電極的部分的加工速率存在的差異，提升晶圓的製程均勻性。

上述可調器件包括第一可調器件和/或第二可調器件，其中，第一可調器件串聯於第二下電極320所在的接地回路中，用於調節第二下電極320所在的接地回路的阻抗；第二可調器件串聯於上電極射頻線圈200的接地回路中，用於調節上電極射頻線圈200所在的接地回路的阻抗。

如上所述，可調器件具體可以為可變電阻，在本申請的一個具體實施例中，上述第一可調器件包括第一可變電容器610和電感線圈620，第一可變電容器610和電感線圈620均串聯於第二下電極320所在的接地回路中。通過對第一可變電容器610和電感線圈620二者的參數範圍進行設定，可以保證第二下電極320所在的接地回路仍處於連通狀態。同時，通過對第一可變電容器610的參數進行調整，可以調節第二下電極320所在的接地回路的阻抗，進而改變製程腔室100的內側壁經電連接件通入第二下電極320的電流的大小，使第二下電極320產生的電場作用效果亦對應地產生變化。

上述第二可調器件可以包括第二可變電容器630。在採用這種技術方案的情況下，通過調節第二可變電容器630的電容值，可以改變上電極射頻線圈200的接地回路的阻抗，進而改變上電極射頻線圈200產生的耦合電流分別通入上電極射頻線圈200的接地回路和第二下電極320中的電流大小，進而改變第二下電極320產生的電場作用效果。

另外，在採用上述技術方案的情況下，第二可變電容器630相當於會產生一負電壓，以利用第二可變電容器630為上電極射頻線圈200提供一虛擬接地位置，虛擬接地位置位於上電極射頻線圈的兩端之間。在採用上述技術方案的情況下，可以降低上電極射頻線圈200對晶圓的電場作用，進而上電極射頻線圈200產生的等離子體對晶圓產生的轟擊作用，提升對晶圓的加工效果。

其中，上電極射頻線圈200（即圖5中的L _coil）的虛擬接地位置具體與第二可變電容器630的電容值有關。例如，在第二可變電容器630的電容所產生的阻抗等於上電極射頻線圈200的電感所產生的阻抗的一半的時候，如圖5所示，即滿足LCω ²=2，或者說1/ωC =0.5ωL，假設上電極射頻線圈200對地電勢是2V，則第二可變電容器630產生一個-V的電勢，相當於在上電極射頻線圈200的中部一半的位置形成一個零電勢的虛擬接地。但由於過度降低容性耦合可能會帶來放電點火困難等問題，進而，通過使第二可變電容器630的電容可變，即可根據以下公式對容性耦合進行調節。 U= XI X=R+j(ωL-1/ωC)

其中，U是上電極射頻線圈200對地電壓，X是上電極射頻線圈200和第二可變電容器630所在的接地回路的阻抗，I是上電極射頻線圈200的電流，L是上電極射頻線圈200的電感，C是第二可變電容器630的電容，ω是角頻率，如頻率13.56 MHz的射頻線圈的角頻率等於2π×13.56×10 ⁶Hz。

如上所述，可以借助電連接件將上電極射頻線圈200產生的耦合電流通入第二下電極320，且利用可調器件調節通入第二下電極320的電流的大小。考慮到上電極射頻線圈200產生的耦合電流的大小通常相對較小，為了進一步提升第二下電極320產生的電場作用效果的大小，本申請實施例公開的半導體加工設備中，第二下電極320亦可以配設有射頻電源。具體來說，第一下電極310和第二下電極320各自均可以配設有單獨的射頻電源，在這種情況下，下射頻電源為兩個，第一下電極310與兩個下射頻電源中的一個下射頻電源電連接，第二下電極320與兩個下射頻電源中的另一個下射頻電源電連接。

在另一些可選的實施例中，為了降低部件的設置數量，下射頻電源410的數量也可以為一個，且使第一下電極310和第二下電極320均與該下射頻電源410連接，進而使下射頻電源410可以同時為第一下電極310和第二下電極320加載射頻功率。具體地，可以利用導線將第一下電極310和第二下電極320與下射頻電源410連接。更具體地，如圖1所示，可以使第一下電極310通過第一導線350與下射頻電源410連接，且使第二下電極320通過第二導線360與下射頻電源410連接，使第一下電極310和第二下電極320形成並聯連接關係。當然，第一下電極310和第二下電極320還均與射頻匹配器420連接，以保證啟輝工作等過程能夠正常進行。

如上所述，上電極射頻線圈200產生的耦合電流能夠經電連接件傳輸至第二下電極320上，在這種情況下，由於下射頻電源410亦可以為第二下電極320加載射頻功率，使得第二下電極320上的電流範圍相對更大，進而使第二下電極320所能夠提供的電場作用也相對較強，從而使第二下電極320對於晶圓的邊緣部分的作用效果相對更強，提升對晶圓的中心部分和邊緣部分的加工速率的調節作用。

為了進一步提升對通入第二下電極320上的電流的調控能力，可選地，如圖1所示，本申請實施例公開的半導體加工設備還可以包括第三可調器件640和第四可調器件650，第三可調器件640串聯於第一導線350上，用於調節第一導線350所在回路的阻抗；第四可調器件650串聯於第二導線360上，用於調節第二導線360所在回路的阻抗。可選的，上述第三可調器件640為第三可變電容器；第四可調器件650為第四可變電容器。利用第三可調器件640和第四可調器件650可以對第一下電極310和第二下電極320之間的功率分配進行調節，進而，在採用本申請實施例公開的半導體加工設備對晶圓進行加工的過程中，可以根據晶圓上不同區域的蝕刻速率等實際情況，對應地通過第一導線350和第二導線360上的第三可調器件640和第四可調器件650對下射頻電源410加載於第一下電極310和第二下電極320各自的功率進行調節，進一步提升對晶圓片內均勻性的調節能力。

舉例來說，在利用下射頻電源410同時為第一下電極310和第二下電極320提供射頻功率的情況下，如果出現僅利用可調器件無法將晶圓的均勻性調節至滿足需求的情況，則可以進一步利用第三可調器件640和第四可調器件650對下射頻電源410在第一下電極310和第二下電極320上的功率分配情況進行調節。或者，亦可以先通過第三可調器件640和第四可調器件650調節晶圓的製程均勻性，之後，再利用可調器件對晶圓的均勻性進行精調，完成對晶圓的均勻性的調節過程。

為了進一步提升對製程腔室100內與第二下電極320對應區域內的等離子體的調節性能，可選地，本申請實施例公開的半導體加工設備還包括升降機構，升降機構包括驅動器件710，驅動器件710安裝於製程腔室100，第二下電極320連接於驅動器件710的驅動軸712，進而，在驅動器件710工作的情況下，使得驅動器件710驅動支撐件升降，以帶動第二下電極320相對第一下電極310沿基座主體330的厚度方向移動。

在採用本實施例公開的技術方案的情況下，既可以通過可調器件對通入第二下電極320上的耦合電流的大小進行調節，同時，還可以通過使驅動器件710工作，以帶動第二下電極320沿基座主體330的厚度方向向靠近或遠離晶圓的方向運動，增大或減小第二下電極320上耦合電流產生的電場作用在對應區域內等離子體的電場強度，進一步調節對晶圓上不同區域處的加工速率的調節性能。

另外，在第二下電極320與下射頻電源410連接的情況，則可以根據第二下電極320的預設加載功率等參數，結合晶圓中不同位置的蝕刻速率等情況，靈活性地調節第二下電極320的位置，且通過使第二下電極320沿基座主體330的厚度方向遠離或靠近晶圓，使晶圓上各處的蝕刻速率基本一致，提升晶圓的蝕刻均勻性。

具體地，驅動器件710可以為直線電機或氣缸等器件，通過使驅動器件710的底座711與製程腔室100形成固定關係，且使第二下電極320與驅動器件710的驅動軸712相互固定，即可保證驅動器件710工作時，能夠通過驅動軸712驅動第二下電極320沿驅動器件710的驅動方向運動。對應地，在安裝驅動器件710的過程中，通過使驅動器件710的驅動方向與基座主體330的厚度方向相互平行，即可保證驅動器件710能夠帶動第二下電極320沿基座主體330的厚度方向相對第一下電極310運動。更具體地，驅動器件710可以安裝在製程腔室100內的底部。

在本申請的另一實施例中，可選地，驅動器件710安裝於製程腔室100之外，例如固定於製程腔室100的底壁，以儘量減少製程腔室100內部的器件數量，且防止驅動器件710對製程腔室100內的環境氛圍產生不利影響。具體地，驅動器件710可以借助安裝座和螺釘等連接器件輔助固定在製程腔室100上，或者，驅動器件710還可以通過粘接等方式固定在製程腔室100的外表面，本文對此不作限定。

如上所述，製程腔室100的內側壁通過電連接件與第二下電極320電性連接，且第二下電極320設有接地回路。可選地，電連接件為導線，用以為第二下電極320提供接地作用的部分亦可以為導線，且通過使該導線伸出至製程腔室100之外，提供接地作用。在驅動器件710設置於製程腔室100之外的情況下，可選地，電連接件包括導電件510和第三導線520，導電件510套設於支撐件720之外，導電件510的一端通過第三導線520與第二下電極320電性連接，導電件510的另一端與製程腔室100的內側壁電性連接，以將製程腔室100的內側壁上的耦合電流經導電件510和第三導線520通入第二下電極320。

同時，通過使第二下電極和驅動器件710均與支撐件720電性連接，且使驅動器件710接地設置，使得第二下電極320可以利用支撐件720和驅動器件710實現接地的目的。基於此，使得製程腔室100的內側壁、導電件510、第三導線520、第二下電極320、支撐件720和驅動器件710形成了耦合電流的接地回路。

具體地，導電件510和支撐件720可以分別為同軸電纜的外側部分和內側部分，這使得導電件510能夠與製程腔室100的腔壁形成電性連接關係，且保證支撐件720能夠同時與第二下電極320和驅動器件710電性連接，使第二下電極320實現接地的目的。

如上所述，上述第一可調器件可以串聯至第二下電極320的接地回路中，在這種情況下，如圖1該，可以使第一可調器件連接在第二下電極320和支撐件720之間，通過在第二下電極320和支撐件720之間設置絕緣膠等絕緣結構件，可以保證支撐件720可以與第二下電極320形成固定連接關係，以在驅動器件710的作用下，驅動第二下電極320運動。同時，通過將第一可調器件，具體包括第一可變電容器610和電感線圈電性連接在第二下電極320和支撐件720之間，即可保證第二下電極320和支撐件720之間亦可以形成電性連接關係。

在驅動器件710設置於製程腔室100之外的情況下，為了保證驅動器件710能夠驅動製程腔室100內的第二下電極320運動，本申請實施例公開的半導體加工設備中，如圖4所示，升降機構還可以包括支撐件720，支撐件720的一端與驅動器件710的驅動軸712連接，支撐件720的另一端則通過伸入至製程腔室100內，且與第二下電極320固定連接，保證位於製程腔室100之外的驅動器件710的驅動作用力能夠經支撐件720傳遞至製程腔室100之內的第二下電極320上，以驅動第二下電極320沿基座主體330的厚度方向相對第一下電極310運動。具體地，支撐件720可以為杆狀結構件，且為了保證支撐件720具有較好的硬度和剛度，支撐件720可以採用金屬或塑料等硬質材料形成。

在半導體加工設備的工作過程中，製程腔室100內的環境與製程腔室100之外的環境通常不同，例如，製程腔室100內可能為真空環境。基於此，為了保證設有支撐件720的製程腔室100仍能夠正常工作，本申請實施例公開的升降機構還包括密封件730，密封件730套設在支撐件720之外，以密封製程腔室100。

由於驅動器件710工作時會帶動支撐件720相對製程腔室100運動，使支撐件720位於製程腔室100之外的部分的尺寸發生變化。為了保證套設在支撐件720之外的密封件730可以始終為製程腔室100提供可靠的密封作用，具體地，密封件730可以為彈性波紋管，其具有良好的密封性能和彈性伸縮能力，使得密封件730在隨支撐件720的運動而變形的同時，可以始終為製程腔室100提供良好的密封作用。

更具體地，密封件730的一端可以密封連接在製程腔室100的底壁，密封件730背離製程腔室的另一端可以密封連接在驅動器件710的外殼，具體可以連接在驅動器件710的底座711的端面上。

在本申請的另一實施例中，可選地，如圖4所示，驅動器件710的底座711固定於製程腔室100，使得驅動器件710能夠與製程腔室100形成固定連接關係。在這種情況下，升降機構還可以包括升降板740， 驅動器件710的驅動軸712和支撐件720的一端均與升降板740連接，以利用升降板740作為中間件使驅動器件710和支撐件720間接地連接在一起。升降板740具體可以採用金屬或塑料等材料形成，其具體尺寸可以根據密封件730和支撐件720等部件的橫截面尺寸等實際情況確定，此處不作限定。

在升降機構中包括升降板740的情況下，密封件730可以對應地安裝在升降板740上。具體來說，密封件730的一端密封連接在製程腔室100的表面，密封件730的另一端，即密封件730中背離製程腔室100的一端可以密封連接在升降板740朝向製程腔室100的表面上，以保證密封件730能夠為製程腔室100提供可靠的密封作用。當然，如上所述，在密封件730的一端抵接於升降板740的表面的情況下，需要保證升降板740的尺寸大於密封件730的尺寸。

如上所述，可以通過螺釘等連接器件連接的方式，或利用粘接的方式將驅動器件710固定在製程腔室100上。同時，在驅動器件710工作時，驅動器件710可能帶電，這可能會影響製程腔室100的電勢。基於此，可以通過絕緣性良好的粘膠等，將驅動器件710粘接固定在製程腔室100的表面，保證驅動器件710與製程腔室100形成絕緣關係。

在本申請的另一實施例中，可選地，升降機構還包括絕緣件760，絕緣件760設置在驅動器件710與製程腔室100之間，以保證驅動器件710與製程腔室100之間形成良好的絕緣關係。絕緣件760可以採用橡膠或塑料等絕緣材料形成，其尺寸和形狀可以根據實際需求確定。

在升降機構中設置有絕緣件760的情況下，驅動器件710與製程腔室100之間則可以通過螺釘等連接器件形成連接關係。更具體地，升降機構中還包括固定件771和轉接件772，絕緣件760連接於轉接件772的一端，轉接件772的另一端通過固定件771與驅動器件710連接，驅動器件710的驅動軸712與升降板740連接，以進一步降低驅動器件710與製程腔室100之前固定連接關係的形成難度。

為了進一步提升驅動器件710驅動動作的精度，升降板740和固定件771之間還可以設置有導向杆776，導向杆776固定在升降板740和固定件771中的一者上，且可以在二者中的另一者上設置穿孔等結構，以在升降板740和固定件771相對運動的過程中，利用相互配合的導向杆776和穿孔，為升降板740提供導向和限位作用。

可選地，升降機構還可以包括導向套773，導向套773設置在製程腔室100的底部和第二下電極320之間，導向套773可以通過焊接等方式固定在製程腔室100的底壁上，以為支撐件720位於製程腔室100之內的部分提供導向作用，進一步提升第二下電極320沿第一下電極310的厚度方向作升降運動時的精准度。

為了提升支撐件720的運動穩定性，可選地，支撐件720的數量為多個，多個支撐件720均連接在驅動器件710的周圍，且第二下電極320與多個支撐件720各自背離升降板740的一端均連接。進一步地，升降機構還包括配重塊774，配重塊774可以設置在製程腔室100之內，且配重塊774固定連接在多個支撐件720上，從而進一步穩定多個支撐件720之間的相對位置關係，提升整個升降機構的驅動穩定性。

如上所述，支撐件720的一端可以直接連接於第二下電極320上，為了防止升降機構對第二下電極320的電學性能產生影響，可選地，升降機構還可以包括支撐板775。具體地，支撐板775可以採用絕緣硬質材料製成，第二下電極320可以支撐在支撐板775上，且使支撐板775與支撐件720的一端連接，以間接地驅動第二下電極320運動。

在升降板740上設置有多個支撐件720的情況下，進一步地，本申請實施例公開的升降機構還可以包括多個微調器件750，微調器件750具體可以為螺旋調節機構等。多個支撐件720通過多個微調器件750一一對應地連接在升降板740上，進而在一個或多個支撐件720的位置狀態與其餘支撐件720的位置狀態存在差異的情況下，可以通過微調器件750調節支撐件720與升降板740之間的位置關係。

可選地，如圖4所示，驅動器件710的相背兩側均設有支撐件720，各支撐件720相對於第二下電極320的中心軸線對稱分佈，以使同一驅動器件710同時驅動兩個支撐件720，為第二下電極320提供較為穩定的升降作用。並且，各支撐件均通過微調器件750與升降板740在基座主體330的厚度方向上可調連接，以在升降機構的整體結構相對簡單的情況下，使驅動器件710可以通過兩個支撐件720為第二下電極320提供較為可靠的升降驅動作用。

如上所述，第二下電極320為環狀結構件，基於此，驅動器件710的數量可以為一個，在這種情況下，可以通過上述設置多個支撐件720等方式增強第二下電極320與該升降機構之間固定關係的穩定性的方式，使第二下電極320上的任意位置處的被驅動情況均一致。在本申請的另一實施中，可選地，驅動器件710的數量為多個，多個驅動器件710可沿第二下電極320的周向均勻且間隔設置，且使多個驅動器件710均通過支撐件720與第二下電極320連接，進而通過多個驅動器件710一併驅動第二下電極320，大幅提升第二下電極320被驅動時的穩定性。

另外，在本申請實施例公開的半導體加工設備的工作過程中，如果第二下電極320的預設功率小於正常啟輝對應的標準功率值，則可以通過為第二下電極320加載前述標準功率值，且利用升降機構使第二下電極320向背離晶圓的方向運動，以減小第二下電極320作用在晶圓上的電場強度，進而在啟輝工作能夠正常進行的情況下，使第二下電極320為晶圓上對應區域提供的實際偏置電場的參數能夠接近或等同於預設偏置電場的參數。前述內容概括數項實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，其等可容易地使用本揭露作為用於設計或修改用於實行本文中介紹之實施例之相同目的及/或達成相同優點之其他製程及結構之一基礎。熟習此項技術者亦應瞭解，此等等效構造不背離本揭露之精神及範疇，且其等可在不背離本揭露之精神及範疇之情況下在本文中作出各種改變、置換及更改。

100:製程腔室 200:上電極射頻線圈 310:第一下電極 320:第二下電極 330:基座主體 340:承載主體 350:第一導線 360:第二導線 410:下射頻電源 420:射頻匹配器 430:上射頻電源 440:上射頻匹配器 450:直流電源 460:真空泵 510:導電件 520:第三導線 610:第一可變電容器 620:電感線圈 630:第二可變電容器 640:第三可調器件 650:第四可調器件 710:驅動器件 720:支撐件 730:密封件 740:升降板 750:微調器件 760:絕緣件 711:底座 712:驅動軸 771:固定件 772:轉接件 773:導向套 774:配重塊 775:支撐板 776:導向杆

當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據產業中之標準實踐，各種構件未按比例繪製。事實上，為了論述的清楚起見可任意增大或減小各種構件之尺寸。 圖1為本發明實施例公開的半導體加工設備的結構示意圖； 圖2為本發明實施例公開的半導體加工設備中第一下電極和第二下電極處於一種相對位置的示意圖； 圖3為本發明實施例公開的半導體加工設備中第一下電極和第二下電極處於另一種相對位置的示意圖； 圖4為本發明實施例公開的半導體加工設備中升降機構的結構示意圖； 圖5為本發明實施例公開的第二可變電容器與上電極射頻線圈之間的等效電路示意圖。

100:製程腔室

200:上電極射頻線圈

310:第一下電極

320:第二下電極

330:基座主體

340:承載主體

350:第一導線

360:第二導線

410:下射頻電源

420:射頻匹配器

430:上射頻電源

440:上射頻匹配器

450:直流電源

460:真空泵

510:導電件

520:第三導線

610:第一可變電容器

620:電感線圈

630:第二可變電容器

640:第三可調器件

650:第四可調器件

710:驅動器件

720:支撐件

Claims (12)

1. 一種半導體加工設備，包括一製程腔室、一上電極射頻線圈、一下射頻電源、一下電極組件、一電連接件和一可調器件，該下電極組件包括一基座、一第一下電極和一第二下電極，該基座用於承載一晶圓；該第一下電極設置於該基座內部且與該下射頻電源電連接，該第二下電極環繞且間隔設置於該第一下電極外圍，該製程腔室的內側壁通過該電連接件與該第二下電極電連接，以使該上電極射頻線圈在該製程腔室的內側壁產生的耦合電流通入該第二下電極，該可調器件用於調節該製程腔室的內側壁通入該第二下電極的耦合電流的大小。
2. 如請求項1所述的半導體加工設備，其中，該可調器件包括一第一可調器件和/或一第二可調器件，其中，該第一可調器件串聯於該第二下電極所在的接地回路中，用於調節該第二下電極所在的接地回路的阻抗；該第二可調器件串聯於該上電極射頻線圈的接地回路中，用於調節該上電極射頻線圈所在的接地回路的阻抗。
3. 如請求項2所述的半導體加工設備，其中，該第一可調器件包括一第一可變電容器和一電感線圈，該第一可變電容器和電感線圈均串聯於該第二下電極所在的接地回路中。
4. 如請求項2所述的半導體加工設備，其中，該第二可調器件包括一第二可變電容器。
5. 如請求項1所述的半導體加工設備，其中，該下射頻電源為兩個，該第一下電極與兩個該下射頻電源中的一個該下射頻電源電連接，該第二下電極與兩個該下射頻電源中的另一個該下射頻電源電連接；或者， 該下射頻電源為一個，且該第一下電極通過第一導線與該下射頻電源連接，該第二下電極通過第二導線與該下射頻電源連接。
6. 如請求項5所述的半導體加工設備，其中，該可調器件包括一第三可調器件和一第四可調器件，該第三可調器件串聯於該第一導線上，用於調節該第一導線所在回路的阻抗；該第四可調器件串聯於該第二導線上，用於調節該第二導線所在回路的阻抗。
7. 如請求項6所述的半導體加工設備，其中，該第三可調器件包括一第三可變電容器，該第四可調器件包括一第四可變電容器。
8. 如請求項1所述的半導體加工設備，其中，該半導體加工設備還包括一升降機構，該升降機構包括一驅動器件和一支撐件，該驅動器件安裝於該製程腔室之外，該支撐件的一端與該驅動器件的驅動軸連接，該支撐件的另一端伸入至該製程腔室內，且與該第二下電極固定連接，該驅動器件用於驅動該支撐件升降，以帶動該第二下電極相對該第一下電極沿該基座的厚度方向移動。
9. 如請求項8所述的半導體加工設備，其中，該電連接件包括一導電件和一第三導線，該導電件套設於該支撐件之外，該導電件的一端通過該第三導線與該第二下電極電性連接，該導電件的另一端與該製程腔室的內側壁電性連接； 該第二下電極和該驅動器件均與該支撐件電性連接，該驅動器件接地設置，以使該製程腔室的內側壁、該導電件、該第三導線、該第二下電極、該支撐件和該驅動器件形成該耦合電流的接地回路。
10. 如請求項8所述的半導體加工設備，其中，該升降機構還包括一升降板和一密封件，該驅動器件固定於該製程腔室的底壁，該驅動器件的一驅動軸和該支撐件的一端均與該升降板連接，該密封件的一端密封連接於該製程腔室的底壁，且該密封件背離該製程腔室的一端密封連接於該升降板。
11. 如請求項10所述的半導體加工設備，其中，該支撐件為多個，且相對於該第二下電極的中心軸線對稱分佈，且各該支撐件均通過微調器件與該升降板在該基座的厚度方向上可調連接。
12. 如請求項1所述的半導體加工設備，其中，該第一下電極為一圓形結構件，該第二下電極為一圓環形結構件，該第二下電極與該第一下電極在該第一下電極的徑向方向上的間隔大於等於1 mm，且小於等於10 mm，該第二下電極的外徑與該晶圓的直徑的差值為±5 mm。