TWI821613B - 用於等離子體處理設備的下電極元件及等離子體處理設備 - Google Patents
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Abstract
本發明實施例公開了一種用於等離子體處理設備的下電極元件及等離子體處理設備，該下電極元件不僅包括靜電吸盤、等離子體約束環、中接地環和導電元件，還包括隔熱元件，所述隔熱元件用於降低所述等離子體約束環傳遞至所述中接地環的熱量，從而在等離子體處理設備蝕刻過程中，能夠在利用所述導電元件使得所述等離子體約束環和所述中接地環之間形成一較大電容的同時，還能夠利用所述隔熱元件降低所述等離子體約束環的熱量損失，避免所述等離子體約束環的溫度偏低而導致等離子體蝕刻過程中產生的聚合物容易在所述等離子體約束環的通道內凝結的問題，從而使得該等離子體約束環的通道不容易堵塞。
Description
本發明涉及等離子體處理的技術領域，尤其涉及一種等離子體處理設備及用於等離子體處理設備的下電極元件。
隨著等離子體處理技術的發展，使得應用該技術的等離子體處理設備也不斷的改進，目前的等離子體處理設備包括反應腔、位於所述反應腔內的氣體噴淋頭，位於所述反應腔內，且與所述氣體噴淋頭相對設置的靜電吸盤，以及環繞在靜電吸盤周圍的等離子體約束環，其中，所述等離子體約束環用於在蝕刻過程中約束等離子體，使其集中在蝕刻區域，保證該區域內的等離子體的密度，同時還可防止等離子體對其他部件的損傷，而且，該等離子體約束環還包括複數個通道，在等離子體處理設備對其腔體抽真空時，可通過該通道將腔室內的氣體抽出腔體，但是，目前的等離子體處理設備中的等離子體約束環的通道容易堵塞。
為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種用於等離子體處理設備的下電極元件及其等離子體處理設備。
為解決上述問題，本發明實施例提供了如下技術方案：一種用於等離子體處理設備的下電極元件，包括：
靜電吸盤，用於吸附晶圓；等離子體約束環，環設在所述靜電吸盤周圍；中接地環，用於與所述等離子體約束環之間形成電容；導電元件，位於所述等離子體約束環和所述中接地環之間部分區域，用於實現所述等離子體約束環和所述中接地環之間的電連接；以及隔熱元件，用於降低所述等離子體約束環傳遞至所述中接地環的熱量。
較佳的，所述隔熱元件包括形成於所述等離子體約束環表面的環形槽，所述環形槽在所述中接地環上的正投影與所述導電元件在所述中接地環上的正投影至少部分重疊。
較佳的，所述環形槽形成於所述等離子體約束環的側表面，所述等離子體約束環包括位於所述環形槽和所述導電元件之間的第一部分以及位於所述環形槽背離所述導電元件一側的第二部分。
較佳的，所述下電極元件還包括：位於所述環形槽內的至少一個支撐元件，所述支撐元件在第一方向上的尺寸小於所述環形槽在第一方向上的尺寸；其中，所述第一方向平行於所述靜電吸盤的上表面，且由所述等離子體約束環的側面指向所述等離子體約束環的中心。
較佳的，所述支撐元件位於所述環形槽中靠近所述等離子體約束環外側面的一端。
較佳的，所述環形槽在所述中接地環上的正投影與所述導電元件在所述中接地環上的正投影重合。
較佳的，所述環形槽形成於所述等離子體約束環與所述中接地環相對的下表面，所述環形槽的底部表面組成所述等離子體約束環的部分下表面。
較佳的，所述環形槽在所述中接地環上的正投影位於所述導電元件在所述中接地環上的正投影範圍內，且所述導電元件在所述中接地環上的正投影面積大於所述環形槽在所述中接地環上的正投影面積。
較佳的，所述下電極元件還包括：位於所述環形槽內的至少一個製熱元件，所述製熱元件用於對所述等離子體約束環進行加熱。
較佳的，所述下電極元件還包括：位於所述製熱元件與所述等離子體約束環之間的第一導熱元件。
較佳的，所述下電極元件還包括：位於所述導電元件朝向所述環形槽一側表面的第一電連接件；以及位於所述中接地環與所述導電元件之間的第二電連接件。
相應的，本發明還提供了一種等離子體處理設備，包括：腔體；位於所述腔體內的下電極元件，所述下電極元件為上述任一項所述的下電極元件；以及位於所述腔體內的氣體噴淋頭，所述氣體噴淋頭與所述下電極元件相對設置。
與習知技術相比，上述技術方案具有以下優點：
本發明實施例所提供的用於等離子體處理設備的下電極元件，不僅包括靜電吸盤、等離子體約束環、中接地環和導電元件，還包括隔熱元件，所述隔熱元件用於降低所述等離子體約束環傳遞至所述中接地環的熱量，從而在等離子體處理設備蝕刻過程中，能夠在利用所述導電元件使得所述等離子體約束環和所述中接地環之間形成一較大電容的同時，還能夠利用所述隔熱元件降低所述等離子體約束環的熱量損失，避免所述等離子體約束環的溫度偏低而導致等離子體蝕刻過程中產生的聚合物容易在所述等離子體約束環的通道內凝結的問題，從而使得該等離子體約束環的通道不容易堵塞。
1:腔體
10:靜電吸盤
2:下電極元件
20:等離子體約束環
21:第一部分
22:第二部分
3:氣體噴淋頭
30:中接地環
40:導電元件
50:隔熱元件
60:支撐元件
70:製熱元件
701:半導體層
7011:半導體單元
702:第一電極層
703:第二電極層
704:第一絕緣陶瓷片
705:第二絕緣陶瓷片
80:第一導熱元件
90:第一電連接件
100:第二電連接件
D:側壁
為了更清楚地說明本發明實施例或習知技術中的技術方案，下面將對實施例或習知技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於所屬技術領域中具有通常知識者來講，在不付出進步性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明一個實施例中提供的一種用於等離子體處理設備的下電極元件的剖面結構示意圖；圖2為圖1中提供的用於等離子體處理設備的下電極元件的A部分的放大圖；圖3為等離體子約束環位於所述環形槽和所述導電元件之間的第一部分的示意圖；
圖4為本發明另一個實施例提供的一種用於等離子體處理設備的下電極元件的局部示意圖；圖5為本發明又一個實施例提供的用於等離子體處理設備的下電極元件的剖面結構示意圖；圖6為圖5中提供的一種用於等離子體處理設備的下電極元件的B部分的放大圖；圖7為本發明又一個實施例提供的一種用於等離子體處理設備的下電極元件的局部示意圖；圖8為圖7中提供的一種用於等離子體處理設備的下電極元件的C部分的放大圖；圖9為本發明實施提供的半導體製熱片的原理圖；圖10為本發明實施例提供的一種用於等離子體處理設備的剖面結構示意圖。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出進步性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是本發明還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，所屬技術領
域中具有通常知識者可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
正如背景技術部分所述，目前的等離子體處理設備中的等離子體約束環的通道容易堵塞。
研究發現，為了使得等離子體處理設備中環繞靜電吸盤的等離子體約束環與中部接地環之間形成一個很大的電容，會在等離子體約束環與中部接地環之間設置具有良好的導電性能的石墨墊片，然而石墨墊片不僅具有良好的導電性能，還具有很好的導熱性能，因此，在等離子體處理設備工作過程中，石墨墊片能夠快速的將等離子體約束環上的熱量傳遞到所述中部接地環上，然後再由所述中部接地環將熱量傳遞到腔體上，從而使得整個所述等離子體約束環的溫度偏低，造成蝕刻過程中產生的聚合物容易凝結在所述等離子體約束環的通道內，進而導致所述等離子體約束環的通道堵塞。
有鑑於此，本發明實施例中提供了一種用於等離子體處理設備的下電極元件，如圖1至圖2所示，圖1示出了本發明實施例中提供的一種用於等離子體處理設備的下電極元件的剖面圖，圖2為圖1提供的一種用於等離子體處理設備的下電極元件的A部分的放大圖，從圖1和圖2中可以看出，該下電極元件包括：靜電吸盤10，用於吸附晶圓；等離子體約束環(即Confinement Ring)20，環設在所述靜電吸盤10的周圍；中接地環30，用於與所述等離子體約束環20之間形成電容；
導電元件40，位於所述等離子體約束環20和所述中接地環30之間的部分區域，用於實現所述等離子體約束環20和所述中接地環30之間的電連接；以及隔熱元件50，用於降低所述等離子體約束環20傳遞至所述中接地環30的熱量。
需要說明的是，本發明實施例中所述下電極元件還包括位於所述中接地環30上表面的上接地環以及位於所述中接地環30背離所述上接地環一側的下接地環。
本發明實施例所提供的用於等離子體處理設備的下電極元件，不僅包括靜電吸盤10、等離子體約束環20、中接地環30和導電元件40，還包括隔熱元件50，所述隔熱元件50用於降低所述等離子體約束環20傳遞至所述中接地環30的熱量，從而在等離子體處理設備蝕刻過程中，能夠在利用所述導電元件40使得所述等離子體約束環20和所述中接地環30之間形成一較大電容的同時，還能夠利用所述隔熱元件50降低所述等離子體約束環20的熱量損失，避免由於所述等離子體約束環20的溫度偏低而導致等離子體蝕刻過程中產生的聚合物容易在所述等離子體約束環20的通道內凝結的問題，從而使得該等離子體約束環20的通道不容易堵塞。
在本發明的一個實施例中，所述等離子體約束環20為鋁材質的等離子體約束環，具體的，所述等離子體約束環20為6061-T6鋁材質的等離子體約束環，本發明對此不做限定，具體視情況而定。
在本發明的一個實施例中，所述中接地環30為鋁材質的接地環，具體的，所述中接地環30為6061-T6鋁材質的接地環，本發明對此不做限定，具體視情況而定。
在本發明的一個實施例中，所述導電元件40為石墨片。在本發明的另一個實施例中，所述導電元件40為表面噴塗有石墨層的鋁箔，較佳的，所述鋁箔的兩個表面均噴塗有石墨層。在本發明的又一個實施例中，所述導電元件40還可為鋁環。在本發明的其他實施例中所述導電元件40還可以為其他材質的導電元件，本發明對此不做限定，具體視情況而定。
在上述任一實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述隔熱元件50包括形成於所述等離子體約束環20表面的環形槽，所述環形槽在所述中接地環30上的正投影與所述導電元件40在所述中接地環30上的正投影至少部分重疊，以降低所述等離子體約束環20中的熱量經所述導電元件40傳遞到所述中接地環30上的熱量，從而降低了所述等離子體約束環20的熱量損失。
在上述實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，如圖3所示，所述環形槽形成於所述等離子體約束環20的側表面，所述等離子體約束環20包括位於所述環形槽和所述導電元件40之間的第一部分21以及位於所述環形槽背離所述導電元件的一側的第二部分22，其中，所述等離子體約束環20位於所述環形槽和所述導電元件40之間的第一部分21的厚度為d。
需要說明的是，所述等離子體約束環20位於所述環形槽與所述導電元件40之間的第一部分21的厚度越薄，所述等離子體約束環20中的熱量經該第一部分21傳導到所述中接地環30上的能力就越差，所述等離子體約束環20中的熱量在單位時間內經該第一部分21傳導到所述中接地環30上的熱量就越少，相應的，所述等離子體約束環20中的熱量損失就越少。
還需要說明的是，如果所述等離子體約束環20位於所述環形槽與所述導電元件40之間的第一部分21的厚度過薄，會使得該第一部分21的等離子體約束環20在外界作用力下容易發生形變，如果所述等離子體約束環20位於所述環形槽與所述導電元件40之間的第一部分21的厚度過厚，使得該第一部分21能夠將第二部分22的大部分的熱量通過導電元件40傳遞給所述中接地環30，進而使得隔熱元件50的隔熱效果變差，因此，在本發明的一個較佳的實施例中，所述等離子體約束環20位於所述環形槽和所述導電元件40之間的第一部分21的厚度d的取值範圍為1mm-2mm，包括端點值，以使得所述等離子體約束環20位於所述環形槽與所述導電元件40之間的第一部分21既能保證其自身不發生變形，又能保證單位時間內傳導的熱量較少。
在上述任一實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，繼續如圖2所示，所述環形槽是由所述等離子體約束環20的側表面向內延伸形成的，需要說明的是，所述環形槽沿第一方向X上的尺寸或/和沿第二方向Y上的尺寸越大，其隔熱效果越好，但如果所述環形槽沿第一方向X上的尺寸或/和沿第二方向Y太大，都會降低所述等離子體約束環20的
強度，使得所述等離子體約束環20在外界作用力下容易變形，其中，所述第一方向X平行於所述靜電吸盤10(見圖1)的上表面，且由所述等離子體約束環20的側面指向所述等離子體約束環20的中心，所述第二方向Y垂直於所述靜電吸盤10的上表面，且所述第二方向Y與第一方向X垂直。基於此，如圖4所示，在上述任一實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述下電極元件還包括：位於所述環形槽內的至少一個支撐元件60，所述支撐元件60在所述第一方向X上的尺寸小於所述環形槽在所述第一方向X上的尺寸，以利用所述支撐元件60對所述等離子體約束環20中環形槽的形狀進行支撐，從而使得所述等離子體約束環20在外界作用力下不易發生形變，且與所述中接地環30接觸良好。
在一種實施例中，所述支撐元件60的個數為3個，所述支撐元件60沿環形槽的周向均勻排布，本發明對支撐元件60的個數以及排布情況不做限定，具體視情況而定。需要說明的是，所述支撐元件60在所述第二方向Y上的尺寸與所述環形槽在所述第二方向Y上的尺寸相同，以給所述等離子體約束環20提供良好的支撐。
在上述實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述支撐元件60位於所述環形槽中靠近所述等離子體約束環20外側面的一端，在本發明的其他實施例中，所述支撐元件60還可以位於所述環形槽中間的位置或其他位置，本發明對此不做限定，只要其能為等離子體約束環20起到良好的支撐作用即可。
需要說明的是，由於不銹鋼(即stainless steel，簡稱SST)材料不僅耐腐蝕，硬度較大，而且與等離子體約束環20的材質相比，其熱傳導性能較差，因此，在上述實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述支撐元件60為不銹鋼支撐元件，以延長該支撐元件60的使用壽命，同時還能保證所述隔熱元件50對所述等離子體約束環20的隔熱效果。具體的，所述不銹鋼支撐元件為304不銹鋼支撐元件，但本發明對此不做限定，只要保證所述支撐元件60具有耐腐蝕性、硬度大以及其熱傳導性能比等離子體約束環20的熱傳導性能差即可。
為了進一步防止所述等離子體約束環20變形，在上述任一實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述環形槽沿第一方向X上的尺寸不大於18mm，所述環形槽沿所述第二方向Y上的尺寸的取值範圍為3mm-5mm，包括端點值，但本發明對此並不做限定，具體視情況而定。
需要說明的是，由於石墨片和表面噴塗有石墨層的鋁箔均具有一定的可壓縮性，因此，如果將其作為導電元件40能夠填充所述中接地環30和所述等離子體約束環20之間的縫隙，從而可以對中接地環30和所述等離子體約束環20之間的加工誤差及裝配誤差進行補償，進而提高所述中接地環30和所述等離子體約束環20之間的導電效果，因此，在本發明的一個實施例中，所述導電元件40較佳為石墨片或表面噴塗有石墨層的鋁箔。
在上述任一實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，繼續如圖2和3所示，所述環形槽在所述中接地環30上的正投影與所述導電元件40在所述中接地環30上的正投影重合，以使得所述等離子體約束環20的
熱量均需要通過等離子體約束環20位於所述環形槽與所述中接地環30之間的第一部分21的側壁D進入到所述等離子體約束環20位於所述環形槽與所述中接地環30之間的第一部分21後才能傳遞給中接地環30，從而大大減小了所述等離子體約束環20的熱量傳遞給中接地環30的速度，即在相同時間內減少了所述等離子體約束環20傳遞到所述中接地環30的熱量，進而有效避免了所述等離子體約束環20的溫度偏低而導致等離子體蝕刻過程中產生的聚合物容易在所述等離子體約束環20的通道內凝結的問題。
在本發明的又一個實施例中，所述導電元件40在所述中接地環30上的正投影位於所述環形槽在所述中接地環30上的正投影範圍內，且所述環形槽在所述中接地環30上的正投影的面積大於所述導電元件40在所述中接地環30上的正投影的面積，以進一步降低所述等離子體約束環中的熱量經所述導電元件40傳遞到所述中接地環30上的概率，從而進一步降低所述等離子體約束環20上的熱量損失。
在本發明的另一個實施例中，所述環形槽在所述中接地環30上的正投影位於所述導電元件40在所述中接地環30上的正投影範圍內，所述環形槽在所述中接地環30上的正投影的面積小於所述導電元件40在所述中接地環30上的正投影的面積，以使得除了所述等離子體約束環20位於所述環形槽與所述中接地環30之間的第一部分21通過所述導電元件40與所述中接地環30電連接之外，還有等離子體約束環20的其他部分通過導電元件40與所述中接地環30電連接，進而提高所述等離子體約束環20和所述中接地環30的電連接效果，較佳的，所述導電元件40未
與所述環形槽重合的部分在所述中接地環30上的投影沿第一方向X的尺寸不小於2.5mm。
需要說明的是，上述實施例中所提到的環形槽是形成於所述等離子體約束環20的側表面的，在本發明的其他實施例中，如圖5至圖6所示，圖5示出了本發明又一個實施提供的一種用於等離子體處理設備的下電極元件的剖面結構示意圖，圖6示出了圖5中提供的一種用於等離子體處理設備的下電極元件的B部分的放大圖，從圖5-圖6可以看出，所述環形槽還可以形成於所述等離子體約束環20與所述中接地環30相對的下表面，所述環形槽的底部的表面組成所述等離子體約束環20的部分下表面。
在上述任一實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述環形槽在所述中接地環30上的正投影位於所述導電元件40在所述中接地環30上的正投影範圍內，且所述導電元件40在所述中接地環30上的正投影面積大於所述環形槽在所述中接地環30上的正投影面積，以使得所述導電元件40未被所述環形槽覆蓋的部分，能夠確保所述導電元件40與所述等離子體約束環20具有良好的電接觸，進而保證所述等離子體約束環20與所述中接地環30之間具有良好的電接觸。
需要說明的是，導電元件40在所述中接地環30上的正投影未與所述環形槽在所述中接地環30上的正投影相重合的部分的投影面積越小，使得所述等離子體約束環20與所述中接地環30之間的散熱量就越少，因此，在本發明的一個實施例中，在確保所述中接地環30與所述等離子體約束環20具有良好的電接觸的基礎上，所述導電元件40在所述中接
地環30上的正投影未與所述環形槽在所述中接地環30上的正投影相重合的部分的投影沿第一方向X的尺寸的取值範圍為1mm-2mm，包括端點值。但本發明對此並不做限定，在本發明的其他實施例中，所述環形槽在所述中接地環30上的正投影面積也可以等於或大於所述導電元件40在所述中接地環30上的正投影面積，具體視情況而定。
需要說明的是，在本發明一個實施例中，所述導電元件40靠近所述等離子體約束環20外側面的一端在所述中接地環30上的投影位於所述等離子體約束環20在所述中接地環30上的投影內，較佳的，在本發明中的一個實施例中，所述導電元件40靠近所述等離子體約束環20外側面的一端與所述等離子體約束環20外側面齊平。
由上可知，在上述實施例中，所述下電極元件是利用所述隔熱元件50通過降低所述等離子體約束環20和所述中接地環30之間的熱量傳遞來降低所述等離子體約束環20上的熱量損失，結構十分簡單，易於實現，但是這種降低等離子體約束環20上熱量損失的方式較為被動，無法精確控制等離子體約束環20上的溫度。
鑒於此，如圖7所示，在本發明的一個實施例中，所述環形槽形成於所述等離子體約束環20與所述中接地環30相對的下表面，所述環形槽的底部表面組成所述等離子體約束環20的部分下表面時，所述下電極元件還可以包括：位於所述環形槽內的至少一個製熱元件70，所述製熱元件70用於對所述等離子體約束環20進行加熱，從而精確控制所述等離子體約束環20的溫度，進而能夠有效防止等離子體蝕刻過程中產生的聚合物在所述
等離子體約束環20的通道內凝結，進而使得該等離子體約束環20的通道不容易堵塞。
在上述實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述製熱元件70的個數為1個或者複數個，當所述製熱元件70的個數為複數個時，所述複數個製熱元件70沿所述環形槽的周向均勻分佈，以使得所述等離子體約束環20的溫度更加均勻。在本實施例中，所述製熱元件70沿所述第二方向Y的尺寸的取值範圍為3mm-5mm，包括端點值，本發明對此不做限定，具體視情況而定，需要說明的是，本發明實施例中的複數個為至少2個。
在上述實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述製熱元件70沿所述第一方向X的尺寸不大於所述環形槽沿所述第一方向X的尺寸，以保證所述製熱元件70位於所述環形槽內，而不外露，具體的，在本發明的一個實施例中，所述製熱元件70靠近所述等離子體約束環20的外側面的一端與所述等離子體約束環20的外側面齊平。
在上述實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，繼續如圖7所示，所述製熱元件70為半導體製熱片，具體的，所述半導體製熱片對所述等離子體約束環20背離所述中接地環30的一側進行製熱，從而使得等離子體約束環20的溫度上升，以避免所述等離子體約束環20的溫度偏低而導致等離子體蝕刻過程中產生的聚合物容易在所述等離子體約束環20的通道內凝結的問題。
如圖9所示，本發明實施例中，所述半導體製熱片包括半導體層701，所述半導體層701包括複數個半導體單元7011，每個所述半導體單元
7011包括一個N型半導體單元和一個P型半導體單元，所述半導體製熱片還包括第一電極層702和第二電極層703，所述第一電極層702包括複數個第一電極單元，所述第一電極單元用於電連接所述半導體單元7011內部的N型半導體單元和P型半導體單元，所述第二電極層703包括複數個第二電極單元，所述第二電極單元用於電連接相鄰的半導體單元7011，以使得所述複數個半導體單元7011實現串聯連接，所述半導體製熱片還包括位於所述第一電極層702背離所述半導體層701一側的第一絕緣陶瓷片704，以及位於所述第二電極層703背離所述半導體層701一側的第二絕緣陶瓷片705，當所述第二電極層703的兩端外界直流電源時，所述第一絕緣陶瓷片704作為製冷端，所述第二絕緣陶瓷片705作為製熱端，其中，所述製熱端用於給所述等離子體約束環20背離所述中接地環30的一側進行加熱。在本發明實施例中，可通過控制輸入到所述半導體製熱片的電流來實現控制所述半導體製熱片的製熱溫度，從而控制所述等離子體約束環20中的溫度，實現所述等離子體約束環20溫度的高精度的控制。本發明對此不做限定，在本發明的其他實施例中，所述製熱元件70還可以為其他結構的製熱片，具體視情況而定。
在上述任一實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，繼續如圖7所示，所述導電元件40為鋁環，具體的，所述導電元件40在所述第二方向Y上的尺寸的取值範圍為1mm-2mm，包括端點值，以在裝配時，使得所述製熱元件70、所述等離子體約束環20和所述中接地環30都能接觸良好。
在上述任一實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，繼續如圖7和圖8所示，所述下電極元件還包括：位於所述製熱元件70與所述等離子體約束環20之間的第一導熱元件80，以使得所述製熱元件70產生的熱量能夠快速傳遞到所述等離子體約束環20上，從而提高所述製熱元件70的熱量傳導到所述等離子體約束環20的速率。
在上述任一實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述下電極元件還包括：位於所述導電元件40朝向所述環形槽一側表面的第一電連接件90，以提高所述等離子體約束環20與所述導電元件40的電連接效果。
在上述實施例的基礎上，在本發明的一個實施例中，所述下電極元件還包括：位於所述中接地環30與所述導電元件40之間的第二電連接件100，以提高所述中接地環30與所述導電元件40之間的電連接效果。
在本發明的一個實施例中，所述第一導熱元件80、所述第一電連接件90和所述第二電連接件100的材質相同，具體的，所述第一導熱元件80、所述第一電連接件90和所述第二電連接件100的材質均為表面噴塗有石墨層的鋁片或表面噴塗有石墨層的鋁箔，從而可以補償等離子體約束環20、導電元件40和所述中接地環30之間的加工誤差及裝配誤差，進而提高所述中接地環30和所述等離子體約束環20之間的導電效果。在本發明的其他實施例中，所述第一導熱元件80、所述第一電連接件90和所述第二電連接件100的材質也可以不同，本發明對此並不做限定，具體視情況而定。
相應的，本發明實施例中還提供了一種等離子體處理設備，如圖10所示，該等離子體處理設備包括：腔體1；位於腔體1內的下電極元件2，所述下電極元件2為上述任一實施例中提供的下電極元件2；位於所述腔體1內的氣體噴淋頭3，所述氣體噴淋頭3與所述下電極元件2相對設置。
需要說明的是，在本發明的一個實施例中，所述等離子體約束環20和所述中接地環30是通過螺釘固定在所述腔體1上的，本發明對此不做限定，具體視情況而定。
綜上，本發明實施例所提供的用於等離子體處理設備的下電極元件及其等離子體處理設備中，不僅包括靜電吸盤、等離子體約束環、中接地環和導電元件，還包括隔熱元件，所述隔熱元件用於降低等離子體約束環傳遞至所述中接地環的熱量，從而在等離子體處理設備蝕刻過程中，能夠在利用所述導電元件使得所述等離子體約束環和所述中接地環之間形成一較大電容的同時，還能夠利用所述隔熱元件降低所述等離子體約束環的熱量損失，避免所述等離子體約束環的溫度偏低，而導致等離子體蝕刻過程中產生的聚合物容易在所述等離子體約束環的通道內凝結的問題，從而使得該遮罩的通道不容易堵塞。
本說明書中各個部分採用並列和遞進的方式描述，每個部分重點說明的都是與其他部分的不同之處，各個部分之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明，使所屬技術領域中具有通常知識者能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對所屬技術領域中具有通常知識者來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
10:靜電吸盤
20:等離子體約束環
30:中接地環
40:導電元件
50:隔熱元件
Claims (12)
- 一種用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，包括：一靜電吸盤，用於吸附一晶圓；一等離子體約束環，環設在該靜電吸盤的周圍；一中接地環，用於與該等離子體約束環之間形成電容；一導電元件，位於該等離子體約束環和該中接地環之間的部分區域，用於實現該等離子體約束環和該中接地環之間的電連接；以及一隔熱元件，用於降低該等離子體約束環傳遞至該中接地環的熱量，該隔熱元件在該中接地環上的正投影與該導電元件在該中接地環上的正投影至少部分重疊。
- 根據請求項1所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，該隔熱元件包括形成於該等離子體約束環的表面的一環形槽。
- 根據請求項2所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，該環形槽形成於該等離子體約束環的側表面，該等離子體約束環包括位於該環形槽和該導電元件之間的一第一部分以及位於該環形槽背離該導電元件的一側的一第二部分。
- 根據請求項3所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，該下電極元件還包括：至少一個支撐元件，其位於該環形槽內，該支撐元件在一第一方向上的尺寸小於該環形槽在該第一方向上的尺寸；其中，該第一方向平行於該靜電吸盤的上表面，且由該等離子體約束環的側面指向該等離子體約束環的中心。
- 根據請求項4所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中， 該支撐元件位於該環形槽中靠近該等離子體約束環的外側面的一端。
- 根據請求項3所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，該環形槽在該中接地環上的正投影與該導電元件在該中接地環上的正投影重合。
- 根據請求項2所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，該環形槽形成於該等離子體約束環與該中接地環相對的下表面，該環形槽的底部的表面組成該等離子體約束環的部分下表面。
- 根據請求項7所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，該環形槽在該中接地環上的正投影位於該導電元件在該中接地環上的正投影範圍內，且該導電元件在該中接地環上的正投影面積大於該環形槽在該中接地環上的正投影面積。
- 根據請求項7所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，該下電極元件還包括：至少一個製熱元件，其位於該環形槽內，該製熱元件用於對該等離子體約束環進行加熱。
- 根據請求項9所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，該下電極元件還包括：位於該製熱元件與該等離子體約束環之間的一第一導熱元件。
- 根據請求項9所述的用於等離子體處理設備的下電極元件，其中，該下電極元件還包括：一第一電連接件，其位於該導電元件朝向該環形槽一側的表面；以及一第二電連接件，其位於該中接地環與該導電元件之間。
- 一種等離子體處理設備，其中，包括： 一腔體；一下電極元件，其位於該腔體內，該下電極元件為如請求項1至11中任一項所述的下電極元件；以及一氣體噴淋頭，其位於該腔體內，該氣體噴淋頭與該下電極元件相對設置。
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