下電極裝置以及等離子體加工設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子加工技術領域，具體地，涉及一種下電極裝置以及等離子體加工設備。
【背景技術】
[0002]目前，等離子體加工設備已被廣泛應用于半導體、太陽能電池和平板顯示等的制造工藝中。等離子體加工設備針對不同的應用具有多種類型，例如，電容耦合等離子體(CCP)、電感耦合等離子體(ICP)以及電子回旋共振等離子體(ECR)等類型。這些類型的等離子體加工設備已被廣泛應用在物理氣相沉積(PVD)、等離子體刻蝕和等離子體化學氣相沉積(CVD)等。
[0003]圖1為現(xiàn)有的一種等離子體加工設備的局部剖視圖。如圖1所示，等離子體加工設備包括反應腔室101、下電極裝置、射頻電源103和匹配器102。其中，反應腔室101的腔體接地；下電極裝置包括基座105，基座105設置在反應腔室101內的底部，用于承載被加工工件106 ;并且基座105依次與匹配器102和射頻電源103電連接；在基座105的外周壁上環(huán)繞設置有絕緣環(huán)104，用于防止等離子體刻蝕基座105。在進行刻蝕或沉積等工藝的過程中，射頻電源103通過基座105將能量耦合到反應腔室101中，以產生一個垂直于基座105的上表面且指向基座105的負偏壓，從而吸引等離子體刻蝕置于基座105上的被加工工件106。
[0004]上述等離子體加工設備在實際應用中不可避免地存在以下問題，即:在進行工藝的過程中，在基座105周圍產生的電場因受到絕緣環(huán)104的影響而發(fā)生畸變，導致被加工工件106邊緣區(qū)域的電場強度大于中心區(qū)域的電場強度，從而造成等離子體對被加工工件106邊緣區(qū)域的轟擊力度偏大、刻蝕速率偏快，進而影響整個被加工工件106的刻蝕均勻性。人們通常把上述現(xiàn)象稱為邊緣效應，該邊緣效應在諸如PECVD、PVD等的各種具有電容耦合放電模式的等離子體加工設備中均有體現(xiàn)。
[0005]目前，通常采用改變等離子體分布的方式來改善工藝結果。例如，在反應腔室的外側增設邊磁鐵，或者通過上電極裝置對在反應腔室內產生的不同分布的等離子體進行中和。然而，這些方式均無法改變等離子體在不同區(qū)域內的分布，例如，無法克服等離子體在基座105的徑向上分布不均的問題，從而不僅無法克服上述邊緣效應，而且也無法克服等離子體在反應腔室的中心區(qū)域分布較多，而在邊緣區(qū)域分布較少的問題(該問題通常在等離子體源為ICP時出現(xiàn))。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一，提出了一種下電極裝置以及等離子體加工設備，其可以調節(jié)等離子體在不同區(qū)域內的分布，從而可以克服等離子體在反應腔室的徑向上分布不均的問題，進而可以提高工藝的均勻性，改善工藝結果。
[0007]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種下電極裝置，包括用于承載被加工工件的承載件；所述承載件采用導電材料制作，并且所述承載件上表面的不同區(qū)域之間存在高度差。
[0008]其中，在所述承載件上表面上形成有凹部。
[0009]其中，通過調節(jié)所述凹部在承載件上表面上的位置，來調節(jié)由該凹部影響的電場區(qū)域的位置。
[0010]其中，通過調節(jié)所述凹部在承載件上表面上的寬度，來調節(jié)由該凹部影響的電場區(qū)域的范圍。
[0011]其中，通過調節(jié)所述凹部的底面相對于承載件上表面的深度，來調節(jié)由該凹部影響的電場強度的變化量。
[0012]優(yōu)選的，所述凹部采用閉合的環(huán)形結構，且以所述承載件上表面的中心為幾何中心。
[0013]其中，所述凹部為一個或多個，且多個所述凹部相互嵌套。
[0014]優(yōu)選的，所述下電極裝置還包括絕緣部件，所述絕緣部件設置在所述凹部內。
[0015]優(yōu)選的，在垂直于所述承載件上表面的截面上，所述絕緣部件的投影形狀與所述凹部的投影形狀相適配。
[0016]優(yōu)選的，所述絕緣部件所采用的材料包括陶瓷或石英。
[0017]優(yōu)選的，在所述承載件上表面上形成有凸部。
[0018]其中，通過調節(jié)所述凸部在承載件上表面上的位置，來調節(jié)由該凸部影響的電場區(qū)域的位置。
[0019]其中，通過調節(jié)所述凸部在承載件上表面上的寬度，來調節(jié)由該凸部影響的電場區(qū)域的范圍。
[0020]其中，通過調節(jié)所述凸部相對于承載件上表面的高度，來調節(jié)由該凸部影響的電場強度的變化量。
[0021]優(yōu)選的，所述凸部采用閉合的環(huán)形結構，且以所述承載件上表面的中心為幾何中心。
[0022]優(yōu)選的，所述凸部為一個或多個，且多個所述凸部相互嵌套。
[0023]優(yōu)選的，所述凹部在垂直于所述承載件上表面的截面上的投影形狀為三角形、多邊形、弧形或者不規(guī)則形。
[0024]優(yōu)選的，所述凹部在垂直于所述承載件上表面的截面上的投影形狀為矩形。
[0025]優(yōu)選的，所述凸部在垂直于所述承載件上表面的截面上的投影形狀為三角形、多邊形、弧形或者不規(guī)則形。
[0026]優(yōu)選的，所述凸部在垂直于所述承載件上表面的截面上的投影形狀為矩形。
[0027]其中，所述承載件用于承載一個被加工工件；并且所述承載件包括基座、機械卡盤或者靜電卡盤。
[0028]其中，所述承載件用于承載多個被加工工件；并且所述下電極裝置還包括用于支撐所述承載件的支撐件；所述支撐件包括基座、機械卡盤或者靜電卡盤。
[0029]作為另一個技術方案，本發(fā)明還提供一種等離子體加工設備，包括反應腔室和設置在所述反應腔室內的下電極裝置，所述下電極裝置采用了本發(fā)明提供的上述下電極裝置。
[0030]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0031]本發(fā)明提供的下電極裝置，其通過使承載件上表面的不同區(qū)域之間存在高度差，即，使承載件上表面的不同位置與地之間的距離不同，可以調節(jié)各個區(qū)域的電場強度，以補償在各個區(qū)域之間存在的電場強度的差異，從而可以使等離子體相對于承載件上表面的各個區(qū)域的分布趨于均勻，進而可以提高工藝的均勻性，改善工藝結果。
[0032]本發(fā)明提供的等離子體加工設備，其通過采用本發(fā)明提供的上述下電極裝置，可以使等離子體相對于承載件上表面的各個區(qū)域的分布趨于均勻，從而可以提高工藝的均勻性，改善工藝結果。
【附圖說明】
[0033]圖1為現(xiàn)有的一種等離子體加工設備的局部剖視圖；
[0034]圖2A為本發(fā)明第一實施例提供的一種下電極裝置的剖視圖；
[0035]圖2B為本發(fā)明第一實施例提供的一種下電極裝置的俯視圖；
[0036]圖2C為基片在不同半徑處的電場強度的分布圖；
[0037]圖3A為本發(fā)明第一實施例提供的另一種下電極裝置的剖視圖；
[0038]圖3B為本發(fā)明第一實施例提供的另一種下電極裝置的俯視圖；
[0039]圖4A為本發(fā)明第一實施例提供的又一種下電極裝置的剖視圖；
[0040]圖4B為本發(fā)明第一實施例提供的又一種下電極裝置的俯視圖；
[0041]圖5A為本發(fā)明第一實施例提供的再一種下電極裝置的剖視圖；
[0042]圖5B為本發(fā)明第一實施例提供的再一種下電極裝置的俯視圖；
[0043]圖6A為本發(fā)明第二實施例提供的一種下電極裝置的剖視圖；
[0044]圖6B為本發(fā)明第二實施例提供的一種下電極裝置的俯視圖；
[0045]圖7A為本發(fā)明第二實施例提供的另一種下電極裝置的剖視圖；
[0046]圖7B為本發(fā)明第二實施例提供的另一種下電極裝置的俯視圖；
[0047]圖8A為本發(fā)明第三實施例提供的下電極裝置的剖視圖；
[0048]圖SB為本發(fā)明第三實施例提供的下電極裝置的俯視圖；以及
[0049]圖9為本發(fā)明實施例提供的等離子體加工設備的剖視圖。
【具體實施方式】
[0050]為使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖來對本發(fā)明提供的下電極裝置以及等離子體加工設備進行詳細描述。
[0051]第一實施例
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