一种下电极和反应腔室制造技术

本发明专利技术公开了一种下电极和反应腔室，下电极包括静电卡盘和设置于静电卡盘下方的下电极接口盘，下电极接口盘用于安装与静电卡盘连接的元件接口，下电极接口盘包括下电极接口盘本体、下电极接口盘上设置的容纳部，下电极接口盘还包括与下电极接口盘的介电常数不同的局部介电常数调整块，容纳部用于容纳局部介电常数调整块，通过在容纳部内选择性容纳局部介电常数调整块来调整下电极接口盘的介电常数。本发明专利技术的下电极的接口盘的局部介电常数能够在一定范围内进行调整，从而改善下电极接口盘的介电常数分布，通过调整下电极接口盘的局部电容，可以调节下电极接口盘的局部射频强度，从而调节局部刻蚀或沉积速率，改善和提高晶片刻蚀或沉积时的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种下电极和反应腔室
本专利技术属于半导体制造
，具体涉及一种下电极和反应腔室。
技术介绍
等离子装置广泛地应用于集成电路(IC)或MEMS器件的制造工艺中，其中一个显著的用途就是电感耦合等离子体(ICP)装置。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和衬底相互作用使材料表面发生各种物理和化学反应,从而使材料表面性能获得变化。在基于半导体装置的制造中，可以将多层材料交替的沉积到衬底表面并从衬底表面刻蚀该多层材料。静电卡盘(ElectroStaticChuck简称ESC)广泛的应用于集成电路(IC)制造工艺过程中，特别是等离子刻蚀(ETCH)、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等工艺，用于在反应室内固定、支撑及传送晶片(Wafer)；为晶片提供直流偏压并且控制晶片表面的温度。进入32-22纳米技术代后，高K栅介质和金属栅电极MOS器件被引入IC生产工艺，刻蚀均匀性需要进一步提高，wafer-in-wafer晶体管栅极长度的均匀性(3σ)由45nm节点时的3nm减小到32nm节点的1.56nm；栅宽CD刻蚀均匀性由光刻胶trimming和刻蚀工艺共同决定，其所允许的3σ约0.78nm，其中栅极刻蚀所导致的3σ需<0.64nm。单纯的针对静电卡盘进行温度控制，无法满足32-22纳米技术的对中心及边缘刻蚀均匀性的要求，需要引入新的技术提高刻蚀均匀性。如图1所示，下电极1包括静电卡盘2、设置于所述静电卡盘2下方的下电极接口盘7、设置于所述下电极接口盘7下方的总基座14。静电卡盘2采用静电引力的方式承载被加工工件，例如晶片13(衬底)。典型的静电卡盘2(低温静电卡盘)主要由两部分组成：(1)绝缘层3，(2)静电卡盘本体基座4。通常在绝缘层3和静电卡盘本体基座4之间还有硅胶5，绝缘层3通过硅胶5与静电卡盘本体基座4粘接。绝缘层3目前采用陶瓷材料(Al2O3、AlN等)加工制造或陶瓷喷涂的形式进行制造，直流电极层通过烧结或喷涂的方式埋藏在绝缘层3中，静电卡盘2就是利用直流电极层与晶片13之间产生的静电引力达到固定晶片13的目的。静电卡盘本体基座4用来支撑绝缘层3，导入射频电源(RF)，形成RF偏压，内有冷却水道，在冷却水道内通入循环冷却液，循环冷却液的温度和流量通过冷却器(Chiller)控制，实现对静电卡盘2的温度控制，从而使得晶片13达到指定温度。静电卡盘本体基座4上也有对应的接口位置。下电极接口盘7位于静电卡盘2之下，用于静电卡盘2的冷却液、氦气、吹扫气体等输入及输出接口安装，当然，下电极接口盘7还可以用于热传感器等电气元件、升针系统、下射频连接柱等安装，同时，下电极接口盘7也用于固定静电卡盘2。下电极接口盘7的材料包括主体材料金属和设置于所述主体材料金属外的氧化层。下电极接口盘7一般采用铝或其它金属进行加工，同时表面进行氧化处理，氧化层一般为绝缘体，因此下电极接口盘7整体表现出的电特性并非良导体，而是有一定的阻抗特性，在射频环境中，一部分射频能量会通过下电极接口盘7。由于下电极接口盘7采用单一均值的材料加工，除下电极接口盘7安装所述静电卡盘的接口6位置外各处厚度一致，因此圆周方向上各处阻抗基本一致，从而造成下电极接口盘7各处阻抗对下电极1电场的影响一样。由于下电极1电场分布与等离子体分布正相关，因此现有技术的下电极接口盘7虽能影响电场分布，却不能调节电场分布进而调节晶片13的刻蚀均匀性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种下电极和反应腔室，本专利技术的下电极的接口盘的局部介电常数能够在一定范围内进行调整，从而改善下电极接口盘的介电常数分布，通过调整下电极接口盘的局部电容，可以调节下电极接口盘的局部射频强度。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是提供一种下电极，下电极包括静电卡盘和设置于所述静电卡盘下方的下电极接口盘，所述下电极接口盘用于安装与所述静电卡盘连接的元件接口，所述下电极接口盘包括下电极接口盘本体、所述下电极接口盘上设置的容纳部，所述下电极接口盘还包括与所述下电极接口盘本体的介电常数不同的局部介电常数调整块，所述容纳部用于容纳所述局部介电常数调整块，通过在所述容纳部内选择性容纳所述局部介电常数调整块来调整所述下电极接口盘的介电常数。所述静电卡盘的接口部件包括冷却液的输入接口、冷却液的输出接口、氦气的输入接口、氦气的输出接口、吹扫气体的输入接口、吹扫气体的输出接口。优选的是，所述容纳部为盲孔，所述局部介电常数调整块从所述下电极接口盘上方插入所述容纳部。更优选的是，所述盲孔的底面为圆形、矩形、三角形中的一种或几种。优选的是，所述容纳部为通孔，所述局部介电常数调整块设置在所述容纳部内。更优选的是，所述容纳部的底面积小于所述局部介电常数调整块的底面积，所述局部介电常数调整块能卡在所述容纳部内；或者所述局部介电常数调整块包括卡接部，所述卡接部使得所述局部介电常数调整块卡在所述容纳部内。优选的是，所述下电极接口盘本体的材料包括主体材料金属和设置于所述主体材料金属外的绝缘层。优选的是，所述局部介电常数调整块的材料为陶瓷、石英、碳化硅中的一种。优选的是，所述局部介电常数调整块的材料为陶瓷。优选的是，所述容纳部在所述下电极接口盘上以同心圆的形式排布，使得能够容纳于所述容纳部内的所述局部介电常数调整块呈同心圆的形式排布。优选的是，在所述下电极接口盘上由中心向外的所述容纳部的分布密度由低到高。优选的是，在所述下电极接口盘上由中心向外的所述容纳部容纳的局部介电常数调整块的介电常数由低到高。优选的是，所述的下电极还包括设置于所述下电极接口盘下方的铝制基座和设置于所述铝制基座下方的底座，所述铝制基座和所述底座可拆卸连接，所述下电极接口盘、所述铝制基座、所述底座形成容纳空间，该容纳空间用于容纳从所述静电卡盘的接口穿过的部件。本专利技术还提供一种反应腔室，该反应腔室内设置有上述的下电极。本专利技术设计一种下电极，其下电极接口盘的局部介电常数能够在一定范围内进行调整，从而改善下电极接口盘的介电常数分布，通过调整下电极接口盘的局部电容，可以调节下电极接口盘的局部射频强度，从而调节局部的刻蚀或沉积速率，改善和提高晶片刻蚀或沉积时的均匀性。附图说明图1是本专利技术
技术介绍
中的下电极的剖面图；图2是刻蚀设备的下电极1等效电路图；图3是本专利技术实施例1中的下电极接口盘的剖面图；图4是本专利技术实施例1中的下电极接口盘的剖面图；图5是本专利技术实施例1中的下电极接口盘的俯视图；图6是本专利技术实施例1中的下电极的剖面图。图中：1-下电极；2-静电卡盘；3-绝缘层；4-静电卡盘本体基座；5-硅胶；6-元件接口；7-下电极接口盘；8-下电极接口盘本体；9-下电极边缘环；10-局部介电常数调整块；11-盲孔；12-通孔；13-晶片；14-总基座；15-铝制基座；16-底座。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例1如图3～6所示，本实施例提供一种下电极1，下电极1包括静电卡盘2和设置于所述静电卡盘2下方的下电极接口盘7，所述下电极接口盘7用于安装与所述静电卡盘2连接的元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下电极，包括静电卡盘和设置于所述静电卡盘下方的下电极接口盘，所述下电极接口盘用于安装与所述静电卡盘连接的元件接口，其特征在于，所述下电极接口盘包括下电极接口盘本体、所述下电极接口盘上设置的容纳部，所述下电极接口盘还包括与所述下电极接口盘本体的介电常数不同的局部介电常数调整块，所述容纳部用于容纳所述局部介电常数调整块，通过在所述容纳部内选择性容纳所述局部介电常数调整块来调整所述下电极接口盘的介电常数。

【技术特征摘要】
1.一种下电极，包括静电卡盘和设置于所述静电卡盘下方的下电极接口盘，所述下电极接口盘用于安装与所述静电卡盘连接的元件接口，其特征在于，所述下电极接口盘包括下电极接口盘本体、所述下电极接口盘上设置的容纳部，所述下电极接口盘还包括与所述下电极接口盘本体的介电常数不同的局部介电常数调整块，所述容纳部用于容纳所述局部介电常数调整块，通过在所述容纳部内选择性容纳所述局部介电常数调整块来调整所述下电极接口盘的介电常数。2.根据权利要求1所述的下电极，其特征在于，所述容纳部为盲孔，所述局部介电常数调整块从所述下电极接口盘上方插入所述容纳部。3.根据权利要求1所述的下电极，其特征在于，所述容纳部为通孔，所述局部介电常数调整块设置在所述容纳部内。4.根据权利要求1所述的下电极，其特征在于，所述下电极接口盘本体的材料包括主体材料金属和设置于所述主体材料金属外的绝缘层。5.根据权利要求1所述的下电极，...

【专利技术属性】
技术研发人员：常楷，郑友山，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11