【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体设备，特别涉及一种下电极组件及等离子体处理设备。
技术介绍
1、在半导体制造
，经常需要在等离子体处理设备内对待处理晶圆进行等离子体处理。等离子体处理设备具有一个真空的反应腔，该反应腔内具有下电极，下电极包括一基座。基座上包含一用于放置待处理晶圆的静电吸盘。反应气体被输入至反应腔内，一个或多个射频(rf)电源可以被单独地施加在所述下电极上，用以将射频功率输送到下电极上，从而在反应腔内部产生射频电场。大多数电场被包含在待处理晶圆上方的处理区域内，此电场对少量存在于反应腔内部的电子进行加速，使之与输入的反应气体的气体分子碰撞。这些碰撞导致反应气体的离子化和等离子体的激发，从而在反应腔内产生等离子体。最后等离子体和晶圆之间发生化学反应和/或物理作用(比如刻蚀、沉积等等)形成各种特征结构。
2、在晶圆处理过程中会在晶圆上产生大量热量，因此需要对晶圆进行降温处理。现有技术中通过下电极内的绝缘冷却管连通基座内的冷却流体通道，以提供和回收冷却液体。当冷却液体流经并刮擦冷却管内壁时，冷却管内壁易积累静电电荷，这些累积的电荷会通过冷却管的金属接头传递到基座。在反应腔内停止处理晶圆时，累积的电荷无法释放，至使下电极产生放电现象，从而导致冷却管损坏而漏液。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种下电极组件及等离子体处理设备，实时释放下电极组件内部因冷却液体流动所积累的静电电荷，防止在下电极组件产生电弧放电、提高设备的使用安全。本专利技术的下电极组件在射频导杆内
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种下电极组件，用于等离子体处理设备，包含：
3、基座，其内部设有冷却流体通道；所述冷却流体通道的内壁电性连接所述基座；
4、射频导杆，其具有中空结构，并电性连接设置在所述基座与外部射频电源之间；
5、接地模块，其位于所述射频导杆的中空内部并且电性连接冷却流体通道的内壁；通过所述接地模块在射频导杆内部建立一直流通路，将冷却流体通道内壁积累的静电电荷传导至地；并通过接地模块阻止射频导杆外壁的射频电流流入所述直流通路。
6、可选的，通过接地模块电性连接射频导杆的内壁建立直流通路。
7、可选的，射频导杆的中空内部设有直流导杆，所述直流导杆电性连接设置在基座与接地模块之间；通过接地模块电性连接直流导杆建立直流通路。
8、可选的，接地模块包含过滤模块，其接入直流通路中，用于阻值射频电流流入直流通路。
9、可选的，所述射频导杆包含：竖直设置的第一射频导杆，其具有中空结构；所述第一射频导杆的顶部连接基座底部，第一射频导杆的底部电性连接外部射频电源；
10、接地模块还包含：导电材质的第一套筒，其设置在第一射频导杆的中空内部且与所述第一射频导杆的内壁电连接；所述过滤模块设置在所述第一套筒的内部且其两端分别电连接所述第一套筒和接地端。
11、可选的，第一套筒的上端封闭，第一射频导杆与第一套筒同中心轴。
12、可选的，接地模块还包含导电的第一弹性元件，用于实现第一套筒可拆卸的电性连接第一射频导杆的内壁；所述第一弹性元件固定设置在第一套筒的外侧壁并抵接第一射频导杆的内侧壁，或者第一弹性元件固定设置在第一射频导杆的内侧壁并抵接第一套筒的外侧壁。
13、可选的，所述下电极组件还包含第二套筒和水平设置的第二射频导杆；所述第二套筒围绕设置在第一射频导杆的外周并电性连接第一射频导杆的外侧壁；所述第二射频导杆电性连接设置在外部射频电源与第二套筒之间。
14、可选的，所述下电极组件还包含导电的第二弹性元件，用于实现第二套筒可拆卸的电性连接第一射频导杆；所述第二弹性元件固定设置在第二套筒的内侧壁并抵接第一射频导杆的外侧壁，或者第二弹性元件固定设置在第一射频导杆的外侧壁并抵接第二套筒的内侧壁。
15、可选的，第一射频导杆与第二套筒同中心轴。
16、可选的，第一套筒、第一弹性元件、第二套筒、第二弹性元件的表面均设有防氧化的金属镀层。
17、可选的，第一套筒、第一弹性元件、第二套筒、第二弹性元件为铜或铝材质，所述金属镀层为金或银材质。
18、可选的，第一弹性元件、第二弹性元件的数量为多个；多个第一弹性元件均匀分布在第一套筒的外周，多个第二弹性元件分别均匀分布在第一射频导杆的外周,第一弹性元件位于第二弹性元件的下方。
19、可选的，所述下电极组件还包含绝缘垫片；通过所述绝缘垫片支承第一射频导杆、第一套筒和第二套筒，防止第一射频导杆、第一套筒和第二套筒与接地端直接相连。
20、可选的，过滤模块包含：射频电阻、直流电阻、空心电感、磁环电感中的任一种或多种。
21、可选的，第一弹性元件、第二弹性元件为具有多个可伸缩金属触角的垫圈。
22、可选的，基座内部设有多个金属接头；冷却液输入管路、冷却液输出管路分别通过对应的金属接头连通冷却流体通道的输入端、输出端；接地模块通过电性连接所述金属接头和/或基座，实现电性连接冷却流体通道的内壁。
23、可选的，第一射频导杆的顶端分为多个射频支杆，通过所述射频支杆连接基座底部。
24、本专利技术还提供一种等离子体处理设备，包含：
25、反应腔；
26、以及位于所述反应腔底部的如本专利技术所述的下电极组件。
27、与现有技术相比，本专利技术包含以下有益效果：
28、1)本专利技术的下电极组件及等离子体反应装置，不受反应腔内工作状态的限制，通过在射频导杆内部建立直流通路，实时释放下电极内部积累的静电电荷，防止下电极组件的金属元件产生电弧放电、非金属元件被击穿，提高设备的使用安全和使用寿命；
29、2)本专利技术中用于释放静电电荷的直流通路与射频电流的传输路径互不干扰；接地模块导走静电电荷的同时，还能够阻止沿射频导杆外表面传输的射频电流进入射频导杆内部，防止等离子体处理设备的射频功率损失；
30、3)本专利技术的接地模块设置在射频导杆内部，不会额外占用等离子体处理设备的空间；
31、4)本专利技术通过第一射频导杆与第一套筒同中心轴，有效避免接地模块与第一射频导杆之间因不对称的空间耦合造成下电极的射频能量分布不均匀，保证了晶圆刻蚀均匀性；
32、5)本专利技术中，第一射频导杆与第一套筒之间、第二套筒与第一射频导杆之间均为易于拆卸的电性连接方式，便于设备拆装维护。
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1.一种下电极组件，用于等离子体处理设备，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的下电极组件，其特征在于，通过接地模块电性连接射频导杆的内壁建立直流通路。
3.如权利要求1所述的下电极组件，其特征在于，射频导杆的中空内部设有直流导杆，所述直流导杆电性连接设置在基座与接地模块之间；通过接地模块电性连接直流导杆建立直流通路。
4.如权利要求2所述的下电极组件，其特征在于，接地模块包含过滤模块，其接入直流通路中，用于阻值射频电流流入直流通路。
5.如权利要求3所述的下电极组件，其特征在于，接地模块包含过滤模块，其接入直流通路中，用于阻值射频电流流入直流通路。
6.如权利要求4所述的下电极组件，其特征在于，所述射频导杆包含：竖直设置的第一射频导杆，其具有中空结构；所述第一射频导杆的顶部连接基座底部，第一射频导杆的底部电性连接外部射频电源；
7.如权利要求6所述的下电极组件，其特征在于，第一套筒的上端封闭，第一射频导杆与第一套筒同中心轴。
8.如权利要求7所述的下电极组件，其特征在于，接地模块还包含导电的
9.如权利要求8所述的下电极组件，其特征在于，还包含第二套筒和水平设置的第二射频导杆；所述第二套筒围绕设置在第一射频导杆的外周并电性连接第一射频导杆的外侧壁；所述第二射频导杆电性连接设置在外部射频电源与第二套筒之间。
10.如权利要求9所述的下电极组件，其特征在于，还包含导电的第二弹性元件，用于实现第二套筒可拆卸的电性连接第一射频导杆；所述第二弹性元件固定设置在第二套筒的内侧壁并抵接第一射频导杆的外侧壁，或者第二弹性元件固定设置在第一射频导杆的外侧壁并抵接第二套筒的内侧壁。
11.如权利要求9所述的下电极组件，其特征在于，第一射频导杆与第二套筒同中心轴。
12.如权利要求10所述的下电极组件，其特征在于，第一套筒、第一弹性元件、第二套筒、第二弹性元件的表面均设有防氧化的金属镀层。
13.如权利要求12所述的下电极组件，其特征在于，第一套筒、第一弹性元件、第二套筒、第二弹性元件为铜或铝材质，所述金属镀层为金或银材质。
14.如权利要求10所述的下电极组件，其特征在于，第一弹性元件、第二弹性元件的数量为多个；多个第一弹性元件均匀分布在第一套筒的外周，多个第二弹性元件分别均匀分布在第一射频导杆的外周,第一弹性元件位于第二弹性元件的下方。
15.如权利要求9所述的下电极组件，其特征在于，还包含绝缘垫片；通过所述绝缘垫片支承第一射频导杆、第一套筒和第二套筒，防止第一射频导杆、第一套筒和第二套筒与所述接地端直接相连。
16.如权利要求4或5任一所述的下电极组件，其特征在于，所述过滤模块包含：射频电阻、直流电阻、空心电感、磁环电感中的任一种或多种。
17.如权利要求10所述的下电极组件，其特征在于，第一弹性元件、第二弹性元件为具有多个可伸缩金属触角的垫圈。
18.如权利要求1所述的下电极组件，其特征在于，基座内部设有多个金属接头；冷却液输入管路、冷却液输出管路分别通过对应的金属接头连通冷却流体通道的输入端、输出端；接地模块通过电性连接所述金属接头和/或基座，实现电性连接冷却流体通道的内壁。
19.如权利要求6所述的下电极组件，其特征在于，第一射频导杆的顶端分为多个射频支杆，通过所述射频支杆连接基座底部。
20.一种等离子体处理设备，其特征在于，包含：
...【技术特征摘要】
1.一种下电极组件，用于等离子体处理设备，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的下电极组件，其特征在于，通过接地模块电性连接射频导杆的内壁建立直流通路。
3.如权利要求1所述的下电极组件，其特征在于，射频导杆的中空内部设有直流导杆，所述直流导杆电性连接设置在基座与接地模块之间；通过接地模块电性连接直流导杆建立直流通路。
4.如权利要求2所述的下电极组件，其特征在于，接地模块包含过滤模块，其接入直流通路中，用于阻值射频电流流入直流通路。
5.如权利要求3所述的下电极组件，其特征在于，接地模块包含过滤模块，其接入直流通路中，用于阻值射频电流流入直流通路。
6.如权利要求4所述的下电极组件，其特征在于，所述射频导杆包含：竖直设置的第一射频导杆，其具有中空结构；所述第一射频导杆的顶部连接基座底部，第一射频导杆的底部电性连接外部射频电源；
7.如权利要求6所述的下电极组件，其特征在于，第一套筒的上端封闭，第一射频导杆与第一套筒同中心轴。
8.如权利要求7所述的下电极组件，其特征在于，接地模块还包含导电的第一弹性元件，用于实现第一套筒可拆卸的电性连接第一射频导杆的内壁；所述第一弹性元件固定设置在第一套筒的外侧壁并抵接第一射频导杆的内侧壁，或者第一弹性元件固定设置在第一射频导杆的内侧壁并抵接第一套筒的外侧壁。
9.如权利要求8所述的下电极组件，其特征在于，还包含第二套筒和水平设置的第二射频导杆；所述第二套筒围绕设置在第一射频导杆的外周并电性连接第一射频导杆的外侧壁；所述第二射频导杆电性连接设置在外部射频电源与第二套筒之间。
10.如权利要求9所述的下电极组件，其特征在于，还包含导电的第二弹性元件，用于实现第二套筒可拆卸的电性连接第一射频导杆；所述第二弹性元件固定设置在第二套筒的内侧壁并...
【专利技术属性】
技术研发人员：王智昊，宋靖鹏，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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