本發(fā)明涉及半導體制造領域，具體地，涉及一種下電極組件及半導體加工設備。

背景技術：

圖形化藍寶石襯底(Patterned Sapphire Substrates，以下簡稱PSS)是目前制作LED芯片普遍應用的一種襯底材料，其是在藍寶石襯底上通過刻蝕工藝制作出所需的微結構圖形。為了應對日益增加的市場需求，通常利用托盤同時承載多個藍寶石基片，然后通過機械手將裝有藍寶石基片的托盤傳入工藝腔室，并放置在下電極組件上。該下電極組件不僅作為托盤的載體，同時為電感耦合提供了射頻能量的饋入，使射頻能量形成有效回路。

圖1為現(xiàn)有的下電極組件的剖視圖。請參閱圖1，下電極組件包括卡盤1、卡盤基座2和射頻引入件3，其中，卡盤1用于承載托盤(圖中未示出)?？ūP基座2用于承載卡盤1，二者通過螺栓固定連接，并且在卡盤1與卡盤基座2之間設置有密封件5，用以對二者之間的間隙進行密封。射頻引入件3由下而上貫穿卡盤基座2，并采取快插方式與卡盤1連接，用以將射頻電流饋入至卡盤1和卡盤基座2中，射頻電流的流動方向如圖1中的箭頭方向所示，從而實現(xiàn)在置于卡盤1上表面的被加工工件上加載偏壓，以吸引等離子體刻蝕被加工工件的上表面。

上述下電極組件在實際應用中不可避免地存在以下問題：

其一、由于射頻引入件3同時與卡盤1和卡盤基座2相接觸，又由于受到加工和尺寸誤差的影響，卡盤1的下表面與卡盤基座2的上表面之間往往存在微小的縫隙，而射頻電流具有趨附于導體表面的特點，導致在卡盤1的下表面與卡盤基座2的上表面之間形成電容 層，這使得射頻電流分別在卡盤1的下表面及卡盤基座2的上表面產(chǎn)生射頻電流支路，從而造成射頻能量的損失。

其二，由于密封件5不同位置處的壓縮比率不能保證完全相同，導致卡盤1的下表面與卡盤基座2的上表面之間的縫隙在不同位置處的豎直間距不等，這使得射頻電流回路存在不穩(wěn)定性，從而造成當射頻功率增大時，偏壓趨勢與理論嚴重不符(理論上偏壓值應隨射頻功率的增加而增大，而實際的偏壓值曲線呈現(xiàn)拋物線狀態(tài))。

技術實現(xiàn)要素：

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，提出了一種下電極組件及半導體加工設備，其不僅可以減少射頻能量的損失，而且還可以提高射頻電流回路的穩(wěn)定性。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種下電極組件，包括卡盤、卡盤基座和射頻引入件，其中，所述卡盤基座用于承載所述卡盤；所述射頻引入件用于將射頻電流引入所述卡盤，在所述卡盤與所述卡盤基座之間設置有絕緣支撐件，用以將所述卡盤與所述卡盤基座電絕緣；并且，所述卡盤基座接地；分別對應地在所述卡盤基座和所述絕緣支撐件中設置有沿其厚度貫穿的通孔，所述射頻引入件由下而上穿過所述通孔，且與所述卡盤固定連接，并且所述射頻引入件分別與所述卡盤基座和所述絕緣支撐件相互間隔。

優(yōu)選的，所述射頻引入件呈柱狀，且豎直設置，并且在所述射頻引入件的上端設置有安裝臺，所述射頻引入件通過所述安裝臺與所述卡盤固定連接，且電導通。

優(yōu)選的，在所述卡盤的下表面，且位于所述通孔內(nèi)設置有凹槽，所述安裝臺位于所述凹槽中，并通過螺釘與所述卡盤固定連接。

優(yōu)選的，所述安裝臺與所述凹槽在所述卡盤的軸線上的截面形狀相互吻合。

優(yōu)選的，所述射頻引入件為電纜。

優(yōu)選的，所述下電極組件還包括屏蔽筒，所述屏蔽筒固定在所述卡盤基座的底部，且環(huán)繞在所述射頻引入件自所述卡盤基座底部伸 出的部分的周圍；所述屏蔽筒接地。

優(yōu)選的，所述屏蔽筒通過螺釘與所述卡盤基座固定連接。

優(yōu)選的，所述下電極組件還包括至少三個頂針和頂針驅(qū)動機構，其中，所述頂針驅(qū)動機構用于驅(qū)動所述至少三個頂針上升或下降，以使所述頂針的頂端依次貫穿所述卡盤基座、絕緣支撐件和卡盤，并上升至高于所述卡盤上表面的位置處，或者下降至低于所述卡盤上表面的位置處；所述至少三個頂針接地。

優(yōu)選的，所述絕緣支撐件所采用的材料包括陶瓷或石英。

作為另一個技術方案，本發(fā)明還提供一種半導體加工設備，包括反應腔室、上電極組件和下電極組件，其中，所述上電極組件設置在所述反應腔室的頂部，用于激發(fā)反應腔室內(nèi)的反應氣體形成等離子體；所述下電極組件設置在所述反應腔室內(nèi)，用于承載被加工工件，并實現(xiàn)射頻能量的饋入，所述下電極組件采用本發(fā)明提供的上述下電極組件。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的下電極組件，其在卡盤與卡盤基座中設置絕緣支撐件，且使卡盤基座接地；同時，使射頻引入件由下而上依次穿過卡盤基座和絕緣支撐件的通孔，且與卡盤固定連接，并且該射頻引入件分別與卡盤基座和絕緣支撐件相互間隔，即，射頻引入件直接與卡盤連接，而不與卡盤基座相接觸。這樣可以消除卡盤基座表面的射頻電流支路，從而可以減少射頻能量的損失，而且由于卡盤基座與卡盤電絕緣，且卡盤基座接地，這不僅可以提高射頻電流回路的穩(wěn)定性，而且還可以保證射頻能量能夠全部饋入卡盤，從而提高射頻能量的利用率。

本發(fā)明提供的半導體加工設備，其通過采用本發(fā)明提供的下電極組件，不僅可以減少射頻能量的損失，而且還可以提高射頻電流回路的穩(wěn)定性，從而提高射頻能量的利用率。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的下電極組件的剖視圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的下電極組件的剖視圖。

具體實施方式

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)明提供的下電極組件及半導體加工設備進行詳細描述。

圖2為本發(fā)明實施例提供的下電極組件的剖視圖。請參閱圖2，,下電極組件包括卡盤10、卡盤基座12和射頻引入件13，其中，卡盤10用于承載托盤，該托盤用于承載一個或多個基片，基片通常為硅片或者藍寶石片，直徑范圍在2寸以上?？ūP基座12用于承載卡盤10，且在卡盤10和卡盤基座12之間設置有絕緣支撐件11，用以將卡盤10與卡盤基座12電絕緣。并且，卡盤基座12接地。在卡盤基座12中設置有沿其厚度貫穿的通孔121，且對應地，在絕緣支撐件11中設置有沿其厚度貫穿的通孔111，射頻引入件13由下而上依次穿過通孔121和通孔111，且與卡盤10固定連接，并且射頻引入件13分別與卡盤基座12和絕緣支撐件11相互間隔，即，射頻引入件13直接與卡盤10連接，而不與卡盤基座12相接觸。這樣可以消除卡盤基座12表面的射頻電流支路，從而可以減少射頻能量的損失，而且由于卡盤基座12與卡盤10電絕緣，且卡盤基座12接地，這不僅可以提高射頻電流回路的穩(wěn)定性，而且還可以保證射頻能量能夠全部饋入卡盤10，從而提高射頻能量的利用率。優(yōu)選的，上述絕緣支撐件11所采用的材料包括諸如陶瓷或石英等的絕緣材料制作。

在本實施例中，射頻引入件13呈柱狀，且豎直設置，即，射頻引入件13為一個柱狀的金屬棒，且該金屬棒的外徑分別小于上述通孔121和通孔111的直徑，以確保其與卡盤基座12和絕緣支撐件11之間保持間隔。并且，在卡盤10的下表面，且位于通孔111內(nèi)設置有凹槽101，并且在射頻引入件13的上端設置有安裝臺131，該安裝臺131位于凹槽101中，并通過螺釘(圖中未示出)與卡盤10固定連接，從而實現(xiàn)射頻引入件13與卡盤10的電導通。借助上述安裝臺131，不僅有利于射頻引入件13的安裝，而且還可以增大射頻引入件 13與卡盤10之間的有效接觸面積，從而保證射頻引入件13與卡盤10的之間的接觸良好。此外，借助上述凹槽101，不僅起到對射頻引入件13的定位作用，而且還可以進一步增大射頻引入件13與卡盤10之間的有效接觸面積。優(yōu)選的，為了提高射頻引入件13與卡盤10之間的連接穩(wěn)固性，安裝臺131與凹槽101在卡盤10的軸線上的截面形狀相互吻合，也就是說，安裝臺131的上表面與凹槽101的底面，以及安裝臺131的側面與凹槽101的側面完全貼合。

在實際應用中，也可以不設計上述凹槽101，而僅將上述安裝臺131的上表面與卡盤10的下表面相貼合，這同樣可以實現(xiàn)二者的電導通。此外，射頻引入件還可以采用其他任意結構，以及采用其他任意方式與卡盤10固定連接。

在本實施例中，下電極組件還包括接地的屏蔽筒14，該屏蔽筒14固定在卡盤基座12底部，且環(huán)繞在射頻引入件13自卡盤基座12底部伸出的部分的周圍，即，將射頻引入件13自卡盤基座12露出的部分包覆在其中，從而可以進一步確保將卡盤基座12置于射頻環(huán)境以外，進而可以減少射頻能量的損失。屏蔽筒14可以通過螺釘與卡盤基座12固定連接。

在本實施例中，下電極組件還包括頂針機構15，該頂針機構15由至少三個頂針和頂針驅(qū)動機構組成。其中，頂針驅(qū)動機構用于驅(qū)動至少三個頂針上升或下降，以使頂針的頂端依次貫穿卡盤基座12、絕緣支撐件11和卡盤10，并上升至高于卡盤10上表面的位置處，或者下降至低于卡盤10上表面的位置處，以配合機械手實現(xiàn)對托盤的取放操作。優(yōu)選的，將至少三個頂針均接地，以置于射頻環(huán)境之外，從而可以進一步減少射頻能量的損失。

需要說明的是，在本實施例中，射頻引入件13為一個柱狀的金屬棒，但是本發(fā)明并不局限于此，在實際應用中，射頻引入件還可以為例如電纜等的其他導電元件，優(yōu)選的，電纜采用帶鎧式電纜，以確保其與卡盤基座和絕緣支撐件之間電絕緣。

作為另一個技術方案，本發(fā)明實施例還提供一種半導體加工設備，其包括反應腔室、上電極組件和下電極組件，其中，上電極組件 設置在反應腔室的頂部，用于激發(fā)反應腔室內(nèi)的反應氣體形成等離子體。下電極組件設置在反應腔室內(nèi)，用于承載被加工工件，并實現(xiàn)射頻能量的饋入。而且，該下電極組件采用了本發(fā)明實施例提供的上述下電極組件。

本發(fā)明實施例提供的半導體加工設備，其通過采用本發(fā)明實施例提供的上述下電極組件，不僅可以減少射頻能量的損失，而且還可以提高射頻電流回路的穩(wěn)定性，從而提高射頻能量的利用率。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內(nèi)的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。