CN118073160A - 射频功率的馈入结构及半导体工艺设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种射频功率的馈入结构及半导体工艺设备，涉及半导体装备领域。一种射频功率的馈入结构，包括：馈入结构本体；馈入结构本体的侧壁设有第一环形槽，第一环形槽包括两个沿馈入结构的轴向间隔设置的槽面和连接两个槽面的槽底，两个槽面形成电容结构件，槽底形成电感结构件；电容结构件与电感结构件并联设置，且两者形成的等效电路的并联谐振频率与等离子体及射频功率源之间相互作用产生的高次谐波的频率接近或相等。一种半导体工艺设备，包括上述馈入结构。本申请能够解决驻波效应导致刻蚀均匀性差等问题。

Description

射频功率的馈入结构及半导体工艺设备

技术领域

本申请属于半导体装备技术领域，具体涉及一种射频功率的馈入结构及半导体工艺设备。

背景技术

等离子体处理设备广泛应用于半导体工业中，其中，容性耦合等离子体(CCP)设备是应用最广泛的等离子体产生设备之一。CCP源借助于容性耦合放电产生等离子体，进而通过等离子体进行刻蚀和沉积等加工制程。

CCP设备由两个平板电极组成，其中一个电极接射频功率源，提供激发产生等离子体需要的电压，一般称之为阴极；另一个电极接地，为阴极提供参考电位，一般称为阳极，二者形成平行板电容器。按照应用可以将CCP源分为两种类型：一是晶圆放置于接地电极表面，用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)生长薄膜，此时，接地电极面积一般与高压电极面积相等或者近似，用于减少等离子体中的离子对薄膜的轰击带来的刻蚀作用；二是将晶圆放置于高压电极表面，用等离子体产生的自由基、离子与晶圆表面材料产生化学和物理刻蚀，此时，接地面积一般大于高压电极面积，用于增强晶圆表面的直流自偏压，这种类型的CCP源一般称之为反应离子刻蚀(Reactive ion etch，RIE)等离子体源。

对于RIE等离子体源，为了提高等离子体密度，先后经历了三代架构：第一代是采用单频率，这种架构结构简单，存在的问题是离子能量和等离子体密度不能独立控制；第二代是采用磁场增强单频率容性耦合等离子体源，利用磁场的约束，使得电子围绕磁感线作拉莫尔运动提高电子碰撞频率，进而增强等离子体密度，但是，磁场的引入对放电条件要求严格，在等离子体密度均匀性和放电稳定性等方面有较大挑战；第三代是采用双频耦合架构，采用低频控制离子能量，高频控制等离子体密度，该架构实现了离子能量和电子密度的独立控制，是目前RIE领域的主流技术路线，其中，高频的频率一般是低频频率的4-10倍以上，常见的高频频率包括27.2MHz、40.68MHz、60MHz、120MHz，160MHz等。

由于等离子体具有非线性效应，使得等离子体与射频功率源之间相互作用产生二次或者更高次谐波，二次谐波或者更高次谐波相对基频频率倍数增加，波长倍数缩短。由于当电极尺寸大于1/10波长时极易产生驻波效应，导致电极中心区域等离子体密度高，边缘密度低，使得刻蚀均匀性变差。如对于频率为60MHz的功率源，二次谐波120MHz时的波长为2.5m，当电极直径大于250mm时驻波效应将会出现。而目前刻蚀的衬底如8吋或者12吋条件下，电极直径已大于200mm或者300mm，此时，谐波产生的驻波效应将严重影响刻蚀均匀性。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种射频功率的馈入结构及半导体工艺设备，能够解决驻波效应导致刻蚀均匀性差等问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种射频功率的馈入结构，应用于半导体工艺设备，所述馈入结构包括：馈入结构本体；

所述馈入结构本体的侧壁设有第一环形槽，所述第一环形槽包括两个沿所述馈入结构的轴向间隔设置的槽面和连接两个所述槽面的槽底，两个所述槽面形成电容结构件，所述槽底形成电感结构件；

所述电容结构件与所述电感结构件并联设置，且两者形成的等效电路的并联谐振频率与等离子体及射频功率源之间相互作用产生的高次谐波的频率接近或相等。

本申请实施例还提供了一种半导体工艺设备，包括：腔室、下电极组件、设置于所述下电极组件上方的上电极组件，以及上述射频功率的馈入结构；

所述馈入结构的一端延伸至所述腔室内，并与设置于所述腔室内的所述下电极组件电连接，所述馈入结构的另一端用于与射频电源电连接。

本申请实施例中，对馈入结构进行设计，以形成并联的电容结构件和电感结构件，并使电容结构件与电感结构件形成的等效电路的并联谐振频率接近或等于等离子体及射频功率源之间相互作用产生的高次谐波的频率，从而可以获得馈入结构的结构参数。由此，通过对馈入结构的结构参数进行设计，可以实现馈入结构在谐振频率处产生并联谐振，从而可以提高谐波频率的阻抗，降低电极表面谐波的电流，进而可以抑制驻波效应的形成。

附图说明

图1为相关技术中的谐波抑制装置的电路图；

图2为本申请实施例公开的馈入结构(a)、对应的等效电路(b)及并联谐振频率表达式(c)的示意图；

图3为本申请实施例公开的具有馈入结构的半导体工艺设备的结构示意图；

图4为本申请实施例公开的馈入结构及等效电路示意图；

图5为本申请实施例公开的馈入结构的电流路径示意图；

图6为本申请实施例公开的馈入结构本体的结构示意图；

图7为本申请实施例公开的介质隔离件的结构示意图，其中，(d)为主视图，(e)为俯视图，(f)为分解图。

附图标记说明：

100-馈入结构；110-馈入结构本体；111-第一环形槽；112-第二环形槽；120-介质隔离件；121-介质环单元；

200-腔室；210-接地上盖；220-支撑座；

310-高频电源；320-低频电源；

400-匹配器；

500-下电极组件；510-静电卡盘；520-隔离环；530-屏蔽环；540-第二聚焦环；

600-上电极组件；610-上电极；611-出气端；620-第一聚焦环；

700-底衬。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例进行详细地说明。

参考图1，相关技术中，通过在匹配器和功率电极之间增加抑制谐波的装置来提高谐波的阻抗，从而降低经过电极表面谐波的电流，最终达到抑制谐波产生的驻波效应的目的。

然而，上述抑制谐波的装置虽然可以实现谐波抑制作用，但由于从匹配器至功率电极输出的高频电流一般较高，增加的电感和电容元件的功率损耗会降低***的功率传输效率，同时，元件功率损耗产生的热量也会导致器件失效的几率增加，从而会降低装置的谐波抑制作用和可靠性。

基于上述问题，本申请公开了一种射频功率的馈入结构，应用于半导体工艺设备，通过馈入结构可以向半导体工艺设备的承载盘(即，下述的静电卡盘510)馈入射频功率，以实现离子能量和等离子体密度的控制。

参考图2至图7，所公开的射频功率的馈入结构100包括馈入结构本体110。其中，馈入结构本体110为基础构件，其可以实现射频功率的馈入，并且可以为其他构件提供安装基础。一些实施例中，馈入结构本体110的侧壁设有第一环形槽111。示例性地，馈入结构本体110可以设有一个或多个第一环形槽111，具体可以根据实际工况而定。另外，第一环形槽111可以为圆环槽，且圆环槽的轴线与馈入结构100的轴线共线。

考虑到馈入结构本体110能够传输射频功率，也即，其具有导电性，而当馈入结构本体110的侧壁开设第一环形槽111后，会形成两个沿馈入结构100的轴向间隔设置的槽面和连接两个槽面的槽底。基于此，当通过馈入结构本体110传输射频功率时，两个槽面之间无法通过电流，从而形成了电容结构件，而两个槽面即为电容结构件的两个极板；与此同时，连接两个槽面的槽底在电流通过时，会产生电感，如此，通过槽底可以形成电感结构件，且电容结构件与电感结构件并联设置，以形成等效电路。

示例性地，馈入结构本体110可以采用一体加工方式制成，另外，第一环形槽111的纵切面可以呈矩形，当然，还可以为其他形状，本申请实施例对此不作具体限定。

本申请实施例中，电流可以沿着馈入结构本体110的表面进行传输，并且，通过在馈入结构本体110上设置第一环形槽111，可以在射频功率传输的路径上形成相互并联的电容结构件和电感结构件，如图2中的(a)所示，电容结构件与电感结构件形成的等效电路如图2中的(b)所示，该等效电路的并联谐振频率如图2中的(c)所示。

根据并联谐振频率位置阻抗最大原理可知，当调节射频功率的馈入结构100的结构尺寸时，电容结构件的电容量以及电感结构件的电感量均可以产生变化，以便于对等效电路的并联谐振频率进行调节，使并联谐振频率处的阻抗最大。

由上述内容可知，电容结构件与电感结构件形成的等效电路的并联谐振频率接近或等于等离子体及射频功率之间相互作用产生的高频谐波(如，二次谐波、三次谐波等)的频率时，可以使阻抗最大，从而可以实现对谐波电流的抑制作用。此处需要说明的是，并联谐振频率接近高频谐波的频率可以理解为在预设误差范围之内即可，示例性地，可以是并联谐振频率与高频谐波的频率的差异率不大于10％，例如，(︱f-f0︱)/f0*100％≤10％，其中f为等效电路的并联谐振频率，f0为高频谐波的频率。

示例性地，若基频为f1＝60MHz，那么二次谐波频率f2＝120MHz，三次谐波频率为f3＝180MHz等，由此，通过改变馈入结构100的结构尺寸，可以使得相互并联的电容结构件的阻抗与电感结构件的阻抗相近或者相等，同时满足并联谐振频率接近或等于高次谐波的频率，此时可实现并联的阻抗趋近于无穷大，从而导致谐波电流无法通过到达晶圆的表面。

具体地，电容结构件与电感结构件并联时的阻抗为Z＝X_L*X_C/(X_L+X_C)，其中，X_L＝ωL，X_C＝-1/(ωC)，当X_L与X_C数值相等时，Z趋近于无穷大。

此处需要说明的是，由于感抗表达式为X_L＝2πf*L，容抗表达式为X_C＝1/(2πf*C)，由此，感抗与容抗相等是指在特定频率下相等，如，在60MHz条件下感抗与容抗相等，但在120MHz频率下感抗与容抗则不相等，因此，要抑制120MHz的谐波，需要在120MHz的频率情况下使X_L＝-X_C。本申请实施例中，并联谐振频率为f，电容结构件的电容为C，电感结构件的电感为L，其中，

C＝(ε₀ε₁*s)/d

上述各参数的含义为：μ₀为真空磁导率，l为电感结构件的长度，r为电感结构件的电感线半径，ε₀为电容结构件的真空介电常数，ε₁为电容结构件内介质的相对介电常数(即，***介质隔离件120后的相对介电常数)，s为电容结构件的极板的表面积，d为电容结构件的极板间的距离，也即，两个槽面之间的距离。

基于上述公式，即可计算出电容结构件的电容C，电感结构件的电感L，进而计算出等效电路的并联谐振频率f。

其中，上述μ₀为真空磁导率，其为一个有量纲的常量，通常情况下，μ₀＝4π*10牛顿/安培²；l为电感结构件的长度，其可以根据馈入结构本体110的结构尺寸而获得，具体计算方式将在下述内容中详细阐述；r为电感结构件的电感线的半径；ε₀为电容结构件的真空介电常数，其为一个常量，通常情况下，ε₀＝8.854187817×10F/m；ε₁为电容结构件内介质的相对介电常数，其可以根据GB/T 1409-2006获得；s为电容结构件的极板的表面积，其可以根据馈入结构本体110的结构尺寸而获得，具体计算方式将在下述内容中详细阐述；d为电容结构件的极板间的距离。此处需要说明的是，当第一环形槽111内设置介质隔离件120时，第一环形槽111的基板间的距离与介质隔离件120的厚度尺寸相一致。

一些实施例中，槽底可以设有多个第二环形槽112，多个第二环形槽112沿馈入结构100的轴向间隔排布。基于此，通过设置多个第二环形槽112，可以改善电感结构件的性能。此处需要说明的是，通过改变第二环形槽112的数量可以调节电感结构件的长度和电感，以满足实际工况需求。示例性地，第二环形槽112的纵切面可以呈矩形，当然还可以是其他形状，此处不作具体限定。另外，多个第二环形槽112可以同轴设置。

进一步地，电感结构件的长度l的计算公式为：

其中，N₁为第二环形槽112的数量，具体可以根据实际工况而设定第二环形槽112的数量，通过增加第二环形槽112的数量可以增加电感结构件的长度；b为电感结构件的最大外径，c为电感结构件的最小内径，其中，b和c均可以根据馈入结构本体110的具体结构尺寸而获得，d为电容结构件的极板间的距离。此处需要说明的是，第二环形槽112的槽型部分在单个模块里面尺寸相对c值要小，因此，为了方便计算此时的电感结构件的直径取的是Φc，此时，半径r＝c/2。

电容结构件的极板的表面积的计算公式为：

其中，a为馈入结构本体110的直径，b为电感结构件的最大外径(如果介质隔离件120与电感结构件之间有间隙，则b应该为介质隔离件120的内径)，具体地，a和b均可以根据馈入结构100的结构尺寸而获得。

基于上述参数最终可以获得并联电路的并联谐振频率f为：

根据并联谐振频率位置阻抗最大原理，当电感结构件与电容结构件并联形成的并联电路的并联谐振频率接近或者达到高次谐波频率时，可以达到谐波频率阻抗最大，以实现对谐波电流的抑制作用。

由此，可以另并联谐振频率f与高级谐波频率相等，以获得所对应的高次谐波频率下的馈入结构本体110的结构尺寸参数。

示例性地，当射频功率源的频率为60MHz时，二次谐波频率为120MHz，此时，并联谐振频率f对应的结构参数应满足120MHz频率点。一些实施例中，电感结构件的最下内径c不小于10mm，馈入结构本体110的直径a不大于100mm，第二环形槽112的高度h2不小于0.1mm，另外，介质隔离件120可以选用陶瓷、石英等介质材料，除此以外，还可以选用空气等，只要不导电即可，介质隔离件120的厚度d不小于0.5mm，第二环形槽112的开槽数量N1是为满足电感结构件的长度l进行设计的。

基于上述参数，可以获得与二次谐波频率为120MHz对应的馈入结构100的结构参数，具体如表1所示。

表1满足120MHz并联谐振频率的馈入结构100的结构参数

同理，三次谐波频率为180MHz，通过上述方式同样可以获得与三次谐波频率为180MHz对应的馈入结构100的结构参数。除此以外，还可以是其他更高次数，本申请实施例中不一一列举，具体原理可参考上述二次谐波频率情况下的相关内容。

考虑到第一环形槽111内处于空置状态时，第一环形槽111内可以容纳空气，由于空气同样具有一定的绝缘作用，使得第一环形槽111的两个槽面同样可以形成电极结构件。

为了进一步提高电容结构件的性能，馈入结构100还可以包括介质隔离件120，该介质隔离件120设置于第一环形槽111内，以起到隔离两个槽面的作用，从而可以提高电容结构件的性能。

示例性地，介质隔离件120的形状可以与第一环形槽111的形状相适配，以便于使介质隔离件120能够嵌入到第一环形槽111中。另外，介质隔离件120可以采用可拆卸的方式安装至第一环形槽111中，以便于根据实际工况设计第一环形槽111的尺寸，并保证介质隔离件120能够与第一环形槽111的尺寸相适应。

一些实施例中，介质隔离件120可以包括分别嵌入第一环形槽111内的多个介质环单元121，且多个介质环单元121首尾相连拼接成环状的介质隔离件120。通过此种设计，可以方便将介质隔离件120安装至第一环形槽111。

示例性地，如图7所示，第一环形槽111为圆环槽，介质隔离件120可以包括第一半圆形的介质环单元121和第二半圆形的介质环单元121，在安装时，只需将第一半圆形的介质环单元121和第二半圆形的介质环单元121分别从两侧扣在第一环形槽111内，以实现安装。

在一些实施例中，馈入结构本体110可以采用金属导电材质，以便于传输射频功率，示例性地，金属导电材质可以包括铜、铝等材质，当然，还可以包括其他导电材质，本申请实施例对此不作具体限定。

另外，介质隔离件120可以采用绝缘材质，示例性地，绝缘材质可以包括陶瓷、石英等材质，当然，还可以是其他材质，本申请实施例对此不作具体限定。

考虑到高次谐波可以为二次谐波、三次谐波等，还可以包括更高次谐波，针对不同次谐波，可以对馈入结构100进行适应性设计，以便于对不同次谐波电流起到抑制作用。基于此，本申请实施例中，馈入结构本体110的侧壁可以设有多个第一环形槽111，且多个第一环形槽111沿馈入结构100的轴向间隔排布。

另外，馈入结构100也可以包括多个介质隔离件120，多个介质隔离件120一一对应地设置于多个第一环形槽111中。基于此，可以对多种数量的不同次谐波进行抑制，以达到抑制驻波效应的目的。

在一些实施例中，多个第一环形槽111各自相互并联的电容结构件和电感结构件所形成的等效电路的并联谐振频率分别对应不同的谐波频率。

具体地，多个第一环形槽111各自形成的电容结构件的电容可以存在差异，以便于使并联谐振频率得以改变，从而使并联谐振频率对应不同次的谐波频率。同样地，多个第一环形槽111各自的靠近馈入结构100的轴线的槽面处形成的电感结构件的电感也可以存在差异，此时，同样可以便于使并联谐振频率得以改变，从而使并联谐振频率对应不同次的谐波频率。

参考图4和图6，在一种较为具体的实施例中，馈入结构本体110的侧壁设有两个沿馈入结构100的轴向间隔设置的第一环形槽111，并且，沿射频功率的传输方向，位于上游的第一环形槽111处的(即，位于上游的电容结构件和电感结构件所形成的)等效电路的并联谐振频率，与二次谐波的频率接近或相等；而位于下游的第一环形槽111处的(即，位于下游的电容结构件和电感结构件所形成的)等效电路的并联谐振频率，与三次谐波的频率接近或相等。通过该种设置方式，可以通过上游的电容结构件和电感结构件抑制二次谐波，使二次谐波的电流减小，从而可以达到抑制二次谐波产生驻波效应的目的；与此同时，通过下游的电容结构件和电感结构抑制三次谐波，使三次谐波的电流减小，从而可以达到抑制三次谐波产生驻波效应的目的。因此，通过两组各自并联设置的电容结构件和电感结构件的作用，可以实现对二次谐波和三次谐波分别起到抑制作用，从而可以同时达到抑制二次谐波和三次谐波产生驻波效应的目的。

在其他实施例中，沿射频功率的传输方向，位于上游的第一环形槽111处的(即，位于上游的电容结构件和电感结构件形成的)等效电路的并联谐振频率，与三次谐波的频率接近或相等；而位于下游的第一环形槽111处的(电容结构件和电感结构件形成的)等效电路的并联谐振频率，与二次谐波的频率接近或相等。通过该种设置方式，可以通过上游的电容结构件和电感结构件抑制三次谐波，使三次谐波的电流减小，从而可以达到抑制三次谐波产生驻波效应的目的；与此同时，通过下游的电容结构件和电感结构抑制二次谐波，使二次谐波的电流减小，从而可以达到抑制二次谐波产生驻波效应的目的。因此，通过两组各自并联设置的电容结构件和电感结构件的作用，可以实现对二次谐波和三次谐波分别起到抑制作用，从而可以同时达到抑制二次谐波和三次谐波产生驻波效应的目的。

进一步地，当两个第一环形槽111内分别设有介质隔离件120时，可以通过改变介质隔离件120的材质改变其相对介电常数，对馈入结构电容C的设计提供一个可变参数，使其设计更灵活。

参考图3至图7，基于上述射频功率的馈入结构100，本申请实施例还公开了一种半导体工艺设备，所公开的半导体工艺设备包括：腔室200、下电极组件500、设置于下电极组件500上方的上电极组件600，以及上述射频功率的馈入结构100；其中，馈入结构100的一端延伸至腔室200内，并与设置于腔室200内的下电极组件500电连接，馈入结构100的另一端用于与射频电源电连接。

除了上述结构之外，半导体工艺设备还可以包括高频电源310、低频电源320、匹配器400等构件，其中，腔室200接地设置，高频电源310和低频电源320均与匹配器400电连接，馈入结构100的一端与匹配器400电连接，馈入结构100的另一端延伸至腔室200内，并与设置于腔室200内的下电极组件500电连接；上电极组件600的出气端611设置于腔室200内，并与下电极组件500相对设置，用于向腔室200内输送工艺气体。

示例性地，腔室200可以为工艺过程提供反应环境；高频电源310的频率可以是27.12MHz-200MHz，低频电源320的频率可以是0.4MHz-13.56MHz，且高频电源310和低频电源320分别用以控制等离子体密度和离子能量；另外，匹配器400可以为双频匹配器。

高频电源310和低频电源320各自的功率可以经由双频匹配器传输至射频功率的馈入结构100，由于馈入结构100具有导电性，其可以将功率传输至下电极组件500，并击穿位于下电极组件500与出气端611之间的工艺气体，以产生等离子体，在此过程中，上电极组件600可以通过出气端611向腔室200内喷出工艺气体，以使工艺气体被击穿而产生等离子体。

参考图3，在一些实施例中，上电极组件600可以包括上电极610和第一聚焦环620，上电极610的出气端611与下电极组件500相对设置，且第一聚焦环620环绕出气端611设置。

进一步地，腔室200可以包括接地上盖210，上电极610的出气端611设置于接地上盖210的内侧面，第一聚焦环620同样设置于接地上盖210的内侧面，且第一聚焦环620环绕出气端611设置。通过此种设置，可以通过第一聚焦环620提高上电极610边缘的阻抗，从而可以起到约束出气端611边缘的等离子体分布的作用。

示例性地，第一聚焦环620可以采用石英介质材料，当然，还可以是其他介质材料，只要能够起到提高上电极610边缘的阻抗作用即可，本申请实施例对此不作具体限定。

继续参考图3，在一些实施例中，下电极组件500可以包括静电卡盘510、隔离环520、屏蔽环530和第二聚焦环540，其中，腔室200底部设有支撑座220，隔离环520设置于支撑座220，静电卡盘510设置于隔离环520，馈入结构100的延伸至腔室200内的一端连接于静电卡盘510的底部，且第二聚焦环540至少部分环绕设置于隔离环520的外侧；腔室200的侧部设有底衬700，屏蔽环530环绕设置于隔离环520的外侧，并与底衬700连接，且屏蔽环530依次通过底衬700和腔室200接地。

通过上述设置，可以通过隔离环520将静电卡盘510与屏蔽环530电隔离，示例性地，隔离环520可以采用石英、陶瓷等介质材料，当然还可以是其他介质材料；底衬700由深宽比较高的缝隙结构构成，底衬700可以采用导电材料，主要起到约束等离子体和对颗粒抑制功能。第二聚焦环540可以采用石英材料加工而成，以实现晶圆边缘等离子体分布不和成分调节的功能。

综上所述，本申请实施例基于馈入结构100的电容和电感形成的自谐振特性，通过馈入结构100的结构参数和介质隔离件120的设置，实现了馈入结构100在基频谐振频率处产生并联谐振，从而提高谐波频率的阻抗，能够有效抑制谐波驻波效应的行程；并且，本申请实施例可以在不增加电容、电感元器件的情况下，通过对馈入结构100的设计，以实现二次、三次等高次谐波的抑制功能，同时具有馈入效率高，稳定性好等特点。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (13)

1.一种射频功率的馈入结构，应用于半导体工艺设备，其特征在于，所述馈入结构(100)包括：馈入结构本体(110)；

所述馈入结构本体(110)的侧壁设有第一环形槽(111)，所述第一环形槽(111)包括两个沿所述馈入结构(100)的轴向间隔设置的槽面和连接两个所述槽面的槽底，两个所述槽面形成电容结构件，所述槽底形成电感结构件；

所述电容结构件与所述电感结构件并联设置，且两者形成的等效电路的并联谐振频率与等离子体及射频功率源之间相互作用产生的高次谐波的频率接近或相等。

2.根据权利要求1所述的馈入结构，其特征在于，所述并联谐振频率为f，所述电容结构件的电容为C，所述电感结构件的电感为L；其中，

C＝(ε₀ε₁*s)/d

μ₀为真空磁导率，l为电感结构件的长度，r为电感结构件的电感线半径，ε₀为电容结构件的真空介电常数，ε₁为电容结构件内***介质后的相对介电常数，s为电容结构件的极板的表面积，d为电容结构件的极板间的距离。

3.根据权利要求2所述的馈入结构，其特征在于，所述槽底设有多个第二环形槽(112)，多个所述第二环形槽(112)沿所述馈入结构(100)的轴向间隔排布。

4.根据权利要求3所述的馈入结构，其特征在于，所述电感结构件的长度的计算公式为：

其中，N₁为第二环形槽(112)的数量，b为电感结构件的最大外径，c为电感结构件的最小内径，d为电容结构件的极板间的距离。

5.根据权利要求3所述的馈入结构，其特征在于，所述电容结构件的极板的表面积的计算公式为：

其中，a为所述馈入结构本体(110)的直径，b为电感结构件的最大外径。

6.根据权利要求1所述的馈入结构，其特征在于，所述馈入结构(100)还包括介质隔离件(120)；

所述介质隔离件(120)设置于所述第一环形槽(111)内。

7.根据权利要求6所述的馈入结构，其特征在于，所述介质隔离件(120)包括分别嵌入所述第一环形槽(111)内的多个介质环单元(121)，多个所述介质环单元(121)首尾相连拼接成环状的所述介质隔离件(120)。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的馈入结构，其特征在于，所述馈入结构本体(110)的侧壁设有多个所述第一环形槽(111)，且多个所述第一环形槽(111)沿所述馈入结构(100)的轴向间隔排布。

9.根据权利要求8所述的馈入结构，其特征在于，多个所述第一环形槽(111)各自相互并联的所述电容结构件和所述电感结构件所形成的等效电路的并联谐振频率分别对应不同的谐波频率。

10.根据权利要求9所述的馈入结构，其特征在于，所述馈入结构本体(110)的侧壁设有两个沿所述馈入结构(100)的轴向间隔设置的所述第一环形槽(111)；

沿射频功率的传输方向，位于上游所述第一环形槽(111)处的等效电路的并联谐振频率与二次谐波的频率或三次谐波的频率相等，位于下游的所述第一环形槽(111)的并联谐振频率与三次谐波的频率或所述二次谐波的频率相等。

11.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：腔室(200)、下电极组件(500)、设置于所述下电极组件(500)上方的上电极组件(600)，以及权利要求1至9中任意一项所述的射频功率的馈入结构(100)；

所述馈入结构(100)的一端延伸至所述腔室(200)内，并与设置于所述腔室(200)内的所述下电极组件(500)电连接，所述馈入结构(100)的另一端用于与射频电源电连接。

12.根据权利要求11所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述上电极组件(600)包括上电极(610)和第一聚焦环(620)，所述上电极(610)的出气端(611)与所述下电极组件(500)相对设置，所述第一聚焦环(620)环绕所述出气端(611)设置。

13.根据权利要求11所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述下电极组件(500)包括静电卡盘(510)、隔离环(520)、屏蔽环(530)和第二聚焦环(540)；

所述腔室(200)底部设有支撑座(220)，所述隔离环(520)设置于所述支撑座(220)，所述静电卡盘(510)设置于所述隔离环(520)，所述馈入结构(100)的延伸至所述腔室(200)内的一端连接于所述静电卡盘(510)的底部，所述第二聚焦环(540)至少部分环绕设置于所述隔离环(520)的外侧；

所述腔室(200)的侧部设有底衬(700)，所述屏蔽环(530)环绕设置于所述隔离环(520)的外侧，并与所述底衬(700)连接，且所述屏蔽环(530)依次通过所述底衬(700)和所述腔室(200)接地。