1.本技术涉及半导体制造设备技术领域，具体涉及一种进气结构、上电极组件及半导体处理设备。
背景技术：2.等离子体刻蚀系统中，射频电源将能量传递到上电极板和下电极板。通过上电极板和下电极板放电，将工艺气体电离，生成等离子体，等离子体轰击晶圆表面，完成刻蚀。等离子体在工艺腔室中分布越均匀，刻蚀的均匀性越好。
3.相关技术中，工艺气体通过进气孔进入匀气盘内部的气腔后，再通过上电极板上均匀分布的小孔进入工艺腔室。由于工艺气体在气腔中未经充分扩散，导致工艺气体在气腔中分布不均，从而最终进入工艺腔室的工艺气体不均匀，从而降低了刻蚀的均匀性。
技术实现要素：4.针对上述技术问题，本技术提供一种进气结构、上电极组件及半导体处理设备，可以改善工艺气体分布不均匀导致的刻蚀不均的问题。
5.为解决上述技术问题，第一方面，本技术实施例提供一种进气结构，应用于半导体处理设备的工艺腔室，所述进气结构包括底板和设置于所述底板上的顶板；
6.所述顶板的底面设置有至少一个凹槽，所述凹槽中设置有多个间隔设置的柱状凸起，多个所述柱状凸起的端面与所述底板的顶面连接，所述凹槽中还设置有贯穿所述顶板的第二通孔，所述第二通孔位于所述柱状凸起之间的间隙处；
7.所述底板上设置多个第三通孔，所述第三通孔用于将所述凹槽与所述工艺腔室连通。
8.可选的，所述顶板的底面还设置有至少一个环形凸起，以形成多个所述凹槽；
9.所述环形凸起的端面与所述底板的顶面连接。
10.可选的，所述第三通孔避让所述环形凸起和所述柱状凸起进行设置。
11.可选的，所述环形凸起、所述柱状凸起和所述第三通孔分别设置在半径不同并且同心设置的虚拟圆上。
12.可选的，所述底板的下表面正对所述环形凸起的位置设置有相应的环形密封圈，以形成多个隔离区；
13.每个所述隔离区中设置有多个所述第三通孔。
14.可选的，所述顶板包括匀气板和设置于所述匀气板上的盖板；
15.所述凹槽和所述柱状凸起设置于所述匀气板的底面，所述第二通孔贯穿所述匀气板；
16.所述匀气板的顶面设置有与所述凹槽对应的匀气槽，所述匀气槽中设置有至少一个所述第二通孔；
17.所述盖板上设有与所述匀气槽对应的注气孔。
18.可选的，所述匀气槽中的所述第二通孔在以所述匀气板的中心为圆心的圆上均匀分布。
19.可选的，所述盖板包括下盖板和设置于所述下盖板上的上盖板；
20.所述下盖板的顶面设置有液冷槽，所述下盖板正对所述匀气槽处设有至少一个第一进气孔，所述第一进气孔避让所述液冷槽设置；
21.所述上盖板上设有至少一个第二进气孔、冷却液入口和冷却液出口，所述第二进气孔与所述第一进气孔正对构成所述注气孔，所述冷却液入口正对所述液冷槽的一端，所述冷却液出口正对所述液冷槽的另一端。
22.可选的，所述液冷槽在所述下盖板的顶面沿弧形由边缘向中心迂回延伸。
23.第二方面，本技术实施例还提供一种上电极组件，应用于半导体处理设备的工艺腔室，包括：
24.上电极板；
25.如上各实施例所述的进气结构，设置在所述上电极板上，所述上电极板上设置有多个与所述工艺腔室连通的第一通孔，用于将所述进气结构与所述工艺腔室连通。
26.可选的，所述上电极组件还包括设置在所述顶板的顶面的加热盘；
27.所述加热盘上设置有第一避让孔，用于向所述进气结构注气。
28.可选的，所述加热盘上还设置有第二避让孔；
29.所述上电极组件还包括能量馈入结构，所述能量馈入结构设置在所述第二避让孔中，并与所述顶板的顶面连接。
30.第三方面，本技术实施例还提供一种半导体处理设备，包括如上各实施例所述的进气结构或上电极组件。
31.如上所述本技术的进气结构，工艺气体从顶板上的第二通孔进入顶板底面的每个凹槽中，由于每个凹槽中还设置有柱状凸起，一方面，柱状凸起可以减少工艺气体的流动空间，在进气流量相同时，工艺气体在各凹槽中的流速/扩散更快；另一方面，柱状凸起的端面与底板的顶面连接，每个凹槽中的多个柱状凸起之间设有间隙，构成了扩散通道，流速较快的工艺气体在各个凹槽中可以沿着扩散通道快速充满相应的凹槽，使各个凹槽中的工艺气体快速均匀化。扩散均匀的工艺气体最后通过底板上的第三通孔得到第二次均匀化后进入反应腔，最终使反应腔中的工艺气体更加均匀，从而可以提高刻蚀的均匀性，并且柱状凸起还可以增加从顶板到底板的热传导面积以及射频接触传导接触面积，提高热传导效率、射频传输效率，改善电场均匀性。
附图说明
32.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本技术实施例提供的一种进气结构应用于工艺腔室的结构示意图；
34.图2是本技术实施例提供的一种顶板的底面的立体结构示意图；
35.图3是本技术实施例提供的一种顶板的底面的正投影结构示意图；
36.图4是本技术实施例提供的一种进气结构及局部放大示意图；
37.图5是本技术实施例提供的一种进气结构各层顶面的结构示意图；
38.图6是本技术实施例提供的一种进气结构各层底面的结构示意图；
39.图7是本技术实施例提供的另一种顶板的底面的正投影结构示意图；
40.图8本技术实施例提供的一种进气结构的剖视结构示意图；
41.图9是本技术实施例提供的一种底板的底面的立体结构示意图；
42.图10是本技术实施例提供的一种匀气板的顶面的结构示意图；
43.图11是本技术实施例提供的一种下盖板的顶面的结构示意图；
44.图12是相关技术的一个电极组件的结构示意图；
45.图13是本技术实施例提供的一种加热盘与盖板的位置关系示意图。
46.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
47.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
48.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本技术不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
49.应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。本技术使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。例如，“包括以下至少一个：a、b、c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a和b和c”，再如，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a和b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
50.应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。
51.应当理解的是，术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
52.请参阅图1，图1是本技术实施例提供的一种进气结构应用于工艺腔室的结构示意图，其中，该工艺腔室可以包括反应腔101以及连接在反应腔101的顶面的上电极组件，上电极组件包括上电极板10以及设置于上电极板10上的进气结构，上电极板10上设置有多个与工艺腔室连通的第一通孔(图中未画出)可以理解的是，第一通孔从上电极板10的顶面贯穿至上电极板10的底面，所有第一通孔可以在上电极板10上均匀分布，以提高进气均匀性。进气结构包括设置于上电极板10上的底板20和设置于底板20上的顶板30，作为一个示例，底板20可以焊接于上电极板10的顶面。
53.请参阅图2-图4，图2是本技术实施例提供的一种顶板的底面的立体结构示意图，图3是本技术实施例提供的一种顶板的底面的正投影结构示意图，图4是本技术实施例提供的一种进气结构及局部放大示意图。顶板30的底面设置有至少一个凹槽32，图中示出了3个凹槽32a、32b和32c，本领域技术人员应当理解，设置1个或2个或多于3个凹槽都是可行的。凹槽32为工艺气体流经的通道，作为一个示例，可以单独对不同的凹槽32中的气体流量进行控制。凹槽32中设置有多个间隔设置的柱状凸起33，柱状凸起33的端面与底板20的顶面连接。凹槽32中还设置有贯穿顶板30的第二通孔34，第二通孔34位于柱状凸起33之间的间隙处，工艺气体可以通过第二通孔34进入凹槽32中。底板20上设置多个第三通孔21，第三通孔21用于将凹槽32与工艺腔室连通。
54.传统的进气结构中，工艺气体进入匀气盘内部的气腔后，由于气腔的空间较大，工艺气体流动/扩散是不规则的以及无法控制的，还未扩散均匀便进入工艺腔室，导致工艺气体在工艺腔室中分布不均，从而降低了刻蚀的均匀性。
55.本实施例的进气结构可以均匀化工艺气体的原理为：工艺气体从顶板30上的第二通孔34进入顶板30底面的每个凹槽32中，由于每个凹槽32中还设置有柱状凸起33，一方面，柱状凸起33可以减少工艺气体的流动空间，在进气流量相同时，工艺气体在各凹槽32中的流速/扩散更快；另一方面，柱状凸起33的端面与底板20的顶面连接，每个凹槽32中的多个柱状凸起33之间设有间隙，构成了扩散通道，流速较快的工艺气体在各个凹槽32中可以沿着扩散通道快速充满相应的凹槽32，使各个凹槽32中的工艺气体快速均匀化。优选的，柱状凸起33在每个凹槽32中均匀分布，以形成均匀的扩散通道，可以使各凹槽32中获得更加均匀的气体分布，并且柱状凸起33还可以增加从顶板30到底板20的热传导面积以及射频接触传导接触面积，提高热传导效率、射频传输效率，改善电场均匀性。扩散均匀的工艺气体最后通过底板20上的第三通孔21进入反应腔101，比如，工艺气体从第三通孔21流出后可以通过上电极板10上的第一通孔进入反应腔101，最终使反应腔101中的工艺气体更加均匀，从而可以提高刻蚀的均匀性。优选的，第三通孔21在底板20上均匀分布，可以对工艺气体进行二次均匀化，以进一步提高气体均匀性。
56.需要说明的是，本实施例中，柱状凸起33的截面可以是如图3所示的圆形，也可以是如图7所示的椭圆形或者长条形。本技术实施例不作特别限定。
57.本技术实施例中，凹槽32的数量可以设置1个、2个或3个以上，凹槽32的形状以及
设置位置，本技术实施例不作特别限定。
58.在一些实施例中，可以在顶板30的底面设置至少一个环形凸起31，以形成上述的凹槽32，其中，该环形凸起31的端面与底板20的顶面连接。比如，当设置1个环形凸起31时，可以形成1个凹槽32；当设置2个环形凸起31时，可以形成2个凹槽32，其中，2个环形凸起31可以嵌套设置方式以形成1个圆形槽和1个环形槽，2个环形凸起31也可以各自独立设置方式以形成2个圆形槽；当设置3个环形凸起31时，可以采用上述嵌套设置方式和/或自独立设置方式进行设置。
59.可以理解的是，当多个环形凸起31依次嵌套设置时，即位于外侧的环形凸起31环绕位于内侧的环形凸起31设置，内侧环形凸起31围成的区域以及相邻两个环形凸起31之间的区域均可以形成凹槽32。并且所有环形凸起31最好是同心设置，从而可以获得宽度均匀的环形凹槽，使得工艺气体在每个凹槽32种分布更加均匀。每个凹槽32中设置有多个间隔设置的柱状凸起33，环形凸起31的端面和柱状凸起33的端面分别与底板20的顶面连接，比如，可以通过机械结构连接，也可以通过焊接的方式连接，焊接方式可以避免出现安装间隙，提高气体的均匀性，此外，相比采用需要进行耐腐蚀处理的密封圈隔离形成多个凹槽，本实施例采用多个环形凸起31形成上述多个凹槽32，可以降低成本。每个凹槽32中还设置有贯穿顶板的第二通孔34，第二通孔34位于柱状凸起33之间的间隙处，用于向相应的凹槽32中通入工艺气体。请参阅图4、图5和图6，图5是本技术实施例提供的一种进气结构各层顶面的结构示意图，图6是本技术实施例提供的一种进气结构各层底面的结构示意图。底板20上设置多个第三通孔21，第三通孔21将凹槽32与上电极板10上的第一通孔连通。可以理解的是，每个凹槽32均可以对应一定数量的第三通孔21，第三通孔21避让环形凸起31和柱状凸起33进行设置，比如，请参阅图8，图8本技术实施例提供的一种进气结构的剖视结构示意图，环形凸起31、柱状凸起33和第三通孔21分别设置在半径不同并且同心设置的虚拟圆上，例如，三个直径不同的环形凸起31a/31b/31c嵌套设置，由进气结构的中心向边缘的方向，底板20的第三通孔21、柱状凸起33、环形凸起31a/31b/31c相互避让排列，以实现气体的扩散及流通。
60.此外，底板20上的第三通孔21可以与上电极板10上的第一通孔一一对应设置。
61.作为一个示例，请继续参阅图2、图3和图6，以顶板30的底面设置有三个环绕顶板30中心的环形凸起31为例，三个环形凸起31分别为内圈凸起31a、中圈凸起31b和外圈凸起31c，中圈凸起31b环绕内圈凸起31a设置，外圈凸起31c环绕中圈凸起31b设置，内圈凸起31a内形成内圈凹槽32a，内圈凸起31a和中圈凸起31b之间形成中圈凹槽32b，中圈凸起31b和外圈凸起31c之间形成外圈凹槽32c，中圈凹槽32b和外圈凹槽32c为环形槽。内圈凹槽32a、中圈凹槽32b和外圈凹槽32c中分别设置有多个柱状凸起33，以及分别设置有第二通孔34，第二通孔34可以在每个凹槽32中设置1个、2个或者3个以上，可根据需要进行选择。内圈凸起31a的端面、中圈凸起31b的端面和外圈凸起31c的端面均与底板20的顶面连接，从而使内圈凹槽32a、中圈凹槽32b和外圈凹槽32c分别形成相互独立的气腔。柱状凸起33的端面均与底板20的顶面连接，从而在三个独立的凹槽32(内圈凹槽32a、中圈凹槽32b和外圈凹槽32c)中形成扩散通道。
62.进一步的，在一个实施例中，请参阅图6和图9，图9是本技术实施例提供的一种底板的底面的立体结构示意图。底板20的下表面正对环形凸起31的位置设置有相应的环形密
封圈22，以形成多个隔离区23；每个隔离区23中设置有多个第三通孔21。以环形凸起31设置三个为例，底板20与三个环形凸起31正对的位置对应设置三个环形密封圈22，形成三个隔离区23，每个隔离区23中均设置有多个第三通孔21，三个隔离区23通过相应的第三通孔21分别与内圈凹槽32a、中圈凹槽32b和外圈凹槽32c连通。内圈凹槽32a、中圈凹槽32b和外圈凹槽32c中的工艺气体通过相应的第三通孔21分别进入对应的隔离区23中，工艺气体最后可以通过上电极板10上的第一通孔进入反应腔101。
63.需要说明的是，具体实施时，可以在底板20的底面或者上电极板10的顶面设置相应的安装槽，用于定位环形密封圈22，当底板20组装压盖到上电极板10上时，环形密封圈22被压缩变形，底板20可以与上电极板10实现面接触，以便传导射频，环形密封圈22仅仅起隔离相邻隔离区23的作用。
64.本实施例中，工艺气体分别在各个凹槽32中均匀化后，然后分别流经相应的隔离区23并最终进入反应腔101。可以对反应腔101中不同区域的工艺气体进行独立调节，以适应不同工艺过程的要求。
65.为了进一步提高工艺气体的均匀性，在一个实施例中，请参阅图1、图2、图4、图5和图10，图10是本技术实施例提供的一种匀气板的顶面的结构示意图。顶板30包括匀气板40和盖板50，盖板50设置于匀气板40上。凹槽32和柱状凸起33设置于匀气板40的底面，第二通孔34贯穿匀气板40；匀气板40的顶面设置有与凹槽32对应的匀气槽，匀气槽中设置有至少一个第二通孔34；盖板50上设有与匀气槽对应的注气孔。
66.以匀气板40的底面设置有三个环形凸起31对应形成三个凹槽32为例，三个环形凸起31分别为内圈凸起31a、中圈凸起31b、外圈凸起31c，三个凹槽32分别为内圈凹槽32a、中圈凹槽32b和外圈凹槽32c。三个凹槽32中均设置有柱状凸起33以及第二通孔34。匀气板40的顶面设置有与凹槽32对应的三个匀气槽，三个匀气槽分别为内圈进气分配槽41、中圈进气分配槽42以及外圈进气分配槽43，每个匀气槽中设置有至少一个第二通孔34，可以将匀气槽与对应的凹槽32连通，可以理解的是第二通孔34也同样设置于相应的凹槽32中。比如，内圈凹槽32a中的第二通孔34连接内圈进气分配槽41和内圈凹槽32a，中圈凹槽32b中的第二通孔34连接中圈进气分配槽42和中圈凹槽32b，外圈凹槽32c中的第二通孔34连接外圈进气分配槽43和外圈凹槽32c。盖板50压盖在匀气板40上，使内圈进气分配槽41、中圈进气分配槽42和外圈进气分配槽43分别形成独立的气腔。盖板50上设置有与匀气槽对应的注气孔，比如，注气孔可以包括内圈注气孔501、中圈注气孔502和外圈注气孔503，其中，内圈注气孔501与内圈进气分配槽41连通，中圈注气孔502与中圈进气分配槽42连通，外圈注气孔503与外圈进气分配槽43连通。
67.本实施例通过在匀气板40的顶面设置内圈进气分配槽41、中圈进气分配槽42以及外圈进气分配槽43，并采用盖板50封盖在在匀气板40的顶面以形成三个独立的气腔，通过从盖板50上的内圈注气孔501、中圈注气孔502和外圈注气孔503分别向三个独立的气腔中注入工艺气体，工艺气体通过相应的第二通孔34分别进入内圈凹槽32a、中圈凹槽32b和外圈凹槽32c。工艺气体在匀气板40顶面的三个气腔(内圈进气分配槽41、中圈进气分配槽42以及外圈进气分配槽43)得到第一次均匀化，然后进入内圈凹槽32a、中圈凹槽32b和外圈凹槽32c充分扩散进行第二次均匀化，最后通过底板20上均匀分布的第三通孔21得到第三次均匀化后，再通过上电极板10上的第一通孔进入反应腔101，最终使反应腔101中的工艺气
体更加均匀，从而可以进一步提高刻蚀的均匀性。
68.作为一个示例，请继续参阅图10，内圈凹槽32a中可以设置四个第二通孔34以提高向内圈凹槽32a供气的效率和均匀性。具体地，内圈进气分配槽41包括第一主干槽411、两个第一一级分支槽412和四个第一二级分支槽413，其中，内圈注气孔501正对第一主干槽411的一端，两个第一一级分支槽412的一端均连接于第一主干槽411的另一端，两个第一一级分支槽412的另一端分别连接两个第一二级分支槽413的一端，每个第一二级分支槽413的另一端分别通过一个第二通孔34与内圈凹槽32a连通。
69.本实施例中，通过内圈注气孔501向内圈进气分配槽41注入工艺气体，经过第一主干槽411、两个第一一级分支槽412和四个第一二级分支槽413的充分扩散，使气体更加均匀。优选的，内圈凹槽32a中的四个第二通孔34在以匀气板40的中心为圆心的圆上均匀分布，从而可以向内圈凹槽32a更均匀地供气，以提高内圈凹槽32a中的工艺气体的均匀性。
70.作为一个示例，请继续参阅图10，中圈凹槽32b中可以设置四个第二通孔34以提高向中圈凹槽32b供气的效率和均匀性；具体地，中圈进气分配槽42包括第二主干槽421和四个第二一级分支槽422，其中，中圈注气孔502正对第二主干槽421的中部，较佳地，中圈注气孔502正对第二主干槽421的中点，以使工艺气体向第二主干槽421两端扩散的路径相等，供气更均匀。第二主干槽421的每一端分别与两个第二一级分支槽422的一端连接，每个第二一级分支槽422的另一端分别通过一个第二通孔34与中圈凹槽32b连通。
71.本实施例中，通过中圈注气孔502向中圈进气分配槽42注入工艺气体，经过第二主干槽421和四个第二一级分支槽422的充分扩散，使气体更加均匀。优选的，中圈凹槽32b中的四个第二通孔34在以匀气板40的中心为圆心的圆上均匀分布，从而可以向中圈凹槽32b更均匀地供气，以提高中圈凹槽32b中的工艺气体的均匀性。
72.作为一个示例，请继续参阅图10，外圈凹槽32c中可以设置八个第二通孔34以提高向外圈凹槽32c供气的效率和均匀性；具体地，外圈进气分配槽43包括第三主干槽431、四个第三一级分支槽432和八个第三二级分支槽433，其中，外圈注气孔503正对第三主干槽431的中部，较佳地，外圈注气孔503正对第三主干槽431的中点，以使工艺气体向第三主干槽431两端扩散的路径相等，供气更均匀。第三主干槽431的两端分别与两个第三一级分支槽432的一端连接，每个第三一级分支槽432的另一端分别与两个第三二级分支槽433的一端连接，每个第三二级分支槽433的另一端分别通过一个第二通孔34与外圈凹槽32c连通。
73.本实施例中，通过外圈注气孔503向外圈进气分配槽43注入工艺气体，经过第三主干槽431、四个第三一级分支槽432和八个第三二级分支槽433的充分扩散，使气体更加均匀。优选的，外圈凹槽32c中的八个第二通孔34在以匀气板40的中心为圆心的圆上均匀分布，从而可以向外圈凹槽32c更均匀地供气，以提高外圈凹槽32c中的工艺气体的均匀性。
74.为了更好地对匀气板40或者整个上电极组件进行冷却，在一个实施例中，请参阅图1、图4、图5和图11，图11是本技术实施例提供的一种下盖板的顶面的结构示意图。盖板50可以包括下盖板51和上盖板52，上盖板52设置于下盖板51上。下盖板51的顶面设置有液冷槽511，下盖板51正对匀气槽处设有至少一个第一进气孔，第一进气孔避让液冷槽511设置；上盖板52上设有至少一个第二进气孔、冷却液入口524和冷却液出口525，第二进气孔与第一进气孔正对构成注气孔，冷却液入口524正对液冷槽511的一端，冷却液出口525正对液冷槽511的另一端，可以理解的是，第一进气孔和第二进气孔的数量一致，并且一一对应连通，
以形成相应数量的注气孔。优选的，注气孔的数量与匀气槽的数量相同并一一对应，不同注气孔可以分别用于向不同匀气槽注气，从而实现对各匀气槽中的气流进行单独控制，以增强对气体均匀性的调节能力。
75.以匀气板40的底面设置有三个环形凸起31对应形成三个凹槽32为例，下盖板51正对匀气槽处设有三个第一进气孔，分别为第四通孔512、第五通孔513和第六通孔514，第四通孔512正对内圈进气分配槽41，第五通孔513正对中圈进气分配槽42，第六通孔514正对外圈进气分配槽43，并且第四通孔512、第五通孔513和第六通孔514均避让液冷槽511设置。上盖板52上设置有三个第二进气孔，分别为第七通孔521、第八通孔522、第九通孔523、冷却液入口524和冷却液出口525；第七通孔521与第四通孔512正对，形成内圈注气孔501，用于向内圈进气分配槽41注入工艺气体；第八通孔522与第五通孔513正对，形成中圈注气孔502，用于向中圈进气分配槽42注入工艺气体；第九通孔523与第六通孔514正对，形成外圈注气孔503，用于向外圈进气分配槽43注入工艺气体。冷却液入口524正对液冷槽511的一端，冷却液出口525正对液冷槽511的另一端，从而可以采用冷却液对进气结构进行循环冷却。
76.作为一个示例，请参阅图11，第四通孔512的孔径、第五通孔513的孔径和第六通孔514的孔径可以由上至下逐渐缩小，从而可以增大注气的气压，提高注气效率。
77.作为一个示例，液冷槽511在下盖板51的顶面沿弧形由边缘向中心迂回延伸，可以增加液冷槽511在下盖板51顶面的分布面积，提高冷却效率。冷却液入口524和冷却液出口525可以靠近下盖板51的边缘设置，也可以靠近下盖板51的中心设置，本技术实施例不作特别限定。
78.本技术实施例还提供了一种上电极组件，应用于半导体处理设备的工艺腔室，该上电极组件包括上电极板以及上述各实施例所述的进气结构，上电极板可以是硅电极板，进气结构设置在上电极板上，上电极板上设置有多个与工艺腔室连通的第一通孔，用于将进气结构与工艺腔室连通。比如，工艺气体从进气结构流出后可以通过上电极板上的第一通孔进入反应腔中。
79.刻蚀过程中，通常需要通过上电极组件对工艺气体进行加热。相关技术中，请参阅图12，图12是相关技术的一个电极组件的结构示意图，上电极组件包括一导热盘10a，通过对导热盘10a进行加热实现对整个电极组件进行加热。具体是导热盘10a的顶面设置一凹槽，匀气盘20a设置在该凹槽中，上电极板30a设置在导热盘10a的底面，上电极板30a和导热盘10a分别设有竖直的通孔31a和11a，匀气盘20a中注入的气体可通过上述通孔(31a、11a)进入反应腔。导热盘10a的侧面设置环形加热带40a对整个电极组件进行加热。该结构中，由于匀气盘20a的侧面与导热盘10a的凹槽存在装配间隙50a，该装配间隙50a会使气体在匀气盘20a的腔体里形成涡流，影响气体均匀性。并且工艺过程中当通入小流量气体时，气体也会被该间隙吸收一部分，影响气体传递效率。
80.为了更好地给上电极组件进行加热，在一个实施例中，请参阅图1和图13，图13是本技术实施例提供的一种加热盘与盖板的位置关系示意图。顶板30的顶面设置有加热盘60，加热盘60上设置有第一避让孔，用于向进气结构注气。
81.作为一个示例，顶板30包括匀气板40和设置于匀气板40上的盖板50，加热盘60设置在盖板50的顶面。以匀气板40的底面设置有三个环形凸起31对应形成三个凹槽32为例，加热盘60上设置有三个第一避让孔61/62/63)。第一避让孔61与内圈注气孔501正对，第一
避让孔62与中圈注气孔502正对，第一避让孔63与外圈注气孔503正对。
82.本实施例对上述加热结构进行了改进。通过在盖板50的顶面设置加热盘60，加热盘60与盖板50接触面积大，加热效率更高。并且由于将加热盘60设置到了盖板50的顶面，从而避免了上述匀气盘与导热盘的安装结构。并且如前述实施例所述，本技术实施例的上电极组件，工艺气体从内圈注气孔501、中圈注气孔502和外圈注气孔503注入，直至进入反应腔101，整个过程均为封闭式的，并且经过了充分均匀化，可以向反应腔101注入均匀的工艺气体。
83.结合在盖板50的顶面设置加热盘60的方案和在下盖板51的顶面设置液冷槽511的方案，本实施例可以对匀气板40或者整个上电极组件进行升温和降温的综合控制，进行温度控制的快速响应。比如，可以通过外接的控温模块，控制液冷槽511中冷却液的通断、流量大小、加热盘60的加热功率等进行温度控制。当需要升温时，可以关闭液冷槽511，依靠加热盘60进行加热升温。当需要降温时，关闭加热盘60，打开液冷槽511，注入冷却液进行冷却降温。当需要稳定控温时，同时打开加热盘60与液冷槽511并注入冷却液，通过温度反馈系统，共同维持温度稳定。
84.需要强调的是，顶板30底面每个凹槽32中设置的多个柱状凸起33，其端面与底板20的顶面连接，增加了顶板30与底板20的接触面积，使得热传导效率更高，可以提高控温精度。
85.在一个实施例中，请继续参阅图13，加热盘60上还设置有第二避让孔64；上电极组件还包括能量馈入结构(图中未画出)，能量馈入结构设置在该第二避让孔64中，并与顶板30的顶面连接，例如，能量馈入结构可以与盖板50的顶面电连接，从而可以向上电极组件通入能量，比如可以通入射频，也可以通入方波脉冲。本实施例中，顶板30和底板20可以采用导电材料制作，环形凸起31和柱状凸起33均焊接至底板20的顶面。当上电极组件接入上述能量馈入结构时，比如接入射频电源，射频从顶板30传递至底板20并最终传递至上电极板10上，由于顶板30底面的每个凹槽32中设置有多个柱状凸起33，并且柱状凸起33的端面与底板20的顶面焊接，增加了顶板30与底板20的接触面积，从而可以增大射频的传输效率。此外，刻蚀工艺过程中，从工艺腔室中的下电极组件馈入的射频会传递到上电极组件，再通过回路接地。该过程会在静电卡盘的表面形成电场，该电场的均匀性影响等离子体的均匀性。该电场的大小与上、下电极组件之间的距离和电势差相关，而上电极组件中的凸起结构，会影响该电场的分布。可以通过调节柱状凸起33的形状、密集程度与分布位置来调整该电场的分布。需要说明的是，截面为圆形的柱状凸起33面积更小，电场分布的调节精度更高。
86.需要说明的是，由于反应腔是接地的，因此，还可以在进气结构与反应腔的连接处设置绝缘层，对两者做电绝缘隔离。
87.本技术实施例还提供了一种半导体处理设备，该半导体处理设备可以包括如上各实施例所述的进气结构或者所述的上电极组件。比如，该半导体处理设备可以是等离子体刻蚀设备，可以适用于电容耦合或电感耦合的等离子体刻蚀设备。
88.以上对本技术所提供的一种进气结构、上电极组件及半导体处理设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述。需要说明的是，在本技术中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
89.本技术技术方案的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本技术记载的范围。
90.以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。
技术特征：1.一种进气结构，应用于半导体处理设备的工艺腔室，其特征在于，所述进气结构包括底板和设置于所述底板上的顶板；所述顶板的底面设置有至少一个凹槽，所述凹槽中设置有多个间隔设置的柱状凸起，多个所述柱状凸起的端面与所述底板的顶面连接，所述凹槽中还设置有贯穿所述顶板的第二通孔，所述第二通孔位于所述柱状凸起之间的间隙处；所述底板上设置多个第三通孔，所述第三通孔用于将所述凹槽与所述工艺腔室连通。2.根据权利要求1所述的进气结构，其特征在于，所述顶板的底面还设置有至少一个环形凸起，以形成多个所述凹槽；所述环形凸起的端面与所述底板的顶面连接。3.根据权利要求2所述的进气结构，其特征在于，所述第三通孔避让所述环形凸起和所述柱状凸起进行设置。4.根据权利要求3所述的进气结构，其特征在于，所述环形凸起、所述柱状凸起和所述第三通孔分别设置在半径不同并且同心设置的虚拟圆上。5.根据权利要求1所述的进气结构，其特征在于，所述底板的下表面正对所述环形凸起的位置设置有相应的环形密封圈，以形成多个隔离区；每个所述隔离区中设置有多个所述第三通孔。6.根据权利要求1所述的进气结构，其特征在于，所述顶板包括匀气板和设置于所述匀气板上的盖板；所述凹槽和所述柱状凸起设置于所述匀气板的底面，所述第二通孔贯穿所述匀气板；所述匀气板的顶面设置有与所述凹槽对应的匀气槽，所述匀气槽中设置有至少一个所述第二通孔；所述盖板上设有与所述匀气槽对应的注气孔。7.根据权利要求6所述的进气结构，其特征在于，所述匀气槽中的所述第二通孔在以所述匀气板的中心为圆心的圆上均匀分布。8.根据权利要求6所述的进气结构，其特征在于，所述盖板包括下盖板和设置于所述下盖板上的上盖板；所述下盖板的顶面设置有液冷槽，所述下盖板正对所述匀气槽处设有至少一个第一进气孔，所述第一进气孔避让所述液冷槽设置；所述上盖板上设有至少一个第二进气孔、冷却液入口和冷却液出口，所述第二进气孔与所述第一进气孔正对构成所述注气孔，所述冷却液入口正对所述液冷槽的一端，所述冷却液出口正对所述液冷槽的另一端。9.根据权利要求8所述的进气结构，其特征在于，所述液冷槽在所述下盖板的顶面沿弧形由边缘向中心迂回延伸。10.一种上电极组件，应用于半导体处理设备的工艺腔室，其特征在于，包括：上电极板；权利要求1-9中任一项所述的进气结构，设置在所述上电极板上，所述上电极板上设置有多个与所述工艺腔室连通的第一通孔，用于将所述进气结构与所述工艺腔室连通。11.根据权利要求10所述的上电极组件，其特征在于，还包括设置在所述顶板的顶面的加热盘；
所述加热盘上设置有第一避让孔，用于向所述进气结构注气。12.根据权利要求10所述的上电极组件，其特征在于，所述加热盘上还设置有第二避让孔；所述上电极组件还包括能量馈入结构，所述能量馈入结构设置在所述第二避让孔中，并与所述顶板的顶面连接。13.一种半导体处理设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的进气结构或10-13任一项所述的上电极组件。
技术总结本申请公开了一种进气结构、上电极组件及半导体处理设备，进气结构包括底板和设置于底板上的顶板；顶板的底面设置有至少一个凹槽，凹槽中设置有多个间隔设置的柱状凸起，多个柱状凸起的端面与底板的顶面连接，凹槽中还设置有贯穿顶板的第二通孔，第二通孔位于柱状凸起之间的间隙处；底板上设置多个第三通孔，第三通孔用于将凹槽与工艺腔室连通。本申请中，柱状凸起可以减少气体的流动空间，并且构成扩散通道，使气体在各个凹槽中快速均匀化，从而可以提高刻蚀的均匀性，并且柱状凸起还可以增加从顶板到底板的热传导面积以及射频接触传导接触面积，提高热传导效率、射频传输效率，改善电场均匀性。电场均匀性。电场均匀性。
技术研发人员：郑健飞 邓雅天
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/11/1
