CN115249604A - 限制环、等离子体处理装置及气压控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于等离子处理装置的限制环，所述等离子处理装置包含一反应腔，所述反应腔内设置一用于支撑晶圆的基座，所述限制环为多层结构，所述限制环的每层包含若干个限制单元，若干个限制单元形成一环形结构，所述限制单元设置在基座外围与反应腔侧壁之间；每个限制单元包含：多个弧形件及伸缩机构，所述多个弧形件同心且沿其径向分立设置，所述伸缩机构用于驱动所述多个弧形件沿弧形件径向运动，以在相邻的弧形件之间形成气体通道。本发明还提供一种等离子体处理装置及一种等离子体处理装置的气压控制方法。所述限制环的高度可调。

Description

限制环、等离子体处理装置及气压控制方法

技术领域

本发明涉及半导体制造设备技术领域，特别涉及一种新型的限制环、等离子体处理装置及气压控制方法。

背景技术

用于集成电路制造的等离子体处理工艺中包括等离子体沉积工艺和等离子体刻蚀工艺。在通过等离子体处理工艺加工晶圆的过程中，首先将晶圆固定放置在等离子反应腔内，晶圆上形成有图案化的微电子层。接着通过射频功率发射装置发射射频能量到等离子体反应腔内形成射频电场；然后各种反应气体(蚀刻气体或沉积气体)被注入到等离子反应腔中，在射频电场的作用下使注入的反应气体在晶圆上方被激励成等离子体状态；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，化学反应中形成的挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被抽真空系统抽出等离子反应腔。

为避免反应副产物在排出反应腔时携带等离子体至等离子体处理区域以外的区域对该区域造成损伤，通常在承载晶圆的基座与反应腔侧壁之间设置等离子体限制环(confinement ring)，也即FEIS Ring(Flow Equalizing Ion Shield Ring均流离子屏蔽环)。通过限制环可以避免反应腔内的射频电场传播到限制环下方，将已经恢复到中性的反应气体再次点燃，形成二次等离子体并污染等离子体反应腔下方的内壁和排气管道。同时限制环上积累的大量电荷也需要导向接地端的导通渠道，所以在限制环下设有接地环(MGRring)。接地环由导体制成并且电接地，这样就能将射频能量屏蔽在接地环上方，避免二次等离子体产生，并导走限制环上的积累电荷。通过限制环下表面涂覆的绝缘材质形成一绝缘层，使得接地环与限制环之间的接触方式为绝缘接触。限制环处于悬浮电位，接地环处于零电位，接地环与限制环之间通过电容耦合(无直流导通)的方式实现射频电功率的传输。

限制环上设有连通限制环上下面的槽口，通过所述槽口形成贯穿限制环上下表面的气流通道，这些通道的开口大小及深度经过设计可以保证基座上方形成的等离子体气体在流经限制环时，其中的离子全部熄灭，成为中性气体向下流动。所述槽口可以是点状结构、环状结构、放射状结构、齿状结构。可以理解，限制环上的槽口可以采用任何结构和分布状体，只需要满足对等离子体的限制作用，以及等离子体反应腔所要进行的工艺要求即可。限制环要能够很好的限制等离子体则需要满足条件：限制环的厚度大于槽口宽度的二分之一。

随着半导体行业技术节点的逐渐缩小，在特征尺寸(CD critical dimension)日渐缩小的等离子体刻蚀中，尤其是特征尺寸到了3nm以下，对小洞刻蚀的要求就越来越高。例如BARC(Bottom Anti-Reflective Coatings底部抗反射涂层)的小洞刻蚀中，到了特征尺寸为3nm的技术节点时，小洞内的BARC就会很容易残留在洞底，导致后续工艺受影响。BARC在洞底的残留是由于特征尺寸非常小，使得刻蚀气体的进入与副产物的抽出变得更加困难。为了提高刻蚀气体的进入与副产物的抽出，会倾向于使用使等离子体反应腔内压力更小，气体流量更大的工艺制度(process regime)，从而得到更快的小洞内刻蚀速率，以减少洞内BARC的残留。

等离子体反应腔内的压力受许多因素影响，包含：限制环的位置、限制环的个数、多个限制环之间的间距、向等离子体反应腔内输送的反应气体的类型及流速、抽真空系统的工作效率、射频功率(用于激励反应气体)的电平和频率。

现有技术中限制环通常是固定高度，也有通过在竖直方向上驱动限制环升降，以根据反应腔内的工艺相应的调节反应腔内的压力。然而当反应腔内存在多个限制环时，需要分别调节每个限制环的位置，并且难以保证每个限制环到达精确高度，因而影响晶圆加工质量和加工速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种限制环、等离子体处理装置及气压控制方法，本发明的限制环具有多层结构，根据反应腔内的工艺，打开该多层结构的至少一层，无需在竖直方向上升降限制环，即可改变限制环的高度，实现反应腔内的气压满足工艺要求。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于等离子处理装置的限制环，所述等离子处理装置包含一反应腔，所述反应腔内设置一用于支撑晶圆的基座，所述限制环为多层结构，所述限制环的每层包含若干个限制单元，若干个限制单元形成一环形结构，所述限制单元设置在基座外围与反应腔侧壁之间；

每个限制单元包含：多个弧形件及伸缩机构，所述多个弧形件同心且沿其径向分立设置，所述伸缩机构用于驱动所述多个弧形件沿弧形件径向运动，以在相邻的弧形件之间形成气体通道。

可选的，每个所述限制单元还包含沿弧形件径向设置的隔板，所述限制环的多个隔板呈散射状分布，隔板位于弧形件下方；隔板顶部沿弧形件的径向方向设有直线滑轨；所述伸缩机构滑动连接设置在隔板与弧形件之间。

可选的，所述隔板具有一字型结构，隔板第一端朝向反应腔侧壁，隔板的长度方向为限制环的径向方向。

可选的，所述伸缩机构包含：依序铰接的多个交叉结构，所述交叉结构滑动连接设置在相邻的两个弧形件之间；交叉结构包含交叉设置且中部铰接的第一杆和第二杆；第一杆与第二杆铰接处的底部设有与所述直线滑轨匹配的第一滑块；通过所述第一滑块与直线滑轨配合，导向伸缩机构沿弧形件的径向方向运动。

可选的，沿弧形件的周向方向，在弧形件底部设有与所述直线滑轨位置对应的弧形滑轨。

可选的，第一杆第一端通过一铰接轴铰接相邻交叉结构的第二杆第二端；第一杆第二端通过一铰接轴铰接相邻交叉结构的第二杆第一端；所述铰接轴的顶端设有与所述弧形轨道匹配的第二滑块；第一杆和第二杆的两端分别通过所述第二滑块沿相邻两个弧形件的弧形滑轨滑动。

可选的，限制单元最内侧的弧形件朝向基座，限制单元最外侧的弧形件朝向反应腔侧壁；限制单元的多个弧形件的弧长由内至外依序递增，相邻限制单元的弧形件之间无干涉。

可选的，限制单元最外侧的弧形件固定连接隔板第一端。

可选的，限制单元的多个弧形件落在一个虚拟扇形上；多个限制单元各自对应的虚拟扇形的圆心角可以相等或不相等。

可选的，限制单元还包含驱动装置，用于驱动所述伸缩机构沿弧形件的径向方向伸缩运动。

可选的，所述驱动装置包括电机装置、液压装置或气压装置中的一种。

可选的，所述用于等离子处理装置的限制环还包含控制机构，用于控制一个或多个限制单元的驱动装置工作。

可选的，相邻的限制单元之间具有一间隙，使各个限制单元在运动过程中不会相互摩擦。

可选的，沿竖直方向，相邻限制单元之间的间距相等或不相等。

本发明还提供一种等离子处理装置，包含：

反应腔，所述反应腔内设置一用于支撑晶圆的基座；

如本发明所述的限制环，所述限制环环绕设置在所述基座的外围。

可选的，所述限制环为多层结构，通过打开若干层数的限制环，使所述限制环的高度可调。

可选的，不同层的限制环之间设置间隙。

本发明还提供一种等离子体处理装置的气压控制方法，包含步骤：

提供本发明所述的等离子体处理装置；

根据工艺的需要，选定限制环的一层或若干层作为打开层，使限制环的高度满足工艺的要求；利用限制单元的伸缩机构驱动对应的多个弧形件沿弧形件径向运动，以在所述打开层的相邻弧形件之间形成气体通道。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)本发明的限制环具有多层结构，根据反应腔内的工艺，选定限制环的打开层，通过所述打开层的伸缩机构驱动对应限制单元的弧形件展开，即可调整限制环的高度，利用微观调试工艺使反应腔内的气压满足工艺要求；

2)通过本发明无需在竖直方向上来回调整限制环的高度，操作简单、快速、方便，极大地提高了晶圆加工的效率和质量；

3)本发明适应性强，不受反应腔内工艺限制；

4)本发明能够更精确的调节限制单元的多个弧形件之间间距，实现更加精细化调节反应腔内气压，提高晶圆加工质量；

5)通过本发明，能够拓宽反应腔内气压调节范围，增大工艺参数的窗口，提高反应腔内气体交换的速度，有利于反应副产物抽出，显著减少小洞刻蚀中的洞底残留物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为一种包含限制环的等离子体处理装置示意图；

图2为本发明限制单元的弧形件厚度、槽口宽度示意图；

图3为本发明在不同的限制环高度下，反应腔内气压的最低极限值随真空泵阀开度变化示意图；

图4为本发明特征尺寸小于10nm的小洞刻蚀中，在不同限制环的高度下，小洞洞底残留对比示意图；

图5、图5A为本发明的等离子体处理装置示意图；

图6为本发明同层的弧形件全部打开的俯视图；

图6A示出了本发明弧形件个数不同的两个相邻限制单元；

图7为图8的B-B方向的视图；

图8为本发明限制单元的俯视图；

图9为本发明伸缩机构和弧形件的仰视图；

图9A为本发明伸缩机构的仰视图；

图10为本发明的气压控制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了使用本发明的限制环之前的等离子体处理装置，如图所示的等离子体处理装置1具有一个反应腔10，反应腔10基本上为柱形，且反应腔侧壁基本上垂直，反应腔10内具有相对设置的上电极11和下电极13。通常，在上电极11与下电极13之间的区域为处理区域A，该处理区域A将形成高频能量以点燃和维持等离子体。下电极13包括一基座131，在基座131上方放置待要加工的晶圆W。反应气体从气体源12中被输入至反应腔10内，一个或多个射频电源14可以被单独地施加在下电极13上或同时被分别地施加在上电极11与下电极13上，用以将射频功率输送到下电极13上或上电极11与下电极13上，从而在反应腔10内部产生大的电场。大多数电场线被包含在上电极11和下电极13之间的处理区域A内，此电场对少量存在于反应腔11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10内产生等离子体。反应气体的中性气体分子在经受这些强电场时失去了电子，留下带正电的离子。带正电的离子向着下电极13方向加速，与被处理的晶圆W中的中性物质结合，激发晶圆W加工，即刻蚀、淀积等。在等离子体处理装置1的合适的某个位置处设置有排气区域，排气区域域与外置的排气装置(例如真空泵15)相连接，用以在处理过程中将用过的反应气体及副产品气体抽出处理区域A，通过气体流动并在处理区域A中建立适当的压力。图1中的等离子体处理装置1还包含一个固定设置的限制环16，该限制环16环绕设置在基座外围与反应腔侧壁之间。通过限制环16熄灭被点燃的等离子体，防止污染限制环下方的反应腔内壁和排气管道。

在反应腔内气压不变的情况下，真空泵15的阀开度会随着从气体源12中输入的气流量的增加而增大；当气流量到达一定的值后，真空泵15的阀开度会达到最大极限，为保证反应腔内气压不变，则不能够再继续增大气流量。另一方面，当向反应腔10内输入的气流量不变时，反应腔10内的气压值也会有一个最低极限(此时阀开度达到最大极限)。在一些刻蚀工艺中，我们希望在不改变气流量的情况下，能够降低反应腔内气压，这样有助于反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆的沉积。

如图3所示，在一个实验中，提供如图1所示的两个等离子体处理装置1，该两个等离子体处理装置1内各设有一个限制环16，其中一个等离子反应装置1的限制环高度为a，另一个的等离子反应装置1的限制环高度为1.5a。向该两个等离子体处理装置1的反应腔10内输入反应气体的气流量相同。在限制环高度为a时，反应腔10内气压的最低极限值能够达到15mT，且随着真空泵15阀开度的变化，反应腔10内气压的最低极限值的调节范围为10～25mT。在限制环高度为1.5a时，反应腔10内气压的最低极限值只能到20mT，反应腔10内气压的最低极限值的调节范围为20～25mT。该实验证明，调整限制环16的高度能够拓宽反应腔10内气压调节范围，增大工艺参数的窗口。并且，当阀开度相同时，限制环高度为a的气压较限制环高度为1.5a的气压低，因此，降低限制环16的高度有利于降低反应腔10内的气压，所述反应腔10内的气压较低有助于反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆W的沉积。

限定了反应腔10内气压的等离子体处理装置被证明能够在晶圆W上制造和/或形成不断缩小的特征。刻蚀工艺中，当气流量不变，反应腔10内气压值越小，越有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，从而提高刻蚀性能。

通过上述实验中用到的两个等离子反应装置1，进一步验证限制环16的高度对于晶圆小洞刻蚀工艺的影响。图4显示了在特征尺寸小于10nm时，小洞刻蚀的两种TEM(Transmission Electorn Microscope透射电子显微镜)结果对比图。图4中左、右图对应的等离子体处理装置1分别采用了一个高度为a、1.5a的限制环16。图4显示，在相同的工艺参数下，当限制环高度为a时，小洞洞底无反应副产物残留(图4的左图)；而当限制环高度为1.5a时，小洞洞底有明显的反应副产物残留(图4的右图)。

因而，限制环16的高度对反应腔10内气压有着明显的影响，通过改变限制环16的高度能够使反应腔10内气压满足不同的工艺需求。图1中的该限制环16为固定结构，限制环16的高度不可调整，因此无法通过改变该限制环16的高度改变反应腔10内的气压。有的等离子体处理装置1内会设置一个驱动限制环16上下运动的驱动装置。然而当反应腔10内存在多个限制环16时，需要分别调节每个限制环16的高度，并且难以保证限制环高度的精准度，因而影响晶圆加工质量和加工速率。

本发明提供一种用于等离子处理装置的限制环，如图5所示，该等离子处理装置2包含一反应腔20，所述反应腔20内设置一用于支撑晶圆W的基座21。

本发明所述的限制环为多层结构。图5、图5A示出的等离子体处理装置的限制环分别为两层、三层结构，此仅为本发明的示例，而不能作为本发明的限制。沿竖直方向，相邻层的间距相等或不相等。通过打开若干层的限制环，使限制环的高度可调以满足不同的工艺需要，并且，相邻层的限制环之间预留有间隙，使得各层限制环在打开或者关闭时不受限，不发生摩擦，但是，相邻层的限制环的间隙不能过大，因为相邻层的限制环之间的间隙过大，不利于等离子体的熄灭。

如图6所示，所述限制环的每层均包含若干个限制单元31，图6中虚框所示的区域为一个限制单元31。如图5、图5A所示，所述若干个限制单元31设置在基座外围与反应腔侧壁之间。如图6所示，同层的若干个限制单元31形成一环形结构。如图5、图5A、图8所示，每个限制单元31包含：多个弧形件311、伸缩机构312、隔板313、驱动装置(图中未示出)。

如图6、图6A、图8、图9所示，所述多个弧形件311同心且沿其径向分立设置。如图5、图5A所示，限制单元31最内侧的弧形件311朝向基座21，限制单元31最外侧的弧形件311朝向反应腔侧壁。如图8、图9所示，限制单元31的多个弧形件311的弧长由内至外依序递增。如图6、图6A所示，相邻限制单元31的弧形件311之间无干涉。如图9所示，沿弧形件311的周向方向，在弧形件底部设有弧形滑轨3111。

如图5至图8所示，所述隔板313位于弧形件311下方并沿弧形件311径向设置。如图6所示，限制环的多个隔板313呈散射状分布。如图8所示，隔板313顶部沿弧形件311的径向方向设有与所述弧形滑轨3111位置对应的直线滑轨3131。在本发明的实施例中，如图5至图7所示，隔板313具有一字型结构，隔板第一端313a朝向反应腔侧壁，隔板第二端313b朝向基座21，隔板313的长度方向为限制环的径向方向。

如图5至图7所示，在本发明的实施例中，本发明的限制环还包含若干个连接环314，一个所述连接环314对应限制环的一层。如图5、图5A所示，连接环314固定连接设置在反应腔侧壁与隔板第一端313a之间，限制单元31最外侧的弧形件311固定连接隔板第一端313a和/或连接环314。

如图5、图5A、图7、图8所示，所述伸缩机构312滑动连接设置在隔板313与弧形件311之间，通过伸缩机构312驱动限制单元31的多个弧形件311沿弧形件311径向运动，以在相邻的弧形件311之间形成气体通道3112。

如图8、图9、图9A所示，所述伸缩机构312包含：依序铰接的多个交叉结构321。如图8、图9所示，所述交叉结构321滑动连接设置在相邻的两个弧形件311之间。如图8、图9，图9A所示，交叉结构321包含交叉设置且中部铰接的第一杆3211和第二杆3212。如图7、图8所示，第一杆3211与第二杆3212铰接处的底部设有与所述直线滑轨3131匹配的第一滑块3213，通过所述第一滑块3213与直线滑轨3131配合，导向伸缩机构312沿弧形件311的径向方向运动。图7为图8的B-B视图。为便于理解，图7中每个交叉结构仅示出了第一杆3211或第二杆3212。

如图9A所示，第一杆第一端3211a通过一铰接轴铰接相邻交叉结构的第二杆第二端3212b；第一杆第二端3211b通过一铰接轴铰接相邻交叉结构的第二杆第一端3212a。如图7、图9、图9A所示，所述铰接轴的顶端设有与所述弧形轨道匹配的第二滑块3214。如图9所示，第一杆3211和第二杆3212的两端分别通过所述第二滑块3214沿相邻两个弧形件311的弧形滑轨3111滑动。

所述驱动装置用于驱动所述伸缩机构312沿弧形件311的径向方向伸缩运动(也即沿着隔板顶部的直线导轨伸缩运动)。驱动装置可以是电机装置、液压装置或气压装置中的一种。本发明的实施例中，驱动装置连接限制单元31最内侧的弧形件311，最外侧的弧形件311与隔板第一端313a和/或连接环314固定连接，通过驱动最内侧的弧形件311带动其他弧形件311运动。当弧形件311沿直线导轨向隔板第二端313b运动时，在伸缩机构312的带动下，相邻弧形件311之间的间隙增大，也即弧形件311的槽口间隙增大，此时我们称限制单元31的弧形件311处于打开状态(如图5的上层弧形件311所示)。当弧形件311沿直线导轨向隔板第一端313a运动，直至相邻的弧形件311互相贴合，此时我们称限制单元31的弧形件311处于收缩状态(如图5的下层弧形件311所示)。图6至图9中的弧形件311也均处于打开状态。图8、图9中的同一层中的一个所述限制单元中的多个弧形件311落在一个虚拟扇形上。在本发明的实施例中，多个限制单元31各自对应的虚拟扇形的圆心角可以相等或不相等。图6A示出了两个限制单元31，左边限制单元31对应的虚拟扇形圆心角大于右边限制单元31对应的虚拟扇形圆心角。

每层限制单元31的高度可以根据反应腔20内进行的多个工艺来设定。在本发明的一个实施例中，反应腔20内依序进行第一至第三工艺。该反应腔20内的限制环具有如图5A所示的三层结构(分别为第一至第三层)。其中限制环第一层的高度与第一工艺对应，限制环第二层的高度与第二工艺对应，当进行第三工艺时，需要同时打开限制环的第一层和第三层。因此可以根据反应腔20内工艺的需要，选定所述多层结构中的一层或几层作为打开层，其余作为收缩层，通过驱动所述打开层的弧形件311沿对应的直线滑轨3131朝向基座21方向运动，实现打开对应的弧形件311并调整反应腔20内气压。在本实施例中，同层限制单元31的弧形件311打开后拼接形成如图6所示的多个同心圆环，所述多个同心圆环之间的间隙形成气体通道3112。进一步还需要驱动收缩层的弧形件311沿对应的直线滑轨3131朝向反应腔侧壁运动，使收缩层的弧形件311处于收缩状态，此时收缩层对反应腔20内气压的影响可以忽略不计。如图6中的虚直线所示，同层相邻的限制单元31之间也具有一间隙，使各个限制单元31在运动过程中不会相互摩擦。

在本发明的实施例中，通过控制直线滑轨3131的长度、第一杆3211的长度、第二杆3212的长度、弧形滑轨3111的长度中的一种或多种，实现限位弧形件311的行程，进一步保证相邻限制单元31的弧形件311不会互相干涉。

通过控制直线滑轨3131的长度、第一杆3211的长度、第二杆3212的长度、弧形滑轨3111的长度中的一种或多种，还可以精细化的控制相邻弧形件311的间隙g′，并且保证g′(如图2、图7所示，也即限制环的槽口宽度)能够满足条件：S′＞g′/2。(如图2、图7所示，S′表示弧形件311的厚度)。有效避免反应腔20内的射频电场传播到限制环下方，将已经恢复到中性的反应气体再次点燃，形成二次等离子体并污染等离子体反应腔20下方的内壁和排气管道。并且，根据反应腔20内进行的工艺，单个限制单元31相邻弧形件311的间隙可以相同或不同，相邻限制单元31的弧形件间隙可以相同或不同。图6A右边的一个限制单元31中，其最内侧的两个弧形件311的间隙要小于该限制单元31其他相邻弧形件311的间隙。图6A左边限制单元31的弧形件个数少于右边限制单元31的弧形件个数，左边限制单元31相邻弧形件311的间隙要大于右边限制单元31相邻弧形件311的间隙。因此，可以将反应腔20划分为若干个调节区域，通过控制弧形件间隙精确控制各调节区域的气压。

在一实施例中，本发明的限制环还包含控制机构，用于控制所述驱动装置工作。该控制机构内设有预置的程序，该程序根据向控制机构输入的与反应腔20内工艺对应的指令信号(如工艺代码)选定限制环的打开层。控制机构根据选定的打开层，控制各层限制单元31的驱动装置工作，以使打开层相邻的弧形件311之间形成气体通道3112。

本发明还提供一种等离子处理装置2，如图5、图5A所示，包含：

反应腔20，反应腔20内设置一用于支撑晶圆W的基座21；

如本发明所述的限制环，所述限制环环绕设置在所述基座21的外围。

本发明还提供一种等离子体处理装置的气压控制方法，如图10所示，包含步骤：

步骤S101、提供如本发明所述的等离子体处理装置；

步骤S102、向控制机构输入反应腔20内工艺的代码，控制机构根据输入的代码选定限制环的至少一层作为打开层，其余层作为收缩层；

步骤S103、控制器控制打开层的驱动装置工作，打开层的弧形件311沿对应的直线滑轨3131朝向基座21运动，以在打开层相邻的弧形件311之间形成气体通道3112；

步骤S104、控制器控制收缩层的驱动装置工作，收缩层的弧形件311沿对应的直线滑轨3131朝向反应腔侧壁运动，直至收缩层相邻的弧形件311互相贴合处于收缩状态，收缩层不干扰反应腔20内气压。

本发明的限制环具有多层结构，根据反应腔20内的工艺，选定限制环的至少一层作为打开层，通过所述打开层的伸缩机构312驱动对应限制单元31的弧形件311展开，即可调整限制环的高度，利用微观调试工艺使反应腔20内的气压满足工艺要求。通过本发明，能够拓宽反应腔20内气压调节范围，增大工艺参数的窗口，提高反应腔20内气体交换的速度，有利于反应副产物抽出，尤其在小特征尺寸的晶圆小洞刻蚀中，显著减少小洞刻蚀中的洞底残留物。

由于本发明限制环的各层高度均事先按照工艺的需求设置，因此通过本发明无需在竖直方向上来回调整限制环的高度，仅需打开与收缩弧形件311，不仅操作简单、快速、方便，还极大地提高了晶圆W加工的效率和质量。

本发明不仅能够调整限制环的高度，还能够精确的调节相邻弧形件311之间间距，实现分区域调节反应腔20内的气压坏境，各调节区域大小、分布均可控，进一步提高晶圆W加工的效率和质量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种用于等离子处理装置的限制环，所述等离子处理装置包含一反应腔，所述反应腔内设置一用于支撑晶圆的基座，其特征在于，所述限制环为多层结构，所述限制环的每层包含若干个限制单元，若干个限制单元形成一环形结构，所述限制单元设置在基座外围与反应腔侧壁之间；

每个限制单元包含：多个弧形件及伸缩机构，所述多个弧形件同心且沿其径向分立设置，所述伸缩机构用于驱动所述多个弧形件沿弧形件径向运动，以在相邻的弧形件之间形成气体通道。

2.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，每个所述限制单元还包含沿弧形件径向设置的隔板，所述限制环的多个隔板呈散射状分布，隔板位于弧形件下方；隔板顶部沿弧形件的径向方向设有直线滑轨；所述伸缩机构滑动连接设置在隔板与弧形件之间。

3.如权利要求2所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，所述隔板具有一字型结构，隔板的第一端朝向反应腔侧壁，隔板的长度方向为限制环的径向方向。

4.如权利要求2所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，所述伸缩机构包含：依序铰接的多个交叉结构，所述交叉结构滑动连接设置在相邻的两个弧形件之间；交叉结构包含交叉设置且中部铰接的第一杆和第二杆；第一杆与第二杆铰接处的底部设有与所述直线滑轨匹配的第一滑块；通过所述第一滑块与直线滑轨配合，导向伸缩机构沿弧形件的径向方向运动。

5.如权利要求4所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，沿弧形件的周向方向，在弧形件底部设有与所述直线滑轨位置对应的弧形滑轨。

6.如权利要求5所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，第一杆第一端通过一铰接轴铰接相邻交叉结构的第二杆第二端；第一杆第二端通过一铰接轴铰接相邻交叉结构的第二杆第一端；所述铰接轴的顶端设有与所述弧形轨道匹配的第二滑块；第一杆和第二杆的两端分别通过所述第二滑块沿相邻两个弧形件的弧形滑轨滑动。

7.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，限制单元的多个弧形件的弧长由内至外依序递增，相邻限制单元的弧形件之间无干涉。

8.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，限制单元的多个弧形件落在一个虚拟扇形上；多个限制单元各自对应的虚拟扇形的圆心角可以相等或不相等。

9.如权利要求2所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，限制单元还包含驱动装置，用于驱动所述伸缩机构沿直线滑轨伸缩运动。

10.如权利要求9所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，所述驱动装置包括电机装置、液压装置或气压装置中的一种。

11.如权利要求9所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，还包含控制机构，用于控制一个或多个限制单元的驱动装置工作。

12.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，相邻的限制单元之间具有一间隙，使各个限制单元在运动过程中不相互摩擦。

13.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的限制环，其特征在于，沿竖直方向，相邻限制单元之间的间距相等或不相等。

14.一种等离子处理装置，其特征在于，包含：

反应腔，所述反应腔内设置一用于支撑晶圆的基座；

如权利要求1-13任一项所述的限制环，所述限制环环绕设置在所述基座的外围。

15.如权利要求14所述的用于等离子处理装置，其特征在于，所述限制环为多层结构，通过打开若干层数的限制环，使所述限制环的高度可调。

16.如权利要求14所述的用于等离子处理装置，其特征在于，不同层的限制环之间设置间隙。

17.一种等离子体处理装置的气压控制方法，其特征在于，包含步骤：

提供如权利要求14所述的等离子体处理装置；

根据工艺的需要，选定限制环的一层或若干层作为打开层，使限制环的高度满足工艺的要求；利用限制单元的伸缩机构驱动对应的多个弧形件沿弧形件径向运动，以在所述打开层的相邻弧形件之间形成气体通道。

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