CN115513023A - 约束环、等离子处理装置及其排气控制方法 - Google Patents

Abstract

一种约束环、等离子处理装置及其排气控制方法，约束环环绕设置于等离子处理装置的反应腔内的基座外围与反应腔的侧壁之间，约束环包含形成一环形结构的至少一个环状组件，环状组件包含具有多个气体通道的主体部分，以及用于调节气体通道高度的高度调节装置。驱动环状组件中的高度调节装置运动，调节环状组件中的气体通道的高度，从而调节反应腔内气体流量分布。本发明通过多区域统一或分别调节约束环中气体通道的高度，从而调节并均衡反应腔内的气体流量分布，操作性强，适应性高。本发明可以在进气流量不变的情况下，降低反应腔内的气压，有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆上的沉积，从而提高刻蚀性能。

Description

约束环、等离子处理装置及其排气控制方法

技术领域

本发明涉及半导体领域的装置，尤其涉及一种约束环、等离子处理装置及其排气控制方法。

背景技术

用于集成电路制造的等离子体处理工艺中包含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约束环(confinement ring)，也即FEIS Ring(Flow Equalizing Ion Shield Ring均流离子屏蔽环)。约束环上具有多个贯穿约束环上下表面的气体通道，约束环可以保证基座上方形成的等离子体气体在流经约束环时，其中的带电粒子全部熄灭，成为中性气体向下流动。

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(BottomAnti-ReflectiveCoatings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，导致刻蚀性能降低，影响晶圆加工质量和加工速率。

这里的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然地构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种约束环、等离子处理装置及其排气控制方法，操作性强，适应性高，有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆上的沉积，提高刻蚀性能。

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约束环，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基片的基座，所述约束环环绕设置于基座外围与反应腔的侧壁之间，所述约束环包含：至少一个环状组件，所述环状组件共同形成一环形结构；

所述环状组件包含：

主体部分，所述主体部分具有多个气体通道，用于将气体排放至约束环下方的排气区域；

高度调节装置，所述高度调节装置用于调节所述气体通道的高度。

所述高度调节装置包含：沿所述气体通道的侧壁活动设置的延长部件，所述延长部件的形状与所述气体通道的形状相匹配。

一方面，所述气体通道为环状通道时，所述主体部分包含：至少两个同心设置的弧形挡板。

所述弧形挡板的长度从反应腔侧壁由外至内依次递减。

所述主体部分包含：至少一连接筋，所述连接筋用于连接所述弧形挡板。

所述高度调节装置包含：至少两个同心设置的弧形挡板延长片，所述弧形挡板延长片与所述弧形挡板活动连接。

所述弧形挡板延长片具有凹槽，所述凹槽用于容纳所述弧形挡板。

所述弧形挡板延长片的长度与其容纳的所述弧形挡板的长度匹配。

另一方面，所述气体通道为孔状通道时，所述主体部分包含：多个通孔。

所述高度调节装置包含：多个延长管，所述延长管活动设置在与其匹配的所述通孔内。

所述气体通道的高度大于等于两倍的气体通道的宽度。

所述环状组件的数量为至少两个，所述环状组件呈扇形结构，所述环状组件的圆心角相等或不等。

所述环状组件还包含：连接件，所述连接件用于将所述环状组件固定连接至所述反应腔的侧壁。

所述高度调节装置还包含：至少一升降杆，所述升降杆连接所述弧形挡板延长片或延长管，所述升降杆用于带动所述弧形挡板延长片或延长管上下移动。

所述高度调节装置还包含：驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述升降杆移动。

所述驱动装置包含电机装置、液压装置或气压装置中的一种。

还包含控制机构，用于控制所述驱动装置工作。

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基片的基座；

所述的约束环，所述约束环环绕设置于基座外围与反应腔的侧壁之间。

本发明还提供一种等离子体处理装置的排气控制方法，包含如下步骤：

提供所述的等离子处理装置；以及

当需要对等离子处理装置内的反应腔环境进行调节时，利用驱动装置驱动环状组件中的高度调节装置运动，调节环状组件中的气体通道的高度；

通过调节环状组件中的气体通道的高度，调节所述反应腔内气体流量分布。

所述驱动装置驱动所述升降杆带动所述弧形挡板延长片或延长管上下移动，从而调节环状组件中的气体通道的高度。

一方面，不同环状组件中的气体通道的高度相同。

另一方面，不同环状组件中的气体通道的高度不同。

所述环状组件中的气体通道的高度根据所述环状组件距离排气区域由近至远依次递减。

本发明通过多区域统一或分别调节约束环中气体通道的高度，从而调节并均衡反应腔内的气体流量分布，操作性强，适应性高。本发明可以在进气流量不变的情况下，降低反应腔内的气压，有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆上的沉积，从而提高刻蚀性能。

附图说明

图1为一种包含约束环的等离子体处理装置示意图。

图2为本发明约束环厚度与气体通道宽度示意图。

图3为本发明在不同的约束环高度下，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，在不同约束环的高度下，小洞洞底残留对比示意图。

图5是本发明一个实施例中提供的约束环的俯视图。

图6是一个实施例中图5中B-B向的剖视图。

图7是另一个实施例中图5中B-B向的剖视图。

图8是本发明第三个实施例中提供的约束环的俯视图。

图9是本发明第四个实施例中提供的约束环的俯视图。

图10是本发明另一个实施例中提供的约束环的俯视图。

图11是图10中C-C向的剖视图。

具体实施方式

以下根据图1～图11，具体说明本发明的较佳实施例。

图1示出了一种包含约束环的等离子体处理装置，所述等离子体处理装置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包含一基座131，在基座131上方放置待加工的晶圆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约束环16，该约束环16环绕设置在基座外围与反应腔侧壁之间。通过约束环16熄灭等离子体中的带电粒子，防止污染约束环下方的反应腔内壁和排气管道。

如图2所示，约束环上具有多个贯穿约束环上下表面的气体通道17，这些气体通道17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约束环时，其中的离子全部熄灭，成为中性气体向下流动。约束环要能够很好的限制等离子体则需要满足条件：约束环上的气体通道17的高度S’大于等于两倍的气体通道的宽度g’。

在BARC(BottomAnti-ReflectiveCoatings底部抗反射涂层)小洞刻蚀中，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(processregime)，从而得到更快的小洞内刻蚀速率，以减少洞内BARC的残留。

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内各设有一个约束环16，其中一个等离子反应装置1中的约束环高度为a，另一个等离子反应装置1中的约束环高度为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。在约束环高度为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。在约束环高度为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，调整约束环16的高度能够拓宽反应腔10内的气压调节范围，增大工艺参数的窗口。并且，当阀开度相同时，约束环高度为a的气压较约束环高度为1.5a的气压低，因此，降低约束环16的高度有利于增加反应腔10内的流导(conductance)，因此流进相同的气流时反应腔10内能够达到更低的气压，所述反应腔10内的气压降低有助于反应物进入小洞以及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆W上的沉积。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，进一步验证约束环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(TransmissionElectronMicroscope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分别采用了高度为a和1.5a的约束环16。图4显示，在相同的工艺参数下，当约束环高度为a时，小洞洞底无反应副产物残留(图4的左图)；而当约束环高度为1.5a时，小洞洞底有明显的反应副产物残留(图4的右图)。

上文示例性地描述了降低约束环高度以适用BARC层刻蚀工艺的需求，可以看出，约束环16的高度调节对反应腔10内气压有着明显的影响，由于一个反应腔内需要进行多种不同的刻蚀工艺，有的工艺需要工艺气体大流量，低气压，有的工艺则相反，因此，通过改变约束环16的高度能够使反应腔10内气压满足不同的工艺需求。

基于此，本发明提供一种用于等离子处理装置的约束环16，所述约束环环绕设置于基座外围与反应腔的侧壁之间，如图5所示，在本实施例中，所述约束环16包含一完整的圆环形环状组件23，所述环状组件23包含固定不动的主体部分，以及与所述主体部分可拆卸连接且可移动的高度调节装置，所述主体部分具有多个气体通道17，用于将气体排放至约束环下方的排气区域，所述高度调节装置用于调节所述气体通道17的高度。如图5和图6所示，所述主体部分包含多个圆环形挡板19，相邻的圆环形挡板19之间形成气体通道17，所述圆环形挡板19呈同心圆设置，所述圆环形挡板19的直径从反应腔侧壁开始由外至内依次递减，以保证相邻的圆环形挡板19之间形成气体通道17，气体通道17的宽度可以一致，在另外的实施例中，也可以设置气体通道17的宽度不一致。示例性的，可以将最外层的圆环形挡板19固定至反应腔的侧壁，以完成对圆环形环状组件23的固定，或者可以采用连接件(图中未显示)将所述圆环形环状组件23固定连接至所述反应腔的侧壁。进一步采用连接筋20来连接所有的圆环形挡板19，防止圆环形挡板19掉落。连接筋20可以位于所有的圆环形挡板19的下方，即远离处理区域A的一侧，在另外的实施例中，由于所述高度调节装置一般是安装在所述主体部分的下方，所以为了防止连接筋20阻碍所述高度调节装置的动作，可以将所述连接筋20设置在比较接近所述主体部分顶部的位置。由于本实施例中采用的是一个完整的圆环形环状组件23，可以沿圆环形环状组件23的半径方向，多设置几个连接筋20，以保证连接的均匀性和稳定性。如图5和图6所示，所述高度调节装置包含多个圆环形挡板延长片21，所述圆环形挡板延长片21的材质与所述圆环形挡板19的材质相同，且所述圆环形挡板延长片21和所述圆环形挡板19同样都进行过表面处理，所述圆环形挡板延长片21的数量与所述圆环形挡板19的数量一致，且所述圆环形挡板延长片21也呈同心圆设置，所述圆环形挡板延长片21具有凹槽，该凹槽的形状和尺寸与所述圆环形挡板19的形状和尺寸匹配，每一个圆环形挡板19对应设置在与其匹配的圆环形挡板延长片21的凹槽内。所述圆环形挡板延长片21的凹槽两侧壁的厚度不宜过厚，应该保证其不影响由所述圆环形挡板19所确定的气体通道17的宽度。为了承载所述圆环形挡板延长片21且实现所述圆环形挡板延长片21的上下移动，设置一连接杆22，其固定连接所有的圆环形挡板延长片21，所述连接杆22在驱动装置(图中未示出)的驱动下带动所述圆环形挡板延长片21上下移动，当圆环形挡板延长片21向上移动时，其与所述圆环形挡板19发生部分重叠，降低了气体通道17高度，当圆环形挡板延长片21向下移动时，所述圆环形挡板19从圆环形挡板延长片21中至少部分伸出，升高了气体通道17的高度。同理，由于本实施例中采用的是一个完整的圆环形环状组件23，可以沿圆环形环状组件23的半径方向，多设置几个连接杆22，以保证连接的均匀性和稳定性。如图6所示，在该实施例中，所述连接杆22设置在所述圆环形挡板延长片21的底部，便于其连接驱动装置。如图7所示，在另一个实施例中，所述连接杆22可以设置在所述圆环形挡板延长片21的中部，分别连接所述圆环形挡板延长片21的侧壁，同样可以达到同时带动所有圆环形挡板延长片21上下移动的功能。所述驱动装置包含电机装置、液压装置或气压装置中的一种或几种，可以采用计算机系统根据半导体制程自动控制驱动装置，也可以采用人工根据半导体制程控制驱动装置。在上述实施例中，通过驱动装置驱动连接杆22带动圆环形挡板延长片21沿着圆环形挡板19上下移动，实现对气体通道17的高度调节，根据制程工艺需要，通过降低约束环16内的气体通道17的高度来降低反应腔内的气压，有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆上的沉积，从而提高刻蚀性能。

在本发明的另一个实施例中，如图8所示，所述约束环16可以由多个扇环状组件18构成，所有的扇环状组件18共同形成一圆环形结构，所述扇环状组件18的结构与图5～图7中示出的圆环形环状组件23的结构一样，也是包含固定不动的主体部分，以及与所述主体部分可拆卸连接且可移动的高度调节装置。在本实施例中，每个扇环状组件18的圆心角设置成相同，例如可以均匀设置6个或8个扇环状组件18。如图8所示，所述主体部分包含多个弧形挡板19’，相邻的弧形挡板19’之间形成气体通道17’，所述弧形挡板19’呈同心设置，所述弧形挡板19’的长度从反应腔侧壁开始由外至内依次递减，以保证每一个气体通道17’的宽度一致。将最外层的弧形挡板19’固定至反应腔的侧壁，以完成对扇环状组件18的固定，或者可以采用连接件(图中未显示)将所述扇环状组件18固定连接至所述反应腔的侧壁。进一步采用连接筋20’来连接所有的弧形挡板19’，防止弧形挡板19’掉落。在本实施例中，如果单个的扇环状组件18的圆心角不大(比如小于60°)，那么可以仅采用单个的连接筋20’，如果单个的扇环状组件18的圆心角比较大(比如超过60°)，那么可以考虑采用两个或者三个连接筋20’，以保证连接的均匀性和稳定性。如图8和图6所示，所述高度调节装置包含多个弧形挡板延长片21’，所述弧形挡板延长片21’的数量与所述弧形挡板19’的数量一致，且所述弧形挡板延长片21’也呈同心设置，所述弧形挡板延长片21’具有凹槽，该凹槽的形状和尺寸与所述弧形挡板19’的形状和尺寸匹配，每一个弧形挡板19’对应设置在与其匹配的弧形挡板延长片21’的凹槽内，每一个弧形挡板延长片21’的长度和与其匹配的弧形挡板19’的长度相等。所述弧形挡板延长片21’的凹槽两侧壁的厚度不宜过厚，应该保证其不影响由所述弧形挡板19’所确定的气体通道17’的宽度。为了承载所述弧形挡板延长片21’且实现所述弧形挡板延长片21’的上下移动，设置一连接杆22’，其固定连接所有的弧形挡板延长片21’，所述连接杆22’在驱动装置(图中未示出)的驱动下带动所述弧形挡板延长片21’上下移动，当弧形挡板延长片21’向上移动时，其与所述弧形挡板19’发生部分重叠，降低了气体通道17’高度，当弧形挡板延长片21’向下移动时，所述弧形挡板19’从弧形挡板延长片21中至少部分伸出，升高了气体通道17’的高度。同理，如果单个的扇环状组件18的圆心角不大(比如小于60°)，那么可以仅采用单个的连接杆22’，如果单个的扇环状组件18的圆心角比较大(比如超过60°)，那么可以考虑采用两个或者三个连接杆22’，以保证连接的均匀性和稳定性。如图6所示，在该实施例中，所述连接杆22’设置在所述弧形挡板延长片21’的底部，便于其连接驱动装置。如图7所示，在另一个实施例中，所述连接杆22’可以设置在所述弧形挡板延长片21’的中部，分别连接所述弧形挡板延长片21’的侧壁，同样可以达到同时带动所有弧形挡板延长片21’上下移动的功能。所述驱动装置包含电机装置、液压装置或气压装置中的一种或几种，可以采用计算机系统根据半导体制程自动控制驱动装置，也可以采用人工根据半导体制程控制驱动装置。

在上述实施例中，通过驱动连接杆22’带动弧形挡板延长片21’沿着弧形挡板19’上下移动，实现对气体通道17’的高度调节。在本实施例中，因为设置了多个扇环状组件18，因此可以分别调节每个扇环状组件18中的气体通道17’的高度。可以将所有扇环状组件18中的气体通道17’的高度调节为一样的高度，也可以根据制程工艺需要，分别调节各个扇环状组件18中的气体通道17’的高度，由于反应腔中的排气装置通常是设置在反应腔底壁的一侧，因此约束环16中的某些扇环状组件18就离排气装置比较近，相应地，反应物抽出的就比较快，而约束环16中的某些扇环状组件18就离排气装置比较远，相应地，反应物抽出的就比较慢。为了适应这种情况，可以将距离排气装置比较近的扇环状组件18中的气体通道17’的高度降低，而将距离排气装置比较远的扇环状组件18中的气体通道17’的高度调节的更低，使得扇环状组件18中的气体通道17’的高度根据所述扇环状组件18距离排气装置由近至远依次递减，这样既可以均衡反应腔内不同区域的气压，又可以降低反应腔内的气压，有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆上的沉积，从而提高刻蚀性能。

在本发明的另一个实施例中，如图9所示，所述约束环16可以由多个扇环状组件18构成，所有的扇环状组件18共同形成一圆环形结构，所述扇环状组件18的结构与图5～图7中示出的圆环形环状组件23的结构一样，也是包含固定不动的主体部分，以及与所述主体部分可拆卸连接且可移动的高度调节装置。本实施例与图8所示的实施例不同之处在于，每个扇环状组件18的圆心角设置成不相同，例如可将距离排气装置比较近的扇环状组件18的圆心角设置的比较小(比如小于60°)，可将距离排气装置比较远的扇环状组件18的圆心角设置的比较大(比如大于120°)，或者根据制程工艺需要，具体设置每个扇环状组件18的大小和长度。这样可以通过分别调节不同扇环状组件18中的气体通道17的高度，实现对整个反应腔内的气压的更精细的调节，通过降低约束环16内的气体通道17的高度来降低反应腔内的气压，有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆上的沉积，从而提高刻蚀性能。

在本发明的另一个实施例中，本发明提供一种用于等离子处理装置的约束环16-1，所述约束环环绕设置于基座外围与反应腔的侧壁之间，如图10所示，在本实施例中，所述约束环16-1包含一完整的圆环形环状组件23-1，所述环状组件23-1包含固定不动的主体部分，以及与所述主体部分可拆卸连接且可移动的高度调节装置，所述主体部分具有多个气体通道17-1，用于将气体排放至约束环下方的排气区域，所述高度调节装置用于调节所述气体通道17-1的高度。如图10所示，所述主体部分包含多个通孔24，每个通孔24形成一个气体通道17-1，所述通孔24可以无序排列，也可以按照有序的队列排列，例如可以呈同心环状排列，形成多圈同心环，还可以沿圆环形环状组件23-1的径向放射状排列。通过设置通孔24的直径，可以将气体通道17-1的直径设置为一致或不一致。可以将圆环形环状组件23-1直接固定至反应腔的侧壁，或者可以采用连接件(图中未显示)将所述圆环形环状组件23-1固定连接至所述反应腔的侧壁。如图11所示，所述高度调节装置包含多个延长管25，所述延长管25的材质与所述圆环形环状组件23-1的材质相同，且所述延长管25和所述圆环形环状组件23-1同样都进行过表面处理，所述延长管25的数量与所述通孔24的数量一致，所述延长管25的外径尺寸与所述通孔24的内径尺寸匹配，每一个延长管25对应设置在与其匹配的通孔24内，所述延长管25的侧壁度不宜过厚，应该保证其不影响由所述通孔24所确定的气体通道17-1的直径。为了承载所述延长管25且实现所述延长管25的上下移动，设置一连接杆26，其固定连接所有的延长管25，所述连接杆26在驱动装置(图中未示出)的驱动下带动所述延长管25上下移动，当延长管25向上移动时，其与所述通孔24发生部分重叠，降低了气体通道17-1的高度，当延长管25向下移动时，所述延长管25从通孔24中至少部分伸出，升高了气体通道17-1的高度。同理，由于本实施例中采用的是一个完整的圆环形环状组件23-1，可以沿圆环形环状组件23-1的半径方向，多设置几个连接杆26，以保证连接的均匀性和稳定性。在该实施例中，所述连接杆26设置在所述延长管25的底部，便于其连接驱动装置。在另一个实施例中，所述连接杆26可以设置在所述延长管25的中部，分别连接所述延长管25的侧壁，同样可以达到同时带动所有延长管25上下移动的功能。所述驱动装置包含电机装置、液压装置或气压装置中的一种或几种，可以采用计算机系统根据半导体制程自动控制驱动装置，也可以采用人工根据半导体制程控制驱动装置。

在上述实施例中，通过驱动装置驱动连接杆26带动延长管25沿着通孔24上下移动，实现对气体通道17-1的高度调节，根据制程工艺需要，通过降低约束环16-1内的气体通道17-1的高度来降低反应腔内的气压，有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆上的沉积，从而提高刻蚀性能。

同理，所述约束环16-1也可以由多个扇环状组件(图中未示出)构成，所有的扇环状组件共同形成一圆环形结构，所述扇环状组件的结构与图10～图11中示出的圆环形环状组件23-1的结构一样，也是包含固定不动的主体部分，以及与所述主体部分可拆卸连接且可移动的高度调节装置。在本实施例中，每个扇环状组件的圆心角设置成相同或不同。这样可以通过分别调节不同扇环状组件中的气体通道的高度，实现对整个反应腔内的气压的更精细的调节，通过降低约束环内的气体通道的高度来降低反应腔内的气压，有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆上的沉积，从而提高刻蚀性能。本发明公开的高度可调的等离子体约束环可以适用于等离子体处理装置的多种不同工艺制程。降低了不同工艺切换时需要开腔更换不同高度的等离子体约束环带来的效率损失，同时，当将等离子体约束环设置为若干个扇环状组件时，可以通过调节不同位置的扇环状组件的气体通道高度实现对反应腔内不同位置的气压分布动态调节，保证处理区域A的各个区域压力一致或刻意实现压力的不一致从而实现对其他参数的补偿。本发明控制延长片升降的驱动装置可以采用计算机系统根据半导体制程自动控制驱动装置，也可以采用人工根据半导体制程控制驱动装置，实现灵活调整。

本发明通过多区域统一或分别调节约束环中气体通道的高度，从而调节并均衡反应腔内的气体流量分布，操作性强，适应性高。本发明可以在进气流量不变的情况下，降低反应腔内的气压，有利于反应腔内气体交换及反应副产物的抽出，减少反应副产物在晶圆上的沉积，从而提高刻蚀性能。

需要说明的是，在本发明的实施例中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述实施例，而不是指示或暗示所指的装置或元件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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (23)

1.一种用于等离子处理装置的约束环，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基片的基座，其特征在于，所述约束环环绕设置于基座外围与反应腔的侧壁之间，所述约束环包含：至少一个环状组件，所述环状组件共同形成一环形结构；

所述环状组件包含：

主体部分，所述主体部分具有多个气体通道，用于将气体排放至约束环下方的排气区域；

高度调节装置，所述高度调节装置用于调节所述气体通道的高度。

2.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述高度调节装置包含：沿所述气体通道的侧壁活动设置的延长部件，所述延长部件的形状与所述气体通道的形状相匹配。

3.如权利要求2所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述气体通道为环状通道时，所述主体部分包含：至少两个同心设置的弧形挡板。

4.如权利要求3所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述弧形挡板的长度从反应腔侧壁由外至内依次递减。

5.如权利要求4所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述主体部分包含：至少一连接筋，所述连接筋用于连接所述弧形挡板。

6.如权利要求3所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述高度调节装置包含：至少两个同心设置的弧形挡板延长片，所述弧形挡板延长片与所述弧形挡板活动连接。

7.如权利要求6所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述弧形挡板延长片具有凹槽，所述凹槽用于容纳所述弧形挡板。

8.如权利要求5所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述弧形挡板延长片的长度与其容纳的所述弧形挡板的长度匹配。

9.如权利要求2所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述气体通道为孔状通道时，所述主体部分包含：多个通孔。

10.如权利要求9所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述高度调节装置包含：多个延长管，所述延长管活动设置在与其匹配的所述通孔内。

11.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述气体通道的高度大于等于两倍的气体通道的宽度。

12.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述环状组件的数量为至少两个，所述环状组件呈扇形结构，所述环状组件的圆心角相等或不等。

13.如权利要求12所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述环状组件还包含：连接件，所述连接件用于将所述环状组件固定连接至所述反应腔的侧壁。

14.如权利要求6或10所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述高度调节装置还包含：至少一升降杆，所述升降杆连接所述弧形挡板延长片或延长管，所述升降杆用于带动所述弧形挡板延长片或延长管上下移动。

15.如权利要求14所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述高度调节装置还包含：驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述升降杆移动。

16.如权利要求15所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，所述驱动装置包含电机装置、液压装置或气压装置中的一种。

17.如权利要求16所述的用于等离子处理装置的约束环，其特征在于，还包含控制机构，用于控制所述驱动装置工作。

18.一种等离子处理装置，其特征在于，包含：

反应腔，所述反应腔内设置一用于支撑基片的基座；

如权利要求1-17中任一项所述的约束环，所述约束环环绕设置于基座外围与反应腔的侧壁之间。

19.一种等离子体处理装置的排气控制方法，其特征在于，包含如下步骤：

提供如权利要求18所述的等离子处理装置；以及

当需要对等离子处理装置内的反应腔环境进行调节时，利用驱动装置驱动环状组件中的高度调节装置运动，调节环状组件中的气体通道的高度；

通过调节环状组件中的气体通道的高度，调节所述反应腔内气体流量分布。

20.如权利要求19所述的等离子体处理装置的排气控制方法，其特征在于，所述驱动装置驱动所述升降杆带动所述弧形挡板延长片或延长管上下移动，从而调节环状组件中的气体通道的高度。

21.如权利要求19所述的等离子体处理装置的排气控制方法，其特征在于，不同环状组件中的气体通道的高度相同。

22.如权利要求19所述的等离子体处理装置的排气控制方法，其特征在于，不同环状组件中的气体通道的高度不同。

23.如权利要求22所述的等离子体处理装置的排气控制方法，其特征在于，所述环状组件中的气体通道的高度根据所述环状组件距离排气区域由近至远依次递减。

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