衬底处理装置、气体约束组件及其调节方法、调节装置与流程

本公开涉及半导体，特别是涉及一种衬底处理装置、气体约束组件及其调节方法、调节装置。

背景技术：

1、随着半导体技术的发展，出现了衬底处理装置，衬底处理处理装置具体例如等离子体处理装置，被广泛应用于各种半导体制造工艺，例如沉积工艺(如化学气相沉积)、刻蚀工艺(如干法刻蚀)等。以等离子体刻蚀工艺为例，通过在等离子体刻蚀装置的反应腔室内配置电极，以蚀刻气体作为工艺气体提供给反应腔室内，利用在电极上施加射频而在反应腔室内形成工艺气体的等离子体，通过由该等离子体生成的原子团、离子等完成蚀刻的干法刻蚀工艺。

2、在传统的衬底处理装置中，有在反应腔室的内部设置气体约束环（confinementring），使气体约束环绕设于衬底（例如晶圆）的外围，对由衬底上方区域向其外围扩散的等离子体反应气体起到约束阻挡作用。实际工作时，通过驱动气体约束环上下移动来实现高度的调整，进而调整反应腔室的气体压力，配合于反应气体的流速，对衬底表面上的刻蚀速率或沉积速率进行控制。然而，气体约束环为一个完整的环，仅能实现整体升降调节，生产得到衬底产品的表面厚度均一性较差，使得产品质量较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种衬底处理装置、气体约束组件及其调节方法、调节装置，它能够提高蚀刻的均匀性，以提高产品质量。

2、其技术方案如下：一种气体约束组件，所述气体约束组件包括：

3、约束环，用于环绕空间的外围；所述约束环设有至少两个可错位部，以使所述约束环分为至少两个阻挡段；每个所述阻挡段的位置能单独上下位移，以调节所述空间在所述阻挡段位置处的气体流速。

4、在其中一个实施例中，所述可错位部为设置于所述约束环上的缝隙、缺口、或可变形连接件中的任一种或者多种的组合。

5、在其中一个实施例中，所述缺口处的所述可错位部的高度小于所述阻挡段的高度，所述可错位部及与其相连的两个所述阻挡段为一体化结构。

6、在其中一个实施例中，所述可变形连接件为弹性连接管，所述弹性连接管两端分别套接于相邻的两个所述阻挡段的端部。

7、在其中一个实施例中，所述约束环的所述可错位部等间隔布置。

8、在其中一个实施例中，所述约束环为多个，多个所述约束环由下至上依次同轴设置。

9、在其中一个实施例中，每个所述约束环的可错位部的数量相同，且各个所述约束环的可错位部的位置相对应设置；各个所述约束环的阻挡段的位置相对应设置，且位置相对设置的所述阻挡段组合形成分段组，每个所述分段组的位置在升降组件的驱动下均能各自上下调节。

10、一种衬底处理装置，包括所述气体约束组件，所述的衬底处理装置还包括：

11、反应腔室及静电卡盘，所述静电卡盘设置于所述反应腔室内部，用于支撑衬底；

12、喷气部，位于所述静电卡盘上方；

13、所述气体约束组件环绕设置于所述静电卡盘的外围；

14、多个升降组件，所述升降组件与所述阻挡段一一对应相连，所述升降组件用于驱动对应的所述阻挡段升降移动。

15、在其中一个实施例中，所述升降组件包括步进电机与丝杆组件；所述步进电机与所述丝杆组件相连，所述丝杆组件与相对应的所述阻挡段相连。

16、在其中一个实施例中，所述升降组件还包括与所述丝杆组件相连的提拉杆，所述丝杆组件通过所述提拉杆与所述阻挡段相连，所述提拉杆设有用于承托所述阻挡段的承托部；所述阻挡段设有通孔，所述提拉杆可活动地穿设于所述通孔中。

17、在其中一个实施例中，所述承托部设有多个，多个所述承托部沿所述提拉杆的轴向方向上依次布置，并沿所述提拉杆的轴向方向观察时，多个所述承托部分别布置于所述提拉杆的周向方向上的多个不同位置；所述约束环为多个，多个所述约束环由下至上依次同轴设置，并与多个所述承托部一一对应设置。

18、在其中一个实施例中，所述衬底处理装置还包括控制器与厚度感应器，所述控制器分别与所述厚度感应器、所述升降组件电性连接，所述厚度感应器用于感应所述衬底表面的厚度分布信息，所述控制器用于根据所述衬底表面的厚度分布信息相应控制所述升降组件动作。

19、一种衬底处理装置的调节方法，采用所述的衬底处理装置，所述衬底处理装置的调节方法包括如下步骤：

20、获取衬底表面的厚度分布信息；

21、根据所述衬底表面的厚度分布信息控制至少一个升降组件升降调整相对应的阻挡段的高度位置。

22、在其中一个实施例中，所述根据所述衬底表面的厚度分布信息控制至少一个升降组件升降调整相对应的阻挡段的高度位置包括：

23、根据所述衬底表面的厚度分布信息确定出衬底表面厚度相对较厚的区域；

24、控制与厚度相对较厚的区域所对应的升降组件升高分段组的高度位置，和/或，控制与厚度相对较薄的区域所对应的升降组件降低所述分段组的高度位置。

25、在其中一个实施例中，所述衬底处理装置的调节方法还包括如下步骤：根据所述厚度分布信息得到所述衬底表面上不同位置的厚度差距，根据所述厚度差距控制所述升降组件动作，和/或在所述厚度差距超过预设值时进行警示操作。

26、一种衬底处理装置的调节装置，用于所述的衬底处理装置，所述衬底处理装置的调节装置包括：

27、厚度分布信息获取模块，所述厚度分布信息获取模块用于获取所述衬底表面的厚度分布信息；

28、升降模块，所述升降模块用于根据所述衬底表面的厚度分布信息控制至少一个升降组件升降调整相对应的分段组的高度位置。

29、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的方法的步骤。

30、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法的步骤。

31、上述的衬底处理装置、气体约束组件及其调节方法、调节装置，当装设于静电卡盘的外围后，待刻蚀处理的衬底处于静电卡盘上，也即气体约束组件环绕于待处理的衬底的外围，在对衬底进行蚀刻处理过程中，及时地获取衬底表面各个部位的厚度分布信息，根据各个部位的厚度分布信息来相应确定调整相应的阻挡段升降移动，并经大量研究发现，通过升降调整阻挡段的高度位置，能相应调节与该阻挡段位置对应的衬底上方局部区域的气体流速，从而调整衬底表面上各个部位的刻蚀速率，保证刻蚀均匀性，进而提升产品的良率。

技术特征：

1.一种气体约束组件，其特征在于，所述气体约束组件包括：

2.根据权利要求1所述的气体约束组件，其特征在于，所述可错位部为设置于所述约束环上的缝隙、缺口、或可变形连接件中的任一种或者多种的组合。

3.根据权利要求2所述的气体约束组件，其特征在于，所述缺口处的所述可错位部的高度小于所述阻挡段的高度，所述可错位部及与其相连的两个所述阻挡段为一体化结构。

4.根据权利要求2所述的气体约束组件，其特征在于，所述可变形连接件为弹性连接管，所述弹性连接管两端分别套接于相邻的两个所述阻挡段的端部。

5.根据权利要求1-4任一项所述的气体约束组件，其特征在于，所述约束环的所述可错位部等间隔布置。

6.根据权利要求1-4任一项所述的气体约束组件，其特征在于，所述约束环为多个，多个所述约束环由下至上依次同轴设置。

7.根据权利要求6所述的气体约束组件，其特征在于，每个所述约束环的可错位部的数量相同，且各个所述约束环的可错位部的位置相对应设置；各个所述约束环的阻挡段的位置相对应设置，且位置相对设置的所述阻挡段组合形成分段组，每个所述分段组的位置在升降组件的驱动下均能各自上下调节。

8.一种衬底处理装置，包括如权利要求1至7任一项所述的气体约束组件，其特征在于，所述的衬底处理装置还包括：

9.根据权利要求8所述的衬底处理装置，其特征在于，所述升降组件包括步进电机与丝杆组件；所述步进电机与所述丝杆组件相连，所述丝杆组件与相对应的所述阻挡段相连。

10.根据权利要求9所述的衬底处理装置，其特征在于，所述升降组件还包括与所述丝杆组件相连的提拉杆，所述丝杆组件通过所述提拉杆与所述阻挡段相连，所述提拉杆设有用于承托所述阻挡段的承托部；所述阻挡段设有通孔，所述提拉杆可活动地穿设于所述通孔中。

11.根据权利要求10所述的衬底处理装置，其特征在于，所述承托部设有多个，多个所述承托部沿所述提拉杆的轴向方向上依次布置，并沿所述提拉杆的轴向方向观察时，多个所述承托部分别布置于所述提拉杆的周向方向上的多个不同位置；所述约束环为多个，多个所述约束环由下至上依次同轴设置，并与多个所述承托部一一对应设置。

12.根据权利要求8所述的衬底处理装置，其特征在于，所述衬底处理装置还包括控制器与厚度感应器，所述控制器分别与所述厚度感应器、所述升降组件电性连接，所述厚度感应器用于感应所述衬底表面的厚度分布信息，所述控制器用于根据所述衬底表面的厚度分布信息相应控制所述升降组件动作。

13.一种衬底处理装置的调节方法，采用权利要求8-12任一项所述的衬底处理装置，其特征在于，所述衬底处理装置的调节方法包括如下步骤：

14.根据权利要求13所述的调节方法，其特征在于，所述根据所述衬底表面的厚度分布信息控制至少一个升降组件升降调整相对应的阻挡段的高度位置包括：

15.根据权利要求13所述的调节方法，其特征在于，所述衬底处理装置的调节方法还包括如下步骤：根据所述厚度分布信息得到所述衬底表面上不同位置的厚度差距，根据所述厚度差距控制所述升降组件动作，和/或在所述厚度差距超过预设值时进行警示操作。

16.一种衬底处理装置的调节装置，用于权利要求8-12任一项所述的衬底处理装置，其特征在于，所述衬底处理装置的调节装置包括：

17.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求13至15中任一项所述的方法的步骤。

18.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求13至15中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本公开涉及一种衬底处理装置、气体约束组件及其调节方法、调节装置，气体约束组件包括多个约束环。多个约束环由下至上依次同轴设置，并用于环绕设置于静电卡盘的外围。每个约束环设有至少两个可错位部，以使每个约束环均分为至少两个阻挡段；每个约束环的可错位部的数量相同，且各个约束环的可错位部的位置相对应设置；各个约束环的阻挡段的位置相对应设置，且位置相对设置的阻挡段组合形成分段组，每个分段组的位置在受到外力驱动下均能上下调节。通过升降调整分段组的高度位置，能相应调节与该分段组位置对应的衬底上方局部区域的气体流速，从而调整衬底表面上各个部位的刻蚀速率的均匀性，进而提升产品的良率。

技术研发人员：关策,贾志浩,张思源,郑清忠,张志豪
受保护的技术使用者：长鑫存储技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13