一种进气系统及等离子体加工设备技术方案

本发明专利技术提供一种进气系统及等离子体加工设备，用于向反应腔室内输送工艺气体，其包括进气管路和进气通道，其中，进气通道的进气口与进气管路连通，进气通道的出气口与反应腔室的内部连通，工艺气体经由进气管路和进气通道流入反应腔室的内部，在进气通道的进气口与进气管路之间还设置有气体稳流组件，用以使流入进气通道的工艺气体的流动状态趋于层流状态。本发明专利技术提供的进气系统可以使流入进气通道的工艺气体的流动状态趋于层流状态，从而可以使流入反应腔室内的工艺气体趋于均匀，进而可以提高等离子体加工设备的工艺均匀性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种进气系统及等离子体加工设备，用于向反应腔室内输送工艺气体，其包括进气管路和进气通道，其中，进气通道的进气口与进气管路连通，进气通道的出气口与反应腔室的内部连通，工艺气体经由进气管路和进气通道流入反应腔室的内部，在进气通道的进气口与进气管路之间还设置有气体稳流组件，用以使流入进气通道的工艺气体的流动状态趋于层流状态。本专利技术提供的进气系统可以使流入进气通道的工艺气体的流动状态趋于层流状态，从而可以使流入反应腔室内的工艺气体趋于均匀，进而可以提高等离子体加工设备的工艺均匀性。【专利说明】一种进气系统及等离子体加工设备
本专利技术属于微电子加工
，具体涉及一种进气系统及等离子体加工设备。
技术介绍
在使用等离子体加工设备进行刻蚀、镀膜等工艺过程时，通常需要通过进气装置 向反应腔室内导入工艺气体，反应腔室内的工艺气体被激发形成等离子体，以对被加工工 件进行刻蚀、沉积等工艺。 图1为现有的等离子体加工设备的结构简图。如图1所示，等离子体加工设备包 括反应腔室1、进气系统7、射频线圈9和射频电源5。其中，在反应腔室1内设置有静电卡 盘4,用以采用静电引力的方式将被加工工件3吸附在其上表面上；而且，在反应腔室1的 顶壁上内嵌有石英窗2,进气系统7设置在石英窗2上，用以向反应腔室1内输送工艺气体。 此外，射频线圈9设置在石英窗2的上方，且与射频电源5电连接，在射频电源5接通后，射 频线圈9激发反应腔室1中的工艺气体生成等离子体6,以对被加工工件3进行刻蚀。 在实际应用中，工艺气体分布在反应腔室内的均匀性是影响工艺均匀性的重要因 素之一。因此，为了使工艺气体能够在反应腔室1内分布均匀，上述进气系统7通常采用下 述结构，具体地，如图2所示，进气系统7包括气源、气体管路9、气体流量控制阀8和进气装 置，其中，进气装置设置在石英窗2的中心位置，且包括相互独立的中央进气通道71和边缘 进气通道73,其中，中央进气通道71的进气口 72与气体管路9的一个支路连通，出气口 75 与反应腔室1的内部连通；边缘进气通道73的进气口 74与气体管路9的另一个支路连通， 出气口 76与反应腔室1的内部连通；在使用进气系统7时，由气源提供的工艺气体经由气 体管路9和中央进气通道71向反应腔室1的中心区域扩散，以及经由气体管路9和边缘进 气通道73向反应腔室1的边缘区域扩散；气体流量控制阀8设置在气体管路9上，用以控 制分别与中央进气通道71和边缘进气通道73连通的两个支路的流量比例，从而实现分别 对反应腔室的中心区域和边缘区域的工艺气体的浓度进行调节，进而使反应腔室1内的工 艺气体分布均匀。 上述等离子体加工设备在实际应用中不可避免地存在以下问题，S卩：由于气体管 道9的通气截面积小于中央进气通道71和边缘进气通道73的通气截面积，这使得自气体 管路分别流入中央进气通道71和边缘进气通道73的工艺气体的气流状态会因骤然增大的 通气截面积而变为紊流状态，紊流状态的工艺气体分别经由中央进气通道71和边缘进气 通道流入反应腔室1之后会进行无规则地扩散，从而导致流入反应腔室1内的工艺气体分 布不均匀，进而降低了等离子体加工设备的工艺均匀性。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种进气系统及等离子体加 工设备，其可以使流入进气通道的工艺气体的流动状态趋于层流状态，从而可以使流入反 应腔室内的工艺气体趋于均匀。 本专利技术提供一种进气系统，用于向反应腔室内输送工艺气体，其包括进气管路和 进气通道，其中，所述进气通道的进气口与所述进气管路连通，所述进气通道的出气口与 所述反应腔室的内部连通，工艺气体经由所述进气管路和进气通道流入所述反应腔室的内 部；在所述进气通道的进气口与所述进气管路之间还设置有气体稳流组件，用以使流入所 述进气通道的工艺气体的流动状态趋于层流状态。 其中，所述气体稳流组件包括管件和分流件，其中所述管件的两端分别与所述进 气管路的出气口和所述进气通道的进气口密封连接，用以在二者之间形成一密封空间；所 述分流件设置在所述密封空间内，用以将所述密封空间分隔为多个直线通道，所述直线通 道的两端分别与所述进气管路的出气口和所述进气通道的进气口连通，并且所述多个直线 通道输送所述工艺气体的方向相互平行。 其中，所述多个直线通道的通气截面积之和大于所述进气管路的通气截面积，且 小于所述进气通道的通气截面积。 其中，所述直线通道为在所述分流件的外周壁上形成的直凹道，所述直凹道的两 端分别与所述进气管路的出气口和所述进气通道的进气口连通；并且，多个所述直凹道相 互平行。 其中，多个所述直凹道相对于所述分流件的外周壁均匀分布。 其中，所述直线通道为在所述分流件上形成的直通孔，所述直通孔的两端分别与 所述进气管路的出气口和所述进气通道的进气口连通；并且，多个所述直通孔的中心线相 互平行。 其中，多个所述直通孔在所述分流件的径向截面上均匀分布。 其中，所述气体稳流组件包括分流件，所述分流件的两端分别与所述进气管路的 出气口和所述进气通道的进气口密封连接，并且在所述分流件内形成有多个直通孔，所述 直通孔的两端分别与所述进气管路的出气口和所述进气通道的进气口连通，并且所述多个 直通孔的中心线相互平行。 其中，所述多个直通孔在所述分流件的径向截面上均匀分布。 其中，每个所述直通孔在所述分流件的径向截面上的投影形状包括圆形、三角形、 椭圆形或多边形。 其中，所述分流件采用抗腐蚀的材料制作。 其中，所述多个直通孔的通气截面积之和大于所述进气管路的通气截面积，且小 于所述进气通道的通气截面积。 其中，所述进气通道包括相互独立的中心进气通道和边缘进气通道；所述进气管 路包括中心支路和边缘支路；其中所述中心进气通道的进气口与所述中心支路连通，所述 中心进气通道的出气口与所述反应腔室的内部连通，工艺气体经由所述中心支路和中心进 气通道流入所述反应腔室的中心区域；所述边缘进气通道的进气口与所述边缘支路连通， 所述边缘进气通道的出气口与所述反应腔室的内部连通，工艺气体经由所述边缘支路和边 缘进气通道流入所述反应腔室的边缘区域；并且在所述中心进气通道的进气口与所述中心 支路之间，以及在所述边缘进气通道的进气口与所述边缘支路之间均设置有所述气体稳流 组件，用以使分别流入所述中心进气通道和边缘进气通道的工艺气体的流动状态趋于层流 状态。 其中，在所述进气管路上设置有流量比例控制阀，用以控制分别流入所述中心支 路和边缘支路的工艺气体的流量比例。 本专利技术还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室以及用于向所述反应腔室内 输送工艺气体的进气系统，所述进气系统采用了本专利技术提供的进气系统。 其中，在所述反应腔室的顶壁上设置有中心进气口和边缘进气口，其中所述中心 进气口的两端分别与所述中心进气通道的出气口和所述反应腔室的内部连通，用以将工艺 气体朝向所述反应腔室的中心区域喷出；所述边缘进气口的两端分别与所述边缘进气通 道的出气口和所述反应腔室的内部连通，用以将工艺气体朝向所述反应腔室的边缘区域喷 出。 本专利技术具有下述有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进气系统，用于向反应腔室内输送工艺气体，其包括进气管路和进气通道，其中，所述进气通道的进气口与所述进气管路连通，所述进气通道的出气口与所述反应腔室的内部连通，工艺气体经由所述进气管路和进气通道流入所述反应腔室的内部；其特征在于，在所述进气通道的进气口与所述进气管路之间还设置有气体稳流组件，用以使流入所述进气通道的工艺气体的流动状态趋于层流状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：聂淼，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11