[发明专利]一种进气系统及等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种进气系统及等离子体加工设备。

背景技术

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，即：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。

发明内容

本发明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。

本发明提供一种进气系统，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。