[发明专利]一种进气装置、反应腔室及等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种进气装置、反应腔室及等离子体加工设备。

背景技术

等离子体加工设备主要用于对被加工工件的刻蚀、沉积等工艺。以等离子体加工设备对被加工工件的刻蚀工艺为例，其具体过程是：在工艺过程中，向反应腔室内通入工艺气体，并将工艺气体激发为等离子体；而后使上述等离子体中的离子轰击被加工工件或与被加工工件发生化学反应，从而完成对被加工工件的刻蚀。

图1为现有的等离子体加工设备的结构示意图。请参看图1，等离子体加工设备包括反应腔室1、静电卡盘2、进气装置3、感应线圈4、射频电源5和偏压电源6；其中，静电卡盘2设于反应腔室1内部，其用于承载被加工工件；进气装置3与反应腔室1内部连通，其用于在工艺过程中向反应腔室1内部通入工艺气体；感应线圈4设于反应腔室1的顶壁上方，其与射频电源4连接，用以在射频电源4的激励下，将通入反应腔室1内的工艺气体激发为等离子体；偏压电源6与静电卡盘2连接，其用于向静电卡盘2加载偏压，从而吸引上述等离子体中的离子轰击被加工工件或与被加工工件发生反应。

在上述等离子体加工设备中，进气装置3具有分别与反应腔室1内不同区域连通的两个气路，且在工艺过程中，经上述两个气路通入反应腔室1内的工艺气体的体积流量不同；这样使工艺气体在反应腔室1内的不同区域具有相应的分布密度，从而满足工艺的要求。具体地，如图2所示，每个气路上设有第一限流垫片7和与第一限流垫片7并联的由气动阀8和第二限流垫片9组成的第二支路。在工艺过程中，通过开启或关闭每个气路上的气动阀8，可以调节经该气路通入反应腔室1内的工艺气体的体积流量，并改变经上述进气装置3的两个气路的工艺气体的体积流量的比值，从而可以控制工艺气体在反应腔室1内不同区域的密度分布。

在实际使用中，上述进气装置3不可避免地存在下述问题，即：进气装置3通过控制每个气路上的气动阀8的开闭，来调节经其两个气路的工艺气体的体积流量的比值，这使得经进气装置3的两个气路的工艺气体的体积流量的比值的可调节范围较小，其仅有四种可调节的比值，即两个气路上的气动阀8全开、全闭以及一开一闭等四种情形；从而在某些情况下，进气装置3无法通过改变经其两个气路的工艺气体的体积流量的比值来控制工艺气体在反应腔室1内各个区域的密度分布满足工艺的需要；另一方面，若使经进气装置3的两个气路的工艺气体的体积流量的比值的可调节范围较大，则需要增加每个气路中与第一限流垫片7并联的第二支路的数量，这样不仅使进气装置3的结构复杂程度增大，从而增加其加工制造成本，还使进气装置3的体积相应增大，使其在等离子体加工设备中需要占用更大的空间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种进气装置、反应腔室及等离子体加工设备，其具有多个向反应腔室内通入工艺气体的出气管路，且其可以在较大范围内调节经上述多个出气管路通入反应腔室内的工艺气体的体积流量的比值，从而其可以在较大的范围内控制工艺气体在反应腔室内各个区域的密度分布，进而使进气装置适用的工艺环境更广泛。

为实现本发明的目的而提供一种进气装置，包括进气管路、多个出气管路、比例控制装置和旋转驱动装置，所述每个出气管路包括第一进气孔和第一出气孔，所述多个出气管路的第一出气孔分别与反应腔室内的不同区域连通，所述旋转驱动装置的驱动轴与所述比例控制装置连接，用于驱动所述比例控制装置绕其中心轴作旋转运动；所述比例控制装置的侧壁以所述比例控制装置的中心轴为旋转对称轴呈中心对称；所述比例控制装置的一端设有与进气管路连通的第二进气孔，其侧面设有第二出气孔组，第二出气孔组包括多组第二出气孔，每组第二出气孔包括多个与第二进气孔连通的第二出气孔；所述每组第二出气孔中第二出气孔的数量与所述出气管路的数量相等；且所述每组第二出气孔中的多个第二出气孔用于与所述多个第一进气孔一一对应地连通；所述每个第二出气孔在与所述第一进气孔连通时开启；并且所述第一进气孔的孔径大于每组第二出气孔中与其对应的第二出气孔的孔径；在第二出气孔组的任意两组第二出气孔中，其中一组第二出气孔的多个第二出气孔的孔径与另一组第二出气孔的多个第二出气孔的孔径不完全相等；所述第二出气孔组的多组第二出气孔中，与同一第一进气孔对应的第二出气孔均处于所述比例控制装置的一垂直于中心轴的截面上。