[发明专利]一种真空设备的抽气系统

说明书

本发明公开一种真空设备的抽气系统包括方环形气腔，真空泵，连接部件和控制元件，方环形气腔与真空泵通过连接部件相连接，控制元件对系统的流量和开关进行控制。方环形气腔包括气腔上盖、气腔下托、匀气内衬，气腔上盖与气腔下托上下贴合，并与匀气内衬配合。气腔下托的四角均匀分布有4n个直径相同的孔道，n＝1,2,3……，匀气内衬的周圈均匀分布多个直径相同的细小匀气孔，连接部件包括偶数个硬管道，硬管道的数量是孔道数量的1/2，每个硬管道包括对称设置的两个进气口，分别与两个孔道对应相连接，硬管道的出气口汇聚至一个抽气管道后，与真空泵相连接。本发明的真空设备的抽气系统既提高了抽气速率，又保证了抽气的均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种真空设备的抽气系统。

背景技术

摩尔定律强势推动下以FinFET(鳍式场效应晶体管)为主的14纳米代高性能、低功耗器件早已进入我们的生活。为了避开微细的粉尘、各种水气等杂物，大部分芯片加工是在真空设备上完成的。常见的真空的设备有：等离子刻蚀机(dry etcher)、原子层刻蚀机(ALE)、化学气相沉积机台(CVD)、原子层沉积机台(ALD)、物理气相沉积机台(PVD)、无水氟化氢气相腐蚀机(Anhydrous vapor HF etcher)等。

目前的真空设备中多采用单通道泵抽系统，如图1所示，从腔体里排除反应副产物及多余的反应气体。单通道泵抽系统因其硬件结构导致抽气方向固定，无法均匀的从腔体四处抽气。也有少量多通道泵抽系统(如图2)，但这些多是为了增加抽气量、提高抽速而设计，因此各管道长度及抽气口位置也并不均匀分布，也很难达到均匀的抽气效果。抽气不均匀直接导致腔压不稳，进而导致薄膜生长或者刻蚀不均匀，造成器件良率下降等问题。

以镀膜设备为例，在图3中示出了镀膜设备气体流向示意图。镀膜设备工作时，晶片5放置在热台3上，腔体盖严密封，然后真空泵4通过管道6将腔体1内部抽真空，达到一定真空度，同时腔体内部热台3提供高温的环境和腔盖2提供电极电磁环境。此时当工艺气体从腔盖上端进气口进入腔体，经腔盖内部的匀气装置，将气体均匀大面积喷洒晶片5的上表面。喷进来的气体分子在真空下电离，变的更加活跃，在高温环境下迅速在晶片表面反应并沉积在晶片5的上表面，形成镀膜。此时真空泵4再继续抽走腔体内部反应后的废气及部分未反应的气体。此时的泵抽系统不仅影响了晶片气体反应的浓度，更影响了反应气体的走向。从而很大程度上影响了镀膜效果的均匀性。因此泵抽系统的均匀性也显得格外重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开一种真空设备的抽气系统，包括方环形气腔，真空泵，连接部件和控制元件，所述方环形气腔与所述真空泵通过所述连接部件相连接，所述控制元件对系统的流量和开关进行控制，

所述方环形气腔包括气腔上盖、气腔下托、匀气内衬，所述气腔上盖与所述气腔下托上下贴合，并与所述匀气内衬配合，

所述气腔下托的四角均匀分布有4n个直径相同的孔道，n＝1,2,3……，所述匀气内衬的周圈均匀分布多个直径相同的细小匀气孔，

所述连接部件包括偶数个硬管道，所述硬管道的数量是所述孔道数量的1/2，每个硬管道包括对称设置的两个进气口，分别与两个所述孔道对应相连接，所述硬管道的出气口汇聚至一个抽气管道后，与所述真空泵相连接。

本发明的真空设备的抽气系统中，优选为，所述孔道的总面积大于所述匀气孔的总面积。

本发明的真空设备的抽气系统中，优选为，所述硬管道的出气口通过三通法兰汇聚至所述抽气管道。

本发明的真空设备的抽气系统中，优选为，所述真空泵是干泵、分子泵、冷泵或者它们的并联组合。

本发明的真空设备的抽气系统中，优选为，所述控制元件包括真空计、压力保护开关及调压阀。

本发明的真空设备的抽气系统中，优选为，所述硬管道的进气孔分别位于一个正方形的四个角。