[发明专利]进气装置和具有它的等离子体化学气相沉积设备

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其是涉及一种进气装置和具有该进气装置的等离子体化学气相沉积设备。

背景技术

真空环境下，大面积进气均匀性是等离子体化学气相沉积(PECVD)的关键技术之一，例如，工艺气体到达反应腔室后，气体的均匀性直接关系到沉积到硅片上的膜厚度，进而影响整板硅片的均匀性。

图6示出了一种现有的进气结构，气体由腔室法兰进入气体分配件1’，通过气体分配管2’均分成四路，再由分配管2’出来后被气体挡块3’阻挡向四周运动，通过匀流板4’的密布气孔，进入到反应腔，形成一定程度均匀分布，被电离后，沉积到硅片上成膜。

图7和8示出了另一种进气结构，工艺气体经入口102’进入到输气管331’，输气管331’上的出气孔340’的密度沿着气体流动的方向由近至远变大，从出气孔340’出来的气体通过匀流板106’匀流分布。

图6所示的进气结构是点进气结构，主要靠腔室法兰口的分布和匀流板的气孔来保证气流分布均匀。但是点进气结构存在的问题是：管道进气点分布数量比较少，不能从根本上解决大面积气体分布均匀的问题；气体挡块下方的气体与周围气体的压强和流量存在差异；气体流量一定后，进入到腔室法兰，气体在各个点压强和流量的分布不再可调节；对于非正方形的匀流板，气体分布均匀性变化。

图7示出的进气结构为线进气结构，比点进气结构能提高了气体的均匀性。但是，这种结构只能保证气体从输出管道上输出均匀，对于整体而言，还是线性的；在输入气体一定的前提下，不能进行自我调节来优化均匀性；对于整个系统其它结构造成的不均匀，调节和补偿能力差。

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。

为此，本发明的一个目的在于提出一种进气装置，该进气装置为面进气结构，单位面积上的气体压力和流量更容易控制，可以提高大面积进气均匀性。

本发明的另一目的在于提出一种具有上述进气装置的等离子体化学气相沉积设备。

根据本发明第一方面的实施例提出一种进气装置，包括：均流板，所述均流板上设有均流孔；和输气管，所述输气管盘绕成盘状且设置在所述均流板上方，所述输气管的一端设有进气口，且所述输气管的管壁上沿所述输气管的长度方向分布有多个气孔。

根据本发明实施例的进气装置，通过调整输气管的盘绕形式，输气管的盘绕间距和单位面积上气孔的数量和/或大小，可以使气体例如工艺气体从输气管上出来后的压力和流量相同，单位面积上的气体压力和流量更容易控制，从而对气体进行了一次均流作用，然后通过均流板上的均流孔进行二次均流，由此可以实现大面积进气均匀性。

具体地，所述输气管的另一端封闭。

优选地，所述气孔的开口方向与竖直向下的方向之间的夹角在-45至+45度的范围内。

更具体地，所述气孔的开口方向为竖直向下的方向以便所述气孔正对着所述均流板。

在本发明的一个实施例中所述输气管的另一端绕所述输气管的一端由内向外延伸的方式盘绕，以使所述输气管盘绕成盘状。

在本发明的一个实施例中，所述输气管以涡线形式盘绕。

在本发明的一个实施例中，所述输气管以矩形形式盘绕。

在本发明的一个实施例中，所述输气管的盘绕间距相等。

在本发明的一个实施例中，所述输气管的所述一端敞开，以形成所述进气口。可选地，所述输气管具有圆形或矩形横截面形状。

在本发明的一个实施例中，所述均流板划分成多个分区，其中在每个分区上方对应地盘绕着一个所述输气管。

具体地，所述多个分区的形状彼此相同且面积彼此相等。

在本发明的一个实施例中，所述均流孔均匀地分布在所述均流板的整个表面上。

在本发明的一个实施例中，所述气孔相对于所述均流板的表面积均匀地分布。

根据本发明第二方面的实施例提出一种等离子体化学气相沉积设备，包括根据本发明第一方面实施例所述的进气装置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的进气装置的示意图；

图2是图1中所示进气装置的进气管的示意图；

图3是根据本发明另一实施例的进气装置的进气管的示意图；