[发明专利]用于内部稀薄气流模拟验证及压力检测的变结构真空腔室

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造设备设计技术领域，特别涉及一种可对腔室高度、直径、进/排气方式进行改变的用于内部稀薄气流模拟验证及压力检测的变结构真空腔室。

背景技术

集成电路制造技术是一个国家经济、科技、军事等综合国力的象征，在国防安全、航空航天、信息产业等众多领域具有极其重要的战略意义。其中有一类关键工艺具有十分相似的特点，即都是在高洁净度，低气压的腔室中进行的气相加工工艺。主要包括：刻蚀，等离子体增强/化学气相沉积(PE/CVD)，物理气相沉积(PVD)以及氧化扩散工艺。这些工艺过程的共同特点是需要在接近绝对真空的腔室内进行。

随着IC制造工艺越来越接近材料的物理极限，加工方法的技术指标也越来越高。在工程实际中，往往采用工艺优化的方式提升技术指标，而忽略了对腔室结构的优化。传统IC装备的研发一般遵循这样的理念：通过仿真和试制确定腔室结构，而腔室结构设计在设备研发中居于次要地位，工艺性能的提升主要通过工艺参数优化来实现。这样做不仅成本高、周期长，而且最重要的是腔室结构存在的设计隐患并未在设计初期就解决掉。这样的设计思路明显不符合现代设计理念，在面对更加苛刻的技术需求时将面临严重的技术瓶颈。

通过研究与分析，影响工艺性能的最关键的腔室结构因素有：腔室高度、腔室半径、进气方式与结构，以及抽气方式。这些结构参数在真实工艺设备上是很难改变的，即使改变，改造成本也会很高。为解决这一实际问题，本发明提出一种用于内部稀薄气流模拟验证及压力检测的变结构真空腔室。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提出一种用于内部稀薄气流模拟验证及压力检测的变结构真空腔室，特别是关于一种用于低压气相加工工艺实验的可对腔室高度、直径、进/排气方式进行改变的腔室。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一种结构的变结构真空腔室包括上盖、匀气盘、腔体、可替换内衬、内衬支架、基座、排气装置以及气压检测引管。

所述腔体的上端敞开，与上盖连接；腔体的内底面边缘处开孔，并通过管道与排气装置连接；腔体的内底面中心位置开孔，并安装高度可调的基座，基座通过升降装置与腔体连接；腔体的内底面上、边缘处孔洞的内侧设置圆环形的内衬支架；所述内衬支架上设置多个以腔体中心为圆心、不同半径的内衬挡槽；所述可替换内衬为圆筒形，安装在内衬支架的内衬档槽内；所述基座与可替换内衬或内衬支架之间有环隙；所述可替换内衬的上端设置与上盖的下表面连接的匀气盘；匀气盘上设置出气孔；所述上盖上设置与匀气盘的内腔连通的进气通道；所述匀气盘、可替换内衬与基座之间构成结构尺寸可变的流场检测空间；所述内衬支架的下部设置一个侧孔；所述流场检测空间内设置气压检测引管。

所述匀气盘的下底面覆盖流场检测空间的顶部全部面积，且在所述下底面上设置若干个出气孔；或者是匀气盘的下底面覆盖流场检测空间的顶部部分面积，是匀气盘的下底面通过内侧壁与其上表面连接，且在所述内侧壁上设置若干个出气孔。

所述匀气盘下底面上的出气孔为两端宽、中段窄、孔壁为弧形的孔，或者为上端宽、下端窄的圆锥形孔，或者为上段倒圆锥、下段圆柱形的孔；所述匀气盘的内侧壁上孔为倾斜的圆柱形孔，该孔的中心线与垂直方向的夹角为30-60°。

本发明还提供了第二种用于内部稀薄气流模拟验证及压力检测的变结构真空腔室，包括上盖、腔体、可替换内衬、内衬支架、基座、排气装置以及气压检测引管。

所述腔体的上端敞开，与上盖连接；腔体的内底面边缘处开孔，并通过管道与排气装置连接；腔体的内底面中心位置开孔，并安装高度可调的基座，基座通过升降装置与腔体连接；腔体的内底面上、边缘处孔洞的内侧设置圆环形的内衬支架；所述内衬支架上设置多个以腔体中心为圆心、不同半径的内衬挡槽；所述可替换内衬为圆筒形，安装在内衬支架的内衬档槽内；所述基座与可替换内衬或内衬支架之间有环隙；所述可替换内衬的上端封闭，可替换内衬与基座之间构成结构尺寸可变的流场检测空间；所述内衬支架的下部设置一个侧孔；所述上盖上设置多个穿过可替换内衬的上表面与流场检测空间的连通的进气孔；每个所述进气孔的末端、伸入流场检测空间的部分设置喷嘴，且在该喷嘴上设置倾斜布置的出气喷管；所述流场检测空间内设置气压检测引管。

所述出气喷管的侧壁一侧布置有若干个圆柱形的出气小孔。

对于上面所述的两种结构形式的变结构真空腔室：

所述上盖与所述腔体相连处、所述腔体与所述排气装置相连处、以及所述腔体与所述升降装置相连处安装有密封圈。