[发明专利]一种进气装置及反应腔室

说明书

技术领域

本发明属于半导体设备制造领域，具体涉及一种进气装置及反应腔室。

背景技术

硅外延设备用于生产硅外延片，其工作原理具体为：向高温（＞1100℃）的衬底上输送硅的化合物，并利用氢气（H₂）在衬底上通过还原反应析出硅。

图1为现有的硅外延设备的反应腔室的结构简图。图2为图1中反应腔室的左侧壁的截面图。请一并参阅图1和图2，在反应腔室10内设置有托盘11，用于承载多个衬底，并且，在反应腔室10的左侧壁的偏上方的位置处设置有沿水平方向排列的多个进气口（进气口的数量为28个），每个进气口为横截面为圆形的通孔，且通孔的中心线与托盘的上表面平行；并且，每个进气口与设置在反应腔室10外的工艺气源相连通，用以向反应腔室10内输送工艺所需的工艺气体，且多个进气口中向反应腔室10的中间区域输送工艺气体的多个进气口12a的内径大于向边缘区域输送工艺气体的多个进气口12b和12c的内径；在每个进气口位置处设置有针阀，用于控制工艺气体经由该进气口输送至反应腔室10内的流量值。此外，在反应腔室10的右侧壁上设置有排气口13，用于将反应腔室10内工艺过程中产生的废气以及未完成工艺的工艺气体排出反应腔室10。

然而，上述硅外延设备在实际应用中不可避免地存在以下问题，即：为了提高生产的硅外延片的均匀性，需要调节各个进气口位置处的针阀来调节每个进气口向反应腔室10内输送的工艺气体的流量值，但是，由于进气口的数量多达几十个，这使得需要调节的针阀数量太多，往往造成需要浪费大量的时间来满足工艺的均匀性，从而导致经济效益低，并且导致不能满足连续生产的需求。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种进气装置及反应腔室，其可以提高调节反应腔室内工艺气体分布均匀的速率，从而可以减少调节时间，进而可以提高经济效率。

本发明提供一种进气装置，用于向反应腔室内输送工艺气体，所述进气装置包括装置本体，所述装置本体上设置有进气通道，所述进气通道的进气端与工艺气源相连通，所述进气通道的出气端与所述反应腔室相连通；所述进气装置还包括流量调节单元，其中：所述流量调节单元包括至少两个气体挡板，所述至少两个气体挡板用于改变沿垂直于所述进气通道内工艺气体流向的所述进气通道的横截面中不同位置处的通气面积，来改变从该不同位置处向所述反应腔室输送工艺气体的流量，以使所述反应腔室内的工艺气体分布均匀。

其中，每个所述气体挡板所在平面与所述进气通道的横截面平行，并且每个所述气体挡板的位于所述进气通道的横截面的中间位置处的宽度小于位于所述进气通道的横截面的边缘位置处的宽度。

其中，每个所述气体挡板的形状包括半圆形、1/4圆形、半椭圆形、1/4椭圆形、三角形和多边形。

其中，每个所述气体挡板形状为直角三角形，其中所述直角三角形的直角位于所述进气通道的横截面的边缘位置处；所述直角三角形的锐角位于所述进气通道的横截面的中间位置处。

其中，所述至少两个气体挡板设置在所述进气通道的进气端和/或出气端的端面上。

其中，所述进气通道包括多个彼此独立的子通道，每个所述子通道的进气端与所述工艺气源相连通，出气端与所述反应腔室相连通，多个所述子通道的横截面形成所述进气通道的横截面；每个所述子通道的横截面为沿垂直于该子通道内工艺气体流向的横截面，并且位于所述进气通道的横截面的中间位置处的各个所述子通道的通气面积大于位于所述进气通道的横截面的边缘位置处的各个所述子通道的通气面积。

其中，每个所述气体挡板所在平面与所述进气通道的横截面平行，并且每个所述气体挡板的位于所述进气通道的横截面的中间位置处的宽度小于或等于位于所述进气通道的横截面的边缘位置处的宽度。

其中，所述流量调节单元还包括控制模块，所述控制模块用于控制各个所述气体挡板改变所述进气通道的横截面不同位置处的通气面积。

其中，所述控制模块包括升降驱动机构，所述升降驱动机构用于驱动各个所述气体挡板上升或者下降，以实现控制各个所述气体挡板改变所述进气通道的横截面不同位置处的通气面积。

其中，所述升降驱动机构的数量与所述气体挡板的数量一一对应。

本发明还提供一种反应腔室，包括进气装置和托盘，所述进气装置用于向所述反应腔室内输送工艺气体，所述托盘设置在所述反应腔室内，用于承载被加工工件，所述进气装置采用本发明提供的上述进气装置。

本发明具有下述有益效果：