专利名称：一种反应腔室以及应用该反应腔室的等离子体加工设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种反应腔室及应用该反应腔室的等离子体加工设备。
背景技术：
金属有机化 学气相淀积(MetalOrganic Chemical VaporDeposition,以下简称M0CVD)技术是使有机金属原料气体、氢化气体或卤化气体热分解而获得薄膜的技术因其具有镀膜成分易控、镀膜均匀致密以及附着力优良等优点而被广泛用于制备各种薄膜图1为现有的一种MOCVD设备的结构简图。请参阅图1，MOCVD设备包括反应腔室I，反应腔室I包括外腔室10以及设置在外腔室10内部的内腔室11，内腔室11的外径小于外腔室10的内径，从而在外腔室10与内腔室11之间形成可供气体流动的气体通道13，气体通道13与位于外腔室10底部的排气通道14连通。用于输送工艺气体的进气通道16自反应腔室I的顶部伸入内腔室11内，并在进气通道16上设有用于承载基片等被加工工件18的多个托盘15，多个托盘15沿进气通道16的长度方向间隔设置且与进气通道16垂直。在进气管道16上紧靠托盘15的上表面的位置处设有进气口 17，工艺气体通过进气口17进入内腔室11内。在内腔室11的室壁上设有多个排气口 12，参与反应后的工艺气体自排气口 12排出内腔室11，然后通过气体通道13汇聚至排气通道14排出。在实际使用过程中，由于排气孔12的大小固定，无法借助排气孔12对被加工工件18的温度进行调节，这使得现有的MOCVD设备对工艺参数的可调性差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种反应腔室以及应用该反应腔室的等离子体加工设备，其排气口的大小可以调节，从而可以协助调节内腔室的温度分布，进而可以提高等离子体加工设备的可调性。为实现本发明的目的而提供一种反应腔室，包括外腔室、内腔室以及气体输送管，所述内腔室设置在所述外腔室内，且在所述内腔室和所述外腔室之间形成有气体通道，所述气体通道与外腔室的排气通道连通，所述气体输送管设置在所述内腔室内，在所述气体输送管上设有向所述内腔室输送工艺气体的进气口，在所述内腔室的室壁上设有排气口，其中，在所述排气口位置设有用于调节所述排气口大小的排气口调节单元。其中，所述排气口调节单元包括遮挡板和驱动装置，所述遮挡板紧贴所述内腔室的室壁设置且位于所述排气口位置，所述驱动装置驱动所述遮挡板移动，以调节所述遮挡板遮挡所述排气口的大小。其中，所述内腔室为圆筒形结构，所述遮挡板为圆环，所述驱动装置为直线电机，所述直线电机驱动所述遮挡板在所述内腔室的轴向方向上运动。其中，所述内腔室为圆筒形结构，所述遮挡板为圆环，在所述遮挡板上设有与所述排气口尺寸相同的通孔，所述驱动装置为旋转电机，所述旋转电机驱动所述遮挡板绕所述内腔室的中心转动，从而调节所述通孔与所述排气口的重合度。其中，在所述内腔室的轴向方向上设有多排所述排气口，而且遮挡板的数量与所述排气口的排数对应，多个所述遮挡板通过连接板连接在一起，所述驱动装置驱动所述多个遮挡板移动。其中，所述遮挡板的厚度为I 2mm。其中，在所述内腔室内设有多个用于承载被加工工件的托盘，多个所述托盘在所述气体输送管的长度方向间隔设置且与所述气体输送管垂直，在所述气体输送管上设有与所述托盘数量对应的进气口，在所述内腔室的室壁上设有与所述托盘数量对应的排气口。优选地，在所述内腔室的轴向方向上，所述进气口高于所述托盘的上表面，所述排气口低于所述托盘的下表面。其中，在所述外腔室的外侧设有用于加热所述外腔室内部的感应线圈，所述感应线圈与交流电源连接。本发明还提供一种等离子体加工设备，其包括反应腔室、中央进气系统及排气系统，其中，所述反应腔室采用了本发明提供的上述反应腔室，所述中央进气系统与所述气体输送管连接，所述排气系统与所述外腔室的排气口连接。本发明具有以下有益效果:本发明提供的反应腔室，其通过在紧贴内腔室的排气口的位置设置排气口调节单元，能够调节排气口的大小，从而调节了反应腔室的热损耗速率，进而改变了反应腔室的温度分布，这实现了等离子体加工设备借助调节排气口的大小来协助调节反应腔室内的温度分布的调节方式，进而提高 了等离子体加工设备的可调性。本发明提供的等离子体加工设备，其通过采用本发明提供的反应腔室，能够借助调节排气口的大小来协助调节反应腔室内的温度分布的调节方式，进而提高了等离子体加工设备的可调性。
图1为现有的一种MOCVD设备的反应腔室的结构简图；图2a为本发明提供的反应腔室的结构简图；图2b为本发明第一实施例遮挡板的示意图；图2c为本发明多个遮挡板的连接示意图；图2d为排气口处于全开状态的局部示意图；图2e为排气口处于关闭状态的局部示意图；图3a为本发明第二实施例遮挡板的示意图；以及图3b为本发明第二实施例多个遮挡板的示意图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的反应腔室以及等离子体加工设备进行详细阐明。实施例一图2a为本发明提供的反应腔室的结构简图。请参阅图2a，反应腔室2包括圆筒形结构的外腔室20和内腔室21以及气体输送管28，其中，在外腔室20的外侧设有感应线圈29，其与交流电源(图中未示出)连接，用以对外腔室20的内部进行加热；内腔室21设置在外腔室20内，从而在内腔室21和外腔室20之间形成有可供气体流动的气体通道23，气体通道23与设置于外腔室20底部的排气通道201连通，用以使气体通道23中的气体汇聚至排气通道201排出；在内腔室21的室壁上且沿内腔室21的轴向方向设有三排排气口211，且每一排排气口 211在内腔室21的圆周方向上均匀分布，以将内腔室21的气体均匀排出；气体输送管28自反应腔室2的顶部沿内腔室21的轴线方向伸入内腔室21内，在气体输送管28上且沿其长度方向间隔设置有三层进气口 281，用于向内腔室21内输送工艺气体；并且，在内腔室21中还设有用以承载被加工工件26的三个托盘27，三个托盘27沿气体输送管28的长度方向间隔设置在气体输送管28上,且与气体输送管28垂直。并且，设置在气体输送管28上的进气口 281的层数以及设置在内腔室21的室壁上的排气口 211的排数均与托盘27的数量对应。作为本实施例的一个优选方案，进气口 281在气体输送管28上的位置紧靠相应的托盘27的上表面，并且排气口 211在内腔室21的室壁上的位置紧靠相应的托盘27的下表面。通过将进气口 281设置在紧靠相应的托盘27的上表面的位置处，可以使工艺气体沿托盘27的上表面向内腔室21的四周扩散，从而增加了参与反应的工艺气体的密度，进而提高了工艺气体的利用率，缩短了工艺时间，提高了工艺效率；通过将排气口 211设置在紧靠相应的托盘27的下表面，可以防止未反应的工艺气体直接自排气口211排出内腔室21，从而减少了工艺气体的浪费，进而降低了生产成本。需要说明的是，在实际应用中并不局限于此，只要进气口 281在内腔室21的轴向方向上高于相应的托盘27的上表面，并且排气口 211在内腔室21的轴向方向上低于托盘27的下表面，均能够实现本发明的目的。还需要说明的是，在本实施例中，在内腔室21内沿内腔室21的轴向方向设有三个托盘27。但在实际应用中托盘27的数量并不局限于此，托盘27的数量还可以为一个、两个以及四个以上，并且设置在气体输送管28上的进气口 281的层数以及设置在内腔室21的室壁上的排气口 211的排数均与托盘27的数量对应。图2b为本发明第一实施例遮挡板的示意图。图2c为本发明多个遮挡板的连接示意图。请一并参阅图2b和图2c，在本实施例中，反应腔室2还包括用于调节排气口 211的大小的排气口调节单元，排气口调节单元包括遮挡板24和用以驱动遮挡板24运动的驱动装置(图中未示出)，其中，遮挡板24为一圆环，其厚度为I 2mm，并且遮挡板24的高度不小于排气口 211的大小，从而使遮挡板24可以完全遮挡排气口 211。在本实施例中，在内腔室21的室壁上且沿其轴向方向设有三排排气口 211，对应的，在内腔室21内沿内腔室21的轴向间隔设有三个遮挡板24，并且，在相邻的两个遮挡板24之间还设有多个连接板25，用以将三个遮挡板24连接在一起，从而使三个遮挡板24同时动作。如图2a所示，每个遮挡板24紧贴内腔室21的室壁设置且位于对应的排气口 211的位置，并且相邻的两个遮挡板24之间的间距与相邻两排排气口 211的间距相等，从而可以均匀地调节排气口 211的大小。可以理解，遮挡板24的数量与设置在内腔室21上的排气口 211的排数相等即可实现调节排气口大小的目的。
在本实施例中，驱动装置为直线电机，用以驱动三个遮挡板24沿内腔室21的轴线同时作直线升降运动。使用时，直线电机驱动遮挡板24沿内腔室21的轴线方向上、下运动。图2d为排气口为最大时的局部不意图。图2e为排气口为关闭时的局部不意图。请一并参阅图2d和图2e，当遮挡板24的下端高于排气口 211时，排气口 211为最大，此时内腔室21自排气口 211向外散出的热量最多，从而反应腔室2的热量损耗速率最大；在遮挡板24下降的过程中，排气口 211逐渐减小，内腔室21自排气口 211向外散出的热量逐渐减小，从而反应腔室2的热量损耗速率逐渐减小；当遮挡板24下降至其下端低于排气口 211时，排气口 211关闭，此时内腔室21自排气口 211向外散出的热量最少，从而反应腔室2的热量损耗速率最小。借助遮挡板24的上、下运动来调节排气口 211的大小，能够调节反应腔室2的热量损耗速率，从而调节了反应腔室2内的温度分布，进而提高了等离子体加工设备的可调性。需要说明的是，本实施例中，排气口 211的排数为三排，遮挡板24的数量为三个。但本发明并不局限于此，排气口 211的排数可以为任意数量，对应的，遮挡板24的数量与排气口 211的排数相等。还需要说明的是，在本实施例中，相邻的两个遮挡板24之间的间距与相邻两排排气口 211的间距相同。但在实际应用中并不局限于此，相邻的两个遮挡板24的间距也可以不同，同样可以借助遮挡板24调节排气孔211大小，从而达到调节内腔室21的轴向方向上的温度分布的目的。在本实施例中，遮挡板24的高度不小于排气口 211的尺寸，但在实际应用中并不局限于此，遮挡板24的高度也可以小于排气口 211的尺寸。换言之，本实施例对遮挡板24的高度并没有特别的限制，只要能够达到调节排气口 211大小的目的即可。需要说明的是，在本实施例中，直线电机借助连接板25驱动三个遮挡板24同时动作。但在实际应用中，还可以为三个遮挡板24单独设置三个直线电机，以分别独立地驱动三个遮挡板24上、下运动，即独立地对三排排气口的大小进行调节，从而调节内腔室21的轴向方向上的温度分 布。还需要说明的是，在本实施例中，外腔室20和内腔室21均为圆筒形结构，对应的，遮挡板24为圆环，但在实际应用中并不局限于此，外腔室20和内腔室21的结构还可以为方形、多边形的箱体等其他环形结构，并且遮挡板24的结构与外腔室20和内腔室21的结构对应，且紧贴内腔室21的室壁设置。实施例二图3a为本发明第二实施例遮挡板的示意图。请参阅图3a，本实施例中，遮挡板24为紧贴圆筒形的内腔室21的室壁的圆环，并设有与排气口 211的大小相同的通孔241。驱动装置为旋转电机，用以驱动遮挡板24绕内腔室21的轴线转动。使用时，遮挡板24在旋转电机的带动下进行顺时针或逆时针转动。在通孔241与排气口 211完全重合时，排气口211最大，此时内腔室21自排气口 211向外散出的热量最多，从而反应腔室2的热量损耗速率最大；在通孔241与排气口 211相互交错的过程中，通孔241与排气口 211的重合度逐渐减小，内腔室21自排气口 211向外散出的热量逐渐减少，从而反应腔室2的热量损耗速率逐渐减小；当通孔241与排气口 211完全错开时，排气口 211关闭，此时内腔室21自排气口 211向外散出的热量最少，反应腔室2的热量损耗速率最小。这样，借助遮挡板24的旋转来调节排气口 211的大小，能够调节反应腔室2的热量损耗速率，从而调节了反应腔室2内的温度分布，这实现了等离子体加工设备借助调节排气口的大小来调节反应腔室内的温度分布，从而提高了等离子体加工设备的可调性。除此之外，第二实施例的其它特征与第一实施例相同，这里不再赘述。需要说明的是，遮挡板24可以为整体式的圆环，并且通孔241的数量与排气口 211的数量相对应；遮挡板24还可以为沿内腔室21的轴向间隔设置的多个遮挡板24，如图3b所示。多个遮挡板24可以通过连接板25连接在一起，从而使多个遮挡板24同时动作，也可以分别设置旋转电机，从而独立地驱动每个遮挡板24，进而能够调节内腔室21的轴线方向上的温度分布。并且，遮挡板24的数量与排气口 211的排数相对应，且每个遮挡板24上的通孔241的数量与每排排气口 211的数量对应。综上所述，本实施例提供的上述反应腔室，其通过在内腔室内紧贴室壁的排气口的位置处设置排气口调节单元，能够调节排气口的大小，从而能够调节反应腔室的热损耗速率，进而调节了反应腔室的温度分布，这实现了等离子体加工设备借助调节排气口的大小来协助调节反应腔室内的温度分布的方式，进而提高了等离子体加工设备的可调性。本发明还提供一种等离子体加工设备，其包括反应腔室、中央进气系统及排气系统，其中，中央进气系统与气体输送管连接；排气系统与外腔室的排气通道连接；反应腔室采用了本实施例提供的上述反应腔室。本发明提供的等离子体加工设备，其通过采用本发明提供的反应腔室，能够借助调节排气口的尺寸来协助调节反应腔室内的温度分布的方式，进而提高了等离子体加工设备的可调性。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以 做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种反应腔室，包括外腔室、内腔室以及气体输送管，所述内腔室设置在所述外腔室内，且在所述内腔室和所述外腔室之间形成有气体通道，所述气体通道与外腔室的排气通道连通，所述气体输送管设置在所述内腔室内，在所述气体输送管上设有向所述内腔室输送工艺气体的进气口，在所述内腔室的室壁上设有排气口，其特征在于，在所述排气口位置设有用于调节所述排气口大小的排气口调节单元。
2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述排气口调节单元包括遮挡板和驱动装置，所述遮挡板紧贴所述内腔室的室壁设置且位于所述排气口位置，所述驱动装置驱动所述遮挡板移动，以调节所述遮挡板遮挡所述排气口的大小。
3.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述内腔室为圆筒形结构，所述遮挡板为圆环，所述驱动装置为直线电机，所述直线电机驱动所述遮挡板在所述内腔室的轴向方向上运动。
4.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述内腔室为圆筒形结构，所述遮挡板为圆环，在所述遮挡板上设有与所述排气口尺寸相同的通孔，所述驱动装置为旋转电机，所述旋转电机驱动所述遮挡板绕所述内腔室的中心转动，从而调节所述通孔与所述排气口的重合度。
5.根据权利要求3或4所述的反应腔室，其特征在于，在所述内腔室的轴向方向上设有多排所述排气口，而且遮挡板的数量与所述排气口的排数对应，多个所述遮挡板通过连接板连接在一起，所述驱动装置驱动所述多个遮挡板移动。
6.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述遮挡板的厚度为I 2mm。
7.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，在所述内腔室内设有多个用于承载被加工工件的托盘，多个所述托盘在所述气体输送管的长度方向间隔设置且与所述气体输送管垂直，在所述气体输送管上设有与所述托盘数量对应的进气口，在所述内腔室的室壁上设有与所述托盘数量对应的排气口。
8.根据权利要求7所述的反应腔室，其特征在于，在所述内腔室的轴向方向上，所述进气口高于所述托盘的上表面，所述排气口低于所述托盘的下表面。
9.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，在所述外腔室的外侧设有用于加热所述外腔室内部的感应线圈，所述感应线圈与交流电源连接。
10.一种等离子体加工设备，其包括反应腔室、中央进气系统及排气系统，其特征在于，所述反应腔室采用权利要求1-9中任意一项所述的反应腔室，所述中央进气系统与所述气体输送管连接，所述排气系统与所述外腔室的排气口连接。
全文摘要
一种反应腔室以及应用该反应腔室的等离子体加工设备，包括外腔室、内腔室以及气体输送管，所述内腔室设置在所述外腔室内，在所述内腔室和所述外腔室之间形成有气体通道，所述气体通道与外腔室的排气通道连通，所述气体输送管设置在所述内腔室内，在所述气体输送管上设有向所述内腔室输送工艺气体的进气口，在所述内腔室的室壁上设有排气口，其中，在所述排气口位置设有用于调节所述排气口大小的排气口调节单元，从而可以调节内腔室的温度分布，进而可以提高等离子体加工设备的可调性。
文档编号C23C16/52GK103160813SQ20111042457
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者王一帆 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司