CN105321843B - 均匀气流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种均匀气流装置，包括：导气管，导气管中空形成气体腔，在导气管的侧壁和底端开有出气孔，出气孔与气体腔连通，气体腔连接到气体输送管道，导气管沿高度方向具有数个安装槽，每两个安装槽之间为一段，每一段中具有不同数量的出气孔。数个引导片，分别安装在导气管的外壁上的安装槽中，数个引导片具有不同的面积，引导片引导从导气管的不同的段中输出的气流，沿不同的引导片流至引导片的边缘之后向下，由不同的段中输出的气流在该均匀气流装置的下方形成各自的气流区域，气流区域的正投影面积与对应段中出气孔的数量相关。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，更具体地说，涉及一种用于在腔室内形成均匀气流的装置。
背景技术
在半导体工艺中，高压气流会被经常施加于半导体工件的表面上。会使用到高压气流的工艺过程有多种，比如气相沉积、气相蚀刻、清洗、干燥等均会利用到高压气流。高压气流使用过程中的关键点在于如何控制均匀性。理想的状态是在半导体工件表面上的每一个点的气流强度均相等。传统技术中，会使用布满小孔的气体分散器来使得气流均匀。布满小孔的气体分散器虽然达到的均匀效果比较好，但制造和维护成本过高。小孔的间距和小孔的孔径的一致性要求较高，对气体分散器的制造过程提出了较高的要求。在气相沉积和气相蚀刻工艺中，由于对半导体工件表面的均匀性要求较高，因此会较多地采用气体分散器。但在清洗和干燥工艺中，对于半导体工件表面的气流分布均匀性要求并不是非常高。只需要在主要区域：以半导体工件的圆心为中心的中心区、靠近半导体工件边缘的边缘区和位于中心区和边缘区之间的过渡区中大致做到气流分布均匀即可，此时，气体分散器显得成本过高，于是就需要一种既能够达到基本的气流均匀分布要求，又具有较低的实现成本的气流均匀装置。
发明内容
本发明旨在提出一种能够均匀分布气流的装置，能在主要区域中形成均匀的气流并具有较低的实现成本。
根据本发明的一实施例，提出一种均匀气流装置，包括：
导气管，导气管中空形成气体腔，在导气管的侧壁和底端开有出气孔，出气孔与气体腔连通，气体腔连接到气体输送管道，导气管沿高度方向具有数个安装槽，每两个安装槽之间为一段，每一段中具有不同数量的出气孔；
数个引导片，分别安装在导气管的外壁上的安装槽中，数个引导片具有不同的面积，引导片引导从导气管的不同的段中输出的气流，沿不同的引导片流至引导片的边缘之后向下，由不同的段中输出的气流在该均匀气流装置的下方形成各自的气流区域，气流区域的正投影面积与对应段中出气孔的数量相关。
在一个实施例中，导气管的外壁呈圆柱形，数个引导片是具有不同直径的环形引导片。
在一个实施例中，不同的段中输出的气流所形成的数个气流区域是同心的圆柱形或者圆柱环形，气流区域的正投影面积与对应段中出气孔的数量呈正比。
在一个实施例中，导气管上具有两个安装槽，分别安装第一引导片和第二引导片，第一安装槽以上的导气管为第一段，第一安装槽和第二安装槽之间的导气管为第二段，第二安装槽以下的导气管为第三段。
在一个实施例中，第一段输出的气流形成的第一气流区域的正投影为第一引导片的正投影以外至工艺腔室的腔室壁。第二段输出的气流形成的第二气流区域的正投影为第一引导片和第二引导片的正投影之间的环形区域。第三段输出的气流形成的第三气流区域的正投影为第二引导片的正投影的圆形区域。
在一个实施例中，第一气流区域、第二气流区域和第三气流区域的正投影面积之比为6:3:1。第一段、第二段和第三段上的出气孔的数量之比为6:3:1。
在一个实施例中，第一段和第二段的出气孔开设在导气管的外壁上，第三段的出气孔开设在导气管的底端。
在一个实施例中，第三段的出气孔开设在导气管的底端，并在出气孔的下方设置一挡板；或者第三段的出气孔开设在导气管的侧壁上。
在一个实施例中，导气管的第一段的外径大于第二段的外径。
在一个实施例中，出气孔是直径为1mm的圆孔。
本发明的均匀气流装置能在主要区域中形成均匀的气流，根据主要区域的面积之比设定气流的出气量，同时，本发明的均匀气流装置结构简单，实现成本较低。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明的一实施例的均匀气流装置的结构图。
图2揭示了根据本发明的一实施例的均匀气流装置的气流分布示意图。
图3揭示了根据本发明的一实施例的均匀气流装置形成的各个气流区域的正投影示意图。
具体实施方式
本发明提出一种具有较低的实现成本，又能够满足气流均匀分布的基本要求的均匀气流装置。
图1揭示了根据本发明的一实施例的均匀气流装置的结构图，图2揭示了该实施例的均匀气流装置的气流分布示意图。
参考图1和图2所示，该均匀气流装置包括：导气管100和数个引导片。导气管100中空形成气体腔102，在导气管的侧壁和底端开有出气孔104，出气孔104与气体腔102连通。气体腔102连接到气体输送管道。导气管100沿高度方向具有数个安装槽，每两个安装槽之间为一段，每一段中具有不同数量的出气孔。数个引导片分别安装在导气管100的外壁上的安装槽中，数个引导片具有不同的面积，引导片引导从导气管的不同的段中输出的气流，沿不同的引导片流至引导片的边缘之后向下，由不同的段中输出的气流在该均匀气流装置的下方形成各自的气流区域，气流区域的正投影面积与对应段中出气孔的数量相关。
在图1和图2所示的实施例中，导气管100的外壁呈圆柱形，数个引导片是具有不同直径的环形引导片。导气管100上具有两个位于不同高度的安装槽，两个安装槽定义了导气管100上的三个段。第一安装槽161和第二安装槽162分别安装第一引导片201和第二引导片202。第一安装槽161以上的导气管为第一段，第一安装槽161和第二安装槽162之间的导气管为第二段，第二安装槽162以下的导气管为第三段。第一引导片201的直径大于第二引导片202。第一引导片201紧密安装在导气管100的第一安装槽161上，第一引导片201引导第一段中输出的气流沿第一引导片201至第一引导片的边缘，然后向下。第一段输出的气流形成的第一气流区域是一个圆柱环形区域，位于第一引导片201的外边缘以外，工艺腔室的腔室壁以内。第一段输出的气流形成的第一气流区域的正投影为第一引导片的正投影以外至工艺腔室的腔室壁，呈环形。导气管100的第一段中的出气孔104开设在导气管100的侧壁上，第一段输出的气流方向与第一引导片平行，气流在输出到第一引导片的外边缘之外后，受到工艺腔室的侧壁的影响，转而向下。第二引导片202引导第二段中输出的气流沿第二引导片202至第二引导片的边缘，然后向下。第二段输出的气流形成的第二气流区域也是一个圆柱环形区域，位于第二引导片202的外边缘以外，第一引导片201的外边缘以内。第二段输出的气流形成的第二气流区域的正投影为第一引导片和第二引导片的正投影之间的环形区域。导气管100的第二段中的出气孔104也开设在导气管100的侧壁上，第二段输出的气流方向与第二引导片平行，气流在输出到第二引导片的外边缘之外后，受到第一段输出的第一气流区域中下沉气流的影响，也转而向下。导气管100的第三段的出气孔104有两种布置方式，一种是将出气孔104布置在导气管的侧壁上，采取该种方式，从侧壁上输出的水平的气流受到第二段输出的第二气流区域中下沉气流的影响，会形成圆柱形的第三气流区域。或者，第三段的出气孔104开设在导气管的底端，并在出气孔的下方设置一挡板。由于出气孔104设置在导气管的底端，因此其输出的气流方向是竖直向下，挡板的作用是改变气流方向，使得气流在遇到挡板后变成水平方向，进而在第二段输出的第二气流区域中下沉气流的影响下形成圆柱形的第三气流区域。无论采用哪一种方式，第三气流区域均是圆柱形，第三气流区域的正投影为第二引导片的正投影的圆形区域。
由此，不同的段中输出的气流所形成的数个气流区域是同心的圆柱形或者圆柱环形，并且气流区域的正投影面积与对应段中出气孔的数量呈正比。图3揭示了根据本发明的一实施例的均匀气流装置形成的各个气流区域的正投影示意图。如图3所示，第一气流区域的正投影面积S1、第二气流区域的正投影面积S2和第三气流区域的正投影面积S3之比为6:3:1。相应的，第一段、第二段和第三段上的出气孔的数量之比为6:3:1。可以在第一段、第二段和第三段上分别布置12个、6个和2个出气孔，或者在第一段、第二段和第三段上分别布置6个、3个和1个出气孔。由于在第一段中需要布置数量较多的出气孔，因此在一个实施例中，导气管的第一段的外径大于第二段的外径。
在一个实施例中，导气管100上的出气孔104均是直径为1mm的圆孔。
本发明的均匀气流装置能在主要区域中形成均匀的气流，根据主要区域的面积之比设定气流的出气量，同时，本发明的均匀气流装置结构简单，实现成本较低。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (9)
1.一种均匀气流装置，其特征在于，包括：
导气管，所述导气管中空形成气体腔，在导气管的侧壁和底端开有出气孔，出气孔与气体腔连通，所述气体腔连接到气体输送管道，所述导气管沿高度方向具有数个安装槽，每两个安装槽之间为一段，每一段中具有不同数量的出气孔；
数个引导片，分别安装在导气管的外壁上的安装槽中，数个引导片具有不同的面积，引导片引导从导气管的不同的段中输出的气流，沿不同的引导片流至引导片的边缘之后向下，由不同的段中输出的气流在该均匀气流装置的下方形成各自的气流区域，所述气流区域的正投影面积与对应段中出气孔的数量相关；
其中，不同的段中输出的气流所形成的数个气流区域是同心的圆柱形或者圆柱环形，气流区域的正投影面积与对应段中出气孔的数量呈正比。
2.如权利要求1所述的均匀气流装置，其特征在于，
所述导气管的外壁呈圆柱形，数个引导片是具有不同直径的环形引导片。
3.如权利要求1所述的均匀气流装置，其特征在于，
所述导气管上具有两个安装槽，分别安装第一引导片和第二引导片，第一安装槽以上的导气管为第一段，第一安装槽和第二安装槽之间的导气管为第二段，第二安装槽以下的导气管为第三段。
4.如权利要求3所述的均匀气流装置，其特征在于，
第一段输出的气流形成的第一气流区域的正投影为第一引导片的正投影以外至工艺腔室的腔室壁；
第二段输出的气流形成的第二气流区域的正投影为第一引导片和第二引导片的正投影之间的环形区域；
第三段输出的气流形成的第三气流区域的正投影为第二引导片的正投影的圆形区域。
5.如权利要求4所述的均匀气流装置，其特征在于，
所述第一气流区域、第二气流区域和第三气流区域的正投影面积之比为6:3:1；
所述第一段、第二段和第三段上的出气孔的数量之比为6:3:1。
6.如权利要求5所述的均匀气流装置，其特征在于，所述第一段和第二段的出气孔开设在导气管的外壁上。
7.如权利要求6所述的均匀气流装置，其特征在于，
所述第三段的出气孔开设在导气管的底端，并在出气孔的下方设置一挡板；或者
所述第三段的出气孔开设在导气管的侧壁上。
8.如权利要求6所述的均匀气流装置，其特征在于，所述导气管的第一段的外径大于第二段的外径。
9.如权利要求8所述的均匀气流装置，其特征在于，所述出气孔是直径为1mm的圆孔。
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