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属于半导体制造设备设计技术领域。包括上盖、匀气盘、腔体、可替换内衬、内衬支架、基座、排气装置、流场检测空间以及气压检测引管，所述流场检测空间为圆柱形，圆柱体的直径可通过更换所述可替换内衬进行调节，圆柱体的高度可通过基座的升降进行调节，进而改变所述流场检测空间的结构尺寸。该结构可用于进行刻蚀、等离子体增强/化学气相沉积(PE/CVD)、物理气相沉积(PVD)以及氧化扩散工艺等具有腔室类共同特点的低压气相加工工艺试验。可以检测不同结构腔室内部空间及各气路上的压力参数，研究低压气相加工工艺中各项参数的影响规律，并可显著提高IC装备腔室部件优化设计的可信度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体制造设备设计
，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。
技术介绍
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，本专利技术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。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术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，本专利技术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°。本专利技术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。所述升降装置的下端套装波纹管，进一步实现腔体与升降装置间的密封。所述排气装置位于腔体内的入口处安装有排气挡板，通过调节排气挡板的旋转角度实现排气方式的改变。所述气压检测引管的固定端伸出腔体的底部，并在固定端的末端设置电机，实现气压检测引管的高度和角度调节，实现对整个流场检测空间气压参数的覆盖检测。在所述上盖的进气通道处、腔体的外侧壁以及排气装置处均安装有测量装置，用来测量这些位置的气压参数。所述腔室可用于进行刻蚀，等离子体增强/化学气相沉积(PE/CVD)，物理气相沉积(PVD)以及氧化扩散工艺等具有腔室类共同特点的低压气相加工工艺试验。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点I、利用该腔室的“变结构”功能，可以构造与真实工艺腔室完全相同的结构参数， 对研究真实工艺腔室中的气流特性具有极其重要的实际意义。2、通过“变结构”，可以研究单一参数、多个参数对气流特性的影响规律，进而结合试验设计方法，可以进行析因实验和敏感度分析。3、本专利技术与气流模拟技术相结合，实验数据与模拟结果相互印证，可以极大提高优化设计的可信度。附图说明图I是本专利技术的第一种结构的结构示意图；图2a、图2b、图2c分别是匀气盘20的三种出气孔的局部视图；图3是内筒支架的立体图；图4是第一种结构更换匀气盘后的腔室结构示意图；图5是图4中匀气盘出气孔的局部视图；图6是本专利技术的第二种结构的结构示意图；图7是图6中进气喷嘴的局部视图；图8是排气方式的改变说明图；图9是检测方式的检测原理说明图；图中标号10-上盖；11_喷嘴；12-进气通道；13-进气测量装置；14-上盖的进气口 ；20-匀气盘；21_匀气盘出气孔；22_匀气盘的下底面；23_匀气盘进气口 ；24_匀气盘的内侧壁 的上部30-腔体；31_腔体底板；32_腔体测量装置；33_腔室空间；34_腔室空间底部； 40-可替换内衬；41_可替换内衬的底端；42_可替换内衬的内壁；43_可替换内衬50-内筒支架；51_内筒挡环；52_内筒挡槽；53_支撑架；54_侧孔；60-基座；61_升降装置；62_基座的上表面；63_环隙；64_基座的底部空间；70-排气装置；71_气压测量装置；72_排气挡板；73_轴；74_第一电机；80-流场检测空间；90-波纹管；100-气压检测引管；101_调节电机；102_固定座；103_丝杠；104_第二电机 105-测量规；111-出气喷管；112-出气小孔。具体实施例方式本专利技术提供了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，下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例I :如图I所示，本变结构腔室由上盖10，匀气盘20，腔体30，可替换内衬40，内筒支架50，基座60，排气装置70，流场检测空间80，波纹管90以及气压检测引管10本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程嘉，王人成，季林红，刘伟峰，王春财，林嘉，孙钰淳，郝道欣，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。