[發明專利]冷卻腔室及半導體加工設備

有效

• 申請號: 201610142784.0
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN107195567B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王桐;武學偉;張軍;董博宇;郭冰亮;王軍;張鶴南;徐寶崗;馬懷超;劉紹輝;趙康寧;耿玉潔;王慶軒;崔亞欣
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/673
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

本發明提供一種冷卻腔室及半導體加工設備，其在冷卻腔室的腔室壁內設置有第一冷卻通道，通過向該第一冷卻通道內通入冷卻媒介，來冷卻腔室壁；并且，在冷卻腔室內設置有用于承載托盤的托架，托盤用于承載被加工工件，并且，在冷卻腔室的腔室壁的至少部分內表面形成有黑色氧化層。本發明提供的冷卻腔室，其可以提高對托盤的冷卻效率，從而可以提高設備的產能。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體地，涉及一種冷卻腔室及半導體加工設備。

背景技術

物理氣相沉積(PVD)技術是半導體工業中最廣為使用的一類薄膜制造技術，泛指采用物理方法制備薄膜的薄膜制備工藝。在PVD工藝中，多數薄膜的沉積需要基座對晶片進行冷卻或者加熱，其效率對于沉積薄膜的質量有著至關重要的作用。

在高溫工藝結束之后，用于承載晶片的托盤在從工藝腔室傳出之后，并暴露在大氣環境中之前，需要在真空中將自身溫度降低至較低的溫度，以保證沉積薄膜的質量并方便操作人員的操作。為了能夠在使托盤降低至合理溫度的同時，又不影響設備的產能，這就要求對托盤的冷卻時間、冷卻方式有合理的規劃。

圖1為現有的冷卻腔室的結構示意圖。如圖1所示，冷卻腔室由腔體102和上蓋101限定而成。其中，分別在腔體102和上蓋101內設置有冷卻通道(圖中未示出)，并且在腔體102的底部設置有第一接入塊103，用以向腔體102內的冷卻通道內通入冷卻水，并回收自冷卻通道排出的冷卻水。而且，在上蓋101的頂部設置有第二接入塊106，用以向上蓋101內的冷卻通道內通入冷卻水，并回收自冷卻通道排出的冷卻水。此外，在腔體102內還設置有用于承載托盤的托盤托架105，以及用于驅動該托盤托架105上升或下降的升降機構104。當PVD工藝結束后，機械手將托盤從工藝腔室傳出，并傳入上述冷卻腔室中，放置于托盤托架105上；然后通過升降機構104驅動托盤上升或者下降至合適的冷卻位置。由于在腔體102和上蓋101內均有水路流通，冷卻腔室的內部溫度低于托盤的溫度，這使得托盤的熱量會散發，并被冷卻腔室吸收，再通過在冷卻通道中流通的水將其熱量帶走，從而托盤會逐步降溫。

但是，由于受到腔體102和上蓋101自身材料(通常為鋼)的吸熱性能的限制，冷卻腔室的吸熱效率較低，導致托盤的降溫速度緩慢，從而無法滿足設備的產能需求。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種冷卻腔室及半導體加工設備，其可以提高對托盤的冷卻效率，從而可以提高設備的產能。

為實現本發明的目的而提供一種冷卻腔室，在所述冷卻腔室的腔室壁內設置有第一冷卻通道，通過向所述第一冷卻通道內通入冷卻媒介，來冷卻所述腔室壁；并且，在所述冷卻腔室內設置有用于承載托盤的托架，所述托盤用于承載被加工工件，在所述冷卻腔室的腔室壁的至少部分內表面形成有黑色氧化層。

優選的，制作所述冷卻腔室的腔室壁的材料包括鋁；所述黑色氧化層采用對所述腔室壁的至少部分內表面進行黑色陽極氧化處理的方式形成。

優選的，在所述冷卻腔室內，且位于所述托架的下方還設置有冷卻盤，所述冷卻盤的上表面高于所述腔室壁的底壁的上表面；在所述冷卻盤內設置有第二冷卻通道，通過向所述第二冷卻通道內通入冷卻媒介，來冷卻所述冷卻盤。

優選的，在所述腔室壁的底壁上設置有沿其厚度貫穿的通孔；在所述腔室壁的底壁的下表面設置有安裝法蘭，所述安裝法蘭封閉所述通孔；并且，在所述安裝法蘭上，且位于所述通孔內設置有安裝塊，所述冷卻盤固定在所述安裝塊的頂部。

優選的，在所述安裝法蘭的底部設置有第一接入塊，在所述第一接入塊內設置有入流接口和出流接口，二者與所述第二冷卻通道連接，分別用于輸入和輸出所述第二冷卻通道內的冷卻媒介。

優選的，在所述冷卻腔室內，且位于所述托架的下方還設置有冷卻盤，所述冷卻盤的上表面高于所述腔室壁的底壁的上表面；所述冷卻盤與所述腔室壁的底壁相接觸。