[发明专利]冷却腔室及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种冷却腔室及半导体加工设备，其在冷却腔室的腔室壁内设置有第一冷却通道，通过向该第一冷却通道内通入冷却媒介，来冷却腔室壁；并且，在冷却腔室内设置有用于承载托盘的托架，托盘用于承载被加工工件，并且，在冷却腔室的腔室壁的至少部分内表面形成有黑色氧化层。本发明提供的冷却腔室，其可以提高对托盘的冷却效率，从而可以提高设备的产能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种冷却腔室及半导体加工设备。

背景技术

物理气相沉积(PVD)技术是半导体工业中最广为使用的一类薄膜制造技术，泛指采用物理方法制备薄膜的薄膜制备工艺。在PVD工艺中，多数薄膜的沉积需要基座对晶片进行冷却或者加热，其效率对于沉积薄膜的质量有着至关重要的作用。

在高温工艺结束之后，用于承载晶片的托盘在从工艺腔室传出之后，并暴露在大气环境中之前，需要在真空中将自身温度降低至较低的温度，以保证沉积薄膜的质量并方便操作人员的操作。为了能够在使托盘降低至合理温度的同时，又不影响设备的产能，这就要求对托盘的冷却时间、冷却方式有合理的规划。

图1为现有的冷却腔室的结构示意图。如图1所示，冷却腔室由腔体102和上盖101限定而成。其中，分别在腔体102和上盖101内设置有冷却通道(图中未示出)，并且在腔体102的底部设置有第一接入块103，用以向腔体102内的冷却通道内通入冷却水，并回收自冷却通道排出的冷却水。而且，在上盖101的顶部设置有第二接入块106，用以向上盖101内的冷却通道内通入冷却水，并回收自冷却通道排出的冷却水。此外，在腔体102内还设置有用于承载托盘的托盘托架105，以及用于驱动该托盘托架105上升或下降的升降机构104。当PVD工艺结束后，机械手将托盘从工艺腔室传出，并传入上述冷却腔室中，放置于托盘托架105上；然后通过升降机构104驱动托盘上升或者下降至合适的冷却位置。由于在腔体102和上盖101内均有水路流通，冷却腔室的内部温度低于托盘的温度，这使得托盘的热量会散发，并被冷却腔室吸收，再通过在冷却通道中流通的水将其热量带走，从而托盘会逐步降温。

但是，由于受到腔体102和上盖101自身材料(通常为钢)的吸热性能的限制，冷却腔室的吸热效率较低，导致托盘的降温速度缓慢，从而无法满足设备的产能需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种冷却腔室及半导体加工设备，其可以提高对托盘的冷却效率，从而可以提高设备的产能。

为实现本发明的目的而提供一种冷却腔室，在所述冷却腔室的腔室壁内设置有第一冷却通道，通过向所述第一冷却通道内通入冷却媒介，来冷却所述腔室壁；并且，在所述冷却腔室内设置有用于承载托盘的托架，所述托盘用于承载被加工工件，在所述冷却腔室的腔室壁的至少部分内表面形成有黑色氧化层。

优选的，制作所述冷却腔室的腔室壁的材料包括铝；所述黑色氧化层采用对所述腔室壁的至少部分内表面进行黑色阳极氧化处理的方式形成。

优选的，在所述冷却腔室内，且位于所述托架的下方还设置有冷却盘，所述冷却盘的上表面高于所述腔室壁的底壁的上表面；在所述冷却盘内设置有第二冷却通道，通过向所述第二冷却通道内通入冷却媒介，来冷却所述冷却盘。

优选的，在所述腔室壁的底壁上设置有沿其厚度贯穿的通孔；在所述腔室壁的底壁的下表面设置有安装法兰，所述安装法兰封闭所述通孔；并且，在所述安装法兰上，且位于所述通孔内设置有安装块，所述冷却盘固定在所述安装块的顶部。

优选的，在所述安装法兰的底部设置有第一接入块，在所述第一接入块内设置有入流接口和出流接口，二者与所述第二冷却通道连接，分别用于输入和输出所述第二冷却通道内的冷却媒介。

优选的，在所述冷却腔室内，且位于所述托架的下方还设置有冷却盘，所述冷却盘的上表面高于所述腔室壁的底壁的上表面；所述冷却盘与所述腔室壁的底壁相接触。