用于调节托盘温度的腔室及半导体加工设备制造技术

本发明专利技术提供一种用于调节托盘温度的腔室及半导体加工设备，包括加热单元、冷却单元和驱动单元，驱动单元用于同时或分别驱动待加热托盘和待冷却托盘移动，以使二者同时或分别位于预设的加热位置和冷却位置；加热单元用于在待加热托盘位于加热位置时对该托盘进行加热；冷却单元用于在待冷却托盘位于冷却位置时以热传导的方式对该托盘进行冷却。本发明专利技术提供的用于调节托盘温度的腔室可以缩短工艺周期，进而可以提高工艺效率；并且其可以采用热传导的方式对托盘冷却，从而可以提高冷却效率，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
用于调节托盘温度的腔室及半导体加工设备
本专利技术属于物理气相沉积
，具体涉及一种用于调节托盘温度的腔室及半导体加工设备。
技术介绍
物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，简称PVD)系统常用于在基片上制备薄膜。PVD系统一般包括传输腔、预热腔和工艺腔。其中，在传输腔内设有机械手，用以对承载有基片的托盘进行传送；预热腔用于对基片进行加热，以使其达到工艺所需的温度，加热温度一般在250℃-300℃之间；工艺腔用于对已加热的基片进行沉积薄膜，通过将基片加热至工艺所需的温度，可以在基片上得到导电性较好、透过率较高的薄膜层。完成薄膜沉积的基片被传送到料盒中，再人工取出。在此过程中，由于托盘温度较高，容易造成取片人员烫伤等，所以一般需要在工艺完成后进行托盘冷却。现有技术中采用的对托盘冷却的方法是在预热腔中连续充入N2，再不断抽走，即采用热对流的方式对托盘冷却。图1为现有技术中采用热对流方式冷却托盘的预热腔的结构示意图。如图1所示，预热腔1包括加热单元(图中未画出)、加热升降装置3、进气管道6和真空排气管道7。其中，加热单元设置于预热腔1内的顶部，用以采用热辐射的方式加热置于托盘2上的基片；加热升降装置3设置于加热单元的下方，其包括顶针8和与之连接的驱动源9，在驱动源9的驱动下，顶针8能够上升或下降；进气管道6与氮气源连接，用以在对托盘2冷却时连续向预热腔1中充入氮气；真空排气管道7用于排出预热腔1中的氮气。此外，为了避免因加热造成的预热腔1过热，在腔室壁上设计有冷却水道，冷却水经过进水口4进入，流经预热腔室壁后从出水口5流出，保证在加热过程中将预热腔1的温度控制在合理的范围内。预热腔1的工作过程包括以下两个过程：（1）托盘加热过程，机械手（图中未画出）将托盘2从传输腔（图中未画出）传入预热腔1内位于加热单元下方的位置；驱动源9驱动顶针8上升，直至顶起托盘2，以使托盘2脱离机械手；空载的机械手返回传输腔；驱动源9驱动顶针8继续上升，以使托盘2到达相应的加热位置；加热单元对托盘2进行加热；加热完成后，机械手进入预热腔1内位于加热单元下方的位置；驱动源9驱动顶针8下降，直至使托盘2落在机械手上；机械手将托盘2传入工艺腔（图中未画出）进行薄膜工艺。（2）托盘冷却过程，将完成薄膜工艺的托盘2再次传入预热腔1中；氮气源经由进气管道6向预热腔1中连续充入N2，同时通过真空排气管道7不断抽走完成热对流后的N2，即：采用热对流的方式对托盘2进行冷却。尽管上述预热腔1在实际应用中广为使用，但是其仍然不可避免地存在以下问题：其一，由于热对流的冷却方式传热效率较低，这不仅导致冷却时间长、工艺效率低，而且还会因需要大量的氮气才能够将托盘冷却至理想的温度而导致生产成本增加。其二，由于上述预热腔只能对置于其中的一个托盘实施加热或冷却处理，因而导致工艺周期长、工艺效率低。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种用于调节托盘温度的腔室及半导体加工设备，其可以在同一时间对置于其中的不同托盘分别进行加热和冷却，从而可以缩短工艺周期，进而可以提高工艺效率；并且其可以采用热传导的方式对托盘进行冷却，从而可以提高冷却效率，降低生产成本。本专利技术提供一种用于调节托盘温度的腔室，包括加热单元、冷却单元和驱动单元，其中，所述驱动单元用于同时或分别驱动待加热托盘和待冷却托盘移动，以使二者同时或分别位于预设的加热位置和冷却位置；所述加热单元用于在所述待加热托盘位于所述加热位置时对所述托盘进行加热；所述冷却单元用于在所述待冷却托盘位于所述冷却位置时以热传导的方式对所述托盘进行冷却。其中，所述冷却单元为所述腔室的腔室壁，在所述腔室壁中设置有冷却水管道；所述驱动单元包括第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于所述腔室壁的底壁的下方，用以驱动所述待冷却托盘下降或上升，以使所述托盘与所述腔室壁的底壁的上表面彼此接触或脱离。其中，所述冷却单元为设置于所述腔室内的冷却壁，在所述冷却壁中设置有冷却水管道；所述驱动单元包括第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于所述冷却壁的下方，用以驱动所述待冷却托盘下降或上升，以使所述托盘与所述冷却壁的上表面彼此接触或脱离。其中，所述第一驱动机构包括第一顶针和与之连接的第一驱动源，在所述第一驱动源的驱动下，所述第一顶针上升或下降，以使其顶端高于或低于所述冷却单元的上表面。其中，所述加热单元用于采用热辐射的方式朝向所述托盘辐射热量，其设置于所述腔室内，且位于所述冷却壁的下方；所述驱动单元包括第二驱动机构，所述第二驱动机构设置在所述腔室内且位于所述加热单元的下方，用以驱动所述待加热托盘上升或下降，并在加热时使所述待加热托盘位于所述加热位置。其中，所述加热单元用于采用热辐射的方式朝向所述托盘辐射热量，其设置于所述腔室内，且位于所述冷却壁的上方；所述驱动单元包括第二驱动机构，所述第二驱动机构设置在所述腔室内且位于所述加热单元的下方，用以驱动所述待加热托盘上升或下降，并在加热时使所述待加热托盘位于所述加热位置。其中，所述加热单元用于采用热辐射的方式朝向所述托盘辐射热量，其设置于所述腔室内的顶部；所述驱动单元包括第二驱动机构，所述第二驱动机构设置在所述腔室内且位于所述加热单元的下方，用以驱动所述待加热托盘上升或下降，并在加热时使所述待加热托盘位于所述加热位置。其中，所述加热单元用于采用热传导的方式加热置于其上表面的所述托盘，所述加热单元设置于所述腔室内，且位于所述冷却壁的上方或者下方；所述驱动单元包括第二驱动机构，所述第二驱动机构设置在所述腔室内且位于所述加热单元的底部，用以驱动所述待加热托盘上升或下降，以使所述待加热托盘与所述加热单元的上表面彼此接触或脱离。其中，所述第二驱动机构包括第二顶针和与之连接的第二驱动源，在所述第二驱动源的驱动下，所述第二顶针的顶端承载所述待加热托盘上升或下降。本专利技术还提供一种半导体加工设备，包括用于调节托盘温度的腔室，该腔室采用了本专利技术提供的用于调节托盘温度的腔室。本专利技术具有下述有益效果：本专利技术提供的用于调节托盘温度的腔室，其通过在腔室中设置用于对待加热托盘进行加热的加热单元，以及用于对待冷却托盘进行冷却的冷却单元，并借助驱动单元分别或同时驱动待加热托盘和待冷却托盘移动至预设的加热位置和冷却位置，可以实现在同一时间分别对不同托盘进行加热和冷却，从而可以缩短工艺周期，进而提高工艺效率；而且，由于本专利技术提供的用于调节托盘温度的腔室是借助冷却单元采用热传导方式对托盘进行冷却，这与现有技术采用热对流的冷却方式相比，不仅能够提高冷却效率，而且也无需像现有技术那样需要向腔室内通入大量氮气，从而能够降低生产成本。本专利技术提供的半导体加工设备，其通过采用本专利技术提供的用于调节托盘温度的腔室，不仅可以缩短工艺周期，提高工艺效率，而且无需像现有技术那样需要向腔室内通入大量氮气，进而可以降低生产成本。附图说明图1为现有技术中采用热对流方式冷却托盘的预热腔的结构简图；图2为本专利技术第二实施例提供的用于调节托盘温度的腔室的结构简图；图3为图2中所述驱动机构的结构简图；图4为图2中所述驱动机构的俯视图；以及图5为本专利技术第三实施例提供的用于调节托盘温度的腔室的结构简图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调节托盘温度的腔室，其特征在于，包括加热单元、冷却单元和驱动单元，其中所述驱动单元用于同时或分别驱动待加热托盘和待冷却托盘移动，以使二者同时或分别位于预设的加热位置和冷却位置；所述加热单元用于在所述待加热托盘位于所述加热位置时对所述托盘进行加热；所述冷却单元用于在所述待冷却托盘位于所述冷却位置时以热传导的方式对所述托盘进行冷却。

【技术特征摘要】
1.一种用于调节托盘温度的腔室，其特征在于，包括加热单元、冷却单元和驱动单元，其中所述驱动单元用于同时或分别驱动待加热托盘和待冷却托盘移动，以使二者同时或分别位于预设的加热位置和冷却位置；所述加热单元用于在所述待加热托盘位于所述加热位置时对所述托盘进行加热；所述冷却单元用于在所述待冷却托盘位于所述冷却位置时以热传导的方式对所述托盘进行冷却；所述驱动单元包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述冷却单元为所述腔室的腔室壁，在所述腔室壁中设置有冷却水管道，所述驱动单元包括第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于所述腔室壁的底壁的下方，用以驱动所述待冷却托盘下降或上升，以使所述托盘与所述腔室壁的底壁的上表面彼此接触或脱离；或者，所述冷却单元为设置于所述腔室内的冷却壁，在所述冷却壁中设置有冷却水管道；所述驱动单元包括第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于所述冷却壁的下方，用以驱动所述待冷却托盘下降或上升，以使所述托盘与所述冷却壁的上表面彼此接触或脱离；所述第二驱动机构设置在所述腔室内且位于所述加热单元的下方，用以驱动所述待加热托盘上升或下降，并在加热时使所述待加热托盘位于所述加热位置。2.根据权利要求1所述的用于调节托盘温度的腔室，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一顶针和与之连接的第一驱动源，在所述第一驱动源的驱动下，所述第一顶针上升或...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱国庆，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11