半导体工艺设备及薄膜沉积方法技术

本发明专利技术提供一种半导体工艺设备及薄膜沉积方法，其中，半导体工艺设备包括工艺腔室、承载部件和冷却部件，承载部件可移动地设置在工艺腔室中，用于承载晶圆；冷却部件设置在工艺腔室中，并位于承载部件的下方，用于在承载部件移动至靠近冷却部件时，对承载部件进行冷却。本发明专利技术提供的半导体工艺设备及薄膜沉积方法，能够减少承载部件降温至满足工艺要求所需的时间，从而提高冷却效率，提升产能。提升产能。提升产能。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺设备及薄膜沉积方法


[0001]本专利技术涉及半导体设备
，具体地，涉及一种半导体工艺设备及薄膜沉积方法。

技术介绍

[0002]在物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)工艺中，随着工艺腔室内的等离子体不断轰击靶材，靶原子不断沉积在晶圆(Wafer)上，会导致晶圆的温度迅速上升，这就需要承载晶圆的静电卡盘(Electrostatic Chuck，简称ESC)能够及时的将晶圆(wafer)的热量传导出去，以保证晶圆的温度能够维持在工艺温度范围内，从而保证工艺结果的稳定性。而晶圆的温度上升也会导致静电卡盘的温度上升，因此如何保证静电卡盘的温度稳定就显得十分重要。
[0003]现有技术中，通常是在完成一个或多个晶圆的物理气相沉积工艺后，进行冷却工艺，即，停止沉积工艺，使静电卡盘静置冷却，或从工艺腔室的进气口向工艺腔室内通入室温的工艺气体，对静电卡盘进行冷却。但是，此种冷却方式通常需要大于500秒的冷却时间才能使静电卡盘的温度恢复到正常温度，冷却效率低，对半导体设备的产能造成极大的影响。

技术实现思路

[0004]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，提出了一种半导体工艺设备及薄膜沉积方法，其能够减少承载部件降温至满足工艺要求所需的时间，从而提高冷却效率，提升产能。
[0005]为实现本专利技术的目的而提供一种半导体工艺设备，包括工艺腔室、承载部件和冷却部件，其中，
[0006]所述承载部件可移动地设置在所述工艺腔室中，用于承载晶圆；
[0007]所述冷却部件设置在所述工艺腔室中，并位于所述承载部件的下方，用于在所述承载部件移动至靠近所述冷却部件时，对所述承载部件进行冷却。
[0008]可选的，所述冷却部件包括：
[0009]冷却主体，设置在所述工艺腔室中，并位于所述承载部件的下方，所述冷却主体中开设有液体冷却通道和气体冷却通道；
[0010]支撑件，分别与所述工艺腔室和所述冷却主体连接，用于支撑所述冷却主体；
[0011]进液管，用于向所述液体冷却通道中引入冷却液体；
[0012]出液管，用于从所述液体冷却通道中导出所述冷却液体；
[0013]进气管，用于向所述气体冷却通道中引入冷却气体；
[0014]所述气体冷却通道的侧壁上开设有多个出气孔，所述出气孔的出气口设置在所述冷却主体的顶面上。
[0015]可选的，所述冷却主体包括环状冷却板和设置在所述冷却板边缘处的环状凸起，
所述环状冷却板套设在所述承载部件的驱动轴上，所述环状冷却板和所述环状凸起配合形成一容纳槽，用于容纳至少部分所述承载部件，所述环状冷却板和所述环状凸起的顶面上均设置有所述出气孔的出气口；
[0016]所述支撑件包括多个支撑柱，多个所述支撑柱沿所述环状冷却板的周向均匀分布，一端与所述环状冷却板的底壁连接，另一端与所述工艺腔室的底壁连接。
[0017]可选的，所述环状凸起的径向尺寸大于所述承载部件的径向尺寸，在所述承载部件容纳于所述容纳槽中时，所述环状凸起的内侧壁与所述承载部件的外侧壁之间具有间隙。
[0018]可选的，所述液体冷却通道和所述气体冷却通道均设置在所述环状冷却板中，且均包括多个同心的环形通道，所述液体冷却通道的环形通道和所述气体冷却通道的环形通道交替排布。
[0019]可选的，所述气体冷却通道包括位于同一平面上的第一环形通道、第二环形通道、第三环形通道、第一连接通道及第二连接通道，所述第一环形通道、所述第二环形通道、所述第三环形通道沿由所述环状冷却板中心向边缘的方向依次排布，所述第二环形通道具有一缺口，所述第一连接通道通过所述缺口连通所述第一环形通道和所述第三环形通道，所述第二连接通道连通所述第二环形通道和所述第三环形通道，所述气体冷却通道的进气口开设在所述第二连接通道上，开设在所述第一环形通道和所述第二环形通道侧壁上的所述出气孔的出气口位于所述环状冷却板的顶面上，开设在所述第三环形通道侧壁上的所述出气孔的出气口位于所述环状凸起的顶面上。
[0020]可选的，所述液体冷却通道与所述气体冷却通道位于同一平面上，包括第四环形通道、第五环形通道、第三连接通道及第四连接通道，所述第四环形通道位于所述第一环形通道和所述第二环形通道之间，所述第五环形通道位于所述第二环形通道和所述第三环形通道之间，所述第四环形通道具有一缺口，以供所述第一连接通道通过，所述第五环形通道包括第一通道段及第二通道段，所述第一通道段的一端开设有所述液体冷却通道的进液口，另一端通过所述第三连接通道与所述第四环形通道的进液端连通，所述第二通道段的一端开设有所述液体冷却通道的出液口，另一端通过所述第四连接通道与所述第四环形通道的出液端连通。
[0021]可选的，所述第一环形通道、所述第二环形通道、所述第三环形通道、所述第四环形通道及所述第五环形通道均呈圆环状，所述第一通道段及所述第二通道段呈圆弧状。
[0022]本专利技术还提供一种薄膜沉积方法，应用于如本专利技术提供的所述半导体工艺设备，包括：
[0023]在对预设数量的晶圆执行了薄膜沉积工艺后，将用于承载晶圆的承载部件移动至靠近位于所述承载部件下方的冷却部件；
[0024]由所述冷却部件对所述承载部件进行冷却。
[0025]可选的，所述将用于承载晶圆的承载部件移动至靠近位于所述承载部件下方的冷却部件，包括：
[0026]将所述承载部件移动至所述冷却部件上的容纳槽中；
[0027]所述由所述冷却部件对所述承载部件进行冷却，包括：
[0028]向所述冷却部件中的液体冷却通道通入冷却液体；
[0029]向所述冷却部件中的气体冷却通道通入冷却气体，通过开设在所述气体冷却通道侧壁上的多个出气孔将所述冷却气体通向所述承载部件的底面、侧面、和/或顶面。
[0030]本专利技术具有以下有益效果：
[0031]本专利技术提供的半导体工艺设备，通过在工艺腔室中，承载部件的下方设置冷却部件，可以在需要对承载部件进行冷却时，通过将承载部件移动至靠近冷却部件，以借助冷却部件对承载部件进行冷却，这与现有技术中承载部件静置冷却，或者通过向工艺腔室中通入室温的工艺气体，对承载部件进行冷却的方式相比，能够减少承载部件降温至满足工艺要求所需的时间，从而提高冷却效率，提升产能。
[0032]本专利技术提供的薄膜沉积方法，借助本专利技术提供的半导体工艺设备，可以在对预设数量的晶圆执行了薄膜沉积工艺后，将用于承载晶圆的承载部件移动至靠近位于承载部件下方的冷却部件，以由冷却部件对承载部件进行冷却，这与现有技术中承载部件静置冷却，或者通过向工艺腔室中通入室温的工艺气体，对承载部件进行冷却的方式相比，能够减少承载部件降温至满足工艺要求所需的时间，从而提高冷却效率，提升产能。
附图说明
[0033]图1为本专利技术实施例提供的半导体工艺设备的结构示意图；
[0034]图2为本专利技术实施例提供的半导体工艺设备中冷却部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室、承载部件和冷却部件，其中，所述承载部件可移动地设置在所述工艺腔室中，用于承载晶圆；所述冷却部件设置在所述工艺腔室中，并位于所述承载部件的下方，用于在所述承载部件移动至靠近所述冷却部件时，对所述承载部件进行冷却。2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述冷却部件包括：冷却主体，设置在所述工艺腔室中，并位于所述承载部件的下方，所述冷却主体中开设有液体冷却通道和气体冷却通道；支撑件，分别与所述工艺腔室和所述冷却主体连接，用于支撑所述冷却主体；进液管，用于向所述液体冷却通道中引入冷却液体；出液管，用于从所述液体冷却通道中导出所述冷却液体；进气管，用于向所述气体冷却通道中引入冷却气体；所述气体冷却通道的侧壁上开设有多个出气孔，所述出气孔的出气口设置在所述冷却主体的顶面上。3.根据权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述冷却主体包括环状冷却板和设置在所述冷却板边缘处的环状凸起，所述环状冷却板套设在所述承载部件的驱动轴上，所述环状冷却板和所述环状凸起配合形成一容纳槽，用于容纳至少部分所述承载部件，所述环状冷却板和所述环状凸起的顶面上均设置有所述出气孔的出气口；所述支撑件包括多个支撑柱，多个所述支撑柱沿所述环状冷却板的周向均匀分布，一端与所述环状冷却板的底壁连接，另一端与所述工艺腔室的底壁连接。4.根据权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述环状凸起的径向尺寸大于所述承载部件的径向尺寸，在所述承载部件容纳于所述容纳槽中时，所述环状凸起的内侧壁与所述承载部件的外侧壁之间具有间隙。5.根据权利要求3或4所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述液体冷却通道和所述气体冷却通道均设置在所述环状冷却板中，且均包括多个同心的环形通道，所述液体冷却通道的环形通道和所述气体冷却通道的环形通道交替排布。6.根据权利要求5所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述气体冷却通道包括位于同一平面上的第一环形通道、第二环形通道、第三环形通道、第一连接通道及第二连接通道，所述第一环形通道、所述第二环形通道、所述第三环形通道沿由所述环状冷却板中心向边缘的方向依次排布，所述第二环形通道具...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩立仁，李冰，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：