半导体工艺设备及其冷却腔室制造技术

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的冷却腔室。该冷却腔室包括：腔体结构的第一腔壁上设置有传输口，腔体结构内具有与传输口连通的冷却空间；两个第一冷却结构分别形成于腔体结构的两相对的第二腔壁上，并且两个第二腔壁分别位于第一腔壁的两侧；第二冷却结构形成于腔体结构的底壁上，第一冷却结构和第二冷却结构均用于通入冷却介质以对冷却空间内的晶圆进行冷却；冷却进气结构设置于底壁上，并且远离传输口设置，用于向冷却空间内输入冷却气体以对晶圆进行冷却。本申请实施例实现了大幅提高冷却腔室的冷却效率，而且还能使冷却腔室的冷却效果更加均匀，从而大幅提高工艺效率及工艺均匀性。及工艺均匀性。及工艺均匀性。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺设备及其冷却腔室


[0001]本申请涉及半导体加工
，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备及其冷却腔室。

技术介绍

[0002]目前，半导体工艺设备的硅外延设备主要可以包括暂存腔(Loadlock)、传输腔(Transfer chamber)、工艺腔室(Processmodule)和冷却腔室。晶圆在工艺腔室进行工艺，由于硅外延设备工艺温度极高，工艺温度能到达1100～1200℃，在工艺后需在工艺腔室对晶圆进行降温，待晶圆温度降至600～800℃后再传到冷却腔室进行二次降温，从而降低了晶圆在工艺腔室占用时间。为了提高单位空间内的晶圆成品率，通常采用一个传输腔挂接三个工艺腔室的多腔硅外延设备，但这也对冷却腔室提出了更高的要求。
[0003]现有技术中的冷却腔室左侧与传输腔连接，冷却腔室右侧底部设计氮气孔，通过氮气吹扫对冷却腔室内的晶圆进行降温，氮气孔吹扫的氮气在对晶圆进行冷却后进入传输腔，并通过传输腔的负压尾排排出。但是由于氮气气流冷却能力有限，而增加气流则会导致晶圆晃动或移动影响传取片，从而造成冷却效率低下及成本较高，并且无法均匀地对整个冷却腔室进行冷却，从而造成晶圆工艺良率较低。

技术实现思路

[0004]本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体工艺设备及其冷却腔室，用以解决现有技术存在的冷却效率低、成本较高、冷却腔室冷却不均匀的技术问题。
[0005]第一个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的冷却腔室，用于对晶圆进行冷却降温，包括：腔体结构、第一冷却结构、第二冷却结构及冷却进气结构；所述腔体结构的第一腔壁上设置有传输口，所述腔体结构内具有与所述传输口连通的冷却空间，所述传输口用于供所述晶圆传输通过，所述冷却空间用于容置所述晶圆；两个所述第一冷却结构分别形成于所述腔体结构的两相对的第二腔壁上，并且两个所述第二腔壁分别位于所述第一腔壁的两侧；所述第二冷却结构形成于所述腔体结构的底壁上，两个所述第一冷却结构和所述第二冷却结构均用于通入冷却介质以对所述冷却空间内的所述晶圆进行冷却；所述冷却进气结构设置于所述底壁上，并且远离所述传输口设置，用于向所述冷却空间内输入冷却气体以对所述晶圆进行冷却。
[0006]于本申请的一实施例中，所述第一冷却结构及所述第二冷却结构均包括流体通路、进口及出口，所述流体通路对应形成于所述第二腔壁及所述底壁内，所述进口及所述出口对应设置于所述第二腔壁及所述底壁上。
[0007]于本申请的一实施例中，所述第一冷却结构的进口位于所述底壁的底面上，并且远离所述传输口设置；所述第一冷却结构的出口位于所述第二腔壁靠近顶部的侧面上，并且靠近所述传输口设置。
[0008]于本申请的一实施例中，所述第二冷却结构的进口及出口均位于所述底壁的底面
上，并且相对分布于所述底壁的相对两侧。
[0009]于本申请的一实施例中，所述流体通路包括主流道及支流道；两个所述主流道并列设置，多个所述支流道均匀且间隔的设置于两个所述主流道之间，并且均与所述主流道连通设置；所述第一冷却结构及所述第二冷却结构的进口及出口分别与两个所述主流道连通。
[0010]于本申请的一实施例中，所述底壁及所述第二腔壁的内表面均形成有换热结构，所述换热结构用于增加所述冷却空间的换热面积。
[0011]于本申请的一实施例中，所述换热结构包括形成于所述底壁和/或所述第二腔壁内表面上的波浪面结构。
[0012]于本申请的一实施例中，所述冷却进气结构包括进气口及匀流器，所述进气口形成于所述底壁上，所述匀流器的端部安装于所述进气口内，用于对所述进气口输入的冷却气体匀流扩散至所述冷却空间内。
[0013]于本申请的一实施例中，所述腔体结构的第三腔壁和/或顶壁上设置有观察窗，并且所述第三腔壁与所述第一腔壁相对设置。
[0014]于本申请的一实施例中，述冷却介质包括液体或气体。
[0015]第二个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括传输腔、工艺腔室及如第一个方面提供的冷却腔室，所述工艺腔室及所述冷却腔室环绕所述传输腔的外周设置，并且所述传输口面向所述传输腔设置。
[0016]本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
[0017]本申请实施例通过在腔体结构的第二腔壁及底壁上分别设置有第一冷却结构及第二冷却结构，以及底壁上设置有冷却进气结构，由于第一冷却结构及第二冷却结构可以与冷却进气结构同时运行，从而对冷却空间内的晶圆进行冷却降温，不仅能够大幅提高冷却腔室的冷却效率，而且还能使冷却腔室的冷却效果更加均匀，从而大幅提高工艺效率及工艺均匀性。此外，采用上述设计还能大幅节省冷却气体用量，冷却气体的流量可以降低至10～20％，从而大幅降低本申请实施例的应用及维护成本。
[0018]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0019]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]图1A为本申请实施例提供的一种冷却腔室的立体示意图；
[0021]图1B为本申请实施例提供的一种冷却腔室的另一视角立体示意图；
[0022]图2A为本申请实施例提供的一种第二腔壁的剖视示意图；
[0023]图2B为本申请实施例提供的另一种第二腔壁的剖视示意图；
[0024]图2C为本申请实施例提供的一种底壁的剖视示意图；
[0025]图3为本申请实施例提供的一种第二腔壁局部放大的剖视示意图；
[0026]图4为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
[0028]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0029]下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
[0030]本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的冷却腔室，用于对晶圆进行冷却降温，该冷却腔室的结构示意图如图1A及图1B所示，包括：腔体结构1、第一冷却结构2、第二冷却结构3及冷却进气结构4；腔体结构1的第一腔壁134上设置有传输口11，腔体结构1内具有与传输口11连通的冷却空间12，传输口11用于供晶圆(图中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺设备的冷却腔室，用于对晶圆进行冷却降温，其特征在于，包括：腔体结构、第一冷却结构、第二冷却结构及冷却进气结构；所述腔体结构的第一腔壁上设置有传输口，所述腔体结构内具有与所述传输口连通的冷却空间，所述传输口用于供所述晶圆传输通过，所述冷却空间用于容置所述晶圆；两个所述第一冷却结构分别形成于所述腔体结构的两相对的第二腔壁上，并且两个所述第二腔壁分别位于所述第一腔壁的两侧；所述第二冷却结构形成于所述腔体结构的底壁上，两个所述第一冷却结构和所述第二冷却结构均用于通入冷却介质以对所述冷却空间内的所述晶圆进行冷却；所述冷却进气结构设置于所述底壁上，并且远离所述传输口设置，用于向所述冷却空间内输入冷却气体以对所述晶圆进行冷却。2.如权利要求1所述的一种半导体工艺设备的冷却腔室，其特征在于，所述第一冷却结构及所述第二冷却结构均包括流体通路、进口及出口，所述流体通路对应形成于所述第二腔壁及所述底壁内，所述进口及所述出口对应设置于所述第二腔壁及所述底壁上。3.如权利要求2所述的一种半导体工艺设备的冷却腔室，其特征在于，所述第一冷却结构的进口位于所述底壁的底面上，并且远离所述传输口设置；所述第一冷却结构的出口位于所述第二腔壁靠近顶部的侧面上，并且靠近所述传输口设置。4.如权利要求2所述的一种半导体工艺设备的冷却腔室，其特征在于，所述第二冷却结构的进口及出口均位于所述底壁的底面上，并且相对分布于所述底壁的相对两侧。5.如权利要求2所述的一...

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