冷却腔室及半导体加工设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体设备制造技术领域，具体涉及一种冷却腔室
[0002]及半导体加工设备。
【背景技术】
[0003]物理气相沉积(Physical Vapor Deposit1n,以下简称PVD)技术是微电子领域常用的加工技术，其在集成电路制造行业中，多特指磁控溅射技术，主要用于铝、铜等金属薄膜的沉积，以获得金属接触、金属互连线等。
[0004]通常，PVD工艺主要包括三个工艺过程:去气、预清洗和工艺沉积，且在工艺沉积过程完成之后，由于基片的温度较高，无法直接放置在片盒中且不能与其他非耐高温的器件接触，但将该高温的基片直接放置在空气中进行冷却会造成基片的表面形成氧化层，这会对工艺质量产生影响，因此，在工艺腔室内完成工艺沉积之后将其传输至冷却腔室以完成冷却工艺。图1为现有的冷却腔室的结构示意图，请参阅图1，该冷却腔室10包括进气口 11、出气口 12和承载基片S的支撑柱13，高温的基片S传送至冷却腔室10的支撑柱13上，冷却气体(例如，氮气)经由进气口 11连续地输送至冷却腔室10内，该冷却气体与高温的基片S进行热交换，吸收了基片S热量的冷却气体经由出气口 12排出，从而实现对基片进行冷却。
[0005]然而，采用上述的冷却腔室在实际应用中不可避免的会存在以下技术问题:为了降低基片S的温度，连续地向冷却腔室10内输送冷却气体，并且连续地将吸收了基片S热量的冷却气体排出，即，采用热对流的冷却方式冷却基片，这使得传热效率较低，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基片冷却至理想的温度而导致生产成本增加。
【发明内容】
[0006]本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种冷却腔室及半导体加工设备，其实现采用热传导的方式冷却待冷却基片，不仅可以提高冷却效率，而且不需要浪费大量的氮气，因而可以降低冷却成本，从而可以提高经济效益。
[0007]本发明提供了一种冷却腔室，包括基座和基座冷却系统，所述基座设置在所述冷却腔室内，待冷却基片放置在所述基座的上表面上，所述基座冷却系统采用热传导的方式冷却所述基座，以实现所述基座采用热传导的方式冷却所述待冷却基片。
[0008]其中，在所述冷却腔室内还设置有顶针升降装置，所述顶针升降装置用于对所述待冷却基片进行升降，以使所述待冷却基片位于所述基座的上表面上或者远离所述基座的上表面。
[0009]其中，所述顶针升降装置包括至少三个顶针和顶针升降单元，每个所述顶针自所述基座的下表面贯穿至所述基座的上表面，且可在所述基座内进行升降；所述至少三个顶针用于承载所述待冷却基片；所述顶针升降单元用于驱动所述至少三个顶针升降，以使所述顶针将位于其上的待冷却基片放置在基座上表面上或者将位于所述基座上表面上的待冷却基片顶起。
[0010]其中，所述基座冷却系统为吸收式制冷系统、热电制冷系统、磁制冷系统、涡流管制冷系统或者蒸汽压缩制冷系统。
[0011]其中，所述蒸汽压缩制冷系统包括膨胀机、压缩机和冷凝器，其中，所述膨胀机与所述基座的下表面相连接，用以制冷剂在所述膨胀机内膨胀气化吸热来实现对所述基座冷却，并将吸收热量的高温气体排出至所述压缩机；所述压缩机用于对所述膨胀机排出的高温气体加压，并将加压后的高温高压气体输送至所述冷凝器；所述冷凝器用于对所述压缩机输送的高温高压气体冷却为所述制冷剂，并将所述制冷剂输送至所述膨胀机内。
[0012]优选地，环绕所述冷却腔室的内周壁设置有冷屏，且所述冷屏与所述反应腔室的内周壁之间存在间隙，用以屏蔽所述冷却腔室的内部与外部之间的热量交换。
[0013]优选地，所述冷屏的内表面设置有镜面金属涂层。
[0014]优选地，所述金属涂层为铝涂层。
[0015]本发明还提供一种半导体加工设备，包括冷却腔室，所述冷却腔室用于对待冷却基片进行冷却，所述冷却腔室采用本发明提供的上述冷却腔室
[0016]本发明具有下述有益效果:
[0017]本发明提供的冷却腔室，其借助基座承载待冷却基片，并借助基座冷却系统采用热传导的方式对基座进行冷却，以实现基座采用热传导的方式冷却待冷却基片，这与现有技术中采用热对流的方式冷却待冷却基片相比，不仅可以提高冷却效率，而且不需要浪费大量的氮气，因而可以降低冷却成本，从而可以提高经济效率。
[0018]本发明提供的半导体加工设备，其采用本发明提供的冷却腔室，不仅可以提高工艺效率，而且可以降低投入成本，从而可以提高经济效益。
【附图说明】
[0019]图1为现有的冷却腔室的结构示意图；
[0020]图2为本发明实施例提供的冷却腔室的结构示意图；
[0021]图3为向膨胀机输送制冷剂时的结构示意图；
[0022]图4为膨胀机排出高温气体时的结构示意图；以及
[0023]图5为本发明实施例提供的半导体加工设备的结构简图。
【具体实施方式】
[0024]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的冷却腔室及半导体加工设备进行详细描述。
[0025]图2为本发明实施例提供的冷却腔室的结构示意图。请参阅图2，本发明提供的冷却腔室20，冷却腔室20包括基座21和基座冷却系统，其中，基座21设置在冷却腔室20内，待冷却基片S放置在基座21的上表面上，借助基座冷却系统采用热传导的方式冷却基座21，具体地，基座冷却系统与基座21的下表面相连接，以实现基座21采用热传导的方式冷却待冷却基片S，这与现有技术中采用热对流的方式冷却待冷却基片S相比，不仅可以提高冷却效率，而且不需要浪费大量的氮气，因而可以降低冷却成本，从而可以提高经济效率。
[0026]其中，基座21的上表面的面积大于或者等于待冷却基片S的下表面的面积，这使得基座21与待冷却基片S的热传导的面积最大，因而可以提闻基座21对待冷却基片S的冷却效率，从而可以进一步提高冷却效率。
[0027]在本实施例中，在冷却腔室20内还设置有顶针升降装置22，顶针升降装置22用于对待冷却基片S进行升降，以使待冷却基片S位于基座21的上表面上或者远离基座21的上表面。具体地，顶针升降装置22包括至少三个顶针221和顶针升降单元222，每个顶针221自基座21的下表面贯穿至基座21的上表面，且可在基座21内进行升降；至少三个顶针221用于承载待冷却基片S ;顶针升降单元222用于驱动至少三个顶针221升降，以使顶针221将位于其上的待冷却基片S放置在基座21上表面上或者将位于基座21上表面上的待冷却基片S顶起。
[0028]采用本实施例提供的冷却腔室的工作过程具体包括以下步骤:
[0029]步骤SI，机械手等传输装置将待冷却基片S传输至冷却腔室20内的传片位置，所谓传片位置为预设的位于基座21正上方的位置；
[0030]步骤S2，顶针升降单元222驱动至少三个顶针221上升，以使顶针221在传片位置处将位于传输装置上的待冷却基片S顶起；
[0031]步骤S3，空载的机械手等传输装置传出冷却腔室20 ；
[0032]步骤S4，顶针升降单元222驱动至少三个顶针221的顶端下降至基座21的上表面的下方，以使顶针221将位于其上的待冷却基片S放置在基座21上表面上；
[0033]步骤S5，借助基座冷却系统对位于基座21上表面上的待冷却