冷泵以及半导体加工设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种冷泵以及半导体加工设备。
【背景技术】
[0002]半导体加工设备通常对反应腔室的真空度有严格的要求。例如，针对物理气相沉积设备(Physical Vapor Deposit1n, PVD),其要求反应腔室的真空度达到10_8Torr。通常，需要借助冷泵(Cryo-pump)对反应腔室进行抽真空。
[0003]冷泵是利用冷凝的原理，通过吸附反应腔室内的特定气体来达到提升反应腔室的真空度的目的。图1为现有的冷泵的结构示意图。如图1所示，冷泵设置在反应腔室14的底部，且位于与反应腔室14的排气口相对应的位置处。该冷泵包括泵体10、一级冷板11和二级冷板12。其中，一级冷板I设置在泵体10内的顶部，其在工作状态下的温度一般在100?120K，用于冷凝自反应腔室14的排气口排出的水蒸汽；二级冷板12设置在泵体10内，且位于一级冷板I的下方，其在工作状态下的温度一般在10?20K，主要用于冷凝自反应腔室14的排气口排出的氮气、氩气和氧气，并且，在二级冷板12上还设置有活性炭，用于吸附氢气、氦气和氖气。在冷泵对反应腔室14进行抽真空的过程中，自反应腔室14的排气口排出的气体分子在接触到温度足够低的冷板表面时，会被冷凝且保持在低蒸汽压力的状态之下，从而可以有效阻止排出的气体返回反应腔室14，进而可以实现反应腔室处于高真空状态。
[0004]此外，由于冷板的温度会随着工艺时间的积累逐渐升高，这不仅导致冷泵的抽气速度降低，而且聚集在冷板上的大量固态水、氩、氮和氧等会因温度的升高而重新返回反应腔室内，从而使冷泵的整体效率下降，或者需要进行冷泵再生。为此，常用的一种做法为:在反应腔室内，且位于靠近排气口上方的位置处设置有挡板13，如图2所示，挡板13用于阻挡反应腔室内的光源或者反射光直接辐射冷板，从而可以在一定程度上解决了工艺过程中出现的冷板升温的问题，进而可以减少冷泵再生的频率。
[0005]然而，上述做法仅能满足低温工艺(300°C以下)的要求，而无法满足高温工艺(300°C以上)的要求，其主要会出现以下两个问题:
[0006]其一，针对高温工艺，冷泵仍然会出现冷板升温问题，导致冷泵再生频繁，从而降低了工艺效率。
[0007]其二，在进行工艺的过程中，需要进行腔室烘烤(Bakeout)，即，通过关闭腔室冷却水使腔室壁的温度升高，从而使腔室壁、腔室内的工艺组件壁上的水分以及腔室内的水蒸汽在高温条件下脱离，并由冷泵抽走。因此，在进行腔室烘烤时，来自腔室壁的热量会传递至冷泵，这同样会导致一级、二级冷板升温过快，造成冷泵再生频繁，从而降低了工艺效率。
【发明内容】
[0008]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种冷泵以及半导体加工设备，其可以解决低温、高温工艺以及腔室烘烤的过程中出现的冷板升温问题，从而可以降低冷泵再生的频率，保证冷泵正常工作。
[0009]为实现本发明的目的而提供一种冷泵，用于对反应腔室进行抽真空，其包括泵体和转接板，所述转接板位于所述反应腔室与所述泵体之间，且分别与二者固定连接，并且在所述转接板上设置有通孔，所述通孔分别与所述反应腔室的排气口和所述泵体的进气口相连通；并且，在所述转接板内还设置有冷却通道，通过向所述冷却通道内通入冷媒介质对所述转接板进行冷却。
[0010]优选的，所述冷却通道包括环绕所述通孔设置的环形通道。
[0011]优选的，所述环形通道的内径不小于所述泵体的进气口直径。
[0012]优选的，所述环形通道的内径的取值范围在198?300mm。
[0013]优选的，所述环形通道的内径为210mm。
[0014]优选的，所述转接板的厚度的取值范围在15?50mm。
[0015]优选的，所述转接板的厚度为30mm。
[0016]优选的，所述环形通道的横截面的直径为6.25mm或者9.53mm。
[0017]优选的，所述冷媒介质包括冷却水，所述冷却水在所述冷却通道内的流速大于3L/min0
[0018]作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，其包括反应腔室和用于对所述反应腔室进行抽真空的冷泵，所述冷泵采用了本发明提供的上述冷泵。
[0019]本发明具有以下有益效果:
[0020]本发明提供的冷泵，其在反应腔室与泵体之间设置有分别与二者固定连接的转接板，并且在该转接板内设置有冷却通道。在进行低温、高温工艺以及腔室烘烤的过程中，通过向该冷却通道内通入冷媒介质对转接板进行冷却，可以冷却来反应腔室朝向冷泵传递的热量，从而可以防止冷泵中的一级、二级冷板温度升高，进而可以降低冷泵再生的频率，保证冷泵正常工作，从而可以提高工艺效率。
[0021]本发明提供的半导体加工设备，其通过采用本发明提供的冷泵，可以解决低温、高温工艺以及腔室烘烤的过程中出现的冷板升温问题，从而可以降低冷泵再生的频率，保证冷泵正常工作，进而可以提高工艺效率。
【附图说明】
[0022]图1为现有的冷泵的结构示意图；
[0023]图2为挡板的俯视图；
[0024]图3A为本发明实施例提供的冷泵的局部剖视图；
[0025]图3B为沿图3A中A-A线的剖视图；
[0026]图4为本发明实施例提供的冷泵的转接板的剖视图；以及
[0027]图5为本发明实施例提供的另一种冷泵的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0028]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的冷泵以及半导体加工设备进行详细描述。
[0029]图3A为本发明实施例提供的冷泵的局部剖视图。图3B为沿图3A中A-A线的剖视图。请一并参阅图3A和图3B，冷泵3用于对反应腔室2进行抽真空，冷泵3包括泵体31和转接板32，其中，转接板32位于反应腔室2与泵体31之间，且分别与二者固定连接。在本实施例中，泵体31、转接板32和反应腔室2采用螺栓连接的方式连接在一起，如图3A所示，采用不锈钢螺栓4将泵体31、转接板32固定在反应腔室2的底部。
[0030]下面对转接板32的结构和功能进行