一种晶圆冷却腔的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种晶圆冷却腔，所述晶圆冷却腔体结构至少包括：腔体，所述腔体包括上腔体及下腔体，所述上腔体设置有多个用于晶圆冷却的冷却盘，所述下腔体设置有多个放置盘状工作件的支架，所述上腔体与下腔体之间通过阻挡板隔断。本实用新型的晶圆冷却腔设计有多个晶圆冷却盘，能同时对多片晶圆进行冷却处理，提高了HDP制程的产能。将静电盘遮盖片放置在晶圆的下方，并在静电盘遮盖片和晶圆中间设置阻挡板，有效避免静电盘遮盖片上的污染物对晶圆的损伤造成报废，提高良品率。
【专利说明】-种晶圆冷却腔
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及半导体设备领域，特别是涉及一种晶圆冷却腔。
【背景技术】
[0002] 在 CVD(Chemical Vapor Deposition 化学气相沉积）机台中，HDP 制程（High Density Plasma高密度等离子体）是一种高温工艺过程。HDP制程中，晶圆从工作腔体中 出来时一般温度在400°C左右，需要再经过冷却腔将温度冷却至一定范围才可以传出来，进 行后续操作。正是由于从工作腔体里面出来的晶圆需要进行冷却，因此需要在HDP机台中 设计一个晶圆冷却盘；同时HDP机台中在对工作腔体进行制程清洁时，需要在静电盘（ESC) 的表面盖上一个静电盘遮盖片（PEC)，使静电盘在NF3的清洁过程中，高频电流不会对静电 盘造成损伤，所以还需要设计一个静电盘遮盖片放置架。
[0003] 如图1所示为现有晶圆冷却腔1，HDP机台中的晶圆冷却腔1是一个四层的架子， 晶圆冷却盘12和静电盘遮盖片放置架11叠放在一起。其中，静电盘遮盖片放置架11安放 在晶圆冷却腔1的上三层；而晶圆冷却盘12放置在晶圆冷却腔1的最下面一层。晶圆冷却 腔1的中间都是空的，便于机械手臂取放晶圆3和静电盘遮盖片2。
[0004] 当HDP机台中工作腔体需要做高频清洁时，静电盘遮盖片2要传到工作腔体中去 遮盖静电盘并保护静电盘。当工作腔体清洁完成后，静电盘遮盖片2会从工作腔体中传回 静电盘遮盖片放置架11上，静电盘遮盖片2背面有时会从工作腔体中带出一些污染物颗 粒，由于晶圆3在冷却腔体里面做冷却时是放在静电盘遮盖片放置架11下面的，所以偶尔 会有一些污染颗粒从静电盘遮盖片2的背面掉到晶圆3表面，污染晶圆3,造成晶圆3的报 废，虽然月度保养时会对静电盘遮盖片2做定期的清洁，单每个月仍有平均2. 5片晶圆3是 由于这种原因造成报废。
[0005] HDP制程的产能是比较低的，每天每个工作腔体大概生产150片晶圆，因此需要把 每一个部分的效率发挥到极致。对于HDP机台来说，晶圆冷却腔1就是一个瓶颈，每片晶圆 的冷却时间是60s左右，它每次只能处理一片晶圆的冷却，这样会导致从工作腔体出来的 下一片晶圆必须等到晶圆冷却腔1体里面的晶圆出来才可以传进去冷却，影响了整个机台 的生产效率。
[0006] 因此，如何减少静电盘遮挡片上污染颗粒对晶圆的伤害以及如何提高HDP制程的 产能，从整体上提高HDP制程的效率和良品率是本领域的技术人员亟待解决的问题之一。 实用新型内容
[0007] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种新型晶圆冷却 腔，用于解决现有技术中晶圆冷却过程中受污染报废及HDP机台产能低下的问题。
[0008] 为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种晶圆冷却腔，所述晶圆冷 却腔体结构至少包括：腔体，所述腔体包括上腔体及下腔体，所述上腔体设置有多个用于晶 圆冷却的冷却盘，所述下腔体设置有多个放置盘状工作件的支架，所述上腔体与下腔体之 间通过阻挡板隔断。
[0009] 优选地，所述晶圆冷却腔的材质为不锈钢金属。
[0010] 优选地，所述腔体为长方体结构。
[0011] 优选地，所述腔体设置有用于所述晶圆及所述盘状工作件出入的开口。
[0012] 优选地，冷却盘的数量设定为不少于3个，所述支架的数量设定为不少于3个。
[0013] 优选地，相邻的两个冷却盘之间的距离设定为6. 5mm?7. 5mm。
[0014] 优选地，相邻的两个支架之间的距离设定为7mm?8_。
[0015] 优选地，所述支架为框体结构。
[0016] 优选地，最下层的所述冷却盘和最上层的所述支架之间的距离设定为7mm?9mm。
[0017] 优选地，所述盘状工作件为静电盘遮盖片。
[0018] 如上所述，本实用新型的晶圆冷却腔，具有以下有益效果：
[0019] 本实用新型的晶圆冷却腔设计有多个晶圆冷却盘，能同时对多片晶圆进行冷却处 理，提高了 HDP制程的产能。将静电盘遮盖片放置在晶圆的下方，并在静电盘遮盖片和晶圆 中间设置阻挡板，有效避免静电盘遮盖片上的污染物对晶圆的损伤造成报废，提高良品率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1显示为现有技术中的晶圆冷却腔示意图。
[0021] 图2显示为本实用新型的晶圆冷却腔示意图。
[0022] 图3显示为本实用新型的支架截面示意图。
[0023] 元件标号说明
[0024] 1 晶圆冷却腔
[0025] 11静电盘遮盖片放置架
[0026] 12晶圆冷却盘
[0027] 2 静电盘遮盖片
[0028] 3 晶圆
[0029] 4 晶圆冷却腔
[0030] 41冷却盘
[0031] 42 支架
[0032] 43阻挡板
[0033] H1相邻冷却盘之间的距离
[0034] H2相邻支架之间的距离
[0035] H3缓冲层的高度
【具体实施方式】
[0036] 以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说 明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另 外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应 用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0037] 请参阅图2及图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明 本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时 的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改 变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0038] 如图2所示，本实用新型提供一种晶圆冷却腔4,所述晶圆冷却腔4至少包括：腔 体，所述腔体包括上腔体及下腔体，所述上腔体设置有多个用于晶圆3冷却的冷却盘41，所 述下腔体设置有多个放置盘状工作件的支架42,所述上腔体与下腔体之间通过阻挡板43 隔断。
[0039] 在本实施例中，所述盘状工作件为静电盘遮盖片2。
[0040] 在本实施例中，所述晶圆冷却腔4的材质优选为不锈钢金属。
[0041] 在本实施例中，所述腔体为长方体结构，且所述腔体设置有用于所述晶圆3及所 述静电盘遮盖片2出入的开口，用于所述晶圆3及所述静电盘遮盖片2的拾取和放置。
[0042] 所述冷却盘41的数量设定为不少于3个。如图2所示，在本实施例中，所述冷却 盘41的数量为3个。3个所述冷却盘41能同时对3片晶圆3进行冷却处理，如果平均每片 节省9s，也就是说，每片晶圆可以少等9s，按每天生产450片晶圆计算就是少等了 4050s， 相当于多出了 1个多小时的产能，这样每天能多生产出21. 09片晶圆，效益大大提高。相邻 的两个冷却盘41之间的距离H1设定为6. 5mm?7. 5mm。如图2所示，在本实施例中，相邻 的两个冷却盘41之间的距离H1设定为7. 5mm，最上层的所述冷却盘41到所述腔体的顶层 的距离设定为7mm。所述冷却盘41上贴放着所述晶圆3,用于起冷却晶圆3的作用。
[0043] 所述支架42的数量设定为不少于3个。如图2所示，在本实施例中，所述支架42 的数量优选为3个。相邻的两个支架42之间的距离H2设定为7mm?8mm。如图2所示，在 本实施例中，相邻的两个支架42之间的距离H2设定为8mm。所述支架42为框体结构。如 图3所示，在本实施例中，所述框体结构为一侧开口的环状结构，便于所述静电盘遮盖片2 的取放。
[0044] 最下层的所述冷却盘41和最上层的所述支架42之间的距离设定H3为7mm?9mm。 最下层的所述冷却盘41和最上层的所述支架42之间的空间称为缓冲层，如图2所示，在本 实施例中，所述缓冲层的高度H3设定为9mm。在所述缓冲层的中间设置有阻挡板43,所述 阻挡板43可有效隔断所述静电盘遮盖片2上的污染物对所述晶圆3的污染，避免晶圆3受 污染而报废，提高了晶圆3的良品率，进而提高了产量。
[0045] 综上所述，本实用新型的晶圆冷却腔至少包括：腔体，所述腔体包括上腔体及下 腔体，所述上腔体设置有多个用于晶圆冷却的冷却盘，所述下腔体设置有多个放置盘状工 作件的支架，所述上腔体与下腔体之间通过阻挡板隔断。本实用新型的晶圆冷却腔中设置 多个冷却盘，能同时对多片晶圆进行冷却处理，以本实施例中设置3个冷却盘为例，如果平 均每片节省9s，也就是说，每片晶圆可以少等9s，按每天生产450片晶圆计算就是少等了 4050s，相当于多出了 1个多小时的产能，这样每天能多生产出21. 09片晶圆，HDP制程的产 能和效益大大提高；此外，本实用新型的晶圆冷却腔中，晶圆放置于静电盘遮盖片的上方就 避免了静电盘遮盖片上的污染物掉落到晶圆上的情况，同时，在放置晶圆的冷却盘和放置 静电盘遮盖片的支架之间设置阻挡板，进一步减少静电盘遮盖片上污染物对晶圆的损伤， 避免晶圆受不必要的损伤，提高晶圆良率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种 缺点而具高度产业利用价值。
[0046] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新 型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行 修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精 神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1. 一种晶圆冷却腔，其特征在于，所述晶圆冷却腔体结构至少包括：腔体，所述腔体包 括上腔体及下腔体，所述上腔体设置有多个用于晶圆冷却的冷却盘，所述下腔体设置有多 个放置盘状工作件的支架，所述上腔体与下腔体之间通过阻挡板隔断。
2. 根据权利要求1所述的晶圆冷却腔，其特征在于：所述晶圆冷却腔的材质为不锈钢 金属。
3. 根据权利要求1所述的晶圆冷却腔，其特征在于：所述腔体为长方体结构。
4. 根据权利要求1所述的晶圆冷却腔，其特征在于：所述腔体设置有用于所述晶圆及 所述盘状工作件出入的开口。
5. 根据权利要求1所述的晶圆冷却腔，其特征在于：所述冷却盘的数量设定为不少于3 个，所述支架的数量设定为不少于3个。
6. 根据权利要求1所述的晶圆冷却腔，其特征在于：相邻的两个冷却盘之间的距离设 定为 6. 5mm ?7. 5mm〇
7. 根据权利要求1所述的晶圆冷却腔，其特征在于：相邻的两个支架之间的距离设定 为 7mm ?8mm η
8. 根据权利要求1所述的晶圆冷却腔，其特征在于：所述支架为框体结构。
9. 根据权利要求1所述的晶圆冷却腔，其特征在于：最下层的所述冷却盘和最上层的 所述支架之间的距离设定为7mm?9mm。
10. 根据权利要求1所述的晶圆冷却腔，其特征在于：所述盘状工作件为静电盘遮盖 片。
【文档编号】H01L21/67GK203910769SQ201420340679
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】吴新江, 曹涯路, 桂鹏 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司