冷泵以及半導(dǎo)體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種冷泵以及半導(dǎo)體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體加工設(shè)備通常對(duì)反應(yīng)腔室的真空度有嚴(yán)格的要求。例如，針對(duì)物理氣相沉積設(shè)備(Physical Vapor Deposit1n, PVD),其要求反應(yīng)腔室的真空度達(dá)到10_8Torr。通常，需要借助冷泵(Cryo-pump)對(duì)反應(yīng)腔室進(jìn)行抽真空。
[0003]冷泵是利用冷凝的原理，通過(guò)吸附反應(yīng)腔室內(nèi)的特定氣體來(lái)達(dá)到提升反應(yīng)腔室的真空度的目的。圖1為現(xiàn)有的冷泵的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，冷泵設(shè)置在反應(yīng)腔室14的底部，且位于與反應(yīng)腔室14的排氣口相對(duì)應(yīng)的位置處。該冷泵包括泵體10、一級(jí)冷板11和二級(jí)冷板12。其中，一級(jí)冷板I設(shè)置在泵體10內(nèi)的頂部，其在工作狀態(tài)下的溫度一般在100?120K，用于冷凝自反應(yīng)腔室14的排氣口排出的水蒸汽；二級(jí)冷板12設(shè)置在泵體10內(nèi)，且位于一級(jí)冷板I的下方，其在工作狀態(tài)下的溫度一般在10?20K，主要用于冷凝自反應(yīng)腔室14的排氣口排出的氮?dú)?、氬氣和氧氣，并且，在二?jí)冷板12上還設(shè)置有活性炭，用于吸附氫氣、氦氣和氖氣。在冷泵對(duì)反應(yīng)腔室14進(jìn)行抽真空的過(guò)程中，自反應(yīng)腔室14的排氣口排出的氣體分子在接觸到溫度足夠低的冷板表面時(shí)，會(huì)被冷凝且保持在低蒸汽壓力的狀態(tài)之下，從而可以有效阻止排出的氣體返回反應(yīng)腔室14，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)腔室處于高真空狀態(tài)。
[0004]此外，由于冷板的溫度會(huì)隨著工藝時(shí)間的積累逐漸升高，這不僅導(dǎo)致冷泵的抽氣速度降低，而且聚集在冷板上的大量固態(tài)水、氬、氮和氧等會(huì)因溫度的升高而重新返回反應(yīng)腔室內(nèi)，從而使冷泵的整體效率下降，或者需要進(jìn)行冷泵再生。為此，常用的一種做法為:在反應(yīng)腔室內(nèi)，且位于靠近排氣口上方的位置處設(shè)置有擋板13，如圖2所示，擋板13用于阻擋反應(yīng)腔室內(nèi)的光源或者反射光直接輻射冷板，從而可以在一定程度上解決了工藝過(guò)程中出現(xiàn)的冷板升溫的問(wèn)題，進(jìn)而可以減少冷泵再生的頻率。
[0005]然而，上述做法僅能滿足低溫工藝(300°C以下)的要求，而無(wú)法滿足高溫工藝(300°C以上)的要求，其主要會(huì)出現(xiàn)以下兩個(gè)問(wèn)題:
[0006]其一，針對(duì)高溫工藝，冷泵仍然會(huì)出現(xiàn)冷板升溫問(wèn)題，導(dǎo)致冷泵再生頻繁，從而降低了工藝效率。
[0007]其二，在進(jìn)行工藝的過(guò)程中，需要進(jìn)行腔室烘烤(Bakeout)，即，通過(guò)關(guān)閉腔室冷卻水使腔室壁的溫度升高，從而使腔室壁、腔室內(nèi)的工藝組件壁上的水分以及腔室內(nèi)的水蒸汽在高溫條件下脫離，并由冷泵抽走。因此，在進(jìn)行腔室烘烤時(shí)，來(lái)自腔室壁的熱量會(huì)傳遞至冷泵，這同樣會(huì)導(dǎo)致一級(jí)、二級(jí)冷板升溫過(guò)快，造成冷泵再生頻繁，從而降低了工藝效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種冷泵以及半導(dǎo)體加工設(shè)備，其可以解決低溫、高溫工藝以及腔室烘烤的過(guò)程中出現(xiàn)的冷板升溫問(wèn)題，從而可以降低冷泵再生的頻率，保證冷泵正常工作。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種冷泵，用于對(duì)反應(yīng)腔室進(jìn)行抽真空，其包括泵體和轉(zhuǎn)接板，所述轉(zhuǎn)接板位于所述反應(yīng)腔室與所述泵體之間，且分別與二者固定連接，并且在所述轉(zhuǎn)接板上設(shè)置有通孔，所述通孔分別與所述反應(yīng)腔室的排氣口和所述泵體的進(jìn)氣口相連通；并且，在所述轉(zhuǎn)接板內(nèi)還設(shè)置有冷卻通道，通過(guò)向所述冷卻通道內(nèi)通入冷媒介質(zhì)對(duì)所述轉(zhuǎn)接板進(jìn)行冷卻。
[0010]優(yōu)選的，所述冷卻通道包括環(huán)繞所述通孔設(shè)置的環(huán)形通道。
[0011]優(yōu)選的，所述環(huán)形通道的內(nèi)徑不小于所述泵體的進(jìn)氣口直徑。
[0012]優(yōu)選的，所述環(huán)形通道的內(nèi)徑的取值范圍在198?300mm。
[0013]優(yōu)選的，所述環(huán)形通道的內(nèi)徑為210mm。
[0014]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)接板的厚度的取值范圍在15?50mm。
[0015]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)接板的厚度為30mm。
[0016]優(yōu)選的，所述環(huán)形通道的橫截面的直徑為6.25mm或者9.53mm。
[0017]優(yōu)選的，所述冷媒介質(zhì)包括冷卻水，所述冷卻水在所述冷卻通道內(nèi)的流速大于3L/min0
[0018]作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其包括反應(yīng)腔室和用于對(duì)所述反應(yīng)腔室進(jìn)行抽真空的冷泵，所述冷泵采用了本發(fā)明提供的上述冷泵。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明提供的冷泵，其在反應(yīng)腔室與泵體之間設(shè)置有分別與二者固定連接的轉(zhuǎn)接板，并且在該轉(zhuǎn)接板內(nèi)設(shè)置有冷卻通道。在進(jìn)行低溫、高溫工藝以及腔室烘烤的過(guò)程中，通過(guò)向該冷卻通道內(nèi)通入冷媒介質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)接板進(jìn)行冷卻，可以冷卻來(lái)反應(yīng)腔室朝向冷泵傳遞的熱量，從而可以防止冷泵中的一級(jí)、二級(jí)冷板溫度升高，進(jìn)而可以降低冷泵再生的頻率，保證冷泵正常工作，從而可以提高工藝效率。
[0021]本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過(guò)采用本發(fā)明提供的冷泵，可以解決低溫、高溫工藝以及腔室烘烤的過(guò)程中出現(xiàn)的冷板升溫問(wèn)題，從而可以降低冷泵再生的頻率，保證冷泵正常工作，進(jìn)而可以提高工藝效率。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為現(xiàn)有的冷泵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為擋板的俯視圖；
[0024]圖3A為本發(fā)明實(shí)施例提供的冷泵的局部剖視圖；
[0025]圖3B為沿圖3A中A-A線的剖視圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的冷泵的轉(zhuǎn)接板的剖視圖；以及
[0027]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種冷泵的局部剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明提供的冷泵以及半導(dǎo)體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0029]圖3A為本發(fā)明實(shí)施例提供的冷泵的局部剖視圖。圖3B為沿圖3A中A-A線的剖視圖。請(qǐng)一并參閱圖3A和圖3B，冷泵3用于對(duì)反應(yīng)腔室2進(jìn)行抽真空，冷泵3包括泵體31和轉(zhuǎn)接板32，其中，轉(zhuǎn)接板32位于反應(yīng)腔室2與泵體31之間，且分別與二者固定連接。在本實(shí)施例中，泵體31、轉(zhuǎn)接板32和反應(yīng)腔室2采用螺栓連接的方式連接在一起，如圖3A所示，采用不銹鋼螺栓4將泵體31、轉(zhuǎn)接板32固定在反應(yīng)腔室2的底部。
[0030]下面對(duì)轉(zhuǎn)接板32的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行