半导体工艺设备及其工艺腔室的制作方法

1.本申请涉及半导体制造领域，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备及其工艺腔室。

背景技术：

2.目前，在半导体工艺后段的钝化层(passivation layer)工艺中，铝垫(al pad)作为集成电路中的重要的一道工序，形成在金属互连层上端；其作为测试电性连接和封装的引线端，对后续的封装工艺起到承上启下的作用。在集成电路制造过程中，几乎所有的半导体器件在其制造过程都要使用铝垫(al pad)用于其后道金属互联，作为导线传递各器件的电信号，通过后续封装引线实现各器件的连接控制。

3.现有技术中采用物理气相沉积(physical vapor deposition，pvd)工艺制备铝薄膜。由于现有技术中仅靠沉积后的冷却工艺进行冷却，若机台端出现报警调度无法继续进行，导致晶圆停留在工艺腔室中，从而无法及时传输至冷却腔室进行冷却导致晶圆报废。现有技术中的处理方式为，当机台端出现报警时，一般采用人为方式对其进行处理，即手动将诸如晶圆等待加工工件传输至冷却腔室冷却，但是由于人为处理效率较低，无法保证时效(20分钟内)性，从而产生缺陷甚至会直接报废晶圆。

技术实现要素：

4.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工艺腔室，用以解决现有技术存在的由于晶圆冷却不及时造成报废的技术问题。

5.第一个方面，本申请实施例提供了一种工艺腔室，用于半导体工艺设备，包括：腔室本体、承载装置以及控温装置，其中，所述承载装置设置于所述腔室本体内，且所述承载装置包括基座及升降机构，所述基座用于承载待加工工件；所述升降机构用于带动所述待加工工件升降，以使所述待加工工件与所述基座分离或接触；所述控温装置包括有承载台，所述承载台设置于所述腔室本体内，用以在所述升降机构带动所述待加工工件与所述基座分离时，选择性移动至所述基座及所述待加工工件之间，并在所述升降机构带动所述待加工工件下降以承载待加工工件并对所述待加工工件的温度进行控制。

6.于本申请的一实施例中，所述控温装置还包括旋转轴及驱动结构，其中，所述旋转轴的第一部分位于所述腔室本体内，并且所述旋转轴的第一部分的顶端与所述承载台的边缘连接，所述旋转轴的第二部分位于所述腔室本体外；所述驱动结构设置于所述腔室本体外，并且与所述旋转轴的第二部分的底端传动连接，用于驱动所述旋转轴旋转以带动所述承载台移动。

7.于本申请的一实施例中，所述控温装置还包括设置在所述承载台以及所述旋转轴中的流体通道，所述流体通道位于所述承载台中的部分环绕排布，并且所述流体通道的入口端及出口端均设置于所述旋转轴的第二部分的底端，用于向所述流体通道导入或导出冷却介质。

8.于本申请的一实施例中，所述控温装置还包括设置于所述承载台内的测温组件，所述测温组件包括多个温度传感器及信号线，多个所述温度传感器顶面均与所述承载台的上表面平齐，或者多个所述温度传感器顶面均低于所述承载台的上表面；所述信号线的一端与多个所述温度传感器连接，另一端经由所述旋转轴的第二部分的底端导出。

9.于本申请的一实施例中，所述工艺腔室还包括有控制器，所述控制器与所述控温装置及所述基座内的加热器连接，用于获取所述测温组件的温度信号，并且根据所述温度信号控制所述冷却源及所述加热器的运行状态。

10.于本申请的一实施例中，所述控制器还用于控制所述冷却源导出所述流体通道内的冷却介质。

11.于本申请的一实施例中，所述腔室本体内还设置有暂存腔，所述旋转轴位于所述基座与所述暂存腔之间，所述暂存腔用于收纳所述承载台。

12.于本申请的一实施例中，所述升降机构包括多个升降杆，多个所述升降杆穿设于所述基座内，并且能相对于所述基座升降，以选择性带动所述待加工工件与所述基座分离。

13.于本申请的一实施例中，所述承载台上设置有避让结构，当所述控温装置向基座上方移动时，所述避让结构用于避免所述承载台与所述升降杆发生机械干涉。

14.第二个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括如第一个方面提供的工艺腔室。

15.本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：

16.本申请实施例通过在腔室本体内设置有控制装置，由于控温装置能及时对待加工工件进行冷却或加热，不仅可以实现快速对待加工工件进行温度进行控制，从而提高工艺速率；而且可以确保半导体工艺设备在任何情况下(包括半导体工艺设备报警中断时)均可以实现对待加工工件快速冷却或加热，从而避免人为处理时效低，导致待加工工件冷却不及时造成的待加工工件缺陷，从而大幅提高本申请实施例的良品率及产能。

17.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

18.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：

19.图1为本申请实施例提供的一种工艺腔室的剖视示意图；

20.图2为本申请实施例提供的一种承载台的横向剖视示意图；

21.图3为本申请实施例提供的另一种承载台的横向剖视示意图；

22.图4为本申请实施例提供的一种承载台在工艺腔室内移动状态示意图；

23.图5示出一种铝铜靶材在执行薄膜沉积工艺时的固溶体相图分析示意图；

24.图6示出现有技术中的一种工艺腔室的剖视示意图。

具体实施方式

25.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。

26.本技术领域技术人员可以理解，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。

27.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。

28.本申请实施例提供了一种工艺腔室，用于半导体工艺设备，该工艺腔室的结构示意图如图1所示，包括：腔室本体1、承载装置2以及控温装置3，其中，承载装置2设置于腔室本体1内，且承载装置2包括基座21及升降机构22，基座21用于承载待加工工件100；升降机构22用于带动待加工工件100升降，以使待加工工件100与基座21分离或接触；控温装置3包括有承载台31，承载台31设置于腔室本体1内，用以在升降机构22带动待加工工件100与基座21分离时，选择性移动至基座21及待加工工件100之间，并在升降机构22带动待加工工件100下降以承载待加工工件100并对待加工工件100的温度进行控制。

29.如图1所示，工艺腔室具体可以用于对待加工工件进行物理气相沉积工艺，待加工工件100具体可以是晶圆，但是本申请实施例并不以此为限。腔室本体1具何以采用铝材质制成的空腔结构，其内部用于容置承载装置2及待加工工件100，以用于对待加工工件100执行处理工艺。基座21可以设置于腔室本体1的底部，基座21的上表面可以用于承载待加工工件100，并且基座21内可以设置有加热器(图中未示出)以用于对待加工工件100进行加热。升降机构22具体可以设置于基座21内，用于带动待加工工件100与基座21的上表面分离或接触。承载台31具体可以设置于基座21的一侧，承载台31可以选择性移动至基座21的上方，例如承载台31可以采用平移的方式进行移动，但是本申请实施例并不以此为限。在实际应用时，半导体工艺设备的传输机构，例如传片机械手(图中未示出)可以将待加工工件100传输至腔室本体1内，并且放置于基座21上，基座21内的加热器可以以对待加工工件100进行加热以执行处理工艺。当执行完工艺或者半导体工艺设备报警时，则需要对待加工工件100进行冷却，升降机构22可以带动待加工工件100与基座21的上表面分离，此时承载台31可以移动至基座21与待加工工件100之间，升降机构22再将待加工工件100放置于承载台31上，承载台31可以对待加工工件100进行冷却。采用上述设计，不仅可以实现快速对待加工工件进行冷却，从而提高工艺速率；而且还可以在半导体工艺设备发生报警中断时能及时对待加工工件100进行冷却，从而避免由于人为处理时效较低而造成的待加工工件100缺陷。但是本申请实施例并不限定承载台31仅能对待加工工件100进行何种温度控制，本申请实施方式实例性地为冷却，在一些其它实施例中承载台31还可以对待加工工件100进行加热。

30.本申请实施例通过在腔室本体内设置有控制装置，由于控温装置能及时对待加工工件进行冷却或加热，不仅可以实现快速对待加工工件进行温度进行控制，从而提高工艺速率；而且可以确保半导体工艺设备在任何情况下(包括半导体工艺设备报警中断时)均可以实现对待加工工件快速冷却或加热，从而避免人为处理时效低，导致待加工工件冷却不及时造成的待加工工件缺陷，从而大幅提高本申请实施例的良品率及产能。

31.需要说明的是，本申请实施例并不限定工艺腔室具体进行何种工艺，例如工艺腔室还可以用于执行去气工艺、化学气相沉积工艺及刻蚀工艺等。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

32.于本申请的一实施例中，如图1所示，控温装置3还包括旋转轴32及驱动结构(图中未示出)，其中，旋转轴32的第一部分位于腔室本体1内，并且旋转轴32的第一部分顶端与承载台31的边缘连接，旋转轴32的底第二部分位于腔室本体1外；驱动结构设置于腔室本体1外，并且与旋转轴32的第二部分的底端传动连接，用于驱动旋转轴32旋转以带动承载台31移动。

33.如图1所示，旋转轴32具体采用金属材质制成的轴状结构。旋转轴32穿设于腔室本体1的底壁上，并且旋转轴32可以与腔室本体1的底壁密封连接，以确保腔室本体1内的真空状态，并且旋转轴32的第一部分位于腔室本体1内，而第二部分位于腔室本体1的底壁外。旋转轴32的第一部分的顶端可以高于基座21的上表面，承载台31边缘与旋转轴32的第一部分的顶端连接，由于承载台31偏置于旋转轴32的一侧，因此旋转轴32转动即可以实现承载台31的平移运动。驱动结构例如采用伺服电机，驱动结构具体设置于腔室本体1的外，并且驱动结构的输出轴与旋转轴32的第二部分的底端传动连接，驱动结构用于驱动旋转轴32旋转。采用上述设计，驱动结构设置于腔室本体1的外侧，以在腔室本体1的外对旋转轴32进行驱动，从而大幅节省腔室本体1内的空间。

34.需要说明的是，本申请实施例并不限定驱动结构的具体类型，例如驱动结构还可以采用步进电机或者摆动气缸。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

35.于本申请的一实施例中，如图1及图2所示，控温装置3还包括设置在承载台31以及旋转轴32中的流体通道33，流体通道33位于承载台31中的部分环绕排布，并且流体通道33的入口端及出口端均设置于旋转轴32的第二部分的底端，用于向流体通道33导入或导出冷却介质。

36.如图1及图2所示，承载台31具体采用金属材质制成的圆盘形结构，并且承载台31的边缘上还凸设有杆状的连接部311，该连接部311用于与旋转轴32的顶端连接，具体连接方式可以采用焊接或者螺栓连接的方式，但是本实施例并不限定具体连接方式。流体通道33的部分可以形成于承载台31内部，具体来说承载台31可以采用两个相对设置的圆盘，在两个圆盘相对的表面均开设有凹槽，然将两个圆盘焊接以形成承载台31，而凹槽则形成部分流体通道33。进一步的，旋转轴32内部可以形成部分流体通道33，流体通道33的入口端及出口端均设置于旋转轴32的第二部分的底端，以使得冷却源(图中未示出)可以由腔室本体1外经由旋转轴32向承载台31内导入或导出冷却介质，从而大幅节省腔室本体1内的空间占用。在实际应用时，由于待加工工件100在基座21上执行沉积工艺时，待加工工件100中间区域的温度高于边缘区域的温度，因此流体通道33与待加工工件100中间区域对应的位置可以设置为圆环形，以增加冷却面积，其余部分可以根据实际需求进行布局即可，具体参照如图2所示，但是本申请实施并不限定位于承载台31内的流体通道33具体布局。在一具体实施方式中，承载台31的具体厚度可以设置为14mm(毫米),承载台31的直径可以设置为330mm。流体通道33轴向截面具体可以为矩形或者其它形状，流体通道33的宽度设置为15mm(毫米)，高度设置为5mm。但是本申请实施例并不限定承载台31及流体通道33的具体规格，例如

承载台31的具体大小可以与待加工工件100对应设置，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整。

37.需要说明的是，本申请实施例并不限定控温装置3的具体类型，例如承载台31内可以设置有电热丝，以使得控温装置3还可以用于对待加工工件100进行加热。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

38.于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，控温装置3还包括设置于承载台31内的测温组件34，测温组件34与位于承载台31内的流体通道33层叠设置，并且测温组件34靠近承载台31的上表面。具体来说，测温组件34同样设置于承载台31内，并且为了避免流体通道33与测温组件34干扰，可以将测温组件34与流体通道33采用层叠的方式进行设置，即测温组件34与流体通道33分别设置于承载台31的两个横截面内。测温组件34可以靠近承载台31的上表面设置，以提高测温组件34的检测精确性。采用上述设计，由于设置测温组件34，可以实现对待加工工件100的温度进行监测，从而避免待加工工件100由于温度过高而产生缺陷。

39.于本申请的一实施例中，如图1及图3所示，测温组件34包括多个温度传感器341及信号线(图中未示出)，多个温度传感器341顶面均与承载台31的上表面平齐，或者多个温度传感器341顶面均低于承载台31的上表面；信号线的一端与多个温度传感器341连接，另一端经由旋转轴32的第二部分的底端导出。

40.如图1及图3所示，多个温度传感器341可以根据实际需要调整布局及数量，例如具体可以采用五个温度传感器341，其中承载台31的中心位置设置有一个温度传感器341，而其余四个温度传感器341均沿承载台31的周向均匀分布，并且与承载台31同心设置，从而进一步提高测温组件34的检测精确性。多个温度传感器341的信号线均可以穿设于旋转轴32内，并且信号线由旋转轴32的第二部分的底端导出，以便于与控制器连接。温度传感器341的探头顶面可以与承载台31的上表面平齐设置，以适用于接触式温度传感器；或者温度传感器341的探头顶面略低于承载台31的上表面，以适用于非接触式温度传感器，温度传感器341的设置方式可以避免影响待加工工件100在承载台31上的正常取放。采用上述设计，不仅可以提高测温组件34的检测精确性，而且还可以大幅提高适用性及适用范围。可选地，结合参照如图4所示，承载台31的上表面还内嵌有圆形的限位槽36，限位槽36的具体尺寸略大于待加工工件100尺寸以用限定待加工工件100位置，从而避免待加工工件100发生滑移。

41.需要说明的是，本申请实施例并不限定温度传感器341的具体数量及布局方式，例如温度传感器341可以根据待加工工件100的规格及工艺类型对应设置。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

42.进一步的，温度传感器341可以配置不同种类，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。其中，接触式的温度传感器最典型的是热敏电阻，由于其对温度敏感度很高，非常适合进行快速和灵敏测量的应用，而且尺寸小对于有空间要求的应用是有利的，这种传感器主要用于

?

200～500℃(摄氏度)温度范围内的温度测量。非接触式的温度传感器也非常适合用来测量热容量小或温度变化迅速的对象，例如红外温度传感器是利用辐射热效应，探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使传感器中检测温度的性能发生变化，红外温度传感器主要用于

?

500～1000℃范围内的温度测量；光纤温度传感器是将来自光源的光经过光纤送入调制器，待测参数温度与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如

光的强度、波长、频率及相位等)发生变化以形成调制的信号光，然后将该信号光再经过光纤送入调制器，经调制器解调后获得被测参数，其测温范围覆盖从室温到1800℃之间。本申请实施例可以采用上述各种类型的温度传感器，从而大幅提高了本申请实施例的适用性及适用范围，并且还可以有效降低应用及维护成本。

43.于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，工艺腔室还包括有控制器(图中未示出)，控制器与控温装置3及基座2内的加热器连接，用于获取测温组件34的温度信号，并且根据温度信号控制冷却源及加热器的运行状态。具体来说，控制器具体可以为半导体工艺设备的上位机或者单片机，本申请实施例并不以此为限。控制器可以与测温组件34及基座21内加热器连接，控制器可以获取测温组件34的温度信号，并且根据温度信号控制冷却源是否向流体通道33内导入冷却介质，或者控制基座21内的加热器运行功率，以实现对待加工工件100的温度进行控制。在一具体实施方式中，当半导体工艺设备出现报警时，此时腔室本体1内仍有待加工工件100，基座21可以下降至传片位，控制器可以控制承载台31移动至基座21上方，升降机构22下降以将待加工工件100放置于承载台31上，使得待加工工件100搭在承载台31上进行冷却，从而确保待加工工件100能快速冷却，进而降低待加工工件100由于缺陷而导致报废；同时测温组件34可实时监测待加工工件100的温度，以确保达到冷却效果，一般情况下待加工工件100温度从工艺时的270℃降温至100～150℃即可避免缺陷。当测温组件34检测到待加工工件100的温度较低时，升降机构22可以将带动待加工工件100上升，此时承载台31远离基座21的上方，升降机构22下降以将待加工工件100放置于基座21上，控制器可以控制加热器对待加工工件100进行加热，以便于执行后续工艺。采用上述设计，由于设置有控制器可以实现对待加工工件100温度的实现监测，从而大幅提高待加工工件100的良品率，并且还能大幅提高本申请实施例的自动化水平。

44.于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，控制器还用于控制冷却源导出流体通道33内的冷却介质。具体来说，当需要仅对待加工工件100的温度进行检测时，控制器可以控制冷却源将流体通道33内的冷却介质导出，该冷却介质具体采用水或者其它冷却介质，本申请实施例并不以此为限。控制器通过控制冷却源将流体通道33内的冷却介质导出，由于流体通道33内的冷却介质会影响测温准确性，所以将流体通道33内的冷却介质导出，然后将待加工工件100传输至承载台31，利用测温组件34对待加工工件100进行检测并且将温度信号发送至控制器，从而进一步提高测温组件34检测的精确性。

45.于本申请的一实施例中，如图4所示，腔室本体1内还设置有暂存腔4，旋转轴32位于基座21与暂存腔4之间，暂存腔4用于收纳承载台31。具体来说，腔室本体1的一侧形成有矩形暂存腔4，该暂存腔4可以与腔室本体1一体形成并且与腔室本体1内连通设置。暂存腔4例如与基座21并列设置，旋转轴32设置于基座21与暂存腔4之间，并且位于两者的左侧位置，以便于承载台31在两者之间移动。在执行工艺时，承载台31可以位于暂存腔4内，当需要对待加工工件100进行冷却及测温时，承载台31可以移动至基座21的上方，以便于对待加工工件100进行冷却及测温。采用上述设计，不仅可以避免承载台31与腔室本体1的其它部件发生机械干涉，而且还使得本申请实施例结构简单设计合理，从而大幅降低本申请实施例故障率以及延长使用寿命。

46.需要说明的是，本申请实施例并不限定暂存腔4的具体位置，例如暂存腔4可以设置于腔室本体1外周的任意位置，并且旋转轴32位于暂存腔4与基座21之间即可。因此本申

请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

47.于本申请的一实施例中，如图1所示，升降机构22包括多个升降杆221，多个升降杆221穿设于基座21内，并且能相对于基座21升降，以选择性带动待加工工件100与基座21分离。具体来说，多个升降杆221具体可以为三个，升降杆221具体穿设于基座21内，并且升降杆221可以相对于基座21升降，从而带动待加工工件100与基座21分离，升降杆221具体可与一伸缩缸(图中未示出)连接，伸缩缸用于驱动升降杆221升降，但是本申请实施例并不以此为限。在一其它实施例中，基座21也可以与一伸缩缸连接，伸缩缸用于驱动基座21升降。当需要待加工工件100与基座21分离时，还可以控制基座21下降以使得待加工工件100与基座21分离。采用上述设计，使得本申请实施例控制较为灵活，从而大幅提高本申请实施例的适用性及适用范围。

48.于本申请的一实施例中，如图1至图3所示，承载台31上设置有避让结构35，当控温装置3向基座21上方移动时，避让结构35用于避免承载台31与升降杆221发生机械干涉。具体来说，避让结构35具体可以是开设于承载台31上的多个缺口351，缺口351数量具体与升降杆221的数量对应设计，例如缺口351的数量可以是三个。缺口351的形状具体可以为弧形结构，并且其延伸方向可以与承载台31的移动方向对应设置。但是本申请实施例对此并不进行限定，例如当承载台31采用直线运动时，缺口351的形状则为直线形结构。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行设置。进一步的，由于设置有避让结构35，因此承载台31内的流体通道33需要与该避让结构35避开，从而使得本申请实施例的结构设计合理易用。采用上述设计，由于设置有避让结构35，能有效防止承载台31与升降机构22之间发生干涉，从而大幅降低故障率以及延长使用寿命。

49.为了进一步说明本申请实施例的有益效果，以下结合附图对一具体实施方式说明如下。

50.物理气相沉积工艺一般采用铝铜(alcu)靶材，即靶材内铝(al)纯度为99.999％，并且含有0.5％(质量比)的铜(cu)，靶材掺杂少量的铜可以使得沉积的铝薄膜具有更好的电迁移能力。如图5所示，根据铝铜固溶体相图分析，若在270℃下沉积的铝薄膜不能及时得到冷却，无法形成铝铜固溶体从而导致铜析出，对后道刻蚀工艺带来影响，出现部分刻蚀缺陷(partial ecth defect)，从而导致蚀刻不干净而形成残留，进而严重影响产品良率。另一方面，若沉积过程中温度过高还会产生诸如晶须缺陷(whiskers defect)及环形缺陷(ring map defect)等内联缺陷(inline defect)，严重的影响产品良率。

51.如图6所示，现有技术方中标准pvd工艺腔室包括磁控管201、靶材202、内衬203、盖环204及静电卡盘205，实际执行工艺时通常将静电卡盘205的温度设置为270℃，待加工工件100在静电卡盘205上，通过背吹压力导热保证待加工工件100的工艺温度与静电卡盘205一致以满足工艺温度需求。典型的铝垫(al pad)工艺包含以下几个工艺流程：首先将待加工工件100传进机台内进行去气(degas)以去除吸附在待加工工件100表面的污染物(水挥发性有机物等)，从而增加薄膜粘附性；再进行预清洁(preclean)以去除金属表面的氧化物，保证互连线接触良好；在进行预冷却(pre

?

cool)之后进入工艺腔室进行铝薄膜沉积，沉积氮化钽(tan)薄膜以用作阻挡层，沉积铝薄膜以用作导电层；最后再进行后冷却(post

?

cool)步骤形成铝铜固溶体以减少缺陷生产。

52.通常铝薄膜沉积后的后冷却(post

?

cool)步骤十分重要，若铝薄膜不能及时得到

冷却则无法形成铝铜固溶体，导致铜析出造成上述各种缺陷。现有处理方式为，若出现报警机台中断需要人为处理，若无法保证时效(20分钟内)则会产生铜析出缺陷会直接报废待加工工件，造成极大风险。由于现有的工艺腔室中未涉及对铜析出缺陷进行优化的装置，仅靠沉积后的后冷却步骤进行快速冷却，若机台端出现报警，调度无法继续进行，此时待加工工件依旧停留在工艺腔室中，由于工艺腔室内温度较高会使待加工工件100产生铜析出导致产品报废。同时，现有结构无法探测沉积铝薄膜后的待加工工件100的温度，无法评估沉积过程中温度且无法及时调整温度，从而会造成待加工工件产生上述各种缺陷。由此可见，本申请上述实施例完美解决的该技术问题，即在任何情况下都可以及时的对待加工工件的温度进行控制，而且还能实时监测待加工工件的温度，避免工艺过程中导致待加工工件产生缺陷。

53.基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括如上述各实施例提供的工艺腔室。

54.应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

55.本申请实施例通过在腔室本体内设置有控制装置，由于控温装置能及时对待加工工件进行冷却或加热，不仅可以实现快速对待加工工件进行温度进行控制，从而提高工艺速率；而且可以确保半导体工艺设备在任何情况下(包括半导体工艺设备报警中断时)均可以实现对待加工工件快速冷却或加热，从而避免人为处理时效低，导致待加工工件冷却不及时造成的待加工工件缺陷，从而大幅提高本申请实施例的良品率及产能。

56.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

57.在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

58.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

59.在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

60.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

61.以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。技术特征：

1.一种工艺腔室，用于半导体工艺设备，其特征在于，包括：腔室本体、承载装置以及控温装置，其中，所述承载装置设置于所述腔室本体内，且所述承载装置包括基座及升降机构，所述基座用于承载待加工工件；所述升降机构用于带动所述待加工工件升降，以使所述待加工工件与所述基座分离或接触；所述控温装置包括有承载台，所述承载台设置于所述腔室本体内，用以在所述升降机构带动所述待加工工件与所述基座分离时，选择性移动至所述基座及所述待加工工件之间，并在所述升降机构带动所述待加工工件下降以承载待加工工件并对所述待加工工件的温度进行控制。2.如权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述控温装置还包括旋转轴及驱动结构，其中，所述旋转轴的第一部分位于所述腔室本体内，并且所述旋转轴的第一部分的顶端与所述承载台的边缘连接，所述旋转轴的第二部分位于所述腔室本体外；所述驱动结构设置于所述腔室本体外，并且与所述旋转轴的第二部分的底端传动连接，用于驱动所述旋转轴旋转以带动所述承载台移动。3.如权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，所述控温装置还包括设置在所述承载台以及所述旋转轴中的流体通道，所述流体通道位于所述承载台中的部分环绕排布，并且所述流体通道的入口端及出口端均设置于所述旋转轴的第二部分的底端，用于向所述流体通道导入或导出冷却介质。4.如权利要求3所述的工艺腔室，其特征在于，所述控温装置还包括设置于所述承载台内的测温组件，所述测温组件包括多个温度传感器及信号线，多个所述温度传感器顶面均与所述承载台的上表面平齐，或者多个所述温度传感器顶面均低于所述承载台的上表面；所述信号线的一端与多个所述温度传感器连接，另一端经由所述旋转轴的第二部分的底端导出。5.如权利要求4所述的工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室还包括有控制器，所述控制器与所述控温装置及所述基座内的加热器连接，用于获取所述测温组件的温度信号，并且根据所述温度信号控制所述冷却源及所述加热器的运行状态。6.如权利要求5所述的工艺腔室，其特征在于，所述控制器还用于控制所述冷却源导出所述流体通道内的冷却介质。7.如权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，所述腔室本体内还设置有暂存腔，所述旋转轴位于所述基座与所述暂存腔之间，所述暂存腔用于收纳所述承载台。8.如权利要求1至7的任一所述的工艺腔室，其特征在于，所述升降机构包括多个升降杆，多个所述升降杆穿设于所述基座内，并且能相对于所述基座升降，以选择性带动所述待加工工件与所述基座分离。9.如权利要求8所述的工艺腔室，其特征在于，所述承载台上设置有避让结构，当所述控温装置向基座上方移动时，所述避让结构用于避免所述承载台与所述升降杆发生机械干涉。10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括如权利要求1至9的任一所述的工艺腔室。

技术总结

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备及其工艺腔室。该工艺腔室包括：腔室本体、承载装置以及控温装置，其中，承载装置设置于腔室本体内，且承载装置包括基座及升降机构，基座用于承载待加工工件；升降机构用于带动待加工工件升降，以使待加工工件与基座分离或接触；控温装置包括有承载台，承载台设置于腔室本体内，用以在升降机构带动待加工工件与基座分离时，选择性移动至基座及待加工工件之间，并在升降机构带动待加工工件下降以承载待加工工件并对待加工工件的温度进行控制。本申请实施例实现了快速对晶圆进行冷却，从而提高工艺速率，并且避免人为处理时效低导致晶圆冷却不及时造成的晶圆缺陷。时造成的晶圆缺陷。时造成的晶圆缺陷。

技术研发人员：黄其伟 常青

受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司

技术研发日：2020.12.17

技术公布日：2021/5/14