[发明专利]托架机构及反应腔室

说明书

本发明提供一种托架机构及反应腔室，托架机构包括托盘和托架臂，其中，托盘用于承载遮蔽盘，且能移动至位于反应腔室内的基座上方的遮蔽位置，或者移动至远离基座的非遮蔽位置，托盘中设有第一冷却通道；托架臂与托盘连接，且托架臂中设有第二冷却通道，第二冷却通道与第一冷却通道相连通。本发明提供的托架机构及反应腔室能够对遮蔽盘进行冷却，以减少反应腔室中气体和杂质的产生，提高晶片的薄膜沉积工艺质量，减少设备的等待时间，提高设备的利用率，避免石英窗破裂或密封变差，以增强腔室的密封性。

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，具体地，涉及一种托架机构及反应腔室。

背景技术

在物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)工艺中，由于等离子体对靶材的轰击会产生大量热量，导致反应腔室以及反应腔室内的工艺组件(Process Kit)迅速升温，而过高的温度，会导致反应腔室内的工艺组件释放出气体和杂质，导致晶片(Wafer)在薄膜沉积后会产生柱状凸起缺陷(Whisker Defect)。

现有技术中，反应腔室内除遮蔽盘(Shutter Disk)组件外，其他均已实现水冷控温功能，使晶片在薄膜沉积后产生柱状凸起缺陷得到明显的改善，但是，遮蔽盘在工艺中的使用频率很高，不仅在工艺设备进行周期性维护(Periodic Maintenance，PM)后，需要使用托盘将遮蔽盘(Shutter Disk)从存放遮蔽盘的库里移入腔室，并放置在基座的顶针(Pin)上，遮蔽基座进行沉积工艺，以清除腔室内由于维护带来的污染，还在腔室空闲(Idle)时间过长或已沉积一定数量的晶片时，需要将遮蔽盘移入腔室进行暖腔(Warm up)或自动清洁腔室(Auto-clean)的工艺，保证在生产过程中，腔室具备正常工艺条件且减少沉积过程中颗粒污染的问题。

这就使得遮蔽盘成为反应腔室中一个明显的热源，不仅会导致反应腔室内的工艺组件释放出气体和杂质，还会在对工艺设备进行维护后，影响反应腔室本底真空和压升率，增加反应腔室的恢复时间，影响设备的正常运行时间(Uptime)，另外，存放遮蔽盘的库里的石英观察窗频繁经受冷热的影响，会导致石英窗破裂或密封变差，使反应腔室真空不达标，影响正常工艺。所以对于遮蔽盘的冷却就成为本领域技术人员亟需解决的一个问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种托架机构及反应腔室，其能够对遮蔽盘进行冷却，以减少反应腔室中气体和杂质的产生，提高晶片的薄膜沉积工艺质量，减少设备的等待时间，提高设备的利用率，避免石英窗破裂或密封变差，以增强腔室的密封性。

为实现本发明的目的而提供一种托架机构，所述托架机构包括：

托盘，所述托盘用于承载遮蔽盘，且能移动至位于反应腔室内的基座上方的遮蔽位置，或者移动至远离所述基座的非遮蔽位置，所述托盘中设有第一冷却通道；

托架臂，所述托架臂与所述托盘连接，且所述托架臂中设有第二冷却通道，所述第二冷却通道与所述第一冷却通道相连通。

优选的，所述第一冷却通道包括多个冷却子通道，多个所述冷却子通道在所述托盘中间隔分布，且多个所述冷却子通道相互连通。

优选的，多个所述冷却子通道在所述托盘的承载面上的正投影形状为环形，且沿所述托盘的承载面的径向间隔设置。

优选的，所述第一冷却通道还包括入口通道、出口通道和连接通道，其中，所述连接通道用于将多个所述冷却子通道连通；所述入口通道的第一端与任意一个所述冷却子通道连通；所述出口通道的第一端与任意一个所述冷却子通道连通。

优选的，所述第二冷却通道包括引入通道和导出通道，所述入口通道的第二端与所述引入通道连通，所述出口通道的第二端与所述导出通道连通。