[发明专利]一种半导体设备中的温控装置及半导体设备

说明书

本发明公开了一种半导体设备中的温控装置及半导体设备，所述温控装置用于控制反应基座的温度，所述温控装置包括：液体温度控制装置，用于承载温控液体并控制温控液体的温度，驱动温控液体在温控管路中流动；其中，温控管路包括进液管路、基座管路、出液管路；基座管路设置在反应基座中；进液管路，连通基座管路和液体温度控制装置，且进液管路上设有第一控制阀；出液管路，连通基座管路和液体温度控制装置，且出液管路上设有第二控制阀；分离缓存装置，连通出液管路，用于缓存温控液体。本发明的有益效果在于，同时保证了反应基座的温度稳定性和液体温度控制装置的换液易操作性。

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，更具体地，涉及一种半导体设备中的温控装置及半导体设备。

背景技术

化学气相沉积工艺是将多种工艺气体在一定温度、一定压力下通过化学反应的方式镀膜或者刻蚀的一种工艺方式。参照图1，为当前集成电路低温制造工艺采用的基座控温系统。硅片2作为反应原料，在进行化学气相沉积低温工艺时利用反应基座3作为硅片2的承载结构，通过液体温度控制装置6将控温液体从进液管路4，经反应基座3和出液管路5回到液体温度控制装置6，利用液体传给反应基座3的热量，再传导给硅片2，使工艺气体在一定温度下发生反应，并在硅片2上沉积成薄膜或与硅片2表面物质反应，使该物质被去除，最终完成化学气相沉积工艺。因此反应基座3加热的稳定性和均匀性直接影响工艺结果的稳定性和均匀性。反应基座3控温的关键是保证液体温度控制装置6控制液体温度稳定和进液管路4、出液管路5的保温性，减少热量损失。

目前，为了使反应基座3温度控制更加精确，会将液体温度控制装置6放置在机台设备附近，考虑到机台占地面积，液体温度控制装置6一般使用尺寸较小、控温能力较强的设备，保证反应基座3和硅片2温度的稳定控制，最终达得到优质的工艺结果。这种液体温度控制装置6尺寸较小，一般都只有一个水箱，且不具备自动回液功能。液体温度控制装置6在使用一段时间后需要维护更换内部液体，保证加热稳定性。液体温度控制装置6与反应基座3一般通过进液管路4、出液管路5直接连接，或中间有对接插头，在维护时需要将反应基座3和液体温度控制装置6中的液体都清理干净后更换，在液体温度控制装置6中灌入新的液体。目前更换采用人工方式，先将液体温度控制装置6关闭，再将液体管路拆卸，基座中的液体在重力作用下流出，放置到回收装置中。

同时，工艺工作一段时间也会对反应基座3进行高温加热，去除附着在反应基座3上的颗粒等副产物，保证工艺的重复性，因加热温度高，需要将反应基座3内部的液体清理干净后才能进行加热实验，因此也需要经常有拆装放液的操作。

上述方案的缺点有：

1、由于增加人工操作，维护不安全，易造成液体飞溅，对净化间使用不利；

2、拆装进出水管路来排出基座后在对接，若密封不好，会出现漏液情况，影响工艺，也会对净化间造成污染。

因此该方案不利于在半导体厂人工操作使用，对操作人员和环境都会造成一定影响。

另一种方案是选用具有控制回液功能的液体温度控制装置6，参照图2，一般该设备会将水箱划分为两个部分，一个部分用于控温使用，另一个部分用于回液时存储使用，因此水箱尺寸会较大，机台附近无法放置，需要放到距离较远的设备区。

该方案的缺点在于由于水箱尺寸较大，该液体温度控制装置6一般放置在距离机台较远的位置，进液管路4、出液管路5较长，在液体循环过程中会有热量损失，不利于液体温度控制装置6快速响应控温，会对反应基座3温度稳定造成一定影响，不利于工艺重复性和稳定性。

因此，如何保证反应基座3的温度稳定性，同时使得液体温度控制装置6能够更好的进行换液工作是目前面临的主要问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种半导体设备中的温控装置及半导体设备，解决保证反应基座的温度稳定性和液体温度控制装置的换液易操作性不能兼顾的问题。