[发明专利]排气组件、半导体工艺设备和晶圆冷却控制方法

说明书

本发明提供一种排气组件，包括壳体、导气盒、阀板、第一驱动机构和第二驱动机构，导气盒设置在壳体内部的排气腔中；排气腔上形成有第一进气口和第一排气口，第一驱动机构用于驱动导气盒选择性地封闭第一进气口；导气盒上形成有第二进气口和第二排气口，且第二进气口形成在导气盒用于封闭第一进气口的表面上，且第二进气口位于第一进气口的投影内，第二驱动机构用于驱动阀板选择性地封闭第二进气口。在本发明中，控氧降温工艺和非控氧降温工艺所需的排气结构集成为同一排气组件，使冷却腔可以通过同一出气口实现控氧降温工艺和非控氧降温工艺中的排气功能，提高了排气结构的集成度。本发明还提供一种半导体工艺设备和一种晶圆冷却控制方法。

技术领域

本发明涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种排气组件、一种半导体工艺设备和一种晶圆冷却控制方法。

背景技术

立式炉设备的装载区(亦称微环境)，是晶圆进、出反应腔室的缓冲区域。在半导体工艺前，由机械手将晶圆放至装载区中的承载舟上，承载舟携带晶圆进入到反应腔室中进行工艺；半导体工艺完成后，承载舟再携带晶圆回到装载区中进行冷却；最后由机械手将冷却后的晶圆取出，等待进行下一个工序。

装载区因不同晶圆工艺要求的不同，可进入控氧降温模式和非控氧降温模式。在控氧降温模式中，装载区与外界大气隔离，通入大量的氮气(N₂)，在降低微环境温度的同时，保持装载区处于微正压的状态，同时降低装载区中气体的氧含量并维持在一定水平；在非控氧降温模式中，装载区直接与外界大气连通，通过大气与晶圆直接接触并换热的方式降低晶圆温度。

发明内容

本发明旨在提供一种排气组件、一种半导体工艺设备和一种晶圆冷却控制方法，该排气组件能够同时实现半导体工艺设备在控氧降温工艺和非控氧降温工艺中的排气功能，提高排气结构的集成度。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种排气组件，应用于半导体工艺设备的冷却腔，所述排气组件包括壳体、导气盒、阀板、第一驱动机构和第二驱动机构，所述壳体的内部具有排气腔，所述导气盒设置在所述排气腔中；所述排气腔上形成有第一进气口和第一排气口，所述第一进气口用于与所述冷却腔的出气口连接，所述第一驱动机构用于驱动所述导气盒运动，以通过所述导气盒的一侧表面选择性地封闭所述第一进气口；所述导气盒上形成有第二进气口和第二排气口，所述第二进气口形成在所述导气盒用于封闭所述第一进气口的表面上，所述第二进气口位于所述第一进气口在该表面上的投影内，所述第二驱动机构用于驱动所述阀板选择性地封闭所述第二进气口。

可选地，所述排气组件还包括隔板，所述隔板设置在所述壳体中，并将所述壳体的内腔分隔为匀气腔和所述排气腔，所述第一排气口形成在所述壳体上，所述第一进气口形成在所述隔板上，所述壳体上还形成有总进气口，所述第一进气口用于通过所述匀气腔及所述总进气口与所述冷却腔的出气口连接。

可选地，所述总进气口位于所述壳体的底壁上，所述隔板平行于所述壳体的顶壁设置在所述壳体的顶壁与底壁之间，所述第一驱动机构设置在所述壳体的顶壁上，所述第二进气口形成在所述导气盒的底壁上，所述第二驱动机构设置在所述导气盒的顶壁上。

可选地，所述第一驱动机构包括第一气缸，所述第二驱动机构包括第二气缸，所述第一气缸固定设置在所述壳体上，所述第一气缸的活塞杆与所述导气盒连接，所述第二气缸固定设置在所述导气盒上，所述第二气缸的活塞杆与所述阀板连接。

可选地，所述排气组件还包括环形密封垫，所述环形密封垫环绕所述第一进气口设置在所述隔板上，用于在所述第二驱动机构驱动所述阀板封闭所述第二进气口时，与所述阀板接触。

作为本发明的第二个方面，提供一种半导体工艺设备，包括冷却腔，所述半导体工艺设备还包括前面所述的排气组件，所述排气组件的第一进气口与所述冷却腔的出气口连接。