托盤冷卻裝置、方法、裝載腔和半導(dǎo)體設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種托盤冷卻裝置、方法、裝載腔和半導(dǎo)體設(shè)備，涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，減少了冷卻時間且無需大量用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。一種用于裝載腔的托盤冷卻裝置，所述裝載腔包括：片盒，連接于所述片盒的升降機(jī)構(gòu)，所述片盒包括鏤空的底板和兩個相對的側(cè)板，所述片盒的兩個側(cè)板上設(shè)置有多層托盤平臺，所述托盤冷卻裝置包括：設(shè)置于所述裝載腔底部的液體冷卻平臺，用于接觸所述片盒中的托盤。一種托盤冷卻方法，包括：將完成工藝后的托盤放置于片盒中的最下層托盤平臺上；升降機(jī)構(gòu)控制片盒下降，使所述托盤接觸液體冷卻平臺，對所述托盤進(jìn)行冷卻；將所述冷卻后的托盤放置于片盒中其他層中的空托盤平臺上。
【專利說明】托盤冷卻裝置、方法、裝載腔和半導(dǎo)體設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種托盤冷卻裝置、方法、裝載腔和半導(dǎo)體設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造中，例如沉積、刻蝕等工藝，通常使用托盤來放置基片，例如硅片、藍(lán)寶石晶片等，在完成工藝后，將托盤放置于裝載腔中的片盒內(nèi)，最后由人工取出，由于有大量的工藝需要幾百攝氏度的高溫環(huán)境，因此片盒中的托盤為高溫狀態(tài)，因此需要進(jìn)行托盤冷卻。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)為在裝載腔I的一側(cè)通過氣路口 5通入氮?dú)?，同時在另一側(cè)通過抽氣通道6抽氣，通過熱對流的方式對片盒2中的托盤進(jìn)行散熱，需要大量的氮?dú)膺M(jìn)行長時間的對流才能使托盤冷卻至理想溫度。熱傳遞的方式主要有三種:熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射，一般來說，熱傳導(dǎo)的傳熱效率 > 熱對流的傳熱效率 > 熱輻射的傳熱效率。因此通過熱對流的方式長時間通入氮?dú)鈦砝鋮s托盤的方式使得整個工藝的效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種托盤冷卻裝置、方法、裝載腔和半導(dǎo)體設(shè)備，減少了冷卻時間且無需大量用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一方面，提供一種用于裝載腔的托盤冷卻裝置，所述裝載腔包括:片盒，連接于所述片盒的升降機(jī)構(gòu)，所述片盒包括鏤空的底板和兩個相對的側(cè)板，所述片盒的兩個側(cè)板上設(shè)置有多層托盤平臺，所述托盤冷卻裝置包括:
[0007]設(shè)置于所述裝載腔底部的液體冷卻平臺，用于接觸所述片盒中的托盤。
[0008]具體地，所述液體冷卻平臺包括至少兩個內(nèi)部液體冷卻平臺，用于接觸所述片盒范圍內(nèi)的托盤；
[0009]所述至少兩個內(nèi)部液體冷卻平臺設(shè)置于所述片盒底板的鏤空處。
[0010]具體地，所述液體冷卻平臺還包括設(shè)置于所述片盒范圍外的外部液體冷卻平臺；
[0011]所述外部液體冷卻平臺設(shè)置于所述片盒后方，用于接觸從所述片盒后方露出的托盤。
[0012]另一方面，提供一種裝載腔，包括:片盒，連接于所述片盒的升降機(jī)構(gòu)，所述片盒包括鏤空的底板和兩個相對的側(cè)板，所述片盒的兩個側(cè)板上設(shè)置有多層托盤平臺，所述裝載腔還包括上述的托盤冷卻裝置。
[0013]具體地，所述裝載腔側(cè)壁設(shè)置有對射式激光傳感器。
[0014]另一方面，提供一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括上述的裝載腔。
[0015]具體地。所述半導(dǎo)體設(shè)備是沉積設(shè)備或刻蝕設(shè)備。
[0016]另一方面，提供一種托盤冷卻方法，用于上述的裝載腔，包括:
[0017]將完成工藝后的托盤放置于片盒中的最下層托盤平臺上；
[0018]升降機(jī)構(gòu)控制片盒下降，使所述托盤接觸液體冷卻平臺，對所述托盤進(jìn)行冷卻；
[0019]將所述冷卻后的托盤放置于片盒中其他層中的空托盤平臺上。
[0020]進(jìn)一步地，在所述將完成工藝后的托盤放置于片盒中的最下層托盤平臺上之前，還包括:
[0021]檢測片盒中最下層托盤平臺上是否有托盤；
[0022]若片盒中最下層托盤平臺上有托盤，則將所述最下層托盤平臺上的托盤放置于片盒其他層中的空托盤平臺上。
[0023]本發(fā)明提供的托盤冷卻裝置、方法、裝載腔和半導(dǎo)體設(shè)備，采用液體冷卻的方式對托盤進(jìn)行冷卻，對于傳熱效率來說，熱傳導(dǎo)的效率要高于熱對流的效率，因此減少了冷卻時間，并且節(jié)省了用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1現(xiàn)有技術(shù)中裝載腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中一種裝載腔的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為圖2中裝載腔的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中一種托盤冷卻方法的流程圖；
[0029]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中另一種托盤冷卻方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0031]在半導(dǎo)體設(shè)備中，通常包括預(yù)熱腔、工藝腔、裝載腔和傳輸腔，其中傳輸腔分別與預(yù)熱腔、工藝腔和裝載腔連通，傳輸腔中設(shè)置有機(jī)械手，用于在各腔室之間傳輸托盤。本發(fā)明實(shí)施例正是基于上述半導(dǎo)體設(shè)備中的裝載腔提出的一種新的托盤冷卻裝置。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于裝載腔的托盤冷卻裝置，該裝載腔I包括:片盒2，連接于片盒2的升降機(jī)構(gòu)3，用于改變片盒2的高度，片盒2包括鏤空的底板和兩個相對的側(cè)板，片盒的兩個側(cè)板上設(shè)置有多層托盤平臺21，該托盤冷卻裝置包括:設(shè)置于裝載腔I底部的液體冷卻平臺4，用于接觸片盒2中的托盤。
[0033]具體地，液體冷卻平臺4中設(shè)置有液體通道，液體通道通過裝載腔I底部連通液體循環(huán)系統(tǒng)。升降機(jī)構(gòu)3可以為電機(jī)加絲杠的結(jié)構(gòu)，絲杠上設(shè)置有螺母，該螺母固定連接于片盒的底板，電機(jī)帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使絲杠上的螺母直線移動以實(shí)現(xiàn)片盒的升降。
[0034]在每一次工藝完成之后，機(jī)械手將高溫的托盤放置于片盒2中的最下層托盤平臺21上；之后升降機(jī)構(gòu)3控制片盒2下降，使最下層托盤平臺21上的托盤接觸液體冷卻平臺4，之后升降機(jī)構(gòu)3控制片盒2繼續(xù)下降一小段距離，此時該托盤脫離最下層托盤平臺21而停在液體冷卻平臺4上，液體冷卻平臺4內(nèi)液體通道中的液體不斷循環(huán)流動，采用熱傳導(dǎo)的方式帶走熱量，從而對該托盤進(jìn)行冷卻；在該托盤完成冷卻后，機(jī)械手將該托盤放置于片盒2的其他層中的空托盤平臺21上。當(dāng)片盒2的所有托盤平臺21上都放置有托盤且均冷卻完成后，打開裝載腔I取出片盒2。
[0035]本實(shí)施例中的托盤冷卻裝置，采用液體冷卻的方式對托盤進(jìn)行冷卻，對于傳熱效率來說，熱傳導(dǎo)的效率要高于熱對流的效率，因此減少了冷卻時間，并且節(jié)省了用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。
[0036]具體地，如圖3所示，液體冷卻平臺包括至少兩個內(nèi)部液體冷卻平臺41，用于接觸片盒2范圍內(nèi)的托盤；至少兩個內(nèi)部液體冷卻平臺41設(shè)置于片盒2底板的鏤空處，用于從片盒2底板的鏤空處穿過以接觸片盒2內(nèi)的托盤。
[0037]具體地，如圖3所示，液體冷卻平臺還包括設(shè)置于片盒2范圍外的外部液體冷卻平臺42 ;外部液體冷卻平臺42設(shè)置于片盒2后方，由于片盒2只設(shè)置有兩個相對的側(cè)板，而托盤為圓形結(jié)構(gòu)，放置于片盒2中的托盤會從片盒的前方和后方露出，因此外部液體冷卻平臺42用于接觸從片盒2后方露出的托盤。上述結(jié)構(gòu)最大化的利用了片盒與裝載腔的空間，并保證了液體冷卻平臺與托盤之間最大限度的接觸面積。
[0038]本實(shí)施例中的托盤冷卻裝置，采用液體冷卻的方式對托盤進(jìn)行冷卻，對于傳熱效率來說，熱傳導(dǎo)的效率要高于熱對流的效率，因此減少了冷卻時間，并且節(jié)省了用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。
[0039]如圖2和圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種裝載腔，包括:片盒2，連接于片盒2的升降機(jī)構(gòu)3，片盒2包括鏤空的底板和兩個相對的側(cè)板，片盒2的兩個側(cè)板上設(shè)置有多層托盤平臺21，該裝載腔還包括上述的托盤冷卻裝置。另外還提供一種半導(dǎo)體設(shè)備，該半導(dǎo)體設(shè)備包括該裝載腔。
[0040]具體地，裝載腔側(cè)壁設(shè)置有對射式激光傳感器(圖中未示出)，用于檢測片盒2中某一層托盤平臺21上是否有托盤，對射式激光傳感器之間無片盒側(cè)壁的阻擋，通過升降機(jī)構(gòu)3改變片盒2的高度使某一層托盤平臺21位于與該對射式激光傳感器相同的高度，若對射傳感器的一端接收到另一端發(fā)射的信號，則該層托盤平臺上沒有托盤；若對射傳感器的一端沒有接收到另一端發(fā)射的信號，則該層托盤平臺上有托盤。
[0041]托盤冷卻裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理與上述實(shí)施例相同，在此不再贅述。該半導(dǎo)體設(shè)備可以為沉積設(shè)備或刻蝕設(shè)備等。
[0042]本實(shí)施例中的裝載腔和半導(dǎo)體設(shè)備，采用液體冷卻的方式對托盤進(jìn)行冷卻，對于傳熱效率來說，熱傳導(dǎo)的效率要高于熱對流的效率，因此減少了冷卻時間，并且節(jié)省了用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。
[0043]如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種托盤冷卻方法，可以用于上述的裝載腔，包括:
[0044]步驟101、將完成工藝后的托盤放置于片盒中的最下層托盤平臺上；
[0045]步驟102、升降機(jī)構(gòu)控制片盒下降，使所述托盤接觸液體冷卻平臺，對所述托盤進(jìn)行冷卻；
[0046]步驟103、將冷卻后的托盤放置于片盒中其他層中的空托盤平臺上。
[0047]具體地，托盤冷卻裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理與上述實(shí)施例相同，在此不再贅述。
[0048]本實(shí)施例中的托盤冷卻方法，采用液體冷卻的方式對托盤進(jìn)行冷卻，對于傳熱效率來說，熱傳導(dǎo)的效率要高于熱對流的效率，因此減少了冷卻時間，并且節(jié)省了用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。
[0049]具體地，如圖5所示，在上述步驟101、將完成工藝后的托盤放置于片盒中的最下層托盤平臺上之前，還可以包括:
[0050]步驟1001、檢測片盒中最下層托盤平臺上是否有托盤；
[0051]若片盒中最下層托盤平臺上有托盤，則進(jìn)入步驟1002、將所述最下層托盤平臺上的托盤放置于片盒其他層中的空托盤平臺上；
[0052]若片盒最下層托盤平臺上沒有托盤，則進(jìn)入上述步驟101。
[0053]具體地，托盤冷卻裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理與上述實(shí)施例相同，在此不再贅述。
[0054]本實(shí)施例中的托盤冷卻方法，采用液體冷卻的方式對托盤進(jìn)行冷卻，對于傳熱效率來說，熱傳導(dǎo)的效率要高于熱對流的效率，因此減少了冷卻時間，并且節(jié)省了用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。
[0055]通過以上的實(shí)施方式的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在可讀取的存儲介質(zhì)中，如計(jì)算機(jī)的軟盤，硬盤或光盤等，包括若干指令用以使得一臺計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實(shí)施例所述的方法。
[0056]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于裝載腔的托盤冷卻裝置，所述裝載腔包括:片盒，連接于所述片盒的升降機(jī)構(gòu)，所述片盒包括鏤空的底板和兩個相對的側(cè)板，所述片盒的兩個側(cè)板上設(shè)置有多層托盤平臺，其特征在于，所述托盤冷卻裝置包括: 設(shè)置于所述裝載腔底部的液體冷卻平臺，用于接觸所述片盒中的托盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤冷卻裝置，其特征在于， 所述液體冷卻平臺包括至少兩個內(nèi)部液體冷卻平臺，用于接觸所述片盒范圍內(nèi)的托盤； 所述至少兩個內(nèi)部液體冷卻平臺設(shè)置于所述片盒底板的鏤空處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的托盤冷卻裝置，其特征在于， 所述液體冷卻平臺還包括設(shè)置于所述片盒范圍外的外部液體冷卻平臺； 所述外部液體冷卻平臺設(shè)置于所述片盒后方，用于接觸從所述片盒后方露出的托盤。
4.一種裝載腔，包括:片盒，連接于所述片盒的升降機(jī)構(gòu)，所述片盒包括鏤空的底板和兩個相對的側(cè)板，所述片盒的兩個側(cè)板上設(shè)置有多層托盤平臺，其特征在于，所述裝載腔還包括如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的托盤冷卻裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝載腔，其特征在于， 所述裝載腔側(cè)壁設(shè)置有對射式激光傳感器。
6.一種半導(dǎo)體設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求4和5任一項(xiàng)所述的裝載腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體設(shè)備，其特征在于， 所述半導(dǎo)體設(shè)備是沉積設(shè)備或刻蝕設(shè)備。
8.一種托盤冷卻方法，用于如權(quán)利要求4和5中任意一項(xiàng)所述的裝載腔,其特征在于，包括: 將完成工藝后的托盤放置于片盒中的最下層托盤平臺上； 升降機(jī)構(gòu)控制片盒下降，使所述托盤接觸液體冷卻平臺，對所述托盤進(jìn)行冷卻； 將所述冷卻后的托盤放置于片盒中其他層中的空托盤平臺上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的托盤冷卻方法，其特征在于，在所述將完成工藝后的托盤放置于片盒中的最下層托盤平臺上之前，還包括: 檢測片盒中最下層托盤平臺上是否有托盤； 若片盒中最下層托盤平臺上有托盤，則將所述最下層托盤平臺上的托盤放置于片盒其他層中的空托盤平臺上。
【文檔編號】H01L21/67GK104167377SQ201310185816
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月20日
【發(fā)明者】賈強(qiáng) 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司