託盤及具有它的晶片處理設備的製作方法
2023-11-02 04:47:27
專利名稱：託盤及具有它的晶片處理設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種託盤及具有它的晶片處理設備。
背景技術：
等離子體加工技術，是指在一定條件下將通入反應室的氣體電離，產生包括正、負帶電粒子和自由原子團的等離子體。其中，等離子體與基底發生物理及化學反應以得到所需要的半導體結構。在LED製造工藝過程中，特別是刻蝕工藝中，為了固定、支撐及傳送晶片並實現溫度控制，且為了避免在工藝過程中出現移動或錯位現象，往往需要使用託盤。這類託盤裝置已普遍應用於半導體等離子體刻蝕反應室中。如圖1和圖2所示，在託盤100』的上表面設有多個凹槽110』，用於放置需要進行等離子體處理(如刻蝕處理等)的晶片。經過等離子體處理後，晶片的溫度升高，通過將氦氣從氣體通道吹向晶片的下表面，以冷卻晶片。但是，傳統託盤100』的凹槽110』的放置晶片的底面為平面，因此在凹槽110』的底面與晶片之間可能存在細小的真空間隙，從而導致託盤和晶片之間傳熱性能不良，對晶片的冷卻效果差，使得晶片的溫度過高且均勻性較差，影響晶片的處理質量。此外，由於凹槽110』的放置晶片的底面為平面，因此冷卻氣體在凹槽110』的底面與晶片之間的流動不暢，也影響了對晶片的冷卻效果。
發明內容
本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一。為此，本發明的目的在於提出一種託盤，該託盤具有良好的氣體熱傳導結構，促進熱傳導氣體流動，冷卻效果好。本發明的另一個目的在於提出一種具有上述託盤的晶片處理設備。為了實現上述目的，本發明第一方面的實施例提出了一種託盤，包括託盤本體，所述託盤本體的上表面上設有用於容納晶片的凹槽，所述託盤本體設有氣體通道；和上凸起部，所述上凸起部設置在所述凹槽的底面上以在所述凹槽內限定出上溝道，其中所述氣體通道與所述上溝道連通。根據本發明實施例的託盤，通過在託盤本體上表面上的凹槽內形成上溝道，當晶片放置到所述凹槽內時，晶片與所述凹槽底面之間形成了較大的間隙，不會有細小的真空間隙存在，而且熱傳導氣體在凹槽底面與晶片背面之間的流動順暢，晶片與託盤之間的熱傳導效果好，從而對託盤以及晶片的冷卻效果提高，並且使得晶片的溫度更加均勻，晶片處理效果好。根據本發明實施例的託盤還可以具有如下附加技術特徵所述凹槽為多個，所述託盤本體上設有多個所述氣體通道，所述多個氣體通道分別與所述多個凹槽內的所述上溝道連通。由此，可以使用一個託盤對多個晶片同時進行處理，並且對晶片的冷卻效果好，晶片的溫度均勻。所述上溝道的面積為所述託盤本體上表面面積的20 80%。當上溝道的面積設置為上述比例時，熱傳導氣體在上溝道中的流動可以進一步提高對晶片的冷卻效果。進而，所述上溝道的面積為所述託盤本體上表面面積的40%。所述氣體通道從所述託盤本體的底面延伸到所述凹槽內。所述上凸起部包括多個離散分布在所述凹槽底面上的柱狀體。通過將上凸起部形成為多個離散分布在凹槽底面上的柱狀體，可以增加上溝道的面積，從而增強對晶片的冷卻效果。在本發明的一個實施例中，所述上凸起部包括多個弧形體以在所述凹槽內限定出多個彼此連通的多個子上溝道。在本發明的一個實施例中，所述多個弧形體排列成同心環的形式，所述同心環以所述凹槽的中心為圓心，且所述多個子上溝道包括排列成同心環形式的周向子上溝道和連通所述周向子上溝道的徑向子上溝道。由此，上溝道在凹槽底面的分別均勻，加工方便，可以進一步提高對晶片的冷卻效果，同時提高晶片的溫度均勻性。在本發明的一個實施例中，所述氣體通道形成在所述凹槽的中心。在本發明的一個實施例中，所述凹槽的底面外周邊設有向下延伸且用於容納晶片密封圈的密封圈容納槽。由此，通過設置晶片密封圈，可以有效地對晶片和凹槽底面之間的熱傳導氣體進行密封，防止熱傳導氣體的洩露。在本發明的一個實施例中，根據本發明實施例的託盤進一步包括外周邊封閉部， 所述外周邊封閉部沿周向形成在託盤本體的下表面的外周沿；和下凸起部，所述下凸起部設置所述託盤本體的下表面上且位於所述外周邊封閉部之內，其中所述下凸起部高度不大於所述外周邊封閉部的高度。由此，通過在託盤的下表面形成下溝道，使得熱傳導介質在託盤和卡盤之間流動通暢，由此增強對託盤的冷卻效果，託盤的溫度更加均勻，進而可以均勻地降低位於晶片的溫度。本發明第二方面的實施例提出了一種晶片處理設備，包括腔室主體，所述腔室主體內限定有反應室；基座，所述基座容納在所述反應室內；卡盤，所述卡盤設置在所述基座上；託盤，所述託盤設置在所述卡盤上，其中所述託盤為根據本發明第一方面所述的託盤；壓緊組件，所述壓緊組件用於將所述託盤固定到所述卡盤上；和氣體供給通道，所述氣體供給通道與所述託盤的氣體通道連通用於將熱傳導氣體供給到所述託盤的凹槽內。根據本發明實施例的晶片處理設備通過採用如上所述的託盤，促進熱傳導介質在託盤和晶片之間的流動，提高了對託盤和晶片的冷卻效果，並且晶片的溫度均勻性好，提高了對晶片的處理效果。在本發明的一個實施例中，所述晶片處理設備進一步包括卡盤密封圈，所述卡盤密封圈設置在所述託盤的下表面和所述卡盤的上表面之間。由此，通過設置卡盤密封圈，可以有效地對卡盤和託盤之間的熱傳導氣體進行密封，防止熱傳導氣體的洩露。在本發明的一個實施例中，所述壓緊組件包括蓋板，所述蓋板設置在所述託盤上；壓環；所述壓環壓在所述蓋板上；和壓環升降機構，所述壓環升降機構與所述壓環相連用於升降所述壓環。本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為傳統託盤的俯視圖；圖2為傳統託盤的主視剖面圖；圖3為根據本發明一個實施例的託盤的俯視圖；圖4為圖3中託盤上的一個凹槽的俯視圖；圖5為根據本發明的另一個實施例的託盤的俯視圖；圖6為圖5中的一個凹槽的俯視圖；圖7為圖3中託盤的仰視圖；以及圖8為根據本發明一個實施例的晶片處理設備的示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。在本發明的描述中，術語「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。下面參考圖3和4描述根據本發明一個實施例的託盤100。根據本發明實施例的託盤100包括託盤本體120和上凸起部111。具體地，託盤本體120的上表面上設有用於容納晶片400(參考圖8)的凹槽110， 並且託盤本體120上設有氣體通道130。上凸起部111設置在凹槽110的底面上，從而上凸起部111在凹槽110內限定出上溝道112，氣體通道130與上溝道112連通，用於向上溝道112內供給熱傳導氣體，例如氦氣，以便對託盤100和放置到凹槽110的晶片400進行冷卻。根據本發明實施例的託盤100，由於在託盤本體120上的凹槽110的底面上設置了上凸起部111從而在凹槽Iio的底面上形成了上溝道112，因此當晶片400放置到凹槽 110內時，晶片400與凹槽110的底面之間不會形成細小的真空間隙，熱傳導氣體通過氣體通道130供給到上溝道112內，並且熱傳導氣體在上溝道112內流動順暢，從而提高了對託盤100和晶片400的冷卻效果，並且晶片400的溫度更加均勻。需要理解的是，在凹槽110的底面上設置上凸起部111以限定出上溝道112，也可以說，在凹槽110的底面形成了上溝道112，由此也在凹槽110的底面上形成了上凸起部 111。例如，可以直接在凹槽110的底面上加工出上溝道112，同時也加工出了上凸起部111。 對於本領域的普通技術人員可以理解，上凸起部111的高度不會超出凹槽110的深度，換言之，上凸起部111不會從託盤本體120的上表面伸出。在本發明的一個具體示例中，如圖3所示，在託盤本體120的底面上設有多個凹槽 110，相應地，託盤本體120上設有多個氣體通道130，氣體通道130分別與多個凹槽110內的上溝道112連通。通過在託盤本體120上設置多個凹槽110，可以同時處理多個晶片400。 當然，可以理解的是，每個凹槽110的底面上都形成了各自的上溝道112。在本發明進一步的實施例中，為了提高對晶片400和託盤100的冷卻效果，上溝道 112的面積為託盤本體120的上表面面積的20 80%，更優選地，上溝道112的面積為託盤本體120的上表面面積的40%。當然，需要理解的是，當託盤本體120上設有多個凹槽 110時，上溝道112的面積是指所有凹槽110內的上溝道112的面積之和。在本發明的一個具體實施例中，氣體通道130從上凸起部111的底面向上延伸到凹槽110內。如圖4所示，在本發明的一個優選實施例中，每個凹槽110內的上凸起部111包括多個弧形體111a，從而在凹槽110內限定出多個彼此連通的多個子上溝道。在本發明一個更具體的示例中，如圖4所示，多個弧形體Illa排列成同心環的形式，所述同心環以凹槽110的中心為圓心，且所述多個子上溝道包括排列成同心環形式的周向子上溝道11 和連通周向子上溝道11 的徑向子上溝道112b。圖4中示出了八個徑向子上溝道112b，徑向子上溝道11 沿凹槽110的徑向延伸以便連通周向子上溝道11加。如圖4所示，氣體通道130形成在凹槽110的中心。結合圖8、圖3和4所示，在本發明的一些實施例中，凹槽110的底面外周邊設有向下延伸且用於容納晶片密封圈500的密封圈容納槽113。當晶片400放置到凹槽110內時，晶片密封圈500可以密封晶片400的下表面與凹槽110的底面之間的空間，避免熱傳導氣體外逸。下面參考圖5和圖6描述根據本發明另一實施例的託盤100。在圖5和圖6所示的實施例中，上凸起部111包括多個離散分布在凹槽110的底面上的柱狀體1110，例如圓柱體。柱狀體1110可以均勻地分布在凹槽110的底面上，從而熱傳導氣體可以更加順暢地在上溝道112內流動，提高冷卻效果和晶片400的溫度均勻性。柱狀體1110可以與託盤本體 120 —體形成，也可以單獨形成後連接到凹槽110的底面上。根據圖5和圖6所示實施例的託盤100的其他結構可以與參考圖3和圖4描述的實施例的託盤100相同，這裡不再重複描述。如圖7所示，在本發明的一些實施例中，託盤100進一步包括外周邊封閉部45和下凸起部43。外周邊封閉部45沿周向形成在託盤本體120的下表面的外周沿。下凸起部 43設置託盤本體120的下表面上且位於外周邊封閉部45之內，下凸起部43的高度不大於外周邊封閉部45的高度，換言之，下凸起部43不會向下延伸超過外周邊封閉部45。與上凸起部111類似，下凸起部43在託盤本體120的下表面限定出下溝道44，從而當託盤100放置到卡盤600上時，熱傳導氣體可以在託盤本體120的下表面與卡盤600的上表面之間順暢地流動，並進一步通過氣體通道130到達上溝道112內以便對託盤100和晶片400進行冷卻。可選地，下凸起部43也可以形成為弧形體，從而下溝道44形成為同心環形式的周向子下溝道和連通周向子下溝道的徑向子下溝道。
通過在託盤本體120的下面表面設置下凸起部43從而形成下溝道44，可以進一步提高冷卻效果和晶片溫度的均勻性。下面參考圖8描述根據本發明實施例的晶片處理設備1。根據本發明一個實施例的晶片處理設備1，例如LED刻蝕機，包括腔室主體200，基座700，卡盤600，託盤100，壓緊組件，和氣體供給通道1000。具體地，腔室主體200內限定有反應室。基座700容納在所述反應室內，例如設置在所述反應室的底部。卡盤600設置在基座700上。託盤100設置在卡盤600上，託盤 100可以為參考上面實施例描述的託盤100，其中在密封圈容納槽113內設置了晶片密封圈 500，用於密封晶片400的下表面與凹槽110的底面之間的空間。壓緊組件用於將託盤100 固定(即壓緊)到卡盤600上。氣體供給通道100與託盤100的氣體通道130連通用於將熱傳導氣體供給到託盤100上的凹槽110內。如圖8所示，氣體供給通道100貫穿基座700和卡盤600形成。根據本發明實施例的晶片處理設備1，由於在託盤100上的凹槽110內形成了上溝道112，因此熱傳導氣體可以通過氣體供給通道100和氣體通道130進入上溝道112內，晶片400的下表面與凹槽110的底面之間不會形成細小的真空間隙，熱傳導氣體流動通暢，晶片400與託盤100之間熱傳導性能好，因此對晶片400和託盤100的冷卻效果好，晶片400 的溫度均勻，刻蝕質量好。如圖8所示，在本發明的一個實施例中，晶片處理設備1進一步包括卡盤密封圈 900，卡盤密封圈900設置在託盤100的下表面與卡盤600的上表面之間，從而密封託盤100 的下表面與卡盤600的上表面之間空間，避免熱傳導氣體外逸。如圖8所示，在本發明的一個具體實施例中，壓緊組件包括蓋板300，壓環800，和壓環升降機構2000。蓋板300設置在託盤100上，壓環800壓在蓋板300上，壓環升降機構 2000與壓環800相連用於升降壓環800，例如當壓環升降機構2000將壓環800升起時，可以將蓋板300取下，然後將卡盤600和託盤100從反應室取出。當壓環升降機構2000將壓環800向下壓緊時，壓環800壓緊蓋板300，從而將託盤100壓緊到卡盤600上。如圖8所示，在本發明的一個具體示例中，壓環升降機構2000包括支撐架2003，導向軸2005，多個連接軸2004，驅動器2007，和驅動器連接部件2006。導向軸2005的上端分別與支撐架2003相連，導向軸2005的下端分別可滑動地穿過驅動器連接部件1的導向孔向下伸出。多個連接軸2004的上端分別通過多個波紋管2002與位於反應室內的壓環800相連。波紋管2002設置在反應室的底面與支撐架2003的上表面之間，壓環800通過連接杆與波紋管2002的上端相連，波紋管2002的下端與連接軸2004的上端相連。驅動器2007安裝在支撐架2003上。驅動器2007與驅動器連接部件2006相連。在本實用新型的一些實施例中，驅動器2007例如為氣缸，氣缸的缸杆的自由端與驅動器連接部件2006相連。當然，壓環升降機構2000並不限於上述結構，本領域的普通技術人員可以採用其他任何合適的機構升降壓環800。驅動器2007驅動驅動器連接部件2006上下移動，從而帶動連接軸2004、波紋管 2002、和壓環800上下移動，由此可以壓緊蓋板300或鬆開蓋板300，進而將託盤100壓緊到
8卡盤600上，或鬆開託盤100。根據本發明實施例的晶片處理設備，由於對託盤和晶片的冷卻效果，晶片的溫度均勻，因此對晶片的處理效果好。在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、 結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
1.一種託盤，其特徵在於，包括託盤本體，所述託盤本體的上表面上設有用於容納晶片的凹槽，所述託盤本體設有氣體通道；和上凸起部，所述上凸起部設置在所述凹槽的底面上以在所述凹槽內限定出上溝道，其中所述氣體通道與所述上溝道連通。
2.如權利要求1所述的託盤，其特徵在於，所述凹槽為多個，所述託盤本體上設有多個所述氣體通道，所述多個氣體通道分別與所述多個凹槽內的所述上溝道連通。
3.如權利要求2所述的託盤，其特徵在於，所述上溝道的面積為所述託盤本體上表面面積的20 80%。
4.如權利要求3所述的託盤，其特徵在於，所述上溝道的面積為所述託盤本體上表面面積的40%。
5.如權利要求1所述的託盤，其特徵在於，所述氣體通道從所述託盤本體的底面延伸到所述凹槽內。
6.如權利要求1所述的託盤，其特徵在於，所述上凸起部包括多個離散分布在所述凹槽底面上的柱狀體。
7.如權利要求1所述的託盤，其特徵在於，所述上凸起部包括多個弧形體以在所述凹槽內限定出多個彼此連通的多個子上溝道。
8.如權利要求7所述的託盤，其特徵在於，所述多個弧形體排列成同心環的形式，所述同心環以所述凹槽的中心為圓心，且所述多個子上溝道包括排列成同心環形式的周向子上溝道和連通所述周向子上溝道的徑向子上溝道。
9.如權利要求1所述的託盤，其特徵在於，所述氣體通道形成在所述凹槽的中心。
10.如權利要求1所述的託盤，其特徵在於，所述凹槽的底面外周邊設有向下延伸且用於容納晶片密封圈的密封圈容納槽。
11.如權利要求1所述的託盤，其特徵在於，進一步包括外周邊封閉部，所述外周邊封閉部沿周向形成在託盤本體的下表面的外周沿；和下凸起部，所述下凸起部設置所述託盤本體的下表面上且位於所述外周邊封閉部之內，其中所述下凸起部的高度不大於所述外周邊封閉部的高度。
12.—種晶片處理設備，其特徵在於，包括腔室主體，所述腔室主體內限定有反應室；基座，所述基座容納在所述反應室內；卡盤，所述卡盤設置在所述基座上；託盤，所述託盤設置在所述卡盤上，其中所述託盤為如權利要求1-11中任一所述的託盤；壓緊組件，所述壓緊組件用於將所述託盤固定到所述卡盤上；和氣體供給通道，所述氣體供給通道與所述託盤的氣體通道連通用於將熱傳導氣體供給到所述託盤的凹槽內。
13.如權利要求12所述的晶片處理設備，其特徵在於，進一步包括卡盤密封圈，所述卡盤密封圈設置在所述託盤的下表面和所述卡盤的上表面之間。
14.如權利要求12所述的晶片處理設備，其特徵在於，所述壓緊組件包括蓋板，所述蓋板設置在所述託盤上； 壓環；所述壓環壓在所述蓋板上；和壓環升降機構，所述壓環升降機構與所述壓環相連用於升降所述壓環。
全文摘要
本發明提出一種託盤，包括託盤本體，所述託盤本體的上表面上設有用於容納晶片的凹槽，所述託盤本體設有氣體通道；和上凸起部，所述上凸起部設置在所述凹槽的底面上以在所述凹槽內限定出上溝道，其中所述氣體通道與所述上溝道連通。根據本發明的託盤，通過在託盤本體上表面上的凹槽內形成上溝道，當晶片放置到所述凹槽內時，晶片與所述凹槽底面之間形成了較大的間隙，不會有細小的真空間隙存在，而且熱傳導氣體在凹槽底面與晶片背面之間的流動順暢，晶片與託盤之間的熱傳導效果好，從而對託盤以及晶片的冷卻效果提高，並且使得晶片的溫度更加均勻，晶片處理效果好。本發明還提出一種具有上述託盤的晶片處理設備。
文檔編號H01L21/683GK102468205SQ20101054991
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者張寶輝 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司