本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)工藝及設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法及芯片降溫裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)芯片經(jīng)過反應(yīng)腔體的高溫加工之后，必須將芯片運送至一預(yù)抽腔體(loadlock)進(jìn)行冷卻，直到芯片冷卻至小于攝氏100度以后，才可將芯片傳送至晶盒內(nèi)，以避免芯片過熱而導(dǎo)致晶盒變形。因此，預(yù)抽腔體的冷卻速率一直以來成為芯片產(chǎn)能的瓶頸。

目前的預(yù)抽腔體設(shè)有芯片承載盤、氣體入口及氣體出口，且預(yù)抽腔體的內(nèi)表面以及芯片承載盤的表面的材質(zhì)為拋光氧化鋁。借由氣體入口通入氮氣來降低預(yù)抽腔體內(nèi)的溫度以及提升預(yù)抽腔體的熱輻射吸收能力，以便可以更快速地降低芯片的溫度。為了避免芯片背面受到污染，芯片承載盤必須使用支撐腳將芯片隔離于芯片承載盤的表面，但同時也阻絕了芯片與芯片承載盤之間的熱傳導(dǎo)。由于拋光氧化鋁的熱輻射吸收系數(shù)只有0.05w/(m·k)，幾乎不會吸收熱輻射。至于氮氣的熱輻射吸收系數(shù)也只有0.0196w/(m·k)，所以氮氣也幾乎不會吸收熱輻射。至于預(yù)抽腔體內(nèi)的熱對流，因為要避免湍流所引起的顆粒物污染，只能采用散熱效果較差的層流。

有鑒于此，目前有需要一種降低芯片溫度的裝置及方法的改良，以改善上述的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法及芯片降溫裝置，可以更快速地降低芯片溫度，相對提高芯片的產(chǎn)能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一實施例提供一種降低預(yù)抽腔體中芯片溫 度的方法，包括：提供一預(yù)抽腔體及一芯片承載盤，該芯片承載盤裝設(shè)于該預(yù)抽腔體內(nèi)；以及導(dǎo)入冷卻氣體至該預(yù)抽腔體內(nèi)，該冷卻氣體的成分包含有氮氣以及體積比為100ppm～1％的二氧化碳。

本發(fā)明的一實施例提供一種芯片降溫裝置，包括：一預(yù)抽腔體；一芯片承載盤，該芯片承載盤裝設(shè)于該預(yù)抽腔體內(nèi)；以及一氣體入口，該氣體入口連接于該預(yù)抽腔體，冷卻氣體經(jīng)由該氣體入口導(dǎo)入至該預(yù)抽腔體內(nèi)，該冷卻氣體的成分包含有氮氣以及體積比為100ppm～1％的二氧化碳。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一實施例所提供的芯片降溫裝置的示意圖。

其中，100芯片降溫裝置

102預(yù)抽腔體

104芯片承載盤

106氣體入口

108氣體出口

110氣體擴散器

112拋光氧化鋁內(nèi)表面

114拋光氧化鋁表面

120、122支撐腳

124冷卻氣體

126氮氣

128二氧化碳

200芯片

200a背面

具體實施方式

下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法及芯片降溫裝置進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

參閱圖1，圖1為本發(fā)明提供的降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法的流程圖，本發(fā)明降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法包括下列步驟：

s101：提供一預(yù)抽腔體以及一芯片承載盤，其中芯片承載盤裝設(shè)于預(yù)抽腔體的內(nèi)部。

s102：將一芯片架設(shè)于芯片承載盤上的至少一支撐腳上。

s103：導(dǎo)入冷卻氣體至預(yù)抽腔體內(nèi)，該冷卻氣體的成分包含有氮氣以及100ppm～1％的二氧化碳。利用二氧化碳的溫室效應(yīng)，當(dāng)芯片處于400℃時，所散發(fā)的輻射熱的波長約為4.3μm(大約為紅外線波長)，正好位于二氧化碳對于紅外線的吸收峰值，因此可有效地吸收高溫芯片所散發(fā)出的輻射熱，提升冷卻氣體的熱交換能力。

s104：通過一氣體擴散器使得氮氣與二氧化碳在預(yù)抽腔體內(nèi)對流，以便降低預(yù)抽腔體內(nèi)的芯片的溫度。

為了更具體地闡述圖1的降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法，請參照圖2，圖2為本發(fā)明一實施例所提供的芯片降溫裝置的示意圖。

如圖2所示，該芯片降溫裝置100包括一預(yù)抽腔體102以及一芯片承載盤104，且該芯片承載盤104裝設(shè)于該預(yù)抽腔體102的內(nèi)部。預(yù)抽腔體102的頂部與底部分別連接有一氣體入口106以及一氣體出口108，一氣體擴散器110連接于該氣體入口106的下端，該氣體入口106與該氣體擴散器110位于該芯片承載盤104的上方，且該氣體出口108位于該芯片承載盤104的下方。

預(yù)抽腔體102與芯片承載盤104分別設(shè)有一拋光氧化鋁內(nèi)表面112以及一拋光氧化鋁表面114，拋光氧化鋁內(nèi)表面112與拋光氧化鋁表面114的熱輻射吸收系數(shù)均為0.05w/(m·k)。芯片承載盤104的頂部的左右兩端分別裝設(shè)有兩 個支撐腳120、122，一芯片200的邊緣可架設(shè)于該兩個支撐腳120、122上，使得芯片200的背面200a與芯片承載盤104相互間隔。

冷卻氣體124經(jīng)由氣體入口106流入預(yù)抽腔體102并經(jīng)由氣體出口108流出預(yù)抽腔體102，而冷卻氣體124的成分包含有氮氣126以及體積比為100ppm～1％的二氧化碳128，利用二氧化碳128的溫室效應(yīng)，可提升冷卻氣體的熱交換能力。至于氣體擴散器110的用途在于使冷卻氣體124在預(yù)抽腔體102內(nèi)進(jìn)行對流，以便提升冷卻效果，進(jìn)而降低預(yù)抽腔體102內(nèi)的芯片200的溫度。

本發(fā)明所提供的降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法及芯片降溫裝置。由于冷卻氣體的成分除了氮氣之外還包含有體積比為100ppm～1％的二氧化碳，當(dāng)芯片處于高溫時，正好位于二氧化碳對于紅外線的吸收峰值，可有效地吸收芯片所散發(fā)出的輻射熱，提升冷卻氣體的熱交換能力。因此，不需長時間的等待，便可實現(xiàn)降低預(yù)抽腔體內(nèi)的芯片的溫度，進(jìn)而提升芯片的產(chǎn)能。再者，也由于二氧化碳的溫室效應(yīng)，所以不需要通入大量的氮氣至預(yù)抽腔體內(nèi)，可以避免湍流的發(fā)生而導(dǎo)致的顆粒污染，從而降低額外的消耗成本。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明揭示了一種降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法及芯片降溫裝置。所述降低預(yù)抽腔體中芯片溫度的方法包括：提供一預(yù)抽腔體及一芯片承載盤，該芯片承載盤裝設(shè)于該預(yù)抽腔體內(nèi)；以及導(dǎo)入冷卻氣體至該預(yù)抽腔體內(nèi)，該冷卻氣體的成分包含有氮氣以及體積比為100ppm～1％的二氧化碳。

技術(shù)研發(fā)人員：林志鑫;牛景豪
受保護的技術(shù)使用者：上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.04.08
技術(shù)公布日：2017.10.20