批量加熱和冷卻腔室或負(fù)載鎖定裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了對(duì)多個(gè)晶片提供加熱和冷卻以減少在處理腔室中的晶片切換之間的時(shí)間的晶片和使用方法。晶片被支撐在能夠使所有晶片一起移動(dòng)的晶片升降裝置上，或者被支撐在能夠移動(dòng)多個(gè)單獨(dú)的晶片以進(jìn)行加熱和冷卻的獨(dú)立的升降桿上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
批量加熱和冷卻腔室或負(fù)載鎖定裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開(kāi)的實(shí)施例總體涉及用于處理基板的裝置。更具體而言，本公開(kāi)涉及用于加熱和冷卻晶片以進(jìn)行批量處理的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]形成半導(dǎo)體器件的工藝通常在包含多個(gè)腔室的基板處理平臺(tái)中執(zhí)行。在一些實(shí)例中，多腔室式處理平臺(tái)或群集工具的用途在于:在受控環(huán)境中順序地對(duì)基板執(zhí)行兩個(gè)或更多個(gè)工藝。然而，在其他實(shí)例中，多腔室式處理平臺(tái)可僅對(duì)基板執(zhí)行單個(gè)處理步驟;附加的腔室旨在使平臺(tái)處理基板的速率最大化。在后一種情況下，對(duì)基板執(zhí)行的工藝通常是批量處理，其中，在給定的腔室中同時(shí)處理相對(duì)大數(shù)量(例如，25個(gè)或50個(gè))的基板。批量處理對(duì)于以經(jīng)濟(jì)上可行的方式對(duì)單獨(dú)的基板執(zhí)行的、過(guò)于耗時(shí)的工藝是特別有益的，諸如，對(duì)于ALD工藝以及一些化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝是特別有益的。
[0003]ALD平臺(tái)具有廣泛的需要靈活的架構(gòu)的應(yīng)用，這些應(yīng)用具有各種要求和約束。平臺(tái)要求包括晶片預(yù)加熱、后冷卻、預(yù)加熱以及后冷卻、從30wph(晶片/小時(shí))至270wph的生產(chǎn)量、高真空負(fù)載鎖定裝置(1adlock)，并且許多其他規(guī)范對(duì)于以低權(quán)利成本提供功能可能是挑戰(zhàn)。
[0004]ALD批量處理平臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)的、主動(dòng)式能夠冷卻晶片的負(fù)載鎖定裝置。高溫工藝(>450°C)得益于在將晶片放置在工藝腔室基座上之前的晶片預(yù)加熱。目前，在工藝腔室中預(yù)加熱室溫晶片長(zhǎng)達(dá)3分鐘。這耗費(fèi)了寶貴的處理時(shí)間，并且對(duì)于較短的工藝顯著地減少了系統(tǒng)生產(chǎn)量。
[0005]當(dāng)前的ALD處理器具有許多方法以在負(fù)載鎖定裝置中加熱和冷卻單個(gè)晶片。然而，ALD批量處理平臺(tái)可以處理具有六個(gè)或更多個(gè)晶片的批次。單個(gè)晶片負(fù)載鎖定循環(huán)過(guò)慢(36秒)而無(wú)法滿足15秒的交換預(yù)算。因此，本領(lǐng)域中需要用于預(yù)加熱和后冷卻批量的晶片以進(jìn)行批量處理的裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及晶片盒，所述晶片盒包括支撐多個(gè)冷板的壁。所述壁允許對(duì)所述冷板中的至少一些冷板的前側(cè)進(jìn)行接取。多個(gè)LED燈抵靠所述冷板的背側(cè)來(lái)定位，并且具有與相鄰的冷板的前側(cè)間隔開(kāi)的前側(cè)以形成間隙。多個(gè)LED燈被引導(dǎo)至相鄰的冷板的前側(cè)。晶片升降裝置定位成支撐晶片的外圍。
[0007]本公開(kāi)的附加實(shí)施例涉及晶片盒，所述晶片盒包括支撐多個(gè)冷板的壁。所述壁允許對(duì)所述冷板中的至少一些冷板的前側(cè)的接取，使得晶片能夠鄰近所述冷板的前側(cè)來(lái)定位。反射器鄰近所述冷板中的至少一些冷板的背側(cè)。由至少一個(gè)熱障將反射器與所述冷板的背側(cè)分開(kāi)。加熱器鄰近所述反射器的背側(cè)。由至少一個(gè)熱障將加熱器與反射器的背側(cè)分開(kāi)，使得加熱器的背側(cè)與相鄰的冷板的前側(cè)之間具有間隙。多個(gè)升降桿定位在冷板之內(nèi)。
[0008]本公開(kāi)的進(jìn)一步的實(shí)施例涉及晶片盒，晶片盒包括支撐多個(gè)冷板的壁。壁允許對(duì)所述冷板中的至少一些冷板的前側(cè)的接取，使得晶片能夠鄰近所述冷板的前側(cè)來(lái)定位。加熱器位于冷板的背側(cè)上，使得加熱器的背側(cè)與相鄰冷板的前側(cè)間隔開(kāi)以形成間隙。隔離器位于加熱器與冷板之間。
【附圖說(shuō)明】
[0009]因此，為了可詳細(xì)地理解本公開(kāi)的上述特征結(jié)構(gòu)的方式，可以參照實(shí)施例進(jìn)行對(duì)上文中簡(jiǎn)要概述的本公開(kāi)的更特定的描述，在附圖中示出實(shí)施例中的一些。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅示出本公開(kāi)的典型實(shí)施例，并且因此不應(yīng)視為對(duì)本公開(kāi)的范圍的限制，因?yàn)楸竟_(kāi)可以允許其他等效的實(shí)施例。
[0010]圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的晶片盒的橫截面圖；
[0011]圖2是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的晶片盒的橫截面圖；
[0012]圖3是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的晶片盒的橫截面圖；
[0013]圖4是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的晶片盒的橫截面圖；
[0014]圖5是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的晶片盒的橫截面圖；
[0015]圖6是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的晶片盒的立體圖；以及
[0016]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的、用于加熱和冷卻晶片盒的系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本公開(kāi)的實(shí)施例涉及用于預(yù)加熱和/或后冷卻批量的晶片的裝置和方法。如本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)中所用，可互換地使用術(shù)語(yǔ)“晶片”、“基板”等。在一些實(shí)施例中，晶片是剛性、離散的基板，例如，200mm或300mm硅晶片。
[0018]本公開(kāi)的實(shí)施例提供用于預(yù)加熱和后冷卻批量的晶片的裝置。雖然所述實(shí)施例中的多數(shù)實(shí)施例涉及每批六晶片的負(fù)載鎖定裝置，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，一批中搬運(yùn)的晶片數(shù)量可大于或小于六個(gè)。本公開(kāi)的實(shí)施例提供可在負(fù)載鎖定裝置排空期間預(yù)加熱并且在負(fù)載鎖定裝置排至大氣壓期間后冷卻的裝置。這允許并行的處理以及對(duì)系統(tǒng)的生產(chǎn)量的有限的影響。實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域中的現(xiàn)有系統(tǒng)還是容易地可改裝的。在針對(duì)ALD的負(fù)載鎖定設(shè)計(jì)的上下文中討論這些配置，但是這些配置可適用于任何批量加熱和/或冷卻應(yīng)用。由于加熱元件的堆疊、溫度升降速率、最大溫度以及部件成本，批量加熱仍然是挑戰(zhàn)。
[0019]本公開(kāi)的一個(gè)方面利用具有雙重功能冷基座的LED加熱。LED加熱技術(shù)是可容易地堆疊成盒配置的超薄式燈加熱封裝。LED加熱技術(shù)是高效的，可即時(shí)地關(guān)閉，并且具有極少的熱質(zhì)量，從而使LED相比傳統(tǒng)電阻式加熱器能夠相對(duì)快地冷卻。
[0020]LED燈加熱器可得益于主動(dòng)式冷卻，所述主動(dòng)式冷卻可去除由LED轉(zhuǎn)換成熱的能量的40%。在一些實(shí)施例中，LED和電路是直接組裝到金屬基板的背面的組件，所述金屬基板具有用于起熱交換作用以去除過(guò)量的熱的冷卻水的通道。熱交換器的另一側(cè)在燈被關(guān)閉時(shí)是水冷卻表面，并且包含傳統(tǒng)冷卻板支架式(standoff)隆起圖案和特征。
[0021]圖1示出合并了LED和冷卻的本公開(kāi)的第一方面。本公開(kāi)的實(shí)施例可合并到晶片盒中，或改裝到負(fù)載鎖定裝置中。圖1示出具有四個(gè)晶片110的盒100。這僅表示一種可能的配置，并且不應(yīng)視為限制本公開(kāi)的范圍。一些實(shí)施例可以支持兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)晶片。
[0022]盒100具有至少一個(gè)壁105。在圖1的實(shí)施例中，盒100具有兩個(gè)壁105。一些實(shí)施例具有多于兩個(gè)壁。壁105支撐多個(gè)冷板130，每一個(gè)冷板130具有前側(cè)132和背側(cè)131。冷板130可直接連接至壁105(如圖1中所示)，或可定位在保持器上。壁105允許對(duì)冷板130的前側(cè)進(jìn)行接取(access)。如在這方面所使用，允許接取意味著存在足夠的空間以供晶片鄰近冷板130的前側(cè)132來(lái)定位。
[0023]多個(gè)LED燈120定位成使得LED燈120的背側(cè)121與冷板130的背側(cè)131接觸。LED燈120的前側(cè)122與相鄰的冷板130的前側(cè)132以一定距離間隔開(kāi)，以在兩者之間形成間隙125。如在這方面所使用，術(shù)語(yǔ)“相鄰的冷板”意味著除了與LED燈接觸的冷板之外的冷板。多個(gè)LED燈120定位成將光引導(dǎo)向相鄰的冷板130的前側(cè)132，使得如果晶片110先前定位在間隙125中，則光將被引導(dǎo)向晶片110。
[0024]—些實(shí)施例的冷板130具有延伸穿過(guò)冷板130的主體133的至少一個(gè)流體通道。在一些實(shí)施例中，壁包括與冷板中的通道流體地連通的供應(yīng)歧管和/或返回歧管。如將更詳細(xì)地所述，這允許流體流過(guò)通道以冷卻至冷板130。供應(yīng)歧管和/或返回歧管可以是壁105的一體的部分，或者能夠連接至壁。冷板130還被稱為基座。
[0025]LED燈120和冷板130具有小于I英寸的組合厚度，并且可堆疊在批量式負(fù)載鎖定裝置中。一些實(shí)施例具有小于約0.5英寸厚的組合厚度。與高度一般在4英寸至8英寸的范圍內(nèi)的典型的燈模塊相比，LED占據(jù)更少的空間。LED的加熱效率比標(biāo)準(zhǔn)的加熱模塊的加熱效率高，并且LED光的波長(zhǎng)可經(jīng)選擇以使加熱效率最大化。LED可以發(fā)射在可由晶片吸收的任何波長(zhǎng)處的光。例如，可以采用發(fā)射在UV、可見(jiàn)或NIR波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光的LED。在一些實(shí)施例中，LED發(fā)射在約450nm、或在約400nm至約500nm的范圍內(nèi)、或在約300nm至約600nm的范圍內(nèi)的光。在一些實(shí)施例中，LED發(fā)射具有約100nm的波長(zhǎng)、或在約900nm至約IlOOnm的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的近紅外光。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例使用具有NIR和可見(jiàn)波長(zhǎng)的雙帶加熱。例如，LED燈120中的一半可發(fā)射450nm處的光，而一半發(fā)射100nm處的光。在加熱工藝期間，基于基板隨溫度變化的吸收曲線，NIR LED可在與可見(jiàn)光LED不同的時(shí)間上激活。
[0026]—些實(shí)施例的LED燈120由單個(gè)的LED的陣列組成。取決于要加熱的晶片的尺寸，陣列可以是任何合適的尺寸。在一些實(shí)施例中，LED燈包括具有在約200個(gè)至約1500個(gè)LED的范圍內(nèi)、或在約400個(gè)至約1300個(gè)LED的范圍內(nèi)、或在約600個(gè)至約1100個(gè)LED的范圍內(nèi)、或約900個(gè)LED的陣列。在一些實(shí)施例中，LED燈的陣列可以按區(qū)進(jìn)行控制，使得LED陣列的不同部分可以具有不同的功率輸出。
[0027]在使用時(shí)，晶片110裝載到盒100中，并通過(guò)升降桿140升高至冷板130上方。一般而言，升降桿140具有足以將晶片110移離冷板130的前側(cè)132間隙125的至少50%的距離的長(zhǎng)度。出于描述的目的，圖1僅示出支撐底部晶片的升降桿140。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，升降桿140可以支撐晶片110中的任一個(gè)或全部?？赏瑫r(shí)或獨(dú)立地移動(dòng)升降桿140，使得所有的晶片110同時(shí)移動(dòng)，或允許對(duì)晶片110的移動(dòng)進(jìn)行單獨(dú)的控制。
[0028]晶片110定位成盡可能靠近LED燈120。一般而言，在加熱期間，在遠(yuǎn)離冷板130所述冷板130與LED燈120之間的間隙125的至少50 %處定位晶片110。例如，如果LED燈120和冷板130定位成使得間隙125為約20mm，則在加熱期間，晶片110將升高至高于冷板130至少10mm。冷板130與LED燈120之間的間隙125高達(dá)約50mm。在一些實(shí)施例中，間隙125在約Imm至約20mm的范圍內(nèi)、或在約2mm至約15mm的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，晶片110被移動(dòng)至距加熱器小于約5mm、4mm、3mm、2mm或Imm的距離0
[0029]在負(fù)載鎖定腔室的栗送循環(huán)期間，可保持晶片110離開(kāi)冷板130，并且晶片110由LED燈120加熱，同時(shí)等待真空轉(zhuǎn)移。當(dāng)交換晶片110時(shí)，關(guān)閉LED燈120，并且由熱交換器160將熱從基座中去除。在一個(gè)實(shí)施例中，熱交換器160使水(或其他流體)流過(guò)盒100的壁105中的通道，并且流過(guò)圖6中所示的冷板130(或是基座510)中的通道5251ED燈120的背側(cè)121與冷板的背側(cè)131之間的接觸冷卻LE D燈12 O和晶片110。
[0030]在處理之后，晶片110被往回裝載到盒100中。晶片110放置在冷板130上，并且在排放工藝期間進(jìn)行冷卻。一旦通過(guò)工廠接口交換了晶片110，則LED燈120可再次開(kāi)始加熱晶片HO。
[0031]在一些實(shí)施例中，每一個(gè)冷板130都大于基板的直徑。例如，用于300mm晶片的盒100可以具有直徑約320mm的冷板130。在一些實(shí)施例中，冷板130是方形的，并且具有約320mm的長(zhǎng)度和寬度。
[0032]圖1中所示的實(shí)施例提供不影響系統(tǒng)的原始生產(chǎn)量的并行的預(yù)處理和后處理。另夕卜，可減少在加熱和冷卻晶片時(shí)的熱沖擊。L E D燈12 O可升高晶片110的溫度，而不用將它們直接放置在熱板上，并且在從系統(tǒng)中去除熱時(shí)，利用冷板130，晶片將會(huì)冷卻。
[0033]圖2至圖4示出合并了利用熱障(thermalbreak)的電阻式加熱和基座冷卻的本公開(kāi)的其他方面。在此，厚膜電阻加熱基座和冷基座以這兩個(gè)基座之間的熱障240來(lái)堆疊。熱障240可以是例如具有真空間隙235的防熱罩狀反射器250(圖2中所示)、被排空的真空區(qū)域335(圖3中所示)、或低熱導(dǎo)率材料440(圖4中所示)。熱障減少在負(fù)載鎖定裝置中輻射至冷卻基座的加熱器能量的量。
[0034]圖2至圖4中所示的實(shí)施例中的每一個(gè)實(shí)施例能以與圖1的實(shí)施例類(lèi)似的方式來(lái)操作。圖1與圖2至圖4之間的主要差異在于加熱器。圖1中的LED燈120在圖2至圖4中分別由電阻式加熱器220、320、420替代。
[0035]參考圖2，熱障240提供加熱器220、反射器250與冷板230之間的分離。反射器250定位成鄰近冷板230，并且通過(guò)至少一個(gè)熱障240與冷板230間隔開(kāi)。加熱器220定位成鄰近反射器250，并且通過(guò)至少一個(gè)熱障240與反射器250間隔開(kāi)。在排空期間，熱障240允許從盒200中排空加熱器220、反射器250和冷板230之間的氣體，從而減少部件之間的壓力。在低壓力下減小了通過(guò)對(duì)流進(jìn)行的熱傳遞，因此，加熱器220對(duì)冷板230具有較小的影響。另外，反射器250在加熱器220與冷板230之間提供另一阻礙。取決于例如要分開(kāi)的部件的尺寸，可以存在任何合適數(shù)量的熱障240。
[0036]圖3示出將堆疊的冷板330和加熱器320隔絕的另一實(shí)施例和方法。在此，具有部分真空的真空區(qū)域335形成在冷板330與加熱器320之間，并且具有足夠的間隙以減少兩個(gè)板之間的熱傳遞。在這方面所使用的“部分真空”表示充當(dāng)對(duì)于對(duì)流的阻礙的減小的壓力的區(qū)域。這將允許晶片加熱和冷卻在較高的壓力下發(fā)生，在較高的壓力下，對(duì)流具有對(duì)工藝的較大的影響。
[0037]在圖3中，加熱器320和冷板330示出為在靠近邊緣350處接觸。為使對(duì)流的效應(yīng)最小化，可使用隔離器來(lái)連接加熱器320和冷板330。例如，可將低熱導(dǎo)率粘合劑或其他低熱導(dǎo)率材料放置在冷板330與加熱器320之間以防止單元之間的熱傳遞。這還可被稱為熱墊片(thermal gasket)。在圖4和圖5中所示的實(shí)施例中，低熱導(dǎo)率材料440用作加熱器420與冷板430之間的隔離器。
[0038]圖2至圖5中所示實(shí)施例可改裝到現(xiàn)有負(fù)載鎖定腔室中，或者可以是單獨(dú)的盒。在使用中，由晶片升降桿260、360、460將晶片210、310、410移動(dòng)到緊密地靠近上方加熱器220、320、420。在不使加熱器220、320、420接觸晶片210、310、410的前側(cè)的情況下完成了對(duì)晶片210、310、410的預(yù)加熱?，F(xiàn)有的晶片210、310、410在離開(kāi)系統(tǒng)之前被放置在冷板230、330、430上。與圖的I實(shí)施例類(lèi)似，圖2至圖5的實(shí)施例提供了與其他工藝并行的加熱和冷卻，使得產(chǎn)量不會(huì)顯著地受添加預(yù)加熱和后冷卻工藝的不利影響。
[0039]圖2至圖4中所示的實(shí)施例具有單獨(dú)地受控的升降桿260、360、460，這些單獨(dú)地受控的升降桿可提升或降低盒中的任何單個(gè)的或成組的晶片。用于提升和降低桿的升降桿和控制元件占據(jù)盒中的空間，并且一些實(shí)施例不使用升降桿。在一些實(shí)施例中，如圖5中所示，使用晶片升降裝置470來(lái)一次移動(dòng)所有的晶片。使用單個(gè)的晶片升降裝置470可以占據(jù)比使用多個(gè)單獨(dú)的升降桿更少的空間。圖5中所示的實(shí)施例在所有的方面與圖4的實(shí)施例是完全相同的，例外僅在于升降機(jī)構(gòu)。在圖4允許多個(gè)獨(dú)立的升降桿來(lái)升降單個(gè)晶片的情況下，圖5使用能夠使所有的晶片一起移動(dòng)的單個(gè)的晶片升降裝置。單個(gè)的晶片升降裝置可不費(fèi)力地使所有的晶片從降低的冷卻位置移動(dòng)至升高的加熱位置(如圖所示)。
[0040]晶片升降裝置定位成支撐晶片410的外圍472。晶片升降裝置470可由能夠安全地接觸晶片的任何合適的材料制成。晶片升降裝置470可將晶片從鄰近冷板430的位置移動(dòng)至更靠近加熱器420的位置。晶片升降裝置可以同時(shí)將多個(gè)晶片移離冷板的前側(cè)至少間隙的50%的距離。
[0041]本公開(kāi)的另一方面涉及雙重式(dual)高溫/低溫流體基座盒。以水通道來(lái)設(shè)計(jì)當(dāng)前的冷卻基座，以便在從工藝溫度中冷卻基板時(shí)，當(dāng)前的冷卻基座與低溫流體交換熱。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在流體被快速地加熱或簡(jiǎn)單地以熱流來(lái)替換的情況下，基座的熱質(zhì)量允許快速的熱量。
[0042]圖6示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的基座盒500的實(shí)施例。出于描述性目的，圖6中所示的盒500不具有加熱器。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，盒500可以具有各種實(shí)施例中所示的加熱器中的任何一種。盒500示出為具有三個(gè)基座510，這些基座510可以支撐一個(gè)或多個(gè)晶片(未示出)?；?10連接至供應(yīng)歧管520和返回歧管530，并與這兩者流體地連通。流體通道525延伸穿過(guò)基座510中的每一個(gè)基座，并且在供應(yīng)歧管520與返回歧管530之間形成流體連接。出于描述性目的，圖6中的頂部基座510示出為被切割掉一半以示出流體通道525。一般而言，流體通道525被封閉在基座510的主體內(nèi)。圖6中的基座510各自都具有多個(gè)凹槽540，這些凹槽540可由例如機(jī)器人使用以將晶片定位在基座上。
[0043]每一個(gè)基座510的尺寸可設(shè)定為支撐任何基板。在一些實(shí)施例中，每一個(gè)基座510的尺寸設(shè)定為支撐300mm晶片?；?10的數(shù)量的范圍可為從I至將在空間中匹配的任何數(shù)量。例如，可將盒500定位在負(fù)載鎖定裝置內(nèi)。負(fù)載鎖定裝置的尺寸將基于基座-基座間距和部件的尺寸來(lái)限制基座510的最大數(shù)量。在一些實(shí)施例中，存在數(shù)量為6的倍數(shù)的基座510，例如，12個(gè)、18個(gè)或24個(gè)基座。
[0044]在使用中，流體源(未示出)連接至供應(yīng)歧管520和返回歧管530。流體源可以是任何合適的流體源，包括但不限于，冷水儲(chǔ)存器(reservoir)或再循環(huán)器、熱水儲(chǔ)存器或再循環(huán)器、經(jīng)加熱和/或經(jīng)冷卻的氣缸、或提供具有不同于水的熱容的流體的源。來(lái)自流體源的流體流入供應(yīng)歧管520，在供應(yīng)歧管520處，流被分至歧管內(nèi)的多條路徑中。對(duì)于每一個(gè)基座510，具有至少一條路徑。在圖6中所示的實(shí)施例中，每一個(gè)基座具有六個(gè)單獨(dú)的流體通道525。然而，這僅僅是一種可能的配置，并且不應(yīng)視為限制本公開(kāi)的范圍。在一些實(shí)施例中，每一個(gè)基座獨(dú)立地包括至少一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)、10個(gè)、11個(gè)、12個(gè)、13個(gè)、14個(gè)、15個(gè)、16個(gè)或更多個(gè)流體通道525。
[0045]任何流體通道525的長(zhǎng)度取決于所遵循的路徑。例如，將供應(yīng)歧管520與返回歧管530連接的筆直的通道將具有比圍繞基座510的外圍彎曲的流體通道更短的長(zhǎng)度。圖6中所示的實(shí)施例具有六個(gè)流體通道525，其中，三組通道具有大約相同的長(zhǎng)度。兩個(gè)通道525a具有大約相同的長(zhǎng)度，兩個(gè)通道525b具有大約相同的長(zhǎng)度，并且兩個(gè)通道525c具有大約相同的長(zhǎng)度。流體通道525中的每一個(gè)可以具有與其他通道中的任何一個(gè)不同的長(zhǎng)度。
[0046]可改變流體通道525的直徑以影響例如通過(guò)所述通道的流速，或者平衡通過(guò)多個(gè)通道的流速。在一些實(shí)施例中，基座510中所有的流體通道525都具有相同的直徑。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，流體通道525中的每一個(gè)具有獨(dú)立于基座510中的其他流體通道525中的任何一個(gè)的直徑。在一些實(shí)施例中，流體通道525的直徑隨著流體通道525的長(zhǎng)度的增加而增加。在圖6中，例如，通道525a的直徑可以大于通道525b的直徑，通道525b的直徑可以大于通道525c。
[0047]來(lái)自供應(yīng)歧管520的流體流過(guò)基座510中的流體通道525朝返回歧管530流動(dòng)。在返回歧管530處，來(lái)自多個(gè)單獨(dú)的通道525和基座510的流體被組合并且流向例如廢料管線或再循環(huán)系統(tǒng)。
[0048]當(dāng)前的熱交換器系統(tǒng)具有保持在特定的溫度下的大熱質(zhì)量流體，所述流體可用于快速地冷卻和加熱負(fù)載鎖定裝置內(nèi)的鋁基座510。每一個(gè)系統(tǒng)中的流體的熱質(zhì)量大約比基座的熱質(zhì)量大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0049]圖7示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的熱交換器系統(tǒng)600。兩個(gè)處理腔室680連接至中央傳送站682，所述中央傳送站682在其中具有至少一個(gè)機(jī)器人684。雖然示出了兩個(gè)，但是至少一個(gè)負(fù)載鎖定裝置686定位在傳送站682的前端，并且用作工廠接口(FI)以允許將晶片從處理系統(tǒng)外部移動(dòng)到處理系統(tǒng)內(nèi)部。盒500示出為在負(fù)載鎖定裝置686中的每一個(gè)內(nèi)。盒500可用所述的盒實(shí)施例中的任何一個(gè)來(lái)替代，或者可以是負(fù)載鎖定裝置的一體的部分。作為負(fù)載鎖定裝置的一體的部分，盒壁將與負(fù)載鎖定裝置的壁相同。
[0050]入口管線630從加熱系統(tǒng)640和冷卻系統(tǒng)660延伸至負(fù)載鎖定裝置686。入口管線630與每一個(gè)盒500的供應(yīng)歧管520流體地連通。入口管線630還與入口管線加熱器連接件631和入口管線冷卻器連接件632流體地連通。入口管線加熱器連接件631和入口管線冷卻器連接件632是允許分離的任何合適的連接部件。例如，入口管線加熱器連接件630和/或入口管線冷卻器連接件632可以是能夠閉合以隔離入口管線630的閥。出口管線635與每一個(gè)盒500上的返回歧管530流體地連通。出口管線635還與出口管線加熱器連接件636和出口管線冷卻器連接件637流體地連通。像入口管線連接件那樣，出口管線加熱器連接件636和出口管線冷卻器連接件637可以是允許分離的任何合適的連接部件。例如，出口管線加熱器連接件636和/或出口管線冷卻器連接件637可以是能夠閉合以隔離出口管線635的閥。
[0051]在工廠接口(FI)傳送期間，加熱系統(tǒng)640使用高溫流體將基座510加熱至預(yù)定的溫度(例如，高達(dá)300 °C)。在排空至基礎(chǔ)壓力以及轉(zhuǎn)移壓力期間，將利用流過(guò)系統(tǒng)的熱流體，在基座510上加熱晶片。在真空轉(zhuǎn)移期間，基座510將保持為熱的，直到最后一個(gè)晶片被傳送至工藝腔室或從負(fù)載鎖定裝置686中被移除為止。
[0052]為了提供加熱流體，加熱系統(tǒng)640連接至盒500中的每一個(gè)盒上的入口歧管520。加熱流體的流離開(kāi)加熱系統(tǒng)640，并且穿過(guò)打開(kāi)的閥641流至入口歧管520。在穿過(guò)基座510并且進(jìn)入出口歧管530之后，流體通過(guò)打開(kāi)的閥642往回流到加熱系統(tǒng)640。在這個(gè)循環(huán)期間，旁路閥643是閉合的以防止流體流過(guò)旁路環(huán)路644。
[0053 ] 為了防止混合，可隔離冷卻系統(tǒng)660。關(guān)閉閥661和閥66 2以停止流出和流入冷卻系統(tǒng)660。冷卻器旁路環(huán)路664與入口管線冷卻器連接件632和出口管線冷卻器連接件637流體地連通。冷卻器旁路環(huán)路664可以包括冷卻器旁路閥663，所述冷卻器旁路閥663可打開(kāi)，使得冷卻系統(tǒng)660內(nèi)的流體能夠繼續(xù)通過(guò)旁路環(huán)路664進(jìn)行循環(huán)以為冷卻操作作好準(zhǔn)備。
[0054]類(lèi)似地，為了防止混合，可隔離加熱系統(tǒng)640。閥設(shè)有加熱器旁路環(huán)路，所述加熱器旁路環(huán)路與入口管線加熱器連接件和出口管線加熱器連接件流體地連通，所述加熱器旁路環(huán)路包括旁路閥，用以允許流體在入口管線與出口管線之間流動(dòng)。
[0055]一旦已從基座510中移除了所有的晶片，就可接入(engage)冷卻系統(tǒng)660。為了接入冷卻系統(tǒng)660并防止與加熱系統(tǒng)640混合，可隔離加熱系統(tǒng)。加熱器旁路環(huán)路644與入口管線加熱器連接件631和出口管線加熱器連接件636流體地連通。加熱器旁路環(huán)路644還可具有加熱器旁路閥643以允許流體在加熱器管線中循環(huán)。為了隔離加熱系統(tǒng)640，閥641和閥642是閉合的，并且旁路閥643是打開(kāi)的以允許加熱流體通過(guò)旁路環(huán)路644進(jìn)行循環(huán)。冷卻系統(tǒng)660上的旁路閥663可以是閉合的以防止進(jìn)一步流過(guò)旁路環(huán)路664。閥661和閥662是打開(kāi)的以允許流體從冷卻系統(tǒng)660流向入口歧管520，并且流過(guò)盒500中的基座510。在這一時(shí)刻，熱流體系統(tǒng)從基座510被轉(zhuǎn)移走，并且冷卻系統(tǒng)660中的流體將會(huì)將熱流體推出基座510，從而迅速地使具有晶片的基座510冷卻到預(yù)定的溫度。
[0056]一旦符合了冷卻溫度，則可提升晶片以脫離冷板。一旦完成了對(duì)晶片的冷卻，則冷卻系統(tǒng)660將從盒500被轉(zhuǎn)移走，并且將改變閥，使得加熱系統(tǒng)640可以再次加熱基座510。
[0057]圖7中所示的配置提供了不影響系統(tǒng)的初始設(shè)計(jì)的產(chǎn)量的、并行的預(yù)處理和后處理。在加熱和冷卻晶片時(shí)的熱沖擊將減少，因?yàn)槔没A(chǔ)基座材料來(lái)加熱和冷卻晶片。本公開(kāi)的實(shí)施例允許最小的負(fù)載鎖定容積設(shè)計(jì)，所述最小的負(fù)載鎖定容積設(shè)計(jì)相比其他概念將改善生產(chǎn)量。圖7的配置示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示例性加熱/冷卻循環(huán)系統(tǒng)。加熱/冷卻循環(huán)系統(tǒng)可與所述的晶片盒中的任何一個(gè)一起使用。
[0058]盡管上述內(nèi)容針對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施例，但是可設(shè)計(jì)本公開(kāi)的其他和進(jìn)一步的實(shí)施例而不背離本公開(kāi)的基本范圍，并且本公開(kāi)的范圍由所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶片盒，所述晶片盒包括: 壁，所述壁支撐多個(gè)冷板，所述壁允許對(duì)所述冷板中的至少一些冷板的前側(cè)進(jìn)行接??； 多個(gè)LED燈，所述多個(gè)LED燈抵靠所述冷板的背側(cè)來(lái)定位，并且具有與相鄰的冷板的前側(cè)間隔開(kāi)的前側(cè)以形成間隙，所述多個(gè)LED燈被引導(dǎo)向所述相鄰的冷板的前側(cè)；以及 晶片升降裝置，所述晶片升降裝置定位成支撐晶片的外圍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片盒，其特征在于，所述多個(gè)冷板中的每一個(gè)冷板包括至少一個(gè)流體通道，所述至少一個(gè)流體通道穿過(guò)所述冷板的主體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶片盒，其特征在于，所述至少一個(gè)壁包括供應(yīng)歧管，所述供應(yīng)歧管與所述冷板的所述主體中的所述流體通道流體地連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶片盒，其特征在于，所述至少一個(gè)壁進(jìn)一步包括返回歧管，所述返回歧管與所述冷板的所述主體中的所述流體通道流體地連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片盒，其特征在于，所述LED燈的前側(cè)與所述相鄰的冷板的前側(cè)之間的所述間隙在約2mm至約15mm的范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片盒，其特征在于，所述LED燈發(fā)射處于約450nm波長(zhǎng)的光。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片盒，其特征在于，所述晶片升降裝置將多個(gè)晶片移離所述冷板的前側(cè)所述間隙的至少50%的距離。8.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 至少一個(gè)負(fù)載鎖定腔室，所述至少一個(gè)負(fù)載鎖定腔室容納根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶片盒； 入口管線，所述入口管線與供應(yīng)歧管、入口管線加熱器連接件和入口管線冷卻器連接件流體地連通； 出口管線，所述出口管線與返回歧管、出口管線加熱器連接件和出口管線冷卻器連接件流體地連通； 加熱器旁路環(huán)路，所述加熱器旁路環(huán)路與所述入口管線加熱器連接件和所述出口管線加熱器連接件流體地連通，所述加熱器旁路環(huán)路包括旁路閥以允許流體在所述入口管線與所述出口管線之間流動(dòng)；以及 冷卻器旁路環(huán)路，所述冷卻器旁路環(huán)路與所述入口管線冷卻器連接件和所述出口管線冷卻器連接件流體地連通，所述冷卻器旁路環(huán)路包括冷卻器旁路閥以允許流體在所述入口管線與所述出口管線之間流動(dòng)。9.一種晶片盒，所述晶片盒包括: 壁，所述壁支撐多個(gè)冷板，所述壁允許對(duì)所述冷板中的至少一些冷板的前側(cè)進(jìn)行接取，使得晶片能夠鄰近所述冷板的前側(cè)來(lái)定位； 反射器，所述反射器鄰近所述冷板中的至少一些冷板的背側(cè)，由至少一個(gè)熱障將所述反射器與所述冷板的背側(cè)分開(kāi)； 加熱器，所述加熱器鄰近所述反射器的背側(cè)，由至少一個(gè)熱障將所述加熱器與所述反射器的背側(cè)分開(kāi)，使得所述加熱器的背側(cè)與相鄰的冷板的前側(cè)之間具有間隙；以及 多個(gè)升降桿，所述多個(gè)升降桿定位在所述冷板內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片盒，其特征在于，所述多個(gè)冷板中的每一個(gè)冷板都包括至少一個(gè)流體通道，所述至少一個(gè)流體通道穿過(guò)所述冷板的主體。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片盒，其特征在于，所述至少一個(gè)壁包括供應(yīng)歧管，所述供應(yīng)歧管與所述冷板的所述主體中的所述流體通道流體地連通。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片盒，其特征在于，所述至少一個(gè)壁進(jìn)一步包括返回歧管，所述返回歧管與所述冷板的所述主體中的所述流體通道流體地連通。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片盒，其特征在于，所述冷板的前側(cè)與所述加熱器的背側(cè)之間的所述間隙在約2mm至約50mm的范圍內(nèi)。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片盒，其特征在于，所述加熱器是電阻式加熱器。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片盒，其特征在于，所述升降桿具有足以使晶片移離所述冷板的前側(cè)所述間隙的至少50 %的距離的長(zhǎng)度。16.—種晶片盒，所述晶片盒包括: 壁，所述壁支撐多個(gè)冷板，所述壁允許對(duì)所述冷板中的至少一些冷板的前側(cè)進(jìn)行接取，使得晶片能夠鄰近所述冷板的前側(cè)來(lái)定位； 加熱器，所述加熱器位于所述冷板的背側(cè)上，使得所述加熱器的背側(cè)與相鄰的冷板的前側(cè)間隔開(kāi)以形成間隙；以及 隔離器，所述隔離器位于所述加熱器與所述冷板之間。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶片盒，其特征在于，所述隔離器包括部分真空，并且所述加熱器的邊緣接觸所述冷板的邊緣。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶片盒，其特征在于，所述隔離器包括低熱導(dǎo)率材料，所述低熱導(dǎo)率材料定位在所述加熱器與所述冷板之間，使得所述加熱器與所述冷板不觸碰。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶片盒，其特征在于，所述至少一個(gè)壁包括供應(yīng)歧管，所述供應(yīng)歧管與所述冷板的主體中的至少一個(gè)流體通道流體地連通。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的晶片盒，其特征在于，所述至少一個(gè)壁進(jìn)一步包括返回歧管，所述返回歧管與所述冷板的所述主體中的所述流體通道流體地連通。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK105826226SQ201610039843
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年1月21日
【發(fā)明人】J·M·舒浩勒, R·B·沃派特, P·E·波爾甘德, B·B·萊爾頓, D·伯拉尼克, W·T·韋弗
【申請(qǐng)人】應(yīng)用材料公司