专利名称：托盘及具有其的晶片处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及等离子体加工领域，特别涉及一种改进的托盘及具有其的晶片处理设备。
背景技术：
等离子体加工技术，是指在一定条件下将通入反应室的气体电离，产生包括正、负带电粒子和自由原子团的等离子体。其中，等离子体与基底发生物理及化学反应以得到所需要的半导体结构。在LED制造工艺过程中，特别是刻蚀工艺中，为了固定、支撑及传送晶片并实现温度控制，避免在工艺过程中出现移动或错位现象，往往需要使用托盘。这类托盘装置已普遍应用于半导体等离子体刻蚀反应室中。具体而言，在托盘的上表面均勻设有多个凹槽，用于放置需要进行等离子体处理 (如刻蚀处理等)的晶片。经过等离子体处理后，晶片的温度升高，通过将氦气从气体通道吹向托盘的下表面，可以达到有效冷却托盘的目的。托盘再通过热交换冷却晶片并且保证晶片温度的均勻性。但是，现有的托盘的下表面通常为一平面，从而，在托盘和位于其下方的卡盘之间就会存在细小的真空间隙。在真空环境下，冷却介质如氦气在上述真空间隙中流通不畅，从而使托盘和卡盘之间的传热性能变差，导致托盘的温度过高而且均勻性较差，从而导致晶片的温度过高而且温度均勻性差，并影响最终的晶片刻蚀效果。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。特别针对现有的托盘，需要提供一种改进的托盘结构，从而促进冷却介质在托盘下表面能够均勻地流动，从而提高托盘温度的均勻性，增强刻蚀效果。此外，本发明还需要提供一种具有所述托盘的晶片处理设备。根据本发明的一方面，提供了一种托盘，包括托盘本体；至少一个凹槽，所述凹槽形成在所述托盘本体的上表面以容纳晶片；外周边封闭部，所述外周边封闭部形成在所述托盘本体的下表面的周边；多个凸起部，所述多个凸起部位于所述托盘本体的下表面且位于所述外周边封闭部之内；以及形成在所述多个凸起部之间的沟道，所述沟道彼此连通。根据本发明实施例的托盘，通过在托盘的下表面设置多个凸起部，以及形成在上述多个凸起部之间的沟道，可以实现热传导介质在托盘和卡盘之间流动通畅，使托盘的温度更加均勻，从而通过均勻地降低托盘的温度，即可通过热传导作用均勻地降低位于托盘上的晶片的温度，以获得良好的晶片刻蚀效果。根据本发明的一个实施例，所述凸起部排列成同心环，所述同心环以所述托盘中心为圆心。根据本发明的一个实施例，所述凸起部形成为柱体形或弧形。
根据本发明的一个实施例，所述外周边封闭部和所述凸起部具有相同的高度。根据本发明的一个实施例，所述沟道的面积为所述托盘下表面的面积的20 80%。根据本发明的另外一方面，提供了一种晶片处理设备，包括反应室；基座，所述基座容纳在所述反应室内；卡盘，所述卡盘设置在所述基座上；如上所述的托盘，所述托盘可移除地设置在所述卡盘上；以及气体供给通道，用于将气体供给至所述托盘的下表面处。本发明实施例的晶片处理设备通过采用如上所述的托盘，促进热传导介质在托盘和卡盘之间的流动，有效控制托盘的温度，从而解决了位于托盘上的晶片的温度过高且均勻性差的问题，提高了对晶片的刻蚀效果。根据本发明的一个实施例，所述反应室用于对晶片进行等离子体处理。根据本发明的一个实施例，所述卡盘的上表面形成有多个开孔，用于将气体供给通道所供给的气体供给至所述托盘的下表面。根据本发明的一个实施例，所述气体供给通道包括主通道部分，所述主通道部分形成在所述基座和卡盘内；以及分支通道部分，所述分支通道部分分别与所述主通道部分以及所述多个开孔流体连通。根据本发明的一个实施例，所述晶片处理设备进一步包括气体源，所述气体源与所述气体供给通道流体连通。根据本发明的一个实施例，所述气体源用于将热传导介质供给至所述气体供给通道。根据本发明的一个实施例，所述的晶片处理设备进一步包括紧固件，所述紧固件用于将托盘固定在卡盘上，以将所述托盘与所述卡盘紧密接触，所述紧固件包括压环；以及压环升降机构，所述压环升降机构设置在所述压环的下方用于升降所述压环。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1为根据本发明的一个实施例的晶片处理设备的结构示意图
图2为根据本发明的一个实施例的托盘的主视剖面图；图3为图2中托盘的俯视图；图4为根据本发明一个实施例的托盘的仰视图；图5为根据本发明另一个实施例的托盘的仰视图；以及图6为根据本发明的一个实施例的托盘的制作工艺流程图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
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在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。为了更好的理解本发明，首先参考附图描述根据本发明实施例的晶片处理设备 100，其中图1为根据本发明的一个实施例的晶片处理设备100的结构示意图；图2-5为根据本发明的一个实施例的托盘4的结构示意图。如图1-5所示，根据本发明实施例的晶片处理设备100包括反应室1、基座2、卡盘 3、托盘4和气体供给通道6。如图1中所示，基座2容纳在反应室1内部，其中在基座2的上表面设置有卡盘3。 反应室1可以用于对晶片6进行工艺处理、例如等离子处理等。所述晶片处理设备100还包括托盘4，其中，托盘4可移除地设置在卡盘3上，待处理的晶片6可以进一步放置在托盘 4上，所述托盘4可以固定、支撑并传送晶片6。通过托盘4的固定作用，从而避免了在工艺过程中，晶片出现移动或错位的现象。根据本发明的一个实施例，托盘4可以通过机械或者静电吸引方式等放置在卡盘 3上。当反应室1对晶片6进行等离子体处理时，放置有晶片6的托盘4进入反应室1， 即晶片6通过托盘4被传送至反应室1进行工艺处理。在进行工艺处理时，为了避免晶片6 的温度过高且温度均勻性差，影响最终的工艺结果，需要在托盘4的下表面和卡盘3之间通入例如氦气或者氩气的热传导介质。如图1中所示，在基座2和卡盘3的内部形成贯通上述两者内部的气体供给通道5，热传导介质通过气体供给通道5供给至托盘4的下表面处。根据本发明的一个实施例，所述气体供给通道5可以包括主通道部分和分支通道部分。所述主通道部分可以形成在基座2和卡盘3内，所述分支通道部分与上述主通道部分流体连通。并且，在卡盘3的上表面形成有多个开孔，上述多个开孔进一步与分支通道部分流体连通。由于在工艺时，卡盘3的上表面放置有托盘4，因此通过气体供给通道热传导介质供给至托盘4的下表面。所述晶片处理设备100可以进一步包括气体源，所述气体源将热传导介质供给至气体供给通道5，并通过分支通道部分连通至所述多个开孔。该气体源可以按照预定的模式向所述气体供给通道5供给热传导介质，所述预定模式可以根据晶片的冷却需要进行预先设定。在根据本发明的一个实施例中，所述热传导介质可以为氦气。当然，本领域技术人员可以理解的是，热传导介质不限于氦气，具有冷却功能的其他气体，例如氩气等均可以用于本发明所述的热传导介质，其也落入本发明的保护范围之内。由于在工艺过程中，热传导介质通过气体供给通道以及形成在卡盘3上表面上的多个开孔供给至托盘4的下表面，为了防止热传导介质对托盘4的气体顶撞，因此，本发明的一个实施例的晶片处理设备还可以进一步包括紧固件，用于将托盘4固定在卡盘3上，以将所述托盘4与所述卡盘3紧密接触。该紧固件可以在对晶片进行等离子刻蚀过程时，将托盘4固定在卡盘3上，避免由于气体压强的不均勻而使托盘4脱离卡盘3。根据本发明的一个实施例，所述紧固件可以包括压环7和压环升降机构8，所述压环升降机构8设置在所述压环7的下方、用于升降所述压环7，从而可以方便所述托盘4的固定和拆卸。
经过上述晶片处理，晶片6的温度升高，但是通过在卡盘3和托盘4之间通入热传导介质，将热传导介质从气体供给通道5吹向托盘4的下表面，可以有效地冷却托盘4，托盘 4再通过热交换冷却晶片6并且保证晶片6温度的均勻性。当反应室1对晶片6进行等离子体处理结束时，放置有晶片6的托盘4离开反应室1。在本实施例的一个实施例中，可以在反应室1中对晶片6的晶片处理工艺，包括对晶片6进行等离子处理，如刻蚀工艺等。下面参考附图2-5描述本发明的实施例的托盘4的改进结构。如图2-5所示，托盘4包括托盘本体41、凹槽42、凸起部43、沟道44和外周边封闭部45。具体的说，在托盘本体41的上表面形成有至少一个凹槽42。晶片6放置在上述凹槽42中。凹槽42固定并支撑晶片6，并在工艺时，随托盘4进入反应室1进行晶片处理工艺。在托盘本体41的下表面形成有多个凸起部43以及形成于上述多个凸起部43之间的沟道44，所述沟道44彼此连通。由此，供给到托盘4的下表面处的气体可以在托盘4的下表面形成有效的气体循环，从而实现对容纳在凹槽42中的晶片的良好冷却，以进一步增强刻蚀效果。根据本发明的一个实施例，沟道44的面积可以为托盘4的下表面的面积的20 80%。当对晶片6进行晶片处理时，热传导介质通过气体供给通道5进入上述沟道44。 为了限制热传导介质气体在沟道44中流动，阻止气体外溢，在托盘本体1的下表面的周边形成外周边封闭部45。如图4-5所示，凸起部43与沟道44均位于外周边封闭部45之内。 并且外周边封闭部45和凸起部43具有相同的高度，从而可以进一步地实现对气体循环的密封作用。由此，热传导介质只在托盘4、卡盘3与外周边封闭部45形成的空间内流动，从而增强了例如氦气的气体的流动，减少或者不会发生外溢。并且，通过在托盘4的下表面设置凸起部43和沟道44，热传导介质可以与托盘4的下表面充分接触，在真空间隙中顺畅流动，从而使托盘4的下表面温度均勻，进而通过热传导使位于托盘4上的晶片6的温度均勻，提高晶片的处理效果。由上可知，托盘4的下表面结构对晶片6的温度均勻性及晶片处理效果具有较大的影响。在本发明的一个实施例中，凸起部43可以排列成同心环。其中同心环以托盘4的中心为圆心。当然，本领域技术人员可以理解，托盘4的下表面结构不限于上述结构。当托盘4下表面的凸起部43和沟道44不以同心环形式排列时，其也落入本发明的托盘的保护范围之内。图4和图5分别示出了本发明实施例的托盘4的两种结构。下面将分别参照图4、 图5来详细描述本发明的托盘4的下表面的可选结构。第一实施例图4显示了根据本发明的托盘4的下表面结构的一个实施例。如图4所示，所述凸起部43可以形成为弧形结构。各个凸起部43排列成以托盘4的中心为圆心的同心环。 凸起部43之间形成彼此连通的沟道44。热传导介质在上述沟道44中流动，从而良好地实现降低托盘4的温度的目的。同时，由于外周边封闭部45的存在，热传导介质不会发生外
当然，本领域技术人员可以理解的，当凸起部43和沟道44实施为其他形状、深度及宽度时，例如所述凸起部43也可以形成为具有不同厚度的弧形结构，且其分布具有其他预定的形状，例如椭圆形或者方形等。需要说明的是，上述具有不同预定图案的凸起部43 分布结构也落入本发明的保护范围之内。在根据本发明的一个实施例中，所述沟道44的面积可以占托盘4的面积的20 80%。优选地，所述沟道44的面积占所述托盘4的下表面面积的40%。第二实施例图5显示了根据本发明的托盘4的下表面结构的另一个可选实施例。如图5所示， 所述凸起部43形成为圆柱体形。各个凸起部43排列成以托盘4的中心为圆心的同心环。 在凸起部43之间形成彼此连通的沟道44，其中热传导介质可以在圆柱体形的凸起部43之间的沟道44内流动，并且由于外周边封闭部45的作用，例如氦气的热传导介质不会外溢。 热传导介质通过沟道44与托盘4的下表面接触，从而均勻地降低了托盘4的温度，进而降低位于托盘4上的晶片6的温度，从增强晶片6的刻蚀效果。需要说明的是，所述凸起部43可以形成为其他的形状，例如棱柱形、或者其他多边形柱体结构。需要说明的是，上述具有不同形状的凸起部43也落入本发明的保护范围之内。下面将参照图6简单描述一下所述托盘4的制造方法。如图6所示，所述方法可以包括如下步骤SlOl 提供托盘本体。所述托盘可以具有预定的形状。首先，可以在托盘本体41的上表面根据实际的需要形成凹槽42。该凹槽42可以用于容纳、固定并支撑晶片6。在进行晶片处理时，晶片6随托盘4进入反应室1进行晶片
处理工艺。S102 形成托盘下表面的导气结构。所述导气结构由外周边封闭部45、凸起部43以及沟道44构成。下面将说明所述导体结构的形成方法。首先，在托盘本体41的下表面的周边形成外周边封闭部45。接着在托盘本体41的下表面内形成多个凸起部43以及位于所述凸起部43之间的沟道44，沟道的成形要求是沟道44内部彼此连通，以让气体可以自由、流畅地运动。多个凸起部43和沟道 44位于外周边封闭部45之内。根据本发明的一个实施例，沟道44的面积可以实施为托盘 4的下表面的面积的20 80%。当对晶片6进行晶片处理时，热传导介质通过气体供给通道5经由卡盘3的上表面进入上述沟道44。由于外周边封闭部45的密封作用，热传导介质只在托盘4、卡盘3与外周边封闭部45形成的空间中流动，不会发生外溢。并且，通过在托盘4的下表面设置凸起部43和沟道44，热传导介质可以与托盘4的下表面充分接触，在所述空间中顺畅流动，从而使托盘4的下表面温度均勻，进而通过热传导使位于托盘4上的晶片6的温度均勻，提高晶片的工艺处理(例如刻蚀)的效果。由上可知，根据本发明的一个实施例的所述托盘4的下表面改进结构对晶片6的温度均勻性及晶片处理效果具有良好的效果。在根据本发明的一个实施例的托盘制造方法中，可以将所述凸起部43形成为同心环，所述同心环以托盘4的中心为圆心。所述同心环
7间隔以预定的距离，且每个所述同心环上形成有多个缺口，以形成所述沟道44，。当然，本领域技术人员可以理解，托盘4的下表面结构也可以形成为如上所述的其他的方式。根据本发明实施例的托盘的制造方法得到的托盘，可以实现热传导介质在托盘和卡盘之间流动通畅，使托盘的温度更加均勻。通过降低托盘的温度，进而降低位于托盘上的晶片的温度，以获得良好的例如刻蚀的效果。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种托盘，其特征在于，包括 托盘本体；至少一个凹槽，所述凹槽形成在所述托盘本体的上表面以容纳晶片； 外周边封闭部，所述外周边封闭部形成在所述托盘本体的下表面的周边； 多个凸起部，所述多个凸起部位于所述托盘本体的下表面且位于所述外周边封闭部之内；以及形成在所述多个凸起部之间的沟道，所述沟道彼此连通。
2.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述沟道的面积为所述托盘下表面面积的 20 80%。
3.如权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述凸起部为柱体形或弧形。
4.如权利要求2或3所述的托盘，其特征在于，所述外周边封闭部和所述凸起部具有相同的高度。
5.如权利要求1所述的改进设备，其特征在于，所述凸起部排列成同心环，所述同心环以所述托盘中心为圆心。
6.一种晶片处理设备，其特征在于，包括反应室；基座，所述基座容纳在所述反应室内； 卡盘，所述卡盘设置在所述基座上；如权利要求1-5中任一所述的托盘，所述托盘可移除地设置在所述卡盘上；以及气体供给通道，用于将气体供给至所述托盘的下表面。
7.如权利要求6所述的晶片处理设备，其特征在于，所述反应室用于对晶片进行等离子体处理。
8.如权利要求6所述的晶片处理设备，其特征在于，所述卡盘的上表面形成有多个开孔，用于将气体供给通道所供给的气体供给至所述托盘的下表面。
9.如权利要求8所述的晶片处理设备，其特征在于，所述气体供给通道包括 主通道部分，所述主通道部分形成在所述基座和卡盘内；以及分支通道部分，所述分支通道部分分别与所述主通道部分以及所述多个开孔流体连ο
10.如权利要求9所述的晶片处理设备，进一步包括 气体源，所述气体源与所述气体供给通道流体连通。
11.如权利要求10所述的晶片处理设备，其特征在于，所述气体源用于将热传导介质供给至所述气体供给通道。
12.如权利要求6所述的晶片处理设备，进一步包括紧固件，所述紧固件用于将托盘固定在卡盘上，以将所述托盘与所述卡盘紧密接触，所述紧固件包括 压环；以及压环升降机构，所述压环升降机构设置在所述压环的下方、用于升降所述压环。
全文摘要
本发明公开了一种托盘，包括托盘本体；至少一个凹槽，形成在托盘本体的上表面以容纳晶片；外周边封闭部，形成在托盘本体的下表面的周边；多个凸起部，位于托盘本体的下表面且位于外周边封闭部之内；以及形成在多个凸起部之间的沟道，沟道彼此连通。本发明进一步公开了一种具有上述托盘的晶片处理设备。根据本发明实施例的托盘，通过在其下表面设置多个凸起部和沟道，可以实现热传导介质在托盘和卡盘之间流动通畅，使托盘的温度更加均匀。通过降低托盘的温度进而降低位于托盘上的晶片的温度。
文档编号H01L21/683GK102412176SQ20101029167
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者张宝辉 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司