专利名称：托盘及具有它的晶片处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种托盘及具有它的晶片处理设备。
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，且为了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。如图1和图2所示，在托盘100’的上表面设有多个凹槽110’，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晶片的下表面，以冷却晶片。但是，传统托盘100’的凹槽110’的放置晶片的底面为平面，因此在凹槽110’的底面与晶片之间可能存在细小的真空间隙，从而导致托盘和晶片之间传热性能不良，对晶片的冷却效果差，使得晶片的温度过高且均勻性较差，影响晶片的处理质量。此外，由于凹槽110’的放置晶片的底面为平面，因此冷却气体在凹槽110’的底面与晶片之间的流动不畅，也影响了对晶片的冷却效果。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。为此，本发明的目的在于提出一种托盘，该托盘具有良好的气体热传导结构，促进热传导气体流动，冷却效果好。本发明的另一个目的在于提出一种具有上述托盘的晶片处理设备。为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种托盘，包括托盘本体，所述托盘本体的上表面上设有用于容纳晶片的凹槽，所述托盘本体设有气体通道；和上凸起部，所述上凸起部设置在所述凹槽的底面上以在所述凹槽内限定出上沟道，其中所述气体通道与所述上沟道连通。根据本发明实施例的托盘，通过在托盘本体上表面上的凹槽内形成上沟道，当晶片放置到所述凹槽内时，晶片与所述凹槽底面之间形成了较大的间隙，不会有细小的真空间隙存在，而且热传导气体在凹槽底面与晶片背面之间的流动顺畅，晶片与托盘之间的热传导效果好，从而对托盘以及晶片的冷却效果提高，并且使得晶片的温度更加均勻，晶片处理效果好。根据本发明实施例的托盘还可以具有如下附加技术特征所述凹槽为多个，所述托盘本体上设有多个所述气体通道，所述多个气体通道分别与所述多个凹槽内的所述上沟道连通。由此，可以使用一个托盘对多个晶片同时进行处理，并且对晶片的冷却效果好，晶片的温度均勻。所述上沟道的面积为所述托盘本体上表面面积的20 80%。当上沟道的面积设置为上述比例时，热传导气体在上沟道中的流动可以进一步提高对晶片的冷却效果。进而，所述上沟道的面积为所述托盘本体上表面面积的40%。所述气体通道从所述托盘本体的底面延伸到所述凹槽内。所述上凸起部包括多个离散分布在所述凹槽底面上的柱状体。通过将上凸起部形成为多个离散分布在凹槽底面上的柱状体，可以增加上沟道的面积，从而增强对晶片的冷却效果。在本发明的一个实施例中，所述上凸起部包括多个弧形体以在所述凹槽内限定出多个彼此连通的多个子上沟道。在本发明的一个实施例中，所述多个弧形体排列成同心环的形式，所述同心环以所述凹槽的中心为圆心，且所述多个子上沟道包括排列成同心环形式的周向子上沟道和连通所述周向子上沟道的径向子上沟道。由此，上沟道在凹槽底面的分别均勻，加工方便，可以进一步提高对晶片的冷却效果，同时提高晶片的温度均勻性。在本发明的一个实施例中，所述气体通道形成在所述凹槽的中心。在本发明的一个实施例中，所述凹槽的底面外周边设有向下延伸且用于容纳晶片密封圈的密封圈容纳槽。由此，通过设置晶片密封圈，可以有效地对晶片和凹槽底面之间的热传导气体进行密封，防止热传导气体的泄露。在本发明的一个实施例中，根据本发明实施例的托盘进一步包括外周边封闭部， 所述外周边封闭部沿周向形成在托盘本体的下表面的外周沿；和下凸起部，所述下凸起部设置所述托盘本体的下表面上且位于所述外周边封闭部之内，其中所述下凸起部高度不大于所述外周边封闭部的高度。由此，通过在托盘的下表面形成下沟道，使得热传导介质在托盘和卡盘之间流动通畅，由此增强对托盘的冷却效果，托盘的温度更加均勻，进而可以均勻地降低位于晶片的温度。本发明第二方面的实施例提出了一种晶片处理设备，包括腔室主体，所述腔室主体内限定有反应室；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；托盘，所述托盘设置在所述卡盘上，其中所述托盘为根据本发明第一方面所述的托盘；压紧组件，所述压紧组件用于将所述托盘固定到所述卡盘上；和气体供给通道，所述气体供给通道与所述托盘的气体通道连通用于将热传导气体供给到所述托盘的凹槽内。根据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晶片之间的流动，提高了对托盘和晶片的冷却效果，并且晶片的温度均勻性好，提高了对晶片的处理效果。在本发明的一个实施例中，所述晶片处理设备进一步包括卡盘密封圈，所述卡盘密封圈设置在所述托盘的下表面和所述卡盘的上表面之间。由此，通过设置卡盘密封圈，可以有效地对卡盘和托盘之间的热传导气体进行密封，防止热传导气体的泄露。在本发明的一个实施例中，所述压紧组件包括盖板，所述盖板设置在所述托盘上；压环；所述压环压在所述盖板上；和压环升降机构，所述压环升降机构与所述压环相连用于升降所述压环。本发明附加的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。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1为传统托盘的俯视图；图2为传统托盘的主视剖面图；图3为根据本发明一个实施例的托盘的俯视图；图4为图3中托盘上的一个凹槽的俯视图；图5为根据本发明的另一个实施例的托盘的俯视图；图6为图5中的一个凹槽的俯视图；图7为图3中托盘的仰视图；以及图8为根据本发明一个实施例的晶片处理设备的示意图。
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，而不能解释为对本发明的限制。在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。下面参考图3和4描述根据本发明一个实施例的托盘100。根据本发明实施例的托盘100包括托盘本体120和上凸起部111。具体地，托盘本体120的上表面上设有用于容纳晶片400(参考图8)的凹槽110， 并且托盘本体120上设有气体通道130。上凸起部111设置在凹槽110的底面上，从而上凸起部111在凹槽110内限定出上沟道112，气体通道130与上沟道112连通，用于向上沟道112内供给热传导气体，例如氦气，以便对托盘100和放置到凹槽110的晶片400进行冷却。根据本发明实施例的托盘100，由于在托盘本体120上的凹槽110的底面上设置了上凸起部111从而在凹槽Iio的底面上形成了上沟道112，因此当晶片400放置到凹槽 110内时，晶片400与凹槽110的底面之间不会形成细小的真空间隙，热传导气体通过气体通道130供给到上沟道112内，并且热传导气体在上沟道112内流动顺畅，从而提高了对托盘100和晶片400的冷却效果，并且晶片400的温度更加均勻。需要理解的是，在凹槽110的底面上设置上凸起部111以限定出上沟道112，也可以说，在凹槽110的底面形成了上沟道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的底面上加工出上沟道112，同时也加工出了上凸起部111。 对于本领域的普通技术人员可以理解，上凸起部111的高度不会超出凹槽110的深度，换言之，上凸起部111不会从托盘本体120的上表面伸出。在本发明的一个具体示例中，如图3所示，在托盘本体120的底面上设有多个凹槽 110，相应地，托盘本体120上设有多个气体通道130，气体通道130分别与多个凹槽110内的上沟道112连通。通过在托盘本体120上设置多个凹槽110，可以同时处理多个晶片400。 当然，可以理解的是，每个凹槽110的底面上都形成了各自的上沟道112。在本发明进一步的实施例中，为了提高对晶片400和托盘100的冷却效果，上沟道 112的面积为托盘本体120的上表面面积的20 80%，更优选地，上沟道112的面积为托盘本体120的上表面面积的40%。当然，需要理解的是，当托盘本体120上设有多个凹槽 110时，上沟道112的面积是指所有凹槽110内的上沟道112的面积之和。在本发明的一个具体实施例中，气体通道130从上凸起部111的底面向上延伸到凹槽110内。如图4所示，在本发明的一个优选实施例中，每个凹槽110内的上凸起部111包括多个弧形体111a，从而在凹槽110内限定出多个彼此连通的多个子上沟道。在本发明一个更具体的示例中，如图4所示，多个弧形体Illa排列成同心环的形式，所述同心环以凹槽110的中心为圆心，且所述多个子上沟道包括排列成同心环形式的周向子上沟道11 和连通周向子上沟道11 的径向子上沟道112b。图4中示出了八个径向子上沟道112b，径向子上沟道11 沿凹槽110的径向延伸以便连通周向子上沟道11加。如图4所示，气体通道130形成在凹槽110的中心。结合图8、图3和4所示，在本发明的一些实施例中，凹槽110的底面外周边设有向下延伸且用于容纳晶片密封圈500的密封圈容纳槽113。当晶片400放置到凹槽110内时，晶片密封圈500可以密封晶片400的下表面与凹槽110的底面之间的空间，避免热传导气体外逸。下面参考图5和图6描述根据本发明另一实施例的托盘100。在图5和图6所示的实施例中，上凸起部111包括多个离散分布在凹槽110的底面上的柱状体1110，例如圆柱体。柱状体1110可以均勻地分布在凹槽110的底面上，从而热传导气体可以更加顺畅地在上沟道112内流动，提高冷却效果和晶片400的温度均勻性。柱状体1110可以与托盘本体 120 —体形成，也可以单独形成后连接到凹槽110的底面上。根据图5和图6所示实施例的托盘100的其他结构可以与参考图3和图4描述的实施例的托盘100相同，这里不再重复描述。如图7所示，在本发明的一些实施例中，托盘100进一步包括外周边封闭部45和下凸起部43。外周边封闭部45沿周向形成在托盘本体120的下表面的外周沿。下凸起部 43设置托盘本体120的下表面上且位于外周边封闭部45之内，下凸起部43的高度不大于外周边封闭部45的高度，换言之，下凸起部43不会向下延伸超过外周边封闭部45。与上凸起部111类似，下凸起部43在托盘本体120的下表面限定出下沟道44，从而当托盘100放置到卡盘600上时，热传导气体可以在托盘本体120的下表面与卡盘600的上表面之间顺畅地流动，并进一步通过气体通道130到达上沟道112内以便对托盘100和晶片400进行冷却。可选地，下凸起部43也可以形成为弧形体，从而下沟道44形成为同心环形式的周向子下沟道和连通周向子下沟道的径向子下沟道。
通过在托盘本体120的下面表面设置下凸起部43从而形成下沟道44，可以进一步提高冷却效果和晶片温度的均勻性。下面参考图8描述根据本发明实施例的晶片处理设备1。根据本发明一个实施例的晶片处理设备1，例如LED刻蚀机，包括腔室主体200，基座700，卡盘600，托盘100，压紧组件，和气体供给通道1000。具体地，腔室主体200内限定有反应室。基座700容纳在所述反应室内，例如设置在所述反应室的底部。卡盘600设置在基座700上。托盘100设置在卡盘600上，托盘 100可以为参考上面实施例描述的托盘100，其中在密封圈容纳槽113内设置了晶片密封圈 500，用于密封晶片400的下表面与凹槽110的底面之间的空间。压紧组件用于将托盘100 固定(即压紧)到卡盘600上。气体供给通道100与托盘100的气体通道130连通用于将热传导气体供给到托盘100上的凹槽110内。如图8所示，气体供给通道100贯穿基座700和卡盘600形成。根据本发明实施例的晶片处理设备1，由于在托盘100上的凹槽110内形成了上沟道112，因此热传导气体可以通过气体供给通道100和气体通道130进入上沟道112内，晶片400的下表面与凹槽110的底面之间不会形成细小的真空间隙，热传导气体流动通畅，晶片400与托盘100之间热传导性能好，因此对晶片400和托盘100的冷却效果好，晶片400 的温度均勻，刻蚀质量好。如图8所示，在本发明的一个实施例中，晶片处理设备1进一步包括卡盘密封圈 900，卡盘密封圈900设置在托盘100的下表面与卡盘600的上表面之间，从而密封托盘100 的下表面与卡盘600的上表面之间空间，避免热传导气体外逸。如图8所示，在本发明的一个具体实施例中，压紧组件包括盖板300，压环800，和压环升降机构2000。盖板300设置在托盘100上，压环800压在盖板300上，压环升降机构 2000与压环800相连用于升降压环800，例如当压环升降机构2000将压环800升起时，可以将盖板300取下，然后将卡盘600和托盘100从反应室取出。当压环升降机构2000将压环800向下压紧时，压环800压紧盖板300，从而将托盘100压紧到卡盘600上。如图8所示，在本发明的一个具体示例中，压环升降机构2000包括支撑架2003，导向轴2005，多个连接轴2004，驱动器2007，和驱动器连接部件2006。导向轴2005的上端分别与支撑架2003相连，导向轴2005的下端分别可滑动地穿过驱动器连接部件1的导向孔向下伸出。多个连接轴2004的上端分别通过多个波纹管2002与位于反应室内的压环800相连。波纹管2002设置在反应室的底面与支撑架2003的上表面之间，压环800通过连接杆与波纹管2002的上端相连，波纹管2002的下端与连接轴2004的上端相连。驱动器2007安装在支撑架2003上。驱动器2007与驱动器连接部件2006相连。在本实用新型的一些实施例中，驱动器2007例如为气缸，气缸的缸杆的自由端与驱动器连接部件2006相连。当然，压环升降机构2000并不限于上述结构，本领域的普通技术人员可以采用其他任何合适的机构升降压环800。驱动器2007驱动驱动器连接部件2006上下移动，从而带动连接轴2004、波纹管 2002、和压环800上下移动，由此可以压紧盖板300或松开盖板300，进而将托盘100压紧到
8卡盘600上，或松开托盘100。根据本发明实施例的晶片处理设备，由于对托盘和晶片的冷却效果，晶片的温度均勻，因此对晶片的处理效果好。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，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种托盘，其特征在于，包括托盘本体，所述托盘本体的上表面上设有用于容纳晶片的凹槽，所述托盘本体设有气体通道；和上凸起部，所述上凸起部设置在所述凹槽的底面上以在所述凹槽内限定出上沟道，其中所述气体通道与所述上沟道连通。
2.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述凹槽为多个，所述托盘本体上设有多个所述气体通道，所述多个气体通道分别与所述多个凹槽内的所述上沟道连通。
3.如权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述上沟道的面积为所述托盘本体上表面面积的20 80%。
4.如权利要求3所述的托盘，其特征在于，所述上沟道的面积为所述托盘本体上表面面积的40%。
5.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述气体通道从所述托盘本体的底面延伸到所述凹槽内。
6.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述上凸起部包括多个离散分布在所述凹槽底面上的柱状体。
7.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述上凸起部包括多个弧形体以在所述凹槽内限定出多个彼此连通的多个子上沟道。
8.如权利要求7所述的托盘，其特征在于，所述多个弧形体排列成同心环的形式，所述同心环以所述凹槽的中心为圆心，且所述多个子上沟道包括排列成同心环形式的周向子上沟道和连通所述周向子上沟道的径向子上沟道。
9.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述气体通道形成在所述凹槽的中心。
10.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述凹槽的底面外周边设有向下延伸且用于容纳晶片密封圈的密封圈容纳槽。
11.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，进一步包括外周边封闭部，所述外周边封闭部沿周向形成在托盘本体的下表面的外周沿；和下凸起部，所述下凸起部设置所述托盘本体的下表面上且位于所述外周边封闭部之内，其中所述下凸起部的高度不大于所述外周边封闭部的高度。
12.—种晶片处理设备，其特征在于，包括腔室主体，所述腔室主体内限定有反应室；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；托盘，所述托盘设置在所述卡盘上，其中所述托盘为如权利要求1-11中任一所述的托盘；压紧组件，所述压紧组件用于将所述托盘固定到所述卡盘上；和气体供给通道，所述气体供给通道与所述托盘的气体通道连通用于将热传导气体供给到所述托盘的凹槽内。
13.如权利要求12所述的晶片处理设备，其特征在于，进一步包括卡盘密封圈，所述卡盘密封圈设置在所述托盘的下表面和所述卡盘的上表面之间。
14.如权利要求12所述的晶片处理设备，其特征在于，所述压紧组件包括盖板，所述盖板设置在所述托盘上； 压环；所述压环压在所述盖板上；和压环升降机构，所述压环升降机构与所述压环相连用于升降所述压环。
全文摘要
本发明提出一种托盘，包括托盘本体，所述托盘本体的上表面上设有用于容纳晶片的凹槽，所述托盘本体设有气体通道；和上凸起部，所述上凸起部设置在所述凹槽的底面上以在所述凹槽内限定出上沟道，其中所述气体通道与所述上沟道连通。根据本发明的托盘，通过在托盘本体上表面上的凹槽内形成上沟道，当晶片放置到所述凹槽内时，晶片与所述凹槽底面之间形成了较大的间隙，不会有细小的真空间隙存在，而且热传导气体在凹槽底面与晶片背面之间的流动顺畅，晶片与托盘之间的热传导效果好，从而对托盘以及晶片的冷却效果提高，并且使得晶片的温度更加均匀，晶片处理效果好。本发明还提出一种具有上述托盘的晶片处理设备。
文档编号H01L21/683GK102468205SQ20101054991
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18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