批量加热和冷却腔室或负载锁定装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了对多个晶片提供加热和冷却以减少在处理腔室中的晶片切换之间的时间的晶片和使用方法。晶片被支撑在能够使所有晶片一起移动的晶片升降装置上，或者被支撑在能够移动多个单独的晶片以进行加热和冷却的独立的升降杆上。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了对多个晶片提供加热和冷却以减少在处理腔室中的晶片切换之间的时间的晶片和使用方法。晶片被支撑在能够使所有晶片一起移动的晶片升降装置上，或者被支撑在能够移动多个单独的晶片以进行加热和冷却的独立的升降杆上。【专利说明】批量加热和冷却腔室或负载锁定装置
本公开的实施例总体涉及用于处理基板的装置。更具体而言，本公开涉及用于加热和冷却晶片以进行批量处理的装置和方法。
技术介绍
形成半导体器件的工艺通常在包含多个腔室的基板处理平台中执行。在一些实例中，多腔室式处理平台或群集工具的用途在于:在受控环境中顺序地对基板执行两个或更多个工艺。然而，在其他实例中，多腔室式处理平台可仅对基板执行单个处理步骤;附加的腔室旨在使平台处理基板的速率最大化。在后一种情况下，对基板执行的工艺通常是批量处理，其中，在给定的腔室中同时处理相对大数量(例如，25个或50个)的基板。批量处理对于以经济上可行的方式对单独的基板执行的、过于耗时的工艺是特别有益的，诸如，对于ALD工艺以及一些化学气相沉积(CVD)工艺是特别有益的。ALD平台具有广泛的需要灵活的架构的应用，这些应用具有各种要求和约束。平台要求包括晶片预加热、后冷却、预加热以及后冷却、从30wph(晶片/小时)至270wph的生产量、高真空负载锁定装置(1adlock)，并且许多其他规范对于以低权利成本提供功能可能是挑战。ALD批量处理平台提供标准的、主动式能够冷却晶片的负载锁定装置。高温工艺(>450°C)得益于在将晶片放置在工艺腔室基座上之前的晶片预加热。目前，在工艺腔室中预加热室温晶片长达3分钟。这耗费了宝贵的处理时间，并且对于较短的工艺显著地减少了系统生产量。当前的ALD处理器具有许多方法以在负载锁定装置中加热和冷却单个晶片。然而，ALD批量处理平台可以处理具有六个或更多个晶片的批次。单个晶片负载锁定循环过慢(36秒)而无法满足15秒的交换预算。因此，本领域中需要用于预加热和后冷却批量的晶片以进行批量处理的装置和方法。
技术实现思路
本公开的一个或多个实施例涉及晶片盒，所述晶片盒包括支撑多个冷板的壁。所述壁允许对所述冷板中的至少一些冷板的前侧进行接取。多个LED灯抵靠所述冷板的背侧来定位，并且具有与相邻的冷板的前侧间隔开的前侧以形成间隙。多个LED灯被引导至相邻的冷板的前侧。晶片升降装置定位成支撑晶片的外围。本公开的附加实施例涉及晶片盒，所述晶片盒包括支撑多个冷板的壁。所述壁允许对所述冷板中的至少一些冷板的前侧的接取，使得晶片能够邻近所述冷板的前侧来定位。反射器邻近所述冷板中的至少一些冷板的背侧。由至少一个热障将反射器与所述冷板的背侧分开。加热器邻近所述反射器的背侧。由至少一个热障将加热器与反射器的背侧分开，使得加热器的背侧与相邻的冷板的前侧之间具有间隙。多个升降杆定位在冷板之内。本公开的进一步的实施例涉及晶片盒，晶片盒包括支撑多个冷板的壁。壁允许对所述冷板中的至少一些冷板的前侧的接取，使得晶片能够邻近所述冷板的前侧来定位。加热器位于冷板的背侧上，使得加热器的背侧与相邻冷板的前侧间隔开以形成间隙。隔离器位于加热器与冷板之间。【附图说明】因此，为了可详细地理解本公开的上述特征结构的方式，可以参照实施例进行对上文中简要概述的本公开的更特定的描述，在附图中示出实施例中的一些。然而，应当注意，附图仅示出本公开的典型实施例，并且因此不应视为对本公开的范围的限制，因为本公开可以允许其他等效的实施例。图1是根据本公开的一个或多个实施例的晶片盒的横截面图；图2是根据本公开的一个或多个实施例的晶片盒的横截面图；图3是根据本公开的一个或多个实施例的晶片盒的横截面图；图4是根据本公开的一个或多个实施例的晶片盒的横截面图；图5是根据本公开的一个或多个实施例的晶片盒的横截面图；图6是根据本公开的一个或多个实施例的晶片盒的立体图；以及图7示出根据本专利技术的一个或多个实施例的、用于加热和冷却晶片盒的系统的示意图。【具体实施方式】本公开的实施例涉及用于预加热和/或后冷却批量的晶片的装置和方法。如本说明书和所附权利要求书中所用，可互换地使用术语“晶片”、“基板”等。在一些实施例中，晶片是刚性、离散的基板，例如，200mm或300mm硅晶片。本公开的实施例提供用于预加热和后冷却批量的晶片的装置。虽然所述实施例中的多数实施例涉及每批六晶片的负载锁定装置，但是本领域技术人员将会理解，一批中搬运的晶片数量可大于或小于六个。本公开的实施例提供可在负载锁定装置排空期间预加热并且在负载锁定装置排至大气压期间后冷却的装置。这允许并行的处理以及对系统的生产量的有限的影响。实施例对于本领域中的现有系统还是容易地可改装的。在针对ALD的负载锁定设计的上下文中讨论这些配置，但是这些配置可适用于任何批量加热和/或冷却应用。由于加热元件的堆叠、温度升降速率、最大温度以及部件成本，批量加热仍然是挑战。本公开的一个方面利用具有双重功能冷基座的LED加热。LED加热技术是可容易地堆叠成盒配置的超薄式灯加热封装。LED加热技术是高效的，可即时地关闭，并且具有极少的热质量，从而使LED相比传统电阻式加热器能够相对快地冷却。LED灯加热器可得益于主动式冷却，所述主动式冷却可去除由LED转换成热的能量的40%。在一些实施例中，LED和电路是直接组装到金属基板的背面的组件，所述金属基板具有用于起热交换作用以去除过量的热的冷却水的通道。热交换器的另一侧在灯被关闭时是水冷却表面，并且包含传统冷却板支架式(standoff)隆起图案和特征。图1示出合并了LED和冷却的本公开的第一方面。本公开的实施例可合并到晶片盒中，或改装到负载锁定装置中。图1示出具有四个晶片110的盒100。这仅表示一种可能的配置，并且不应视为限制本公开的范围。一些实施例可以支持两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或更多个晶片。盒100具有至少一个壁105。在图1的实施例中，盒100具有两个壁105。一些实施例具有多于两个壁。壁105支撑多个冷板130，每一个冷板130具有前侧132和背侧131。冷板130可直接连接至壁105(如图1中所示)，或可定位在保持器上。壁105允许对冷板130的前侧进行接取(access)。如在这方面所使用，允许接取意味着存在足够的空间以供晶片邻近冷板130的前侧132来定位。多个LED灯120定位成使得LED灯120的背侧121与冷板130的背侧131接触。LED灯120的前侧122与相邻的冷板130的前侧132以一定距离间隔开，以在两者之间形成间隙125。如在这方面所使用，术语“相邻的冷板”意味着除了与LED灯接触的冷板之外的冷板。多个LED灯120定位成将光引导向相邻的冷板130的前侧132，使得如果晶片110先前定位在间隙125中，则光将被引导向晶片110。—些实施例的冷板130具有延伸穿过冷板130的主体133的至少一个流体通道。在一些实施例中，壁包括与冷板中的通道流体地连通的供应歧管和/或返回歧管。如将更详细地所述，这允许流体流过通道以冷却至冷板130。供应歧管和/或返回歧管可以是壁105的一体的部分，或者能够连接至壁。冷板130还被称为基座。LED灯120和冷板130具有小于I英寸的组合厚度，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶片盒，所述晶片盒包括：壁，所述壁支撑多个冷板，所述壁允许对所述冷板中的至少一些冷板的前侧进行接取；多个LED灯，所述多个LED灯抵靠所述冷板的背侧来定位，并且具有与相邻的冷板的前侧间隔开的前侧以形成间隙，所述多个LED灯被引导向所述相邻的冷板的前侧；以及晶片升降装置，所述晶片升降装置定位成支撑晶片的外围。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·舒浩勒，R·B·沃派特，P·E·波尔甘德，B·B·莱尔顿，D·伯拉尼克，W·T·韦弗，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US