[发明专利]托盘冷却装置、方法、装载腔和半导体设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种托盘冷却装置、方法、装载腔和半导体设备。

背景技术

在半导体制造中，例如沉积、刻蚀等工艺，通常使用托盘来放置基片，例如硅片、蓝宝石晶片等，在完成工艺后，将托盘放置于装载腔中的片盒内，最后由人工取出，由于有大量的工艺需要几百摄氏度的高温环境，因此片盒中的托盘为高温状态，因此需要进行托盘冷却。

如图1所示，现有技术为在装载腔1的一侧通过气路口5通入氮气，同时在另一侧通过抽气通道6抽气，通过热对流的方式对片盒2中的托盘进行散热，需要大量的氮气进行长时间的对流才能使托盘冷却至理想温度。热传递的方式主要有三种：热传导、热对流和热辐射，一般来说，热传导的传热效率>热对流的传热效率>热辐射的传热效率。因此通过热对流的方式长时间通入氮气来冷却托盘的方式使得整个工艺的效率较低。

发明内容

本发明提供一种托盘冷却装置、方法、装载腔和半导体设备，减少了冷却时间且无需大量用于冷却的气体，从而提高了工艺效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一方面，提供一种用于装载腔的托盘冷却装置，所述装载腔包括：片盒，连接于所述片盒的升降机构，所述片盒包括镂空的底板和两个相对的侧板，所述片盒的两个侧板上设置有多层托盘平台，所述托盘冷却装置包括：

设置于所述装载腔底部的液体冷却平台，用于接触所述片盒中的托盘。

具体地，所述液体冷却平台包括至少两个内部液体冷却平台，用于接触所述片盒范围内的托盘；

所述至少两个内部液体冷却平台设置于所述片盒底板的镂空处。

具体地，所述液体冷却平台还包括设置于所述片盒范围外的外部液体冷却平台；

所述外部液体冷却平台设置于所述片盒后方，用于接触从所述片盒后方露出的托盘。

另一方面，提供一种装载腔，包括：片盒，连接于所述片盒的升降机构，所述片盒包括镂空的底板和两个相对的侧板，所述片盒的两个侧板上设置有多层托盘平台，所述装载腔还包括上述的托盘冷却装置。

具体地，所述装载腔侧壁设置有对射式激光传感器。

另一方面，提供一种半导体设备，包括上述的装载腔。

具体地。所述半导体设备是沉积设备或刻蚀设备。

另一方面，提供一种托盘冷却方法，用于上述的装载腔，包括：

将完成工艺后的托盘放置于片盒中的最下层托盘平台上；

升降机构控制片盒下降，使所述托盘接触液体冷却平台，对所述托盘进行冷却；

将所述冷却后的托盘放置于片盒中其他层中的空托盘平台上。

进一步地，在所述将完成工艺后的托盘放置于片盒中的最下层托盘平台上之前，还包括：

检测片盒中最下层托盘平台上是否有托盘；

若片盒中最下层托盘平台上有托盘，则将所述最下层托盘平台上的托盘放置于片盒其他层中的空托盘平台上。

本发明提供的托盘冷却装置、方法、装载腔和半导体设备，采用液体冷却的方式对托盘进行冷却，对于传热效率来说，热传导的效率要高于热对流的效率，因此减少了冷却时间，并且节省了用于冷却的气体，从而提高了工艺效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1现有技术中装载腔的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种装载腔的剖面结构示意图；

图3为图2中装载腔的立体结构示意图；

图4为本发明实施例中一种托盘冷却方法的流程图；

图5为本发明实施例中另一种托盘冷却方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

在半导体设备中，通常包括预热腔、工艺腔、装载腔和传输腔，其中传输腔分别与预热腔、工艺腔和装载腔连通，传输腔中设置有机械手，用于在各腔室之间传输托盘。本发明实施例正是基于上述半导体设备中的装载腔提出的一种新的托盘冷却装置。