技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種托盤冷卻裝置、方法、裝載腔和半導體設備。

背景技術

在半導體制造中，例如沉積、刻蝕等工藝，通常使用托盤來放置基片，例如硅片、藍寶石晶片等，在完成工藝后，將托盤放置于裝載腔中的片盒內，最后由人工取出，由于有大量的工藝需要幾百攝氏度的高溫環境，因此片盒中的托盤為高溫狀態，因此需要進行托盤冷卻。

如圖1所示，現有技術為在裝載腔1的一側通過氣路口5通入氮氣，同時在另一側通過抽氣通道6抽氣，通過熱對流的方式對片盒2中的托盤進行散熱，需要大量的氮氣進行長時間的對流才能使托盤冷卻至理想溫度。熱傳遞的方式主要有三種：熱傳導、熱對流和熱輻射，一般來說，熱傳導的傳熱效率>熱對流的傳熱效率>熱輻射的傳熱效率。因此通過熱對流的方式長時間通入氮氣來冷卻托盤的方式使得整個工藝的效率較低。

發明內容

本發明提供一種托盤冷卻裝置、方法、裝載腔和半導體設備，減少了冷卻時間且無需大量用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一方面，提供一種用于裝載腔的托盤冷卻裝置，所述裝載腔包括：片盒，連接于所述片盒的升降機構，所述片盒包括鏤空的底板和兩個相對的側板，所述片盒的兩個側板上設置有多層托盤平臺，所述托盤冷卻裝置包括：

設置于所述裝載腔底部的液體冷卻平臺，用于接觸所述片盒中的托盤。

具體地，所述液體冷卻平臺包括至少兩個內部液體冷卻平臺，用于接觸所述片盒范圍內的托盤；

所述至少兩個內部液體冷卻平臺設置于所述片盒底板的鏤空處。

具體地，所述液體冷卻平臺還包括設置于所述片盒范圍外的外部液體冷卻平臺；

所述外部液體冷卻平臺設置于所述片盒后方，用于接觸從所述片盒后方露出的托盤。

另一方面，提供一種裝載腔，包括：片盒，連接于所述片盒的升降機構，所述片盒包括鏤空的底板和兩個相對的側板，所述片盒的兩個側板上設置有多層托盤平臺，所述裝載腔還包括上述的托盤冷卻裝置。

具體地，所述裝載腔側壁設置有對射式激光傳感器。

另一方面，提供一種半導體設備，包括上述的裝載腔。

具體地。所述半導體設備是沉積設備或刻蝕設備。

另一方面，提供一種托盤冷卻方法，用于上述的裝載腔，包括：

將完成工藝后的托盤放置于片盒中的最下層托盤平臺上；

升降機構控制片盒下降，使所述托盤接觸液體冷卻平臺，對所述托盤進行冷卻；

將所述冷卻后的托盤放置于片盒中其他層中的空托盤平臺上。

進一步地，在所述將完成工藝后的托盤放置于片盒中的最下層托盤平臺上之前，還包括：

檢測片盒中最下層托盤平臺上是否有托盤；

若片盒中最下層托盤平臺上有托盤，則將所述最下層托盤平臺上的托盤放置于片盒其他層中的空托盤平臺上。

本發明提供的托盤冷卻裝置、方法、裝載腔和半導體設備，采用液體冷卻的方式對托盤進行冷卻，對于傳熱效率來說，熱傳導的效率要高于熱對流的效率，因此減少了冷卻時間，并且節省了用于冷卻的氣體，從而提高了工藝效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1現有技術中裝載腔的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中一種裝載腔的剖面結構示意圖；

圖3為圖2中裝載腔的立體結構示意圖；

圖4為本發明實施例中一種托盤冷卻方法的流程圖；

圖5為本發明實施例中另一種托盤冷卻方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。

在半導體設備中，通常包括預熱腔、工藝腔、裝載腔和傳輸腔，其中傳輸腔分別與預熱腔、工藝腔和裝載腔連通，傳輸腔中設置有機械手，用于在各腔室之間傳輸托盤。本發明實施例正是基于上述半導體設備中的裝載腔提出的一種新的托盤冷卻裝置。