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CN107275251B - 降低预抽腔体中芯片温度的方法及芯片降温装置 - Google Patents

降低预抽腔体中芯片温度的方法及芯片降温装置 Download PDF

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CN107275251B
CN107275251B CN201610218470.4A CN201610218470A CN107275251B CN 107275251 B CN107275251 B CN 107275251B CN 201610218470 A CN201610218470 A CN 201610218470A CN 107275251 B CN107275251 B CN 107275251B
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bearing disc
cooling
gas
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牛景豪
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Zing Semiconductor Corp
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Abstract

本发明揭示了一种降低预抽腔体中芯片温度的方法及芯片降温装置。所述降低预抽腔体中芯片温度的方法包括：提供一预抽腔体及一芯片承载盘，该芯片承载盘装设于该预抽腔体内；以及导入冷却气体至该预抽腔体内，该冷却气体的成分包含有氮气以及体积比为100ppm～1％的二氧化碳。

Description

降低预抽腔体中芯片温度的方法及芯片降温装置
技术领域
本发明涉及半导体技术工艺及设备领域，特别是涉及一种降低预抽腔体中芯片温度的方法及芯片降温装置。
背景技术
当芯片经过反应腔体的高温加工之后，必须将芯片运送至一预抽腔体(LoadLock)进行冷却，直到芯片冷却至小于摄氏100度以后，才可将芯片传送至晶盒内，以避免芯片过热而导致晶盒变形。因此，预抽腔体的冷却速率一直以来成为芯片产能的瓶颈。
目前的预抽腔体设有芯片承载盘、气体入口及气体出口，且预抽腔体的内表面以及芯片承载盘的表面的材质为抛光氧化铝。借由气体入口通入氮气来降低预抽腔体内的温度以及提升预抽腔体的热辐射吸收能力，以便可以更快速地降低芯片的温度。为了避免芯片背面受到污染，芯片承载盘必须使用支撑脚将芯片隔离于芯片承载盘的表面，但同时也阻绝了芯片与芯片承载盘之间的热传导。由于抛光氧化铝的热辐射吸收系数只有0.05W/(m·K)，几乎不会吸收热辐射。至于氮气的热辐射吸收系数也只有0.0196W/(m·K)，所以氮气也几乎不会吸收热辐射。至于预抽腔体内的热对流，因为要避免湍流所引起的颗粒物污染，只能采用散热效果较差的层流。
有鉴于此，目前有需要一种降低芯片温度的装置及方法的改良，以改善上述的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低预抽腔体中芯片温度的方法及芯片降温装置，可以更快速地降低芯片温度，相对提高芯片的产能。
为解决上述技术问题，本发明的一实施例提供一种降低预抽腔体中芯片温度的方法，包括：提供一预抽腔体及一芯片承载盘，该芯片承载盘装设于该预抽腔体内；以及导入冷却气体至该预抽腔体内，该冷却气体的成分包含有氮气以及体积比为100ppm～1％的二氧化碳。
本发明的一实施例提供一种芯片降温装置，包括：一预抽腔体；一芯片承载盘，该芯片承载盘装设于该预抽腔体内；以及一气体入口，该气体入口连接于该预抽腔体，冷却气体经由该气体入口导入至该预抽腔体内，该冷却气体的成分包含有氮气以及体积比为100ppm～1％的二氧化碳。
附图说明
图1为本发明提供的降低预抽腔体中芯片温度的方法的流程图；
图2为本发明一实施例所提供的芯片降温装置的示意图。
其中，100芯片降温装置
102 预抽腔体
104 芯片承载盘
106 气体入口
108 气体出口
110 气体扩散器
112 抛光氧化铝内表面
114 抛光氧化铝表面
120、122 支撑脚
124 冷却气体
126 氮气
128 二氧化碳
200 芯片
200A 背面
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的降低预抽腔体中芯片温度的方法及芯片降温装置进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参阅图1，图1为本发明提供的降低预抽腔体中芯片温度的方法的流程图，本发明降低预抽腔体中芯片温度的方法包括下列步骤：
S101：提供一预抽腔体以及一芯片承载盘，其中芯片承载盘装设于预抽腔体的内部。
S102：将一芯片架设于芯片承载盘上的至少一支撑脚上。
S103：导入冷却气体至预抽腔体内，该冷却气体的成分包含有氮气以及100ppm～1％的二氧化碳。利用二氧化碳的温室效应，当芯片处于400℃时，所散发的辐射热的波长约为4.3μm(大约为红外线波长)，正好位于二氧化碳对于红外线的吸收峰值，因此可有效地吸收高温芯片所散发出的辐射热，提升冷却气体的热交换能力。
S104：通过一气体扩散器使得氮气与二氧化碳在预抽腔体内对流，以便降低预抽腔体内的芯片的温度。
为了更具体地阐述图1的降低预抽腔体中芯片温度的方法，请参照图2，图2为本发明一实施例所提供的芯片降温装置的示意图。
如图2所示，该芯片降温装置100包括一预抽腔体102以及一芯片承载盘104，且该芯片承载盘104装设于该预抽腔体102的内部。预抽腔体102的顶部与底部分别连接有一气体入口106以及一气体出口108，一气体扩散器110连接于该气体入口106的下端，该气体入口106与该气体扩散器110位于该芯片承载盘104的上方，且该气体出口108位于该芯片承载盘104的下方。
预抽腔体102与芯片承载盘104分别设有一抛光氧化铝内表面112以及一抛光氧化铝表面114，抛光氧化铝内表面112与抛光氧化铝表面114的热辐射吸收系数均为0.05W/(m·K)。芯片承载盘104的顶部的左右两端分别装设有两个支撑脚120、122，一芯片200的边缘可架设于该两个支撑脚120、122上，使得芯片200的背面200A与芯片承载盘104相互间隔。
冷却气体124经由气体入口106流入预抽腔体102并经由气体出口108流出预抽腔体102，而冷却气体124的成分包含有氮气126以及体积比为100ppm～1％的二氧化碳128，利用二氧化碳128的温室效应，可提升冷却气体的热交换能力。至于气体扩散器110的用途在于使冷却气体124在预抽腔体102内进行对流，以便提升冷却效果，进而降低预抽腔体102内的芯片200的温度。
本发明所提供的降低预抽腔体中芯片温度的方法及芯片降温装置。由于冷却气体的成分除了氮气之外还包含有体积比为100ppm～1％的二氧化碳，当芯片处于高温时，正好位于二氧化碳对于红外线的吸收峰值，可有效地吸收芯片所散发出的辐射热，提升冷却气体的热交换能力。因此，不需长时间的等待，便可实现降低预抽腔体内的芯片的温度，进而提升芯片的产能。再者，也由于二氧化碳的温室效应，所以不需要通入大量的氮气至预抽腔体内，可以避免湍流的发生而导致的颗粒污染，从而降低额外的消耗成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种降低预抽腔体中芯片温度的方法，包括：
提供一预抽腔体及一芯片承载盘，该芯片承载盘装设于该预抽腔体内；
导入冷却气体至该预抽腔体内，该冷却气体的成分包含有氮气以及体积比为100ppm～1％的二氧化碳；以及
气体扩散器，所述气体扩散器连接于所述冷却气体入口的下端且位于所述芯片承载盘的上方，且所述冷却气体出口位于所述芯片承载盘的下方。
2.如权利要求1所述的降低预抽腔体中芯片温度的方法，其特征在于，还包括将一芯片架设于该芯片承载盘的至少一支撑脚上，使得该芯片的背面与该芯片承载盘相间隔。
3.一种芯片降温装置，包括：
一预抽腔体；
一芯片承载盘，该芯片承载盘装设于该预抽腔体内；以及
一气体入口，该气体入口连接于该预抽腔体，冷却气体经由该气体入口导入至该预抽腔体内，该冷却气体的成分包含有氮气以及体积比为100ppm～1％的二氧化碳；以及
气体扩散器，所述气体扩散器连接于所述冷却气体入口的下端且位于所述芯片承载盘的上方，且所述冷却气体出口位于所述芯片承载盘的下方。
4.如权利要求3所述的芯片降温装置，其特征在于，还包括一气体出口，该气体入口及该气体出口分别连接于该预抽腔体的顶部与底部。
5.如权利要求3所述的芯片降温装置，其特征在于，该芯片承载盘的顶面装设有至少一支撑脚，该至少一支撑脚用以支撑一芯片的边缘。
6.如权利要求3所述的芯片降温装置，其特征在于，该预抽腔体具有一抛光氧化铝内表面。
7.如权利要求3所述的芯片降温装置，其特征在于，该芯片承载盘具有一抛光氧化铝表面。
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