本發(fā)明涉及一種晶圓生產(chǎn)，更具體地說(shuō)，它涉及一種晶圓冷卻裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、目前，晶圓的加工過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)高溫處理，高溫處理后，需要快速降溫以避免材料性能的退化或損壞，且對(duì)溫度的溫差均勻性要求很高，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基本要求冷盤(pán)表面溫度需要在23±0.1℃，采用冷水機(jī)控溫的話(huà)需要較大的場(chǎng)地，無(wú)法滿(mǎn)足部分場(chǎng)景使用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述不足，本發(fā)明提供了一種晶圓冷卻裝置及方法，它的體積小，大大減少了對(duì)場(chǎng)地的需求，且溫度的精度控制可達(dá)±0.1℃以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足使用要求。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種晶圓冷卻裝置，包括冷盤(pán)和水冷板，冷盤(pán)和水冷板之間安裝若干熱電半導(dǎo)體制冷器，熱電半導(dǎo)體制冷器冷面與冷盤(pán)接觸，熱電半導(dǎo)體制冷器熱面和水冷板接觸，水冷板上設(shè)置散熱流道，散熱流道內(nèi)通入散熱介質(zhì)對(duì)水冷板散熱降溫。

3、熱電半導(dǎo)體制冷器通電工作后，冷面溫度降低，從而對(duì)冷盤(pán)進(jìn)行降溫。熱電半導(dǎo)體制冷器熱面產(chǎn)生的熱量通過(guò)水冷板進(jìn)行散熱，水冷板上設(shè)置的散熱流道內(nèi)通入散熱介質(zhì)對(duì)水冷板散熱降溫。通過(guò)對(duì)熱電半導(dǎo)體制冷器的輸入功率進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)熱電半導(dǎo)體制冷器冷面溫度的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷盤(pán)溫度的精準(zhǔn)控制。熱電半導(dǎo)體制冷器布設(shè)若干個(gè)，保證冷盤(pán)各個(gè)位置溫度的均勻性。熱電半導(dǎo)體制冷器體積小，從而使整個(gè)晶圓冷卻裝置的體積可以做小，減小了對(duì)場(chǎng)地的需求。

4、本專(zhuān)利申請(qǐng)的晶圓冷卻裝置體積小，大大減少了對(duì)場(chǎng)地的需求，且溫度的精度控制可達(dá)±0.1℃以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足使用要求。

5、作為優(yōu)選，水冷板上安裝散熱管，散熱管內(nèi)的流動(dòng)形成散熱流道，散熱管安裝在水冷板與熱電半導(dǎo)體制冷器接觸的表面上。

6、在水冷板上安裝散熱管從而形成散熱流道，方便了散熱流道的布設(shè)。散熱管安裝在水冷板與熱電半導(dǎo)體制冷器接觸的表面上，從而使散熱管能與熱電半導(dǎo)體制冷器熱面直接接觸，有利于提高散熱效果。

7、作為優(yōu)選，冷盤(pán)和水冷板之間填充隔熱體。

8、隔熱體填充在冷盤(pán)和水冷板之間的空隙中，避免冷盤(pán)和水冷板之間通過(guò)空氣實(shí)現(xiàn)熱傳遞，保證了冷盤(pán)的冷卻效果。

9、作為優(yōu)選，冷盤(pán)和水冷板之間邊緣位置設(shè)置密封膠。

10、密封膠起到密封作用，使冷盤(pán)和水冷板之間形成封閉的空間。

11、作為優(yōu)選，冷盤(pán)上安裝溫度傳感器，溫度傳感器和熱電半導(dǎo)體制冷器均與溫控器電連接。

12、溫度傳感器安裝于冷盤(pán)上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷盤(pán)的溫度；溫控器連接熱電半導(dǎo)體制冷器與溫度傳感器，通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)冷盤(pán)的溫度，再通過(guò)控制熱電半導(dǎo)體制冷器的輸入功率從而控制冷盤(pán)的溫度，實(shí)現(xiàn)冷盤(pán)溫度的精準(zhǔn)掌控。

13、作為優(yōu)選，冷盤(pán)表面上和熱電半導(dǎo)體制冷器對(duì)應(yīng)設(shè)置下沉槽，熱電半導(dǎo)體制冷器與下沉槽適配連接。

14、下沉槽的設(shè)置，方便了熱電半導(dǎo)體制冷器的可靠安裝，保證安裝位置的精準(zhǔn)性。

15、作為優(yōu)選，冷盤(pán)和水冷板之間連接緊固螺釘，緊固螺釘上套裝隔熱粒子，隔熱粒子抵接在水冷板上。

16、冷盤(pán)和水冷板之間通過(guò)緊固螺釘實(shí)現(xiàn)連接，組裝和拆卸方便，連接可靠。緊固螺釘上套裝隔熱粒子，起到了隔熱的作用。

17、作為優(yōu)選，冷盤(pán)內(nèi)安裝均熱螺旋管，均熱螺旋管內(nèi)裝有循環(huán)流動(dòng)的均熱介質(zhì)。

18、冷盤(pán)內(nèi)安裝均熱螺旋管，均熱螺旋管內(nèi)的均熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，有利于冷盤(pán)各個(gè)位置溫度的均勻性。

19、作為優(yōu)選，水冷板表面上安裝螺旋形的散熱細(xì)管，散熱細(xì)管內(nèi)通入散熱介質(zhì)。

20、在水冷板表面安裝散熱細(xì)管，散熱細(xì)管與熱電半導(dǎo)體制冷器熱面的重疊面積大，提高散熱效果。通過(guò)散熱細(xì)管和散熱管的雙重散熱作用，大大提高了散熱效果，有利于延長(zhǎng)熱電半導(dǎo)體制冷器的使用壽命。

21、一種晶圓冷卻方法，利用晶圓冷卻裝置進(jìn)行冷卻，啟動(dòng)晶圓冷卻裝置，待冷盤(pán)表面溫度達(dá)到要求后將高溫處理后的晶圓放置到冷盤(pán)上；向水冷板上的散熱流道內(nèi)通入散熱介質(zhì)對(duì)水冷板散熱降溫；對(duì)冷盤(pán)的溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)溫度超出設(shè)定范圍時(shí)，對(duì)熱電半導(dǎo)體制冷器的輸入功率進(jìn)行調(diào)整使冷盤(pán)的溫度達(dá)到設(shè)定范圍。

22、晶圓冷卻裝置啟動(dòng)后，若干個(gè)熱電半導(dǎo)體制冷器工作，熱電半導(dǎo)體制冷器冷面降溫，與冷面接觸的冷盤(pán)溫度降低，熱電半導(dǎo)體制冷器熱面產(chǎn)生的熱量通過(guò)水冷板實(shí)現(xiàn)散熱。冷盤(pán)溫度達(dá)到晶圓冷卻所需的溫度后，將晶圓放置到冷盤(pán)表面上進(jìn)行降溫。通過(guò)溫度傳感器對(duì)冷盤(pán)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，便于將冷盤(pán)溫度控制的合理范圍內(nèi)，從而保證了對(duì)晶圓的冷卻效果。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：（1）本專(zhuān)利申請(qǐng)的晶圓冷卻裝置體積小，大大減少了對(duì)場(chǎng)地的需求，且溫度的精度控制可達(dá)±0.1℃以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足使用要求；（2）通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)冷盤(pán)的溫度，再通過(guò)控制熱電半導(dǎo)體制冷器的輸入功率從而控制冷盤(pán)的溫度，實(shí)現(xiàn)冷盤(pán)溫度的精準(zhǔn)掌控；（3）冷盤(pán)內(nèi)安裝均熱螺旋管，均熱螺旋管內(nèi)的均熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，有利于冷盤(pán)各個(gè)位置溫度的均勻性；（4）水冷板對(duì)熱電半導(dǎo)體制冷器熱面的散熱效果好，有利于延長(zhǎng)熱電半導(dǎo)體制冷器的使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種晶圓冷卻裝置，其特征是，包括冷盤(pán)和水冷板，冷盤(pán)和水冷板之間安裝若干熱電半導(dǎo)體制冷器，熱電半導(dǎo)體制冷器冷面與冷盤(pán)接觸，熱電半導(dǎo)體制冷器熱面和水冷板接觸，水冷板上設(shè)置散熱流道，散熱流道內(nèi)通入散熱介質(zhì)對(duì)水冷板散熱降溫。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓冷卻裝置，其特征是，水冷板上安裝散熱管，散熱管內(nèi)的流動(dòng)形成散熱流道，散熱管安裝在水冷板與熱電半導(dǎo)體制冷器接觸的表面上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓冷卻裝置，其特征是，冷盤(pán)和水冷板之間填充隔熱體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓冷卻裝置，其特征是，冷盤(pán)和水冷板之間邊緣位置設(shè)置密封膠。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓冷卻裝置，其特征是，冷盤(pán)上安裝溫度傳感器，溫度傳感器和熱電半導(dǎo)體制冷器均與溫控器電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓冷卻裝置，其特征是，冷盤(pán)表面上和熱電半導(dǎo)體制冷器對(duì)應(yīng)設(shè)置下沉槽，熱電半導(dǎo)體制冷器與下沉槽適配連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓冷卻裝置，其特征是，冷盤(pán)和水冷板之間連接緊固螺釘，緊固螺釘上套裝隔熱粒子，隔熱粒子抵接在水冷板上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓冷卻裝置，其特征是，冷盤(pán)內(nèi)安裝均熱螺旋管，均熱螺旋管內(nèi)裝有循環(huán)流動(dòng)的均熱介質(zhì)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的一種晶圓冷卻裝置，其特征是，水冷板表面上安裝螺旋形的散熱細(xì)管，散熱細(xì)管內(nèi)通入散熱介質(zhì)。

10.一種晶圓冷卻方法，其特征是，利用權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的晶圓冷卻裝置進(jìn)行冷卻，啟動(dòng)晶圓冷卻裝置，待冷盤(pán)表面溫度達(dá)到要求后將高溫處理后的晶圓放置到冷盤(pán)上；向水冷板上的散熱流道內(nèi)通入散熱介質(zhì)對(duì)水冷板散熱降溫；對(duì)冷盤(pán)的溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)溫度超出設(shè)定范圍時(shí)，對(duì)熱電半導(dǎo)體制冷器的輸入功率進(jìn)行調(diào)整使冷盤(pán)的溫度達(dá)到設(shè)定范圍。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種晶圓冷卻裝置及方法，旨在解決晶圓冷卻需要采用冷水機(jī)控溫，需要較大的場(chǎng)地，無(wú)法滿(mǎn)足部分場(chǎng)景使用需求的不足。該發(fā)明包括冷盤(pán)和水冷板，冷盤(pán)和水冷板之間安裝若干熱電半導(dǎo)體制冷器，熱電半導(dǎo)體制冷器冷面與冷盤(pán)接觸，熱電半導(dǎo)體制冷器熱面和水冷板接觸，水冷板上設(shè)置散熱流道，散熱流道內(nèi)通入散熱介質(zhì)對(duì)水冷板散熱降。本專(zhuān)利申請(qǐng)的晶圓冷卻裝置體積小，大大減少了對(duì)場(chǎng)地的需求，且溫度的精度控制可達(dá)±0.1℃以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足使用要求。

技術(shù)研發(fā)人員：張博,黃曉娟,王橋剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江先導(dǎo)熱電科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24