一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质技术方案

本申请涉及晶片冷却技术领域，具体提供了一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质，其包括：预抽真空腔；供气装置，安装在所述预抽真空腔上，所述供气装置用于释放吹扫气体；冷却装置，设置在所述预抽真空腔内，用于冷却所述吹扫气体；第一测温装置，用于测量所述晶片的温度；控制器，用于控制所述供气装置释放所述吹扫气体以冷却所述晶片，还用于在所述晶片的温度小于或等于预设的第一阈值时，控制所述冷却装置冷却所述吹扫气体；在不发生晶片翘曲的前提下，通过控制吹扫气体的温度以实现使晶片和与晶片接触的吹扫气体保持一定的温度差，从而提高了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。延炉的生产效率。延炉的生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及晶片冷却
，具体而言，涉及一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]碳化硅外延生长工艺通常在1600℃的反应腔中进行，外延生长工艺完成后，反应腔内通入冷却气体以对晶片进行初步冷却，当晶片的温度冷却至低于900℃时，机械手会将晶片从反应腔中取出并将晶片和底座传送到预抽真空腔。预抽真空腔对晶片进行二次冷却，只有当晶片的温度冷却至常温时，才会将晶片从预抽真空腔中取出以进行晶片测试，并放置新的晶片到预抽真空腔中，机械手将新的晶片从预抽真空腔中取出并将晶片和底座传送到反应腔中，以开始下一轮的外延生长工艺。由此可知，预抽真空腔对晶片进行二次冷却的速度直接影响着外延生长设备的生产效率。
[0003]目前，预抽真空腔对晶片进行第二次冷却主要采用风冷的方式，通过氮气提供装置向预设真空腔内释放常温氮气并形成氮气气流，氮气气流能带走晶片的热量以使晶片的温度降低。当晶片和与晶片接触的氮气的温度差过大时，会出现由于晶片和与晶片接触的氮气的温度差过大而造成晶片的内应力分布不均匀，晶片翘曲的问题。一般情况下，氮气提供装置释放的氮气在接触晶片前会吸收高温晶片附近的高温气体的热量而升温至不会发生翘曲的温度差范围内，因此能在避免晶片发生翘曲的情况下对晶片进行冷却，但随着晶片的温度和底座的温度降低，晶片和与晶片接触的氮气的温度差减小，从而造成氮气与晶片的热交换速度变慢，进而降低了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
[0004]针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种外延炉晶片冷却系统、方法、电子设备及存储介质，能够在避免出现晶片翘曲的前提下，有效地提高预抽真空腔对晶片的冷却效率和外延炉的生产效率。
[0006]第一方面，本申请提供了一种外延炉晶片冷却系统，用于冷却晶片，其包括：预抽真空腔；供气装置，安装在上述预抽真空腔上，上述供气装置用于释放吹扫气体；冷却装置，设置在上述预抽真空腔内，用于冷却上述吹扫气体；第一测温装置，用于测量上述晶片的温度；控制器，用于控制上述供气装置释放上述吹扫气体以冷却上述晶片，还用于在上述温度小于或等于预设的第一阈值时，控制上述冷却装置冷却上述吹扫气体。
[0007]本申请提供的一种外延炉晶片冷却系统，只有在晶片的温度小于或等于第一阈值时，冷却装置才会对吹扫气体进行冷却，由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片翘曲的温度差范围内，从而避免出现由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度
差过大而造成晶片的内应力分布不均匀，晶片翘曲的问题，在此前提下，通过控制吹扫气体的温度以实现使晶片和与晶片接触的吹扫气体保持一定的温度差，有效地提高了晶片和与晶片接触的吹扫气体的热交换速度，进而有效地提高了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
[0008]可选地，上述控制器还用于在上述晶片的温度小于预设的第二阈值时，控制上述冷却装置停止冷却上述吹扫气体。
[0009]本申请提供的一种外延炉晶片冷却系统，在晶片的温度小于第二阈值时，控制冷却装置停止冷却吹扫气体，由于晶片的温度小于第二阈值时，晶片的温度对吹扫气体的温度的影响可以忽略不计，控制冷却装置停止冷却吹扫气体能够有效地减少能源消耗。
[0010]可选地，上述冷却装置包括：若干液冷板，设置在上述供气装置和上述晶片之间，用于导流上述吹扫气体；冷却液提供装置，与上述液冷板连接，用于为上述液冷板循环提供冷却液以带走上述液冷板的热量。
[0011]可选地，上述液冷板上设有多个通孔，当上述液冷板的数量为多个时，相邻的上述液冷板的上述通孔为相互错开设置。
[0012]本申请提供的一种外延炉晶片冷却系统的液冷板上设有多个通孔，当液冷板的数量为多个时，相邻的液冷板的通孔为相互错开设置，从而增大吹扫气体经过冷却装置所需要的时间，确保吹扫气体被冷却装置充分冷却。
[0013]可选地，上述冷却液提供装置上设置有流量控制阀，上述控制器还用于控制上述流量控制阀改变上述冷却液提供装置的冷却液流量，以使上述液冷板内冷却液的流量随上述晶片的温度下降而增大。
[0014]本申请提供的一种外延炉晶片冷却系统的冷却液提供装置上设置有流量控制阀，控制器能够控制流量控制阀改变冷却液提供装置为上述液冷板循环提供的冷却液的流量，从而实现冷却液提供装置为上述液冷板循环提供的冷却液的流量随上述晶片的温度下降而增大，晶片的温度越低，冷却液提供装置朝液冷板输送的冷却液的流量越大，从而在保证晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片翘曲的温度差范围内的前提下，增大了晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差，不仅避免出现由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片的内应力分布不均匀，晶片翘曲的问题，还提高了晶片和与晶片接触的吹扫气体的热交换速度，进而提高了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
[0015]可选地，上述外延炉晶片冷却系统还包括罩体和第二测温装置，上述液冷板设置在罩体内，上述第二测温装置用于测量上述罩体底端的温度，上述控制器还用于根据上述晶片的温度和上述罩体底端的温度控制上述流量控制阀改变上述冷却液提供装置为上述液冷板循环提供的上述冷却液的流量。
[0016]第二方面，本申请还提供了一种外延炉晶片冷却方法，用于冷却晶片，应用在外延炉晶片冷却系统中，上述晶片冷却系统包括预抽真空腔、供气装置、冷却装置和第一测温装置，上述供气装置安装在上述预抽真空腔上，上述供气装置用于释放吹扫气体，上述冷却装置与上述供气装置连接，上述冷却装置用于冷却上述吹扫气体，上述第一测温装置用于测量上述晶片的温度，上述外延炉晶片冷却方法包括以下步骤：
控制上述供气装置释放上述吹扫气体以冷却上述晶片；在上述晶片的温度小于或等于预设的第一阈值时，控制上述冷却装置冷却上述吹扫气体。
[0017]本申请提供的一种外延炉晶片冷却方法，应用在外延炉晶片冷却系统中，只有在晶片的温度小于或等于第一阈值时，冷却装置才会对吹扫气体进行冷却，由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差处于不发生晶片翘曲的温度差范围内，从而避免出现由于晶片和与晶片接触的吹扫气体的温度差过大而造成晶片的内应力分布不均匀，晶片翘曲的问题，在此前提下，通过控制吹扫气体的温度以实现使晶片和与晶片接触的吹扫气体保持一定的温度差，有效地提高了晶片和与晶片接触的吹扫气体的热交换速度，进而有效地提高了预抽真空腔的冷却速率和外延炉的生产效率。
[0018]可选地，上述外延炉晶片冷却方法还包括步骤：在上述温度小于预设的第二阈值时，控制上述冷却装置停止冷却上述吹扫气体。
[0019]本申请提供的一种外延炉晶片冷却方法，在晶片的温度小于第二阈值时，控制冷却装置停止冷却吹扫气体，由于晶片的温度小于第二阈值时对吹扫气体的温度的影响可以忽略不计，控制冷却装置停止冷却吹扫气体能够有效地减少能源消耗。
[0020]第三方面，本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外延炉晶片冷却系统，用于冷却晶片（6），包括预抽真空腔（1）和供气装置（2），所述供气装置（2）安装在所述预抽真空腔（1）上，所述供气装置（2）用于释放吹扫气体，其特征在于，所述晶片（6）冷却系统还包括：冷却装置（3），设置在所述预抽真空腔（1）内，用于冷却所述吹扫气体；第一测温装置（4），用于测量所述晶片（6）的温度；控制器（5），用于控制所述供气装置（2）释放所述吹扫气体以冷却所述晶片（6），还用于在所述晶片（6）的温度小于或等于预设的第一阈值时，控制所述冷却装置（3）冷却所述吹扫气体。2.根据权利要求1所述的外延炉晶片冷却系统，其特征在于，所述控制器（5）还用于在所述晶片（6）的温度小于预设的第二阈值时，控制所述冷却装置（3）停止冷却所述吹扫气体。3.根据权利要求1所述的外延炉晶片冷却系统，其特征在于，所述冷却装置（3）包括：若干液冷板（31），设置在所述供气装置（2）和所述晶片（6）之间，用于导流所述吹扫气体；冷却液提供装置（32），与所述液冷板（31）连接，用于为所述液冷板（31）循环提供冷却液以带走所述液冷板（31）的热量。4.根据权利要求3所述的外延炉晶片冷却系统，其特征在于，所述液冷板（31）上设有多个通孔（311），当所述液冷板（31）的数量为多个时，相邻的所述液冷板（31）的所述通孔（311）为相互错开设置。5.根据权利要求3所述的外延炉晶片冷却系统，其特征在于，所述冷却液提供装置（32）上设置有流量控制阀（7），所述控制器（5）还用于控制所述流量控制阀（7）改变所述冷却液提供装置（32）的冷却液流量，以使所述液冷板（31）内冷却液的流量随所述晶片（6）的温度下降而增大。6.根据权利要求5所述的外延炉晶片冷却系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡承，唐敢然，徐兴龙，吴彩庭，刘欣，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：