相变-水冷复合温控水冷盘及键合设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种相变

【技术实现步骤摘要】
相变
‑
水冷复合温控水冷盘及键合设备


[0001]本技术涉及集成电路制造
，尤其涉及一种相变
‑
水冷复合温控水冷盘及键合设备。

技术介绍

[0002]半导体制造的温度控制领域中，多种键合、光刻或激光灯加工设备均需要对温度进行有效控制，以确保加工设备的加工精度及设备寿命。
[0003]在键合设备中，晶圆经高温处理后通过键合工艺相互结合。由于键合工艺的需要，所述键合设备中加热盘的温度需要保持在100℃左右，这会使周围元器件受到高温热辐射影响并造成元器件损坏。此外，当键合工艺完成后，需要对加热盘进行快速降温，从而在低温环境下破真空及取片，确保后续工艺的顺利进行。
[0004]现有技术中，通常采用水气复合冷盘对加热盘进行快速降温，所述水气复合冷盘包括水循环回路和气循环回路，通过循环液体和空气流动带走大范围热量，有效阻止高温热辐射的影响。然而，如何进一步提高冷却效率，以及如何提高冷却过程中加热盘表面的温度均匀性仍然是亟待解决的问题。
[0005]鉴于此，需要一种装置提高冷却效率，同时提高冷却过程中加热盘表面的温度均匀性。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种相变
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水冷复合温控水冷盘及键合设备，以提高冷却效率及冷却过程中加热盘表面的温度均匀性。
[0007]为了达到上述目的，本技术提供了一种相变
‑
水冷复合温控水冷盘，包括：
[0008]冷却模块，包括制冷盘，所述制冷盘内填充有复合相变填充物，用于对加热盘进行散热；
[0009]热传导模块，包括水循环回路，所述水循环回路嵌装在所述制冷盘内，或者位于所述制冷盘的表面，用于带走所述复合相变填充物吸收的热量。
[0010]可选的，所述复合相变填充物包括填料及包裹在所述填料内的相变材料。
[0011]可选的，所述相变材料的相变温度小于或等于40℃。
[0012]可选的，所述填料为石墨，所述相变材料为石蜡。
[0013]可选的，所述填料包括石墨、金属铝或含铝的高热导率陶瓷，所述相变材料为三水硝酸锂。
[0014]可选的，所述填料为石墨或不含铝的高热导率陶瓷，所述相变材料为金属镓或镓的合金。
[0015]可选的，所述水循环回路嵌装在所述制冷盘内时，所述水循环回路嵌装在所述填料内，与所述相变材料分离。
[0016]可选的，所述相变材料围绕所述水循环回路均匀设置。
[0017]可选的，所述水循环回路位于所述制冷盘的表面时，所述相变材料呈阵列均匀分布。
[0018]相应地，本技术还提供一种键合设备，包括加热盘以及所述相变
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水冷复合温控水冷盘。
[0019]综上所述，本技术提供一种相变
‑
水冷复合温控水冷盘及键合设备。所述相变
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水冷复合温控水冷盘包括冷却模块和热传导模块，其中，所述冷却模块包括制冷盘，所述制冷盘内填充有复合相变填充物，用于对加热盘进行散热；所述热传导模块包括水循环回路，所述水循环回路嵌装在所述制冷盘内，或者位于所述制冷盘的表面，用于带走所述复合相变填充物吸收的热量。所述键合设备包括加热盘及所述相变
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水冷复合温控水冷盘。本技术通过在制冷盘内填充复合相变填充物来提高冷却效率，以及冷却过程中加热盘表面的温度均匀性。
附图说明
[0020]图1为本技术实施例一所述的相变
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水冷复合温控水冷盘的结构示意图；
[0021]图2为本技术实施例一所述的相变
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水冷复合温控水冷盘中相变材料的温度变化特性曲线；
[0022]图3为本技术实施例一所述的键合设备的冷却流程图；
[0023]图4为本技术实施例一所述的键合设备中冷却液的最高温度变化曲线；
[0024]图5为本技术实施例一所述的键合设备中相变材料为十八烷时加热盘的平均温度变化曲线；
[0025]图6为本技术实施例一所述的键合设备中相变材料为三水硝酸锂时加热盘的平均温度变化曲线；
[0026]图7为本技术实施例一所述的键合设备中相变材料为金属镓时加热盘的平均温度变化曲线；
[0027]图8为本技术实施例二所述的相变
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水冷复合温控水冷盘的结构示意图；
[0028]其中，附图标记如下：
[0029]1‑
制冷盘；11
‑
填料；12
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相变材料；2
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水循环回路。
具体实施方式
[0030]下面将结合示意图对本技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本技术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、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。
[0031]实施例一
[0032]图1为本实施例所述的相变
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水冷复合温控水冷盘的结构示意图。参阅图1，所述相变
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水冷复合温控水冷盘包括：
[0033]冷却模块，包括制冷盘1，所述制冷盘1内填充有复合相变填充物，用于对加热盘进行散热；
[0034]热传导模块，包括水循环回路2，所述水循环回路2嵌装在所述制冷盘1内，用于带走所述复合相变填充物吸收的热量。
[0035]继续参阅图1，本实施例中，所述复合相变填充物包括填料11及包裹在所述填料内的相变材料12，所述水循环回路2嵌装在所述填料11内，与所述相变材料12分离，且所述相变材料12围绕所述水循环回路2均匀设置，以提高所述制冷盘1制冷时的温度均匀性。
[0036]本实施例中，所述相变材料12的相变温度小于或等于40℃。需要说明的是，在选取所述相变材料12时，需要选取不会与所述填料11发生反应的相变材料12，从而确保所述制冷盘1可以正常使用。
[0037]本实施例中，所述填料11为石墨，所述相变材料12为石蜡。具体的，所述相变材料12可以为十八烷(即一种无色结晶的石蜡，熔点为28℃，融化潜热为2.43
×
105J/kg，且与大多数材料相容)。参阅图2，所述相变材料在温度小于熔点温度(即28℃)时为固态；在温度等于熔点温度时处于固液相变阶段；在温度大于熔点温度时为液体。由于相变材料处于固液相变阶段时可以在不升高温度的情况下吸收大量热能，因此，所述相变材料12在完全熔化前，所述制冷盘1的温度不会上升。
[0038]可选的，所述相变材料12还可以为三水硝酸锂(即一种透明无色液体或结晶固体，熔点为29.9℃，融化潜热为2.96
×
105J/kg，且与金属铝相容)，此时，所述填料11包括石墨、金属铝或含铝的高热导率陶瓷(例如氮化铝、三氧化二铝)。需要说明的是，高热导率陶瓷即热导率范围为10W/mK～200W/mK的陶瓷。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变
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水冷复合温控水冷盘，其特征在于，包括：冷却模块，包括制冷盘，所述制冷盘内填充有复合相变填充物，用于对加热盘进行散热；热传导模块，包括水循环回路，所述水循环回路嵌装在所述制冷盘内，或者位于所述制冷盘的表面，用于带走所述复合相变填充物吸收的热量。2.如权利要求1所述的相变
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水冷复合温控水冷盘，其特征在于，所述复合相变填充物包括填料及包裹在所述填料内的相变材料。3.如权利要求2所述的相变
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水冷复合温控水冷盘，其特征在于，所述相变材料的相变温度小于或等于40℃。4.如权利要求2所述的相变
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水冷复合温控水冷盘，其特征在于，所述填料为石墨，所述相变材料为石蜡。5.如权利要求2所述的相变
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水冷复合温控水冷盘，其特征在于，所述填料为石墨、金属铝或含铝的...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚辉，张洪博，王伟伟，付辉，朱鸷，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：