一种一体式冷却盘的制作方法

1.本实用新型涉及冷却领域，具体涉及一种一体式冷却盘。


背景技术：

2.目前，半导体芯片制造过程中，温度控制相当重要，温度会对晶圆的生产过程产生重要影响，同时在相关制造工艺结束后，对晶圆上的器件性能影响仍然“发挥余热”。比如，从干刻腔室、气相沉积腔室或炉管腔室等高温制程腔室移出的晶圆，由于晶圆上各处分布的器件密度不同，使得晶圆表面各处的温度呈现出差异，若不立即解决这种温度差异而让晶圆自然暴露在大气环境中，那晶圆表面就可能因热胀冷缩等原因导致器件性能下降甚至失效，而且还可能造成晶圆污染。因而晶圆从高温制程腔室移出之后，通常需要送到冷却室进行冷却。
3.如cn210535631u公开了一种晶圆冷却盘体及包括其的晶圆冷却装置，所述的晶圆冷却盘体包括基体和盖板，在所述基体上加工出至少一条流道，所述的流道中通入冷却介质，用于对放置在冷却盘体上的晶圆进行冷却，相邻两条流道之间留有2
‑
3mm的基体厚度；所述的流道内壁两侧设置有支撑台，所述盖板置于支撑台上用于封闭所述流道。本实用新型提供的晶圆冷却盘体在不改变外部结构及现有冷却盘体厚度的情况下，通过增设支撑台并扩宽的流道面积，增加了冷却介质的流动面积，提升了热传导效率。
4.cn 207338314u公开了一种冷却盘组件，包括冷却盘和冷却盘底板，冷却盘与冷却盘底板相对扣合固定；冷却盘的与冷却盘底板相对的一面设有冷却剂凹槽和第一密封沟槽，冷却盘底板的与冷却盘相对的一面设有第二密封沟槽；冷却盘和冷却盘底板之间还设置有密封垫，密封垫将冷却剂凹槽、第一密封沟槽和第二密封沟槽均覆盖，用于防止冷却剂凹槽内的冷却剂漏出。冷却盘的用于放置晶片的第二面设有辅助冷却凹槽，第一密封沟槽和第二密封沟槽的纵截面均为三角形且相互错开设置。
5.然而现有技术中的冷却盘仍存在冷却效率低，散热性能差及使用寿命短等问题。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种一体式冷却盘，所述一体式冷却盘通过对水道结构的重新设计，通过采用不同类型通道的组合，解决了目前冷却盘存在的冷却效率低，散热性能差等问题。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.本实用新型提供了一种一体式冷却盘，所述一体式冷却盘包括底板和盖板；
9.所述底板上设置冷却介质通道；
10.所述冷却介质通道包括依次设置的第一通道、第二通道和第三通道；
11.所述第二通道为u型水道；
12.所述u型水道中直线水道间的间距小于u型水道中弧形水道的半径。
13.本实用新型提供的一体式冷却盘，通过采用不同类型通道的组合，利用u型通道和
其他通道间的相互促进作用，显著提升了冷却盘的冷却性能，优化了冷却盘的传热性能，增强冷却盘的使用寿命。
14.作为本实用新型优选的技术方案，所述第一通道包括依次设置的直线通道和弧形通道。
15.作为本实用新型优选的技术方案，所述第三通道包括依次设置的弧形通道和直线通道。
16.作为本实用新型优选的技术方案，所述第一通道的截面形状包括圆形或多边形。
17.作为本实用新型优选的技术方案，所述第二通道的截面形状包括圆形或多边形。
18.作为本实用新型优选的技术方案，所述第三通道的截面形状包括圆形或多边形。
19.作为本实用新型优选的技术方案，所述多边形包括正方形、长方形、五边形或六边形中的一种。
20.作为本实用新型优选的技术方案，所述冷却介质通道的最大宽度为10
‑
12mm，例如可以是10mm、10.1mm、10.2mm、10.3mm、10.4mm、10.5mm、10.6mm、10.7mm、10.8mm、10.9mm、11mm、11.1mm、11.2mm、11.3mm、11.4mm、11.5mm、11.6mm、11.7mm、11.8mm、11.9mm或12mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，所述最大宽度可以采用等效圆直径进行替代，即多边形通道的截面形状的面积和等效圆的面积相等，该等效圆对应的直径即为等效圆直径。
21.作为本实用新型优选的技术方案，所述冷却介质通道的最大高度为5
‑
7mm，例如可以是5mm、5.1mm、5.2mm、5.3mm、5.4mm、5.5mm、5.6mm、5.7mm、5.8mm、5.9mm、6mm、6.1mm、6.2mm、6.3mm、6.4mm、6.5mm、6.6mm、6.7mm、6.8mm、6.9mm或7mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
22.本实用新型中，所述一体式冷却盘通过摩擦焊接等方式实现一体成型。
23.与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
24.本实用新型提供的一体式冷却盘，通过采用不同类型通道的组合，利用u型通道和其他通道间的相互促进作用，显著提升了冷却盘的冷却性能，优化了冷却盘的传热性能，增强冷却盘的使用寿命。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例1提供的一体式冷却盘的示意图。
26.图中：1
‑
第一通道，2
‑
第二通道，3
‑
第三通道。
27.下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
28.为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：
29.实施例1
30.本实施例提供一种一体式冷却盘，如图1所示，所述一体式冷却盘包括底板和盖
板；
31.所述底板上设置冷却介质通道；
32.所述冷却介质通道包括依次设置的第一通道1、第二通道2和第三通道3；
33.所述第一通道1包括依次设置的直线通道和弧形通道；
34.所述第二通道2为u型水道；
35.所述u型水道中直线水道间的间距小于u型水道中弧形水道的半径；
36.所述第三通道3包括依次设置的弧形通道和直线通道；
37.所述第一通道1的截面形状为圆形；
38.所述第二通道2的截面形状为圆形；
39.所述第三通道3的截面形状为圆形；
40.所述冷却介质通道的最大宽度为11mm；
41.所述冷却介质通道的最大高度为6mm。
42.实施例2
43.本实施例提供一种一体式冷却盘，所述一体式冷却盘包括底板和盖板；
44.所述底板上设置冷却介质通道；
45.所述冷却介质通道包括依次设置的第一通道1、第二通道2和第三通道3；
46.所述第一通道1包括依次设置的直线通道和弧形通道；
47.所述第二通道2为u型水道；
48.所述u型水道中直线水道间的间距小于u型水道中弧形水道的半径；
49.所述第三通道3包括依次设置的弧形通道和直线通道；
50.所述第一通道1的截面形状为圆形；
51.所述第二通道2的截面形状为正方形；
52.所述第三通道3的截面形状为圆形；
53.所述冷却介质通道的最大宽度为10mm；
54.所述冷却介质通道的最大高度为5mm。
55.实施例3
56.本实施例提供一种一体式冷却盘，所述一体式冷却盘包括底板和盖板；
57.所述底板上设置冷却介质通道；
58.所述冷却介质通道包括依次设置的第一通道1、第二通道2和第三通道3；
59.所述第一通道1包括依次设置的直线通道和弧形通道；
60.所述第二通道2为u型水道；
61.所述u型水道中直线水道间的间距小于u型水道中弧形水道的半径；
62.所述第三通道3包括依次设置的弧形通道和直线通道；
63.所述第一通道1的截面形状为圆形；
64.所述第二通道2的截面形状为矩形；
65.所述第三通道3的截面形状为正方形；
66.所述冷却介质通道的最大宽度为12mm；
67.所述冷却介质通道的最大高度为7mm。
68.实施例4
69.本实施例提供一种一体式冷却盘，所述一体式冷却盘包括底板和盖板；
70.所述底板上设置冷却介质通道；
71.所述冷却介质通道包括依次设置的第一通道1、第二通道2和第三通道3；
72.所述第一通道1包括依次设置的直线通道和弧形通道；
73.所述第二通道2为u型水道；
74.所述u型水道中直线水道间的间距小于u型水道中弧形水道的半径；
75.所述第三通道3包括依次设置的弧形通道和直线通道；
76.所述第一通道1的截面形状为矩形；
77.所述第二通道2的截面形状为正方形；
78.所述第三通道3的截面形状为五边形；
79.所述冷却介质通道的最大宽度为10mm；
80.所述冷却介质通道的最大高度为7mm。
81.实施例5
82.本实施例提供一种一体式冷却盘，所述一体式冷却盘包括底板和盖板；
83.所述底板上设置冷却介质通道；
84.所述冷却介质通道包括依次设置的第一通道1、第二通道2和第三通道3；
85.所述第一通道1包括依次设置的直线通道和弧形通道；
86.所述第二通道2为u型水道；
87.所述u型水道中直线水道间的间距小于u型水道中弧形水道的半径；
88.所述第三通道3包括依次设置的弧形通道和直线通道；
89.所述第一通道1的截面形状为矩形；
90.所述第二通道2的截面形状为圆形；
91.所述第三通道3的截面形状为圆形；
92.所述冷却介质通道的最大宽度为12mm；
93.所述冷却介质通道的最大高度为5mm。
94.实施例6
95.本实施例提供一种一体式冷却盘，所述一体式冷却盘包括底板和盖板；
96.所述底板上设置冷却介质通道；
97.所述冷却介质通道包括依次设置的第一通道1、第二通道2和第三通道3；
98.所述第一通道1包括依次设置的直线通道和弧形通道；
99.所述第二通道2为u型水道；
100.所述u型水道中直线水道间的间距小于u型水道中弧形水道的半径；
101.所述第三通道3包括依次设置的弧形通道和直线通道；
102.所述第一通道1的截面形状为正方形；
103.所述第二通道2的截面形状为矩形；
104.所述第三通道3的截面形状为矩形；
105.所述冷却介质通道的最大宽度为11mm；
106.所述冷却介质通道的最大高度为7mm。
107.实施例7
108.本实施例提供一种一体式冷却盘，所述一体式冷却盘包括底板和盖板；
109.所述底板上设置冷却介质通道；
110.所述冷却介质通道包括依次设置的第一通道1、第二通道2和第三通道3；
111.所述第一通道1包括依次设置的直线通道和弧形通道；
112.所述第二通道2为u型水道；
113.所述u型水道中直线水道间的间距小于u型水道中弧形水道的半径；
114.所述第三通道3包括依次设置的弧形通道和直线通道；
115.所述第一通道1的截面形状为圆形；
116.所述第二通道2的截面形状为圆形；
117.所述第三通道3的截面形状为圆形；
118.所述冷却介质通道的最大宽度为10mm；
119.所述冷却介质通道的最大高度为6mm。
120.实施例8
121.本实施例提供一种一体式冷却盘，所述一体式冷却盘包括底板和盖板；
122.所述底板上设置冷却介质通道；
123.所述冷却介质通道包括依次设置的第一通道1、第二通道2和第三通道3；
124.所述第一通道1包括依次设置的直线通道和弧形通道；
125.所述第二通道2为u型水道；
126.所述u型水道中直线水道间的间距小于u型水道中弧形水道的半径；
127.所述第三通道3包括依次设置的弧形通道和直线通道；
128.所述第一通道1的截面形状为矩形；
129.所述第二通道2的截面形状为圆形；
130.所述第三通道3的截面形状为五边形；
131.所述冷却介质通道的最大宽度为10mm；
132.所述冷却介质通道的最大高度为6mm。
133.将上述冷却水盘用于冷却晶圆时，其通过通过采用不同类型通道的组合，利用u型通道和其他通道间的相互促进作用，显著提升了冷却盘的冷却性能，优化了冷却盘的传热性能，增强冷却盘的使用寿命。
134.申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
135.以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
136.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。