CN108281343A - 静电吸盘温度控制系统 - Google Patents
静电吸盘温度控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108281343A CN108281343A CN201810058936.8A CN201810058936A CN108281343A CN 108281343 A CN108281343 A CN 108281343A CN 201810058936 A CN201810058936 A CN 201810058936A CN 108281343 A CN108281343 A CN 108281343A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- semiconductor
- electrostatic chuck
- module
- semiconductor refrigerating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32715—Workpiece holder
- H01J37/32724—Temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
- H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/332—Coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/334—Etching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
一种静电吸盘温度控制系统,包括:静电吸盘;均匀的分布在静电吸盘中的若干串联连接的半导体制冷模块,所述若干串联连接的半导体制冷模块用于对静电吸盘进行整体降温。本发明利用均匀的分布在静电吸盘中的若干串联的半导体制冷模块对静电吸盘进行制冷,各半导体制冷模块可以快速的使得整个静电吸盘的温度降低到设定的温度,提高了制冷的速率,并且由于各半导体制冷模块的制冷效率能保持一致或基本相同,因而使得静电吸盘各个位置的温度下降速率能保值一致或基本相同,在提高制冷速率的同时能提高静电吸盘的温度的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制作领域,特别涉及一种静电吸盘温度控制系统。
背景技术
沉积工艺和刻蚀工艺是芯片制作过程中的重要的工艺,在实际的芯片的制作过程中,沉积工艺和刻蚀工艺通常是在沉积设备和刻蚀设备中进行的,当晶圆被传送至沉积设备和刻蚀设备的工艺腔室时,为了工艺的正常进行,晶圆通过需要承载装置进行固定,现有通常采用的承载装置包括静电吸盘,静电吸盘通常设置在工艺腔室的底部,静电吸盘采用静电引力的方式来固定基片。
现有的静电吸盘通过需要冷却以保持恒定的温度,以使得静电吸盘上的晶圆也保持恒定的温度,以提高工艺的稳定性。目前对静电吸盘的冷却方式通常采用水冷的方式进行冷却,但是水冷的方式对静电吸盘进行降温的方式,其降温速率较慢,且静电吸盘的温度的均匀性较差。
发明内容
本发明解决的问题是怎样提高静电吸盘制冷的速率和静电吸盘的温度的均匀性。
为解决上述问题,本发明提供一种静电吸盘温度控制系统,包括:
静电吸盘;均匀的分布在静电吸盘中的若干串联连接的半导体制冷模块,所述若干串联连接的半导体制冷模块用于对静电吸盘进行整体降温。
可选的,所述静电吸盘温度控制系统还包括电压控制单元,电压控制单元与所述若干串联连接的半导体制冷模块的两端连接,用于控制所述若干串联连接的半导体制冷模块两端的制冷电压。
可选的,所述静电吸盘温度控制系统还包括主控制单元和温度检测单元,所述温度检测单元用于检测静电吸盘的实时温度,并将检测的实时温度发送给主控制单元,所述主控制单元判断实时温度是否达到设定温度,若实时温度达到设定温度时,主控制单元向电压控制单元发送停止提供制冷电压的指令,电压控制单元在接收到停止提供制冷电压的指令时停止向所述若干串联连接的半导体制冷模块提供制冷电压。
可选的,所述温度检测单元包括均匀的分布在静电吸盘中的若干温度检测传感器。
可选的,所述静电吸盘包括基底和位于基底上的主体,若干串联连接的半导体制冷模块的位于基底和主体之间。
可选的,每个半导体制冷模块均包括输入端和输出端,若干半导体制冷模块串联连接时,前一半导体制冷模块的输出端与相应的后一半导体制冷模块的输入端连接,若干串联连接的半导体制冷模块均匀的分布在基底和主体之间,每个半导体制冷模块包括冷端和热端、以及位于冷端和热端之间的若干分立的N型半导体和P型半导体,若干分立的N型半导体和P型半导体交替分布且串联连接,串联连接时冷端的两相邻的N型半导体和P型半导体通过第一金属层连接,热端的两相邻的两相邻的N型半导体和P型半导体通过第二金属层连接。
可选的,所述基底中设置有冷却水管路,冷却水管路中流动有温控冷却水,所述半导体制冷模块的热端与基底中的冷却水管路接触。
可选的,所述第一金属层包括连接部和位于连接部表面的若干凸起部,所述第一金属层的连接部与相邻的N型半导体和P型半导体顶部表面连接,第一金属层的若干凸起部深入静电吸盘的主体中,所述第二金属层包括连接部、与连接部连接且位于连接部上方的上环绕部以及与连接部连接且位于连接部下方的下环绕部,第二金属层的连接部与相邻的N型半导体和P型半导体底部表面连接,所述上环绕部相应的覆盖N型半导体和P型半导体的下部分的侧壁表面,所述下环绕部覆盖冷却水管路的侧壁。
可选的,每个半导体制冷模块的输入端和输出端之间还连接有选择电路,所述选择电路包括输入端、第一输出端和第二输出端,将若干串联的半导体制冷模块的某一个半导体制冷模块作为目标半导体制冷模块时,选择电路的第一输出端与目标半导体制冷模块的输入端电连接,选择电路的第二输出端与目标半导体制冷模块的输出端电连接,该选择电路的输入端与前一半导体制冷模块的输出端电连接,当目标半导体制冷模块为第一个半导体制冷模块时,与第一个半导体制冷模块连接的选择电路的输入端与电压控制单元电连接,当目标半导体制冷模块为最后一个半导体制冷模块时,与最后一个半导体制冷模块连接的选择电路的第二输出端与最后一个半导体制冷模块的输出端电连接并连接至电压控制单元,所述选择电路在接收到第一选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输入端与前一半导体制冷模块的输出端之间导通,所述选择电路在接收到第二选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输出端与前一半导体制冷模块的输出端之间导通,当与第一个半导体制冷模块连接的选择电路在接收到第一选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输入端与电压控制单元之间导通,当与第一个半导体制冷模块连接的选择电路在接收到第二选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输出端与电压控制单元之间导通。
可选的,所述主控制单元与若干选择电路分别电连接,在开始对静电吸盘进行整体降温时,主控制单元同时发送第一选择指令给各个选择短路,使得所有的半导体制冷模块均同时参与制冷操作,在降温的过程中,当主控制单元根据各温度检测传感器检测的实时温度与设定温度的之间的差值,获得某个或多个温度检测传感器先于其他传感器检测到实时温度达到设定温度时,主控制单元向与检测到实时温度达到设定温度的该温度检测传感器对应的半导体制冷模块连接的选择电路发送第二选择指令,使得相应的半导体制冷模块停止制冷,其他的半导体制冷模块继续制冷,直至所有的温度检测传感器检测的实时温度均达到设定温度。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
本发明利用均匀的分布在静电吸盘中的若干串联的半导体制冷模块对静电吸盘进行制冷,各半导体制冷模块可以快速的使得整个静电吸盘的温度降低到设定的温度,提高了制冷的速率,并且由于各半导体制冷模块的制冷效率能保持一致或基本相同,因而使得静电吸盘各个位置的温度下降速率能保值一致或基本相同,在提高制冷速率的同时能提高静电吸盘的温度的均匀性。
进一步,所述第一金属层包括连接部和位于连接部表面的若干凸起部,所述第一金属层的连接部将相邻的N型半导体和P型半导体顶部表面连接,第一金属层的若干凸起部深入静电吸盘的主体中,使得第一金属层与静电吸盘的主体的接触面积增大,半导体制冷模块在进行制冷时,主体中的热量能通过第一金属层更快的向N型半导体和P型半导体的方向传递,进一步提高了制冷的速率,所述第二金属层包括连接部、与连接部连接且位于连接部上方的上环绕部以及与连接部连接且位于连接部下方的下环绕部,第二金属层的连接部将相邻的N型半导体和P型半导体底部表面连接,所述上环绕部相应的覆盖N型半导体和P型半导体的下部分的侧壁表面,所述下环绕部覆盖冷却水管路的侧壁,使得第二金属层与,通过第二金属层与N型半导体和P型半导体的接触面积增大,且第二金属层与冷却水管路的接触面积增大,通过第二金属层可以将热端产生的热量更快的传送给冷却水管路流动的温控冷却水,进一步提高了制冷的速率。
每个半导体制冷模块的输入端和输出端之间还连接有选择电路,在开始对静电吸盘进行整体降温时,主控制单元同时发送第一选择指令给各个选择短路,使得所有的半导体制冷模块均同时参与制冷操作,在降温的过程中,当主控制单元根据各温度检测传感器检测的实时温度与设定温度的之间的差值,获得某个或多个温度检测传感器先于其他传感器检测到实时温度达到设定温度时,主控制单元向与检测到实时温度达到设定温度的该温度检测传感器对应的半导体制冷模块连接的选择电路发送第二选择指令,使得相应的半导体制冷模块停止制冷,其他的半导体制冷模块继续制冷,直至所有的温度检测传感器检测的实时温度均达到设定温度,防止了静电吸盘本身的温度可能会不均匀或者半导体制冷模块由于长期的使用导致各半导体制冷模块的制冷效率不一致对静电吸盘的制冷速率和温度均匀性的影响,进一步提高了制冷的速率和静电吸盘温度的均匀性。
附图说明
图1为本发明一实施例静电吸盘温度控制系统的结构示意图;
图2为本发明一实施例半导体制冷模块和静电吸盘的结构示意图;
图3为本发明另一实施例半导体制冷模块和静电吸盘的结构示意图;
图4为本发明另一实施例静电吸盘温度控制系统的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所言,水冷的方式对静电吸盘进行降温的方式,其降温速率较慢,且静电吸盘的温度的均匀性较差。
研究发现,现有采用水冷对静电吸盘进行降温的结构设计为:在静电吸盘中设置若干管路,温控水从管路的一端流入,从另一端流出。由于静电吸盘本身的结构大小的限制,管路的排布也受到限制,使得静电吸盘上某些地方(比如管路与管路之间)的降温速率较慢,影响了静电吸盘整体上的降温速率以及温度的均匀性,且由于是采用冷却水,冷却水从一端流进时开始吸收静电吸盘上的热量,因而越靠近流进端的部分静电吸盘的冷却速率越高,而越远离流进端的部分静电吸盘的冷却速率越低(冷却水吸收热量后温度上升,冷却的效率降低),这也影响了对静电吸盘的降温速率和温度的均匀性。
为此,本发明提供了一种静电吸盘温度控制系统,能快速的实现对静电吸盘的整体上的温度进行降温,并且能提高温度的均匀性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。在详述本发明实施例时,为便于说明,示意图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本发明的保护范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
图1为本发明一实施例静电吸盘温度控制系统的结构示意图,参考图1,所述静电吸盘温度控制系统,包括:
静电吸盘101;
均匀的分布在静电吸盘101中的若干串联连接的半导体制冷模块102,所述若干串联连接的半导体制冷模块102用于对静电吸盘101进行整体降温。
每个半导体制冷模块102均包括输入端和输出端,若干半导体制冷模块102串联连接时,前一半导体制冷模块的输出端与相应的后一半导体制冷模块的输入端连接。
在一实施例中,若干串联连接的半导体制冷模块102均匀的分布在基底和主体之间,每个半导体制冷模块102的结构相同,以提高制冷的速率和静电吸盘温度的均匀性。所述均匀分布可以为环状分布,平面螺旋状分布,蜂窝状分布,矩形分布,或线状分布。
所述静电吸盘温度控制系统还包括电压控制单元105,电压控制单元105与所述若干串联连接的半导体制冷模块102的两端(参考图1,两端为若干串联连接的半导体制冷模块102中第一个半导体制冷模块102a的输入端和最后一个半导体制冷模块102b的输出端)连接,用于控制所述若干串联连接的半导体制冷模块102两端的制冷电压。具体的,所述电压控制单元105对所述若干串联连接的半导体制冷模块102两端的制冷电压的控制包括向若干串联连接的半导体制冷模块提供制冷电压、停止向若干串联连接的半导体制冷模块提供制冷电压、调节提供的制冷电压的大小。
所述静电吸盘温度控制系统还包括主控制单元103和温度检测单元104,所述温度检测单元104用于检测静电吸盘101的实时温度,并将检测的实时温度发送给主控制单元103,所述主控制单元103根据接收的实时温度判断实时温度是否达到设定温度,若实时温度达到设定温度时,主控制单元103向电压控制单元105发送停止提供制冷电压的指令,电压控制单元105在接收到停止提供制冷电压的指令时停止向所述若干串联连接的半导体制冷模块102提供制冷电压。
所述温度检测单元106包括均匀的分布在静电吸盘101中的若干温度检测传感器106,所述温度检测传感器106用于感测静电吸盘101的实时温度,产生侦测电信号。在一实施例中,所述温度检测单元106还包括计算单元和发送单元,所述计算单元接收温度检测传感器106的侦测电信号,并将侦测电信号转化为实时温度(信号),发送单元将实时温度(信号)发送给主控制单元103。
在一实施例中,所述温度检测传感器106包括热电偶。
若干温度检测传感器106均匀的分布在静电吸盘101中可以为环状分布,平面螺旋状分布,蜂窝状分布,矩形分布,线状分布,三角状分布。在一实施例中,所述温度传感器106的数量至少为3个。
本实施例中,所述主控制单元103判断实时温度是否达到设定温度,是所有的温度检测传感器106检测的实时温度是否达到设定温度。所述主控制单元103判断实时温度是否达到设定温度的判断标准是实时温度等于设定温度,或者实时温度和设定温度的差值≤1摄氏度,可以为≤1摄氏度、≤0.8摄氏度、≤0.5摄氏度、≤0.2摄氏度。
为了进一步说明半导体制冷模块和静电吸盘的结构,在一实施例中,请参考图2,图2为图1中静电吸盘和部分半导体制冷模块的结构示意图,需要说明的是图2中仅示出两个半导体制冷模块102,图2中两个半导体制冷模块的结构102之间未示出的其他串联的半导体制冷模块的结构用点划线表示,图2中虚线框仅是为了清楚的示意一个半导体制冷模块102的结构。
参考图2,所述静电吸盘101包括基底301和位于基底301上的主体302,若干串联连接的半导体制冷模块102的位于基底301和主体302之间。
所述主体302包括上表面和与上表面相对的下表面,主体302的上表面用于放置晶圆,下表面与半导体制冷模块接触,晶圆在静电吸力的作用下被吸附固定在主体302的上表面。所述基底302用于支撑主体302和若干半导体制冷模块102。
所述主体302可以为单层或多层(大于等于2层)堆叠结构。在一实施例中,所述主体302可以为单层结构时,所述主体302的材料为氮化铝(ALN),氧化铝(Al2O3),碳化硅(SiC),氮化硼(BN),氧化锆(ZrO2)等及它们的化合物,在另一实施例中,所述主体302为双层堆叠结构包括陶瓷基板和位于陶瓷基板表面的保护层,所述陶瓷基板材料为氮化铝(ALN),氧化铝(Al2O3),碳化硅(SiC),氮化硼(BN),氧化锆(ZrO2)等及它们的化合物,所述保护层为氧化钇或氧化铝、或两者的复合材料。在另一实施例中,所述主体302上表面形成有若干相互贯通的凹槽,凹槽中可以通入气体(比如氦气或氮气),以利于晶圆的吸附和释放。
所述基底301的材料为金属、合金或其他的合适的材料。
所述若干串联连接的半导体制冷模块102分布在基底和主体之间,每个半导体制冷模块102均包括输入端21和输出端22,若干半导体制冷模块102串联连接时,前一半导体制冷模块的输出端直接与相应的后一半导体制冷模块的输入端电连接,串联连接的若干串联连接的半导体制冷模块中的第一个半导体制冷模块的输入端与电压控制单元105连接,串联连接的若干串联连接的半导体制冷模块中的最后一个半导体制冷模块的输出端与电压控制单元105连接,每个半导体制冷模块102包括冷端和热端、以及位于冷端和热端之间的若干分立的N型半导体201和P型半导体202,冷端与主体302的下表面接触,热端与基底301的表面接触,若干分立的N型半导体201和P型半导体202交替分布且串联连接,串联连接时冷端的两相邻的N型半导体201和P型半导体202通过第一金属层203连接,热端的两相邻的两相邻的N型半导体和P型半导体通过第二金属层204连接。
若干串联连接的半导体制冷模块102参与制冷时,半导体制冷模块102(如图1中的半导体制冷模块102a)的输入端21与电压控制单元105(参考图1)提供的制冷电压23的正端连接,半导体制冷模块102(如图1中的半导体制冷模块102b)的输出端22与(如图1中的半导体制冷模块102a)的负端连接,电流由N型半导体201流向P型半导体202的接头吸收热量成为冷端,由P型半导体202流向N型半导体201的接头释放热量成为热端,实现对静电吸盘的快速制冷,且由于若干半导体制冷模块102是串联连接的且均匀分布,使得若干半导体制冷模块102的制冷动作能同时进行,每个半导体制冷模块102的制冷效率能保持一致,在提高制冷效率的同时提高静电吸盘的温度均匀性。
所述输入端21和输出端22与第二金属层204和第一金属层203的材料相同。每个半导体制冷模块102中N型半导体201和P型半导体202数量可以根据实际需要进行设定。
在一实施例中,请参考图2,所述主体302的下表面设置有电极112,所述电极112连接直流电压源,当直流电压源向电极112施加直流电压时,电极112和置于主体302上表面上的晶圆之间产生静电吸力,静电吸力使得晶圆被吸附固定在主体302的上表面。所述电极112设置于半导体制冷模块102之间的主体302的下表面,所述电极中具有若干适于放置若干半导体制冷模块102的若干开口,开口的尺寸大于半导体制冷模块102的尺寸,使得每个半导体制冷模块102穿过相应的开口与主体302的下表面接触,因而在电极112连接直流电压源,电极112上施加的直流电压时,该直流电压对半导体制冷模块102中的N型半导体201流向P型半导体202中载流子的移动的影响较小,从而不会影响各半导体制冷模块102的制冷效果和制冷效率。
在另一实施例中,所述电极也可以设置与基底301中,所述电极连接直流电压源,当直流电压源向电极施加直流电压时,产生静电吸力使得置于主体302表面上的晶圆被吸附住。
请继续参考图2,所述基底301中设置有冷却水管路107,冷却水管路107中流动有温控冷却水,所述半导体制冷模块102的热端与基底301中的冷却水管路107接触,温控冷却水流动时带走半导体制冷模块102的热端产生的热量。冷却水管路107的材料可以为陶瓷,有机材料或金属,冷却水管路107的材料为金属时,半导体制冷模块102的第二金属层204和冷却水管路107之间设置有隔离的隔离层。
在一实施例中,所述主体302和基底301之间还填充有填充层303,所述填充层303不仅用于第一金属层203之间、第二金属层204之间、以及N型半导体201和P型半导体202之间的电学隔离,所述填充层还用于粘合主体302和基底301。
在另一实施例中,请参考图3,图3为图1中静电吸盘和部分半导体制冷模块的结构示意图,需要说明的是图3中仅示出一个半导体制冷模块102,本实施例与前述实施例的区别在于第一金属层和第二金属层的结构不同,本实施例中其他相同或相似结构的限定或描述可对应参考前述实施例,在本实施例中不再赘述。
请参考图3,所述第一金属层203包括连接部214和位于连接部214表面的若干凸起部215,所述第一金属层203的连接部214将相邻的N型半导体201和P型半导体202顶部表面连接,第一金属层203的若干凸起部215深入静电吸盘101的主体302中,使得第一金属层203与静电吸盘101的主体302的接触面积增大,半导体制冷模块102在进行制冷时,主体302中的热量能通过第一金属层203更快的向N型半导体201和P型半导体202的方向传递,进一步提高了制冷的速率,所述第二金属层204包括连接部217、与连接部217连接且位于连接部217上方的上环绕部218以及与连接部217连接且位于连接部217下方的下环绕部216,第二金属层204的连接部217将相邻的N型半导体201和P型半导体202底部表面连接,所述上环绕部218相应的覆盖N型半导体201和P型半导体202的下部分的侧壁表面,所述下环绕部216覆盖冷却水管路107的侧壁,使得第二金属层204与,通过第二金属层204与N型半导体201和P型半导体202的接触面积增大,且第二金属层204与冷却水管路107的接触面积增大,通过第二金属层204可以将热端产生的热量更快的传送给冷却水管路107流动的温控冷却水,进一步提高了制冷的速率。
图4为本发明另一实施例静电吸盘温度控制系统的结构示意图,请参考图4,所述静电吸盘温度控制系统包括:若干串联连接的半导体制冷模块102,每个半导体制冷模块102的输入端21和输出端22之间还连接有选择电路108,所述选择电路108包括输入端31、第一输出端33和第二输出端32,将若干串联的半导体制冷模块102的某一个半导体制冷模块作为目标半导体制冷模块时,本实施例中以图4中的半导体制冷模块102c作为目标半导体模块进行说明,选择电路108的第一输出端33与目标半导体制冷模块102的输入端21电连接,选择电路108的第二输出端32与目标半导体制冷模块102的输出端22电连接,该选择电路108的输入端31与前一半导体制冷模块(如图4中的半导体制冷模块101c)的输出端22电连接,当目标半导体制冷模块为第一个半导体制冷模块(如图4中的半导体制冷模块101c)时,与第一个半导体制冷模块101c连接的选择电路108的输入端31与电压控制单元105电连接,当目标半导体制冷模块为最后一个半导体制冷模块(如图4中的半导体制冷模块101f)时,与最后一个半导体制冷模块101f连接的选择电路108的第二输出端32与最后一个半导体制冷模块101f的输出端电连接并连接至电压控制单元105,所述选择电路108在接收到第一选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输入端与前一半导体制冷模块的输出端之间导通(此时该选择电路的输入端和第二输出端之间是断开的),所述选择电路在接收到第二选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输出端与前一半导体制冷模块的输出端之间导通(此时该选择电路的输入端和第一输出端之间是断开的),当与第一个半导体制冷模块101c连接的选择电路108在接收到第一选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输入端与电压控制单元之间导通(此时该选择电路的输入端和第二输出端之间是断开的),当与第一个半导体制冷模块101c连接的选择电路108在接收到第二选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输出端与电压控制单元之间导通(此时该选择电路的输入端和第一输出端之间是断开的)。
所述主控制单元103与若干选择电路108分别电连接,在开始对静电吸盘101进行整体降温时,主控制单元103同时发送第一选择指令给各个选择短路108,使得所有的半导体制冷模块102均同时参与制冷操作,在降温的过程中,当主控制单元103根据各温度检测传感器检测的实时温度与设定温度的之间的差值,获得某个或多个温度检测传感器106先于其他传感器检测到实时温度达到设定温度时,主控制单元向与检测到实时温度达到设定温度的该温度检测传感器对应的半导体制冷模块连接的选择电路发送第二选择指令,使得相应的半导体制冷模块停止制冷,其他的半导体制冷模块继续制冷,直至所有的温度检测传感器检测的实时温度均达到设定温度。在实际中,在制冷前,静电吸盘本身的温度可能会不均匀或者半导体制冷模块由于长期的使用导致各半导体制冷模块的制冷效率不一致,因而在进行制冷时,使得静电吸盘某些地方的温度会下降过块或过低,不利于静电吸盘的温度稳定在设定温度且使得制冷后的静电吸盘温度的均匀性会受到影响,因而本实施例中,通过前述方案,可以使得静电吸盘的温度快速的稳定在设定的温度,进一步提高了制冷的速率和静电吸盘温度的均匀性。
当所有的温度检测传感器检测的实时温度均达到设定温度之后,在工艺的过程中,当某个或多个温度检测传感器106检测到实时温度达到设定温度时,主控制单元103向与检测到实时温度大于设定温度的该温度检测传感器对应的半导体制冷模块连接的选择电路发送第一选择指令,使得相应的半导体制冷模块开始制冷,因而可以实现制冷后温度的微调,进一步保证静电吸盘温度的均匀性。
在一实施例中,所述一个或多个半导体制冷模块101c周围均设置有一个温度检测传感器106,每一个温度检测传感器106具有自己编号,每一个温度检测传感器106与周围对应的一个或多个半导体制冷模块101c具有位置对应关系,所述位置对应关系存储在主控制单元103,使得主控制单元103在接收到某一个温度检测传感器106检测的实时温度时,主控制单元103从所述位置对应关系可以获得该温度检测传感器具有哪些对应的半导体制冷模块,因而主控制单元103可以很方便和快速的向相应的半导体制冷模块的对应的选择电路发送第二选择指令。
在一实施例中,所述选择线路108的输入端31和第二输出端32之间还串联有电阻109,电阻109的阻值等于半导体制冷模块101c制冷时的等效电阻,因而在某些半导体制冷模块101c停止制冷时,使得其他还在进行制冷操作的半导体制冷模块101c的两端的电压能保持稳定。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种静电吸盘温度控制系统,其特征在于,包括:
静电吸盘;
均匀的分布在静电吸盘中的若干串联连接的半导体制冷模块,所述若干串联连接的半导体制冷模块用于对静电吸盘进行整体降温。
2.如权利要求1所述的静电吸盘温度控制系统,其特征在于,所述静电吸盘温度控制系统还包括电压控制单元,电压控制单元与所述若干串联连接的半导体制冷模块的两端连接,用于控制所述若干串联连接的半导体制冷模块两端的制冷电压。
3.如权利要求2所述的静电吸盘温度控制系统,其特征在于,所述静电吸盘温度控制系统还包括主控制单元和温度检测单元,所述温度检测单元用于检测静电吸盘的实时温度,并将检测的实时温度发送给主控制单元,所述主控制单元判断实时温度是否达到设定温度,若实时温度达到设定温度时,主控制单元向电压控制单元发送停止提供制冷电压的指令,电压控制单元在接收到停止提供制冷电压的指令时停止向所述若干串联连接的半导体制冷模块提供制冷电压。
4.如权利要求3所述的静电吸盘温度控制系统,其特征在于,所述温度检测单元包括均匀的分布在静电吸盘中的若干温度检测传感器。
5.如权利要求4所述的静电吸盘温度控制系统,其特征在于,所述静电吸盘包括基底和位于基底上的主体,若干串联连接的半导体制冷模块的位于基底和主体之间。
6.如权利要求5所述的静电吸盘温度控制系统,其特征在于,每个半导体制冷模块均包括输入端和输出端,若干半导体制冷模块串联连接时,前一半导体制冷模块的输出端与相应的后一半导体制冷模块的输入端连接,若干串联连接的半导体制冷模块均匀的分布在基底和主体之间,每个半导体制冷模块包括冷端和热端、以及位于冷端和热端之间的若干分立的N型半导体和P型半导体,若干分立的N型半导体和P型半导体交替分布且串联连接,串联连接时冷端的两相邻的N型半导体和P型半导体通过第一金属层连接,热端的两相邻的两相邻的N型半导体和P型半导体通过第二金属层连接。
7.如权利要求6所述的静电吸盘温度控制系统,其特征在于,所述基底中设置有冷却水管路,冷却水管路中流动有温控冷却水,所述半导体制冷模块的热端与基底中的冷却水管路接触。
8.如权利要求7所述的静电吸盘温度控制系统,其特征在于,所述第一金属层包括连接部和位于连接部表面的若干凸起部,所述第一金属层的连接部与相邻的N型半导体和P型半导体顶部表面连接,第一金属层的若干凸起部深入静电吸盘的主体中,所述第二金属层包括连接部、与连接部连接且位于连接部上方的上环绕部以及与连接部连接且位于连接部下方的下环绕部,第二金属层的连接部与相邻的N型半导体和P型半导体底部表面连接,所述上环绕部相应的覆盖N型半导体和P型半导体的下部分的侧壁表面,所述下环绕部覆盖冷却水管路的侧壁。
9.如权利要求6所述的静电吸盘温度控制系统,其特征在于,每个半导体制冷模块的输入端和输出端之间还连接有选择电路,所述选择电路包括输入端、第一输出端和第二输出端,将若干串联的半导体制冷模块的某一个半导体制冷模块作为目标半导体制冷模块时,选择电路的第一输出端与目标半导体制冷模块的输入端电连接,选择电路的第二输出端与目标半导体制冷模块的输出端电连接,该选择电路的输入端与前一半导体制冷模块的输出端电连接,当目标半导体制冷模块为第一个半导体制冷模块时,与第一个半导体制冷模块连接的选择电路的输入端与电压控制单元电连接,当目标半导体制冷模块为最后一个半导体制冷模块时,与最后一个半导体制冷模块连接的选择电路的第二输出端与最后一个半导体制冷模块的输出端电连接并连接至电压控制单元,所述选择电路在接收到第一选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输入端与前一半导体制冷模块的输出端之间导通,所述选择电路在接收到第二选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输出端与前一半导体制冷模块的输出端之间导通,当与第一个半导体制冷模块连接的选择电路在接收到第一选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输入端与电压控制单元之间导通,当与第一个半导体制冷模块连接的选择电路在接收到第二选择指令时选择将目标半导体制冷模块的输出端与电压控制单元之间导通。
10.如权利要求9所述的静电吸盘温度控制系统,其特征在于,所述主控制单元与若干选择电路分别电连接,在开始对静电吸盘进行整体降温时,主控制单元同时发送第一选择指令给各个选择短路,使得所有的半导体制冷模块均同时参与制冷操作,在降温的过程中,当主控制单元根据各温度检测传感器检测的实时温度与设定温度的之间的差值,获得某个或多个温度检测传感器先于其他传感器检测到实时温度达到设定温度时,主控制单元向与检测到实时温度达到设定温度的该温度检测传感器对应的半导体制冷模块连接的选择电路发送第二选择指令,使得相应的半导体制冷模块停止制冷,其他的半导体制冷模块继续制冷,直至所有的温度检测传感器检测的实时温度均达到设定温度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810058936.8A CN108281343A (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 静电吸盘温度控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810058936.8A CN108281343A (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 静电吸盘温度控制系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108281343A true CN108281343A (zh) | 2018-07-13 |
Family
ID=62804625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810058936.8A Pending CN108281343A (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 静电吸盘温度控制系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108281343A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110600419A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-20 | 上海华力微电子有限公司 | 一种静电吸盘及其使用方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10144967A (ja) * | 1996-11-06 | 1998-05-29 | Nhk Spring Co Ltd | 冷却用熱電素子モジュール |
US20080093057A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-04-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Cooling apparatus having an auxiliary chiller, and an apparatus and method of fabricating a semiconductor device using the same |
CN100499195C (zh) * | 2004-05-31 | 2009-06-10 | 株式会社电装 | 热电变换装置及其制造方法 |
CN103137517A (zh) * | 2011-11-25 | 2013-06-05 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 用于处理晶圆的反应装置、静电吸盘和晶圆温度控制方法 |
-
2018
- 2018-01-22 CN CN201810058936.8A patent/CN108281343A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10144967A (ja) * | 1996-11-06 | 1998-05-29 | Nhk Spring Co Ltd | 冷却用熱電素子モジュール |
CN100499195C (zh) * | 2004-05-31 | 2009-06-10 | 株式会社电装 | 热电变换装置及其制造方法 |
US20080093057A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-04-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Cooling apparatus having an auxiliary chiller, and an apparatus and method of fabricating a semiconductor device using the same |
CN103137517A (zh) * | 2011-11-25 | 2013-06-05 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 用于处理晶圆的反应装置、静电吸盘和晶圆温度控制方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110600419A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-20 | 上海华力微电子有限公司 | 一种静电吸盘及其使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI660453B (zh) | 用於高溫處理之靜電吸座組件 | |
TWI721952B (zh) | 具有獨立隔離的加熱器區域的晶圓載體 | |
US8294272B2 (en) | Power module | |
US9837297B2 (en) | Tray and wafer holding apparatus | |
US9520338B2 (en) | Transistor, heat sink structure thereof and method for manufacturing same | |
CA2780658C (en) | Cooling device for a power module, and a related method thereof | |
TWI815810B (zh) | 噴頭組件、處理腔室及控制溫度之方法 | |
US20100175857A1 (en) | Millichannel heat sink, and stack and apparatus using the same | |
JP2016511912A (ja) | 電気装置の熱電ベースの熱管理 | |
JP3899034B2 (ja) | 流体解離電極を備えた冷却基板を含む電子モジュール及び関連する方法 | |
US10231364B2 (en) | Fluidly cooled power electronics assemblies having a thermo-electric generator | |
JP2010232576A (ja) | パワー半導体装置 | |
JP2012044183A (ja) | 螺旋状マニホルドを備えた一体型ヒートシンク | |
US10593573B2 (en) | Electrostatic chuck and substrate fixing device | |
US9170036B2 (en) | Thermoelectric module | |
TW201440265A (zh) | 一種結合磊晶結構與封裝基板爲一體之整合式led元件及其製作方法 | |
TW202015151A (zh) | 用於減少基板處理夾盤冷凝的氣流 | |
JP2010278438A (ja) | ヒートシンク並びにその製作方法 | |
AU2002306686A1 (en) | Electronic module with fluid dissociation electrodes and methods | |
CN111490000A (zh) | 静电卡盘及半导体加工设备 | |
CN108281343A (zh) | 静电吸盘温度控制系统 | |
Bar-Cohen | Thermal management of on-chip hot spots and 3D chip stacks | |
JP2017126641A (ja) | 保持装置 | |
US10367498B2 (en) | Thermally controlled electronic device | |
CN105247675A (zh) | 半导体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180713 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |