CN114383426A - 冷却装置、冷却系统及扩散炉管装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提出一种冷却装置、冷却系统及扩散炉管装置，冷却装置包括进气端以及出气端；进气端用于连接气源；出气端包括与晶舟分区对应并间隔设置的冷却盘管，冷却盘管设置有出气口，用于向晶舟分区吹送冷却气体。通过上述设计，本公开提出的冷却装置能够提升晶圆的冷却效率，并能够使晶圆的降温更加均匀。
Description
技术领域
本公开涉及半导体制造设备技术领域，尤其涉及一种冷却装置、冷却系统及扩散炉管装置。
背景技术
现有扩散炉管设备的晶圆冷却装置采用侧壁立管结构，承载晶圆的晶舟从反应腔室炉管时，侧壁气管在规定时间内吹出设定的氮气对晶圆进行降温，由于不同制程炉管温度不同，造成冷却时间过长或过短的问题。并且，现有扩散炉管设备无法检测冷却装置的温度，由于晶舟冷却由下到上存在温度梯度，采用统一冷却模式的现有冷却装置难以满足优化降温模式的需要。
发明内容
本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种冷却时间能够适配不同制程炉管温度，且能够提供满足晶舟温度梯度的降温模式的冷却系统。
本公开的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有上述冷却系统的扩散炉管装置。
为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
根据本公开的一个方面，提供一种冷却装置，包括进气端以及出气端；所述进气端用于连接气源；所述出气端包括与晶舟分区对应并间隔设置的冷却盘管，所述冷却盘管设置有出气口，用于向所述晶舟分区吹送冷却气体。
根据本公开的其中一个实施方式，所述冷却盘管具有连接端和封闭端，所述连接端连接于所述进气端，所述封闭端的管口封闭；其中，所述冷却盘管由所述连接端向下盘绕至所述封闭端。
根据本公开的其中一个实施方式，所述冷却盘管的盘绕形态为蛇形或者螺旋形。
根据本公开的其中一个实施方式，所述冷却盘管沿水平方向的宽度为200mm～500mm。
根据本公开的其中一个实施方式，所述冷却盘管设置有多个所述出气口。
根据本公开的其中一个实施方式，所述冷却盘管上的所述多个出气口沿所述冷却盘管的延伸方向间隔均匀布置。
根据本公开的其中一个实施方式，所述冷却装置还包括气体扩散器；所述气体扩散器设置于所述出气口。
根据本公开的另一个方面，提供一种冷却系统，包括本公开提出的并在上述实施方式中所述述的冷却装置、温度采集单元、进气调节单元以及控制单元；所述温度采集单元设置于所述出气端，用于采集对应的所述晶舟分区中的晶圆的温度信息；所述进气调节单元设置于所述进气端，用于调节进气的开闭和流量；所述控制单元连接于所述温度采集单元和所述进气调节单元，并被配置为根据所述温度信息控制所述进气调节单元。
根据本公开的其中一个实施方式，所述冷却盘管内设置有所述温度采集单元，所述进气端与所述冷却盘管的连接处均设置有所述进气调节单元。
根据本公开的其中一个实施方式，所述控制单元分别连接于多个所述温度采集单元和多个所述进气调节单元，并被配置为根据所述温度信息，在所述晶圆的温度大于或者等于预设温度时，控制对应的所述进气调节单元开启，以此独立控制任一所述进气调节单元。
根据本公开的其中一个实施方式，所述冷却盘管内设置有至少一个温度采集单元，至少一个所述温度采集单元位于所述冷却盘管的中间位置。
根据本公开的其中一个实施方式，每个所述出气端分别设置有多个温度采集单元，同一所述出气端的多个所述温度采集单元在所述冷却盘管上均匀布置。
根据本公开的其中一个实施方式，所述冷却装置包括至少三个所述出气端。
根据本公开的其中一个实施方式，每个所述进气调节单元包括控制阀；所述控制阀设置于所述冷却盘管，用于控制所述冷却盘管的开闭。
根据本公开的其中一个实施方式，每个所述进气调节单元包括质量流量控制器；所述质量流量控制器设置于所述冷却盘管，用于控制所述冷却盘管内的冷却气体的质量流量。
根据本公开的又一个方面，提供一种扩散炉管装置，所述扩散炉管装置包括晶舟以及本公开提出的并在上述实施方式中所述的冷却系统。
根据本公开的其中一个实施方式，所述晶舟具有上下间隔布置的多层托架，所述冷却盘管分别对应于至少一层所述托架。
由上述技术方案可知，本公开提出的冷却装置、冷却系统及扩散炉管装置的优点和积极效果在于：
本公开提出的冷却装置采用与晶舟分区对应并间隔设置的冷却盘管作为出气端，利用冷却盘管上的出气口向晶舟分区吹送冷却气体，从而实现对晶舟下方晶圆的冷却。通过上述设计，本公开提出的冷却装置能够提升晶圆的冷却效率，并能够使晶圆的降温更加均匀。
本公开提出的冷却系统包括本公开提出的冷却装置、温度采集单元、进气调节单元以及控制单元。据此，本公开能够利用温度采集单元采集对应的冷却区域中晶圆的温度信息，并利用控制单元根据温度信息控制进气调节单元，从而使出气端的冷却时间适配不同制程的炉管温度。
附图说明
通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
图1是根据一示例性实施方式示出的一种冷却系统的正面视角的示意图；
图2是根据另一示例性实施方式示出的一种冷却系统的冷却盘管的结构示意图；
图3是根据一示例性实施方式示出的一种扩散炉管装置的部分结构的正面视角的示意图；
图4是图3示出的扩散炉管装置的部分结构的侧面视角的示意图。
附图标记说明如下：
100.冷却系统；
110.供气管路；
120.出气端；
121.冷却盘管；
1211.连接端；
1212.封闭端；
122.温度采集单元；
123.进气调节单元；
1231.控制阀；
1232.质量流量控制器；
124.气体扩散器；
200.晶舟；
210.托架；
300.基座；
D.宽度。
具体实施方式
体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。
在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。
配合参阅图1，在本公开的一实施方式中，本公开提出的冷却装置包括进气端以及出气端120。该进气端用于连接气源，进气端可以但不限于包括供气管路110。该出气端120包括冷却盘管121，该冷却盘管121与晶舟分区对应并间隔设置。冷却盘管121设置有出气口，用于向晶舟分区吹送冷却气体。据此，本公开提出的冷却装置采用与晶舟分区对应并间隔设置的冷却盘管121作为出气端120，利用冷却盘管121上的出气口向晶舟分区吹送冷却气体，从而实现对晶舟下方晶圆的冷却。通过上述设计，本公开提出的冷却装置能够提升晶圆的冷却效率，并能够使晶圆的降温更加均匀。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，本公开提出的冷却装置可以包括多个出气端120，且每个出气端120包括一个冷却盘管121。在一些实施方式中，冷却装置亦可包括一个出气端120，再者，对于任一出气端120而言，其可以包括一个或者多个冷却盘管121。换言之，在符合本公开的设计构思的各种可能的实施方式中，本公开提出的冷却装置包括至少一个出气端120，且每个出气端120包括至少一个冷却盘管121。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，对于任一冷却盘管121而言，冷却盘管121可以具有连接端1211和封闭端1212。具体而言，该连接端1211连接于进气端，例如供气管路110另一端，且该封闭端1212的管口封闭。在此基础上，封闭端1212可以位于连接端1211下方，即冷却盘管121是由其连接端1211向下盘绕至其封闭端1212，亦即冷却盘管121的盘绕方向可以是由上至下。在一些实施方式中，冷却盘管121的封闭端1212亦可位于连接端1211的上方，即冷却盘管121的盘绕方向亦可由下至上，并不以此为限。再者，冷却盘管121的盘绕方向亦不限于上下方向，亦可为左右方向、倾斜方向、不规则方向等。另外，当出气端120为多个时，多个出气端120的冷却盘管121的盘绕方向可以但不限于相同，当任一出气端120包括多个冷却盘管121时，多个冷却盘管121的盘绕方向可以但不限于相同。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，对于任一冷却盘管121而言，冷却盘管121的盘绕形态可以大致为蛇形，即连续的“S”字形。在一些实施方式中，冷却盘管121的盘绕形态已可大致为螺旋形或者其他形状，如图2所示，在一些实施方式中，冷却盘管121亦可大致呈多边形盘状结构，例如多个六边形盘状管路套叠组成，当然亦可为其他多边形结构，例如四边形、五边形或者不规则多边形等，并不以此为限。另外，当出气端120为多个时，多个出气端120的冷却盘管121的盘绕形态可以但不限于相同，当任一出气端120包括多个冷却盘管121时，多个冷却盘管121的盘绕形态可以但不限于相同。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，冷却盘管121沿水平方向的宽度D可以为200mm～500mm，例如200mm、250mm、400mm、500mm等，并可进一步优选为300mm。据此，相比于采用侧壁立管式结构的现有冷却装置的立管宽度仅为100mm左右，本公开能够通过上述冷却盘管121的宽度设计，使得冷却盘管121的宽度D增加至上述现有冷却装置的立管宽度的三倍左右，从而进一步优化冷却效果，提升冷却效率。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，对于任一冷却盘管121而言，冷却盘管121可以设置有多个出气口。据此，冷却气体经由供气管路110输送至冷却盘管121后，可以通过多个出气口分别吹送至晶舟的多个位置，从而进一步优化冷却效果，提升冷却效率。
进一步地，基于冷却盘管121设置有多个出气口的设计，在本公开的一实施方式中，同一冷却盘管121上的多个出气口可以沿冷却盘管121的延伸方向间隔均匀布置。据此，本公开能够使冷却气体经由多个出气口的吹送效果更加均匀，从而进一步优化冷却效果。在一些实施方式中，当冷却盘管121设置有多个出气口时，这些出气口亦可采用其他布置形式，可以根据冷却盘管121对应的晶舟不同位置的不同的冷却需要灵活调整，并不以此为限。
图中示出而且在本说明书中描述的冷却装置仅仅是能够采用本公开原理的许多种冷却装置中的几个示例。应当清楚地理解，本公开的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的冷却装置的任何细节或任何部件。
综上所述，本公开提出的冷却装置采用与晶舟分区对应并间隔设置的冷却盘管121作为出气端120，利用冷却盘管121上的出气口向晶舟分区吹送冷却气体，从而实现对晶舟下方晶圆的冷却。通过上述设计，本公开提出的冷却装置能够提升晶圆的冷却效率，并能够使晶圆的降温更加均匀。
基于上述对本公开提出的冷却装置的几个示例性实施方式的详细说明，以下将结合图1和图2对本本公开提出的冷却系统100的一示例性实施方式进行说明。
参阅图1，其代表性地示出了本公开提出的冷却系统100的正面视角的示意图。在该示例性实施方式中，本公开提出的冷却系统100是以应用于扩散炉管装置为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本公开的相关设计应用于其他类型的半导体制造设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本公开提出的冷却系统100的原理的范围内。
如图1所示，在本实施方式中，本公开提出的冷却系统100能够设置于扩散炉管装置，且该冷却系统100至少包括冷却装置、温度采集单元122、进气调节单元123以及控制单元。以下将结合上述附图，对本公开提出的冷却系统100的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行说明。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，冷却装置可以采用本公开提出的并在上述实施方式中详细说明的冷却装置。该温度采集单元122设置于冷却装置的出气端120，用于采集对应的晶舟分区中的晶圆的温度信息。该进气调节单元123设置于冷却装置的进气端(例如供气管路110与冷却盘管121的连接处)，用于调节进气的开闭和流量。该控制单元连接于温度采集单元122和进气调节单元123，控制单元能够根据温度信息控制进气调节单元123。具体地，控制单元可以包括处理器、存储器、控制器等，处理器能够接收温度采集单元122采集到的温度信息，并与预设温度进行比对判断，存储器能够存储用户预设的预设温度和温度采集单元122采集到的温度信息等，以供处理器比对判断和用户调取，控制器能够根据处理器的比对判断结果，根据预设的控制策略生成对应的控制信号并发送至各进气调节单元123。通过上述设计，本公开提出的冷却系统100能够利用温度采集单元122采集对应的冷却区域中晶圆的温度信息，并利用控制单元根据温度信息控制进气调节单元123，从而使出气端120的冷却时间适配不同制程的炉管温度。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，冷却装置可以包括多个出气端120，每个出气端120可以包括至少一个冷却盘管121，多个出气端120以并联形式分别连接于进气端，多个冷却盘管121以并联形式分别连接于供气管路110。在此基础上，每个出气端120均可以设置有温度采集单元122，进气端与每个出气端120的连接处均可以设置有进气调节单元123。
基于冷却装置可以包括多个出气端120的设计，在本公开的一实施方式中，控制单元可以分别连接于多个温度采集单元122和多个进气调节单元123。据此，控制单元能够根据温度信息，在晶圆的温度大于或者等于预设温度时，控制对应的进气调节单元123开启，以此独立控制任一进气调节单元123，即独立控制任一出气端120。通过上述设计，本公开提出的冷却系统100通过控制模块能够对每个出气端120分别进行独立控制，具体可以根据温度采集单元122采集的温度信息，控制同属一个出气端120的进气调节单元123，从而实现对该出气端120的冷却盘管121内的冷却气体的控制，例如控制各出气端120的冷却时间适配不同制程的炉管温度，并能够提供满足晶舟温度梯度的降温模式。本公开通过能够独立控制的分区冷却和有效的温度采集，能够实现对晶圆冷却的自动化分区控制，并能够广泛应用于半导体制造领域。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，对于任一出气端120而言，出气端120可以在其冷却盘管121的中间位置设置一个温度采集单元122。据此，本公开能够使得温度采集单元122大致位于其所设置的冷却盘管121对应的冷却区域的中间位置，从而使得温度采集单元122对该冷却区域内的晶圆的温度信息的采集更加准确，进一步优化控制单元根据温度信息对出气端120的控制，从而进一步满足在梯级温度环境下的晶舟不同位置的冷却需要。
在一些实施方式中，对于任一出气端120而言，出气端120亦可包括多个温度采集单元122，且同一出气端120的多个温度采集单元122可以均匀布置。据此，控制单元可以根据同一出气端120的多个温度采集单元122采集到的多个温度信息进行控制，例如可以利用多个温度信息计算平均温度值，再据此进行控制。在一些实施方式中，当同一出气端120设置有多个温度采集单元122时，这些温度采集单元122亦可采用其他布置形式，并不以此为限。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，对于任一出气端120而言，出气端120的进气调节单元123可以包括控制阀1231。具体而言，该控制阀1231设置于冷却盘管121，且控制阀1231能够控制冷却盘管121的开闭。
进一步地，基于进气调节单元123包括控制阀1231的设计，在本公开的一实施方式中，控制阀1231可以选用气动阀。在一些实施方式中，控制阀1231亦可选用其他类型的阀件，例如电磁阀等，并不以此为限。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，对于任一出气端120而言，出气端120的进气调节单元123可以包括质量流量控制器1232。具体而言，该质量流量控制器1232设置于冷却盘管121，且控制阀1231能够控制冷却盘管121内的冷却气体的质量流量。
进一步地，如图1所示，基于进气调节单元123包括控制阀1231的设计，同时基于进气调节单元123包括质量流量控制器1232的设计，在本公开的一实施方式中，控制阀1231可以相对质量流量控制器1232更靠近供气管路110，即控制阀1231可以在冷却气体的流通方向上位于质量流量控制器1232的上游。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，对于任一出气端120而言，出气端120还可以包括气体扩散器124。具体而言，该气体扩散器124可以设置于出气口，据此，冷却气体能够经由气体扩散器124向晶舟吹送，从而减少冷却气体的吹扫造成的线性颗粒对晶圆良率的影响。
如图1所示，在本公开的一实施方式中，本公开提出的冷却系统100可以包括五个出气端120。换言之，在利用该冷却系统100对扩散炉管装置进行晶圆散热时，扩散炉管装置的晶舟分别被划分于五个出气端120的冷却区域中。在一些实施方式中，本公开提出的冷却系统100亦可包括两个、三个、四个、六个或以上出气端120，且可以优选为包括至少三个出气端120，出气端120的具体数量可以根据冷却系统100所应用的扩散炉管装置的晶舟结构和冷却需要灵活调整，并不以此为限。
在本公开的一实施方式中，冷却气体经由出气口向晶舟吹送的风量可以为300L/min～400L/min，例如300L/min、320L/min、350L/min、400L/min等。在一些实施方式中，冷却气体经由出气口向晶舟吹送的风量亦可小于300L/min，或可大于400L/min，例如280L/min、410L/min等，并不以此为限。
在本公开的一实施方式中，冷却气体可以为氮气(N2)。在一些实施方式中，冷却气体亦可选用其他种类的气体，例如氦气(He)、氩气(Ar)等，并不以此为限。
承上所述，本公开提出的冷却系统100的工作流程大致为：晶圆放置于晶舟后，各出气端120分别开始工作。对于任一出气端120而言，控制单元控制进气调节单元123，使供气管路110中的冷却气体进入冷却盘管121，并经由出气口向晶舟的对应于该出气端120的冷却区域吹送，对位于该冷却区域中的晶圆进行冷却，温度采集单元122实时采集该冷却区域中的晶圆的温度信息，控制单元根据该温度信息，在该冷却区域的晶圆的温度达到预设温度值时，控制该出气端120的进气调节单元123关闭管路，则冷却系统100通过出气端120对对应冷却区域中的晶圆的冷却结束。
在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的冷却系统仅仅是能够采用本公开原理的许多种冷却系统中的几个示例。应当清楚地理解，本公开的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的冷却系统的任何细节或任何部件。
综上所述，本公开提出的冷却系统100包括本公开提出的冷却装置、温度采集单元122、进气调节单元123以及控制单元。据此，本公开能够利用温度采集单元122采集对应的冷却区域中晶圆的温度信息，并利用控制单元根据温度信息控制进气调节单元123，从而使出气端120的冷却时间适配不同制程的炉管温度。
特别地，当冷却系统100的冷却装置包括多个出气端120时，本公开能够利用温度采集单元122采集冷却盘管121的温度信息，并利用控制单元根据温度信息控制进气调节单元123，从而分别独立控制多个出气端120，例如控制各出气端120的冷却时间适配不同制程的炉管温度，并能够提供满足晶舟200温度梯度的降温模式。通过上述设计，本公开通过能够独立控制的分区冷却设计和有效的温度采集设计，能够实现对晶圆冷却的自动化分区控制，能够广泛应用于半导体制造领域。参阅图3，其代表性地示出了本公开提出的扩散炉管装置的部分结构的正面视角的示意图，具体示出了扩散炉管装置的晶舟200及冷却系统100。在该示例性实施方式中，本公开提出的扩散炉管装置是以应用于12寸晶圆制程中使用的扩散炉管装置为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本公开的相关设计应用于其他类型的扩散炉管装置中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本公开提出的扩散炉管装置的原理的范围内。
如图3所示，在本实施方式中，本公开提出的扩散炉管装置包括晶舟200以及冷却系统。配合参阅图4，图4中代表性地示出了能够体现本公开原理的扩散炉管装置的部分结构的侧面视角的示意图。以下将结合上述附图，对本公开提出的扩散炉管装置的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行说明。
如图3和图4所示，在本实施方式中，本公开提出的扩散炉管装置的冷却系统可以采用本公开提出的并在上述实施方式中详细说明的冷却系统100。
如图3和图4所示，在本实施方式中，该晶舟200可以设置于基座300上。该冷却系统100邻设置于晶舟200一侧。具体而言，冷却系统100至少包括供气管路110、多个出气端120以及控制单元。该供气管路110一端用于连接于气源。多个出气端120邻设于扩散炉管装置的晶舟200，且这些出气端120沿竖直方向依次排列，每个出气端120至少包括冷却盘管121、温度采集单元122以及进气调节单元123。具体而言，该冷却盘管121连接于供气管路110另一端，且冷却盘管121设置有出气口，用于供冷却气体依次经由气源、供气管路110、冷却盘管121和出气口向晶舟200吹送。该温度采集单元122设置于冷却盘管121，温度采集单元122能够采集冷却盘管121的温度信息。该进气调节单元123设置于冷却盘管121与供气管路110的连接处，能够用于调节其所在的冷却盘管121的开闭和流量等管路状态。该控制单元连接于各出气端120的温度采集单元122及进气调节单元123，控制单元能够对每个出气端120分别进行独立控制，具体可以根据温度采集单元122采集的温度信息，控制同属一个出气端120的进气调节单元123，从而实现对该出气端120的冷却盘管121内的冷却气体的控制，例如控制各出气端120的冷却时间适配不同制程的炉管温度，并能够提供满足晶舟200温度梯度的降温模式。通过上述设计，由于制程中是依次(例如由下至上)向晶舟200的多层托架移送晶圆，因此全部晶圆放入晶舟200完成时，先放入晶舟200(例如靠近底部的部分托架)的晶圆的温度，会低于后放入晶舟200(例如靠近顶部的部分托架)的晶圆的温度，从而使得晶舟200上承载的多个晶圆产生具有温度梯度的环境。对此，本公开提出的扩散炉管装置，能够利用具有多个出气端120的冷却系统100，分别独立地对晶舟200的多个冷却区域进行散热，并能够通过每个出气端120的温度采集功能，分别独立地控制该出气端120对于对应的冷却区域的冷却功能。
举例而言，晶圆由下至上依次放入晶舟200后，扩散炉管装置可以开启冷却系统100的全部出气端120，即具体开启全部进气调节单元123，经由各冷却盘管121分别向各冷却区域的晶圆吹扫冷却气体，各温度采集单元122分别采集各自对应的冷却区域中的晶圆的温度信息，控制单元根据温度信息控制进气调节单元123，具体地，控制单元可以将温度信息与预设的晶圆冷却温度值进行对比，当温度信息等于或者低于该预设温度值时，控制单元控制进气调节单元123关闭冷却盘管121的冷却气体通路。在此基础上，当各冷却区域的晶圆的预设温度值均相等时，由于晶舟存在上述温度梯度，则各出气端120同时开始工作后，相对靠下的冷却区域的晶圆更快地被冷却至预设温度值，即相对靠下的出气端120的工作时间较相对靠上的出气端120的工作时间更短，从而实现适配温度梯度的冷却模式。据此，由于晶圆是按顺序取出，较早取出的晶圆会先放置到晶舟的下方，因此会产生晶舟下方的晶圆温度较早下降到预设温度，当下降到预设温度时，此时对应的进气调节单元123可以关闭。在一些实施方式中，晶圆亦可能由上至下地放入晶舟，则晶舟的温度梯度表现为靠下的晶圆温度更高，冷却系统100亦可据此提供相适配的冷却模式。另外，各出气端120亦不限于同时开始工作，例如，出气端120可以在其对应的晶舟的冷却区域放入晶圆后开始工作，无须等待全部冷却区域放入晶圆后再与其余出气端120开始工作。均不以此为限。
如图3和图4所示，在本公开的一实施方式中，晶舟200具有上下间隔布置的多层托架。在此基础上，冷却系统100的每个出气端120可以分别对应于多层托架，且每一层托架均仅被涵盖于一个出气端120的冷却区域中。在一些实施方式中，出气端120亦可仅对应于一层托架。换言之，在符合本公开的设计构思的各种可能的实施方式中，每个出气端120可以分别对应于晶舟200的至少一层托架。
进一步地，如图3和图4所示，基于冷却系统100的每个出气端120分别对应于多层托架的设计，在本公开的一实施方式中，各出气端120对应的托架的层数可以分别相等。在一些实施方式中，各出气端120对应的托架的层数亦可不相等，且部分出气端120可以仅对应一层托架，并不以此为限。
图中示出而且在本说明书中描述的扩散炉管装置仅仅是能够采用本公开原理的许多种扩散炉管装置中的几个示例。应当清楚地理解，本公开的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的扩散炉管装置的任何细节或任何部件。
以上详细地描述和/或图示了本公开提出的冷却装置、冷却系统及扩散炉管装置的示例性实施方式。但本公开的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包括”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
虽然已根据不同的特定实施例对本公开提出的冷却装置、冷却系统及扩散炉管装置进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本公开的实施进行改动。
Claims (15)
1.一种冷却装置，其特征在于，包括：
进气端，用于连接气源；
出气端，包括与晶舟分区对应并间隔设置的冷却盘管，所述冷却盘管设置有出气口，用于向所述晶舟分区吹送冷却气体。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却盘管具有连接端和封闭端，所述连接端连接于所述进气端，所述封闭端的管口封闭；其中，所述冷却盘管由所述连接端向下盘绕至所述封闭端。
3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却盘管的盘绕形态为蛇形或者螺旋形。
4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却盘管沿水平方向的宽度为200mm～500mm。
5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却盘管设置有多个所述出气口。
6.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却盘管上的所述多个出气口沿所述冷却盘管的延伸方向间隔均匀布置。
7.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括：
气体扩散器，设置于所述出气口。
8.一种冷却系统，其特征在于，包括：
权利要求1～7任一项所述的冷却装置；
温度采集单元，设置于所述出气端，用于采集对应的所述晶舟分区中的晶圆的温度信息；
进气调节单元，设置于所述进气端，用于调节进气的开闭和流量；以及
控制单元，连接于所述温度采集单元和所述进气调节单元，并被配置为根据所述温度信息控制所述进气调节单元。
9.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却盘管内设置有所述温度采集单元，所述进气端与所述冷却盘管的连接处均设置有所述进气调节单元。
10.根据权利要求9所述的冷却系统，其特征在于，所述控制单元分别连接于多个所述温度采集单元和多个所述进气调节单元，并被配置为根据所述温度信息，在所述晶圆的温度大于或者等于预设温度时，控制对应的所述进气调节单元开启，以此独立控制任一所述进气调节单元。
11.根据权利要求9所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却盘管内设置有至少一个温度采集单元，至少一个所述温度采集单元位于所述冷却盘管的中间位置。
12.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，每个所述进气调节单元包括：
控制阀，设置于所述冷却盘管，用于控制所述冷却盘管的开闭。
13.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，每个所述进气调节单元包括：
质量流量控制器，设置于所述冷却盘管，用于控制所述冷却盘管内的冷却气体的质量流量。
14.一种扩散炉管装置，其特征在于，所述扩散炉管装置包括晶舟以及权利要求8～13任一项所述的冷却系统。
15.根据权利要求14所述的扩散炉管装置，其特征在于，所述晶舟具有上下间隔布置的多层托架，所述冷却盘管分别对应于至少一层所述托架。
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