一种半导体水冷腔体结构及半导体加工设备的制作方法

本发明属于半导体加工制造，具体地说，涉及一种半导体水冷腔体结构及半导体加工设备。

背景技术：

1、在半导体设备中，对晶圆的热处理工艺是必不可少的一个环节，而对加热后的晶圆进行冷却的结构也成为了半导体设备中的关键核心部。

2、现有冷却腔体大多为直通腔体，直通腔体直接和需要冷却工件外壁接触，导致水流直接流向工件外壁，水流整体是汇集在一起的，并不能使得外壁可以均匀的冷却，导致冷却不均匀，影响冷却效果，并且流动的水流只能带走一部分热量，然后就会被排放，进而可能导致冷却效果不充分，需要重新注入新的水分，造成不必要的浪费。

3、有鉴于此特提出本发明。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

2、一种半导体水冷腔体结构，包括外罩以及安装在外罩中的水冷单元，所述水冷单元包括水冷罩，所述水冷罩安装在外罩内壁，所述水冷罩侧壁开设有缺口，所述水冷罩内腔横向安装有分割板，所述分割板上安装有斜坡，所述斜坡上开设有出水口，所述出水口和缺口对应，所述分割板两侧分别和水冷罩之间形成水冷腔和进水腔，所述进水腔上连接有进水管，所述水冷腔内部竖直安装有第二阻隔板，所述第二阻隔板和水冷罩侧壁形成的空腔中连接有一对分水管，且分水管末端安装有出水管；

3、所述水冷罩内部还安装有换热增强单元和搅拌混合单元；

4、所述换热增强单元包括涡轮，所述涡轮置于进水管内部所述涡轮转动中心安装有蜗杆，所述蜗杆底部啮合设置有蜗轮，所述蜗轮中心轴上安装有朝向相反的凸轮，所述凸轮上贴合设置有压板，所述压板底部安装有顶杆，所述顶杆侧壁安装有t形板，所述t形板底部安装有密封塞，所述密封塞底部安装有若干对隔板，且隔板底部安装有过滤板，所述过滤板插接在分水管中；

5、所述搅拌混合单元包括摇臂，所述摇臂上安装有扇叶，所述摇臂转动中心安装有转盘，所述转盘上安装有滑杆，所述滑杆上滑动设置有推板，且推板上固定设置有推杆，所述蜗杆转动中心安装有调节辊，所述调节辊上开设有圆柱凸轮槽，所述圆柱凸轮槽和推杆滑动连接。

6、作为本发明的一种优选实施方式，所述外罩内部开设有内凹槽，所述水冷罩置于内凹槽中，且水冷罩上安装有固定块，所述固定块和内凹槽内壁相互连接，所述外罩侧壁设置有安装板，所述进水管和出水管活动贯穿外罩侧壁。

7、作为本发明的一种优选实施方式，所述进水腔上安装有第一阻隔板，所述第一阻隔板侧壁和水冷罩侧壁留有缝隙，所述第一阻隔板末端安装有分流板，所述分流板呈三角形，且分流板和进水管相互对应。

8、作为本发明的一种优选实施方式，所述涡轮转动中心安装有同步轴，所述同步轴末端和蜗杆转动中心相互连接，所述蜗杆侧壁包裹设置有保护罩，且保护罩两端和水冷罩内腔相互连接。

9、作为本发明的一种优选实施方式，所述蜗轮旋转中心安装有旋转轴，所述旋转轴末端和凸轮相互连接，且旋转轴置于水冷腔中，所述旋转轴末端与分水管位于同一竖直平面上，所述分水管呈l形。

10、作为本发明的一种优选实施方式，所述顶杆底部活动插接设置有定位套，所述定位套安装在水冷罩底部，所述定位套内部滑动设置有挡板，所述挡板顶部和顶杆相互连接，所述挡板底部和定位套内壁之间卡接有复位弹簧，所述复位弹簧的压缩方向和顶杆的移动方向位于同一直线上。

11、作为本发明的一种优选实施方式，所述转盘转动中心安装有定位轴，所述定位轴转动安装在水冷罩内壁，所述定位轴置于保护罩外侧，所述滑杆位于保护罩的内腔中。

12、作为本发明的一种优选实施方式，所述推杆顶部安装有导向滑块，所述导向滑块滑动设置在圆柱凸轮槽内部，所述推板上开设有条形槽，且条形槽竖直状态，且条形槽内壁和滑杆滑动连接。

13、作为本发明的一种优选实施方式，所述推杆内部活动贯穿插接设置有导向杆，所述导向杆末端安装有限位板，所述限位板的横截面面积大于导向杆横截面面积，所述导向杆上套接设置有挤压弹簧，所述挤压弹簧一端卡接在限位板上，所述挤压弹簧另一端卡接在推杆侧壁。

14、本发明还公开了一种半导体加工设备，包括如任意一项所述的半导体水冷腔体结构。

15、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

16、通过设置有水冷单元，其中通过进水管向进水腔内部注水，其中水面的高度逐渐变高，最终可以超过斜坡的最高点，进而水流此时可以从开设均匀的出水口向下，进而可以使得水流与与缺口处需要冷却的工件接触，保证各个面均可以和水流接触，进而增加冷却面积和冷却的均匀度。

17、通过设置有换热增强单元，在水流流动过程中，带动涡轮旋转，进而带动同轴连接的蜗杆旋转，使得蜗轮同步发生转动，而两侧的凸轮同步旋转，由于凸轮的位置是相反的，进而带动两侧的压板可以交错上下移动，压板可以带动顶杆和密封塞上下移动，进而当其中一个密封塞和分水管堵塞后，另一个分水管处于打开状态，进而一个腔室是密封状态，可以保证内部的水流可以充分和冷却工件接触，提高了冷却效果，而另一侧的水流可以正常流动，保证内部的水压不会太大，保证设备可以正常运作，并且流动的过程中可以通过过滤板对杂质过滤，保证设备的正常运行。

18、通过设置有搅拌混合单元，在蜗杆旋转过程中，蜗杆可以带动调节辊旋转，调节辊上的圆柱凸轮槽可以带动推杆左右移动，推杆带动推板同步移动，推动滑杆位置发生变化，而滑杆带动转盘沿着转动中心旋转，转盘上的摇臂和扇叶同步摆动，可以保证腔室内部的水分充分混合，保证水可以充分的进行冷却操作，不需要重复的更换水，使得操作更加简单。

19、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

技术特征：

1.一种半导体水冷腔体结构，包括外罩（100）以及安装在外罩（100）中的水冷单元（200），其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种半导体水冷腔体结构，其特征在于，所述外罩（100）内部开设有内凹槽（102），所述水冷罩（201）置于内凹槽（102）中，且水冷罩（201）上安装有固定块（2011），所述固定块（2011）和内凹槽（102）内壁相互连接，所述外罩（100）侧壁设置有安装板（101），所述进水管（2012）和出水管（2013）活动贯穿外罩（100）侧壁。

3.根据权利要求1所述的一种半导体水冷腔体结构，其特征在于，所述进水腔（2031）上安装有第一阻隔板（2032），所述第一阻隔板（2032）侧壁和水冷罩（201）侧壁留有缝隙，所述第一阻隔板（2032）末端安装有分流板（3012），所述分流板（3012）呈三角形，且分流板（3012）和进水管（2012）相互对应。

4.根据权利要求1所述的一种半导体水冷腔体结构，其特征在于，所述涡轮（301）转动中心安装有同步轴（3011），所述同步轴（3011）末端和蜗杆（302）转动中心相互连接，所述蜗杆（302）侧壁包裹设置有保护罩（3021），且保护罩（3021）两端和水冷罩（201）内腔相互连接。

5.根据权利要求1所述的一种半导体水冷腔体结构，其特征在于，所述蜗轮（303）旋转中心安装有旋转轴（3031），所述旋转轴（3031）末端和凸轮（304）相互连接，且旋转轴（3031）置于水冷腔（203）中，所述旋转轴（3031）末端与分水管（2014）位于同一竖直平面上，所述分水管（2014）呈l形。

6.根据权利要求1所述的一种半导体水冷腔体结构，其特征在于，所述顶杆（3051）底部活动插接设置有定位套（305），所述定位套（305）安装在水冷罩（201）底部，所述定位套（305）内部滑动设置有挡板（3052），所述挡板（3052）顶部和顶杆（3051）相互连接，所述挡板（3052）底部和定位套（305）内壁之间卡接有复位弹簧（3053），所述复位弹簧（3053）的压缩方向和顶杆（3051）的移动方向位于同一直线上。

7.根据权利要求1所述的一种半导体水冷腔体结构，其特征在于，所述转盘（402）转动中心安装有定位轴（4022），所述定位轴（4022）转动安装在水冷罩（201）内壁，所述定位轴（4022）置于保护罩（3021）外侧，所述滑杆（4021）位于保护罩（3021）的内腔中。

8.根据权利要求1所述的一种半导体水冷腔体结构，其特征在于，所述推杆（404）顶部安装有导向滑块（4052），所述导向滑块（4052）滑动设置在圆柱凸轮槽（4051）内部，所述推板（403）上开设有条形槽（4031），且条形槽（4031）竖直状态，且条形槽（4031）内壁和滑杆（4021）滑动连接。

9.根据权利要求1所述的一种半导体水冷腔体结构，其特征在于，所述推杆（404）内部活动贯穿插接设置有导向杆（4041），所述导向杆（4041）末端安装有限位板（4042），所述限位板（4042）的横截面面积大于导向杆（4041）横截面面积，所述导向杆（4041）上套接设置有挤压弹簧（4043），所述挤压弹簧（4043）一端卡接在限位板（4042）上，所述挤压弹簧（4043）另一端卡接在推杆（404）侧壁。

10.一种半导体加工设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的半导体水冷腔体结构。

技术总结本发明涉及半导体加工制造技术领域，公开了一种半导体水冷腔体结构及半导体加工设备，包括外罩以及安装在外罩中的水冷单元，水冷单元内部还安装有换热增强单元和搅拌混合单元。本发明，通过设置有换热增强单元，在水流流动过程中，带动涡轮旋转，进而带动同轴连接的蜗杆旋转，使得蜗轮同步发生转动，而两侧的凸轮同步旋转，由于凸轮的位置是相反的，进而带动两侧的压板可以上下移动，压板可以带动顶杆和密封塞上下移动，进而当其中一个密封塞和分水管堵塞后，另一个分水管处于打开状态，进而一个腔室是密封状态，可以保证内部的水流可以充分和冷却工件接触，提高了冷却效果，而另一侧的水流可以正常流动，保证内部的水压不会太大。技术研发人员：沈恒文,程宣林,吉双平,王伟康,陈吕,李友鹏,杨乾顺,李智受保护的技术使用者：江苏艾匹克半导体设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2