專利名稱：提高熱交換效率的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體領域的裝置，尤其涉及一種提高熱交換效率的裝置。
背景技術：
集成電路的發(fā)展，半導體器件的關鍵尺寸越來越小，金屬銅因其優(yōu)異的導電性能而逐步取代金屬鋁成為半導體器件中重要的組成部分。在半導體生產(chǎn)過程中，通常采用電鍍機來生長銅，而電鍍機臺的工藝腔體與原液腔是聯(lián)通的，當生產(chǎn)需要對大量晶圓電鍍銅時，由于電鍍機臺持續(xù)的進行電鍍，使得電鍍機臺的工藝腔體溫度會急劇升高，然因為原液腔與電鍍機臺的工藝腔體是聯(lián)通的，導致原液腔內(nèi)的溫度也逐步升高，從而導致原液腔內(nèi)的銅液的溫度升高，而不符合生產(chǎn)需求，進而導致生長在晶圓片上的銅具有缺陷，更為嚴重的，當原液腔內(nèi)銅液的溫度達到一定溫度時，會導致機臺報警，影響生產(chǎn)進度，降低生產(chǎn)效率。
目前，通常采用隔板式熱交換器設置于原液腔內(nèi)部，如圖1所示，隔板式熱交換器102為一長方體空腔，長方體空腔具有六個面，包括:上面、下面、前面、后面、左面和右面，且左面和右面上各設置有一通孔；隔板式熱交換器102設置在電鍍機臺的原液腔101內(nèi)部，原液腔亦具有六個面，包括:上面、下面、前面、后面、左面和右面，且左面和右面上各設置有一通孔；隔板式熱交換器102下面與原液腔101下面固定連接，隔板式熱交換器102的左面通孔與連接管道103密封連接，且連接管道103穿過原液腔101的左面通孔與外部的冰機連接，隔板式熱交換器102的右面通孔與連接管道104密封連接，且連接管道104穿過原液腔101的右面通孔亦與外部的冰機連接，冰機本身自帶有循環(huán)泵，通過循環(huán)泵，將冰機里的液體通過連接管道103流入隔板式熱交換器102，再經(jīng)過連接管道104流回冰機，通過控制冰機內(nèi)液體的溫度從而控制隔板式熱交換器的溫度，進一步的控制原液腔內(nèi)銅液的溫度，從而控制原液腔內(nèi)銅液的溫度處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)，然而，隔板式的熱交換器與原液腔內(nèi)的銅液進行熱交換的面積較小，在生產(chǎn)需要對大量晶圓進行電鍍銅時，溫度的急劇升高，僅僅利用隔板式熱交換器對原液腔內(nèi)銅液進行熱交換，并不能滿足生產(chǎn)需求，同樣會導致產(chǎn)品出現(xiàn)銅缺陷和機臺報警問題，從而影響產(chǎn)品良率和生產(chǎn)進度等。
圖2是進行產(chǎn)品過程中，在現(xiàn)有熱交換器的作用下，原液腔內(nèi)溫度隨工藝進行時間的變化示意圖；如圖所示，隨著電鍍銅工藝的持續(xù)進行，采用現(xiàn)有的熱交換器對銅液進行熱交換，并不能很好的控制銅液的溫度在需要的20°C 22°C之間，很多情況下，超過22°C，更有低于20°C，此時由于不滿足工藝需求，機臺便會自動報警，從而影響生產(chǎn)進度，不穩(wěn)定的銅液溫度，亦會影響產(chǎn)品的良率。
中國專利(申請?zhí)?03103578.7)公開了一種熱交換器，包括:上端蓋；多個熱交換管，該多個熱交換管的上端與上端蓋連接且多個熱交換管沿垂直方向延伸；下端蓋，所述下端蓋具有制冷劑出口；和固定到上端蓋的下表面上，并將水供給到熱交換管的外便面以使水沿管的外表面流動 的供水裝置，供水裝置包括:形成于供水裝置一端的供水口 ；熱交換管垂直穿過其中的通道體，供水裝置的內(nèi)部被具有多個壓力調(diào)節(jié)孔的分隔板分隔成壓力調(diào)節(jié)室和供水室，壓力調(diào)節(jié)室用于接收從外部來的水，供水室用于將水供給到的熱交換管并使水沿熱交換管的外表面流動；和多個形成于供水裝置下部的下孔，所述熱交換管通過下孔垂直地穿過供水裝置，每個下孔的尺寸都比每個熱交換管的尺寸大。上述發(fā)明用于冷卻系統(tǒng)的熱交換器，雖然能增大熱交換的效率，但是結(jié)構(gòu)復雜，且應用于電鍍機臺的原液腔中，占積較大，從而減少原液腔中銅液的存放，且若應用于電鍍機臺的原液腔中，制成材質(zhì)昂貴，如此復雜結(jié)構(gòu)的熱交換器，需要花費大量精力和財力，從而提高生產(chǎn)成本，不利于半導體器件大規(guī)模的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種提高熱交換效率的裝置，應用該裝置，以克服現(xiàn)有技術中不能有效控制原液腔內(nèi)溫度的問題，從而減少晶圓在電鍍生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的銅缺陷，改善和提高產(chǎn)品的品質(zhì)，并且方法簡單、成本低廉。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為:一種提高熱交換效率的裝置，應用于電鍍機臺原液腔與冰機的熱交換工藝中，其特征在于，于所述原液腔內(nèi)部設置一熱交換裝置；所述原液腔通過所述熱交換裝置與所述冰機進行熱交換工藝；所述熱交換裝置包括熱交換管道，且該熱交換管道的一端開口通過一連接管道與所述冰機的進液口密封連接，該熱 交換管道的另一端口通過另一連接管道與所述冰機的出液口密封連接。上述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述熱交換管道至少包括第一熱交換管道和第二熱交換管道；所述第一熱交換管道的一端開口與所述第二熱交換管道的一端開口密封連接；所述第一熱交換管道的另一端口通過一連接管道與所述冰機的進液口密封連接，所述第二熱交換管道的另一端口與通過另一連接管道與所述冰機的出液口密封連接。上述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述熱交換裝置還包括一隔板式熱交換器；所述隔板式熱交換器至少包含有第一通孔和第二通孔；所述第一熱交換管道的一端開口與所述隔板式熱交換器的第一通孔密封連接；所述第二熱交換管道的一端開口與所述隔板式熱交換器的第二通孔密封連接；所述第一熱交換管道或所述第二熱交換管道的另一端口通過一連接管道與所述冰機的進液口密封連接；所述第二熱交換管道或所述第一熱交換管道的另一端口通過一連接管道與所述冰機的出液口密封連接上述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述熱交換管道的結(jié)構(gòu)為螺旋結(jié)構(gòu)，該熱交換管道的結(jié)構(gòu)不限于規(guī)律性的螺旋結(jié)構(gòu)，亦可為不規(guī)律性的螺旋結(jié)構(gòu)，如迂回曲折的管道結(jié)構(gòu)等，目的只為增大熱交換管道與原液腔內(nèi)工藝液體的熱交換接觸面積。上述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述隔板式熱交換器的底部固定在所述原液腔的底部上。上述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述熱交換管道的材質(zhì)為熱的良導體材質(zhì)，且該熱交換管道具有抗腐蝕、耐高溫的特性。上述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述連接管道的材質(zhì)為熱的不良導體材質(zhì)，且該連接管道具有絕緣的特性。上述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述提高熱交換效率的裝置應用于電鍍銅工藝中。上述技術方案具有如下優(yōu)點或者有益效果:本發(fā)明通過在電鍍機臺的原液腔中的設置有螺旋結(jié)構(gòu)的熱交換管道，致使原液腔內(nèi)的銅液與熱交換裝置的接觸面積增大，從而達到更有效的控制原液腔內(nèi)的溫度，減少晶圓在電鍍生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的銅缺陷的目的，進而改善和提高產(chǎn)品的品質(zhì)，且不影響生產(chǎn)進度，同時方法簡單，成本低廉。


圖1是現(xiàn)有電鍍機臺中原液腔內(nèi)設置有熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是進行產(chǎn)品過程中，在現(xiàn)有熱交換器的作用下，原液腔內(nèi)溫度隨工藝進行時間的變化示意圖；圖3是本發(fā)明實施例1提供的具有螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道的熱交換裝置的結(jié)構(gòu)示意
圖4是本發(fā)明實施例2提供的具有螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道的熱交換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是進行產(chǎn)品過程中，在具有螺旋結(jié)構(gòu)的熱交換管道的熱交換裝置的作用下，原液腔內(nèi)溫度隨工藝進行時間的變化示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但是不作為本發(fā)明的限定。實施例1:圖3是本發(fā)明實施例1提供的具有螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道的熱交換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，熱交換裝置包括螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道111，螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道111設置于原液腔101內(nèi)部，螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道111包括A3端和B3端兩個端口，電鍍機臺的原液腔101具有六個面,包括:上面、下面、前面、后面、左面和右面，原液腔101的左面上設置有一通孔105，原液腔101的右面上設置有一通孔106 ;螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道111的A3端穿過原液腔101的左面上的通孔105和與外部冰機的出液口密封連接的連接管道112密封連接，并且螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道111的B3端穿過原液腔101的右面上的通孔106和與外部冰機的進液口密封連接的連接管道113密封連接；螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道111的材質(zhì)為熱的良導體材質(zhì)，且該螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道111具有抗腐蝕、耐高溫的特性；連接管道112和連接管道113的材質(zhì)為熱的不良導體材質(zhì)，且連接管道112和連接管道113具有絕緣的特性。同時，冰機本身自帶有循環(huán)泵，通過循環(huán)泵，將冰機里的液體輸送至熱交換裝置，再流回冰機；冰機里的液體由于循環(huán)泵的作用在熱交換裝置和冰機之間重復循環(huán)；通過控制冰機內(nèi)液體的溫度從而控制熱交換裝置的溫度，進一步的控制原液腔內(nèi)銅液的溫度，從而控制原液腔內(nèi)銅液的溫度處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。實施例2:
圖4是本發(fā)明實施例2提供的具有螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道的熱交換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，熱交換裝置包括隔板式熱交換器102、第一螺旋狀熱交換管道109和第二螺旋狀熱交換管道110;
其中，隔板式熱交換器102為一長方體空腔，隔板式熱交換器102具有六個面，包括:上面、下面、前面、后面、左面和右面，隔板式熱交換器102的左面上設置有一通孔107，隔板式熱交換器102的右面上設置有一通孔108 ;第一螺旋狀熱交換管道109包含有Al端和BI端兩個端口，第二螺旋狀熱交換管道110包含有A2端和B2端兩個端口 ；第一螺旋狀熱交換管道109的Al端與隔板式熱交換器102的左面上的通孔107密封連接，第二螺旋狀熱交換管道110的A2端與隔板式熱交換器102的右面上的通孔108密封連接；
另外，電鍍機臺的原液腔101也具有六個面，包括:上面、下面、前面、后面、左面和右面，原液腔101的左面上設置有一通孔105，原液腔101的右面上設置有一通孔106 ;熱交換裝置設置在原液腔101內(nèi)部，隔板式熱交換器102的下面與原液腔101的下面固定連接；
第一螺旋狀熱交換管道109的BI端穿過原液腔101的左面上的通孔105和與外部冰機的出液口密封連接的連接管道112密封連接，并且第二螺旋狀熱交換管道110的B2端穿過原液腔101的右面上的通孔106和與外部冰機的進液口密封連接的連接管道113密封連接；第一螺旋狀熱交換管道109和第二螺旋狀熱交換管道110的材質(zhì)均為熱的良導體材質(zhì)，且該第一螺旋狀熱交換管道109和第二螺旋狀熱交換管道110均具有抗腐蝕、耐高溫的特性；連接管道112和連接管道113的材質(zhì)為熱的不良導體材質(zhì)，且連接管道112和連接管道113具有絕緣的特性。
同時，冰機本身自帶有循環(huán)泵，通過循環(huán)泵，將冰機里的液體輸送至熱交換裝置，再流回冰機；冰機里的液體由于循環(huán)泵的作用在熱交換裝置和冰機之間重復循環(huán)；通過控制冰機內(nèi)液體的溫度從而控制熱交換裝置的溫度，進一步的控制原液腔內(nèi)銅液的溫度，從而控制原液腔內(nèi)銅液的溫度處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。
圖1是現(xiàn)有電鍍機臺中原液腔內(nèi)設置有熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，比較圖1和圖3，或者比較圖1和圖4，顯而易見，本發(fā)明提供的具有螺旋結(jié)構(gòu)熱交換管道的熱交換裝置的結(jié)構(gòu)相較于現(xiàn)有電鍍機臺中原液腔內(nèi)的熱交換器的結(jié)構(gòu)，熱交換接觸面積更大，從而更有利于控制原液腔中銅液的溫度，進而改善和提高產(chǎn)品的品質(zhì)，且不影響生產(chǎn)進度，同時方法簡單，成本低廉。
圖5是進行產(chǎn)品過程中，在具有螺旋結(jié)構(gòu)的熱交換管道的熱交換裝置的作用下，原液腔內(nèi)溫度隨工藝進行時間的變化示意圖；如圖所示，在熱交換裝置的作用下，隨著電鍍銅工藝的持續(xù)進行，采用熱交換裝置對銅液進行熱交換，由于熱交換接觸面積的增大，從而可以很好的控制銅液的溫度在需要的20°C 22°C之間，如20.5°C、21°C、21.5°C ;比較圖2和圖5，顯而易見，使用熱交換裝置能夠保證銅液的溫度處于一個比較穩(wěn)定的狀態(tài)，進而改善和提聞廣品的品質(zhì)，且不影響生廣進度。綜上所述，本發(fā)明通過在電鍍機臺的原液腔中的設置有螺旋結(jié)構(gòu)的熱交換管道，致使原液腔內(nèi)的銅液與熱交換裝置的接觸面積增大，從而達到更有效的控制原液腔內(nèi)的溫度，減少晶圓在電鍍生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的銅缺陷的目的，進而改善和提高產(chǎn)品的品質(zhì)，且不影響生產(chǎn)進度，同時方法簡單，成本低廉。
以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的申請專利范圍，所以凡運用本發(fā)明說明 書及圖示內(nèi)容所作出的等效變化，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種提高熱交換效率的裝置，應用于電鍍機臺原液腔與冰機的熱交換工藝中，其特征在于，于所述原液腔內(nèi)部設置一熱交換裝置； 所述原液腔通過所述熱交換裝置與所述冰機進行熱交換工藝； 所述熱交換裝置包括熱交換管道，且該熱交換管道的一端開口通過一連接管道與所述冰機的進液口密封連接，該熱交換管道的另一端口通過另一連接管道與所述冰機的出液口密封連接。
2.如權利要求1所述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述熱交換管道至少包括第一熱交換管道和第二熱交換管道；所述第一熱交換管道的一端開口與所述第二熱交換管道的一端開口密封連接；所述第一熱交換管道的另一端口通過一連接管道與所述冰機的進液口密封連接，所述第二熱交換管道的另一端口與通過另一連接管道與所述冰機的出液口密封連接。
3.如權利要求2所述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述熱交換裝置還包括一隔板式熱交換器；所述隔板式熱交換器至少包含有第一通孔和第二通孔； 所述第一熱交換管道的一端開口與所述隔板式熱交換器的第一通孔密封連接；所述第二熱交換管道的一端開口與所述隔板式熱交換器的第二通孔密封連接； 所述第一熱交換管道或所述第二熱交換管道的另一端口通過一連接管道與所述冰機的進液口密封連接；所述第二熱交換管道或所述第一熱交換管道的另一端口通過一連接管道與所述冰機的出液口密封連接。
4.如權利要求3所述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述熱交換管道的結(jié)構(gòu)為螺旋結(jié)構(gòu)。
5.如權利要求3所述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述隔板式熱交換器的底部固定在所述原液腔的底部上。
6.如權利要求1 5中任意一項所述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述熱交換管道的材質(zhì)為熱的良導體材質(zhì)，且該熱交換管道具有抗腐蝕、耐高溫的特性。
7.如權利要求1 5中任意一項所述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述連接管道的材質(zhì)為熱的不良導體材質(zhì)，且該連接管道具有絕緣的特性。
8.如權利要求1 5中任意一項所述的提高熱交換效率的裝置，其特征在于，所述提高熱交換效率的裝置應用于電鍍銅工藝中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高熱交換效率的裝置，應用于電鍍機臺原液腔與冰機的熱交換工藝中，于原液腔內(nèi)部設置一熱交換裝置；原液腔通過交換裝置與冰機進行熱交換工藝；熱交換裝置包括熱交換管道，且該熱交換管道的一端開口與冰機的進液口密封連接，該熱交換管道的另一端口與冰機的出液口密封連接；通過在電鍍機臺的原液腔中的設置有螺旋結(jié)構(gòu)的熱交換管道，致使原液腔內(nèi)的銅液與熱交換裝置的接觸面積增大，從而達到更有效的控制原液腔內(nèi)的溫度，減少晶圓在電鍍生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的銅缺陷的目的，進而改善和提高產(chǎn)品的品質(zhì)，且不影響生產(chǎn)進度，同時方法簡單，成本低廉。
文檔編號C25D19/00GK103173827SQ20131008196
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權日2013年3月14日
發(fā)明者任存生, 張旭升, 張傳民, 文靜 申請人:上海華力微電子有限公司