本发明是有关于一种使用冷却器的循环液温度控制方法及其维护方法，用于控制例如半导体制造装置的各种装置和制程的温度，且特别是有关于一种通过网络来使用可远程控制及可参数控制的冷却器的循环液温度控制方法及其维护方法。
背景技术：
现有技术中，在半导体制造时，有必要控制每个步骤内的温度恒定。因此，冷却器通过循环循环液来控制液体温度。
通常冷却器具有制冷器单元，用于控制循环液的温度以供给至制程及控制循环液的温度到预定温度。在制冷器单元中，当制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器之间循环时，通过制冷剂和从制程返回的循环液之间的热交换来进行温度控制。循环液的温度降低到所要求的温度或更低，之后，循环液通过加热器加热到所需的温度。
此时，蚀刻半导体的制程例如是以聚合物、金属和氧化物的三种类为代表。由于每个制程所需要的循环液的温度是不同的，在现有的制冷器中，使用定速压缩机和机械式膨胀阀。不论循环液的设定温度，通过运作最大容量的压缩机，可最大化冷却器的冷却能力及冷却循环液。之后，通过加热器增加循环液的温度，以将循环液的温度增加至预定温度。
然而，在半导体制造的许多制程中，冷却器的冷却能力可显著地超过需要的制冷容量，在这样的情况下，前述现有的方法中，循环液被冷却到比所需的冷却温度显著低的温度。循环液被过度冷却，接着，循环液被过度加热，从而导致能量的浪费。因此，近年来，致力于节能，以避免前述情形。
此外，如上所述，现有的制冷器所使用的恒速压缩机不能被精细地调整，因为恒速压缩机的运作频率是恒定的且其容量是固定的。另外，由于现有的制冷器所使用的膨胀阀是机械式的且其开度及容量是固定的，因此如压缩机一样，不能被精细地调整。因此，现有的制冷器无法以原有的能力适应环境的变化等，通常通过更换冷却器来适应环境的变化等，导致成本的增加。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-59726号公报
专利文献2：日本特开2013-20509号公报
专利文献3：日本特开2011-114279号公报
专利文献4：日本特开2003-148852号公报
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种使用冷却器的循环液温度控制方法，容易进行冷却器的调整和维护。
为实现上述目的，本发明的实施例提供一种使用冷却器的循环液温度控制方法，用于通过循环一循环液到需要温度控制的一控制对象以保持该控制对象于一预定温度，包括：
提供一循环回路，用于循环一制冷剂；
提供设置在该循环回路内的一逆变器控制的压缩机，用于将气化的该制冷剂压缩到高压；
提供一冷凝器，用于通过热交换以冷凝被该逆变器控制的压缩机压缩到高压的该制冷剂；
提供一电子膨胀阀，用于降低在该冷凝器中液化的该制冷剂的压力；
提供包括一热交换器的一制冷器单元，用于通过热交换将被该电子膨胀阀降低压力的该制冷剂转化为气体；以及
提供至少一能够远程控制及能够参数控制的冷却器，该至少一能够远程控制及能够参数控制的冷却器包括一循环液循环回路，使用该至少一能够远程控制及能够参数控制的冷却器以用于循环在该制冷器单元及该控制对象之间的该循环液以及供给被控制在该预定温度的该循环液至该控制对象，
其中预先划分该循环液的该预定温度为多个区域，且依据每一该区域来参数化及设定该逆变器控制的压缩机的一运作频率和该电子膨胀阀的一开度，
操作该制冷器单元，在该热交换器中调整该循环液到该预定温度，
通过该循环液循环回路及根据一预定参数调整该逆变器控制的压缩机的该运作频率和该电子膨胀阀的该开度以循环该循环液到该控制对象，
通过网络将该至少一能够远程控制及能够参数控制的冷却器连接到一操作终端或使该至少一能够远程控制及能够参数控制的冷却器为可连接状态，
当该至少一能够远程控制及能够参数控制的冷却器的一运作环境改变而需要改变该预定参数时，在该操作终端中，改变该逆变器控制的压缩机的该运作频率和该电子膨胀阀的该开度的该预定参数。
进一步的，多个能够远程控制及能够参数控制的冷却器连接到该操作终端，且该操作终端能够控制该多个能够远程控制及能够参数控制的冷却器。
进一步的，该至少一能够远程控制及能够参数控制的冷却器包括一第二热交换器及一第二循环液循环回路，该第二热交换器用于将设置在该制冷器单元内且将被供给至该控制对象的该循环液控制于该预定温度，该第二循环液循环回路用于循环该循环液于该第二热交换器与控制对象之间以及用于供给被控制在该预定温度的该循环液至该控制对象。
在本发明之一实施例中，使用可远程控制及可参数控制的冷却器的循环液温度控制方法及维护方法中，使用具有逆变器控制的压缩机和电子膨胀阀的特定区域的参数控制型冷却器，循环液的设定温度被预先划分为多个区域。在循环液的温度控制方法及维护方法中使用特定区域的参数控制型冷却器，根据各区域中，压缩机的运作频率及电子膨胀阀的开度被参数化及预先按照每个区域设定。通过网络使冷却器连接到操作终端或使冷却器为能连接的状态，参数在操作终端改变时，有必要改变压缩机的运作频率和电子膨胀阀的开度参数以适应冷却器的运作环境的改变。
在循环液的温度控制方法中，使用特定区域的参数控制型冷却器，当设置或改变压缩机的运作频率和电子膨胀阀的开度时，有必要手动或自动设定冷却器。
因此，当安装大量的冷却器及改变参数值时，也可以指出运作上的问题点。
如上所述，根据本发明的实施例，本发明人提出了一种使用区域控制及参数控制类型的冷却器的循环液的温度控制方法。结果，即使因环境变化等，冷却器的冷却能力下降或类似的情况发生，也无需更换冷却器。由于冷却器可以远程控制，因此没有必要前往冷却器被安装用于维护的地点，因此能够减少人事费。
意即，根据本发明人提出的循环液的温度调整的方法，压缩机的运作频率与电子膨胀阀的开度被参数化并预先按照预先划分的区域设定，冷却器的冷却能力可以通过改变参数设定值来改变。因此，即使因冷却器的运作环境改变时，而不能以预先设定的参数值取得的循环液的目标温度，例如在室温下的变化。冷却器能够应对参数校正，而无需更换制冷机，以显著地降低成本。
附图说明
图1为本发明一实施例的使用可远程控制及可参数控制的冷却器的循环液温度控制方法及其维护方法的示意图。
图2为本发明一实施例的使用可远程控制及可参数控制的冷却器的循环液温度控制方法及其维护方法中的特定区域参数控制型的冷却器的结构方块图。
其中，附图标记：
1冷却器
2制冷器单元
3循环回路
4压缩机
5冷凝器
6电子膨胀阀
7热交换器(蒸发器)
8冷却水循环回路
801冷却水供给通道
802冷却水返回通道
9循环液循环回路
901循环液供给通道
902循环液返回通道
903加热器
904泵
11热气体供给通道
12电子膨胀阀
13冷却制冷剂供给通道
14电子膨胀阀
15第二热交换器
16第二冷水循环回路
1601第二冷水供给通道
1602第二冷却水回路
17第二循环液循环回路
1701第二循环液供给通道
1702第二循环液返回通道
18a、18a、18a、18d电磁阀
19控制阀
20循环液槽
21浮子开关
22电磁阀
23压力传感器
24温度传感器
25压力传感器
26排水阀
27控制装置
31路由器
32冷却器终端
33操作终端
34网络
具体实施方式
根据本发明的实施例中，远程控制的循环液的温度控制方法和维护方法中，使用特定区域的参数控制型冷却器，且冷却器包括制冷器单元、在制冷器单元和控制对象之间循环的循环液、以及循环液循环回路。循环液循环回路用以供给被控制至预定温度的循环液至控制对象。
本发明实施例的制冷器单元如同一般的制冷器单元，具有用于使制冷剂循环的循环回路，在循环回路中包括压缩机、冷凝器、膨胀阀及热交换器。压缩机用于将气化的制冷剂压缩到高压。冷凝器用于通过热交换以冷凝被压缩机压缩到高压的制冷剂。膨胀阀用于降低在冷凝器中液化的制冷剂的压力。热交换器用于通过热交换将被膨胀阀降低压力的制冷剂转化为气体。压缩机可以为逆变器控制，并且膨胀阀使用电子式膨胀阀。
在本发明的实施例中，循环液的温度被预先划分为多个区域。多个区域使用前述方式配置的冷却器。依据每一区域来参数化及设定压缩机的运作频率和电子膨胀阀。
然后，根据对应于循环在控制对象中的循环液的温度所属的区域的参数，设定压缩机的运作频率和电子膨胀阀。之后，作动制冷器单元，并调整循环液至预定温度。通过循环液循环回路，使循环液在控制对象中循环。
此外，在本发明的实施例中，如果必要的话，冷却器通过网络以有线或无线方式连接到操作终端。当冷却器的运作环境改变而需要改变预定参数时，在操作终端中，改变压缩机的运作频率和电子膨胀阀的开度，以使循环液的温度达到预定温度。
在本实施例中，多个冷却器连接到操作终端，且操作终端能够控制多个冷却器。
[实施例1]
在本发明的实施例中，使用可远程控制及可参数控制的冷却器(以下简称为冷却器)的循环液温度控制方法及其维护方法(以下简称为远程控制的循环液温度控制方法及其维护方法)中，参照附图来说明本发明的实施例。图1是用于实现循环液的温度控制方法和维修方法的整个系统的示意图。
在图1中，标号33表示操作终端，本实施例的远程控制的循环液的温度控制方法及维护方法，多个冷却器1通过网络34连接到一个操作终端33，且操作终端33能够控制多个冷却器1的作动。
换言之，本实施例中为了实施系统，多个冷却器1经由路由器31连接到作为冷却器侧的终端的计算机32。冷却器侧的终端32经由网络34连接到作为操作终端33的计算机上。然后，操作终端33监视每个冷却器1的状态，并且当有必要改变每个冷却器1预定的参数时，控制每个冷却器以改变参数。
参照图2，说明本实施例中所使用的冷却器。图2绘示出本实施例中所使用的冷却器的结构方块图。图中的标号1是在本实施例中所使用的冷却器。
本实施例的冷却器1包括制冷器单元。也就是图中的标号2为制冷器单元。本发明实施例的冷却器1的制冷器单元2如同一般的制冷器单元，具有用于使制冷剂循环的循环回路3，在循环回路3中包括压缩机4、冷凝器5、膨胀阀6及热交换器7。压缩机4用于将气化的制冷剂压缩到高压。冷凝器5用于通过热交换以冷凝被压缩机4压缩到高压的制冷剂。膨胀阀6用于降低在冷凝器5中液化的制冷剂的压力。热交换器7用于通过热交换将被膨胀阀6降低压力的制冷剂转化为气体。
压缩机4可以为逆变器控制，并且膨胀阀6使用电子式膨胀阀。
接着，在图中，标号8为冷却水循环回路，用于通过热交换以冷凝被压缩机4压缩到高压和高温的气态制冷剂。
换言之，冷却水循环回路8包括冷却水供给通道801以及冷却水返回通道802。冷却水供给通道801如同冷却塔等用于供给被冷却的冷却水到冷凝器5中。冷却水返回通道802用于在冷却水与冷凝器5中的制冷剂进行热交换后，将冷却水返回到冷却塔等。冷却水返回通道802是冷却水在冷却塔等与冷凝器之间循环的循环路径。然而，冷凝器5并不限于水冷式冷凝器，也可以是空冷式冷凝器。通过压缩机4而呈高压高温的气态制冷剂可以通过与空气热交换而被冷凝。
在图中，标号9表示一个循环液循环回路，即，在本实施例中所使用的冷却器1具有循环液循环回路9用以使循环液循环于控制对象与热交换器7之间，控制对象例如以半导体的蚀刻制程进行温度控制。冷却器1用以控制循环液至预定的温度及提供循环液至控制对象。
换言之，循环液循环回路9包括循环液供给通道901及循环液体返回通道902。循环液供给通道901用以提供通过热交换器7降低温度的循环液至控制对象。循环液返回通道902用以使在控制对象中提高温度的循环液返回至热交换器7。在循环液供给通道901中，设置加热器903以加热被热交换器降低温度的循环液到设定温度。在循环液返回通道902中，设置泵904和电磁阀18c。
在图中，标号11是热气体供给通道用于提供热气体于热交换器7的前方。标号12是用于调整热气体的流量等的电子膨胀阀。在图中，标号13是冷却用制冷剂供给通道用以提供制冷剂至压缩机4以冷却压缩机4。标号14是用于调整提供至压缩机4的冷却用制冷剂的流量等的电子膨胀阀。
在图中，标号20是循环液槽，标号21是浮子开关，标号18、18b、18c和18d是电磁阀，标号24是温度传感器，标号23、25是压力传感器，标号19是控制阀，标号26是排水阀。
接着，在图中的标号27是控制装置，即，在本实施例中所使用的冷却器具有控制装置27。控制装置27，如一般的控制装置具有控制基板及面板开关。控制基板包括例如微电脑的控制单元。面板开关用以提供指令至控制单元。通过操作面板开关可设置及改变压缩机4的运作频率及电子膨胀阀6的开度。或者控制电磁阀18a、18a、18a、18d的作动可控制整个冷却器的作动。
在图中，标号15是第二热交换器。即，在本实施例的冷却器1中，除了包括用于降低压缩机4运转时的循环液的温度的热交换器7，还具有包括第二热交换器15的制冷器单元2。第二热交换器15用于压缩机不运转时，使冷却水通过以降低循环液的温度。提供至控制对象的循环液的设定温度可降低至预定温度。在压缩机4不需要运转的高温中，压缩机4不运转且冷却水通过第二热交换器15中以将循环液的温度降低到预定温度。
第二热交换器15包括第二冷却水循环回路16及第二循环液循环回路17。第二冷却水循环回路16用于通过冷却塔提供冷却水至第二热交换器15。第二循环液循环回路17用以使循环液循环于温度被控制的控制对象与第二热交换器15之间。
第二冷却水循环回路16包括第二冷却水供给通道1601及第二冷却水返回通道1602。第二冷却水供给通道1601用于通过冷却塔提供冷却水至第二热交换器15。在第二热交换器15中，从比设定温度高的控制对象返回的冷却水与循环液热交换后温度上升，第二冷却水返回通道1602将冷却水返回冷却塔。第二冷却水返回通道1602为冷却塔与第二热交换器15之间的循环通道。
第二循环液循环回路17包括第二循环液供给通道1701及第二循环液返回通道1702。第二循环液供给通道1701用于提供经由第二热交换器15降低温度的循环液到控制对象。第二循环液返回通道1702用以将在控制对象中温度上升的循环液返回第二热交换器15。
在这种结构中，提供至控制对象的循环液的温度比预定温度高，在第二热交换器15中，循环液与第二冷却水供给通道1601提供的冷却水进行热交换，循环液的温度降低到预定温度。
因此，在本实施例的冷却器，提供至控制对象的循环液的预定温度，在压缩机4不需要运转的高温中，可以在第二热交换器15中降低循环液的温度。因此压缩机4可以不需要运转，以实现节能。
在本实施例中，如附图所示，分支冷却水供给通道801以形成第二冷却水供给通道1601。第二冷却水返回通道1602连接至冷却水返回通道802且比第二冷却水供给通道1601在冷却水供给通道801的分支处更靠近冷凝器5的一侧。第二冷却水供给通道1601中设置电磁阀18a、18b。通过切换电磁阀18a、18b，因此能够将冷却水的供给目的地转换到冷凝器5或第二热交换器15。标号19表示控制阀，用于根据压缩机4的压力来调整冷却水的流量。
此外，在本实施例的第二循环液循环回路17中，从泵904到热交换器7的一侧分支循环液体返回通道902，以形成第二循环液返回通道1702。第二循环液供给通道1701在循环液供给通道901中连接到加热器903的前侧且比第二循环液返回通道1702在循环液返回通道902的分支处更靠近热交换器7的一侧。第二循环液返回通道1702中设置电磁阀18c、18d。通过切换电磁阀18c、18d，因此能够将循环液的返回目的地转换到热交换器7或第二热交换器15。因此，在本实施例的冷却器1中，泵904和加热器903可在压缩机4运作和压缩机4停止运作的在两种情况下共享，从而降低成本。
然而，不必要分别从冷却水循环回路8及循环液循环回路9配置第二冷却水循环回路16和第二循环液循环回路17。另外，第二热交换器15和第二循环液循环回路16不是必要的，第二热交换器15和第二循环液循环回路16可以不被使用。此外，使用第二热交换器15和第二循环液循环回路16的情况下，第二热交换器15并不一定是水冷式热交换器，也可以是空冷式热交换器。
接着，冷却器的运作如上所述，使用冷却器控制循环液为设定温度，并提供循环液至控制对象。预先，划分循环液的设定温度为多个区域。根据每个区域参数化及设定压缩机4的运作频率及电子膨胀阀6、12、14的开度。压缩机4的运作频率及电子膨胀阀6、12、14的开度等的设定是必要的以实现每个区域的设定温度。
此后，运作冷却器单元2时，驱动泵904以在热交换器7和控制对象之间循环循环液。循环液在热交换器7中被降低到预定温度。通过循环液循环回路9将循环液提供给控制对象，且降低到预定温度的循环液，通过加热器903升高到设定温度。
在配置包括第二热交换器15的情况下，提供给控制对象的循环液的设定温度在高温范围且压缩机4不需要运作。压缩机4没有运作且循环液的温度通过第二热交换器15降低到预定温度。循环液的设定温度(基准温度)是根据使用压缩机4的情况及不使用压缩机4的情况的边界被设定。当提供至控制对象的循环液的设定温度比基准温度高时，不运作压缩机4，切换电磁阀18c、18d，使得循环液循环于第二热交换器15和控制对象之间。驱动泵904以循环第二热交换器15和控制对象之间的循环液。在第二热交换器15中，循环液降低到预定温度，且提供降低到预定温度的循环液给控制对象，并通过加热器903将温度调整至设定温度。
接着，根据本实施例的使用冷却器的循环液温度控制方法及维护方法循环液的温度控制方法进行说明。如上所述，当远程控制本实施例的循环液温度控制方法及维护方法时，具备操作终端33，且一个或多个冷却器1通过路由器31和网络34连接到操作终端33。
此外，循环液的设定温度通过每个冷却器或操作终端33自动或手动地划分成多个区域。根据每个区域，参数化及设定压缩机4的运作频率及电子膨胀阀6、12、14的开度等。
然后，在每个冷却器中，制冷器单元2运作时，循环液在热交换器7中被调整至预定温度。通过循环液循环回路9使循环液在控制对象中循环。压缩机4的运作频率和电子膨胀阀6的开度是按照预先设定的参数调整。操作终端33监视每个冷却器的运行状态，通过温度传感器24感测循环液的温度等。
在另一方面，任何连接到操作终端33中的冷却器的运作环境变化时，无法以预定参数实现循环液的设定温度。如果参数需要发生变化时，换言之，当监控的循环液的温度无法达到所设定的温度时，在操作终端33中，自动或手动地实现循环液的设定温度，并改变压缩机4的运作频率及电子膨胀阀6的开度等。
在本实施例中，压缩机4的运作频率及电子膨胀阀6的开度的参数有必要设定为循环液的温度为划分的各区域的温度，并根据实验和经验设定参数。然而，冷却器的运作环境可能改变，并且循环液的温度在某些情况下可能不会是设定温度。因此，在这种情况下，本实施例依据变化后的运作环境对应的参数值来改变压缩机4的运作频率及电子膨胀阀6的开度的参数值。
另外，在本实施例中，在操作终端33中实时监视各冷却器1的运行状态，如果冷却器的运作环境变化而不能实现循环液的设定温度时，在相应的冷却器中，压缩机4的运作频率和电子膨胀阀6的开度的参数值，在操作终端33中手动或自动地远程控制。因此，根据本实施例，即使设置大量的冷却器也没有必要去设置冷却器的现场维修，可容易控制制冷却器及降低人事成本。
如上所述，在本实施例的循环液的温度控制方法及维护的方法中，使用逆变器控制的压缩机和设置有电子膨胀阀的冷却器。预先划分循环液的设定温度为多个区域。预先根据每个区域参数化及设定压缩机的运作频率与电子膨胀阀的开度。当冷却器的运作环境变化，需要改变压缩机的运作频率及电子膨胀阀的开度的参数时，冷却器可使用网络远程控制及改变参数值，因此，冷却器的调整和维护可以容易地实现。
在本实施例的循环液的温度控制方法及维护的方法中，使用逆变器控制的压缩机和设置有电子膨胀阀的冷却器。预先划分循环液的设定温度为多个区域。依据每个区域，决定压缩机的运作频率及电子膨胀阀的开度的参数以实现循环液的温度。因此，能够避免过度冷却循环液及避免增加加热器的输出，能够节能。
本实施例所使用的冷却器1中，热气体供给通道11设置在热交换器7的前方，用于供给热气体至热交换器7。电子膨胀阀12用于调整热气体等的流率。当无法仅通过适应压缩机4等的运作频率来调整冷却能力至所希望的冷却能力时，通过电子膨胀阀12控制热气体流入热交换器7的流量，能够调整冷却能力至所希望的冷却能力。
另外，在本实施例中，当冷却器的运作环境变化时，将无法实现循环液的设定温度。由于有可能改变压缩机的运作频率和电子膨胀阀的开度的参数，与使用定速压缩机和机械式膨胀阀的现有冷却器不同，即使，当使用环境等的变化变得无法展现冷却器的原始能力，也不必更换冷却器，因此能减少更换冷却器所需的成本。
[产业利用性]
本发明实施例提供了循环液温度控制方法和维护方法，通过循环循环液到需要温度控制的控制对象以维持控制对象于预定的设定温度。使用逆变器控制的压缩机和设置有电子膨胀阀的冷却器。预先划分循环液的设定温度为多个区域。预先根据每个区域参数化及设定压缩机的运作频率与电子膨胀阀的开度。当冷却器的运作环境变化，需要改变压缩机的运作频率及电子膨胀阀的开度的参数时，冷却器可使用网络远程控制及改变参数值。本发明的实施例适用于一般使用冷却器的循环液温度控制方法和维护方法，并根据运作环境的变化改变压缩机的运作频率及电子膨胀阀的开度。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。