用于半导体制造的温控系统及温控方法与流程

本发明涉及半导体制造，尤其涉及一种用于半导体制造的温控系统及温控方法。

背景技术：

1、半导体温控系统作为生产半导体的辅助设备，在晶圆的制作过程中起着举足轻重的作用，随着行业的快速发展和制程的日益复杂，窄温域的温控系统已经很难满足制程要求，目前的半导体温控系统在实现较低温度时(例如-40℃～-80℃)，普遍采用双级复叠制冷系统，传统双级复叠制冷系统的使用，解决了温域问题，但由于需要两套单级制冷系统复叠，进行降温，使得此类温控系统结构组成复杂、压缩机多、辅助设备多，使得温控系统的体积大、成本高、控制难度增大。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于半导体制造的温控系统，用于解决现有技术中低温域下制冷系统结构复杂，成本高的缺陷。

2、本发明还提出一种用于半导体制造的温控方法。

3、根据本发明第一方面实施例的用于半导体制造的温控系统，包括：

4、制冷装置和循环装置，所述制冷装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器，膨胀储气罐和回热器，所述压缩机的出口、所述冷凝器的放热通路、所述回热器的放热通路、所述蒸发器的吸热通路、所述回热器的吸热通路与所述压缩机的入口依次连通形成制冷回路，所述冷凝器的放热通路与所述压缩机的入口之间设有第一支路，所述第一支路设置有所述膨胀储气罐和与所述膨胀储气罐连通的进气阀和排气阀；所述循环装置循环液箱包括循环液箱、负载组件和泵体，所述蒸发器的放热通路与所述循环液箱、所述泵体和所述负载组件依次连通形成循环液回路。

5、根据本发明实施例的用于半导体制造的温控系统，所述第一支路上还设置有单向阀，所述单向阀位于所述压缩机的入口和所述膨胀储气罐之间。

6、根据本发明实施例的用于半导体制造的温控系统，所述回热器的放热通路的出口与所述压缩机的入口之间设有第二支路，所述第二支路上设置有旁通阀。

7、根据本发明实施例的用于半导体制造的温控系统，所述回热器的放热通路的出口与所述蒸发器的吸热通路之间设置有毛细管段，所述毛细管段包括并联设置的第一毛细管路和第二毛细管路，且所述第二毛细管路上设置有节流阀。

8、根据本发明实施例的用于半导体制造的温控系统，所述循环液箱内设置有加热器，所述蒸发器的放热通路的出口与所述循环液箱的入口分别设置有第一温度计和第二温度计。

9、根据本发明实施例的用于半导体制造的温控系统，所述冷凝器的吸热通路连通厂务水系统，且所述冷凝器的吸热通路与所述厂务水系统之间设置有压力调节阀。

10、根据本发明第二方面实施例的用于半导体制造的温控方法，包括：

11、启动压缩机和泵体，并在预设时间后开启排气阀；

12、检测负载组件的当前温度值，当所述当前温度值降低到目标温度后关闭排气阀；

13、检测制冷回路的气压值，当气压值大于预设气压阈值后开启进气阀。

14、根据本发明实施例的用于半导体制造的温控方法，在回热器的放热通路的出口与压缩机的入口之间设有第二支路，第二支路上设置有旁通阀的情况下，所述方法包括：

15、确定所述负载组件的入口与出口的第一温度差值；

16、在所述第一温度差值小于等于预设差值时，开启所述旁通阀。

17、根据本发明实施例的用于半导体制造的温控方法，在回热器的放热通路的出口与蒸发器的吸热通路之间设置有毛细管段，毛细管段包括并联设置的第一毛细管路和第二毛细管路，且第二毛细管路上设置有节流阀的情况下，所述方法包括：

18、启动压缩机时同步启动节流阀；

19、当所述当前温度值小于等于预设温度值后，关闭所述节流阀。

20、根据本发明实施例的用于半导体制造的温控方法，在循环液箱内设置有加热器，蒸发器的放热通路的出口与循环液箱的入口分别设置有第一温度计和第二温度计，所述方法包括：

21、确定预设比较温度与第一温度计测量的温度值的第二温度差值；

22、基于所述第二温度差值，调节加热器的功率。

23、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

24、本发明的实施例，提供一种用于半导体制造的温控系统及温控方法，用于半导体制造的温控系统包括：制冷装置和循环装置，制冷装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器，膨胀储气罐和回热器，压缩机的出口、冷凝器的放热通路、回热器的放热通路、蒸发器的吸热通路、回热器的吸热通路与压缩机的入口依次连通形成制冷回路，冷凝器的放热通路与压缩机的入口之间设有第一支路，第一支路设置有膨胀储气罐和与膨胀储气罐连通的进气阀和排气阀；循环装置循环液箱包括循环液箱、负载组件和泵体，蒸发器的放热通路与循环液箱、泵体和负载组件依次连通形成循环液回路。通过设置膨胀储气罐调节制冷回路中制冷剂的压力，可以根据需要的制冷温度向制冷回路中供给或回收制冷剂，提高制冷系统的温度调节范围，同时还设置有回热器，制冷剂在蒸发器吸热出来后仍然保持有很低的温度，进入回热器后对回热器的放热通路中的制冷剂进行冷却分凝，然后进入压缩机的入口进行压缩，继续进行第二次循环做功，最终通过循环装置将负载组件的温度降低到较低的温度，仅通过包含1台压缩机的温控系统即可实现传统双级复叠制冷系统所能达到的低温，降低温控系统的复杂性、减小控制难度，降低成本。

25、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种用于半导体制造的温控系统，其特征在于，包括制冷装置和循环装置，所述制冷装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器，膨胀储气罐和回热器，所述压缩机的出口、所述冷凝器的放热通路、所述回热器的放热通路、所述蒸发器的吸热通路、所述回热器的吸热通路与所述压缩机的入口依次连通形成制冷回路，所述冷凝器的放热通路与所述压缩机的入口之间设有第一支路，所述第一支路设置有所述膨胀储气罐和与所述膨胀储气罐连通的进气阀和排气阀；所述循环装置循环液箱包括循环液箱、负载组件和泵体，所述蒸发器的放热通路与所述循环液箱、所述泵体和所述负载组件依次连通形成循环液回路。

2.根据权利要求1所述的用于半导体制造的温控系统，其特征在于，所述第一支路上还设置有单向阀，所述单向阀位于所述压缩机的入口和所述膨胀储气罐之间。

3.根据权利要求1所述的用于半导体制造的温控系统，其特征在于，所述回热器的放热通路的出口与所述压缩机的入口之间设有第二支路，所述第二支路上设置有旁通阀。

4.根据权利要求1所述的用于半导体制造的温控系统，其特征在于，所述回热器的放热通路的出口与所述蒸发器的吸热通路之间设置有毛细管段，所述毛细管段包括并联设置的第一毛细管路和第二毛细管路，且所述第二毛细管路上设置有节流阀。

5.根据权利要求1所述的用于半导体制造的温控系统，其特征在于，所述循环液箱内设置有加热器，所述蒸发器的放热通路的出口与所述循环液箱的入口分别设置有第一温度计和第二温度计。

6.根据权利要求1所述的用于半导体制造的温控系统，其特征在于，所述冷凝器的吸热通路连通厂务水系统，且所述冷凝器的吸热通路与所述厂务水系统之间设置有压力调节阀。

7.一种用于半导体制造的温控方法，应用于权利要求1-6任一项所述的用于半导体制造的温控系统，其特征在于，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的用于半导体制造的温控方法，其特征在于，在回热器的放热通路的出口与压缩机的入口之间设有第二支路，第二支路上设置有旁通阀的情况下，所述方法包括：

9.根据权利要求7所述的用于半导体制造的温控方法，其特征在于，在回热器的放热通路的出口与蒸发器的吸热通路之间设置有毛细管段，毛细管段包括并联设置的第一毛细管路和第二毛细管路，且第二毛细管路上设置有节流阀的情况下，所述方法包括：

10.根据权利要求7所述的用于半导体制造的温控方法，其特征在于，在循环液箱内设置有加热器，蒸发器的放热通路的出口与循环液箱的入口分别设置有第一温度计和第二温度计，所述方法包括：

技术总结
本发明涉及半导体制造技术领域，提供一种用于半导体制造的温控系统及温控方法，温控系统包括制冷装置和循环装置，制冷装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器，膨胀储气罐和回热器，压缩机的出口、冷凝器的放热通路、回热器的放热通路、蒸发器的吸热通路、回热器的吸热通路与压缩机的入口依次连通形成制冷回路，冷凝器的放热通路与压缩机的入口之间设有第一支路，设置有进气阀和排气阀。通过设置膨胀储气罐调节制冷回路中制冷剂的压力，进入回热器后对回热器的放热通路中的制冷剂进行冷却分凝，然后进入压缩机继续循环做功，仅通过包含1台压缩机的温控系统即可实现传统双级复叠制冷系统所能达到的低温，降低温控系统的复杂性、减小控制难度，降低成本。

技术研发人员：郑璐,顾晓虎,张少华,胡文达,刘紫阳,靳李富,孙硕,秦宗民
受保护的技术使用者：北京京仪自动化装备技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8