本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工溫控系統(tǒng)，尤其涉及一種高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用極大推動了科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，成為國家重點(diǎn)支持的行業(yè)。隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷發(fā)展，用于半導(dǎo)體制造過程中精確控制反應(yīng)室溫度的變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，是半導(dǎo)體制造過程中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、測試等領(lǐng)域。變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)是一種自平衡循環(huán)裝置，主要由換熱器、循環(huán)泵、壓縮機(jī)和控制系統(tǒng)組成，能夠不間斷的提供溫度可控的低溫介質(zhì)。保障了半導(dǎo)體制造中的刻蝕、離子注入、擴(kuò)散、薄膜沉積、化學(xué)機(jī)械拋光等環(huán)節(jié)的工藝加工溫度。

2、目前市場中的變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)普遍存在溫區(qū)偏窄、制冷量偏小、控溫精度較差、設(shè)備使用壽命短、操作難度大等問題，對半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中所需的變溫循環(huán)溫控性能帶來一定的局限性，對高低溫的適用性方面支持能力較弱。因此設(shè)計(jì)一種溫度寬廣、制冷量大、控溫精度高、壽命長、操作簡單的變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域具有重大的意義。

3、由于溫控系統(tǒng)通常包括制冷單元和分配單元，制冷機(jī)產(chǎn)生的冷量需要經(jīng)過制冷單元和分配單元的復(fù)雜管路后才能送達(dá)靶盤。因此，不同區(qū)域的管路溫差造成氮?dú)夤べ|(zhì)流經(jīng)局部管路時壓力不均衡。工質(zhì)壓力低會導(dǎo)致靶盤的冷量供應(yīng)不足。工質(zhì)壓力過高會造成設(shè)備損壞，甚至安全事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)。

2、本發(fā)明提出的一種高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，包括：低溫冷源單元和低溫分配單元；

3、低溫分配單元包括分配閥箱和第二真空泵，分配閥箱上設(shè)有用于檢測內(nèi)部真空度的第二真空計(jì)，第二真空泵用于根據(jù)第二真空計(jì)的檢測結(jié)果對分配閥箱抽真空；分配閥箱上設(shè)有與靶盤連接的冷量出口和回?zé)徇M(jìn)口、與低溫冷源單元連接的第二冷量進(jìn)口和第二回?zé)岢隹谝约暗獨(dú)膺M(jìn)口和氮?dú)獬隹?，分配閥箱內(nèi)設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)氣管路、氮?dú)獬鰵夤苈?、低溫進(jìn)氣管路和低溫回氣管路，氮?dú)膺M(jìn)氣管路兩端分別連通氮?dú)膺M(jìn)口和冷量出口，氮?dú)獬鰵夤苈穬啥朔謩e連接回?zé)徇M(jìn)口和氮?dú)獬隹?，低溫進(jìn)氣管路兩端分別連接第二冷量盡快和冷量出口，低溫回氣管路兩端分別連通回?zé)徇M(jìn)口和第二回?zé)岢隹?，氮?dú)膺M(jìn)氣管路上設(shè)有入口加熱器且氮?dú)獬鰵夤苈飞显O(shè)有出口加熱器。

4、優(yōu)選地，低溫冷源單元包括冷源閥箱、制冷機(jī)、循環(huán)泵、第一真空泵和補(bǔ)氣裝置，冷源閥箱上設(shè)有用于檢測內(nèi)部真空度的第一真空計(jì)，第一真空泵用于根據(jù)第一真空計(jì)的檢測結(jié)果對冷源閥箱抽真空；冷源閥箱上還設(shè)有分別與制冷機(jī)輸入端和輸出端連接的第一回?zé)岢隹诤偷谝焕淞窟M(jìn)口，冷源閥箱內(nèi)設(shè)有回?zé)崞?、第一出口開關(guān)閥v13和第一進(jìn)口開關(guān)閥v14，第一出口開關(guān)閥v13與第一冷量進(jìn)口連接，第一回?zé)岢隹谝来芜B接回?zé)崞鞯母邷赝ǖ馈⒀h(huán)泵、回?zé)崞鞯牡蜏赝ǖ篮偷谝贿M(jìn)口開關(guān)閥v14；補(bǔ)氣裝置連接在循環(huán)泵與回?zé)崞鞯牡蜏赝ǖ乐g的管路上用于為低溫冷源單元的回路補(bǔ)氣。

5、優(yōu)選地，低溫冷源單元還包括第一緩沖罐，第一緩沖罐連接在循環(huán)泵和回?zé)崞鞯牡蜏赝ǖ乐g的管路上。

6、優(yōu)選地，第一緩沖罐上設(shè)有第九壓力傳感器，補(bǔ)氣裝置根據(jù)第九壓力傳感器的檢測壓力值向回路內(nèi)補(bǔ)氣。

7、優(yōu)選地，補(bǔ)氣裝置包括沿進(jìn)氣方向依次串聯(lián)的過濾器、減壓閥、第一隔膜閥bv1和第一單向閥，過濾器用于去除進(jìn)氣中的水分。

8、優(yōu)選地，低溫冷源單元還包括第二緩沖罐，第二緩沖罐設(shè)置在循環(huán)泵和回?zé)崞鞯母邷赝ǖ乐g的管路上，第二緩沖罐上設(shè)有第九泄壓閥srv9。

9、優(yōu)選地，分配閥箱內(nèi)還設(shè)有低溫節(jié)流閥tv，低溫節(jié)流閥串聯(lián)在所述低溫進(jìn)氣管路上。

10、優(yōu)選地，低溫節(jié)流閥tv與第二冷量進(jìn)口之間的管路上設(shè)有第一泄壓閥srv1，低溫節(jié)流閥與冷量出口之間的管路上設(shè)有第三泄壓閥srv3。

11、優(yōu)選地，所述入口加熱器上游管路設(shè)有第六泄壓閥srv6。

12、優(yōu)選地，所述冷量出口處設(shè)有第四泄壓閥srv4。

13、本發(fā)明中，所提出的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，采用回?zé)衢]式循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將冷源單元和分配單元的主要管路分別放置在閥箱內(nèi)，并對閥箱內(nèi)部進(jìn)行抽空使其形成真空環(huán)境，降低管路內(nèi)部殘余氣體分子的對流換熱，減少低溫工質(zhì)的漏熱，從而減小管路溫差；進(jìn)一步地，系統(tǒng)配有獨(dú)立的氮?dú)庋a(bǔ)氣裝置和用于靶盤回溫的氮?dú)饣芈?，?shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)氮?dú)夤べ|(zhì)自動調(diào)節(jié)，保證氮?dú)夤べ|(zhì)在閉式系統(tǒng)中穩(wěn)定循環(huán)，最大限度實(shí)現(xiàn)冷量回收和節(jié)能利用，從而通過多重連鎖氣路控制，保證系統(tǒng)高安全性運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，包括：低溫冷源單元和低溫分配單元，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，其特征在于，低溫冷源單元包括冷源閥箱（1）、制冷機(jī)（2）、循環(huán)泵（3）、第一真空泵（4）和補(bǔ)氣裝置，冷源閥箱（1）上設(shè)有用于檢測內(nèi)部真空度的第一真空計(jì)（18），第一真空泵（4）用于根據(jù)第一真空計(jì)（18）的檢測結(jié)果對冷源閥箱（1）抽真空；冷源閥箱（1）上還設(shè)有分別與制冷機(jī)（2）輸入端和輸出端連接的第一回?zé)岢隹诤偷谝焕淞窟M(jìn)口，冷源閥箱（1）內(nèi)設(shè)有回?zé)崞?、第一出口開關(guān)閥v13和第一進(jìn)口開關(guān)閥v14，第一出口開關(guān)閥v13與第一冷量進(jìn)口連接，第一回?zé)岢隹谝来芜B接回?zé)崞鞯母邷赝ǖ馈⒀h(huán)泵（3）、回?zé)崞鞯牡蜏赝ǖ篮偷谝贿M(jìn)口開關(guān)閥v14；補(bǔ)氣裝置連接在循環(huán)泵（3）與回?zé)崞鞯牡蜏赝ǖ乐g的管路上用于為低溫冷源單元的回路補(bǔ)氣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，其特征在于，低溫冷源單元還包括第一緩沖罐（16），第一緩沖罐（16）連接在循環(huán)泵（3）和回?zé)崞鞯牡蜏赝ǖ乐g的管路上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，其特征在于，第一緩沖罐（16）上設(shè)有第九壓力傳感器，補(bǔ)氣裝置根據(jù)第九壓力傳感器的檢測壓力值向回路內(nèi)補(bǔ)氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，其特征在于，補(bǔ)氣裝置包括沿進(jìn)氣方向依次串聯(lián)的過濾器（25）、減壓閥、第一隔膜閥bv1和第一單向閥，過濾器（25）用于去除進(jìn)氣中的水分。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，其特征在于，低溫冷源單元還包括第二緩沖罐（17），第二緩沖罐（17）設(shè)置在循環(huán)泵（3）和回?zé)崞鞯母邷赝ǖ乐g的管路上，第二緩沖罐（17）上設(shè)有第九泄壓閥srv9。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，其特征在于，分配閥箱（5）內(nèi)還設(shè)有低溫節(jié)流閥tv，低溫節(jié)流閥tv串聯(lián)在所述低溫進(jìn)氣管路上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，其特征在于，低溫節(jié)流閥tv與第二冷量進(jìn)口之間的管路上設(shè)有第一泄壓閥srv1，低溫節(jié)流閥tv與冷量出口之間的管路上設(shè)有第三泄壓閥srv3。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述入口加熱器（8）上游管路設(shè)有第六泄壓閥srv6。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述冷量出口處設(shè)有第四泄壓閥srv4。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高安全性變溫循環(huán)溫控系統(tǒng)，采用回?zé)衢]式循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將冷源單元和分配單元的主要管路分別放置在閥箱內(nèi)，并對閥箱內(nèi)部進(jìn)行抽空使其形成真空環(huán)境，降低管路內(nèi)部殘余氣體分子的對流換熱，減少低溫工質(zhì)的漏熱，從而減小管路溫差；進(jìn)一步地，系統(tǒng)配有獨(dú)立的氮?dú)庋a(bǔ)氣裝置和用于靶盤回溫的氮?dú)饣芈?，?shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)氮?dú)夤べ|(zhì)自動調(diào)節(jié)，保證氮?dú)夤べ|(zhì)在閉式系統(tǒng)中穩(wěn)定循環(huán)，最大限度實(shí)現(xiàn)冷量回收和節(jié)能利用，從而通過多重連鎖氣路控制，保證系統(tǒng)高安全性運(yùn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：尹國慶,王沛,滕健,郭繼晨,周家屹,任琪琛,胡居利,丁懷況,章學(xué)華,盧毛磊,李陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽萬瑞冷電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15