CN114995554A - 药液加热设备、药液加热方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种药液加热设备、药液加热方法及装置，药液加热设备包括用于承装待加热药液的加热槽；安装于加热槽至少一个槽壁上的加热器；第一测温元件，用于监测待加热药液的温度值；安装于每个加热器上的第二测温元件，用于监测加热器自身的温度值；控制器，用于获取第一测温元件所监测得到的待加热药液的温度值以及每个第二测温元件所监测得到的加热器的温度值，并根据待加热药液的温度值、每个加热器的温度值、待加热药液的第一目标温度值和每个加热器的第二目标温度值，控制每个加热器输出目标功率值；目标功率值用于控制加热器的温度值处于该加热器的第二目标温度值的预设范围内，并控制待加热药液的温度值达到第一目标温度值。

Description

药液加热设备、药液加热方法及装置

技术领域

本申请属于工艺设备技术领域，具体涉及一种药液加热设备、药液加热方法及装置。

背景技术

随着国内芯片需求的不断快速增加，以及国内晶圆厂的不断扩建，国内的半导体设备的需求量日益提高，其中清洗工艺为其中重要的环节。客户端对清洗设备性能要求日渐提高，其中加热控制部分是每台设备的关键控制单元，关系到设备的安全性能、可靠性以及整机的运行时间。

其中，有机溶剂(Solvent)清洗机台用于清除晶圆上的特殊介质或金属表面的刻蚀胶，其药液通常为有机药液EKC270、NMP、ST250等，易燃易爆是该药液比较特殊的化学特性，因此其加热方式需要考虑防爆、易燃等安全因素。针对清洗设备中的有机溶剂机台的药液槽，不同的药液槽对加热的功率、温度、型号、安全防护、危险等级和加热方式等要求不同，现有加热方式安全性较低。

发明内容

本申请实施例提供一种药液加热设备、药液加热方法及装置，以解决现有的药液加热设备对药液进行加热时安全性较低的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种药液加热设备，包括：

用于承装待加热药液的加热槽；

安装于所述加热槽的至少一个槽壁中每个槽壁上的加热器；

至少一个第一测温元件，用于监测所述待加热药液的温度值；

安装于每个所述加热器上的至少一个第二测温元件，用于监测所安装在的所述加热器的自身的温度值；

控制器，用于获取所述至少一个第一测温元件所监测得到的所述待加热药液的温度值以及每个所述第二测温元件所监测得到的加热器的温度值，并根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值；或者用于通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

第二方面，本申请实施例另提供了一种药液加热方法，应用于第一方面所述的药液加热设备，包括：

获取待加热药液的温度值以及每个加热器自身的温度值；

根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值，或者通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；

其中，所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

第三方面，本申请实施例另提供了一种药液加热装置，应用于第一方面所述的药液加热设备，包括：

获取模块，用于获取待加热药液的温度值以及每个加热器自身的温度值；

控制模块，用于根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值，或者通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；

其中，所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。

本申请实施例提供的药液加热设备包括用于承装待加热药液的加热槽；安装于所述加热槽的至少一个槽壁中每个槽壁上的加热器；至少一个第一测温元件，用于监测所述待加热药液的温度值；安装于每个所述加热器上的至少一个第二测温元件，用于监测所安装在的所述加热器的自身的温度值；控制器，用于获取所述至少一个第一测温元件所监测得到的所述待加热药液的温度值以及每个所述第二测温元件所监测得到的加热器的温度值，并根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值；或者用于通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。本实施例通过同时监测待加热药液的温度和加热器本身的温度，来控制加热器的输出功率值，以使得每个加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并使得待加热药液的温度值达到第一目标温度值，实现了控制加热器的工作温度，从而能够最大程度延长加热器的使用寿命。

附图说明

图1是相关技术中的有机药液槽的硬件布局示意图；

图2是相关技术中的有机药液槽的加热控制逻辑示意图；

图3是相关技术中的对应图2加热控制逻辑的电路控制回路的示意图；

图4是相关技术中有机药液槽的超温snap开关的布局示意图；

图5是本申请实施例中药液加热设备的结构示意图；

图6是本申请实施例中药液加热设备的侧面示意图；

图7是本申请实施例中加热控制逻辑示意图；

图8是本申请实施例中对应图7加热控制逻辑的电路控制回路的示意图；

图9是本申请实施例中药液加热方法的步骤流程示意图；

图10是本申请实施例中药液加热装置的结构示意图；

图11是本申请的实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在相关技术中，在加热器通电加热通过槽体的不锈钢侧壁对其进行加热，加热区域为封闭结构用以防止药液渗漏到加热区，且通有适当流量的氮气，以此隔绝氧气且起到一定的降温作用，槽体外接管路，经过循环泵循环，加速热量在药液中的扩散。由于有机药液腐蚀树脂材料，故槽体材料为耐腐蚀且导热性能良好的不锈钢，此种槽体两侧直接加热的方式广泛用于有机药液设备。

以现有机台的控制方案，目前有机溶剂所用的加热形式，局限于有机化学药液的特殊性，采用与上述相似的加热布局形式，有机药液槽的槽体硬件布局示意图如图1所示，总功率为2KW的加热单元安装在左侧的不锈钢槽壁上，且封装在左侧的加热封装区域内，另一侧也是如此，则总功率为4KW。2KW的控制单元的组成可能是若干加热片组合或者其它组合形式，不同的设备因空间的考量，其型号选择不同，但其布局及控制形式相同。

此外，有机药液槽的加热控制逻辑如图2所示。在图2中，通过供电单元对电气盒控制电路进行供电，槽壁的超温开关是安装在加热封装区域的超温捕捉(Snap)开关，其温度断开点为148.8℃，因有机溶剂的闪点为150℃，故而在左右侧壁均分布了Snap开关来进行超温互锁(interlock)，防止在此处的温度达到150度，而造成燃烧爆炸的危险；槽体溶液超温互锁是槽内溶液超温监测反馈到互锁回路中，以监测槽内的温度数据；超声报警监测是有机药液槽需要配合超声设备进行工艺流程，超声正常工作则加热器正常开启；槽内溶液的温度反馈是比例微分积分(简称PID)控制所使用的目标温度反馈值，通过主机程序对固态继电器(Solid State Relay，SSR)的开关进行控制，以达到温控目的；接触器是控制硬件安全互锁的主电通断；左/右加热侧壁是槽体的量测加热区域；上位机控制是上位机的控制程序。此外，溶液内是温度传感器所测。

针对图2的控制逻辑，现对电路控制回路进行分析，其中控制回路以及主供电的连接如图3所示。在图3中，SSR表示固态继电器，CON1表示接触器，DCG表示电气控制24V直流回路的零点；24VDC表示控制回路直流电的电压；110VAC表示加热器交流电的电压；空开CB表示加热器的总空开；OT1表示温控表；可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)系统包括PLC CPU及IO模块系统。其中，在主供电硬件上，一路主电控制两分路的加热启停，110VAC-L1/L2交流电为主电，分路通过分路导线分接到左侧壁加热器和右侧壁加热器；互锁回路是必要的安全互锁控制接触器吸合，满足氮气功能开启和超声正常等；温度监测是由一个温度传感器监测槽内溶液的温度，并设定上下限值，例如：EKC270，70℃±5，此处的温控表只作温度互锁的卡控，其控温由上位机完成；控温方式是由温度表通过温度传感器将温度读值发送给PLC系统，再由PLC系统发送至上位机控制系统，上位机控制系统的程序判断对PLC系统的输出进行控制，从而实现对SSR的实时控制，在此过程中CON1线圈控制其对应通断，SSR1线圈控制其自身对应的通断，接触器和SSR在控制电路中以线圈做弱电(24VDC)互锁信号，控制其主电(110VACL1/L2)开关的通断；超温snap开关是监测开关，位于加热器区域上方槽壁处，防止被加热的槽壁内药液温度达到闪点，产生起火、燃烧爆炸的危险，布局如下图4所示。

综上所述，控制方式上，一是通过满足加热器开启的必要安全互锁条件控制接触器通断；二是通过电阻式温度传感器(简称RTD)读取的槽内的温度，作为PID调节的唯一反馈参数。

从上述图2与图3的分析可以知道，控温的控制参数因子为槽内的温度反馈。在从常温到目标温度时，则直线升温，除互锁因数，无其他控制因数，通过实际的监测，EKC270药液从22℃加热到70℃的目标温度，其加热器功率输出数据如下表(数据来自上位机的界面的显示)：

条目	22℃升温至68℃阶段	68℃升温至70℃阶段	70℃维持阶段
				功率范围	100％	40％-60％	20％-30％

参见上表，22℃升温至68℃阶段中，此时为直线爬升阶段，加热器功率以100％的功率开启，当升温到68℃时，则进入第二阶段；68℃升温至70℃阶段中，到达68℃时，控制上降低功率，以此保证到达70℃时，温度不会过冲太多，又因为控制系统温度受工况影响，温度上升速率反馈，适时调节40％-60％的功率比例；70℃维持阶段中，达到目标的工艺目标温度后，需要保持在此温度左右，加热功率能够抵消热损失即可。

根据经验可得，在有机药液槽(以EKC270药液为例)从22℃升温至目标温度70℃时，用时约55分钟左右；温度上升阶段22℃至68℃，此阶段的持续时间约为50分钟，输出功率为100％，因此对加热器的使用寿命是有一定的影响，其平均寿命为7-8个月。

通过上述加热控制方式可知，上述加热控制方式仅使用一个温控读取目标溶液的温度，未对加热器的温度进行监测，安全互锁条件必要但不充分，安全风险较高；此外，加热器在从常温到目标温度爬升阶段升温时间较长，加热器升温阶段功率过高导致加热器寿命过短；另外，在升温阶段的第一阶段加热器的温控功率均为100％，且持续时间约为50min，且加热器自身的温度在不限制的控制中持续升温，不受控的工况使加热器较快的损坏。

针对上述问题，下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的方法进行详细地说明。

图5示出了本发明的一个实施例提供的药液加热设备的结构示意图，该药液加热设备包括：

用于承装待加热药液的加热槽51；

安装于所述加热槽51的至少一个槽壁中每个槽壁上的加热器52；

至少一个第一测温元件53，用于监测所述待加热药液的温度值；

安装于每个所述加热器52上的至少一个第二测温元件54，用于监测所述加热器52的自身的温度值；

控制器(图中未示出)，用于获取所述至少一个第一测温元件53所监测得到的所述待加热药液的温度值以及每个所述第二测温元件54所监测得到的加热器52的温度值，并根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值；或者用于通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

具体的，所述至少一个槽壁包括所述加热槽的相对设置的两个槽壁。例如可以为左侧壁和右侧壁，或者为前侧壁和后侧壁，这样通过在相对设置的两个槽壁上设置加热器，保证了加热的均匀性。

当然，至少一个槽壁还可以是1个、还可以是3-6中任意数值个，在此不对此进行具体限定。

此外，具体的，第一测温元件可以为温度传感器，可以设置于加热槽槽壁的上方，当然还可以设置于其他位置，例如偏下位置。

第二测温元件可以为热偶，且每个加热器上可以安装两个测温元件。如图6所示，为其中一个槽壁的示意图，在槽壁511上设置有加热器52，且加热器52上安装有两个用于监测加热器自身温度的第二测温元件54。

另外，具体的，控制器可以为单片机。加热器根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值时，可以试验性输出功率值，直至每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，且所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值，此时的功率值即为目标功率值。

这样，本实施例通过控制器获取所述至少一个第一测温元件所监测得到的所述待加热药液的温度值以及每个所述第二测温元件所监测得到的加热器的温度值，并根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值；或者用于通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。本实施例通过同时监测待加热药液的温度和加热器本身的温度，来控制加热器的输出功率值，以使得每个加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并使得待加热药液的温度值达到第一目标温度值，实现了控制加热器的工作温度，从而能够最大程度延长加热器的使用寿命。

在一种实现方式中，药液加热设备还包括至少一个温控表，所述至少一个温控表与所述至少一个槽壁的数量相同，且所述至少一个槽壁中每个槽壁上均安装有一个所述温控表，所述温控表与所对应槽壁上的加热器上的所述至少一个第二测温元件并联连接，用于获取所并联连接的每个所述第二测温元件所监测得到的加热器的温度值，并将所获取的所述加热器的温度值发送给所连接的所述控制器。

这样通过设置温控表，实现了通过温控表读取第二测温元件所监测到的温度值。

此外，在一种实现方式中，药液加热设备还包括互锁开关和互锁回路，其中所述互锁开关和所述互锁回路连接于所述温控表和所述控制器之间，用于在所述温控表所获取到的加热器的温度值大于预设值时，控制所述互锁回路断开。

具体的，通过设置互锁开关和互锁回路，且加热器自身的温度值大于预设值时，互锁回路断开，确保了加热器的自身温度不会超过安全温度上限，提高了加热器的使用寿命。

在一种实现方式中，所述药液加热设备还包括与外部电源连接的固态继电器，所述互锁开关连接在所述固态继电器之前。

这样通过将互锁开关连接在所述固态继电器之前，即外部电源、固态继电器、互锁开关依次串联连接，使得能够通过温控表所测量到的加热器的温度值来控制整个药液加热设备的通断。

具体的，控制器的控制逻辑可以如图7所示，在此以至少一个槽壁包括左侧壁和右侧为例进行说明。在图7中，相对图2，增加左右加热互锁串联开关以及分别与左侧壁的加热器并联的温控表(图中所示温控表OT2/OT3)、与右侧壁的加热器并联的温控表(图中所示温控表OT2/OT3)，以实时监控加热器自身的温度。

此外，对应图7的控制电路如图8所示。在图8中，SSR表示固态继电器，CON1表示接触器，DCG表示电气控制24V直流回路的零点，24VDC表示控制回路直流电的电压，110VAC表示加热器交流电的电压，空开CB表示加热器的总空开，OT1表示温控表1，用以读取待加热药液的温度，OT2表示右侧加热器连接的温控表，OT3表示左侧加热器连接的温控表，PLC表示PLC CPU及IO模块系统。

槽壁的超温开关Snap：为安装在加热区域的超温Snap，其温度断开点为148.8℃，因有机溶剂的闪点为150℃，故而在左右侧壁均分布了Snap开关来进行超温互锁，防止在此处的温度达到150度，而造成燃烧爆炸的危险；

槽体溶液超温：为槽内的药液超温监测反馈到互锁回路中，以监测槽内的温度数据；

超声报警监测：此有机药液槽需要配合超声设备进行工艺流程，超声正常工作则加热器正常开启；

槽内溶液的温度反馈：为PID控制所使用的目标温度反馈值，通过程序对SSR的开关进行控制，以达到温控目的；

接触器：控制硬件安全互锁的主电通断；如图8所示，从弱电路的DCG到接触器的线圈中的开关量、氮气压力监测、超声监测、左/右加热器超温Snap监测、槽内溶液超温和延时继电器均正常，则CON1的线圈得电，CON1的主电上的通断则闭合，主供电过接触器部分即打开；

左/右加热侧壁：为槽体的量测加热区域；

溶液内的温度由温度传感器所测；

上位机控制系统：上位机的控制程序，即控制器的控制程序。

如上控制电路，相较于图3的控制电路，增加了OT2和OT3读取加热器中的热偶温度值，并将其温度值发送到PLC系统，继而使上位机读取参数值，且在SSR前增加了互锁开关，至此完成了新设计的电路控制和温度读取电路设计。

此外，在一种实现方式中，计算目标功率值的所述预设公式为：

M＝7×C1×V×ΔT/(10×P×T)

其中，M表示所述目标功率值，C1表示所述待加热药液的比热容，V表示所述加热槽的体积，ΔT表示所述第一目标温度值与所述待加热药液的起始温度之间的差值，P表示所有加热器的总功率，T表示所述待加热药液的所需加热总时间。

下面对上述公式的获取过程进行分析。

具体的，功率的减小，必然导致热量输出的缓慢，理论上会导致加热时间的延长。但Solvent机台的槽体为不锈钢材料，其导热系数为固定值，故而热量的传导效率是基本不变的，因此在实际的导热过程中，即使温度上升很高，药液的温度上升速率也不会增加，所以加热器一直不能以100％的功率进行工作，较高的温度会损伤加热器自身。故而需要降低自身的功率输出，但也要满足到热量的足量输出，以此保证槽内药液达到目标温度所需要的时间不变。

根据能量守恒定律：

加热器总热量Q总＝槽内药液的热量Q1+热传导损失Q2+氮气吹扫热损Q3+加热器自身热量Q4；

加热器产生总热量Q总：4KW的加热器在固定的电压、电流和固定的时间产生的热量恒定；

槽内药液的热量Q1：槽内的药液所需要的热量，在容积不变、温度设定不变的情况下，所需热量恒定；

热传导损失Q2：安装及材质导热系数的固有特性，导致传热的损失；氮气吹扫热损Q3：氮气气压稳定，热损的速率恒定；

加热器自身热Q4：未导热出去的热量在集中在加热器自身上，热量剩余越多，自身温度越高；

分析可知能量的输出和分布是守恒的，当热损失(Q2+Q3)的速度恒定，槽内药液热量(Q1)吸收速率达到最大，输出功率过大的热量则必然集中在加热器自身。

根据上述分析，做以下公式计算，目的是以较小的功率实现升温，避免加热器满负载的100％功率的工作，但需要保证在有限的导热性能、环境、时间等，保证槽内药液的热量的总需求，计算如下：

加热器总热量：Q总＝P*T；(P为总功率，T为加热总时间)(2-1)

整个升温阶段的功率可视作接近100％，仅在68-70℃间，功率较小，但时间较短。

总功率：P＝2*2KW＝4KW；

总时间T＝55min*60＝3300s；(2-2)

Q总＝4000*3300＝13200000J；

槽内溶液的升温所需热量：

EKC270的混合溶液成分水占85％以上，其比热容可认为是水的比热容系数的0.9(水的比热容C＝4200J/(m3*℃))，C1＝C*0.9＝3780J/(m3*℃)

Q1＝C1*V*△t；(C1是比热容，V是槽溶液体积，△t温度差值)(2-3)

＝3780*35L*(70℃-22℃)＝6350400J；

需求功率计算：

已知槽内的热量需求为6350400J，一般的加热材料与方式，热传导效率约有70％左右：

理论热量需求：Q需＝Q1/70％＝9072000J

功率设定值：M＝Q需/Q总*100％＝69％，为进一步抵消计算误差，功率取69％±5％；

综上所述，功率计算值为：

M＝7*C1*V*△T/(10*P*T)； (2-4)

运用此公式即可对功率的需求进行计算，对于此种Solvent控制系统中，加热器的总热量输出Q总不变，体积V不变，比热容C1和△T为变量；比热容是溶液的比热参数，不同的药液参数不同，△T是目标温度与起始温度的差值。

另外，在一种实现方式中，所述第一目标温度值的计算公式为：

ΔTa＝0.3K×Pa×Ty/Cx×Vx；其中，

ΔTa表示所述第一目标温度值，K表示预先设置的误差修正系数，Pa表示所述加热器的实际输出功率，Ty表示加热时间，Cx表示所述加热器的比热容，Vx表示所述加热器的体积。

下面对此计算公式的获取过程进行说明。

具体的，图8中的电路设计回路能够读取的加热器的实时温度，根据其系统中温度显示值，可以在满功率的工作中，读取到加热器的最大温度值Tmax＝265℃，由于导热性能固定，则单位时间内的传热的量固定。

而加热器自身的剩余热量：Qx＝Cx*Vx*△Tx；(2-5)

(Cx：为加热器的比热容，Vx：为加热器的体积，△Tx为加热器的温度值)；

加热器剩余热量：Qy＝Pa*Ty-Qz；(2-6)

(Ty：加热时间，Qz：加热传导的热量，)；

如上需求功率中所计算，热传导效率为70％，更好的抵消误差，则引入误差修正系数K，则

Qy＝0.3K*P*Ty；

由Qx＝Qy，Cx*Vx*△Tx＝0.3K*P*Ty；(2-7)

100％功率时：Tmax＝△Tx＝0.3K*P*Ty/Cx*Vx(2-8)

从以上可知:时间量Ty，比热容Cx，体积Vx，参数一定时，加热器的温度参数△Tx与实际输入功率成线性比值关系。

实际输入功率Pa＝M*P，已知M等于69％，Pa＝0.69P；

设定温度设为△Ta，更好的抵消误差，则引入误差修正系数K。此时：

△Ta＝0.3K*Pa*Ty/Cx*Vx＝0.69*(0.3K*P*Ty/Cx*Vx)(2-9)

＝0.69K△Tx＝0.69KTmax；

△Ta＝0.69K*265℃＝183K℃，根据加热器工作环境及，先取K值为1进行设定。

则△Ta取值为183℃；

即计算得到的结果是，当功率数值的参数为计算69％时，其加热器温度设定应为183℃。

加热器的第二目标温度值的设定是给控制器的限定值，使加热器升温过程中的最大温度值能保持在此范围之内，控制器将在此温度范围输出一定的限定比例功率，保持功率输出范围。

因此在控制器的控制界面输入药液的比热容数值C1，则系统能够自动获取计算限定的数值，则能够保证加热器在达到此温度时，保持69％左右的功率输出，其反馈计算输出的精确值，通过反馈调节，则在实际运行中自动修正计算数值误差系数。如使用不同的药液，则利用计算公式(2-1)至(2-9)，控制系统根据控制计算得到一定比例的功率数值输出。

此外，可选的，根据控制计算获取加热器温度限定数值，槽内药液的比热数容数值C1和药液目标温度Ta输入到界面，通过控制系统的计算，可输出功率的需求比例以及加热器温度值得计算初值。升温阶段：第一阶段，加热器温度处于常温阶段，则不限制加热功率，控制其100％功率升温；第二阶段：加热器达到温度限定值，则进入功率限定的控制阶段，功率输出以EKC270计算则为69％左右，其它比热容的药液则计算数值，此阶段的升温时间是整个升温时间的95％以上，为加热器的升温主要阶段，体现整体控制的平均功率值；第三阶段：接近目标温度2℃范围，则功率降低为40％-60％，具体数值根据反馈调节进行输出，与原控制相同；第四阶段：槽内溶液到达目标温度，此时温度不需要再上升，功率输出值进一步减少至20％-30％；以上升温过程阶段可与表1做差异对比，可知在主要升温时间段内的控制上进行了有效控制。案例中的药液EKC270比热相对较大，功率需求69％±5％，其它药液的比热容将更小于此值，其功率输出更有必要降低。

综上所述，根据硬件设计方案的实施、互锁电路的设计以及控制系统的设计，可以通过药液的比热容以及目标温度有效精准的计算出系统所需功率范值，计算出加热器的温度限制数，有效的控制加热器的功率输出，上位机的控制系统输出相对应的功率数值。

本实施例在一定范围内程度上降低加热器平均工作温度值，以达到延长其工作寿命的效果，降低了机台的故障率，并且对于硬件上也相应增加了安全监测辅助功能，提高了设备的安全和可靠性，大大降低了设备更换和维护的次数，节约了经济成本，且提高了机台的产能效率。

此外，图9示出了本申请实施例中药液加热方法的步骤流程图，该方法应用于上述的药液加热设备，包括：

步骤901：获取待加热药液的温度值以及每个加热器自身的温度值。

具体的，在此可以通过第一测温元件监测待加热药液的温度值，并通过安装于加热器上的第二测温元件监测该加热器自身的温度值。

步骤902：根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值，或者通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值。

具体的，所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

在一种实现方式中，所述根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值时，可以包括下述几种情况：

在每个所述加热器的温度值小于所述第二目标温度值，且所述待加热药液的温度值小于预设温度值时，控制每个所述加热器输出的目标功率值为100％，所述预设温度值小于所述第一目标温度值；

在每个所述加热器的温度值到达所述第二目标温度值，且所述待加热药液的温度值小于所述预设温度值时，控制每个所述加热器输出的目标功率值为第一功率值，其中所述第一功率值小于100％；

在每个所述加热器的温度值小于所述第二目标温度值，且所述待加热药液的温度值大于所述预设温度值且小于所述第一目标温度值时，控制每个所述加热器输出的目标功率值为第二功率值，其中所述第二功率值小于所述第一功率值；

在每个所述加热器的温度值小于所述第二目标温度值，且所述待加热药液的温度值为所述第一目标温度值时，控制每个所述加热器输出的目标功率值为第三功率值，其中所述第三功率值小于所述第二功率值。

具体的，预设温度值可以为68度至70度，第一功率值可以为64％至74％，第二功率值可以为40％至60％，第三功率值可以为20％至30％。

在一种实现方式中，所述预设公式为：M＝7×C1×V×ΔT/(10×P×T)

其中，M表示所述目标功率值，C1表示所述待加热药液的比热容，V表示所述加热槽的体积，ΔT表示所述第一目标温度值与所述待加热药液的起始温度之间的差值，P表示所有加热器的总功率，T表示所述待加热药液的所需加热总时间。

在一种实现方式中，所述第一目标温度值的计算公式为：

ΔTa＝0.3K×Pa×Ty/Cx×Vx；其中，

ΔTa表示所述第一目标温度值，K表示预先设置的误差修正系数，Pa表示所述加热器的实际输出功率，Ty表示加热时间，Cx表示所述加热器的比热容，Vx表示所述加热器的体积。

在此需要说明的是，该方法实施例的具体内容可以参见药液加热设备侧实施例的相关内容，在此不再进行具体介绍。

此外，图10示出了本申请实施例中药液加热装置的模块示意图，包括：

获取模块1001，用于获取待加热药液的温度值以及每个加热器自身的温度值；

控制模块1002，用于根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值，或者通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；

其中，所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

本申请实施例提供的药液加热装置能够实现图5至图9的实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

需要说明的是，本说明书中关于药液加热装置的实施例与本说明书中关于药液加热方法的实施例基于同一发明构思，因此关于药液加热装置实施例的具体实施可以参见前述对应的关于药液加热方法实施例的实施，重复之处不再赘述。

本申请实施例中的药液加热装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(NetworkAttached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例中的晶圆的调度装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备用于执行上述的药液加热方法，图11为实现本申请各个实施例的一种电子设备的结构示意图。电子设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括处理器(processor)1110、通信接口(Communications Interface)1120、存储器(memory)1130和通信总线1140，其中，处理器1110，通信接口1120，存储器1130通过通信总线1140完成相互间的通信。处理器1110可以调用存储在存储器1130上并可在处理器1110上运行的计算机程序，以执行下述步骤：

获取待加热药液的温度值以及每个加热器自身的温度值；

根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值，或者通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；

其中，所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

具体执行步骤可以参见上述药液加热方法实施例的各个步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括：服务器、终端或除终端之外的其他设备。

以上电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，例如，输入单元，可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和麦克风，显示单元可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板。用户输入单元包括触控面板以及其他输入设备中的至少一种。触控面板也称为触摸屏。其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。

存储器可用于存储软件程序以及各种数据。存储器可主要包括存储程序或指令的第一存储区和存储数据的第二存储区，其中，第一存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序或指令(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器，或者，存储器可以包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。

处理器可包括一个或多个处理单元；可选的，处理器集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理涉及操作系统、用户界面和应用程序等的操作，调制解调处理器主要处理无线通信信号，如基带处理器。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述药液加热方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (12)

1.一种药液加热设备，其特征在于，包括：

用于承装待加热药液的加热槽；

安装于所述加热槽的至少一个槽壁中每个槽壁上的加热器；

至少一个第一测温元件，用于监测所述待加热药液的温度值；

安装于每个所述加热器上的至少一个第二测温元件，用于监测所述加热器的自身的温度值；

控制器，用于获取所述至少一个第一测温元件所监测得到的所述待加热药液的温度值以及每个所述第二测温元件所监测得到的加热器的温度值，并根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值；或者用于通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

2.根据权利要求1所述的药液加热设备，其特征在于，所述药液加热设备还包括：

至少一个温控表，所述至少一个温控表与所述至少一个槽壁的数量相同，且所述至少一个槽壁中每个槽壁上均安装有一个所述温控表，所述温控表与所对应槽壁上的加热器上的所述至少一个第二测温元件并联连接，用于获取所并联连接的每个所述第二测温元件所监测得到的加热器的温度值，并将所获取的所述加热器的温度值发送给所连接的所述控制器。

3.根据权利要求2所述的药液加热设备，其特征在于，所述药液加热设备还包括互锁开关和互锁回路，其中所述互锁开关和所述互锁回路连接于所述温控表和所述控制器之间，用于在所述温控表所获取到的加热器的温度值大于预设值时，控制所述互锁回路断开。

4.根据权利要求3所述的药液加热设备，其特征在于，所述药液加热设备还包括与外部电源连接的固态继电器，所述互锁开关连接在所述固态继电器之前。

5.根据权利要求1所述的药液加热设备，其特征在于，

所述预设公式为：M＝7×C1×V×ΔT/(10×P×T)

其中，M表示所述目标功率值，C1表示所述待加热药液的比热容，V表示所述加热槽的体积，ΔT表示所述第一目标温度值与所述待加热药液的起始温度之间的差值，P表示所有加热器的总功率，T表示所述待加热药液的所需加热总时间。

6.根据权利要求1所述的药液加热设备，其特征在于，所述第一目标温度值的计算公式为：

ΔTa＝0.3K×Pa×Ty/Cx×Vx；其中，

ΔTa表示所述第一目标温度值，K表示预先设置的误差修正系数，Pa表示所述加热器的实际输出功率，Ty表示加热时间，Cx表示所述加热器的比热容，Vx表示所述加热器的体积。

7.根据权利要求1所述的药液加热设备，其特征在于，所述至少一个槽壁包括所述加热槽的相对设置的两个槽壁。

8.一种药液加热方法，应用于权利要求1至7任一项所述的药液加热设备，其特征在于，包括：

获取待加热药液的温度值以及每个加热器自身的温度值；

根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值，或者通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；

其中，所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

9.根据权利要求8所述的药液加热方法，其特征在于，所述根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值，包括：

在每个所述加热器的温度值小于所述第二目标温度值，且所述待加热药液的温度值小于预设温度值时，控制每个所述加热器输出的目标功率值为100％，所述预设温度值小于所述第一目标温度值；

在每个所述加热器的温度值到达所述第二目标温度值，且所述待加热药液的温度值小于所述预设温度值时，控制每个所述加热器输出的目标功率值为第一功率值，其中所述第一功率值小于100％；

在每个所述加热器的温度值小于所述第二目标温度值，且所述待加热药液的温度值大于所述预设温度值且小于所述第一目标温度值时，控制每个所述加热器输出的目标功率值为第二功率值，其中所述第二功率值小于所述第一功率值；

在每个所述加热器的温度值小于所述第二目标温度值，且所述待加热药液的温度值为所述第一目标温度值时，控制每个所述加热器输出的目标功率值为第三功率值，其中所述第三功率值小于所述第二功率值。

10.根据权利要求8所述的药液加热方法，其特征在于，

所述预设公式为：M＝7×C1×V×ΔT/(10×P×T)

其中，M表示所述目标功率值，C1表示所述待加热药液的比热容，V表示所述加热槽的体积，ΔT表示所述第一目标温度值与所述待加热药液的起始温度之间的差值，P表示所有加热器的总功率，T表示所述待加热药液的所需加热总时间。

11.根据权利要求8所述的药液加热方法，其特征在于，所述第一目标温度值的计算公式为：

ΔTa＝0.3K×Pa×Ty/Cx×Vx；其中，

ΔTa表示所述第一目标温度值，K表示预先设置的误差修正系数，Pa表示所述加热器的实际输出功率，Ty表示加热时间，Cx表示所述加热器的比热容，Vx表示所述加热器的体积。

12.一种药液加热装置，应用于权利要求1至7任一项所述的药液加热设备，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待加热药液的温度值以及每个加热器自身的温度值；

控制模块，用于根据所述待加热药液的温度值、每个所述加热器的温度值、预先设置的待加热药液的第一目标温度值和预先设置的每个加热器的第二目标温度值，控制每个所述加热器输出目标功率值，或者通过预设公式控制每个所述加热器输出目标功率值；

其中，所述目标功率值用于控制每个所述加热器的温度值处于该加热器所对应的第二目标温度值的预设范围内，并控制所述待加热药液的温度值达到所述第一目标温度值。

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