CN213515251U - 半导体专用切换控温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及温控技术领域，提供一种半导体专用切换控温装置，包括：换热管路，用于和被控设备进行热交换；第一支路，适于向所述换热管路提供具有第一设定温度的换热介质；第二支路，适于向所述换热管路提供具有第二设定温度的换热介质；所述第一支路和所述第二支路择一与所述换热管路导通，所述第一设定温度和所述第二设定温度不同。根据本实用新型实施例的半导体专用切换控温装置，由于第一支路和第二支路择一导通换热管路，也即可以选择使得具有第一设定温度的换热介质流入换热管路当中，也可以选择使得具有第二设定温度的换热介质流入换热管路当中，以实现对被控设备的快速温度调节。

Description

半导体专用切换控温装置

技术领域

本实用新型涉及温控技术领域，尤其涉及半导体专用切换控温装置。

背景技术

在半导体设备制造领域的一些生产工艺中，被控设备需要快速调节到某一任意温度点，如果利用原有冷热源，将换热介质的温度由第一温度值切换至第二温度值，则需要使得换热介质经加热器升温或制冷源降温，而加热器升温或者是制冷源降温一般需要几分钟甚至更久时间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种半导体专用切换控温装置，其可以基于被控设备的需求切换不同温度的换热介质对被控设备进行温度调节，进而可以实现快速控温的目的。

根据本实用新型实施例的半导体专用切换控温装置，包括：

换热管路，用于和被控设备进行热交换；

第一支路，适于向所述换热管路提供具有第一设定温度的换热介质；

第二支路，适于向所述换热管路提供具有第二设定温度的换热介质；

所述第一支路和所述第二支路择一与所述换热管路导通，所述第一设定温度和所述第二设定温度不同。

根据本实用新型实施例的半导体专用切换控温装置，由于第一支路和第二支路择一导通换热管路，也即可以选择使得具有第一设定温度的换热介质流入换热管路当中，也可以选择使得具有第二设定温度的换热介质流入换热管路当中，以实现对被控设备的快速温度调节。

根据本实用新型的一个实施例，所述换热管路包括进口管段和出口管段；

所述第一支路包括第一进液管和第一回流管，所述第一进液管连通所述进口管段，所述第一回流管连通所述出口管段；

所述第二支路包括第二进液管和第二回流管，所述第二进液管连通所述进口管段，所述第二回流管连通所述出口管段；

所述第一进液管和所述第二进液管择一和所述进口管段导通，所述第一回流管和所述第二回流管择一和所述出口管段导通。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一进液管设置有第一开关阀，以控制所述第一进液管和所述进口管段之间的通断；所述第一回流管设置有第二开关阀，以控制所述第一回流管和所述出口管段的通断；

所述第二进液管设置有第三开关阀，以控制所述第二进液管和所述进口管段之间的通断；所述第二回流管设置有第四开关阀，以控制所述第二回流管和所述出口管段的通断。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一进液管和所述第一回流管之间通过第一旁通管连通，所述旁通管设置有第五开关阀，所述第二进液管和所述第二回流管之间通过第二旁通管连通，所述第二旁通管设置有第六开关阀。

根据本实用新型的一个实施例，所述进口管段设置有流量开关、压力传感器和第一温度传感器，所述出口管段设置有流量传感器和第二温度传感器。

根据本实用新型的一个实施例，还包括报警器，适于在所述流量开关监测到所述换热管路当中不存在换热介质时报警，或者，

适于在所述压力传感器监测到所述换热管路当中压力低于第一设定压力值或者高于第二设定压力值时报警，所述第二设定压力值大于所述第一设定压力值。

根据本实用新型的一个实施例，所述换热介质为氟化液、去离子水或者水。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一设定温度为-10℃，所述第二设定温度为90℃。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一进液管设置沿着所述第一进液管向所述进口管段单向导通的第一单向阀，所述第一回流管设置有沿着所述出口管段向所述第一回流管单向导通的第二单向阀；

所述第二进液管设置沿着所述第二进液管向所述进口管段单向导通的第三单向阀，所述第二回流管设置有沿着所述出口管段向所述第二回流管单向导通的第四单向阀。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的半导体专用切换控温装置的结构示意图；

1、换热管路；11、进口管段；12、出口管段；21、第一进液管；22、第一回流管；23、第一旁通管；31、第二进液管；32、第二回流管；33、第二旁通管；

SV1、第一开关阀；SV2、第二开关阀；SV3、第三开关阀；SV4、第四开关阀；SV5、第五开关阀；SV6、第六开关阀；

CV1、第一单向阀；CV2、第二单向阀；CV3、第三单向阀；CV4、第四单向阀；

PE、压力传感器；TE1、第一温度传感器；FS、流量开关；FE、流量传感器；TE2、第二温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

请参见图1，根据本实用新型实施例的半导体专用切换控温装置，包括换热管路1、第一支路和第二支路。换热管路1用于和被控设备进行热交换；第一支路适于向换热管路1提供具有第一设定温度的换热介质；第二支路适于向换热管路1提供具有第二设定温度的换热介质；第一支路和第二支路择一与换热管路1导通，第一设定温度和第二设定温度不同。

根据本实用新型实施例的半导体专用切换控温装置，由于第一支路和第二支路择一导通换热管路1，也即可以选择使得具有第一设定温度的换热介质流入换热管路1当中，也可以选择使得具有第二设定温度的换热介质流入换热管路1当中，以实现对被控设备的快速温度调节。

其中，第一设定温度和第二设定温度可以基于被控设备的需要设置，具体温度不受限制。

根据本实用新型的实施例，换热管路1包括进口管段11和出口管段12；第一支路包括第一进液管21和第一回流管22，第一进液管21连通进口管段11，第一回流管22连通出口管段12；第二支路包括第二进液管31和第二回流管32，第二进液管31连通进口管段11，第二回流管32连通出口管段12；第一进液管21和第二进液管31择一和进口管段11导通，第一回流管22和第二回流管32择一和出口管段12导通。其中，第一进液管21和进口管段11导通的时候，则对应第一回流管22和出口管段12导通；第一进液管21和进口管段11断开的时候，则对应第一回流管22和出口管段12断开。同样的，第二进液管31和进口管段11导通的时候，则对应第二回流管32和出口管段12导通；第二进液管31和进口管段11断开的时候，则对应第二回流管32和出口管段12断开。

根据本实用新型的实施例，第一进液管21设置有第一开关阀SV1，以控制第一进液管21和进口管段11之间的通断；第一回流管22设置有第二开关阀SV2，以控制第一回流管22和出口管段12的通断；第二进液管31设置有第三开关阀SV3，以控制第二进液管31和进口管段11之间的通断；第二回流管32设置有第四开关阀SV4，以控制第二回流管32和出口管段12的通断。当然，除了设置以上第一开关阀SV1、第二开关阀SV2、第三开关阀SV3和第四开关阀SV4之外，也可以通过其他方式控制第一支路和第二支路择一导通换热管路1。例如，第一进液管21和第二进液管31可以通过一个三通阀连通进口管段11，同样第一回流管22和第二回流管32可以通过一个三通阀连通出口管段12。

此外，图1中，换热管路1除了包括进口管段11和出口管段12，还包括位于图1中虚线框内的负载管段，负载管段直接和被控设备进行换热，以调节被控设备的温度。

根据本实用新型的实施例，第一支路和第二支路当中的换热介质至少要处于备用状态，也即保证第一支路和第二支路当中的换热介质的温度满足要求，此外第一支路和第二支路当中的换热介质需要始终具有一定压力，进而在需要使用的时候可以直接将对应换热介质通入到换热管路1当中。其中一种可行的方式，第一进液管21和第一回流管22之间通过第一旁通管23连通，第一旁通管设置有第五开关阀SV5，第二进液管31和第二回流管32之间通过第二旁通管33连通，第二旁通管33设置有第六开关阀SV5。由此，当第一支路当中的换热介质参与换热的时候，此时第二支路当中的换热介质可以仅通过第二旁通管33实现循环。

根据本实用新型的实施例，进口管段11设置有流量开关FS、压力传感器PE和第一温度传感器TE1，出口管段12设置有流量传感器FE和第二温度传感器TE2。其中，压力传感器PE可以用于检测换热管路1当中换热介质的压力；流量传感器FE可以用于检测换热管路1的流量值S；流量开关FS用于检测换热管路1当中是否存在流动的换热介质，其中流量开关FS可以保证检测的灵敏度以及可靠性；第一温度传感器TE1用于检测进口管段11当中换热介质的温度T1，第二温度传感器TE2用于检测出口管段12中换热介质的温度T2，进而通过T1、T2和S计算出被控设备的换热负载。在此基础上，基于负载的大小，进一步确定对半导体专用切换控温装置的控制方案。

根据本实用新型的实施例，在实践当中监控进口管段11的意义比监控出口管段12的意义更大，因此优选将压力传感器PE设置在进口管段，当然也可以将压力传感器PE设置在出口管段12，或者也可以同时在进口管段11和出口管段12都设置压力传感器PE。此外，流量传感器FE既可以设置在出口管段12，当然也可以设置在进口管段11。

根据本实用新型的实施例，半导体专用切换控温装置还包括报警器。进而，当流量开关FS监测到换热管路1当中不存在流动的换热介质或者换热介质流量过低时报警，或者，当压力传感器PE监测到换热管路1当中压力低于第一设定压力值或者高于第二设定压力值时报警。当然，在流量开关FS监测到换热管路1当中不存在换热介质，且压力传感器PE监测到换热管路1当中压力低于第一设定压力值或者高于第二设定压力值时，则此时报警器必然发出报警信号。其中，第二设定压力值大于第一设定压力值。也即，当换热管路1当中换热介质的压力在第一设定压力值和第二设定压力值之间的时候，或者刚好等于第一设定压力值，或者刚好等于第二设定压力值时，此时报警器不发出报警信号。

根据本实用新型的实施例，换热介质为氟化液或者DI water(去离子水)或乙二醇。当然换热介质的具体种类不受此处举例限制，其可以为任何形式，只要满足对被控设备的控温要求即可。

根据本实用新型的实施例，以刻蚀工艺当中的刻蚀设备为被控设备为例，由于刻蚀工艺当中刻蚀设备一般需要在-10℃～90℃之间进行切换，因此第一设定温度和第二设定温度当中的其中一个设定为-10℃，另一个设定为90℃。

根据本实用新型的实施例，第一进液管21设置沿着第一进液管21向进口管段11单向导通的第一单向阀CV1，第一回流管22设置有沿着出口管段12向第一回流管22单向导通的第二单向阀CV2；第二进液管31设置沿着第二进液管31向进口管段11单向导通的第三单向阀CV3，第二回流管32设置有沿着出口管段12向第二回流管32单向导通的第四单向阀CV4。通过所有单向阀的设置，可以保证换热介质只沿着单向阀导通的方向流动，排除逆向流动的可能，防止具有第一设定温度的换热介质回流至第二换热源，并防止具有第二设定温度的换热介质回流至第一换热源。

根据本实用新型的实施例，结合图1，其工作状态如下参考下列表格：

也即，当由第一换热源(CH1)通过第一支路给换热管路1提供换热介质的时候，此时第二换热源(CH2)和换热管路1之间断开。同样的，当由第二换热源通过第二支路给换热管路1提供换热介质的时候，此时第一换热源和换热管路1之间断开。

根据本实用新型实施例的半导体专用切换控温装置，可以将被控设备温度调节的时间由数分钟降低至几秒钟，大幅提高温度控制的效率，缩短控温时间。

根据本实用新型实施例的半导体专用切换控温装置，当由第一支路向换热管路1提供换热介质切换至第二支路向换热管路1提供换热介质的时候，为了避免不同温度换热介质的混合，且避免第一换热源或者第二换热源当中流入不对应温度的换热介质，可以设置切换延时。其中，切换不同换热源(第一换热源和第二换热源中的至少其中一个，简称换热源)向换热管路1提供换热介质的过程，对应各个开关阀(第一开关阀SV1、第二开关阀SV2、第三开关阀SV3、第四开关阀SV4、第五开关阀SV5和第六开关阀SV6当中的至少一个，简称开关阀)切换的过程。例如，由第一换热源提供换热介质切换至第二换热源提供换热介质，此时第一开关阀SV1由开启状态切换至关闭状态。为了避免具有第一设定温度的换热介质流回至第二换热源，可以对第一开关阀SV1的状态切换设置延时，具体的延时时长可以基于特定的需求进行设定。同样的，其他开关阀也可以对应设置延时时长。

根据本实用新型的实施例，在某一情景下，由第一换热源通过第一支路向换热管路1提供换热介质。此时，第一开关阀SV1、第二开关阀SV2和第六开关阀SV6开启，第三开关阀SV3、第四开关阀SV4和第五开关阀SV5关闭。

根据本实用新型的实施例，箭头方向对应换热介质的流动方向。此外，第一开关阀SV1、第二开关阀SV2和第六开关阀SV6可以采用常开阀，第三开关阀SV3、第四开关阀SV4和第五开关阀SV5可以采用常闭阀。

值得一提的是，本实用新型实施例的半导体专用切换控温装置，除了可以应用于调节刻蚀设备的温度，还可以用于调节其他半导体制造领域的加工设备，此处不一一列举。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种半导体专用切换控温装置，其特征在于，包括：

换热管路(1)，用于和被控设备进行热交换；

第一支路，适于向所述换热管路(1)提供具有第一设定温度的换热介质；

第二支路，适于向所述换热管路(1)提供具有第二设定温度的换热介质；

所述第一支路和所述第二支路择一与所述换热管路(1)导通，所述第一设定温度和所述第二设定温度不同。

2.根据权利要求1所述的半导体专用切换控温装置，其特征在于，

所述换热管路(1)包括进口管段(11)和出口管段(12)；

所述第一支路包括第一进液管(21)和第一回流管(22)，所述第一进液管(21)连通所述进口管段(11)，所述第一回流管(22)连通所述出口管段(12)；

所述第二支路包括第二进液管(31)和第二回流管(32)，所述第二进液管(31)连通所述进口管段(11)，所述第二回流管(32)连通所述出口管段(12)；

所述第一进液管(21)和所述第二进液管(31)择一和所述进口管段(11)导通，所述第一回流管(22)和所述第二回流管(32)择一和所述出口管段(12)导通。

3.根据权利要求2所述的半导体专用切换控温装置，其特征在于，

所述第一进液管(21)设置有第一开关阀(SV1)，以控制所述第一进液管(21)和所述进口管段(11)之间的通断；所述第一回流管(22)设置有第二开关阀(SV2)，以控制所述第一回流管(22)和所述出口管段(12)的通断；

所述第二进液管(31)设置有第三开关阀(SV3)，以控制所述第二进液管(31)和所述进口管段(11)之间的通断；所述第二回流管(32)设置有第四开关阀(SV4)，以控制所述第二回流管(32)和所述出口管段(12)的通断。

4.根据权利要求3所述的半导体专用切换控温装置，其特征在于，

所述第一进液管(21)和所述第一回流管(22)之间通过第一旁通管(23)连通，所述旁通管设置有第五开关阀(SV5)，所述第二进液管(31)和所述第二回流管(32)之间通过第二旁通管(33)连通，所述第二旁通管(33)设置有第六开关阀(SV6)。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的半导体专用切换控温装置，其特征在于，所述进口管段(11)设置有流量开关(FS)、压力传感器(PE)和第一温度传感器(TE1)，所述出口管段(12)设置有流量传感器(FE)和第二温度传感器(TE2)。

6.根据权利要求5所述的半导体专用切换控温装置，其特征在于，还包括报警器，适于在所述流量开关(FS)监测到所述换热管路(1)当中不存在换热介质时报警，或者，

适于在所述压力传感器(PE)监测到所述换热管路(1)当中压力低于第一设定压力值或者高于第二设定压力值时报警，所述第二设定压力值大于所述第一设定压力值。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的半导体专用切换控温装置，其特征在于，所述换热介质为氟化液、去离子水或者乙二醇。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的半导体专用切换控温装置，其特征在于，所述第一设定温度为-10℃，所述第二设定温度为90℃。

9.根据权利要求2至4中任意一项所述的半导体专用切换控温装置，其特征在于，所述第一进液管(21)设置沿着所述第一进液管(21)向所述进口管段(11)单向导通的第一单向阀(CV1)，所述第一回流管(22)设置有沿着所述出口管段(12)向所述第一回流管(22)单向导通的第二单向阀(CV2)；

所述第二进液管(31)设置沿着所述第二进液管(31)向所述进口管段(11)单向导通的第三单向阀(CV3)，所述第二回流管(32)设置有沿着所述出口管段(12)向所述第二回流管(32)单向导通的第四单向阀(CV4)。

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