CN214474656U - 流体温度控制装置及光刻设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种流体温度控制装置及光刻设备，涉及半导体加工领域，为解决现有光刻设备无法满足不同部件的不同冷却需求的问题而设计。该流体温度控制装置包括温水分流系统、冷水分流系统和控制阀，温水分流系统包括第一温水入口、第一温水出口和第二温水出口，冷水分流系统包括第一冷水入口、第一冷水出口和第二冷水出口；控制阀包括第二温水入口、第二冷水入口和第一混合水出口，第二温水入口与第二温水出口连通，第二冷水入口与第二冷水出口连通，第一混合水出口被配置为向光刻设备的第三组件通入温水与冷水的混合水。本实用新型提供的流体温度控制装置及光刻设备能够满足不同部件的不同冷却需求。

Description

流体温度控制装置及光刻设备

技术领域

本实用新型涉及半导体加工领域，具体而言，涉及一种流体温度控制装置及光刻设备。

背景技术

在新一代光刻设备中，有许多部件(如：电控箱、电机和线缆台等)都需要进行水冷。根据实际工况的需要，一些部件需要恒定温度的冷却水冷却即可，但是有一些部件，根据光刻设备工作的需要，其使用状态经常发生变化，时而需要高速运转，此时，该部件的散热量非常大；时而又处于非工作状态，此时，该部件基本没有散热。但是，即使是温度的微小变化，也会引起较大的加工误差，因此，需要光刻设备的内部保持在恒定的温度。故，对于这些部件，需要根据其实际工作状态为其提供不同温度的冷却水，当这些部件高速运转、散热量大时，就为其提供温度较低的冷却水，当这些部件低速运转或者处于非工作状态时，此时散热量较小，就为其提供温度较高的冷却水，以保证周围环境温度的稳定性，从而保证光刻设备的加工精度。

然而，目前的光刻设备中，无法满足不同部件的不同冷却需求。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种流体温度控制装置，以解决现有光刻设备无法满足不同部件的不同冷却需求的技术问题。

本实用新型提供的流体温度控制装置，包括温水分流系统、冷水分流系统和控制阀，其中，所述温水分流系统包括第一温水入口以及均与所述第一温水入口连通的第一温水出口和第二温水出口，所述冷水分流系统包括第一冷水入口以及均与所述第一冷水入口连通的第一冷水出口和第二冷水出口，所述第一温水出口被配置为向光刻设备的第一组件通入温水，所述第一冷水出口被配置为向光刻设备的第二组件通入冷水；所述控制阀包括第二温水入口、第二冷水入口和与所述第二温水入口、所述第二冷水入口二者连通的第一混合水出口，所述第二温水入口与所述第二温水出口连通，所述第二冷水入口与所述第二冷水出口连通，所述第一混合水出口被配置为向光刻设备的第三组件通入温水与冷水的混合水。

进一步地，所述控制阀还包括第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯设置在所述第二温水入口处，所述第一阀芯被配置为控制所述第二温水入口的通流面积，所述第二阀芯设置在所述第二冷水入口处，所述第二阀芯被配置为控制所述第二冷水入口的通流面积。

进一步地，所述冷水分流系统包括第一分流块，所述第一分流块内设置有冷水流道和混合水流道，其中，所述冷水流道的入口形成所述第一冷水入口，所述冷水流道的出口形成所述第一冷水出口；所述混合水流道的入口通过连接管与所述第一混合水出口连通，所述第一分流块还开设有与所述混合水流道连通的第二混合水出口，所述第一混合水出口通过所述连接管、所述第二混合水出口向所述第三组件通入混合水。

进一步地，所述第一混合水出口处设置有直角接头，所述连接管通过所述直角接头连接在所述第一混合水出口处。

进一步地，所述流体温度控制装置还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器安装于所述第一分流块，且所述第一温度传感器的感测部伸入所述混合水流道。

进一步地，所述流体温度控制装置还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器安装于所述第一分流块，且所述第二温度传感器的感测部伸入所述冷水流道。

进一步地，所述温水分流系统包括第二分流块，所述第二分流块内设置有温水流道和与所述温水流道连通的分支流道，所述温水流道的入口形成所述第一温水入口，所述温水流道的出口形成所述第一温水出口，所述分支流道的出口与所述第二温水入口连通。

进一步地，所述流体温度控制装置还包括回水分流系统，所述回水分流系统包括回水入口和与所述回水入口连通的回水出口，所述回水入口被配置为使经过换热的冷却水回流至所述回水分流系统，所述回水出口用于与冷水机连接，所述回水出口被配置为使经过换热的冷却水进入所述冷水机，再循环进入所述第一温水入口或第一冷水入口。

进一步地，所述回水出口处设置有流量计，所述流量计被配置为检测所述回水出口处的流体流量。

本实用新型流体温度控制装置带来的有益效果是：

通过设置主要由温水分流系统、冷水分流系统和控制阀组成的流体温度控制装置，其中，温水分流系统包括第一温水入口、第一温水出口和第二温水出口，第一温水出口用于向光刻设备的第一组件(如：磁钢和L形梁等部件)通入温水；冷水分流系统包括第一冷水入口、第一冷水出口和第二冷水出口，第一冷水出口用于向光刻设备的第二组件(如：线缆台、底部水冷板和粗动电机等部件)通入冷水；控制阀包括与第二温水出口连通的第二温水入口、与第二冷水出口连通的第二冷水入口以及与第二温水入口和第二冷水入口二者连通的第一混合水出口，第一混合水出口用于向光刻设备的第三组件(如：水平微动电机等部件)通入温水与冷水的混合水。

当光刻设备使用上述流体温度控制装置后，可以使第一温水入口接向温水源(温度恒定)，使得温水由第一温水入口进入，其中，一部分温水通过第一温水出口直接流向磁钢和L形梁等部件，对其进行冷却，另一部分温水则通过第二温水出口进入控制阀；同时，使第一冷水入口接向冷水源(温度恒定)，使得冷水由第一冷水入口进入，其中，一部分冷水通过第一冷水出口直接流出，对线缆台、底部水冷板和粗动电机等部件进行冷却，另一部分冷水则通过第二冷水出口进入控制阀，与上述由第二温水出口进入控制阀的温水进行混合，成为温度介于温水温度与冷水温度之间的混合水，该混合水通过第一混合水出口流向水平微动电机。

该流体温度控制装置能够采用温水、冷水和混合水共三路水分别冷却光刻设备中不同的组件，满足了不同组件的不同冷却需求，使得各组件均能够在最佳状态下工作，从而改善了现有技术中存在的光刻设备无法满足不同部件的不同冷却需求的技术问题，进而保证了光刻设备的加工精度。

本实用新型的第二个目的在于提供一种光刻设备，以解决现有光刻设备无法满足不同部件的不同冷却需求的技术问题。

本实用新型提供的光刻设备，包括上述流体温度控制装置。

本实用新型光刻设备带来的有益效果是：

通过在光刻设备中设置上述流体温度控制装置，相应地，该光刻设备具有上述流体温度控制装置的所有优势，在此不再一一赘述。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的流体温度控制装置在第一视角下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的流体温度控制装置在第二视角下的结构示意图。

附图标记说明：

100-第二分流块；200-第一分流块；300-控制阀；400-连接管；500-直角接头；600-第一温度传感器；700-第二温度传感器；800-回水分流系统；

110-第一温水入口；120-第一温水出口；130-第二温水出口；

210-第一冷水入口；220-第一冷水出口；230-第二冷水出口；240-第二混合水出口；

310-第一混合水出口；

810-回水入口；820-回水出口；830-流量计。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为本实施例提供的流体温度控制装置在第一视角下的结构示意图，图2为本实施例提供的流体温度控制装置在第二视角下的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例提供了一种流体温度控制装置，包括温水分流系统、冷水分流系统和控制阀300，具体地，温水分流系统包括第一温水入口110以及均与第一温水入口110连通的第一温水出口120和第二温水出口130，冷水分流系统包括第一冷水入口210以及均与第一冷水入口210连通的第一冷水出口220和第二冷水出口230，第一温水出口120被配置为向光刻设备的第一组件通入温水，第一冷水出口220被配置为向光刻设备的第二组件通入冷水；控制阀300包括第二温水入口、第二冷水入口和与第二温水入口、第二冷水入口二者连通的第一混合水出口310，其中，第二温水入口与第二温水出口130连通，第二冷水入口与第二冷水出口230连通，第一混合水出口310被配置为向光刻设备的第三组件通入温水与冷水的混合水。

当光刻设备使用上述流体温度控制装置后，可以使第一温水入口110接向温水源(温度恒定)，使得温水由第一温水入口110进入，其中，一部分温水通过第一温水出口120直接流向磁钢和L形梁等部件，对其进行冷却，另一部分温水则通过第二温水出口130进入控制阀300；同时，使第一冷水入口210接向冷水源(温度恒定)，使得冷水由第一冷水入口210进入，其中，一部分冷水通过第一冷水出口220直接流出，对线缆台、底部水冷板和粗动电机等部件进行冷却，另一部分冷水则通过第二冷水出口230进入控制阀300，与上述由第二温水出口130进入控制阀300的温水进行混合，成为温度介于温水温度与冷水温度之间的混合水，该混合水通过第一混合水出口310流向水平微动电机。

该流体温度控制装置能够采用温水、冷水和混合水共三路水分别冷却光刻设备中不同的组件，满足了不同组件的不同冷却需求，使得各组件均能够在最佳状态下工作，从而改善了现有技术中存在的光刻设备无法满足不同部件的不同冷却需求的技术问题，进而保证了光刻设备的加工精度。

需要说明的是，本实施例中，仅仅以水作为冷却液对该流体温度控制装置进行示例性说明，可以理解的是，冷却液还可以为水以外的其他流体。

具体地，本实施例中，控制阀300包括第一阀芯和第二阀芯，其中，第一阀芯设置在第二温水入口处，第一阀芯被配置为控制第二温水入口的通流面积，第二阀芯设置在第二冷水入口处，第二阀芯被配置为控制第二冷水入口的通流面积。

该流体温度控制装置在工作过程中，由于混合水的作用是冷却工件台的水平微动电机，根据光刻设备的工作需要，当水平微动电机处于高速运转状态时，散热量较大，此时，可以利用第一阀芯减少第二温水入口处的温水通流面积、利用第二阀芯增加第二冷水入口处的通流面积，以降低冷却水的温度，使得水平微动电机产生的热量能够快速散发；当水平微动电机处于低速运转状态或者非工作状态时，散热量较小，此时，可以利用第一阀芯增加第一温水入口110处的温水通流面积、利用第二阀芯减少第二冷水入口处的通流面积，以适当提高冷却水的温度，从而使工件台周围环境温度保持在稳定状态，进而保证光刻设备的加工精度。

如此设置，使得该流体温度控制装置在工作时，可以根据第三组件的不同工作状态，具体来说也就是不同的散热状态，对温水与冷水的混合比例进行实时调节，来获得所需温度的冷却水，使得第三组件保持在最佳工作状态，从而保证了光刻设备的加工精度。

请继续参照图1和图2，本实施例中，冷水分流系统包括第一分流块200，第一分流块200内设置有冷水流道和混合水流道，具体地，冷水流道的入口形成第一冷水入口210，冷水流道的出口形成第一冷水出口220；混合水流道的入口通过连接管400与第一混合水出口310连通，第一分流块200还开设有与混合水流道连通的第二混合水出口240，第一混合水出口310通过连接管400、第二混合水出口240向第三组件通入混合水。

这种将冷水流道和混合水流道均集成于第一分流块200的设置形式，使得该流体温度控制装置的结构更加紧凑化，在减小其体积的同时，也减轻了其重量。

需要说明的是，在第一分流块200内，冷水流道与混合水流道间隔设置，二者相互独立，且互不干涉。本实施例中，冷水的温度约为19℃，温水的温度约为23℃，混合水的温度介于19℃与23℃之间，因此，在第一分流块200内，冷水流道内的冷水热量与混合水流道内的混合水热量之间的传导可以忽略不计。

请继续参照图1和图2，本实施例中，第一混合水出口310处设置有直角接头500，连接管400通过直角接头500连接在第一混合水出口310处。如此设置，一方面，能够减少连接管400的弯折角度，不仅便于安装调试，而且，还能够保证混合水自第一混合水出口310向连接管400中流动的顺畅性，符合流体工艺，另一方面，还能够缩小本实施例流体温度控制装置的体积，有利于该流体温度控制装置的结构紧凑化设计。

如图1和图2所示，本实施例中，该流体温度控制装置还可以包括第一温度传感器600，具体地，第一温度传感器600安装于第一分流块200，且第一温度传感器600的感测部伸入混合水流道。

通过设置第一温度传感器600，能够实现对当前混合水温度的监测，当出现混合水温度异常时，可以对工作人员进行提示，以便工作人员对该流体温度控制装置进行检修、维护，从而保证第三组件的冷却效果。

请继续参照图1和图2，本实施例中，该流体温度控制装置还可以包括第二温度传感器700，具体地，第二温度传感器700安装于第一分流块200，且第二温度传感器700的感测部伸入冷水流道。

通过设置第二温度传感器700，能够实现对当前冷水温度的监测，当出现冷水温度异常时，可以对工作人员进行提示，以便工作人员对该流体温度控制装置进行检修、维护，从而保证第二组件的冷却效果。

请继续参照图1和图2，本实施例中，温水分流系统包括第二分流块100，具体地，第二分流块100内设置有温水流道和与温水流道连通的分支流道，其中，温水流道的入口形成第一温水入口110，温水流道的出口形成第一温水出口120，分支流道的出口与第二温水入口连通。这种温水分流系统的设置形式，结构简单，分流可靠。

请继续参照图1和图2，本实施例中，该流体温度控制装置还可以包括回水分流系统800，具体地，回水分流系统800包括回水入口810和与回水入口810连通的回水出口820，其中，回水入口810被配置为使经过换热的冷却水回流至回水分流系统800，回水出口820用于与冷水机连接，回水出口820被配置为使经过换热的冷却水进入冷水机，再循环进入第一温水入口110或第一冷水入口210。

当光刻设备中设置有上述流体温度控制装置时，其中，自第一温水出口120流出的温水、自第一冷水出口220流出的冷水以及自第二混合水出口240流出的混合水分别流向不同组件，完成对上述不同组件的冷却处理后，将通过回水入口810流向回水分流系统800，进而由回水出口820流出，经过冷水机的处理后，再通过第一温水入口110或第一冷水入口210进入，以实现冷却水的循环使用。

通过在该流体温度控制装置中设置回水分流系统800，实现了对冷却水的回收和再利用，减少了冷却水的浪费。

请继续参照图1和图2，本实施例中，回水出口820处还设置有流量计830，具体地，流量计830被配置为检测回水出口820处的流体流量。通过在回水出口820处设置流量计830，可以实现对回流冷却水流量的实时监测，使得工作人员能够根据流量计830监测到的回水流量及时进行调整，从而保证了冷却水循环的稳定性。

此外，本实施例还提供了一种光刻设备，包括上述流体温度控制装置。

通过在光刻设备中设置上述流体温度控制装置，相应地，该光刻设备具有上述流体温度控制装置的所有优势，在此不再一一赘述。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种流体温度控制装置，其特征在于，包括温水分流系统、冷水分流系统和控制阀(300)，其中，所述温水分流系统包括第一温水入口(110)以及均与所述第一温水入口(110)连通的第一温水出口(120)和第二温水出口(130)，所述冷水分流系统包括第一冷水入口(210)以及均与所述第一冷水入口(210)连通的第一冷水出口(220)和第二冷水出口(230)，所述第一温水出口(120)被配置为向光刻设备的第一组件通入温水，所述第一冷水出口(220)被配置为向光刻设备的第二组件通入冷水；所述控制阀(300)包括第二温水入口、第二冷水入口和与所述第二温水入口、所述第二冷水入口二者连通的第一混合水出口(310)，所述第二温水入口与所述第二温水出口(130)连通，所述第二冷水入口与所述第二冷水出口(230)连通，所述第一混合水出口(310)被配置为向光刻设备的第三组件通入温水与冷水的混合水。

2.根据权利要求1所述的流体温度控制装置，其特征在于，所述控制阀(300)还包括第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯设置在所述第二温水入口处，所述第一阀芯被配置为控制所述第二温水入口的通流面积，所述第二阀芯设置在所述第二冷水入口处，所述第二阀芯被配置为控制所述第二冷水入口的通流面积。

3.根据权利要求2所述的流体温度控制装置，其特征在于，所述冷水分流系统包括第一分流块(200)，所述第一分流块(200)内设置有冷水流道和混合水流道，其中，所述冷水流道的入口形成所述第一冷水入口(210)，所述冷水流道的出口形成所述第一冷水出口(220)；所述混合水流道的入口通过连接管(400)与所述第一混合水出口(310)连通，所述第一分流块(200)还开设有与所述混合水流道连通的第二混合水出口(240)，所述第一混合水出口(310)通过所述连接管(400)、所述第二混合水出口(240)向所述第三组件通入混合水。

4.根据权利要求3所述的流体温度控制装置，其特征在于，所述第一混合水出口(310)处设置有直角接头(500)，所述连接管(400)通过所述直角接头(500)连接在所述第一混合水出口(310)处。

5.根据权利要求3所述的流体温度控制装置，其特征在于，所述流体温度控制装置还包括第一温度传感器(600)，所述第一温度传感器(600)安装于所述第一分流块(200)，且所述第一温度传感器(600)的感测部伸入所述混合水流道。

6.根据权利要求3所述的流体温度控制装置，其特征在于，所述流体温度控制装置还包括第二温度传感器(700)，所述第二温度传感器(700)安装于所述第一分流块(200)，且所述第二温度传感器(700)的感测部伸入所述冷水流道。

7.根据权利要求1-6任一项所述的流体温度控制装置，其特征在于，所述温水分流系统包括第二分流块(100)，所述第二分流块(100)内设置有温水流道和与所述温水流道连通的分支流道，所述温水流道的入口形成所述第一温水入口(110)，所述温水流道的出口形成所述第一温水出口(120)，所述分支流道的出口与所述第二温水入口连通。

8.根据权利要求1-6任一项所述的流体温度控制装置，其特征在于，所述流体温度控制装置还包括回水分流系统(800)，所述回水分流系统(800)包括回水入口(810)和与所述回水入口(810)连通的回水出口(820)，所述回水入口(810)被配置为使经过换热的冷却水回流至所述回水分流系统(800)，所述回水出口(820)用于与冷水机连接，所述回水出口(820)被配置为使经过换热的冷却水进入所述冷水机，再循环进入所述第一温水入口(110)或第一冷水入口(210)。

9.根据权利要求8所述的流体温度控制装置，其特征在于，所述回水出口(820)处设置有流量计(830)，所述流量计(830)被配置为检测所述回水出口(820)处的流体流量。

10.一种光刻设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的流体温度控制装置。

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