CN220249922U - 一种半导体机台灯源的温度调节系统及半导体机台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种半导体机台灯源的温度调节系统及半导体机台，包括：温度传感器组，位于光源灯室内，所述温度传感器组包括阳极温度传感器、阴极温度传感器以及灯室温度传感器；处理器，其输入端电连接于所述温度传感器组的输出端；控制器，其输入端电连接于所述处理器的输出端，所述控制器通过电机组与调节阀组相连，所述调节阀组设于冷却管道组上，所述冷却管道组与所述光源灯室相通；以及电源，分别电连接所述温度传感器组、所述处理器以及所述控制器。通过本实用新型公开的一种半导体机台灯源的温度调节系统及半导体机台，能够实时调节光源的温度。

Description

一种半导体机台灯源的温度调节系统及半导体机台

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体机台灯源的温度调节系统及半导体机台。

背景技术

半导体机台光源可以应用于晶圆加工的场景中。由于光源在工作时会产生一定的温度，导致光源自身温度升高。当光源的温度达到一定的程度后，半导体机台的测试数据会产生异常，无法继续对晶圆进行加工。当温度过高时，也可能会出现爆灯的情况，半导体机台的加工环境被污染，晶圆表面受到影响，导致晶圆报废。此时工作人员会手动调节冷却管道的调节阀，进而调节冷却介质的流量，以对光源进行降温。采用这种方式对光源的温度进行调节，在一定程度上会影响晶圆的加工效率。因此，存在待改进之处。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种半导体机台灯源的温度调节系统及半导体机台，能够实时调节光源的温度。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种半导体机台灯源的温度调节系统，包括：

温度传感器组，位于光源灯室内，所述温度传感器组包括阳极温度传感器、阴极温度传感器以及灯室温度传感器；

处理器，其输入端电连接于所述温度传感器组的输出端；

控制器，其输入端电连接于所述处理器的输出端，所述控制器通过电机组与调节阀组相连，所述调节阀组设于冷却管道组上，所述冷却管道组与所述光源灯室相通；以及

电源，分别电连接所述温度传感器组、所述处理器以及所述控制器。

在本实用新型一实施例中，还包括信号放大器，所述信号放大器电连接于所述温度传感器组与所述处理器之间。

在本实用新型一实施例中，所述阳极温度传感器位于光源的阳极部分上，所述阴极温度传感器位于所述光源的阴极部分上，所述灯室温度传感器位于所述光源灯室内。

在本实用新型一实施例中，所述阳极温度传感器、阴极温度传感器以及灯室温度传感器分别通过所述信号放大器电连接所述处理器的输入端。

在本实用新型一实施例中，所述电机组包括阳极电机与阴极电机，所述调节阀组包括阳极调节阀与阴极调节阀，所述冷却管道组包括阳极管道与阴极管道，所述阳极电机的输出端与所述阳极调节阀相连，所述阳极调节阀位于所述阳极管道上，所述阳极管道与光源的阳极部分连通，所述阴极电机的输出端与所述阴极调节阀相连，所述阴极调节阀位于所述阴极管道上，所述阴极管道与所述光源的阴极部分连通。

在本实用新型一实施例中，所述控制器包括：

阳极交流接触器，电连接于所述处理器与阳极电机之间；以及

阴极交流接触器，电连接于所述处理器与阴极电机之间。

在本实用新型一实施例中，所述阳极电机与所述阴极电机分别通过熔断器电连接所述电源。

在本实用新型一实施例中，还包括控制开关，所述控制开关电连接于所述处理器与光源之间。

在本实用新型一实施例中，所述控制开关包括：开关与中间继电器，所述处理器的输出端分别与所述开关与所述中间继电器的一端并联，所述开关的另一端电连接光源的一端，所述光源的另一端与所述中间继电器的一端并联后电连接所述处理器。

本实用新型还提供一种半导体机台，包括所述的半导体机台灯源的温度调节系统。

如上所述，本实用新型提供一种半导体机台灯源的温度调节系统及半导体机台，通过实时对光源的温度进行监控，意想不到的效果是能够有效控制光源的温度，防止温度过高对光源造成损伤，进而能够在一定程度上提升晶圆的加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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显示为本实用新型的一种半导体机台灯源的温度调节系统的示意图；

图2显示为本实用新型的一种半导体机台灯源的温度调节系统的电路图。

元件标号说明：

100、电源；200、温度传感器组；210、阳极温度传感器；220、阴极温度传感器；230、灯室温度传感器；300、信号放大器；400、处理器；500、控制器；510、阳极交流接触器；520、阴极交流接触器；600、控制开关；610、开关；620、中间继电器；700、电机组；710、阳极电机；720、阴极电机；730、熔断器；800、光源；900、调节阀组。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种半导体机台，其可用于对晶圆进行加工，半导体机台可以包括机台主体、光源灯室、冷却管道组、调节阀组900、电机组700以及半导体机台灯源的温度调节系统。其中，光源灯室可设于机台主体内，以对晶圆进行加工。冷却管道组可以设于机台主体上，且与光源灯室连通，可以通过冷却管道组向光源灯室中通入冷却介质，以实现对光源灯室中光源的降温。光源可以为氙气灯、卤素强光灯等。调节阀组900可以分别设于冷却管道组上，以控制冷却管道组中冷却介质的流量。电机组700可以分别与调节阀组900相连，可通过电机组带动调节阀组900转动。半导体机台灯源的温度调节系统可以设于半导体机台上，半导体机台灯源的温度调节系统可以通过实时监控光源灯室中的温度，以控制电机组工作。

请参阅图1所示，在本实用新型的一个实施例中，半导体机台灯源的温度调节系统可以包括电源100、温度传感器组200、信号放大器300、处理器400、控制器500以及控制开关600。其中，电源100可以用于分别向温度传感器组200、信号放大器300、处理器400以及控制器500进行供电，处理器400可以分别控制控制器500与控制开关600的工作，处理器400可以向控制开关600供电。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，电源100可以输出±24V的直流电/交流电，也可以输出220V的交流电。例如，电源100可以向信号放大器300与处理器400输出±24V的直流电，也可以向控制器500输出220V的交流电。在本实施例中，对电源100的输出情况可不加限制，电源100的具体输出情况可根据实际需求进行设定。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，温度传感器组200可以用于实时测量光源灯室内的温度。温度传感器组200可以包括阳极温度传感器210、阴极温度传感器220以及灯室温度传感器230。其中，阳极温度传感器210可以位于光源800的阳极接口部分，以实时测量光源800阳极接口部分的温度。阴极温度传感器220可以位于光源的阴极接口部分，以实时测量光源800阴极接口部分的温度。灯室温度传感器230可以位于光源灯室内，以实时测量光源灯室内的温度。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，信号放大器300的输入端可以分别电连接温度传感器组200的输出端。信号放大器300可用于将温度传感器组200检测到的温度信号转换成电压信号或电流信号，通过对阳极温度传感器210、阴极温度传感器220以及灯室温度传感器230输出的信号进行放大、滤波、比较等处理，从而得到准确的温度值。信号放大器300的数量可以为。在本实施例中，以信号放大器300的数量为三个为例进行说明。阳极温度传感器210、阴极温度传感器220以及灯室温度传感器230的输出端可分别与不同的信号放大器310的输入端电连接。信号放大器310的供电接口可以与电源100的+24V直流端电连接，进而可通过电源100向信号放大器310提供电源。在本实施例中，电源100可以向信号放大器310提供+24V的直流电，在其他实施例中，也可提供其他电压的直流电。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，处理器400可以用于接收通过信号放大器300发出的温度信号。处理器400可以采用西门子SIMATICS7-200的PLC。处理器400可以包括三个输入部分，其输入接口可以分别为AI1引脚、AI2引脚以及AI3引脚。AI1引脚、AI2引脚以及AI3引脚可以分别与三个信号放大器310的输出端电连接。分别位于AI1引脚、AI2引脚以及AI3引脚一侧的三个COM端口可以与电源100的-24V直流端电连接，电源100可以向处理器400的三个COM端口提供-24V的直流电。对应的AI1引脚、处理器、COM端口、电源、信号放大器310能够组成一个电流回路。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，与阳极温度传感器210电连接的信号放大器310的输出端可以与AI1引脚电连接，处理器400可以通过AI1引脚接收来自阳极温度传感器210的阳极测量信号，阳极测量信号可以表示为阳极温度。与阴极温度传感器220电连接的信号放大器310的输出端可以与AI2引脚电连接，处理器400可以通过AI2引脚接收来自阴极温度传感器220的阴极测量信号，阴极测量信号可以表示为阴极温度。与灯室温度传感器230电连接的信号放大器310的输出端可以与AI3引脚电连接。处理器400可以通过AI3引脚接收来自灯室温度传感器230的灯室测量信号，灯室测量信号可以表示为灯室温度。处理器400可分别用于接收阳极温度、阴极温度以及灯室温度，并与其内部预设的温度阈值进行比较，以完成不同的操作。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，处理器400的输出端可以与控制器500电连接。控制器500为交流接触器。交流接触器可以利用电磁力与弹簧弹力相配合，实现触头的接通与分断。交流接触器的工作状态可以包括失电状态与得电状态。在本实施例中，控制器500可以包括阳极交流接触器510、阴极交流接触器520。处理器400的输出端Y1引脚可以与阳极交流接触器510的输入端电连接。处理器400的输出端Y2引脚可以与阴极交流接触器520的输入端电连接。阳极交流接触器510的输出端与阴极交流接触器520的输出端可以分别与电机组700的输入端电连接。以通过阳极交流接触器510与阴极交流接触器520的失电与得电进而控制电机组700的工作。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，电机组700可以包括阳极电机710与阴极电机720。阳极电机710的三相接线端(U端、V端以及W端)可以分别与阳极交流接触器510的输出端电连接，同时，阳极电机710的三相接线端还分别通过熔断器730与电源100的L1端、L2端以及L3端电连接。阴极电机720的三相接线端(U端、V端以及W端)可以分别与阴极交流接触器520的输出端电连接，同时，阳极电机710的三相接线端还分别通过熔断器730与电源100的L1端、L2端以及L3端电连接。可以通过电源100分别向阳极电机710与阴极电机720提供220V的交流电。阳极电机710与阴极电机720的输出端可以与调节阀组900连接。调节阀组900可以安装在冷却管道组上。调节阀组900可以包括阳极调节阀与阴极调节阀。冷却管道组可以包括阳极管道与阴极管道。阳极管道可以与光源的阳极部分连通。阴极管道可以与光源的阴极部分连通。阳极电机710的输出端可以与阳极调节阀连接，阳极调节阀可以设于阳极管道上。阴极电机720的输出端可以与阴极调节阀连接，阴极调节阀可以设于阴极管道上。进而可通过控制阳极电机710与阴极电机720的通电情况，以控制阳极调节阀与阴极调节阀的开启与关闭，通过能够控制阳极管道与阴极管道中冷却介质的流量，以实现对光源的阳极部分与阴极部分的降温。在本实施例中，冷却介质可以为氮气N₂，在其他实施例中，冷却介质也可以为其他惰性气体。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，控制开关600可以包括开关610与中间继电器620。处理器400的输出端Y3引脚可以分别与开关610、中间继电器620的一端电连接，开关610的另一端可以与光源800的一端电连接，光源800的另一端可以与中间继电器620的另一端并联后与处理器400输出端Y3对应的COM端口电连接。处理器400可通过控制开关610，直接对光源800进行断电。中间继电器620可以起到电阻的作用，同时能够通过处理器400内部的程序，以控制光源800的工作。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，处理器400中预设的温度阈值可以被区分为正常温度、预警温度以及报警温度。其中，正常温度小于预警温度，预警温度小于报警温度。在本实实施例中，正常温度、预警温度以及报警温度的大小可不加限制。例如，正常温度可以在60℃～80℃的范围之间，正常温度可以为60℃，也可以为70℃，还可以为80℃。预警温度可以在80℃～100℃的范围之间，预警温度可以为80℃，也可以为90℃，还可以为100℃。报警温度可以在100℃～140℃的范围之间，报警温度可以为100℃，也可以为120℃，还可以为140℃。正常温度、预警温度以及报警温度的实际大小可根据实际需求进行设定。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，当阳极温度小于或等于正常温度时，处理器400可以发出正常指令，以表示光源800的阳极部分温度正常。此时阳极交流接触器510处于失电状态，阳极电机710不工作，阳极管道中的冷却介质流速可以表示为S1。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，当阳极温度大于正常温度且小于预警温度时，处理器400可以发出告警指令，以表示光源800的阳极部分温度异常。此时控制器400可以控制阳极交流接触器510得电一段时间，阳极交流接触器510在这段时间内处于得电状态，并控制阳极电机710工作一段时间。此时阳极管道中冷却介质流速可以表示为S2，S2>S1。当冷却介质对光源800的阳极部分进行降温处理后，直至阳极温度小于或等于正常温度时，此时处理器400可以发出结束指令，以表示光源800的阳极部分温度正常。此时阳极交流接触器510处于失电状态，阳极电机710返回初始位置，阳极管道中的冷却介质流速从S2降低到S1。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，当阳极温度大于等于预警温度且小于报警温度时，处理器400可以发出报警指令，以表示光源800的阳极部分温度异常。此时控制器400可以控制阳极交流接触器510得电一段时间，阳极交流接触器510在这段时间内处于得电状态，并控制阳极电机710工作一段时间。此时阳极管道中冷却介质流速可以表示为S3，S3>S2。当冷却介质对光源800的阳极部分进行降温处理后，直至阳极温度小于或等于正常温度时，此时处理器400可以发出结束指令，以表示光源800的阳极部分温度正常。此时阳极交流接触器510处于失电状态，阳极电机710返回初始位置，阳极管道中的冷却介质流速从S3降低到S1。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，当阴极温度小于或等于正常温度时，处理器400可以发出正常指令，以表示光源800的阴极部分温度正常。此时阴极交流接触器520处于失电状态，阴极电机720不工作，阴极管道中的冷却介质流速可以表示为S1。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，当阴极温度大于正常温度且小于预警温度时，处理器400可以发出告警指令，以表示光源800的阴极部分温度异常。此时控制器400可以控制阴极交流接触器520得电一段时间，阴极交流接触器520在这段时间内处于得电状态，并控制阴极电机720工作一段时间。此时阴极管道中冷却介质流速可以表示为S2，S2>S1。当冷却介质对光源800的阴极部分进行降温处理后，直至阴极温度小于或等于正常温度时，此时处理器400可以发出结束指令，以表示光源800的阴极部分温度正常。此时阴极交流接触器520处于失电状态，阴极电机720返回初始位置，阴极管道中的冷却介质流速从S2降低到S1。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，当阴极温度大于等于预警温度且小于报警温度时，处理器400可以发出报警指令，以表示光源800的阴极部分温度异常。此时控制器400可以控制阴极交流接触器520得电一段时间，阴极交流接触器520在这段时间内处于得电状态，并控制阴极电机720工作一段时间。此时阴极管道中冷却介质流速可以表示为S3，S3>S2。当冷却介质对光源800的阴极部分进行降温处理后，直至阴极温度小于或等于正常温度时，此时处理器400可以发出结束指令，以表示光源800的阴极部分温度正常。此时阴极交流接触器520处于失电状态，阴极电机720返回初始位置，阴极管道中的冷却介质流速从S3降低到S1。

请参阅图1及图2所示，在本实用新型的一个实施例中，当阴极温度大于等于报警温度，或者，当阳极温度大于等于报警温度，或者，当灯室温度大于等于报警温度时，即阴极温度、阳极温度以及灯室温度中的任意一项大于或等于报警温度时，处理器400警告指令，以表示光源800的温度异常，光源800可能出现损坏情况，此时处理器400会控制控制开关600断开，即控制开关610断开，进而实现对光源800的断电。

可见，在上述方案中，通过实时对光源的温度进行监控，意想不到的效果是能够有效控制光源的温度，防止温度过高对光源造成损伤，进而能够在一定程度上提升晶圆的加工效率。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型实施例只是用于帮助阐述本实用新型。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种半导体机台灯源的温度调节系统，其特征在于，包括：

温度传感器组，位于光源灯室内，所述温度传感器组包括阳极温度传感器、阴极温度传感器以及灯室温度传感器；

处理器，其输入端电连接于所述温度传感器组的输出端；

控制器，其输入端电连接于所述处理器的输出端，所述控制器通过电机组与调节阀组相连，所述调节阀组设于冷却管道组上，所述冷却管道组与所述光源灯室相通；以及

电源，分别电连接所述温度传感器组、所述处理器以及所述控制器。

2.根据权利要求1所述的半导体机台灯源的温度调节系统，其特征在于，还包括信号放大器，所述信号放大器电连接于所述温度传感器组与所述处理器之间。

3.根据权利要求1所述的半导体机台灯源的温度调节系统，其特征在于，所述阳极温度传感器位于光源的阳极部分上，所述阴极温度传感器位于所述光源的阴极部分上，所述灯室温度传感器位于所述光源灯室内。

4.根据权利要求2所述的半导体机台灯源的温度调节系统，其特征在于，所述阳极温度传感器、阴极温度传感器以及灯室温度传感器分别通过所述信号放大器电连接所述处理器的输入端。

5.根据权利要求1所述的半导体机台灯源的温度调节系统，其特征在于，所述电机组包括阳极电机与阴极电机，所述调节阀组包括阳极调节阀与阴极调节阀，所述冷却管道组包括阳极管道与阴极管道，所述阳极电机的输出端与所述阳极调节阀相连，所述阳极调节阀位于所述阳极管道上，所述阳极管道与光源的阳极部分连通，所述阴极电机的输出端与所述阴极调节阀相连，所述阴极调节阀位于所述阴极管道上，所述阴极管道与所述光源的阴极部分连通。

6.根据权利要求5所述的半导体机台灯源的温度调节系统，其特征在于，所述控制器包括：

阳极交流接触器，电连接于所述处理器与阳极电机之间；以及

阴极交流接触器，电连接于所述处理器与阴极电机之间。

7.根据权利要求6所述的半导体机台灯源的温度调节系统，其特征在于，所述阳极电机与所述阴极电机分别通过熔断器电连接所述电源。

8.根据权利要求1所述的半导体机台灯源的温度调节系统，其特征在于，还包括控制开关，所述控制开关电连接于所述处理器与光源之间。

9.根据权利要求8所述的半导体机台灯源的温度调节系统，其特征在于，所述控制开关包括开关与中间继电器，所述处理器的输出端分别与所述开关与所述中间继电器的一端并联，所述开关的另一端电连接光源的一端，所述光源的另一端与所述中间继电器的一端并联后电连接所述处理器。

10.一种半导体机台，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的半导体机台灯源的温度调节系统。