TW202324573A - 晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置及晶圓清洗設備 - Google Patents

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Abstract

一種晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置及晶圓清洗設備。該裝置包括：製冷片模組、控制模組和第一測溫器件；製冷片模組設置在清洗槽的外壁上，通過控制模組基於清洗槽內清洗液的當前溫度和目標溫度，靈活地控制製冷片模組，從而實現升溫加熱和降溫冷卻功能的靈活切換，進而靈活地控制清洗液的溫度，並且由於製冷片模組中的半導體製冷片處於工作狀態時，第一片體與第二片體之間會產生一定溫差，能夠避免因清洗液的加熱溫度過高而導致清洗槽的防護外殼受熱變形，起到對防護外殼進行降溫保護的效果。

Description

晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置及晶圓清洗設備
本申請涉及半導體技術領域，尤其涉及一種晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置及晶圓清洗設備。
晶圓清洗設備主要分為單片半導體清洗設備和用於批量清洗的槽式半導體清洗設備，其中，槽式半導體清洗設備由於通過率高，產能大而得以廣泛應用，槽式半導體清洗設備在清洗晶圓的過程中，根據所需去除的表面殘留物質的不同，需要在清洗槽內配置不同的化學藥劑，為了達到最佳的清洗效果，往往藥劑濃度以及藥劑的溫度也需要根據製程的需求進行控制。
相關技術中，在對清洗槽內化學藥劑的溫度進行控制時，需要在清洗槽外表面粘貼加熱體或附帶輻射加熱功能的加熱體而構成帶有加熱功能的清洗槽；但是，該方案不好把控加熱體的溫度，且容易因加熱體溫度過高，而導致清洗液的加熱溫度過高，進而導致清洗槽外側的防護外殼受熱形變的問題。
本申請實施例的目的是提供一種晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置及晶圓清洗設備，用以解決現有技術中控制晶圓清洗設備中的清洗液溫度時溫度控制不夠靈活、精確，且容易因清洗液的加熱溫度過高而導致清洗槽外側的防護外殼受熱形變的問題。
為解決上述技術問題，本申請實施例是這樣實現的：
第一方面，本申請實施例提供一種晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置，該控制裝置包括：至少一個製冷片模組、控制模組和第一測溫器件；其中，至少一個該製冷片模組貼設在該晶圓清洗設備的清洗槽的外壁上，每個該製冷片模組均包括至少兩個依次導熱連接的半導體製冷片，每個該半導體製冷片均包括第一片體和第二片體；該第一片體與該第二片體分別與該控制模組連接；該第一測溫器件，用於測量清洗槽內的清洗液的當前溫度，並將該當前溫度傳輸至該控制模組；該控制模組，用於根據該當前溫度和該清洗液的目標溫度，控制施加至該半導體製冷片中的該第一片體的第一極性、施加至該半導體製冷片中的該第二片體的第二極性、以及在該第一片體與該第二片體之間所施加的功率大小。
第二方面，本申請實施例提供一種晶圓清洗設備，該晶圓清洗設備包括：清洗槽和如第一方面所述的晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置。
採用本申請實施例的技術方案，通過在清洗槽的外壁上設置製冷片模組，進而通過控制模組基於清洗槽內清洗液的當前溫度的目標溫度，控制施加至半導體製冷片的第一片體和第二片體的電極極性、以及在第一片體和第二片體之間所施加的功率大小，來實現靈活地控制清洗槽內的清洗液的溫度，這樣不僅能夠達到針對清洗液的升溫加熱的效果，還能夠使得清洗液由高溫降低至低溫的效果，從而達到升溫加熱和降溫冷卻功能的靈活切換，可以使溫度控制更加精確；並且由於在半導體製冷片處於工作狀態的情況下，第一片體與第二片體之間會產生一定溫差，這樣能夠起到對清洗槽的防護外殼進行降溫保護的效果，從而達到防止因清洗槽內的清洗液的加熱溫度過高而導致防護外殼受熱形變的問題。
以下揭露提供用於實施本揭露之不同構件之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且非意欲限制。舉例而言，在以下描述中之一第一構件形成於一第二構件上方或上可包含其中該第一構件及該第二構件經形成為直接接觸之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成在該第一構件與該第二構件之間，使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考數字及/或字母。此重複出於簡化及清楚之目的且本身不指示所論述之各個實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及類似者之空間相對術語可在本文中用於描述一個元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中圖解說明。空間相對術語意欲涵蓋除在圖中描繪之定向以外之使用或操作中之裝置之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且因此可同樣解釋本文中使用之空間相對描述詞。
儘管陳述本揭露之寬泛範疇之數值範圍及參數係近似值，然儘可能精確地報告特定實例中陳述之數值。然而，任何數值固有地含有必然由於見於各自測試量測中之標準偏差所致之某些誤差。再者，如本文中使用，術語「大約」通常意謂在一給定值或範圍之10%、5%、1%或0.5%內。替代地，術語「大約」意謂在由此項技術之一般技術者考量時處於平均值之一可接受標準誤差內。除在操作/工作實例中以外，或除非以其他方式明確指定，否則諸如針對本文中揭露之材料之數量、時間之持續時間、溫度、操作條件、數量之比率及其類似者之全部數值範圍、數量、值及百分比應被理解為在全部例項中由術語「大約」修飾。相應地，除非相反地指示，否則本揭露及隨附發明申請專利範圍中陳述之數值參數係可根據需要變化之近似值。至少，應至少鑑於所報告有效數位之數目且藉由應用普通捨入技術解釋各數值參數。範圍可在本文中表達為從一個端點至另一端點或在兩個端點之間。本文中揭露之全部範圍包含端點，除非另有指定。
本申請實施例提供一種晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置及晶圓清洗設備，用以解決現有技術中控制晶圓清洗設備中的清洗液溫度時溫度控制不夠靈活、精確，且容易因清洗液的加熱溫度過高而導致清洗槽外側的防護外殼受熱形變的問題。
為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本申請保護的範圍。
圖1是根據本申請一實施例的一種晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置的具體結構示意圖，如圖1所示，該控制裝置包括：至少一個製冷片模組101、控制模組102和第一測溫器件103；其中，至少一個製冷片模組101貼設在晶圓清洗設備的清洗槽20的外壁上，每個製冷片模組101均包括至少兩個依次導熱連接的半導體製冷片，每個半導體製冷片均包括第一片體和第二片體；第一片體與第二片體與控制模組102連接；其中，為了簡化製冷片模組101的具體結構，在圖1中僅示意了製冷片模組101包括兩個半導體製冷片（即第一半導體製冷片和第二半導體製冷片）的情況，並不構成對製冷片模組101的具體結構的限制，針對製冷片模組101包括三個半導體製冷片的情況，依次在第二半導體製冷片中第二片體的外側設置第三半導體製冷片即可，依次類推，在此不再贅述。
上述第一測溫器件103，用於測量清洗槽20內的清洗液的當前溫度，並將當前溫度傳輸至控制模組102。
上述控制模組102，用於根據晶圓清洗設備中清洗液的當前溫度和目標溫度，控制施加至半導體製冷片中的第一片體的第一極性、施加至半導體製冷片中的第二片體的第二極性、以及在第一片體與第二片體之間所施加的功率大小。
其中，上述每個半導體製冷片均可以是由兩片不同的半導體聯結成的熱電偶對，其中一片半導體（即第一片體或第二片體）為半導體製冷片的正極，另一片半導體（即第二片體或第一片體）為半導體製冷片的負極，在半導體製冷片的正極和負極之間施加電壓時，會在兩片半導體之間會產生一定結溫差，一般來說，該結溫差可以是60℃到70℃左右，進而使其中一片半導體變為熱面，另一片半導體變為冷面，通常情況下，在半導體製冷片的正極施加正電壓時，正極對應的半導體為半導體製冷片的熱面（即在半導體製冷片的正極施加正電壓，會使正極對應的半導體發熱），在半導體製冷片的負極施加負電壓時，負極對應的半導體為半導體製冷片的冷面（即在半導體製冷片的負極施加負電壓，會使負極對應的半導體製冷）；當在半導體製冷片的正極施加的電壓由正電壓變為負電壓時，會使正極對應的半導體由熱面變為冷面（即使正極對應的半導體由發熱變為製冷），當在半導體製冷片的負極施加的電壓由負電壓變為正電壓時，會使負極對應的半導體由冷面變為熱面（即負極對應的半導體由製冷變為發熱），即當施加在半導體製冷片中兩片半導體之間的電壓極性切換時，半導體製冷片的熱面會變為冷面，半導體製冷片的冷面會變為熱面。
在具體實施時，假設每個半導體製冷片中包含的兩片不同的半導體分別為第一片體和第二片體，其中，第一片體對應半導體製冷片的正極，第二片體對應半導體製冷片的負極；在半導體製冷片的第一片體上施加正電壓時，可以使第一片體變為熱面發熱，在半導體製冷片的第二片體上施加負電壓時，可以使第二片體變為冷面製冷；進一步的，可以通過控制模組102切換施加在半導體製冷片中第一片體與第二片體之間的電源極性，即通過控制模組102控制施加至半導體製冷片中的第一片體的第一極性、以及施加至半導體製冷片中的第二片體的第二極性，當施加在半導體製冷片的第一片體與第二片體之間的電源極性切換時，控制施加至半導體製冷片中的第一片體的第一極性由正電壓變為負電壓（即在半導體製冷片的第一片體上施加的電壓由正電壓變為負電壓）時，可以使第一片體由熱面變為冷面，從而實現對清洗槽20中的清洗液進行降溫的效果，控制施加至半導體製冷片中的第二片體的第二極性由負電壓變為正電壓（即在半導體製冷片的第二片體上施加的電壓由負電壓變為正電壓）時，可以使第二片體由冷面變為熱面，從而實現對清洗槽20中的清洗液進行升溫的效果。
採用本申請實施例的技術方案，通過在清洗槽20的外壁上設置製冷片模組101，進而通過控制模組102基於清洗槽20內清洗液的當前溫度的目標溫度，控制施加至半導體製冷片的第一片體和第二片體的電極極性、以及在第一片體和第二片體之間所施加的功率大小，來實現靈活地控制清洗槽20內的清洗液的溫度，這樣不僅能夠達到針對清洗液的升溫加熱的效果，還能夠使得清洗液由高溫降低至低溫的效果，從而達到升溫加熱和降溫冷卻功能的靈活切換，可以使溫度控制更加精確；並且由於在半導體製冷片處於工作狀態的情況下，第一片體與第二片體之間會產生一定溫差，這樣能夠起到對清洗槽的防護外殼進行降溫保護的效果，從而達到防止因清洗槽內的清洗液的加熱溫度過高而導致防護外殼受熱形變的問題。
進一步的，考慮到晶圓清洗設備的清洗槽20的外壁面積可能比較大，而受到每個製冷片模組101的尺寸限制，可能需要在清洗槽20的外壁上設置多個製冷片模組101，以佈滿清洗槽20的整個外壁，基於此，多個製冷片模組101呈陣列狀設置於晶圓清洗設備的清洗槽20的外壁上。
具體的，製冷片模組101的數量為多個；各製冷片模組101設置於清洗槽20的不同外壁區域；其中，多個製冷片模組101中的各第一半導體製冷片並聯後與控制模組102連接，多個製冷片模組101中的各第二半導體製冷片並聯後與控制模組102連接。
具體的，每個製冷片模組101均可以視為一個整體，仍以製冷片模組101包括兩個半導體製冷片為例，例如，第一半導體製冷片和第二半導體製冷片共同構成一個製冷片模組101，其中，第一半導體製冷片和第二半導體製冷片可以是相同功率的半導體製冷片，也可以是不同功率的半導體製冷片，可以根據實際需求靈活設置；進一步的，可以在清洗槽20的外壁上以陣列分佈的方式佈滿多個製冷片模組101，其中，製冷片模組101中各半導體製冷片中的第一片體和第二片體串聯後並聯在各自的控制模組102中，例如，假設有三個製冷片模組101，每個製冷片模組101中有兩個半導體製冷片，如圖2所示，第一製冷片模組101中第一半導體製冷片、第二製冷片模組101中第一半導體製冷片、以及第三製冷片模組101中第一半導體製冷片並聯後一同接入控制模組102，且每個第一半導體製冷片中的第一片體和第二片體串聯；且第一製冷片模組101中第二半導體製冷片、第二製冷片模組101中第二半導體製冷片、以及第三製冷片模組101中第二半導體製冷片並聯後一同接入控制模組102，且每個第二半導體製冷片中的第一片體和第二片體串聯，進一步的，每個製冷片模組101中的第一半導體製冷片中的第二片體均與各自模組中的第二半導體製冷片的第一片體用導熱性良好的導熱粘接劑粘接在一起。其中，為了簡化製冷片模組101的具體結構，在圖2中僅示意了每個製冷片模組101均包括兩個半導體製冷片（即第一半導體製冷片和第二半導體製冷片）的情況，並不構成對製冷片模組101的具體結構的限制，針對每個製冷片模組101均包括至少三個半導體製冷片的情況，參照上述圖2中每個製冷片模組101包括兩個半導體製冷片的具體結構，多個製冷片模組101中的各第三半導體製冷片並聯後與控制模組102連接，依次類推，在此不再贅述。
在具體實施時，可以根據預設升溫速率、清洗槽20內的清洗液升溫至預設最高溫度（即目標溫度的最大值）時所需的功率，以及實驗預估功率損失，計算得到加熱清洗槽20內的清洗液所需的總功率，並按照該總功率，設計一定數量及規格(例如，製冷片模組101的封裝尺寸，製冷片模組101的功率、以及製冷片模組101的電壓)的製冷片模組101；也可以設置製冷片模組101中的半導體製冷片的實際數量大於理論上所需的半導體製冷片的目標數量，這樣後續能夠根據實際製程需求，靈活地控制當前需要啟動的半導體製冷片的數量，從而能夠使得清洗液溫度的控制裝置的使用場景多樣化，以便後續能夠通過增加啟動半導體製冷片的數量，來滿足將清洗液的溫度加熱到更高地目標溫度的需求。
本申請提供的實施例中，通過在清洗槽20的外壁上呈陣列狀設置多個製冷片模組101，可以實現在清洗槽20的外壁上更大區域部署製冷片模組101，進而增加清洗槽20的外壁上的加熱區域的面積，並且將多個製冷片模組101中同位置的半導體製冷片並聯後接入控制模組102，以使控制模組102可以對多個製冷片模組101單獨控制，從而實現對多個製冷片模組101進行更加靈活地控制，可以根據實際需求決定控制清洗槽20的外壁上哪些區域的製冷片模組101的開啟或關閉，從而提高清洗槽20的外壁上的加熱區域的控制靈活度。
進一步的，考慮到為了準確地檢測製冷片模組101中相鄰的兩個半導體製冷片之間的實際溫度，例如，檢測第一半導體製冷片中第二片體與第二半導體製冷片中第一片體之間的實際溫度，從而達到對施加至半導體製冷片的功率大小、以及施加至半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性的精准控制，因此，可以在兩個半導體製冷片之間增設第二測溫器件，以使控制模組102基於第二測溫器件所測得的實際溫度確定如何控制施加至半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性、以及在第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，這樣不僅能夠達到更精確地控制清洗液的溫度，還能夠避免因半導體製冷片中的第一片體和第二片體的電極極性切換，導致靠近防護外殼104半導體製冷片的第二片體的溫度過高，從而導致清洗槽的防護外殼受熱變形的問題，基於此，如圖3所示，上述清洗槽20外側還設置有防護外殼104，至少兩個半導體製冷片之間還設置有第二測溫器件105；
上述第二測溫器件105，用於測量靠近防護外殼104的半導體製冷片的第一片體的實際溫度，並將測量得到的實際溫度傳輸至控制模組102。
上述控制模組102，還用於基於上述實際溫度和防護外殼104的最大耐熱溫度，判斷是否切換施加至半導體製冷片中的第一片體的第一極性和施加至半導體製冷片中的第二片體的第二極性，並在判斷結果為是的情況下，切換該第一片體的第一極性和第二片體的第二極性，或者在判斷結果為否的情況下，調節在第一片體與第二片體之間所施加的功率大小。
具體的，上述第二測溫器件105可以設置於任意相鄰的兩個半導體製冷片之間，通過第二測溫器件105檢測半導體製冷片中第一片體或第二片體的實際溫度，以使控制模組102基於該實際溫度，精准地控制施加至半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性、以及在第一片體與第二片體之間所施加的功率大小。在具體實施時，可以在臨近防護外殼104的相鄰的兩個半導體製冷片之間設置第二測溫器件105，例如，若製冷片模組包括兩個半導體製冷片，則在第一半導體製冷片和第二半導體製冷片之間設置第二測溫器件105，若製冷片模組包括三個半導體製冷片，且自清洗槽的外壁到防護外殼104設置有依次導熱連接的第一半導體製冷片、第二半導體製冷片和第三半導體製冷片，則至少需要在第三半導體製冷片和第二半導體製冷片之間設置第二測溫器件105；具體的，針對第二測溫器件105設置於臨近防護外殼104的相鄰的兩個半導體製冷片之間的情況，由於每個半導體製冷片的結溫差是已知的，因此，基於第二測溫器件105測得的實際溫度和臨近防護外殼104的半導體製冷片的結溫差，可以確定臨近防護外殼104的半導體製冷片中的第二片體的溫度是否超過防護外殼104的最大耐熱溫度，從而使得防護外殼104能夠得到更好地保護。
進一步的，考慮到在半導體製冷片的溫度過高時，如果直接切換半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性，則可能導致防護外殼104的溫度過高，因此，可以先通過調節至少一個半導體製冷片的功率大小來達到降溫的效果，在臨近防護外殼104的半導體製冷片中第一片體的溫度降到一定溫度的情況下，再切換施加至至少一個半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性，從而確保防護外殼104在允許溫度範圍之內，即確保不超過防護外殼104的最大耐熱溫度，基於此，上述控制模組102，還具體用於在第二測溫器件105測量得到的實際溫度大於或等於第一預設值時，基於該實際溫度調節第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，直到該實際溫度小於上述第一預設值，並在該實際溫度小於第一預設值時，確定切換第一極性和第二極性，即在第二測溫器件105測量得到的實際溫度小於第一預設值時，此時可以切換施加至半導體製冷片中的第一片體的第一極性和施加至第二片體的第二極性。
其中，上述第一預設值依據最大耐熱溫度與靠近防護外殼104的半導體製冷片的結溫差之間的差值設置，即，上述第一預設值與防護外殼104的最大耐熱溫度和靠近防護外殼104的半導體製冷片的結溫差之間的差值有關。其中，半導體製冷片的結溫差可能與施加至半導體製冷片的功率大小有關，因此，半導體製冷片的結溫差可以是基於當前施加至半導體製冷片的功率大小確定的，也就是說，第一預設值可以是動態變化的；另外，考慮到在實際使用過程中，可能僅啟動部分半導體製冷片，因此，決定第一預設值的半導體製冷片的結溫差均為處於工作狀態的半導體製冷片的結溫差。
具體的，以上述圖1中示意出的一個製冷片模組101包括第一半導體製冷片和第二半導體製冷片為例，對本申請實施例提供的晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置進行說明，首先，針對第一測溫器件103測得的當前溫度為室溫的情況，需要對清洗槽20內的清洗液進行加熱，即當前溫度小於目標溫度，且加熱狀態為初始加熱狀態，在具體實施時，通過控制模組102控制第一半導體製冷片中第一片體的第一極性為正，以及控制第一半導體製冷片中第二片體的第二極性為負；控制第二半導體製冷片中第一片體的第一極性為正，以及控制第二半導體製冷片中第二片體的第二極性為負，以及通過控制模組102調節施加在第一半導體製冷片上的功率大小和施加在第二半導體製冷片上的功率大小，其中，若第二半導體製冷片中第一片體的溫度大於第一半導體製冷片中第二片體的溫度，則可以通過熱傳遞的方式，提升第一半導體製冷片中第二片體的溫度，進而通過第一半導體製冷片的結溫差使第一半導體製冷片中第一片體的溫度更高，進而使清洗液的加熱溫度更高。
在具體實施時，可以根據實際情況決定啟動哪個半導體製冷片，例如，若目標溫度小於室溫與第一半導體製冷片結溫差之和，可以只啟動第一半導體製冷片；又如，若目標溫度大於室溫與第一半導體製冷片結溫差之和，可以同時啟動第一半導體製冷片和第二半導體製冷片。
進一步的，針對需要對加熱後的清洗液的溫度進行降溫的情況，即第一測溫器件103測得的當前溫度大於目標溫度，可以通過切換第一半導體製冷片或第二半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性，利用切換後的半導體製冷片的冷面溫度，對清洗液進行快速降溫，具體的，可以根據實際情況，通過控制模組102控制第一半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性的切換，或通過控制模組102控制第二半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性的切換；同時，考慮到在清洗液的當前溫度過高時，會使第一半導體製冷片和第二半導體製冷片之間的溫度（即第二測溫器件105 測得的實際溫度）也過高，因此，需要先通過控制模組102調節施加至第一半導體製冷片和第二半導體製冷片的功率大小，進而達到對第一半導體製冷片和第二半導體製冷片進行降溫的效果，使第一半導體製冷片的第二片體與第二半導體製冷片的第一片體之間的溫度（即第二測溫器件105 測得的實際溫度）小於第一預設值時，才能對施加至第一半導體製冷片或第二半導體製冷片的電極極性進行切換，即基於第二測溫器件105 測得的實際溫度調節第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，直到實際溫度小於第一預設值時，才能對施加至第一半導體製冷片或第二半導體製冷片的電極極性進行切換。
例如，針對製冷片模組101包括三個半導體製冷片的情況，且自清洗槽的外壁到防護外殼104設置有依次導熱連接的第一半導體製冷片、第二半導體製冷片和第三半導體製冷片，且在第三半導體製冷片和第二半導體製冷片之間設置第二測溫器件105；假設第一預設值為最大耐熱溫度和第三半導體製冷片的結溫差之差，若第二測溫器件105 測得的實際溫度（即第二半導體製冷片的第二片體和第三半導體製冷片的第一片體之間的實際溫度）大於或等於最大耐熱溫度和第三半導體製冷片的結溫差之差，且目標溫度小於最大耐熱溫度和第三半導體製冷片的結溫差之差，則需要對施加至第一半導體製冷片、第二半導體製冷片的功率和第三半導體製冷片的大小進行調節，當第二半導體製冷片的第二片體和第三半導體製冷片的第一片體之間的實際溫度小於最大耐熱溫度和第三半導體製冷片的結溫差之差（即第一預設值）時，才可以對第一半導體製冷片或第二半導體製冷片或第三製冷片的極性進行切換。
又如，針對製冷片模組101包括兩個半導體製冷片的情況，假設第一預設值為最大耐熱溫度和第二半導體製冷片的結溫差之差，若第二測溫器件105 測得的實際溫度（即第一半導體製冷片的第二片體和第二半導體製冷片的第一片體之間的實際溫度）大於或等於最大耐熱溫度和第二半導體製冷片的結溫差之差，且目標溫度小於最大耐熱溫度和第二半導體製冷片的結溫差之差，則需要對施加至第一半導體製冷片和第二半導體製冷片的功率大小進行調節，當第一半導體製冷片的第二片體和第二半導體製冷片的第一片體之間的實際溫度小於最大耐熱溫度和第二半導體製冷片的結溫差之差（即第一預設值）時，才可以對第一半導體製冷片或第二製冷片的極性進行切換。
進一步的，針對需要對降溫後的清洗液的溫度再次進行加熱的情況，可以直接對施加至第一半導體製冷片的極性或第二半導體製冷片的極性進行切換，例如，若此時製冷片模組中第一半導體製冷片的第一片體的極性為正、第二片體的極性為負，且第二半導體製冷片的第一片體的極性為負、第二片體的極性為正，則直接對第二半導體製冷片的極性進行切換，以使第二半導體製冷片的第一片體的極性由負變為正（即冷面變為熱面），進而通過調節施加至第二半導體製冷片的功率大小，提升第二半導體製冷片中第一片體的溫度，進而通過熱傳遞的方式提升第一半導體製冷片中第二片體的溫度，進而通過第一半導體製冷片的結溫差，提升第一半導體製冷片中第一片體的溫度，進而加熱清洗槽內的清洗液。
需要說明的是，針對製冷片模組包括至少三個半導體製冷片的情況，可以參照上述具體控制過程，在此不再贅述。
其中，考慮到控制清洗槽20內的清洗液溫度時主要是對晶圓的清洗液進行升溫或者降溫的控制，且在對清洗液加熱時，需要確保清洗槽20的防護外殼104不會因為加熱溫度太高而導致軟化變形，通常情況下，啟動兩個半導體製冷片即可滿足晶圓的清洗液的溫度調節需求，因此，以製冷片模組101包括兩個半導體製冷片為例，當然製冷片模組101中也可以包括至少三個半導體製冷片，針對清洗液的目標溫度小於一定數值的應用場景，可以僅啟動兩個半導體製冷片，即控制兩個半導體製冷片處於工作狀態，具體的，上述製冷片模組101中至少兩個半導體製冷片包括：第一半導體製冷片和第二半導體製冷片。
其中，第一半導體製冷片中的第一片體設置於清洗槽20的外壁上，第一半導體製冷片中的第二片體與第一半導體製冷片中的第一片體導熱連接，第二半導體製冷片中的第一片體與第一半導體製冷片中的第二片體導熱連接，第二半導體製冷片中的第二片體與第二半導體製冷片中的第一片體導熱連接且靠近防護外殼104。
具體的，在對清洗槽20內的清洗液進行加熱控制（即第一測溫器件103測得的當前溫度小於目標溫度）時，可以在第一半導體製冷片中的第一片體上施加正電壓、在第一半導體製冷片中的第二片體上施加負電壓，以通過第一半導體製冷片中第一片體與第二片體之間產生的結溫差，使第一半導體製冷片中的第一片體變為熱面發熱，從而加熱清洗槽20內的清洗液，同時可以在第二半導體製冷片中的第一片體上施加正電壓、在第二半導體製冷片中的第二片體上施加負電壓，以通過第二半導體製冷片中第一片體與第二片體之間產生的結溫差，使第二半導體製冷片中的第一片體變為熱面發熱，由於第一半導體製冷片中的第二片體與第二半導體製冷片中的第一片體是導熱連接的，因此，第二半導體製冷片中的第一片體的熱量可以通過熱傳遞的方式傳遞給第一半導體製冷片中的第二片體，以提升第一半導體製冷片中的第二片體的溫度（即通過提升第二半導體製冷片中的第一片體的溫度對第一半導體製冷片中的第二片體進行加熱），進而通過第一半導體製冷片的第一片體與第二片體之間產生的結溫差，使設置於清洗槽20的外壁上第一半導體製冷片的第一片體可以達到更高的溫度，進而使清洗槽20內的清洗液達到更高的溫度，且此時第一半導體製冷片的第一片體的溫度為第二半導體製冷片的第一片體的溫度和第一半導體製冷片結溫差之和，且第一半導體製冷片的第一片體的溫度最高可達到第二半導體製冷片中第二片體的溫度與第一半導體製冷片的最大結溫差之和。
同時，由於此時第二半導體製冷片的第二片體為冷面，因此靠近防護外殼104的第二半導體製冷片的第二片體的溫度遠小於第一半導體製冷片的第一片體的溫度，且第一半導體製冷片的第一片體與第二半導體製冷片的第二片體之間的溫度差值為第一半導體製冷片的結溫差和第二半導體製冷片的結溫差之和，例如，假設第一半導體製冷片的結溫差為70°，第二半導體製冷片的結溫差為60°，當第一半導體製冷片的第一片體的溫度達到140℃時，第一半導體製冷片的第二片體的溫度為70°，此時需要將第二半導體製冷片中第一片體的溫度控制在70℃左右，當第二半導體製冷片中第一片體的溫度被控制在70℃時，由於第二半導體製冷片的結溫差為60°，因此第二半導體製冷片的第二片體的溫度將維持在10℃左右，所以即使清洗槽20內的清洗液需要加熱到較高的溫度（即第一半導體製冷片的第一片體的溫度較高），也可以通過利用兩個半導體製冷片的結溫差之和，使清洗槽20的防護外殼104維持在較低的溫度（即第二半導體製冷片的第二片體的溫度較低）。
具體的，通過控制模組102控制施加至製冷片模組101中半導體製冷片的電極極性和功率大小，除了可以對清洗槽20內的清洗液進行加熱控制，還可以對清洗槽20內的清洗液進行冷卻控制（即第一測溫器件103測得的當前溫度大於目標溫度），即對加熱後的清洗液進行降溫控制。在具體實施時，可以先通過控制模組102控制第一半導體製冷片中第一片體與第二片體之間所施加的功率大小、以及控制第二半導體製冷片中第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，進而降低第一半導體製冷片中第一片體的溫度和第二半導體製冷片中第一片體的溫度，然後通過切換施加在第二半導體製冷片的第一片體與第二片體之間的電源極性，使施加在第二半導體製冷片的第一片體上的電壓由正電壓變為負電壓，即第二半導體製冷片的第一片體由熱面變為冷面，進而使第一半導體製冷片中的第二片體的熱量通過熱傳遞的方式傳遞給第二半導體製冷片的第一片體，即通過第二半導體製冷片的第一片體對第一半導體製冷片中的第二片體進行降溫，進而通過第一半導體製冷片的結溫差拉低第一半導體製冷片中第一片體的溫度，進而實現對清洗槽20內的清洗液進行冷卻的效果，其中，由於利用了熱傳遞的方式實現對溫度的控制，無需完全依靠功率控制溫度，因此可以達到減少功耗的目的，並且由於同時利用熱傳遞和功率的方式，可以實現可控的溫度控制，進而使溫度控制更加精確。
在具體實施時，雖然第一半導體製冷片中的第一片體設置於清洗槽20的外壁上，可以直接對清洗槽20內的清洗液進行加熱，但是考慮到在加熱過程中清洗液的比熱容會發生變化、以及環境變化等因素的影響，導致第一半導體製冷片中的第一片體的溫度往往不會直接等同於清洗槽20內清洗液的溫度，因此，為了確保溫度控制的精確性，可以利用第一測溫器件103即時測量清洗槽20內的清洗液的當前溫度，並將當前溫度傳輸至控制模組102，以使控制模組102根據當前溫度和清洗液的目標溫度，控制施加至半導體製冷片中的第一片體的第一極性、施加至半導體製冷片中的第二片體的第二極性、以及在第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，進而實現對清洗槽20內清洗液溫度的精准控制。
進一步的，考慮到可以利用第二半導體製冷片的結溫差和熱傳遞原理，對第一半導體製冷片中的第二片體進行降溫，來達到減少功率功耗的目的，同時考慮到在半導體製冷片的溫度過高時，如果直接切換第二半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性，則可能導致防護外殼104所接受的溫度過高而產生變形的問題，基於此，上述控制模組102，還具體用於在第二測溫器件105 測得的實際溫度大於或等於防護外殼104的最大耐熱溫度與第二半導體製冷片的結溫差之間的差值的情況下，基於第二測溫器件105 測得的實際溫度調節施加至第一半導體製冷片的功率大小和施加至第二半導體製冷片的功率大小。
在第二測溫器件105 測得的實際溫度小於防護外殼104的最大耐熱溫度與第二半導體製冷片的結溫差之間的差值的情況下，切換施加至第二半導體製冷片中第一片體的第一極性和施加至第二片體的第二極性，以使第二半導體製冷片中的第一片體通過熱傳遞的方式降低第一半導體製冷片中的第二片體的溫度。
在清洗液的當前溫度達到第二預設值的情況下，調節第一半導體製冷片中第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，以使清洗液的當前溫度達到目標溫度。
具體的，針對每個製冷片模組101包括兩個半導體製冷片的情況，即製冷片模組101包括第一半導體製冷片和第二半導體製冷片，對應的，上述第一預設值為防護外殼104的最大耐熱溫度與第二半導體製冷片的結溫差之間的差值；其中，在具體實施時，可以是製冷片模組101只包括第一半導體製冷片和第二半導體製冷片，也可以是製冷片模組101不僅包括第一半導體製冷片和第二半導體製冷片，還包括第三半導體製冷片等等，但根據實際需求僅需要啟動兩個半導體製冷片；具體的，若第二測溫器件105 測得的第一半導體製冷片與第二半導體製冷片之間的實際溫度大於或等於防護外殼104的最大耐熱溫度與第二半導體製冷片的結溫差之間的差值，則需要先調節施加至第一半導體製冷片的功率大小、以及施加至第二半導體製冷片的功率大小，以使第一半導體製冷片和第二半導體製冷片之間的溫度達到允許溫度範圍，即第二測溫器件105測得的實際溫度小於防護外殼104的最大耐熱溫度與第二半導體製冷片的結溫差之間的差值，才能對施加至第二半導體製冷片的電極極性進行切換，即在允許切換第二半導體製冷片極性的範圍內的情況下，切換施加至第二半導體製冷片中第一片體的第一極性和第二片體的第二極性，以使第二半導體製冷片中的第一片體由熱面變為冷面，並通過熱傳遞的方式降低第一半導體製冷片中的第二片體的溫度，可以達到減少功耗的效果。
具體的，在切換施加至第二半導體製冷片的電極極性之後，上述圖1中所示的第二半導體製冷片中的第二片體由冷面變為熱面，且第二半導體製冷片中的第一片體由熱面變為冷面，使得第二半導體製冷片中的第一片體溫度降低，從而通過熱傳遞的方式降低第一半導體製冷片中第二片體的溫度，進而通過第一半導體製冷片的結溫差拉低第一半導體製冷片中第一片體的溫度，以使清洗液的當前溫度達到第二預設值，其中，該第二預設值可以是不固定的，例如，該第二預設值可以是自切換第二半導體製冷片的電極極性的時刻起經過的時長達到預設時間段後清洗液的當前溫度值，此時可以開始調節功率大小；或者，該數值也可以是固定的，例如，預先設置一個溫度閾值（即，上述第二預設值），將當前溫度與該溫度閾值進行比較，判斷當前溫度是否達到第二預設值，若達到，則可以開始調節功率大小。進一步的，若第二預設值大於目標溫度，則需要減小第一半導體製冷片中第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，以使清洗液的當前溫度達到目標溫度；若第二預設值小於目標溫度，則需要增加第一半導體製冷片中第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，以使清洗液的當前溫度達到目標溫度，即在熱傳遞後若清洗液的當前溫度未達到目標溫度，則還可以通過調節第一半導體製冷片中第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，以使清洗液的當前溫度達到目標溫度。
進一步的，在對清洗槽20中的清洗液進行降溫之後，還可以在降溫的基礎上對清洗液進行升溫，具體的，通過控制模組102切換施加至第二半導體製冷片中第一片體的第一極性和施加至第二片體的第二極性，以使第二半導體製冷片中的第一片體通過熱傳遞的方式升高第一半導體製冷片中的第二片體的溫度（即第二半導體製冷片中第一片體由冷面變為熱面），進而可以通過調節第二半導體製冷片第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，提升第二半導體製冷片中第一片體的溫度，使其高於第一半導體製冷片中第二片體的溫度，即可通過熱傳遞的方式提升第一半導體製冷片中第二片體的溫度，進而通過第一半導體製冷片的結溫差使第一半導體製冷片中第一片體的溫度更高，進而升高清洗液的溫度，其中，通過熱傳遞的方式提升清洗槽20中清洗液的溫度，這樣能夠減少控制裝置的整體功耗。
本申請提供的實施例中，先通過調節施加在第一半導體製冷片和第二半導體製冷片上的功率，以使第一半導體製冷片與第二半導體製冷片之間的溫度降低至允許切換第二半導體製冷片的電極極性的範圍內，再對施加至第二半導體製冷片的電極極性進行切換，既能夠通過熱傳遞的方式拉低第一半導體製冷片中第一片體的溫度，進而實現對清洗液的降溫，又能夠使防護外殼104的溫度在允許的溫度範圍內，若通過熱傳遞的方式對清洗液進行加熱或者降溫之後，清洗液的溫度還未達到目標溫度，則繼續對第一半導體製冷片中第一片體與第二片體之間所施加的功率大小進行調整，進而使清洗液的當前溫度達到目標溫度，即在加熱時可通過切換施加至半導體製冷片的電極極性的同時產生冷卻效果，並且降溫速率可通過調節電壓（功率調節電路）進行精確控制，從而使控溫精度更高、同時利用了熱傳遞提高了能效。
需要說明的是，上述製冷片模組101中可以包括兩個半導體製冷片，也可以包括多個半導體製冷片，在具體實施時，可以設置製冷片模組101包括多個半導體製冷片，然後根據實際製程需求（即結合清洗液的目標溫度的最大值和防護外殼104的最大耐熱溫度），決定啟動兩個半導體製冷片或者啟動至少三個半導體製冷片（即利用兩個或至少三個半導體製冷片的結溫差，降低靠近防護外殼104的半導體製冷片中第二片體的溫度，從而確保在清洗液的當前溫度達到目標溫度的最大值時，防護外殼104仍能夠不超過最大耐熱溫度），其中，需要啟動的半導體製冷片的數量（即目標數量）與目標溫度的最大值正相關，與防護外殼104的最大耐熱溫度負相關，這樣能夠使得清洗液溫度的控制裝置的使用場景多樣化；具體的，上述控制模組102具體用於基於清洗液的目標溫度的最大值和防護外殼104的最大耐熱溫度，確定需要啟動的半導體製冷片的目標數量，將靠近清洗槽20的外壁的目標數量個半導體製冷片確定為目標半導體製冷片（例如，自清洗槽20的外壁至防護外殼104依次設置製冷片模組101中的半導體製冷片1、半導體製冷片2、半導體製冷片3，若確定出目標數量為2，則控制半導體製冷片1和半導體製冷片2處於工作狀態），再根據晶圓清洗設備中清洗液的當前溫度和目標溫度，控制施加至目標半導體製冷片中的第一片體的第一極性、施加至目標半導體製冷片中的第二片體的第二極性、以及在第一片體與第二片體之間所施加的功率大小；其中，針對控制施加至至少三個半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性和功率大小的具體實現過程可以參照針對兩個半導體製冷片的具體控制過程，在此不再贅述。
進一步的，考慮到第一半導體製冷片中的第二片體與第二半導體製冷片中的第一片體之間需要通過熱傳遞的方式傳遞熱量，並在熱傳遞趨於穩定時，第一半導體製冷片中的第二片體與第二半導體製冷片中的第一片體需要保持在相同的溫度，以使半導體製冷片的溫度控制更加精確，因此，為了提高每個半導體製冷片中導熱連接的第一片體和第二片體的熱傳導效果，以及提高導熱連接的相鄰兩個半導體製冷片中一個半導體製冷片的第一片體與另一個半導體製冷片的第二片體之間的熱傳導效果，每個半導體製冷片中的第一片體和第二片體通過導熱粘接劑粘接，第一半導體製冷片和第二半導體製冷片通過導熱粘接劑粘接，即第一半導體製冷片中的第二片體與第二半導體製冷片中的第一片體通過導熱粘接劑粘接。
本實施例中，通過導熱性良好的導熱粘接劑將第一半導體製冷片中的第二片體與第二半導體製冷片中的第一片體進行粘接，以使熱傳遞的效果更好，進而使半導體製冷片的溫度控制更加精確。
進一步的，考慮到可以通過對施加至半導體製冷片的電極極性進行切換、以及調節施加至半導體製冷片上的功率，進而靈活地控制清洗槽20內清洗液的溫度，從而達到對清洗液的升溫加熱或者降溫冷卻的效果，為了進一步提高施加至多個半導體製冷片的電極極性的切換靈活度、以及進一步提高施加至多個半導體製冷片的功率大小的調整靈活度，基於此，上述控制模組102包括：至少兩個電源極性切換電路、至少兩個功率調節電路和中心控制電路。
其中，每個半導體製冷片的第一片體均通過一個電源極性切換電路和一個功率調節電路與供電電源相連接；每個半導體製冷片的第二片體均通過另一個電源極性切換電路和另一個功率調節電路與供電電源相連接。
上述中心控制電路分別與第一測溫器件103、至少兩個電源極性切換電路和至少兩個功率調節電路相連接。
上述中心控制電路，用於根據清洗液的當前溫度和目標溫度，通過電源極性切換電路控制施加至第一片體的第一極性和施加至第二片體的第二極性，以及通過功率調節電路控制在第一片體與第二片體之間所施加的功率大小。
具體的，仍以製冷片模組101包括第一半導體製冷片和第二半導體製冷片為例，對應的，製冷片模組101中的第一半導體製冷片和第二半導體製冷片分別與不同的電源極性切換電路和不同的功率調節電路相連接，具體的，如圖4所示，上述控制模組102包括：第一電源極性切換電路1021、第二電源極性切換電路1022、第一功率調節電路1023、第二功率調節電路1024和中心控制電路1045；其中，製冷片模組101的第一半導體製冷片通過第一電源極性切換電路1021和第一功率調節電路1023與供電電源107相連接，製冷片模組101的第二半導體製冷片通過第二電源極性切換電路1022和第二功率調節電路1024與供電電源107相連接；以及中心控制電路1045分別與第一測溫器件103、第一電源極性切換電路1021、第二電源極性切換電路1022、第一功率調節電路1023和第二功率調節電路1024相連接。
具體的，上述中心控制電路1045可以是具有溫度檢測、極性切換控制和功率調節控制功能的電路，對應的，上述中心控制電路1045用於接收第一測溫器件103測量的清洗液的當前溫度，並基於清洗液的當前溫度與目標溫度之間的差值，控制第一電源極性切換電路1021切換施加至第一半導體製冷片中第一片體的第一極性和施加至第二片體的第二極性，以及計算出第一功率調節電路1023所需調節的功率大小，進而調節施加在第一半導體製冷片上的功率大小；以及控制第二電源極性切換電路1022切換施加至第二半導體製冷片中第一片體的第一極性和施加至第二片體的第二極性，以及計算出第二功率調節電路1024所需調節的功率大小，進而調節施加在第二半導體製冷片上的功率大小。
進一步的，若製冷片模組101的數量為多個，如圖5所示，以三個製冷片模組101為例，對控制裝置的具體電路結構進行說明，第一製冷片模組101中第一半導體製冷片、第二製冷片模組101中第一半導體製冷片、以及第三製冷片模組101中第一半導體製冷片並聯後一同接入第一電源極性切換電路1021和第一功率調節電路1023，且每個第一半導體製冷片中的第一片體和第二片體串聯；且第一製冷片模組101中第二半導體製冷片、第二製冷片模組101中第二半導體製冷片、以及第三製冷片模組101中第二半導體製冷片並聯後一同接入第二電源極性切換電路1022和第二功率調節電路1024，且每個第二半導體製冷片中的第一片體和第二片體串聯，進一步的，每個製冷片模組101中的第一半導體製冷片中的第二片體均與各自模組中的第二半導體製冷片的第一片體用導熱性良好的導熱粘接劑粘接在一起。
本申請提供的實施例中，針對每個製冷片模組101，為該製冷片模組101中的各半導體製冷片分別設計單獨的電源極性切換電路和功率調節電路，可以通過中心控制器實現對製冷片模組101中的多個半導體製冷片的單獨控制，進而可以靈活地控制清洗槽20內的清洗液的溫度，並可以實現升溫加熱和降溫冷卻功能的靈活切換，進而使溫度控制更加精確。
進一步的，考慮到控制清洗槽20內清洗液的溫度時，需要通過調節施加在半導體製冷片中第一片體與第二片體之間的電壓大小，以調節向半導體製冷片所輸出的直流電壓的大小，進而調節在第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，又考慮到通常情況下供電電源為交流供電電源，因此為了提高通過控制功率調節回路施加至半導體製冷片的功率的穩定性，基於此，在上述供電電源107為交流供電電源的前提下，上述控制模組102還包括：整流穩壓電路，整流穩壓電路設置於上述功率調節電路和供電電源107之間。
上述整流穩壓電路，用於對供電電源107所提供的交流電進行轉換處理，得到所需的直流電，並將直流電傳輸至功率調節電路；
上述功率調節電路，用於調節向半導體製冷片所輸出的直流電壓的大小，以調節在第一片體與第二片體之間所施加的功率大小。
其中，上述整流穩壓電路可以包括：變壓器、整流電路及穩壓電路；上述供電電源107可以為交流電源供電電路；具體的，上述整流穩壓電路將供電電源107所提供的交流電轉換處理為加熱清洗槽20內清洗液所需的直流電（即半導體製冷片所需的直流電），並將該直流電傳輸至功率調節電路，以使功率調節電路在中心控制電路1045的控制下調節向半導體製冷片所輸出的直流電壓的大小，進而調節在半導體製冷片中第一片體與第二片體之間所施加的功率大小。
本申請提供的實施例中，通過在功率調節電路和供電電源107之間設置整流穩壓電路，可以將供電電源107所提供的交流電轉換為半導體製冷片所需的直流電，並通過功率調節電路調節該直流電的大小，以調節半導體製冷片中第一片體與第二片體之間所施加的功率大小，進而實現對半導體製冷片溫度的精確控制。
在一個具體的實施例中，在增設第二測溫器件後，可以直接將第二測溫器件與控制裝置中的中心控制電路1045相連接，為了進一步提高第一測溫器件103和第二測溫器件104的溫度測量準確度，以及提高中心控制電路1045對多個電源極性切換電路和多個功率調節電路的控制靈活性，如圖6所示，中心控制電路1045可以包括：第一控制電路10451、以及第二控制電路10452，其中，第一測溫器件103與第一控制電路10451相連接，第一半導體製冷片通過第一電源極性切換電路1021和第一功率調節電路1023與第一控制電路10451相連接；第二測溫器件105與第二控制電路10452相連接，第二半導體製冷片通過第二電源極性切換電路1022和第二功率調節電路1024與第二控制電路10452相連接；整流穩壓電路106的一端與第一功率調節電路1023、第二功率調節電路1024相連接，另一端與供電電源107相連接。
具體的，考慮到切換半導體製冷片的極性之後可能會存在對防護外殼104造成溫度過高的情況，因此需要先基於第二測溫器件105所測得的實際溫度，判斷是否允許切換施加至半導體製冷片中的第一片體的第一極性和施加至第二片體的第二極性，其中，針對半導體製冷片的電極極性切換和功率調節的具體實施過程參照上述內容，在此不再贅述。
具體的，上述第一控制電路10451用於接收第一測溫器件103測量的清洗液的當前溫度，並基於清洗液的當前溫度與目標溫度之間的差值，控制第一電源極性切換電路1021切換施加至第一半導體製冷片中第一片體的第一極性和施加至第二片體的第二極性，以及計算出第一功率調節電路1023所需調節的功率大小，進而調節施加在第一半導體製冷片上的功率大小；對應的，上述第二控制電路10452用於接收第二測溫器件105測量的第一半導體製冷片和第二半導體製冷片之間的實際溫度，並基於該實際溫度和防護外殼的最大耐熱溫度，控制第二電源極性切換電路1022切換施加至第二半導體製冷片中第一片體的第一極性和施加至第二片體的第二極性，以及計算出第二功率調節電路1024所需調節的功率大小，進而調節施加在第二半導體製冷片上的功率大小。
具體的，針對清洗槽20內的清洗液的降溫過程，可以通過切換施加至第一半導體製冷片的電極極性，使第一半導體製冷片的第一片體由熱面變為冷面，進而直接對清洗液進行降溫，此時由於第一半導體製冷片的第二片體會由冷面變為熱面，因此若切換極性之前第一半導體製冷片的第一片體的溫度較高，在切換極性之後會使第一半導體製冷片的第二片體溫度也較高，進而通過熱傳遞的方式拉高第二半導體製冷片中第一片體的溫度，進而拉高第二半導體製冷片中第二片體的溫度，進而造成防護外殼104的溫度過高的問題，因此，在切換極性之後，第二半導體製冷片中第二片體的溫度不能高於防護外殼104的最大耐熱溫度。
具體的，在切換極性之前，可以基於上述實際溫度和防護外殼104的最大耐熱溫度與靠近防護外殼的半導體製冷片的結溫差之間的差值，判斷是否切換施加至半導體製冷片中的第一片體的第一極性、以及施加至第二片體的第二極性，針對切換第一半導體製冷片中第一片體和第二片體的電極極性對清洗液進行降溫的情況，例如，在切換極性之前，若第一半導體製冷片與第二半導體製冷片之間的實際溫度大於或等於防護外殼104的最大耐熱溫度與靠近防護外殼的半導體製冷片的結溫差之間的差值，即第二測溫器件105所測得的實際溫度大於或等於防護外殼104的最大耐熱溫度與靠近防護外殼的半導體製冷片的結溫差之間的差值，在切換極性之後，會使第一半導體製冷片中第二片體的溫度的溫度升高，進而導致第一半導體製冷片中第二片體的溫度大於防護外殼104的最大耐熱溫度，進而會對防護外殼104造成影響，因此，在切換極性之前，第一半導體製冷片與第二半導體製冷片之間的實際溫度要小於防護外殼104的最大耐熱溫度與靠近防護外殼的半導體製冷片的結溫差之間的差值。
具體的，針對清洗槽20內的清洗液的降溫過程，也可以通過切換施加至第二半導體製冷片的電極極性，使第二半導體製冷片的第一片體變為冷面，並通過熱傳遞的方式降低第一半導體製冷片中第二片體的溫度，以通過第一半導體製冷片的結溫差拉低第一半導體製冷片中第一片體的溫度，進而對清洗液進行降溫，此時第二半導體製冷片中第一片體的溫度（即第二測溫器件105測得的實際溫度）至少要小於防護外殼104的最大耐熱溫度與靠近防護外殼的半導體製冷片的結溫差之間的差值。
本申請提供的實施例中，通過在第一半導體製冷片的第二片體與第二半導體製冷片的第一片體之間增設第二測溫器件105，以使控制裝置可以基於第二測溫器件105測得的實際溫度判斷是否對施加至半導體製冷片中的第一片體的第一極性、以及施加至第二片體的第二極性進行切換，從而在通過切換極性對清洗液進行降溫時，不會因為靠近防護外殼104的半導體製冷片溫度升高而對清洗槽20的防護外殼104造成影響，還能夠使溫度控制更加精確。
採用本申請實施例的技術方案，通過在清洗槽的外壁上設置製冷片模組，進而通過控制模組基於清洗槽內清洗液的當前溫度的目標溫度，控制施加至半導體製冷片的第一片體和第二片體的電極極性、以及在第一片體和第二片體之間所施加的功率大小，來實現靈活地控制清洗槽內的清洗液的溫度，這樣不僅能夠達到針對清洗液的升溫加熱的效果，還能夠使得清洗液由高溫降低至低溫的效果，從而達到升溫加熱和降溫冷卻功能的靈活切換，可以使溫度控制更加精確；並且由於在半導體製冷片處於工作狀態的情況下，第一片體與第二片體之間會產生一定溫差，這樣能夠起到對清洗槽的防護外殼進行降溫保護的效果，從而達到防止因清洗槽內的清洗液的加熱溫度過高而導致防護外殼受熱形變的問題。
綜上，已經對本主題的特定實施例進行了描述。其它實施例在所附請求項書的範圍內。在一些情況下，在請求項書中記載的動作可以按照不同的順序來執行並且仍然可以實現期望的結果。另外，在附圖中描繪的過程不一定要求示出的特定順序或者連續順序，以實現期望的結果。在某些實施方式中，多工處理和並行處理可以是有利的。
以上為本申請實施例提供的晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置，基於同樣的思路，本申請實施例還提供一種晶圓清洗設備。
如圖7所示，上述晶圓清洗設備包括：清洗槽20和上述晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置10；
其中，控制裝置102中的製冷片模組101設置於清洗槽20的外壁上，至少兩個半導體製冷片依次設置於清洗槽20的外壁和防護外殼104之間，第一測溫器件103設置於清洗槽20內。
本申請實施例的晶圓清洗設備，通過在清洗槽的外壁上設置製冷片模組，進而通過控制模組基於清洗槽內清洗液的當前溫度的目標溫度，控制施加至半導體製冷片的第一片體和第二片體的電極極性、以及在第一片體和第二片體之間所施加的功率大小，來實現靈活地控制清洗槽內的清洗液的溫度，這樣不僅能夠達到針對清洗液的升溫加熱的效果，還能夠使得清洗液由高溫降低至低溫的效果，從而達到升溫加熱和降溫冷卻功能的靈活切換，可以使溫度控制更加精確；並且由於在半導體製冷片處於工作狀態的情況下，第一片體與第二片體之間會產生一定溫差，這樣能夠起到對清洗槽的防護外殼進行降溫保護的效果，從而達到防止因清洗槽內的清洗液的加熱溫度過高而導致防護外殼受熱形變的問題。
需要說明的是，晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置10基於上述圖1至圖6所示的控制裝置，因此該實施例的具體實施可以參見前述晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置的具體實施，重複之處不再贅述。
前述內容概括數項實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，其等可容易地使用本揭露作為用於設計或修改用於實行本文仲介紹之實施例之相同目的及/或達成相同優點之其他製程及結構之一基礎。熟習此項技術者亦應瞭解，此等等效構造不背離本揭露之精神及範疇，且其等可在不背離本揭露之精神及範疇之情況下在本文中作出各種改變、置換及更改。
10:清洗液溫度的控制裝置 20:清洗槽 101:製冷片模組 102:控制模塊 103:第一測溫器件 104:防護外殼 105:第二測溫器件 107:供電電源 106:整流穩壓電路 1021:第一電源極性切換電路 1022:第二電源極性切換電路 1023:第一功率調節電路 1024:第二功率調節電路 1045:中心控制電路 10451:第一控制電路 10452:第二控制電路
當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據產業中之標準實踐，各種構件未按比例繪製。事實上，為了論述的清楚起見可任意增大或減小各種構件之尺寸。 圖1是根據本申請一實施例的晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置的第一種具體結構示意圖。 圖2是根據本申請一實施例的晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置的第二種具體結構示意圖。 圖3是根據本申請一實施例的晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置的第三種具體結構示意圖。 圖4是根據本申請一實施例的晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置的第四種具體結構示意圖。 圖5是根據本申請一實施例的晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置的第五種具體結構示意圖。 圖6是根據本申請一實施例的晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置的第六種具體結構示意圖。 圖7是根據本申請一實施例的一種晶圓清洗設備的結構示意圖。
20:清洗槽
101:製冷片模組
102:控制模塊
103:第一測溫器件

Claims (11)

  1. 一種晶圓清洗設備中清洗液溫度的控制裝置，其中，該控制裝置包括：至少一個製冷片模組、一控制模組和第一測溫器件；其中， 至少一個該製冷片模組貼設在該晶圓清洗設備的一清洗槽的外壁上，每個該製冷片模組均包括至少兩個依次導熱連接的半導體製冷片，每個該半導體製冷片均包括一第一片體和一第二片體；該第一片體以及該第二片體均與該控制模組連接； 該第一測溫器件，用於測量清洗槽內的清洗液的當前溫度，並將該當前溫度傳輸至該控制模組； 該控制模組，用於根據該當前溫度和該清洗液的目標溫度，控制施加至該半導體製冷片中的該第一片體的第一極性、施加至該半導體製冷片中的該第二片體的第二極性、以及在該第一片體與該第二片體之間所施加的功率大小。
  2. 如請求項1所述的控制裝置，其中，該控制模組包括：至少兩個電源極性切換電路、至少兩個功率調節電路和一中心控制電路； 其中，每個該半導體製冷片的該第一片體均通過一個該電源極性切換電路和一個該功率調節電路與一供電電源相連接；每個該半導體製冷片的該第二片體均通過另一個該電源極性切換電路和另一個該功率調節電路與該供電電源相連接； 該第一測溫器件、至少兩個該電源極性切換電路和至少兩個該功率調節電路均與該中心控制電路相連接； 該中心控制電路，用於根據該當前溫度和該目標溫度，通過該電源極性切換電路控制施加至該第一片體的第一極性和施加至該第二片體的第二極性，以及通過該功率調節電路控制在該第一片體與該第二片體之間所施加的功率大小。
  3. 如請求項1所述的控制裝置，其中，該清洗槽外側還設置有一防護外殼，至少兩個該半導體製冷片之間還設置有一第二測溫器件； 該第二測溫器件，用於測量靠近該防護外殼的該半導體製冷片的第一片體的實際溫度，並將該實際溫度傳輸至該控制模組； 該控制模組，還用於基於該實際溫度和該防護外殼的最大耐熱溫度，判斷是否切換施加至該半導體製冷片中的該第一片體的第一極性和施加至該第二片體的第二極性，並在判斷結果為是的情況下，切換該第一極性和該第二極性，或者在判斷結果為否的情況下，調節在該第一片體與該第二片體之間所施加的功率大小。
  4. 如請求項3所述的控制裝置，其中，該控制模組，還用於在該實際溫度大於或等於一第一預設值時，基於該實際溫度調節該第一片體與該第二片體之間所施加的功率大小，直到該實際溫度小於該第一預設值；並在該實際溫度小於該第一預設值時，確定切換該第一極性和該第二極性，該第一預設值依據該最大耐熱溫度與靠近該防護外殼的該半導體製冷片的結溫差之間的差值設置。
  5. 如請求項3所述的控制裝置，其中，該至少兩個半導體製冷片包括：一第一半導體製冷片和一第二半導體製冷片； 其中，該第一半導體製冷片中的第一片體設置於該清洗槽的外壁上，該第一半導體製冷片中的第二片體與該第一半導體製冷片中的第一片體導熱連接，該第二半導體製冷片中的第一片體與該第一半導體製冷片中的第二片體導熱連接，該第二半導體製冷片中的第二片體與該第二半導體製冷片中的第一片體導熱連接且靠近該防護外殼。
  6. 如請求項5所述的控制裝置，其中，該控制模組，還用於在該實際溫度大於或等於該最大耐熱溫度與該第二半導體製冷片的結溫差之間的差值的情況下，基於該實際溫度調節施加至該第一半導體製冷片的功率大小和施加至該第二半導體製冷片的功率大小； 在該實際溫度小於該最大耐熱溫度與該第二半導體製冷片的結溫差之間的差值的情況下，切換施加至該第二半導體製冷片中該第一片體的第一極性和施加至該第二片體的第二極性，以使該第二半導體製冷片中的該第一片體通過熱傳遞的方式降低該第一半導體製冷片中的該第二片體的溫度； 在該當前溫度達到第二預設值的情況下，調節該第一半導體製冷片中該第一片體與該第二片體之間所施加的功率大小，以使該當前溫度達到該目標溫度。
  7. 如請求項6所述的控制裝置，其中，該第二預設值包括自切換時刻起經過的時長達到預設時間段後，該第一測溫器件測量的該清洗槽內的清洗液的當前溫度值；或者，該第二預設值為預先設置的溫度閾值。
  8. 如請求項1所述的控制裝置，其中，該製冷片模組的數量為多個，且多個該冷片模組呈陣列狀設置於該清洗槽的外壁上。
  9. 如請求項5所述的控制裝置，其中，該第一片體與該第二片體通過導熱粘接劑粘接，該第一半導體製冷片和所第二半導體製冷片通過該導熱粘接劑粘接。
  10. 如請求項2所述的控制裝置，其中，該供電電源為一交流供電電源，該控制模組還包括：一整流穩壓電路，該整流穩壓電路設置於該功率調節電路和該供電電源之間； 該整流穩壓電路，用於對該供電電源所提供的交流電進行轉換處理，得到所需的直流電，並將該直流電傳輸至該功率調節電路； 該功率調節電路，用於調節向該半導體製冷片所輸出的該直流電壓的大小，以調節在該第一片體與該第二片體之間所施加的功率大小。
  11. 一種晶圓清洗設備，其中，該晶圓清洗設備包括：一清洗槽和如請求項1至10任一項所述的清洗液溫度的控制裝置。
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