[发明专利]半导体用低温温控设备

说明书

本发明提供一种半导体用低温温控设备，包括第一温控回路、第二温控回路、第三温控回路以及复叠式设置的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统，第一温控回路分别与第一级制冷系统和第二级制冷系统热交换连接，第一温控回路循环流动有第一温度冷却液，第二温控回路分别与第二级制冷系统和第三级制冷系统热交换连接，第二温控回路循环流动有第二温度冷却液，第三温控回路与第三级制冷系统热交换连接，第三温控回路循环流动有第三温度冷却液。本发明实现对第一温控回路、第二温控回路和第三温控回路的宽温区控温，兼容高低温单独控制以及组合控制工作模式，实现‑100℃的低温目标，设备简单，提高设备使用灵活性和效率。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种半导体用低温温控设备。

背景技术

在集成电路制造行业，先进的集成电路工艺制程中，为满足工艺加工的要求，对半导体温控设备的低温及通道数量均有新的需求。目前的低温要求基本在-70℃至-20℃范围内，-40℃以上采用单级压缩制冷可以实现，到-70℃主要采用传统两级复叠的方式，但更低的温度需求目前还没有现成的设备能够满足。

半导体工艺对通道数量的要求随着需要控温的部位增多，以及静电吸附托盘需要快速变化温度时，需要多个通道不同温度的冷却液，进行切换或者混合达到需求温度。目前均采用独立的通道设计，每个通道具有各种独立的制冷或加热系统，这样会导致设备系统较复杂，尺寸较大。

现有技术中采用两级复叠制冷系统，各个通道独立运行，不能实现-100℃的低温目标，当需要多个通道的冷却液时，配备多个独立通道，具有各自的制冷系统，设备较复杂。

发明内容

本发明提供一种半导体用低温温控设备，用以解决现有技术中温控设备无法实现-100℃的低温目标，且设备复杂的缺陷，实现各通道的宽温区控温，使温度达到-100℃的低温目标。

本发明提供一种半导体用低温温控设备，包括第一温控回路、第二温控回路、第三温控回路以及复叠式设置的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统，所述第一温控回路分别与所述第一级制冷系统和所述第二级制冷系统热交换连接，所述第一温控回路循环流动有第一温度冷却液，所述第二温控回路分别与所述第二级制冷系统和所述第三级制冷系统热交换连接，所述第二温控回路循环流动有第二温度冷却液，所述第三温控回路与所述第三级制冷系统热交换连接，所述第三温控回路循环流动有第三温度冷却液。

根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第一温控回路串联有第一储液箱、第一泵、第一流量计和第一压力传感器，所述第一储液箱的进液口处设有第一温度传感器，所述第一储液箱的出液口处设有第二温度传感器，所述第一储液箱内设有第一加热器。

根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第二温控回路串联有第二储液箱、第二泵、第二流量计和第二压力传感器，所述第二储液箱的进液口处设有第四温度传感器，所述第二储液箱的出液口处设有第五温度传感器，所述第二储液箱内设有第二加热器。

根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第三温控回路串联有第三储液箱、第三泵、第三流量计和第三压力传感器，所述第三储液箱的进液口处设有第七温度传感器，所述第三储液箱的出液口处设有第八温度传感器，所述第三储液箱内设有第三加热器。

根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第一级制冷系统包括依次串联的第一压缩机、第一冷凝器、第一油分离器、第一蒸发冷凝器和第一蒸发器，所述第一蒸发冷凝器与所述第一蒸发器的连接管路上设有第一电子膨胀阀；

还包括分别与所述第一油分离器和所述第一蒸发冷凝器连接的第一膨胀容器，所述第一膨胀容器设有第一泄压阀。

根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，还包括第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路的两端分别与所述第一膨胀容器与所述第一蒸发冷凝器之间的连接管路和所述第一蒸发冷凝器与所述第一蒸发器之间的连接管路连接，所述第一支路上设有第一旁通阀；