一种双通道控温系统的制作方法

本发明涉及控温设备，具体涉及一种双通道控温系统。

背景技术：

1、在半导体制造过程中，刻蚀是其中最重要的制程之一，刻蚀工艺过程中，射频装置会产生大量热量，晶圆温度变化会影响刻蚀精度，刻蚀过程，不同的加工步骤中所需的加工环境温度差别很大，不同加工腔的温度不同，中高温腔内温度需控制在-10~-30℃范围内，低温腔温度需控制在-40~-60℃范围内，国内先进工艺对刻蚀过程的温度需求已达到低温-70℃，对于不同加工腔需要多台控温设备对加工腔进行控温，为此晶圆加工需要多台控温设备为加工工序降温，这样使得温控装置的整体功耗大，体积大，成本高。

技术实现思路

1、本发明解决了不同加工腔需要多台控温设备对加工腔进行控温导致功耗大和成本高的问题，提出一种双通道控温系统，同时提供两路控温通道，一路通道提供低温循环介质，一路提供中高温循环介质，当加工腔需要高温或低温时，可选择相应温度的通道连通加工腔，控温范围更广。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种双通道控温系统，包括高温制冷模块和低温制冷模块，高温制冷模块包括第二换热器，高温制冷模块通过第二换热器连接有高温循环模块；低温制冷模块包括第四换热器和第五换热器，低温制冷模块通过第五换热器连接有低温循环模块，低温制冷模块通过第四换热器连接高温制冷模块。

3、本技术方案中，包括有高温制冷模块、低温制冷模块、高温循环模块以及低温循环模块，高温制冷模块与高温循环模块连接，低温制冷模块与低温循环模块连接，高温制冷模块和低温制冷模块之间通过相应的第四换热器进行连接；本发明的系统即能够提供低温循环介质，又能够提供中高温循环介质，当加工腔需要高温或低温时，可选择相应温度的通道连通加工腔，控温范围广。

4、本发明还进一步设置为：高温制冷模块包括第一压缩机和相连的第一油分离器，第一油分离器连接有第一换热器，第一换热器连接有第一过滤器，第一过滤器连接有第一电子膨胀阀，第一电子膨胀阀通过第二换热器连接第一气液分离器，第一气液分离器连接第一压缩机。

5、本技术方案中，低温低压的制冷剂能够通过第一压缩机生成高温高压的制冷剂气体，经过第一油分离器后将制冷剂中的油进行分离，随后至第一换热器生成低温高压的制冷剂液体，上述的低温高压的制冷剂液体经过第一过滤器过滤之后经过第一电子膨胀阀节流生成低温低压的两相制冷剂。

6、本发明还进一步设置为：第一过滤器还连接有第二电子膨胀阀，第二电子膨胀阀连接有第四换热器；第一油分离器还连接有第三电子膨胀阀，第三电子膨胀阀连接第二换热器。

7、本技术方案中，一部分的制冷剂经过第一过滤器之后经过第二电子膨胀阀生成气液两相制冷剂，并进入到第四换热器进行换热，并最终回到第一气液分离器，最后回到第一压缩机。

8、本发明还进一步设置为：低温制冷模块包括第二压缩机，第二压缩机连接有第二油分离器，第二油分离器连接有第三换热器，第三换热器连接有第二气液分离器，第二气液分离器连接有第二过滤器，第二过滤器连接有第四电子膨胀阀，第四电子膨胀阀连接第四换热器。

9、本技术方案中，低温制冷模块中的制冷剂由两种不同沸点的制冷剂构成，通过第二压缩机生成高温高压的混合制冷剂气体，经过第二油分离器将其中的油进行分离，分离油之后的制冷剂经过第三换热器和外界pcw冷却水换热，分别生成高沸点的低温高压的制冷剂液体和低沸点的气体，其中，低沸点的气体依次通过第二过滤器和第四电子膨胀阀得到低温低压气液两相制冷剂。

10、本发明还进一步设置为：第二气液分离器还连接有第三过滤器，第三过滤器连接有第五电子膨胀阀，第五电子膨胀阀分别连接第五换热器和第六电子膨胀阀，第六电子膨胀阀连接有第四过滤器，第四过滤器连接第四换热器，第四换热器连接第五换热器。

11、本技术方案中，低温低压气液两相制冷剂与第五换热器生成的低沸点制冷剂混合进入第四换热器，第二气液分离器出来的部分低沸点的制冷剂气体一部分直接进入第五换热器，换热后生成低温低压液体，低温低压液体经过第四过滤器和第六电子膨胀阀后得到气液两相的制冷剂，部分的气液两相的制冷剂与经过第五电子膨胀阀生成的制冷剂气体混合进入至第五换热器，得到低沸点制冷剂，随后进入至第四换热器，生成低温低压的混合气体后经过第三气液分离器进行分离，最终回到第二压缩机进行循环。

12、本发明还进一步设置为：第二气液分离器包括第二气液分离器第一出口和第二气液分离器第二出口，第二气液分离器第一出口连接第三过滤器，第二气液分离器第二出口连接第二过滤器，第二气液分离器第一出口还与第四换热器直接连接。

13、本技术方案中，第一出口分离得到的是低沸点的制冷剂气体，第二气液分离器第二出口得到的是高沸点的制冷剂液体。

14、本发明还进一步设置为：高温循环模块包括第一水泵，第一水泵分别连接有第二换热器和第一中间水箱，第二换热器连接有第一加热器，第一加热器分别连接有第一旁通阀和第一负载，第一旁通阀和第一负载均连接第一中间水箱。

15、本技术方案中，通过第一水泵和第一中间水箱将循环介质输入至第二换热器中进行换热。

16、本发明还进一步设置为：低温循环模块包括第二水泵，第二水泵分别连接有第五换热器和第二中间水箱，第五换热器连接有第二加热器，第二加热器分别连接有第二旁通阀和第二负载，第二旁通阀和第二负载均连接第二中间水箱。

17、本技术方案中，通过第二水泵和第二中间水箱将循环介质输入至第五换热器中进行换热。

18、本发明还进一步设置为：高温循环模块和低温循环模块之间设置有补水模块，补水模块分别连接第一中间水箱和第二中间水箱，所述补水模块包括补水箱以及其内部的液位浮球开关。

19、本技术方案中，补水模块通过第一单向阀与第一中间水箱连接，通过第二单向阀与第二中间水箱连接。

20、本发明还进一步设置为：第一加热器和第一旁通阀之间设置有第三温度传感器和第三压力传感器；第二加热器和第二旁通阀之间设置有第七温度传感器和第六压力传感器。

21、本技术方案中，通过设置相应的压力传感器和温度传感器以便后续的温度控制。

22、本发明能够带来如下的有益效果：

23、1、本发明涉及的一种双通道控温系统，同时提供两路控温通道，一路通道提供低温循环介质，一路提供中高温循环介质，当加工腔需要高温或低温时，可选择相应温度的通道连通加工腔，控温范围更广；

24、2、本发明的一种双通道控温系统的控温精度高、加热功耗低；

25、3、本发明的一种双通道控温系统采用，双通道设计，两个通道可同时运行，可一路提供中高温循环介质，一路提供低温循环介质；

26、4、本发明的一种双通道控温系统的低温通道采用自复叠制冷系统，同时充分利用高温制冷模块产生的能量，减少能耗损失。

技术特征：

1.一种双通道控温系统，其特征在于，包括高温制冷模块（100）和低温制冷模块（200），高温制冷模块（100）包括第二换热器（108），高温制冷模块（100）通过第二换热器（108）连接有高温循环模块（300）；低温制冷模块（200）包括第四换热器（207）和第五换热器（212），低温制冷模块（200）通过第五换热器（212）连接有低温循环模块（400），低温制冷模块（200）通过第四换热器（207）连接高温制冷模块（100）。

2.根据权利要求1的一种双通道控温系统，其特征在于，高温制冷模块（100）包括第一压缩机（101）和相连的第一油分离器（102），第一油分离器（102）连接有第一换热器（103），第一换热器（103）连接有第一过滤器（104），第一过滤器（104）连接有第一电子膨胀阀（105），第一电子膨胀阀（105）通过第二换热器（108）连接第一气液分离器（109），第一气液分离器（109）连接第一压缩机（101）。

3.根据权利要求2的一种双通道控温系统，其特征在于，第一过滤器（104）还连接有第二电子膨胀阀（106），第二电子膨胀阀（106）连接有第四换热器（207）；第一油分离器（102）还连接有第三电子膨胀阀（107），第三电子膨胀阀（107）连接第二换热器（108）。

4.根据权利要求1或2或3的一种双通道控温系统，其特征在于，低温制冷模块（200）包括第二压缩机（201），第二压缩机（201）连接有第二油分离器（202），第二油分离器（202）连接有第三换热器（203），第三换热器（203）连接有第二气液分离器（204），第二气液分离器（204）连接有第二过滤器（205），第二过滤器（205）连接有第四电子膨胀阀（206），第四电子膨胀阀（206）连接第四换热器（207）。

5.根据权利要求4的一种双通道控温系统，其特征在于，第二气液分离器（204）还连接有第三过滤器（208），第三过滤器（208）连接有第五电子膨胀阀（209），第五电子膨胀阀（209）分别连接第五换热器（212）和第六电子膨胀阀（211），第六电子膨胀阀（211）连接有第四过滤器（210），第四过滤器（210）连接第四换热器（207），第四换热器（207）连接第五换热器（212）。

6.根据权利要求5的一种双通道控温系统，其特征在于，第二气液分离器（204）包括第二气液分离器第一出口（2042）和第二气液分离器第二出口（2043），第二气液分离器第一出口（2042）连接第三过滤器（208），第二气液分离器第二出口（2043）连接第二过滤器（205），第二气液分离器第一出口（2042）还与第四换热器（207）直接连接。

7.根据权利要求1或2或3的一种双通道控温系统，其特征在于，高温循环模块（300）包括第一水泵（301），第一水泵（301）分别连接有第二换热器（108）和第一中间水箱（304），第二换热器（108）连接有第一加热器（302），第一加热器（302）分别连接有第一旁通阀（303）和第一负载，第一旁通阀（303）和第一负载均连接第一中间水箱（304）。

8.根据权利要求7的一种双通道控温系统，其特征在于，低温循环模块（400）包括第二水泵（401），第二水泵（401）分别连接有第五换热器（212）和第二中间水箱（404），第五换热器（212）连接有第二加热器（402），第二加热器（402）分别连接有第二旁通阀（403）和第二负载，第二旁通阀（403）和第二负载均连接第二中间水箱（404）。

9.根据权利要求8的一种双通道控温系统，其特征在于，高温循环模块（300）和低温循环模块（400）之间设置有补水模块，补水模块分别连接第一中间水箱（304）和第二中间水箱（404），补水模块包括补水箱（501）以及其内部的液位浮球开关（502）。

10.根据权利要求8或9的一种双通道控温系统，其特征在于，第一加热器（302）和第一旁通阀（303）之间设置有第三温度传感器和第三压力传感器；第二加热器（402）和第二旁通阀（403）之间设置有第七温度传感器和第六压力传感器。

技术总结本发明公开了一种双通道控温系统，涉及控温设备技术领域，旨在解决不同加工腔需要多台控温设备对加工腔进行控温导致功耗大和成本高的问题，包括：包括高温制冷模块和低温制冷模块，高温制冷模块包括第二换热器，高温制冷模块通过第二换热器连接有高温循环模块；低温制冷模块包括第四换热器和第五换热器，低温制冷模块通过第五换热器连接有低温循环模块，低温制冷模块通过第四换热器连接高温制冷模块。本发明提出的一种双通道控温系统，同时提供两路控温通道，一路通道提供低温循环介质，一路提供中高温循环介质，当加工腔需要高温或低温时，可选择相应温度的通道连通加工腔，控温范围更广。技术研发人员：伊良俊,王桥刚,刘岩松,余晓峻受保护的技术使用者：杭州大和热磁电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1