[發明專利]溫控裝置及其溫控方法

有效

• 申請號: 201110247640.9
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102954639A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 王飛;卜榮翔;束劍平;王明;李天水
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: F25B49/02
• 分類號: F25B49/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及一種溫控裝置，且特別涉及一種采用工藝冷卻水在高溫環境下進行循環液冷卻的溫控裝置，一種溫控方法也一并涉及。

背景技術

半導體行業對溫度控制范圍、精度要求越來越高，尤其是刻蝕機、化學氣相沉積(Chemical?Vapor?Deposition，CVD)等半導體加工設備。刻蝕工藝分為等離子刻蝕、金屬刻蝕、介質膜刻蝕、反應離子刻蝕等等。不同的刻蝕工藝溫控范圍在-60℃～200℃各不相同。這就對溫控裝置提出了更高的設計指標：既能滿足多刻蝕工藝要求的溫控范圍，又能在保證裝置正常運行情況下達到節能、環保、經濟的多項指標。

在已知的溫控裝置中，具有恒溫液回路、冷凍回路和控制部分，其中冷凍回路部分由變頻壓縮機所包含的主制冷回路、熱氣旁通回路和冷凝旁通回路組成。

當此裝置應用于介質膜刻蝕高溫工藝時，冷凍回路蒸發溫度相應增加，制冷量增加更為顯著。而一般情況下，用戶要求的制冷量會逐漸減小。這將加劇兩者之間的供需矛盾。為解決這一問題，熱氣旁通回路電子膨脹閥開啟一定的開度。然而這樣會導致壓縮機排氣溫度過高，為此冷凝旁通回路電子膨脹閥又需要開啟一定的開度。

這樣雖然解決了上述供需矛盾和排氣溫度過高兩大問題，但是隨之帶來控制系統的復雜性、難度性、不穩定性，并且會影響調試時間，這樣會增加成本。

發明內容

本發明提出一種溫控裝置和溫控方法，能夠解決上述問題。

為了達到上述目的，本發明提出一種溫控裝置，用于控制流經外部裝置的循環液的溫度，溫控裝置包括：

制冷裝置：包括

蒸發裝置；

冷凝裝置，用于帶走蒸發裝置的冷凝熱和循環液的熱負荷；以及

溫度傳感器，位于外部裝置的循環液入口處；以及

循環液回路單元，包括：

電動三通閥，循環液通過電動三通閥進入蒸發裝置和冷凝裝置，再流回外部裝置；

控制器，電性連接至電動三通閥；

其中溫度傳感器感測外部裝置入口處的循環液的溫度，當循環液的溫度高于設定值，控制器控制電動三通閥增大循環液流經冷凝裝置的比例，當循環液的溫度低于設定值，減少循環液流經冷凝裝置的比例。

進一步說，循環液回路單元還包括加熱裝置和泵，循環液自加熱裝置和泵進入外部裝置。

進一步說，控制器電性連接至加熱裝置和泵，當循環液的溫度高于設定值，控制器非致能加熱裝置以及增加泵的功率，當循環液的溫度低于設定值，致能加熱裝置以及減少泵的功率。

進一步說，循環液回路單元還包括變頻裝置，電性連接至泵和控制器，控制器控制變頻裝置來調節泵的功率。

進一步說，循環液回路單元還包括電磁閥，設置在電動三通閥和冷凝裝置之間，并電性連接至控制器，當循環液的溫度高于設定值，控制器控制電磁閥處于全開狀態，當循環液的溫度低于設定值，控制器控制電磁閥的開關時間，以減少循環液的流量。

本發明還提供一種溫控方法，用于控制流經外部裝置的循環液的溫度，循環液連接至電動三通閥，并通過電動三通閥連接時冷凝裝置和蒸發裝置，再流回外部裝置，包括以下步驟：

感測外部裝置入口處的循環液的溫度；

判斷循環液的溫度與設定值的關系；以及

當循環液的溫度高于設定值，控制器控制電動三通閥增大循環液流經冷凝裝置的比例，當循環液的溫度低于設定值，減少循環液流經冷凝裝置的比例。

進一步說，循環液自加熱裝置和泵進入外部裝置，其特征是，溫控方法還包括：

當循環液的溫度高于設定值，控制器非致能加熱裝置以及增加泵的功率，當循環液的溫度低于設定值，致能加熱裝置以及減少泵的功率。

進一步說，泵電性連接至變頻裝置，其特征是，溫控方法還包括：控制器控制變頻裝置來調節泵的功率。

進一步說，電磁閥設置在電動三通閥和冷凝裝置之間，并電性連接至控制器，其特征是，溫控方法還包括：

當循環液的溫度高于設定值，控制器控制電磁閥處于全開狀態，當循環液的溫度低于設定值，控制器控制電磁閥的開關時間，以減少循環液的流量。

本發明提出的溫控裝置和溫控方法，在高溫工藝時，較多地采用工藝冷卻水來冷卻循環液，而減少采用壓縮機制冷系統來冷卻循環液，這樣既避免了為防止壓縮機排氣溫度過高而采取的兩路旁通回路引起的控制復雜性，又因減少采用壓縮機制冷系統而達到節能的目的。

附圖說明

圖1所示為本發明第一實施例溫控裝置的功能方塊圖。