[发明专利]一种用于半导体温度控制的温控系统及温控方法

说明书

本发明提供一种用于半导体温度控制的温控系统及温控方法，涉及半导体制造设备领域，温控系统包括制冷装置、循环装置和控制装置，循环装置包括加热器、水箱、水泵、第一温度传感器、第二温度传感器和控制阀，水泵的出口与制冷装置的入口连通，制冷装置的出口分别与控制阀的第一接口、加热器的入口连通，加热器的出口与负载设备的入口连通，负载设备的出口与水箱的出口共同连接水泵的入口，水箱的入口与控制阀的第二接口连通。通过在温控系统处于降温或升温状态关闭控制阀，降低换热液体的量，提高温控系统升温或降温的速度，缩短单个工艺周期，提高芯片制程效率；通过在空载或负载状态增加换热液体的量，提高温控系统的温控稳定性和温控精度。

技术领域

本发明涉及半导体制造设备领域，尤其涉及一种用于半导体温度控制的温控系统及温控方法。

背景技术

半导体温控装置作为半导体集成电路IC制造过程中的重要设备，在集成电路IC制造的刻蚀工艺中要求保持恒定的温度输出用于控制刻蚀设备工艺腔，温度控制精度要求高。半导体温控装置在实际使用中通过制冷、加热环节对温度进行精确控制。目前的半导体温控装置采用传统PID控制算法实现控制目标温度和给定温度一致，在刻蚀工艺设备负载剧烈波动时半导体温控装置通过升温或降温进行温度控制，但是现有的温控装置存在控温速度慢，延长了单个工艺的周期，严重影响芯片制程效率。

发明内容

本发明提供一种用于半导体温度控制的温控系统及温控方法，用以解决现有技术中的温控装置存在温控精度低，温控速度慢，单个工艺的周期长，以及芯片制程效率低的问题。

本发明提供一种用于半导体温度控制的温控系统，包括：

制冷装置；

循环装置，包括加热器、水箱、水泵、第一温度传感器、第二温度传感器和控制阀，所述水泵的出口与所述制冷装置的入口连通，所述制冷装置的出口分别与所述控制阀的第一接口、所述加热器的入口连通，所述加热器的出口与负载设备的入口连通，所述负载设备的出口与所述水箱的出口共同连接所述水泵的入口，所述水箱的入口与所述控制阀的第二接口连通，所述第一温度传感器设置于所述加热器的出口，所述第二温度传感器设置于所述负载设备的出口；

控制装置，分别与所述加热器、所述水泵、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述控制阀、所述制冷装置电连接。

根据本发明提供一种的用于半导体温度控制的温控系统，所述制冷装置包括压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和换热装置，所述压缩机的出口与所述冷凝器的第一接口连通，所述冷凝器的第二接口和第三接口分别与循环水管路连通，所述冷凝器的第四接口与所述电子膨胀阀的第一接口连通，所述电子膨胀阀的第二接口与所述换热装置的第一接口连通，所述换热装置的第二接口与所述压缩机的入口连通，所述换热装置的第三接口与所述水泵的出口连通，所述换热装置的第四接口分别与所述控制阀的第一接口、所述加热器的入口连通，所述压缩机与所述控制装置电连接。

根据本发明提供一种的用于半导体温度控制的温控系统，所述换热装置为蒸发器。

根据本发明提供一种的用于半导体温度控制的温控系统，所述循环装置还包括流量传感器，所述流量传感器设置于所述加热器的出口，所述流量传感器与所述控制装置电连接。

根据本发明提供一种的用于半导体温度控制的温控系统，所述循环装置还包括第三温度传感器，所述第三温度传感器设置于所述换热装置的第四接口，所述第三温度传感器与所述控制装置电连接。

根据本发明提供一种的用于半导体温度控制的温控系统，所述控制阀为电动两通阀。

根据本发明提供一种的用于半导体温度控制的温控系统，所述循环装置还包括变频器和PID控制器，所述变频器分别与所述PID控制器、所述水泵电连接，所述PID控制器与所述控制装置电连接。

本发明还提供一种用于半导体温度控制的温控方法，所述温控方法包括以下步骤：