【技术实现步骤摘要】
三级复叠制冷装置及控制方法
[0001]本专利技术涉及半导体工艺温度控制
，尤其涉及一种三级复叠制冷装置及控制方法。
技术介绍
[0002]在半导体晶圆刻蚀工艺中，为了控制刻蚀精度，需要对加工腔内温控进行高精度恒温控制，所以刻蚀设备需要配置专用的温控装置。目前，现金的刻蚀工艺中温控装置应用温度已达到
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80℃或更低，目前主流温控装置采用三级复叠制冷系统实现低温控温。在刻蚀加工腔中，不同的工艺制程时段，其热负荷都在快速变化，而在任一时刻，加工腔均需要保持1℃以内的精确控温，所以温控装置需要在不同热负荷时均需要保持各级压缩机持续运行，防止压缩机在启停时引起循环液温度波动。
[0003]在制冷系统中，衡量能源转换效率高低的指标为“能效比”，其定义为制冷量与系统总输入功率的比值。由于复叠制冷系统中每级制冷循环中均存在压缩机，所以相比单级制冷系统，复叠制冷系统的能效比较低，且随着复叠系统级数的增加，其能效比逐步降低。同时在半导体温控装置中，低热负荷时仍需要维持各级压缩机运行，所以半导体温控装置比常规复叠...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三级复叠制冷装置，其特征在于，包括：高温级系统循环，包括第一支路循环和第二支路循环，所述第一支路循环为高温级压缩机、冷凝器放热侧通道以及第一蒸发冷凝器吸热侧通道通过第一管路相连构成的循环回路，所述第二支路循环为预冷换热器吸热侧通道、所述高温级压缩机以及冷凝器放热侧通道通过第二管路和所述第一管路相连构成的循环回路；中温级系统循环，通过第一蒸发冷凝器放热测通道与所述第一支路循环相连；低温级系统循环，通过预冷换热器放热侧通道与所述第二支路循环相连；其中，所述第一蒸发冷凝器放热侧通道与所述第一蒸发冷凝器吸热侧通道对应连接，所述预冷换热器放热侧通道与所述预冷换热器吸热侧通道对应连接，所述高温级系统循环通过第一支路循环和第二支路循环分别为所述中温级系统循环和低温级系统循环提供冷却。2.根据权利要求1所述的三级复叠制冷装置，其特征在于，所述第一支路循环还包括第一电子膨胀阀，所述高温级压缩机的出气端通过所述第一管路与所述冷凝器放热侧通道的输入端相连，所述冷凝器放热侧通道的输出端通过所述第一管路与所述第一蒸发冷凝器吸热侧通道的输入端相连；所述第一电子膨胀阀设置于所述冷凝器放热侧通道与第一蒸发冷凝器吸热侧通道之间，所述第一蒸发冷凝器吸热侧通道的输出端通过所述第一管路与所述高温级压缩机的吸气端相连，以构成循环回路；所述高温级压缩机的吸气端设置有压力传感器，以测量所述高温级压缩机的吸气压力。3.根据权利要求1所述的三级复叠制冷装置，其特征在于，所述第二支路循环还包括第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀通过所述第二管路设置于冷凝器放热侧通道的输出端与预冷换热器吸热侧通道的输入端之间，所述预冷换热器吸热侧通道输出端通过第二管路与所述高温级压缩机吸气端的第一管路相连通，结合所述高温级压缩机、第一管路以及冷凝器放热侧通道构成循环回路。4.根据权利要求1所述的三级复叠制冷装置，其特征在于，所述高温级系统循环还包括第三支路循环，所述第三支路循环由电动调节阀、第三管路以及所述高温级压缩机构成；所述电动调节阀的输入端通过所述第三管路与高温级压缩机的出气端相连，所述电动调节阀的输出端通过第三管路与所述高温级压缩机的吸气端相连，以构成循环回路。5.根据权利要求1所述的三级复叠制冷装置，其特征在于，所述中温级系统循环包括第一蒸发冷凝器放热侧通道、第二蒸发冷凝器吸热侧通道、中温级压缩机、第三电子膨胀阀以及第四管路，所述中温级压缩机的出气端通过第四管路与所述第一蒸发冷凝器放热侧通道的输入端相连；所述第一蒸发冷凝器放热侧通道的输出端通过第四管路与所述第三电子膨胀阀的输入端相连，所述第三电子膨胀阀的输出端通过所述第四管路与所述第二蒸发冷凝器的吸热侧通道的输入端相连，所述第二蒸发冷凝器吸热侧通道的输出端通过所述第四管路与所述中温级压缩机的吸气端相连，以构成循环回路，且所述第一蒸发冷凝器放热侧通道与第三电子膨胀阀之间设置有第一温度传感器；所述低温级系统循环包括第二蒸发冷凝器放热侧通道、预冷换热器放热侧通道、蒸发
器吸热侧通道、低温级压缩机、第四电子膨胀阀以及第五管路，所述低温级压缩机的出气端通过第五管路与所述预冷换热器放热侧通道的输入端相连；所述预冷换热器放热侧通道的输出端通过第五管路与所述第二蒸发冷凝器放热侧通道的输入端相连，且所述预冷换热器放热侧通道的输出端与第二蒸发冷凝器放热侧通道的输入端之间设置有第二温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘紫阳，曹小康，董春晖，芮守祯，靳李富，胡文达，
申请(专利权)人：北京京仪自动化装备技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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