用于制造集成电路的雕刻设备需要在扩展的温度范围（-20°C至80°C）内进行温度控制，而光刻设备需要超精确的温度控制（±0） ，01°C）和薄层气相沉积设备所需的高温控制。分析了上述温度控制特性后，本文选择了蒸汽压缩制冷，热电制冷和水 - 水热交换技术，并提出了基于此的制冷系统设计。导体制冷。制系统和相关的控制技术。键词制冷技术;集成电路制造;扩展温度区;高功率;高精度中图分类号：TN305.94文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）12-0105-02设备性别和精度对温度控制技术有严格要求，如宽温度范围，高功率和超精密。如，在蚀刻工艺设备中，由于不同的蚀刻方法需要反应室中的不同温度，因此冷却系统温度范围为-20°的循环冷却流体C需要在80°C，精度大于±0.5°C。
硅晶片衬底经受薄膜化学气相沉积工艺时，反应室中的温度达到300℃至1000℃，并且冷却系统的温度控制精度为平庸。要目的是去除大量内部热量，冷却功率达到100千瓦或更高。纳米级光刻设备（100 nm）要求内部投影物镜和临界区域在±0.01°C下稳定。为工艺的特征宽度（CD）光刻继续下降，指数需要不断提高。统供应的冷却液的温度控制精度为±0.01°C。却系统中的冷却技术是最关键的技术。冷技术的选择直接决定了实现水冷系统，方案的复杂性和经济形势。却系统介绍和制冷技术分析上述冷却系统专用于控制循环冷却液的温度，压力和流量。控制内部加热和冷却执行器，以控制循环内部冷却液的温度。受控设备连接后，循环冷却液送到受控设备进行热交换，最后实现设备。度控制，传热功能。图1所示，水冷系统主要由加热器，制冷系统，水泵，水箱，传感器和入口和冷却水出口，包括循环冷却流体回路和冷却水回路。
PWM电子膨胀阀等温度控制的准确性。
不同电流流过直流电时，热电制冷技术基于传热原理。据热电制冷原理制造的制冷部件称为半导体制冷芯片，并且可以通过调节导体的电流来调节冷却能力。
冷却功率。外，冷却翅片的冷却效率与冷热表面之间的温差密切相关，为了保证一定的冷却效率，必须控制冷热表面之间的温差。一定范围内，这限制了热电冷却的冷却温度。然内部投影镜头的温度控制精度和光刻的关键区域很高，但它主要用于平衡环境温度波动与传感器的热量和地图。
却功率低，冷库安装温度点约为20℃。此，热电制冷技术非常适合于光刻处理设备温度的超精确控制。外，传热也可以直接通过冷却水和循环冷却液进行，也就是说通过水和水强制对流进行。方法的传热系数在15，000 W /（m2·k）时达到2000 W /（m2·k），当两侧温差达到时，可以获得较高的热交换功率。交换很重要。硅晶片衬底的薄膜化学气相沉积工艺中，对温度点没有严格的精度要求。要功能是产生大量的热量，冷却反应室的温度，并通过水和水的热交换使用制冷过程。汽压缩制冷系统的蒸汽压缩制冷系统如图2所示。冷系统包括压缩机，冷凝器，气液分离器，干燥剂过滤器，冷却镜，调节器和蒸发器。却水回路包括液压控制阀，循环冷却流体回路包括流量控制阀。缩机制冷系统中的蒸发温度是相对恒定的温度点。循环冷却剂的温度为-20°C时，蒸发温度通常略低于-20°C。果循环冷却剂的温度达到80°C，则蒸发温度会太高了。低报警。
此，在高温条件下在冷却液回路中流动的流量控制阀在热交换之前被分流，从而避免了压缩机的高低压报警。制系统设计采用逻辑PID控制，采用PID算法调节电子膨胀阀，流量控制阀和电阻的输出。子膨胀阀的PID控制设计用于监控压缩机的吸入温度并避免过高的入口温度。生高低压报警，PID控制流量控制器设计用于控制混合流量完成后冷却液的温度，使其略低于设定的运行条件;最后，通过加热PID调节器，出水口的温度控制大于±0.5°C。电制冷技术半导体制冷芯片在直流后形成冷热端，其冷端可用于制冷。图3所示，冷却片的冷端和热端分别连接到冷端散热器和热端散热器，循环冷却剂由冷却端的散热器冷却。
端，半导体冷却片将热量传递给热端散热器。终的冷却水由热端散热器驱动。导体制冷片和金属壁是导热的，循环冷却水和冷却剂在散热器中提供对流热交换。却翅片的温差与冷却能力，循环水温度调节范围，冷却水温度波动范围和目标冷却功率之间的关系。大等降低固态制冷片的冷端和热端之间的温差可以提高冷却效率。
端散热器的传热系数必须设计得大于冷端散热器的传热系数，因为它不仅传递循环冷却装置的热量，而且还突出了产生的热量。
半导体冷却片本身。过控制半导体制冷芯片的供电电流值来调节冷却能力。电电路包括功率控制器，整流桥，保护元件等，它们调节作为输入控制信号的函数的三相输出电压的值。压转换为DC并提供给散热片。度控制器通过处理器算法基于实际温度和目标温度之间的差异向功率控制器发送模拟控制信号。通过热交换器的热交换热交换循环的冷却流体和工厂的冷却水供应可以交换热量用于制冷。图4所示，循环水回路包括温度传感器和流量控制阀，冷却水回路包括温度传感器，流量传感器和控制阀。动。过调节与冷却水的热交换率来调节循环冷却剂的温度，并且温度传感器和流量控制阀形成温度反馈控制系统。却水的温度和流速影响冷却功率。此，温度和流量传感器被添加到冷却水回路中以进行监控。交换器的设计和流量控制阀的控制是该解决方案的关键。据设备冷却水的技术参数和运行条件，确定热交换器计算输入的参数：冷却液侧的最小入口温度循环温度为48°C，出水温度为33°C，制冷功率为100 kW，流量为100 L / min;冷却水供应水的最高温度为18℃，出口水温为43℃，流速为60L / min。析的传热系数为4350 W /（m2 * K），热交换面积为2.3 m2。门子双向阀用于设定流量，选择类型时必须考虑最小设定量和响应时间。择欧姆龙控制器作为控制器，根据当前温度和循环冷却剂的设定温度调节双向阀的开度，以进行温度控制。热交换器和系统流量控制阀简单经济。论集成电路制造工艺设备的温度控制涉及扩展温度范围，高功率和极高精度的复杂要求。冷技术是温控技术的关键。文分析了上述制冷温度和制冷控制特性，并提出了一种适用于宽温度范围（-20°C至80°C）的蒸汽压缩制冷方法，以及一种方法。过水/水热交换进行制冷，用于高功率热交换（100 kW）。出了超精密（±0.01℃）的热电制冷方法，以及各方案的主要实现和控制技术。冷系统设计等参考文献[1]机械工程手册起草委员会，机械工程手册[M]，机械工程出版社，2007。2]姚汉民，宋虎，龚艳文，加工技术光学投影微纳米曝光[M]。
北京理工大学出版社，作者（1981-）2006年简介余斌，男，汉族，江西沭阳，控制，机械和电气工程，通过上海微电子装备有限公司，转向工程师研究方向：集成电路设备温度控制，水冷系统，上胶设备。
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