一种冷却控温装置的制作方法

1.本实用新型属于半导体技术领域，具体涉及一种冷却控温装置。


背景技术：

2.在半导体的工艺设备中，以湿法工艺设备为例，在工艺过程中因产品的复杂性而对化学液温度要求极其严格，过高或过低的化学品温度对产品的良率和厂务的安全都造成威胁,同时化学品种类繁多性质不一,化学品之间复杂的化学反应和繁杂的管路系统对工艺温度控制造成一定的困难,而且化学液是一种具有强烈腐蚀性质的液体,危险性极高,因此设计一种高安全性,高效率,高精度的控温装置极其重要。
3.目前常见的冷却装置由槽体、冷却盘管、液位模组三部分组成，其控温精度低、冷却精度低、缺乏安全的互锁方式。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种冷却控温装置，本实用新型通过对测温模组、液位模组、冷却盘管进行改进，实现对半导体制程中化学液的控温要求。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.本实用新型提供一种冷却控温装置，包括本体子模组、控温子模组、液位子模组及测温子模组，所述本体子模组包括槽体，所述槽体为顶端开口的结构并设置有槽体上盖，述控温子模组包括冷却盘管、盘管支架及变径接头，所述冷却盘管包括至少两个流体管路，所述冷却盘管安装于所述盘管支架，所述冷却盘管、所述盘管支架均设置于所述槽体内，所述变径接头呈阶梯式结构安装于槽体上盖，所述变径接头连通外部管路与冷却盘管的各个管路；所述液位子模组安装于所述槽体的外部并通过连通管与所述槽体内部连通，部分所述测温子模组由所述槽体上盖的位置插入所述槽体内。
7.作为优选的技术方案，所述变径接头为圆环形阶梯式结构，所述变径接头的每个阶梯沿周向设置有若干进液孔，所述进液孔连接外部管路，所述变径接头的底端位于槽体内部且设置有蜂窝孔，所述冷却盘管的各个管路对应连接蜂窝孔的各个小孔。
8.作为优选的技术方案，所述槽体上盖与所述槽体之间设置有密封垫圈。
9.作为优选的技术方案，所述本体子模组包括还包括槽体托座，所述槽体设置于槽体托座且与槽体托座焊接连接。
10.作为优选的技术方案，所述液位子模组包括液位计、液位尺、固定支架及压力传感器，所述液位计、所述液位尺安装于所述固定支架，所述固定支架安装于所述槽体的外侧壁，所述液位计包括液位管，所述液位管的两端连接所述连通管的两端，所述连通管置于所述槽体内部，所述连通管的侧壁上设置有与槽体内部导通的通孔，所述液位管的上端连接氮气接口，所述氮气接口处设置有压力传感器，所述压力传感器位于所述槽体上盖的上方。
11.作为优选的技术方案，所述固定支架通过螺钉固定安装于所述槽体的外侧壁。
12.作为优选的技术方案，所述测温子模组包括温度传感器、pfa管、固定接头及密封
盖，所述温度传感器部分设置于所述槽体内部，所述温度传感器位于槽体内部的部分于外部设置有pfa管，所述pfa管上均匀开设有多个开孔，所述固定接头与pfa管的顶部焊接连接，所述密封盖安装于所述pfa管的上方，所述温度传感器安装于所述密封盖上，所述固定接头安装于所述槽体上盖上。
13.作为优选的技术方案，所述固定接头与所述槽体上盖螺纹连接。
14.作为优选的技术方案，所述槽体为一体式结构，容积为90l。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：本实用新型利用低温液体与高温液体之间的热交换达到降温目的，将流通低温液体的冷却盘管改为多根管路，并固定于盘管支架上增加与化学液之间的接触面积，提高冷却效率；依靠液位模组可以实时判断槽体内部化学液液位，根据液位高低决定化学液进液或排液；根据测温模组判断内部化学液是否达到所需温度，降温效率高；结构上安装及维修较为方便，依靠多种检测器可以及时发现异常并及时停止工作，安全性高。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型化学品冷却控温装置的整体结构示意图。
18.图2为本实用新型本体子模组的结构示意图。
19.图3为本实用新型控温子模组的结构示意图。
20.图4为本实用新型液位子模组的结构示意图。
21.图5为本实用新型测温子模组的结构示意图。
22.图6为本实用新型变径接头的结构示意图。
23.其中，附图标记具体说明如下：本体子模组1、控温子模组2、液位子模组3、测温子模组4、槽体1-1、槽体托座1-2、槽体上盖1-3、密封垫圈1-4、冷却盘管2-1、盘管支架2-2、变径接头2-3、进液孔2-4、蜂窝孔2-5、液位计3-1、液位尺3-2、固定支架3-3、压力传感器3-4、液位管3-5、连通管3-6、温度传感器4-1、pfa管4-2、固定接头4-3、密封盖4-4。
具体实施方式
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.如图1所示，本实施例提供一种化学品冷却控温装置，包括本体子模组1、控温子模组2、液位子模组3、测温子模组4。
26.如图2所示，本体子模组1为控温装置的主体结构，为化学液的冷却过程中的载体,保证整个冷却控温过程安全进行。本体子模块包括槽体1-1、槽体上盖1-3、槽体托座1-2，槽
体1-1为顶端开口的结构，起化学液的载体作用,材质为特种材料氟树脂,优选为聚四氟乙烯,该材料耐化学性能和温度性能优异,可以长时间接触几乎所有的化学品.加工方式为一体式加工,避免因长时间浸泡产生的泄露风险，容积为90l。槽体上盖1-3安装于槽体1-1的顶端，槽体1-1与槽体上盖1-3之间设置有密封垫圈1-4，槽体上盖1-3起到固定接头4-3，密封槽体1-1的材质与槽体1-1一致，需开固定孔。槽体托座1-2主要起承载及固定整个控温装置的作用，材质与槽体1-1一致，焊接于槽体1-1底部。
27.如图3所示，控温子模组2包括冷却盘管2-1、盘管支架2-2及变径接头2-3，冷却盘管2-1于安装于盘管支架2-2，包括多个液体流通管路，内部流通的pcw(工艺冷却用水，plant cooling water)与槽体1-1内的化学液热量交换，达成冷却化学液的目的，材质为pfa。盘管支架2-2起固定冷却盘管2-1，保证冷却盘管2-1在工作时不会晃动，材质为聚四氟乙烯，冷却盘管2-1、盘管支架2-2均设置于槽体1-1内。变径接头2-3安装于槽体上盖1-3，如图6所示，变径接头2-3为圆环形阶梯式结构，变径接头2-3的每个阶梯沿周向设置有若干进液孔2-4，进液孔2-4用于连接外部管路，变径接头2-3的底端位于槽体内部且设置有蜂窝孔2-5，冷却盘管2-1的各个管路分别与蜂窝孔2-5的每个小孔连通。进液孔2-4、蜂窝孔2-5均与变径接头2-3的内部空腔结构导通，以此实现冷却盘管2-1与外部管路的连通。本实施例中设置有两个变径接头2-3，一个变径接头2-3用于pcw的接入，另一个变径接头2-3用于pcw的流出，以此实现冷却水的循环。
28.如图4所示，液位子模组3用以监测槽体1-1内部化学液的液位，可以防止药液回流，包括液位计3-1、液位尺3-2、固定支架3-3及压力传感器3-4，液位计3-1(选用rechner的kas-80-a13-o-k-hc)、液位尺3-2安装于固定支架3-3上，固定支架3-3通过螺钉固定安装于槽体1-1的外侧壁，液位计3-1的液位管3-5的两端分别连接连通管3-6，连通管3-6设置于槽体内，连通管3-6的侧壁设置有通孔用于连通槽体1-1。液位尺3-2材质为pmma(聚甲基丙烯酸甲酯，polymethyl methacrylate)，其上刻度对应容积，便于液位计3-1调节所需的容积，固定支架3-3的材质也为pmma。液位管3-5的上端连接氮气接口，氮气接口处设置有压力传感器3-4(选用surpass的hpsd-1_2-p300p)，压力传感器3-4设置于槽体上盖1-3的上部，用于控制氮气的压力。该模组测量液位时需通入压力，以稳定管路内的液面，使测量出的液位更加准确。
29.如图5所示，测温子模组4用以测量槽体1-1内化学液的温度，当化学液温度降低到所需温度时发出信号，可以及时将药液排出。测温子模组4包括温度传感器4-1(选用toho的s06142-ktype)、pfa管4-2、固定接头4-3及密封盖4-4，温度传感器4-1部分设置于槽体1-1内部，其设置于槽体1-1内部的部分于外部设置有pfa管4-2，pfa管4-2上均匀开设有多个开孔，使得测温数据更加准确。固定接头4-3与pfa管4-2的顶部焊接连接，固定接头4-3的材质为ptfe，其上设置有外螺纹，用于固定在槽体上盖1-3上。密封盖4-4安装于pfa管4-2的上方，温度传感器4-1安装于密封盖4-4上，密封盖4-4的材质为ptfe，固定接头4-3安装于槽体上盖1-3上。
30.本实用新型在使用时，本实用新型将本体子模组1、控温子模组2、液位子模组3、测温子模组4组合在一起构成冷却装置，化学液从药液进口进入槽体1-1，同时pcw从冷却盘管2-1入口进入冷却盘管2-1，从冷却盘管2-1出口回流，pcw处于不断地循环过程中，待槽体1-1内化学液达到一定液位时，化学液停止进液，待测温装置检测到槽体1-1内部化学液温度
降低到设定值时，将槽体1-1内化学液排出。
31.本实用新型提供的化学品冷却控温装置耐腐蚀性强，适用于绝大部分酸碱等不同药液；耐高温性能好，可在200℃的高温环境下使用，降低了化学液冷却过程中金属污染的可能性。本实用新型安装较为方便，药液进出口及pcw进出口适用性广，密封性好，降低药液泄露风险。
32.本实用新型为实现对化学液较高精度的控温的装置模组，可实现多种化学液体的控温要求，同时该装置具有多种的安全互锁方式,高效的冷却控温结构,满足不同的工艺要求,适用于大多数的湿法工艺要求和除湿法工艺外的半导体制程中的控温要求，且在冷却盘管的结构上与固定方式上做出改进，使降温效率得到提高；在测温模组的结构上也做出改进，使测量出的槽体内部化学液温度更准确；在液位模组的结构上做出改进，使液位能保持稳定，测量出的液位值更准确。
33.尽管上述实施例已对本实用新型作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本实用新型的精神以及范围之内基于本实用新型公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本实用新型的精神以及范围之内。

技术特征：
1.一种冷却控温装置，其特征在于，包括本体子模组、控温子模组、液位子模组及测温子模组，所述本体子模组包括槽体，所述槽体为顶端开口的结构并设置有槽体上盖，述控温子模组包括冷却盘管、盘管支架及变径接头，所述冷却盘管包括至少两个流体管路，所述冷却盘管安装于所述盘管支架，所述冷却盘管、所述盘管支架均设置于所述槽体内，所述变径接头呈阶梯式结构安装于槽体上盖，所述变径接头连通外部管路与冷却盘管的各个管路；所述液位子模组安装于所述槽体的外部并通过连通管与所述槽体内部连通，部分所述测温子模组由所述槽体上盖的位置插入所述槽体内。2.如权利要求1所述的一种冷却控温装置，其特征在于，所述变径接头为圆环形阶梯式结构，所述变径接头的每个阶梯沿周向设置有若干进液孔，所述进液孔连接外部管路，所述变径接头的底端位于槽体内部且设置有蜂窝孔，所述冷却盘管的各个管路对应连接蜂窝孔的各个小孔。3.如权利要求1所述的一种冷却控温装置，其特征在于，所述槽体上盖与所述槽体之间设置有密封垫圈。4.如权利要求1所述的冷却控温装置，其特征在于，所述本体子模组包括还包括槽体托座，所述槽体设置于槽体托座且与槽体托座焊接连接。5.如权利要求1所述的冷却控温装置，其特征在于，所述液位子模组包括液位计、液位尺、固定支架及压力传感器，所述液位计、所述液位尺安装于所述固定支架，所述固定支架安装于所述槽体的外侧壁，所述液位计包括液位管，所述液位管的两端连接所述连通管的两端，所述连通管置于所述槽体内部，所述连通管的侧壁上设置有与槽体内部导通的通孔，所述液位管的上端连接氮气接口，所述氮气接口处设置有压力传感器，所述压力传感器位于所述槽体上盖的上方。6.如权利要求5所述的冷却控温装置，其特征在于，所述固定支架通过螺钉固定安装于所述槽体的外侧壁。7.如权利要求1所述的冷却控温装置，其特征在于，所述测温子模组包括温度传感器、pfa管、固定接头及密封盖，所述温度传感器部分设置于所述槽体内部，所述温度传感器位于槽体内部的部分于外部设置有pfa管，所述pfa管上均匀开设有多个开孔，所述固定接头与pfa管的顶部焊接连接，所述密封盖安装于所述pfa管的上方，所述温度传感器安装于所述密封盖上，所述固定接头安装于所述槽体上盖上。8.如权利要求7所述的冷却控温装置，其特征在于，所述固定接头与所述槽体上盖螺纹连接。9.如权利要求1所述的冷却控温装置，其特征在于，所述槽体为一体式结构，容积为90l。

技术总结
本实用新型公开了一种冷却控温装置，包括本体子模组、控温子模组、液位子模组及测温子模组，所述本体子模组包括槽体，所述槽体为顶端开口的结构并设置有槽体上盖，述控温子模组包括冷却盘管、盘管支架及变径接头，所述冷却盘管包括至少两个管路，所述冷却盘管安装于所述盘管支架，所述冷却盘管、所述盘管支架均设置于所述槽体内，所述变径接头呈阶梯式结构安装于槽体上盖，所述变径接头连通外部管路与冷却盘管各个管路；所述液位子模组安装于所述槽体的外部并通过连通管与所述槽体内部连通，部分所述测温子模组由所述槽体上盖的位置插入所述槽体内。本实用新型将冷却盘管改为多根管路，增加冷却盘管与化学液之间的接触面积，提高冷却效率。高冷却效率。高冷却效率。


技术研发人员：朱建雄 陶明生 刘大威
受保护的技术使用者：上海至纯洁净系统科技股份有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/9/1