70℃高低溫循環(huán)一體機-制冷加熱溫控系統(tǒng)

70℃高低溫循環(huán)一體機-制冷加熱溫控系統(tǒng)

在半導體工藝設備運行過程中，晶圓制造、芯片封裝測試等環(huán)節(jié)對溫度環(huán)境的要求較為嚴苛，不同工藝階段需準確維持特定溫區(qū)，且溫區(qū)間需實現(xiàn)平穩(wěn)切換。動態(tài)控溫系統(tǒng)作為管理多段溫區(qū)的核心技術方案，通過溫度檢測、算法調(diào)控與執(zhí)行機構聯(lián)動，可同時滿足半導體工藝設備中多個單獨溫區(qū)的準確控制需求，避免溫區(qū)干擾或溫度波動對半導體器件性能造成影響。

一、半導體工藝設備多段溫區(qū)的劃分與檢測方法

半導體工藝設備的多段溫區(qū)劃分需結(jié)合工藝流程與設備結(jié)構，確保每個溫區(qū)對應特定工藝需求，同時通過準確檢測捕捉各溫區(qū)溫度變化。在晶圓處理設備中，可根據(jù)功能模塊劃分溫區(qū)，溫區(qū)劃分需避免相鄰區(qū)域熱量過度傳導，通過設置隔熱層或單獨氣流通道，減少溫區(qū)間的熱干擾，確保各溫區(qū)溫度互不干擾。

溫度檢測是多段溫區(qū)管理的基礎，需針對不同溫區(qū)特性配置適配的檢測元件與布局方案。對于高精度溫區(qū)，采用高靈敏度溫度傳感器，均勻布置于溫區(qū)關鍵位置，實時采集多點溫度數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)結(jié)合技術計算溫區(qū)平均溫度與局部偏差；對于寬溫度范圍溫區(qū)，選擇寬量程檢測元件，確保在溫度劇烈變化時仍能保持檢測穩(wěn)定性。此外，定期對檢測元件進行校準，確保各溫區(qū)檢測值與實際溫度的偏差控制在工藝允許范圍內(nèi)。

二、動態(tài)控溫系統(tǒng)的多溫區(qū)協(xié)同控制方法

半導體工藝設備的多段溫區(qū)常存在連接關系，溫度調(diào)整可能影響相鄰溫區(qū)，動態(tài)控溫系統(tǒng)需通過協(xié)同控制算法與執(zhí)行機構聯(lián)動，實現(xiàn)多溫區(qū)準確調(diào)控。在控制算法方面，采用多變量控制策略，將各溫區(qū)溫度作為單獨控制變量，同時考慮溫區(qū)間的連接效應，建立關聯(lián)控制模型。對于需同步調(diào)整的多溫區(qū)，采用同步控制算法，確保各溫區(qū)按照預設速率同時升降溫，避免因溫區(qū)調(diào)整不同步導致器件應力集中。

執(zhí)行機構的協(xié)同調(diào)度是實現(xiàn)多溫區(qū)控制的關鍵，動態(tài)控溫系統(tǒng)需根據(jù)各溫區(qū)的熱負荷需求，合理分配加熱、制冷與介質(zhì)循環(huán)。在加熱調(diào)控上，采用分區(qū)加熱方式，將加熱器劃分為多個單元，針對不同溫區(qū)的升溫需求，避免局部過熱；在制冷調(diào)控上，通過調(diào)節(jié)電子膨脹閥開度、壓縮機運行參數(shù)，準確控制各溫區(qū)的制冷量，尤其在高溫向低溫切換的溫區(qū)，需動態(tài)調(diào)整制冷速率，防止溫度驟降對器件造成損傷。