一種帶有熱交換器的溫控系統的制作方法

本發明涉及一種帶有熱交換器的溫控系統，確切地說是一種采用熱交換器控制一個介質的溫度，進而達到控制加熱盤溫度的溫控系統。屬于半導體薄膜制備及應用技術領域。

背景技術：

隨著半導體行業的快速發展，薄膜制備設備在半導體行業中的比重越來越大，對薄膜沉積的溫度要求越來越低。其中，PECVD設備在薄膜制備中占有很大的比重，而低溫工藝的應用在PECVD設備中同樣占有很大的比重，因此保證低溫工藝的產能是一個非常重要的事情。目前，溫控加熱系統在PECVD低溫工藝中已經展開了應用。使得工藝中加熱盤的溫度保持不變，提高薄膜制備的效率。

傳統溫控系統包括介質加熱裝置和介質冷卻兩個裝置，需要設定兩個媒介溫度，通過介質的高低溫混合，進而達到控制加熱系統溫度的平衡。而兩個介質溫度很大程度上增加了溫控系統的成本，加大了系統的控制難度。

技術實現要素：

本發明以解決上述問題為目的，主要解決現有加熱盤溫控系統成本高的問題。本發明提供一種帶有熱交換器的加熱系統，只需要設定一個媒介溫度，采用熱交換器控制加熱系統溫度的平衡，達到控制加熱盤溫度的平衡,降低了溫控系統的成本，減小了溫控系統的控制難 度。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種帶有熱交換器的溫控系統，包括介質加熱裝置、介質輸出管路、介質輸入管路、加熱盤和熱交換器，所述介質加熱裝置與加熱盤通過介質輸出管路、介質輸入管路采用1/4氣體管路密封接頭相連接，所述熱交換器與介質輸出管路、介質輸入管路采用1/4氣體管路密封接頭相連接，所述介質輸出管路與介質輸入管路中填充介質。

進一步地，所述加熱盤的工藝溫度小于350℃。

進一步地，所述介質為高沸點全氟聚醚熱傳導液或水，介質為水時所述加熱盤的工藝溫度小于100℃。

進一步地，所述介質加熱裝置為油溫機。

工作原理：熱交換器溫控系統是采用熱交換器實現控制加熱盤溫度的方式，是通過介質對加熱盤進行溫度的控制來實現，將介質溫度設定在沉積所需的溫度，介質加熱裝置將介質加熱到設定溫度，當工藝過程中存在放熱反應時，流經加熱盤的介質溫度會升高，此時熱交換器會將經過它的高溫介質進行冷卻。當工藝過程為吸熱反應時，流經加熱盤的介質溫度會降低，熱交換器會起到升高介質溫度的作用。當沉積溫度低于350℃時，工藝過程中溫度可以穩定在設定溫度±2℃。

本發明的有益效果及特點：本發明的溫控系統采用熱交換器可以更快更好的控制介質的溫度，熱交換器溫控系統在控溫過程中只需要設定一個介質溫度，進而有效的控制加熱盤的溫度，減少了溫控設備對介質溫度響應的時間，現有的溫控系統響應時間大約為60s，而本 發明的帶有熱交換器的溫控系統可以將響應時間縮短至<1s，與此同時，可以將設備的成本降低40％以上，并且可以實現產品的連續性生產，大幅度的提高設備的產能，具有構思獨特、簡單易行，適用于半導體設備的低溫工藝中，具有良好的推廣前景。

附圖說明

圖1是熱交換器溫控系統的結構框圖；

圖2是熱交換器溫控系統在PECVD低溫TEOS工藝中的溫度曲線。

具體實施方式

下面結合實施例進一步對本發明進行詳細說明，但發明保護內容不局限于所述實施例：

實施例

如圖1所示,一種帶有熱交換器的溫控系統，包括介質加熱裝置1、介質輸出管路4、介質輸入管路5、加熱盤2和熱交換器3，所述介質加熱裝置1與加熱盤2通過介質輸出管路4、介質輸入管路5采用1/4氣體管路密封接頭相連接，所述熱交換器與介質輸出管路、介質輸入管路采用1/4氣體管路密封接頭相連接，所述介質輸出管路4與介質輸入管路5中填充介質。

進一步地，所述加熱盤2的工藝溫度為140℃。

進一步地，所述介質加熱裝置1為油溫機。

進一步地，所述介質為高沸點全氟聚醚熱傳導液。

在140℃PECVD(等離子體增強化學氣相沉積)低溫TEOS(正硅酸乙酯)工藝中，采用帶有熱交換器控溫系統的加熱盤進行薄膜沉積 時，具體操作流程為：

在介質輸出管路4與介質輸入管路5中填充介質-高沸點全氟聚醚熱傳導液，通過油溫機將介質溫度設定在沉積所需的溫度140℃，油溫機將介質加熱到設定溫度，當工藝過程中存在放熱反應時，流經加熱盤2的介質溫度會升高，此時熱交換器3會將經過它的高溫介質進行冷卻；當工藝過程為吸熱反應時，流經加熱盤2的介質溫度會降低，熱交換器3會升高介質溫度，最終使加熱盤2的工藝溫度穩定在140±2℃。

具體實驗參數如下表顯示，實驗結果如圖2所示：熱交換器控溫加熱盤在工藝中的溫度曲線顯示加熱盤在工藝過程中溫度能穩定在140±2℃。