半导体用低温温控设备的制作方法

1.本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种半导体用低温温控设备。


背景技术：

2.在集成电路制造行业，先进的集成电路工艺制程中，为满足工艺加工的要求，对半导体温控设备的低温及通道数量均有新的需求。目前的低温要求基本在
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70℃至
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20℃范围内，
‑
40℃以上采用单级压缩制冷可以实现，到
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70℃主要采用传统两级复叠的方式，但更低的温度需求目前还没有现成的设备能够满足。
3.半导体工艺对通道数量的要求随着需要控温的部位增多，以及静电吸附托盘需要快速变化温度时，需要多个通道不同温度的冷却液，进行切换或者混合达到需求温度。目前均采用独立的通道设计，每个通道具有各种独立的制冷或加热系统，这样会导致设备系统较复杂，尺寸较大。
4.现有技术中采用两级复叠制冷系统，各个通道独立运行，不能实现
‑
100℃的低温目标，当需要多个通道的冷却液时，配备多个独立通道，具有各自的制冷系统，设备较复杂。


技术实现要素：

5.本发明提供一种半导体用低温温控设备，用以解决现有技术中温控设备无法实现
‑
100℃的低温目标，且设备复杂的缺陷，实现各通道的宽温区控温，使温度达到
‑
100℃的低温目标。
6.本发明提供一种半导体用低温温控设备，包括第一温控回路、第二温控回路、第三温控回路以及复叠式设置的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统，所述第一温控回路分别与所述第一级制冷系统和所述第二级制冷系统热交换连接，所述第一温控回路循环流动有第一温度冷却液，所述第二温控回路分别与所述第二级制冷系统和所述第三级制冷系统热交换连接，所述第二温控回路循环流动有第二温度冷却液，所述第三温控回路与所述第三级制冷系统热交换连接，所述第三温控回路循环流动有第三温度冷却液。
7.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第一温控回路串联有第一储液箱、第一泵、第一流量计和第一压力传感器，所述第一储液箱的进液口处设有第一温度传感器，所述第一储液箱的出液口处设有第二温度传感器，所述第一储液箱内设有第一加热器。
8.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第二温控回路串联有第二储液箱、第二泵、第二流量计和第二压力传感器，所述第二储液箱的进液口处设有第四温度传感器，所述第二储液箱的出液口处设有第五温度传感器，所述第二储液箱内设有第二加热器。
9.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第三温控回路串联有第三储液箱、第三泵、第三流量计和第三压力传感器，所述第三储液箱的进液口处设有第七温度传感器，所述第三储液箱的出液口处设有第八温度传感器，所述第三储液箱内设有第三加热
器。
10.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第一级制冷系统包括依次串联的第一压缩机、第一冷凝器、第一油分离器、第一蒸发冷凝器和第一蒸发器，所述第一蒸发冷凝器与所述第一蒸发器的连接管路上设有第一电子膨胀阀；
11.还包括分别与所述第一油分离器和所述第一蒸发冷凝器连接的第一膨胀容器，所述第一膨胀容器设有第一泄压阀。
12.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，还包括第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路的两端分别与所述第一膨胀容器与所述第一蒸发冷凝器之间的连接管路和所述第一蒸发冷凝器与所述第一蒸发器之间的连接管路连接，所述第一支路上设有第一旁通阀；
13.所述第二支路的两端分别与所述第一压缩机和所述第一蒸发器之间的连接管路和所述第一膨胀容器与所述第一蒸发冷凝器之间的连接管路连接，所述第二支路上设有第二旁通阀；
14.所述第三支路的两端分别与所述第一压缩机和所述第一蒸发器之间的连接管路和所述第一蒸发冷凝器和所述第一蒸发器之间的连接管路连接，所述第三支路上设有第三旁通阀。
15.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第二级制冷系统包括依次串联的第二压缩机、第二冷凝器、第二油分离器和第二蒸发冷凝器；
16.还包括并联设置的第二蒸发器和第三蒸发器，所述第二蒸发器和所述第三蒸发器设于所述第二蒸发冷凝器和所述第二压缩机之间，所述第二蒸发冷凝器与所述第二蒸发器的连接管路上设有第二电子膨胀阀，所述第二蒸发冷凝器与所述第三蒸发器的连接管路上设有第三电子膨胀阀；
17.还包括分别与所述第二油分离器和所述第二蒸发冷凝器连接的第二膨胀容器，所述第二膨胀容器设有第二泄压阀。
18.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，还包括第四支路、第五支路、第六支路、第七支路和第八支路，所述第四支路的两端分别与所述第二膨胀容器与所述第二蒸发冷凝器之间的连接管路和所述第二蒸发冷凝器与所述第二蒸发器之间的连接管路连接，所述第四支路上设有第四旁通阀；
19.所述第五支路的两端分别与所述第二膨胀容器与所述第二蒸发冷凝器之间的连接管路和所述第二蒸发冷凝器与所述第三蒸发器之间的连接管路连接，所述第五支路上设有第五旁通阀；
20.所述第六支路的两端分别与所述第二压缩机与所述第二蒸发冷凝器之间的连接管路和所述第二蒸发冷凝器与所述第一级制冷系统之间的连接管路连接，所述第六支路上设有第六旁通阀；
21.所述第七支路的两端分别与所述第二压缩机与所述第二蒸发器之间的连接管路和所述第二压缩机与所述第二蒸发冷凝器之间的连接管路连接，所述第七支路上设有第七旁通阀；
22.所述第八支路的两端分别与所述第二压缩机与所述第二蒸发器之间的连接管路和所述第二蒸发冷凝器与所述第一级制冷系统之间的连接管路连接，所述第八支路上设有
第八旁通阀。
23.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，所述第三级制冷系统包括依次串联的第三压缩机、第三油分离器和第三冷凝器；
24.还包括并联设置的第四蒸发器和第五蒸发器，所述第四蒸发器和所述第五蒸发器设于所述第三冷凝器和所述第三压缩机之间，所述第三冷凝器与所述第四蒸发器之间的连接管路上设有第五电子膨胀阀，所述第三冷凝器与所述第五蒸发器之间的连接管路上设有第六电子膨胀阀。
25.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，还包括第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路，所述第九支路的两端分别与所述第三压缩机与所述第三冷凝器之间的连接管路和所述第三冷凝器与所述第四蒸发器之间的连接管路连接，所述第九支路上设有第九旁通阀；
26.所述第十支路的两端分别与所述第三压缩机与所述第三冷凝器之间的连接管路和所述第三冷凝器与所述第五蒸发器之间的连接管路连接，所述第十支路上设有第十旁通阀；
27.所述第十一支路的两端分别与所述第三压缩机与所述第三冷凝器之间的连接管路和所述第三冷凝器与所述第二级制冷系统之间的连接管路连接，所述第十一支路上设有第十一旁通阀；
28.所述第十二支路的两端分别与所述第三压缩机与所述第四蒸发器之间的连接管路和所述第三压缩机与所述第三冷凝器之间的连接管路连接，所述第十二支路上设有第十二旁通阀；
29.所述第十三支路的两端分别与所述第三压缩机与所述第四蒸发器之间的连接管路和所述第三冷凝器与所述第二级制冷系统之间的连接管路连接，所述第十三支路上设有第十三旁通阀。
30.本发明提供的半导体用低温温控设备，通过设置第一温控回路、第二温控回路、第三温控回路以及复叠式设置的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统，所述第一温控回路分别与所述第一级制冷系统和所述第二级制冷系统热交换连接，所述第一温控回路循环流动有第一温度冷却液，所述第二温控回路分别与所述第二级制冷系统和所述第三级制冷系统热交换连接，所述第二温控回路循环流动有第二温度冷却液，所述第三温控回路与所述第三级制冷系统热交换连接，所述第三温控回路循环流动有第三温度冷却液，实现对第一温控回路、第二温控回路和第三温控回路的宽温区控温，兼容高低温单独控制以及组合控制工作模式，实现
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100℃的低温目标，设备简单，提高设备使用灵活性和效率，满足快速变化温度的需求。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
32.图1是本发明提供的半导体用低温温控设备的结构框示图；
33.图2是本发明提供的半导体用低温温控设备的控制逻辑图；
34.附图标记：
35.10：第一温控回路；11：第一储液箱；12：第一泵；13：第一流量计；14：第一压力传感器；15：第一温度传感器；16：第二温度传感器；17：第一加热器；18：第三温度传感器；20：第二温控回路；21：第二储液箱；22：第二泵；23：第二流量计；24：第二压力传感器；25：第四温度传感器；26：第五温度传感器；27：第二加热器；28：第六温度传感器；30：第三温控回路；31：第三储液箱；32：第三泵；33：第三流量计；34：第三压力传感器；35：第七温度传感器；36：第八温度传感器；37：第三加热器；38：第九温度传感器110：第一压缩机；120：第一冷凝器；130：第一油分离器；140：第一蒸发冷凝器；150：第一蒸发器；160：第一膨胀容器；161：第一泄压阀；170：第一电子膨胀阀；210：第二压缩机；220：第二冷凝器；230：第二油分离器；240：第二蒸发冷凝器；250：第二蒸发器；260：第三蒸发器；270：第二膨胀容器；271：第二泄压阀；280：第二电子膨胀阀；290：第三电子膨胀阀；241：第四电子膨胀阀；310：第三压缩机；320：第三油分离器；330：第三冷凝器；340：第四蒸发器；350：第五蒸发器；360：第五电子膨胀阀；370：第六电子膨胀阀；331：第七电子膨胀阀。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.下面结合图1描述本发明的一种半导体用低温温控设备，包括第一温控回路10、第二温控回路20、第三温控回路30以及复叠式设置的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统，第一温控回路10分别与第一级制冷系统和第二级制冷系统热交换连接，第一温控回路10循环流动有第一温度冷却液，第二温控回路20分别与第二级制冷系统和第三级制冷系统热交换连接，第二温控回路20循环流动有第二温度冷却液，第三温控回路30与第三级制冷系统热交换连接，第三温控回路30循环流动有第三温度冷却液。可以理解的是，本实施例中采用三级复叠式制冷系统，具体包括第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统，并分别对应第一级制冷剂、第二级制冷剂和第三级制冷剂。
38.进一步地，多通道冷却液循环系统包括第一温控回路10、第二温控回路20和第三温控回路30，其中，第一温控回路10与第一级制冷系统和第二级制冷系统热交换连接，实现第一级制冷系统的第一级制冷剂和第二级制冷系统的第二制冷剂与第一温控回路10的第一温度冷却液进行热交换。第二温控回路20与第二级制冷系统和第三级制冷系统热交换连接，实现第二级制冷系统的第二级制冷剂和第三级制冷系统的第三级制冷剂与第二温控回路20的第二温度冷却液进行热交换。第三温控回路30与第三级制冷系统热交换连接，实现第三级制冷系统的第三级制冷剂与第三温控回路30的第三温度冷却液进行热交换。也就是说，复叠式设置的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统与第一温控回路10、第二温控回路20和第三温控回路30对应热交换链接，实现宽温区控温，快速达到
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100℃的低温目标，简化设备，提高温控效率。
39.值得说明的是，本实施例中第一级制冷系统为低温制冷系统，第二级制冷系统为
中温制冷系统，第三级制冷系统为高温制冷系统，第一制冷剂为低温制冷剂，第二级制冷剂为中温制冷剂，第三级制冷剂为高温制冷剂。
40.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，第一温控回路10串联有第一储液箱11、第一泵12、第一流量计13和第一压力传感器14，第一储液箱11的进液口处设有第一温度传感器15，第一储液箱11的出液口处设有第二温度传感器16，第一储液箱11内设有第一加热器17。可以理解的是，第一储液箱11用以存储第一温度冷却液，第一泵12用以为第一温度冷却液在第一温控回路10循环流通提供动力，第一流量计13用以检测第一温控回路10内第一温度冷却液的流量，第一压力传感器14用以检测第一温控回路10内第一温度冷却液的压力。第一温度传感器15设置于第一储液箱11的进液口处，用以检测流入第一储液箱11的第一温度冷却液的温度。第二温度传感器16设置于第一储液箱11的出液口处，用以检测流出第一储液箱11的第一温度冷却液的温度。
41.进一步地，沿第一温控回路10内第一温度冷却液的流动方向，第一温控回路10依次与第二蒸发器250和第一蒸发器150串联热交换，第三温度传感器18安装于第一温度冷却液进入第二蒸发器250的进口处，用以检测进入第二蒸发器250的第一温度冷却液的温度，进而与第二温度传感器16检测的温度进行对比，计算第一温度冷却液在流通过程中的热损，提高温控的精确度。
42.第一加热器17设置于第一储液箱11内，用以加热第一储液箱11内的第一温度冷却液至设定温度。
43.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，第二温控回路20串联有第二储液箱21、第二泵22、第二流量计23和第二压力传感器24，第二储液箱21的进液口处设有第四温度传感器25，第二储液箱21的出液口处设有第五温度传感器26，第二储液箱21内设有第二加热器27。可以理解的是，第二储液箱21用以存储第二温度冷却液，第二泵22用以为第二温度冷却液在第二温控回路20循环流通提供动力，第二流量计23用以检测第二温控回路20内第二温度冷却液的流量，第二压力传感器24用以检测第二温控回路20内第二温度冷却液的压力。第四温度传感器25设置于第二储液箱21的进液口处，用以检测流入第二储液箱21的第二温度冷却液的温度。第五温度传感器26设置于第二储液箱21的出液口处，用以检测流出第二储液箱21的第二温度冷却液的温度。
44.进一步地，沿第二温控回路20内第二温度冷却液的流动方向，第二温控回路20依次与第四蒸发器340和第三蒸发器260串联热交换，第六温度传感器28安装于第二温度冷却液进入第四蒸发器340的进口处，用以检测进入第四蒸发器340的第二温度冷却液的温度，进而与第五温度传感器26检测的温度进行对比，计算第二温度冷却液在流通过程中的热损，提高温控的精确度。
45.第二加热器27设置于第二储液箱21内，用以加热第二储液箱21内的第二温度冷却液至设定温度。
46.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，第三温控回路30串联有第三储液箱31、第三泵32、第三流量计33和第三压力传感器34，第三储液箱31的进液口处设有第七温度传感器35，第三储液箱31的出液口处设有第八温度传感器36，第三储液箱31内设有第三加热器37。可以理解的是，第三储液箱31用以存储第三温度冷却液，第三泵32用以为第三温度冷却液在第三温控回路30循环流通提供动力，第三流量计33用以检测第三温控回路30内
第三温度冷却液的流量，第三压力传感器34用以检测第三温控回路30内第三温度冷却液的压力。第七温度传感器35设置于第三储液箱31的进液口处，用以检测流入第三储液箱31的第三温度冷却液的温度。第八温度传感器36设置于第三储液箱31的出液口处，用以检测流出第三储液箱31的第三温度冷却液的温度。
47.进一步地，第三温控回路30与第五蒸发器350热交换连接，第九温度传感器38安装于第三温度冷却液进入第五蒸发器350的进口处，用以检测进入第五蒸发器350的第三温度冷却液的温度，进而与第八温度传感器36检测的温度进行对比，计算第三温度冷却液在流通过程中的热损，提高温控的精确度。
48.第三加热器37设置于第三储液箱31内，用以加热第三储液箱31内的第三温度冷却液至设定温度。
49.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，第一级制冷系统包括依次串联的第一压缩机110、第一冷凝器120、第一油分离器130、第一蒸发冷凝器140和第一蒸发器150，第一蒸发冷凝器140与第一蒸发器150的连接管路上设有第一电子膨胀阀170；
50.还包括分别与第一油分离器130和第一蒸发冷凝器140连接的第一膨胀容器160，第一膨胀容器160设有第一泄压阀161。可以理解的是，第一级制冷系统内的第一制冷剂经第一压缩机110压缩后，进入第一冷凝器120，并由第一油分离器130的进口进入第一油分离器130，将第一制冷剂中的润滑油进行分离，保证装置安全高效地运行。第一油分离器130设有第一出口和第二出口，其中第一出口与第一蒸发冷凝器140连接，第二出口与第一膨胀容器160连接，第一膨胀容器160用以在停机时起到扩容泄压的作用，第一膨胀容器160设有第一泄压阀161。第一膨胀容器160与第一蒸发冷凝器140连接，经第一蒸发冷凝器140冷凝后的第一级制冷剂经第一电子膨胀阀170节流后进入第一蒸发器150，并与第一温控回路10的第一温度冷却液进行热交换，之后，第一级制冷剂回流至第一压缩机110，完成一次热交换循环。
51.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，还包括第一支路、第二支路和第三支路，第一支路的两端分别与第一膨胀容器160与第一蒸发冷凝器140之间的连接管路和第一蒸发冷凝器140与第一蒸发器150之间的连接管路连接，第一支路上设有第一旁通阀；
52.第二支路的两端分别与第一压缩机110和第一蒸发器150之间的连接管路和第一膨胀容器160与第一蒸发冷凝器140之间的连接管路连接，第二支路上设有第二旁通阀；
53.第三支路的两端分别与第一压缩机110和第一蒸发器150之间的连接管路和第一蒸发冷凝器140和第一蒸发器150之间的连接管路连接，第三支路上设有第三旁通阀。可以理解的是，第一支路的一端与第一膨胀容器160与第一蒸发冷凝器140之间的连接管路连接，其另一端与第一蒸发冷凝器140与第一蒸发器150之间的连接管路连接，且位于第一电子膨胀阀170的下游，通过控制第一支路上的第一旁通阀的启闭，实现对进入第一蒸发器150的第一级制冷剂的流量的调整。
54.第二支路的一端与第一压缩机110和第一蒸发器150之间的连接管路连接，其另一端与第一膨胀容器160与第一蒸发冷凝器140之间的连接管路连接，通过控制第二支路上的第二旁通阀的启闭，实现对进入第一蒸发冷凝器140的第一制冷剂的流量的调整。
55.第三支路的一端与第一压缩机110和第一蒸发器150之间的连接管路连接，其另一端与第一蒸发冷凝器140和第一蒸发器150之间的连接管路连接，通过控制第三支路上的第
三旁通阀的启闭，实现对第一蒸发冷凝器140流入第一蒸发器150的第一制冷剂的流量的调整。
56.也就是说，通过控制第一旁通阀、第二旁通阀和第三旁通阀的启闭，实现对第一级制冷系统的保护和流量的调节。
57.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，第二级制冷系统包括依次串联的第二压缩机210、第二冷凝器220、第二油分离器230和第二蒸发冷凝器240；
58.还包括并联设置的第二蒸发器250和第三蒸发器260，第二蒸发器250和第三蒸发器260设于第二蒸发冷凝器240和第二压缩机210之间，第二蒸发冷凝器240与第二蒸发器250的连接管路上设有第二电子膨胀阀280，第二蒸发冷凝器240与第三蒸发器260的连接管路上设有第三电子膨胀阀290；
59.还包括分别与第二油分离器230和第二蒸发冷凝器240连接的第二膨胀容器270，第二膨胀容器270设有第二泄压阀271。可以理解的是，第二级制冷系统内的第二制冷剂经第二压缩机210压缩后，进入第二冷凝器220，并由第二油分离器230的进口进入第二油分离器230，将第二制冷剂中的润滑油进行分离，保证装置安全高效地运行。第二油分离器230设有第一出口和第二出口，其中第一出口与第二蒸发冷凝器240连接，第二出口与第二膨胀容器270连接，第二膨胀容器270用以在停机时起到扩容泄压的作用，第二膨胀容器270设有第二泄压阀271。第二膨胀容器270与第二蒸发冷凝器240连接，经第二蒸发冷凝器240冷凝后的一部分第二级制冷剂经第二电子膨胀阀280节流后进入第二蒸发器250，并与第一温控回路10的第一温度冷却液进行热交换，另一部分经第二蒸发冷凝器240冷凝后的第二级制冷剂经第三电子膨胀阀290节流后进入第三蒸发器260，并与第二温控回路20的第二温度冷却液进行热交换，之后，两部分第二级制冷剂回流至第二压缩机210，完成一次热交换循环。
60.值得说明的是，第二蒸发冷凝器240与第一蒸发冷凝器140连接，且连接管路上设有第四电子膨胀阀241。
61.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，还包括第四支路、第五支路、第六支路、第七支路和第八支路，第四支路的两端分别与第二膨胀容器270与第二蒸发冷凝器240之间的连接管路和第二蒸发冷凝器240与第二蒸发器250之间的连接管路连接，第四支路上设有第四旁通阀；
62.第五支路的两端分别与第二膨胀容器270与第二蒸发冷凝器240之间的连接管路和第二蒸发冷凝器240与第三蒸发器260之间的连接管路连接，第五支路上设有第五旁通阀；
63.第六支路的两端分别与第二压缩机210与第二蒸发冷凝器240之间的连接管路和第二蒸发冷凝器240与第一级制冷系统之间的连接管路连接，第六支路上设有第六旁通阀；
64.第七支路的两端分别与第二压缩机210与第二蒸发器250之间的连接管路和第二压缩机210与第二蒸发冷凝器240之间的连接管路连接，第七支路上设有第七旁通阀；
65.第八支路的两端分别与第二压缩机210与第二蒸发器250之间的连接管路和第二蒸发冷凝器240与第一级制冷系统之间的连接管路连接，第八支路上设有第八旁通阀。可以理解的是，第四支路的一端与第二膨胀容器270与第二蒸发冷凝器240之间的连接管路连接，其另一端与第二蒸发冷凝器240与第二蒸发器250之间的连接管路连接，且位于第二电子膨胀阀280的下游，通过控制第四支路上的第四旁通阀的启闭，实现对进入第二蒸发器
250的第二级制冷剂的流量的调整。
66.第五支路的一端与第二膨胀容器270与第二蒸发冷凝器240之间的连接管路连接，其另一端与第二蒸发冷凝器240与第三蒸发器260之间的连接管路连接，且位于第三电子膨胀阀290的下游，通过控制第五支路的第五旁通阀的启闭，实现对进入第三蒸发器260的第二级制冷剂的流量的调整。
67.第六支路的一端与第二压缩机210与第二蒸发冷凝器240之间的连接管路连接，其另一端与第二蒸发冷凝器240与第一级制冷系统之间的连接管路连接，且位于第四电子膨胀阀241的下游，通过控制第六支路的第六旁通阀的启闭，实现对第一蒸发冷凝器140与第二蒸发冷凝器240之间的第二级制冷剂的流量的调整。
68.第七支路的一端与第二压缩机210与第二蒸发器250之间的连接管路连接，其另一端与第二压缩机210与第二蒸发冷凝器240之间的连接管路连接，通过控制第七支路上的第七旁通阀的启闭，实现对进入第二蒸发冷凝器240的第二级制冷剂的流量的调整。
69.第八支路的一端与第二压缩机210与第二蒸发器250之间的连接管路连接，其另一端与第二蒸发冷凝器240与第一级制冷系统之间的连接管路连接，且位于第四电子膨胀阀241的上游，通过控制第八支路上的第八旁通阀的启闭，实现对进入第二蒸发器250和第三蒸发器260的第二级制冷剂的流量的调整。
70.也就是说，通过控制第四旁通阀、第五旁通阀第六旁通阀、第七旁通阀和第八旁通阀的启闭，实现对第二级制冷系统的保护和流量的调节。
71.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，第三级制冷系统包括依次串联的第三压缩机310、第三油分离器320和第三冷凝器330；
72.还包括并联设置的第四蒸发器340和第五蒸发器350，第四蒸发器340和第五蒸发器350设于第三冷凝器330和第三压缩机310之间，第三冷凝器330与第四蒸发器340之间的连接管路上设有第五电子膨胀阀360，第三冷凝器330与第五蒸发器350之间的连接管路上设有第六电子膨胀阀370。可以理解的是，第三级制冷系统内的第三制冷剂经第三压缩机310压缩后，由第三油分离器320的进口进入第三油分离器320，将第三制冷剂中的润滑油进行分离，保证装置安全高效地运行。第三油分离器320设有第一出口和第二出口，其中第一出口与第三冷凝器330连接，第二出口与第三压缩机310连接。经第三冷凝器330冷凝后的一部分第三级制冷剂经第五电子膨胀阀360节流后进入第四蒸发器340，并与第二温控回路20的第二温度冷却液进行热交换，另一部分经第三冷凝器330冷凝后的第三级制冷剂经第六电子膨胀阀370节流后进入第五蒸发器350，并与第三温控回路30的第三温度冷却液进行热交换，之后，两部分第三级制冷剂回流至第三压缩机310，完成一次热交换循环。
73.值得说明的是，第三冷凝器330与第二蒸发冷凝器240连接，且连接管路上设有第七电子膨胀阀331。
74.根据本发明提供的一种半导体用低温温控设备，还包括第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路，第九支路的两端分别与第三压缩机310与第三冷凝器330之间的连接管路和第三冷凝器330与第四蒸发器340之间的连接管路连接，第九支路上设有第九旁通阀；
75.第十支路的两端分别与第三压缩机310与第三冷凝器330之间的连接管路和第三冷凝器330与第五蒸发器350之间的连接管路连接，第十支路上设有第十旁通阀；
76.第十一支路的两端分别与第三压缩机310与第三冷凝器330之间的连接管路和第三冷凝器330与第二级制冷系统之间的连接管路连接，第十一支路上设有第十一旁通阀；
77.第十二支路的两端分别与第三压缩机310与第四蒸发器340之间的连接管路和第三压缩机310与第三冷凝器330之间的连接管路连接，第十二支路上设有第十二旁通阀；
78.第十三支路的两端分别与第三压缩机310与第四蒸发器340之间的连接管路和第三冷凝器330与第二级制冷系统之间的连接管路连接，第十三支路上设有第十三旁通阀。可以理解的是，第九支路的一端与第三压缩机310与第三冷凝器330之间的连接管路连接，其另一端与第三冷凝器330与第四蒸发器340之间的连接管路连接，且位于第五电子膨胀阀360的下游，通过控制第九支路上的第九旁通阀的启闭，实现对进入第四蒸发器340的第三级制冷剂的流量的调整。
79.第十支路的一端与第三压缩机310与第三冷凝器330之间的连接管路连接，其另一端与第三冷凝器330与第五蒸发器350之间的连接管路连接，且位于第六电子膨胀阀370的下游，通过控制第十支路上的第十旁通阀的启闭，实现对进入第五蒸发器350的第三级制冷剂的流量的调整。
80.第十一支路的一端与第三压缩机310与第三冷凝器330之间的连接管路连接，其另一端与第三冷凝器330与第二级制冷系统之间的连接管路连接，且位于第七电子膨胀阀331的下游，通过控制第十一支路上的第十一旁通阀的启闭，实现对第三冷凝器330与第二蒸发冷凝器240之间的第三级制冷剂的流量的调整。
81.第十二支路的一端与第三压缩机310与第四蒸发器340之间的连接管路连接，其另一端与第三压缩机310与第三冷凝器330之间的连接管路连接，通过控制第十二支路上的第十二旁通阀的启闭，实现对进入第三压缩机310的第三级制冷剂的流量的调整。
82.第十三支路的一端与第三压缩机310与第四蒸发器340之间的连接管路连接，其另一端与第三冷凝器330与第二级制冷系统之间的连接管路连接，且位于第七电子膨胀阀331的上游，通过控制第十三支路上的第十三旁通阀的启闭，实现对进入第四蒸发器340和第五蒸发器350的第三级制冷剂的流量的调整。
83.也就是说，通过控制第九旁通阀、第十旁通阀、第十一旁通阀、第十二旁通阀和第十三旁通阀的启闭，实现对第三级制冷系统的保护和流量的调节。
84.本发明提供的半导体用低温温控设备，通过设置第一温控回路10、第二温控回路20、第三温控回路30以及复叠式设置的第一级制冷系统、第二级制冷系统和第三级制冷系统，第一温控回路10分别与第一级制冷系统和第二级制冷系统热交换连接，第一温控回路10循环流动有第一温度冷却液，第二温控回路20分别与第二级制冷系统和第三级制冷系统热交换连接，第二温控回路20循环流动有第二温度冷却液，第三温控回路30与第三级制冷系统热交换连接，第三温控回路30循环流动有第三温度冷却液，实现对第一温控回路10。第二温控回路20和第三温控回路30的宽温区控温，兼容高低温单独控制以及组合控制工作模式，实现
‑
100℃的低温目标，设备简单，提供设备使用灵活性和效率，满足快速变化温度的需求。
85.下面结合图2描述本发明的一种半导体用低温温控设备的控制流程，复叠制冷系统的控制方法为：
86.将第一制冷系统的冷凝压力和冷凝温度作为控制目标，控制第二制冷系统的第二
压缩机210及第二电子膨胀阀280、第三电子膨胀阀290和第四电子膨胀阀241输出；
87.将第二制冷系统的冷凝压力和冷凝温度作为控制目标，控制第三制冷系统的第三压缩机310及第五电子膨胀阀360、第六电子膨胀阀370和第七电子膨胀阀331输出；
88.第一温控回路10的第一温度冷却液温度的控制方法为：以第一温控回路10的第一储液箱11的入口处的温度为目标，分别控制第一蒸发器150入口处的第一电子膨胀阀170及第一压缩机110输出或分别控制第一电子膨胀阀170、第一压缩机110、第二电子膨胀阀280以及第二压缩机210输出，通过对第一温控回路10的第一储液箱11内的第一加热器17的加热温度的控制，进而实现第二温度传感器16检测到的温度达到第一温控回路10目标温度；
89.第二温控回路20的第二温度冷却液温度的控制方法为：以第二储液箱21的入口处的温度为目标，分别控制第三电子膨胀阀290以及第二压缩机210输出或分别控制第三电子膨胀阀190、第二压缩机210、第五电子膨胀阀360以及第三压缩机310输出，通过对第二储液箱21内的第二加热器27的加热温度进行调控，实现第五温度传感器26检测到的温度达到第二温控回路20目标温度；
90.第三温控回路30的第三温度冷却液温度的控制方法为：以第三储液箱31的入口处的温度为目标，分别控制第六电子膨胀阀370及第三压缩机310输出，通过对第三储液箱31内的第三加热器37的加热温度进行调控，实现第八温度传感器36检测到的温度达到第三温控回路30目标温度；
91.第一温控回路10使用低温段时打开第一电子膨胀阀170，关闭第二电子膨胀阀280；第一温控回路10使用高温段时打开第二电子膨胀阀280，关闭第一电子膨胀阀170，关闭第一压缩机110；第二温控回路20的使用与第一温控回路10同理；第三温控回路30使用时，单独控制第三制冷系统及第六电子膨胀阀370即可。
92.复叠制冷系统还可空载或低负载模式下运行，降低输出，降低能耗，提高复叠制冷系统运行的可靠性。
93.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。