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▌设计原理

▌温控原理

∎晶圆冷却系统通常采用液体冷却或气体冷却的方式。在液体冷却系统中，冷却剂（通常是去离子水或特殊的冷却液）通过管道流经与晶圆接触的冷却板或冷却喷头，吸收晶圆产生的热量，然后将热量带走。冷却剂在冷却系统中循环流动，通过热交换器将热量散发到外部环境中，从而实现对晶圆的持续冷却。

∎晶圆冷却系统的控制系统主要包括温度控制系统和流量控制系统。温度控制系统是通过控制冷却介质的温度来控制晶圆的温度，流量控制系统是通过控制冷却介质的流量来实现传热效率的控制。

∎温度控制系统一般有两种方式：开环系统和闭环系统。开环系统是通过预设的参数来控制温度的变化，闭环系统则是通过实时监测温度反馈给控制器来调整参数，从而实现温度控制。

流量控制系统主要包括固定流量控制和变量流量控制两种方式。固定流量控制是通过设定流量计来控制冷却介质的流量，而变量流量控制则是根据晶圆表面的温度变化自动调节冷却介质的流量大小。

▌组成部分

∎冷却介质供应系统：包括冷却剂储存罐、泵、过滤器、阀门等部件，负责提供冷却介质并将其输送到冷却区域。

∎冷却装置：如冷却板、冷却喷头、热交换器等，直接与晶圆接触或进行热交换，实现冷却功能。

∎温度控制系统：通过温度传感器监测晶圆和冷却介质的温度，根据设定的温度要求控制冷却介质的流量、压力和温度，以确保晶圆处于合适的温度范围内。

∎控制系统：负责整个冷却系统的运行控制，包括启动、停止、调节冷却参数等功能。

▌传热方式

∎晶圆和冷却介质之间通过传热方式实现热量的传递。传热方式可以分为三种：对流、辐射和传导。

1. 对流

对流是指冷却介质通过涡流、漩涡、涡旋等现象，在晶圆表面形成一层较薄的液体膜，吸收晶圆表面的热量并带走热量。对流方式的传热效率较高，适用于传热面积较大的晶圆。

2. 辐射

辐射是指晶圆和冷却器之间通过红外线来传递热量。辐射方式的传热效率低，不适用于传热面积较大的晶圆，但在一些高温条件下表现良好。

3. 传导

传导是指晶圆和冷却器之间通过接触面实现热量的传递。传导方式的传热效率适中，适用于大部分情况下的传热，但容易产生热点和影响制造质量。