[发明专利]致冷系统和用该系统冷却基座的方法

权利要求书

1．对半导体晶片加工工艺所需基座的冷却方法，它包括以下步骤：

提供液态的初级致冷介质和次级致冷介质；

将初级致冷介质喷射在位于压力容器中的某一元件上以使初级致冷介质蒸发；

在热交换器中回收已蒸发的初级致冷介质；

使次级致冷介质经由热交换器输送，用已蒸发的初级致冷介质预冷次级致冷介质；

将已预冷的次级致冷介质输送至上述元件以进一步冷却之；以及

控制初级和次级致冷介质二者至少一方的流量以使基座被冷却至所需温度。

2．如权利要求1所述的基座致冷方法，其特征在于通过控制次级致冷介质的流量来实现分段式冷却。

3．一种包括以下部分的致冷系统；

压力容器；

还原初级致冷介质汽化热的初级热交换器，它位于压力容器内并含有至少一个喷嘴和一套用来输送次级致冷介质的致冷介质输送系统，上述至少一个喷嘴将初级致冷介质导向致冷介质输送系统，从而使致冷介质输送系统内部的次级致冷介质得到冷却；以及

次级热交换器，它可再利用自初级热交换器中上述至少一个喷嘴的初级致冷介质所具有的可用焓值，该次级热交换器位于压力容器内并含有内管和环绕内管的外管，内管用来将次级致冷介质输送至初级热交换器的致冷介质输送系统中，外管接收由初级热交换器回收的初级致冷介质并因此而使次级致冷介质在被输送到致冷介质输送系统之前得到预冷。

4．如权利要求3所述的致冷系统，其特征在于次级致冷介质为氮。

5．如权利要求3所述的致冷系统，其特征在于次级致冷介质是丙烷，乙醇，丙烯，甲烷，氨水，正丁烷，异丁烷等物质中的一种，或是它们的混合物。

6．如权利要求3所述的致冷系统，其特征在于初级热交换器是喷雾热交换器。

7．如权利要求3所述的致冷系统，其特征在于次级热交换器是套管式热交换器。

8．如权利要求3所述的致冷系统，其特征在于初级热交换器的致冷介质输送系统含有多条与集流管相通的管路，其特征还在于上述至少一个喷嘴中的两个喷嘴可将初级致冷介质从多条管路的相反两侧导向上述多条管路。

9．如权利要求3所述的致冷系统，其特征在于它还包括液控随动阀及电磁阀，它们的作用是控制次级致冷介质向致冷对象的流量。

10．如权利要求9所述的致冷系统，其特征在于它还包括分流阀，其作用是使次级致冷介质形成经过初级和次级热交换器的回流。

11．如权利要求10所述的致冷系统，其特征在于它还包括按照预设温控程序对液控随动阀，电磁阀及分流阀加以控制的控制系统。

12．如权利要求3所述的致冷系统，其特征在于压力容器为罩式真空压力容器。

13．一种包括以下部分的致冷系统：

压力容器；

初级液体致冷介质输送系统，它含有装在压力容器内的至少一个喷嘴；

次级致冷介质循环系统，它使次级致冷介质通过经由压力容器的循环而到达致冷对象，上述至少一个喷嘴的设置方式可保证初级致冷介质被喷射在次级致冷介质循环系统的某一部分上，喷射的初级液体致冷介质因蒸发而冷却次级致冷介质；

装在压力容器内的气体回收系统，其作用是回收已蒸发初级致冷介质并预冷次级致冷介质。

14．如权利要求13所述的致冷系统，其特征在于次级致冷介质循环系统含有至少一个用来使致冷对象释放能量的输送阀以及一个用来在更短时间内释放更大能量的分流阀。

15．如权利要求14所述的致冷系统，其特征在于至少一个输送阀包含液控随动阀和电磁阀，它们的作用是控制次级致冷介质向致冷对象的流量。

16．如权利要求13所述的致冷系统，其特征在于次级致冷介质循环系统含有平板热交换器，其上设有与集流管相通的多条管路。

17．如权利要求13所述的致冷系统，其特征在于气体回收系统包含逆流热交换器。

18．如权利要求17所述的致冷系统，其特征在于逆流热交器为套管式热交换器。

19．如权利要求13所述的致冷系统，其特征在于初级致冷介质为氮。