用于处理基板的方法及设备与流程

用于处理基板的方法及设备
1.本公开的实施例总体涉及用于处理基板的方法和设备，且更具体地涉及用于在基板的处理期间控制处理腔室中的部件的温度的方法和设备。

背景技术：

2.在等离子体处理腔室(诸如等离子体蚀刻或等离子体沉积腔室)中，在操作期间，设置在处理腔室内的部件(例如，基板、基板支撑件、源等)的温度是控制等离子体工艺的有效性或速度的重要参数。例如，可以使用温度控制系统来控制设置在支撑基板或源(例如，靶、喷头等)的基板支撑件上的吸盘组件的温度，以在等离子体工艺期间针对工艺配方的特定设定点作调整(例如，用来加热或冷却部件以用于控制蚀刻/沉积速率)。
3.此外，由于将微电子特征制造得更小，使得管芯和所得到的产品可以变得更小，所以在等离子体处理期间需要更高的温度控制精度。例如，较高功率的等离子体产生相对大量的热量，且通常需要更有效率的冷却。因此，温度控制系统必须非常精确，且必须在很宽的温度范围内操作以支持不同的工艺。
4.此外，尽管传统的温度控制系统适合于向腔室部件提供冷却剂，但是这样的系统没有被配置成在冷却剂返回到温度控制系统的热交换器之前控制冷却剂的温度，这可能导致对热交换器的损坏，和/或增加在热交换器处的冷却剂的冷却时间。

技术实现要素：

5.本文提供了控制处理腔室中的部件的温度的方法与设备，所述处理腔室中的部件由等离子体或加热器加热并且由通过热交换器的冷却剂流冷却。在一些实施例中，一种处理腔室包括：包含相应冷却板的吸盘组件或等离子体源中的至少一者，所述相应冷却板包含冷却剂通道，所述冷却剂通道具有入口通道与出口通道，所述入口通道耦接至热交换器的冷却剂供应管线，所述出口通道耦接至热交换器的冷却剂返回管线；比例式旁通阀，所述比例式旁通阀连接在相应冷却板和热交换器之间，且所述比例式旁通阀包含冷却剂输入管线、第一冷却剂输出管线和第二冷却剂输出管线，所述冷却剂输入管线连接至冷却剂供应管线，所述第一冷却剂输出管线连接至相应冷却板的入口通道，所述第二冷却剂输出管线连接至冷却剂返回管线；温度传感器，所述温度传感器被配置成测量通过相应冷却板的出口通道的冷却剂的温度；以及控制器，所述控制器接收来自温度传感器测量的所测量的温度，以及响应于接收到所测量的温度，来控制通过比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线和第二冷却剂输出管线的冷却剂的流速。
6.根据至少一些实施例，一种控制处理腔室中的部件的温度的方法，所述处理腔室中的部件由等离子体或加热器加热并且由通过热交换器的冷却剂流冷却，所述方法包括以下步骤：使用等离子体源在处理腔室中产生等离子体；将等离子体导向吸盘组件，所述吸盘组件被配置成支撑基板；经由比例式旁通阀提供来自热交换器的冷却剂，所述比例式旁通阀连接至吸盘组件或等离子体源中的至少一者的相应冷却板；测量通过相应冷却板的出口通道的冷却剂的温度；以及响应于接收到所测量的温度，来控制通过比例式旁通阀的第一
冷却剂输出管线和第二冷却剂输出管线的冷却剂的流速。
7.根据至少一些实施例，一种非瞬态计算机可读取存储介质，所述非瞬态计算机可读取存储介质具有存储于其上的指令，所述指令在由处理器执行时执行控制处理腔室中的部件的温度的方法，所述处理腔室中的部件由等离子体或加热器加热并且由通过热交换器的冷却剂流冷却。所述方法包括以下步骤：使用等离子体源在处理腔室中产生等离子体；将等离子体导向吸盘组件，所述吸盘组件被配置成支撑基板；经由比例式旁通阀提供来自热交换器的冷却剂，所述比例式旁通阀连接至吸盘组件或等离子体源中的至少一者的相应冷却板；测量通过相应冷却板的出口通道的冷却剂的温度；以及响应于接收到所测量的温度，来控制通过比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线和第二冷却剂输出管线的冷却剂的流速。
8.本公开的其他和进一步的实施例描述如下。
附图说明
9.以上简要概述并在下文更详细讨论的本公开的实施例，可以通过参考附图中描绘的本公开的说明性实施例来理解。然而，附图仅示出了本公开的典型实施例，且因此不会视为对本公开范围的限制，因为本公开可允许其他等效的实施例。
10.图1a是根据本公开的至少一些实施例的温度控制系统的图。
11.图1b是根据本公开的至少一些实施例的温度控制系统的图。
12.图2是根据本公开的至少一些实施例的温度控制系统的图。
13.图3是根据本公开的至少一些实施例的温度控制系统的图。
14.图4是根据本公开的至少一些实施例的等离子体系统的示意图。
15.图5是根据本公开的至少一些实施例的用于处理基板的方法的流程图。
16.为便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记代表附图中相同的要素。附图未按比例绘制并且为清楚起见可被简化。一个实施例中的要素与特征可有利地用于其他实施例中而无需赘述。
具体实施方式
17.本文提供了用于控制处理腔室中的一个或多个部件的温度的方法和设备的实施例。更具体地，所述方法例如包括以下步骤：接收通过处理部件的出口通道的冷却剂的所测量的温度，以及响应于接收到所测量的温度，来控制通过比例式旁通阀的第一冷却剂输出和第二冷却剂输出的冷却剂的流速，所述比例式旁通阀连接到处理部件的冷却板。本文所述的方法和设备显著减少工艺时间、(例如通过消除对再冲击(re-strike)等离子体的需求来)减少产生电弧的风险、增加产量、以及提供改良的热控制。
18.图1a是根据本公开的至少一些实施例的温度控制系统100(控制系统100)的图。在图1a中，根据与静电吸盘(esc)104(例如，吸盘组件)一起使用来描述控制系统100。esc 104支撑一种或多种处理腔室类型(例如，等离子体124处理腔室)中的基板106，如下文更详细地描述的。尽管本公开在等离子体处理腔室的上下文中描述了esc，但是本文所述的esc可在各种不同的腔室中使用并且用于各种不同的工艺。根据控制系统100的特定实施方式，可使用不同的基板支撑件代替esc。
19.控制系统100包括一个或多个比例式旁通阀140(pbv 140)，比例式旁通阀140可以
被配置成连续地调整通过其中的冷却剂的流量。温度控制器130(诸如多输入多输出(mimo)控制器或任何其他类型的控制器)被配置成控制pbv 140的阀门以及调节esc 104和/或esc 104所支撑的基板106的温度。更具体地，温度控制器130被配置成接收来自esc 104的一个或多个传感器/探针112、114(诸如光学温度传感器)的温度测量值作为反馈，以控制esc 104和/或基板106的温度以及控制通过esc 104的冷却剂的流量或斜变速率，如下文更详细地描述的。冷却剂可以是适合于冷却esc 104和/或基板106的上板108的任何流体。例如，在至少一些实施例中，冷却剂可以包括但不限于水、去离子水/乙二醇、氟化冷却剂(诸如来自3m的或来自苏威公司(solvay solexis,inc.)的)或任何其他合适的流体(诸如含有全氟化惰性聚醚的流体)。
20.继续参考图1a，esc 104包括上板108(例如，基板支撑件)，上板108被配置成支撑基板106，诸如硅晶片或其他类型的基板。上板108被支撑在冷却板110上，且可以设置在冷却板110下方的一个或多个其他支撑件(未图示)可以被配置成移动和支撑基板106并提供气体、电流和/或其他材料到上板108和/或基板106。
21.在一些基板工艺(例如，蚀刻、沉积等)期间，热量126可以从等离子体124施加到上板108和/或基板106，和/或通过适合用于加热处理腔室内的上板108和/或基板106的一个或多个其他元件和部件(诸如加热器(未图示))施加到上板108和/或基板106。热量126至少部分地通过基板106传导到上板108和冷却板110。上板108包括传感器112、114，传感器112、114被配置成测量基板106处或附近的温度。
22.冷却板110包括一个或多个冷却剂通道，所述一个或多个冷却剂通道经由一个或多个入口通道接收冷却剂以及经由一个或多个输出通道释放冷却剂。为了说明的目的，在冷却板110中表示多个冷却剂通道122。提供多个冷却剂通道122允许独立地控制冷却板110的不同部分的温度。例如，由于esc 104的周边趋于变得比esc 104的中心更热，所以分开的周边或外部流体通道可以允许将更多的冷却剂施加至esc 104的周边。冷却板110可以包括一个或多个入口通道116和一个或多个输出通道118(箭头用于表示入口通道116和输出通道118)。入口通道116连接到pbv的第一冷却剂输出管线，而输出通道118连接到热交换器的返回管线。
23.温度控制器130的一个或多个热交换器被配置成向esc 104提供冷却剂。例如，在至少一些实施例中，热交换器150包括用于分别向esc 104提供冷却剂以及从esc 104接收冷却剂的冷却剂供应管线152和冷却剂返回管线154。热交换器150接收返回冷却剂并将返回冷却剂冷却至预定温度或调节量。可恒温地控制热交换器150，或者热交换器150可基于处理腔室的特定设计来施加固定量的冷却。通过所供应的冷却剂的温度以及通过经过esc 104(例如，在操作期间循环通过多个冷却剂通道122)的冷却剂流速，来控制通过esc 104循环的冷却剂的温度。
24.pbv 140连接在esc 104和热交换器150之间。pbv 140包括冷却剂输入管线142，冷却剂输入管线142连接到热交换器150的冷却剂供应管线152。冷却剂输入管线142连接到阀门144，阀门144连接到第一冷却剂输出管线146(在pbv 140内部以虚线表示)和第二冷却剂输出管线148(也在pbv 140内部以虚线表示)，第一冷却剂输出管线146连接到esc 104的入口通道116，第二冷却剂输出管线148连接到热交换器150的冷却剂返回管线154。阀门144包括由温度控制器130控制的多个端口(未图示，例如至少两个端口)，以控制通过pbv 140的
冷却剂的流动路径，如下面更详细地描述的。
25.温度控制器130接收来自传感器112、114的温度测量值/信号，以确定上板108和/或基板106的温度。基于接收到的温度测量值，温度控制器130打开和关闭pbv 140中的阀门144的多个端口，以控制通过pbv 140的冷却剂的流动路径以及通过esc 104的多个冷却剂通道122的冷却剂的流速。更具体地，使用接收到的温度测量值，温度控制器130可以产生阀门控制信号(例如，模拟电压、数字脉宽调制(pwm)信号和/或气动信号)并将控制信号提供给pbv 140。另外，温度控制器130还可以接收来自pbv 140和传感器112、114的压力、温度和/或其他信号，所述信号可以用于控制设置在热交换器150内的一个或多个阀门和/或热交换器150所提供的冷却剂的温度。
26.图1b是根据本公开的至少一些实施例的控制系统100的图。为了说明的目的，将热交换器150示出为在热交换器150的顶部上具有冷却剂供应管线152和冷却剂返回管线154。
27.控制系统100的功能基本上类似于先前相对于图1a所描述的控制系统100。因此，这里仅描述图1b的特征所独有的那些特征。例如，控制系统100还可以被配置成控制处理腔室中的一个或多个其他部件的温度。例如，如图1b所示，温度控制器130可以被配置成控制处理腔室内的源160(例如，靶、喷头或其他处理部件)的温度。如同esc 104，在处理期间，例如由于来自等离子体124的热量126，源160的温度趋于增加。因此，代替将冷却板110耦接到esc 104，可以将冷却板110耦接到源160。例如，在至少一些实施例中，诸如当源160是喷头组件时，冷却板110可以耦接至阻挡板161和/或气体分配板162(诸如喷头)。例如，在至少一些实施例中，冷却板110可以耦接至挡板161。在这样的实施例中，传感器112、114可以耦接到阻挡板161或气体分配板162。例如，在至少一些实施例中，传感器112、114可以耦接至阻挡板161。在处理期间，经由向阻挡板161和/或气体分配板162供应的冷却剂来控制/监控阻挡板161和/或气体分配板162的温度，如下面更详细地描述的。
28.图2是根据本公开的至少一些实施例的控制系统200的图。控制系统200可以被配置成与esc 104和/或源160一起操作，但是出于说明性目的，根据与esc 104一起使用来描述控制系统200。例如，pbv 140可以合并到混合水接口盒(wfib)260中。包括结合到混合wfib 260中的pbv 140的控制系统200的功能基本上类似于图1a和图1b的控制系统100。因此，本文仅描述图2的控制系统200所独有的那些方面。
29.混合wfib 260可以包括冷却剂流体管线、(可以用作截止阀和/或脉冲阀以用于以一个或多个模式(例如pwm模式)进行流速控制的)气动阀、t形管(tee)、流体分配歧管等中的一个或多个。与pbv 140的冷却剂输入管线142直接连接到热交换器150的冷却剂供应管线152、而pbv 140的第二冷却剂输出管线148直接连接到热交换器150的冷却剂返回管线154的图1a和图1b不同，冷却剂输入管线142和第二冷却剂输出管线148连接到混合wfib260的一个或多个部件(例如，混合wfib 260内的冷却剂管线)。为了说明的目的，pbv 140的冷却剂输入管线142示出为连接至混合wfib 260的冷却剂供应管线262，冷却剂供应管线262连接至热交换器150的冷却剂供应管线152，而pbv 140的第二冷却剂输出管线148示出为连接到混合wfib 260的冷却剂返回管线264，冷却剂返回管线264连接到热交换器150的冷却剂返回管线154。
30.另外，温度控制器130可以连接到pbv 140和混合wfib 260，以用于在使用期间控制混合wfib 260。例如，温度控制器130被配置成打开和关闭混合wfib 260内的一个或多个
阀门，以控制通过混合wfib 260的冷却剂的流动路径以及通过esc 104的多个冷却剂通道122的冷却剂的流速。
31.图3是根据至少一些实施例的控制系统300的图。更具体地，图3的控制系统300示出具有两个独立的冷却剂流区域的两个区域(或两个回路)系统。控制系统300可以被配置成与esc 104和/或源160一起操作，但是出于说明性目的，根据与esc 104一起使用来描述控制系统300。在这样的实施例中，可以以先前描述的方式使用一个或多个pbv 140。例如，在至少一些实施例中，两个独立控制的pbv(例如，两个pbv 140)可以连接到热交换器150的冷却剂供应管线152和冷却剂返回管线。为了说明的目的，两个pbv 140a和140b示出为设置在连接到温度控制器130的pbv壳体340内。替代地，两个pbv 140a和140b可以是没有容纳在pbv壳体内的两个分开的pbv，诸如以上关于图1a和图1b所描述的。
32.pbv 140a、140b中的每一者连接到热交换器150。例如，在至少一些实施例中，热交换器150的冷却剂供应管线152经由例如t形管342将冷却剂供应到pbv 140a、140b中的每一者，所述t形管342设置在pbv壳体340内并连接到pbv 140a、140b中的每一者的冷却剂输入管线中的相应冷却剂输入管线(未图示)。替代地，两个分开的冷却剂供应管线152可以将冷却剂供应到pbv 140a、140b中的每一者的冷却剂供应管线中的相应冷却剂供应管线。类似地，pbv 140a、140b中的每一者的第一冷却剂输出管线146a、146b中的相应第一冷却剂输出管线中的每一者连接到pbv壳体340的第一冷却剂输出管线346a、346b，第一冷却剂输出管线346a、346b进而连接到入口通道116a、116b中的相应入口通道。入口通道116a、116b将冷却剂供应到冷却板110内的多个冷却剂通道122中的独立冷却剂通道。冷却剂可以经由输出通道118a、118b从冷却板110返回，所述输出通道118a、118b连接至冷却剂返回管线348a、348b中的相应冷却剂返回管线。冷却剂返回管线348a、348b可以在离开esc 104之后的任意点处结合。例如，在至少一些实施例中，冷却剂返回管线348a、348b可以在逆t形管344处结合，所述逆t形管344连接到pbv壳体340的冷却剂返回管线346，冷却剂返回管线346连接到热交换器150的冷却剂返回管线154。此外，pbv 140a、140b的每一者包括连接到冷却剂返回管线346的相应的第二冷却剂返回管线148a、148b。
33.在至少一些实施例中，如上所述，由于esc 104的周边趋于比esc 104的中心更热，所以入口通道116a、116b中的一者可以连接至多个冷却剂通道122中的分开的周边或外部流体通道(ofc)，而入口通道116a、116b中的另一者可以连接到多个冷却剂通道122的中心或内部流体通道(ifc)。
34.在至少一些实施例中，混合wfib 260可以连接到pbv壳体340或设置在pbv壳体340内。在这样的实施例中，混合wfib 260可以连接在t形管342与热交换器150之间，使得冷却剂路径是从热交换器150的冷却剂供应管线152到混合wfib 260接着到t形管342，然后到pbv 140a、140b中的每一者。
35.图4是根据本公开的至少一些实施例的等离子体系统400(系统400)的示意图。系统400可以被配置成在基板上执行一个或多个等离子体工艺。例如，系统400可以被配置成执行物理沉积工艺、化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺、蚀刻工艺等。例如，在至少一些实施例中，系统400可以被配置成执行蚀刻工艺，并且可以包括处理腔室，诸如设备(例如可从应用材料公司(applied materials,inc.)取得的)的蚀刻线中的一个或多个。其他可商购取得
的蚀刻腔室可类似地利用本文所述的esc。
36.系统400包括处理腔室402，处理腔室402包括可以接地的腔室主体405。将处理气体从连接至腔室主体405的(多个)气体源429通过质量流量控制器449供应至处理腔室402的内部空间403(例如，处理区域)。
37.可以经由连接到高容量真空泵堆叠455的排气阀451抽空处理腔室402。当等离子体功率施加于处理腔室402时，等离子体可以形成在基板410(例如，基板106)之上的内部空间403中。
38.等离子体偏压电源425(例如，rf电源或dc电源)耦接到esc 442(例如，esc 104)以激发等离子体。在至少一些实施例中，等离子体偏压源425是rf电源。等离子体偏压电源425可以以约2mhz至约60mhz的频率提供偏压功率，且可以是例如在13.56mhz频带中。等离子体偏压电源425可以经由电力导管428耦接到rf匹配网络(未图示)以及耦接到下电极(未图示，例如吸附电极)。另外，在至少一些实施例中，处理腔室402可以包括第二等离子体偏压电源(未图示，例如rf电源或dc电源)。例如，如果第二等离子体源是第二rf电源，则第二rf电源也可以连接到rf匹配网络。第二等离子体偏压电源可以在约2mhz至约60mhz下操作，且可以是例如在2mhz频带中。
39.等离子体源功率430通过另一匹配网络(未图示)耦接以提供高频源功率以电感性地或电容性地激发等离子体436。等离子体源功率430可以具有比等离子体偏压电源425更高的频率(诸如在100mhz和180mhz之间)，且可以是例如在162mhz频带中。在至少一些实施例中，可以使用适合于执行蚀刻工艺的一种或多种气体来产生等离子体。等离子体经由例如源435(例如，喷头138)被引导到基板410的表面。
40.基板410可以通过穿过腔室主体405限定的开口415装载。基板410(例如诸如半导体晶片)可以是任意晶片、基板或在半导体处理领域中采用的其他材料。可以将基板410装载到esc 442的介电层(或圆盘)445的顶表面上。夹持电极(未图示)可以嵌入介电层445中，且可以耦接到偏压电源479，以提供静电力将基板410夹持到介电层445。
41.可以在处理腔室402的一个或多个部件上提供一个或多个冷却板444。为了说明的目的，表示了设置在源435和esc 442上的相应冷却板444a、444b。如前所述，冷却板444可以包括一个或多个冷却剂通道422(在冷却板444中表示了多个冷却剂通道422)，冷却剂通道422经由一个或多个入口通道416接收冷却剂并且经由一个或多个输出通道418(箭头用于示出单个入口通道416和输出通道418)释放冷却剂。在至少一些实施例中，如上所述，(连接至热交换器150的冷却剂供应管线152的)入口通道416连接至用于接收冷却剂的pbv 140的第一冷却剂输出管线146，而输出通道418连接到热交换器150的冷却剂返回管线154，冷却剂返回管线154连接到pbv 140的第二冷却剂输出管线148。
42.在至少一些实施例中，冷却板444a、444b中的每一者可以连接到相同的热交换器，如图4所示。替代地，冷却板444a、444b中的每一者可以连接到分开的热交换器。
43.为了促进对处理腔室402的控制，处理腔室402包括控制器470。控制器470包括中央处理单元(cpu)472，cpu 472可以是可以在工业环境中用于控制各种腔室与协处理器的任意形式的通用计算机处理器中的一者，诸如可编程逻辑控制器(plc)。存储器473耦接到cpu 472，且存储器473可以是非瞬态计算机可读取存储介质且可以是一个或多个容易取得的存储器，诸如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、软盘驱动、硬盘或任何其他形式
的本地或远程的数字存储。包括电源、时钟、高速缓存等中的一个或多个的支持电路474(例如，i/o电路)耦接到cpu 472，用于以常规方式支持处理器。带电物质的产生、加热和其他工艺通常作为软件例程存储在存储器473中。软件例程还可由第二cpu(未图示)存储和/或执行，第二cpu位于正由cpu 472控制的处理腔室402的远程。
44.存储器473是含有指令的计算机可读取存储介质的形式，所述指令在由cpu 472执行时促进处理腔室402的操作。存储器473中的指令是以程序产品的形式，诸如实施本公开的方法的程序。程序代码可符合多种不同程序语言中的任何一种。在一个示例中，本公开可实施为存储在计算机可读取存储介质上的程序产品，以用于和计算机系统一起使用。程序产品的(多个)程序限定实施例(包括本说明书所述的方法)的功能。示例性的计算机可读取存储介质包括但不限于：(i)信息可永久存储于其上的不可写入的存储介质(例如，计算机内的只读存储器装置，诸如cd-rom驱动可读取的cd-rom碟、闪存、rom芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器)；以及(ii)可改变的信息存储于其上的可写入存储介质(例如，磁盘驱动或硬盘驱动内的软盘或任何类型的固态随机存取半导体存储器)。当承载指导本文所述方法的功能的计算机可读取指令时，这些计算机可读取存储介质是本公开的实施例。
45.另外，控制器470被配置成至少执行以上关于图1a-3的控制系统描述的控制功能，且包括温度控制器130以执行可以存储在存储器473中的温度控制算法(例如，温度反馈控制)。温度控制器130耦接到一个或多个温度传感器(探针)443(例如，传感器112和/或传感器114)，所述一个或多个温度传感器(探针)443可以在esc 442的上板446之中或之上，且可以在源435之中或之上。
46.温度控制器130耦接到一个或多个热交换器(htx)/冷却器。例如，在至少一些实施例中，温度控制器130耦接到热交换器150。如上所述，通过源435和esc 442的冷却板444a、444b中的一个或多个冷却剂通道的热流体或传热流体(例如，冷却剂)的流速由一个或多个pbv 140控制。
47.pbv 140可以由温度控制器130控制，以独立地控制冷却剂到冷却板444a、444b中的一个或多个冷却剂通道中的每一者的流速。温度控制器130还可控制由热交换器150用来冷却或加热热流体的温度设定点。在至少一些实施例中，
48.图5是根据至少一些实施例的用于处理基板的方法500的流程图。为了说明的目的，根据与处理腔室402一起使用来描述方法500。
49.在502处，可以在处理腔室(例如，处理腔室402)中产生等离子体(例如，等离子体436)。例如，在至少一些实施例中，可以使用等离子体源功率430来产生等离子体，以提供高频源功率以电感性地或电容性地点燃从一个或多个气体源(例如，气体源429)提供的一种或多种处理气体以形成等离子体。
50.接着，在504处，等离子体可以被引导向吸盘组件(例如，esc 442)，所述吸盘组件被配置成支撑基板(例如，基板410)。如上所述，当等离子体被引导向吸盘组件时，来自等离子体的热量437也可以被施加/引导至吸盘组件的上板(和基板)和/或源(例如，源435)。
51.因此，为了控制吸盘组件的上板和/或源的温度，在506处，可以将来自热交换器(例如，热交换器150)的冷却剂经由连接到吸盘组件和/或源的pbv提供给吸盘组件的冷却板和/或源。例如，pbv可以是如前所述的pbv中的一个或多个(例如，pbv 140)。
52.在基板的处理期间，在508处，可以测量通过冷却板的出口通道的冷却剂的温度。例如，在至少一些实施例中，温度控制器(例如，温度控制器130)可以使用例如温度传感器(例如，温度传感器443)来测量通过冷却板的出口通道的冷却剂的温度。
53.接下来，在510处，响应于接收到所测量的温度，可以连续地控制通过pbv的第一冷却剂输出管线和第二冷却剂输出管线的冷却剂的流速。例如，pbv的第一冷却剂输出管线可以被控制以提供通过吸盘组件和/或源的相对高/低的冷却剂流速。通过吸盘组件和/或源的冷却剂的流速与可从吸盘组件和/或源传递给冷却剂的热量成正比，例如，冷却剂的流速越高，可以传递的热量越多。另外，第二冷却剂输出管线可以被控制以向热交换器的返回管线提供相对高/低的冷却剂流速，例如，以在冷却剂返回热交换器之前冷却冷却剂。
54.pbv允许通过pbv的第一输出管线和第二输出管线中的每一者的多个冷却剂流动能力。具体地，可以控制通过pbv的冷却剂的流，使得通过pbv的阀门(例如，阀门144)的端口的流可以被引导至pbv的第一输出管线和第二输出管线。更具体地，通过pbv的冷却剂的流量输出始终为100％(例如，从约0至约100％通过第一输出管线和第二输出管线中的任一者)。例如，在至少一些实施例中，到第一输出管线的端口上的0到100％对到第二输出管线的端口上的100％到0具有相反效果，直到两个端口都可以具有50/50分割。例如，当到第一输出管线的端口是约100％(例如，完全打开的配置)时，则到第二输出管线的端口可以是约0(例如，完全关闭的配置)，反之亦然。
55.温度控制器在基板处理期间连续测量/监控吸盘组件的上板、源和/或通过冷却板的(多个)出口通道的冷却剂的温度。温度控制器将恒定的冷却剂流提供给吸盘组件的冷却板和/或处理腔室的源的冷却板和热交换器的返回管线。因此，当吸盘组件的上板、源和/或通过冷却板的(多个)出口通道的冷却剂的测量到的温度改变(例如，增加/减少)时，可以将pbv控制为增加或减少流向处理腔室和/或热交换器返回管线的冷却剂流量。
56.例如，当由于在处理期间处理腔室中的等离子体而使吸盘组件的上板和/或源的温度增加(例如，增加到预定温度)时，冷却剂流量可以自动增加到使用pbv的吸盘组件和/或处理腔室的源。
57.例如，在至少一些实施例中，温度控制器可以被配置成控制pbv以将流向吸盘组件的冷却剂流量从约50％自动地增加到约75％，以及可以将流向热交换器的冷却剂流量从50％减少到约25％。当吸盘组件的上板和/或基板的温度减少(例如，减少到预定温度)时，温度控制器可以被配置成控制pbv，以将流向吸盘组件的冷却剂流量从约75％自动地减少回到约50％，以及可以将流向热交换器的冷却剂流量从25％增加回到约50％。在吸盘组件的上板和/或基板上保持更稳定的温度可以减少(如果不是消除)由于等离子体打开和关闭引起的热摆动的影响，这可以增加处理腔室的性能、基板处理的均匀性，以及可以为给定的配方提供更一致的基板处理结果。
58.可以理解，温度控制器也可以被配置成控制pbv以类似的方式自动增加/减少流向源的冷却剂流量。在至少一些实施例中，温度控制器可以被配置成同时地且独立地控制流向吸盘组件和源中的每一者的冷却剂流量。
59.当由于在处理期间冷却上板和/或源而使在热交换器的返回管线中的冷却剂的温度增加(例如，高于预定温度)时，冷却剂流量可以自动增加到使用pbv的热交换器的返回管线。例如，在至少一些实施例中，温度控制器可以被配置成控制pbv以自动地将流向吸盘组
件(和/或源)的冷却剂流量从约50％减少到约25％，以及可以将流向热交换器的冷却剂流量从50％增加到约75％。当返回管线中的冷却剂温度减少(例如，减少到预定温度)时，温度控制器可以被配置成控制pbv，以将流向吸盘组件(和/或源)的冷却剂流量从约25％自动地增加回到约50％，以及可以将流向热交换器的冷却剂流量从75％减少回到约50％。维持冷却剂回到热交换器的恒定温度可以显著减少(如果不是消除)热交换器处的压力和流量峰值的影响。
60.在至少一些实施例中，控制器可以被配置成根据一种类型的控制系统来控制吸盘组件，且可以被配置成根据另一种类型的控制系统来控制源。例如，控制器可以被配置成根据图1a的控制系统100来控制吸盘组件，以及根据图2或图3的控制系统来控制源，反之亦然。
61.虽然前述内容针对本公开的实施例，但在不背离本公开基本范围的情况下，可设计本公开的其他与进一步的实施例。

技术特征：

1.一种处理腔室，包括：吸盘组件或等离子体源中的至少一者，所述吸盘组件或所述等离子体源中的所述至少一者包含相应冷却板，所述相应冷却板包含冷却剂通道，所述冷却剂通道具有入口通道与出口通道，所述入口通道耦接至热交换器的冷却剂供应管线，所述出口通道耦接至所述热交换器的冷却剂返回管线；比例式旁通阀，所述比例式旁通阀连接在所述相应冷却板和所述热交换器之间，且所述比例式旁通阀包含冷却剂输入管线、第一冷却剂输出管线和第二冷却剂输出管线，所述冷却剂输入管线连接至所述冷却剂供应管线，所述第一冷却剂输出管线连接至所述相应冷却板的所述入口通道，所述第二冷却剂输出管线连接至所述冷却剂返回管线；温度传感器，所述温度传感器被配置成测量通过所述相应冷却板的所述出口通道的冷却剂的温度；以及控制器，所述控制器接收来自所述温度传感器测量的所测量的温度，以及响应于接收到所述所测量的温度，来控制通过所述比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线和所述第二冷却剂输出管线的所述冷却剂的流速。2.如权利要求1所述的处理腔室，其中当最初正在处理基板时，所述比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线处于完全打开配置，且所述比例式旁通阀的所述第二冷却剂输出管线处于完全关闭配置。3.如权利要求1所述的处理腔室，进一步包括混合水接口箱(wfib)，所述比例式旁通阀被容纳在所述混合水接口箱中。4.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述比例式旁通阀是第一比例式旁通阀，且进一步包括第二比例式旁通阀。5.如权利要求1至4中任一项所述的处理腔室，其中所述相应冷却板的所述入口通道是第一入口通道，且所述相应冷却板进一步包括第二入口通道，其中所述第一入口通道和所述第二入口通道中的每一者分别连接至所述第一比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线和所述第二比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线，并且其中所述第一比例式旁通阀的第二冷却剂输出管线或所述第二比例式旁通阀的第二冷却剂输出管线中的至少一者连接至所述热交换器的所述冷却剂返回管线。6.一种控制处理腔室中的部件的温度的方法，所述处理腔室中的所述部件由等离子体或加热器加热并且由通过热交换器的冷却剂流冷却，所述方法包括以下步骤：使用等离子体源在处理腔室中产生等离子体；将所述等离子体导向吸盘组件，所述吸盘组件被配置成支撑基板；经由比例式旁通阀提供来自热交换器的冷却剂，所述比例式旁通阀连接至所述吸盘组件或所述等离子体源中的至少一者的相应冷却板；测量通过所述相应冷却板的出口通道的所述冷却剂的温度；以及响应于接收到所测量的温度，来控制通过所述比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线和第二冷却剂输出管线的所述冷却剂的流速。7.如权利要求6所述的方法，其中当最初正在处理所述基板时，所述比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线处于完全打开配置，且所述比例式旁通阀的所述第二冷却剂输出管线处于完全关闭配置。
8.如权利要求6或7中的任一项所述的方法，其中控制通过所述比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线和所述第二冷却剂输出管线的所述冷却剂的所述流速的步骤包括以下步骤中的至少一者：部分地关闭所述比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线或部分地打开所述比例式旁通阀的所述第二冷却剂输出管线。9.如权利要求6所述的方法，其中所述比例式旁通阀是第一比例式旁通阀，且进一步包括第二比例式旁通阀。10.如权利要求9所述的方法，其中所述相应冷却板包括第一入口通道和第二入口通道，其中所述第一入口通道和所述第二入口通道中的每一者连接至所述第一比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线和所述第二比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线，并且其中所述第一比例式旁通阀的第二冷却剂输出管线或所述第二比例式旁通阀的第二冷却剂输出管线中的至少一者连接至所述热交换器的冷却剂返回管线。11.如权利要求10所述的方法，其中提供来自所述热交换器的所述冷却剂的步骤包括以下步骤：分别经由所述第一比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线和所述第二比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线将所述冷却剂提供至所述相应冷却板的所述第一入口通道和第二入口通道中的每一者。12.如权利要求11所述的方法，其中所述出口通道是第一出口通道，且所述相应冷却板包括第二出口通道，并且进一步包括以下步骤：测量通过所述相应冷却板的所述第一出口通道和所述第二出口通道中的每一者的所述冷却剂的温度。13.如权利要求6、7或9至12中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：响应于接收到所测量的温度，来控制通过所述第一比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线或所述第二比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线的所述冷却剂中的至少一者的流速，以及控制通过所述第一比例式旁通阀的所述第二冷却剂输出管线或所述第二比例式旁通阀的所述第二冷却剂输出管线的所述冷却剂的流速。14.一种非瞬态计算机可读取存储介质，所述非瞬态计算机可读取存储介质具有存储于其上的指令，所述指令在由处理器执行时执行控制处理腔室中的部件的温度的方法，所述处理腔室中的所述部件由等离子体或加热器加热并且由通过热交换器的冷却剂流冷却，所述方法包括以下步骤：使用等离子体源在处理腔室中产生等离子体；将所述等离子体导向吸盘组件，所述吸盘组件被配置成支撑基板；经由比例式旁通阀提供来自热交换器的冷却剂，所述比例式旁通阀连接至所述吸盘组件或所述等离子体源中的至少一者的相应冷却板；测量通过所述相应冷却板的出口通道的所述冷却剂的温度；以及响应于接收到所测量的温度，来控制通过所述比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线和第二冷却剂输出管线的所述冷却剂的流速。15.如权利要求14所述的非瞬态计算机可读取存储介质，其中当最初正在处理所述基板时，所述比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线处于完全打开配置，且所述比例式旁通阀的所述第二冷却剂输出管线处于完全关闭配置。16.如权利要求14或15中的任一项所述的非瞬态计算机可读取存储介质，其中控制通过所述比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线和所述第二冷却剂输出管线的所述冷却
剂的所述流速的步骤包括以下步骤中的至少一者：部分地关闭所述比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线或部分地打开所述比例式旁通阀的所述第二冷却剂输出管线。17.如权利要求14所述的非瞬态计算机可读取存储介质，其中所述比例式旁通阀是第一比例式旁通阀，且进一步包括第二比例式旁通阀。18.如权利要求17所述的非瞬态计算机可读取存储介质，其中所述相应冷却板包括第一入口通道和第二入口通道，其中所述第一入口通道和所述第二入口通道中的每一者连接至所述第一比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线和所述第二比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线，并且其中所述第一比例式旁通阀的第二冷却剂输出管线或所述第二比例式旁通阀的第二冷却剂输出管线中的至少一者连接至所述热交换器的冷却剂返回管线。19.如权利要求18所述的非瞬态计算机可读取存储介质，其中提供来自所述热交换器的所述冷却剂的步骤包括以下步骤：分别经由所述第一比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线和所述第二比例式旁通阀的所述第一冷却剂输出管线将所述冷却剂提供至所述相应冷却板的所述第一入口通道和第二入口通道中的每一者。20.如权利要求14、15或17至19中任一项所述的非瞬态计算机可读取存储介质，其中所述出口通道是第一出口通道，且所述相应冷却板包括第二出口通道，并且进一步包括以下步骤：测量通过所述相应冷却板的所述第一出口通道和所述第二出口通道中的每一者的所述冷却剂的温度。

技术总结

用于控制处理腔室中的部件的温度的方法与设备，所述处理腔室中的所述部件由等离子体或加热器加热并且由通过热交换器的冷却剂流冷却。例如，一种设备可以包括：包含相应冷却板的吸盘组件和/或等离子体源；比例式旁通阀，所述比例式旁通阀连接在相应冷却板与热交换器之间；温度传感器，所述温度传感器被配置成测量通过相应冷却板的出口通道的冷却剂的温度；以及控制器，所述控制器接收来自温度传感器测量的所测量的温度，以及响应于接收到所测量的温度，来控制通过比例式旁通阀的第一冷却剂输出管线和第二冷却剂输出管线的冷却剂的流速。出管线和第二冷却剂输出管线的冷却剂的流速。出管线和第二冷却剂输出管线的冷却剂的流速。