具有温度补偿特征的温度控制方法和装置制造方法及图纸

一种具有温度补偿特征的温度控制方法和装置。此温度控制方法至少包括：操作主温度控制装置，来提供主温度特性曲线；提供补偿温度特性曲线，其中补偿温度特性曲线与主温度特性曲线互为镜射（Ｍｉｒｒｏｒ　Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ）；以及根据主温度特性曲线来操作主温度控制装置，同时并根据补偿温度特性曲线来操作补偿温度控制装置。因此，当受控体的机台欲动作一特定程序时，则该补偿温度控制装置同时将以该特定程序的温度特性来补偿之，故温度能完全维持在设定温度。此主温度控制装置可为：具有主冷却液（Ｃｏｏｌａｎｔ）槽的冷却机（Ｃｈｉｌｌｅｒ），或ＰＮ接口（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）温度控制装置等，而此补偿温度控制装置可为：具有温度补偿冷却液槽的冷却机，或ＰＮ接口温度控制装置等，其中此补偿温度控制装置可为开放回路或封闭回路的自动控制方式。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Temperature control method and device with temperature compensation characteristic

Temperature control method and device with temperature compensation characteristic. The temperature control method includes at least: the operation of the main temperature control device, to provide the main temperature characteristic curve; compensation temperature characteristic curve, the characteristics of temperature compensation curve and temperature curve for each main mirror (Mirror Reflected); and according to the temperature characteristic curve to operate the main temperature control device, and at the same time according to the temperature compensation the operating characteristic curve of temperature compensation control device. Therefore, when a machine in a controlled body wishes to operate a particular program, the compensation temperature control device compensates the temperature characteristic of the particular program at the same time so that the temperature can be completely maintained at the set temperature. The temperature control device can be: with the main coolant (Coolant) cooling trough (Chiller), or PN interface (Junction) temperature control device, and the compensation for temperature control device of cooling machine with temperature compensation cooling tank, or PN interface, temperature control device, wherein the compensation temperature control device for automatic control of open loop or closed loop.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有温度补偿特征的温度控制方法和装置。特别是涉及一种根据互为镜射(Mirror Reflected)的补偿温度特性曲线与主温度特性曲线，来操作之温度控制的方法和装置。
技术介绍
温度控制在工业生产上一直是个相当重要的课题，尤其是半导体设备的冷却，攸关着工业生产的设备成本，以及产品的合格率，故更是须要特别关注。而冷却机(Chiller)为常常被使用的有效冷却方式。使用冷却机的温度控制装置是使用储存在冷却机的单一冷却液槽的冷却液(其温度控制在低于受控体的温度)，通过管道流经受控体来降低受控体的温度。请参照附图说明图1，图1示出现有技术的温度控制装置的示意图。其中，此现有的温度控制装置至少包括具有主冷却液槽22的冷却装置20，和连接主冷却液槽22与受控体10的管道122和管道124，其中，主冷却液槽22中储存有温度控制在主冷却液标准温度设定值T22的主冷却液，而冷却装置20可为用于等离子反应室(Plasma Chamber)的冷却机，受控体10可为例如等离子反应室中的晶圆(Wafer)静电吸附器(Electrostatic Chuck；ESC)。当操作温度控制装置时，主冷却液通过管道122进入受控体10，冷却受控体10的温度后，温度高于主冷却液标准温度设定值T22的主冷却液再通过管道124流回主冷却液槽22，接着，冷却装置20再将主冷却液的温度降回主冷却液标准温度设定值T22。然而，受到冷却装置20的控制系统的限制，受控体10的温度与标准受控温度值Ts(即受控体10欲被控制的温度)常有数度的误差。请参照图2，图2示出现有的温度控制装置的主温度特性曲线示意图(即当等离子反应室的RF电源开动时的温度曲线)，其中此温度控制装置如图1所示，且主冷却液的温度控制在主冷却液标准温度设定值。当热源(Heat Source)例如等离子在热源激活时间t1进入受控体时，受控体虽在冷却装置的冷却之下，其温度仍自标准受控温度值Ts开始上升，直到热源在热源关闭时间t2关闭，受控体的温度才又开始冷却至标准受控温度值Ts，如主温度特性曲线322所示。由此可知，现有的温度控制装置的效果不佳。例如在多晶硅的制造过程中，在t1为15秒和t2为45秒(即30秒内)时，等离子反应室中的晶圆静电吸附器的主温度特性曲线322与欲控制得之理想温度控制线320间的最大温度增加值DT22可多达3℃至4℃，而且时间愈长，最大温度增加值DT22还会更大。一般而言，当温度增加1℃时，多晶硅制造过程(如多晶硅蚀刻)便会产生约1.5纳米的误差(Error)，而依制程规格(Specification)的要求，当误差达3纳米时，晶圆便会被宣布报废。故现有的温度控制装置的效能无法满足半导体制造的要求。因此，非常迫切需要发展一种具有温度补偿特征的温度控制方法和装置。通过有效地冷却受控体的温度，使温度控制的偏差(Deviation)缩小，由此满足半导体制造的要求，进而改善晶圆的合格率(Yield)。
技术实现思路
鉴于上述在现有的温度控制装置的偏差过大，无法满足半导体制造的要求，因而极易造成晶圆的报废。因此，本专利技术的主要目的为提供一种具有温度补偿特征的温度控制方法和装置，通过将现有的温度控制装置加以改良，无须使用昂贵且复杂的温度控制设备，便可大幅缩小温度控制的偏差，来充分满足生产上的温度要求。根据以上所述的目的，本专利技术提供了一种具有温度补偿特征的温度控制方法，是使用主温度控制装置和补偿温度控制装置，来控制受控体在标准受控温度值，此温度控制方法至少包括操作主温度控制装置，来提供主温度特性曲线；提供补偿温度特性曲线，其中补偿温度特性曲线是以标准受控温度值为基准，而与主温度特性曲线互为镜射；以及根据主温度特性曲线来操作主温度控制装置，并根据补偿温度特性曲线来同时操作补偿温度控制装置。另外，本专利技术的具有温度补偿特征的温度控制装置，用以控制受控体在受控体设定温度，此温度控制的装置至少包括主温度控制装置，是根据主温度特性曲线来操作，此主温度控制装置至少包括主冷却液槽，连接于冷却装置，其中主冷却液槽中装有受温度控制的主冷却液；以及补偿温度控制装置，是根据补偿温度特性曲线来操作。附图的简单说明本专利技术的较佳实施例已于前述的说明文字中辅以下列图形做更详细的阐述，其中图1示出现有的温度控制装置的示意图；图2示出现有的温度控制装置的主温度特性曲线示意图，其中此温度控制装置如图1所示，且主冷却液的温度控制在主冷却液标准温度设定值；图3示出本专利技术的一较佳实施例的温度控制装置的示意图；图4示出本专利技术的一较佳实施例的温度控制装置的补偿温度特性曲线示意图；图5示出应用本专利技术的一较佳实施例后所得的温度特性曲线示意图，其中主温度特性曲线如图2所示，而补偿温度特性曲线如图4所示；图6示出应用本专利技术的又一较佳实施例的温度控制装置的示意图；图7示出常开式微调流量控制阀的阀位置(流量)与所施加的电压的关系示意图；图8示出常关式微调流量控制阀之阀位置(流量)与所施加之电压的关系示意图；图9示出PN接口温度控制装置的温度差与所施加的电压的关系示意图；图10示出应用本专利技术的再一较佳实施例的温度控制装置的示意图；以及图11示出应用本专利技术的使用封闭回路的自动控制方式的示意图。具体实施例方式本专利技术揭露一种具有温度补偿特征的温度控制方法和装置，本专利技术的特征在于根据主温度特性曲线来操作主温度控制装置，并根据补偿温度特性曲线来同时操作补偿温度控制装置，藉以大幅增加受控体之温度控制的精准度，缩小温度控制的偏差。本专利技术的主温度控制装置和补偿温度控制装置可使用同样的冷却装置(如冷却机)的控制器，来提供适当的温度补偿效果，由此抵销(Offset)单独使用主温度控制装置时所产生的温度偏差。请同时参照图2、图4和图5，图4示出本专利技术的一较佳实施例的温度控制装置的补偿温度特性曲线示意图，图5示出应用本专利技术的一较佳实施例后所得的温度特性曲线示意图。本专利技术的温度控制方法至少包括操作主温度控制装置(如图1所示)，来提供主温度特性曲线322(如图2所示)；提供补偿温度特性曲线324(如图4所示)，其中补偿温度特性曲线324是以标准受控温度值Ts为基准，来与主温度特性曲线322互为镜射；以及根据主温度特性曲线322来操作主温度控制装置，并根据补偿温度特性曲线324来同时操作补偿温度控制装置，藉以获得如图5所示的结果，使温度控制的偏差缩小。因此，当受控体的机台欲动作一特定程序时，则该补偿温度控制装置同时将以该特定程序的温度特性来补偿之，故温度能完全维持在设定温度。请参照图3，图3示出本专利技术一较佳实施例的温度控制装置的示意图。图3所示的主温度控制装置和补偿温度控制装置仅是用来举例说明本专利技术，本专利技术亦可应用于其它的温度控制系统，如PN接口(Junction)温度控制装置等，故本专利技术并不在此限。本较佳实施例是在如图1所示的冷却装置20的主冷却液槽22(主温度控制装置)外，另外安装补偿温度控制装置，补偿温度控制装置至少包括温度补偿冷却液槽24；管道222和具有常关式(Normal Close)微调流量控制阀32的管道226；具有常开式(Normal Open)微调流量控制阀34的管道224以及管道228。其中，管道228可安装有常关式微调流量控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有温度补偿特征的温度控制方法，是使用一主温度控制装置和一补偿温度控制装置，来控制一受控体在一标准受控温度值，该温度控制方法至少包括：　　　　操作该主温度控制装置，来提供一主温度特性曲线；　　　　提供一补偿温度特性曲线，其中该补偿温度特性曲线是以该标准受控温度值为基准，而与该主温度特性曲线互为镜射；　　　　以及根据该主温度特性曲线来操作该主温度控制装置，并根据该补偿温度特性曲线来同时操作该补偿温度控制装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：萧义理，周梅生，彭进兴，黄见翎，陈择毅，李俊仪，吴学昌，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]