温度控制装置、方法及半导体工艺设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种温度控制装置、方法及半导体工艺设备，该装置中，第一供应单元用于提供第一温度的流体；第二供应单元用于提供第二温度的流体；液泵与流体通道的输出端连接；流体控制单元用于将第一供应单元提供的流体，和/或第二供应单元提供的流体，和/或液泵输出的流体，输送至流体通道，并实时检测流体控制单元向流体通道的输入端输出流体的第一温度值，且根据第一温度值和预设的目标温度值，实时调节第一供应单元和/或第二供应单元和/或液泵输送至流体通道的流量比例，以使第一温度值等于目标温度值。本方案可以使静电卡盘的加热速率以及制冷速率都得到提高。率以及制冷速率都得到提高。率以及制冷速率都得到提高。

【技术实现步骤摘要】
温度控制装置、方法及半导体工艺设备


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种温度控制装置、方法及半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]目前，半导体工艺设备的晶圆温度控制功能是通过静电卡盘中的冷却单元与加热单元共同作用来实现。该冷却单元一般使用预定温度的冷媒在冷却管路中流动，以通过带走热量来实现对晶圆的冷却；该发热元件通过被加载的电流而产生热量，以实现对晶圆的加热。
[0003]在现有技术中，若需要提高晶圆温度，就要提高加载至发热元件的功率；若需要降低晶圆温度，就要停止发热元件的工作，并通过冷却单元中流动的冷媒带走热量来冷却晶圆，冷媒的温度以及流量决定了冷却单元的散热速率。在此基础上，为了缩短工艺的执行时间，提高产能，就需要同时提高静电卡盘的加热速率以及制冷速率。
[0004]但是，若需要提高加热速率，势必会增加加载至发热元件的功率，这不仅会提高静电卡盘的设计难度，而且还需要增加更大尺寸的滤波器件以适配更高的加热功率，滤波器件的存在还会提高设备的占用空间。同时，冷却单元无法实时调节自身流动的冷媒的流量和温度，即进入冷却单元中的冷媒的温度和流量是恒定不变的，只能在冷媒进入冷却单元之前，通过升高温度、降低流量的方式来提高冷却效率，但是由于在任何时刻冷媒会一直通入冷却单元中，这又会导致发热元件在工作时产生的热量被冷媒带走更多，从而造成加热速率大幅降低。因此，现有的温度控制装置无法使静电卡盘的加热速率以及制冷速率都得到提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种温度控制装置、方法及半导体工艺设备，其可以使被控部件的加热速率以及制冷速率都得到提高。
[0006]为实现本专利技术的目的而提供一种温度控制装置，应用于半导体工艺设备，包括：
[0007]第一供应单元，用于提供第一温度的流体；
[0008]第二供应单元，用于提供第二温度的流体；所述第二温度大于所述第一温度；
[0009]液泵，与所述半导体工艺设备的被控部件中的流体通道的输出端连接，用于抽出所述流体通道中的流体；以及
[0010]流体控制单元，与所述第一供应单元、所述第二供应单元、所述液泵和所述流体通道的输入端连接，用于将所述第一供应单元提供的流体，和/或所述第二供应单元提供的流体，和/或所述液泵输出的流体，输送至所述流体通道，并实时检测所述流体控制单元向所述流体通道的输入端输出流体的第一温度值，且根据所述第一温度值和预设的目标温度值，实时调节所述第一供应单元和/或所述第二供应单元和/或所述液泵输送至所述流体通道的流量比例，以使所述第一温度值等于所述目标温度值。
[0011]可选地，所述流体控制单元能够在降温模式、升温模式和恒温模式之间切换；
[0012]在所述降温模式下，所述流体控制单元用于将所述第一供应单元提供的流体分流输送至所述流体通道和所述第一供应单元，同时将所述液泵输出的流体分流输送至所述第一供应单元和所述流体通道的输入端；
[0013]在所述升温模式下，所述流体控制单元用于将所述第二供应单元提供的流体分流输送至所述流体通道和所述第二供应单元，同时将所述液泵输出的流体分流输送至所述第二供应单元和所述流体通道的输入端；
[0014]在所述恒温模式下，所述流体控制单元用于将所述第一供应单元提供的流体分流输送至所述流体通道和所述第一供应单元，同时将所述第二供应单元提供的流体分流输送至所述流体通道和所述第二供应单元，同时将所述液泵输出的流体分流输送至所述第一供应单元、所述第二供应单元和所述流体通道的输入端。
[0015]可选地，在所述恒温模式下，所述流体控制单元还用于在所述第一供应单元中存储的流体低于第一液位时，将所述液泵输出的流体分流输送至所述第一供应单元和所述流体通道的输入端；或者，在所述第二供应单元中存储的流体低于第二液位时，将所述液泵输出的流体分流输送至所述第二供应单元和所述流体通道的输入端。
[0016]可选地，在所述恒温模式下，所述流体控制单元还用于在转换至所述降温模式之前，将所述液泵输出的流体分流输送至所述第一供应单元和所述流体通道的输入端；或者，在转换至所述升温模式之前，将所述液泵输出的流体分流输送至所述第二供应单元和所述流体通道的输入端。
[0017]可选地，所述流体控制单元还包括：
[0018]第一温度传感器，用于实时检测所述第一温度值；
[0019]第一控制单元，用于在所述第一温度值与所述目标温度值的差值的绝对值大于等于预设温度阈值，且所述目标温度值小于所述第一温度值时，进入所述降温模式；或者，在所述绝对值大于等于所述预设温度阈值，且所述目标温度值大于所述第一温度值时，进入所述升温模式；或者在所述绝对值小于所述预设温度阈值时，进入所述恒温模式。
[0020]可选地，所述流体控制单元还包括：
[0021]第二温度传感器，用于实时检测所述第一供应单元的输出端处的第二温度值；
[0022]第三温度传感器，用于实时检测所述第二供应单元的输出端处的第三温度值；
[0023]第四温度传感器，用于实时检测所述液泵的输出端处的第四温度值；
[0024]所述第一控制单元还用于根据所述第一温度值、所述第二温度值、所述第三温度值和所述第四温度值，以及所述目标温度值，在所述降温模式下，实时调节所述第一供应单元和所述液泵输送至所述流体通道的流量比例；或者，在所述升温模式下，实时调节所述第二供应单元和所述液泵输送至所述流体通道的流量比例；或者，在所述恒温模式下，实时调节所述第一供应单元、所述第二供应单元和所述液泵输送至所述流体通道的流量比例。
[0025]可选地，所述流体控制单元还包括：
[0026]流量检测单元，用于实时检测所述流体通道的输入端处的检测流量值；
[0027]第二控制单元，用于在所述检测流量值超出预设流量范围时，控制所述液泵的抽液速度，直至所述检测流量值位于所述预设流量范围内。
[0028]可选地，所述流体控制单元包括：
[0029]第一供给流路，其一端与所述第一供应单元的输出端连接，另一端与所述流体通道的输入端连接；在所述第一供给流路上设置有第一流量调节阀和第一通断阀；
[0030]第二供给流路，其一端与所述第二供应单元的输出端连接，另一端与所述流体通道的输入端连接；在所述第二供给流路上设置有第二流量调节阀和第二通断阀；
[0031]第三供给流路，其一端与所述液泵的输出端连接，另一端与所述流体通道的输入端连接；在所述第三供给流路上设置有第三流量调节阀；
[0032]第一回流流路，其一端与所述第一供应单元的输出端连接，另一端与所述第一供应单元的输入端连接；在所述第一回流流路上设置有第四流量调节阀；
[0033]第二回流流路，其一端与所述第二供应单元的输出端连接，另一端与所述第二供应单元的输入端连接；在所述第二回流流路上设置有第五流量调节阀；以及
[0034]第三回流流路、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度控制装置，应用于半导体工艺设备，其特征在于，包括：第一供应单元，用于提供第一温度的流体；第二供应单元，用于提供第二温度的流体；所述第二温度大于所述第一温度；液泵，与所述半导体工艺设备的被控部件中的流体通道的输出端连接，用于抽出所述流体通道中的流体；以及流体控制单元，与所述第一供应单元、所述第二供应单元、所述液泵和所述流体通道的输入端连接，用于将所述第一供应单元提供的流体，和/或所述第二供应单元提供的流体，和/或所述液泵输出的流体，输送至所述流体通道，并实时检测所述流体控制单元向所述流体通道的输入端输出流体的第一温度值，且根据所述第一温度值和预设的目标温度值，实时调节所述第一供应单元和/或所述第二供应单元和/或所述液泵输送至所述流体通道的流量比例，以使所述第一温度值等于所述目标温度值。2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述流体控制单元能够在降温模式、升温模式和恒温模式之间切换；在所述降温模式下，所述流体控制单元用于将所述第一供应单元提供的流体分流输送至所述流体通道和所述第一供应单元，同时将所述液泵输出的流体分流输送至所述第一供应单元和所述流体通道的输入端；在所述升温模式下，所述流体控制单元用于将所述第二供应单元提供的流体分流输送至所述流体通道和所述第二供应单元，同时将所述液泵输出的流体分流输送至所述第二供应单元和所述流体通道的输入端；在所述恒温模式下，所述流体控制单元用于将所述第一供应单元提供的流体分流输送至所述流体通道和所述第一供应单元，同时将所述第二供应单元提供的流体分流输送至所述流体通道和所述第二供应单元，同时将所述液泵输出的流体分流输送至所述第一供应单元、所述第二供应单元和所述流体通道的输入端。3.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，在所述恒温模式下，所述流体控制单元还用于在所述第一供应单元中存储的流体低于第一液位时，将所述液泵输出的流体分流输送至所述第一供应单元和所述流体通道的输入端；或者，在所述第二供应单元中存储的流体低于第二液位时，将所述液泵输出的流体分流输送至所述第二供应单元和所述流体通道的输入端。4.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，在所述恒温模式下，所述流体控制单元还用于在转换至所述降温模式之前，将所述液泵输出的流体分流输送至所述第一供应单元和所述流体通道的输入端；或者，在转换至所述升温模式之前，将所述液泵输出的流体分流输送至所述第二供应单元和所述流体通道的输入端。5.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，所述流体控制单元还包括：第一温度传感器，用于实时检测所述第一温度值；第一控制单元，用于在所述第一温度值与所述目标温度值的差值的绝对值大于等于预设温度阈值，且所述目标温度值小于所述第一温度值时，进入所述降温模式；或者，在所述绝对值大于等于所述预设温度阈值，且所述目标温度值大于所述第一温度值时，进入所述升温模式；或者在所述绝对值小于所述预设温度阈值时，进入所述恒温模式。6.根据权利要求5所述的温度控制装置，其特征在于，所述流体控制单元还包括：
第二温度传感器，用于实时检测所述第一供应单元的输出端处的第二温度值；第三温度传感器，用于实时检测所述第二供应单元的输出端处的第三温度值；第四温度传感器，用于实时检测所述液泵的输出端处的第四温度值；所述第一控制单元还用于根据所述第一温度值、所述第二温度值、所述第三温度值和所述第四温度值，以及所述目标温度值，在所述降温模式下，实时调节所述第一供应单元和所述液泵输送至所述流体通道的流量比例；或者，在所述升温模式下，实时调节所述第二供应单元和所述液泵输送至所述流体通道的流量比例；或者，在所述恒温模式下，实时调节所述第一供应单元、所述第二供应单元和所述液泵输送至所述流体通道的流量比例。7.根据权利要求1
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6中任意一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述流体控制单元还包括：流量检测单元，用于实时检测所述流体通道的输入端处的检测流量值；第二控制单元，用于在所述检测流量值超出预设流量范围时，控制所述液泵的抽液速度，直至所述检测流量值位于所述预设流量范围内。8.根据权利要求1
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6中任意一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述流体控制单元包括：第一供给流路，其一端与所述第一供应单元的输出端连接，另一端与所述流体通道的输入端连接；在所述第一供给流路上设置有第一流量调节阀和第一通断阀；第二供给流路，其一端与所述第二供应单元的输出端连接，另一端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐中天，范光华，朱万玉，郭恒，闪陆通，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：