使用脉冲传热流体流动的等离子体处理设备中的温度控制制造技术

技术编号:8292326 阅读:245 留言:0更新日期:2013-02-01 13:11
本发明专利技术描述通过脉冲式施加加热功率和脉冲式施加冷却功率来控制等离子体处理腔室中的温度的方法和系统。在实施例中,温度控制至少部分地基于前馈控制信号,前馈控制信号源自输入到处理腔室中的等离子体功率。在另一实施例中,部分地通过耦接两个储器的被动平衡管,来维持热储器与冷储器各自的液位,两个储器耦接至温度受控部件。在另一实施例中,随着取决于加热/冷却工作循环值和比例循环的脉冲宽度,打开数字式传热流体流量控制阀,比例循环具有提供良好温度控制性能的持续时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术实施例一般地涉及等离子体处理设备,且更具体地涉及在利用等离子体处·理腔室处理工件期间控制温度的方法。
技术介绍
在等离子体处理腔室中(例如等离子体蚀刻或等离子体沉积腔室),腔室部件的温度往往是处理期间进行控制的重要参数。例如,基板固持件(通常称作夹盘或基座)的温度经控制以在处理配方期间将工件加热/冷却到各种受控温度(例如,用以控制蚀刻速度)。同样地,在处理配方期间还可控制喷淋头/上电极或其它部件的温度而影响处理结果。通常,散热器和/或热源耦接至处理腔室,以将腔室部件温度控制在所要温度。控制器(如PID(比例积分微分)控制器)用来反馈控制温度受控部件与散热器/热源间的传热。除非使用够大的积分器,否则简易反馈控制会产生稳态误差。在简易比例控制中,因外部扰动所致,总是会有稳态误差(除非比例增益为无限大)。但是使用大积分控制将造成大量过冲的不良瞬态现象且需要很长的稳定时间。不像质量流量控制器(MFC)响应时间短而只需数秒即能收敛到设定点,当等离子体处理期间由于夹盘的大量热质量等而受到扰乱时,腔室部件温度(如静电夹盘或喷淋头温度)需30秒或更长才能稳定。如此,为更快速补偿扰动,反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.08 US 61/352,779;2010.07.07 US 61/362,232;1.一种等离子体处理装置,其包括 处理腔室,其包括夹盘,所述夹盘构造成在处理期间支撑工件; 处于第一温度的第一传热流体储器; 处于第二温度的第二传热流体储器; 第一供应管线和第一回流管线,所述第一供应管线和所述第一回流管线将所述第一传热流体储器和所述第二传热流体储器耦接至所述夹盘,以将处于所述第一温度或所述第二温度的传热流体传送到所述夹盘; 使所述第一传热流体储器与所述第一供应管线耦接的第一阀,以及使所述第二传热流体储器与所述第一供应管线耦接的第二阀;和 被动平衡管,其将所述第一传热流体储器耦接至所述第二传热流体储器,以通过重力来平衡传热流体液位。·2.根据权利要求I所述的装置,其中,所述被动平衡管耦接至所述第一传热流体储器和所述第二传热流体储器中每一者的排放点。3.根据权利要求I所述的装置,其中,第三阀将所述第一回流管线耦接至所述第一传热流体储器,所述被动平衡管将负责经由所述第一阀供应至所述夹盘的传热流体的量与从所述夹盘经由所述第三阀返回的传热流体的量之间的不平等。4.根据权利要求I所述的装置,其中,所述第一阀和所述第二阀为数字式,并且其中,所述装置还包括用以调节脉冲宽度调制工作循环的控制器,所述控制器在全开状态和全关状态之间驱动所述第一阀和所述第二阀中的至少一者,并且其中,当所述第一阀和所述第二阀中的一者处于打开状态时,所述第一阀和所述第二阀中的另一者将处于关闭状态。5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述控制器将所述脉冲宽度调制工作循环调节为时间比例循环的一百分比,所述时间比例循环比改变阀的状态所需要的时间长不止一个数量级。6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述时间比例循环的持续时间小于所述夹盘的热时间常数的一半。7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述时间比例循环的持续时间在4至6秒之间。8.根据权利要求5所述的装置,其中,所述第一供应管线的内部容积小于在所述时间比例循环期间输送的传热流体的体积。9.根据权利要求I所述的装置,还包括流动旁管,所述流动旁管在所述第一传热流体储器和所述第一阀之间,其中,传热流体按照在I : O. 8和I : O. 2之间的第一阀与旁管比率、经由所述流动旁管返回到所述第一传热流体储器。10.根据权利要求I所述的装置,还包括用以调节脉冲宽度调制工作循环的控制器,所述控制器至少基于施加到等离子体的总功率在全开状态和全关状态之间驱动所述第一阀和所述第二阀中的至少一者,所述总...

【专利技术属性】
技术研发人员:哈密迪·塔瓦索里逍平·周沙恩·C·尼维尔道格拉斯·A·布池贝尔格尔费纳多·M·斯李维亚巴德·L·梅斯蒂娜·琼科坦·马哈德斯瓦拉萨瓦米亚莎斯维尼·B·帕特达·D·源沃特·R·梅丽
申请(专利权)人:应用材料公司
类型:
国别省市:

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