CN113013071A - 半导体工艺设备中的温度控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种半导体工艺设备中的温度控制装置及方法，该温度控制装置包括第一温控源、第二温控源、第一输出管道、第二输出管道、第一回流管道、第二回流管道、第一短路管道、第二短路管道及控制器，其中；两个温控源的输出口分别通过两个输出管道与卡盘的进口连通，两个温控源的回流口分别通过两个回流管道与卡盘的出口连通；两个温控源的输出口还通过两个短路管道分别与各自的回流口连通；各管道上均设置有通断开关；控制器用于依次连通或断开多个通断开关，将卡盘与两个温控源的连通进行切换，两个温控源中的温控介质的温度不同。应用本申请可以提高温度控制范围、缩短控温时间，并有效解决两个温控源中的流体串混的问题。

Description

半导体工艺设备中的温度控制装置及方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地，涉及一种半导体工艺设备中的温度控制装置及方法。

背景技术

刻蚀机中的ESC(静电吸附卡盘)主要用于晶圆(wafer)的吸附固定和提供工艺时所需的精确温度。故此，ESC的内部通常设有通道，通过温度控制装置向该通道中通入冷却/加热液体或气体，以对ESC的温度进行精确调节，使其温度更加均匀。

但是，随着半导体行业和刻蚀工艺的不断发展，晶圆在刻蚀过程中，不同的工艺步骤需要使用不同的温度，且温差较大，现有的单通道ESC温度调节方式很难保证温度切换的均匀性与及时性。而现有的双通道ESC温度调节方式又容易出现串液问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体工艺设备中的温度控制装置及方法，可提高温度控制范围、缩短控温时间，并有效解决两个温控源中的流体串混的问题。

为实现本发明的目的，第一方面提供一种半导体工艺设备中的温度控制装置，用于控制所述半导体工艺设备中卡盘的温度，其包括第一温控源、第二温控源、第一输出管道、第二输出管道、第一回流管道、第二回流管道、第一短路管道、第二短路管道及控制器，其中；

所述第一温控源的输出口通过所述第一输出管道与所述卡盘的进口连通，所述第一温控源的回流口通过所述第一回流管道与所述卡盘的出口连通；

所述第二温控源的输出口通过所述第二输出管道与所述卡盘的进口连通，所述第二温控源的回流口通过所述第二回流管道与所述卡盘的出口连通；

所述第一温控源的输出口通过所述第一短路管道与所述第一温控源的回流口连通，所述第二温控源的输出口通过所述第二短路管道与所述第二温控源的回流口连通；

所述第一输出管道、所述第二输出管道、所述第一回流管道、所述第二回流管道、所述第一短路管道、所述第二短路管道上均设置有通断开关；

所述控制器用于依次连通或断开多个所述通断开关，将所述卡盘由与所述第一温控源连通切换至与所述第二温控源连通，或者将所述卡盘由与所述第二温控源连通切换至与所述第一温控源连通，所述第一温控源中温控介质的温度与所述第二温控源中温控介质的温度不同。

可选地，温度控制装置还包括卡盘进口端管路和卡盘出口端管路，所述第一输出管道和所述第二输出管道均通过所述卡盘进口端管路与所述卡盘的进口连通，所述卡盘进口端管路上设置有流量计，所述第一回流管道和所述第二回流管道均通过所述卡盘出口端管路与所述卡盘的出口连通。

可选地，所述第一输出管道上设置有第一通断开关，所述第一回流管道上设置有第二通断开关，所述第二输出管道上设置有第三通断开关，所述第二回流管道上设置有第四通断开关，所述第一短路管道上设置有第五通断开关，所述第二短路管道上设置有第六通断开关；

所述第一通断开关、所述第二通断开关及所述第六通断开关连通，且所述第三通断开关、所述第四通断开关及所述第五通断开关断开时，所述卡盘与所述第一温控源连通；

所述第一通断开关、所述第二通断开关及所述第六通断开关断开，且所述第三通断开关、所述第四通断开关及所述第五通断开关连通时，所述卡盘与所述第二温控源连通。

可选地，所述第一通断开关、所述第二通断开关及所述第六通断开关为常开开关，所述第三通断开关、所述第四通断开关及所述第五通断开关为常闭开关。

可选地，所述控制器用于在将所述卡盘由与所述第一温控源连通切换至与所述第二温控源连通时，依次将所述第五通断开关连通，将所述第一通断开关断开，将所述第三通断关开关连通，将所述第六通断开关断开，将所述第四通断开关连通，将所述第二通断开关断开。

可选地，所述控制器用于在将所述卡盘由与所述第二温控源连通切换至与所述第一温控源连通时，依次将所述第六通断开关连通，将所述第三通断开关断开，将所述第一通断关开关连通，将所述第五通断开关断开，将所述第二通断开关连通，将所述第四通断开关断开。

为实现本发明的目的，另一方面提供一种半导体工艺设备中的温度控制方法，应用于第一方面的温度控制装置，所述方法包括：

在将所述卡盘由与所述第一温控源连通切换至与所述第二温控源连通，或者将所述卡盘由与所述第二温控源连通切换至与所述第一温控源连通时，依次连通或断开多个所述通断开关。

可选地，所述第一输出管道上设置有第一通断开关，所述第一回流管道上设置有第二通断开关，所述第二输出管道上设置有第三通断开关，所述第二回流管道上设置有第四通断开关，所述第一短路管道上设置有第五通断开关，所述第二短路管道上设置有第六通断开关；

所述将所述卡盘由与所述第一温控源连通切换至与所述第二温控源连通，包括：

依次将所述第五通断开关连通，将所述第一通断开关断开，将所述第三通断关开关连通，将所述第六通断开关断开，将所述第四通断开关连通，将所述第二通断开关断开。

可选地，所述第一输出管道上设置有第一通断开关，所述第一回流管道上设置有第二通断开关，所述第二输出管道上设置有第三通断开关，所述第二回流管道上设置有第四通断开关，所述第一短路管道上设置有第五通断开关，所述第二短路管道上设置有第六通断开关；

所述将所述卡盘由与所述第二温控源连通切换至与所述第一温控源连通，包括：

依次将所述第六通断开关连通，将所述第三通断开关断开，将所述第一通断关开关连通，将所述第五通断开关断开，将所述第二通断开关连通，将所述第四通断开关断开。

可选地，依次连通或断开多个所述通断开关时，相邻两个连通或断开操作之间的时间间隔为0～2秒。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的温度控制装置，包括第一温控源、第二温控源，两个温控源的温度作用不同(一个加热一个冷却，或者冷却的程度不一样等)，通过切换两个温控源可以实现不同工艺下的不同温度控制需求，从而可以缩短控温时间，提高控温范围，更好地满足工艺需求。另外该温度控制装置的控制器可以控制各通断开关依次连通或断开，以实现卡盘由与第一温控源连通切换至与第二温控源连通，或者将卡盘由与第二温控源连通切换至与第一温控源连通，可以避免不同温度冷却液的串液，可以避免不同温度的流体发生串混的问题，避免了温控源中流体温度变化，保证了控温精度，同时避免了因管道中流体异常而导致的停工现象，保证了温度控制装置的正常稳定运行。

附图说明

图1为本实施例提供的半导体工艺设备中的温度控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也可包括复数形式。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面结合附图以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

请参照图1，本实施例提供一种半导体工艺设备中的温度控制装置，用于控制半导体工艺设备中卡盘40的温度。该温度控制装置包括第一温控源11、第二温控源12、、第一输出管道21、第二输出管道23、第一回流管道22、第二回流管道24、第一短路管道25、第二短路管道26及控制器(图中未示出)。

其中，第一温控源11的输出口通过第一输出管道21与卡盘40的进口连通，第一温控源11的回流口通过第一回流管道23与卡盘40的出口连通。第一温控源11的输出口还通过第一短路管道25与第一温控源11的回流口连通。

第二温控源12的输出口通过第二输出管22道与卡盘40的进口连通，第二温控源12的回流口通过第二回流管道24与卡盘40的出口连通。第二温控源12的输出口还通过第二短路管道26与第二温控源12的回流口连通。

第一输出管道21、第二输出管道23、第一回流管道22、第二回流管道24、第一短路管道25、第二短路管道26上均设置有通断开关。

控制器用于依次连通或断开多个通断开关，将卡盘40由与第一温控源11连通切换至与第二温控源12连通，或者将卡盘40由与第二温控源12连通切换至与第一温控源11连通，第一温控源11中温控介质的温度与第二温控源12中温控介质的温度不同。

其中，第一温控源11和第二温控源12可以同为加热源，也可以同为冷却源，二者的加热或冷却温度范围通常不一致，以对卡盘40进行不同粒度的温度控制。第一温控源11和第二温控源12可以是液相温控源也可以是气相温控源，本实施例对此均不作具体限定。

本实施例提供的温度控制装置，包括第一温控源11、第二温控源12及与各自连接的输出管道、回流管道、短路管道，还包括设置在各管道上的通断开关，若两个温控源的温度作用(对卡盘40冷却或加热)一致，可以增强对卡盘40的温度作用效果；当两个温控源的温度作用不同(一个加热一个冷却，或者冷却的程度不一样等)时，可以通过切换两个温控源实现不同工艺下的不同温度控制需求，从而可以缩短控温时间，提高控温范围，更好地满足工艺需求。另外该温度控制装置的控制器可以控制各通断开关依次连通或断开，以实现卡盘40由与第一温控源11连通切换至与第二温控源12连通，或者将卡盘40由与第二温控源12连通切换至与第一温控源11连通，可以避免不同温度冷却液的串液，可以避免不同温度的流体发生串混的问题，避免了温控源中流体温度变化，保证了控温精度，同时避免了因管道中流体异常而导致的停工现象，保证了温度控制装置的正常稳定运行。

其中，第一温控源11、第一输出管道21和第一回流管道22及卡盘40可形成第一回路，第二温控源12、第二输出管道23和第二回流管道24及卡盘40可形成第二回路，且第一回路与第二回路并联设置。第一短路管道25与第一温控源11形成第三回路，第三回路与第一回路并联；第二短路管道26与第二温控源12形成第四回路，第四回路与第二回路并联。通过上述四个回路可以分别采用第一温控源11和第二温控源12对卡盘40进行温度调节，以增大对卡盘40的温度调节范围及提高温度调节精度。

进一步地，该温度控制装置还可以包括卡盘进口端管路27和卡盘出口端管路28，第一输出管道21和第二输出管道23均通过卡盘进口端管路27与卡盘40的进口连通，卡盘进口端管路27上设置有流量计50，第一回流管道22和第二回流管道24均通过卡盘出口端管路28与卡盘40的出口连通。流量计50设置在卡盘进口端管路27上，可用于检测混合管道中冷却液的流量状态，防止静电吸附卡盘内长时间无液体流过，烧坏静电吸附卡盘；也可防止混合管道中冷却液流量过大，造成安全隐患等。

于本实施例一具体实施方式中，第一输出管道21上设置有第一通断开关31，第一回流管道22上设置有第二通断开关32，第二输出管道23上设置有第三通断开关33，第二回流管道24上设置有第四通断开关34，第一短路管道25上设置有第五通断开关35，第二短路管道26上设置有第六通断开关36。如此，可以通过控制上述通断开关的通断来控制各管道的连通和断开，以提高该控制装置的安全稳定性及自动化程度。其中，各通断开关可以但不限于均为电磁阀(只要能通过控制器控制即可)，以便于采用控制器对通断开关进行精确控制。

控制器可分别通过第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号、第五控制信号及第六控制信号控制第一通断开关31、第二通断开关32、第三通断开关33、第四通断开关34、第五通断开关35及第六通断开关36的连通和断开。上述第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号、第五控制信号及第六控制信号可以为数字信号，如0、1，可以设置当控制信号为0时，所有通断开关均断开，当控制信号为1时，所有通断开关均连通；也可以设置当控制信号为0时，所有常闭的通断开关均断开，所有常开的开关均连通；当控制信号为1时，所有常闭的通断开关均连通，所有常开的开关均断开。

于本实施例一具体实施方式中，采用第一温控源11对卡盘40进行温度控制时，第一通断开关31、第二通断开关32及第六通断开关36连通，第三通断开关33、第四通断开关34及第五通断开关35断开，使第一温控源11与卡盘40连通。采用第二温控源12对卡盘40进行温度控制时，第一通断开关31、第二通断开关32及第六通断开关36断开，第三通断开关33、第四通断开关34及第五通断开关35连通，使第二温控源12与卡盘40连通。

自采用第一温控源11对卡盘40进行温度控制切换至采用第二温控源12对卡盘40进行温度控制时，控制器可以依次控制第五通断开关35连通、控制第一通断开关31断开、控制第三通断开关33连通、控制第六通断开关36断开、控制第四通断开关34连通及控制第二通断开关32断开。

自采用第二温控源12对卡盘40进行冷却切换至采用第一温控源11对卡盘40进行冷却时，依次控制第六通断开关36连通、控制第三通断开关33断开、控制第一通断开关31连通、控制第五通断开关35断开、控制第二通断开关32连通及控制第四通断开关34断开。

进一步地，控制器基于上述顺序控制第一通断开关31、第二通断开关32、第三通断开关33、第四通断开关34、第五通断开关35以及第六通断开关36连通或断开时，相邻两个通断开关断开或连通的时间间隔为0～2秒，一方面可保证静电吸附卡盘中的冷却液不断流，从而保护静电吸附卡盘不被烧坏。另一方面可保证目前正在循环的冷却液残留可以彻底回流的同时，避免通断开关在两种温度冷却液流量较大的情况下同时打开，可有效避免不同温度的冷却液串液问题。

在半导体工艺过程中，(采用其它热源)对静电吸附卡盘进行加热时，静电吸附卡盘可能具有局部受热较大(或者局部受热的温度需要控制在较低温度)的情况，可以应用本实施例提供的半导体工艺设备中的温度控制装置对静电吸附卡盘进行温度控制(第一温控源11可以为低温冷却源，第二温控源12可以为高温冷却源，且低温冷却源提供的冷却液的温度低于高温冷却源提供的冷却液的温度)，以对局部受热较大的部位进行降温，使静电吸附卡盘的整体受热更加均匀。

在本实施例中，第一通断开关31、第二通断开关32及第六通断开关36均为常开开关(如，常开二位二通阀)，第三通断开关33、第四通断开关34及第五通断开关35均为常闭开关(如，常闭二位二通阀)。第一通断开关31、第二通断开关32及第六通断开关36分别对应的第一控制信号、第二控制信号及第六控制信号被配置为：为1时，第一通断开关31、第二通断开关32及第六通断开关36均连通，第三通断开关33、第四通断开关34及第五通断开关35均断开；为0时，第一通断开关31、第二通断开关32及第六通断开关36均断开，第三通断开关33、第四通断开关34及第五通断开关35均连通。

下面通过一个实例对该具体控制流程及原理进行说明。

1、常用状态(采用低温冷却源对静电吸附卡盘进行冷却)：

此时所有的通断开关的控制信号均为0，第一通断开关31、第二通断开关32及第六通断开关36均连通，第一回路和第四回路处于通路，第三通断开关33、第四通断开关34及第五通断开关35断开，第二回路和第三回路处于断路，低温冷却液经过第一通断开关31，沿管道依次流经流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第二通断开关32回流到低温冷却源。即，此时低温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却，高温冷却液经第六通断开关36形成自循环(不对静电吸附卡盘进行冷却)。

2、低温冷却源向高温冷却源切换过程(在上述常用状态的基础上)：

第一步，置第五控制信号为1，保持其他控制信号均为0，此时第五通断开关35连通，第三回路也处于通路。即，第一通断开关31、第二通断开关32、第五通断开关35及第六通断开关36均连通，第一回路、第二回路及第四回路均处于通路；第三通断开关33和第四通断开关34断开，第三回路处于断路，一部分低温冷却液通过第五通断开关35形成自循环，另一部分低温冷却液经过第一通断开关31沿管道依次流经流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第二通断开关32回流到低温冷却源，低温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却，此时高温冷却液经第六通断开关36形成自循环，高低温冷却液不会混合。优选地，可设置第一步之后延时0.5S再进行下述第二步。

第二步，置第一控制信号为1，保持第五控制信号为1，保持其他控制信号为0，此时第五通断开关35、第二通断开关32、第六通断开关36均连通，第一通断开关31、第三通断开关33、第四通断开关34均断开，大部分低温冷却液通过第五通断开关35形成自循环，小部分在第二步之前已经流过第一通断开关31的低温冷却液经过流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第二通断开关32回流至低温冷却源，低温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却，此时高温冷却液经第六通断开关36形成自循环，高低温冷却液不会混合。优选地，可设置第二步之后延时0.4S再进行下述第三步。

第三步，置第三控制信号为1，保持第五控制信号、第一控制信号均为1，保持其他控制信号均为0，此时第五通断开关35、第三通断开关33、第二通断开关32及第六通断开关36均连通，第一通断开关31和第四通断开关34断开，大部分低温冷却液通过第五通断开关35形成自循环，小部分在第二步之前已经流过第一通断开关31的低温冷却液经过流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第二通断开关32回流至低温冷却源，低温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却，此时大部分高温冷却液经第六通断开关36形成自循环，小部分高温冷却液经过第三通断开关33流向流量计50和静电吸附卡盘，由于管道较长，且经过流量计50和静电吸附卡盘的那部分低温冷却液一直在通过第二通断开关32回流，所以高低温冷却液不会混合。优选地，可设置第三步之后延时0.4S再进行下述第四步。

第四步，置第六控制信号为1，保持第五控制信号、第一控制信号、第三控制信号为1，保持其他控制信号为0，此时第五通断开关35、第三通断开关33、第二通断开关32均连通，第一通断开关31、第四通断开关34、第六通断开关36均断开，大部分低温冷却液通过第五通断开关35形成自循环，小部分在第二步之前已经流过第一通断开关31的低温冷却液经过流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第二通断开关32回流至低温冷却源，低温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却，此时第六通断开关36被切断，高温冷却液经过第三通断开关33流向流量计50和静电吸附卡盘的流量变大，但由于管道较长，且经过流量计50和静电吸附卡盘的那部分低温冷却液一直在通过第二通断开关32回流，高低温冷却液依旧不会混合。优选地，可设置第四步之后延时1.5S(延时时间可设置，需尽量保证残留在管道内的少量低温冷却液已进入第二通断开关32所在的第一回流管道22，而高温冷却液还未进入卡盘进口端管路27)再进行下述第五步。

第五步，置第四控制信号为1，保持第五控制信号、第一控制信号、第三控制信号、第六控制信号为1，保持第二控制信号为0，此时第五通断开关35、第三通断开关33、第四通断开关34、第二通断开关32均连通，第一通断开关31和第六通断开关36均断开，大部分低温冷却液通过第五通断开关35形成自循环，小部分残留在第二通断开关32所在的第一回流管道22的低温冷却液经第二通断开关32回流至低温冷却源，此时高温冷却液经过第三通断开关33流经流量计50和静电吸附卡盘，大部分高温冷却液通过第四通断开关34回流至低温冷却源，小部分高温冷却液进入第二通断开关32所在的第一回流管道22，但暂时未与低温冷却液混合，高温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却。优选地，可设置第五步之后延时0.9S(延时时间可设置，需尽量保证残留的低温冷却液已全部回流至低温冷却源，且高温冷却液未回流经过第二通断开关32)再进行下述第六步。

第六步，置第二控制信号为1，保持第五控制信号、第一控制信号、第三控制信号、第六控制信号及第四控制信号为1，此时第五通断开关35、第三通断开关33及第四通断开关34均连通，第一通断开关31、第二通断开关32和第六通断开关36均断开，高温冷却液经过第三通断开关33沿管道依次流经流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第四通断开关34回流至低温冷却源，高温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却。此时，低温冷却液经第五通断开关35形成自循环。完成低温冷却液向高温冷却液的切换。

3、高温冷却源向低温冷却源切换过程(在完成上述第六步的基础上)：

第七步，置第六控制信号为0，此时第六通断开关36连通，保持其他控制信号为1，即第一通断开关31和第二通断开关32均断开，第五通断开关35、第四通断开关34、第三通断开关33及第六通断开关36均连通，一部分高温冷却液通过第六通断开关36形成自循环，另一部分高温冷却液经过第三通断开关33沿管道依次流经流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第四通断开关34回流至高温冷却源，高温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却，此时低温冷却液经第五通断开关35形成自循环，高低温冷却液不会混合。优选地，可设置第七步之后延时0.5S再进行下述第八步。

第八步，置第三控制信号为0，保持第六控制信号为0，保持其他控制信号为1，此时第五通断开关35、第四通断开关34、第六通断开关36均连通，第三通断开关33、第一通断开关31、第二通断开关32均断开，大部分高温冷却液通过第六通断开关36形成自循环，小部分在第七步之前已经流过第三通断开关33的高温冷却液经过流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第四通断开关34回流至高温冷却源，高温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却，此时低温冷却液经第五通断开关35形成自循环，高低温冷却液不会混合。优选地，可设置第八步之后延时0.4S再进行下述第九步。

第九步，置第一控制信号为0，保持第六控制信号、第三控制信号为0，保持其他控制信号为1，此时第五通断开关35、第四通断开关34、第一通断开关31、第六通断开关36均连通，第三通断开关33、第二通断开关32均断开，大部分高温冷却液通过第六通断开关36形成自循环，小部分在第二步之前已经流过第三通断开关33的高温冷却液经过流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第四通断开关34回流至高温冷却源，高温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却，此时大部分低温冷却液经第五通断开关35形成自循环，小部分低温冷却液经过第一通断开关31流向流量计50和静电吸附卡盘，由于管道较长，且经过流量计50和静电吸附卡盘的那部分高温冷却液一直在通过第四通断开关34回流，所以高低温冷却液不会混合。优选地，可设置第九步之后延时0.4S再进行下述第十步。

第十步，置第五控制信号为0，保持第一控制信号、第三控制信号及第六控制信号为0，保持其他控制信号为1，此时第四通断开关34、第一通断开关31、第六通断开关36均连通，第五通断开关35、第三通断开关33、第二通断开关32均断开，大部分高温冷却液通过第六通断开关36形成自循环，小部分在第九步之前已经流过第三通断开关33的高温冷却液经过流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第四通断开关34回流至高温冷却源，高温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却，此时第五通断开关35被切断，低温冷却液经过第一通断开关31流向流量计50和静电吸附卡盘的流量变大，但由于管道较长，且经过流量计50和静电吸附卡盘的那部分高温冷却液一直在通过第四通断开关34回流，高低温冷却液依旧不会混合。优选地，可设置第十步之后延时1.5S(延时时间可设置，需尽量保证残留在管道内的少量高温冷却液已进入卡盘出口端管路28，而低温冷却液未进入卡盘出口端管路28)再进行下述第十一步。

第十一步，置第二控制信号为0，保持第五控制信号、第一控制信号、第三控制信号及第六控制信号为0，保持其他控制信号为1，此时第四通断开关34、第一通断开关31、第二通断开关32、第六通断开关36均连通，第五通断开关35、第三通断开关33均断开，大部分高温冷却液通过第六通断开关36形成自循环，小部分残留在第二回流管道24的高温冷却液经第四通断开关34回流至高温冷却源。此时低温冷却液经过第一通断开关31，并流经流量计50和静电吸附卡盘，大部分低温冷却液通过第二通断开关32回流至低温冷却源，小部分低温冷却液进入卡盘出口端管路28中，但暂时未流至第四通断开关34所在的第二回流管道24，所以低温冷却液与高温冷却液未混合，低温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却。优选地，可设置第十一步之后延时0.9S(延时时间可设置，需尽量保证残留的高温冷却液已全部回流至高温冷却源，且低温冷却液未流经第四通断开关34)再进行下述第十二步。

第十二步，置第四控制信号为0，保持第五控制信号、第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号及第六控制信号为0，此时第一通断开关31、第二通断开关32、第三通断开关33及第六通断开关36均连通，第五通断开关35和第四通断开关34均断开，低温冷却液经过第一通断开关31沿管道分别流经流量计50和静电吸附卡盘，之后通过第二通断开关32回流至低温冷却源，低温冷却液为静电吸附卡盘提供循环冷却。此时，高温冷却液经第六通断开关36形成自循环。完成高温冷却液向低温冷却液的切换。

需要说明的是，上述相邻两步之间的延时时间可以根据实际测试结果随时调整，以使控制流程在满足控制需求的情况下用时最短，从而进一步缩短控温时间。

基于上述半导体工艺设备中的温度控制装置相同的构思，本实施例还提供一种半导体工艺设备中的温度控制方法，应用于上述任意实施方式的温度控制装置，该方法包括：

在将卡盘40由与第一温控源11连通切换至与第二温控源12连通，或者将卡盘40由与第二温控源12连通切换至与第一温控源11连通时，依次连通或断开多个通断开关。

于本实施例的具体实施方式中，第一输出管道21上设置有第一通断开关31，第一回流管道22上设置有第二通断开关32，第二输出管道23上设置有第三通断开关33，第二回流管道24上设置有第四通断开关34，第一短路管道25上设置有第五通断开关35，第二短路管道26上设置有第六通断开关36。

将卡盘40由与第一温控源11连通切换至与第二温控源12连通，包括：依次将第五通断开关35连通，将第一通断开关31断开，将第三通断关开关33连通，将第六通断开关36断开，将第四通断开关34连通，将第二通断开关32断开。

将卡盘40由与第二温控源12连通切换至与第一温控源11连通，包括：依次将第六通断开关36连通，将第三通断开关33断开，将第一通断关开关31连通，将第五通断开关35断开，将第二通断开关32连通，将第四通断开关34断开。

于本实施例另一具体实施方式中，依次连通或断开多个上述通断开关时，相邻两个通断开关断开或连通的时间间隔为0～2秒。

本实施例提供的温度控方法，应用于上述温度控制装置，可以控制各通断开关依次连通或断开，以实现卡盘40由与第一温控源11连通切换至与第二温控源12连通，或者将卡盘40由与第二温控源12连通切换至与第一温控源11连通，可以避免不同温度冷却液的串液，可以避免不同温度的流体发生串混的问题，避免了温控源中流体温度变化，保证了控温精度，同时避免了因管道中流体异常而导致的停工现象，保证了温度控制装置的正常稳定运行。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本申请的原理而采用的示例性实施方式，然而本申请并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本申请的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本申请的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备中的温度控制装置，用于控制所述半导体工艺设备中卡盘的温度，其特征在于，包括第一温控源、第二温控源、第一输出管道、第二输出管道、第一回流管道、第二回流管道、第一短路管道、第二短路管道及控制器，其中；

所述第一温控源的输出口通过所述第一输出管道与所述卡盘的进口连通，所述第一温控源的回流口通过所述第一回流管道与所述卡盘的出口连通；

所述第二温控源的输出口通过所述第二输出管道与所述卡盘的进口连通，所述第二温控源的回流口通过所述第二回流管道与所述卡盘的出口连通；

所述第一温控源的输出口通过所述第一短路管道与所述第一温控源的回流口连通，所述第二温控源的输出口通过所述第二短路管道与所述第二温控源的回流口连通；

所述第一输出管道、所述第二输出管道、所述第一回流管道、所述第二回流管道、所述第一短路管道、所述第二短路管道上均设置有通断开关；

所述控制器用于依次连通或断开多个所述通断开关，将所述卡盘由与所述第一温控源连通切换至与所述第二温控源连通，或者将所述卡盘由与所述第二温控源连通切换至与所述第一温控源连通，所述第一温控源中温控介质的温度与所述第二温控源中温控介质的温度不同。

2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，还包括卡盘进口端管路和卡盘出口端管路，所述第一输出管道和所述第二输出管道均通过所述卡盘进口端管路与所述卡盘的进口连通，所述卡盘进口端管路上设置有流量计，所述第一回流管道和所述第二回流管道均通过所述卡盘出口端管路与所述卡盘的出口连通。

3.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述第一输出管道上设置有第一通断开关，所述第一回流管道上设置有第二通断开关，所述第二输出管道上设置有第三通断开关，所述第二回流管道上设置有第四通断开关，所述第一短路管道上设置有第五通断开关，所述第二短路管道上设置有第六通断开关；

所述第一通断开关、所述第二通断开关及所述第六通断开关连通，且所述第三通断开关、所述第四通断开关及所述第五通断开关断开时，所述卡盘与所述第一温控源连通；

所述第一通断开关、所述第二通断开关及所述第六通断开关断开，且所述第三通断开关、所述第四通断开关及所述第五通断开关连通时，所述卡盘与所述第二温控源连通。

4.根据权利要求3所述的温度控制装置，其特征在于，所述第一通断开关、所述第二通断开关及所述第六通断开关为常开开关，所述第三通断开关、所述第四通断开关及所述第五通断开关为常闭开关。

5.根据权利要求3所述的温度控制装置，其特征在于，所述控制器用于在将所述卡盘由与所述第一温控源连通切换至与所述第二温控源连通时，依次将所述第五通断开关连通，将所述第一通断开关断开，将所述第三通断关开关连通，将所述第六通断开关断开，将所述第四通断开关连通，将所述第二通断开关断开。

6.根据权利要求3所述的温度控制装置，其特征在于，所述控制器用于在将所述卡盘由与所述第二温控源连通切换至与所述第一温控源连通时，依次将所述第六通断开关连通，将所述第三通断开关断开，将所述第一通断关开关连通，将所述第五通断开关断开，将所述第二通断开关连通，将所述第四通断开关断开。

7.一种半导体工艺设备中的温度控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任意一项所述的温度控制装置，所述方法包括：

在将所述卡盘由与所述第一温控源连通切换至与所述第二温控源连通，或者将所述卡盘由与所述第二温控源连通切换至与所述第一温控源连通时，依次连通或断开多个所述通断开关。

8.根据权利要求7所述的温度控制方法，其特征在于，所述第一输出管道上设置有第一通断开关，所述第一回流管道上设置有第二通断开关，所述第二输出管道上设置有第三通断开关，所述第二回流管道上设置有第四通断开关，所述第一短路管道上设置有第五通断开关，所述第二短路管道上设置有第六通断开关；

所述将所述卡盘由与所述第一温控源连通切换至与所述第二温控源连通，包括：

依次将所述第五通断开关连通，将所述第一通断开关断开，将所述第三通断关开关连通，将所述第六通断开关断开，将所述第四通断开关连通，将所述第二通断开关断开。

9.根据权利要求7所述的温度控制方法，其特征在于，所述第一输出管道上设置有第一通断开关，所述第一回流管道上设置有第二通断开关，所述第二输出管道上设置有第三通断开关，所述第二回流管道上设置有第四通断开关，所述第一短路管道上设置有第五通断开关，所述第二短路管道上设置有第六通断开关；

所述将所述卡盘由与所述第二温控源连通切换至与所述第一温控源连通，包括：

依次将所述第六通断开关连通，将所述第三通断开关断开，将所述第一通断关开关连通，将所述第五通断开关断开，将所述第二通断开关连通，将所述第四通断开关断开。

10.根据权利要求8或9所述的温度控制方法，其特征在于，依次连通或断开多个所述通断开关时，相邻两个连通或断开操作之间的时间间隔为0～2秒。

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