CN115376976B - 用于半导体加工设备的加热冷却复合盘及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘及其控制方法，涉及半导体技术领域。加热冷却复合盘包括加热盘、腔体和冷却盘，腔体连接于加热盘的一侧，腔体与加热盘围成容置腔室；冷却盘滑动设置于容置腔室内，冷却盘、腔体的侧壁以及加热盘围成第一容置子腔室，冷却盘、腔体的侧壁和底壁围成第二容置子腔室；通过控制第一容置子腔室与第二容置子腔室中的气压，可调节冷却盘与加热盘之间的距离。能够提高晶圆的整体工艺效率，降低操作不当造成晶圆或半导体加工设备损坏的风险，并能最大限度缩小半导体加工设备体积，降低成本。同时还能实现降温速率的精确调节，提高产品合格率。

Description

用于半导体加工设备的加热冷却复合盘及其控制方法
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘及其控制方法。
背景技术
在半导体加工行业中，部分工艺需要对晶圆进行加热和冷却操作。对此，现有技术通常采用多工位操作的方式实现晶圆的加热和冷却，例如晶圆的光刻和显影工艺，首先需要将涂完光刻胶的晶圆置于工艺腔中的加热盘上加热至工艺温度150℃~250℃，再由UV灯照射。待工艺完成后，将晶圆从工艺腔体中取出，并置于冷却盘上冷却至40℃左右。
采用多工位操作的方式虽然能够实现晶圆的加热和冷却，但由于加热工位和冷却工位彼此独立，导致工艺过程中存在大量的晶圆取放过程，大大降低了晶圆的整体工艺效率，增大了操作不当造成晶圆或半导体加工设备损坏的风险。多工位的设置也会造成半导体加工设备体积过大、成本过高的问题，不利用大规模投产。同时，由于不同晶圆工艺对于降温速率的要求不同，而现有冷却盘的降温速率不可调，容易导致晶圆损伤，降低产品合格率。
发明内容
本申请的目的包括提供一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘及其控制方法，其能够提高晶圆的整体工艺效率，降低操作不当造成晶圆或半导体加工设备损坏的风险，并能最大限度缩小半导体加工设备体积，降低成本。同时还能实现降温速率的精确调节，提高产品合格率。
本申请提供一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘，加热冷却复合盘设置于半导体加工设备的工艺腔中，加热冷却复合盘包括：
加热盘；
腔体，连接于加热盘的一侧，腔体与加热盘围成容置腔室；
冷却盘，滑动设置于容置腔室内，冷却盘、腔体的侧壁以及加热盘围成第一容置子腔室，第一容置子腔室通过第一通气阀与第一气源连通，冷却盘、腔体的侧壁和底壁围成第二容置子腔室，第二容置子腔室通过第二通气阀与第二气源连通；
其中，通过控制第一容置子腔室与第二容置子腔室中的气压，可调节冷却盘与加热盘之间的距离。
根据本申请提供的一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘，晶圆加工用加热冷却复合盘用于半导体加工设备的加热冷却复合盘还包括：
冷却液输入管，贯穿腔体的底壁连接到冷却盘上的冷却液循环管道的入口；
多个冷却液输出管，贯穿腔体的底壁分别连接到冷却盘上的冷却液循环管道不同位置的多个出口；多个冷却液输出管与多个出口一一对应。
根据本申请提供的一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘，用于半导体加工设备的加热冷却复合盘还包括：
滑动引导件，连接于加热盘上，冷却盘可滑动地套设于滑动引导件上；
弹簧，套设在滑动引导件上、且位于加热盘与冷却盘之间，弹簧用于对冷却盘施加推力；
第一隔热垫片，安装于加热盘与腔体之间；
第二隔热垫片，贴合于冷却盘靠近加热盘的一侧、且套设于滑动引导件上。
本申请还提供一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，控制方法应用于上述任一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘，控制方法包括：
基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液；
基于半导体加工设备的预设工艺流程对当前批次晶圆进行工艺，并获取实时工艺进度；
在目标晶圆进入加热阶段的情况下，调节第一容置子腔室和第二容置子腔室中的气压以使冷却盘与加热盘之间保持第一距离；
在目标晶圆进入冷却阶段的情况下，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道上作为目标的出口；
对第一容置子腔室和第二容置子腔室中的气压进行二次调节以使冷却盘与加热盘之间保持第二距离，并通过冷却液循环管道的入口和作为目标的出口进行目标冷却液的循环，直至目标晶圆降温至预设值。
根据本申请提供的一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，第一距离为冷却盘与加热盘之间距离的极大值，相应的，调节第一容置子腔室和第二容置子腔室中的气压以使冷却盘与加热盘之间保持第一距离，具体包括 ：
确定冷却盘与加热盘之间的当前距离；
在当前距离小于极大值的情况下，控制第一容置子腔室中的气压为P1、第二容置子腔室中的气压为P2，通过调节P1、P2的大小，推动冷却盘向远离加热盘的方向移动，直到冷却盘与加热盘之间的距离达到极大值时停止移动。
根据本申请提供的一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，加热盘与冷却盘之间设置有弹簧，弹簧用于对冷却盘施加推力F1，在控制冷却盘向远离加热盘的方向移动的过程中，使P2＜F1+P1+G，其中，G为加热盘的重力。
根据本申请提供的一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，对第一容置子腔室和第二容置子腔室中的气压进行二次调节以使冷却盘与加热盘之间保持第二距离，具体包括：
在第一距离与第二距离不同的情况下，调节P1、P2的大小 ，推动冷却盘向靠近加热盘的方向移动，直到冷却盘与加热盘之间的距离达到第二距离时停止移动；
其中，在控制冷却盘向靠近加热盘的方向移动的过程中，P2＞F1+P1+G。
根据本申请提供的一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液，具体包括：
基于半导体加工设备的工艺类型确定对应的工艺温度范围，并基于工艺温度范围以及不同类型晶圆对应的冷却时间指标，确定冷却效率波动范围；
基于冷却效率波动范围以及，预设的冷却效率波动范围与冷却液的映射关系表，确定目标冷却液。
根据本申请提供的一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道上作为目标的出口，具体包括：
基于当前批次晶圆的工艺温度以及冷却时间指标，确定当前批次晶圆的冷却效率目标值；
基于当前批次晶圆的冷却效率目标值以及预先确定的冷却效率与，冷却盘与加热盘之间距离和冷却液循环管道的循环区段长度的对应关系，确定第二距离以及冷却液循环管道上作为目标的出口。
根据本申请提供的一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，通过冷却液循环管道的入口和作为目标的出口进行目标冷却液的循环，具体包括：
开启冷却液循环管道的入口和作为目标的出口；
通过冷却液输入管持续向冷却液循环管道的入口输送目标冷却液，同时通过作为目标的出口对应的冷却液输出管排出目标冷却液。
本申请还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法的步骤。
本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法的步骤。
本申请提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘及其控制方法，加热冷却复合盘设置于半导体加工设备的工艺腔中，加热冷却复合盘包括：加热盘；腔体，连接于加热盘的一侧，腔体与加热盘围成容置腔室；冷却盘，滑动设置于容置腔室内，冷却盘、腔体的侧壁以及加热盘围成第一容置子腔室，第一容置子腔室通过第一通气阀与第一气源连通，冷却盘、腔体的侧壁和底壁围成第二容置子腔室，第二容置子腔室通过第二通气阀与第二气源连通；其中，通过控制第一容置子腔室与第二容置子腔室中的气压，可调节冷却盘与加热盘之间的距离，能够提高晶圆的整体工艺效率，降低操作不当造成晶圆或半导体加工设备损坏的风险，并能最大限度缩小半导体加工设备体积，降低成本。同时还能实现降温速率的精确调节，提高产品合格率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的结构示意图；
图2为冷却盘中冷却液循环管道的布置示意图；
图3为本申请提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法的流程示意图；
图4为本申请提供的确定目标冷却液的流程示意图；
图5为本申请提供的确定第二距离以及冷却液循环管道上作为目标的出口的流程示意图；
图6为本申请提供的控制目标冷却液循环的流程示意图；
图7为本申请提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制装置的结构示意图；
图8是本申请提供的电子设备的结构示意图。
图标：100-加热冷却复合盘；110-加热盘；120-腔体；130-冷却盘；131-冷却液循环管道；132-竖直段；133-水平段；134-入口；135-出口；140-滑动引导件；150-弹簧；160-第一隔热垫片；170-第二隔热垫片；180-冷却液输入管；190-冷却液输出管；200-静态密封圈；210-滑动密封圈；220-压板；230-第二通气阀；240-第一容置子腔室；250-第二容置子腔室；260-第一通气阀；701-第一确定模块；702-工艺监控模块；703-第一调节模块；704-第二确定模块；705-冷却控制模块；801-处理器；802-通信接口；803-存储器；804-通信总线。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
图1为本申请提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的结构示意图，图2为冷却盘中冷却液循环管道的布置示意图，本申请实施例提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘具体设置于半导体加工设备的工艺腔中，以对晶圆进行加热和冷却操作。如图1所示，用于半导体加工设备的加热冷却复合盘100包括加热盘110、腔体120、冷却盘130、滑动引导件140、弹簧150、第一隔热垫片160、第二隔热垫片170、冷却液输入管180、多个冷却液输出管190（为保证制图清晰，图中仅示出一个）、静态密封圈200、滑动密封圈210、压板220和第二通气阀230。
其中，腔体120连接于加热盘110的一侧，腔体120与加热盘110围成容置腔室。冷却盘130滑动设置于容置腔室内，冷却盘130、腔体120的侧壁以及加热盘110围成第一容置子腔室240，第一容置子腔室240通过第一通气阀260与第一气源连通，冷却盘130、腔体120的侧壁以及腔体120的底壁围成第二容置子腔室250，第二容置子腔室250通过第二通气阀230与第二气源连通，第二通气阀230连接于腔体120的底壁上。第一通气阀260可以采用节流阀，第二通气阀230可以采用气接头，当然，第一通气阀260和第二通气阀230也可以采用其它可调节气体流量的任意阀门，本申请实施例对此不作具体限定。
这样，可以通过用于半导体加工设备的加热冷却复合盘100直接在工艺腔中对晶圆进行加热和冷却操作，能够避免多工位操作导致工艺过程中存在大量晶圆取放过程，从而提高晶圆的整体工艺效率，降低操作不当造成晶圆或半导体加工设备损坏的风险。同时，集成化的设计也能降低半导体加工设备的体积，节约成本。进一步的，通过控制第一容置子腔室240与第二容置子腔室250中的气压，可调节冷却盘130与加热盘110之间的距离，进而调节冷却盘130对加热盘110的冷却效率，能够满足不同晶圆工艺对于降温速率的要求，避免导致晶圆损伤，进而提高产品合格率。并且，由于冷却盘130不与晶圆直接接触，能够进一步避免晶圆与冷却盘温差过大造成的晶圆损伤。
冷却液输入管180贯穿腔体120的底壁连接到冷却盘130上的冷却液循环管道131的入口134（参见图1和图2）。多个冷却液输出管190贯穿腔体120的底壁连接到冷却盘130上的冷却液循环管道131不同位置的多个出口135，且多个冷却液输出管190与多个出口135一一对应（参见图1和图2）。这样设置，不仅能保证冷却液输入管180和冷却液输出管190的布置形式简单、安全可靠，且可以通过选择不同的出口135与对应的冷却液输出管190导通，进而调节冷却液循环管道131的循环区段的长度，从而进一步实现冷却效率的精细调节。
如图2所示，冷却液循环管道131包括依次连通的竖直段132和水平段133，使冷却液循环管道131呈矩形样式布置，不仅冷却液循环管道131制造方便，而且冷却液循环管道131的长度较长、充分布局在冷却盘130的内部空间，整体冷却效率较高。可以理解的是，出口135的位置和数量可以根据冷却效率的精细化控制需要自由设定，同时，基于不同的冷却效率需求，冷却液循环管道131的竖直段132和水平段133可以采用更密集或更稀疏的设置方式，图2中的冷却液循环管道131的设置方式仅作为示例。
因为冷却盘130中的冷却液吸收加热盘110的热量后会急速膨胀，所以，本申请实施例中，冷却液输入管180连接管道的卡套接头的口径小于冷却液输出管190连接管道的卡套接头的口径，优选地，冷却液输入管180选用1/4卡套接头，冷却液输出管190选用3/8卡套接头。这样，将冷却液输出管190连接管道的卡套接头的口径设计得更大，有利于快速泄压，防止冷却液输出管190中压力过大而产生爆炸。
进一步的，滑动引导件140连接于加热盘110上，冷却盘130可滑动地套设在滑动引导件140上。弹簧150设在滑动引导件140上、且位于加热盘110与冷却盘130之间，弹簧150用于对冷却盘130施加推力。这样，不仅可以通过滑动引导件140提高冷却盘130移动的稳定性，保证第一容置子腔室240和第二容置子腔室250各自的密封性，还能够通过弹簧150提高冷却盘130受力的稳定性，避免冷却盘130的位置突变或移动精度难以控制。
第一隔热垫片160安装于加热盘110与腔体120之间。这样，第一隔热垫片160可以阻止加热盘110的热量向冷却盘130传导，保证第二容置子腔室250保持在常温下，防止温度过高，导致密封件快速失效，也减少晶圆加热过程中能量的消耗。第二隔热垫片170贴合于冷却盘130靠近加热盘110的一侧、且套设在滑动引导件140上。这样，通过第二隔热垫片170可以进一步阻止加热盘110的热量向冷却盘130传导。
多个静态密封圈200分别套设在冷却液输入管180和多个冷却液输出管190上、且安装于腔体120的底壁内。多个滑动密封圈210分别套设在冷却液输入管180和多个冷却液输出管190上、且贴合于腔体120的底壁上远离冷却盘130的一侧。压板220连接于腔体120的底壁上远离冷却盘130的一侧、且将滑动密封圈210压紧在腔体120的底壁上。这样，静态密封圈200和滑动密封圈210可以保证第二容置子腔室250保持在密封状态下，使得冷却盘130上下移动稳定，从而保证对第二容置子腔室250中的气压精准控制。
本申请实施例提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘100，加热冷却复合盘100设置于半导体加工设备的工艺腔中，加热冷却复合盘100包括加热盘110、腔体120和冷却盘130，腔体120连接于加热盘110的一侧，腔体120与加热盘110围成容置腔室；冷却盘130滑动设置于容置腔室内，冷却盘130、腔体120的侧壁以及加热盘110围成第一容置子腔室240，第一容置子腔室通过第一通气阀260与第一气源连通，冷却盘130、腔体120的侧壁和底壁围成第二容置子腔室250，第二容置子腔室250通过第二通气阀230与第二气源连通；其中，通过控制第一容置子腔室240与第二容置子腔室250中的气压，可调节冷却盘130与加热盘110之间的距离，能够提高晶圆的整体工艺效率，降低操作不当造成晶圆或半导体加工设备损坏的风险，并能最大限度缩小半导体加工设备体积，降低成本。同时还能实现降温速率的精确调节，提高产品合格率。
本申请还提供了一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，该控制方法应用于前述实施例提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘100，图3为本申请提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法的流程图，如图3所示，控制方法包括：
步骤S101，基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液。
具体的，可以理解的是，冷却效率指单位时间内的降温幅度。对于执行不同工艺的半导体加工设备，其对应的工艺温度范围不同，同时，当执行同一工艺时，不同类型的晶圆对应的冷却时间指标（即需求的冷却时间）也不同。基于此，根据不同冷却液的冷却性能差异，为了保证加热冷却复合盘100的冷却效率能够与当前半导体加工设备匹配，以适应不同类型晶圆对于冷却效率的需求。本申请实施例预先通过测试获取当前半导体加工设备采用不同冷却液时对应的冷却效率可调节范围。同时，基于半导体加工设备的工艺类型确定对应的工艺温度范围，并基于工艺温度范围以及不同类型晶圆对应的冷却时间指标，确定冷却效率波动范围，即半导体加工设备进行工艺所需的最大冷却效率可调节范围。最后，基于采用不同冷却液时对应的冷却效率可调节范围与冷却效率波动范围的匹配结果，即可选出与当前半导体加工设备匹配的最合适的冷却液，即目标冷却液。
步骤S102，基于半导体加工设备的预设工艺流程对当前批次晶圆进行工艺，并获取实时工艺进度。
具体的，确定了目标冷却液之后，即可基于半导体加工设备的预设工艺流程将当前批次晶圆置于加热冷却复合盘100上进行工艺，可以理解的是，工艺流程包括加热和冷却。同时，通过半导体加工设备的后台软件获取晶圆的实时工艺进度，以便控制加热冷却复合盘100进行相应动作。
步骤S103，在目标晶圆进入加热阶段的情况下，调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离。
具体的，当基于晶圆的实时工艺进度确定目标晶圆进入加热阶段时，本申请实施例通过控制第一通气阀260与第一气源对第一容置子腔室240的气压进行调节，同时通过控制第二通气阀230与第二气源对第二容置子腔室250的气压进行调节，以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离。第一距离为冷却盘130与加热盘110之间距离的极大值，以最大限度避免冷却盘导热造成加热盘的热量损失，保证晶圆的工艺质量和效率。
步骤S104，在目标晶圆进入冷却阶段的情况下，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135。
具体的，当基于晶圆的实时工艺进度确定目标晶圆进入加热阶段时，本申请实施例进一步确定当前批次晶圆的冷却效率目标值。可以理解的是，冷却效率目标值可以基于当前批次晶圆对应的工艺温度指标和冷却时间指标确定。得到当前批次晶圆的冷却效率目标值之后，即可基于冷却效率与，冷却盘130与加热盘110之间的距离以及冷却液循环管道131的循环区段长度的对应关系，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135，以便后续实现冷却效率的准确调节，保证晶圆的工艺质量。
步骤S105，对第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压进行二次调节以使冷却盘130与加热盘110之间保持第二距离，并通过冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135进行目标冷却液的循环，直至目标晶圆降温至预设值。
具体的，确定了第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135之后，即可对第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压进行二次调节以使冷却盘130与加热盘110之间保持第二距离，并通过冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135进行目标冷却液的循环，直至目标晶圆降温至预设值。基于此，能够基于前述冷却效率目标值对当前批次晶圆进行精准冷却，最大限度保证晶圆的工艺质量。
本申请实施例提供的方法，能够基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液；基于半导体加工设备的预设工艺流程对当前批次晶圆进行工艺，并获取实时工艺进度；在目标晶圆进入加热阶段的情况下，调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离；在目标晶圆 进入冷却阶段的情况下，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135；对第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压进行二次调节以使冷却盘130与加热盘110之间保持第二距离，并通过冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135进行目标冷却液的循环，直至目标晶圆降温至预设值，能够通过加热冷却复合盘100实现晶圆的高质量加热和冷却，最大限度的保证晶圆的工艺效率和质量。
基于上述实施例，第一距离为冷却盘130与加热盘110之间距离的极大值，相应的，调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离，具体包括：
确定冷却盘130与加热盘110之间的当前距离。
在当前距离小于极大值的情况下，控制第一容置子腔室240中的气压为P1、第二容置子腔室250中的气压为P2，通过调节P1、P2的大小，推动冷却盘130向远离加热盘110的方向移动，直到冷却盘130与加热盘110之间的距离达到极大值时停止移动。
具体的，由于工艺之前冷却盘130所处的位置并不确定，因此，本申请实施例首先需要确定冷却盘130与加热盘110之间的当前距离。具体的确定手段可以采用嵌入腔体120底壁的激光传感器测量得到，当然，也可以采用其它任意可行的监测手段，本申请实施例对此不作具体限定。确定冷却盘130与加热盘110之间的当前距离之后，即可将当前距离与极大值进行比较，以确定是否需要调节冷却盘130的位置。在当前距离小于极大值的情况下，控制第一容置子腔室240中的气压为P1、第二容置子腔室250中的气压为P2，通过调节P1、P2的大小，推动冷却盘130向远离加热盘110的方向移动，直到冷却盘130与加热盘110之间的距离达到极大值时停止移动。可以理解的是，在推动冷却盘130向远离加热盘110的方向移动的同时，可以实时监测冷却盘130与加热盘110之间的距离，以确定冷却盘130与加热盘110之间的距离是否达到极大值。基于此，能够精确控制冷却盘130与加热盘110之间的距离达到极大值，最大限度避免加热阶段加热盘热量散失，保证加热效率。
本申请实施例提供的方法，调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离，具体包括：确定冷却盘130与加热盘110之间的当前距离；在当前距离小于极大值的情况下，控制第一容置子腔室240中的气压为P1、第二容置子腔室250中的气压为P2，通过调节P1、P2的大小，推动冷却盘130向远离加热盘110的方向移动，直到冷却盘130与加热盘110之间的距离达到极大值时停止移动，能够精确控制冷却盘130与加热盘110之间的距离达到极大值，最大限度避免加热阶段加热盘热量散失，保证加热效率。
基于上述实施例，加热盘110与冷却盘130之间设置有弹簧150，弹簧150用于对冷却盘130施加推力F1，在控制冷却盘130向远离加热盘110的方向移动的过程中，使P2＜F1+P1+G，其中，G为加热盘110的重力。
具体的，基于前述实施例可知，弹簧150的设置能够提高冷却盘130受力的稳定性，避免冷却盘130的位置突变或移动精度难以控制。在此基础上，本申请实施例充分考虑冷却盘130运动过程中的受力情况，以对第一容置子腔室240中的气压P1和第二容置子腔室250中的气压P2进行精准配置，使P2＜F1+P1+G，进而保证冷却盘130移动的精准控制。进一步的，本申请实施例可以预先确定P1和P2的差值与冷却盘130运行速度的对应关系，进而可以基于对应关系对冷却盘130的运行速度进行精准调控。
基于上述实施例，对第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压进行二次调节以使冷却盘130与加热盘110之间保持第二距离，具体包括：
在第一距离与第二距离不同的情况下，调节P1、P2的大小 ，推动冷却盘130向靠近加热盘110的方向移动，直到冷却盘130与加热盘110之间的距离达到第二距离时停止移动；
其中，在控制冷却盘130向靠近加热盘110的方向移动的过程中，P2＞F1+P1+G。
具体的，晶圆进入冷却阶段后，为了保证冷却效率达到晶圆的冷却效率目标值，本申请实施例需要进一步对冷却盘130与加热盘110之间的距离进行调节。对应的调节步骤如下：首先比较第一距离与第二距离是否相同，若相同，则无需调节。若不同，则进一步调节P1、P2的大小，以推动冷却盘130向靠近加热盘110的方向移动，直到冷却盘130与加热盘110之间的距离达到第二距离时停止移动，可以理解的是，在控制冷却盘130向靠近加热盘110的方向移动的过程中，P2＞F1+P1+G。需要说明的是，与调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离的过程类似的，本申请实施例也可以在推动冷却盘130向靠近加热盘110的方向移动的同时，实时监测冷却盘130与加热盘110之间的距离，以确定冷却盘130与加热盘110之间的距离是否达到第二距离。同时，本申请实施例基于P1和P2的差值与冷却盘130运行速度的对应关系对冷却盘130的运行速度进行精准调控。
基于上述实施例，图4为本申请提供的确定目标冷却液的流程示意图，如图4所示，基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液，具体包括：
步骤S201，基于半导体加工设备的工艺类型确定对应的工艺温度范围，并基于工艺温度范围以及不同类型晶圆对应的冷却时间指标，确定冷却效率波动范围。
步骤S202，基于冷却效率波动范围以及，预设的冷却效率波动范围与冷却液的映射关系表，确定目标冷却液。
具体的，本申请实施例对应的实现原理和效果在前述实施例已经进行了详细说明，在此不再赘述。需要说明的是，前述实施例提到本申请会预先通过测试获取当前半导体加工设备采用不同冷却液时对应的冷却效率可调节范围。对于任一冷却液，对应的测试步骤具体如下：
步骤一，基于前述实施例提到的加热方法，利用本申请的加热冷却复合盘100将晶圆样品加热至预设温度。
步骤二，调节冷却盘130与加热盘110之间的距离为第一距离，同时，控制冷却液循环管道131中设置的相应阀门的开闭，以使冷却液循环管道131的循环区段长度最大。
步骤三，向冷却液循环管道131通入冷却液以对晶圆样品进行冷却，并通过相应的检测装置实时监测晶圆的温度。基于晶圆的温度变化，获取当前冷却盘位置以及循环区段长度组合对应的晶圆冷却效率。
步骤四，基于第一预设步长逐步缩小冷却盘130与加热盘110之间的距离直至距离为0。同时，基于第二预设步长逐步缩短冷却液循环管道131的循环区段长度直至为0。每执行一次距离或长度调整，便跳转执行一次步骤三。
通过上述步骤，即可获取不同冷却盘位置和循环区段长度组合对应的晶圆冷却效率，进而确定当前半导体加工设备采用当前冷却液时对应的冷却效率可调节范围。基于此，即可得到冷却效率波动范围与冷却液的映射关系表，进而在确定了半导体加工设备对应的冷却效率波动范围之后，能够准确确定需要采用的目标冷却液。
基于上述实施例，图5为本申请提供的确定第二距离以及冷却液循环管道上作为目标的出口的流程示意图，如图5所示，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口，具体包括：
步骤S301，基于当前批次晶圆的工艺温度以及冷却时间指标，确定当前批次晶圆的冷却效率目标值。
步骤S302，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值以及预先确定的冷却效率与，冷却盘130与加热盘110之间距离和冷却液循环管道131的循环区段长度的对应关系，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135。
具体的，基于前述实施例可知，本申请预先通过测试获取了各冷却液不同冷却盘位置和循环区段长度组合对应的晶圆冷却效率。基于此，在确定了当前批次晶圆的冷却效率目标值以及目标冷却液之后，即可基于当前批次晶圆的冷却效率目标值以及预先确定的采用目标冷却液时，冷却效率与，冷却盘130与加热盘110之间距离和冷却液循环管道131的循环区段长度的对应关系，确定第二距离以及冷却液循环管道131的循环区段长度，进而基于冷却液循环管道131的循环区段长度确定作为目标的出口135，能够对冷却效率进行精细调节，保证晶圆工艺质量。
基于上述实施例，图6为本申请提供的控制目标冷却液循环的流程示意图，如图6所示，通过冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135进行目标冷却液的循环，具体包括：
步骤S401，开启冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135。
步骤S402，通过冷却液输入管180持续向冷却液循环管道131的入口134输送目标冷却液，同时通过作为目标的出口135对应的冷却液输出管190排出目标冷却液。
具体的，基于前述实施例可知，冷却液循环管道131中设置有用于调节冷却液循环管道131的循环区段长度的相应阀门。基于此，在冷却液循环管道131的循环区段长度之后，即可确定用于排出冷却液上作为目标的出口135，进而开启冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135处的相应阀门，同时关闭其它出口的相应阀门，以使冷却液仅在对应的循环区段中循环流动，以实现冷却效率的精准控制。
下面对本申请提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制装置进行描述，下文描述的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制装置与上文描述的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法可相互对应参照。
基于上述任一实施例，图7为本申请提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制装置的结构示意图，如图7所示，该装置包括：
第一确定模块701，用于基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液；
工艺监控模块702，用于基于半导体加工设备的预设工艺流程对当前批次晶圆进行工艺，并获取实时工艺进度；
第一调节模块703，用于在目标晶圆进入加热阶段的情况下，调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离；
第二确定模块704，用于在目标晶圆进入冷却阶段的情况下，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135；
冷却控制模块705，用于对第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压进行二次调节以使冷却盘130与加热盘110之间保持第二距离，并通过冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135进行目标冷却液的循环，直至目标晶圆降温至预设值。
本申请实施例提供的装置，能够基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液；基于半导体加工设备的预设工艺流程对当前批次晶圆进行工艺，并获取实时工艺进度；在目标晶圆进入加热阶段的情况下，调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离；在目标晶圆 进入冷却阶段的情况下，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135；对第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压进行二次调节以使冷却盘130与加热盘110之间保持第二距离，并通过冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135进行目标冷却液的循环，直至目标晶圆降温至预设值，能够通过加热冷却复合盘100实现晶圆的高质量加热和冷却，最大限度的保证晶圆的工艺效率和质量。
图8示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)801、通信接口(Communications Interface)802、存储器(memory)803和通信总线804，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线804完成相互间的通信。处理器801可以调用存储器803中的逻辑指令，以执行上述各方法所提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，方法包括：基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液；基于半导体加工设备的预设工艺流程对当前批次晶圆进行工艺，并获取实时工艺进度；在目标晶圆进入加热阶段的情况下，调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离；在目标晶圆 进入冷却阶段的情况下，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135；对第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压进行二次调节以使冷却盘130与加热盘110之间保持第二距离，并通过冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135进行目标冷却液的循环，直至目标晶圆降温至预设值。
此外，上述的存储器803中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本申请还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，方法包括：基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液；基于半导体加工设备的预设工艺流程对当前批次晶圆进行工艺，并获取实时工艺进度；在目标晶圆进入加热阶段的情况下，调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离；在目标晶圆 进入冷却阶段的情况下，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135；对第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压进行二次调节以使冷却盘130与加热盘110之间保持第二距离，并通过冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135进行目标冷却液的循环，直至目标晶圆降温至预设值。
又一方面，本申请还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法所提供的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，方法包括：基于半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于冷却效率波动范围确定目标冷却液；基于半导体加工设备的预设工艺流程对当前批次晶圆进行工艺，并获取实时工艺进度；在目标晶圆进入加热阶段的情况下，调节第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压以使冷却盘130与加热盘110之间保持第一距离；在目标晶圆 进入冷却阶段的情况下，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道131上作为目标的出口135；对第一容置子腔室240和第二容置子腔室250中的气压进行二次调节以使冷却盘130与加热盘110之间保持第二距离，并通过冷却液循环管道131的入口134和作为目标的出口135进行目标冷却液的循环，直至目标晶圆降温至预设值。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘，其特征在于，所述加热冷却复合盘设置于所述半导体加工设备的工艺腔中，所述加热冷却复合盘包括：
加热盘（110）；
腔体（120），连接于所述加热盘（110）的一侧，所述腔体（120）与所述加热盘（110）围成容置腔室；
冷却盘（130），滑动设置于所述容置腔室内，所述冷却盘（130）、所述腔体（120）的侧壁以及所述加热盘（110）围成第一容置子腔室（240），所述第一容置子腔室（240）通过第一通气阀（260）与第一气源连通，所述冷却盘（130）、所述腔体（120）的侧壁和底壁围成第二容置子腔室（250），所述第二容置子腔室（250）通过第二通气阀（230）与第二气源连通；
冷却液输入管（180），贯穿所述腔体（120）的底壁连接到所述冷却盘（130）上的冷却液循环管道（131）的入口（134）；
多个冷却液输出管（190），贯穿所述腔体（120）的底壁分别连接到所述冷却盘（130）上的冷却液循环管道（131）不同位置的多个出口（135）；所述多个冷却液输出管（190）与所述多个出口（135）一一对应；
其中，所述冷却液输入管（180）连接管道的卡套接头的口径小于所述冷却液输出管（190）连接管道的卡套接头的口径，通过控制所述第一容置子腔室（240）与所述第二容置子腔室（250）中的气压，可调节所述冷却盘（130）与所述加热盘（110）之间的距离。
2.根据权利要求1所述的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘，其特征在于，所述加热冷却复合盘还包括：
滑动引导件（140），连接于所述加热盘（110）上，所述冷却盘（130）可滑动地套设于所述滑动引导件（140）上；
弹簧（150），套设在所述滑动引导件（140）上、且位于所述加热盘（110）与所述冷却盘（130）之间，所述弹簧（150）用于对所述冷却盘（130）施加推力；
第一隔热垫片（160），安装于所述加热盘（110）与所述腔体（120）之间；
第二隔热垫片（170），贴合于所述冷却盘（130）靠近所述加热盘（110）的一侧、且套设于所述滑动引导件（140）上。
3.一种用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于权利要求1或2所述加热冷却复合盘，所述控制方法包括：
基于所述半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于所述冷却效率波动范围确定目标冷却液；
基于所述半导体加工设备的预设工艺流程对当前批次晶圆进行工艺，并获取实时工艺进度；
在目标晶圆进入加热阶段的情况下，调节所述第一容置子腔室（240）和所述第二容置子腔室（250）中的气压，以使所述冷却盘（130）与所述加热盘（110）之间保持第一距离；
在所述目标晶圆进入冷却阶段的情况下，基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道（131）上作为目标的出口（135）；
对所述第一容置子腔室（240）和所述第二容置子腔室（250）中的气压进行二次调节，以使所述冷却盘（130）与所述加热盘（110）之间保持所述第二距离，并通过冷却液循环管道（131）的入口（134）和作为目标的出口（135）进行目标冷却液的循环，直至所述目标晶圆降温至预设值。
4.根据权利要求3所述的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，其特征在于，所述第一距离为冷却盘（130）与所述加热盘（110）之间距离的极大值，所述调节所述第一容置子腔室（240）和所述第二容置子腔室（250）中的气压，以使所述冷却盘（130）与所述加热盘（110）之间保持第一距离，包括：
确定所述冷却盘（130）与所述加热盘（110）之间的当前距离；
在所述当前距离小于极大值的情况下，控制所述第一容置子腔室（240）中的气压为P1、所述第二容置子腔室（250）中的气压为P2，通过调节P1、P2的大小，推动所述冷却盘（130）向远离所述加热盘（110）的方向移动，直到所述冷却盘（130）与所述加热盘（110）之间的距离达到极大值时停止移动。
5.根据权利要求4所述的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，其特征在于，所述加热盘（110）与所述冷却盘（130）之间设置有弹簧（150），所述弹簧（150）用于对所述冷却盘（130）施加推力F1，
在控制所述冷却盘（130）向远离所述加热盘（110）的方向移动的过程中，使P2＜F1+P1+G，其中，G为所述加热盘（110）的重力。
6.根据权利要求5所述的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，其特征在于，所述对所述第一容置子腔室（240）和所述第二容置子腔室（250）中的气压进行二次调节以使所述冷却盘（130）与所述加热盘（110）之间保持第二距离，包括：
在所述第一距离与所述第二距离不同的情况下，调节P1、P2的大小，推动所述冷却盘（130）向靠近所述加热盘（110）的方向移动，直到所述冷却盘（130）与所述加热盘（110）之间的距离达到所述第二距离时停止移动；
其中，在控制所述冷却盘（130）向靠近所述加热盘（110）的方向移动的过程中，P2＞F1+P1+G。
7.根据权利要求3所述的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，其特征在于，所述基于所述半导体加工设备的工艺类型确定冷却效率波动范围，并基于所述冷却效率波动范围确定目标冷却液，包括：
基于所述半导体加工设备的工艺类型确定对应的工艺温度范围，并基于所述工艺温度范围以及不同类型晶圆对应的冷却时间指标，确定所述冷却效率波动范围；
基于所述冷却效率波动范围以及，预设的冷却效率波动范围与冷却液的映射关系表，确定目标冷却液。
8.根据权利要求3所述的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，其特征在于，所述基于当前批次晶圆的冷却效率目标值，确定第二距离以及冷却液循环管道（131）上作为目标的出口，包括：
基于当前批次晶圆的工艺温度以及冷却时间指标，确定所述当前批次晶圆的冷却效率目标值；
基于所述当前批次晶圆的冷却效率目标值以及预先确定的冷却效率与，冷却盘（130）与加热盘（110）之间距离和冷却液循环管道（131）的循环区段长度的对应关系，确定第二距离以及冷却液循环管道（131）上作为目标的出口（135）。
9.根据权利要求8所述的用于半导体加工设备的加热冷却复合盘的控制方法，其特征在于，所述通过冷却液循环管道（131）的入口（134）和作为目标的出口（135）进行目标冷却液的循环，包括：
开启所述冷却液循环管道（131）的入口（134）和作为目标的出口（135）；
通过冷却液输入管（180）持续向冷却液循环管道（131）的入口（134）输送所述目标冷却液，同时通过作为目标的出口（135）对应的冷却液输出管（190）排出所述目标冷却液。
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